JP2006234673A - 非接触微小位置変化検知センサ - Google Patents

Abstract

【目的】特に灯油などの燃料タンクの残量表示部に対して後付けで設置して残量を自動検知することができる安全性の高い非接触微小位置変化検知センサを提供する。
【構成】燃料タンク内の燃料残量変化に伴って移動するインジケータ３などの被測定物の微小位置変化を検知するセンサ１０である。センサのハウジング１２はインジケータが進入可能な開口１１を備えて略リング状に形成され、燃料タンク上部の残量表示器２に嵌着して使用する。ハウジング内には、発光素子としての赤外線発光ダイオード１６、受光素子としてのフォトトランジスタ１８及び集光レンズ１７を含むフォトセンサアセンブリ１３が収容され、ハウジング開口内にインジケータが入り込んだことをフォトセンサアセンブリで検知したときに信号送信部から燃料販売店などに検知信号を送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触微小位置変化検知センサに関し、特に、屋外に設置される灯油タンクその他の燃料タンクの残量表示器に後付けして該燃料タンク内の残量が一定レベル以下となったことを自動検知することができる非接触微小位置変化検知センサに関する。

特に雪国においては主な暖房源として灯油が用いられており、貯蔵量が５００リットル未満の小規模危険物貯蔵設備である燃料タンクを屋外に設置していることが多い。燃料タンクの上部には、燃料タンク内の残量変化に応じて昇降移動するインジケータを収容すると共に残量表示の目盛りが表示された残量表示器が設けられているので、インジケータの位置を目盛りに合わせて読みとることで残量を外部から確認できるようになっており、燃料販売店などの管理会社から派遣された人員が残量が少なくなっていることを確認したときに燃料を補充するようにしているが、これを自動的に検知して管理会社に通報するようなシステムも近年徐々に開発されてきている。このようなシステムによれば、多発している配達遅延クレームを未然に防止することができ、燃料販売店にとって顧客のつなぎ止め効果が大きい。

たとえば下記特許文献１では、タンク内残量に応じて昇降するスリット板に階段状に連続するスリット孔を設けると共に、スリット板に対向する位置に２組のフォトカプラを設け、スリット板の昇降に応じたフォトカプラのオン／オフ及びその組合せによってタンク内残量を数段階に自動検知することができるセンサが記載されている。また、このようなセンサによって検知した残量データを公衆電話回線を通じて配送業者に自動通報するシステムも開示されている。
特開２００２−３２８０５７号公報

特許文献１記載の発明は、残量表示器において所定形状のスリット孔を有するスリット板が用いられ、且つ、フォトカプラが所定位置に対向配置されていることが必須であり、このような構成を有しない残量表示器が燃料タンクに設けられている場合には、残量を自動検知することができない。つまり、後付けのセンサとして用いることはできない。

また、この発明によると、残量表示器の内部に設置したフォトカプラからのオン／オフ信号を外部のコントローラに送るためのリードが必要となるが、残量表示部にはタンク内の燃料が揮発した引火性の気体が入り込んでいるため、このようなリードを残量表示器内に配線することは危険性が大きい。

したがって、本発明の課題は、引火性液体にも使用可能な安全性の高い非接触微小位置変化検知センサを提供することにある。また、本発明の別の課題は、燃料タンクの残量表示部に対して後付けで設置して残量を自動検知する燃料残量検知センサとして有用な非接触微小位置変化検知センサを提供することにある。

かかる課題を解決するため、本発明による非接触微小位置変化検知センサは、被測定物が進入可能な開口を備えて略リング状に形成されると共に開口に臨む内面の少なくとも一部が透光部とされたハウジングと、ハウジング内面の透光部に近接した位置においてハウジング内に収容された発光素子・受光素子及び集光レンズを含むフォトセンサアセンブリと、ハウジングの開口内に被測定物が入り込んだことをフォトセンサアセンブリで検知したときに検知信号を送出する信号送信部とを有することを特徴とする。

本発明の好適な一実施形態によれば、この非接触微小位置変化検知センサは燃料タンクの残量表示器の回りにハウジングを嵌着して用いることにより燃料タンク内の残量検知センサとして用いられる。残量表示器には、燃料タンク内の燃料残量変化に伴って移動するインジケータが備えられており、これを被測定物としてその微小位置変化を検知する。すなわち、燃料タンク内の残量が一定レベル以下になったときにインジケータがハウジングの開口内に入り込むと、発光素子からの赤外線がハウジング内面の透光部を介してインジケータの側面に衝突して反射し、この反射光を透光部及び集光レンズを介して受光素子が受光したときに、信号送信部から燃料販売店などの管理会社に対して検知信号を送出して燃料補給を促す。

