ミスト生成器
【課題】水溶液の水質の影響を受けることなく水溶液残存量を検知することが可能なミスト生成器を提供する。
【解決手段】本発明のミスト生成器は貯水タンクと、電極群により電圧を印加する印加部と、電圧を検知する検知部とを備えている。また、印加部及び検知部の制御を行う制御部を備えている。検知部は、貯水タンクに貯えられた液体を介して電圧を検知する導電部材を備えている。またミスト生成器は、導電部材で検知される電圧と導電部材の液体接触面との関係を、異なる導電率毎に複数示した情報である関係情報を、記録媒体等に記録している。制御部は、電極群を用いて、貯水タンクに貯えられている液体の導電率を算出する。そして算出した導電率に対応する上記関係をこの関係情報から判別し、判別した上記関係を用いて、導電部材で検知された電圧に対応する導電部材の液体接触面積を算出する。
【解決手段】本発明のミスト生成器は貯水タンクと、電極群により電圧を印加する印加部と、電圧を検知する検知部とを備えている。また、印加部及び検知部の制御を行う制御部を備えている。検知部は、貯水タンクに貯えられた液体を介して電圧を検知する導電部材を備えている。またミスト生成器は、導電部材で検知される電圧と導電部材の液体接触面との関係を、異なる導電率毎に複数示した情報である関係情報を、記録媒体等に記録している。制御部は、電極群を用いて、貯水タンクに貯えられている液体の導電率を算出する。そして算出した導電率に対応する上記関係をこの関係情報から判別し、判別した上記関係を用いて、導電部材で検知された電圧に対応する導電部材の液体接触面積を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載されて噴霧を行うミスト生成器に関するものであり、特に電極を用いてタンク内水溶液の残量検知を行うミスト生成器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ミスト生成器において、様々な形態や特徴を備えたミスト生成器が開発されている。例えば、水や電解水等の液体からミスト（＝霧）を生成し、噴霧することで車中の空気を清浄する移動体用のミスト生成器等が実用化されている。
【０００３】
上記に関連して特許文献１には、持ち運び可能な噴霧装置（＝ミスト生成器）が開示されている。この噴霧装置は、加湿用の液体を貯えるための液体貯留手段と、貯えられている液体を上方に供給する液体供給手段とを備えている。また、ハウジング内の上部に設けられ、液体供給手段から供給を受けて、液体からミストを作るミスト生成手段を備えている。
【０００４】
またこの噴霧装置は、ミスト生成手段の上方に、ミスト生成手段によって生成されたミストを通す開口を備えている。また、ハウジングの上端にオン位置とオフ位置との間で回動可能に設けられる蓋と、蓋がオン位置に回動された時に開口と連通する放出口とを備えている。これにより、ミストが開口及び放出口を通って放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６８３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１のようなミスト生成器においては、水溶タンク内の水溶液の渇水を検知することはできるが、詳細な水溶液残存量を測定することはできなかった。もし測定しようとすれば、例えば水位検知用の電極を多数個設置するか、或いは水位検知用の専用センサを別途搭載する必要があった。しかしこれらは部品点数の増加と、それによる装置の大型化やコストアップに繋がる。結果として、ミスト生成器を移動体へ搭載するのが困難になるという問題があった。
【０００７】
この問題に対して、水溶液タンクの内部に設けられた一つの渇水電極を用いて、水溶液の水位を測定する技術が提案されている。この技術では、水溶液タンクの内部に電圧を印加するための電極と、この電圧を水溶液を介して検知する渇水電極とを設ける。渇水電極は、その下端が水溶液タンクの底から所定距離だけ高い位置となるよう、設けられている。つまり水溶液が減少した場合に、渇水電極の下端が水溶液に接触しなくなることで、渇水を検知する。
【０００８】
また、渇水電極の水溶液接触面の鉛直方向の長さ（以下、「水深」という）の差により生じる検知電圧の差を、予め測定しておく。そしてこの差分に基づいて、水溶液タンク内の水溶液残存量を判定する。通常、水深が大きくなる程、検知電圧は大きくなる。また水深と検知電圧との関係は、ほぼ正比例の関係になる。
【０００９】
図９は、水溶液タンクに設けられた電極板に２４Ｖの電圧を印加し、実験用の渇水電極の水深を変えながら電圧を測定した結果である。また図１０は、この結果をグラフ化したものである。この実験結果では、水深の違いによる検知電圧の変化の割合は、平均して１０ｍｍあたり約０．３３Ｖ程度であった。
【００１０】
このように予め水深と検知電圧との関係が分かっていれば、検知電圧に基づいて水深、つまり水溶液残存量を測定することが可能である。しかしながら水深と検知電圧との関係は、水溶液の水質によって影響を受ける。これは、水質が変われば水溶液の導電率が変わるためである。このため、水深と検知電圧との関係が常に一定とならないという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、水溶液タンクの水溶液残量を渇水電極により測定するミスト生成器であって、水溶液の水質変化の影響を受けることなく、水溶液残存量を測定することが可能なミスト生成器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために本発明のミスト生成器は、内部に液体を貯える貯水タンクと、複数の電極からなる電極群を備え、前記電極群に電圧を印加する印加部と、電圧を検知する検知部と、前記印加部及び前記検知部の制御を行う制御部とを備えるミスト生成器において、前記検知部は、前記印加部により前記電極群に印加された電圧を前記貯水タンクに貯えられた液体を介して検知する導電部材を備え、前記制御部は、前記電極群を用いて前記貯水タンクに貯えられている液体の導電率を算出し、前記導電部材の液体接触面の面積を、前記導電率及び前記導電部材で検知される電圧に基づいて算出することを特徴とする。
【００１３】
この構成によると、本発明のミスト生成器は、貯水タンクと、電極群により電圧を印加する印加部と、電圧を検知する検知部とを備えている。また、印加部及び検知部の制御を行う制御部を備えている。検知部は、印加部により印加された電圧を、貯水タンクに貯えられた液体を介して検知する導電部材を備えている。制御部は、電極群を用いて、貯水タンクに貯えられている液体の導電率を算出する。そして導電部材の液体接触面の面積を、導電率及び検知電圧に基づいて算出する。
【００１４】
また上記の目的を達成するために本発明のミスト生成器は、前記導電部材で検知される電圧と前記面積との関係を前記導電率の値に応じて複数示した情報である関係情報を備えており、前記制御部は、算出した前記導電率と前記関係情報とを用いて、前記導電部材で検知された電圧に対応する前記面積を算出することを特徴とする。
【００１５】
この構成によると、本発明のミスト生成器は、導電部材で検知される電圧と導電部材の液体接触面との関係を、異なる導電率毎に複数示した情報である関係情報を、記録媒体等に記録している。制御部は、算出した導電率に対応する上記関係をこの関係情報から判別し、判別した上記関係を用いて、導電部材で検知された電圧に対応する導電部材の液体接触面積を算出する。
【００１６】
また上記の目的を達成するために本発明のミスト生成器が備える前記制御部は、前記電極群における電極間の抵抗を検出し、検出された前記抵抗と、前記電極群から前記導電部材までの距離と、前記導電部材の面積とに基づいて、前記導電率を算出することを特徴とする。
【００１７】
この構成によると、制御部は、電極群の電極間の抵抗を検出し、検出された抵抗と、電極群から導電部材までの距離と、導電部材の面積とに基づいて導電率を算出する。
【００１８】
また上記の目的を達成するために本発明のミスト生成器が備える前記導電部材は、前記貯水タンクの内部において垂直方向に設けられた板状部材であり、前記関係情報は、前記導電部材で検知された電圧と前記導電部材の液体接触面の垂直方向の長さとの関係を前記導電率の値に応じて複数示した情報を含み、前記制御部は、算出した前記導電率と前記関係情報とを用いて、前記導電部材で検知された電圧に対応する前記長さを算出することを特徴とする。
【００１９】
