JP2009109371A - Liquid level detecting apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid level detecting apparatus whose size and cost can be reduced by reducing frictional forces at the bearing portions of an arm member. <P>SOLUTION: By arranging a shaft B being the rotary shaft of the arm member 6 and a shaft A being the rotary shaft of an arm 3 in parallel with each other while separating them by a predetermined distance D in their radial direction, the shaft portion 6b of the arm member 6, and its bearing portion 2d and bearing portion 14a can be arranged at positions separate from a boss portion 2a being a bearing for the arm 3, and the magnitude of frictional forces between the shaft portion 6b and both bearing portions 2d, 14a can be reduced by thinning the thickness of the shaft portion 6b to a necessary minimum. Moreover, by arranging the shaft B being the rotary shaft of the arm member 6, in other words, the shaft portion 6b of the arm member 6, inside a sector range F being the rotation range of the arm 3 and on the more resistance element 5 side than the shaft A, the length of the arm member 6, i.e., the length of an arm portion 6a can be shortened, and consequently the weight of the arm member 6 can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、容器内に取り付けられて容器内の液体の液面レベルを検出する液面検出装置に関するものである。   The present invention relates to a liquid level detection device that is mounted in a container and detects the liquid level of the liquid in the container.

従来のこの種の液面検出装置としては、たとえば、抵抗素子とワイパー形接点アセンブリをシールされたチャンバ内に収容し、一端がチャンバ外のハウジングに回転可能に支持され他端にフロートが装着されたレバーを備え、ワイパー形接点に固定された第2磁石およびレバーに固定された第1磁石により磁力継手を構成し、レバーの回転運動をワイパー形接点に伝達してワイパー形接点をレバーの動きに追従させて抵抗素子上において動かし、抵抗素子・ワイパー形接点間の抵抗値に基づいて液面レベルを検出する構成のものがある(特許文献1参照)。
特開2004−3a3486号公報
As a conventional liquid level detection device of this type, for example, a resistance element and a wiper type contact assembly are accommodated in a sealed chamber, one end is rotatably supported by a housing outside the chamber, and a float is attached to the other end. A magnetic coupling is composed of a second magnet fixed to the wiper-type contact and a first magnet fixed to the lever, and the rotational movement of the lever is transmitted to the wiper-type contact to move the wiper-type contact to the lever. The liquid level is detected on the basis of the resistance value between the resistance element and the wiper-type contact by moving the resistance element on the resistance element (see Patent Document 1).
JP 2004-3a3486 A

上述した従来の液面検出装置において、ワイパー形接点アセンブリは、その回転軸をレバーの回転軸と一致させて、言い換えるとレバーの回転軸と同軸上に配置されている。具体的には、レバーを回転可能に保持しているハウジングのボス部の外周と、ワイパー形接点アセンブリの貫通孔とが回転自在に嵌合して、ワイパー形接点アセンブリの軸受け構造を形成している。このため、ワイパー形接点アセンブリとハウジングとの嵌合部分における周方向長さが長くなり、両者の嵌合部分における接触面積が大きくなっている。これにより、ワイパー形接点アセンブリが、レバーの回転運動が伝達されることにより回転運動するときに軸受け部に生じる摩擦力が大きくなる。   In the above-described conventional liquid level detection device, the wiper-type contact assembly is disposed coaxially with the rotation axis of the lever, with its rotation axis coinciding with the rotation axis of the lever. Specifically, the outer periphery of the boss portion of the housing holding the lever rotatably and the through hole of the wiper contact assembly are rotatably fitted to form a bearing structure for the wiper contact assembly. Yes. For this reason, the circumferential length at the fitting portion between the wiper-type contact assembly and the housing is increased, and the contact area at the fitting portion between the two is increased. As a result, the frictional force generated in the bearing portion when the wiper-type contact assembly rotates by transmitting the rotation of the lever is increased.

液面レベルの動きに対して高い応答性でワイパー形接点を動かすためには、ワイパー形接点アセンブリを回転させる力、すなわち、第1磁石および第2磁石より構成された磁気継ぎ手による伝達力を大きくする必要がある。この磁気継ぎ手による伝達力の大きさは、第1磁石および第2磁石間に作用する磁気力により、磁気力が大きいほど伝達力は大きくなる。第1磁石および第2磁石間に作用する磁気力を増大させる手段としては、第1磁石および第2磁石を大型化すること、あるいは第1磁石および第2磁石をより磁束密度が大きい磁石、つまり最大エネルギ積のより大きい磁石から形成することがある。前者は、液面検出装置の体格が大型化してしまい、それが搭載される容器の体格や形状が制限される可能性がある。後者は、このような材質は一般には希土類元素を含み高価であり、液面検出装置のコストが増大するという問題が生じる。   In order to move the wiper-type contact with high responsiveness to the liquid level movement, the force for rotating the wiper-type contact assembly, that is, the transmission force by the magnetic joint composed of the first magnet and the second magnet is increased There is a need to. The magnitude of the transmission force by the magnetic coupling is increased by the magnetic force acting between the first magnet and the second magnet as the magnetic force increases. As means for increasing the magnetic force acting between the first magnet and the second magnet, the first magnet and the second magnet are enlarged, or the first magnet and the second magnet are magnets having a higher magnetic flux density, that is, It may be formed from a magnet with a larger maximum energy product. In the former case, the physique of the liquid level detection device is enlarged, and there is a possibility that the physique and shape of the container in which the liquid level detection device is mounted are limited. In the latter case, such a material generally contains a rare earth element and is expensive, resulting in an increase in the cost of the liquid level detection device.

本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、ワイパー形接点アセンブリの軸受け部に生じる摩擦力を低減させて、小型化、コスト低減が可能な液面検出装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid level detection device capable of reducing the size and cost by reducing the frictional force generated in the bearing portion of the wiper type contact assembly. That is.

本発明は、上記目的を達成する為に以下の技術的手段を採用する。   The present invention employs the following technical means to achieve the above object.

