JP2018066650A

JP2018066650A - 液面検出器

Info

Publication number: JP2018066650A
Application number: JP2016205253A
Authority: JP
Inventors: 崇橋爪; Takashi Hashizume; 圭一朗豊後; Keiichiro Bungo
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2016-10-19
Publication date: 2018-04-26
Anticipated expiration: 2036-10-19
Also published as: JP6577439B2

Abstract

【課題】簡易な構成でありながら、液面の微小な上下動に応じて検出出力が変動するチャタリングを防止するようにした液面検出器を提供する。【解決手段】容器１２に配置可能であると共に、内部空間１６ａを備え、そこに連通する開口として上面に液体１０を流入させる流入口１６ｂ１が、側面に液体を流入／流出させる第１流入出口１６ｄ１と第２流入出口１６ｄ２とが形成されるケース１６と、内部空間に収容されると共に、液体の増減に応じて重力方向において上下に移動して第１流入出口を閉塞可能なフロート２０と、第２流入出口に配置され、液体の流出を許容する一方、流入を阻止する逆止弁２４と、フロートが第１流入出口を閉塞する閉塞位置に移動したとき、電気出力を変化させるスイッチ２６と、スイッチの電気出力の変化に応じてアラート動作を行うアラート回路３０とを備える。【選択図】図１

Description

この発明は液面検出器に関し、より具体的には内燃機関のオイルなどの液体を貯留するオイル溜まりなどの容器に配置されて液体の液面高さを検出する液面検出器に関する。

この種の液面検出器は液面の微小な上下動に応じて検出出力が変動するチャタリングが生じ易く、それによって液面高さの検出精度が低下するおそれがある。

そこで、例えば特許文献１記載の技術において、ケースに回動可能に支持されるホルダと、ホルダに装着されて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、ホルダに配置されるマグネットと、マグネットの磁力変化を検出する検出素子を備える検出器からなると共に、検出素子の出力電圧を安定させるために抵抗とコンデンサとからなる安定化回路を設けるようにした液面検出器が提案されている。

特開２００９−２３６７９７号公報

上記した如く、特許文献１記載の技術は、安定化回路を設けることで、燃料タンクの液面の微小な変動に対する検出素子の出力変化と検出ノイズの発生を抑制できるためにチャタリングには対処できるものの、構成が複雑となる不都合があった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、簡易な構成でありながら、液面の微小な上下動に応じて検出出力が変動するチャタリングを防止するようにした液面検出器を提供することにある。

上記した課題を解決するために、この発明は、液体を貯留する容器に配置されて前記液体の液面高さを検出する液面検出器において、前記容器に配置可能であると共に、内部空間を形成する上面と底面と前記上面と底面に連続する側面とを備え、前記内部空間に連通する開口として上面に前記液体を流入させる流入口が、前記側面に前記液体を流入／流出させる第１流入出口と第２流入出口とが形成されるケースと、前記内部空間に収容されると共に、前記液体の増減に応じて重力方向において上下に移動して前記第１流入出口を閉塞可能なフロートと、前記第２流入出口に配置され、前記液体の流出を許容する一方、流入を阻止する逆止弁と、前記フロートが前記第１流入出口を閉塞する閉塞位置に移動したとき、電気出力を変化させるスイッチと、前記スイッチの電気出力の変化に応じてアラート動作を行うアラート回路とを備える如く構成した。

この発明に係る液面検出器においては、容器に配置可能であると共に、内部空間を形成する上面と底面と側面とを備え、内部空間に連通する開口として上面に前記液体を流入させる流入口が、前記側面に前記液体を流入／流出させる第１流入出口と第２流入出口とが形成されるケースと、その内部空間に収容されると共に、液体の増減に応じて重力方向において上下に移動して第１流入出口を閉塞可能なフロートと、第２流入出口に配置され、液体の流出を許容する一方、流入を阻止する逆止弁と、フロートが第１流入出口を閉塞する閉塞位置に移動したとき、電気出力を変化させるスイッチと、スイッチの電気出力の変化に応じてアラート動作を行うアラート回路とを備える如く構成したので、簡易な構成でありながら、液面の微小な上下動に応じて検出出力が変動するチャタリングを防止することができる。

即ち、スイッチは、フロートが第１流入出口を閉塞する閉塞位置に移動したとき、電気出力を変化させるように構成されることから、フロートが閉塞位置まで移動しない限り電気出力は変化しない。また、第２流入出口には液体の流出のみを許容する逆止弁が配置されることから、そこから液体が流入することはなく、よって液面の微小な上下動に応じて検出出力が変動するチャタリングを防止することができる。

