JP2002071431A - 液面センサ - Google Patents

液面センサ

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JP2002071431A
JP2002071431A JP2000268359A JP2000268359A JP2002071431A JP 2002071431 A JP2002071431 A JP 2002071431A JP 2000268359 A JP2000268359 A JP 2000268359A JP 2000268359 A JP2000268359 A JP 2000268359A JP 2002071431 A JP2002071431 A JP 2002071431A
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JP
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sensing element
float
liquid level
liquid
detection
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Shinichi Ota
新一 太田
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Nippon Seiki Co Ltd
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Nippon Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非接触式の耐久性に富んだ液面センサの提供
を目的とする。 【解決手段】 液体の深さ方向へ沿って一列に位置する
複数個の検出用の感知素子1a〜1hと、この感知素子
1a〜1hの近傍に位置する1個の参照用の感知素子1
xと、前記液体の液面F位置に応じて感知素子1a〜1
hの配列方向に従って上下動するフロート4と、このフ
ロート4に配置されて感知素子1a〜1hの近傍を感知
素子1a〜1hと対向しながら上下動する磁石5と、感
知素子1a〜1hと感知素子1xとの出力からフロート
4の移動量を計測する処理手段と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体の液面変化に
応じて上下動するフロートにより液面を検出する液面セ
ンサに関する。
【0002】
【従来の技術】液面の変化に応じて上下動するフロート
により液面を検出する液面センサとしては、例えば、車
両の燃料残量や油圧系回路のオイル残量を検出する液面
センサ01として、図5で示すようなバーチャル式のも
のが知られている。これは、内部に液体02が流入可能
な本体部03に、上下方向に長手状の可変抵抗04を配
置し、本体部03には、液体02の液面の上下の移動に
応じて上下動するフロート05が配置され、このフロー
ト05には、可変抵抗04の電極06に摺動自在に接触
する接触子07が一体的に設けられ、フロート05の上
下動に応じて接触子07も上下動して、液体02の液面
に応じて可変抵抗04の抵抗値が変化する構成である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】斯かる構成の液面セン
サ01では、電極06と接触子07との間における摺動
摩擦による耐久性の劣化を生じるという問題があった。
【0004】本発明は、このような問題に着目して、非
接触式の構成により、耐久性に富んだ液面センサの提供
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の液面センサは、請求項1に記載のように、
液体の深さ方向へ沿って一列に位置する複数個の検出用
の感知素子と、この感知素子の近傍に位置する1個の参
照用の感知素子と、前記液体の液面位置に応じて前記検
出用の感知素子の配列方向に従って上下動するフロート
と、このフロートに配置されて前記検出用の感知素子の
近傍を前記感知素子と対向しながら上下動する磁石と、
前記検出用の感知素子と前記参照用の感知素子との出力
から前記フロートの移動量を計測する処理手段と、から
なることを特徴とする。
【0006】これにより、非接触式の耐久性に富んだ液
面センサを実現することができる。
【0007】また、請求項2に記載のように、液体の深
さ方向へ沿って一列に位置する複数個の検出用の感知素
子と、この感知素子の近傍に位置する1個の参照用の感
知素子と、前記液体の液面位置に応じて前記検出用の感
知素子の配列方向に従って上下動するフロートと、この
フロートに配置されて前記検出用の感知素子の近傍を前
記感知素子と対向しながら上下動する磁性体と、前記検
出用の感知素子を挟んで前記磁性体と対向する磁石と、
前記検出用の感知素子と前記参照用の感知素子との出力
から前記フロートの移動量を計測する処理手段と、から
なることを特徴とする。
【0008】これにより、非接触式の耐久性に富んだ液
