JP2017075876A - Liquid level detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、容器に貯留された液体の液面レベルを検出する液面検出装置に関する。 The present invention relates to a liquid level detection device that detects a liquid level of a liquid stored in a container.
従来、容器に貯留された液体の液面レベルを検出する液面検出装置が知られている。特許文献1に開示されている液面検出装置では、容器に対して固定される固定体と、液面に浮かぶフロートと、固定体に対して回転するように保持されるホルダと、ホルダとフロートとを繋ぐアームとを備えている。ホルダには、液面に浮かぶフロートによって液面の上下動がアームに伝達される。したがって液面の上下動に連動して、ホルダが回転するので、ホルダの角変位を検出することによって、液面レベルを検出している。
Conventionally, a liquid level detection device that detects a liquid level of a liquid stored in a container is known. In the liquid level detection device disclosed in
前述の特許文献1に記載の液面検出装置では、フロートの上下運動をホルダの回転運動に変換するためにフロートとホルダとはアームで固定されている。アームが何らかの理由で変形するとフロートの高さが変わってしまい液面検出精度が悪化するので、アームは容易に変形しない強度を持つ金属、たとえば鋼線が用いられる。
In the liquid level detection device described in
このような液面検出装置を容器の内部に組み付ける場合、アームを容器の開口部から挿入する必要がある。組み付け時にアームおよびフロートが容器の開口部付近と干渉したとき、アームに過大な力が加わりアームが変形する可能性がある。これに対し、アームの強度を向上するという対策が考えられるが、アームを変形しないと組み付けできない組み付けルートの場合には、強度が高くてもアームを変形させる必要がある。換言すると、アームに加わる力が荷重ではなく変位、すなわち干渉量の場合、アームの強度を向上しても問題を解決することができない。 When such a liquid level detection device is assembled inside the container, it is necessary to insert an arm from the opening of the container. When the arm and the float interfere with the vicinity of the opening of the container during assembly, an excessive force may be applied to the arm and the arm may be deformed. On the other hand, a measure to improve the strength of the arm can be considered, but in the case of an assembly route that cannot be assembled unless the arm is deformed, it is necessary to deform the arm even if the strength is high. In other words, when the force applied to the arm is not a load but a displacement, that is, an interference amount, the problem cannot be solved even if the strength of the arm is improved.
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、容器の内部に組み付ける際に容器にアームが干渉しても検出精度の低下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。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a liquid level detection device capable of suppressing a decrease in detection accuracy even when an arm interferes with a container when the container is assembled inside the container. For the purpose.
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。 The present invention employs the following technical means in order to achieve the aforementioned object.
本発明は、容器(1)に固定される固定体(10)と、液体に浮かぶフロート(20)と、固定体に支持され、フロートによって液面レベルの上下動に応じて回転する回転体(30)と、回転体とフロートとを接続するアーム(50)と、を含み、固定体は、回転体の回転範囲を規制する一対の規制部を有し、規制部は、弾性変形可能に構成された弾性部(55)を有する液面検出装置である。 The present invention relates to a fixed body (10) fixed to a container (1), a float (20) floating in a liquid, and a rotating body (supported by the fixed body) and rotated by the float according to the vertical movement of the liquid level. 30) and an arm (50) that connects the rotating body and the float, and the fixed body has a pair of restricting portions that restrict the rotation range of the rotating body, and the restricting portions are configured to be elastically deformable. It is a liquid level detection apparatus which has the made elastic part (55).
このような本発明に従えば、規制部は弾性変形可能に構成された弾性部を有する。液面検出装置を容器の内部に取り付ける際に、容器にアームが干渉すると、アームとともに回転体が回転する。回転体の回転範囲は規制部によって規制されているが、アームの干渉によってさらに回転する方向に力が加わると、規制部が有する弾性部が弾性変形するのでアームの干渉を弾性部の弾性変形で許容することができる。液面検出装置を取り付ける際に、容器の内部は視認が困難であるが、弾性部が弾性変形することによって、アームと容器とが接触しても、アームを変形させることなく容器とアームとの干渉を弾性部が吸収することができる。したがって容器の接触によってアームが変形しても、検出精度が低下することを抑制することができる。 According to the present invention as described above, the restricting portion has an elastic portion configured to be elastically deformable. When the liquid level detection device is attached to the inside of the container, if the arm interferes with the container, the rotating body rotates together with the arm. Although the rotation range of the rotating body is restricted by the restricting portion, if a force is further applied in the direction of rotation due to the interference of the arm, the elastic portion of the restricting portion is elastically deformed. Can be tolerated. When attaching the liquid level detection device, it is difficult to visually recognize the inside of the container, but even if the arm and the container come into contact with each other due to the elastic deformation of the elastic part, the container and the arm are not deformed. The elastic part can absorb the interference. Therefore, even if the arm is deformed by the contact of the container, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy.
なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each above-mentioned means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態を用いて説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described using a plurality of embodiments with reference to the drawings. In some embodiments, portions corresponding to the matters described in the preceding embodiments may be given the same reference numerals, or one letter may be added to the preceding reference numerals, and overlapping descriptions may be omitted. In addition, when a part of the configuration is described in each embodiment, the other parts of the configuration are the same as those of the embodiment described in advance. In addition to the combination of parts specifically described in each embodiment, the embodiments may be partially combined as long as the combination does not hinder the combination.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に関して、図1〜図6を用いて説明する。第1実施形態による液面検出装置100は、図1に示すように、液体としての燃料を貯留する容器としての燃料タンク1内に設置されている。液面検出装置100は、燃料ポンプモジュール2等に保持された状態にて、燃料の液面レベルLLを検出する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the liquid
燃料ポンプモジュール2は、エンジンに燃料を供給する装置であり、例えば、燃料濾過用のフィルタ、燃料吐出用のポンプ、および燃料圧力保持用のプレッシャレギュレータ等が、円筒状のカップ部内に収容されて形成されている。液面検出装置100によって検出された検出結果は、例えば、コンビネーションメータのECUに出力され、燃料残量情報としてコンビネーションメータによって運転者に表示されるようになっている。液面検出装置100は、固定体10、フロート20、回転体30、およびアーム50を備えている。
The
固定体10は、本体部12、ホールIC14、ターミナル16等を有している。固定体10の本体部12は、例えばポリフェニレンサルファイド(略称PPS)樹脂等の樹脂材料によって形成されている。本体部12は、燃料ポンプモジュール2に固定されている。本体部12には、図示しないが、ホールIC14を収容する素子収容室、回転体30を回転自在に支持する軸部等が設けられている。
The
ホールIC14は、固定体10に対する回転体30の回転角を検出する検出素子である。ホールIC14は、回転体30のマグネット32から磁界の作用を受けることにより、当該ホールIC14を所定の検出方向に通過する磁束の密度に比例した電圧を発生させる。3つのターミナル16は、りん青銅等の導電性材料によって、帯板状に形成されている。各ターミナル16は、図示しない外部の機器、たとえばコンビネーションメータおよびホールIC14間において、検出信号の伝送に用いられる。このようにして、ホールIC14に発生した電圧は、各ターミナル16等を介し、検出結果を示す信号として外部の機器に出力される。
The Hall IC 14 is a detection element that detects the rotation angle of the rotating
フロート20は、例えば発泡させたエボナイト等の燃料よりも比重の小さい材料により形成され、燃料の液面に浮かぶようになっている。フロート20は、アーム50を介して回転体30に保持されている。
The
回転体30は、本体回転部34、および一対のマグネット32等を有するマグネット32ホルダである。本体回転部34は、PPS樹脂等の樹脂材料によって円盤状に形成されている。本体回転部34は、軸部に外嵌されることで固定体10に対して回転自在に支持されている。本体回転部34は、アーム50が挿入される挿入孔35およびアーム50を係止する係止構造41を有している。
The rotating
一対のマグネット32は、ホールIC14が収容されている軸部を挟んで対向する2箇所に配置されている。一対のマグネット32は、ホールIC14を通過する磁束を発生させる。回転体30は、フロート20の上下動によって回転する。フロート20が液面レベルLLの上下動に応じて変位すると、フロート20の変位によって回転体30が回転する。
The pair of
アーム50は、鋼線などの金属材料によって棒状に形成されており、回転体30とフロート20とを接続している。具体的に、アーム50の一方の端部は、フロート20に形成された貫通孔22に挿通されている。アーム50の他方の端部は、回転体30に装着されている。アーム50は、回転体30の係止構造41により係止される係止部52、および係止部52に対して曲げられて挿入孔35に挿入される挿入部54を有している。
The
