(57)【要約】【課題】光の反射を利用して液位を示し、長期間使用しても常に正確な液位を示す液位ゲージ装置を提供する。【解決手段】貯水タンク１０に貯まった液体の液面の高さを示す液位ゲージ装置において、前部板１と後部板２と、前部板１と後部板２との間に介在する空気層４から成るゲージ板８を貯水タンク１０内に固定すると共に、貯水タンク１０に備えられた有効視認エリア１１側に前部板１を向け、ゲージ板８が液体に浸かっているときに、前部板１と空気層４との境界で有効視認エリアからの光が全反射することで、その光の作用によって液面より下は前部板１だけが有効視認エリア１１から見え、液面より上は前部板１を透して後部板２が見えるようにしたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクに貯まった液体の液面の高さを示す液位ゲージ装置において、
透明材による前部板と、可視情報を備えた後部板と、前記前部板と前記後部板との間に介在する空気層から成るゲージ板を前記タンク内に固定すると共に、前記タンクに備えられた視認エリア側に前記前部板を向け、
前記ゲージ板が液体に浸かっているときに、前記前部板と前記空気層との境界で前記視認エリアからの光が全反射することで、その光の作用によって液面より下は前記前部板だけが前記視認エリアから見え、液面より上は前記前部板を透して前記後部板の可視情報が見えるようにしたことを特徴とする液位ゲージ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液位ゲージ装置において、
前記前部板の表面に図形を配し、該図形の上端を前記タンクに貯まる液体の量の限度とする位置に対応させ、前記図形の下端を前記タンクに液体を補充する目安とする位置に対応させたことを特徴とする液位ゲージ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液位ゲージ装置において、
前記前部板の表面の上下方向に文字列を配し、該文字列の最上位置の文字を前記タンクに貯まる液体の量の限度とする位置に対応させ、最下位置の文字を前記タンクに液体を補充する目安とする位置に対応させたことを特徴とする液位ゲージ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液位ゲージ装置において、
前記タンクの視認エリアから入って前記前部板で全反射した光が当る位置にレベルマークを配したことを特徴とする液位ゲージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク内に収容された液体の液面の高さを示す液位ゲージ装置に関し、特に長期間の使用でも常に正確な液位を示す液位ゲージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液位ゲージ装置は、貯水タンクの底面に立設しており、ガイド体の側壁に沿って上下動可能で、かつ反射板を備えたフロートが貯水タンクの液面まで浮上することで、ガイド体にその上下方向に複数設けた光センサからの光を反射板で反射し、その反射光を光センサが受光することでフロートの位置を特定して液位を検出している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２９６０９５号公報（段落「００１２」−段落「００１３」、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の技術においては、ガイド体の上部と下部にフィルタを設けられているが、長期間の使用によって水垢がガイド体の内壁に付着していってしまい、その付着した水垢が溜まっていくとフロートが引っ掛かってしまい上下に移動できなくなって、正確な液位を検出できなくなるという問題がある。
本発明は、上記の問題点を解決するための手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するために、タンクに貯まった液体の液面の高さを示す液位ゲージ装置において、透明材による前部板と、可視情報を備えた後部板と、前記前部板と前記後部板との間に介在する空気層から成るゲージ板を前記タンク内に固定すると共に、前記タンクに備えられた視認エリア側に前記前部板を向け、前記ゲージ板が液体に浸かっているときに、前記前部板と前記空気層との境界で前記視認エリアからの光が全反射することで、その光の作用によって液面より下は前記前部板だけが前記視認エリアから見え、液面より上は前記前部板を透して前記後部板の可視情報が見えるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
これにより、本発明は、前部板と後部板との間に空気層を設けることで、光が液体を介した場合にゲージ板と空気層との間で光の全反射が起きるため後部板が見えなくなるので、後部板が見える箇所と見えなくなっている箇所との境が液面であることが明確となるため、フロートを用いることなく常に正確な液位を示し、さらに長期間使用しても示した液位の位置と実際の液位とに差が生じることを無くすことができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に、図面を参照して本発明による液位ゲージ装置の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は実施例１の液位ゲージ装置のゲージ板の構造を示す説明図であって（ａ）は側方から見た断面を示し、（ｂ）は斜め方向から見た断面を示す。
