JP2016045125A - 液面検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気検出素子の検出精度を向上させることが出来、かつ液面検出装置としての気密性を向上させることが出来る液面検出装置を提供する。【解決手段】 液面の変動に伴うフロート７の変位に応じて回動するホルダ２と、ホルダ２に固定されホルダ２とともに回動する磁石２ａと、磁石２ａの回動動作に伴う磁力変化を検出する磁気検出素子３と、磁気検出素子３を内蔵する本体部１と、を備えた液面検出装置Ｆにおいて、本体部１は磁気検出素子３を備えた第１樹脂体１１と、この第１樹脂体１１を覆う第２樹脂体１２とからなり、第１樹脂体１１に複数の凹部１１ａを設けたものである。【選択図】 図３

Description

本発明は、磁気を利用して液面を検出する液面検出装置に関する。

従来の液面検出装置は、液面の変動に伴うフロートの変位に応じて回動するホルダと、前記ホルダに固定され前記ホルダとともに回動する磁石と、前記磁石の回動動作に伴う磁力変化を検出する磁気検出素子とを備えた液面検出装置において、前記磁石の回動軸方向において前記磁石を間に挟む第１、第２回動部を前記ホルダに設け、前記磁気検出素子を前記磁石の回動軸方向に前記磁石と対向して配置するとともに前記ホルダの第１回動部を回動可能に支持する第１回動支持部を備えた本体部と、前記本体部に固定されるとともに前記ホルダの第２回動部を回動可能に支持する第２回動支持部を備えたカバーとを備えたものである（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１３−２４２１７４号公報

しかしながら、従来の液面検出装置は、本体部が第１樹脂体と第２樹脂体とで構成されており、端子や磁気変換素子及び電子部品等が実装された第１樹脂体が同材料の樹脂材料からなる第２樹脂体によってインサート成形されてなるものであるが第１樹脂体が所定の厚みを持った樹脂の塊であるため、第１樹脂体自体に成形時にゆがみが発生し易く、変形によって磁気検出素子と磁石との位置関係にばらつきが生じ検出精度が低下するといった問題点があった。また、第１樹脂体に平坦面が多く第２樹脂体との密着性が悪く液体内に配置される液面検出装置としては気密性の点で改良の余地があった。

そこで、本発明は前述の問題点に着目し、磁気検出素子の検出精度を向上させることが出来、かつ液面検出装置としての気密性を向上させることが出来る液面検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、液面の変動に伴うフロートの変位に応じて回動するホルダと、前記ホルダに固定され前記ホルダとともに回動する磁石と、前記磁石の回動動作に伴う磁力変化を検出する磁気検出素子と、前記磁気検出素子を内蔵する本体部と、を備えた液面検出装置において、前記本体部は前記磁気検出素子を備えた第１樹脂体と、この第１樹脂体を覆う第２樹脂体とからなり、前記第１樹脂体に複数の凹部を設けたものである。

以上の構成によって、本発明は、所期の目的を達成することができ、磁気検出素子の検出精度を向上させることが出来、かつ液面検出装置としての気密性を向上させることが出来る液面検出装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態の上面図。 同実施形態の図１中ＩＩ−ＩＩ線の断面図。 同実施形態の第１樹脂体の上面図。 同実施形態の図３中ＩＶ−ＩＶ線の断面図。 同実施形態の第１樹脂体の斜視図。 本発明の第２実施形態の第１樹脂体の要部断面図。

以下に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

本発明の液面検出装置Ｆは、ガソリンなどの液体燃料を貯留する図示しない燃料タンク内に設置されるものである。

液面検出装置Ｆは、本体部１と、ホルダ２と、磁気検出素子３と、カバー４とから主に構成されている。

本体部１は、第１樹脂体１１と第２樹脂体１２とで構成されている。

第１樹脂体１１は、ポリアセタール（以下、ＰＯＭという）等の樹脂材料からなり、複数の端子１ａを一次成形により内蔵している。この端子１ａの第１樹脂体１１から露出した部分に磁気検出素子３と電子部品（ノイズ吸収用のコンデンサや抵抗）５が実装されている。本実施形態では、磁気検出素子３と電子部品５は、リード６によって接続されており、リード６を端子１ａに電気的に接続している。

第１樹脂体１１の表面には、複数の凹部１１ａが設けられている。本実施形態では、複数の凹部１１ａは、縦横に配置されている。凹部１１ａ間には、仕切り壁１１ｅによって仕切られている。本実施形態では、仕切り壁１１ｅの断面形状は、矩形である。なお、複数の凹部１１ａは、第１樹脂体１１の長手方向に対して、４５度傾いて設けられている。複数の凹部１１ａの縦横の配置は、縦横に規則正しく配置されており、方眼紙のような配置である。

