位置表示装置
【課題】 所望の範囲を移動する対象物の位置を表示することができ、かつ、対象物の表示範囲を容易に変更することができる位置表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 磁石の作用を受けて開閉する磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４と、発光ダイオードＤ１〜Ｄ４と、第１の方向から移動してきた磁石Ｍｇの作用を受けると、開状態又は閉状態になり、第１の方向とは逆方向の第２の方向から移動してきた磁石の作用を受けるまで、前記状態を保ち続ける記憶スイッチＭＲとを備え、磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４及び発光ダイオードＤ１〜Ｄ４を一列に配置する。そして、磁性素子ＭＥが磁石Ｍｇの作用を受けて作動したときに、電流が流れる発光ダイオードＤが点灯する。
【解決手段】 磁石の作用を受けて開閉する磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４と、発光ダイオードＤ１〜Ｄ４と、第１の方向から移動してきた磁石Ｍｇの作用を受けると、開状態又は閉状態になり、第１の方向とは逆方向の第２の方向から移動してきた磁石の作用を受けるまで、前記状態を保ち続ける記憶スイッチＭＲとを備え、磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４及び発光ダイオードＤ１〜Ｄ４を一列に配置する。そして、磁性素子ＭＥが磁石Ｍｇの作用を受けて作動したときに、電流が流れる発光ダイオードＤが点灯する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性素子と発光素子を使用して、対象物の位置を表示する位置表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁性素子であるリードスイッチと発光素子を使用して、対象物（ピストン）の位置を表示する位置表示装置が提案されていた（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１の位置表示装置は、位置表示のために、それぞれ異なる色を発光する２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）と、磁石に応答する２つのリードスイッチとを備えている。２つのリードスイッチは所定の距離ずれた位置に固定されている。磁石が装着されたピストンが所定の範囲内に位置するときは、１つのリードスイッチが閉状態になり、２つのＬＥＤの一方が点灯し、前記ピストンが所定の範囲外に位置するときは、２つのリードスイッチが閉状態になり、他方のＬＥＤが点灯する。これにより、前記ピストンが所定の範囲内にあるか否かで、それぞれ異なる色のＬＥＤを光らせることができる。
【０００４】
また、特許文献２の位置表示装置は、それぞれ異なる色を発光する３つのＬＥＤと、磁石に応答する２つのリードスイッチとを備えている。２つのリードスイッチは所定の距離ずれた位置に固定されている。磁石が装着されたピストンが所定の範囲内に位置するときは、２つのリードスイッチが閉状態になり、前記ピストンが最適範囲にあることを示すＬＥＤが点灯し、所定の範囲外に前記ピストンが位置するときは、２つのリードスイッチのいずれか一方が閉状態になり、ずれた方向に応じてそれぞれ別のＬＥＤが点灯する。これにより、前記ピストンが所定の範囲内にあるか否かで、それぞれ異なる色のＬＥＤを光らせることができる。
【特許文献１】特開２００２−１９５２１４号公報
【特許文献２】特開特開平１０−１１５５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の位置表示装置は、対象物が所定の範囲内にあるか否かを、それぞれ異なる色のＬＥＤを光らせることで、表示する回路構成であるため、対象物の位置を表示する範囲が限定されていた。このため、対象物の位置を表示する範囲を変更することも困難であった。
よって、本発明では、所望の範囲を移動する対象物の位置を表示することができ、かつ、対象物の表示範囲を容易に変更できる位置表示装置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】
【０００６】
本発明の位置表示装置は、複数の発光素子と、前記発光素子に対応してそれぞれ配置され、磁石の作用を受けて開閉する複数の磁性素子と、第１の方向から移動してきた磁石の作用を受けると、開状態又は閉状態になり、第１の方向とは逆方向の第２の方向から移動してきた磁石の作用を受けるまで、前記状態を保ち続ける記憶スイッチとを備え、前記複数の磁性素子が、常時閉状態で、磁石の作用を受けて開状態になる素子であり、常に、１つ以上の前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動する間隔でそれぞれ直列に接続され、前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動したときに、前記複数の発光素子のうち、前記磁性素子を介して電流が流れる発光素子が点灯することを特徴とする。これにより、前記磁性素子が作動したときに、前記磁性素子を介して電流が流れる前記発光素子が点灯して、磁石の位置を表示することができる。
【０００７】
また、本発明の位置表示装置は、前記複数の発光素子と、前記複数の磁性素子と、前記記憶スイッチと、前記発光素子に対応して一列に配置され、対応する前記発光素子を通る電流を整流する複数の整流ダイオードとを備え、前記磁性素子は、常時開状態で、磁石の作用を受けて閉状態になる素子であり、前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動したときに、前記複数の発光素子のうち、前記磁性素子を介して電流が流れる発光素子が点灯することを特徴とする。これにより、前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動したときに、電流が流れる発光素子が点灯して、磁石の位置を表示することができる。
【０００８】
また、本発明の位置表示装置は、前記複数の発光素子と、前記複数の磁性素子と、前記記憶スイッチと、前記発光素子及び前記磁性素子に対応して一列に配置され、一端が対応する前記磁性素子に接続し、接続する前記磁性素子が磁石の作用を受けたときに励磁する複数のリレーを備え、前記磁性素子が、常時開状態で、磁石の作用を受けて閉状態になる素子であり、前記各リレーが、対応する前記発光素子と接続する常時閉状態のスイッチを有し、接続する前記磁性素子が閉状態になったとき、励磁して、前記スイッチを開状態にし、前記複数の発光素子のうち、前記磁性素子を介して電流が流れる発光素子が点灯することを特徴とする。これにより、前記磁性素子が作動したときに、前記リレーのスイッチを介して電流が遮断される前記発光素子が消灯して、磁石の位置を表示することができる。
【０００９】
また、本発明の位置表示装置は、前記複数の発光素子が、所定数の発光素子からなる組ごとにそれぞれ色が異なるようにすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の位置表示装置は、前記複数の発光素子が発光ダイオードであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の位置表示装置は、複数の発光素子と、前記発光素子に対応してそれぞれ配置され、磁石の作用を受けて開閉する複数の磁性素子とを備え、前記複数の発光素子のうち、前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動したときに、電流が流れる発光素子が点灯するようにした。これにより、対象物に磁石を取り付けるだけで、所望の範囲を移動する対象物の位置を検出して表示することができる。さらに、磁性素子と発光素子の組の数を変えるだけで、対象物の表示範囲を容易に変更できるので、対象物の表示範囲が限定されない。
【００１２】
また、本発明の位置表示装置は、第１の方向から移動してきた磁石の作用を受けると、開状態又は閉状態になり、第１の方向とは逆方向の第２の方向から移動してきた磁石の作用を受けるまで、前記状態を保ち続ける記憶スイッチを備えるようにした。これにより、磁性素子が作用する範囲から磁石Ｍｇが外れても、誤って発光素子が点灯することがないので、誤表示を防ぐことができる。
【００１３】
また、本発明の位置表示装置は、前記発光素子及び前記磁性素子に対応して一列に配置され、一端が対応する前記磁性素子に接続し、接続する前記磁性素子が磁石の作用を受けたときに励磁する複数のリレーを備え、このリレーにより、発光素子を点灯又は消灯させるようにした。これにより、対象物の位置を検出する位置検出回路と、対象物の位置を表示する位置表示回路とを分けることができ、これらの回路の相対位置を自由に設定することができる。
