JP2002206959A - Liquid level sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液面レベルセンサ
に関し、特に、磁電変換素子を用いた非接触式液面レベ
ルセンサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid level sensor, and more particularly, to a non-contact type liquid level sensor using a magnetoelectric conversion element.
【0002】[0002]
【従来の技術】この種の液面レベルセンサは、例えば、
自動車の燃料の液量を監視するためのレベルセンサとし
て利用されている。この種の液面レベルセンサでは、液
面レベルに連動するフロートに連結された円環状マグネ
ットと、このマグネットにより生成される液面レベルに
応じた磁力をホール素子等の磁電変換素子により電気信
号に変換することによって、液面レベルを検出してい
る。2. Description of the Related Art This type of liquid level sensor is, for example,
It is used as a level sensor for monitoring the fuel level of an automobile. In this type of liquid level sensor, an annular magnet connected to a float linked to the liquid level, and a magnetic force corresponding to the liquid level generated by the magnet are converted into an electric signal by a magnetoelectric conversion element such as a Hall element. By performing the conversion, the liquid level is detected.
【0003】ところが、従来の液面レベルセンサでは、
上記円環状マグネットに層状に、円筒を2分割した形状
の集磁部材としてのコアの空隙に上記ホール素子が配置
されている。すなわち、このコアと円環状マグネットが
足された分の厚さにより、この部分の薄型化が困難であ
った。また、上記1組のコアも必要とされ、構造が複雑
で部品点数が多くなり、コスト高になっていた。However, in the conventional liquid level sensor,
The Hall element is disposed in a gap of a core as a magnetic flux collecting member having a shape obtained by dividing a cylinder into two layers in a layer shape on the annular magnet. That is, it is difficult to reduce the thickness of this portion due to the thickness of the core and the annular magnet added. Further, the above-mentioned one set of cores is also required, and the structure is complicated, the number of parts is increased, and the cost is increased.
【0004】これらの問題を図6〜図8を用いて説明す
る。図6は、従来の液面レベルセンサの概要を示す構造
説明図である。図7は、図6の液面レベルセンサの検出
部を概略的に示す斜視図である。図8は、図6の液面レ
ベルセンサによる磁石回転角度、磁束密度及びホール電
圧の関係を示すグラフである。[0004] These problems will be described with reference to FIGS. 6 to 8. FIG. 6 is a structural explanatory view showing an outline of a conventional liquid level sensor. FIG. 7 is a perspective view schematically showing a detection unit of the liquid level sensor of FIG. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the magnet rotation angle, the magnetic flux density, and the Hall voltage by the liquid level sensor of FIG.
【0005】図6に示すように、従来の液面レベルセン
サは、容器TNK内にある液体LQの液面レベルを検出
するため、容器内壁の一部に固定されている。そして、
フロート101は棒状のアーム102を介して、マグネ
ットホルダー103に連接されている。フロート101
は液面レベルを測定する液体LQに対して浮力を有する
部材で形成されており、円筒状をしている。また、アー
ム102の一端は、フロート101の中心部を貫通して
フロート101に結合されている。As shown in FIG. 6, the conventional liquid level sensor is fixed to a part of the inner wall of the container to detect the liquid level of the liquid LQ in the container TNK. And
The float 101 is connected to a magnet holder 103 via a bar-shaped arm 102. Float 101
Is formed of a member having a buoyancy with respect to the liquid LQ for measuring the liquid level, and has a cylindrical shape. One end of the arm 102 is connected to the float 101 through the center of the float 101.
【0006】マグネットホルダー103の内側面は円環
状のマグネット104が接着剤等を用いて付着されてお
り、外側面は上記アーム102の他端を保持するアーム
保持部が設けられている。マグネットホルダー103
は、フレーム105に一体形成された回転軸袴111に
ブッシュ112で固定された回転軸106を介して回動
可能に軸着されている。このような構造により、マグネ
ット104は液面レベルに応じて移動するフロート10
1に連動して回転軸106を中心として回動する。な
お、マグネット104は、片面が2極着された円環状を
した永久磁石である。An annular magnet 104 is attached to the inner side of the magnet holder 103 using an adhesive or the like, and an outer side is provided with an arm holding portion for holding the other end of the arm 102. Magnet holder 103
Is rotatably mounted on a rotating shaft 111 formed integrally with the frame 105 via a rotating shaft 106 fixed by a bush 112. With such a structure, the magnet 104 moves the float 10 that moves according to the liquid level.
1 and rotates about the rotation shaft 106. Note that the magnet 104 is a ring-shaped permanent magnet having two poles on one side.
