(57)【要約】【課題】安価に入手して利用できる凍結センサを得る。【解決手段】水などの液体ｗを封入した検知容器２５、封入した液体ｗの体積変化に伴って変位するアクチュエータ７、アクチュエータ７の変位によって切換え操作されるスイッチング機構５を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を封入した検知容器、封入した液体の体積変化に伴って変位するアクチュエータ、前記アクチュエータの変位によって切換え操作されるスイッチング機構を備えていることを特徴とする凍結センサ。
【請求項２】
前記検知容器をシリンダ状に構成するとともに、前記アクチュエータを前記検知容器にスライド変位可能に内挿してある請求項１記載の凍結センサ。
【請求項３】
前記液体が、水である請求項１または２記載の凍結センサ。
【請求項４】
前記スイッチング機構が、スナップアクション作動する請求項１ないし３のいずれかに記載の凍結センサ。
【請求項５】
前記アクチュエータの先端で、前記スイッチング機構における可動片を直接に当接操作する請求項４記載の凍結センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面の凍結検知、などに利用する凍結センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
路面の凍結を検知する手段としては、例えば、特許文献１に開示されているように、カメラによって撮影した路面の画像解析によって凍結、等を判断するものが知られている。
【特許文献１】特開２００３−２７９６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した凍結検知手段は、大掛かりなシステムであるために大きい設備コストを必要とするのみならず、監視のために常時電力を消費するので、運転コストも高くつくものであった。
【０００４】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、安価に入手して利用できる凍結センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明の凍結センサは、液体を封入した検知容器、封入した液体の体積変化に伴って変位するアクチュエータ、前記アクチュエータの変位によって切換え操作されるスイッチング機構を備えている。
【０００６】
本発明によると、検知容器に封入された液体が温度変化に伴って体積変化すると、これがアクチュエータの変位としてスイッチング機構に伝達され、アクチュエータが設定量以上に変位するとスイッチング機構が切換え作動する。
【０００７】
ここで、スイッチング機構が切換え作動するアクチュエータの変位量を適当に設定することで、凍結時点、あるいは、凍結直前、などの状態を検知することが可能となる。
【０００８】
また、スイッチング機構が切換え作動されるまでは電力の消費がない。
【０００９】
（２）本発明の凍結センサの一つの実施形態では、前記検知容器をシリンダ状に構成するとともに、前記アクチュエータを前記検知容器にスライド変位可能に内挿している。
【００１０】
この実施形態によると、封入した液体の体積変化をアクチュエータの直線スライド変位として取り出すことができる。
【００１１】
（３）本発明の凍結センサの他の実施形態では、前記液体が、水である。
【００１２】
この実施形態によると、封入した水が凍結することで体積が増大し、アクチュエータを強力かつ的確に変位作動させることができる。
【００１３】
（４）本発明の凍結センサの一つの実施形態では、前記スイッチング機構が、スナップアクション作動するものである。
【００１４】
この実施形態によると、アクチュエータの小さい変位でスイッチング機構を切換え作動させることができるので、封入液体の小さい体積変化を検知することが可能となり、検知容器を容積の小さいものですますことができ、凍結センサの小型化に有効となる。
【００１５】
（５）上記（４）の実施形態では、前記アクチュエータの先端で、前記スイッチング機構における可動片を直接に当接操作するようにしてもよい。
【００１６】
この実施形態によると、スイッチング機構を備えたスイッチに、検知容器とアクチュエータを組み付けた簡単な構成とすることができ、凍結センサを安価に製作することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明の凍結センサは、水などの封入液体の体積変化を利用してスイッチング機構を作動させるものであるので、安価に入手して、消費電力少なく利用することができるものでありながら、的確に凍結検知を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面によって、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
図１に、本発明に係る凍結検知用のスイッチの縦断した側面図が示されている。このスイッチは、絶縁樹脂材からなる中空のスイッチケース１、スイッチケース１の底部にインサート装着された３つの端子２，３，４、スイッチケース１に内装されたスナップ作動式のスッチング機構５、スイッチケース１の上面に取り付けられた凍結検知部６、この凍結検知部６からスライド出退自在に延出されてスイッチケース１に挿入されたアクチュエータ７、等で構成されており、各端子２，３，４の下方露出端に外部配線がネジ接続されるようになっている。
【００２０】
スイッチケース１は、一対のスイッチ取付け用孔８が形成されたケース本体１ａに端子２，３，４がインサート装着されるとともに、ケース本体１ａの上端開口に上蓋１ｂを封止連結して構成されている。
【００２１】
スイッチング機構８は、コモン端子となる端子２の内端部に基端部（図では左端部）がカシメ付け連結された板バネ製の可動片１２、常閉端子となる端子３の内端部にカシメ付け連結された固定片１３、常開端子となる端子４の内端部にカシメ付け連結された固定片１４、で構成されており、可動片１２の遊端部側から基端側に向けて延出されたスナップ作動用のバネ片１５が弾性湾曲されて、その先端が端子２に固定された受け部材１６の前端に係止されている。