【００１４】
また、本発明の位置表示装置によれば、前記複数の発光素子は、所定数の発光素子からなる組ごとにそれぞれ色が異なるようにしたことから、対象物の表示範囲を色分けすることができる。
【００１５】
また、本発明の位置表示装置によれば、前記複数の発光素子は発光ダイオードであることから、対象物の位置を、省電力で明確に表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態１に係る位置表示装置について図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態１に係る位置表示装置の回路構成例を示す図である。
【００１７】
本実施の形態１に係る位置表示装置は、複数の発光素子（発光ダイオードＤ１〜Ｄ４）と、発光素子に対応してそれぞれ配置される複数の磁性素子（磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４）と、記憶スイッチＭＲとを備える。複数の発光素子は、第１の電源ラインと第２の電源ラインとの間にそれぞれ並列に接続され、はしご状に配列される。複数の磁性素子はそれぞれ第１の電源ライン上に直列に接続される。記憶スイッチＭＲは第２の電源ライン上に接続される。
【００１８】
発光素子は、磁性素子ＭＥと組で必要数が一列に配置される。発光素子の色は、任意に変えるようにしても良い。例えば、所定数の発光素子からなる組ごとに色を変えることで、磁石Ｍｇが移動する表示範囲を色分けすることができる。図１では、発光素子として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用し、４つの発光ダイオードＤを電源ラインに接続する場合について示しているが、発光ダイオードＤの数は、４つに限られるものではなく、必要な数だけ電源ラインに接続される。また、発光素子は発光ダイオードに限るものではなく、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）でも良い。
【００１９】
磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４は、常時閉状態で、磁石Ｍｇの作用を受けて開状態になる素子である。各磁性素子ＭＥは、常に、１つ以上の磁性素子ＭＥが磁石Ｍｇの作用を受けて作動する間隔で配置されている。なお、図１では、４つの磁性素子ＭＥを電源ラインに接続する場合について示しているが、磁性素子ＭＥの数は、４つに限られるものではなく、必要な数だけ電源ラインに接続される。磁性素子ＭＥとしては、磁気スイッチ、リードスイッチ、ホール素子、ホールＩＣ、又はその他の磁気検出素子が挙げられる。
【００２０】
記憶スイッチＭＲは磁石Ｍｇの移動方向を記憶するスイッチである。具体的には、第１の方向に移動する磁石Ｍｇの作用を受けると、開状態又は閉状態になり、第１の方向とは逆方向の第２の方向に移動する磁石Ｍｇの作用を受けるまで、前記状態を保ち続けることで、磁石Ｍｇの移動方向を記憶する。記憶スイッチＭＲを備えるのは、磁石Ｍｇが磁性素子ＭＥ１より電源側に移動したときに、全ての磁性素子ＭＥが閉状態になることで、全ての発光ダイオードＤが点灯するのを避けるためである。図１において、記憶スイッチＭＲは、磁石ＭｇがＡ方向に移動するときには、磁性素子ＭＥ１の後に磁石Ｍｇの作用を受け、磁石ＭｇがＢ方向に移動するときには、磁性素子ＭＥ１より前に磁石Ｍｇの作用を受ける位置に接続される。これにより、磁石Ｍｇが磁性素子ＭＥ１より電源側に移動したときに、全ての発光ダイオードＤが点灯するのを防ぐことができる。以上のような動作をする記憶スイッチＭＲとしては、例えば、リードスイッチが挙げられる（株式会社エヌエーのウェブサイト、http：//www.na-web.co.jp/products/rs/pr-01-16-htmlを参照，2005年6月検索）。
【００２１】
なお、記憶スイッチＭＲは磁性素子ＭＥが接続される電源ラインに接続されることでも良く、この場合、記憶スイッチＭＲは磁性素子ＭＥ１より発光ダイオード側に接続される。これにより、磁石Ｍｇが磁性素子ＭＥ１より電源側に移動したとき、発光ダイオードＤは全て消灯する。
【００２２】
以上のように構成される位置表示装置の動作について図１を用いて説明する。まず、磁石Ｍｇが電源の位置からＡ方向に移動すると、磁性素子ＭＥ１が磁石Ｍｇの作用を受けて開状態になる。このとき、発光ダイオードＤ１〜Ｄ４には電流が流れず、いずれの発光ダイオードＤも点灯しない。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動すると、記憶スイッチＭＲが閉じる。記憶スイッチＭＲはＢ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を受けるまで閉状態を保つ。これにより、記憶スイッチＭＲは磁石ＭｇがＡ方向に移動したことを記憶することになる。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動して、磁性素子ＭＥ２が磁石Ｍｇの作用を受けて開状態になり、磁性素子ＭＥ１が磁石Ｍｇの作用を受けなくなり閉状態になると、発光ダイオードＤ１に電流が流れ、発光ダイオードＤ１が点灯する。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動すると、磁性素子ＭＥ３が開状態に、磁性素子ＭＥ１及びＭＥ２が閉状態になり、発光ダイオードＤ１及びＤ２に電流が流れ、発光ダイオードＤ１及びＤ２が点灯する。以上のようにして、磁性素子ＭＥが作動することで電流が流れる発光ダイオードＤが点灯する。すなわち、磁石Ｍｇの移動に伴い、磁石Ｍｇの位置から電源までの発光ダイオードＤが点灯して、磁石Ｍｇの位置を表示することができる。
【００２３】
同様に、磁石ＭｇがＢ方向に移動するときも、磁性素子ＭＥが作動することで電流が流れる発光ダイオードＤが点灯するので、磁石Ｍｇの位置から電源までの発光ダイオードＤが点灯して、磁石Ｍｇの位置を表示することができる。Ｂ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を記憶スイッチＭＲが受けると、記憶スイッチＭＲは開状態になる。これにより、全ての発光ダイオードＤが消灯する。その後、記憶スイッチＭＲは、Ａ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を再度受けるまで、開状態を保つ。
【００２４】
なお、磁性素子ＭＥは、常に、１つ以上の磁性素子ＭＥが作動する間隔で配置されているので、磁性素子ＭＥ間に磁石Ｍｇが位置するとき、両側の磁性素子ＭＥが閉状態になることはない。これにより、磁石Ｍｇが磁性素子ＭＥ４の位置に移動していないにもかかわらず、誤って、発光ダイオードＤ１〜Ｄ４が点灯することはない。
【００２５】
以上のように構成される実施の形態１に係る位置表示装置を水面計に適用した場合について、図４〜６を用いて説明する。
【００２６】
図４は水面計を上から見た図であり、図５は水面計の側面図であり、図６は水面計の正面図である。図４〜６に示すように、水面計は、ボイラ等から連結管を通して水を導入すると、フロート１が上下する。このフロート１には磁石２が取り付けられている。この磁石２の移動に応じて、指示器ケース３に封入された発光ダイオード（ＬＥＤ）４が点灯する。ＬＥＤ４は、磁性素子５と共に、基板６に、図１に示すように必要数配置されている。磁性素子５が磁石２の作用を受けて作動することで電源から電流が流れるＬＥＤ４が点灯する。すなわち、磁石Ｍｇの位置までのＬＥＤ４が点灯する。また、磁石２の移動方向を記憶する記憶スイッチ７を基板６に設けるようにする。これにより、磁石２が最下部の磁性素子を超えて、作用範囲を外れたとき、全てのＬＥＤ４が消灯することになる。以上のような構成により、ボイラ等の水位をＬＥＤ４によって明確に表示することができる。
【００２７】
なお、ＬＥＤ４の色の組み合せは任意に変えるようにしても良い。例えば、所定数のＬＥＤ毎に色を変えることで、水位の警告ラインと安全ラインを色分けして表示することができる。
【００２８】
以上のように、本実施の形態１に係る位置表示装置は、複数の発光素子（発光ダイオードＤ１〜Ｄ４）と、磁石Ｍｇの作用を受けると開状態になる複数の磁性素子（磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４）と、磁石Ｍｇが電源側から発光ダイオード側に移動したか、発光ダイオード側から電源側に移動したかを記憶する記憶スイッチＭＲとを備え、磁性素子ＭＥが作動したときに、磁性素子ＭＥを介して電流が流れる発光ダイオードＤが点灯する構成とした。
【００２９】
これにより、本実施の形態１に係る位置表示装置によれば、対象物に磁石Ｍｇを取り付けるだけで、所定の範囲内で移動する対象物の位置を検出、表示することができる。さらに、磁性素子ＭＥと発光ダイオードＤの組を一列に必要な数だけ並べることで、対象物の位置を検出、表示することができるので、磁性素子ＭＥと発光ダイオードＤの数を変えるだけで、容易に表示範囲を変えることができる。また、記憶スイッチＭＲを備えることから、磁性素子ＭＥが作用する範囲から磁石Ｍｇが電源側に外れても、発光ダイオードＤが誤って点灯することがないので、誤表示を防ぐことができる。