次に、回転体30と、回転体30に装着されているアーム50との関係について、図2および図3を用いて詳細に説明する。アーム50の係止部52は、所定の延伸方向DEに沿って延伸している。挿入孔35は、延伸方向DEと実質垂直な孔軸に沿って貫通して開けられている。本実施形態では、挿入孔35は、延伸方向DEに沿って3つ並んで設けられている。3つの挿入孔35のうちいずれか1つにアーム50の挿入部54が挿入されるようになっている。なお、図中では回転体30における外周側から2番目の挿入孔35に挿入部54が挿入されている。
Next, the relationship between the
本体回転部34と一体的に形成される係止構造41は、2つの同径クランプ41a,41b、1つの小径クランプ41cおよび係止ストッパ41dにより構成され、これらは延伸方向DEに並んで配置されている。図2および図3に示すように、最も挿入孔35側に配置される2つの同径クランプ41a,41bは、それぞれその直径をアーム50の係止部52の直径と同程度に形成され、曲げ側とは反対側および受入側とは反対側から当該係止部52を係止している。
The locking
小径クランプ41cは、その直径をアーム50の係止部52の直径よりも僅かに小さく形成され、弾性変形状態で、曲げ側とは反対側および受入側とは反対側から当該係止部52を係止する。ここで、受入側とは、係止構造41において、同径クランプ41a,41bおよび小径クランプ41cが解放されている側である。
The small-
係止ストッパ41dは、図2および図3に示すように、係止部52が回転して各クランプ41a〜41cから外れるのを受入側から係止している。これらクランプ41a〜41cが複数設けられているため、液面検出装置100の使用中に本体回転部34に歪み等が生じたとしても、確実に装着状態が維持される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the locking
アーム50の係止部52は、係止構造41に係止されることにより、本体回転部34の表面に沿って延伸して配置されている。アーム50の挿入部54は、係止部52に対して曲げられ、挿入孔35に挿入されている。より詳細には、係止部52と挿入部54との間の折り曲げ部56は、曲げ型による加工により形成されるため、湾曲している。挿入部54は、係止部52に対して直角に曲げられている。
The locking
また、挿入部54の先端は、挿入孔35から突出している。挿入部54の先端は、固定体10の一対の規制部18へ当接することにより、回転体30の回転角を規制する。したがって規制部18は、回転体30の回転範囲を規制している。ここで、3つの挿入孔35によって当接する一対の規制部18が互いに異なるように形成されており、挿入部54の先端は、回転体30における外周側の挿入孔35に挿入されるほど、回転体30の振れ角は小さくなっている。ここで、振れ角とは、挿入部54の先端に応じた両側の規制部18間に対応する角度である。すなわち、設置される燃料タンク1の形状に合わせて、アーム50を挿入する挿入孔35が選択される。
Further, the distal end of the
規制部18は、弾性変形可能に構成された弾性部55を有する。弾性部55は、一対の規制部18のうち、フロート20が下方に変位したときに回転体30の回転範囲を規制する側の規制部18、すなわち図2の右側の規制部18に設けられる。弾性部55は、図2および図4に示すように、規制部18とともに固定体10に一体に構成されている。
The restricting
弾性部55は、図4および図5に示すように、規制部18の壁面から一部が突出した突出片55aによって実現される。突出片55aは、規制部18の壁面から斜め方向に延びる。したがって突出片55aの根元は、片持ち梁のように規制部18の壁面に一端部が支持されている。これによって突出片55aの先端は、図4で矢印で示すように、根元を支点に弾性変形する。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
このような突出片55aを規制部18に形成するため、図5に示すように、規制部18の壁面には、底面と連結する一部にスリット18bが形成されている。スリット18bを形成することによって、突出片55aを底面から離間させて弾性変形可能な構成となる。
In order to form such a
次に、前述のような液面検出装置100の燃料タンク1内への取付けについて、図6を用いて説明する。燃料タンク1には、燃料ポンプモジュール2を内部に組み付けるための開口部2aが形成されている。燃料タンク1の開口部2aは、図6で仮想線で示す燃料ポンプモジュール2の外形を通過し、燃料ポンプモジュール2の上部の蓋部分2bによって閉塞することができる大きさである。しかしフロート20およびアーム50は、燃料ポンプモジュール2の外形から外方に飛び出ているので、組み付けるときは燃料ポンプモジュール2を傾けてフロート20をまず開口部2aから挿入する。そして図6に示すように燃料ポンプモジュール2の上方を図5で矢印で示す方向に回転させながら、燃料タンク1内に進入させる。
Next, attachment of the liquid
このように燃料ポンプモジュール2を回転させると、図6で破線にて示すように、燃料タンク1の形状によってフロート20が燃料タンク1に接触する場合がある。フロート20が燃料タンク1に接触して、フロート20を押し下げる矢印方向に力が作用すると、アーム50にもフロート20から力が作用する。アーム50を押し下げる方向の力が作用すると、回転体30が図2の反時計回りに回転する。するとアーム50の先端が規制部18の弾性部55に接触する。接触した状態でさらに燃料タンク1に接触してアーム50が押し下げられると、弾性部55が弾性変形する。したがってアーム50が損傷することなく、組み付け作業を引き続き実施して、燃料ポンプモジュール2を燃料タンク1の内部に配置することができる。
When the