この構成によると、導電部材は、貯水タンクの内部において垂直方向に設けられた板状部材である。また関係情報は、導電部材で検知された電圧と、導電部材の液体接触面の垂直方向の長さとの関係を、複数の導電率毎に示した情報を含んでいる。制御部は、算出した導電率に対応する上記関係をこの関係情報から判別し、判別した上記関係を用いて、導電部材で検知された電圧に対応する垂直方向長さを算出する。
【００２０】
また上記の目的を達成するために本発明のミスト生成器は、液体を霧化する霧化部と、前記貯水タンクに貯えられている液体を前記霧化部へ搬送するための流動経路の一部を形成する搬送部と、前記貯水タンクに貯えられている液体を加圧することにより、該液体を、前記搬送部を介して前記霧化部へ到達するように付勢する加圧部とを備え、前記制御部は、前記長さが予め定められた閾値を下回った場合に、渇水報知または前記加圧部に対する駆動の停止を行うことを特徴とする。
【００２１】
この構成によると、ミスト生成器は、液体を霧化する霧化部と、貯水タンクに貯えられている液体を霧化部へ搬送するための流動経路を形成する搬送部と、貯水タンクに貯えられている液体を加圧する加圧部とを備えている。制御部は、導電部材の液体接触面の垂直方向長さが所定の閾値を下回った場合に、渇水報知、または加圧部に対する駆動の停止を行う。
【００２２】
また上記の目的を達成するために本発明のミスト生成器が備える前記霧化部は、超音波振動子を含み、前記超音波振動子を用いて液体を霧化するとともに、前記貯水タンクの上方に設けられており、前記搬送部は、鉛直上向きに前記流動経路を形成し、前記加圧部は、前記貯水タンクの外部から前記貯水タンクの内部へ空気を送り込んで前記貯水タンク内の空気圧を増加させることにより前記貯水タンクに貯められている液体を加圧し、該液体を前記搬送部を介して押し上げて前記霧化部へ搬送することを特徴とする。
【００２３】
この構成によると、霧化部は、超音波振動子を含み、この超音波振動子を用いて液体を霧化する。また霧化部は、貯水タンクの上方に設けられている。搬送部は、鉛直上向きに流動経路を形成している。また加圧部は、貯水タンクの外部から内部へ空気を送り込んで貯水タンク内の空気圧を増加させることにより、液体を加圧して押し上げて霧化部へ搬送する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、水質に起因して発生する水深の測定誤差を、電極間の導電率を利用して補正する。このため、より精度が高く、実用に供する水深測定を行うことができる。またこれによりユーザは、水溶液の補給タイミングを容易に判断できるため、利便性の向上を図ることができる。また追加部品を必要としないため、省サイズ及び省コストの点で有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のミスト生成器の構成を示す上面図及び断面側面図である。
【図２】本発明のミスト生成器の霧化部の構成を示す模式図である。
【図３】本発明のミスト生成器の電気回路構成を示すブロック図である。
【図４】本発明のミスト生成器の非渇水時の内部構成を示す断面側面図である。
【図５】本発明のミスト生成器の渇水時の内部構成を示す断面側面図である。
【図６】検知電圧と水深との関係を示したテーブル図である。
【図７】検知電圧と水深との関係を示したグラフ図である。
【図８】本発明のミスト生成器の回路構成の一部を示した回路図である。
【図９】本発明のミスト生成器の電圧検知実験の結果を示すテーブル図である。
【図１０】本発明のミスト生成器の電圧検知実験の結果を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、ここで示す実施形態は一例であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。
〈１．内部構成について〉
図１は、本発明の一実施形態に係るミスト生成器１００の内部構成を示す模式図である。ミスト生成器１００は、ミスト生成器１００が搭載されている車両１０の車内に対してミストを生成して噴霧するための装置である。なおミスト生成器１００は、車両１０に着脱可能な構造となっている。またミスト生成器１００の各部は、特に材質に言及していない限り、例えばプラスチック成形品として形成される。
【００２７】
図１（ａ）は、ミスト生成器１００を上面から見た上面図である。図１（ｂ）は、ミスト生成器１００を側面から見た断面側面図である。ミスト生成器１００は、充電可能なバッテリ（不図示）等を電源として作動するもので、直径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍ程度の円筒形状をしている。なお図１（ｂ）においては、図中の下方向が、ミスト生成器１００の下部方向を示している。
【００２８】
図１に示すようにミスト生成器１００は、放出板１０１（＝霧化部）、超音波振動子１０２（＝霧化部）、水溶液タンク１０３（＝貯水タンク）、導水管１０４（＝搬送部）、空気圧送出装置１０５（＝加圧部）、電解電極１０６（＝電極群）、渇水電極１０７（＝導電部材）、及び制御基板２００を備えている。
【００２９】
放出板１０１は、ミストを放出するために微細な穴が中央部に設けられた板状部材である。超音波振動子１０２は、導水管１０４を介して押し上げられ、放出板１０１の下方に到達した水溶液を振動動作により霧状にする円盤形状の部材である。
【００３０】
そして霧状となった水溶液、つまりミストを、放出板１０１を通してミスト生成器１００の装置外部へ噴射する。これにより、ミストを生成して外部に放出するというミスト生成器１００の主目的が達成される。
【００３１】
水溶液タンク１０３は、上記の超音波振動子１０２がミスト生成に用いる水溶液を貯える。導水管１０４は、上下方向（鉛直方向）に伸びた略管状の部材として、ミスト生成器１００のハウジングに固定されて形成されている。導水管１０４の上端と下端は開口されており、導水管１０４の下端から入った水溶液がその内部を流動し、その上端から出ることが可能となっている。
【００３２】
導水管１０４の下端は、水溶液タンク１０３内へ突出するように設計されている。一方、導水管１０４の上端の近傍には、放出板１０１及び超音波振動子１０２が配置されている。これにより導水管１０４は、水溶液タンク１０３の内部から放出板１０１及び超音波振動子１０２へ向かうように、水溶液の流動経路を形成している。
【００３３】
なお導水管１０４の下端は、水溶液タンク１０３の底から所定距離だけ離れるように設定されている。また導水管１０４の形状としては、上述した通り略管状が好適であるが、水溶液の流動経路を形成する限り、種々の形状が採用され得る。
【００３４】
空気圧送出装置１０５は、空気の吸込口と吹出口を有しており、吸込口から吸い込んだ空気を、吹出口から吹き出す動作（以下、「送風動作」という）を行う。空気圧送出装置１０５は、吸込口がミスト生成器１００の外部（大気中）に開放されるように設置されている。また、吹出口がミスト生成器１００の下部に向くように設置されている。
【００３５】
送風動作により空気圧が増加すると、水溶液タンク１０３内の水溶液が加圧される。そして水溶液の水圧が増加することにより、導水管１０４の内部において、水溶液タンク１０３内の水溶液が押し上げられる。このように水溶液タンク１０３内の水溶液は、加圧されることにより超音波振動子１０２の近傍へ到達するように付勢され、超音波振動子１０２へ継続的に供給される。この結果、ミストが生成される。
【００３６】
なお、導水管１０４に存在していた空気は通気フィルタ（不図示）によりミスト生成器１００の外部へ放出される。なお通気フィルタは、空気は通すが水溶液は通さない止水膜を含む構造をしている。これにより、送風動作により水溶液タンク１０３内の水溶液が押し上げられた場合に、導水管１０４等に存在する空気が水溶液の押し上げを阻害するのを回避する。また止水膜により、水溶液がミスト生成器１００の外部へ漏れ出すのを防止する。
【００３７】
電解電極１０６は、電解水を生成するための電極群であり、陽極電極、及び陰極電極の一対の電極板を含むように構成されている。これら一対の電極板に電圧が印加されると、水溶液タンク１０３内の水溶液が電気分解される。これにより、殺菌作用や脱臭作用を有する次亜塩素酸や活性酸素等を含む電解水が生成される。
【００３８】
なお、電解電極１０６が含む電極板は、例えばチタンまたはルテニウム系材料に白金をコーティングし、その外側にイリジウムをコーティングすることにより形成されている。また電極板は、例えばリード線等を用いて電圧が印加される。なお陽極電極、及び陰極電極は、所定時間毎に極性を変化させ、極性を入れ換えて電解水を生成する。
【００３９】
