JP2009109372A - Liquid level detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、容器内に収容される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、特に、自動車等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液面検出装置に適用して好適である。 The present invention relates to a liquid level detection device that detects a liquid level of a liquid contained in a container, and in particular, a liquid level detection that is mounted in a fuel tank of an automobile or the like and detects a liquid level position of the fuel. It is suitable for application to an apparatus.
従来のこの種の液面検出装置としては、たとえば、液面に浮かぶフロートの上下動がアームを介して伝達されて回転する回転部材内にマグネットを固定し、回転部材を回転自在に保持する固定部材内に磁気検出素子である磁電変換素子(たとえばホール素子等)を配置した構成のものがある(特許文献1参照)。 As a conventional liquid level detection device of this type, for example, a magnet is fixed in a rotating member that rotates when a vertical movement of a float that floats on the liquid surface is transmitted through an arm, and the rotating member is rotatably held. There is a configuration in which a magnetoelectric conversion element (for example, a Hall element) which is a magnetic detection element is disposed in a member (see Patent Document 1).
この従来の液面検出装置では、アームが固定された回転部材は、固定部材であるハウジングに回転自在に保持されている。液面の変動に対応したアームの回転、すなわち回転部材の回転を、磁石および磁電変換素子から構成される検出手段により検出している。
従来の液面検出装置が容器内に配置されている場合、フロートは常に液面に浮かんでいる。容器が振動して容器内の液体が遥動すると液面に波が発生し、この波が液面検出装置のフロートに衝突して、フロートに衝撃力が作用する場合がある。この衝撃力がアームを介してハウジングに伝達され、アームが変形する、アームが回転部材から脱落する、回転部材がハウジングから脱落する、といった不具合が発生する恐れがある。 When the conventional liquid level detection device is arranged in the container, the float always floats on the liquid level. When the container vibrates and the liquid in the container swings, a wave is generated on the liquid surface, and this wave collides with the float of the liquid surface detection device, and an impact force may act on the float. This impact force is transmitted to the housing through the arm, and there is a risk that the arm is deformed, the arm is dropped from the rotating member, or the rotating member is dropped from the housing.
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、フロート形状あるいはアームの構成等に工夫を凝らして、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる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 such problems, and its purpose is to devise the float shape or the configuration of the arm, etc., and to reduce the impact force acting on the arm when a wave of the liquid level collides with the float. An object of the present invention is to provide a liquid level detection device that can be relaxed.
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、ハウジングと、一端側がハウジングに回転自在に支持されたアームと、アームのハウジングと反対側に形成されたフロート保持部に取り付けられた液体に浮かぶフロートと、ハウジング内に収容されて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るアームの回転運動を電気信号に変換する検出手段と、を備えた液面検出装置であって、フロート形状をアームのフロート保持部と直交する面を有しないように形成した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 detection device comprising: a housing; an arm whose one end is rotatably supported by the housing; and a liquid attached to a float holding portion formed on the opposite side of the arm housing. A liquid level detection apparatus comprising: a float that floats; and a detection unit that converts a rotational movement of an arm due to a change in a float position in response to a change in a liquid level of the liquid contained in a housing into an electric signal, The float shape is formed so as not to have a surface orthogonal to the float holding portion of the arm.
上述の構成において、フロートに液面の波が衝突した場合、たとえば、波の進行方向がアームのフロート保持部の軸方向に沿う方向である場合、波はフロートの軸方向の端面に衝突し続いてフロートの側表面に沿って流れる。ここで、波の衝突によりフロートに作用する衝撃力は、フロートの端面が波の進行方向、言い換えると、アームのフロート保持部の軸方向に沿う方向であるときに最大となる。本発明の請求項1に記載の液面検出装置においては、フロート形状をアームのフロート保持部と直交する面を有しないように形成している。これにより、波の衝突によりフロートに作用する衝撃力を和らげることができる。したがって、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる液面検出装置を提供することができる。 In the above configuration, when a wave of the liquid level collides with the float, for example, when the traveling direction of the wave is a direction along the axial direction of the float holding portion of the arm, the wave continues to collide with the axial end surface of the float. And flows along the side surface of the float. Here, the impact force acting on the float due to the wave collision is maximized when the end face of the float is in the wave traveling direction, in other words, along the axial direction of the float holding portion of the arm. In the liquid level detection device according to the first aspect of the present invention, the float shape is formed so as not to have a surface orthogonal to the float holding portion of the arm. Thereby, the impact force which acts on a float by the collision of a wave can be relieved. Therefore, it is possible to provide a liquid level detection device capable of reducing the impact force acting on the arm when the wave of the liquid level collides with the float.