さらに、内部空間に連通する開口として上面に液体を流入させる流入口が形成されると共に、逆止弁によって液体の第２流入出口からの流入は防止されるので、アラート回路のアラート動作に応じてユーザが液体を注入したとき、注入された液体に応じてフロートが側面に形成された第１流入出口を閉鎖する閉塞位置から重力方向に応じて上方に向けて移動して第１流入出口を開放しない限り、スイッチの電気出力は変化せず、アラート回路のアラート動作は継続される。よってユーザは、注入時、スイッチの電気出力が変化するまで液体を注油すると共に、アラート回路の動作を通じて検知される電気出力が変化した時点で注油を停止すれば良い。それにより、液体の注油量を常に一定にできると共に、ゲージなどで測定する手間を省くことができる。

この発明の実施形態に係る液面検出器を全体的に示す概略図である。図１に示す液面検出器が配置される容器の断面図である。図１に示す液面検出器の斜視図である。図１に示す液面検出器の動作を示す、図１と同様の概略図である。同様に図１に示す液面検出器の動作を示す、図１と同様の概略図である。

以下、添付図面を参照してこの発明に係る液面検出器を実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施形態に係る液面検出器を全体的に示す概略図、図２は図１に示す液面検出器が配置される容器の断面図、図３は図１に示す液面検出器の斜視図、図４と図５は図１に示す液面検出器の動作を示す、図１と同様の概略図である。

以下説明すると、符号１は液面検出器を示し、液面検出器１は図２に示すように液体１０を貯留する容器１２に配置される。この明細書で液体１０は内燃機関１４のオイル（潤滑油）からなると共に、容器１２は内燃機関１４の液体（オイル）１０が貯留されるクランク室１４ａの下方のオイル溜まり１４ｂからなる。

尚、液体１０は内燃機関１４の燃料などであっても良く、容器１２も燃料（液体）などを貯留する燃料タンクなどであっても良い。

内燃機関１４は単気筒の発電用の内燃機関からなり、ユーザによってリコイルスタータ（図示せず）が引かれることで始動し、フライホイール（図示せず）の内周側に固定された点火コイルで点火電力を発電する。内燃機関１４は図２に示す位置に置かれたとき、重力方向ｚは矢印で示す方向となる。

液面検出器１は容器１２に配置可能なケース１６と、フロート２０と、マグネット２２と、逆止弁２４と、スイッチ２６と、アラート回路３０とを備える。

ケース１６は、図３に示すように全体として円筒形状を呈すると共に、図２に示すように容器１２に配置可能に構成される。

具体的にはケース１６は、図３に良く示す如く、内部空間１６ａを形成する円形状の上面１６ｂと、同様に円形状の底面１６ｃと、上面１６ｂと底面１６ｃに連続する円筒形状の側面１６ｄとを備える。

液面検出器１において、ケース１６は、上面１６ｂの重力方向における高さが液体の目標注入レベルに関連して（換言すれば目標注入レベルと一致するように）規定される。尚、液面検出器１において「重力方向において」とは、図２に示す如く、内燃機関１４の容器１２に配置されたときに決定される重力方向ｚにおいての意味で使用する。

このようにケース１６は上面１６ｂと底面１６ｃと側面１６ｄを備えると共に、中央にスイッチ２６を収容するための同様に円筒形状を呈するガイド１６ｅが形成され、ガイド１６ｅと上面１６ｂと底面１６ｃと側面１６ｄとの間で内部空間１６ａが形成されるように構成される。

さらに、ケース１６は、内部空間１６ａに連通する開口として上面１６ｂに液体１０を流入させる流入口１６ｂ１が、側面１６ｄに液体１０を流入あるいは流出させる第１流入出口１６ｄ１と第２流入出口１６ｄ２とが形成される。

ケース１６の上面１６ｂは、図３に示す如く、ガイド１６ｅに接近する位置でガイド１６ｅの全周にわたって切り欠かれ、流入口１６ｂ１はそこに形成される。図示の如く、流入口１６ｂ１は上面視円形を呈する。