本発明の請求項1に記載の液面検出装置は、気密的に密閉されたチャンバを有するハウジングと、ハウジング一端を支点として回転可能に保持されたアームと、アームの他端に固定された液体に浮かぶフロートと、を備え、チャンバ内には、アームの回転面と平行な平面内を回転可能にハウジングに支持された腕部材と、腕部材の回転面と平行に配置された抵抗素子と、抵抗素子に接触導通可能に腕部材に支持された接点部材と、腕部材の接点部材より回転外側に固定された第1磁石とが収容され、抵抗素子の一端に導通する第1導線および接点部材に導通する第2導線がチャンバ外に引き出され、腕部材が回転すると第1導線および第2導線間の抵抗値が変化し、アームは第1磁石と引き合う磁気力を生じさせる磁性部材を備え、液体の液面レベルの変動に応答したフロート位置の変動によりアームが回転すると、このアームの回転運動が磁気力の作用により腕部材に伝達されて腕部材がアームの回転に追随して回転し、抵抗値に基づき液面レベルを検出する液面検出装置であって、アームの回転軸である第1回転軸と腕部材の回転軸である第2回転軸とは、互いに平行且つその径方向に所定距離を隔てて配置されることを特徴としている。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquid level detecting device including a housing having a hermetically sealed chamber, an arm rotatably held around one end of the housing, and a liquid fixed to the other end of the arm. A float that floats in the chamber, and in the chamber, an arm member that is supported by the housing so as to be rotatable in a plane parallel to the rotation surface of the arm, and a resistance element that is arranged in parallel to the rotation surface of the arm member; A contact member supported by the arm member so as to be capable of contact conduction to the resistance element, and a first magnet fixed on the outer side of the rotation from the contact member of the arm member, and a first conductor and a contact member that are conducted to one end of the resistance element When the second conductor conducting to the outside is pulled out of the chamber and the arm member rotates, the resistance value between the first conductor and the second conductor changes, and the arm includes a magnetic member that generates a magnetic force attracting the first magnet, Liquid liquid When the arm rotates due to the change in the float position in response to the level change, the rotational movement of this arm is transmitted to the arm member by the action of the magnetic force, and the arm member rotates following the rotation of the arm. A liquid level detection device for detecting a liquid level, wherein a first rotation axis that is a rotation axis of an arm and a second rotation axis that is a rotation axis of an arm member are parallel to each other and separated from each other by a predetermined distance in the radial direction. It is characterized by being arranged.

上述の構成によれば、ハウジングが腕部材を回転自在に支持する軸受け構造部分を、ハウジングがアームを回転自在に支持する軸受け構造部分から軸の径方向に離して配置されている。すなわち、ハウジングが腕部材を回転自在に支持する軸受け構造部分の形状を、ハウジングがアームを回転自在に支持する軸受け構造部分からの制約を受けることなく設計することができる。これにより、ハウジングが腕部材を回転自在に支持する軸受け構造を、腕部材が回転運動するときに生じる摩擦力ができるだけ小さくなるように決めることができる。したがって、液面レベルの変動に対して高い応答性で腕部材を回転させるために要する力を、従来の液面検出装置の場合よりも小さくすることができる。すなわち、腕部材に固定された第1磁石とアームが備える磁性部材との間に作用する磁気力を、従来の液面検出装置の場合よりも小さくすることができる。たとえば、第1磁石の体格を小型化する、あるいは、第1磁石を、より磁束密度が小さい磁石、つまり最大エネルギ積の小さい安価な磁石から形成することができる。これにより、小型化、コスト低減が可能な液面検出装置を提供することができる。   According to the above-described configuration, the bearing structure portion in which the housing rotatably supports the arm member is disposed away from the bearing structure portion in which the housing rotatably supports the arm in the radial direction of the shaft. That is, the shape of the bearing structure portion in which the housing rotatably supports the arm member can be designed without being restricted by the bearing structure portion in which the housing rotatably supports the arm. Thus, the bearing structure in which the housing rotatably supports the arm member can be determined so that the frictional force generated when the arm member rotates is as small as possible. Therefore, the force required to rotate the arm member with high responsiveness to the fluctuation of the liquid level can be made smaller than in the case of the conventional liquid level detection device. That is, the magnetic force acting between the first magnet fixed to the arm member and the magnetic member provided in the arm can be made smaller than in the case of the conventional liquid level detection device. For example, the size of the first magnet can be reduced, or the first magnet can be formed from a magnet having a lower magnetic flux density, that is, an inexpensive magnet having a smaller maximum energy product. Thereby, the liquid level detection apparatus which can be reduced in size and cost can be provided.

本発明の請求項2に記載の液面検出装置は、第2回転軸はアームの回転範囲である略扇形範囲の内側且つ第1回転軸よりも抵抗素子側に配置されることを特徴としている。   The liquid level detection device according to claim 2 of the present invention is characterized in that the second rotating shaft is disposed inside the substantially sector-shaped range that is the rotating range of the arm and closer to the resistance element than the first rotating shaft. .

上述の構成によれば、腕部材の長さ、つまり、腕部材の回転軸である第2回転軸から抵抗素子側の先端部までの長さを、従来の液面検出装置の場合、すなわちアームの回転軸である第1回転軸と腕部材の回転軸である第2回転軸とが同軸上に配置されている構成に比べて短くすることができる。これにより、腕部材の重量を軽減でき接点の摩擦トルクに対し磁石の回転トルクを大きくできるので、腕部材を回転させるために要する力を従来の液面検出装置の場合よりも小さくすることができる。   According to the above-described configuration, the length of the arm member, that is, the length from the second rotation shaft, which is the rotation shaft of the arm member, to the distal end portion on the resistance element side, The first rotating shaft that is the rotating shaft of the arm and the second rotating shaft that is the rotating shaft of the arm member can be shortened compared to the configuration in which the rotating shaft is coaxially arranged. As a result, the weight of the arm member can be reduced, and the rotational torque of the magnet can be increased relative to the friction torque of the contact, so that the force required to rotate the arm member can be made smaller than in the case of the conventional liquid level detection device. .