複数の凹部１１ａは、全て多角形であり、本実施形態では、正方形である。本実施形態の凹部１１ａの底面の形状も、正方形である。この複数の凹部１１ａは、１片が０．２ｍｍ以上で、深さは０．１ｍｍ以上である。なお、凹部１１ａの形状は、第１樹脂体１１に設けられる場所によって、一部が欠けた形状となっている。複数の凹部１１ａは、その深さが同一である。なお、複数の凹部１１ａの深さは、全て同一である必要はなく、複数の凹部１１ａの幾つかが同一の深さであればよい。

なお、凹部１１ａの形状は、前記実施形態の正方形に限定されるものではなく、他の多角形であってもよい。例えば、長方形、三角形あるいは六角形などであってもよい。合わせて、凹部１１ａの底面の形状も正方形に限定されるものではなく、例えば、長方形、三角形あるいは六角形などであってもよい。

複数の凹部１１ａは、図４に示すように、第１樹脂体１１の表面と裏面の両面に設けられている。

また、複数の凹部１１ａは、磁気検出素子３の周囲に設けられている。

また、第１樹脂体１１は、凹部１１ａが形成されている領域が、第１の領域１１ｃ、第２の領域１１ｄの２つの領域に区分けされており、第１の領域１１ｃが、第２の領域１１ｄより低い位置に設けられており、第１の領域１１ｃに磁気検出素子３が配設され、第１の領域１１ｃの両側が、壁部１１ｂを介して第２の領域１１ｄに連なっている。

肉厚の薄い第１の領域１１ｃの両側に肉厚の厚い第２の領域１１ｄを設けることによって、第１樹脂体１１の変形を抑制することができる。なお、本実施形態では、第１の領域１１ｃと第２の領域１１ｄの２つを設けたが、例えば、領域を３つ以上に区分けしてもよい。

端子１ａに磁気検出素子３や電子部品５を実装した第１樹脂体１１を、第１樹脂体１１と同材料の樹脂材料からなる第２樹脂体１２によってインサート成形し、本体部１が形成される。第１樹脂体１１は、第２樹脂体１２によって覆われている。なお、第１樹脂体１１は、端子１ａ、磁気検出素子３、電子部品５とともに、第２樹脂体１２により気密的に封止される。そして、凹部１１ａによって第１樹脂体１１の表面積が増え、第１樹脂体１１と第２樹脂体２２の密着性が向上する。

本体部１は、ホルダ２が回動可能に支持される第１回動支持部１ｂを備えている。この第１回動支持部１ｂは、第２樹脂体１２に一体に形成されている。第１回動支持部１ｂは、円柱形状をしており、ホルダ２側に突出している。円柱形状の第１回動支持部１ｂは、ホルダ２の回動軸方向に対して垂直方向の断面形状が円形の摺動面を備えている。第１回動支持部１ｂの回動軸上の本体部１内には、磁気検出素子３の磁気検出面３ａが、ホルダ２の回転軸方向に対して垂直方向となるように配置されている。

また、本体部１の裏面（ホルダ２を設けた側とは反対）側に、例えば、燃料ポンプや取付ステーなどに取り付ける位置を定める位置決めボス１ｃを備え、本体部１の側面に、前記燃料ポンプや取付ステーなどに取り付けるフック１ｄを備えている。位置決めボス１ｃ、フック１ｄともに第２樹脂体１２に一体に形成されている。

本体部１の製造方法は、複数の端子１ａを一次成形により第１樹脂体１１にインサート形成し、インサート形成された端子１ａに磁気検出素子３、電子部品５を抵抗溶接、あるいは半田付けし、さらに第１樹脂体１１を第２樹脂体１２で二次形成するものであり、上記の製造方法によって、本体部１が完成する。

ホルダ２は、ＰＯＭ等の樹脂材料からなり、磁石２ａがインサート成形によって固定され、ホルダ２とともに回動する。なお、磁石２ａは、その一部がホルダ２から露出している。

磁石２ａは、例えば、ネオジム−フェライト材料などからなり、その形状は、ホルダ２の回動軸を中心とした円柱形状である。磁石２ａの着磁は、本実施形態では、２極着磁である。