【００３０】
なお、実施の形態１では、磁性素子ＭＥ間で発光ダイオードＤを点灯させる場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、発光ダイオードＤを点灯させる位置を任意に変えて良い。例えば、磁石Ｍｇの作用を受けた磁性素子ＭＥの位置と同じ位置で発光ダイオードＤを点灯させることでも良い。
【００３１】
また、実施の形態１では、各磁性素子ＭＥを、常に、１つ以上の磁性素子ＭＥが磁石Ｍｇによって作動する間隔で配置する場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、磁性素子ＭＥの間隔を任意に設定し、その間隔に応じて磁石Ｍｇの強さを選定し、常に１つ以上の磁性素子ＭＥが磁石Ｍｇの作用によって作動するようにしても良い。
【００３２】
また、磁性素子ＭＥとして、リードスイッチを用いる場合は、磁石の磁界の向きと平行にリードスイッチを整列させることで、リードスイッチを正確に作動させることができる。
【００３３】
また、本発明の位置表示装置は、水面計のみに適用されるものではなく、空気圧や油圧で所定の範囲を移動するピストンの位置を表示する装置に適用することでも良い。
【００３４】
（実施の形態２）
以下、本実施の形態２に係る位置表示装置について図２を用いて説明する。本実施の形態２に係る位置表示装置において、図２は、本実施の形態２に係る位置表示装置の回路構成例を示す図である。前記実施の形態１では、磁性素子ＭＥは常時閉状態の素子であった。しかし、この種類の素子より常時開状態の素子の方が一般的に広く使用されているので、本実施の形態２に係る位置表示装置では、常時開状態で、磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になる磁性素子ＭＥを用いることとする。
【００３５】
本実施の形態２に係る位置表示装置は、複数の発光素子（発光ダイオードＤ１〜Ｄ４）と、常時開状態の複数の磁性素子（磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４）と、複数の整流ダイオード（整流ダイオードＲＤ１〜ＲＤ４）と、記憶スイッチＭＲとを備える。複数の発光素子と複数の磁性素子はそれぞれ、第１の電源ラインと第２の電源ラインとに並列に接続され、はしご状に配列される。整流ダイオードＲＤは発光ダイオードＤからの電流を整流する。
【００３６】
磁性素子ＭＥ及び発光ダイオードＤの数は４つに限るものではなく、必要な数だけ配置する。また、整流ダイオードＲＤは、発光ダイオード数より１つ少ない数を備えるようにする。
【００３７】
記憶スイッチＭＲは、電源側から最も離れた磁性素子ＭＥ４より、さらに、電源側から離れた位置に接続され、Ａ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を受けるまで開状態を保つ。この位置に記憶スイッチＭＲを備えることで、磁石Ｍｇが磁性素子ＭＥ４からさらにＡ方向に移動して、磁性素子ＭＥ４が開状態になったとき、記憶スイッチＭＲは閉状態になるので、発光ダイオードＤ１〜Ｄ４が消灯するのを防ぐことができる。
【００３８】
以上のように構成される位置表示装置の動作について説明する。磁石Ｍｇが電源の位置からＡ方向に移動すると、磁性素子ＭＥ１が磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になるので、発光ダイオードＤ１に電流が流れ、発光ダイオードＤ１が点灯する。このとき、発光ダイオードＤ１を通過した電流は整流ダイオードＲＤ１で整流され、また、記憶スイッチＭＲが開状態であるので、発光ダイオードＤ２〜Ｄ４には電流が流れない。よって、発光ダイオードＤ２〜Ｄ４は点灯しない。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動して、磁性素子ＭＥ２が磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になると、発光ダイオードＤ１及びＤ２に電流が流れ、発光ダイオードＤ１及びＤ２が点灯する。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動して、磁性素子ＭＥ３が磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になるので、発光ダイオードＤ１〜Ｄ３に電流が流れ、発光ダイオードＤ１〜Ｄ３が点灯する。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動して、磁性素子ＭＥ４を超えると、記憶スイッチＭＲが閉状態になる。これにより、発光ダイオードＤ１〜Ｄ４を点灯させることができる。
【００３９】
この状態から、磁石ＭｇがＢ方向に移動すると、記憶スイッチＭＲは開状態になる。その後、磁石ＭｇがＢ方向に移動するときも、同様に、磁石の位置から電源までの発光ダイオードＤが点灯して、磁石Ｍｇの位置を表示する。
【００４０】
以上のような本実施の形態２に係る位置表示装置を、図４〜図６に示すように、水面計に適用するようにしても良い。この場合、図２に示すように、ＬＥＤ４、磁性素子５及び整流ダイオードを必要な数だけ基板６に配置する。さらに、記憶スイッチ７を、基板６の最上部の磁性素子よりさらに上側に設けるようにする。以上のような構成により、ボイラ等の水位をＬＥＤ４によって明確に表示することができる。
【００４１】
以上のように、本実施の形態２に係る位置表示装置は、第１の電源ラインと第２の電源ラインに並列に接続される磁性素子ＭＥ及び発光ダイオードＤと、発光ダイオードＤからの電流を整流する整流ダイオードＲＤと、記憶スイッチＭＲとを備えるようにした。
【００４２】
これにより、本実施の形態２に係る位置表示装置によれば、対象物に磁石を取り付けることで、磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になるタイプの磁性素子を用いて、所望の範囲内で移動する対象物の位置を検出、表示することができる。さらに、磁性素子ＭＥ、発光ダイオードＤ、及び整流ダイオードＲＤの組の数を変えるだけで、対象物の表示範囲を容易に変えることができる。また、磁性素子ＭＥの作用位置で、発光ダイオードＤを点灯させることができる。
【００４３】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る位置表示装置について図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態３に係る位置表示装置の回路構成例を示す図である。前記実施の形態１では、磁性素子ＭＥは常時閉状態の素子であった。しかし、この種類の素子より常時開状態の素子の方が一般的に広く使用されているので、本実施の形態３に係る位置表示装置では、常時開状態で、磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になる磁性素子ＭＥを用いることとする。
【００４４】
本実施の形態３に係る位置表示装置は、発光ダイオードＤ１〜Ｄ４と、常時開状態の磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４と、発光ダイオードＤ及び磁性素子ＭＥに対応して一列に配置される複数のリレー（リレーＲ１〜Ｒ４）と、記憶スイッチＭＲとを備える。発光ダイオードＤ１〜Ｄ４はそれぞれ第１の電源ラインと第２の電源ラインに並列に接続され、はしご状に配列される。磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４はそれぞれ第３の電源ラインと第４の電源ラインとに並列に接続され、はしご状に配列される。リレーＲ１〜Ｒ４はそれぞれ、一端が磁性素子ＭＥに接続し、接続する磁性素子ＭＥが閉状態になったときに励磁して発光ダイオードＤ１〜Ｄ４を接続する第１の電源ラインの開閉を制御する。記憶スイッチＭＲは第２の電源ライン上に接続される。
【００４５】
複数のリレーＲは接点であるリレースイッチＲ’を有する。リレースイッチＲ’はそれぞれ、第１の電源ライン上に直列に接続されていて、発光ダイオードＤと接続している。リレースイッチＲ’は常時閉状態であり、磁性素子ＭＥが閉状態になり、リレーＲが励磁すると、開状態になる。なお、リレーＲの数は４つに限るものではなく、磁性素子ＭＥと発光ダイオードＤに対応して、必要な数だけ配置される。
【００４６】
記憶スイッチＭＲは、Ａ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を磁性素子ＭＥ１より後に受けて閉状態になり、Ｂ方向に移動するＭｇの作用を磁性素子ＭＥ１より前に受けて開状態になる位置に接続される。