本発明の請求項3に記載の液面検出装置は、接点部材は、前記腕部材を回転軸として回転自在に前記腕部材に保持されて前記抵抗素子と転がり接触することを特徴としている。   The liquid level detection device according to claim 3 of the present invention is characterized in that the contact member is rotatably held by the arm member about the arm member as a rotation axis and is in rolling contact with the resistance element.

上述の構成によれば、接点部材は抵抗素子と転がり接触している。物体が平面上を接触しつつ移動する場合、移動状態がすべり状態であるときと、移動状態が転がり状態であるときとでは、両者間に作用する摩擦係数が大きく異なり、転がり摩擦係数は、滑り摩擦係数に比べて格段に小さい。したがって、本発明の請求項1に記載の液面検出装置によれば、接点部材および抵抗素子間の接触圧力が従来の液面検出装置の場合と同一、つまり良好な電気伝導性が得られている状態において、接点部材が抵抗素子上を移動するときに接点部材に作用する摩擦力を、従来の液面検出装置の場合と比べて格段に小さくすることができる。   According to the above configuration, the contact member is in rolling contact with the resistance element. When an object moves in contact with a flat surface, the friction coefficient acting between the two is greatly different between when the moving state is a sliding state and when the moving state is a rolling state. It is much smaller than the coefficient of friction. Therefore, according to the liquid level detection device of the first aspect of the present invention, the contact pressure between the contact member and the resistance element is the same as that of the conventional liquid level detection device, that is, good electrical conductivity is obtained. In this state, the frictional force acting on the contact member when the contact member moves on the resistance element can be remarkably reduced as compared with the conventional liquid level detection device.

本発明の請求項4に記載の液面検出装置は、磁性部材は第2磁石であることを特徴としている。   The liquid level detection apparatus according to claim 4 of the present invention is characterized in that the magnetic member is a second magnet.

上述の構成によれば、腕部材とアーム間に作用する磁気力の大きさを同等としつつ、磁性部材を小型化することができる。   According to the above configuration, the magnetic member can be reduced in size while making the magnitude of the magnetic force acting between the arm member and the arm equal.

本発明の請求項5に記載の液面検出装置は、磁性部材は磁性金属から形成されたアームの一部であることを特徴としている。   The liquid level detection apparatus according to claim 5 of the present invention is characterized in that the magnetic member is a part of an arm formed of a magnetic metal.

上述の構成においては、磁性金属から形成されたアームの一部が、磁気力を発生させる構成要素の一方である磁性部材としての機能を果たしている。これにより、磁性部材を別部品として設けなくてもよいので、液面検出装置の構造を簡素化することができる。   In the above-described configuration, a part of the arm made of magnetic metal functions as a magnetic member that is one of the components that generate magnetic force. Thereby, since it is not necessary to provide a magnetic member as another component, the structure of a liquid level detection apparatus can be simplified.

本発明の請求項6に記載の液面検出装置は、抵抗素子は腕部材の回転軸の軸方向において第1磁石と磁性部材との間に配置されていることを特徴としている。   The liquid level detection apparatus according to claim 6 of the present invention is characterized in that the resistance element is disposed between the first magnet and the magnetic member in the axial direction of the rotation axis of the arm member.

上述の構成においては、第1磁石とアーム間に働く磁気力の作用方向は、接点部材を抵抗素子に押し付ける方向と一致する。これにより、液面検出装置が振動した際において、接点部材に対して抵抗素子から離れる方向の力が作用しても、磁気力が接点部材を抵抗素子に押し付ける方向に作用しているため、接点部材と抵抗素子との間の電気的導通を良好に維持することができる。   In the above-described configuration, the direction of the magnetic force acting between the first magnet and the arm coincides with the direction of pressing the contact member against the resistance element. As a result, when the liquid level detection device vibrates, even if a force in a direction away from the resistance element acts on the contact member, the magnetic force acts in a direction to press the contact member against the resistance element. The electrical continuity between the member and the resistance element can be maintained satisfactorily.

以下、本発明の実施形態による液面検出装置を、自動車の燃料タンク内に装着されて燃料の液面位置を検出する燃料レベルゲージ1に適用した場合を例として、図に基づいて説明する。なお、各図において同一構成部分には同一符号を付してある。   Hereinafter, a case where the liquid level detection device according to the embodiment of the present invention is applied to a fuel level gauge 1 that is mounted in a fuel tank of an automobile and detects the level of fuel will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component in each figure.

燃料レベルゲージ1は、図1に示すように、燃料タンク18内において、たとえば、同じく燃料タンク18内に配置されて固定されて、燃料17を燃料タンク18外部、たとえばエンジン(図示せず)へ送出するための燃料ポンプモジュール19に固定されている。図1は、燃料タンク18内の液面17aが最低位置、つまりエンプティ位置にあるときを示している。また、燃料タンク18内における液面17aの最高位置、つまり満タン位置を、図1中において二点差線で示している。   As shown in FIG. 1, the fuel level gauge 1 is disposed and fixed in the fuel tank 18, for example, in the fuel tank 18, and the fuel 17 is sent to the outside of the fuel tank 18, for example, an engine (not shown). It is fixed to a fuel pump module 19 for delivery. FIG. 1 shows a state in which the liquid level 17a in the fuel tank 18 is at the lowest position, that is, the empty position. Further, the highest position of the liquid surface 17a in the fuel tank 18, that is, the full tank position is indicated by a two-dotted line in FIG.

