JP2010008228A - Liquid level detecting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液面レベル検出装置に関し、特に、コイル長さを短縮して、外来ノイズによる影響の低減を図ると共に小型の液体容器への適用を可能としつつ、液体容器の構造を簡素化することができる液面レベル検出装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid level detection device, and in particular, shortens a coil length to reduce the influence of external noise and simplifies the structure of a liquid container while enabling application to a small liquid container. The present invention relates to a liquid level detecting device capable of performing the above.
液面レベル検出装置は、例えば、自動車のガソリン、オイル、フルード或いは冷却水などの液体の液面レベルの検出に用いられるものであり、いわゆるフロート式の液面レベル検出装置が知られている。このフロート式の液面レベル検出装置としては、特開昭63−96424号公報に開示されている。 The liquid level detecting device is used for detecting the liquid level of a liquid such as gasoline, oil, fluid or cooling water of an automobile, and a so-called float type liquid level detecting device is known. This float type liquid level detecting device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-96424.
この液面レベル検出装置によれば、液体容器内に立設されると共に巻回密度に疎密処理が施されたコイルと、そのコイル内に収納されると共に液体に浮かぶフロート付き磁性体と、コイルに電圧を印加するLC発振回路とを備え、液面レベルの増減に追従してフロート付き磁性体がコイル内を上下動することで、コイルのインダクタンスを変化させ、LC発振回路の発振周波数を変化させる。これにより、液面レベルと発振周波数との関係に基づいて、液面レベルを検出することができる(特許文献1)。
しかしながら、上述した従来の技術では、フロート付き磁性体の移動領域(即ち、液面レベルの変動領域)と同等の長さをコイルに与える必要があるため、コイルの長さが長くなるという問題点があった。そのため、コイルの配線長が長くなり、外来ノイズ(例えば、道路に埋設されたロードヒータ)の影響を受けやすくなる。また、コイルの占有空間が嵩むため、小型の液体容器に適用することが困難となる。 However, in the above-described conventional technology, it is necessary to give the coil a length equivalent to the moving region of the magnetic substance with the float (that is, the fluctuation region of the liquid level), so that the length of the coil becomes long. was there. Therefore, the wiring length of the coil becomes long, and it is easy to be affected by external noise (for example, a road heater embedded in a road). Moreover, since the space occupied by the coil increases, it is difficult to apply to a small liquid container.
更に、上述した従来の技術では、フロート付き磁性体をコイル内で上下動させる構成であるので、コイルは液体から分離させつつ、そのコイル内でフロート付き磁性体が液体に浮かぶ構成とする必要があり、液体容器の構造が複雑化するという問題点があった。 Furthermore, in the above-described conventional technique, the magnetic body with the float is configured to move up and down in the coil. Therefore, the magnetic body with the float needs to be configured to float in the liquid while the coil is separated from the liquid. In addition, there is a problem that the structure of the liquid container is complicated.
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、コイル長さを短縮して、外来ノイズによる影響の低減を図ると共に小型の液体容器への適用を可能としつつ、液体容器の構造を簡素化することができる液面レベル検出装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems. The coil length is shortened to reduce the influence of external noise, and the liquid container can be applied to a small liquid container. An object of the present invention is to provide a liquid level detecting device capable of simplifying the structure.
この目的を達成するために、請求項1記載の液面レベル検出装置は、液体が貯留された液体容器内の液面レベルを検出するものであり、磁石を有し前記液体容器内の液体に浮くフロート部材と、磁性体及びその磁性体の外側に巻回されるコイルを有するセンサ部材と、そのセンサ部材のコイルへ時間変化する電圧を印加する電圧印加手段および前記センサ部材のコイルに発生する電圧を検出する電圧検出手段を有する回路手段と、を備え、前記フロート部材および前記センサ部材は、前記液体容器内の液面レベルの変化方向に沿って互いに離間する位置に配設されており、前記フロート部材が前記液面レベルの変動に追従して移動されると、前記フロート部材の磁石から前記センサ部材の磁性体へ加えられる磁力の強さが増減され、前記コイルのインダクタンスが変更される。 In order to achieve this object, the liquid level detection device according to claim 1 detects the liquid level in the liquid container in which the liquid is stored, has a magnet, and detects the liquid in the liquid container. A sensor member having a floating float member, a magnetic body and a coil wound around the magnetic body, voltage applying means for applying a time-varying voltage to the coil of the sensor member, and the coil of the sensor member Circuit means having voltage detecting means for detecting a voltage, and the float member and the sensor member are arranged at positions separated from each other along the direction of change of the liquid level in the liquid container, When the float member is moved following the change in the liquid level, the strength of the magnetic force applied from the magnet of the float member to the magnetic body of the sensor member is increased or decreased. Inductance of is change.
請求項2記載の液面レベル検出装置は、請求項1記載の液面レベル検出装置において、前記センサ部材のコイルは、そのコイルピッチが等ピッチで巻回されている。
The liquid level detecting device according to claim 2 is the liquid level detecting device according to
請求項3記載の液面レベル検出装置は、請求項1又は2に記載の液面レベル検出装置において、前記回路手段の電圧印加手段により前記センサ部材のコイルへ印加される電圧が、矩形電圧である。
The liquid level detecting device according to claim 3 is the liquid level detecting device according to
請求項4記載の液面レベル検出装置は、請求項1から3のいずれかに記載の液面レベル検出装置において、前記センサ部材が、前記液体容器の底部を構成する底板の裏面側に配設されている。
The liquid level detecting device according to claim 4 is the liquid level detecting device according to any one of
請求項5記載の液面レベル検出装置は、請求項4記載の液面レベル検出装置において、前記液体容器の底板は、第1底板と、その第1底板よりも液面から後退して位置すると共に前記液体を外部へ供給する供給口が開口する第2底板とを備え、前記センサ部材は、前記第1底板の裏面側に配設されている。 The liquid level detecting device according to claim 5 is the liquid level detecting device according to claim 4, wherein the bottom plate of the liquid container is positioned so as to recede from the liquid level relative to the first bottom plate and the first bottom plate. And a second bottom plate having an opening for supplying the liquid to the outside. The sensor member is disposed on the back side of the first bottom plate.