【００４７】
以上のように構成される位置表示装置の動作について説明する。まず、磁石Ｍｇが電源の位置からＡ方向に移動すると、磁性素子ＭＥ１が磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になり、リレーＲ１が励磁し、リレーＲ１のリレースイッチＲ１’が開状態になる。このとき、いずれの発光ダイオードＤにも電流が流れないので、いずれの発光ダイオードＤも点灯しない。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動すると、記憶スイッチＭＲが閉状態になる。記憶スイッチＭＲはＢ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を受けるまで閉状態を保つ。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動すると、磁性素子ＭＥ２が磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になり、リレーＲ２が励磁し、リレーＲ２のリレースイッチＲ２’が開状態になる。その後、磁性素子ＭＥ１が磁石Ｍｇの作用を受けなくなるとリレーＲ１のリレースイッチＲ１’が閉状態になる。これにより、発光ダイオードＤ１に電流が流れ、発光ダイオードＤ１が点灯する。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動すると、磁性素子ＭＥ３が磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になり、リレーＲ３が励磁し、リレーＲ３のリレースイッチＲ３’が開状態になる。その後、磁性素子ＭＥ２が磁石Ｍｇの作用を受けなくなるとリレーＲ２のリレースイッチＲ２’が閉状態になる。これにより、発光ダイオードＤ１及びＤ２に電流が流れ、発光ダイオードＤ１及びＤ２が点灯する。以上のようにして、磁性素子ＭＥが作動したときに、リレースイッチＲ’を介して電流が流れる発光ダイオードＤが点灯する。すなわち、磁石Ｍｇの移動に伴い、磁石Ｍｇの位置から電源までの発光ダイオードＤが点灯して、磁石Ｍｇの位置を表示することができる。
【００４８】
同様に、磁石ＭｇがＢ方向に移動するときも、リレーＲのリレースイッチＲ’を介して電流が流れる発光ダイオードＤが点灯するので、磁石Ｍｇの位置から電源までの発光ダイオードＤが点灯して、磁石Ｍｇの位置を表示することができる。Ｂ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を記憶スイッチＭＲが受けると、記憶スイッチＭＲは開状態になる。そして、Ａ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を受けるまで、開状態を保つ。これにより、磁石Ｍｇが磁性素子ＭＥ１より電源側に移動したときに、全ての発光ダイオードＤが消灯する。
【００４９】
以上のような本実施の形態３に係る位置表示装置を、図４〜図６に示すように、水面計に適用するようにしても良い。この場合、図３に示すように、ＬＥＤ４、磁性素子５、記憶スイッチ７及びリレーを、基板６に必要な数だけ配置する。以上のような構成により、ボイラ等の水位をＬＥＤ４によって明確に表示することができる。
【００５０】
以上のように、本実施の形態３に係る位置表示装置は、第１の電源ラインと第２の電源ラインとに並列に接続される発光ダイオードＤ１〜Ｄ４と、第３の電源ラインと第４の電源ラインに並列に接続される磁性素子ＭＥと、一端が磁性素子ＭＥに接続し、接続する磁性素子ＭＥが磁石の作用を受けると励磁する複数のリレーＲ１〜Ｒ４と、記憶スイッチＭＲとを備え、磁性素子ＭＥが作動したときに、リレーＲのリレースイッチＲ’を介して電流が流れる発光ダイオードＤが点灯する構成である。
【００５１】
これにより、本実施の形態３に係る位置表示装置によれば、対象物に磁石Ｍｇを取り付けることで、常時開状態で、磁石Ｍｇに反応して閉状態になるタイプの磁性素子ＭＥを用いて、所定の範囲内で移動する対象物の位置を検出、表示することができる。さらに、磁性素子ＭＥ、発光ダイオードＤ、及びリレーの組の数を変えるだけで、容易に表示範囲を変えることができる。また、リレーＲを用いて発光ダイオードＤを点灯させることから、磁石Ｍｇの位置を検出する位置検出回路と、磁石Ｍｇの位置を表示する表示回路とを分けることができる。その結果、磁性素子ＭＥを含む位置検出回路と発光ダイオードＤを含む表示回路の相対位置を自由に設定できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、所望の範囲を移動する対象物、例えば、水面計や液面計のフロートの位置や、空気圧や油圧で移動するピストンの位置を検出して、表示する位置表示装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る位置表示装置の回路構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る位置表示装置の回路構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る位置表示装置の回路構成例を示す図である。
【図４】本発明の位置表示装置を適用した水面計を上から見た図である。
【図５】本発明の位置表示装置を適用した水面計の側面図である。
【図６】本発明の位置表示装置を適用した水面計の正面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ フロート
２ 磁石
３ 指示器ケース
４ ＬＥＤ
５ 磁性素子
６ 基板
７ 記憶スイッチ
Ｄ 発光ダイオード
Ｍｇ 磁石
ＭＲ 記憶スイッチ
ＭＥ 磁性素子
Ｒ リレー
Ｒ’，Ｒ’’ リレースイッチ
ＲＤ 整流ダイオード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性素子と発光素子を使用して、対象物の位置を表示する位置表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁性素子であるリードスイッチと発光素子を使用して、対象物（ピストン）の位置を表示する位置表示装置が提案されていた（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１の位置表示装置は、位置表示のために、それぞれ異なる色を発光する２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）と、磁石に応答する２つのリードスイッチとを備えている。２つのリードスイッチは所定の距離ずれた位置に固定されている。磁石が装着されたピストンが所定の範囲内に位置するときは、１つのリードスイッチが閉状態になり、２つのＬＥＤの一方が点灯し、前記ピストンが所定の範囲外に位置するときは、２つのリードスイッチが閉状態になり、他方のＬＥＤが点灯する。これにより、前記ピストンが所定の範囲内にあるか否かで、それぞれ異なる色のＬＥＤを光らせることができる。
【０００４】
また、特許文献２の位置表示装置は、それぞれ異なる色を発光する３つのＬＥＤと、磁石に応答する２つのリードスイッチとを備えている。２つのリードスイッチは所定の距離ずれた位置に固定されている。磁石が装着されたピストンが所定の範囲内に位置するときは、２つのリードスイッチが閉状態になり、前記ピストンが最適範囲にあることを示すＬＥＤが点灯し、所定の範囲外に前記ピストンが位置するときは、２つのリードスイッチのいずれか一方が閉状態になり、ずれた方向に応じてそれぞれ別のＬＥＤが点灯する。これにより、前記ピストンが所定の範囲内にあるか否かで、それぞれ異なる色のＬＥＤを光らせることができる。
【特許文献１】特開２００２−１９５２１４号公報
【特許文献２】特開特開平１０−１１５５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の位置表示装置は、対象物が所定の範囲内にあるか否かを、それぞれ異なる色のＬＥＤを光らせることで、表示する回路構成であるため、対象物の位置を表示する範囲が限定されていた。このため、対象物の位置を表示する範囲を変更することも困難であった。
よって、本発明では、所望の範囲を移動する対象物の位置を表示することができ、かつ、対象物の表示範囲を容易に変更できる位置表示装置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】
【０００６】
