JP2018205135A - 液位検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マグネットの耐食性が向上されて高い検出精度が得られる液位検出装置を提供すること。【解決手段】液位検出装置は、センサハウジングと、センサハウジングに回動可能に保持されたホルダと、ホルダに固定されたフロートアームと、フロートアームの先端に設けられ、タンク内に貯留された液体の液面に追従して変位するフロートと、ホルダに設けられたマグネット７５と、センサハウジングに設けられ、ホルダのマグネット７５の変位を検出するホール素子と、を備える。マグネット７５は、樹脂に磁粉が混入されたプラスチックマグネットであり、表面がコーティング層９５によって覆われている。【選択図】図１１

Description

本発明は、液位検出装置に関する。

タンク内に貯留された液体の液位を検出する液位検出装置は、ホール素子を有する装置本体と、装置本体に対して回動可能に設けられたマグネットを有するホルダと、基端部がホルダに組付けられたフロートアームと、フロートアームの先端部に設けられたフロートとを備えている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３９０５７０７号公報

ところで、上記のような液位検出装置に用いられるマグネットとしては、例えば、希土類(Ｎｄ系、Ｓｍ系)やフェライト等が挙げられる。しかしながら、希土類のマグネットは高価であり、フェライトのマグネットは磁力が弱いために大型になる。このため、比較的安価で小型化が可能なマグネットとして、希土類の磁粉を樹脂に混入させて成形したプラスチックマグネットを用いることが考えられている。しかし、腐食性の高い環境下ではマグネットに含まれる磁粉に錆が生じ、マグネットの磁力低下やホルダの回動不良によって液面の検出精度が低下するおそれがある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、マグネットの耐食性が向上されて高い検出精度が得られる液位検出装置を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る液位検出装置は、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１） センサハウジングと、前記センサハウジングに回動可能に保持されたホルダと、前記ホルダに固定されたフロートアームと、前記フロートアームの先端に設けられ、タンク内に貯留された液体の液面に追従して変位するフロートと、前記ホルダに設けられたマグネットと、前記センサハウジングに設けられ、前記ホルダのマグネットの変位を検出するホール素子と、を備え、前記マグネットは、樹脂に磁粉が混入されたプラスチックマグネットであり、表面がコーティング層によって覆われていることを特徴とする液位検出装置。
（２） 前記マグネットは、前記ホルダにインサート成形されて一部が覆われていることを特徴とする上記（１）に記載の液位検出装置。
（３） 前記コーティング層は、前記マグネットの表面に形成されたメッキからなることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の液位検出装置。

上記（１）の構成の液位検出装置によれば、ホルダに設けられたプラスチックマグネットからなるマグネットの表面がコーティング層によって覆われている。したがって、コーティング層によってマグネットの良好な耐食性を得ることができる。これにより、マグネットの磁力低下の抑制及びホルダの良好な回動状態の維持を図り、高い検出精度を得ることができる。
上記（２）の構成の液位検出装置によれば、インサート成形によりホルダによって覆われたマグネットの一部に、コーティング層を形成しづらい部分を配置させることで、確実に耐食性を向上させることができる。
上記（３）の構成の液位検出装置によれば、メッキからなるコーティング層によって容易にかつ確実にマグネットの耐食性を高めることができる。

本発明によれば、マグネットの耐食性が向上されて高い検出精度が得られる液位検出装置を提供できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の一実施形態に係る液位検出装置の全体の斜視図である。 図２は、本実施形態に係る液位検出装置の分解斜視図である。 図３は、本実施形態に係る液位検出装置の要部斜視図である。 図４は、本実施形態に係る液位検出装置の断面図である。 図５は、ホルダの構造を説明する図であって、図５の（ａ）はホルダの前面側から視た斜視図、図５の（ｂ）はホルダの後面側から視た斜視図である。 図６は、センサハウジングの斜視図である。 図７は、センサハウジングの一部の正面図である。 図８は、マグネットの斜視図である。 図９は、マグネットの正面図及び側面図である。 図１０は、図９におけるＡ−Ａ断面図である。 図１１は、図１０におけるＢ部拡大図である。 図１２は、ホルダの水平方向の断面図である。 図１３は、変形例に係るマグネットの斜視図である。 図１４は、変形例に係るマグネットの図９におけるＡ−Ａ断面に相当する断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る液位検出装置１０の全体の斜視図である。図２は、本実施形態に係る液位検出装置１０の分解斜視図である。図３は、本実施形態に係る液位検出装置１０の表部斜視図である。図４は、本実施形態に係る液位検出装置１０の断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る液位検出装置１０は、装置本体２０と、ホルダ７０と、フロートアーム７１と、フロート７２とを有している。装置本体２０は、センサハウジング２１と、端子２２と、保持部材２３とを備えている。