ホルダ２は、液面の変動に伴うフロート７の変位に応じて回動するものであり、ホルダ２にフロート７の変位を伝達するフロートアーム８が固定されている。

ホルダ２には、磁石２ａを保持する保持部２ｂ４が設けられている。

保持部２ｂ４は、円筒形状であり、その下側が磁石２ａの外形より小さくなるように窄まっており、磁石２ａが露出する第１孔２ｂ５を備えている。

また、ホルダ２には、第１回動部２ｂ２が設けられている。

第１回動部２ｂ２は、保持部２ｂ４の下側に設けられている。第１回動部２ｂ２は、円筒形状をしており、第１回動部２ｂ２に第１孔２ｂ５が設けられている。第１回動部２ｂ２は、円筒形状の第１孔２ｂ５の内周面の一部が、本体部１の第１回動支持部１ｂの円柱形状の外周の摺動面と摺動する摺動受面となり、ホルダ２を回動可能に支持するものである。

また、ホルダ２には、第２回動部２ｂ３が設けられている。

第２回動部２ｂ３は、円柱形状をしている。第２回動部２ｂ３は、磁石２ａの回転軸方向において、磁石２ａを間に挟んで、第１回動部２ｂ２の上方に位置している。第１回動部２ｂ２と第２回動部２ｂ３の中心軸は、同一軸上であり、また、この同軸上に、磁石２ａの回転軸も位置している。第２回動部２ｂ３は、磁石２ａの回動軸方向に対して垂直方向の断面形状が円形の外周が摺動面である。

ホルダ２は、本体部１の第１回動支持部１ｂに第１回動部２ｂ２を嵌合させると、ホルダ２の磁石２ａが、磁気検出素子３の磁気検出面３ａに対向するように配置され、ホルダ２の回動動作に伴う磁石２ａの磁極変化を磁気検出素子３によって検出することができる。また、本体部１とホルダ２とを同じ樹脂材によって構成することで、ホルダ２の摺動性を向上させている。

磁気検出素子３は、例えば、ホールＩＣからなり、磁石２ａの回動動作に伴う磁力変化を検出するものである。磁気検出素子３は、電子部品５とともに、リード６を端子１ａにレーザ溶接や抵抗溶接によって電気的に固定されている。磁気検出素子３は、本体部１に内蔵されている。また、磁気検出素子３は、端子１ａに電気的に接続されたリード線９によって、電源供給や検出信号の伝達が行われる。

カバー４は、ＰＯＭ等の樹脂材料からなる。カバー４は、本体部１に固定され、ホルダ２の脱落を防止するものである。カバー４は、第２回動支持部４ａと、基部４ｂと、天板部４ｃと、第１、第２壁部４ｄ、４ｅとを備えている。

カバー４は、基部４ｂ、天板部４ｃ、第１、第２壁部４ｄ、４ｅとで、柄杓を上下反転した形状である。

第２回動支持部４ａは、天板部４ｃに設けられている。第２回動支持部４ａは、円筒形状をしており、その内周面が、第２回動部２ｂ３の外周の摺動面と摺動する摺動受面である。第２回動支持部４ａは、第２回動部２ｂ３を回動可能に支持する。

基部４ｂは、図２で示すように、カバー４は本体部１と接していないが、本体部１の図示しない箇所に固定されている。なお、基部４ｂと本体部１との固定は、レーザ溶着などの適宜手段によって、行われる。

天板部４ｃは、平板の円盤形状であり、この天板部４ｃの中央に、第２回動支持部４ａを備えている。

第１、第２壁部４ｄ、４ｅは、分断されており、液面検出装置Ｆを上側から視認すると、円弧形状をしている。第１、第２壁部４ｄ、４ｅが分断されている部分からフロートアーム８が露出しており、第１、第２壁部４ｄ、４ｅがフロートアーム８の回動範囲を規制するストッパの機能を果たしている。なお、第１壁部４ｄの下端が、図示していないが、レーザ溶着などで適宜手段によって、本体部１に固定されている。

以上のように、液面の変動に伴うフロート７の変位に応じて回動するホルダ２と、前記ホルダ２に固定され前記ホルダ２とともに回動する磁石２ａと、前記磁石２ａの回動動作に伴う磁力変化を検出する磁気検出素子３と、前記磁気検出素子３を内蔵する本体部１と、を備えた液面検出装置Ｆにおいて、前記本体部１は前記磁気検出素子３を備えた第１樹脂体１１と、この第１樹脂体１１を覆う第２樹脂体１２とからなり、前記第１樹脂体１１に複数の凹部１１ａを設けたことによって、第１受胎対１１の樹脂量を減らすことができ、第１樹脂体１１の成形時のゆがみの発生を抑え、変形による磁気検出素子３と磁石２ａとの位置関係にばらつきを抑え、検出精度の低下を抑制することができる。また、第１樹脂体１１と第２樹脂体１２との密着性が向上し、第１樹脂体１１と第２樹脂体１２との気密性が向上する。