本発明の請求項2に記載の液面検出装置は、フロート形状をアームのフロート保持部と同軸上の紡錘形に形成したことを特徴としている。 The liquid level detecting device according to claim 2 of the present invention is characterized in that the float shape is formed in a spindle shape coaxial with the float holding portion of the arm.
上述の構成によれば、フロートに液面の波が衝突した場合、たとえば、波の進行方向がフロートの軸方向に沿う方向である場合、波は、紡錘形のフロートの表面に沿って滑らかに流れる。これにより、波の衝突によりフロートに作用する衝撃力は、従来の液面検出装置の場合よりも低減される。したがって、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる液面検出装置を提供することができる。 According to the above-described configuration, when the wave of the liquid level collides with the float, for example, when the traveling direction of the wave is a direction along the axial direction of the float, the wave smoothly flows along the surface of the spindle-shaped float. . Thereby, the impact force acting on the float due to the collision of the waves is reduced as compared with the case of the conventional liquid level detection device. Therefore, it is possible to provide a liquid level detection device capable of reducing the impact force acting on the arm when the wave of the liquid level collides with the float.
本発明の請求項3に記載の液面検出装置は、フロート保持部はフロートのフロート保持部の軸方向移動を規制する規制部材を備え、規制部材とフロートとの間に弾性部材を介在させたことを特徴としている。 In the liquid level detection device according to the third aspect of the present invention, the float holding unit includes a regulating member that regulates the axial movement of the float holding unit of the float, and an elastic member is interposed between the regulating member and the float. It is characterized by that.
このような構成によれば、フロートに液面の波が衝突してフロートに衝撃力が作用し、フロートがアームのフロート保持部の軸方向に移動すると、フロートは規制部材間に介在する弾性部材を弾性変形させつつ移動する。これにより、フロートが波により衝撃力を受けたときのフロートからアームへの力の伝達は、従来の液面検出装置のように衝撃的なものとはならず、漸進的に増加しつつ伝達されることになる。したがって、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる液面検出装置を提供することができる。 According to such a configuration, when the wave of the liquid level collides with the float, an impact force acts on the float, and the float moves in the axial direction of the float holding portion of the arm, the float is an elastic member interposed between the regulating members. It moves while elastically deforming. As a result, the transmission of force from the float to the arm when the float receives an impact force due to the waves is not as shocking as the conventional liquid level detection device, but is transmitted while increasing gradually. Will be. Therefore, it is possible to provide a liquid level detection device capable of reducing the impact force acting on the arm when the wave of the liquid level collides with the float.
この場合、本発明の請求項4に記載の液面検出装置のように、弾性部材をフロート保持部と同軸上に配置されたコイルスプリングにより形成してもよい。コイルスプリングは、その特性、この場合緩衝効果を発揮するための特性を容易に設定できる。したがって、使用条件に適合した衝撃緩和効果を備える液面検出装置を容易に提供することができる。
In this case, as in the liquid level detection device according to
本発明の請求項5に記載の液面検出装置は、ハウジングと、一端側がハウジングに回転自在に支持されたアームと、アームのハウジングと反対側の端部に取り付けられた液体に浮かぶフロートと、ハウジング内に収容されて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るアームの回転運動を電気信号に変換する検出手段と、を備えた液面検出装置であって、アームは、ハウジングに保持されるハウジング保持部と、フロートを保持するフロート保持部と、ハウジング保持部とフロート保持部との間に形成された腕部とから構成され、フロート保持部と腕部との間にフロート保持部および腕部よりも弾性係数が小さい緩衝部材を配置したことを特徴としている。
The liquid level detection device according to
上述の構成によれば、フロートに液面の波が衝突してフロートに衝撃力が作用すると、この衝撃力はフロートから先ず緩衝部材へ伝達され、それからアームの腕部へ伝達される。このとき、緩衝部材は衝撃力を受けて弾性変形し、この弾性変形により衝撃力の一部が消費されるので、緩衝部材から腕部へ伝達される力の大きさは、従来の液面検出装置の場合よりも小さくなる。これにより、フロートが波により衝撃力を受けたときにアームの腕部へ伝達される力の大きさを、従来の液面検出装置の場合よりも小さくすることが可能となる。液面の揺動が小さく波が弱い場合は、フロートが受ける力も小さいので、緩衝部材に伝達される力も小さい。したがって、緩衝部材の弾性変形はほとんど変形せず、高精度な液面検出ができる。以上により、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる液面検出装置を提供することができる。 According to the above configuration, when a wave of the liquid level collides with the float and an impact force acts on the float, the impact force is first transmitted from the float to the buffer member, and then to the arm portion of the arm. At this time, the buffer member is elastically deformed by receiving the impact force, and a part of the impact force is consumed by this elastic deformation. Therefore, the magnitude of the force transmitted from the buffer member to the arm portion is detected by the conventional liquid level detection. It becomes smaller than the case of the device. As a result, the magnitude of the force transmitted to the arm portion of the arm when the float receives an impact force by the wave can be made smaller than in the case of the conventional liquid level detection device. When the liquid level is small and the wave is weak, the force received by the float is small, so the force transmitted to the buffer member is also small. Therefore, the elastic deformation of the buffer member is hardly deformed and the liquid level can be detected with high accuracy. As described above, it is possible to provide a liquid level detection device capable of reducing the impact force acting on the arm when a wave of the liquid level collides with the float.
