JP2010139409A - Liquid level sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液面のレベルを検出する液面レベルセンサに関する。 The present invention relates to a liquid level sensor that detects a level of a liquid level.
液面レベルセンサとしては、例えば、自動車の燃料タンク内の燃料の液面のレベルを検出するものが知られている(特許文献1参照。)。この液面レベルセンサは、フレームと、フレームに回転可能に支持され、フレームから突出する部位を有し、かつ、リング状のマグネットが収容されるホルダと、マグネットに対向してフレームに固定され、マグネットの回転位相を磁束密度の変化により検出するホール素子と、ホルダに設けられた取付部に一端が取り付けられたフロートアームと、フロートアームの他端に取り付けられた液面に浮かぶフロートとを備えて形成されている。この液面レベルセンサによれば、液面が変化してフロートが上下動すると、フロートアームが揺動してホルダを介してマグネットが回転する。これにより、ホール素子を通過する磁力線の磁束密度が変化して、マグネットの回転位相、すなわち、フロートの位置(液面レベル)が検出される。 As a liquid level sensor, for example, a sensor that detects the level of the liquid level in a fuel tank of an automobile is known (see Patent Document 1). This liquid level sensor has a frame, a holder rotatably supported by the frame, a part protruding from the frame, and a holder for accommodating a ring-shaped magnet, and is fixed to the frame facing the magnet, A hall element that detects the rotational phase of the magnet by a change in magnetic flux density, a float arm having one end attached to a mounting portion provided on the holder, and a float that floats on the liquid surface attached to the other end of the float arm. Is formed. According to this liquid level sensor, when the liquid level changes and the float moves up and down, the float arm swings and the magnet rotates through the holder. As a result, the magnetic flux density of the magnetic field lines passing through the Hall element changes, and the rotational phase of the magnet, that is, the float position (liquid level) is detected.
ここで、液面レベルセンサは、燃料ポンプモジュールの外面に取り付けて燃料タンク内に設置される場合がある。燃料ポンプモジュールは、燃料をエンジンへ送出する燃料ポンプと燃料フィルタとプレッシャレギュレータ等を備えて構成される。このように構成された燃料ポンプモジュールと液面レベルセンサを燃料タンク内に設置する場合、燃料タンクの上壁に設けられた挿入口から手作業で挿入して所定の位置に固定される。 Here, the liquid level sensor may be installed on the outer surface of the fuel pump module and installed in the fuel tank. The fuel pump module includes a fuel pump that sends fuel to the engine, a fuel filter, a pressure regulator, and the like. When the fuel pump module and the liquid level sensor configured as described above are installed in the fuel tank, the fuel pump module and the liquid level sensor are manually inserted from an insertion port provided on the upper wall of the fuel tank and fixed at a predetermined position.
ところで、液面レベルセンサが取り付けられた燃料ポンプモジュールを燃料タンク内に挿入するとき、挿入口は一般に小さいことから、挿入口の縁部にぶつからないようにフロートとフロートアームから注意深く挿入口に挿入する。しかし、作業者が挿入口の縁部にぶつからないように注意しても、燃料ポンプモジュールから突出しているホルダを誤って挿入口の縁部にぶつけてしまうおそれがある。これにより、ホルダが損傷すると、液面レベルセンサの機能が損なわれることになる。 By the way, when inserting a fuel pump module with a liquid level sensor into the fuel tank, the insertion port is generally small, so insert it carefully into the insertion port from the float and float arm so that it does not hit the edge of the insertion port. To do. However, even if the operator is careful not to hit the edge of the insertion port, the holder protruding from the fuel pump module may accidentally hit the edge of the insertion port. Thereby, when a holder is damaged, the function of a liquid level sensor will be impaired.
本発明が解決しようとする課題は、燃料タンクに設けられた挿入口の縁部に液面レベルセンサのホルダがぶつかって損傷するのを低減することにある。 The problem to be solved by the present invention is to reduce the damage of the holder of the liquid level sensor which hits the edge of the insertion port provided in the fuel tank.