燃料レベルゲージ1は、図1に示すように、ハウジング2と、その一端がハウジング2に回転可能に支持され且つ他端に燃料17に浮かぶフロート4が固定されたアーム3を備えている。さらに、図2に示すように、ハウジング2に気密的に形勢されたチャンバC内に、抵抗素子5と、ハウジング2に回転可能に支持された腕部材6と、抵抗素子5と導通接触するように腕部材6に保持された接点部材7とを備えている。そして、液面17aの変動と同期したフロート4上下動によるアーム3の回転運動を腕部材6の回転運動に伝達して抵抗素子5と接点部材7との接触位置が変化させ、抵抗素子5および接点部材7間の抵抗値を変化させ、液面17aレベルを、抵抗素子5および接点部材7間の抵抗値の変化として検出している。   As shown in FIG. 1, the fuel level gauge 1 includes a housing 2 and an arm 3 having one end rotatably supported by the housing 2 and a float 4 floating on the fuel 17 fixed to the other end. Further, as shown in FIG. 2, the resistance element 5, the arm member 6 rotatably supported by the housing 2, and the resistance element 5 are in conductive contact with each other in a chamber C hermetically formed in the housing 2. And a contact member 7 held by the arm member 6. Then, the rotational movement of the arm 3 due to the vertical movement of the float 4 synchronized with the fluctuation of the liquid level 17a is transmitted to the rotational movement of the arm member 6 to change the contact position between the resistance element 5 and the contact member 7, and the resistance element 5 and The resistance value between the contact members 7 is changed, and the level of the liquid level 17a is detected as a change in the resistance value between the resistance element 5 and the contact member 7.

以下に、燃料レベルゲージ1の構成について説明する。   Below, the structure of the fuel level gauge 1 is demonstrated.

ハウジング2は、たとえば樹脂材料から一端が開放された概略箱状に形成されている。ハウジング2の開放端には、図2に示すようにカバー14が固定されている。カバー14とハウジング2の内壁により囲まれた空間としてチャンバCが形成されている。カバー14がハウジング2に固定されると、チャンバCは気密的に密閉される。すなわち、ハウジング2の外部からチャンバC内に燃料17が流入することがない。   The housing 2 is formed, for example, in a substantially box shape having one end opened from a resin material. A cover 14 is fixed to the open end of the housing 2 as shown in FIG. A chamber C is formed as a space surrounded by the cover 14 and the inner wall of the housing 2. When the cover 14 is fixed to the housing 2, the chamber C is hermetically sealed. That is, the fuel 17 does not flow into the chamber C from the outside of the housing 2.

ハウジング2には、図2に示すように、ボス部2aが形成されている。ボス部2aは、箱状のハウジング2の底部に相当する底面2cに垂直に形成されている。ボス部2aには、図2に示すように、ボス部2aと同軸上に貫通孔2bが形成されている。貫通孔2bは、後述するアーム3の一端である軸部3aが回転自在に嵌合されている。これにより、アーム3は、ハウジング2に回転自在に保持され、図2に示すように、第1回転軸である軸Aを回転軸として回転する。アーム3の軸部3aの先端には、図2に示すように、ストッパ15が固定されて軸部3がボス部2aから抜けることを阻止している。   As shown in FIG. 2, the housing 2 is formed with a boss portion 2a. The boss portion 2 a is formed perpendicular to the bottom surface 2 c corresponding to the bottom portion of the box-shaped housing 2. As shown in FIG. 2, a through hole 2b is formed in the boss 2a coaxially with the boss 2a. The through hole 2b is rotatably fitted with a shaft portion 3a which is one end of an arm 3 which will be described later. As a result, the arm 3 is rotatably held by the housing 2 and rotates about the axis A, which is the first rotation axis, as the rotation axis, as shown in FIG. As shown in FIG. 2, a stopper 15 is fixed to the tip of the shaft portion 3a of the arm 3 to prevent the shaft portion 3 from coming off the boss portion 2a.

アーム3は磁性材質、たとえば磁性金属である炭素鋼の線材から形成されている。アーム3の一端である軸部3aと反対側の端部には、図2に示すように、フロート4が取り付けられている。アーム3の先端には、図2に示すように、ストッパ16が固定されてフロート4がアーム3から外れることを阻止している。アーム3において、軸部3aと、フロート4が取り付けられているフロート取り付け部3bとをつなぐ部分が連結部3cである。   The arm 3 is made of a magnetic material, for example, a carbon steel wire that is a magnetic metal. As shown in FIG. 2, a float 4 is attached to an end portion of the arm 3 opposite to the shaft portion 3 a. As shown in FIG. 2, a stopper 16 is fixed to the tip of the arm 3 to prevent the float 4 from coming off the arm 3. In the arm 3, a portion connecting the shaft portion 3a and the float attachment portion 3b to which the float 4 is attached is a connecting portion 3c.

フロート4は、たとえば樹脂材料等から形成され、アーム3に取り付けられた状態で燃料の液面17aに確実に浮かぶように見掛けの比重が設定されている。液面17a位置の変動に応じてフロート4が上下動すると、この動きがアーム3に伝達され、アーム3は、その軸部3aを回転軸として回転する。アーム3の回転中において、アーム3の連結部3cの回転面はハウジング2の底面2cと平行な平面であり、図2中において紙面直交方向である。   The float 4 is made of, for example, a resin material, and has an apparent specific gravity so as to be surely floated on the liquid level 17 a of the fuel when attached to the arm 3. When the float 4 moves up and down according to the change in the position of the liquid level 17a, this movement is transmitted to the arm 3, and the arm 3 rotates about its shaft portion 3a as a rotation axis. During the rotation of the arm 3, the rotation surface of the connecting portion 3 c of the arm 3 is a plane parallel to the bottom surface 2 c of the housing 2, and is a direction orthogonal to the paper surface in FIG. 2.

ハウジング2のチャンバC内、つまり、ハウジング2の底面2cには、図2に示すように、抵抗素子5が取り付けられている。抵抗素子5は、絶縁基板、たとえばセラミック基盤上に、たとえば、炭素皮膜、あるいはニクロム等の高抵抗金属皮膜からなる抵抗皮膜5aを、図3に示すように、略扇形に形成したものである。抵抗皮膜5aは、腕部材6の軸部6bを中心(要)とする扇形に形成されている。扇形状の抵抗皮膜5aの先端側、つまり扇の要とは反対側には、複数の電極部5bが、図3に示すように、櫛の歯状に形成されている。電極部5bは、軸部6bを中心とする放射状に形成されている。   As shown in FIG. 2, a resistance element 5 is attached in the chamber C of the housing 2, that is, in the bottom surface 2 c of the housing 2. The resistance element 5 is formed by forming, on an insulating substrate, for example, a ceramic substrate, a resistance film 5a made of a high-resistance metal film such as a carbon film or nichrome in a substantially fan shape as shown in FIG. The resistance film 5 a is formed in a sector shape with the shaft portion 6 b of the arm member 6 as the center (essential). As shown in FIG. 3, a plurality of electrode portions 5b are formed in a comb-teeth shape on the tip side of the fan-shaped resistance film 5a, that is, on the side opposite to the main part of the fan. The electrode portion 5b is formed radially with the shaft portion 6b as the center.