また、複数の凹部１１ａを縦横に配置したことによって、第１樹脂体１１を成形する金型の形状が簡単で、金型を製造するコストを抑えることができる。

また、複数の凹部１１ａの幾つかは、その深さを同一としたことによって、第２樹脂体１２が複数の凹部１１ａに同等に樹脂が回りこむことができ、第１樹脂体１１と第２樹脂体１２との気密性が向上する。

また、複数の凹部１１ａを磁気検出素子３の周囲に設けたことによって、第１樹脂体１１と第２樹脂体１２との間に浸入する燃料が磁気検出素子３へ到達することを抑えることができる。

また、凹部１１ａの底面の形状を矩形としたことによって、第１樹脂体１１を成形する金型の形状が簡単で、金型を製造するコストを抑えることができる。

また、凹部１１ａの底面の形状を正方形としたことによって、第１樹脂体１１を成形する金型の形状が簡単で、金型を製造するコストを抑えることができる。

また、第１樹脂体１は、凹部１１ａが形成されている領域が少なくても２つの領域に区分けされており、第１の領域１１ｃが第２の領域１１ｄより低い位置に設けられており、第１の領域１１ｃに磁気検出素子３が配設され、第１の領域１１ｃの両側が壁部１１ｂを介して第２の領域１１ｄに連なっていることによって、壁部１１ｂによって第１樹脂体１１の両側を補強できるため、第１樹脂体１１の変形をより抑制することができる。

以上の説明は、本発明を例示するものであって、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更、変形が可能であることは言うまでもない。

第１実施形態では、凹部１１ａ間に設けられる仕切り壁１１ｅの断面形状が、矩形であったが、例えば、図６で示すように、仕切り壁１１ｆの断面形状を三角形としたものでもよい。特に、仕切り壁１１ｆの断面形状の頂点の角度を６０度以下とすることで、第１樹脂体１１が第２樹脂体１２によってインサート成形する際に、高温の第２樹脂体１２によって、第１樹脂体１１の仕切り壁１１ｆの頂点部分が溶けて、第１樹脂体１１と第２樹脂体１２が一体となり、第１樹脂体１１と第２樹脂体２２の密着性が向上する。

また、凹部１１ａを第１樹脂体１１に設ける位置によっては、凹部１１ａの形状を全て同じにできない場合は、凹部１１ａと凹部１１ａを仕切る仕切り壁の厚みを均一にすれば、第１樹脂体１１にひけや変形が起こることはないため、凹部１１ａの形状を変更しても構わない。

本発明は、磁気検出素子を樹脂成形によって覆う液面検出装置に利用可能である。

Ｆ 液面検出装置
１ 本体部
１ａ 端子
１ｂ 第１回動支持部
１ｃ ボス部
１ｄ フック
２ ホルダ
２ａ 磁石
２ｂ２ 第１回動部
２ｂ３ 第２回動部
２ｂ４ 保持部
２ｂ５ 第１孔
３ 磁気検出素子
４ カバー
４ａ 第２回動支持部
４ｂ 基部
４ｃ 天板部
４ｄ 第１壁部
４ｅ 第２壁部
５ 電子部品
６ リード
７ フロート
８ フロートアーム
９ リード線
１１ 第１樹脂体
１１ａ 凹部
１１ｂ 壁部
１１ｃ 第１の領域
１１ｄ 第２の領域
１１ｅ、１１ｆ 仕切り壁
１２ 第２樹脂体

Claims (8)

1. 液面の変動に伴うフロートの変位に応じて回動するホルダと、前記ホルダに固定され前記ホルダとともに回動する磁石と、前記磁石の回動動作に伴う磁力変化を検出する磁気検出素子と、前記磁気検出素子を内蔵する本体部と、を備えた液面検出装置において、前記本体部は前記磁気検出素子を備えた第１樹脂体と、この第１樹脂体を覆う第２樹脂体とからなり、前記第１樹脂体に複数の凹部を設けたことを特徴とする液面検出装置。
2. 前記複数の凹部を縦横に配置したことを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
3. 前記複数の凹部の幾つかは、その深さが同一であることを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
4. 前記複数の凹部を前記磁気検出素子の周囲に設けたことを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
5. 前記凹部と凹部との間に設けた仕切り壁の断面形状が三角形であることを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
6. 前記凹部の底面の形状が矩形であることを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
7. 前記凹部の底面の形状が正方形であることを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
8. 前記本体部は、前記凹部が形成されている領域が少なくても２つの領域に区分けされており、第１の領域が第２の領域より低い位置に設けられており、前記第１の領域に前記磁気検出素子が配設され、前記第１の領域の両側が壁部を介して前記第２の領域に連なっていることを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
   
   

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