前記課題を解決するため、本発明は、フレームと、前記フレームに回転可能に支持され、前記フレームから突出する部位を有し、かつ、リング状のマグネットが収容されるホルダと、前記マグネットに対向して前記フレームに固定され、前記マグネットの回転位相を磁束密度の変化により検出する磁気検出素子と、前記ホルダに設けられた取付部に一端が取り付けられたアームと、前記アームの他端に取り付けられた液面に浮かぶフロートとを備え、前記フロートの上下動により前記アームが揺動して前記ホルダを回転させるように構成した液面レベルセンサであって、前記フレームは、前記ホルダの外周よりも前記フロート側で、かつ、前記アームの揺動範囲外に配置された突部材を有し、前記突部材は、前記フレームから突出する高さが前記ホルダよりも高く形成されている液面レベルセンサである。 In order to solve the above problems, the present invention provides a frame, a holder that is rotatably supported by the frame, protrudes from the frame, and that accommodates a ring-shaped magnet, and is opposed to the magnet. And a magnetism detecting element that is fixed to the frame and detects the rotational phase of the magnet by a change in magnetic flux density, an arm having one end attached to an attaching portion provided in the holder, and attached to the other end of the arm A float that floats on the liquid level, and is configured to rotate the holder by the vertical movement of the float, and the frame rotates from the outer periphery of the holder. Has a protruding member disposed on the float side and outside the swing range of the arm, and the protruding member has a height protruding from the frame. Serial is a liquid level sensor, which is higher than the holder.
このように構成される液面レベルセンサを燃料ポンプモジュールの外面に突出した状態で取り付け、燃料ポンプの挿入口にフロート側から挿入する。このとき、ホルダよりも高い突部材がフロート側に設けられているから、ホルダが挿入口の縁部にぶつかる前に突部材がぶつかることになる。これにより、作業者はホルダが挿入口の縁部にぶつからないように注意喚起されるので、燃料タンクに設けられた挿入口の縁部に液面レベルセンサのホルダがぶつかって損傷するのを低減できる。 The liquid level sensor configured as described above is attached in a state of protruding from the outer surface of the fuel pump module, and is inserted into the insertion port of the fuel pump from the float side. At this time, since the projecting member higher than the holder is provided on the float side, the projecting member collides before the holder collides with the edge of the insertion port. As a result, the operator is alerted so that the holder does not hit the edge of the insertion port, so the liquid level sensor holder is prevented from colliding with the edge of the insertion port provided in the fuel tank and being damaged. it can.
この場合において、突部材のフロート側に傾斜面を設け、この傾斜面をホルダと離れるに連れて高さが低くなるように形成することができる。また、ホルダの回動範囲を規制する規制機構を設け、突部材を、規制機構によってホルダの回転位置がフロートが最も低い位置に対応する位置で規制されたとき、フロートアームが当たる位置に形成することができる。 In this case, an inclined surface can be provided on the float side of the projecting member, and the inclined surface can be formed such that the height decreases as the distance from the holder increases. Also, a restriction mechanism for restricting the rotation range of the holder is provided, and the protruding member is formed at a position where the float arm hits when the rotation position of the holder is restricted by the restriction mechanism at a position corresponding to the position where the float is lowest. be able to.
本発明によれば、燃料タンクに設けられた挿入口の縁部に液面レベルセンサのホルダがぶつかって損傷するのを低減できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can reduce that the holder of a liquid level sensor collides with the edge part of the insertion port provided in the fuel tank, and is damaged.
以下、本発明に係る液面レベルセンサの一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
図1は本発明に係る一実施形態の液面レベルセンサの分解斜視図である。図2は本実施形態の液面レベルセンサの主要部の断面図である。図3は本実施形態の液面レベルセンサを裏面からみた分解斜視図である。
Hereinafter, an embodiment of a liquid level sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view of a liquid level sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the liquid level sensor of this embodiment. FIG. 3 is an exploded perspective view of the liquid level sensor according to the present embodiment as viewed from the back side.