また、第１流入出口１６ｄ１はケース１６の側面１６ｄに適宜個数（具体的には１２０度間隔で３個程度）形成されると共に、第２流入出口１６ｄ２はケース１６の側面１６ｄに適宜個数（具体的には１個）形成される。第２流入出口１６ｄ２は第１流入出口１６ｄ１よりも口径が小さく形成されると共に、重力方向において第１流入出口１６ｄ１の下方に形成される。

フロート２０は液体（オイル）１０より比重が小さい構造を備え、ケース１６の内部空間１６ａに収容されると共に、液体１０の増減に応じて自重によって重力方向において上下に移動して図３に示すように第１流入出口１６ｄ１を閉塞可能なように構成される。フロート２０の内周にはドーナツ状の円形の１個の磁石片からなるマグネット（磁性体）２２が取り付けられる。

図１から明らかな如く、ケース１６の側面１６ｄとフロート２０の側面２０ａは側面視において大略平行に形成される。より詳しくは、ケース１６の側面１６ｄとフロート２０の側面２０ａをそれぞれ延長してなる線１６ｄ３と線２０ａ１とが大略平行に形成され、よってケース１６の内部空間１６ａにおいてフロート２０がガイド１６ｅに沿って自重によって円滑に移動して第１流入出口１６ｄ１を確実に閉塞できるように構成される。ここで、「大略平行」とは厳密に平行であることと、略平行であることの両者を含む。

第２流入出口１６ｄ２は第１流入出口１６ｄ１より重力方向において下方に形成されると共に、第２流入出口１６ｄ２には、液体１０の流出を許容する一方、液体１０の流入を阻止する逆止弁２４が配置される。

具体的には、第２流入出口１６ｄ２にはより径大の円形状の内孔１６ｄ２１が形成され、逆止弁２４は、その内孔１６ｄ２１の縁部に形成される弁座２４ａと、その弁座２４ａを開閉可能な弾性材からなる弁体２４ｂとで構成される。

弁体２４ｂは弁座２４ａに固定部２４ａ１によって固定されると共に、ケース１６の内部空間１６ａに貯留される液体１０の圧力（油圧）に応じて、想像線で示す如く、弁座２４ａを開放するように移動する一方、ケース１６の外部の容器１２に貯留される液体１０の圧力によって弁座２４ａを閉鎖するように移動し、よって液体１０の流出を許容する一方、液体１０の流入を阻止するように構成される。

スイッチ２６は、フロート２０に取り付けられるマグネット２２に近接する位置に配置される磁気感応素子からなり、フロート２０が第１流入出口１６ｄ１を閉塞する閉塞位置（図３に示す）に移動したとき、電気出力を変化させるように構成される。

スイッチ２６は、ケース１６の内部空間１６ａに収容されるフロート２０の内周の近くに位置するガイド１６ｅの内部に配置される管体２６ａと、その内部に封止される公知のリードスイッチ（磁気感応素子）２６ｂ（図１のみ図示）からなる。

スイッチ２６は、フロート２０が閉塞位置に移動したとき、電気出力を変化、例えばオフからオン、あるいはオンからオフ、具体的にはオフからオンさせるように構成される。

スイッチ２６はアラート回路３０に接続される。アラート回路３０は、スイッチ２６の電気出力が変化、具体的にはオフからオンに変化したとき、警告灯（図示せず）を点灯させる、あるいはブザー（図示せず）を鳴動させるなどアラート動作を行う。

さらに、アラート回路３０は内燃機関１４の点火回路（図示せず）に接続され、スイッチ２６の電気出力が変化、具体的にはオフからオンに変化したとき、点火電源を短絡させるなどして内燃機関１４の点火を中止させる動作を含むアラート動作を行う。

尚、内燃機関１４は点火を中止されるとき、フライホイールは惰性で暫く回転することから、そのときに点火コイルの付近に配置される発電コイルで発電される電力で警告灯を点灯あるいはブザーを鳴動させるなどのアラート動作を行う。

次いで図１などを参照してこの実施形態に係る液面検出器１の動作あるいは作用を説明する。

図２に示すように容器１２（オイル溜まり１４ｂ）に液体（オイル）１０が十分に貯留されるとき、図１に示す如く、液体１０は第１流入出口１６ｄ１から自由に流入あるいは流出し、フロート２０は液体１０の液面高さ（レベル）に連動して上下に移動する。

また、逆止弁２４においても内部空間１６ａの液面と容器１２の液面と等しくなるまで、図１に矢印で示す如く、内部空間１６ａの液体１０は第２流入出口１６ｄ２の弁体２４ｂを押し開いて容器１２に流出する。