図１において、ゲージ板８は、樹脂等によって成る透明材の前部板１と、樹脂等によって成る後部板２との表面を合わせ、かつ両板の間に空気層４が介在するように両面テープ等の接着剤３で前部板１、後部板２間を密閉した状態に接着することで構成される。
【０００８】
ここで、図２は実施例１の前部板および後部板を示す説明図であって、（ａ）は前部板、（ｂ）は後部板を示している。
図２において、前部板１は、片側の面に接着剤３を付着させるための付着エリア１ａが端部に沿って設けられている。
前部板１は、後部板２に対向する面に、図２（ａ）に示すように、付着エリア１ａに重ならない程度で大きく、黒色を透過する赤色で描かれた菱形の模様を鋭角となる箇所が上下方向に向けて配される。
【０００９】
また、模様として描かれる菱形は上部の鋭角の先端が後述する貯水タンク１０の貯水量の上限（貯水タンク１０に貯まる液体の量の限度）である満水レベルの位置となり、下部の鋭角の先端が貯水量の下限（貯水タンクに液体を補充する目安）の位置となるように定めている。
後部板２は、前部板１に対向する面が、図２（ｂ）に示すように黒一色に塗られているものとする。なお黒に塗ったことで後部板２は可視情報を備えたことになる。またここで塗られている色は黒としているが、それに限るものではなく、前部板１の模様と区別できれば黒以外の色でもよく、また一色にするだけに限らず縦方向のライン等の模様であってもよい。
【００１０】
前部板１の付着エリア１ａは、後部板２と重ねたときに空気層４が形成できるようにより厚みを設けるようにしているものとし、本実施例では前部板１の付着エリア１ａ以外の厚みと後部板２の厚みは０．５ｍｍ程度で、空気層４の厚みは０．４ｍｍ程度となるように前部板１と後部板２が形成されているものとする。
上記のように形成した前部板１の付着エリア１ａと後部板２との間に接着剤３を付着し、前部板１と後部板２とを接着することで空気層４を形成してゲージ板８を構成する。
【００１１】
ここで、図３は実施例１の液位ゲージ装置を示す側断面図である。
図３において、１０は貯水タンクであり、内部の様子を確認するために、その外壁の上部の一部が透明な材質によって成る有効視認エリア１１が設けられている他、内壁から突出するゲージ板８を係止して固定するための図示しない係止部が設けられている。
ここで、上記のゲージ板８が固定される位置は、有効視認エリア１１から内部を見たときに内部に貯まる液体を介して前部板１が見えるようにするため、有効視認エリア１１を有する壁から所定の隙間１２を空けた位置となるようにしている。
【００１２】
また、隙間１２の間隔については、貯水タンク１０に貯まる液体における光の屈折率と空気層４における光の屈折率との関係から定めているため、以下に両屈折率を用いてその説明を行う。
ここで、図４は貯水タンクに液体が貯まっている様子を示す説明図、図５は有効視認エリアから一部が液体に浸かったゲージ板を見た様子を示す説明図である。
【００１３】
まず液体の屈折率をｎ１とし、空気層４の屈折率をｎ２とすると、一般的にｎ１＞ｎ２の関係が成立する。
ここで、図４に示すように一部が液体に浸かっているゲージ板８の場合、上記の両屈折率ｎ１、ｎ２との関係より臨界角θ以上の入射角で入った光は空気層４を通らずに前部板１と空気層４との境界で全反射する。
【００１４】
そのため、臨界角θ以上でゲージ板８の液体に浸かっている箇所を見た場合は、前部板１の模様が見えて、空気層４を挟んで前部板１と対向配置された後部板２は見えないようになる。
よって、図５に示すように液体に浸かっている下側は前部板１の模様となっている菱形の一部が視認可能となり、また液体に浸かっていない上側は前部板１、空気層４を透して後部板２が視認可能となる。
【００１５】
そこで、有効視認エリア１１から貯水タンク１０内を覗いたときに、上記の臨界角θ以上の角度で前部板１を見るように、上記の隙間１２や有効視認エリア１１の位置が定められている。
上述した構成の作用について説明する。
液体が無い状態では、液位ゲージ装置の空気層４と周囲の空気が同一であるため、前部板１の厚み分でわずかな光の屈折が起こるものの、見た目はほとんど影響を受けず、前部板１を透して後方の後部板２が見えるようになっている。
【００１６】
次に貯水タンク１０内に液体が入ってくると、上述したように液体の屈折率をｎ１、空気の屈折率をｎ２としたときに、ｎ１＞ｎ２の関係から液体と空気層３との間で光の屈折が起こり、臨界角θ以上の場合に前部板１の空気層４側の面と空気層４との間で全反射が起きる。
そのため、有効視認エリア１１からゲージ板８を臨界角θ以上で見ると、液体に浸かっている箇所では光の全反射が起こって前部板１を透して後部板２は見えず、前部板１の模様のみが見える。
【００１７】
これによって、液面より上を見たときには前部板１を透して後部板２が見え、液面より下を見たときは前部板１に描かれた菱形の一部が見えるので、その液面の位置が明確になる。