本発明の位置表示装置は、複数の発光素子と、前記発光素子に対応してそれぞれ配置され、磁石の作用を受けて開閉する複数の磁性素子と、第１の方向から移動してきた磁石の作用を受けると、開状態又は閉状態になり、第１の方向とは逆方向の第２の方向から移動してきた磁石の作用を受けるまで、前記状態を保ち続ける記憶スイッチとを備え、前記複数の磁性素子が、常時閉状態で、磁石の作用を受けて開状態になる素子であり、常に、１つ以上の前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動する間隔でそれぞれ直列に接続され、前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動したときに、前記複数の発光素子のうち、前記磁性素子を介して電流が流れる発光素子が点灯することを特徴とする。これにより、前記磁性素子が作動したときに、前記磁性素子を介して電流が流れる前記発光素子が点灯して、磁石の位置を表示することができる。
【０００７】
また、本発明の位置表示装置は、前記複数の発光素子と、前記複数の磁性素子と、前記記憶スイッチと、前記発光素子に対応して一列に配置され、対応する前記発光素子を通る電流を整流する複数の整流ダイオードとを備え、前記磁性素子は、常時開状態で、磁石の作用を受けて閉状態になる素子であり、前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動したときに、前記複数の発光素子のうち、前記磁性素子を介して電流が流れる発光素子が点灯することを特徴とする。これにより、前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動したときに、電流が流れる発光素子が点灯して、磁石の位置を表示することができる。
【０００８】
また、本発明の位置表示装置は、前記複数の発光素子と、前記複数の磁性素子と、前記記憶スイッチと、前記発光素子及び前記磁性素子に対応して一列に配置され、一端が対応する前記磁性素子に接続し、接続する前記磁性素子が磁石の作用を受けたときに励磁する複数のリレーを備え、前記磁性素子が、常時開状態で、磁石の作用を受けて閉状態になる素子であり、前記各リレーが、対応する前記発光素子と接続する常時閉状態のスイッチを有し、接続する前記磁性素子が閉状態になったとき、励磁して、前記スイッチを開状態にし、前記複数の発光素子のうち、前記磁性素子を介して電流が流れる発光素子が点灯することを特徴とする。これにより、前記磁性素子が作動したときに、前記リレーのスイッチを介して電流が遮断される前記発光素子が消灯して、磁石の位置を表示することができる。
【０００９】
また、本発明の位置表示装置は、前記複数の発光素子が、所定数の発光素子からなる組ごとにそれぞれ色が異なるようにすることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の位置表示装置は、前記複数の発光素子が発光ダイオードであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の位置表示装置は、複数の発光素子と、前記発光素子に対応してそれぞれ配置され、磁石の作用を受けて開閉する複数の磁性素子とを備え、前記複数の発光素子のうち、前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動したときに、電流が流れる発光素子が点灯するようにした。これにより、対象物に磁石を取り付けるだけで、所望の範囲を移動する対象物の位置を検出して表示することができる。さらに、磁性素子と発光素子の組の数を変えるだけで、対象物の表示範囲を容易に変更できるので、対象物の表示範囲が限定されない。
【００１２】
また、本発明の位置表示装置は、第１の方向から移動してきた磁石の作用を受けると、開状態又は閉状態になり、第１の方向とは逆方向の第２の方向から移動してきた磁石の作用を受けるまで、前記状態を保ち続ける記憶スイッチを備えるようにした。これにより、磁性素子が作用する範囲から磁石Ｍｇが外れても、誤って発光素子が点灯することがないので、誤表示を防ぐことができる。
【００１３】
また、本発明の位置表示装置は、前記発光素子及び前記磁性素子に対応して一列に配置され、一端が対応する前記磁性素子に接続し、接続する前記磁性素子が磁石の作用を受けたときに励磁する複数のリレーを備え、このリレーにより、発光素子を点灯又は消灯させるようにした。これにより、対象物の位置を検出する位置検出回路と、対象物の位置を表示する位置表示回路とを分けることができ、これらの回路の相対位置を自由に設定することができる。
【００１４】
また、本発明の位置表示装置によれば、前記複数の発光素子は、所定数の発光素子からなる組ごとにそれぞれ色が異なるようにしたことから、対象物の表示範囲を色分けすることができる。
【００１５】
また、本発明の位置表示装置によれば、前記複数の発光素子は発光ダイオードであることから、対象物の位置を、省電力で明確に表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態１に係る位置表示装置について図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態１に係る位置表示装置の回路構成例を示す図である。
【００１７】
本実施の形態１に係る位置表示装置は、複数の発光素子（発光ダイオードＤ１〜Ｄ４）と、発光素子に対応してそれぞれ配置される複数の磁性素子（磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４）と、記憶スイッチＭＲとを備える。複数の発光素子は、第１の電源ラインと第２の電源ラインとの間にそれぞれ並列に接続され、はしご状に配列される。複数の磁性素子はそれぞれ第１の電源ライン上に直列に接続される。記憶スイッチＭＲは第２の電源ライン上に接続される。
【００１８】
発光素子は、磁性素子ＭＥと組で必要数が一列に配置される。発光素子の色は、任意に変えるようにしても良い。例えば、所定数の発光素子からなる組ごとに色を変えることで、磁石Ｍｇが移動する表示範囲を色分けすることができる。図１では、発光素子として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用し、４つの発光ダイオードＤを電源ラインに接続する場合について示しているが、発光ダイオードＤの数は、４つに限られるものではなく、必要な数だけ電源ラインに接続される。また、発光素子は発光ダイオードに限るものではなく、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）でも良い。
【００１９】
磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４は、常時閉状態で、磁石Ｍｇの作用を受けて開状態になる素子である。各磁性素子ＭＥは、常に、１つ以上の磁性素子ＭＥが磁石Ｍｇの作用を受けて作動する間隔で配置されている。なお、図１では、４つの磁性素子ＭＥを電源ラインに接続する場合について示しているが、磁性素子ＭＥの数は、４つに限られるものではなく、必要な数だけ電源ラインに接続される。磁性素子ＭＥとしては、磁気スイッチ、リードスイッチ、ホール素子、ホールＩＣ、又はその他の磁気検出素子が挙げられる。
【００２０】
記憶スイッチＭＲは磁石Ｍｇの移動方向を記憶するスイッチである。具体的には、第１の方向に移動する磁石Ｍｇの作用を受けると、開状態又は閉状態になり、第１の方向とは逆方向の第２の方向に移動する磁石Ｍｇの作用を受けるまで、前記状態を保ち続けることで、磁石Ｍｇの移動方向を記憶する。記憶スイッチＭＲを備えるのは、磁石Ｍｇが磁性素子ＭＥ１より電源側に移動したときに、全ての磁性素子ＭＥが閉状態になることで、全ての発光ダイオードＤが点灯するのを避けるためである。図１において、記憶スイッチＭＲは、磁石ＭｇがＡ方向に移動するときには、磁性素子ＭＥ１の後に磁石Ｍｇの作用を受け、磁石ＭｇがＢ方向に移動するときには、磁性素子ＭＥ１より前に磁石Ｍｇの作用を受ける位置に接続される。これにより、磁石Ｍｇが磁性素子ＭＥ１より電源側に移動したときに、全ての発光ダイオードＤが点灯するのを防ぐことができる。以上のような動作をする記憶スイッチＭＲとしては、例えば、リードスイッチが挙げられる（株式会社エヌエーのウェブサイト、http：//www.na-web.co.jp/products/rs/pr-01-16-htmlを参照，2005年6月検索）。
【００２１】
なお、記憶スイッチＭＲは磁性素子ＭＥが接続される電源ラインに接続されることでも良く、この場合、記憶スイッチＭＲは磁性素子ＭＥ１より発光ダイオード側に接続される。これにより、磁石Ｍｇが磁性素子ＭＥ１より電源側に移動したとき、発光ダイオードＤは全て消灯する。
【００２２】
