JP2002122466A - 液面センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷凍サイクル等の冷媒タンク内に設置する液
面センサの内部センサ部の主要部品であるリードスイッ
チとフロートの相対位置を、治具や計測器を用いること
なく判定する。 【解決手段】 有底管体(3) の外周表面に、リードスイ
ッチ(1) とフロート(4) の相対位置関係を示すマーク
(7) を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はタンク内の液面検
出に使用する液面センサに関し、特に内部センサ部の感
動範囲の判定方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、冷凍サイクルの冷媒タンクでは
タンクに液面センサを取付け、タンク内の液量の適否を
判定することが行われている。

【０００３】従来のこの種の液面センサでは、磁気駆動
されるリードスイッチを有底管体に内蔵する一方、有底
管体の外周にフロートを上下動自在に外嵌し、フロート
に永久磁石を固定し、フロートとともに上下動する永久
磁石によってリードスイッチの接点を接離するという構
造が採用されている。

【０００４】上述のリードスイッチについてはこれにリ
ード線を接続し、リード線を有底管体の開口部から引き
出して封止することにより、リードスイッチを有底管体
内の所定の位置に保持することが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
構成された従来の液面センサではリードスイッチが有底
管体に収容されると外部からその位置が確認できない。
従って、リードスイッチとフロートとの相対位置を直接
的に計測できないので、例えば治具等を使用し、有底管
体の底面を基準にしてリードスイッチが動作するフロー
トの位置が正しいかどうか判定しなければならず、非常
に面倒であった。

【０００６】本発明の目的は上記の欠点を解消すること
にあり、治具等を用いることなくフロートとリードスイ
ッチの相対位置が適正範囲にあるかどうかを判定できる
ようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明に係る液
面センサは、液面位置を検知する液面センサにおいて、
磁石の磁気によって動作するリードスイッチを有するセ
ンサ部と、該センサ部を内蔵する有底管体と、磁石を有
し、上記有底管体の外周に上下動自在に外嵌され、液面
変位に伴って上下方向に変位するフロートと、上記有底
管体の外周の全周又は一部に設けられ、上記フロートの
磁石によるリードスイッチの感動範囲に関係する位置を
示す少なくとも一つのマーク対と、を備えたことを特徴
とする。

【０００８】本発明の特徴の１つは有底管体の外周表面
に標点となるマークをつけ、このマークとフロートの相
対位置関係を確認することでリードスイッチの位置が適
切であるかどうか判定するようにした点にある。

【０００９】これにより、有底管体に収容されるリード
スイッチの位置を判定するための治具や計測器を必要と
せず、判定のための操作が簡便になる。

【００１０】また、治具や計測器が必要でなくなるの
で、これらの専用治具や計測器を備えなくても、使用に
際してリードスイッチとフロートの相対位置の適否、つ
まり液面センサが良品であるか不良品であるかを容易に
判定することができるという利便性がある。

【００１１】リードスイッチとフロートの相対位置関係
の適否を判定する方法として、リードスイッチがＯＮ状
態になる位置で、マークがフロートの下に隠れて見えな
ければリードスイッチが適切な範囲にあると判定する方
法がある。即ち、マーク対はリードスイッチの所期のＯ
Ｎ位置においてフロートの下に隠れる有底管体の部位に
設けることができる。

【００１２】また、リードスイッチとフロートの相対位
置関係の適否を判定する他の方法として、リードスイッ
チがＯＮ状態になる位置で、マークがフロートの下に隠
れなければリードスイッチが適切な範囲にあると判定す
ることもできる。即ち、マーク対はリードスイッチの所
期のＯＮ位置においてフロートの下に隠れない有底管体
の部位に設けるようにしてもよい。

【００１３】また、液面センサではストッパを設けてフ
ロートの抜け止めを行うのが一般である。そこで、スト
ッパを利用してマークを構成することもできる。即ち、
マーク対のうちの一方にはフロートの有底管体からの抜
け止めを行うストッパリングを用いるようにしてもよ
い。

