CN111380596B - 液位检测装置 - Google Patents

Abstract

一种液位检测装置，包括：磁体保持器，其具有容纳在保持器本体内部的磁体，该保持器本体中形成轴凹部；传感器壳体，其具有从壳体本体突出的轴部并且可旋转地支撑磁体保持器；浮臂，其一端固定至磁体保持器并且其另一端装接至浮子；霍尔IC，其设置在传感器壳体中并且检测磁体的位移；环形突起，其绕轴部从壳体本体的前表面突出并且面对保持器本体的底表面；以及凹部，其形成于保持器本体的底表面并且突起的突出端插入至该凹部中。

Description

液位检测装置

技术领域

本发明涉及一种液位检测装置。

背景技术

被构造为检测液槽中储存的液体的液位的液位检测装置(非接触式液位传感器)包括：装置主体，该装置主体包括诸如IC传感器(霍尔IC)的电磁转换元件(霍尔元件)；磁体保持器，该磁体保持器包括可旋转地设置于装置主体的磁体；浮臂，该浮臂具有组装至磁体保持器的基端部；以及浮子，该浮子设置于浮臂的末端部处(例如，见专利文献1)。

如图11所示，现有技术的液位检测装置包括：树脂材料制成的磁体保持器570，其上形成了配合孔(轴凹部)576；中央轴(轴部)531，其从构成装置本体的框架(传感器壳体)521的前表面521a突出；浮臂(未示出)，其一端固定磁体保持器570并且另一端装接至根据液位上下移动的浮子；以及金属的旋转支撑体540，该旋转支撑体540包括设置在磁体保持器570的限定配合孔576的内周表面与中央轴531的外周表面531a之间的中空筒部。

磁体保持器570通过旋转支撑体540的中空筒部而可旋转地支撑在框架521上，用作旋转中心的中央轴531设置在旋转支撑体540的中空筒部中。

用于检测容纳在磁体保持器570内部的磁体575的旋转量的IC传感器525安装在中央轴531中。

引用列表

专利文献

专利文献1:JP-A-2009-257911

发明内容

在上述现有技术的液位检测装置中，如图11所示，在磁体保持器570与框架521之间的推力方向上的滑动部(图11中，在磁体保持器570的底表面570a与框架521的前表面521a之间的由C标识的位置)具有平坦的流路结构。因此，液槽中的液体直线地流入滑动部中的推力方向上的间隙。因此，液体中的异物D可能进入这些滑动部。特别地，当异物D进入磁体保持器570与框架521之间(中央轴531的外周表面531a与旋转支撑体540的内周表面540a之间)的径向上的滑动部时，形成闭端(dead-ended)结构，因此异物D一旦进入就不太可能被排出。因此，存在由于异物D而在径向上的滑动部中发生锁定的可能性，导致保持器的旋转故障。

此外，在进入这些滑动部的异物D是诸如金属粉末这样的磁性材料的情况下，异物D可能影响施加于中央轴531上所安装的IC传感器525的磁体575的磁力，从而劣化检测准确性。

已经鉴于上述情形做出本发明，并且其目的是提供一种液位检测装置，该液位检测装置能够防止液体中的异物进入传感器壳体与磁体保持器之间的径向上的滑动部。

通过下述构造实现根据本发明的上述目的。

(1)一种液位检测装置，包括：

磁体保持器，该磁体保持器包括保持器本体和磁体，所述保持器本体中形成轴凹部，所述磁体沿着所述保持器本体的限定所述轴凹部的内周表面而容纳在所述保持器本体内部；

传感器壳体，其包括壳体本体和从所述壳体本体突出的轴部，该轴部插入到所述轴凹部中以可旋转地支撑所述磁体保持器；

浮臂，其一端固定至所述磁体保持器并且其另一端装接至浮子，该浮子被构造为根据液位而垂直地移动；

霍尔IC，其设置在所述传感器壳体中并且被构造为检测所述磁体的位移；

环形突起，其绕着轴部从壳体本体的前表面突出并且面对保持器本体的底表面；以及

凹部，其形成于所述保持器本体的底表面，并且所述突起的突出端插入至所述凹部中。

根据具有(1)的构造的液位检测装置，从传感器壳体的外部流入磁体保持器与传感器壳体之间(保持器本体的底表面与壳体本体之间)的推力方向上的滑动部中的液体撞击所述在壳体本体上面对保持器本体的底表面地突出的环形突起，并且流入保持器本体的凹部。结果，防止液体中的异物进入磁体保持器与传感器壳体之间(轴凹部的内周表面与轴部的外周表面之间)的径向上的滑动部。