請求項1記載の液面レベル検出装置によれば、液面レベルが変動され、その液面レベルの変動に追従してフロート部材が上下動されると、その上下動に伴って、フロート部材とセンサ部材との間の離間間隔が変更され、フロート部材の磁石からセンサ部材の磁性体へ加えられる磁力の強さが増減される。その結果、コイル内の透磁率が増減され、コイルのインダクタンスが変更される。
According to the liquid level detection apparatus of
例えば、フロート部材がセンサ部材へ近づくと、フロート部材の磁石からセンサ部材の磁性体へ加えられる磁力が強くなることで、コイル内の透磁率が小さくなり、コイルのインダクタンスが小さくなる。一方、フロート部材がセンサ部材から遠ざかると、フロート部材の磁石からセンサ部材の磁性体へ加えられる磁力が弱くなることで、コイル内の透磁率が大きくなり、コイルのインダクタンスが大きくなる。 For example, when the float member approaches the sensor member, the magnetic force applied from the magnet of the float member to the magnetic body of the sensor member increases, thereby reducing the magnetic permeability in the coil and reducing the inductance of the coil. On the other hand, when the float member is moved away from the sensor member, the magnetic force applied from the magnet of the float member to the magnetic body of the sensor member is weakened, thereby increasing the magnetic permeability in the coil and increasing the inductance of the coil.
この場合、センサ部材のコイルへ時間変化する電圧が電圧印加手段によって印加されると、コイルのインダクタンスの状態に応じて、コイルに発生する発生電圧の波形が変化される。そこで、この発生電圧が電圧検出手段により検出されることで、その検出結果(電圧)と液面レベルとの関係に基づいて、液面レベルを検出することができる。 In this case, when a time-varying voltage is applied to the coil of the sensor member by the voltage applying means, the waveform of the generated voltage generated in the coil is changed according to the inductance state of the coil. Therefore, the generated voltage is detected by the voltage detecting means, so that the liquid level can be detected based on the relationship between the detection result (voltage) and the liquid level.
このように、本発明の液面レベル検出装置によれば、フロート部材が磁石を備えると共に、センサ部材がコイルに内包される磁性体を備え、液面レベルの変動に伴って、フロート部材をセンサ部材に対して近接離間させ、フロート部材からセンサ部材へ印加される外部磁場の印加量を増減させることで、コイルのインダクタンスを変化させる構成である。 Thus, according to the liquid level detection apparatus of the present invention, the float member includes the magnet, the sensor member includes the magnetic body included in the coil, and the float member is detected as the liquid level changes. In this configuration, the inductance of the coil is changed by increasing or decreasing the amount of external magnetic field applied from the float member to the sensor member.
よって、コイル内を上下動するフロートの位置変化によってコイルのインダクタンスを変化させる従来品のように、コイルの長さをフロートの移動領域(即ち、液面レベルの変動領域)と同等の長さとする必要がないので、コイルの長さを短くすることができる。また、従来品のように、コイル内にフロートを収容する必要がないので、コイルの巻回直径を小さくすることができる。 Therefore, the length of the coil is set to the same length as the float moving area (that is, the liquid level fluctuation area) as in the conventional product in which the inductance of the coil is changed by changing the position of the float moving up and down in the coil. Since it is not necessary, the length of the coil can be shortened. In addition, unlike the conventional product, there is no need to accommodate the float in the coil, so that the winding diameter of the coil can be reduced.
その結果、本発明の液面レベル検出装置によれば、コイルの長さが短くなることで、コイルの配線長を短くして、その分、外来ノイズの影響を受け難くすることができる。また、コイルの長さが短くなると共に巻回直径が小さくなることで、コイルを小型化して、その分、センサ部材全体としての小型化を図ることができるので、液面レベル検出装置を小型の液体容器に適用(搭載)することができる。 As a result, according to the liquid level detecting device of the present invention, the coil length is shortened, so that the coil wiring length can be shortened and the influence of external noise can be reduced accordingly. Moreover, since the coil length is reduced and the winding diameter is reduced, the coil can be reduced in size, and accordingly, the sensor member as a whole can be reduced in size. It can be applied (mounted) to a liquid container.
また、本発明の液面レベル検出装置によれば、フロート部材とセンサ部材とを液面レベルの変化方向に沿って互いに離間する位置に配設する構成であるので、フロートをコイル内で上下動させる従来品のように、コイルを液体から分離させつつ、そのコイル内でフロートが液体に浮かぶ構成とする必要がない。よって、液体容器の構造を簡素化することができるという効果がある。 Further, according to the liquid level detecting device of the present invention, the float member and the sensor member are arranged at positions spaced apart from each other along the change direction of the liquid level. Unlike the conventional product, it is not necessary to separate the coil from the liquid while the float floats on the liquid in the coil. Therefore, there is an effect that the structure of the liquid container can be simplified.
請求項2記載の液面レベル検出装置によれば、請求項1記載の液面レベル検出装置の奏する効果に加え、センサ部材のコイルのコイルピッチを等ピッチで巻回する構成としたので、コイルの製造を容易として、製品コストの削減を図ることができるという効果がある。即ち、従来品のように、コイルの巻回密度に疎密処理を施す構成では、巻回作業に精度が要求されると共に工数が嵩むため、製品コストの増加を招く。これに対し、本発明では、コイルピッチを等ピッチで巻回する構成であるので、巻回精度を緩くすることができると共に工数を減少させることができるので、その分、製品コストの削減を図ることができる。 According to the liquid level detecting device of the second aspect, in addition to the effect exhibited by the liquid level detecting device of the first aspect, the coil pitch of the coil of the sensor member is wound at an equal pitch. As a result, the production cost can be reduced and the product cost can be reduced. That is, in the configuration in which the density of the winding of the coil is processed as in the conventional product, accuracy is required for the winding work and the number of man-hours increases, resulting in an increase in product cost. On the other hand, in the present invention, since the coil pitch is wound at an equal pitch, the winding accuracy can be relaxed and the number of man-hours can be reduced, thereby reducing the product cost accordingly. be able to.