渇水電極１０７は、電解電極１０６に印加された電圧を、水溶液タンク１０３内の水溶液を介して検知する。そして検知結果を、マイコン２０１へ送信する。これにより水溶液の液面を検知する。渇水電極１０７は、その下端が水溶液タンク１０３の底から所定距離（図中の高さＴ）だけ上方となるように設けられている。つまり水溶液タンク１０３が満水状態である水位から、ミスト生成器１００を駆動停止させる水位にかけて、渇水電極１０７が水溶液に接触するようになっている。
【００４０】
水位がこの高さＴを下回ると、渇水電極１０７は電圧を検知することができなくなる。これにより、水溶液タンク１０３の渇水を検知する。なお、渇水電極１０７の材質としては、例えば先端から根元まで一定の表面積を持つステンレス等の金属を用いる。
【００４１】
制御基板２００は、ミスト生成器１００の各部を制御する制御回路、またはマイコン等を含む基板である。制御基板２００は、ミスト生成器１００のハウジング（図１の例では水溶液タンク１０３の上方）に設けられたスペースに収納されている。
【００４２】
制御基板２００は、リード線等により超音波振動子１０２、電解電極１０６、及び渇水電極１０７等と接続されている。また制御基板２００は少なくとも、図３に示すマイコン２０１（＝制御部）、振動子駆動回路２０２（＝霧化部）、空気圧送出装置駆動回路２０３（＝加圧部）、及び電極駆動回路２０４（＝印加部）を含むように構成されている。なお、各部の詳細については後述する。
〈２．超音波振動子の構成について〉
図２は、本発明の一実施形態に係る超音波振動子１０２周辺の構成を示す模式図である。図２（ａ）は、超音波振動子１０２を斜め上方から見た状態を表している。図２（ｂ）は、線分ＡＡ’を含む面を断面とした場合の断面図（ただし制御基板２００等の部分は断面図となっていない）を表している。
【００４３】
図２に示すように、超音波振動子１０２はドーナツ型形状（断面は略長方形）をしており、外縁が円形である放出板１０１の上面に接着されている。放出板１０１は、例えばステンレスによって形成された略板状の部材であり、その中央の所定領域（超音波振動子１０２に囲まれた領域の一部）に、メッシュ部１０１ａが設けられている。
【００４４】
メッシュ部１０１ａは、ミストが通過できる程度の大きさの微小孔が多数設けられたメッシュ状に形成されている。超音波振動子１０２は、圧電セラミックにより形成されている。超音波振動子１０２の表面に形成された電極膜と放出板１０１との間に、ハウジング内に設置された制御基板２００によって所定電圧が印加されると、高周波（超音波）振動が発生する。これにより、水溶液を霧状にしてミストを生成する。
〈３．制御基板の構成について〉
図３は、本発明の第一の実施形態に係る制御基板２００の構成、及び制御基板２００に接続される部材の構成を示すブロック図である。図３に示すように制御基板２００は、マイコン２０１、振動子駆動回路２０２、空気圧送出装置駆動回路２０３、及び電極駆動回路２０４を備えている。また、制御基板２００に接続される部材として、図１に図示した部材の他に、起動スイッチ３０１、及び電源部３０２が存在する。
【００４５】
マイコン２０１は、ミスト生成器１００の各部材の駆動を有機的に制御して、ミストの生成を統括制御するものである。またマイコン２０１は、振動子駆動回路２０２〜電極駆動回路２０４に対する駆動制御や、電源部３０２に対する電圧制御を行う機能を備える。またマイコン２０１は、渇水電極１０７が電圧を検知しているか否かを監視することにより、水溶液タンク１０３に渇水が発生しているか否かを判定する。そしてこの判定結果に基づき、後述する電極駆動回路２０４の制御を行う。
【００４６】
振動子駆動回路２０２は、超音波振動子１０２に対する駆動電圧の印加の実施／未実施を選択的に行う回路である。また振動子駆動回路２０２は、印加する駆動電圧の大きさを変更することにより、生成されるミストの量を調整する機能を備える。
【００４７】
空気圧送出装置駆動回路２０３は、空気圧送出装置１０５に対する駆動電圧の印加の実施／未実施を選択的に行う回路である。また空気圧送出装置駆動回路２０３は、印加する駆動電圧の大きさを変更することにより、空気圧送出装置１０５が発生させる空気圧の量を調整する機能を備える。
【００４８】
電極駆動回路２０４は、電解電極１０６に対する駆動電圧の印加の実施／未実施を選択的に行う回路である。また電極駆動回路２０４は、電解電極１０６に含まれる電極板の極性を変更するためのスイッチング回路としての機能を備える。つまり一対の電極板が、正極電極及び陰極電極からなる電解電極となるよう、回路切り換えを行う。
【００４９】
起動スイッチ３０１は、ミスト生成器１００の稼働状態のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるためのリミットスイッチである。ただし起動スイッチがＯＦＦされている状態でも、起動スイッチ３０１はマイコン２０１対して微小電流を流す。これによりマイコン２０１はスタンバイ状態を維持することが可能である。
【００５０】
電源部３０２は、外部電源（不図示）より電力の供給を受け、ＤＣ／ＡＣの変換等を行い、ミスト生成器１００の各部に対して電源電圧を与える。電源部３０２は例えば、外部電源より電力供給を受けるための電源コードを接続する接続端子（不図示）を備えている。
【００５１】
或いは電源部３０２は、電源として乾電池或いは二次電池を使用することにより、外部電源から切り離された状態でミスト生成器１００の駆動を可能とする形態であってもよい。二次電池としては例えば、充電式アルカリ電池やリチウムイオンバッテリ等を用いることが可能である。
〈４．渇水検知処理について〉
次に、マイコン２０１が実施する渇水検知処理について、図４及び図５を用いて説明する。図４は、ミスト生成器１００を側面から見た断面側面図であり、渇水が発生してない状態を示している。また図５は、ミスト生成が実施された結果、渇水が発生した状態を示している。
【００５２】
図４の状態において、起動スイッチ３０１により電源部３０２が起動されると、マイコン２０１は振動子駆動回路２０２及び空気圧送出装置駆動回路２０３を制御する。これにより、ミスト生成処理を開始する。また電極駆動回路２０４を制御して電解電極１０６を駆動させるとともに、電解電極１０６に印加された電圧を水溶液を介して渇水電極１０７により検知する電圧検知処理を開始する。
【００５３】
この状態においてマイコン２０１は、渇水電極１０７を用いて、水溶液タンク１０３に渇水が発生しているか否かの判定を行う。具体的には例えば、渇水電極１０７が電圧を検知できなくなった場合に渇水が発生しているとみなす。
【００５４】
これはつまり、送風動作により水溶液タンク１０３内の水溶液が減少し、水溶液の水位が渇水電極１０７の下端より低くなり、渇水電極１０７が水溶液に接触しなくなった状態（図５）である。
【００５５】
またマイコン２０１は、渇水電極１０７が水溶液に接触している状態において、検知される電圧の変化に基づいて水深を算出し、水溶液の残存量を判定する。これは渇水電極１０７の水深に応じて、検知電圧が変化することを利用している。図９及び図１０に示すように渇水電極１０７は、水深が減少するにつれ検知電圧が低下する特性を持つ。
【００５６】
図９は、電解電極１０６に２４Ｖの電圧を印加し、実験用の渇水電極１０７の水深を変えながら電圧を測定した結果である。なお上記の実験値はあくまで一例である。
【００５７】
図１０は、上記の結果をグラフ化したものである。四回の測定を行った結果、いずれも水深が大きくなる程、電圧が大きくなった。また水深と電圧との関係は、図１０に示すようにほぼ直線の関係、つまり、正比例の関係になった。
【００５８】
この実験結果では、水深の違いによる電圧の変化の割合は、平均して１０ｍｍあたり約０．３３Ｖ程度であった。なお、図９における二回目及び四回目の実験は、電解電極１０６と実験用の渇水電極１０７との距離を、一回目及び三回目と異なる距離にして測定したものである。電圧が印加されている電解電極１０６との距離が変わると、検知される電圧の大きさも変わる。ただし図１０に示すように、比例定数に大きな変化はない。
【００５９】
ミスト生成器は、以上の実験結果に基づく検知電圧と水深との相関関係を示す情報（＝関係情報）を、制御基板２００に設けられた記録媒体等に記録している。マイコン２０１は、この情報を参照することにより、水溶液の残存量を判定する。
【００６０】
ただし上記の実験は、水溶液の水質が同じであることを前提としている。使用する水溶液の水質が異なる場合、同じ水深でも測定される電圧が異なってくる。例えば塩素濃度の僅かな違いによっても、測定される電圧が異なってくる。
【００６１】