【００１４】マークは目盛の相当位置にポンチマークを
付け、有底管体の長手方向に尺度目盛を付け、あるいは
目盛幅に相当する幅のテープを巻き付けたり、塗料で線
や幅を着色して構成することができるが、有底管体には
ストッパリングの固定用凹溝を旋盤加工によって加工し
ているので、その工程においてマークも加工するように
すると、費用は殆どかからず、安価にマークを付けるこ
とができる。即ち、マーク対は旋盤加工によって形成さ
れた凹溝とするのがよい。

【００１５】また、本発明に係る液面センサにおける検
査方法も新規であり、しかもこの検査方法によれば使用
に際して液面センサが良品・不良品を容易に判別でき
る。

【００１６】即ち、本発明によれば、磁石の磁気によっ
て動作するリードスイッチを有するセンサ部を有底管体
に内蔵する一方、磁石を有するフロートを上記有底管体
の外周に上下動自在に外嵌して構成される液面センサに
おいて、上記センサ部の感動範囲を検査するに当たり、
上記有底管体の、上記リードスイッチの所期のＯＮ位置
において上記フロートの下に隠れる部位に一対のマーク
を設け、上記フロートを上記有底管体に沿って移動さ
せ、上記マーク対が上記フロートの下に隠れた状態にお
いて上記リードスイッチがＯＮとなっている時に上記セ
ンサ部の感動範囲を適正と判定するようにしたことを特
徴とする液面センサの検査方法を提供できる。

【００１７】また、本発明によれば、磁石の磁気によっ
て動作するリードスイッチを有するセンサ部を有底管体
に内蔵する一方、磁石を有するフロートを上記有底管体
の外周に上下動自在に外嵌して構成される液面センサに
おいて、上記センサ部の感動範囲を検査するに当たり、
上記有底管体の、上記リードスイッチの所期のＯＮ位置
において上記フロートの下に隠れない部位に一対のマー
クを設け、上記フロートを上記有底管体に沿って移動さ
せ、上記マーク対が上記フロートの下に隠れない状態に
おいて上記リードスイッチがＯＮとなっている時に上記
センサ部の感動範囲を適正と判定するようにしたことを
特徴とする液面センサの検査方法を提供することができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す具体例
に基づいて説明する。図１ないし図４は本発明に係る液
面センサの好ましい実施形態を示す図、図５は上記実施
形態におけるマークの例を示す図、図６はマークの位置
関係を説明するための図、図７は従来の液面センサの使
用例を示す図、図８は従来の液面センサの要部拡大図、
図９はリードスイッチの磁石駆動特性を示す図、図１０
はリードスイッチと永久磁石の相対位置関係を説明する
図、図１１は液面センサの回路構成を示す図、図１２は
フロート位置の適否を判定するための治具の例を示す
図、図１３はフロートの位置を計測するための計測器及
び治具の例を示す図である。

【００１９】まず、本発明の理解を容易にすべく、図７
乃び図８を用いて液面センサの構造と機能について説明
する。図７乃び図８において、タンク２００内には液体
３００が貯留され、又タンク２００の上面には取付け穴
が穿設され、該取付け穴には液面センサ１００の有底管
体３が差し込まれている。

【００２０】液面センサ１００の有底管体３の上端部位
にはハウジング６が設けられ、該ハウジング６はタンク
２００の取付け穴周縁に載せられて固着部分６１でタン
ク２００に固着されている。

【００２１】また、液面センサ１００では有底管体３内
にセンサ部の主要部品であるリードスイッチ１が挿入さ
れ、リードスイッチ１はこれに接続されたリード線２に
よって有底管体３内に吊り下げられ、リード線２は有底
管体３のハウジング６から引き出されている。図７の例
では２つのリードスイッチ１ａ、１ｂが上下方向に所定
の間隔をあけて配置され、液面３０１の上限及び下限の
両位置を検知するようになっている。液面センサ１００
の回路構成を図１１に示す。

【００２２】また、有底管体３の外周にはフロート４が
上下動自在に外嵌され、フロート４の内周には永久磁石
５が取付けられ、又有底管体３にはフロート４を抜け止
めするストッパリング３１が下方のリードスイッチ１ａ
の直下に設けられている。