また、このように、センサ部材のコイルのコイルピッチが等ピッチで巻回される構成であれば、巻回密度に疎密処理を施す必要がある場合と比較して、疎となる領域を少なくできる分、コイルの巻回数を効率的に確保することができる。即ち、コイルの長さ(巻回領域)が同等であれば、巻回数の増加を図ることができ、また、巻回数が同等であれば、コイルの長さを短くすることができる。 Moreover, if the coil pitch of the coil of the sensor member is wound at an equal pitch as described above, the sparse area can be reduced as compared with the case where the winding density needs to be subjected to a sparse / dense process. The number of turns of the coil can be ensured efficiently. That is, if the coil length (winding region) is the same, the number of turns can be increased, and if the number of turns is the same, the length of the coil can be shortened.
この場合、巻回数の増加を図ることで、コイルのインダクタンスを大きくすることができ、その分、コイルに内包される磁性体またはフロート部材の磁石を小さくすることができるので、液面レベルの検出可能量を確保しつつ、液面レベル検出装置全体として小型化および軽量化を図ることができる。或いは、巻回数の増加により、コイルのインダクタンスを大きくすることができれば、フロート部材とセンサ部材との間の離間距離をより大きくすることができるので、液面レベル検出装置自体の大型化は抑制しつつ、液面レベルの検出可能量の拡大を図ることができる。 In this case, by increasing the number of windings, the inductance of the coil can be increased, and accordingly, the magnetic body contained in the coil or the magnet of the float member can be reduced, thereby detecting the liquid level. The liquid level detecting device as a whole can be reduced in size and weight while ensuring a possible amount. Alternatively, if the coil inductance can be increased by increasing the number of turns, the separation distance between the float member and the sensor member can be increased. However, it is possible to increase the detectable amount of the liquid level.
一方、コイルの長さを短くすることで、センサ部材の小型化を図ることができ、その分、液面レベル検出装置全体としての小型化を図ることができるので、液面レベルの検出可能量を確保しつつ、液面レベル検出装置をより小型の液体容器に適用(搭載)することができる。 On the other hand, by reducing the length of the coil, the sensor member can be reduced in size, and accordingly the size of the entire liquid level detection device can be reduced. The liquid level detecting device can be applied (mounted) to a smaller liquid container while ensuring the above.
なお、このようなコイルピッチの等ピッチ化は、コイル内を上下動するフロートの位置変化によってコイルのインダクタンスを変化させる従来品では採用することが不可能であり、本発明のように、フロート部材をセンサ部材に対して近接離間させ、フロート部材からセンサ部材へ印加される外部磁場の印加量を増減させることで、コイルのインダクタンスを変化させる構成とすることで初めて採用可能となったものであり、これにより、液面レベル検出装置の小型化と液面レベルの検出可能量の確保とを同時に達成することができる。 It should be noted that such equal pitching of the coil pitch cannot be employed in a conventional product that changes the inductance of the coil by changing the position of the float that moves up and down in the coil. Can be adopted for the first time by adopting a configuration in which the inductance of the coil is changed by increasing or decreasing the amount of external magnetic field applied from the float member to the sensor member. As a result, it is possible to simultaneously achieve downsizing of the liquid level detecting device and securing of a detectable amount of the liquid level.
請求項3記載の液面レベル検出装置によれば、請求項1又は2に記載の液面レベル検出装置の奏する効果に加え、回路手段の電圧印加手段によりセンサ部材のコイルへ矩形電圧を印加する構成であるので、フロート部材の上下動によるコイルのインダクタンスの変化の影響を、検出電圧波形に現出させやすくして、検出精度の向上を図ることができるという効果がある。即ち、インダクタンスが急進な電圧の変化を抑える働きをするため、コイルへ印加される電圧波形が例えばsin波などの比較的滑らかな波形であると、インダクタンスの変化の影響が検出電圧波形に現出し難く、検出精度の低下を招く。これに対し、本発明の液面レベル検出装置のように、コイルへ矩形電圧を印加する構成とすることで、立ち上がり及び立ち下がりの大きな信号を作ることができるので、インダクタンスの変化の影響を検出電圧波形に現出させやすくして、検出精度の向上を図ることができる。
According to the liquid level detecting device of claim 3, in addition to the effect exhibited by the liquid level detecting device of
請求項4記載の液面レベル検出装置によれば、請求項1から3のいずれかに記載の液面レベル検出装置の奏する効果に加え、液体容器の底部を構成する底板の裏面側にセンサ部材を配設する構成であるので、液体容器をその内部にセンサ部材を配設可能な構造とする必要がなく、液体容器内にはフロート部材のみを配設する構造とすることができる。その結果、液体容器の構造を簡素化して、製品コストの削減を図ることができるという効果がある。 According to the liquid level detecting device of the fourth aspect, in addition to the effect of the liquid level detecting device according to any one of the first to third aspects, a sensor member is provided on the back surface side of the bottom plate constituting the bottom of the liquid container. Therefore, the liquid container does not need to have a structure in which the sensor member can be disposed, and only the float member can be disposed in the liquid container. As a result, it is possible to simplify the structure of the liquid container and reduce the product cost.
なお、このようなセンサ部材のみを液体容器の外部に取り付ける構造は、コイル内を上下動するフロートの位置変化によってコイルのインダクタンスを変化させる従来品では採用することが不可能であり、本発明のように、フロート部材をセンサ部材に対して近接離間させ、フロート部材からセンサ部材へ印加される外部磁場の印加量を増減させることで、コイルのインダクタンスを変化させる構成とすることで初めて採用可能となったものであり、これにより、液面レベル検出装置の小型化と液体容器の構造の簡素化とを同時に達成することができる。 In addition, such a structure in which only the sensor member is attached to the outside of the liquid container cannot be used in a conventional product that changes the inductance of the coil by changing the position of the float that moves up and down in the coil. As described above, the float member is moved close to and away from the sensor member, and the amount of external magnetic field applied from the float member to the sensor member is increased or decreased, so that the coil inductance can be changed for the first time. As a result, it is possible to simultaneously reduce the size of the liquid level detection device and simplify the structure of the liquid container.