ハウジング2のチャンバC内には、腕部材6が、アーム3の連結部3cの回転面と平行な平面内を回転するように、言い換えると、ハウジング2の底面2cと平行な平面内を回転するように、ハウジング2に支持されている。   In the chamber C of the housing 2, the arm member 6 rotates in a plane parallel to the rotation surface of the connecting portion 3 c of the arm 3, in other words, in a plane parallel to the bottom surface 2 c of the housing 2. Thus, it is supported by the housing 2.

腕部材6は、図2に示すように、腕部6aおよび腕部6aに直交するように固定された軸部6bとから構成されている。つまり腕部材6は、丁字状に形成されている。軸部6bの両端部は、図2に示すように、軸部6bと同軸上の円錐形状に形成されている。この軸部6bの一方の端部がハウジング2の底面2cに形成された軸受け部2dに、軸部6bの他方の端部がカバー14に形成された軸受け部14aに、それぞれ嵌合している。これにより、腕部材6は、チャンバC内に回転自在に支持され、図2に示すように、第2回転軸である軸Bを回転軸として回転する。軸部6bの両端部と各軸受け部2d、14aとは略点接触状態となっており、軸6aの回転抵抗はきわめて小さくなっている。腕部材6の回転軸である軸Bは、図2に示すように、アーム3の回転軸である軸Aと互いに平行、且つそれらの径方向(図2において上下方向)に所定距離Dを隔てて配置されている。さらに、軸Bは、図1に示すように、アーム3の回転範囲である扇形範囲Fの内側、且つ軸Aよりも抵抗素子5側に配置されている。この所定距離Dは、腕部材6がチャンバC内に装着された状態で、腕部材6がハウジング2のボス部2aと干渉することなく滑らかに回転できるように決められている。このように、腕部材6の軸部6bと、軸部6bの軸受けである軸受け部2dおよび軸受け部14aと、をアーム3の軸受けであるボス部2aから離れた位置に配置したことにより、軸部6bの太さを必要最小限度に細くして、軸部6bと両軸受け部2d、14a間の摩擦力の大きさを小さくすることができる。   As shown in FIG. 2, the arm member 6 includes an arm portion 6a and a shaft portion 6b fixed so as to be orthogonal to the arm portion 6a. That is, the arm member 6 is formed in a letter shape. As shown in FIG. 2, both end portions of the shaft portion 6b are formed in a conical shape coaxial with the shaft portion 6b. One end portion of the shaft portion 6b is fitted into a bearing portion 2d formed on the bottom surface 2c of the housing 2, and the other end portion of the shaft portion 6b is fitted into a bearing portion 14a formed on the cover 14. . As a result, the arm member 6 is rotatably supported in the chamber C, and as shown in FIG. 2, the arm member 6 rotates about the axis B serving as the second rotation axis. Both end portions of the shaft portion 6b and the bearing portions 2d and 14a are in a substantially point contact state, and the rotational resistance of the shaft 6a is extremely small. As shown in FIG. 2, the axis B, which is the rotation axis of the arm member 6, is parallel to the axis A, which is the rotation axis of the arm 3, and is separated by a predetermined distance D in the radial direction (vertical direction in FIG. 2). Are arranged. Further, as shown in FIG. 1, the axis B is disposed inside the sector range F that is the rotation range of the arm 3 and closer to the resistance element 5 than the axis A. The predetermined distance D is determined so that the arm member 6 can smoothly rotate without interfering with the boss portion 2a of the housing 2 in a state where the arm member 6 is mounted in the chamber C. Thus, the shaft portion 6b of the arm member 6 and the bearing portion 2d and the bearing portion 14a that are the bearings of the shaft portion 6b are disposed at positions away from the boss portion 2a that is the bearing of the arm 3, thereby By reducing the thickness of the portion 6b to the minimum necessary level, the magnitude of the frictional force between the shaft portion 6b and both the bearing portions 2d and 14a can be reduced.

腕部材6には、接点部材7が装着されている。接点部材7は、導電性材質、たとえば銅系金属から中心に貫通孔7aを有する円盤上に形成されている。接点部材7は、図4に示すように、その貫通孔7aを腕部材6に嵌合させ腕部材6を回転軸として回転できるように、腕部材6に保持されている。接点部材7は、図3に示すように、抵抗素子5の電極部5bと接触する位置に保持されている。腕部材6がハウジング2のボス部2aを中心として回転すると、接点部材7は、腕部材6の腕部6bを回転軸として回転して電極部5bと接触しつつ電極部5b上を転がり移動する。   A contact member 7 is attached to the arm member 6. The contact member 7 is formed on a disk having a through hole 7a in the center from a conductive material such as a copper-based metal. As shown in FIG. 4, the contact member 7 is held by the arm member 6 so that the through-hole 7 a can be fitted to the arm member 6 and can be rotated about the arm member 6. As shown in FIG. 3, the contact member 7 is held at a position in contact with the electrode portion 5 b of the resistance element 5. When the arm member 6 rotates around the boss 2a of the housing 2, the contact member 7 rotates about the arm 6b of the arm 6 and rotates on the electrode 5b while being in contact with the electrode 5b. .