以上説明したように本実施形態の液面検出装置100は、規制部18が弾性変形可能に構成された弾性部55を有する。液面検出装置100を燃料タンク1の内部に取り付ける際に、燃料タンク1にアーム50が干渉すると、アーム50とともに回転体30が回転する。回転体30の回転範囲は規制部18によって規制されているが、アーム50の干渉によってさらに回転する方向に力が加わると、規制部18が有する弾性部55が弾性変形するのでアーム50の干渉を弾性部55の弾性変形で許容することができる。液面検出装置100を取り付ける際に、燃料タンク1の内部は視認が困難であるが、弾性部55が弾性変形することによって、アーム50と燃料タンク1とが接触しても、アーム50を変形させることなく干渉を弾性部55が吸収することができる。したがって燃料タンク1の接触によってアーム50が変形しても、検出精度が低下することを抑制することができる。
As described above, the liquid
換言すると、本実施形態では、固定体10に形成されている規制部18を塑性部ではなく、ある一定の荷重以上でたわむように構成している。これによってアーム50の干渉等による変位をアーム50ではなく固定体10側で吸収、すなわちアーム50および回転体30が下限位置のエンプティ位置よりさらに回転させることができる。
In other words, in the present embodiment, the restricting
また本実施形態では、一対の規制部18のうち、フロート20が下方に変位したときに回転体30の回転範囲を規制する側の規制部18が弾性部55を有する。液面検出装置100を組み付ける際に、図6に示すように、フロート20およびアーム50を押し下げる下方へ変位する場合には、規制部18の一方だけに弾性部55を設けておけば、取り付ける際のアーム50の干渉を許容することができる。したがって一対の規制部18の両方に弾性部55を設けるよりも固定体10の構成を簡素化することができる。
In the present embodiment, of the pair of restricting
さらに本実施形態では、弾性部55は、規制部18とともに固定体10に一体に構成されている。一体成形によって弾性部55を実現することができるので、製造が容易である。
Further, in the present embodiment, the
また本実施形態では、アーム50の突出している先端が、規制部18によって規制される。アーム50は、弾性部55を弾性変形させるために必要な応力によって変形しない強度を有するのが好ましい。これによってアーム50の先端が接触して、弾性部55を弾性変形させてもアーム50が変形するのを防ぐことができる。逆に、弾性部55を弾性変形させるために必要な応力が高いと、弾性変形させる応力に達する前にアーム50の方が先に変形するおそれがある。したがってアーム50が変形しないように弾性部55の弾性力を規定しておくのが好ましい。また弾性部55の弾性変形に必要な応力が小さすぎると、液面検出装置100を設置後に液面レベルLLが下限までなった後に、さらに振動およびフロート20およびアームの自重などによって弾性部55が弾性変形するおそれがある。そうするとフロート20が液面レベルLLの下限位置よりさらに下方に下がって、燃料タンク1の底面に接触するし、フロート20およびアーム50が損傷するおそれがある。したがって弾性部55の弾性変形に必要な応力は、少なくとも燃料タンク1の燃料がなく、アーム50およびフロート20の自重が弾性部55に作用しても、弾性変形しない応力に設定される。
In the present embodiment, the protruding tip of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に関して、図7および図8を用いて説明する。本実施形態では、弾性部55が規制部18と別体の金属製のばね部材70によって構成されている点に特徴を有する。規制部18には、図7に示すように、凹となる凹部18aが形成されている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is characterized in that the
ばね部材70は、板状の基体71、ばね部72および接触部73を含んで構成される。凹部18aには、ばね部材70の基体71が設けられる。板状の基体71には、ばね部72および接触部73が設けられている。
The
接触部73は、弾性を有し、基体71の裏側、すなわち図7の左側に設けられる。接触部73は、弾性変性した状態で凹部18aに挿入される。これによって接触部73は、弾性力によって基体71を図7の右方に付勢するので、基体71が凹部18aに固定される。
The
ばね部72は、基体71から突出して斜め方向に延びる。したがってばね部72の根元は、片持ち梁のように基体71に一端部が支持されている。これによってばね部72の先端は、図7で矢印で示すように、根元を支点に弾性変形する。
The
このように本実施形態では、金属製のばね部材70を規制部18に形成された凹部18aに設けている。これによって必要な部分にだけばね部材70を設ければよいので、構成を簡略化することができる。また必要なばね力に応じてばね部材70の構成を変更すればよいので、ばね力の調整も容易となる。
Thus, in the present embodiment, the
(第3実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に関して、図9を用いて説明する。本実施形態では、アーム50の先端ではなく回転体30が規制部18に規制される点に特徴を有する。固定体10には、図9に示すように、L字状の弾性部550が一体に設けられている。
(Third embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is characterized in that not the tip of the
回転体30の側面が規制部18に接触して、回転範囲が規制されている。弾性部550の先端と回転体30が接触、回転を規制している状態で、さらにフロート20が下方に押し下げられると、弾性部550が弾性変形する。これによって組み付け時のアーム50の干渉を許容することができる。また本実施形態では、規制部18にアーム50が接触しないので、アーム50が弾性部550に接触して変形することを抑制することができる。