請求項5記載の液面レベル検出装置によれば、請求項4記載の液面レベル検出装置の奏する効果に加え、液体容器の底板が、第1底板と、その第1底板よりも液面から後退して位置すると共に液体を外部へ供給する供給口が開口する第2底板とを備え、センサ部材が、第1底板の裏面側に配設される構成である、即ち、センサ部材よりも低い位置に供給口を位置させる構成であるので、液面レベルの低下によりフロート部材がセンサ部材に当接して、フロート部材のそれ以上の移動が不可能となった場合(即ち、液面レベルの検出が不可能となった場合)でも、液面と供給口との間に間隔を隔てさせ、供給口へ空気が混入することを抑制することができるという効果がある。 According to the liquid level detecting device of the fifth aspect, in addition to the effect exhibited by the liquid level detecting device according to the fourth aspect, the bottom plate of the liquid container has a first bottom plate and a liquid level lower than the first bottom plate. And a second bottom plate that opens and has a supply port that supplies liquid to the outside, and the sensor member is disposed on the back side of the first bottom plate, that is, lower than the sensor member. Since the supply port is positioned at the position, when the float member comes into contact with the sensor member due to a drop in the liquid level, it becomes impossible to move the float member further (that is, detection of the liquid level). However, even if it becomes impossible, an interval can be provided between the liquid surface and the supply port so that air can be prevented from being mixed into the supply port.
また、この場合には、液面レベルが所定位置(警告レベル)まで低下して警告が必要となる領域に、分解能の高い領域を割り当てることができるという効果がある。即ち、本発明の液面レベル検出装置によれば、液面レベル(フロート部材とセンサ部材との離間距離)と検出電圧との間には反比例の関係が成立するため、液面レベルの低下に伴ってフロート部材がセンサ部材へ近づく構成の場合であれば、液面レベルが低下する(フロート部材がセンサ部材へ近づく)に従って、液面レベルの単位変動に対する検出電圧の変化が大きくなる(分解能が高くなる)。 Further, in this case, there is an effect that an area with high resolution can be allocated to an area where the liquid level is lowered to a predetermined position (warning level) and a warning is required. That is, according to the liquid level detection apparatus of the present invention, since the inversely proportional relationship is established between the liquid level (the separation distance between the float member and the sensor member) and the detection voltage, the liquid level is lowered. Accordingly, in the case of a configuration in which the float member approaches the sensor member, as the liquid level decreases (the float member approaches the sensor member), the change in the detection voltage with respect to the unit fluctuation of the liquid level increases (the resolution is reduced). Higher).
そのため、センサ部材を第2底板の裏面側に配設した場合には、分解能が高くなる前の領域で警告レベル近傍の液面レベルを検出することになるのに対し、本発明のように、センサ部材を第1底板の裏面側に配設する構成であれば、分解能が最も高くなる領域で警告レベル近傍の液面レベルを検出することができる。 Therefore, when the sensor member is disposed on the back surface side of the second bottom plate, the liquid level near the warning level is detected in the region before the resolution is increased. If the sensor member is arranged on the back side of the first bottom plate, the liquid level near the warning level can be detected in the region where the resolution is highest.
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図1(a)は、本発明の一実施の形態における液面レベル検出装置100が搭載されるリザーバタンク1の上面図であり、図1(b)は、リザーバタンク1の正面図である。また、図2は、図1(a)のII−II線におけるリザーバタンク1の断面図である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1A is a top view of the
リザーバタンク1は、車両のブレーキ圧を制御するブレーキシステムの構成要素の内の一つであり、液圧系統の体積変化に応じて、ブレーキフルードの供給・貯留を行う液体容器として構成され、マスターシリンダ(図示せず)に取り付けられている。なお、リザーバタンク1には、図2に示すように、液面レベル検出装置100(図4参照)のフロート部材130及びセンサ部材140が取り付けられている。
The
リザーバタンク1は、図1及び図2に示すように、タンク本体10と、キャップ20とを主に備える。タンク本体10は、合成樹脂材料から内部空間Sを有する箱状に構成され、その内部空間S内にブレーキフルードが貯留されると共に、液面レベル検出装置100のフロート部材130が収納される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