【0007】更に、上記マグネット104に対向する位
置のフレーム105の内壁には、円筒を2分割した形状
の1対のコア110(コア110A、コア110B)が
配置され、この1対のコア110の間隙には、図7で示
すような位置関係で、ホール素子108が配線板107
を介してフレーム105に固定されている。そして、こ
のホール素子108により検出された磁束密度に基づく
電気信号は、ターミナル109を介して外部に供給され
る。なお、フレーム105の内側は、モールド剤113
が充填されている。Further, a pair of cores 110 (cores 110A and 110B) each having a shape obtained by dividing a cylinder into two are arranged on the inner wall of the frame 105 at a position facing the magnet 104. In the gap, the Hall element 108 has a positional relationship as shown in FIG.
And is fixed to the frame 105 via. An electric signal based on the magnetic flux density detected by the Hall element 108 is supplied to the outside via the terminal 109. Note that the molding agent 113 is provided inside the frame 105.
Is filled.
【0008】上記ホール素子108、コア及びマグネッ
ト104は、図7に示すように磁束密度の検出部を構成
しており、液面レベル変動に応じて、図中、矢印で示す
方向に回動するマグネット104の、この回動に伴い変
動する磁束密度がコア110A及びコア110Bを介し
てホール素子108によって検出される。このマグネッ
ト104の回転角度、磁束密度及びホール電圧の関係は
図8に示すように、磁束密度及びホール電圧は共に回転
角度(−90度から+90度の範囲)に対して直線的に
変化する。この特性を利用して、液面レベルが測定され
る。The Hall element 108, the core and the magnet 104 constitute a magnetic flux density detecting section as shown in FIG. 7, and rotate in the direction shown by the arrow in the figure according to the liquid level fluctuation. The magnetic flux density of the magnet 104 fluctuating with the rotation is detected by the Hall element 108 via the core 110A and the core 110B. As shown in FIG. 8, the relationship between the rotation angle, the magnetic flux density, and the Hall voltage of the magnet 104 changes linearly with respect to the rotation angle (a range from -90 degrees to +90 degrees). The liquid level is measured using this characteristic.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の液面レベルセンサでは、図6に示すように、上記円
環状のマグネット104に層状にコア110が配置され
た構造になっている。すなわち、マグネット104とマ
グネットホルダー103により発生する厚さa(ホルダ
ー高さ)と、コアを内装するフレーム105の厚さb
(フレーム高さ)とが足された分の厚さa+bが、従来
の液面レベルセンサには最低限、必要とされていた。こ
の厚さa+bのため、従来の液面レベルセンサでは、薄
型化が困難であった。また、上記1組のコア110A、
110Bも必要とされ、構造が複雑で部品点数が多くな
り、コスト高になっていた。By the way, in the above-mentioned conventional liquid level sensor, as shown in FIG. 6, the core 110 is arranged in a layer on the annular magnet 104. As shown in FIG. That is, the thickness a (holder height) generated by the magnet 104 and the magnet holder 103, and the thickness b of the frame 105 containing the core.
(A frame height) plus the thickness a + b is required at least in the conventional liquid level sensor. Because of the thickness a + b, it was difficult to reduce the thickness of the conventional liquid level sensor. Further, the set of cores 110A,
110B was also required, the structure was complicated, the number of parts was increased, and the cost was high.
【0010】よって本発明は、上述した現状に鑑み、上
記検出部を改良して薄型化し、装置全体の小型化及びコ
ストダウンを達成した液面レベルセンサを提供すること
を課題としている。In view of the above-mentioned situation, it is an object of the present invention to provide a liquid level sensor in which the above-described detection unit is improved and thinned, and the entire apparatus is reduced in size and cost is reduced.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた請求項1記載の液面レベルセンサは、図1〜
図3に示すように、液面レベルを測定する液体LQに対
して浮力を有する部材で形成されたフロート1と、2極
着磁された筒型のマグネット4と、このマグネット4
を、回動可能に保持収容するマグネットホルダー3と、
前記フロート1とマグネットホルダー3とを連接するア
ーム2と、前記マグネット4と同一平面、かつ前記マグ
ネット4の中心部に配置されて、前記液面レベルに応じ
た前記フロート1の移動に伴って、前記マグネットホル
ダー3と共に回動するマグネット4の磁束密度を検出し
て、これを電気信号に変換する磁電変換素子とを有し、
この電気信号に基づき前記液面レベルを測定することを
特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquid level sensor, comprising:
As shown in FIG. 3, a float 1 formed of a member having a buoyancy with respect to a liquid LQ whose liquid level is to be measured, a cylindrical magnet 4 magnetized with two poles, and a magnet 4
A magnet holder 3 for rotatably holding and housing
The arm 2 connecting the float 1 and the magnet holder 3 is arranged on the same plane as the magnet 4 and at the center of the magnet 4, and with the movement of the float 1 according to the liquid level, A magneto-electric conversion element that detects a magnetic flux density of the magnet 4 that rotates together with the magnet holder 3 and converts the magnetic flux density into an electric signal;
The liquid level is measured based on the electric signal.