図３及び図４に示すように、端子２２及び保持部材２３は、それぞれセンサハウジング２１に組付けられる。端子２２には、センサハウジング２１の内部に設けられたホール素子２５のリード２６が電気的に接続される。また、端子２２には、保持部材２３によって保持される検出線２４が接続されており、これらの検出線２４は、センサハウジング２１の上部から引き出されている。

ホルダ７０には、フロートアーム７１の基端が接続されている。フロートアーム７１の他端は自由端とされており、この自由端には、フロート７２が固定されている。ホルダ７０は、内部に環状のマグネット７５を有する円形状に形成されており、センサハウジング２１の前面側に装着されて回動可能に保持される。

液位検出装置１０は、例えば、自動車等の車両に搭載される燃料タンクの被取付部に取り付けられ、燃料タンクの内部に貯留する燃料の液位を検出する。

液位検出装置１０は、液面を追従するフロート７２の移動に伴ってフロートアーム７１が揺動し、フロートアーム７１が接続されたホルダ７０が装置本体２０に対して回動する。すると、装置本体２０内のホール素子２５がホルダ７０のマグネット７５の磁束の変化を検出し、その検出結果が検出線２４を介して測定部に送信される。測定部では、ホール素子２５からの検出結果に基づいて、液位の測定を行い、必要に応じて警告を行う。例えば、測定部は、燃料タンク内の燃料切れなどの警告を行う。

図５は、ホルダ７０の構造を説明する図であって、図５の（ａ）はホルダ７０の前面側から視た斜視図、図５の（ｂ）はホルダ７０の後面側から視た斜視図である。
図５の（ａ）に示すように、ホルダ７０は、その前面側に、アーム固定部８２を有している。フロートアーム７１は、アーム固定部８２によってホルダ７０に固定されている。アーム固定部８２は、係止孔８１と、保持部８３と、係止部８４とを有している。係止孔８１は、ホルダ７０の周縁における一部に形成されている。フロートアーム７１の一端である基端は、直角に屈曲された係止端７１ａとされており、この係止端７１ａが、係止孔８１へ挿し込まれる（図４参照）。

保持部８３は、側方へ張り出す保持片８５を有しており、この保持片８５とホルダ７０の前面との間に保持溝８６が形成されている。この保持溝８６には、フロートアーム７１の基端近傍部分が側方から嵌め込まれる。係止部８４は、保持部８３における係止孔８１と反対側に形成されている。可撓アームからなる係止部８４は、ホルダ７０の前方側へ突出する爪部８７を先端に有している。爪部８７は、保持部８３の保持溝８６に嵌め込まれたフロートアーム７１の周面を係止する。

図５の（ｂ）に示すように、ホルダ７０は、後面側における中心部分に軸凹部７６を有している。環状に形成されたマグネット７５は、軸凹部７６の内周側に配置されている。また、ホルダ７０の後面側には、マグネット７５の外周側に、ガイド凹部７７が形成されている。さらに、ホルダ７０は、後面側における縁部に、一対の鍔部７８を有している。これらの鍔部７８は、ホルダ７０の上下位置に配置されており、径方向外方へ向かって突出されている。

図６は、センサハウジング２１の斜視図である。図７は、センサハウジング２１の一部の正面図である。
図６及び図７に示すように、装置本体２０のセンサハウジング２１は、その前面側に、ホルダ７０が回動可能に収容される回動凹部３０を有している。この回動凹部３０の中心には、ホール素子２５が設けられた軸部３１が突設されている。また、センサハウジング２１には、回動凹部３０の内周部分に、周方向にわたって係止溝３２が形成され、さらに、センサハウジング２１の前面側には、回動凹部３０の縁部における対向位置に、一対の挿通穴３３が形成されている。挿通穴３３は、センサハウジング２１における回動凹部３０を挟んだ左右位置に形成されており、それぞれ係止溝３２と連通されている。また、回動凹部３０の底部には、軸部３１の周囲を囲うように形成されたガイド突条３４が周方向にわたって形成されている。

