JP2007205749A - 液面検知装置、及び、液体貯留容器 - Google Patents

Abstract

【課題】フロートの充分な小型化を図ることのできる液面検知装置、及び、液体貯留容器を提供する。
【解決手段】リザーバ本体１０の内部に、液面の変動に応じて浮動するフロート１３を収容する。フロート１３に磁石１６を設置するとともに、リザーバ本体１０に磁力感知素子１７を設ける。フロート１３側の磁力が小さくても、フロート１３が設定高さまで下降したことを磁力感知素子１７によって検知ができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、マスターシリンダ用リザーバ等の液体貯留容器の液面高さを検知する液面検知装置と、この液面検知装置を用いる液体貯留容器に関するものである。

マスターシリンダ用リザーバの液面検知装置として、リザーバ本体（容器本体）に収容されて液面の変動とともに浮動するフロートと、このフロートが設定高さまで下降したことを検知するフロート位置検知手段を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この液面検知装置は、フロート位置検知手段として磁石とリードスイッチ（磁力作動素子）が用いられ、フロート側に磁石が一体に設けられるとともに、リザーバ本体の底部に、フロートが設定高さまで下降したときに前記磁石の磁力によって閉作動するリードスイッチが設置されている。
特開平７−１６５０５７号公報

近年、車両のエンジンルームは収納部品の増加によって部品レイアウトが厳しくなり、各収納部品についても高さや幅方向の寸法の制限が大きくなっている。油圧ブレーキのマスターシリンダ用リザーバも例外ではなく、エンジンルーム内のレイアウトによってはリザーバ本体の高さ寸法が大きく制限されることがある。
この場合、リザーバ本体の水平方向の断面積を拡大することによって液体の貯留量を確保することになるが、リザーバ本体の水平方向の断面積を拡大すると、車両の加減速時や車両自体の傾斜時等にリザーバ本体と液面が相対的に傾斜するため、このとき液面高さが誤検知されることが懸念される。即ち、リザーバ本体の水平方向の断面積を拡大した場合には、加減速や車体自体の傾斜に伴う液面の傾斜（リザーバ本体に対する相対的な傾斜。）によってフロートが一時的に下降し、このフロートの一時的な下降によってフロート位置検出手段が反応する状況が考えられる。

このような誤検出を防止するための対策としては、フロートを小型化することによって検知液面のレベルを低くし、車両の加減速等によるフロートの下降によってフロート位置検出手段が反応しないようにすることが検討されている。つまり、フロートを小型化すると、それに伴ってフロートによる液体の排斥量が少なくなるため、同じ液体の残容量を検出するのであれば小型のフロートほど検知液面のレベルを低くすることができ、また、検知液面レベルが低ければ、その分リザーバ本体の高さを有効利用できることから、加減速時等にフロートが検知液面のレベルまで低下しにくくなる。

ところで、上記従来の液面検知装置の場合、フロート位置検知手段がフロートに設けられた磁石と、リザーバ本体に設けられたリードスイッチによって構成されているため、磁石を一体に浮動させるフロートを小型化するためには、磁石の小型・軽量化を同時に図らなければならない。しかし、磁石を小型・軽量化するためには、小さい磁力で作動するリードスイッチ、若しくは、磁力の強い磁石が必要となるが、小さい磁力で作動するリードスイッチは接点容量が小さいために耐久性が低く実用に向かず、また、磁石の磁力を高めるにはサイズや製造コストの制限もあって限界がある。

そこでこの発明は、フロートの充分な小型化を図ることのできる液面検知装置、及び、液体貯留容器を提供しようとするものである。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、液体貯留容器の内部に収容されて液面の変動とともに浮動するフロートと、このフロートが設定高さまで下降したことを検知するフロート位置検知手段と、を備えた液面検知装置において、前記フロート位置検知手段を、前記フロートに一体に設けられた磁石と、前記フロートの近接に応じた前記磁石の磁力を感知する磁力感知素子と、を備えた構成とした。
この場合、液体貯留容器内の液面の低下に伴ってフロートが設定高さまで下降すると、フロート上の磁石の磁力が磁力感知素子によって検出され、その検出信号から液面の低下を知らせることが可能になる。磁力感知素子は、磁石の磁力によって直接スイッチ接点を閉じるものでないため、比較的弱い磁力であっても検出することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液面検知装置において、前記磁力感知素子の検出部を感度調整可能にした。
この場合、検出部の感度を高く設定すると、磁力感知素子が磁石の接近に対して敏感に反応し、フロートが磁力感知素子から比較的離れた任意の位置まで下降した段階でフロートの下降が磁力感知素子によって検出される。また、検出部の感度を逆に低く設定すると、フロートが磁力感知素子に充分に接近する位置まで下降したところでフロートの下降が磁力感知素子によって検出される。