次いで、内燃機関１４の稼動によって容器１２内の液体１０が減少すると、フロート２０は徐々に下降し、やがて図４に示す如く、第１流入出口１６ｄ１を閉鎖する位置に移動する。

このとき、ケース１６の側面１６ｄとフロート２０の側面２０ａは側面視において大略平行に形成されることから、フロート２０は内部空間１６ａをガイド１６ｅに沿って自重によって円滑に移動し、第１流入出口１６ｄ１を確実に閉塞する位置に移動することができる。

フロート２０が第１流入出口１６ｄ１を閉塞する位置まで移動すると、スイッチ２６が電気出力をオフからオンさせる。その結果、アラート回路３０において警告灯の点灯などと内燃機関１４の点火中止とからなるアラート動作が行われる。

アラート動作によってユーザが液体１０の不足に気付き、容器１２に液体１０を注入すると、容器１２の液面高さは徐々に上昇する。しかしながら、容器１２の液面高さが内部空間１６ａの液面高さを超えても、逆止弁２４の作用によって容器１２から内部空間１６ａに液体１０が流入しないため、フロート２０は浮上することがなく、警告レベル位置に止まり、スイッチ２６の電気出力もオンのままに止まる。

容器１２において液体１０の液面高さが液面検出器１の内部空間１６ａの上側の上面１６ｂに形成される流入口１６ｂ１に到達するまで、その状態が続く。

他方、液面高さが流入口１６ｂ１に到達すると、図５に矢印で示す如く、液体１０が内部空間１６ａに流入し、ガイド１６ｅの回りを流れてフロート２０の下方に回り込み、フロート２０を浮上させる。それによってスイッチ２６の電気出力がオンからオフに変化し、アラート回路３０のアラート動作が終了する。

上記のように構成したことで、液面の微小な上下動に応じて検出出力が変動するチャタリングが生じるのを確実に防止することができる。また、ユーザは注入時、ゲージなどを用いることなく、アラート回路３０の動作を監視するのみで、液体１０を常に目標注入レベルに注入することができる。さらに、所望により、上面１６ｂの重力方向における高さを変える（流入口１６ｂ１の高さを変える）ことで、目標注入レベルを任意の値に設定することができる。

上記した如く、この実施形態にあっては、液体１０を貯留する容器１２に配置されて前記液体の液面高さを検出する液面検出器１において、前記容器１２に配置可能であると共に、内部空間１６ａを形成する上面１６ｂと底面１６ｃと前記上面と底面に連続する側面１６ｄとを備え、前記内部空間１６ａに連通する開口として上面１６ｂに前記液体１０を流入させる流入口１６ｂ１が、前記側面１６ｄに前記液体１０を流入／流出させる第１流入出口１６ｄ１と第２流入出口１６ｄ２とが形成されるケース１６と、前記内部空間１６ａに収容されると共に、前記液体１０の増減に応じて重力方向において上下に移動して前記第１流入出口１６ｄ１を閉塞可能なフロート２０と、前記第２流入出口１６ｄ２に配置され、前記液体１０の流出を許容する一方、流入を阻止する逆止弁２４と、前記フロート２０が前記第１流入出口１６ｄ１を閉塞する閉塞位置に移動したとき、電気出力を変化させるスイッチ２６と、前記スイッチ２６の電気出力の変化に応じてアラート動作を行うアラート回路３０とを備える如く構成したので、簡易な構成でありながら、液面の微小な上下動に応じて検出出力が変動するチャタリングを防止することができる。

即ち、スイッチ２６は、フロート２０が第１流入出口１６ｄ１を閉塞する閉塞位置に移動したとき、電気出力を変化させるように構成されることから、フロート２０が閉塞位置まで移動しない限り電気出力は変化しない。また、第２流入出口１６ｄ２には液体１０の流出のみを許容する逆止弁２４が配置されることから、そこから液体１０が流入することはなく、よって液面の微小な上下動に応じて検出出力が変動するチャタリングを防止することができる。