このように、腕部材6を抵抗素子5の電極部5bと導通させるための接点部材7を、貫通孔7aを有する円盤上に形成するとともに貫通孔7aを腕部材6に嵌合させ腕部材6を回転軸として回転できるように、腕部材6に保持させている。これにより、液面17a位置の変動に応じて腕部材6が回転運動する際に、接点部材7と抵抗素子5との接触部に作用する摩擦力、つまり腕部材6の回転運動を妨げようとする力を小さくすることができる。また、チャンバC内は気密的に密閉され、外部と遮断されている。すなわち、ハウジング2の外部からチャンバC内に燃料17が流入することがない。これにより、抵抗素子5や接点部材7が燃料17により腐食される、あるいは燃料17に混入した異物が抵抗素子5と接点部材7と接触部に介在することにより、接点部材7と抵抗素子5との間の電気的導通が不良に為る等のトラブル発生を阻止することができる。   In this way, the contact member 7 for electrically connecting the arm member 6 to the electrode portion 5b of the resistance element 5 is formed on the disk having the through hole 7a, and the arm member 6 is fitted with the through hole 7a. Is held by the arm member 6 so that it can be rotated about the rotation axis. Thereby, when the arm member 6 rotates according to the change in the position of the liquid surface 17a, the frictional force acting on the contact portion between the contact member 7 and the resistance element 5, that is, the rotational movement of the arm member 6 is prevented. The force to do can be reduced. Further, the inside of the chamber C is hermetically sealed and is shut off from the outside. That is, the fuel 17 does not flow into the chamber C from the outside of the housing 2. As a result, the resistance element 5 and the contact member 7 are corroded by the fuel 17, or foreign matter mixed in the fuel 17 is interposed between the resistance element 5, the contact member 7, and the contact portion. The occurrence of troubles such as poor electrical continuity between the two can be prevented.

ハウジング2には、図3に示すように、ターミナル9およびターミナル10が固定されている。ハウジング2と、ターミナル9およびターミナル10とは密着固定されており、ターミナル9およびターミナル10の各外周面とハウジング2との間には隙間はない。ターミナル9およびターミナル10は、導電性材質、たとえば銅系金属から棒状に形成されている。ターミナル9は、図3に示すように、抵抗皮膜5aにリード線11を介して接続され、ターミナル10は、図3に示すように、腕部材6にリード線12を介して接続されている。リード線12は、柔軟な撚り線等から形成され、腕部材6の滑らかな回転を妨げることがない。燃料レベルゲージ1は、ターミナル9およびターミナル10を介して外部の電気回路に接続されることになる。ターミナル9およびリード線11が、抵抗素子5をハウジング2外部に接続する第1導線であり、ターミナル10およびリード線12が、腕部材6をハウジング2外部に接続する第2導線である。   As shown in FIG. 3, a terminal 9 and a terminal 10 are fixed to the housing 2. The housing 2 and the terminal 9 and the terminal 10 are fixed in close contact with each other, and there are no gaps between the outer peripheral surfaces of the terminal 9 and the terminal 10 and the housing 2. The terminal 9 and the terminal 10 are formed in a rod shape from a conductive material, for example, a copper-based metal. As shown in FIG. 3, the terminal 9 is connected to the resistance film 5a via a lead wire 11, and the terminal 10 is connected to the arm member 6 via a lead wire 12 as shown in FIG. The lead wire 12 is formed of a flexible stranded wire or the like and does not hinder smooth rotation of the arm member 6. The fuel level gauge 1 is connected to an external electric circuit via the terminal 9 and the terminal 10. The terminal 9 and the lead wire 11 are first conductive wires that connect the resistance element 5 to the outside of the housing 2, and the terminal 10 and the lead wire 12 are second conductive wires that connect the arm member 6 to the outside of the housing 2.

腕部材6の軸部6bと反対側の端部であって接点部材7より回転外側には、第1磁石であるマグネット8が固定されている。マグネット8は、ハウジング2の底面2cに接触しない範囲で接近させて配置されている。マグネット8からの磁束は、ハウジング2の底面2cを隔てて、磁性体であるアーム3の連結部3c内を流れて、マグネット8とアーム3の連結部3cとにより磁気回路が形成される。これにより、マグネット8とアーム3の連結部3cとの間に、両者を引き付けようとする力が発生する。   A magnet 8, which is a first magnet, is fixed to the end portion of the arm member 6 opposite to the shaft portion 6 b and outside the contact member 7. The magnet 8 is arranged so as to be close to the bottom surface 2c of the housing 2 as long as it does not contact the bottom surface 2c. The magnetic flux from the magnet 8 flows through the connecting portion 3c of the arm 3 which is a magnetic body across the bottom surface 2c of the housing 2, and a magnetic circuit is formed by the magnet 8 and the connecting portion 3c of the arm 3. As a result, a force is generated between the magnet 8 and the connecting portion 3 c of the arm 3 to attract them.

次に、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1における、燃料17の液面17aレベル検出動作について説明する。   Next, the liquid level 17a level detection operation of the fuel 17 in the fuel level gauge 1 according to one embodiment of the present invention will be described.

液面17a位置の変動に応じてフロート4が上下動すると、この動きがアーム3に伝達され、アーム3は、その軸部3aを回転軸として回転する。このアーム3の回転運動は、マグネット8とアーム3の連結部3cとの間に発生している磁気力により腕部材6に伝達されて、腕部材6がアーム3の回転に同期して回転する。腕部材6が回転運動すると、接点部材7は、腕部材6を回転軸として回転して抵抗素子5の電極部5b上を転がりながら移動する。このとき、接点部材7と抵抗素子5の電極部5bとの間の電気的導通は途切れることなく良好に維持されている。このように、液面17a位置の変動に応じてフロート4が上下動すると、接点部材7と抵抗素子5の電極部5bとの接触位置が変化して、ターミナル9およびターミナル10間の抵抗値が変化する。したがって、ターミナル9およびターミナル10間の抵抗値に基づいて、燃料タンク18内の燃料17の液面レベル14aが検出される。   When the float 4 moves up and down according to the change in the position of the liquid level 17a, this movement is transmitted to the arm 3, and the arm 3 rotates about its shaft portion 3a as a rotation axis. The rotational movement of the arm 3 is transmitted to the arm member 6 by the magnetic force generated between the magnet 8 and the connecting portion 3 c of the arm 3, and the arm member 6 rotates in synchronization with the rotation of the arm 3. . When the arm member 6 rotates, the contact member 7 moves while rolling on the electrode portion 5b of the resistance element 5 by rotating about the arm member 6 as a rotation axis. At this time, the electrical continuity between the contact member 7 and the electrode portion 5b of the resistance element 5 is well maintained without interruption. Thus, when the float 4 moves up and down according to the fluctuation of the liquid level 17a position, the contact position between the contact member 7 and the electrode portion 5b of the resistance element 5 changes, and the resistance value between the terminal 9 and the terminal 10 is changed. Change. Accordingly, the liquid level 14 a of the fuel 17 in the fuel tank 18 is detected based on the resistance value between the terminal 9 and the terminal 10.