本発明の請求項6に記載の液面検出装置は、ハウジングと、一端側がハウジングに回転自在に支持されたアームと、アームのハウジングと反対側の端部に取り付けられた液体に浮かぶフロートと、ハウジング内に収容されて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るアームの回転運動を電気信号に変換する検出手段と、を備えた液面検出装置であって、アームは、ハウジングに保持されるハウジング保持部と、フロートを保持するフロート保持部と、ハウジング保持部とフロート保持部との間に形成された腕部とから構成され、腕部の途中に腕部よりも弾性係数が小さい緩衝部材を配置したことを特徴としている。
A liquid level detection device according to
上述の構成によれば、フロートに液面の波が衝突してフロートに衝撃力が作用すると、この衝撃力はフロートからアームの腕部のフロート側部分から緩衝部材へ伝達され、それからアームの腕部のハウジング側へ伝達される。このとき、緩衝部材は衝撃力を受けて弾性変形し、この弾性変形により衝撃力の一部が消費されるので、緩衝部材から腕部のハウジング側へ伝達される力の大きさは、従来の液面検出装置の場合よりも小さくなる。液面の揺動が小さく波が弱い場合は、フロートが受ける力も小さいので、緩衝部材に伝達される力も小さい。したがって、緩衝部材の弾性変形はほとんど変形せず、高精度な液面検出ができる。以上により、フロートが波により衝撃力を受けたときにアームの腕部のハウジング側へ伝達される力の大きさを、従来の液面検出装置の場合よりも小さくすることが可能となる。したがって、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる液面検出装置を提供することができる。 According to the above configuration, when the wave of the liquid level collides with the float and an impact force acts on the float, the impact force is transmitted from the float to the buffer member from the float side portion of the arm arm, and then the arm arm. Is transmitted to the housing side of the part. At this time, the buffer member is elastically deformed by receiving the impact force, and a part of the impact force is consumed by this elastic deformation. Therefore, the magnitude of the force transmitted from the buffer member to the housing side of the arm portion is It becomes smaller than the case of the liquid level detection device. When the liquid level is small and the wave is weak, the force received by the float is small, so the force transmitted to the buffer member is also small. Therefore, the elastic deformation of the buffer member is hardly deformed and the liquid level can be detected with high accuracy. As described above, the magnitude of the force transmitted to the housing side of the arm portion of the arm when the float receives an impact force by the wave can be made smaller than in the case of the conventional liquid level detection device. Therefore, it is possible to provide a liquid level detection device capable of reducing the impact force acting on the arm when the wave of the liquid level collides with the float.
この場合、本発明の請求項7に記載の液面検出装置のように、緩衝部材をコイルスプリングから構成してもよい。コイルスプリングは、その特性、すなわち緩衝効果を発揮するための特性を容易に設定できる。したがって、使用条件に適合した衝撃緩和効果を備える液面検出装置を容易に提供することができる。
In this case, as in the liquid level detection device according to
本発明の請求項8に記載の液面検出装置は、検出手段は、ハウジング内に固定された抵抗素子と、ハウジング内に収容されアームの回転に同期して抵抗素子上を導通しつつ摺動する接触子とから構成されることを特徴としている。 According to an eighth aspect of the present invention, in the liquid level detection device, the detection means includes a resistance element fixed in the housing, and slides while conducting on the resistance element in synchronization with the rotation of the arm housed in the housing. It is comprised from the contactor which does.
上述の構成によれば、液面レベルは抵抗素子と接触子間の電気抵抗値として検出され、液面レベルを高精度で検出できる。したがって、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる液面検出装置を容易に実現することができる。 According to the above configuration, the liquid level is detected as an electric resistance value between the resistance element and the contact, and the liquid level can be detected with high accuracy. Therefore, it is possible to easily realize a liquid level detection device that can alleviate the impact force acting on the arm when a liquid level wave collides with the float.
本発明の請求項9に記載の液面検出装置は、検出手段は、軸部と一体的に回転する磁石と、ハウジング内に磁石が発する磁束と交差するように固定された磁気検出素子とから構成されることを特徴としている。 According to a ninth aspect of the present invention, in the liquid level detection device according to the present invention, the detection means includes: a magnet that rotates integrally with the shaft portion; and a magnetic detection element that is fixed so as to intersect the magnetic flux generated by the magnet in the housing. It is characterized by being composed.
上述の構成によれば、液面レベルは磁気検出素子からの出力信号レベルとして検出され、液面レベルを高精度で検出できる。したがって、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる液面検出装置を容易に実現することができる。 According to the above configuration, the liquid level is detected as an output signal level from the magnetic detection element, and the liquid level can be detected with high accuracy. Therefore, it is possible to easily realize a liquid level detection device that can alleviate the impact force acting on the arm when a liquid level wave collides with the float.
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
(第1実施形態)
燃料レベルゲージ1は、図1に示すように、燃料タンク11内に設置固定されている。たとえば、同じく燃料タンク11内に設置固定されて、燃料10を燃料タンク11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(図示せず)に一体的に固定されている。図1は、燃料タンク11内の燃料量が少ない状態における液面10aを実線で示している。また、燃料タンク11内の燃料量が最大、いわゆる満タン時における液面10a、アーム5、フロート4を破線で示している。
(First embodiment)
The
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
燃料レベルゲージ1は、大きくは、磁気検出素子であるホールIC7を内蔵するハウジング3に磁石6を内蔵するマグネットホルダ2が回転自在に保持され、このマグネットホルダ2に固定されたアーム5の先端に燃料10の液面10aに浮かぶフロート4が保持されている。液面10a位置が変動に対応してフロート4が上下動すると、このフロート4の動きがアーム5を介してマグネットホルダ2に伝達され、マグネットホルダ2がハウジング3に対して回転運動する。マグネットホルダ2がハウジング3に対して回転運動すると、ホールIC7を横切る磁石6の磁束密度が変化してホールIC7からの電気信号レベルが変化し、このホールIC7からの電気信号に基づいて液面10a位置が検出される。このように、本発明の第1実施形態による燃料レベルゲージ1では、磁石6およびホールIC7が、フロート4位置の変動によるアーム5の回転運動を電気信号に変換する検出手段を構成している。
The
マグネットホルダ2は、たとえば樹脂材料等から形成されている。マグネットホルダ2には、図2に示すように、フロート4位置の変動によるアーム5の回転運動を電気信号に変換する検出手段としての磁石6が固定されている。磁石6は、たとえばフェライト磁石等からなり、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1においては筒型のものが用いられ、図2に示すように、孔部2aと同心上に配置されている。さらに、磁石6は、図4に示すように、2極着磁されている。磁石6の磁束Mは、図5に示すように分布しており、磁石6の内周側の磁束は孔部2aの径方向に流れている。また、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1では、磁石6は、マグネットホルダ2を樹脂成形する際に、マグネットホルダ2内に一体的にインサート成形されている。マグネットホルダ2は、後述するハウジング3に回動可能に保持されている。これにより、マグネットホルダ2がハウジング3に対して回転運動すると、磁石6も、マグネットホルダ2と一体的に回転する。マグネットホルダ2は、図2に示すように、後述するハウジング3の軸部3aに回動可能に嵌合する孔部2aを備えている。マグネットホルダ2には、図2に示すように、アーム5を保持するための固定孔2b、係止部2cが設けられている。係止部2cは、図1および図2に示すように、マグネットホルダ2のハウジング3と反対側の端面上に2個配置されている。2個の係止部2cは、図1に示すように、マグネットホルダ2の回転軸である中心軸Cを挟んで配置されている。2個の固定部2dは、アーム5のハウジング保持部5aが係止部2cに保持固定されると、ハウジング保持部5aの中心軸がマグネットホルダ2の中心軸Cと交差するように配置されている。
The magnet holder 2 is made of, for example, a resin material. As shown in FIG. 2, a
ハウジング3は、樹脂材質から形成されている。ハウジング3は、図2に示すように、軸部3aを備え、この軸部3aの外周にマグネットホルダ2の孔部2aが嵌合することにより、マグネットホルダ2を回動自在に保持している。軸部3aは、マグネットホルダ2の孔部2aと軸部3aとが嵌合した状態で、図2に示すように、孔部2aから突き出しており、この孔部2aより突き出した部分に、図2に示すように、軸部3aと同軸上の溝部3bが設けられている。この溝部3bには、図2に示すように、スナップリング12が装着されている。このスナップリング12は、マグネットホルダ2がハウジング3から離れる方向へ移動(図2における左側に向かう方向へ移動)して外れることを阻止している。ハウジング3は、図1に示すように、マグネットホルダ2の回転角度範囲を規制するための一対のストッパ3cを備えている。
The
ハウジング3の軸部3a内には、図2に示すように、フロート4位置の変動によるアーム5の回転運動を電気信号に変換する検出手段である磁気検出素子としてのホールIC7が内蔵されている。ホールIC7は、ハウジング3を樹脂成型時にインサート成型することにより軸部3a内に保持固定される。ホールIC7は、図2に示すように、磁石6の内側、且つ軸部3aの軸方向において磁石6との重なり長さができるだけ長くなるように配置されている。これにより、ホールIC7と交差する磁石6の磁束M量を多くして、ホールIC7の出力電圧を高めて、液面10a検出精度を高めることができる。ホールIC7は、図2に示すように、電極であるリード7aを備えている。本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1に用いられるホールIC7は、図3に示すように、リード7aを3個備えている。ホールIC7の3個のリード7aは、図3に示すように、それぞれターミナル8に電気的に接続されている。ターミナル8は、導電性材料、たとえば銅系金属から形成されている。両者は、かしめ、あるいはヒュージング等によって接続固定されている。各ターミナル8のリード7aと接続される反対側の端部はハウジング3の外へ突き出して、ハウジング3とともにコネクタ部3dを形成している。外部の電気配線がコネクタ部3dに接合されると、ホールIC7は、ターミナル8を介して外部の電気回路(図示せず)に接続される。
In the
ここで、ホールIC7の作動について簡単に説明する。
Here, the operation of the
ホールIC7は、半導体からなり、ホールIC7に電圧が印加された状態で外部から磁界が加えられると、ホールIC7を通過する磁束密度に比例したホール電圧を発生する。つまり、ホールIC7と磁束Mが直交するときにホールIC7を通過する磁束密度が最大となりホール電圧が最高となる。そして、ホールIC7と磁束Mが平行となるときにホールIC7を通過する磁束密度が最小となりホール電圧が最低となる。
The
本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1では、液面10aの変動によりマグネットホルダ2が回転すると、ホールIC7と磁石6の磁束Mとの交差角度が変化し、それにともなって、ホールIC7の出力電圧であるホール電圧が変化する。したがって、このホール電圧を検出することにより、マグネットホルダ2の回転角度、すなわち液面10a位置を測定することができる。
In the
ホールIC7は、図3に示すように、各リード7aにターミナル8が導通接合された状態で、ハウジング3内にインサート成型されている。
As shown in FIG. 3, the
アーム5は、金属材料、たとえばステンレス鋼の丸棒から形成されている。アーム5の一端側には、図1に示すように、後述するフロート4が固定されるとともに、アーム5の他端側は、マグネットホルダ2に固定されている。アーム5は、図1に示すように、ハウジング3に保持される、詳しくは、マグネットホルダ2に固定されることによりハウジング3に保持されるハウジング保持部5aと、フロート4を保持しているフロート保持部5bと、ハウジング保持部5aおよびフロート保持部5bをつなぐ腕部5cから構成されている。
The
アーム5のハウジング保持部5aは、図2に示すように、略L字状に形成され、L字状の先端側一辺が第1保持部5a1、L字状の他方の一辺が第2保持部5a2となっている。第1保持部5a1は、マグネットホルダ2の回転軸、つまり後述する孔部2aの中心軸と平行に形成され、図2に示すように、マグネットホルダ2の固定孔2bに嵌合している。一方、第2保持部5a2は、図2に示すように、マグネットホルダ2の係止部2cに係止されている。詳しくは、アーム5が係止部2cに係止されると、図4に示すように、係止部2cはその内径寸法がアーム5によりD2からD1へ拡大されて弾性変形し、この弾性力によりアーム5が保持される。また、マグネットホルダ2が回転すると、第1保持部5a1は前述のハウジング3に形成された一対のストッパ3cに、図1に示すように当接する。すなわち、マグネットホルダ2は、第1保持部5a1が一方のストッパ3cに当接している位置から、第1保持部5a1が他方のストッパ3cに当接するまでの角度範囲内で回転することができる。このように、一対のストッパ3cは、マグネットホルダ2の回転可能角度を規制している。
As shown in FIG. 2, the
アーム5のフロート保持部5bは、図2に示すように、腕部5cとほぼ直角を成すように設けられている。フロート保持部5bは、フロート4の貫通孔と嵌合することにより、フロート4を保持している。フロート保持部5bの先端には、フロート4のフロート保持部5bの軸方向移動を規制する規制部材であるリテーナ9が固定されている。リテーナ9は、本発明の第1実施形態による燃料レベルゲージ1では、金属製の平ワッシャからなり、これをアーム5に圧入固定している。リテーナ9と反対側の規制部材としては、アーム5の腕部5cがその役割を果たしている。
As shown in FIG. 2, the
フロート4は、たとえば樹脂材料等から形成されている。フロート4は、液体である燃料10に浮かぶように設定されている。詳しくは、燃料レベルゲージ1の完成状態において、燃料レベルゲージ1が燃料10中に浸漬されているときでも常に液面10aに浮かぶように設定されている。液面10a位置が上下方向に変動するとフロート4の位置も同時に変動する。フロート4が液面10aに追随して上下に動くと、この動きはアーム5を介してマグネットホルダ2に伝達されてマグネットホルダ2がハウジング3に対して回転する。すなわち、アーム5は、液面10aの上下動によるフロート4の上下動をマグネットホルダ2の回転運動に変換する機能を果たしている。
The
フロート4は、図2に示すように、その形状がアーム5のフロート保持部5bと同軸上の紡錘形に形成されている。すなわち、フロート4の直径寸法がフロート4の軸方向の中央部において最大となり、両端側へ向かうに連れて徐々に小さくなるように形成されている。
As shown in FIG. 2, the
次に、上述したように構成された本発明の第1実施形態による燃料レベルゲージ1の作用効果、すなわちフロート形状を紡錘形としたことによる作用効果について説明する。
Next, the function and effect of the
自動車走行時の振動を受けて燃料タンク11が振動すると、燃料10の液面10aが揺動して波が発生する。フロート4は常に液面10aに浮かんでいるので、この波が、フロート4に衝突することがある。
When the
ここで、フロート4の軸方向から波Wが衝突する場合を考える。先ず、従来の液面検出装置においてはフロート44は円筒形に形成されている。フロート44の端面44aは、図6(a)に示すように、波Wの進行方向に対して直交しているので、波Wがフロート44の端面44aに衝突したときに生じる衝撃力Fが大きい。この衝撃力Fが、アーム5の腕部5cを経てハウジング保持部5aへ伝達され、さらに、ハウジング保持部5aとマグネットホルダ2との結合部、あるいはマグネットホルダ2とハウジング3との結合部へ伝達され、これらの結合部が損傷する、あるいはアーム5が変形する等の不具合が生じる可能性がある。これに対して、本発明の第1実施形態による燃料レベルゲージ1では、波Wがフロート4に衝突すると、フロート4が紡錘形に形成されているため波W、すなわち燃料10は、図6(b)に示すように、フロート4の表面に沿って滑らかに流れ、波Wがフロート4に及ぼす衝撃力Fは、図6(a)に示す従来の液面検出装置の場合に比べると大幅に減少する。これにより、アーム5の腕部5cを経て、ハウジング保持部5aとマグネットホルダ2との結合部、あるいはマグネットホルダ2とハウジング3との結合部へ伝達される衝撃力を小さくすることができる。したがって、燃料10の揺動によって生じた波Wがフロート4に衝突したときの衝撃力により、ハウジング保持部5aとマグネットホルダ2との結合部やマグネットホルダ2とハウジング3との結合部が損傷する、あるいはアーム5が変形する等の不具合の発生を抑制することができる。
Here, the case where the wave W collides from the axial direction of the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態による燃料レベルゲージ1は、本発明の第1実施形態による燃料レベルゲージ1に対して、フロート4のアーム5への取り付け構造を変更したものであり、フロート4のアーム5への取り付け部分の構成を除いた他の部分は、本発明の第1実施形態による燃料レベルゲージ1と同一である。以下に、フロート4のアーム5への取り付け構造について説明する。
(Second Embodiment)
The
本発明の第2実施形態による燃料レベルゲージ1では、図7に示すように、フロート4の軸方向において、フロート4とリテーナ9の間、およびフロート4とアーム5の腕部5cとの間に、弾性部材であるコイルスプリング13a、13bを介在させている。
In the
フロート4に波Wが衝突し、フロート4に衝撃力が作用したときのフロート4の動きを考える。波Wから受けた衝撃力によりフロート4はフロート保持部5bの軸方向に移動する。このとき、フロート4は、コイルスプリング13bを押し縮めながら、図7の右方へ移動する。これにより、フロート4に生じた衝撃力Fのアーム5への伝達状態は、従来の液面検出装置のように衝撃的なものとはならず、漸進的に増加しつつ伝達されることになり、アーム5に伝達される衝撃力が緩和される。したがって、本発明の第2実施形態による燃料レベルゲージ1によっても、燃料10の揺動によって生じた波Wがフロート4に衝突したときの衝撃力により、ハウジング保持部5aとマグネットホルダ2との結合部やマグネットホルダ2とハウジング3との結合部が損傷する、あるいはアーム5が変形する等の不具合の発生を抑制することができる。
Consider the movement of the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態による燃料レベルゲージ1は、本発明の第1実施形態による燃料レベルゲージ1に対して、アーム5の構造を変更したものであり、アーム5の構成を除いた他の部分は、本発明の第1実施形態による燃料レベルゲージ1と同一である。以下に、アーム5の構造について説明する。
(Third embodiment)
The
本発明の第3実施形態による燃料レベルゲージ1では、図8に示すように、アーム5のフロート保持部5bと腕部5cとの間に、アーム5よりも弾性係数が小さい緩衝部材であるコイルスプリング14を配置している。コイルスプリング14は、密着巻きばねから形成され、その両端部にフロート保持部5bおよび腕部5cがそれぞれ嵌合固定されている。すなわち、本発明の第3実施形態による燃料レベルゲージ1では、アーム5は、フロート保持部5bは腕部5cから途切れて別部品として形成され、両者はコイルスプリング14を介して連結されている。コイルスプリング14の両端部はフロート保持部5bおよび腕部5cと嵌合しているが、それらの中間部はコイルスプリング14のみである。
In the
フロート4に波Wが衝突し、フロート4に衝撃力が作用すると、コイルスプリング14は、弾性変形しつつ、図9のように曲る。この弾性変形により衝撃力が消費されるので、コイルスプリング14から腕部5cへ伝達される力が緩和される。したがって、本発明の第3実施形態による燃料レベルゲージ1によっても、燃料10の揺動によって生じた波Wがフロート4に衝突したときの衝撃力により、ハウジング保持部5aとマグネットホルダ2との結合部やマグネットホルダ2とハウジング3との結合部が損傷する、あるいはアーム5が変形する等の不具合の発生を抑制することができる。
When the wave W collides with the
液面10aの揺動が小さく波Wが小さい、つまり波の高さが低い場合は、フロート4が波Wから受ける力も小さく、コイルスプリング14はほとんど弾性変形せず、アーム5は一本の剛体として機能する。すなわち、コイルスプリング14は、波が大きいときには衝撃力を緩和するように作用し、波が小さいときにはほとんど変形しないように設定されている。
When the oscillation of the
なお、本発明の第3実施形態による燃料レベルゲージ1では、コイルスプリング14をアーム5のフロート保持部5bと腕部5cとの間に配置しているが、アーム5の腕部5cの途中に配置してもよい。すなわち、腕部5cを途中で切断して、切断部分をコイルスプリング14で連結するようにしてもよい。この場合も、本発明の第3実施形態による燃料レベルゲージ1の場合と同様に、燃料10の揺動によって生じた波Wがフロート4に衝突したときの衝撃力を緩和して、ハウジング保持部5aとマグネットホルダ2との結合部やマグネットホルダ2とハウジング3との結合部が損傷する、あるいはアーム5が変形する等の不具合の発生を抑制することができる。
In the
また、フロート4の形状を、リテーナ9と接触する部分の平面面積を最小限度に抑えた大きな面取りを有する形状、あるいは回転楕円体状としてもよい。さらに、回転楕円体状あるいは紡錘形状のフロート4の最大直径部にアーム保持部5bの軸方向に伸びる円筒部を設けても、燃料10の揺動によって生じた波Wがフロート4に衝突したときの衝撃力により、ハウジング保持部5aとマグネットホルダ2との結合部やマグネットホルダ2とハウジング3との結合部が損傷する、あるいはアーム5が変形する等の不具合の発生を抑制することができる。
Further, the shape of the
以上説明した、本発明の第1〜第3実施形態およびその変形例においては、フロート4位置の変動によるアーム5の回転運動を電気信号に変換する検出手段として磁石6および磁気検出素子であるホールIC7を用いているが、ホールICに替えて他の種類の磁気検出素子検出素子、たとえばMRE素子(磁気抵抗素子)等を用いてもよい。
In the first to third embodiments of the present invention described above and the modifications thereof, the
また、以上説明した、本発明の第1〜第3実施形態およびその変形例においては、フロート4位置の変動によるアーム5の回転運動を電気信号に変換する検出手段として、磁石および磁気検出素子を用いているが、他の種類の検出手段、たとえば、抵抗素子および接触子を用いてもよい。すなわち、ハウジング3内に抵抗素子を配置し、導電性金属から成る接触子をアーム5の回転に同期して回転させ、この接触子が抵抗素子上を導通しつつ摺動する構成としてもよい。この場合、フロート4位置の変動によるアーム5の回転運動は、抵抗そしの一端と接触子との間の電気抵抗の変化として検出される。
In the first to third embodiments of the present invention described above and the modifications thereof, a magnet and a magnetic detection element are used as detection means for converting the rotational movement of the
また、以上説明した本発明の各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 each of the embodiments of the present invention described above, the case where the liquid level detection device is applied to the
1 燃料レベルゲージ(液面検出装置)
2 マグネットホルダ
2a 孔部
2b 固定孔
2c 係止部
3 ハウジング
3a 軸部
3b 溝部
3c ストッパ
3d コネクタ部
4 フロート
5 アーム
5a ハウジング保持部
5a1 第1保持部
5a2 第2保持部
5b フロート保持部
5c 腕部
6 磁石(検出手段)
7 ホール素子(検出手段、磁気検出素子)
7a リード
8 ターミナル
9 リテーナ(規制部材)
10 燃料(液体)
10a 液面
11 燃料タンク
12 スナップリング
13 コイルスプリング
14 コイルスプリング
C 中心軸
D1、D2 直径寸法
F 衝撃力
M 磁束
W 波
1 Fuel level gauge (Liquid level detector)
2
7 Hall element (detection means, magnetic detection element)
10 Fuel (liquid)
Claims (9)
一端側が前記ハウジングに回転自在に支持されたアームと、
前記アームの前記ハウジングと反対側に形成されたフロート保持部に取り付けられた液体に浮かぶフロートと、
前記ハウジング内に収容されて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る前記アームの回転運動を電気信号に変換する検出手段と、を備えた液面検出装置であって、
前記フロート形状を前記アームの前記フロート保持部と直交する面を有しないように形成したことを特徴とする液面検出装置。 A housing;
An arm whose one end is rotatably supported by the housing;
A float floating on a liquid attached to a float holding part formed on the opposite side of the housing to the arm;
A liquid level detection device comprising: a detecting unit that is accommodated in the housing and converts a rotational movement of the arm due to a change in the float position in response to a change in a liquid level of the liquid into an electric signal;
The liquid level detection apparatus according to claim 1, wherein the float shape is formed so as not to have a surface orthogonal to the float holding portion of the arm.
前記規制部材と前記フロートとの間に弾性部材を介在させたことを特徴とする請求項1または請求項2のどちらか一方に記載の液面検出装置。 The float holding unit includes a regulating member that regulates axial movement of the float holding unit of the float,
The liquid level detection device according to claim 1, wherein an elastic member is interposed between the regulating member and the float.
一端側が前記ハウジングに回転自在に支持されたアームと、
前記アームの前記ハウジングと反対側の端部に取り付けられた液体に浮かぶフロートと、