以上のように構成される位置表示装置の動作について図１を用いて説明する。まず、磁石Ｍｇが電源の位置からＡ方向に移動すると、磁性素子ＭＥ１が磁石Ｍｇの作用を受けて開状態になる。このとき、発光ダイオードＤ１〜Ｄ４には電流が流れず、いずれの発光ダイオードＤも点灯しない。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動すると、記憶スイッチＭＲが閉じる。記憶スイッチＭＲはＢ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を受けるまで閉状態を保つ。これにより、記憶スイッチＭＲは磁石ＭｇがＡ方向に移動したことを記憶することになる。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動して、磁性素子ＭＥ２が磁石Ｍｇの作用を受けて開状態になり、磁性素子ＭＥ１が磁石Ｍｇの作用を受けなくなり閉状態になると、発光ダイオードＤ１に電流が流れ、発光ダイオードＤ１が点灯する。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動すると、磁性素子ＭＥ３が開状態に、磁性素子ＭＥ１及びＭＥ２が閉状態になり、発光ダイオードＤ１及びＤ２に電流が流れ、発光ダイオードＤ１及びＤ２が点灯する。以上のようにして、磁性素子ＭＥが作動することで電流が流れる発光ダイオードＤが点灯する。すなわち、磁石Ｍｇの移動に伴い、磁石Ｍｇの位置から電源までの発光ダイオードＤが点灯して、磁石Ｍｇの位置を表示することができる。
【００２３】
同様に、磁石ＭｇがＢ方向に移動するときも、磁性素子ＭＥが作動することで電流が流れる発光ダイオードＤが点灯するので、磁石Ｍｇの位置から電源までの発光ダイオードＤが点灯して、磁石Ｍｇの位置を表示することができる。Ｂ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を記憶スイッチＭＲが受けると、記憶スイッチＭＲは開状態になる。これにより、全ての発光ダイオードＤが消灯する。その後、記憶スイッチＭＲは、Ａ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を再度受けるまで、開状態を保つ。
【００２４】
なお、磁性素子ＭＥは、常に、１つ以上の磁性素子ＭＥが作動する間隔で配置されているので、磁性素子ＭＥ間に磁石Ｍｇが位置するとき、両側の磁性素子ＭＥが閉状態になることはない。これにより、磁石Ｍｇが磁性素子ＭＥ４の位置に移動していないにもかかわらず、誤って、発光ダイオードＤ１〜Ｄ４が点灯することはない。
【００２５】
以上のように構成される実施の形態１に係る位置表示装置を水面計に適用した場合について、図４〜６を用いて説明する。
【００２６】
図４は水面計を上から見た図であり、図５は水面計の側面図であり、図６は水面計の正面図である。図４〜６に示すように、水面計は、ボイラ等から連結管を通して水を導入すると、フロート１が上下する。このフロート１には磁石２が取り付けられている。この磁石２の移動に応じて、指示器ケース３に封入された発光ダイオード（ＬＥＤ）４が点灯する。ＬＥＤ４は、磁性素子５と共に、基板６に、図１に示すように必要数配置されている。磁性素子５が磁石２の作用を受けて作動することで電源から電流が流れるＬＥＤ４が点灯する。すなわち、磁石Ｍｇの位置までのＬＥＤ４が点灯する。また、磁石２の移動方向を記憶する記憶スイッチ７を基板６に設けるようにする。これにより、磁石２が最下部の磁性素子を超えて、作用範囲を外れたとき、全てのＬＥＤ４が消灯することになる。以上のような構成により、ボイラ等の水位をＬＥＤ４によって明確に表示することができる。
【００２７】
なお、ＬＥＤ４の色の組み合せは任意に変えるようにしても良い。例えば、所定数のＬＥＤ毎に色を変えることで、水位の警告ラインと安全ラインを色分けして表示することができる。
【００２８】
以上のように、本実施の形態１に係る位置表示装置は、複数の発光素子（発光ダイオードＤ１〜Ｄ４）と、磁石Ｍｇの作用を受けると開状態になる複数の磁性素子（磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４）と、磁石Ｍｇが電源側から発光ダイオード側に移動したか、発光ダイオード側から電源側に移動したかを記憶する記憶スイッチＭＲとを備え、磁性素子ＭＥが作動したときに、磁性素子ＭＥを介して電流が流れる発光ダイオードＤが点灯する構成とした。
【００２９】
これにより、本実施の形態１に係る位置表示装置によれば、対象物に磁石Ｍｇを取り付けるだけで、所定の範囲内で移動する対象物の位置を検出、表示することができる。さらに、磁性素子ＭＥと発光ダイオードＤの組を一列に必要な数だけ並べることで、対象物の位置を検出、表示することができるので、磁性素子ＭＥと発光ダイオードＤの数を変えるだけで、容易に表示範囲を変えることができる。また、記憶スイッチＭＲを備えることから、磁性素子ＭＥが作用する範囲から磁石Ｍｇが電源側に外れても、発光ダイオードＤが誤って点灯することがないので、誤表示を防ぐことができる。
【００３０】
なお、実施の形態１では、磁性素子ＭＥ間で発光ダイオードＤを点灯させる場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、発光ダイオードＤを点灯させる位置を任意に変えて良い。例えば、磁石Ｍｇの作用を受けた磁性素子ＭＥの位置と同じ位置で発光ダイオードＤを点灯させることでも良い。
【００３１】
また、実施の形態１では、各磁性素子ＭＥを、常に、１つ以上の磁性素子ＭＥが磁石Ｍｇによって作動する間隔で配置する場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、磁性素子ＭＥの間隔を任意に設定し、その間隔に応じて磁石Ｍｇの強さを選定し、常に１つ以上の磁性素子ＭＥが磁石Ｍｇの作用によって作動するようにしても良い。
【００３２】
また、磁性素子ＭＥとして、リードスイッチを用いる場合は、磁石の磁界の向きと平行にリードスイッチを整列させることで、リードスイッチを正確に作動させることができる。
【００３３】
また、本発明の位置表示装置は、水面計のみに適用されるものではなく、空気圧や油圧で所定の範囲を移動するピストンの位置を表示する装置に適用することでも良い。
【００３４】
（実施の形態２）
以下、本実施の形態２に係る位置表示装置について図２を用いて説明する。本実施の形態２に係る位置表示装置において、図２は、本実施の形態２に係る位置表示装置の回路構成例を示す図である。前記実施の形態１では、磁性素子ＭＥは常時閉状態の素子であった。しかし、この種類の素子より常時開状態の素子の方が一般的に広く使用されているので、本実施の形態２に係る位置表示装置では、常時開状態で、磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になる磁性素子ＭＥを用いることとする。
【００３５】
本実施の形態２に係る位置表示装置は、複数の発光素子（発光ダイオードＤ１〜Ｄ４）と、常時開状態の複数の磁性素子（磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４）と、複数の整流ダイオード（整流ダイオードＲＤ１〜ＲＤ４）と、記憶スイッチＭＲとを備える。複数の発光素子と複数の磁性素子はそれぞれ、第１の電源ラインと第２の電源ラインとに並列に接続され、はしご状に配列される。整流ダイオードＲＤは発光ダイオードＤからの電流を整流する。
【００３６】
磁性素子ＭＥ及び発光ダイオードＤの数は４つに限るものではなく、必要な数だけ配置する。また、整流ダイオードＲＤは、発光ダイオード数より１つ少ない数を備えるようにする。
【００３７】
記憶スイッチＭＲは、電源側から最も離れた磁性素子ＭＥ４より、さらに、電源側から離れた位置に接続され、Ａ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を受けるまで開状態を保つ。この位置に記憶スイッチＭＲを備えることで、磁石Ｍｇが磁性素子ＭＥ４からさらにＡ方向に移動して、磁性素子ＭＥ４が開状態になったとき、記憶スイッチＭＲは閉状態になるので、発光ダイオードＤ１〜Ｄ４が消灯するのを防ぐことができる。
【００３８】
以上のように構成される位置表示装置の動作について説明する。磁石Ｍｇが電源の位置からＡ方向に移動すると、磁性素子ＭＥ１が磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になるので、発光ダイオードＤ１に電流が流れ、発光ダイオードＤ１が点灯する。このとき、発光ダイオードＤ１を通過した電流は整流ダイオードＲＤ１で整流され、また、記憶スイッチＭＲが開状態であるので、発光ダイオードＤ２〜Ｄ４には電流が流れない。よって、発光ダイオードＤ２〜Ｄ４は点灯しない。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動して、磁性素子ＭＥ２が磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になると、発光ダイオードＤ１及びＤ２に電流が流れ、発光ダイオードＤ１及びＤ２が点灯する。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動して、磁性素子ＭＥ３が磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になるので、発光ダイオードＤ１〜Ｄ３に電流が流れ、発光ダイオードＤ１〜Ｄ３が点灯する。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動して、磁性素子ＭＥ４を超えると、記憶スイッチＭＲが閉状態になる。これにより、発光ダイオードＤ１〜Ｄ４を点灯させることができる。