以上説明したように、本実施例では、フロートを用いず、液体そのものが液面位置を示すため、ゲージ板が示す液位と実際の液位とに差が生じることが無く、長期間使用しても安定して液位を示すことが可能であるため、給水不足や貯水過多を防ぐことができる。
【００１８】
また、従来の液位ゲージ装置におけるフロートの保守のために必要なフィルタ等の保守部材を用いていないため、メンテナンスフリーであり、構造が簡単であるため、コストも低減できるという効果を得られる。
なお、上記実施例１においては、前部板１の模様を菱形として説明したが、これに限らず文字であってもよい。
【００１９】
ここで図６は文字を印刷した前部板を示す説明図であり、図６に示すように上部から下部にかけて「ＦＵＬＬ」の文字を順に最上位置にあるＦの文字が貯水量の上限位置、ＵとＬの文字間の位置を貯水量の中間の位置、最下位置に配するＬの文字を貯水量の下限位置に該当するように配することで、係員にとっては見えている文字でその貯水量の程度を確認することができる。
【００２０】
なお、上記実施例１における前部板の付着エリア以外の厚みや後部板の厚み、空気層の厚みについて具体的な数値を示したが、その数値に限られるものではなく、使用される状況等にあわせてより厚くてもよく、また薄くしたものを用いてもよい。
【実施例２】
【００２１】
図７は実施例２の前部板を示す説明図である。
上記実施例１と同様の部分は同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施例における、前部板１は実施例１と同様にして樹脂等の透明材であるが、菱形等の模様は描かれていない点が相違する。
そのため、液体に浸かっているゲージ板８を臨界角θ以上の角度で見たときに、上記実施例１と同様に前部板１と空気層４との境界で全反射が起こり、前部板１が透明材であることからミラー効果が発生して鏡面として機能する。
【００２２】
図８は実施例２の液位ゲージ装置を示す側面図である。
図８において、２０はレベルマークであり、貯水タンク１０の底で、かつ前部板１の有効視認エリア１１に近い側の表面から所定の距離Ｌだけ離して設置されており、その表面には円等の図形が描かれている。
この距離Ｌは、貯水タンク１０に液体が満水レベルまで貯まったときに、有効視認エリア１１から入って前部板１と空気層との境界で全反射した光が当る位置、つまり鏡面として機能している前部板１にレベルマーク２０として描かれた図形全体が写る位置となるようにその長さが定められている。
【００２３】
上述した構成の作用について説明する。
図９は実施例２の一部が液体に浸かっているゲージ板を示す説明図で、（ａ）はゲージ板を側面から見た様子を示し、（ｂ）は有効視認エリアからゲージ板を見た様子を示している。
有効視認エリア１１からゲージ板８を見た場合に、液体に浸かっている箇所は前部板１で光が全反射するようになるため、図９（ｂ）に示すように前部板１の液体に浸かっている箇所には前部板１の前方の底面に配されたレベルマーク２０の一部が映し出されるようになり、液体に浸かっていない箇所については前部板１を透過してその後方の後部板２が見えるようになる。
【００２４】
以上説明したように、本実施例では、レベルマークを設けたことによって液体に浸かっている箇所では鏡面になった前部板にレベルマークの模様が写り、液体に浸かっていない箇所では後部板が見えて液面より上と下とでゲージ板の見え方が変わるため、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
また、前部板に模様を設ける必要がなく、前部板と後部板との色の組み合わせを考慮する必要がないため、レベルマークに用いる模様の色の選択幅が広いという利点がある。
【００２５】
なお、上記実施例２においてはレベルマークを図形として説明したが、これに限らず文字および文字列としてもよく、そのような場合には液体が満水レベルに達したときに文字および文字列全体が前部板に写し出されるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施例１の液位ゲージ装置のゲージ板の構造を示す説明図
【図２】実施例１の前部板および後部板を示す説明図
【図３】実施例１の液位ゲージ装置を示す側断面図
【図４】貯水タンクに液体が貯まっている様子を示す説明図
【図５】有効視認エリアから一部が液体に浸かったゲージ板を見た様子を示す説明図
【図６】文字を印刷した前部板を示す説明図
【図７】実施例２の前部板を示す説明図
【図８】実施例２の液位ゲージ装置を示す側面図
【図９】実施例２の一部が液体に浸かっているゲージ板を示す説明図
【符号の説明】
【００２７】
１    前部板
１ａ  付着エリア
２    後部板
３    接着剤
４    空気層
８    ゲージ板
１０  貯水タンク
１１  有効視認エリア
１２  隙間
２０  レベルマーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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