JP2007163150A - 液面高さ検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器が傾いたことに起因して、液面が許容最低高さよりも低いと誤検出されることを抑制することのできる液面高さ検出装置を提供する。
【解決手段】液面高さ検出装置１００は、容器１内の液面の高さに応じて昇降するフロート１３０と、容器１の中心から偏倚した位置に配置されて前記フロート１３０の昇降方向以外への移動を規制する中空柱状のガイド１１０と、同ガイド１１０内における前記フロート１３０の位置に基づいて前記液面が許容最低高さよりも低い旨検出するセンサ１４０とを備える。前記ガイド１１０は、その下端から液体が流出することを防止する底部１１４と、前記偏倚方向側の側面に同液体の流入出を許容する開口部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は液面高さ検出装置に関する。

例えば車両に搭載される燃料タンクやオイルパン等の容器内には、容器内の燃料やオイル等の液体の量が減少し液面が許容最低高さよりも低くなった際に、こうした状態を検出する液面高さ検出装置が設けられている（特許文献１参照）。具体的には、図１２（ａ）に示されるように、液面高さ検出装置は、容器１内の液面の高さに応じて昇降するフロート１３０と、容器１の中心から車両後方Ｂ側に偏倚した位置に配設されてフロート１３０の昇降方向以外への移動を規制する中空柱上のガイド１０と、ガイド１０内におけるフロート１３０の位置に基づいて液面が許容最低高さｈｌよりも低い旨検出するセンサ１４０とを備えている。これにより、容器１内の液体の量が減少し液面が低くなるにつれてフロート１３０が降下し、フロート１３０とセンサ１４０との距離が所定の距離まで近づくと、センサ１４０が反応して液面が許容最低高さｈｌよりも低い旨検出することとなる。
実開平３−１２８８２５

ところで、例えば、坂道を走行する際に車両が傾くと、図１２（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、液面が容器に対して傾くこととなる。図１２（ｂ）に示されるように、容器１の中心からガイド１０を偏倚させて配置している車両後方Ｂ側、すなわち容器１の偏倚方向Ｂ側の端部が下がるように傾いて偏倚方向Ｂ側の液面が上昇し、ガイド１０内の液面が液面高さｈ２まで上昇すると、フロート１３０も液面高さｈ２まで上昇することとなる。このため、フロート１３０とセンサ１４０との距離が離れることとなるので、センサ１４０が反応して液面が許容最低高さｈｌよりも低い旨検出してしまうことはない。ところが、図１２（ｃ）に示されるように、容器１の偏倚方向Ｂ側の端部が上がるように傾いて偏倚方向Ｂ側の液面が降下すると、ガイド１０内の液面も低下し、ガイド１０内の液面が液面高さｈ３まで低下すると、フロート１３０も液面高さｈ３まで下降することとなる。このため、実際にはオイルの量が不足していない場合であってもフロート１３０とセンサ１４０との距離が近づくこととなるので、上記所定の距離まで近づいた場合にはセンサ１４０が反応して液面が許容最低高さｈｌよりも低いと誤検出してしまうことがある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、容器が傾いたことに起因して、液面が許容最低高さよりも低いと誤検出されることを抑制することのできる液面高さ検出装置を提供することにある。

以下、上記目的を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、容器内の液面の高さに応じて昇降するフロートと、容器の中心から偏倚した位置に配置されて前記フロートの昇降方向以外への移動を規制する中空柱状のガイドと、同ガイド内における前記フロートの位置に基づいて前記液面が許容最低高さよりも低い旨検出するセンサとを備える液面高さ検出装置において、前記ガイドは、その下端から液体が流出することを防止する底部と、前記偏倚方向側の側面に同液体の流入出を許容する開口部とを備えることをその要旨とする。

上記構成によれば、ガイドは、その下端から液体が流出することを防止する底部を備えているため、容器の偏倚方向側の端部が上がるように傾いて液面が底部よりも下がったとしても、底部には液体が保持されるようになる。このため、容器が傾いたことに起因して、液面が許容最低高さよりも高いにもかかわらず、液面が許容最低高さよりも低いと誤検出されることを抑制することができる。また、ガイドの偏倚方向の側面には液体の流入出を許容する開口部が形成されているため、容器内の液面の高さに応じてフロートを昇降させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ガイドは、前記側面の下端から所定長さの部分が前記偏倚方向側に突出した突出部と、同突出部の下方を覆うように前記底部が延設された延設底部とが形成されてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、容器の偏倚方向側の端部が上がるように傾いたとき、ガイド内から流出する液体の量が突出部と延設底部とにより減少させられるため、そのときの液面を更に高く保持することができる。その結果、容器が大きく傾いた場合にも、液面が許容最低高さよりも低いと誤検出されることを抑制することができる。