図６及び図７は、電解電極１０６と実験用の渇水電極１０７との距離を固定し、且つ水質が異なる複数の水溶液を用いて通電実験を行った結果を示している。図６及び図７に示すように、水質が変われば、検知電圧と水深との比例関係も異なるものとなる。実験の結果、通常は導電率が高い程、所定の水深に対応する検知電圧が大きくなる。このため、この水質の違いに起因する測定誤差を補正するために、次の補正処理を行う。
〈５．補正処理について〉
まず前提としてミスト生成器１００は、電解電極１０６に電圧を印加した際に、電解電極１０６に含まれる複数の電極板のうち、電圧を印加した電極板（以下、「電極板１０６ａ」という）と反対の電極板（以下、「電極板１０６ｂ」という）にて電圧を測定し、水質異常の検知を行う。これにより、例えば塩素濃度が濃すぎる等の水質異常を検知する。
【００６２】
この際、電解板１０６ｂで測定された電圧により、水溶液タンク１０３内の水溶液のおおよその導電率を算出する。図８は、この導電率の計算を行うための回路構成を示した回路図である。なお図中のＶａ、Ｖｂ、Ｖ１、及びＶ２は電圧を、Ｉａ、及びＩｂは電流を、Ｒａ、及びＲｂは抵抗を示している。また図中のスイッチは、導電率を計測しない場合において、電解水生成用の電流を流れやすくするために閉じるものである。
【００６３】
図８の回路構成から、電極板１０６ａと電極板１０６ｂとの間の抵抗Ｒ１を、次式により計算する。
Ｒ１ ＝ Ｉａ／Ｖ１ ＝ （Ｖａ／Ｒａ）／Ｖ１
さらに導電率σを、次式で算出する。
σ ＝ １／電気抵抗率 ＝ １／（Ｒ１×Ａ／Ｌ）
上記の式においてＡは電極板１０６ａ及び電極板１０６ｂの面積、Ｌは電極板１０６ａと電極板１０６ｂとの距離である。なお、電極板１０６ａの面積と電極板１０６ｂの面積とは同一である。
【００６４】
マイコン２０１は、上記で得られた導電率σにより、渇水電極１０７で測定される電圧の誤差、つまり水質に起因して発生する電圧差の補正を行う。例えば算出された導電率σが所定の範囲を超える場合に、図７に示す「導電率大」の比例関係を用いて、検知電圧から水深を算出する。また導電率σが所定の範囲内である場合に、「導電率中」の比例関係を用いて検知電圧から水深を算出する。また導電率σが所定の範囲を下回る場合に、「導電率小」の比例関係を用いて検知電圧から水深を算出する。
【００６５】
なお、導電率毎の比例関係を示す情報は、予め調査されて、制御基板２００に設けられた記録媒体等に記録されているものとする。マイコン２０１は、この情報を参照することにより、検知された導電率に対応する、水溶液の残存量判定を行う。
【００６６】
或いは、図７に示すように導電率が高い程、所定の水深に対応する検知電圧が大きくなる特性を利用して、誤差の補正を行う形態でもよい。この形態の場合、まず予め定められた比例関係（例えば図７の「導電率中」の比例関係）を用いて検知電圧に対応する水深を算出する。次にこの水深に対し、算出された導電率σの大きさに応じた補正値を乗算し、補正水深を算出する。そしてこの補正水深を、実際の水深として渇水検知に用いる。
【００６７】
なお上記の導電率σの算出処理及び補正水深の算出は、予め定められた周期により周期的に行うことが望ましい。これにより、ミスト生成による水溶液の減少や、水溶液の交換等により導電率σが変化したとしても、誤差の補正をより好適に行うことが可能である。
【００６８】
以上に説明した本実施形態によれば、電解電極１０６により測定される導電率を利用して、水質の違い等に起因する測定誤差の補正を行う。このため、より精度が高く、実用に供する水深測定を行うことができる。またこれによりユーザは、水溶液の補給タイミングを容易に判断できるため、利便性の向上を図ることができる。また追加部品等を必要としないため、省サイズ及び省コストの点で有利である。
［その他の実施の形態］
以上、好ましい実施の形態及び実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。
【００６９】
従って本発明は、以下の形態にも適用可能である。
【００７０】
（Ａ）上記実施形態では、本発明の構成を実施する装置として、車載用のミスト生成器１００を例に説明しているが、これ以外のミスト生成器において実施する形態でもよい。例えば、旅客機や船舶等に搭載されて使用されるミスト生成器において、本発明を実施する形態でもよい。また、持ち運んで使用する携帯用のミスト生成器において、本発明を実施する形態でもよい。
【００７１】
（Ｂ）上記実施形態では、水溶液タンク１０３に貯えられている水溶液を加圧する加圧装置として空気圧送出装置１０５を用いているが、これ以外の装置により水溶液を加圧する形態でもよい。例えば、水溶液タンク１０３を徐々に変形させ、水溶液タンク１０３内のスペースを減縮させることで、水溶液タンク１０３内の水溶液を加圧する形態でもよい。
【００７２】
（Ｃ）上記実施形態では、導水管１０４として、ミスト生成器１００のハウジング内において上下方向に伸びた略管状の部材を例に説明を行っているが、これ以外の形状または組成をした構成でもよい。例えば、導水管１０４が流線形状をしており、ハウジングの外部を経由して水溶液の流動経路を形成する形態でもよい。また例えば、導水管１０４とミスト生成器のハウジングとが一体形成されている形態でもよい。また導水管１０４の代わりに吸水棒を設けることにより、毛細血管現象による吸引を利用して水溶液を搬送する形態でもよい。
【００７３】
（Ｄ）上記実施形態では、測定された水深に基づいて報知を行う報知処理については特に明記していないが、例えばミスト生成器１００がランプ等の報知装置を備え、測定された水深に応じてランプの点灯色を変更する等の報知処理を行う形態でもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 車両
１００ ミスト生成器
１０１ 放出板
１０２ 超音波振動子（霧化部）
１０３ 水溶液タンク（貯水タンク）
１０４ 導水管（搬送部）
１０５ 空気圧送出装置（加圧部）
１０６ 電解電極（印加部、電極群）
１０７ 渇水電極（検知部、導電部材）
２００ 制御基板
２０１ マイコン（制御部）
２０２ 振動子駆動回路（霧化部）
２０３ 空気圧送出装置駆動回路（加圧部）
２０４ 電極駆動回路（印加部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載されて噴霧を行うミスト生成器に関するものであり、特に電極を用いてタンク内水溶液の残量検知を行うミスト生成器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ミスト生成器において、様々な形態や特徴を備えたミスト生成器が開発されている。例えば、水や電解水等の液体からミスト（＝霧）を生成し、噴霧することで車中の空気を清浄する移動体用のミスト生成器等が実用化されている。
【０００３】
上記に関連して特許文献１には、持ち運び可能な噴霧装置（＝ミスト生成器）が開示されている。この噴霧装置は、加湿用の液体を貯えるための液体貯留手段と、貯えられている液体を上方に供給する液体供給手段とを備えている。また、ハウジング内の上部に設けられ、液体供給手段から供給を受けて、液体からミストを作るミスト生成手段を備えている。
【０００４】
またこの噴霧装置は、ミスト生成手段の上方に、ミスト生成手段によって生成されたミストを通す開口を備えている。また、ハウジングの上端にオン位置とオフ位置との間で回動可能に設けられる蓋と、蓋がオン位置に回動された時に開口と連通する放出口とを備えている。これにより、ミストが開口及び放出口を通って放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６８３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１のようなミスト生成器においては、水溶タンク内の水溶液の渇水を検知することはできるが、詳細な水溶液残存量を測定することはできなかった。もし測定しようとすれば、例えば水位検知用の電極を多数個設置するか、或いは水位検知用の専用センサを別途搭載する必要があった。しかしこれらは部品点数の増加と、それによる装置の大型化やコストアップに繋がる。結果として、ミスト生成器を移動体へ搭載するのが困難になるという問題があった。
【０００７】
この問題に対して、水溶液タンクの内部に設けられた一つの渇水電極を用いて、水溶液の水位を測定する技術が提案されている。この技術では、水溶液タンクの内部に電圧を印加するための電極と、この電圧を水溶液を介して検知する渇水電極とを設ける。渇水電極は、その下端が水溶液タンクの底から所定距離だけ高い位置となるよう、設けられている。つまり水溶液が減少した場合に、渇水電極の下端が水溶液に接触しなくなることで、渇水を検知する。