図1〜図3に示すように、フレーム2は、ベースフレーム21と支持フレーム22から構成され、合成樹脂材料等で図示例では上下方向の長さが長い扁平な略直方体状に形成されている。支持フレーム22は、ベースフレーム21の表面21aから浮いて空間24をあけて設けられ、上端と下端をそれぞれベースフレーム2に固定して形成されている。支持フレーム22の中央部には、ホルダ孔25が設けられている。ホルダ孔25には、周方向に例えば等間隔をおいて複数(図示例では3つ)の切込み26が設けられている。支持フレーム22のホルダ孔25の周縁に沿う表面22aには、第1ストッパ41と第2ストッパ42とが間隔を空けて設けられている。第1ストッパ41及び第2ストッパ42は、ホルダ孔25の接線方向の断面が三角形状に形成され、上端側は垂直面41a、42aに形成され、下端側は傾斜面41b、42bに形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
一方、ホルダ孔25と同軸に、ベースフレーム21の中央部から突出する円柱状の支軸23が設けられ、支軸23の先端はホルダ孔25よりも突出させて設けられている。支軸23には、磁気検出素子であるホール素子4が埋設され、ホール素子4は、ベースフレーム21に埋設されているリードフレーム18に電気的に接続されている。また、ベースフレーム21には、リードフレーム18のターミナル(図示せず)が突出されたコネクタ部28が設けられている。
On the other hand, a
ホルダ3は、合成樹脂材料で円筒状の一方の開口を閉塞したカップ状に形成され、円筒状の外枠31と、外枠31内で同軸で底面3aに一体的に設けられた内筒32とからなる。内筒32の外周には、軸方向に延在する複数(図示例では3つ)の断面三角形状の突起33が周方向に等間隔で設けられている。外枠31の外周には、ホルダ孔25の切込み26に対応させて、かつ、切込み26に挿入可能な形状の複数(図示例では3つ)の突片36が設けられている。外枠31の外周には規制部43と規制部材44とが設けられている。規制部材44は、ホルダ3の外周の接線方向に延びる弾性部材からなるアーム45と、アーム45の先端に設けられた突起46とから構成されている。アーム45の基端は、ホルダ3に固定されている。突起46は、ホルダ3の開口面側に膨らませた突部を有し、その突部にアーム45の基端に向けて傾斜面46bが形成されている。外枠31の内周には、係合溝34が設けられている。また、外枠31には、開口に臨ませてマグネット5の軸方向の抜け止め用の爪部材35が複数(図示例では2つ)設けられている。マグネット5の外周には、ホルダ3の係合溝34と係合する突状部5aが設けられている。マグネット5は、リング状に形成され、周方向に2極に分けて着磁されている。
The
このように構成されたホルダ3は、マグネット5が固定された内筒32をフレーム2の支軸23に装着して、フレーム2に対して回転可能に支持されるようになっている。ホルダ3にマグネット5を固定するには、マグネット5の内周面を内筒32の外周面に圧入する。このとき、内筒32の外周の突起33によってマグネット5の軸心が内筒32の軸心に合せられる。かつ、ホルダ3の係合溝34とマグネット5の突状部5aとの係合によりホルダ3に対するマグネット5の周方向の位置決めが行われる。さらに、爪部材35によってマグネット5の軸方向の抜けが防止される。
The
ホルダ3は、各突片36を所定の切込み26にそれぞれ対応させてホルダ3を保持し、ホルダ3をフレーム2のホルダ孔25に挿入し、支軸23に装着する。このとき、ホルダ3の規制部材44の突起46を第2ストッパ42の位置よりも時計回りで進めた位置で挿入する。その状態から、ホルダ3を反時計回りに回転させ、規制アーム45が弾性変形して突起46が第2ストッパ42を乗り越えるまで回す。これにより、各突片36がホルダ孔25の縁部に引っ掛かってホルダ3がフレーム2から抜け出るのを防止できる。また、ホルダ3は、フレーム2から一部が突出した状態で支軸23回りに回動自由に支持される。この回動範囲は、規制部43が第2ストッパ42の垂直面42aに当たる位置と、規制部材44の突起46が第1ストッパ41の垂直面41aに当たる位置までの所定の範囲、すなわち、回動規制範囲に設定される。なお、ホルダ3の回動をスムーズに行うため、ホルダ3の外枠31がベースフレーム21に接触しないように、内筒32の開口端面32aが外枠31の開口端面31aより突出して形成されている。また、支軸23の軸方向の長さは、内筒32の軸方向の長さよりも短く形成されている。
The
また、ホルダ3は、フロートアーム6の一端が嵌合状態で取り付けられて固定される取付部60を有している。取付部60は、フロートアーム6の一端が挿入される図示例では2つの貫通孔61、62と、フロートアーム6をガイドするガイド溝63と、フロートアーム6を係合して保持する係合部64とから構成されている。
Further, the
フロートアーム6は、例えば、非磁性体であるステンレス鋼等の金属製の丸棒で形成されている。フロートアーム6の他端には、抜止部材7aによってフロート7が抜けることなく取り付けられている。フロート7は、液体(例えば燃料)の液面に浮かぶように、例えば、合成樹脂製の略直方体状のものが用いられる。フロートアーム6は、図示例では両端近傍と略中央部の3箇所で所定の方向にそれぞれ直角に曲がった形状で、液面が上下に変位してフロート7の上下動によりフロートアーム6が揺動してホルダ3を回転させるように形成されている。例えば、フロートアーム6は、図示するように、フロート7がホルダ3の下方でなく右斜め前方の下方に突出させて配置されるように形成されている。