本発明によれば、開口を備えて略リング状に形成されたハウジング内にフォトセンサアセンブリが収容され、ハウジングの開口内に被測定物が入り込んだときに無線モジュールからオン信号を送出する構成の非接触微小位置変化検知センサが提供される。このセンサは被測定物と非接触でその微小位置変化を検知することができるので、特に引火性燃料を収容した燃料タンクの残量検知センサとして好適に用いられる。
略リング状のハウジング内にフォトセンサアセンブリが密閉収容されているので、燃料タンク上部の残量表示器にセットして簡便に使用することができ、また、安価に製造することができるので、雪国などにおいて広く普及することが期待される。

燃料残量が一定レベル以下となったことを示す検知信号を受けて燃料販売店から迅速に人員を派遣して燃料補給することができ、また、配送経路を事前に計画することができるので、燃料の計画的・効率的な配送が可能となる。

以下添付図面を参照して、本発明による非接触微小位置変化検知センサの好適な一実施形態として、燃料（灯油など）タンク１の上部に設けられた残量表示器２に後付けして使用する燃料残量検知センサ１０について説明する。

この燃料残量検知センサ１０は、中央開口１１を備えて略リング状に形成されたハウジング１２と、フォトセンサアセンブリ１３と、フォトアセンブリ１３を駆動源となるバッテリ１４と、フォトアセンブリ１３からの検知オン信号を送出する無線モジュール１５とを有する。フォトセンサアセンブリ１３、バッテリ１４及び無線モジュール１５はいずれもハウジング１２内の所定箇所に配置収容されるが、バッテリ１４及び無線モジュール１５はフォトセンサアセンブリ１３の機能を阻害しないよう、フォトセンサアセンブリ１３から離れた位置に設けられる。なお、ハウジング１２は透明プラスチックなどの透光性材料で形成されるか、あるいは少なくとも開口１１に臨む内面の一部が透光部とされており、この場合には透光部に対応した位置にフォトセンサアセンブリ１３が収容される。

フォトセンサアセンブリ１３は、赤外線を（透光部から）ハウジング開口１１に向けて射出するための発光素子としての赤外線発光ダイオード１６と、赤外線発光ダイオード１６からの赤外線が被測定物であるインジケータ３に衝突して反射する反射光を集光する集光レンズ１７と、集光レンズ１７により集光された反射光を受けてオン状態となる受光素子としてのフォトトランジスタ１８とを有する。集光レンズ１７としてはたとえば４〜１０ｍｍの焦点距離を持つものが用いられる。

燃料タンク１の上部に設置された残量表示器２には、燃料タンク１内に収容された燃料の残量に応じて昇降移動するレベルゲージシャフト４の上端に固着された略円盤状のインジケータ３が収容されている。燃料タンク１内には、その先端にタンク１内の燃料の液面上を浮遊するフロート（図示せず）が設けられたアーム（図示せず）が収容されていて、燃料消費につれて液面が低下するとアームの角度が変化し、これに応じてレベルゲージシャフト４及びインジケータ３が徐々に下降する。残量表示器２の側面には残量表示目盛り（図示せず）が表示されており、インジケータ３がどの目盛りを指しているかによって燃料残量を目視確認できるようになっている。

燃料残量検知センサ１０のハウジング１２の径、換言すれば中央開口１１の口径は、を行うべき時期が到来したことを示すインジケータ３の高さ位置における残量検知センサ１０の外径と略同一とする。この燃料残量検知センサ１０の中央開口１１に残量表示器２を挿入するようにして燃料残量検知センサ１０を残量表示器２の回りにセットしたとき、ハウジング１２内に収容されたフォトセンサアセンブリ１３とインジケータ３側面との間の距離は、集光レンズ１７の焦点距離である４〜１０ｍｍの範囲内となっている。

この燃料残量検知センサ１０の作用について説明する。ハウジング１２の所定位置に収容されたフォトセンサアセンブリ１３の赤外線発光ダイオード１６はハウジング中央開口１１に向けて常に赤外線を発している。燃料タンク１内の燃料レベルがまだ十分に残っているときは、インジケータ３はフォトセンサアセンブリ１３より上方に位置しているので、発光ダイオード１６からの赤外線はハウジング中央開口１１を通って反対側に抜け、フォトトランジスタ１８は反射光を受けることがない。したがって、コレクタ−ベース間に電流が流れないので、フォトトランジスタ１８はＯＦＦ状態を維持する。