また、請求項３に記載の発明は、液体を内部に貯留する容器本体と、この容器本体の内部に収容されて液面の変動とともに浮動するフロートと、このフロートが設定高さまで下降したことを検知するフロート位置検知手段と、を備えた液体貯留容器において、前記フロートに磁石を一体に設けるとともに、前記フロートの近接に応じた前記磁石の磁力を感知する磁力感知素子を前記容器本体に埋設するようにした。

この発明によれば、磁力感知素子が磁石の磁力を感知し、それによってフロートが設定高さまで下降したことを検知するものであるため、磁石の磁力で直接スイッチ接点を閉じるリードスイッチを用いる場合に比較して、磁石をより小型・軽量化することが可能になる。さらに、フロートに設ける磁石を小型・軽量化することができることから、フロートを小型化して検出液面を低く設定することが可能になる。そして、こうして検出液面を低く設定できると、車両の加減速時等にフロートが磁力感知素子に近接しないようにすることができ、その結果、液面検知装置による誤検知をより少なくすることが可能になる。
また、この発明においては、フロート位置検知手段に磁力感知素子を用いるため、
リードスイッチを用いる場合のようにスイッチのオン時とオフ時でヒステリシスが生じることがなく、フロートを常に一定高さで正確に検出することができる。

さらに、請求項２に記載の発明によれば、磁力感知素子の検出感度を調整することによって検知される液面高さを任意に変更することができるため、メンテナンスや出荷前の微調整が可能になるとともに、同じ液面検知装置を異なる仕様の液体貯留容器で共用することも可能になる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえ、容器本体の構造を簡素することができ、さらに容器本体に対する後からの部品の組付数が少なくなることから、生産効率を向上させることが可能になる。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態は、この発明に係る液面検知装置１を、車両に搭載される液圧ブレーキのマスターシリンダ用リザーバ２（以下、「リザーバ２」と呼ぶ。）の液面検知に用いたものである。なお、この実施形態の場合、リザーバ２はこの発明における液体貯留容器を構成している。
図１は、リザーバ２の側面図に、このリザーバ２が取付けられるマスターシリンダ３の外形を重ねた図である。このマスターシリンダ３は、プライマリピストン４とセカンダリピスト５を直列に備えたタンデム・マスタシリンダであり、各ピストン４，５の前部側の液室６，７に各対応するポート８，９を介してリザーバ２の作動液が供給されるようになっている。

図１〜図３に示すように、リザーバ２は、リザーバ本体１０（容器本体）の上部中央位置にブレーキ液の注入口２０が形成されるとともに、下面の離間した２位置にマスターシリンダ３の二つのポート８，９にそれぞれ接続される接続口２１，２２が形成され、リザーバ本体１０の内部にブレーキ液１１が充填されている。リザーバ２内の底壁の略中央位置にはガイド壁１２が突設され、このガイド壁１２の内側にフロート１３が昇降可能に収容されている。このフロート１３はガイド壁１２によって周囲を案内され、ブレーキ液１１の液面１１ａの変動に応じて浮動するようになっている。また、リザーバ２の内部には、上方からフロート１３の直上位置に向かって突出するストッパ１４が突設され、ガイド壁１２の上部からのフロート１３の抜けがこのストッパ１４によって規制されている。なお、図２，図３中１５は、リザーバ本体１０の内面に突設されて車両の加減速等による液面の変動を抑制する規制壁であり、１２ａは、ガイド壁１２の内外のブレーキ液１１の自由な流動を許容するためのスリットである。

また、フロート１３の下面中央位置には磁石１６（永久磁石）が取り付けられ、リザーバ本体１０の底壁のうちのガイド壁１２に囲まれた領域には、磁石１６の磁力を感知するホール素子、ＭＲ素子（磁気抵抗素子）、ＭＩ（Magneto Impedance）素子等の磁力感知素子１７が取り付けられている。この実施形態の場合、磁力感知素子１７は、樹脂製のリザーバ本体１０の型成形時に底壁内に埋設されている。この磁力感知素子１７の埋設部はリザーバ本体１０の底壁の他の部分に比較して上方に高く隆起している。磁力感知素子１７は図示しない検出回路に接続され、この検出回路が運転席のブレーキ液警告灯（ブレーキ液の残量が設定量以下になったことを知らせるための警告灯。）の点灯回路（図示せず）に接続されている。なお、この実施形態においては、磁石１６と磁力感知装置１７がフロート位置検知手段を構成している。