The
これにより、フロート7の上下動の規制範囲、すなわち、フレーム2に対するホルダ3の回動規制範囲は、燃料が満タン(FULL)の状態を示すF点と空(EMPTY)の状態を示すE点の間で行われるように設定されている。つまり、フロート7が最も高い位置であるF点のとき、ホルダ3の規制部材44の突起46がフレーム2の第1ストッパ41の垂直面41aに当たってフロート7の上方への移動が規制される。一方、フロート7が最も低い位置であるE点のとき、ホルダ3の規制部43がフレーム2の第2ストッパ42の垂直面42aに当たってフロート7の下方への移動が規制されるように設定されている。このように、規制部材44と第1ストッパ41と規制部43と第2ストッパ42とで規制機構が構成され、この規制機構は、フレーム2に対するホルダ3の回動範囲を規制してフロート7の上下動を規制するものである。
As a result, the vertical movement restriction range of the
液面が変化してフロート7が上下動すると、フロートアーム6が揺動してホール素子4が埋設されている支軸23を軸にホルダ3を介してマグネット5が回動し、ホール素子4を通過する磁力線の磁束密度が変化する。これにより、マグネット5の回転位相、すなわち、フロート7の位置(液面レベル)を検出できる。
When the liquid level changes and the
次に、本実施形態の特徴部を説明する。
フレーム2は、表面から突出する突部材8を有している。突部材8は、ホルダ3の外周よりもフロート7側、図示例ではベースフレーム21の下方であってフロートアーム6の揺動範囲外の右側の側部近傍に設けられている。突部材8は、フレーム2の長手方向である上下方向に延在する三角形平板状で、ベースフレーム21の側端面に面合わせして形成されている。突部材8のフレーム2から突出する高さは、ホルダ3がフレーム2から突出する高さよりも高く形成されている。また、突部材8のフロート7側である下方は、傾斜面8aに形成され、この傾斜面8aは、ホルダ3と離れるに連れて高さが低く形成されている。また、突部材8は、ホルダ3の回転位置がフロート7が最も低い位置に対応する位置で規制されたとき、フロートアーム6が当たる位置に形成されていることが好ましい。
Next, the characteristic part of this embodiment is demonstrated.
The
このように構成された液面レベルセンサ1は、図4に示すように、例えば、自動車の燃料タンク10内の燃料の液面のレベルを検出する場合、燃料ポンプモジュール12の外面に取り付けて燃料タンク10内に設置される。なお、図4は本実施形態の液面レベルセンサ1を燃料タンク10内に挿入する途中の状態を示す図で、分かりやすいように、燃料タンクを断面図で、液面レベルセンサと燃料ポンプモジュールとを側面図で表している。燃料ポンプモジュール12は、燃料タンク10内の燃料をエンジンへ送出する燃料ポンプと、燃料フィルタと、燃料の送出圧力を一定に調圧するプレッシャレギュレータ等を備えて構成される。燃料ポンプモジュール12の外面の所定の位置に液面レベルセンサ1が取り付けられる。これらの燃料ポンプモジュール12と液面レベルセンサ1を燃料タンク10内に設置する場合、燃料タンク10の上壁10aに設けられた挿入口11から手作業で挿入して所定の位置に固定される。
As shown in FIG. 4, the
液面レベルセンサ1を挿入口11に挿入するとき、挿入口11が一般に小さいので、挿入口11の縁部にぶつからないようにフロート7及びフロートアーム6を先に挿入してから、液面レベルセンサ1の本体部と燃料ポンプモジュール12を挿入する。このとき、作業者はホルダ3が挿入口11の縁部にぶつからないように十分注意して挿入する。しかし、誤ってホルダ3を縁部にぶつけてしまうと、ホルダ3内のマグネット5等のアライメントがずれて液面レベルセンサ1の機能が損なわれる。そこで、本実施形態では、ホルダ3よりも高い突部材8がフレーム2のフロート7側すなわち下方に設けられているから、取付部60等を有するホルダ3ではなく突部材8が先にぶつかる。これにより、作業者はホルダ3が挿入口11の縁部にぶつからないように注意喚起されるので、燃料タンク10に設けられた挿入口11の縁部に液面レベルセンサ1の取付部60等を有するホルダ3がぶつかって損傷するのを低減できる。つまり、突部材8がホルダ3の保護部材として機能する。
When the
また、突部材8が挿入口11の縁部にぶつかる箇所は、フロート7側の傾斜面8aであるため、その傾斜面8aによって液面レベルセンサ1が挿入口11の縁部から離れる方向に案内されるので、一層ホルダ3が挿入口11の縁部にぶつからないように挿入されることになる。したがって、取付部60等を有するホルダ3がぶつかって損傷するのを一層低減できる。
Further, the location where the projecting