このタンク本体10は、図1及び図2に示すように、液体容器の底部を構成する底板11と、その底板11の縁部から立設され液体容器の側壁を構成する4枚の側板12と、それら各側板12の立設端同士を接続し液体容器の天井を構成する天板13と、底板11から立設される案内筒14とを備え、上面視矩形(図1(a)参照)の直方体状に構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
底板11は、図2に示すように、第1底板11aと、その第1底板11aよりも天板13から離間する方向(図2下方)へ後退して位置する一対の第2底板11bと、これら第1底板11aと第2底板11bとを互いに連結する一対の連結底板11cとを備える。
As shown in FIG. 2, the
ここで、一対の第2底板11bは、図2に示すように、第1底板11aを挟んで位置する。そのため、底板11の底面側(図2下側)には、天板13側へ向けて窪む空間(第1底板11a及び一対の連結底板11cで囲まれた空間)が形成されており、この空間を利用して、液面レベル検出装置100(図4参照)のセンサ部材140が第1底板11aの底面側に配設されている。
Here, as shown in FIG. 2, the pair of
なお、センサ部材140は、一面側(図2上側)が開放された箱状の収納部材21内に収納され、その収納部材21がその一面側を底板11aの裏面で閉封されることで、収納部材21の収納空間内に密閉された状態で収納されている。
The
一対の第2底板11bは、図2に示すように、供給口11b1,11b2を備える。供給口11b1は、リザーバタンク1の内部空間Sとマスターシリンダとの間でオイルフルードを流入・流出させるための開口であり、供給口11b2は、リザーバタンク1の内部空間Sからポンプ(図示せず)へオイルフルードを供給するための開口である。これら各供給口11b1,11b2は、ホースhを介してマスターシリンダ及びポンプと連通されている。
As shown in FIG. 2, the pair of second
天板13は、図2に示すように、注入口13aを備える。注入口13aは、マスターシリンダ1の内部空間Sへブレーキフルードを補充する際に使用される開口であり、図1及び図2に示すように、着脱自在に装着されるキャップ20によって閉栓されている。
The
案内筒14は、液面レベル検出装置100(図4参照)のフロート部材130を案内するための筒状の部材であり、図2に示すように、第1底板11aの表面側から天板13へ向けて立設されている。案内筒14は、その内径が液面レベル検出装置100のフロート部材130の外径よりも若干大きくされており、内周側に収容されたフロート部材130を、液面レベルLの変動時に、センサ部材140へ近接離間する方向へ案内する。
The
なお、案内筒14の基部(第1底板11aとの連結部)には、図2に示すように、複数の連通口14aが開口されており、これら各連通口14aによって、案内筒14の内外が連通されている。これにより、供給口11b1,11b2からマスターシリンダ等へブレーキフルードが流入・流出され、液面レベルLが変動される場合に、その液面レベルLが案内筒14の内外で同等となるように構成されている。
As shown in FIG. 2, a plurality of
フロート部材130は、液面レベル検出装置100(図4参照)の構成要素の一部であり、液面レベルLの変動に伴って案内筒14内で上下動するように構成されている。具体的には、フロート部材130は、図2に示すように、磁石131と、樹脂体132とを備える。
The
磁石131は、磁場(磁力)を発生させる永久磁石であり、樹脂体132内に埋設される。なお、本実施の形態では、磁石131がフェライト磁石から構成されている。但し、他の種類の磁石を採用しても良い。他の磁石としては、例えば、アルニコ磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム磁石などが例示される。
The
樹脂体132は、磁石131の液面に対する位置を一定に保つための浮き(フロート)であり、樹脂材料から円柱状に構成され、磁石131が埋設された状態で、ブレーキフルードに浮かぶように構成されている。なお、樹脂体132の外径は、上述したように、案内筒14の内径よりも若干小さくされており、かかる案内筒14により移動が規制され、上下方向(液面レベルLの変動方向)のみに移動可能とされている。
The
センサ部材140は、液面レベル検出装置100(図4参照)の構成要素の一部であり、液面レベルLの変動に伴って、フロート部材130が上下動する際に、そのフロート部材130との離間間隔が変更される位置(即ち、底板11aの裏面側であって、案内筒14に対応する領域内)に配設されている。ここで、図3を参照して、センサ部材140の詳細構成について説明する。
The
図3(a)は、センサ部材140の上面図であり、図3(b)は、センサ部材140の正面図であり、図3(c)は、図3(a)のIIIc−IIIc線におけるセンサ部材140の断面図である。なお、図3では、ターミナル144を電気的に外部と接続するための接続線が省略されている。
3 (a) is a top view of the
図3に示すように、センサ部材140は、磁性体141と、その磁性体141を収容するボビン142と、そのボビン142に巻回されるコイル143と、そのコイル143に電気的に接続されるターミナル144とを備える。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、磁性体141は、鉄系焼結金属から断面円形の丸棒状に構成され、ボビン142の内周部に内嵌されている。ボビン142は、合成樹脂材料から構成され、磁性体141が内嵌される筒状の胴部と、その胴部から径方向外方へフランジ状に張り出す一対の張出部142a,142bとを備える。
As shown in FIG. 3, the
コイル143は、ボビン142の外周面であって一対の張出部142a,142b間に、等ピッチで複数層に重ねられた状態で巻回されている。よって、巻回密度に疎密処理を施す場合と比較して、精度を緩くすることができると共に工数を減少させることができるので、その分、製品コストの削減を図ることができる。
The
また、このように、コイル143のコイルピッチ(図3(c)上下方向ピッチ)を等ピッチとする構成であれば、巻回密度に疎密処理を施す場合と比較して、疎となる領域を少なくできる分、コイル143の巻回数を効率的に確保することができる。
In addition, in this way, if the coil pitch of the coil 143 (FIG. 3 (c) vertical pitch) is a constant pitch, the sparse region is compared with the case where the winding density is subjected to the sparse / dense processing. Therefore, the number of turns of the
即ち、コイル143の長さ(図3(c)上下方向寸法)が同等であれば、巻回数の増加を図ることができるので、コイル143のインダクタンスを大きくして、その分、コイル143に内包される磁性体141またはフロート部材130の磁石131を小さくすることができる。よって、液面レベルの検出可能量を確保しつつ、液面レベル検出装置100全体としての小型化および軽量化を図ることができる。
That is, if the length of the coil 143 (FIG. 3 (c) vertical dimension) is the same, the number of turns can be increased. Therefore, the inductance of the
また、巻回数の増加により、コイル143のインダクタンスを大きくすることができれば、フロート部材130(図2参照)とセンサ部材140との間の離間距離をより大きくすることができるので、液面レベル検出装置100自体の大型化は抑制しつつ、液面レベルの検出可能量の拡大を図ることができる。
If the inductance of the