【００３９】
この状態から、磁石ＭｇがＢ方向に移動すると、記憶スイッチＭＲは開状態になる。その後、磁石ＭｇがＢ方向に移動するときも、同様に、磁石の位置から電源までの発光ダイオードＤが点灯して、磁石Ｍｇの位置を表示する。
【００４０】
以上のような本実施の形態２に係る位置表示装置を、図４〜図６に示すように、水面計に適用するようにしても良い。この場合、図２に示すように、ＬＥＤ４、磁性素子５及び整流ダイオードを必要な数だけ基板６に配置する。さらに、記憶スイッチ７を、基板６の最上部の磁性素子よりさらに上側に設けるようにする。以上のような構成により、ボイラ等の水位をＬＥＤ４によって明確に表示することができる。
【００４１】
以上のように、本実施の形態２に係る位置表示装置は、第１の電源ラインと第２の電源ラインに並列に接続される磁性素子ＭＥ及び発光ダイオードＤと、発光ダイオードＤからの電流を整流する整流ダイオードＲＤと、記憶スイッチＭＲとを備えるようにした。
【００４２】
これにより、本実施の形態２に係る位置表示装置によれば、対象物に磁石を取り付けることで、磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になるタイプの磁性素子を用いて、所望の範囲内で移動する対象物の位置を検出、表示することができる。さらに、磁性素子ＭＥ、発光ダイオードＤ、及び整流ダイオードＲＤの組の数を変えるだけで、対象物の表示範囲を容易に変えることができる。また、磁性素子ＭＥの作用位置で、発光ダイオードＤを点灯させることができる。
【００４３】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る位置表示装置について図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態３に係る位置表示装置の回路構成例を示す図である。前記実施の形態１では、磁性素子ＭＥは常時閉状態の素子であった。しかし、この種類の素子より常時開状態の素子の方が一般的に広く使用されているので、本実施の形態３に係る位置表示装置では、常時開状態で、磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になる磁性素子ＭＥを用いることとする。
【００４４】
本実施の形態３に係る位置表示装置は、発光ダイオードＤ１〜Ｄ４と、常時開状態の磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４と、発光ダイオードＤ及び磁性素子ＭＥに対応して一列に配置される複数のリレー（リレーＲ１〜Ｒ４）と、記憶スイッチＭＲとを備える。発光ダイオードＤ１〜Ｄ４はそれぞれ第１の電源ラインと第２の電源ラインに並列に接続され、はしご状に配列される。磁性素子ＭＥ１〜ＭＥ４はそれぞれ第３の電源ラインと第４の電源ラインとに並列に接続され、はしご状に配列される。リレーＲ１〜Ｒ４はそれぞれ、一端が磁性素子ＭＥに接続し、接続する磁性素子ＭＥが閉状態になったときに励磁して発光ダイオードＤ１〜Ｄ４を接続する第１の電源ラインの開閉を制御する。記憶スイッチＭＲは第２の電源ライン上に接続される。
【００４５】
複数のリレーＲは接点であるリレースイッチＲ’を有する。リレースイッチＲ’はそれぞれ、第１の電源ライン上に直列に接続されていて、発光ダイオードＤと接続している。リレースイッチＲ’は常時閉状態であり、磁性素子ＭＥが閉状態になり、リレーＲが励磁すると、開状態になる。なお、リレーＲの数は４つに限るものではなく、磁性素子ＭＥと発光ダイオードＤに対応して、必要な数だけ配置される。
【００４６】
記憶スイッチＭＲは、Ａ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を磁性素子ＭＥ１より後に受けて閉状態になり、Ｂ方向に移動するＭｇの作用を磁性素子ＭＥ１より前に受けて開状態になる位置に接続される。
【００４７】
以上のように構成される位置表示装置の動作について説明する。まず、磁石Ｍｇが電源の位置からＡ方向に移動すると、磁性素子ＭＥ１が磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になり、リレーＲ１が励磁し、リレーＲ１のリレースイッチＲ１’が開状態になる。このとき、いずれの発光ダイオードＤにも電流が流れないので、いずれの発光ダイオードＤも点灯しない。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動すると、記憶スイッチＭＲが閉状態になる。記憶スイッチＭＲはＢ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を受けるまで閉状態を保つ。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動すると、磁性素子ＭＥ２が磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になり、リレーＲ２が励磁し、リレーＲ２のリレースイッチＲ２’が開状態になる。その後、磁性素子ＭＥ１が磁石Ｍｇの作用を受けなくなるとリレーＲ１のリレースイッチＲ１’が閉状態になる。これにより、発光ダイオードＤ１に電流が流れ、発光ダイオードＤ１が点灯する。さらに、磁石ＭｇがＡ方向に移動すると、磁性素子ＭＥ３が磁石Ｍｇの作用を受けて閉状態になり、リレーＲ３が励磁し、リレーＲ３のリレースイッチＲ３’が開状態になる。その後、磁性素子ＭＥ２が磁石Ｍｇの作用を受けなくなるとリレーＲ２のリレースイッチＲ２’が閉状態になる。これにより、発光ダイオードＤ１及びＤ２に電流が流れ、発光ダイオードＤ１及びＤ２が点灯する。以上のようにして、磁性素子ＭＥが作動したときに、リレースイッチＲ’を介して電流が流れる発光ダイオードＤが点灯する。すなわち、磁石Ｍｇの移動に伴い、磁石Ｍｇの位置から電源までの発光ダイオードＤが点灯して、磁石Ｍｇの位置を表示することができる。
【００４８】
同様に、磁石ＭｇがＢ方向に移動するときも、リレーＲのリレースイッチＲ’を介して電流が流れる発光ダイオードＤが点灯するので、磁石Ｍｇの位置から電源までの発光ダイオードＤが点灯して、磁石Ｍｇの位置を表示することができる。Ｂ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を記憶スイッチＭＲが受けると、記憶スイッチＭＲは開状態になる。そして、Ａ方向に移動する磁石Ｍｇの作用を受けるまで、開状態を保つ。これにより、磁石Ｍｇが磁性素子ＭＥ１より電源側に移動したときに、全ての発光ダイオードＤが消灯する。
【００４９】
以上のような本実施の形態３に係る位置表示装置を、図４〜図６に示すように、水面計に適用するようにしても良い。この場合、図３に示すように、ＬＥＤ４、磁性素子５、記憶スイッチ７及びリレーを、基板６に必要な数だけ配置する。以上のような構成により、ボイラ等の水位をＬＥＤ４によって明確に表示することができる。
【００５０】
以上のように、本実施の形態３に係る位置表示装置は、第１の電源ラインと第２の電源ラインとに並列に接続される発光ダイオードＤ１〜Ｄ４と、第３の電源ラインと第４の電源ラインに並列に接続される磁性素子ＭＥと、一端が磁性素子ＭＥに接続し、接続する磁性素子ＭＥが磁石の作用を受けると励磁する複数のリレーＲ１〜Ｒ４と、記憶スイッチＭＲとを備え、磁性素子ＭＥが作動したときに、リレーＲのリレースイッチＲ’を介して電流が流れる発光ダイオードＤが点灯する構成である。
【００５１】
これにより、本実施の形態３に係る位置表示装置によれば、対象物に磁石Ｍｇを取り付けることで、常時開状態で、磁石Ｍｇに反応して閉状態になるタイプの磁性素子ＭＥを用いて、所定の範囲内で移動する対象物の位置を検出、表示することができる。さらに、磁性素子ＭＥ、発光ダイオードＤ、及びリレーの組の数を変えるだけで、容易に表示範囲を変えることができる。また、リレーＲを用いて発光ダイオードＤを点灯させることから、磁石Ｍｇの位置を検出する位置検出回路と、磁石Ｍｇの位置を表示する表示回路とを分けることができる。その結果、磁性素子ＭＥを含む位置検出回路と発光ダイオードＤを含む表示回路の相対位置を自由に設定できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、所望の範囲を移動する対象物、例えば、水面計や液面計のフロートの位置や、空気圧や油圧で移動するピストンの位置を検出して、表示する位置表示装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る位置表示装置の回路構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る位置表示装置の回路構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る位置表示装置の回路構成例を示す図である。