因此，能够防止这样的问题：由于异物而在径向上的滑动部中发生锁定，这导致磁体保持器的旋转故障，并且由此导致液体表面的检测准确性劣化。

(2)根据(1)所述的液位检测装置，

其中，所述突起具有突出高度，即使在所述保持器本体沿着所述轴部的轴向而相对于所述壳体本体位移时，该突出高度也能够保持所述保持器本体的限定所述凹部的凹部内周表面与所述突起的突起外周表面之间的重叠状态。

根据具有(2)的构造的液位检测装置，即使在保持器本体沿着轴部的轴向相对于壳体本体极大地倾斜并且移位时，壳体本体的突起的突起外周表面也能够保持与保持器本体的凹部的凹部内周表面的重叠状态(具有绕着整周的重叠区域的状态，该重叠区域中凹部内周表面与突起外周表面沿着轴部的轴向互相重叠)。因此，即使在保持器本体沿着轴部的轴向相对于壳体本体位移时，液体也不从与轴部的轴向垂直的方向上直线地流入推力方向上的滑动部中的间隙。

(3)根据(1)或(2)所述的液位检测装置，

其中，所述凹部进一步包括容纳部，该容纳部在所述保持器本体中在所述磁体的外周侧上延伸。

根据具有(3)的构造的液位检测装置，从传感器壳体的外部流入推力方向上的滑动部中的液体撞击所述在壳体本体上面对保持器本体的底表面地突出的环形突起，并且从保持器本体的凹部流入容纳部中。因此，流入容纳部的液体中的磁性材料吸附于容纳部中的磁体侧的内周表面上并且防止该磁性材料进入径向上的滑动部。

因此，吸附在容纳部中的磁体侧的内周表面上的磁性材料吸附在磁体的外周侧的远离位置处，并且因此不会影响从磁体施加于霍尔IC的磁通密度，并且能够防止液体表面的检测准确性劣化。

(4)根据(3)所述的液位检测装置，

其中，所述容纳部包括多个有底孔，该有底孔沿着所述磁体的外周表面布置并且平行于所述磁体保持器的旋转中心而延伸。

根据具有(4)的构造的液位检测装置,由于在磁体的外周侧上延伸的容纳部包括多个有底孔，所以能够在确保保持器本体的刚性的同时形成容纳部。

因此，不需要加厚限定容纳部的在面对磁体的一侧上的周壁来确保保持器本体的刚性，从而防止磁体保持器的大小以及液位检测装置本身的大小增加。

根据本发明，能够提供一种液位检测装置，该液位检测装置能够防止液体中的异物进入传感器壳体与磁体保持器之间的径向上的滑动部。

以上已经简要地描述了本发明。通过参考附图阅读下文描述的本发明的实施方式(以下称为“实施例”)，本发明的细节将更加清楚。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的液位检测装置的整体立体图。

图2是根据本发明的实施例的液位检测装置的分解立体图。

图3是根据本发明的实施例的液位检测装置的主要部分的前视图。

图4是沿图3所示的液位检测装置的线IV-IV截取的截面图。

图5是沿图3所示的液位检测装置的线V-V截取的截面图。

图6A和6B是用于说明磁体保持器的结构的视图，图6A是从磁体保持器的前表面侧观看的立体图，并且图6B是从磁体保持器的后表面侧观看的立体图。

图7是传感器壳体的立体图。

图8是传感器壳体的前视图。

图9A和9B是用于说明磁体保持器与传感器壳体之间的推力方向上的滑动部的动作的放大截面图，图9A示出相对于传感器壳体正常地支撑磁体保持器的状态，并且图9B示出以相对于传感器壳体倾斜的状态支撑磁体保持器的状态。