リザーバ２は以上のような構成であるため、リザーバ本体１０の内部に図２に示すようにブレーキ液１１が充分に満たされているときには、フロート１３がストッパ１４に当接する位置まで浮上してリザーバ本体１０の底壁から離間している。このとき、磁力感知素子１７は磁石１６の磁力を感知せず、ブレーキ液警告灯は非点灯状態となっている。

この状態からリザーバ本体１０内のブレーキ液１１が減少し、図３に示すようにブレーキ液１１の液面が設定高さまで低下すると、フロート１３がリザーバ本体１０の底部に近接する位置まで下降し、このとき、磁力感知素子１７が磁石１６の磁力を感知する。そして、磁力感知素子１７が磁力を感知すると、検出回路を介して点灯回路の通電が行われ、このときブレーキ警告灯が点灯する。

ところで、このリザーバ２で用いる液面検知装置１は、フロート１３に磁石１６を設置する一方で、リザーバ本体１０の底壁に磁力感知素子１７を埋設するようにしているため、フロート１３側の磁石１６の磁力が比較的小さくてもフロート１３が設定高さまで下降したことを検出回路を通して確実に検出することができる。このため、この液面検知装置１においては、フロート１３側に設置する磁石１６を小型・軽量することができる。
したがって、この液面検知装置１の場合、磁石１６の重量を軽くして磁石１６と一体に浮動するフロート１３の小型化を図ることができる。よって、リザーバ２自体を軽量・コンパクトにすることが可能であるとともに、ブレーキ液１１の検出液面を低く設定して車両の加減速時や傾斜時等における誤検知を減少させることができる。

また、この液面検知装置１は、フロート１３側の磁石１６の磁力を磁力感知素子１７で感知するものであるため、リードスイッチを用いる場合のように、フロート１３が下降するときと上昇するときでスイッチのオン・オフする液面高さが異なることがない。したがって、フロート１３が設定高さにあることを常に安定して検出することができる。

また、この液面検知装置１は磁力感知素子１７による検出感度を調整することによって検出液面高さを容易に変更することができる。具体的には、例えば、磁力感知素子の検出回路に感度調整部を設けたり、検出回路自体を交換し得るようにすれば検出液面を容易に変更することができる。そして、このように検知液面の高さを変更できるようにすれば、メンテナンスや出荷前の微調整が容易になり、さらに、同じ液面検知装置１を仕様の異なるリザーバにおいて共用することも可能になる。

さらに、この実施形態のリザーバ２の場合、磁力感知素子１７をリザーバ本体１０の底壁に埋設するようにしているため、後からの部品組み付けが少なくなり、製造が容易になる。したがって、このリザーバ２を採用する場合には、生産効率の確実な向上が可能になる。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、以上の実施形態においては、磁力感知素子１７をリザーバ本体１０に埋設したが、磁力感知素子１７はリザーバ本体１０の成形後に別に取り付けるようにしても良い。また、磁力感知素子１７の設置位置はリザーバ本体１０の外壁に限らず、ガイド壁１２の側部等であっても良い。

この発明の一実施形態を示すものであり、液体貯留容器であるリザーバの側面図。 同実施形態を示すものであり、液面が設定高さよりも高い場合におけるリザーバの縦断面図。 同実施形態を示すものであり、液面が設定高さまで下降した場合におけるリザーバの縦断面図。

符号の説明

１…液面検知装置
２…リザーバ（液体貯留容器）
１０…リザーバ本体（容器本体）
１１ａ…液面
１３…フロート
１６…磁石（フロート位置検知手段）
１７…磁力感知素子（フロート位置検知手段）

Claims (3)

1. 液体貯留容器の内部に収容されて液面の変動とともに浮動するフロートと、
   このフロートが設定高さまで下降したことを検知するフロート位置検知手段と、を備えた液面検知装置において、
   前記フロート位置検知手段を、前記フロートに一体に設けられた磁石と、前記フロートの近接に応じた前記磁石の磁力を感知する磁力感知素子と、を備えた構成としたことを特徴とする液面検知装置。
2. 前記磁力感知素子の検出部を感度調整可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の液面検知装置。
3. 液体を内部に貯留する容器本体と、
   この容器本体の内部に収容されて液面の変動とともに浮動するフロートと、
   このフロートが設定高さまで下降したことを検知するフロート位置検知手段と、
   を備えた液体貯留容器において、
   前記フロートに磁石を一体に設けるとともに、
   前記フロートの近接に応じた前記磁石の磁力を感知する磁力感知素子を前記容器本体に埋設したことを特徴とする液体貯留容器。
   
   

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