以上説明した、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1においては、腕部材6の回転軸である軸Bを、アーム3の回転軸である軸Aと互いに平行、且つそれらの径方向に所定距離Dを隔てて配置したことにより、腕部材6の軸部6bと、軸部6bの軸受けである軸受け部2dおよび軸受け部14aと、をアーム3の軸受けであるボス部2aから離れた位置に配置することができ、軸部6bの太さを必要最小限度に細くして、軸部6bと両軸受け部2d、14a間の摩擦力の大きさを小さくすることができる。   In the fuel level gauge 1 according to the embodiment of the present invention described above, the axis B that is the rotation axis of the arm member 6 is parallel to the axis A that is the rotation axis of the arm 3 and is predetermined in the radial direction thereof. By arranging the distance D apart, the shaft portion 6b of the arm member 6 and the bearing portion 2d and the bearing portion 14a which are bearings of the shaft portion 6b are separated from the boss portion 2a which is the bearing of the arm 3. The thickness of the shaft portion 6b can be reduced to the necessary minimum, and the magnitude of the frictional force between the shaft portion 6b and the two bearing portions 2d and 14a can be reduced.

さらに、腕部材6の回転軸である軸B、言い換えると腕部材6の軸部6bを、アーム3の回転範囲である扇形範囲Fの内側、且つ軸Aよりも抵抗素子5側に配置したことにより、腕部材6の長さ、つまり腕部6bの長さを短くできるので、腕部材6の重量を低減することが出来る。   Furthermore, the axis B, which is the rotation axis of the arm member 6, in other words, the shaft portion 6 b of the arm member 6 is disposed inside the sector range F, which is the rotation range of the arm 3, and closer to the resistance element 5 than the axis A Thus, the length of the arm member 6, that is, the length of the arm portion 6b can be shortened, so that the weight of the arm member 6 can be reduced.

このように、腕部材6の軸受け部の摩擦力の大きさを低減し同時に腕部材6を軽量化すること、および軸部6bから接点部材7までの距離に対する軸部6bからマグネット8までの距離の割合が大きくなること、により、液面17aレベルの変動に対して高い応答性で腕部材6を回転させるために要する力を、従来の液面検出装置の場合よりも小さくすることができる。すなわち、腕部材6に固定されたマグネット8とアーム3の連結部3cとの間に作用する磁気力を、従来の液面検出装置の場合よりも小さくすることができる。たとえば、マグネット8の体格を小型化する、あるいは、マグネット8を、従来の液面検出装置の場合より磁束密度が小さい磁石、つまり最大エネルギ積の小さい安価な磁石から形成することができる。以上により、小型化、コスト低減が可能な燃料レベルゲージを実現することができる。   Thus, reducing the magnitude of the frictional force of the bearing portion of the arm member 6 and simultaneously reducing the weight of the arm member 6, and the distance from the shaft portion 6 b to the magnet 8 with respect to the distance from the shaft portion 6 b to the contact member 7. By increasing the ratio, the force required to rotate the arm member 6 with high responsiveness to the fluctuation of the liquid level 17a can be made smaller than in the case of the conventional liquid level detection device. That is, the magnetic force acting between the magnet 8 fixed to the arm member 6 and the connecting portion 3c of the arm 3 can be made smaller than in the case of the conventional liquid level detection device. For example, the size of the magnet 8 can be reduced, or the magnet 8 can be formed from a magnet having a smaller magnetic flux density than that of a conventional liquid level detection device, that is, an inexpensive magnet having a smaller maximum energy product. As described above, a fuel level gauge that can be reduced in size and reduced in cost can be realized.

なお、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1では、アーム3に設けられて、マグネット8と引き合う磁気力を生じさせる磁性部材を、アーム3の一部である連結部3cとしているが、アーム3にも磁石を装着する、つまり第2磁石を設ける構成としてもよい。   In the fuel level gauge 1 according to the embodiment of the present invention described above, a magnetic member that is provided on the arm 3 and generates a magnetic force that attracts the magnet 8 is used as a connecting portion 3c that is a part of the arm 3. However, the arm 3 may be provided with a magnet, that is, a second magnet may be provided.

また、以上説明した本発明の一実施形態においては、液面検出装置を自動車用の燃料レベルゲージ1に適用した場合を例に説明したが、その用途は自動車用の燃料レベルゲージ1に限る必要はない。自動車に搭載される他の液体、たとえばブレーキフルード、エンジン冷却水等の容器内の液面検出用に適用してもよい。さらに、自動車用に限らず、各種民生用機器が備える液体容器内の液面検出用に適用してもよい。   Further, in the embodiment of the present invention described above, the case where the liquid level detecting device is applied to the fuel level gauge 1 for an automobile has been described as an example. However, the use thereof needs to be limited to the fuel level gauge 1 for an automobile. There is no. You may apply for the detection of the liquid level in containers, such as other liquids mounted in a motor vehicle, for example, brake fluid, engine cooling water. Furthermore, the present invention is not limited to automobiles, and may be applied for detecting a liquid level in a liquid container provided in various consumer devices.