The side surface of the
(その他の実施形態)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。 The structure of the said embodiment is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to the range of these description. The scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further includes meanings equivalent to the description of the scope of claims and all modifications within the scope.
前述の第1実施形態では、フロート20が下方にさがるときの回転体30の回転を規制する側に弾性部55が設けられているが、逆側の規制部18に弾性部55を設けてもよい。これによって液面検出装置100の取り付け方向の汎用性を向上することができる。したがって燃料タンク1の形状によって取り付け方向などが変わる場合にも、弾性部55を機能させることができる。
In the first embodiment described above, the
前述の第1実施形態では、燃料の液面レベルLLを検出する液面検出装置100であるが、燃料に限るものではない。車両に搭載される他の液体、例えばブレーキフルード、エンジン冷却水、エンジンオイル等の液面レベルLLを検出する液面検出装置100に適用されてもよい。さらに、車両用に限らず、各種民生用機器、各種輸送機器が備える容器内に設けられる液面検出装置に、本発明は適用可能である。
In the first embodiment described above, the liquid
前述の第1実施形態では、磁束密度の変化に基づいて液面高さを検出する非接触式の液面検出装置100であったが、このような構成に限るものではない。たとえば可変抵抗器を用いた可変抵抗式の液面検出装置であってもよく、その他の回転体30の角変位を検出する構成であってもよい。
In the first embodiment described above, the liquid
LL…液面レベル 1…燃料タンク(容器) 2…燃料ポンプモジュール
2a…開口部 2b…蓋部分 10…固定体 12…本体部 18…規制部
18a…凹部 20…フロート 30…回転体 32…マグネット 34…本体回転部
35…挿入孔 41…係止構造 50…アーム 52…係止部 54…挿入部
55…弾性部 55a…突出片 56…曲げ部 70…ばね部材 71…基体
72…ばね部 73…接触部 100…液面検出装置
LL ...
Claims (5)
前記容器に固定される固定体(10)と、
前記液体に浮かぶフロート(20)と、
前記固定体に支持され、前記フロートによって前記液面レベルの上下動に応じて回転する回転体(30)と、
前記回転体と前記フロートとを接続するアーム(50)と、を含み、
前記固定体は、前記回転体の回転範囲を規制する一対の規制部を有し、
前記規制部は、弾性変形可能に構成された弾性部(55)を有する液面検出装置。 A liquid level detection device (100) for detecting a liquid level (LL) of a liquid stored in a container (1),
A fixed body (10) fixed to the container;
A float (20) floating in the liquid;
A rotating body (30) supported by the fixed body and rotated by the float according to the vertical movement of the liquid level;
An arm (50) for connecting the rotating body and the float,
The fixed body has a pair of restricting portions that restrict the rotation range of the rotating body,
The regulation part is a liquid level detection device having an elastic part (55) configured to be elastically deformable.
前記アームの突出している部分が、前記規制部によって規制され、
前記アームは、前記弾性部を弾性変形させるために必要な応力によって変形しない強度を有する請求項1〜4のいずれか1つに記載の液面検出装置。 The arm is fixed so that a part protrudes from the rotating body,
The protruding part of the arm is regulated by the regulating part,
The liquid level detection device according to claim 1, wherein the arm has a strength that does not deform due to a stress necessary for elastically deforming the elastic portion.
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Legal Events
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