また、フロート7は、最も低い位置に吊り下げられた状態のとき、ホルダ3の規制部43がフレーム2の第2ストッパ42の垂直面42aに当たって設定された方向にのみホルダ3が回転するように規制されている。また、フロート7は、ホルダ3の下方でなく右斜め前方の下方に突出させて配置されている。このため、フロート7を挿入口11に挿入するとき、燃料ポンプモジュール12を燃料タンク10の上壁10aに対して傾けて挿入し、フロート7を挿入しながら燃料ポンプモジュール12を上壁10aに対して徐々に起立するように移動させるので、十分注意しても、誤ってフロート7を縁部にぶつけてしまうことがある。また、フロート7を挿入口11を通過させた後に燃料ポンプモジュール12を起立するように移動させるとき、フロート7を挿入口11近傍の上壁内面10bにぶつけてしまうことがある。フロート7が縁部や上壁内面10bにぶつかると、フロートアーム6を介してホルダ3に力が加わる。ホルダ3が回動し得る方向に力が加わればホルダ3が回転する。しかし、ホルダ3の回転が規制されている方向に力がフロートアーム6に加わると、フロートアーム6が変形したりフロートアーム6を固定するホルダ3の取付部60が損傷したりするおそれがある。
Further, when the
また、燃料タンク10の側壁10cが挿入口11の近くに設けられていたり、燃料タンク10の底壁が挿入するフロート7の近くに設けられていたりすると、フロート7の挿入時、フロート7が側壁10cや底壁にぶつかることもある。
Further, when the
そこで、本実施形態では、突部材8が、ホルダ3の回転位置がフロート7が最も低い位置に対応する位置で規制されたとき、フロートアーム6が当たる位置に形成されているから、突部材8がフロートアーム6を押えるように機能するので、余分な力がフロートアーム6や取付部60に加わらず、フロートアーム6の変形したり、取付部60が損傷したりするおそれがない。
Therefore, in the present embodiment, the protruding
なお、本実施形態では、突部材8をホルダの外周よりも下方に設けたが、ホルダ3の外周よりも下方であってフロートアーム6の揺動範囲外に高さがホルダ3よりも高く形成されている部位を有していれば、突部材8の形状は特に限定されない。例えば、突部材をホルダ3を覆う枠状に形成したり、ホルダ3の上方等を覆う門型に形成したりしてもよい。しかし、その場合、ホルダ3の組付けが煩雑になること、または、ホルダ3の回転やフロートアーム6の揺動を考慮すると、大型になったり構造が複雑になったりすることから、本実施形態の形状が好ましい。また、突部材8は、フレーム2に一体的に形成したが、別部材で形成してフレームに取り付けるようにしてもよいが、製造工数がかかるので好ましくない。
In the present embodiment, the projecting
また、ホール素子4を支軸23内に埋設したが、これに限定されず、マグネットの外周に配置してもよいし、また、マグネットの一方の軸方向の端面に対向させて配置してもよい。また、ホール素子は、磁気検出素子の一例として用いたが、これに限定されず、他の磁気検出素子、例えば、ホールIC等を用いてもよい。
Further, the
1 液面レベルセンサ
2 フレーム
3 ホルダ
4 ホール素子(磁気検出素子)
5 マグネット
6 アーム
7 フロート
8 突部材
8a 傾斜面
10 燃料タンク
11 挿入口
12 燃料ポンプモジュール
1
5
Claims (3)
前記フレームは、前記ホルダの外周よりも前記フロート側で、かつ、前記フロートアームの揺動範囲外に配置された突部材を有し、前記突部材は、前記フレームから突出する高さが前記ホルダよりも高く形成されている液面レベルセンサ。 A frame, a holder rotatably supported by the frame, having a portion projecting from the frame, and housing a ring-shaped magnet; fixed to the frame facing the magnet; A magnetic detection element that detects a rotational phase based on a change in magnetic flux density, a float arm having one end attached to a mounting portion provided on the holder, and a float floating on a liquid surface attached to the other end of the float arm. A liquid level sensor configured to rotate the holder by swinging the float arm by the vertical movement of the float,
The frame has a projecting member disposed on the float side of the outer periphery of the holder and outside the swinging range of the float arm, and the projecting member has a height that projects from the frame to the holder. Liquid level sensor that is formed higher than.
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