【0012】請求項1記載の発明によれば、液面レベル
の変動に応じてフロート1が移動する。このフロート1
の移動に応じて、アーム2を介してマグネットホルダー
3が回動するため、これに伴いこのマグネットホルダー
3に保持収容される筒型のマグネット4も回動する。そ
して、磁電変換素子が、上記フロート1の移動に応じて
回動するマグネット4による磁束密度を検出して、これ
を電気信号に変換することによって、この電気信号に基
づき液面レベルが測定される。このような動作をして液
面レベルを測定する本液面レベルセンサの磁電変換素子
は、マグネット4と同一平面、かつマグネット4の中心
部に配置されているので、本液面レベルセンサの薄型化
が可能になる。更に、従来のように集磁部材としての対
になったコア等が不要になるため、部品点数が減少し、
コストダウンが図れるようになる。更に、磁電変換素子
と集磁部材との位置ずれの心配も無くなるので、測定精
度も向上する。According to the first aspect of the present invention, the float 1 moves according to the fluctuation of the liquid level. This float 1
The magnet holder 3 is rotated via the arm 2 in accordance with the movement of the arm, so that the cylindrical magnet 4 held and accommodated in the magnet holder 3 is also rotated. Then, the magnetoelectric conversion element detects the magnetic flux density of the magnet 4 that rotates according to the movement of the float 1 and converts the magnetic flux density into an electric signal, whereby the liquid level is measured based on the electric signal. . Since the magnetoelectric conversion element of the present liquid level sensor that measures the liquid level by performing such an operation is disposed on the same plane as the magnet 4 and at the center of the magnet 4, the thin liquid level sensor of the present liquid level sensor is provided. Becomes possible. Further, since a pair of cores or the like as a magnetic flux collecting member as in the related art becomes unnecessary, the number of parts is reduced,
The cost can be reduced. Further, since there is no need to worry about a displacement between the magnetoelectric conversion element and the magnetic flux collecting member, the measurement accuracy is improved.
【0013】上記課題を解決するためになされた請求項
2記載の液面レベルセンサは、図1〜図3に示すよう
に、請求項1記載の液面レベルセンサにおいて、前記マ
グネット4は、円環状であることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a liquid level sensor according to the first aspect, wherein the magnet is formed in a circular shape. It is characterized by being annular.
【0014】請求項2記載の発明によれば、マグネット
4は円環状であるので、製造が容易で、またフロート1
の移動に応じて回動する際の動きも安定する。したがっ
て、請求項2の発明によれば、より一層のコストダウン
及び測定精度向上が図れる。According to the second aspect of the present invention, since the magnet 4 is annular, manufacture is easy, and the float 1
The movement at the time of turning according to the movement of is stabilized. Therefore, according to the second aspect of the present invention, the cost can be further reduced and the measurement accuracy can be further improved.
【0015】上記課題を解決するためになされた請求項
3記載の液面レベルセンサは、図1〜図3に示すよう
に、請求項2記載の液面レベルセンサにおいて、前記磁
電変換素子は、前記円環状のマグネット4の中心部に配
置されていることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a liquid level sensor according to the second aspect, wherein the magnetoelectric conversion element includes: It is characterized in that it is arranged at the center of the annular magnet 4.
【0016】請求項3記載の発明によれば、磁電変換素
子は、円環状のマグネット4の中心部に配置されている
ので、マグネット4の回動に応じて変化する磁束密度を
最も効果的に検出することができる。したがって、請求
項3の発明によれば、更に一層の測定精度向上が図れ
る。According to the third aspect of the present invention, since the magnetoelectric conversion element is disposed at the center of the annular magnet 4, the magnetic flux density that changes in accordance with the rotation of the magnet 4 can be most effectively reduced. Can be detected. Therefore, according to the third aspect of the invention, the measurement accuracy can be further improved.
【0017】上記課題を解決するためになされた請求項
4記載の液面レベルセンサは、図1、2、3及び5に示
すように、請求項3記載の液面レベルセンサにおいて、
前記液面レベルに応じた前記フロート1の移動に伴って
回動するマグネット4の磁束密度が、単調に増加する範
囲における前記磁束密度を、前記磁電変換素子により検
出することによって、前記液面レベルを測定することを
特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a liquid level sensor according to the third aspect, wherein the liquid level sensor comprises:
By detecting the magnetic flux density in a range where the magnetic flux density of the magnet 4 that rotates according to the movement of the float 1 according to the liquid level monotonically increases by the magnetoelectric conversion element, the liquid level is detected. Is measured.