面センサを実現することができる。
【0009】また、請求項3に記載のように、液面位置
に応じたフロートの上下動に応じて回転運動を行う回転
板と、この回転板の上面の周縁に沿って位置する複数個
の磁性体と、この磁性体の回動範囲の上空に位置すると
共に前記磁性体の通過毎に出力が変化する感知素子と、
この感知素子の出力から前記回転板の移動量を計測して
前記フロートの移動量を計測する処理手段と、からなる
ことを特徴とする液面センサ。
【0010】これにより、非接触式の耐久性に富んだ液
面センサを実現することができる。
【0011】特に、請求項1から請求項3において、請
求項4に記載のように、前記感知素子は、磁気抵抗素子
又はホール素子であることを特徴とする。
【0012】これにより、非接触式の耐久性に富んだ液
面センサを実現することができ、特に取り扱いが比較的
容易で安価な磁気変換素子又はホール素子を使用するこ
とで、製造しやすい液面センサを実現することができ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明を、添付図面に示した実施
形態に基づき説明する。
【0014】第1実施形態を示す図1,図2において、
複数個の感知素子、例えば同特性を有する8個の検出用
の磁気抵抗素子1a〜1hと1個の参照用の磁気抵抗素
子1xとが、液体の深さ方向へ沿って一列に位置するよ
う円筒2内に垂直に配置された基板3の円筒2の高さ方
向に沿って縦列配置され、円筒2の周囲には、前記液体
の液面Fに応じて上下動するドーナッツ状のフロート4
が配置され、このフロート4には、磁気抵抗素子1a〜
1hと対向するように磁石5が配置されている。
【0015】なお、磁気抵抗素子1a〜1hは、同特性
のものを用いているが、異なる特性のものを組み合わせ
て用いることもでき、更に、等間隔で配置しているが、
所定の特性を得るために、間隔を異ならせることも可能
である。
【0016】また、6は外筒で内筒2と共にハウジング
を構成し、このハウジングの上端に位置する開口部は、
蓋体7によって水密的に封止されている。
【0017】そして、磁気抵抗素子1a〜1h,1xの
配線は、蓋体7から外部へ引き出されており、磁気抵抗
素子1a〜1hは電気的に並列に接続され、これらの1
個と磁気抵抗素子1xとを順次直列接続すると共にその
接続中点電位(電圧)を測定することにより、液面Fを
検出する構成となっている。
【0018】すなわち、図2で示すように、磁気抵抗素
子1a〜1hと磁気抵抗素子1xとの直列回路に電源V
ccを接続して中点電圧VcをコンパレータCの測定端
子IN1に入力する。一方、電源Vcを抵抗R1,R2
の直列回路で所定の基準電圧VsとしてコンパレータC
の基準端子IN2に入力する。磁気抵抗素子1a〜1h
は、磁石5が近接しているもの(前者)と、近接してい
ないもの(後者)とでは、抵抗値が異なるため、これら
の1個と磁気抵抗素子1xとを順次直列接続することに
より、前者の場合の中点電圧Vcは、略Vcc/2とな
るが、後者の場合の中点電圧Vccは、それ以外の値と
なる。
【0019】従って、コンパレータCの基準端子IN2
に入力する基準電圧Vsの設定により、コンパレータC
は、前者の場合には出力端子OUTのレベルをロウ(オ
フ)とし、後者の場合には出力端子OUTのレベルをハ
イ(オン)となるように設定して、この出力端子OUT
のレベルを例えばマイクロコンピュータ(マイコン)等
の処理手段で監視することにより、磁石5の位置、すな
わちフロート4の位置である液面Fを検出することがで
き、この結果を、指針指示式計器やデジタル表示素子等
の表示部(図示しない)へ出力して所定の表示意匠に
て、前記液面を表示することができる。
【0020】なお、磁気抵抗素子1a〜1hの1個と磁
気抵抗素子1xとを順次直列接続するには、前記マイコ
ンによる一定周期での繰り返しによるスイッチング等に
より実現することができる。
【0021】また、フロート4に設ける磁石5の代わり
に、鉄片等の磁性体を使うことができるが、この場合に
は、前記磁性体へ磁気を放出する磁石と前記磁性体との
間に磁気抵抗素子1a〜1hを配置する構成となり、基
板3に前記磁石を配置する。
【0022】第2実施形態を示す図3,図4において、
レバー11の一端にはフロート12が取り付けられ、レ
バー11の他端には半円形状のギヤ13が取り付けら
れ、このギヤ13には、センターシャフト14の一端に
固定されたギヤ15が噛み合っており、センターシャフ
ト14は円筒状の筒体16に収納されており、この筒体
16の上端にハウジング17が設けられ、センターシャ
フト14の他端には磁石18が固定されている。従っ
て、フロート12の上下動によりセンターシャフト14
が回転運動を行い、これに伴い磁石18が回転する。
【0023】ハウジング17内部には、磁石18と対向
する磁石19が回転自在に設けられており、この磁石1
8と連動する円形状の回転板20が磁石19の上面に配
置されている。この回転板20の上面には周縁に沿って
複数の磁性体、例えば同形の8個の円形状の鉄片21a