一方、巻回数が同等であれば、コイル143の長さ(図3(c)上下方向寸法)を短くすることができるので、液面レベル検出装置100全体としての小型化を図ることができる。よって、液面レベルの検出可能量を確保しつつ、液面レベル検出装置100をより小型の液体容器に適用(搭載)することができる。
On the other hand, if the number of windings is equal, the length of the coil 143 (the vertical dimension in FIG. 3C) can be shortened, so that the liquid
図1及び図2に戻って説明する。上述したように、センサ部材140は、底板11の裏面側に配設されており、本実施の形態では、磁性体141の軸心方向(図3(c)上下方向)を液面レベルLの変化方向(図2上下方向)に一致させている。
Returning to FIG. 1 and FIG. As described above, the
このように構成されたリザーバタンク1によれば、リザーバタンク1内の液面レベルLが変動されると、その変動に追従して、フロート部材130が、案内筒14に案内されつつ、上下方向(図2上下方向)に移動(上下動)される。そして、フロート部材130が上下動されると、その上下動に伴って、フロート部材130とセンサ部材140との間の離間間隔が変更され、フロート部材130の磁石131からセンサ部材140の磁性体141(図3参照)へ加えられる磁力の強さが増減される。その結果、コイル143(図3参照)内の透磁率が増減され、そのインダクタンスが変化される。
According to the
ここで、本実施の形態では、図2に示すように、リザーバタンク1の底部を構成する底板11の裏面側にセンサ部材140を配設する構成である。即ち、リザーバタンク1内にセンサ部材140を配設する構造とする必要がなく、このリザーバタンク1にはフロート部材130のみを配設する構造とされている。その結果、リザーバタンク1の構造を簡素化して、製品コストの削減を図ることができる。
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
また、本実施の形態におけるリザーバタンク1は、上述したように、底板11が、第1底板11aと、その第1底板11aよりも液面(天板13)から後退して位置すると共にブレーキフルードをマスターシリンダ等へ供給する供給口11b1,11b2が開口する一対の第2底板11bとを備え、その第1底板11aの裏面側にセンサ部材140が配設される構成である。
In addition, as described above, the
即ち、センサ部材140よりも低い位置に供給口11b1,11b2を位置させる構成であるので、液面レベルLの低下によりフロート部材130がセンサ部材140に当接して、フロート部材130のそれ以上の移動が不可能となった場合(即ち、液面レベルLの検出が不可能となった場合)でも、液面と供給口11b1,11b2との間に間隔を隔てさせ、供給口11b1,11b2へ空気が混入することを抑制することができる。
That is, since the supply ports 11b1 and 11b2 are positioned lower than the
また、この場合には、液面レベルLが所定位置(警告レベル)まで低下して警告が必要となる領域に、分解能の高い領域を割り当てることができる。即ち、本実施の形態における液面レベル検出装置100では、液面レベルL(フロート部材130とセンサ部材140との離間距離)と検出電圧Vaとの間には反比例の関係が成立する(図5参照)。
In this case, a region with high resolution can be assigned to a region where the liquid level L is lowered to a predetermined position (warning level) and a warning is required. That is, in the liquid
そのため、液面レベルLの低下に伴ってフロート部材130がセンサ部材140へ近づく本実施の形態の場合には、液面レベルLが低下するに従って(即ち、フロート部材130とセンサ部材140との間の離間距離が短くなるに従って)、液面レベルLの単位変動に対する検出電圧Vaの変化を大きくする(即ち、分解能を高くする)ことができる。
Therefore, in the case of the present embodiment in which the
よって、センサ部材140を第2底板11bの裏面側に配設した場合には、分解能が高くなる前の領域(即ち、フロート部材130とセンサ部材140との間の離間距離が大きな状態、例えば、図5のL2)で警告レベル近傍の液面レベルを検出することになるのに対し、本実施の形態のように、センサ部材140を第1底板11aの裏面側に配設する構成であれば、分解能が最も高くなる領域(即ち、フロート部材130とセンサ部材140との間の離間距離が十分小さな状態、例えば、図5のL1)で警告レベル近傍の液面レベルを検出することができる。その結果、分解能の高い位置での検出が可能となる。
Therefore, when the
次いで、図4及び図5を参照して、液面レベル検出装置100の詳細構成について説明する。図4(a)は、液面レベル検出装置100の電気的構成を図示したブロック図であり、図4(b)及び図4(c)は、発振電源151によりコイル143に印加される発振電圧Viの時間変化および信号検出回路152により検出された検出電圧Vaの時間変化をそれぞれ模式的に図示した模式図である。
Next, the detailed configuration of the liquid
なお、図4(a)では、フロート部材130が模式的に図示されている。図4(c)では、発振電圧Viに対応する波形が破線で図示されると共に、コイル143のインダクタンスが変化した場合の2種類の検出電圧Vaが実線S1,S2により図示されている。
In FIG. 4A, the
また、図5は、液面レベルLと検出電圧Vaとの関係を模式的に示した模式図である。なお、液面レベルLは、リザーバタンク1の第2底板11bの表面からブレーキフルードの液面までの距離であり(図2参照)、液面が第2底板11bから離れるほど大きな値となる。また、検出電圧Vaは、信号検出回路152により検出される電圧である。
FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing the relationship between the liquid level L and the detection voltage Va. The liquid level L is a distance from the surface of the
液面レベル検出装置100は、リザーバタンク1内のブレーキフルードの液面レベルLを検出するための装置であり、図4(a)に示すように、フロート部材130と、センサ部材140と、回路装置150とを備え、回路装置150は、センサ部材140のコイル143へ所定の電圧を印加する発振電源151と、その発振電源151により所定の電圧が印加されることでセンサ部材140のコイル143に発生した電圧を検出する信号検出回路152と、抵抗Rとを主に備え、センサ部材140に接続されている。
The liquid
即ち、回路装置150は、図4(a)に示すように、発振電源151の出力端子が、抵抗Rの一端に接続されており、この抵抗Rの他端は、信号検出回路152の検出端子の一方と、センサ部材140のコイル143の一端とに接続されている。また、コイル143の他端は、信号検出回路152の検出端子の他方と、発振電源151のグランド端子とに接続されている。なお、発振電源151のグランド端子は、グランドされている。
4A, the output terminal of the
ここで、発振電源151は、所定周波数の矩形波を発振する電源であり、この発振電源151によって、センサ部材140のコイル143には、図4(b)に示す矩形波形の発振電圧Viが印加される。信号検出回路152は、上述したように、センサ部材140のコイル143と並列に接続されているので、コイル143に発生する電圧を検出することができる。