容器が傾いた際に、ガイド内に保持される液体の量が多いほど、センサが誤検出してしまうことを抑制することができる。一方、ガイド内の液面の高さが許容最低高さよりも高くなると、実際には容器内の液面の高さが許容最低高さよりも低いにもかかわらず、その旨を検出することができなくなってしまうおそれがある。

この点、請求項３に記載の発明によれば、前記突出部の前記偏倚方向側の端部には前記液体の流出を防止する側部が形成されているため、容器の偏倚方向側の端部が上がるように傾いた場合に、ガイド内により多くの液体を保持することができる。また、容器内の液体の量が実際には許容最低量よりも少ない場合、すなわち、容器が傾いていない状態において液面が許容最低高さよりも低い場合には、開口部からオイルが流出し、フロートの高さが許容最低高さとなるため、センサが誤検出してしまうこともない。

また、請求項４に記載の発明は、これら請求項２または３に記載の発明において、前記突出部は、その下端からの長さが前記偏倚方向側ほど短く形成されてなることをその要旨とする。

上記構成によれば、突出部の下端からの長さが偏倚方向側ほど短くされているため、容器の偏倚方向側の端部が上がるように傾いた際に、ガイド内から突出部の上端を介して外部へと液体が流出すること液面の傾きに合わせて効果的に抑制することができる。このため、ガイド内の液面の高さを更に高い状態に維持することができる。

具体的には、請求項５に記載の発明によるように、前記突出部の上端が前記偏倚方向側ほど下方に傾く直線に形成されるとともに、その直線の傾きが想定される前記液面の最大傾きに等しく設定されてなるといった態様を採用することができる。この場合、突出部の上端が偏倚方向側ほど下方に傾く直線に形成されるとともに、その直線の傾きが想定される液面の最大傾きに等しく設定されるので、容器の偏倚方向側の端部が上がるように傾いて液面が想定される最大傾きまで傾いた場合であっても、液体がガイド内から突出部の上端を介して外部へと流出することがほとんどない。また、ガイドの内部から流出する液体を保持する機能を有する突出部を必要最低限の大きさで作ることができる。

以下、本発明の一実施形態にかかる液面高さ検出装置を、車載用のオイルタンクに備えらた液面高さ検出装置に具体化したものについて、図１〜図４を参照して説明する。
図１は本実施形態におけるオイルタンク１及び液面高さ検出装置１００の縦断面構造を示しており、車両前方向をＦで示すとともに車両後方向をＢで示すこととする。

図１に示されるように、オイルタンク１の中心から車両後方Ｂ側に偏倚した位置には液面高さ検出装置１００が配置されている。液面高さ検出装置１００は大きくは、ガイド１１０と、同ガイド１１０の上記偏倚方向Ｂ側に設けられた突出部１２０と、同ガイド１１０内のオイル面の高さに応じて昇降するフロート１３０と、磁気センサ１４０とを備えている。

図２は本実施形態におけるオイルタンク１及び液面高さ検出装置１００の平面図である。図２に示されるように、液面高さ検出装置１００はオイルタンク１の上記偏倚方向Ｂ側の内壁の中央位置に配設されている。

図３はガイド１１０及び突出部１２０の斜視図である。図３に示されるように、ガイド１１０は中空の円柱状のものであり、側面を覆う側部１１２とガイド１１０の下方全体を覆う底部１１４とを備えている。側部１１２の偏倚方向Ｂ側には、ガイド１１０の上端から下端にわたってスリット状の開口部が形成されており、ガイド１１０の内部と外部とが同開口部を介して連通されている。

ガイド１１０の偏倚方向Ｂ側には、同ガイド１１０の側部において下端から所定の長さの部分が偏倚方向Ｂ側に突出した突出部１２０を備えている。
突出部１２０は２つの板状部材からなり、ともに同一形状の台形であって、同板状部材のうち偏倚方向Ｂとは反対方向Ｆ側の端部はガイド１１０の側部１１２の両端部に接続されるとともに、その下端は突出部１２０の下方全体を覆う延設底部１２４に接続されている。図１に示されるように、突出部１２０は、延設底部１２４と平行な水平部１２０ａと同水平部１２０ａの偏倚方向Ｂ側の端部から偏倚方向Ｂ側斜め下方に向けて傾斜する傾斜部１２０ｂとを有している。延設底部１２４の偏倚方向Ｂ側の端部はオイルタンク１の内周面に接続されている。