センサハウジング２１へホルダ７０を組付けるには、センサハウジング２１の挿通穴３３の位置にホルダ７０の鍔部７８を合わせた状態で、回動凹部３０にホルダ７０を嵌め込む。このようにすると、鍔部７８が挿通穴３３へ通されるとともに、ホルダ７０の軸凹部７６内にセンサハウジング２１の軸部３１が挿入される。また、ホルダ７０のガイド凹部７７内にセンサハウジング２１のガイド突条３４が入り込む。次に、回動凹部３０に嵌め込んだホルダ７０を、係止孔８１が上方に配置されるように回動させる。このようにすると、ホルダ７０の鍔部７８がセンサハウジング２１の係止溝３２に入り込み、センサハウジング２１の回動凹部３０に対してホルダ７０が抜け止めされる。

図８は、マグネット７５の斜視図である。図９は、マグネット７５の正面図及び側面図である。図１０は、図９におけるＡ−Ａ断面図である。
図８〜図１０に示すように、ホルダ７０に設けられたマグネット７５は、環状に形成されたマグネット本体９０を有している。また、マグネット７５は、二つの位置決め突起９１，９２を有している。これらの位置決め突起９１，９２は、マグネット７５のマグネット本体９０の外周側に形成されている。これらの位置決め突起９１，９２は、それぞれマグネット本体９０の軸方向の一方寄りに配置されており、一方の位置決め突起９１に対して他方の位置決め突起９２の外形が大きくされている。

このマグネット７５は、例えば、希土類(Ｎｄ系、Ｓｍ系)、フェライト系、サマコバ系の磁粉を樹脂に混合させて成形したプラスチックマグネットであり、成形後に着磁される。そして、マグネット７５は、一方の位置決め突起９１側では、外周側がＳ極とされ、内周側がＮ極とされており、他方の位置決め突起９２側では、外周側がＮ極とされ、内周側がＳ極とされている。そして、マグネット７５には、その内周側におけるＳ極とＮ極との間に磁束Ｂが形成されている。マグネット７５には、成形時に金型のキャビティに樹脂を充填するゲートの位置にゲート痕９３が形成される。このゲート痕９３は、マグネット本体９０における軸方向の一方の端面９０ａに配置されており、その周方向の位置は、他方の位置決め突起９２の位置に合わせられている。

図１１は、図１０におけるＢ部拡大図である。
図１１に示すように、上記のマグネット７５は、その表面がコーティングされている。具体的には、マグネット７５は、メッキ処理を施すことで、その表面がメッキからなるコーティング層９５によって覆われている。マグネット７５にメッキからなるコーティング層９５を形成するには、まず、マグネット７５の表面に研磨処理を施す。その後、下地処理として無電解メッキを行い、さらに、電気メッキ処理によってメッキを形成する。このようにすれば、導電性のないマグネット７５に対しても良好にメッキを形成することができる。メッキとしては、耐食性に優れた、例えば、Ｓｎメッキ、Ｎｉメッキ、ＳｎＮｉ合金メッキ等が好ましく、液位検出装置１０が設置される環境に合わせて選択される。また、コーティング層９５の厚みとしては、一定の耐食性を得るために、表面に露出する磁粉を十分に覆う事が出来るメッキ厚が必要であり、例えば、５μｍ以上とするのが好ましい。なお、コーティング層９５としては、メッキに限らず、樹脂や金属を蒸着したものでもよい。

マグネット７５は、インサート成形によりホルダ７０に一体的に設けられる。インサート成形によってマグネット７５を有するホルダ７０を成形する際には、マグネット７５を、成形用の金型（図示略）に装着する。このとき、マグネット７５は、成形用の金型に対して位置決め突起９１，９２によって所定位置に位置決めされる。その後、この金型のキャビティ内に樹脂を射出してホルダ７０を成形することで、磁極が所定方向に配置された状態でマグネット７５がインサート成形されたホルダ７０が得られる。

図１２は、ホルダ７０の水平方向の断面図である。
図１２に示すように、ホルダ７０に一体成形されたマグネット７５は、マグネット本体９０の内周面、マグネット本体９０のゲート痕９３を有する軸方向の一方側の端面９０ａ及びマグネット本体９０の外周面における軸方向の一方側がホルダ７０の樹脂によって覆われている。また、マグネット７５は、一方の位置決め突起９１及び他方の位置決め突起９２における外面を除いた部分もホルダ７０の樹脂によって覆われている。これにより、マグネット７５は、マグネット本体９０の軸方向の他方側の端面９０ｂ及びマグネット本体９０の外周面における軸方向の他方側が露出されている。

ここで、マグネット７５を有するホルダ７０では、マグネット７５の腐食を抑制するために、二色成形等でマグネット７５の全体を樹脂で覆うことが好ましい。しかし、マグネット７５の全体を樹脂で覆うと、ホルダ７０の大型化、ホルダ７０の樹脂の熱等による膨張収縮や燃料膨潤によって、ホール素子２５とマグネット７５との位置関係にずれが生じる可能性があり、液面の検出精度が低下するおそれがある。