【００２３】フロート４の比重は液体３００のそれより
小さく、液体３００の液面３０１の上下変位に応動して
フロート４も上下動し、それに伴って永久磁石５も移動
する。永久磁石５がリードスイッチ１ａ又は１ｂの中央
位置に来ると、リードスイッチ１ａ又は１ｂが通電状態
（ＯＮ状態）となって液面３０１の限界位置を検出する
ことができる。

【００２４】リードスイッチ１は永久磁石５に対する相
対的な位置関係によって、図９に示すような特性を有す
ることが観察されている。今、図１０に示すように、リ
ードスイッチ１の中心から軸方向をＸ、リードスイッチ
１の外被１２からの距離をＹとする。また、永久磁石５
がリードスイッチ１に対して図９の右から左へ移動する
と仮定する。

【００２５】リードスイッチ１が永久磁石５の感動領域
５１に入ると、リードスイッチはＯＮとなり、保持領域
５１’においてリードスイッチ１はＯＮ状態を維持し、
不感動領域５４になるとリードスイッチ１はＯＦＦとな
る。更に、永久磁石５が左へ移動すると、感動領域５
２、５３においても各々同様に動作して、リードスイッ
チ３は都合３回のＯＮ・ＯＦＦ動作を繰り返す。

【００２６】一般には、距離Ｙを図９の符号Ａのように
選ぶことによって、感動領域５１及び５３が現れないよ
うにしている。符号Ｃはリードスイッチ１のＯＮ領域の
幅を示している。

【００２７】次にフロート位置の適否判定について説明
する。図１２は治具を用いて判定する方法を示し、１０
０は液面センサ、５００は治具である。液面センサ１０
０のハウジング６の上端面６２と有底管体３の底面３２
を各々治具５００のハウジング受部５０６及び管体端面
受部５０３に嵌装する。

【００２８】治具５００にはフロート４の位置の許容範
囲を示す目盛５０７が付けられている。フロート上端面
４１が２本の目盛５０７に跨ったとき、リードスイッチ
１がＯＮ状態になり、フロート４の下端面４２が２本の
目盛５０７ａ、５０７ｂを跨っている間にＯＦＦ状態と
なるように調整してある。つまり、フロート４の進行方
向の幅が２本の目盛５０７ａ、５０７ｂの両方に跨がっ
ているときだけリードスイッチ１ａ、１ｂがＯＮ状態に
なるものが良品と判定され、そうでないものは不良品と
判定される。

【００２９】図１３はダイヤルゲージ状の計測器６００
ａ、６００ｂを治具５００にセットして、リードスイッ
チ１のＯＮ範囲を計測する例を示している。しかしなが
ら、以上のようなフロート位置の適否判定は作業が非常
に面倒である。

【００３０】図１ないし図４は本発明に係る液面センサ
の好適な実施形態を示し、図において図７及び図８と同
一部分又は相当部分は同一符号を付して説明する。

【００３１】管体３の内部にリードスイッチ１ａ及び１
ｂが予め定められた位置に固定されており、リードスイ
ッチ１ａは液面の上限を、リードスイッチ１ｂは下限を
各々検出する。また、有底管体３にはフロート４が管体
３から離脱するのを防ぐためのストッパリング３１が取
付けられている。

【００３２】図１に示す第１の実施形態において、有底
管体３の外周表面にマーク７ａ、７ｂが目印の目盛とし
て設けられており、マークである目盛７ａと目盛７ｂ間
の幅Ｄはフロート４が両方の目盛７ａ、７ｂを跨って位
置するとき、リードスイッチ１がＯＮ状態になるように
決められる。

【００３３】今、フロート４をストッパーリング３１の
ＯＦＦ位置から上方に移動させると、フロート４の上端
面４１がマークとしての下側目盛７ｂと上側目盛７ａの
間に来るが、このときは未だリードスイッチ１ｂはＯＦ
Ｆ状態のままである。次いでフロート４の上端面４１が
上側目盛７ｂを越え、下端面４２が下側目盛７ｂを越え
ない位置、即ちフロート４が両方の目盛７ａ、７ｂを跨
って位置すると、リードスイッチ１ａがＯＮの状態にな
る。更に、フロート４を上方へ移動させると、フロート
４の下端面４２が下側目盛７ｂを越えてリードスイッチ
１ｂはＯＦＦ状態となる。