ガイド１１０内には、ガイド１１０の内周面の形状に合わせて形成された円筒形状のフロート１３０が挿入されている。フロート１３０は耐油性の樹脂によって形成され、ガイド１１０内のオイル面の高さに応じてガイド１１０内を昇降可能となっている。フロート１３０には図示しない磁石が配設されている。

また、オイルタンク１内であってガイド１１０の底部１１４の下方には、磁力に反応して検出信号を出力する磁気センサ１４０が配設されている。
オイルタンク１には、内部のオイルが許容最低量となったときのオイル面の高さに相当する許容最低高さｈｌが設定されており、底部１１４及び延設底部１２４は、これらの上面の高さが許容最低高さｈｌとなるように配設されている。ガイド１１０内におけるオイル面の高さが低下し、フロート１３０の下端面の位置が許容最低高さｈｌよりも低くなると、磁気センサ１４０はフロート１３０の磁石に反応してオイル面が許容最低高さｈｌよりも低い旨検出することとなる。

図４は、ガイド１１０及び突出部１２０の縦断面構造を示している。
図４に示されるように、延設底部１２４と傾斜部１２０ｂとのなす角∠ｂが、延設底部１２４と後述する直線ｌとのなす角∠ａよりも大きくなるように傾斜部１２０ｂの傾斜角度が決められている。直線ｌの傾きは、オイルタンク１内においてオイル面が想定される範囲内で最も傾いた際のオイル面の最大傾きと等しくなっている。

次に本実施形態にかかる液面高さ検出装置１００の作用について、図５を参照して説明する。
例えば車両が下り坂を走行する場合には、図５に示されるように、オイルタンク１の上記偏倚方向Ｂ側の端部が上がるように傾いてオイル面が底部１１４よりも下がることとなる。この場合、ガイド１１０内のオイルは、側部１１２、底部１１４、突出部１２０、及び延設底部１２４によって保持されることとなる。このため、ガイド１１０内のオイル面の高さはオイルタンク１が傾く前の状態、すなわちオイルタンク１が水平な状態におけるガイド１１０内のオイル面の高さｈ１よりも大きく低下することはない。更に、オイルタンク１内のオイル面が想定される範囲内で最も傾いた場合であっても、突出部１２０の傾斜部１２０ｂの傾きが上記想定されるオイル面の最大傾きよりも大きくされているため、ガイド１１０内のオイルを保持することができる。

また、例えば左右に傾斜をもつ路面上を走行する場合には、オイルタンク１は左右のいずれか一方が上昇するとともに他方が低下するように傾くこととなる。この場合、本実施形態では、ガイド１１０がオイルタンク１の上記偏倚方向Ｂ側の内壁上であって左右方向の中央位置に配設されているため、オイルタンク１が左右に傾いた場合にガイド１１０内のオイル面の高さはほとんど変化しない。

一方、オイルタンク１内のオイルの量が許容最低量よりも少ない場合には、開口部からオイルが流出し、そもそもガイド１１０内にオイルが存在しないため、オイルタンク１の偏倚方向Ｂ側の端部が上がるように傾いたとしてもガイド１１０内にオイルが流入してくることはない。このため、フロート１３０が上昇することはなく、オイルが不足している場合にオイルが不足していない旨検出することもない。

なお、車両が上り坂を走行する場合には、オイルタンク１の車両前方Ｆ側の端部が上がるように傾いてオイルタンク１の中心よりも上記偏倚方向Ｂ側のオイル面が上がることとなる。このため、フロート１３０とセンサ１４０との距離が離れることとなるので、センサ１４０が反応して液面が許容最低高さｈｌよりも低い旨検出してしまうことはない。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）本実施形態によれば、ガイド１１０は、その下端からオイルが流出することを防止する底部１１４を備えているため、オイルタンク１の偏倚方向Ｂ側の端部が上がるように傾いてオイル面が底部１１４よりも下がったとしても、底部１１４にはオイルが保持されるようになる。このため、オイルタンク１が傾いたことに起因して、オイル面が許容最低高さｈｌよりも高いにもかかわらず、オイル面面が許容最低高さｈｌよりも低いと誤検出されることを抑制することができる。また、ガイド１１０の偏倚方向Ｂの側面にはオイルの流入出を許容する開口部が形成されているため、オイルタンク１内のオイル面の高さに応じてフロート１３０を昇降させることができる。

（２）本実施形態によれば、オイルタンク１の偏倚方向Ｂ側の端部が上がるように傾いたとき、ガイド１１０内から流出するオイルの量が突出部１２０と延設底部１２４とにより減少させられるため、そのときのオイル面を更に高く保持することができる。その結果、オイルタンクが大きく傾いた場合にも、オイル面が許容最低高さｈｌよりも低いと誤検出されることを抑制することができる。