【0018】請求項4記載の発明によれば、液面レベル
に応じたフロート1の移動に伴って回動するマグネット
4の磁束密度が、単調に増加する範囲における磁束密度
を、磁電変換素子により検出することによって、液面レ
ベルを測定するようにしているので、検出した磁束密度
から、最終的に液面レベルを算出するまでの処理が容易
になる。According to the fourth aspect of the present invention, the magnetic flux density in a range where the magnetic flux density of the magnet 4 that rotates with the movement of the float 1 according to the liquid level monotonically increases is determined by the magnetoelectric conversion element. Since the liquid level is measured by the detection, the processing until the final calculation of the liquid level from the detected magnetic flux density becomes easy.
【0019】上記課題を解決するためになされた請求項
5記載の液面レベルセンサは、図1〜図3に示すよう
に、請求項4記載の液面レベルセンサにおいて、前記磁
電変換素子はホール素子8であることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a liquid level sensor according to the fourth aspect, wherein the magnetoelectric conversion element has a hole. Element 8 is characterized.
【0020】請求項5記載の発明によれば、磁電変換素
子はホール素子8であるので、広く普及していて入手し
やすく、製造時間の短縮化が促進できる。したがって、
請求項5の発明によれば、更に一層のコストダウンが図
れる。According to the fifth aspect of the present invention, since the magnetoelectric conversion element is the Hall element 8, the magnetoelectric conversion element is widely used, easily available, and can reduce the manufacturing time. Therefore,
According to the invention of claim 5, the cost can be further reduced.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。まず、図1〜図3を用いて本発明
の液面レベルセンサの一実施形態について説明する。図
1は、本発明の液面レベルセンサの一実施形態の概要を
示す説明図である。図2は、本発明の液面レベルセンサ
の一実施形態の概観を示す平面図である。図3は、図1
の液面レベルセンサの検出部を概略的に示す斜視図であ
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, an embodiment of a liquid level sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of an embodiment of a liquid level sensor according to the present invention. FIG. 2 is a plan view showing an overview of one embodiment of the liquid level sensor of the present invention. FIG.
FIG. 4 is a perspective view schematically showing a detection unit of the liquid level sensor of FIG.
【0022】図1に示すように、本液面レベルセンサ
は、容器TNK内にある液体LQの液面レベルを検出す
るため、容器TNK内壁の一部に、内部の電気回路を防
水するようにして固定されている。そして、フロート1
はアーム2を介して、マグネットホルダー3に連接され
ている。フロート1は液面レベルを測定する液体LQに
対して浮力を有する部材で形成されており、円筒状をし
ている。また、アーム2は細長い棒状のステンレス等の
金属により形成されている。このアーム2の一端は、フ
ロート1の中心を貫通してフロート1に結合されてい
る。As shown in FIG. 1, the present liquid level sensor detects the liquid level of the liquid LQ in the container TNK, so that a part of the inner wall of the container TNK waterproofs the internal electric circuit. Is fixed. And float 1
Is connected to the magnet holder 3 via the arm 2. The float 1 is formed of a member having a buoyancy with respect to the liquid LQ for measuring the liquid level, and has a cylindrical shape. The arm 2 is formed of an elongated rod-shaped metal such as stainless steel. One end of the arm 2 is connected to the float 1 through the center of the float 1.
【0023】また、マグネットホルダー3は、内側に円
環状のマグネット4を収容する収容部を有する一方、外
側に例えばTの字型になった上記アーム2の他端(フロ
ートアーム21)を保持するアーム保持部31を有して
いる。マグネットホルダー3は、非磁性体の材料で形成
されており、その外形はそこに収容するマグネット4の
外形よりやや大きい円筒形状の外側中心部に上記アーム
保持部31が設けられたようになっている。上記アーム
保持部31を介して、フロート1に結合されたアーム2
はマグネットホルダー3にも連結されている。The magnet holder 3 has an accommodating portion for accommodating the annular magnet 4 on the inside, and holds the other end (float arm 21) of the arm 2 in a T-shape on the outside. It has an arm holding part 31. The magnet holder 3 is formed of a non-magnetic material, and its outer shape is such that the arm holding portion 31 is provided at the outer central portion of a cylindrical shape slightly larger than the outer shape of the magnet 4 housed therein. I have. The arm 2 connected to the float 1 via the arm holding portion 31
Is also connected to the magnet holder 3.