图10是图9A所示的磁体保持器与传感器壳体之间的推力方向上的滑动部的主要部分的放大截面图。

图11是示出现有技术的液位检测装置的框架的中央轴、旋转支撑体和磁体保持器的配合孔的安装状态的截面图。

具体实施方式

以下，将参考附图描述根据本发明的实施例。

图1是根据本发明的实施例的液位检测装置10的整体立体图。图2是根据本实施例的液位检测装置10的分解立体图。图3是根据本实施例的液位检测装置10的主要部分的前视图。图4是沿图3所示的液位检测装置10的线IV-IV截取的截面图。图5是沿图3所示的液位检测装置10的线V-V截取的截面图。

如图1和2所示，根据本实施例的液位检测装置10包括装置主体20、磁体保持器70、浮臂91和浮子93。装置主体20包括传感器壳体21、传感器单元22和保持部件23。

如图3至5所示，传感器单元22和保持部件23组装至传感器壳体21。在传感器单元22中，通过绝缘的成型部件使包括霍尔元件25的霍尔IC 27以及与该霍尔IC 27的导线26电连接的三个端子28成型并一体化。由保持部件23保持的检测线24电连接至端子28，并且检测线24从传感器壳体21的上部引出。

浮臂91的一个端部连接至磁体保持器70。浮臂91的另一端部是自由端，并且浮子93固定至该自由端。磁体保持器70形成为内部具有环状的磁体75的筒状，并且磁体保持器70通过被安装于传感器壳体21的前表面侧而被可旋转地保持。

液位检测装置10例如经由支柱(stay)装接至诸如汽车的车辆上安装的燃料箱的装接部，并且液位检测装置10检测燃料箱中储存的燃料的液位。

在液位检测装置10中，浮臂91根据跟随液体表面的浮子93的运动而摆动，并且浮臂91所连接的磁体保持器70相对于装置主体20旋转。然后，设置在装置主体20中的霍尔IC27检测磁体保持器70的磁体75的磁通量变化，并且检测结果经由检测线24传递至测量单元(未示出)。测量单元基于来自霍尔IC 27的检测结果而测量液位，并且根据需要发出警告。例如，测量单元发出诸如燃料箱中燃料不足的警告。

图6A和6B是用于说明磁体保持器70的结构的视图，图6A是从磁体保持器70的前表面侧观看的立体图，并且图6B是从磁体保持器70的后表面侧观看的立体图。

如图6A所示，磁体保持器70具有在其前表面侧的臂固定部82。浮臂91通过臂固定部82而固定至磁体保持器70。臂固定部82包括锁定孔81、保持部83和锁定部84。锁定孔81形成在磁体保持器70的周缘的一部分中。作为浮臂91的一个端部的基端是以直角弯曲的锁定端91a，并且锁定端91a插入到锁定孔81中(见图3)。

保持部83具有向侧边突出的保持块85，并且保持槽86形成在保持块85与磁体保持器70的前表面之间。浮臂91的接近基端的部分从侧方配合至保持槽86。锁定部84形成于保持部83的锁定孔81的相反侧。锁定部84具有向磁体保持器70的前侧突出的爪部87。爪部87锁定配合在保持部83的保持槽86中的浮臂91的周表面。

如图6B所示，磁体保持器70包括保持器本体73和环状的磁体75，保持器本体73的后表面侧上的中央部形成有轴凹部76，并且环状的磁体75沿着保持器本体73的限定轴凹部76的内周表面容纳在保持器本体73内部。在磁体保持器70的后表面侧，凹部77形成于磁体75的外周侧以在保持器本体73的底表面73a上凹入，从而使稍后描述的突起34的突出端能够插入。

凹部77进一步包括容纳部74，在保持器本体73中，该容纳部74在磁体75的外周侧上延伸。根据本实施例的容纳部74包括多个有底孔，该有底孔沿着磁体75的外周表面布置并且平行于磁体保持器70的旋转中心X而延伸。