このため、本実施形態では、マグネット７５におけるマグネット本体９０の軸方向の他方側の端面９０ｂ及びマグネット本体９０の外周面における軸方向の他方側を露出させている。このように、マグネット７５を露出させてもマグネット７５の表面がコーティング層９５によってコーティングされているので、良好な耐食性が得られる。

このように、本実施形態に係る液位検出装置１０によれば、ホルダ７０に設けられたプラスチックマグネットからなるマグネット７５の表面がコーティング層９５によって覆われている。したがって、コーティング層９５によってマグネット７５の良好な耐食性を得ることができる。これにより、マグネット７５の磁力低下の抑制及びホルダ７０の良好な回動状態の維持を図り、高い検出精度を得ることができる。

しかも、本実施形態に係る液位検出装置１０によれば、マグネット７５がホルダ７０にインサート成形されてその一部が覆われた構造とされている。したがって、このホルダ７０によって覆われる部分に、ゲート痕９３や位置決め突起９１，９２とマグネット本体９０との隅部などのコーティング層９５を形成しづらい部分を配置させることで、確実に耐食性を向上させることができる。
特に、コーティング層９５をメッキによって形成することで、マグネット７５の耐食性を容易にかつ確実に向上させることができる。

次に、変形例に係るマグネット７５Ａについて説明する。
図１３は、変形例に係るマグネット７５Ａの斜視図である。図１４は、変形例に係るマグネット７５Ａの図９におけるＡ−Ａ断面に相当する断面図である。

図１３及び図１４に示すように、変形例に係るマグネット７５Ａでは、ゲート痕９３の端面９０ａからの出っ張りを抑えるために、ゲート痕９３が形成される部分に凹み９４を形成している。また、端面９０ａから凹んだ位置に樹脂を充填するゲートを配置させることで、ホルダ７０へのインサート成形時における樹脂の応力集中を抑制することができる。しかし、このようにマグネット７５Ａに凹み９４を形成すると、凹み９４内を十分にメッキしてコーティング層９５を形成することが困難となる。

このような場合でも、本実施形態に係る液位検出装置１０によれば、マグネット７５のゲート痕９３部分に形成した凹み９４を含む端面９０ａがホルダ７０を成形する樹脂によって覆われるので、この凹み９４においても確実に耐食性を向上させることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

ここで、上述した本発明に係る液位検出装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［３］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ センサハウジング（２１）と、
前記センサハウジング（２１）に回動可能に保持されたホルダ（７０）と、
前記ホルダ（７０）に固定されたフロートアーム（７１）と、
前記フロートアーム（７１）の先端に設けられ、タンク内に貯留された液体の液面に追従して変位するフロート（７２）と、
前記ホルダ（７０）に設けられたマグネット（７５）と、
前記センサハウジング（２１）に設けられ、前記ホルダ（７０）のマグネット（７５）の変位を検出するホール素子（２５）と、を備え、
前記マグネット（７５）は、樹脂に磁粉が混入されたプラスチックマグネットであり、表面がコーティング層（９５）によって覆われている
ことを特徴とする液位検出装置。
［２］ 前記マグネット（７５）は、前記ホルダ（７０）にインサート成形されて一部が覆われている
ことを特徴とする上記［１］に記載の液位検出装置。
［３］ 前記コーティング層（９５）は、前記マグネットの表面に形成されたメッキからなる
ことを特徴とする上記［１］または［２］に記載の液位検出装置。

１０：液位検出装置
２１：センサハウジング
２５：ホール素子
７０：ホルダ
７１：フロートアーム
７２：フロート
７５：マグネット
９５：コーティング層

Claims (3)

1. センサハウジングと、
   前記センサハウジングに回動可能に保持されたホルダと、
   前記ホルダに固定されたフロートアームと、
   前記フロートアームの先端に設けられ、タンク内に貯留された液体の液面に追従して変位するフロートと、
   前記ホルダに設けられたマグネットと、
   前記センサハウジングに設けられ、前記ホルダのマグネットの変位を検出するホール素子と、を備え、
   前記マグネットは、樹脂に磁粉が混入されたプラスチックマグネットであり、表面がコーティング層によって覆われている
   ことを特徴とする液位検出装置。
2. 前記マグネットは、前記ホルダにインサート成形されて一部が覆われている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液位検出装置。
3. 前記コーティング層は、前記マグネットの表面に形成されたメッキからなる
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液位検出装置。

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