〜21hが等間隔で配置されており、この鉄片21a〜
21hの回動範囲の上空に位置するように感知素子、例
えば磁気抵抗素子22が配置されており、この磁気抵抗
素子22の上方には磁気抵抗素子22を挟んで鉄片21
a〜21hと対向するように磁石23が配置されてお
り、磁気抵抗素子22と磁石23とは、ハウジング17
に固定されている。
【0024】従って、回転板20が回転すると、磁気抵
抗素子22の下方に位置する鉄片21a〜21hが変化
して、磁気抵抗素子22は対向する鉄片21a〜21h
が変わる毎に出力が変化することになる。
【0025】斯かる構成において、例えばマイコン等の
処理手段により磁気抵抗素子22の出力の変化をカウン
トすることにより、回転板20の回転距離、すなわち磁
石19の回転角度=磁石18の回転角度、すなわちセン
ターシャフト14の回転量、すなわちフロート12の上
下移動量を知ることができ、液体の液面Fを検出するこ
とができ、この結果を、指針指示式計器やデジタル表示
素子等の表示部(図示しない)へ出力して所定の表示意
匠にて、前記液面を表示することができる。
【0026】なお、電源遮断後再投入した際には、磁気
抵抗素子22は、現在の状態を知ることができないた
め、例えば前記液体が満タン時にリセットされ、その後
磁気抵抗素子22の出力の変化(変化した回数)を記憶
するための記憶手段、例えば不揮発性メモリからなる記
憶部を用意する。また、磁気抵抗素子22の出力の変化
を検出するため、前記処理手段は、一定の周期(時間)
で磁気抵抗素子22の出力を確認する。
【0027】このように、斯かる液面センサは、非接触
式により液面を検出する構成であるため、従来のような
摺動摩擦による耐久性の劣化を生じることがない。
【0028】また、感知素子は、磁気抵抗素子に限ら
ず、ホール素子等の所謂磁電変換素子であれば、前記各
実施形態と同様に構成することができ、前記各実施形態
と同様な作用や効果を得ることができ、特に取り扱いが
比較的容易で安価な磁気抵抗素子又はホール素子を使用
することで、製造しやすい液面センサを実現することが
できる。
【0029】
【発明の効果】この発明によれば、非接触式であるた
め、耐久性に富んだ液面センサを実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態に係る液面センサの要
部断面図。
【図2】 同上液面センサの回路図。
【図3】 本発明の第2実施形態に係る液面センサの要
部断面図。
【図4】 同上液面センサの要部説明図。
【図5】 従来技術の要部断面図。
【符号の説明】
1a〜1h 検出用の磁気抵抗素子(感知素子) 1x 参照用の磁気抵抗素子(感知素子) 3 基板 4 フロート 5 磁石 12 フロート 18 磁石 19 磁石 20 回転板 21a〜21h 鉄片 22 磁気抵抗素子(感知素子) 23 磁石 F 液面

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液体の深さ方向へ沿って一列に位置する
    複数個の検出用の感知素子と、この感知素子の近傍に位
    置する1個の参照用の感知素子と、前記液体の液面位置
    に応じて前記検出用の感知素子の配列方向に従って上下
    動するフロートと、このフロートに配置されて前記検出
    用の感知素子の近傍を前記感知素子と対向しながら上下
    動する磁石と、前記検出用の感知素子と前記参照用の感
    知素子との出力から前記フロートの移動量を計測する処
    理手段と、からなることを特徴とする液面センサ。
  2. 【請求項2】 液体の深さ方向へ沿って一列に位置する
    複数個の検出用の感知素子と、この感知素子の近傍に位
    置する1個の参照用の感知素子と、前記液体の液面位置
    に応じて前記検出用の感知素子の配列方向に従って上下
    動するフロートと、このフロートに配置されて前記検出
    用の感知素子の近傍を前記感知素子と対向しながら上下
    動する磁性体と、前記検出用の感知素子を挟んで前記磁
    性体と対向する磁石と、前記検出用の感知素子と前記参
    照用の感知素子との出力から前記フロートの移動量を計
    測する処理手段と、からなることを特徴とする液面セン
    サ。
  3. 【請求項3】 液面位置に応じたフロートの上下動に応
    じて回転運動を行う回転板と、この回転板の上面の周縁
    に沿って位置する複数個の磁性体と、この磁性体の回動
    範囲の上空に位置すると共に前記磁性体の通過毎に出力
    が変化する感知素子と、この感知素子の出力から前記回
    転板の移動量を計測して前記フロートの移動量を計測す
    る処理手段と、からなることを特徴とする液面センサ。
  4. 【請求項4】 前記感知素子は、磁気抵抗素子又はホー
    ル素子であることを特徴とする請求項1から請求項3の
    何れかに記載の液面センサ。
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