【０００８】
また、渇水電極の水溶液接触面の鉛直方向の長さ（以下、「水深」という）の差により生じる検知電圧の差を、予め測定しておく。そしてこの差分に基づいて、水溶液タンク内の水溶液残存量を判定する。通常、水深が大きくなる程、検知電圧は大きくなる。また水深と検知電圧との関係は、ほぼ正比例の関係になる。
【０００９】
図９は、水溶液タンクに設けられた電極板に２４Ｖの電圧を印加し、実験用の渇水電極の水深を変えながら電圧を測定した結果である。また図１０は、この結果をグラフ化したものである。この実験結果では、水深の違いによる検知電圧の変化の割合は、平均して１０ｍｍあたり約０．３３Ｖ程度であった。
【００１０】
このように予め水深と検知電圧との関係が分かっていれば、検知電圧に基づいて水深、つまり水溶液残存量を測定することが可能である。しかしながら水深と検知電圧との関係は、水溶液の水質によって影響を受ける。これは、水質が変われば水溶液の導電率が変わるためである。このため、水深と検知電圧との関係が常に一定とならないという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、水溶液タンクの水溶液残量を渇水電極により測定するミスト生成器であって、水溶液の水質変化の影響を受けることなく、水溶液残存量を測定することが可能なミスト生成器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために本発明のミスト生成器は、内部に液体を貯える貯水タンクと、複数の電極からなる電極群を備え、前記電極群に電圧を印加する印加部と、電圧を検知する検知部と、前記印加部及び前記検知部の制御を行う制御部とを備えるミスト生成器において、前記検知部は、前記印加部により前記電極群に印加された電圧を前記貯水タンクに貯えられた液体を介して検知する導電部材を備え、前記制御部は、前記電極群を用いて前記貯水タンクに貯えられている液体の導電率を算出し、前記導電部材の液体接触面の面積を、前記導電率及び前記導電部材で検知される電圧に基づいて算出することを特徴とする。
【００１３】
この構成によると、本発明のミスト生成器は、貯水タンクと、電極群により電圧を印加する印加部と、電圧を検知する検知部とを備えている。また、印加部及び検知部の制御を行う制御部を備えている。検知部は、印加部により印加された電圧を、貯水タンクに貯えられた液体を介して検知する導電部材を備えている。制御部は、電極群を用いて、貯水タンクに貯えられている液体の導電率を算出する。そして導電部材の液体接触面の面積を、導電率及び検知電圧に基づいて算出する。
【００１４】
また上記の目的を達成するために本発明のミスト生成器は、前記導電部材で検知される電圧と前記面積との関係を前記導電率の値に応じて複数示した情報である関係情報を備えており、前記制御部は、算出した前記導電率と前記関係情報とを用いて、前記導電部材で検知された電圧に対応する前記面積を算出することを特徴とする。
【００１５】
この構成によると、本発明のミスト生成器は、導電部材で検知される電圧と導電部材の液体接触面との関係を、異なる導電率毎に複数示した情報である関係情報を、記録媒体等に記録している。制御部は、算出した導電率に対応する上記関係をこの関係情報から判別し、判別した上記関係を用いて、導電部材で検知された電圧に対応する導電部材の液体接触面積を算出する。
【００１６】
また上記の目的を達成するために本発明のミスト生成器が備える前記制御部は、前記電極群における電極間の抵抗を検出し、検出された前記抵抗と、前記電極群から前記導電部材までの距離と、前記導電部材の面積とに基づいて、前記導電率を算出することを特徴とする。
【００１７】
この構成によると、制御部は、電極群の電極間の抵抗を検出し、検出された抵抗と、電極群から導電部材までの距離と、導電部材の面積とに基づいて導電率を算出する。
【００１８】
また上記の目的を達成するために本発明のミスト生成器が備える前記導電部材は、前記貯水タンクの内部において垂直方向に設けられた板状部材であり、前記関係情報は、前記導電部材で検知された電圧と前記導電部材の液体接触面の垂直方向の長さとの関係を前記導電率の値に応じて複数示した情報を含み、前記制御部は、算出した前記導電率と前記関係情報とを用いて、前記導電部材で検知された電圧に対応する前記長さを算出することを特徴とする。
【００１９】
この構成によると、導電部材は、貯水タンクの内部において垂直方向に設けられた板状部材である。また関係情報は、導電部材で検知された電圧と、導電部材の液体接触面の垂直方向の長さとの関係を、複数の導電率毎に示した情報を含んでいる。制御部は、算出した導電率に対応する上記関係をこの関係情報から判別し、判別した上記関係を用いて、導電部材で検知された電圧に対応する垂直方向長さを算出する。
【００２０】
また上記の目的を達成するために本発明のミスト生成器は、液体を霧化する霧化部と、前記貯水タンクに貯えられている液体を前記霧化部へ搬送するための流動経路の一部を形成する搬送部と、前記貯水タンクに貯えられている液体を加圧することにより、該液体を、前記搬送部を介して前記霧化部へ到達するように付勢する加圧部とを備え、前記制御部は、前記長さが予め定められた閾値を下回った場合に、渇水報知または前記加圧部に対する駆動の停止を行うことを特徴とする。
【００２１】
この構成によると、ミスト生成器は、液体を霧化する霧化部と、貯水タンクに貯えられている液体を霧化部へ搬送するための流動経路を形成する搬送部と、貯水タンクに貯えられている液体を加圧する加圧部とを備えている。制御部は、導電部材の液体接触面の垂直方向長さが所定の閾値を下回った場合に、渇水報知、または加圧部に対する駆動の停止を行う。
【００２２】
また上記の目的を達成するために本発明のミスト生成器が備える前記霧化部は、超音波振動子を含み、前記超音波振動子を用いて液体を霧化するとともに、前記貯水タンクの上方に設けられており、前記搬送部は、鉛直上向きに前記流動経路を形成し、前記加圧部は、前記貯水タンクの外部から前記貯水タンクの内部へ空気を送り込んで前記貯水タンク内の空気圧を増加させることにより前記貯水タンクに貯められている液体を加圧し、該液体を前記搬送部を介して押し上げて前記霧化部へ搬送することを特徴とする。
【００２３】
この構成によると、霧化部は、超音波振動子を含み、この超音波振動子を用いて液体を霧化する。また霧化部は、貯水タンクの上方に設けられている。搬送部は、鉛直上向きに流動経路を形成している。また加圧部は、貯水タンクの外部から内部へ空気を送り込んで貯水タンク内の空気圧を増加させることにより、液体を加圧して押し上げて霧化部へ搬送する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、水質に起因して発生する水深の測定誤差を、電極間の導電率を利用して補正する。このため、より精度が高く、実用に供する水深測定を行うことができる。またこれによりユーザは、水溶液の補給タイミングを容易に判断できるため、利便性の向上を図ることができる。また追加部品を必要としないため、省サイズ及び省コストの点で有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のミスト生成器の構成を示す上面図及び断面側面図である。
【図２】本発明のミスト生成器の霧化部の構成を示す模式図である。
【図３】本発明のミスト生成器の電気回路構成を示すブロック図である。
【図４】本発明のミスト生成器の非渇水時の内部構成を示す断面側面図である。
【図５】本発明のミスト生成器の渇水時の内部構成を示す断面側面図である。
【図６】検知電圧と水深との関係を示したテーブル図である。
【図７】検知電圧と水深との関係を示したグラフ図である。
【図８】本発明のミスト生成器の回路構成の一部を示した回路図である。
【図９】本発明のミスト生成器の電圧検知実験の結果を示すテーブル図である。
【図１０】本発明のミスト生成器の電圧検知実験の結果を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、ここで示す実施形態は一例であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。
〈１．内部構成について〉
図１は、本発明の一実施形態に係るミスト生成器１００の内部構成を示す模式図である。ミスト生成器１００は、ミスト生成器１００が搭載されている車両１０の車内に対してミストを生成して噴霧するための装置である。なおミスト生成器１００は、車両１０に着脱可能な構造となっている。またミスト生成器１００の各部は、特に材質に言及していない限り、例えばプラスチック成形品として形成される。