磁体保持器70在后表面侧的缘部上具有一对凸缘部78。凸缘部78布置在磁体保持器70的上下位置处，并且在相反方向上径向向外突出。凸缘部78向磁体保持器70的后侧稍微突出。磁体保持器70在后表面侧的缘部上具有一对支撑突起80，该一对支撑突起80是与稍后将描述的旋转凹部30的底表面30a接触的支撑突起。这些支撑突起80布置于磁体保持器70的左右位置处，并且在周向上布置在凸缘部78的中间位置处。支撑突起80从缘部稍微向后突出，沿着磁体保持器70的周向比凸缘部78延伸得更长，并且形成为具有L形截面，该L形截面分别具有从其末端部的外周表面径向向外突出的抗震凸缘部80a。

图7是传感器壳体21的立体图。图8是传感器壳体21的前视图。

如图7和8所示，装置主体20的传感器壳体21包括壳体本体29和从壳体本体29突出的轴部31。在壳体本体29的前表面侧上设置了圆形的旋转凹部30，其中可旋转地容纳磁体保持器70。设置有霍尔元件25的轴部31在旋转凹部30的中心处突出。轴部31从壳体本体29突出并且插入保持器本体73的轴凹部76中，以可旋转地支撑磁体保持器70。

在壳体本体29中，锁定凹槽32绕整个周向形成于旋转凹部30的内周部，并且在壳体本体29的前表面侧，一对插入孔33和一对凹口孔36在旋转凹部30的缘部上形成在互相面对的位置处。使凸缘部78能够插入的插入孔33形成于壳体本体29上的横跨旋转凹部30的左右位置，并且与锁定凹槽32连通。使抗震凸缘部80a能够插入的凹口孔36形成于壳体本体29上的横跨旋转凹部30的上下位置，并且与锁定凹槽32连通。

在壳体本体29的前表面，环形突起34形成为绕轴部31从旋转凹部30的底部突出并且面对保持器本体73的底表面73a。突起34的突出端插入到在保持器本体73的底表面73a上形成的凹部77中。不用说，突起34不限于环状，并且只要其围绕轴部31的周边，则可以具有诸如多边形形状、长圆形和圆形的各种形状。

此外，在传感器壳体21的前表面侧上，一对挡块35设置为向旋转凹部30的中心的下侧突出。挡块35在旋转凹部30的外侧在左右方向上互相间隔地布置。

为了将磁体保持器70组装至传感器壳体21，磁体保持器70以该磁体保持器70的凸缘部78和抗震凸缘部80a分别配合至壳体本体29的插入孔33和凹口孔36的位置的状态而配合至旋转凹部30。这样，凸缘部78和抗震凸缘部80a分别通过插入孔33和凹口孔36，并且壳体本体29的轴部31插入到磁体保持器70的轴凹部76中。壳体本体29的突起34进入磁体保持器70的凹部77。

即，如图5所示，代替图11所示的现有技术中的液位检测装置这样的平坦的通道结构，由磁体保持器70的凹部77和壳体本体29的突起34限定的迷宫状通道结构形成于磁体保持器70与传感器壳体21之间的推力方向上的滑动部(图5中保持器本体73的底表面73a与壳体本体29的前表面之间的由A标识的部分)。

接着，将配合至壳体本体29的旋转凹部30中的磁体保持器70旋转，使得锁定孔81布置于上侧。这样，磁体保持器70的凸缘部78进入壳体本体29的锁定凹槽32，并且防止磁体保持器70脱离壳体本体29的旋转凹部30。

当浮臂91安装于由旋转凹部30保持的磁体保持器70的臂固定部82时，由于浮臂91与设置于传感器壳体21上的挡块35互相接触而限制浮臂91的旋转角度。由此，防止了由于磁体保持器70的凸缘部78移动至插入孔33的位置而使磁体保持器70从传感器壳体21脱离。

以这种方式，由于凸缘部78的后表面侧和支撑突起80的后表面侧分别成为了与形成旋转凹部30的底表面30a接触的接触部，并且该接触部与底表面30a接触，所以配合至传感器壳体21的旋转凹部30且被该传感器壳体21的旋转凹部30保持的磁体保持器70保持该磁体保持器70的姿态。即，支撑突起80和凸缘部78具有在磁体保持器70旋转时相对于旋转凹部30的底表面30a滑动从而保持磁体保持器70的姿态的功能。结果，相比于其中磁体保持器70的整个后表面侧与旋转凹部30的底表面30a接触的结构，摩擦阻力降低并且磁体保持器70平顺地旋转。凸缘部78也具有与面对旋转凹部30的底表面30a的锁定凹槽32的内表面32a接触并从而保持磁体保持器70的姿态的功能。