【００２２】
可動片１２は端子２との連結箇所を支点にして上下に湾曲揺動可能に片持ち支持されており、一対の固定片１３，１４は可動片１２の遊端部に上下から対向するよう配備されている。可動片１２の遊端に備えられた上下の可動接点２２に対向する固定接点２３，２４が各固定片１３，１４に設けられており、可動片１２が上下に揺動して可動接点２２が固定接点２３あるいは固定接点２４に接触されることで、端子２と端子３の導通状態、あるいは、端子２と端子４の導通状態が得られるようになっている。
【００２３】
スイッチング機構８は以上のように構成されており、アクチュエータ７に押し込み外力が働かない通常時には、図１に示すように、バネ片１５の弾性復元力によって可動片１２は上向きの揺動力を受け、可動片１２が固定片１３に押圧接触されて端子２と端子３が導通された状態で安定している。
【００２４】
図１に示す状態から、アクチュエータ７が外力によって押し込み変位されると、可動片１２が下方に湾曲変形され、アクチュエータ７による押圧点がバネ片１５の先端係止点より下方に越えると、バネ片１５の弾性復元力によって可動片１２に与えられる揺動作用が上向きから下向きに反転し、可動片１２は瞬時に下方揺動されて固定片１４に接触導通され、一瞬にして接点切換えが行われる。
【００２５】
アクチュエータ７の押し込みが解除されると可動片１２は自由状態となり、バネ片１５の弾性復元力によって可動片１２は再び上方への揺動作用を受け、図１に示す元の姿勢に復帰されて接点切換えが行われる。
【００２６】
前記凍結検知部６は、スイッチケース１の上方に突設されており、検知容器２５に前記アクチュエータ７と復帰バネ２６を組み込んで構成されている。
【００２７】
前記検知容器２５は、ステンレス鋼などの防錆金属材からなる直線状のシリンダとして形成され、スイッチケース１の上蓋１ｂにねじ込み固定したブラケット２７を介して検知容器２５が立設保持されている。この検知容器２５の内奥とアクチュエータ７の上端との間に形成された間隙に、凍結検知用の液体として水ｗが封入されている。
【００２８】
前記アクチュエータ７は、金属材あるいは硬質樹脂材で大径頭部付きのロッド状に形成されており、その大径頭部７ａが検知容器２５にスライド変位可能に内挿されるとともに、大径頭部７ａの外周に装着したＯリング２８によって封入した水ｗの漏洩が阻止されている。アクチュエータ７の下部はスイッチケース１の内部にまで挿入され、その下端先端部がスイッチング機構５における前記可動片１２の基部近くの上面に近接して対向されている。
【００２９】
前記復帰バネ２６は、大径頭部７ａの下端面に作用するよう検知容器２５の内部に組み込まれており、アクチュエータ７を上方にスライド付勢するよう作用する。
【００３０】
本発明に係る凍結センサは以上のように構成されており、検知容器２５に封入した水ｗが凍結によって体積膨張すると、水ｗの体積増大変化に伴ってアクチュエータ７が下方に変位され、これによってスイッチング機構５が切換え操作されるように設定することで凍結情報を得ることができる。
【００３１】
なお、上記構成のスイッチング機構５においては、アクチュエータ７の５〜８ミクロン程度の変位で切換え作動させることができる。また、検知容器２５の内奥とアクチュエータ７の大径頭部７ａとの間隔を大きくして封入した水ｗの容量を大きくするほど、凍結時におけるアクチュエータ７の変位量を大きく確保することができる。
【００３２】
この凍結センサの使用形態としては、例えば、路面に埋設して凍結発生を知らせる道路情報として提供したり、水道管の近傍での凍結検知を行って、水道管の凍結防止用に備えられたヒータの制御情報として利用することが可能となる。また、検知容器２５に封入する水の容量、スイッチング機構５に対するアクチュエータ７の作用位置、あるいは、スイッチング機構５自体の初期設定、等によっては、凍結前の状態を検知して、凍結予知に利用することもできる。
【００３３】
〔他の実施例〕
（１）上記実施例では、液体（水）ｗの凍結に伴う体積膨張によって変位するアクチュエータ７で直接にスイッチング機構５を操作する構造としているが、このアクチュエータ７の変位を中間部材などを用いて拡大してスイッチング機構５を操作する構造とすることで、一層敏感な検知が可能となる。
【００３４】
（２）図２に示すように、液体ｗを封入した検知容器２５を、液体ｗを封入する大径部２５ａと、アクチュエータ７を内挿する小径部２５ｂを備えた段付きシリンダに構成することで、液体ｗの体積膨張に対するアクチュエータ７の変位を増大することが可能となる。
【００３５】
（３）検知容器２５はシリンダ状のものに限られるものではなく、例えば、球状あるいはカプセル形状に形成して、この検知容器２５にアクチュエータ７を直線スライド変位可能に挿入して実施することもできる。
【００３６】
（４）上記実施例ではアクチュエータ７を直線変位させるものとしているが、液体ｗの凍結に伴う体積膨張によってアクチュエータ７を回動変位させる形態にすることもできる。
【００３７】
（５）検知容器に封入する液体としては、凍結によって体積膨張するものであればいかなるものでもよく、例えば、凍結しない液体と水とを混合したものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、凍結センサとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】凍結センサの縦断側面図
【図２】凍結検知部の別実施例を示す縦断面図
【符号の説明】
【００４０】
５            スイッチング機構
７            アクチュエータ
１２          可動片
２５          検知容器
ｗ            液体（水）
【図１】
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【図２】
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