Here, the
この場合、リザーバタンク1の液面レベルLが変動され、その液面レベルLの変動に追従してフロート部材130が上下動されると、その上下動に伴って、フロート部材130とセンサ部材140との間の離間間隔が変更され、フロート部材130の磁石131からセンサ部材140の磁性体141へ加えられる磁力の強さが増減される。その結果、コイル143内の透磁率が増減され、コイル143のインダクタンスが変更される。
In this case, when the liquid level L of the
具体的には、液面レベルLが低下して、フロート部材130がセンサ部材140へ近づく(フロート部材130が図4(a)矢印D方向へ移動する)と、フロート部材130の磁石131からセンサ部材140の磁性体141へ加えられる磁力が強くなることで、コイル143内の透磁率が小さくなり、コイル143のインダクタンスが小さくなる。
Specifically, when the liquid level L decreases and the
一方、液面レベルLが上昇して、フロート部材130がセンサ部材140から遠ざかる(フロート部材130が図4(a)矢印U方向へ移動する)と、フロート部材130の磁石131からセンサ部材140の磁性体141へ加えられる磁力が弱くなることで、コイル143内の透磁率が大きくなり、コイル143のインダクタンスが大きくなる。
On the other hand, when the liquid level L rises and the
よって、発振電源151からセンサ部材140のコイル143へ矩形波形の発振電圧Vi(図4(b)参照)が印加されると、コイル143のインダクタンスの状態(即ち、液面レベルLの状態)に応じて、コイル143に発生し信号検出回路152により検出される検出電圧Vaの波形が変化される(図4(c)参照)。
Therefore, when a rectangular waveform oscillation voltage Vi (see FIG. 4B) is applied from the
即ち、液面レベルLの低下(フロート部材130のセンサ部材140への近接)により、コイル143のインダクタンスが小さくなる場合、検出電圧Vaは、図4(c)の実線S1で示すように、発振電圧Viに対して、ほぼ追従する波形となる(発振電圧Viとほぼ同じ立ち上がりとなる)。
That is, when the inductance of the
一方、液面レベルLの上昇(フロート部材130のセンサ部材140からの離間)により、コイル143のインダクタンスが大きくなる場合、検出電圧Vaは、図4(c)の実線S2で示すように、発振電圧Viに対して、立ち上がりが更に遅れる。よって、検出電圧Vaは、発振電圧Viのピーク電圧まで緩やかに立ち上がる波形となる。
On the other hand, when the inductance of the
コイル143に発生する電圧(即ち、信号検出回路152により検出される検出電圧Va)と液面レベルLとの関係は、図5に示すように、予め測定により求められているので、信号検出回路152によってコイル143の電圧(時間tにおける検出電圧V1,V2)を検出することで、その検出結果(検出電圧V1,V2)より、図5に示すように、液面レベルL(液面レベルL1,L2)を得ることができる。 Since the relationship between the voltage generated in the coil 143 (that is, the detection voltage Va detected by the signal detection circuit 152) and the liquid level L is obtained in advance as shown in FIG. 5, the signal detection circuit By detecting the voltage of the coil 143 (detection voltages V1, V2 at time t) by the 152, the detection result (detection voltages V1, V2) is used to detect the liquid level L (liquid level L1) as shown in FIG. , L2).
このように、本実施の形態における液面レベル検出装置100では、発振電源151によりセンサ部材140のコイル143へ矩形波形の発振電圧(矩形電圧)を印加する構成であるので、フロート部材130の上下動によるコイル143のインダクタンスの変化の影響を、コイル143に発生する電圧(検出電圧Va)の波形に現出させやすくして、検出精度の向上を図ることができる。
As described above, in the liquid
即ち、インダクタンスが急進な電圧の変化を抑える働きをするため、コイル143へ印加される電圧波形が例えばsin波などの比較的滑らかな波形であると、インダクタンスの変化の影響が検出電圧波形に現出し難く、検出精度の低下を招く。これに対し、コイル143へ印加する電圧が矩形電圧であれば、立ち上がり及び立ち下がりの大きな信号を作ることができるので、インダクタンスの変化の影響を検出電圧波形に現出させやすくして、検出精度の向上を図ることができる。
In other words, if the voltage waveform applied to the
なお、信号検出回路152によるコイル143の検出電圧Vaの検出(即ち、時間tにおける検出)は、発振電源151による発振電圧Viを信号検出回路152により監視し、発振電圧Viの立ち上がりを検出したら、その検出に伴いタイマー回路による計時を開始し、その開始から所定時間が経過したタイミング(時間t)で行われる。
The detection of the detection voltage Va of the
以上のように、本実施の形態における液面レベル検出装置100によれば、液面レベルLの変動に伴って、フロート部材130をセンサ部材140に対して近接離間させ、フロート部材130からセンサ部材140へ印加される外部磁場の印加量を増減させることで、コイル143のインダクタンスを変化させる構成である。
As described above, according to the liquid
よって、コイル内を上下動するフロートの位置変化によってそのコイルのインダクタンスを変化させる従来品のように、コイルの長さをフロートの移動領域(即ち、液面レベルLの変動領域)と同等の長さとする必要がないので、コイルの長さを短くすることができる。また、従来品のように、コイル内にフロートを収容する必要がないので、コイルの巻回直径を小さくすることができる。 Therefore, the length of the coil is equal to the float movement area (ie, the fluctuation area of the liquid level L) as in the conventional product in which the inductance of the coil is changed by changing the position of the float moving up and down in the coil. Since there is no need to do this, the length of the coil can be shortened. In addition, unlike the conventional product, there is no need to accommodate the float in the coil, so that the winding diameter of the coil can be reduced.