【００３４】即ち、両方の目盛７ａ、７ｂがフロート４
の上端面４１と下端面４２を幅とするフロート４に隠れ
ているときだけリードスイッチ１ｂがＯＮ状態であれ
ば、リードスイッチ１ｂは正しく組付けられていること
になり、目盛７ａ又は７ｂの何れか又は両方がフロート
４の外に出て見えるときにＯＮ状態であれば、正しく組
付けられていないということでリードスイッチ１の位置
の適否が分かる。

【００３５】上側のリードスイッチ１ａについても同様
にして位置の適否を判定できる。

【００３６】図２に示す第２の実施形態ではマークとし
ての２つの目盛７ａ、７ｂの間にフロート４が位置する
ときに、リードスイッチ１がＯＮ状態になるように構成
したものである。

【００３７】ここで、図６を用いてマーク７の位置とリ
ードスイッチ１の感動幅との関係について説明する。図
６の(a)はリードスイッチ１と永久磁石５の関係を示
し、中心線Ｍから各々左右にＣ／２の範囲でリードスイ
ッチ１がＯＮになる。

【００３８】図６の(b)は図１に示す第１の実施形態に
おけるマーク７ａ、７ｂの位置とフロート４の関係を示
し、永久磁石５と予め定められた相対位置を有するフロ
ート４の両端面から夫々Ｃ／２内側に入った位置がマー
クの位置となり、マーク７ａとマーク７ｂとの間の幅Ｄ
はフロート４の幅Ｂからリードスイッチ１の感動幅Ｃ
（＝Ｃ／２＋Ｃ／２）を差し引いた値となる。

【００３９】図６の(c)は図２に示す第２の実施形態に
おけるマーク７ａ、７ｂの位置とフロート４の関係を示
し、フロート４の両端面から各々Ｃ／２だけ外側の位置
がマークの位置となり、マーク７ａと７ｂの幅Ｄ’はフ
ロート４の幅Ｂにリードスイッチ４の感動幅Ｃを加えた
値となる。

【００４０】図３及び図４に示す第３、第４の実施形態
はストッパーリング３１を上限以上のＯＦＦ範囲及び下
限以下のＯＦＦ範囲にフロート４が移動しないようにし
たものである。

【００４１】図３に示す第３の実施形態において、フロ
ート４を下のストッパーリング３１ｂに接する位置に置
くと、リードスイッチ１ｂはＯＮ状態になる。フロート
４を上方に移動すると、フロート４の下端面４２がスト
ッパーリング３１ｂと目盛７の間にあるときはＯＮ状態
を維持し、下端面４２がマーク７を上方に越えるとＯＦ
Ｆ状態となる。

【００４２】次いで、フロート４を上のリードスイッチ
１ａの近傍へ移動し、フロートの上端面４１がマーク７
を越えるとＯＮ状態となり、上端面４１がストッパーリ
ング３１ａに接するまでＯＮ状態を維持する。

【００４３】このように、フロート４が上のリードスイ
ッチ１ａ又は下のリードスイッチ１ｂの近傍にあると
き、マーク７がフロート４に隠れて見えないときだけリ
ードスイッチ１ａ又は１ｂがＯＮ状態になるようにマー
ク７の位置が選ばれる。

【００４４】図４に示す第４の実施形態ではフロート４
がストッパーリング３１ａ又は３１ｂとマーク７との間
にあるときだけリードスイッチ１がＯＮになるようにし
たものである。

【００４５】図５はマークとしての目盛の具体例を示
し、３５はストッパーリング３１を嵌め込むためのリン
グ状の溝、７１はリング状の目盛である。通常、有底管
体３には旋盤で溝３５が加工される。このとき、目盛７
１も同じ工程で加工することができるので、費用は殆ど
かからず、安価にマークを付けることができる。

【００４６】マークを付ける方法として、旋盤によって
加工する方法の例を示したが、目盛の相当位置にポンチ
マークを付けたり、有底管体３の長手方向に尺度目盛を
付けてもよい。また、目盛幅に相当する幅のテープを巻
き付けたり、塗料で線や幅を着色してもよい。要は、リ
ードスイッチ１のＯＮ状態の許容範囲を有底管体３の外
周表面にマークする方法であれば何でもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る液面センサの好ましい実施形態
を示す全体構成図である。