（３）オイルタンク１が傾いた際に、ガイド１１０内に保持されるオイルの量が多いほど、センサが誤検出してしまうことを抑制することができる。一方、ガイド１１０内のオイル面の高さが許容最低高さｈｌよりも高くなると、実際にはオイルタンク１内のオイル面の高さが許容最低高さｈｌよりも低いにもかかわらず、その旨を検出することができなくなってしまうおそれがある。

この点、本実施形態によれば、突出部１２０の偏倚方向Ｂ側の端部にはオイルの流出を防止する側部が形成されているため、オイルタンク１の偏倚方向Ｂ側の端部が上がるように傾いた場合に、ガイド１１０内により多くのオイルを保持することができる。また、オイルタンク１内のオイルの量が実際には許容最低量よりも少ない場合、すなわち、オイルタンク１が傾いていない状態においてオイル面が許容最低高さｈｌよりも低い場合には、開口部からオイルが流出しフロートの高さが許容最低高さとなるため、センサが誤検出してしまうこともない。

（４）本実施形態によれば、突出部１２０の下端からの長さが偏倚方向Ｂ側ほど短くされているため、オイルタンク１の偏倚方向Ｂ側の端部が上がるように傾いた際に、ガイド１１０内から突出部１２０の上端を介して外部へとオイルが流出することをオイル面の傾きに合わせて効果的に抑制することができる。このため、ガイド１１０内のオイル面の高さを更に高い状態に維持することができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・本実施形態では、底部１１４及び延設底部１２４を、これらの上面の高さが許容最低高さｈｌとなるように配設しているが、図６に示されるように、これらの上端面の高さを許容最低高さｈｌよりも低い位置に配設してもよい。この場合、オイルタンク１の偏倚方向Ｂ側の端部が上がるように傾いてオイル面が底部よりも下がると、底部２１４及び延設底部２２４の上面の高さを許容最低高さｈｌに設定する場合よりもガイド２１０内のオイル面の高さが低くはなるものの、底部２１４にはオイルが保持される。このため、オイルタンク１が傾いたことに起因して、オイル面が許容最低高さｈｌよりも高いにもかかわらず、オイル面が許容最低高さｈｌよりも低いと誤検出されることを抑制することができる。

・本実施形態では突出部１２０の形状を台形としたが、例えば図７に示されるように、突出部３２０の形状を長方形としてもよい。この場合、突出部３２０の偏倚方向Ｂ側の端部とオイルタンク１の内周面との間にクリアランスを設けるようにすれば、同端部を介してオイルの流入出が許容され、オイルタンク１内のオイル面の高さに応じてフロート１３０を昇降させることができる。また図８に示されるように、突出部４２０の形状を三角形としてもよい。この場合、傾斜部４２０ｂの傾きを想定されるオイル面の最大傾きに等しく設定すれば、オイルタンク１の偏倚方向Ｂ側の端部が上がるように傾いてオイル面が想定される最大傾きまで傾いた場合であっても、オイルがガイド１１０内から突出部４２０の上端を介して外部へと流出することがほとんどない。また、ガイド１１０の内部から流出するオイルを保持する機能を有する突出部４２０を必要最低限の大きさで作ることができる。

・ガイド１１０に形成された突出部１２０及び延設底部１２４は必ずしも必須の構成ではなく、開口部及び底部をガイドに備えるだけのものであっても、オイルの偏倚方向Ｂ側の端部が上がるように傾いてオイル面が底部よりも下がったとしても、底部に液体を保持することはできる。

・本実施形態では、フロートに配設された磁石の磁力に反応して検出信号を出力する磁気センサ１４０を採用しているが、フロートの位置に基づいて液面が許容最低高さｈｌよりも低い旨検出するものであれば、機械的に検出するものや、光学的に検出するものであってもよい。

・本実施形態において例示した液体及び容器は、オイル及びオイルタンクに限られるものではなく、例えば水及び水を貯留するためのウォータタンクや、燃料及び燃料を貯留するための燃料タンク等であってもよい。要するに、液体及び液体を貯留するための容器であればよい。

・本実施形態において例示したガイドは略円筒形状のものに限られるものではなく、例えば四角柱等の多角柱であってもよい。要するに、フロートの昇降方向以外への移動を規制する中空柱状のガイドであればよい。