【0024】このマグネットホルダー3は、図2に示す
ように120度毎に配設されたフレーム5の3つの抜け
防止フランジ61、62、63によって保持されなが
ら、これらによって作られる仮想の回転軸を中心にして
回動可能にフレーム5に装着されている。なお、抜け防
止フランジ63は、フレーム5に着脱可能になってお
り、マグネットホルダー3をフレーム5に組み込む際に
は、マグネットホルダー3をフレーム5の所定位置に位
置決めした後に、この抜け防止フランジ63が装着され
る。また、抜け防止フランジ61、62は、フレーム5
と一体成形してもよいし、抜け防止フランジ63と同様
に、フレーム5に着脱可能にしてもよい。図2に示すθ
は、液面レベルに応じて回動するマグネットホルダー3
に収容されるマグネット4の回転角度である。As shown in FIG. 2, the magnet holder 3 holds an imaginary rotating shaft formed by these three retaining flanges 61, 62, 63 of the frame 5 arranged at every 120 degrees while holding them. It is mounted on the frame 5 so as to be rotatable about the center. The detachment prevention flange 63 is detachable from the frame 5. When the magnet holder 3 is incorporated into the frame 5, the detachment prevention flange 63 is positioned after the magnet holder 3 is positioned at a predetermined position on the frame 5. Be attached. The detachment prevention flanges 61 and 62 are connected to the frame 5.
And may be detachable from the frame 5 as in the case of the detachment prevention flange 63. Θ shown in FIG.
Is a magnet holder 3 that rotates according to the liquid level.
Is the rotation angle of the magnet 4 housed in the magnet.
【0025】上述したマグネットホルダー3のマグネッ
ト4の収容部は円環状のマグネット4の外形に合わせて
円筒状の内径を有している。そして、マグネット4は、
接着剤等を用いて、この収容部に固着されている。この
ような構造により、マグネット4は液面レベルに応じて
移動するフロート1に連動して回転軸を中心として回動
する。なお、このマグネット4は、2極着された円環状
をした永久磁石である。このように、マグネット4は円
環状であるので、製造が容易で、またフロート1の移動
に応じて回動する際の動きも安定し測定精度が向上す
る。The accommodating portion of the magnet 4 of the magnet holder 3 has a cylindrical inner diameter corresponding to the outer shape of the annular magnet 4. And the magnet 4
It is fixed to this housing portion using an adhesive or the like. With such a structure, the magnet 4 rotates around the rotation axis in conjunction with the float 1 that moves according to the liquid level. The magnet 4 is a ring-shaped permanent magnet with two poles. As described above, since the magnet 4 is annular, it is easy to manufacture, and the movement when the float 1 rotates in accordance with the movement of the float 1 is stabilized, and the measurement accuracy is improved.
【0026】そして、この円環状のマグネット4の中心
部には、磁電変換素子が配線板7に実装されて固定的に
配置されている。この磁電変換素子は、液面レベルに応
じて回動するマグネット4による磁束密度を検出して、
これを電気信号に変換して出力するものであり、例え
ば、公知のホール素子8が用いられる。このホール素子
8及びマグネット4は、本液面レベルセンサにおいて、
磁束密度の検出部を構成しており、図3に示すように、
ホール素子8は円環状のマグネット4の中心部に固定的
に配置されている。マグネット4は、上述したように液
面レベルに応じて、図中、矢印で示す方向に回動するの
で、この回動に伴い変動するホール素子8に対する磁束
密度が、液面レベル測定に利用される。At the center of the annular magnet 4, a magnetoelectric conversion element is mounted on the wiring board 7 and fixedly arranged. This magnetoelectric conversion element detects the magnetic flux density by the magnet 4 that rotates according to the liquid level,
This is converted into an electric signal and output. For example, a known Hall element 8 is used. The Hall element 8 and the magnet 4 are used in the present liquid level sensor.
A magnetic flux density detection unit is configured, and as shown in FIG.
The Hall element 8 is fixedly arranged at the center of the annular magnet 4. Since the magnet 4 rotates in the direction indicated by the arrow in the figure according to the liquid level as described above, the magnetic flux density with respect to the Hall element 8 that fluctuates with this rotation is used for liquid level measurement. You.
【0027】このようにホール素子8は、円環状のマグ
ネット4の中心部に配置されているので、マグネット4
の回動に応じて変化する磁束密度を最も効果的に検出す
ることができる。したがって、更に一層の測定精度向上
が図れる。また、ホール素子8は、広く普及していて入
手しやすいので、製造時間の短縮化が促進できる。した
がって、コストダウンの一助となる。Since the Hall element 8 is disposed at the center of the annular magnet 4 as described above,
The most effective detection of the magnetic flux density that changes according to the rotation of. Therefore, the measurement accuracy can be further improved. In addition, since the Hall element 8 is widely spread and easily available, the reduction of the manufacturing time can be promoted. Therefore, it helps to reduce costs.