【００２７】
図１（ａ）は、ミスト生成器１００を上面から見た上面図である。図１（ｂ）は、ミスト生成器１００を側面から見た断面側面図である。ミスト生成器１００は、充電可能なバッテリ（不図示）等を電源として作動するもので、直径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍ程度の円筒形状をしている。なお図１（ｂ）においては、図中の下方向が、ミスト生成器１００の下部方向を示している。
【００２８】
図１に示すようにミスト生成器１００は、放出板１０１（＝霧化部）、超音波振動子１０２（＝霧化部）、水溶液タンク１０３（＝貯水タンク）、導水管１０４（＝搬送部）、空気圧送出装置１０５（＝加圧部）、電解電極１０６（＝電極群）、渇水電極１０７（＝導電部材）、及び制御基板２００を備えている。
【００２９】
放出板１０１は、ミストを放出するために微細な穴が中央部に設けられた板状部材である。超音波振動子１０２は、導水管１０４を介して押し上げられ、放出板１０１の下方に到達した水溶液を振動動作により霧状にする円盤形状の部材である。
【００３０】
そして霧状となった水溶液、つまりミストを、放出板１０１を通してミスト生成器１００の装置外部へ噴射する。これにより、ミストを生成して外部に放出するというミスト生成器１００の主目的が達成される。
【００３１】
水溶液タンク１０３は、上記の超音波振動子１０２がミスト生成に用いる水溶液を貯える。導水管１０４は、上下方向（鉛直方向）に伸びた略管状の部材として、ミスト生成器１００のハウジングに固定されて形成されている。導水管１０４の上端と下端は開口されており、導水管１０４の下端から入った水溶液がその内部を流動し、その上端から出ることが可能となっている。
【００３２】
導水管１０４の下端は、水溶液タンク１０３内へ突出するように設計されている。一方、導水管１０４の上端の近傍には、放出板１０１及び超音波振動子１０２が配置されている。これにより導水管１０４は、水溶液タンク１０３の内部から放出板１０１及び超音波振動子１０２へ向かうように、水溶液の流動経路を形成している。
【００３３】
なお導水管１０４の下端は、水溶液タンク１０３の底から所定距離だけ離れるように設定されている。また導水管１０４の形状としては、上述した通り略管状が好適であるが、水溶液の流動経路を形成する限り、種々の形状が採用され得る。
【００３４】
空気圧送出装置１０５は、空気の吸込口と吹出口を有しており、吸込口から吸い込んだ空気を、吹出口から吹き出す動作（以下、「送風動作」という）を行う。空気圧送出装置１０５は、吸込口がミスト生成器１００の外部（大気中）に開放されるように設置されている。また、吹出口がミスト生成器１００の下部に向くように設置されている。
【００３５】
送風動作により空気圧が増加すると、水溶液タンク１０３内の水溶液が加圧される。そして水溶液の水圧が増加することにより、導水管１０４の内部において、水溶液タンク１０３内の水溶液が押し上げられる。このように水溶液タンク１０３内の水溶液は、加圧されることにより超音波振動子１０２の近傍へ到達するように付勢され、超音波振動子１０２へ継続的に供給される。この結果、ミストが生成される。
【００３６】
なお、導水管１０４に存在していた空気は通気フィルタ（不図示）によりミスト生成器１００の外部へ放出される。なお通気フィルタは、空気は通すが水溶液は通さない止水膜を含む構造をしている。これにより、送風動作により水溶液タンク１０３内の水溶液が押し上げられた場合に、導水管１０４等に存在する空気が水溶液の押し上げを阻害するのを回避する。また止水膜により、水溶液がミスト生成器１００の外部へ漏れ出すのを防止する。
【００３７】
電解電極１０６は、電解水を生成するための電極群であり、陽極電極、及び陰極電極の一対の電極板を含むように構成されている。これら一対の電極板に電圧が印加されると、水溶液タンク１０３内の水溶液が電気分解される。これにより、殺菌作用や脱臭作用を有する次亜塩素酸や活性酸素等を含む電解水が生成される。
【００３８】
なお、電解電極１０６が含む電極板は、例えばチタンまたはルテニウム系材料に白金をコーティングし、その外側にイリジウムをコーティングすることにより形成されている。また電極板は、例えばリード線等を用いて電圧が印加される。なお陽極電極、及び陰極電極は、所定時間毎に極性を変化させ、極性を入れ換えて電解水を生成する。
【００３９】
渇水電極１０７は、電解電極１０６に印加された電圧を、水溶液タンク１０３内の水溶液を介して検知する。そして検知結果を、マイコン２０１へ送信する。これにより水溶液の液面を検知する。渇水電極１０７は、その下端が水溶液タンク１０３の底から所定距離（図中の高さＴ）だけ上方となるように設けられている。つまり水溶液タンク１０３が満水状態である水位から、ミスト生成器１００を駆動停止させる水位にかけて、渇水電極１０７が水溶液に接触するようになっている。
【００４０】
水位がこの高さＴを下回ると、渇水電極１０７は電圧を検知することができなくなる。これにより、水溶液タンク１０３の渇水を検知する。なお、渇水電極１０７の材質としては、例えば先端から根元まで一定の表面積を持つステンレス等の金属を用いる。
【００４１】
制御基板２００は、ミスト生成器１００の各部を制御する制御回路、またはマイコン等を含む基板である。制御基板２００は、ミスト生成器１００のハウジング（図１の例では水溶液タンク１０３の上方）に設けられたスペースに収納されている。
【００４２】
制御基板２００は、リード線等により超音波振動子１０２、電解電極１０６、及び渇水電極１０７等と接続されている。また制御基板２００は少なくとも、図３に示すマイコン２０１（＝制御部）、振動子駆動回路２０２（＝霧化部）、空気圧送出装置駆動回路２０３（＝加圧部）、及び電極駆動回路２０４（＝印加部）を含むように構成されている。なお、各部の詳細については後述する。
〈２．超音波振動子の構成について〉
図２は、本発明の一実施形態に係る超音波振動子１０２周辺の構成を示す模式図である。図２（ａ）は、超音波振動子１０２を斜め上方から見た状態を表している。図２（ｂ）は、線分ＡＡ’を含む面を断面とした場合の断面図（ただし制御基板２００等の部分は断面図となっていない）を表している。
【００４３】
図２に示すように、超音波振動子１０２はドーナツ型形状（断面は略長方形）をしており、外縁が円形である放出板１０１の上面に接着されている。放出板１０１は、例えばステンレスによって形成された略板状の部材であり、その中央の所定領域（超音波振動子１０２に囲まれた領域の一部）に、メッシュ部１０１ａが設けられている。
【００４４】
メッシュ部１０１ａは、ミストが通過できる程度の大きさの微小孔が多数設けられたメッシュ状に形成されている。超音波振動子１０２は、圧電セラミックにより形成されている。超音波振動子１０２の表面に形成された電極膜と放出板１０１との間に、ハウジング内に設置された制御基板２００によって所定電圧が印加されると、高周波（超音波）振動が発生する。これにより、水溶液を霧状にしてミストを生成する。
〈３．制御基板の構成について〉
図３は、本発明の第一の実施形態に係る制御基板２００の構成、及び制御基板２００に接続される部材の構成を示すブロック図である。図３に示すように制御基板２００は、マイコン２０１、振動子駆動回路２０２、空気圧送出装置駆動回路２０３、及び電極駆動回路２０４を備えている。また、制御基板２００に接続される部材として、図１に図示した部材の他に、起動スイッチ３０１、及び電源部３０２が存在する。
【００４５】
マイコン２０１は、ミスト生成器１００の各部材の駆動を有機的に制御して、ミストの生成を統括制御するものである。またマイコン２０１は、振動子駆動回路２０２〜電極駆動回路２０４に対する駆動制御や、電源部３０２に対する電圧制御を行う機能を備える。またマイコン２０１は、渇水電極１０７が電圧を検知しているか否かを監視することにより、水溶液タンク１０３に渇水が発生しているか否かを判定する。そしてこの判定結果に基づき、後述する電極駆動回路２０４の制御を行う。
【００４６】
振動子駆動回路２０２は、超音波振動子１０２に対する駆動電圧の印加の実施／未実施を選択的に行う回路である。また振動子駆動回路２０２は、印加する駆動電圧の大きさを変更することにより、生成されるミストの量を調整する機能を備える。
【００４７】
空気圧送出装置駆動回路２０３は、空気圧送出装置１０５に対する駆動電圧の印加の実施／未実施を選択的に行う回路である。また空気圧送出装置駆動回路２０３は、印加する駆動電圧の大きさを変更することにより、空気圧送出装置１０５が発生させる空気圧の量を調整する機能を備える。