接着，将描述防止液体中的异物进入传感器壳体21与磁体保持器70之间的径向上的滑动部的功能。

图9A和9B是用于说明磁体保持器70与传感器壳体21之间的推力方向上的滑动部的动作的主要部分的放大截面图，图9A示出相对于传感器壳体21正常地支撑磁体保持器70的状态，并且图9B示出以相对于传感器壳体21倾斜的状态支撑磁体保持器70的状态。图10是图9A所示的磁体保持器70与传感器壳体21之间的推力方向上的滑动部的主要部分的放大截面图。

因此，如图9A中箭头所标识的，从传感器壳体21外部流入保持器本体73的底表面73a与壳体本体29之间的液体撞击环形突起34，并且流入保持器本体73的凹部77，其中所述保持器本体73的底表面73a与所述壳体本体29之间是磁体保持器70与传感器壳体21之间的推力方向上的滑动部，并且突起34在壳体本体29上以面对保持器本体73的底表面73a的方式突出。因此，防止液体中的异物D(包括磁力材料M)进入磁体保持器70与传感器壳体21之间的径向上的滑动部(图9A中轴凹部76的内周表面与轴部31的外周表面之间的由B标识的位置)。

根据本实施例的凹部77进一步包括容纳部74，在保持器本体73中，该容纳部74在磁体75的外周侧上延伸。容纳部74包括多个有底孔，该有底孔沿着磁体75的外周表面布置并且平行于磁体保持器70的旋转中心X而延伸。

然后，从传感器壳体21的外部流入推力方向上的滑动部的液体撞击所述在壳体本体29上以面对保持器本体73的底表面73a的方式突出的环形突起34的突起外周表面34a，并且从保持器本体73的凹部77流入容纳部74。因此，流入容纳部74的液体中的磁性材料M吸附于容纳部74中的磁体侧的内周表面上并且防止该磁性材料M进入径向上的滑动部。

因此，吸附在容纳部74中的磁体侧的内周表面上的磁性材料M吸附在磁体75的外周侧的隔离位置处，并且因此不会影响从磁体75施加于霍尔IC 27的磁通密度，并且能够防止液体表面的检测准确性劣化。

由于在磁体75的外周侧上延伸的容纳部74包括多个有底孔，所以能够在确保保持器本体73的刚性的同时形成容纳部74。

因此，不需要加厚限定容纳部74的在面对磁体75的一侧上的周壁来确保保持器本体73的刚性，从而防止磁体保持器70的大小以及液位检测装置10的装置主体20本身的大小增加。本发明的容纳部不限于由诸如容纳部74的多个有底孔形成的容纳部，并且可以由沿着磁体75的外周表面布置的多个半环形有底孔或者一个环形有底孔形成。

此外，如图10所示，根据本实施例的在壳体本体29上突出的突起34具有突出高度h，即使在保持器本体73沿着轴部31的轴向相对于壳体本体29移位时，该突出高度h能够保持保持器本体73的限定凹部77的凹部内周表面77a与突起34的突起外周表面34a之间的重叠状态(具有其中凹部内周表面77a与突起外周表面34a沿着轴向绕着整周互相重叠的重叠区域d的状态)。

因此，如图9B所示，即使在保持器本体73沿着轴部31的轴向相对于壳体本体29极大地倾斜和移位时，壳体本体29的突起34的突起外周表面34a也能够保持与保持器本体73的凹部77的凹部内周表面77a的重叠状态。因此，即使在保持器本体73沿着轴部31的轴向相对于壳体本体29移位时，液体也不从与轴部31的轴向垂直的方向上直线地流入推力方向上的滑动部中的间隙S。