その結果、コイル143の長さを短くすることで、コイル143の配線長を短くして、その分、外来ノイズの影響を受け難くすることができる。また、コイル143の長さが短くなると共に巻回直径が小さくなることで、コイル143を小型化して、その分、センサ部材140全体としての小型化を図ることができるので、液面レベル検出装置100を小型の液体容器(リザーバタンク1)に適用(搭載)することができる。
As a result, by shortening the length of the
また、本実施の形態における液面レベル検出装置100によれば、フロート部材130とセンサ部材140とを液面レベルLの変化方向に沿って互いに離間する位置に配設する構成であるので、フロートをコイル内で上下動させる従来品のように、コイル143をブレーキフルードから分離させつつ、そのコイル内でフロートがブレーキフルードに浮かぶ構成とする必要がない。
Further, according to the liquid
即ち、コイル143をリザーバタンク1の内部空間S内に配設する必要がなく、コイル143(センサ部材140)を内部空間Sの外に配設することができるので、液体容器(リザーバタンク1)の構造を簡素化することができる。その結果、リザーバタンク1を成型するための型構造を簡素化して、製造コストの削減を図ることができる。
That is, it is not necessary to arrange the
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。 The present invention has been described above based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It can be easily guessed.
上記実施の形態では、センサ部材140をリザーバタンク1の底板11側に配設する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の位置に配置することは当然可能である。他の位置としては、例えば、天板13側に配設する構成が例示される。
In the above embodiment, the case where the
即ち、本実施の形態では、液面レベルLの低下に伴って、フロート部材130がセンサ部材140へ近づき、両者の離間距離が小さくなる場合を説明したが、これに代えて、液面レベルLの低下に伴って、フロート部材130がセンサ部材140から離れ、両者の離間距離が大きくなるように構成しても良い。この場合でも、液面レベルLの変動に伴って、センサ部材140(コイル143)のインダクタンスを増減させることができるので、上記実施の形態の場合と同様に、発生電圧Vaと液面レベルLとの関係に基づいて、液面レベルLを検出することができる。
That is, in the present embodiment, as the liquid level L decreases, the
上記実施の形態では、磁性体141の軸心方向(図3(c)上下方向)が、液面レベルLの変化方向(即ち、フロート部材130の上下動方向、図2上下方向)に一致する向きで、センサ部材140を配設する場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、センサ部材140の配設方向を他の方向とすることは当然可能である。
In the above-described embodiment, the axial direction (the vertical direction in FIG. 3 (c)) of the
例えば、センサ部材140が、直径(図3(c)左右方向寸法)に比して軸方向(図3(c)上下方向寸法)が長い形状に構成される場合には、磁性体141の軸心方向(図3(c)上下方向)が、液面レベルLの変化方向(即ち、フロート部材130の上下動方向、図2上下方向)に直交する向きで、センサ部材140を配設することが好ましい。これにより、リザーバタンク1全体としての小型化を図ることができる。
For example, when the
上記実施の形態では、本発明の液面レベル検出装置100が液面レベルLを検出する液体容器として、ブレーキフルードが貯留されるリザーバタンク1を例に説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、他の液体容器に本発明を適用することは当然可能である。他の液体容器としては、例えば、自動車用のガソリン、オイル、或いは、冷却水が貯留される液体容器が例示される。
In the embodiment described above, the
1 リザーバタンク(液体容器)
11 底板
11a 第1底板
11b 第2底板
11b1,11b2 供給口
100 液面レベル検出装置
130 フロート部材
131 磁石
140 センサ部材
141 磁性体
143 コイル
150 回路装置(回路手段)
151 発振電源(電圧印加手段)
152 信号検出回路(電圧検出手段)
L 液面レベル
1 Reservoir tank (liquid container)
11 Bottom plate 11a
151 Oscillation power supply (voltage application means)
152 Signal detection circuit (voltage detection means)
L Liquid level
Claims (5)
磁石(131)を有し前記液体容器(1)内の液体に浮くフロート部材(130)と、
磁性体(141)及びその磁性体(141)の外側に巻回されるコイル(143)を有するセンサ部材(140)と、
そのセンサ部材(140)のコイル(143)へ時間変化する電圧を印加する電圧印加手段(151)及び前記センサ部材(140)のコイル(143)に発生する電圧を検出する電圧検出手段(152)を有する回路手段(150)と、を備え、
前記フロート部材(130)及び前記センサ部材(140)は、前記液体容器(1)内の液面レベル(L)の変化方向に沿って互いに離間する位置に配設されており、
前記フロート部材(130)が前記液面レベル(L)の変動に追従して移動されると、前記フロート部材(130)の磁石(131)から前記センサ部材(140)の磁性体(141)へ加えられる磁力の強さが増減され、前記コイル(143)のインダクタンスが変更されることを特徴とする液面レベル検出装置(100)。 In the liquid level detecting device (100) for detecting the liquid level (L) in the liquid container (1) in which the liquid is stored,
A float member (130) having a magnet (131) and floating in the liquid in the liquid container (1);
A sensor member (140) having a magnetic body (141) and a coil (143) wound around the magnetic body (141);
A voltage applying means (151) for applying a time-varying voltage to the coil (143) of the sensor member (140) and a voltage detecting means (152) for detecting a voltage generated in the coil (143) of the sensor member (140). Circuit means (150) comprising:
The float member (130) and the sensor member (140) are disposed at positions separated from each other along the changing direction of the liquid level (L) in the liquid container (1).
When the float member (130) is moved following the fluctuation of the liquid level (L), the magnet (131) of the float member (130) is moved to the magnetic body (141) of the sensor member (140). The liquid level detecting device (100), wherein the applied magnetic force is increased or decreased to change the inductance of the coil (143).
前記センサ部材(140)は、前記第1底板(11a)の裏面側に配設されていることを特徴とする請求項4記載の液面レベル検出装置(100)。 The bottom plate (11) of the liquid container (1) is located at a position lower than the first bottom plate (11a) and the first bottom plate (11a), and supplies the liquid to the outside (11b1). , 11b2) having a second bottom plate (11b) opened,
The liquid level detecting device (100) according to claim 4, wherein the sensor member (140) is disposed on a back surface side of the first bottom plate (11a).
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Legal Events
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Effective date: 20110609 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121113 |
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A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20121114 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20130312 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |