JP2009236797A

JP2009236797A - 液面検出装置

Info

Publication number: JP2009236797A
Application number: JP2008085207A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Tanaka; 智幸田中
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2009-10-15

Abstract

【課題】燃料タンク内の液面の僅かな変動に対する出力変化を吸収し、検出ノイズの発生を抑制することができる液面検出装置を提供する。
【解決手段】合成樹脂製のケース５と、このケース５に回動可能に支持されるホルダー６と、このホルダー６に装着され液面３Ａの変動に追従作動するフロート７を備えたフロートアーム８と、ホルダー６に配設されフロート７の作動に伴い回動する環状のマグネット９と、このマグネット９の磁力変化を検出する検出素子１０と、回路基板１１とを備え、回路基板１１に液面３Ａの微変動に基づいて出力される検出素子１０の出力電圧を安定させる安定化回路を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば車両の燃料タンク内に貯留された液体の量を検出する液面検出装置に関し、特に非接触式の液面検出装置に関するものである。

従来、例えば車両の燃料タンク内の液面（液体の量）を検出する液面検出装置としては、液体の量に応じて上下に追従作動するフロートにフロートアームを取り付け、このフロートアームの動きに連動する摺動接点で抵抗体に接続された固定接点上を摺動することで、フロートの位置（液体の液面）を電気抵抗値に変換して検出するものが知られている。

ところで、上述した液面検出装置は、摺動接点と固定接点の電気的な接触を伴うため、液体が導電性の液体である場合には、使用することができなかった。

そこで、この接触方式の液面検出装置に代わる液面検出装置の方式として、フロートの動きに追従するマグネットの回動に伴い磁気の変化を検出する検出素子として磁気抵抗素子などの磁気センサを用いた非接触式の液面検出装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１の液面レベルセンサ（液面検出装置）は、液面レベルに応じたフロート１の移動に応じて、アーム２を介してマグネットホルダー３が回動する。このマグネットホルダー３の回動に伴い、マグネットホルダー３に保持収容されたマグネット４も回動する。そして、ホール素子８が、フロート１の移動に応じて回動するマグネット４による磁束密度を検出して、これを電気信号（電圧）に変換することによって、この電気信号に基づき液面レベルを測定するというものである。
特開２００２−２０６９５９号公報

しかしながら、この様な非接触式の液面検出装置は、接点式の液面検出装置に比べて、フロートの動きが燃料タンク内の液面の僅かな変動にも敏感に反応（追従）しやすく、それに伴って出力電圧が微妙に変化してしまう。この微妙な変化がノイズとして検出されてしまい、液面検出装置と電気的に接続され、検出値を指示（表示）する燃料計の指針にふらつきが発生する可能性があった。

本発明はこの様な点に鑑みなされたもので、燃料タンク内の液面の僅かな変動に対する出力変化を吸収し、検出ノイズの発生を抑制することができる液面検出装置を提供することを目的とする。

本発明は前記目的を達成するため、合成樹脂製のケースと、このケースに回動可能に支持されるホルダーと、このホルダーに装着され液面の変動に追従作動するフロートを備えたフロートアームと、前記ホルダーに配設され前記フロートの作動に伴い回動する環状のマグネットと、このマグネットの磁力変化を検出する検出素子とを備えた液面検出装置であって、前記液面の微変動に基づいて出力される前記検出素子の出力電圧を安定させる安定化回路を備えているものである。

また、前記検出素子と電気的に接続された回路基板を備え、この回路基板に前記安定化回路を設けてなるものである。

燃料タンク内の液面の僅かな変動に対する出力変化を吸収し、検出ノイズの発生を抑制することができる。

本発明を、例えば車両に備えられる液面検出装置を実施形態として、図１から図３に基づいて説明する。

液面検出装置１は、燃料タンク２内に貯留されている液体３の量である液面３Ａの位置を検出するものであり、燃料タンク２に取り付けられるフレーム４と、このフレーム４に装着される合成樹脂製のケース５と、このケース５に回動可能に支持される合成樹脂製のホルダー６と、このホルダー６に装着され液面３Ａの変動に追従作動するフロート７を備えたフロートアーム８と、ホルダー６に配設されフロート７の作動に伴いホルダー６とともに回動するマグネット９を備えている。

また、このマグネット９の回動に伴いマグネット９の磁力変化を検出し出力する、例えばホール素子からなる磁気感応素子を用いた検出素子１０と、この検出素子１０を保持するとともに、検出素子１０と電気的に接続する回路基板１１と、この回路基板１１から検出素子１０によって検出した信号を液面検出装置１の外部に出力するための通電用端子１２と、ホルダー６の上方に配設されホルダー６が抜け止めされるケースカバー１３と、マグネット９の底部と外周面を覆う磁気シールド部材１４などを備えている。

ケース５は、例えばポリブチレンテレフタレートからなり、ホルダー６を回動可能に支持する径小な第１の支軸部５Ａと、この第１の支軸部５Ａと同軸上にして径大な第２の支軸部５Ｂとを有している。また、ケース５の中心付近には中空状の空間部５Ｃが形成され、この空間部５Ｃ内に検出素子１０が配設されている。

ホルダー６は、例えばポリアセタール樹脂からなり、フロートアーム８が装着（保持）されるアーム差込支持部６Ａおよびアーム係止部６Ｂと、ケース５に設けられている第１の支軸部５Ａおよび第２の支軸部５Ｂにそれぞれ支持される第１のラジアル受け部６Ｃおよび第２のラジアル受け部６Ｄと、第１の支軸部５Ａの先端部にてホルダー６のスラスト方向への突き当て移動を規制するスラスト受け部６Ｅとを有している。

マグネット９は、磁性を有する合成樹脂からなり、その形状は円筒状であり、即ち環状をしている。このマグネット９はホルダー６と一体形成されている。

回路基板１１は、ガラスエポキシ樹脂などの硬質の基板からなり、検出素子１０から伸びるリード１０Ａが半田付けされていると共に、電子部品が実装されている。また、検出素子１０によって検出した信号を液面検出装置１の外部（燃料計）に出力するための通電用端子１２の端部が回路基板１１に半田付けされている。

図３に、回路基板１１の回路構成を示す。ここで、Ｖ_ＤＤは検出素子への電圧供給用端子であり、Ｖ_ＯＵＴは電圧出力端子であり、ＧＮＤは燃料計と接続される接地端子である。また、ＰはコンデンサＣと抵抗体Ｒとから構成される安定化回路である。なお、本実施形態の場合、安定化回路Ｐは、Ｖ_ＯＵＴ端子とＩＣ間に設けられた抵抗体Ｒと、この抵抗体ＲとＶ_ＯＵＴ端子間の配線上に一端が分岐接続され、他端がＧＮＤ端子側に接続されたコンデンサＣとからなる。

次に、本実施例の液面検出装置１の液面３Ａ（液量）の検出について説明する。

燃料タンク２内の液体３の液面３Ａ変動に伴いフロート７が上下動し、フロート７の移動によってフロートアーム８とともにケース５に設けられた第１の支軸部５Ａの外周面に支持されるホルダー６の第１のラジアル受け部６Ｃと、ケース５に設けられた第２の支軸部５Ｂの外周面に支持されるホルダー６の第２のラジアル受け部６Ｄと、第１の支軸部５Ａの先端部にてホルダー６のスラスト方向への突き当て移動を規制するスラスト受け部６Ｅとによってラジアル方向とスラスト方向とがそれぞれ良好に支持されたホルダー６が回動する。

このホルダー６の回動によりマグネット９も回動し、検出素子１０に対向するマグネット９の磁束密度が変化し、この磁束密度の変化を検出素子１０が検出し、回路基板１１から通電用端子１２を介して出力され、この出力信号に基づいて燃料計（図示せず）に液面３Ａ（液量）を示す電気信号が出力され、燃料計によって燃料タンク２内の液体３の量が指示（表示）されるようになる。

この様に、磁気感応素子を用いた非接触式の液面検出装置１とすることで、導電性の液体中であっても使用可能であり、液面検出装置１にコンデンサＣと抵抗体Ｒとから構成される安定化回路Ｐを備えることによって、液面３Ａの微変動に対する出力変化（電圧変動）を吸収し、検出ノイズの発生を抑制して出力電圧が安定した液面検出装置１を得ることが可能となる。

また、燃料タンク２の形状による液面３Ａの微変動に対し、液面検出装置１単体にて安定化回路Ｐを含む回路全体で検出ノイズ抑制設定ができるので、車体（燃料タンク２）が変わった場合でもその都度、燃料計とのマッチングをする必要なくなるので、効率的である。

また、液面検出装置１に備えている回路基板１１に安定化回路Ｐを実装することで、液面検出装置１内に単純な構造にて安定化回路Ｐを内蔵することができる。

本発明の実施形態を示す液面検出装置の正面図であり、燃料タンクに取り付けられた状態を示す。同液面検出装置の要部の断面を含む側面図であり、燃料タンクに取り付けられた状態を示す。同液面検出装置の回路構成図である。

符号の説明

１液面検出装置
２燃料タンク
３液体
３Ａ液面
５ケース
６ホルダー
７フロート
８フロートアーム
９マグネット
１０検出素子
１１回路基板
Ｐ安定化回路

Claims

合成樹脂製のケースと、このケースに回動可能に支持されるホルダーと、このホルダーに装着され液面の変動に追従作動するフロートを備えたフロートアームと、前記ホルダーに配設され前記フロートの作動に伴い回動する環状のマグネットと、このマグネットの磁力変化を検出する検出素子とを備えた液面検出装置であって、前記液面の微変動に基づいて出力される前記検出素子の出力電圧を安定させる安定化回路を備えていることを特徴とする液面検出装置。
前記検出素子と電気的に接続された回路基板を備え、この回路基板に前記安定化回路を設けてなることを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。