如上所述，根据本实施例的液位检测装置10，防止液体中的异物进入磁体保持器70与传感器壳体21之间的径向上的滑动部。因此，能够防止这样的问题：由于异物而在径向上的滑动部中发生锁定，这导致磁体保持器70的旋转故障，并且由此导致液体表面的检测准确性劣化。

顺便提及，本发明不限于上述实施例，而是可以适当地修改、改进等。此外，实施例的各个构造元件是任意的，并且只要能够实现本发明，不限制材料、形状、尺寸、数量、布置位置等。

分别在下列[1]到[4]中简要地概括上述根据本发明的液位检测装置的实施例的特征。

[1]一种液位检测装置(10)，包括：

磁体保持器(70)，该磁体保持器(70)包括保持器本体(73)和磁体(75)，保持器本体(73)中形成轴凹部(76)，磁体(75)沿着保持器本体(73)的限定轴凹部(76)的内周表面而容纳在保持器本体(73)内部；

传感器壳体(21)，其包括壳体本体(29)和从壳体本体(29)突出的轴部(31)，该轴部(31)插入到轴凹部(76)中以可旋转地支撑磁体保持器(70)；

浮臂(91)，其一端固定至磁体保持器(70)并且其另一端装接至浮子(93)，该浮子(93)被构造为根据液位而垂直地移动；

霍尔IC(27)，其设置在传感器壳体(21)中并且被构造为检测磁体(75)的位移；

环形突起(34)，其绕着轴部(31)从壳体本体(29)突出并且面对保持器本体(73)的底表面(73a)；以及

凹部(77)，其形成于保持器本体(73)的底表面(73a)并且突起(34)的突出端插入至该凹部(77)中。

[2]根据[1]所述的液位检测装置(10)，

其中，突起(34)具有突出高度(h)，即使在保持器本体(73)沿着轴部(31)的轴向相对于壳体本体(29)位移时，该突出高度(h)也能够保持保持器本体(73)的限定凹部(77)的凹部内周表面(77a)与突起(34)的突起外周表面(34a)之间的重叠状态。

[3]根据[1]或[2]所述的液位检测装置(10)，

其中，凹部(77)进一步包括容纳部(74)，该容纳部(74)在保持器本体(73)中在磁体(75)的外周侧上延伸。

[4]根据[3]所述的液位检测装置(10)，

其中，容纳部(74)包括多个有底的孔，该多个有底的孔沿着磁体(75)的外周表面布置并且平行于磁体保持器(70)的旋转中心(X)延伸。

Claims (3)

1.一种液位检测装置，包括：

磁体保持器，该磁体保持器包括保持器本体和磁体，所述保持器本体中形成轴凹部，所述磁体沿着所述保持器本体的限定所述轴凹部的内周表面而容纳在所述保持器本体内部；

传感器壳体，该传感器壳体包括壳体本体和从所述壳体本体突出的轴部，该轴部插入到所述轴凹部中以可旋转地支撑所述磁体保持器；

浮臂，该浮臂的一端固定至所述磁体保持器并且所述浮臂的另一端装接至浮子，该浮子被构造为根据液位而垂直地移动；

霍尔IC，该霍尔IC设置在所述传感器壳体中并且被构造为检测所述磁体的位移；

环形突起，该环形突起绕着所述轴部从所述壳体本体突出并且面对所述保持器本体的底表面；以及

凹部，该凹部形成于所述保持器本体的底表面，并且所述突起的突出端插入至所述凹部中，

其中，所述保持器本体被构造为：能够在相对于所述轴部的轴向倾斜的倾斜方向上，相对于所述壳体本体成角度地移位，并且

其中，所述突起的在其外周表面处的高度如下：在所述保持器本体在所述倾斜方向上相对于所述壳体本体成角度地移位时，该突出高度能够保持所述保持器本体的限定所述凹部的凹部内周表面与所述突起的所述外周表面之间的重叠状态。

2.根据权利要求1所述的液位检测装置，

其中，所述凹部进一步包括容纳部，该容纳部在所述保持器本体中在所述磁体的外周侧上延伸。

3.根据权利要求2所述的液位检测装置，

其中，所述容纳部包括多个有底孔，该有底孔沿着所述磁体的外周表面布置并且平行于所述磁体保持器的旋转中心而延伸。