前記ハウジング内に収容されて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る前記アームの回転運動を電気信号に変換する検出手段と、を備えた液面検出装置であって、
前記アームは、前記ハウジングに保持されるハウジング保持部と、前記フロートを保持するフロート保持部と、前記ハウジング保持部と前記フロート保持部との間に形成された腕部とから構成され、
前記フロート保持部と前記腕部との間に前記フロート保持部および前記腕部よりも弾性係数が小さい緩衝部材を配置したことを特徴とする液面検出装置。 A housing;
An arm whose one end is rotatably supported by the housing;
A float floating in a liquid attached to the end of the arm opposite the housing;
A liquid level detection device comprising: a detecting unit that is accommodated in the housing and converts a rotational movement of the arm due to a change in the float position in response to a change in a liquid level of the liquid into an electric signal;
The arm is composed of a housing holding part held by the housing, a float holding part for holding the float, and an arm part formed between the housing holding part and the float holding part,
A liquid level detection device, wherein a buffer member having an elastic coefficient smaller than that of the float holding part and the arm part is arranged between the float holding part and the arm part.
一端側が前記ハウジングに回転自在に支持されたアームと、
前記アームの前記ハウジングと反対側の端部に取り付けられた液体に浮かぶフロートと、
前記ハウジング内に収容されて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る前記アームの回転運動を電気信号に変換する検出手段と、を備えた液面検出装置であって、
前記アームは、前記ハウジングに保持されるハウジング保持部と、前記フロートを保持するフロート保持部と、前記ハウジング保持部と前記フロート保持部との間に形成された腕部とから構成され、
前記腕部の途中に前記腕部よりも弾性係数が小さい緩衝部材を配置したことを特徴とする液面検出装置。 A housing;
An arm whose one end is rotatably supported by the housing;
A float floating in a liquid attached to the end of the arm opposite the housing;
A liquid level detection device comprising: a detecting unit that is accommodated in the housing and converts a rotational movement of the arm due to a change in the float position in response to a change in a liquid level of the liquid into an electric signal;
The arm is composed of a housing holding part held by the housing, a float holding part for holding the float, and an arm part formed between the housing holding part and the float holding part,
A liquid level detecting device, wherein a buffer member having an elastic coefficient smaller than that of the arm portion is disposed in the middle of the arm portion.
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JP2007282741A JP2009109372A (en) | 2007-10-31 | 2007-10-31 | Liquid level detecting device |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013224859A (en) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Denso Corp | Liquid level detection apparatus |
JP2017075875A (en) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | 株式会社デンソー | Liquid level detector |
JP2018205216A (en) * | 2017-06-07 | 2018-12-27 | 大倉電気株式会社 | Displacement type level meter |
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2007
- 2007-10-31 JP JP2007282741A patent/JP2009109372A/en active Pending
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