・本実施形態では、ガイド１１０の上端から下端までスリット状の開口部を形成しているが、開口部の形状はこれに限られるものではない。例えば上述したように、底部１１４を配置する高さを許容最低高さｈｌよりも低く設定する場合には、図９に示されるように、ガイドの側面の偏倚方向Ｂ側であって上端から同許容最低高さｈｌまでの範囲に開口部を設け、残りの部分をオイルタンク１の内周面に当接させるようにしてもよい。また図１０に示されるように、開口部を円形とするとともに、こうした開口部をガイド３１０の軸方向に沿って複数形成するようにしてもよい。要するに、開口部はガイド３１０の側面の偏倚方向Ｂ側に形成され、オイルの流入出を許容するものであればよい。

・本実施形態では、オイルタンク１の中心から車両後方Ｂ側の内壁の中央位置に液面高さ検出装置１００を配設したが、同中央位置以外の場所に配設するようにしてもよい。例えば、車両後方Ｂ側の内壁上であって上記中央位置以外の部分に液面高さ検出装置を配設した場合、上記中央位置に液面高さ検出装置を配設した場合に比べて、オイルタンク１が左右に傾くことに起因するオイルの流出量は増加するものの、オイルタンク１が前後方向に傾くことに起因するセンサ１４０の誤判定については同様に抑制することができる。また、オイルタンク１内の中心から車両前方Ｆ側に偏倚した位置や、車両左方向側、或いは右方向側に偏倚した位置に液面高さ検出装置を配設するようにしてもよい。例えば、図１１に示されるように、オイルタンク１の左側の内壁上であって前後方向の中央位置にガイド６１０等を配設すると、オイルタンク１が左右に傾くことに起因するセンサ１４０の誤検出を抑制することができるようになる。なお、この場合であってもオイルタンク１が前後方向に傾いた場合には、ガイド６１０がオイルタンク１の前後方向の中央位置に配設されているため、ガイド６１０内のオイル面の高さはほとんど変化しない。要するに、容器の中心から偏倚した位置にガイドが配置されるとともに、ガイドの偏倚方向側の側面にオイルの流入出を許容する開口部を備えるものであればよい。

本発明の第１実施形態にかかる液面高さ検出装置及びその周辺構造を示す断面図。 同実施形態にかかる液面高さ及びその周辺構造の平面図。 同実施形態にかかるガイド及び突出部の斜視図。 同実施形態にかかるガイド及び突出部の断面図。 同実施形態にかかる液面高さ検出装置の作用を示す断面図。 本発明の液面高さ検出装置の変更例を示す断面図。 本発明の液面高さ検出装置の他の変更例を示す断面図。 本発明の液面高さ検出装置の他の変更例を示す断面図。 本発明の液面高さ検出装置の他の変更例を示す断面図。 本発明の液面高さ検出装置の他の変更例を示す斜視図。 本発明の液面高さ検出装置の他の変更例を示す平面図。 従来の液面高さ検出装置及びその周辺構造を示す断面図。

符号の説明

１…オイルタンク、１００、６００…液面高さ検出装置、１０、１１０、２１０、６１０…ガイド、１１２、２１２、３１２…側部、１１４、２１４、３１４…底部、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０…突出部、１２０ａ…水平部、１２０ｂ、４２０ｂ…傾斜部、１２４、２２４…延設底部、１３０…フロート、１４０…磁気センサ。

Claims (5)

1. 容器内の液面の高さに応じて昇降するフロートと、容器の中心から偏倚した位置に配置されて前記フロートの昇降方向以外への移動を規制する中空柱状のガイドと、同ガイド内における前記フロートの位置に基づいて前記液面が許容最低高さよりも低い旨検出するセンサとを備える液面高さ検出装置において、
   前記ガイドは、その下端から液体が流出することを防止する底部と、前記偏倚方向側の側面に同液体の流入出を許容する開口部とを備える
   ことを特徴とする液面高さ検出装置。
2. 前記ガイドは、前記側面の下端から所定長さの部分が前記偏倚方向側に突出した突出部と、同突出部の下方を覆うように前記底部が延設された延設底部とが形成されてなる請求項１に記載の液面高さ検出装置。
3. 前記突出部の前記偏倚方向側の端部には前記液体の流出を防止する側部が形成され、同側部の上端が前記許容最低高さに設定される請求項２に記載の液面高さ検出装置。
4. 前記突出部は、その下端からの長さが前記偏倚方向側ほど短く形成されてなる請求項２または３に記載の液面高さ検出装置。
5. 前記突出部の上端が前記偏倚方向側ほど下方に傾く直線に形成されるとともに、その直線の傾きが想定される前記液面の最大傾きに等しく設定されてなる請求項４に記載の液面高さ検出装置。

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