【0028】なお、上記ホール素子8を実装する配線板
7は、本液面レベルセンサの筐体外形を構成するフレー
ム5にネジ止め等(不図示)により固定されており、こ
の配線板7は、本液面レベル測定に必要な関連電気回路
部品や上記磁束密度から変換された液面レベルに対応す
る電気信号を外部に出力するターミナル9も実装してい
る。そして、フレーム5の裏側は、カバー10が覆設さ
れている。The wiring board 7 on which the above-mentioned Hall element 8 is mounted is fixed to a frame 5 constituting the outer shape of the housing of the present liquid level sensor by screws or the like (not shown). Also, a terminal 9 for outputting related electric circuit components necessary for the liquid level measurement and an electric signal corresponding to the liquid level converted from the magnetic flux density to the outside is mounted. A cover 10 is provided on the back side of the frame 5.
【0029】上述のような構成において、液面レベルの
変動に応じてフロート1が移動する。このフロート1の
移動に応じて、アーム2を介してマグネットホルダー3
が回動するため、これに伴いこのマグネットホルダー3
に保持収容されるマグネット4も回動する。そして、磁
電変換素子が、上記フロート1の移動に応じて回動する
マグネット4による磁束密度を検出して、これを電気信
号に変換することによって、この電気信号に基づき液面
レベルが測定されることになる。In the above-described configuration, the float 1 moves according to a change in the liquid level. In response to the movement of the float 1, the magnet holder 3
Rotates, so that the magnet holder 3
The magnet 4 held and accommodated also rotates. Then, the magnetoelectric conversion element detects the magnetic flux density of the magnet 4 that rotates according to the movement of the float 1 and converts the magnetic flux density into an electric signal, whereby the liquid level is measured based on the electric signal. Will be.
【0030】このような動作をして液面レベルを測定す
る本液面レベルセンサのホール素子8は、マグネット4
と同一平面、かつマグネット4の中心部に配置されてい
るので、本液面レベルセンサの薄型化が可能になる。す
なわち、図1及び図6を比較すればわかるように、図1
の本実施形態の液面レベルセンサは、図6の従来の液面
レベルセンサにおけるほぼ厚さaの部分がなくなり、装
置全体が薄型化している。また、従来装置のように集磁
部材としての対になったコア等が不要になるため、部品
点数が減少し、コストダウンが図れるようになる。更
に、ホール素子8とコアとの位置ずれの心配も無くなる
ので、測定精度も向上する。The Hall element 8 of the present liquid level sensor for measuring the liquid level by performing the above operation is provided by the magnet 4
And the liquid level sensor is arranged at the center of the magnet 4, so that the liquid level sensor can be made thinner. That is, as can be seen by comparing FIGS. 1 and 6, FIG.
In the liquid level sensor of the present embodiment, the portion of the conventional liquid level sensor shown in FIG. Further, since a pair of cores and the like as a magnetic flux collecting member as in the conventional device is not required, the number of parts is reduced, and the cost can be reduced. Furthermore, since there is no need to worry about a displacement between the Hall element 8 and the core, the measurement accuracy is improved.
【0031】次に、図4及び図5を用いて、本液面レベ
ルセンサによる、液面レベル検出の原理について説明を
する。図4(A)〜(C)は、本液面レベルセンサによ
る、液面レベルに応じて変動する磁束密度の検出原理を
示す説明図である。図5は、磁石回転角度及びホール電
圧の関係を示すグラフである。Next, the principle of liquid level detection by the present liquid level sensor will be described with reference to FIGS. FIGS. 4A to 4C are explanatory views showing the principle of detecting the magnetic flux density that varies according to the liquid level by the present liquid level sensor. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the magnet rotation angle and the Hall voltage.
【0032】図4(A)に示すように、上記円環状のマ
グネット4のN極からS極に向かって、矢印で示すよう
な磁力線が発生する。そして、図4(B)及び図5に示
すように、ホール素子8は磁石(マグネット)回転角度
θが0度の時に、検出される磁束密度が0(T)になる
ような位置関係で、マグネット4のほぼ中心部に配置さ
れている。このように配置すると、検出される磁束密度
は、マグネット4が磁石回転角度θで回動するに伴い、
図5で示すように、角度θが0度から90度の間では単
調に増加し、90度から180度の間では単調に減少す
ることがわかる。また、ホール電圧も同様の特性を示
す。As shown in FIG. 4A, lines of magnetic force are generated from the north pole to the south pole of the annular magnet 4 as indicated by arrows. As shown in FIGS. 4B and 5, the Hall element 8 has a positional relationship such that the detected magnetic flux density becomes 0 (T) when the magnet (magnet) rotation angle θ is 0 degree. It is arranged substantially at the center of the magnet 4. With this arrangement, the detected magnetic flux density is changed as the magnet 4 rotates at the magnet rotation angle θ.
As shown in FIG. 5, it can be seen that the angle monotonically increases when the angle θ is between 0 degree and 90 degrees, and monotonically decreases when the angle θ is between 90 degrees and 180 degrees. Further, the Hall voltage shows similar characteristics.