さらに、内部空間１６ａに連通する開口として上面１６ｂに液体１０を流入させる流入口１６ｂ１が形成されると共に、逆止弁２４によって液体１０の第２流入出口１６ｄ２からの流入が止されるので、アラート回路３０のアラート動作に応じてユーザが液体１０を注入したとき、注入された液体１０に応じてフロート２０が側面１６ｄに形成された第１流入出口１６ｄ１を閉鎖する閉塞位置から重力方向に応じて上方に向けて移動して第１流入出口１６ｄ１を開放しない限り、スイッチ２６の電気出力は変化せず、アラート回路３０のアラート動作は継続される。よってユーザは、注入時、スイッチ２６の電気出力が変化するまで液体１０を注油すると共に、アラート回路の動作を通じて検知される電気出力が変化した時点で注油を停止すれば良い。それにより、液体１０の注油量を常に一定にできると共に、ゲージなどで測定する手間を省くことができる。

さらに、スイッチ２６は液面高さが所定の警告レベルまで減少したとき、電気出力を変化させるように構成したので、それにより警告レベルを所望の位置に容易に設定することも可能となる。

また、ケース１６の側面１６ｄと前記フロート２０の側面２０ａは、側面視において大略平行に形成されるように構成したので、上記した効果に加え、ケース１６の内部空間１６ａにおいてフロート２０を円滑に移動させて第１流入出口１６ｄ１を確実に閉塞させることができる。

また、前記ケース１６は、前記上面１６ｂの前記重力方向における高さが前記液体１０の目標注入レベルに関連して規定されるように構成されるので、上記した効果に加え、目標注入レベルを任意の値に設定することができる。

また、前記スイッチ２６は前記フロート２０に取り付けられる磁性体（マグネット）２２と、前記磁性体２２に対面する位置に配置される磁気感応素子とからなり、前記フロート２０が前記閉塞位置に移動したとき、電気出力を変化させるように構成したので、上記した効果に加え、一層簡易な構成とすることができる。

また、前記液体１０が内燃機関１４のオイルからなり、前記容器１２が前記内燃機関１４のオイルが貯留されるクランク室１４ａ下方のオイル溜まり１４ｂからなると共に、前記アラート動作が前記内燃機関１４の点火の中止を含むように構成したので、上記した効果に加え、内燃機関においてオイル（液体）１０の不足による機関の焼付きを防止することができる。

尚、この明細書において、スイッチ２６はマグネット２２に感応するリードスイッチからなる磁気感応素子から構成したが、それに限られるものではなく、ホール素子などの磁電変換素子などであっても良い。

また、マグネット２２は円形の１個の磁石片からなるように構成したが、その円形の磁石片を分割してなる複数個の磁石片から構成しても良い。

１液面検出器、１０液体（オイル）、１２容器、１６ケース、１６ａ内部空間、１６ｂ上面、１６ｂ１流入口、１６ｃ底面、１６ｄ側面、１６ｄ１第１流入出口、１６ｄ２第２流入出口、１６ｅガイド、２０フロート、２２マグネット（磁性体）、２４逆止弁、２４ａ弁座、２４ｂ弁体、２６スイッチ、３０アラート回路

Claims

液体を貯留する容器に配置されて前記液体の液面高さを検出する液面検出器において、
前記容器に配置可能であると共に、内部空間を形成する上面と底面と前記上面と底面に連続する側面とを備え、前記内部空間に連通する開口として上面に前記液体を流入させる流入口が、前記側面に前記液体を流入／流出させる第１流入出口と第２流入出口とが形成されるケースと、
前記内部空間に収容されると共に、前記液体の増減に応じて重力方向において上下に移動して前記第１流入出口を閉塞可能なフロートと、
前記第２流入出口に配置され、前記液体の流出を許容する一方、流入を阻止する逆止弁と、
前記フロートが前記第１流入出口を閉塞する閉塞位置に移動したとき、電気出力を変化させるスイッチと、
前記スイッチの電気出力の変化に応じてアラート動作を行うアラート回路と、
を備えたことを特徴とする液面検出器。
前記ケースの側面と前記フロートの側面は、側面視において大略平行に形成されることを特徴とする請求項１記載の液面検出器。
前記ケースは、前記上面の前記重力方向における高さが前記液体の目標注入レベルに関連して規定されることを特徴とする請求項１または２記載の液面検出器。
前記スイッチは前記フロートに取り付けられる磁性体と、前記磁性体に対面する位置に配置される磁気感応素子とからなり、前記フロートが前記閉塞位置に移動したとき、電気出力を変化させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液面検出器。
前記液体が内燃機関のオイルからなり、前記容器が前記内燃機関のオイルが貯留されるクランク室下方のオイル溜りからなると共に、前記アラート動作が前記内燃機関の点火の中止を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液面検出器。