既述したようにインジケータ３は燃料タンク１内の残量低下と共に下降し、その高さ位置がフォトセンサアセンブリ１３と同レベルとなると、発光ダイオード１６からの赤外線がインジケータ３の側面で反射し、その反射光が集光レンズ１７で集光された後、フォトトランジスタ１８を照らし、コレクタ−ベース間に大きな電流が流れ、これによりコレクタ−エミッタ間に電流が流れてＯＮ状態となる。

フォトトランジスタ１８がＯＮ状態となったときに、この検知信号が、燃料タンク１を特定するＩＤと共に、信号送信部１５から電話回線などの公衆通信網を介して、この燃料タンク１を管理する燃料販売店や管理会社に送信される。検知信号を受けて燃料販売店から現場に人員を派遣して燃料補給を行う。

以上に説明した実施形態では、燃料タンク上部の残量表示器２に一つの燃料残量検知センサ１０をセットして残量が一定レベル以下に低下したことを検知しているが、複数の燃料残量検知センサ１０を残量表示器２に異なる高さ位置にセットし、あるいはハウジング１１内に複数のフォトセンサアセンブリ１３を異なる高さ位置に収容した一つの燃料残量検知センサ１０を残量表示器２にセットする実施形態を採用しても良い。このような実施形態とすると、タンク１内の燃料残量を数段階のレベルで検知することができるので、より綿密な燃料管理を行うことができる。

また、本発明の非接触微小位置変化検知センサを用いることにより、燃料の使用量を計測することができるので、燃料販売店はいわゆる量り売りによる燃料販売を行うことができる。たとえば、タンク１内に燃料がフルに充填されている状態から１０リットル燃料消費される毎のインジケータ３の位置を検知するように複数の燃料残量検知センサ１０を残量表示器２にセットし、あるいは該インジケータ３の位置に応じてハウジング１１内に複数のフォトセンサアセンブリ１３を収容した一つの燃料残量検知センサ１０を残量表示器２にセットする。このようにすると、１０リットルの燃料消費毎に検知信号が燃料販売店などに通報されるので、量り売りで燃料販売することができる。量り売りの燃料販売はプロパンガスでは行われているが、灯油などの液体燃料を量り売りするシステムは現在のところ存在していない。

また、燃料タンク上部の残量表示器に後付けして用いる燃料残量検知センサとして本発明を適用した実施形態について説明したが、その他にも、たとえば建設機械などにおいて軽油タンクの上部に燃料残量を外部から目視確認可能な残量表示器が設けられている場合、該残量表示器に後付けして用いる燃料残量検知センサとしても本発明を好適に適用することができる。

本発明の一実施形態である燃料残量検知センサの概略構成図である。 この燃料残量検知センサにおけるフォトセンサアセンブリの構成及び作用を概略的に示す説明図である。 この燃料残量検知センサを燃料タンク上部の残量表示器にセットした状態の概略図である。

符号の説明

１ 燃料タンク
２ 残量表示器
３ インジケータ
４ レベルゲージシャフト
１０ 燃料残量検知センサ（非接触微小位置変化検知センサ）
１１ 中央開口
１２ ハウジング
１３ フォトセンサアセンブリ
１４ バッテリ
１５ 無線モジュール（信号送信部）
１６ 赤外線発光ダイオード（発光素子）
１７ 集光レンズ
１８ フォトトランジスタ（受光素子）

Claims (2)

1. 被測定物が進入可能な開口を備えて略リング状に形成されると共に開口に臨む内面の少なくとも一部が透光部とされたハウジングと、ハウジング内面の透光部に近接した位置においてハウジング内に収容された発光素子・受光素子及び集光レンズを含むフォトセンサアセンブリと、ハウジングの開口内に被測定物が入り込んだことをフォトセンサアセンブリで検知したときに検知信号を送出する信号送信部とを有することを特徴とする非接触微小位置変化検知センサ。
2. 燃料タンクの残量表示器の回りにハウジングを嵌着して用い、燃料タンク内の燃料残量変化に伴って移動するインジケータを被測定物としてその微小位置変化を検知することにより燃料タンク内の残量検知センサとして用いられることを特徴とする請求項１記載の非接触微小位置変化検知センサ。

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