【図４】本発明の位置表示装置を適用した水面計を上から見た図である。
【図５】本発明の位置表示装置を適用した水面計の側面図である。
【図６】本発明の位置表示装置を適用した水面計の正面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ フロート
２ 磁石
３ 指示器ケース
４ ＬＥＤ
５ 磁性素子
６ 基板
７ 記憶スイッチ
Ｄ 発光ダイオード
Ｍｇ 磁石
ＭＲ 記憶スイッチ
ＭＥ 磁性素子
Ｒ リレー
Ｒ’，Ｒ’’ リレースイッチ
ＲＤ 整流ダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子と、
前記発光素子に対応してそれぞれ配置され、磁石の作用を受けて開閉する複数の磁性素子と、
第１の方向から移動してきた磁石の作用を受けると、開状態又は閉状態になり、前記第１の方向とは逆方向の第２の方向から移動してきた磁石の作用を受けるまで、前記状態を保ち続ける記憶スイッチとを備え、
前記複数の磁性素子は、常時閉状態で、磁石の作用を受けて開状態になる素子であり、それぞれが、常に、１つ以上の前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動する間隔で直列に接続され、
前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動したときに、前記複数の発光素子のうち、前記磁性素子を介して電流が流れる発光素子が点灯する、
ことを特徴とする位置表示装置。
【請求項２】
複数の発光素子と、
前記発光素子に対応してそれぞれ配置され、磁石の作用を受けて開閉する複数の磁性素子と、
第１の方向から移動してきた磁石の作用を受けると、開状態又は閉状態になり、前記第１の方向とは逆方向の第２の方向から移動してきた磁石の作用を受けるまで、前記状態を保ち続ける記憶スイッチと、
前記発光素子に対応して一列に配置され、対応する前記発光素子を通る電流を整流する複数の整流ダイオードとを備え、
前記複数の磁性素子は、常時開状態で、磁石の作用を受けて閉状態になる素子であり、それぞれが、常に、１つ以上の前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動する間隔で配置され、
前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動したときに、前記複数の発光素子のうち、前記磁性素子を介して電流が流れる発光素子が点灯する、
ことを特徴とする位置表示装置。
【請求項３】
複数の発光素子と、
前記発光素子に対応してそれぞれ配置され、磁石の作用を受けて開閉する複数の磁性素子と、
第１の方向から移動してきた磁石の作用を受けると、開状態又は閉状態になり、前記第１の方向とは逆方向の第２の方向から移動してきた磁石の作用を受けるまで、前記状態を保ち続ける記憶スイッチと、
前記発光素子及び前記磁性素子に対応して一列に配置され、一端が対応する前記磁性素子に接続し、接続する前記磁性素子が磁石の作用を受けたときに励磁する複数のリレーとを備え、
前記複数の磁性素子は、常時開状態で、磁石の作用を受けて閉状態になる素子であり、それぞれが、常に、１つ以上の前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動する間隔で配置され、
前記各リレーは、対応する前記発光素子と接続する常時閉状態のスイッチを有し、接続する前記磁性素子が閉状態になったとき、励磁して、前記スイッチを開状態にし、
前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動したときに、前記複数の発光素子のうち、前記磁性素子を介して電流が流れる発光素子が点灯する、
ことを特徴とする位置表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の位置表示装置において、
前記複数の発光素子は、所定数の発光素子からなる組ごとにそれぞれ色が異なることを特徴とする位置表示装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の位置表示装置において、
前記複数の発光素子は発光ダイオードであることを特徴とする位置表示装置。
【請求項１】
複数の発光素子と、
前記発光素子に対応してそれぞれ配置され、磁石の作用を受けて開閉する複数の磁性素子と、
第１の方向から移動してきた磁石の作用を受けると、開状態又は閉状態になり、前記第１の方向とは逆方向の第２の方向から移動してきた磁石の作用を受けるまで、前記状態を保ち続ける記憶スイッチとを備え、
前記複数の磁性素子は、常時閉状態で、磁石の作用を受けて開状態になる素子であり、それぞれが、常に、１つ以上の前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動する間隔で直列に接続され、
前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動したときに、前記複数の発光素子のうち、前記磁性素子を介して電流が流れる発光素子が点灯する、
ことを特徴とする位置表示装置。
【請求項２】
複数の発光素子と、
前記発光素子に対応してそれぞれ配置され、磁石の作用を受けて開閉する複数の磁性素子と、
第１の方向から移動してきた磁石の作用を受けると、開状態又は閉状態になり、前記第１の方向とは逆方向の第２の方向から移動してきた磁石の作用を受けるまで、前記状態を保ち続ける記憶スイッチと、
前記発光素子に対応して一列に配置され、対応する前記発光素子を通る電流を整流する複数の整流ダイオードとを備え、
前記複数の磁性素子は、常時開状態で、磁石の作用を受けて閉状態になる素子であり、それぞれが、常に、１つ以上の前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動する間隔で配置され、
前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動したときに、前記複数の発光素子のうち、前記磁性素子を介して電流が流れる発光素子が点灯する、
ことを特徴とする位置表示装置。
【請求項３】
複数の発光素子と、
前記発光素子に対応してそれぞれ配置され、磁石の作用を受けて開閉する複数の磁性素子と、
第１の方向から移動してきた磁石の作用を受けると、開状態又は閉状態になり、前記第１の方向とは逆方向の第２の方向から移動してきた磁石の作用を受けるまで、前記状態を保ち続ける記憶スイッチと、
前記発光素子及び前記磁性素子に対応して一列に配置され、一端が対応する前記磁性素子に接続し、接続する前記磁性素子が磁石の作用を受けたときに励磁する複数のリレーとを備え、
前記複数の磁性素子は、常時開状態で、磁石の作用を受けて閉状態になる素子であり、それぞれが、常に、１つ以上の前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動する間隔で配置され、
前記各リレーは、対応する前記発光素子と接続する常時閉状態のスイッチを有し、接続する前記磁性素子が閉状態になったとき、励磁して、前記スイッチを開状態にし、
前記磁性素子が磁石の作用を受けて作動したときに、前記複数の発光素子のうち、前記磁性素子を介して電流が流れる発光素子が点灯する、
ことを特徴とする位置表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の位置表示装置において、
前記複数の発光素子は、所定数の発光素子からなる組ごとにそれぞれ色が異なることを特徴とする位置表示装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の位置表示装置において、
前記複数の発光素子は発光ダイオードであることを特徴とする位置表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−４０７９８（Ｐ２００７−４０７９８Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２４４２５（Ｐ２００５−２２４４２５）
【出願日】平成１７年８月２日（２００５．８．２）
【特許番号】特許第３７８６１３６号（Ｐ３７８６１３６）
【特許公報発行日】平成１８年６月１４日（２００６．６．１４）
【出願人】（５０１３１４６６２）株式会社 サワダ製作所 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２日（２００５．８．２）
【特許番号】特許第３７８６１３６号（Ｐ３７８６１３６）
【特許公報発行日】平成１８年６月１４日（２００６．６．１４）
【出願人】（５０１３１４６６２）株式会社 サワダ製作所 (4)
【Ｆターム（参考）】
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