本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1の正面図である。It is a front view of fuel level gauge 1 by one embodiment of the present invention. 図1中のII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line in FIG. 図2中のIII−III線断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line in FIG. 図3中のIV−IV線断面図である。It is the IV-IV sectional view taken on the line in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料レベルゲージ(液面検出装置)
2 ハウジング
2a ボス部
2b 貫通孔
2c 底面
2d 軸受け部
3 アーム
3a 軸部
3b フロート取り付け部
3c 連結部(磁性部材、アームの一部)
4 フロート
5 抵抗素子
5a 抵抗皮膜
5b 電極部
6 腕部材
6a 腕部
6b 軸部
7 接点部材
7a 貫通孔
8 マグネット(第1磁石)
9 ターミナル(第1導線)
10 ターミナル(第2導線)
11 リード線(第1導線)
12 リード線(第2導線)
13 コイルスプリング
14 カバー
14a 軸受け部
15 ストッパ
16 ストッパ
17 燃料(液体)
17a 液面
18 燃料タンク
19 ポンプモジュール
A 軸(第1回転軸)
B 軸(第2回転軸)
C チャンバ
D 所定距離
F 扇形範囲(回転範囲)
1 Fuel level gauge (Liquid level detector)
2 Housing 2a Boss part 2b Through hole 2c Bottom face 2d Bearing part 3 Arm 3a Shaft part 3b Float attachment part 3c Connection part (magnetic member, part of arm)
4 Float 5 Resistance element 5a Resistance film 5b Electrode part 6 Arm member 6a Arm part 6b Shaft part 7 Contact member 7a Through hole 8 Magnet (first magnet)
9 Terminal (first conductor)
10 Terminal (second conductor)
11 Lead wire (first conductor)
12 Lead wire (second conductor)
13 Coil Spring 14 Cover 14a Bearing 15 Stopper 16 Stopper 17 Fuel (Liquid)
17a Liquid level 18 Fuel tank 19 Pump module A shaft (first rotating shaft)
B axis (second rotation axis)
C Chamber D Predetermined distance F Fan range (rotation range)

Claims (6)

気密的に密閉されたチャンバを有するハウジングと、
前記ハウジング一端を支点として回転可能に保持されたアームと、
前記アームの他端に固定された液体に浮かぶフロートと、を備え、
前記チャンバ内には、前記アームの回転面と平行な平面内を回転可能に前記ハウジングに支持された腕部材と、前記腕部材の回転面と平行に配置された抵抗素子と、前記抵抗素子に接触導通可能に前記腕部材に支持された接点部材と、前記腕部材の前記接点部材より回転外側に固定された第1磁石とが収容され、
前記抵抗素子の一端に導通する第1導線および前記接点部材に導通する第2導線が前記チャンバ外に引き出され、前記腕部材が回転すると前記第1導線および前記第2導線間の抵抗値が変化し、
前記アームは前記第1磁石と引き合う磁気力を生じさせる磁性部材を備え、
前記液体の液面レベルの変動に応答した前記フロート位置の変動により前記アームが回転すると、この前記アームの回転運動が前記磁気力の作用により前記腕部材に伝達されて前記腕部材が前記アームの回転に追随して回転し、
前記抵抗値に基づき前記液面レベルを検出する液面検出装置であって、
前記アームの回転軸である第1回転軸と前記腕部材の回転軸である第2回転軸とは、互いに平行且つその径方向に所定距離を隔てて配置されることを特徴とする液面検出装置。
A housing having a hermetically sealed chamber;
An arm held rotatably about the one end of the housing;
A float floating in a liquid fixed to the other end of the arm,
In the chamber, an arm member supported by the housing so as to be rotatable in a plane parallel to the rotation surface of the arm, a resistance element disposed parallel to the rotation surface of the arm member, and the resistance element A contact member that is supported by the arm member so as to be capable of contact conduction; and a first magnet that is fixed to the outer side of the arm member and is rotated outward from the contact member;
A resistance value between the first conductor and the second conductor changes when the first conductor conducting to one end of the resistance element and the second conductor conducting to the contact member are drawn out of the chamber and the arm member rotates. And
The arm includes a magnetic member that generates a magnetic force attracting the first magnet,
When the arm rotates due to a change in the float position in response to a change in the liquid level of the liquid, the rotational movement of the arm is transmitted to the arm member by the action of the magnetic force, and the arm member is moved to the arm. Rotate following the rotation,
A liquid level detection device for detecting the liquid level based on the resistance value,
The liquid level detection characterized in that the first rotation axis that is the rotation axis of the arm and the second rotation axis that is the rotation axis of the arm member are arranged in parallel to each other and at a predetermined distance in the radial direction. apparatus.
前記第2回転軸は前記アームの回転範囲である略扇形範囲の内側且つ前記第1回転軸よりも前記抵抗素子側に配置されることを特徴とする請求項1に記載の液面検出装置。   2. The liquid level detection device according to claim 1, wherein the second rotation shaft is disposed inside a substantially sector-shaped range that is a rotation range of the arm and closer to the resistance element than the first rotation shaft. 前記接点部材は、前記腕部材を回転軸として回転自在に前記腕部材に保持されて前記抵抗素子と転がり接触することを特徴とする請求項1または請求項2のどちらか一つに記載の液面検出装置。   3. The liquid according to claim 1, wherein the contact member is rotatably held by the arm member about the arm member as a rotation axis and is in rolling contact with the resistance element. 4. Surface detection device. 前記磁性部材は第2磁石であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一つに記載の液面検出装置。   The liquid level detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the magnetic member is a second magnet. 前記磁性部材は磁性金属から形成された前記アームの一部であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一つに記載の液面検出装置。   The liquid level detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the magnetic member is a part of the arm formed of a magnetic metal. 前記抵抗素子は前記腕部材の回転軸の軸方向において前記第1磁石と前記磁性部材との間に配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一つに記載の液面検出装置。   The said resistance element is arrange | positioned between the said 1st magnet and the said magnetic member in the axial direction of the rotating shaft of the said arm member, The Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. Liquid level detection device.
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