【００４８】
電極駆動回路２０４は、電解電極１０６に対する駆動電圧の印加の実施／未実施を選択的に行う回路である。また電極駆動回路２０４は、電解電極１０６に含まれる電極板の極性を変更するためのスイッチング回路としての機能を備える。つまり一対の電極板が、正極電極及び陰極電極からなる電解電極となるよう、回路切り換えを行う。
【００４９】
起動スイッチ３０１は、ミスト生成器１００の稼働状態のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるためのリミットスイッチである。ただし起動スイッチがＯＦＦされている状態でも、起動スイッチ３０１はマイコン２０１対して微小電流を流す。これによりマイコン２０１はスタンバイ状態を維持することが可能である。
【００５０】
電源部３０２は、外部電源（不図示）より電力の供給を受け、ＤＣ／ＡＣの変換等を行い、ミスト生成器１００の各部に対して電源電圧を与える。電源部３０２は例えば、外部電源より電力供給を受けるための電源コードを接続する接続端子（不図示）を備えている。
【００５１】
或いは電源部３０２は、電源として乾電池或いは二次電池を使用することにより、外部電源から切り離された状態でミスト生成器１００の駆動を可能とする形態であってもよい。二次電池としては例えば、充電式アルカリ電池やリチウムイオンバッテリ等を用いることが可能である。
〈４．渇水検知処理について〉
次に、マイコン２０１が実施する渇水検知処理について、図４及び図５を用いて説明する。図４は、ミスト生成器１００を側面から見た断面側面図であり、渇水が発生してない状態を示している。また図５は、ミスト生成が実施された結果、渇水が発生した状態を示している。
【００５２】
図４の状態において、起動スイッチ３０１により電源部３０２が起動されると、マイコン２０１は振動子駆動回路２０２及び空気圧送出装置駆動回路２０３を制御する。これにより、ミスト生成処理を開始する。また電極駆動回路２０４を制御して電解電極１０６を駆動させるとともに、電解電極１０６に印加された電圧を水溶液を介して渇水電極１０７により検知する電圧検知処理を開始する。
【００５３】
この状態においてマイコン２０１は、渇水電極１０７を用いて、水溶液タンク１０３に渇水が発生しているか否かの判定を行う。具体的には例えば、渇水電極１０７が電圧を検知できなくなった場合に渇水が発生しているとみなす。
【００５４】
これはつまり、送風動作により水溶液タンク１０３内の水溶液が減少し、水溶液の水位が渇水電極１０７の下端より低くなり、渇水電極１０７が水溶液に接触しなくなった状態（図５）である。
【００５５】
またマイコン２０１は、渇水電極１０７が水溶液に接触している状態において、検知される電圧の変化に基づいて水深を算出し、水溶液の残存量を判定する。これは渇水電極１０７の水深に応じて、検知電圧が変化することを利用している。図９及び図１０に示すように渇水電極１０７は、水深が減少するにつれ検知電圧が低下する特性を持つ。
【００５６】
図９は、電解電極１０６に２４Ｖの電圧を印加し、実験用の渇水電極１０７の水深を変えながら電圧を測定した結果である。なお上記の実験値はあくまで一例である。
【００５７】
図１０は、上記の結果をグラフ化したものである。四回の測定を行った結果、いずれも水深が大きくなる程、電圧が大きくなった。また水深と電圧との関係は、図１０に示すようにほぼ直線の関係、つまり、正比例の関係になった。
【００５８】
この実験結果では、水深の違いによる電圧の変化の割合は、平均して１０ｍｍあたり約０．３３Ｖ程度であった。なお、図９における二回目及び四回目の実験は、電解電極１０６と実験用の渇水電極１０７との距離を、一回目及び三回目と異なる距離にして測定したものである。電圧が印加されている電解電極１０６との距離が変わると、検知される電圧の大きさも変わる。ただし図１０に示すように、比例定数に大きな変化はない。
【００５９】
ミスト生成器は、以上の実験結果に基づく検知電圧と水深との相関関係を示す情報（＝関係情報）を、制御基板２００に設けられた記録媒体等に記録している。マイコン２０１は、この情報を参照することにより、水溶液の残存量を判定する。
【００６０】
ただし上記の実験は、水溶液の水質が同じであることを前提としている。使用する水溶液の水質が異なる場合、同じ水深でも測定される電圧が異なってくる。例えば塩素濃度の僅かな違いによっても、測定される電圧が異なってくる。
【００６１】
図６及び図７は、電解電極１０６と実験用の渇水電極１０７との距離を固定し、且つ水質が異なる複数の水溶液を用いて通電実験を行った結果を示している。図６及び図７に示すように、水質が変われば、検知電圧と水深との比例関係も異なるものとなる。実験の結果、通常は導電率が高い程、所定の水深に対応する検知電圧が大きくなる。このため、この水質の違いに起因する測定誤差を補正するために、次の補正処理を行う。
〈５．補正処理について〉
まず前提としてミスト生成器１００は、電解電極１０６に電圧を印加した際に、電解電極１０６に含まれる複数の電極板のうち、電圧を印加した電極板（以下、「電極板１０６ａ」という）と反対の電極板（以下、「電極板１０６ｂ」という）にて電圧を測定し、水質異常の検知を行う。これにより、例えば塩素濃度が濃すぎる等の水質異常を検知する。
【００６２】
この際、電解板１０６ｂで測定された電圧により、水溶液タンク１０３内の水溶液のおおよその導電率を算出する。図８は、この導電率の計算を行うための回路構成を示した回路図である。なお図中のＶａ、Ｖｂ、Ｖ１、及びＶ２は電圧を、Ｉａ、及びＩｂは電流を、Ｒａ、及びＲｂは抵抗を示している。また図中のスイッチは、導電率を計測しない場合において、電解水生成用の電流を流れやすくするために閉じるものである。
【００６３】
図８の回路構成から、電極板１０６ａと電極板１０６ｂとの間の抵抗Ｒ１を、次式により計算する。
Ｒ１ ＝ Ｉａ／Ｖ１ ＝ （Ｖａ／Ｒａ）／Ｖ１
さらに導電率σを、次式で算出する。
σ ＝ １／電気抵抗率 ＝ １／（Ｒ１×Ａ／Ｌ）
上記の式においてＡは電極板１０６ａ及び電極板１０６ｂの面積、Ｌは電極板１０６ａと電極板１０６ｂとの距離である。なお、電極板１０６ａの面積と電極板１０６ｂの面積とは同一である。
【００６４】
マイコン２０１は、上記で得られた導電率σにより、渇水電極１０７で測定される電圧の誤差、つまり水質に起因して発生する電圧差の補正を行う。例えば算出された導電率σが所定の範囲を超える場合に、図７に示す「導電率大」の比例関係を用いて、検知電圧から水深を算出する。また導電率σが所定の範囲内である場合に、「導電率中」の比例関係を用いて検知電圧から水深を算出する。また導電率σが所定の範囲を下回る場合に、「導電率小」の比例関係を用いて検知電圧から水深を算出する。
【００６５】
なお、導電率毎の比例関係を示す情報は、予め調査されて、制御基板２００に設けられた記録媒体等に記録されているものとする。マイコン２０１は、この情報を参照することにより、検知された導電率に対応する、水溶液の残存量判定を行う。
【００６６】
或いは、図７に示すように導電率が高い程、所定の水深に対応する検知電圧が大きくなる特性を利用して、誤差の補正を行う形態でもよい。この形態の場合、まず予め定められた比例関係（例えば図７の「導電率中」の比例関係）を用いて検知電圧に対応する水深を算出する。次にこの水深に対し、算出された導電率σの大きさに応じた補正値を乗算し、補正水深を算出する。そしてこの補正水深を、実際の水深として渇水検知に用いる。
【００６７】
なお上記の導電率σの算出処理及び補正水深の算出は、予め定められた周期により周期的に行うことが望ましい。これにより、ミスト生成による水溶液の減少や、水溶液の交換等により導電率σが変化したとしても、誤差の補正をより好適に行うことが可能である。
【００６８】
以上に説明した本実施形態によれば、電解電極１０６により測定される導電率を利用して、水質の違い等に起因する測定誤差の補正を行う。このため、より精度が高く、実用に供する水深測定を行うことができる。またこれによりユーザは、水溶液の補給タイミングを容易に判断できるため、利便性の向上を図ることができる。また追加部品等を必要としないため、省サイズ及び省コストの点で有利である。
［その他の実施の形態］
以上、好ましい実施の形態及び実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。
【００６９】
従って本発明は、以下の形態にも適用可能である。
【００７０】