【0033】このような特性を利用することにより、マ
グネット4の回転角度θに対応するフロート1の位置が
特定できるので、液面レベルも測定できるようになる。
例えば、本実施形態では、図4(B)及び図5に示すよ
うに、回転角度θが0度の時に磁束密度がほぼ0(T)
になり、かつこの時、液面レベルが最低位になるように
フロート1を初期設定しておき、上記角度θが0度から
90度の間において単調に増加する範囲を、液面レベル
の最低位から最高位までに対応するようにする。By utilizing such characteristics, the position of the float 1 corresponding to the rotation angle θ of the magnet 4 can be specified, so that the liquid level can also be measured.
For example, in the present embodiment, as shown in FIGS. 4B and 5, when the rotation angle θ is 0 degree, the magnetic flux density is almost 0 (T).
And at this time, the float 1 is initially set so that the liquid level is at the lowest level, and the range in which the angle θ monotonically increases between 0 degree and 90 degrees is defined as the lowest level of the liquid level. Try to meet from top to top.
【0034】このように、上記角度θが0度から90度
の間における磁束密度を検出して、液面レベルを測定す
るようにしているので、検出した磁束密度から最終的に
液面レベルを算出するまでの処理が容易になる。なお、
上記角度θが90度から180度の間に、測定範囲を割
り当てるようにしてもよい。As described above, since the liquid level is measured by detecting the magnetic flux density when the angle θ is between 0 ° and 90 °, the liquid level is finally determined from the detected magnetic flux density. Processing until calculation is facilitated. In addition,
The measurement range may be allocated when the angle θ is between 90 degrees and 180 degrees.
【0035】以上のように、本実施形態によると、磁束
密度検出部を改良して薄型化し、装置全体の小型化及び
コストダウンを達成した液面レベルセンサが得られる。As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain a liquid level sensor in which the magnetic flux density detecting section is improved and thinned, and the entire apparatus is reduced in size and cost is reduced.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、磁電変換素子は、マグネット4と同一平
面、かつマグネット4の中心部に配置されているので、
本液面レベルセンサの薄型化が可能になる。更に、上述
のように、磁電変換素子を配置することにより、従来の
ように集磁部材としての対になったコア等が不要になる
ため、部品点数が減少し、コストダウンが図れるように
なる。更に、磁電変換素子と集磁部材との位置ずれの心
配も無くなるので、測定精度も向上する。As described above, according to the first aspect of the present invention, since the magnetoelectric conversion element is arranged on the same plane as the magnet 4 and at the center of the magnet 4,
The liquid level sensor can be made thinner. Further, as described above, by arranging the magnetoelectric conversion elements, a pair of cores or the like as a magnetic flux collecting member as in the related art is not required, so that the number of parts is reduced and cost can be reduced. . Further, since there is no need to worry about a displacement between the magnetoelectric conversion element and the magnetic flux collecting member, the measurement accuracy is improved.
【0037】請求項2記載の発明によれば、マグネット
4は円環状であるので、製造が容易で、またフロート1
の移動に応じて回動する際の動きも安定する。したがっ
て、請求項2の発明によれば、より一層のコストダウン
及び測定精度向上が図れる。According to the second aspect of the present invention, since the magnet 4 is annular, it is easy to manufacture and the float 1
The movement at the time of turning according to the movement of is stabilized. Therefore, according to the second aspect of the present invention, the cost can be further reduced and the measurement accuracy can be further improved.
【0038】請求項3記載の発明によれば、磁電変換素
子は、円環状のマグネット4の中心部に配置されている
ので、マグネット4の回動に応じて変化する磁束密度を
最も効果的に検出することができる。したがって、請求
項3の発明によれば、更に一層の測定精度向上が図れ
る。According to the third aspect of the present invention, since the magnetoelectric conversion element is arranged at the center of the annular magnet 4, the magnetic flux density that changes according to the rotation of the magnet 4 can be most effectively reduced. Can be detected. Therefore, according to the third aspect of the invention, the measurement accuracy can be further improved.
【0039】請求項4記載の発明によれば、液面レベル
に応じたフロート1の移動に伴って回動するマグネット
4の磁束密度が、単調に増加する範囲における磁束密度
を、磁電変換素子により検出することによって、液面レ
ベルを測定するようにしているので、検出した磁束密度
から、最終的に液面レベルを算出するまでの処理が容易
になる。According to the fourth aspect of the present invention, the magnetic flux density in a range where the magnetic flux density of the magnet 4 that rotates with the movement of the float 1 according to the liquid level monotonically increases is determined by the magnetoelectric conversion element. Since the liquid level is measured by the detection, the processing until the final calculation of the liquid level from the detected magnetic flux density becomes easy.