【図２】 第２の実施形態を示す全体構成図である。

【図３】 第３の実施形態を示す全体構成図である。

【図４】 第４の実施形態を示す全体構成図である。

【図５】 上記各実施形態におけるマークの具体例を示
す図である。

【図６】 上記第１、第２の実施形態においてマークの
位置と幅との関係を説明するための図である。

【図７】 従来の液面センサを冷媒タンクに固定した実
施例を示す正面断面図である。

【図８】 図７のリードスイッチ及びフロートの拡大図
である。

【図９】 液面センサの磁石駆動特性を示す図である。

【図１０】 液面センサのリードスイッチと永久磁石の
相対位置関係を示す図である。

【図１１】 液面センサの回路構成図である。

【図１２】 フロート位置の適否判定をするための治具
の例を示す平面図である。

【図１３】 フロート位置の計測する計測器及び治具の
例を示す平面図である。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ リードスイッチ ３ 有底管体 ３１ ストッパーリング（マーク） ４ フロート ５ 永久磁石 ７、７ａ、７ｂ マーク

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液面位置を検知する液面センサにおい
   て、 磁石の磁気によって動作するリードスイッチを有するセ
   ンサ部と、 該センサ部を内蔵する有底管体と、 磁石を有し、上記有底管体の外周に上下動自在に外嵌さ
   れ、液面変位に伴って上下方向に変位するフロートと、 上記有底管体の外周の全周又は一部に設けられ、上記フ
   ロートの磁石によるリードスイッチの感動範囲に関係す
   る位置を示す少なくとも一つのマーク対と、を備えたこ
   とを特徴とする液面センサ。
2. 【請求項２】 上記マーク対は上記リードスイッチの所
   期のＯＮ位置において上記フロートの下に隠れる上記有
   底管体の部位に設けられている請求項１記載の液面セン
   サ。
3. 【請求項３】 上記マーク対は上記リードスイッチの所
   期のＯＮ位置において上記フロートの下に隠れない上記
   有底管体の部位に設けられている請求項１記載の液面セ
   ンサ。
4. 【請求項４】 上記マーク対のうちの一方には上記フロ
   ートの有底管体からの抜け止めを行うストッパリングが
   用いられている請求項１ないし３のいずれかに記載の液
   面センサ。
5. 【請求項５】 上記マーク対が旋盤加工によって形成さ
   れた凹溝である請求項１ないし４のいずれかに記載の液
   面センサ。
6. 【請求項６】 磁石の磁気によって動作するリードスイ
   ッチを有するセンサ部を有底管体に内蔵する一方、磁石
   を有するフロートを上記有底管体の外周に上下動自在に
   外嵌して構成される液面センサにおいて、上記センサ部
   の感動範囲を検査するに当たり、 上記有底管体の、上記リードスイッチの所期のＯＮ位置
   において上記フロートの下に隠れる部位に一対のマーク
   を設け、 上記フロートを上記有底管体に沿って移動させ、上記マ
   ーク対が上記フロートの下に隠れた状態において上記リ
   ードスイッチがＯＮとなっている時に上記センサ部の感
   動範囲を適正と判定するようにしたことを特徴とする液
   面センサの検査方法。
7. 【請求項７】 磁石の磁気によって動作するリードスイ
   ッチを有するセンサ部を有底管体に内蔵する一方、磁石
   を有するフロートを上記有底管体の外周に上下動自在に
   外嵌して構成される液面センサにおいて、上記センサ部
   の感動範囲を検査するに当たり、 上記有底管体の、上記リードスイッチの所期のＯＮ位置
   において上記フロートの下に隠れない部位に一対のマー
   クを設け、 上記フロートを上記有底管体に沿って移動させ、上記マ
   ーク対が上記フロートの下に隠れない状態において上記
   リードスイッチがＯＮとなっている時に上記センサ部の
   感動範囲を適正と判定するようにしたことを特徴とする
   液面センサの検査方法。