（Ａ）上記実施形態では、本発明の構成を実施する装置として、車載用のミスト生成器１００を例に説明しているが、これ以外のミスト生成器において実施する形態でもよい。例えば、旅客機や船舶等に搭載されて使用されるミスト生成器において、本発明を実施する形態でもよい。また、持ち運んで使用する携帯用のミスト生成器において、本発明を実施する形態でもよい。
【００７１】
（Ｂ）上記実施形態では、水溶液タンク１０３に貯えられている水溶液を加圧する加圧装置として空気圧送出装置１０５を用いているが、これ以外の装置により水溶液を加圧する形態でもよい。例えば、水溶液タンク１０３を徐々に変形させ、水溶液タンク１０３内のスペースを減縮させることで、水溶液タンク１０３内の水溶液を加圧する形態でもよい。
【００７２】
（Ｃ）上記実施形態では、導水管１０４として、ミスト生成器１００のハウジング内において上下方向に伸びた略管状の部材を例に説明を行っているが、これ以外の形状または組成をした構成でもよい。例えば、導水管１０４が流線形状をしており、ハウジングの外部を経由して水溶液の流動経路を形成する形態でもよい。また例えば、導水管１０４とミスト生成器のハウジングとが一体形成されている形態でもよい。また導水管１０４の代わりに吸水棒を設けることにより、毛細血管現象による吸引を利用して水溶液を搬送する形態でもよい。
【００７３】
（Ｄ）上記実施形態では、測定された水深に基づいて報知を行う報知処理については特に明記していないが、例えばミスト生成器１００がランプ等の報知装置を備え、測定された水深に応じてランプの点灯色を変更する等の報知処理を行う形態でもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 車両
１００ ミスト生成器
１０１ 放出板
１０２ 超音波振動子（霧化部）
１０３ 水溶液タンク（貯水タンク）
１０４ 導水管（搬送部）
１０５ 空気圧送出装置（加圧部）
１０６ 電解電極（印加部、電極群）
１０７ 渇水電極（検知部、導電部材）
２００ 制御基板
２０１ マイコン（制御部）
２０２ 振動子駆動回路（霧化部）
２０３ 空気圧送出装置駆動回路（加圧部）
２０４ 電極駆動回路（印加部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に液体を貯える貯水タンクと、
複数の電極からなる電極群を備え、前記電極群に電圧を印加する印加部と、
電圧を検知する検知部と、
前記印加部及び前記検知部の制御を行う制御部とを備えるミスト生成器において、
前記検知部は、前記印加部により前記電極群に印加された電圧を前記貯水タンクに貯えられた液体を介して検知する導電部材を備え、
前記制御部は、前記電極群を用いて前記貯水タンクに貯えられている液体の導電率を算出し、前記導電部材の液体接触面の面積を、前記導電率及び前記導電部材で検知される電圧に基づいて算出すること
を特徴とするミスト生成器。
【請求項２】
前記ミスト生成器は、前記導電部材で検知される電圧と前記面積との関係を前記導電率の値に応じて複数示した情報である関係情報を備えており、
前記制御部は、算出した前記導電率と前記関係情報とを用いて、前記導電部材で検知された電圧に対応する前記面積を算出すること
を特徴とする請求項１に記載のミスト生成器。
【請求項３】
前記制御部は、前記電極群における電極間の抵抗を検出し、検出された前記抵抗と、前記電極群から前記導電部材までの距離と、前記導電部材の面積とに基づいて、前記導電率を算出すること
を特徴とする請求項２に記載のミスト生成器。
【請求項４】
前記導電部材は、前記貯水タンクの内部において垂直方向に設けられた板状部材であり、
前記関係情報は、前記導電部材で検知された電圧と前記導電部材の液体接触面の垂直方向の長さとの関係を前記導電率の値に応じて複数示した情報を含み、
前記制御部は、算出した前記導電率と前記関係情報とを用いて、前記導電部材で検知された電圧に対応する前記長さを算出すること
を特徴とする請求項３に記載のミスト生成器。
【請求項５】
前記ミスト生成器は、液体を霧化する霧化部と、前記貯水タンクに貯えられている液体を前記霧化部へ搬送するための流動経路の一部を形成する搬送部と、前記貯水タンクに貯えられている液体を加圧することにより、該液体を、前記搬送部を介して前記霧化部へ到達するように付勢する加圧部とを備え、
前記制御部は、前記長さが予め定められた閾値を下回った場合に、渇水報知または前記加圧部に対する駆動の停止を行うこと
を特徴とする請求項４に記載のミスト生成器。
【請求項６】
前記霧化部は、超音波振動子を含み、前記超音波振動子を用いて液体を霧化するとともに、前記貯水タンクの上方に設けられており、
前記搬送部は、鉛直上向きに前記流動経路を形成し、
前記加圧部は、前記貯水タンクの外部から前記貯水タンクの内部へ空気を送り込んで前記貯水タンク内の空気圧を増加させることにより前記貯水タンクに貯められている液体を加圧し、該液体を前記搬送部を介して押し上げて前記霧化部へ搬送すること
を特徴とする請求項５に記載のミスト生成器。
【請求項１】
内部に液体を貯える貯水タンクと、
複数の電極からなる電極群を備え、前記電極群に電圧を印加する印加部と、
電圧を検知する検知部と、
前記印加部及び前記検知部の制御を行う制御部とを備えるミスト生成器において、
前記検知部は、前記印加部により前記電極群に印加された電圧を前記貯水タンクに貯えられた液体を介して検知する導電部材を備え、
前記制御部は、前記電極群を用いて前記貯水タンクに貯えられている液体の導電率を算出し、前記導電部材の液体接触面の面積を、前記導電率及び前記導電部材で検知される電圧に基づいて算出すること
を特徴とするミスト生成器。
【請求項２】
前記ミスト生成器は、前記導電部材で検知される電圧と前記面積との関係を前記導電率の値に応じて複数示した情報である関係情報を備えており、
前記制御部は、算出した前記導電率と前記関係情報とを用いて、前記導電部材で検知された電圧に対応する前記面積を算出すること
を特徴とする請求項１に記載のミスト生成器。
【請求項３】
前記制御部は、前記電極群における電極間の抵抗を検出し、検出された前記抵抗と、前記電極群から前記導電部材までの距離と、前記導電部材の面積とに基づいて、前記導電率を算出すること
を特徴とする請求項２に記載のミスト生成器。
【請求項４】
前記導電部材は、前記貯水タンクの内部において垂直方向に設けられた板状部材であり、
前記関係情報は、前記導電部材で検知された電圧と前記導電部材の液体接触面の垂直方向の長さとの関係を前記導電率の値に応じて複数示した情報を含み、
前記制御部は、算出した前記導電率と前記関係情報とを用いて、前記導電部材で検知された電圧に対応する前記長さを算出すること
を特徴とする請求項３に記載のミスト生成器。
【請求項５】
前記ミスト生成器は、液体を霧化する霧化部と、前記貯水タンクに貯えられている液体を前記霧化部へ搬送するための流動経路の一部を形成する搬送部と、前記貯水タンクに貯えられている液体を加圧することにより、該液体を、前記搬送部を介して前記霧化部へ到達するように付勢する加圧部とを備え、
前記制御部は、前記長さが予め定められた閾値を下回った場合に、渇水報知または前記加圧部に対する駆動の停止を行うこと
を特徴とする請求項４に記載のミスト生成器。
【請求項６】
前記霧化部は、超音波振動子を含み、前記超音波振動子を用いて液体を霧化するとともに、前記貯水タンクの上方に設けられており、
前記搬送部は、鉛直上向きに前記流動経路を形成し、
前記加圧部は、前記貯水タンクの外部から前記貯水タンクの内部へ空気を送り込んで前記貯水タンク内の空気圧を増加させることにより前記貯水タンクに貯められている液体を加圧し、該液体を前記搬送部を介して押し上げて前記霧化部へ搬送すること
を特徴とする請求項５に記載のミスト生成器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−９３０３２（Ｐ２０１２−９３０３２Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４０８７０（Ｐ２０１０−２４０８７０）
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【出願人】（０００２１４８９２）三洋電機コンシューマエレクトロニクス株式会社 (1,582)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【出願人】（０００２１４８９２）三洋電機コンシューマエレクトロニクス株式会社 (1,582)
【Ｆターム（参考）】
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