【0040】請求項5記載の発明によれば、磁電変換素
子はホール素子8であるので、広く普及していて入手し
やすく、製造時間の短縮化が促進できる。したがって、
請求項5の発明によれば、更に一層のコストダウンが図
れる。According to the fifth aspect of the present invention, since the magnetoelectric conversion element is the Hall element 8, the magnetoelectric conversion element is widely used, easily available, and can reduce the manufacturing time. Therefore,
According to the invention of claim 5, the cost can be further reduced.
【図1】本発明の液面レベルセンサの一実施形態の概要
を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of an embodiment of a liquid level sensor of the present invention.
【図2】本発明の液面レベルセンサの一実施形態の概観
を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an overview of an embodiment of a liquid level sensor according to the present invention.
【図3】図1の液面レベルセンサの検出部を概略的に示
す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view schematically showing a detection unit of the liquid level sensor of FIG. 1;
【図4】図4(A)〜(C)は、本液面レベルセンサに
よる、液面レベルに応じて変動する磁束密度の検出原理
を示す説明図である。FIGS. 4A to 4C are explanatory views showing the principle of detecting a magnetic flux density that fluctuates according to the liquid level by the present liquid level sensor.
【図5】磁石回転角度及びホール電圧の関係を示すグラ
フである。FIG. 5 is a graph showing a relationship between a magnet rotation angle and a Hall voltage.
【図6】従来の液面レベルセンサの概要を示す構造説明
図である。FIG. 6 is a structural explanatory view showing an outline of a conventional liquid level sensor.
【図7】図6の液面レベルセンサの検出部を概略的に示
す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing a detection unit of the liquid level sensor of FIG. 6;
【図8】図6の液面レベルセンサによる磁石回転角度、
磁束密度及びホール電圧の関係を示すグラフである。8 is a diagram showing a magnet rotation angle by the liquid level sensor of FIG. 6,
4 is a graph showing a relationship between a magnetic flux density and a Hall voltage.
1 フロート 2 アーム 3 マグネットホルダー 4 マグネット 5 フレーム 7 配線板 8 ホール素子 9 ターミナル 10 カバー 21 フロートアーム 61〜63 抜け防止フランジ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Float 2 Arm 3 Magnet holder 4 Magnet 5 Frame 7 Wiring board 8 Hall element 9 Terminal 10 Cover 21 Float arm 61-63 Flanging prevention flange
Claims (5)
有する部材で形成されたフロートと、 2極着磁された筒型のマグネットと、 このマグネットを、回動可能に保持収容するマグネット
ホルダーと、 前記フロートとマグネットホルダーとを連接するアーム
と、 前記マグネットと同一平面、かつ前記マグネットの中心
部に配置されて、前記液面レベルに応じた前記フロート
の移動に伴って、前記マグネットホルダーと共に回動す
るマグネットの磁束密度を検出して、これを電気信号に
変換する磁電変換素子とを有し、 この電気信号に基づき前記液面レベルを測定することを
特徴とする液面レベルセンサ。1. A float formed of a member having a buoyancy with respect to a liquid for measuring a liquid level, a cylindrical magnet magnetized with two poles, and a magnet for rotatably holding and housing the magnet. A holder, an arm connecting the float and the magnet holder, and a magnet arranged along the same plane as the magnet and at the center of the magnet, with the movement of the float according to the liquid level. And a magnetic-electric conversion element that detects a magnetic flux density of the magnet that rotates together with the magnet and converts the detected magnetic flux into an electric signal, and measures the liquid level based on the electric signal.
て、 前記マグネットは、円環状であることを特徴とする液面
レベルセンサ。2. The liquid level sensor according to claim 1, wherein the magnet has an annular shape.
て、 前記磁電変換素子は、前記円環状のマグネットの中心部
に配置されていることを特徴とする液面レベルセンサ。3. The liquid level sensor according to claim 2, wherein the magnetoelectric conversion element is arranged at a center of the annular magnet.
て、 前記液面レベルに応じた前記フロートの移動に伴って回
動するマグネットの磁束密度が、単調に増加する範囲に
おける前記磁束密度を、前記磁電変換素子により検出す
ることによって、前記液面レベルを測定することを特徴
とする液面レベルセンサ。4. The liquid level sensor according to claim 3, wherein the magnetic flux density in a range in which the magnetic flux density of the magnet that rotates with the movement of the float according to the liquid level monotonically increases is: A liquid level sensor, wherein the liquid level is measured by detecting with the magnetoelectric conversion element.
て、 前記磁電変換素子はホール素子であることを特徴とする
液面レベルセンサ。5. The liquid level sensor according to claim 4, wherein the magnetoelectric conversion element is a Hall element.
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