JP2023059132A - 液面検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 検出される液面高さのノイズが小さい液面検出装置を提供する。【解決手段】 液面検出装置１は、液面の変動に伴って接点７ａが摺動する固定電極６ｂを有する回路基板６を備えている。回路基板６は、固定電極６ｂに接続する抵抗体６ｇと、抵抗体６ｇに接続する第一の出力端子６ｃと、固定電極６ｂに接続する第二の出力端子６ｄと、を有する。回路基板６は、グランド端子６ｆと、グランド端子６ｆに接続する第二の固定電極６ｅと、を有する。演算部１５は、第一の出力端子６ｃにおける第一の電位Ｖ１と、第二の出力端子６ｄにおける第二の電位Ｖ２の電位差Ｖを出力する。【選択図】図２

Description

本発明は、液面高さを検出する液面検出装置に関するものである。

従来より、液面検出装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。斯かる液面検出装置は、燃料タンク内の液面の上下に応じて接点を可変抵抗上で摺動させて、可変抵抗の電気抵抗値を変化させることにより、液面高さを検出するものである。液面検出装置によって検出された液面高さは、燃料の残量に換算されて燃料計に表示される。

特開２０２１－９９２４０号公報

しかしながら、接点が可変抵抗上で摺動する際にノイズが発生し、液面高さを正確に検出できない虞があった。つまり、回路基板の可変抵抗上を接点が摺動するときに、接触抵抗の変化によってノイズが発生し、検出される液面高さに誤差が生じるという問題を有していた。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、検出される液面高さの誤差ズが小さい液面検出装置を提供するものである。

本発明は、前記課題を解決するため、液面の変動に伴って接点７ａが摺動する固定電極６ｂを有する回路基板６を備えた液面検出装置１であって、前記回路基板６は、前記固定電極６ｂに接続する抵抗体６ｇと、前記抵抗体６ｇに接続する第一の出力端子６ｃと、前記固定電極６ｂに接続する第二の出力端子６ｄと、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記回路基板６は、更に、グランド端子６ｆと、前記グランド端子６ｆに接続する第二の固定電極６ｅと、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記第一の出力端子６ｃにおける第一の電位Ｖ１と、前記第二の出力端子６ｄにおける第二の電位Ｖ２の電位差Ｖを出力する演算部１５を更に備えたことを特徴とする。

回路基板の固定電極と、接点の接触抵抗によるノイズをキャンセルすることができ、検出される液面高さの誤差が小さい。

本発明の実施形態を示す概観図。 同上実施形態を示す回路基板の正面図。 同上実施形態を示す回路図。 同上実施形態を示すブロック図。 同上実施形態を示す出力信号図。 比較例を示す回路基板の正面図。 同上比較例を示す回路図。 同上比較例を示すブロック図。 同上比較例を示す要部断面図。

以下、添付の図面に基づいて、本発明を液面検出装置１に適用した一実施形態について説明する。液面検出装置１は、フロート２と、フロートアーム３と、アームホルダ４と、本体フレーム５と、回路基板６と、摺動子７と、止め鍔１１とを備えている。

液面検出装置１は、液面に浮かぶフロート２を利用したフロート式のタイプであり、液面検出装置１によって検出された液面高さに基づいて、燃料の残量が燃料計２０に表示される。液面検出装置１は、ガソリンなどの液体燃料を貯留する燃料タンク内に、止め鍔１１によって固定される。

フロートアーム３は、金属製であり、一端が本体フレーム５に軸支されており、他端にフロート２が固定されている。フロートアーム３は、液面高さに応じて上下するフロート２と共に回動する。アームホルダ４は、亜鉛合金からなり、フロートアーム３を保持している。アームホルダ４には、本体フレーム５に対向する面に摺動子７が固定されている。

回路基板６は、セラミックからなる基材６ａと、この基材６ａに形成された固定電極６ｂ，出力端子６ｃ，６ｄ，固定電極６ｅ，グランド端子６ｆ，抵抗体６ｇとを有している。固定電極６ｂ，出力端子６ｃ，６ｄ，固定電極６ｅ，グランド端子６ｆを構成する導電体は、銀，パラジウムの金属と、ガラスなどで構成され、基材６ａ上に焼付形成される。固定電極６ｂは、ストライプ状に複数設けられている。固定電極６ｂは、それぞれ抵抗体６ｇと電気的に接続されている。

出力端子６ｃは、抵抗特性電位を出力するための接続ランドであり、リード端子Ａが半田により接続される。出力端子６ｃには、プルアップ抵抗９を介して、イグニッション電源が接続される。出力端子６ｃは、固定電極６ｂと電気的に接続されている。出力端子６ｄは、ノイズ電位を出力するための接続ランドであり、リード端子Ｃが半田により接続される。

出力端子６ｄは、固定電極６ｂと電気的に接続されている。固定電極６ｅは、櫛歯状になっており、グランド端子６ｆと電気的に接続されている。グランド端子６ｆには、リード端子Ｂが半田により接続される。グランド端子６ｆは、接地されて、電位がゼロになっている。抵抗体６ｇは、酸化ルテニウムからなるものである。可変抵抗６ｈは、固定電極６ｂと抵抗体６ｇとからなるものであり、摺動子７の位置に応じて電気抵抗値が変化する。

摺動子７は、洋白などの金属からなる板形状であり、アームホルダ４に固定されている。摺動子７は、固定電極６ｂに当接する接点７ａと、固定電極６ｅに当接する接点７ｂと、を有している。摺動子７は、アームホルダ４に固定されており、フロートアーム３と共に回動して、接点７ａ，７ｂが固定電極６ｂ，６ｅ上を摺動する。

液面検出装置１は、止め鍔１１を介して、燃料タンクの上部に固定される。燃料が消費され、燃料タンク内の液面が低下すると、フロート２は下方に変位し、フロート２が取り付けられたフロートアーム３がスイングする。フロートアーム３がスイングすると、フロートアーム３と共にアームホルダ４もスイングする。

アームホルダ４に備えられた摺動子７の接点７ａ，７ｂは、回路基板６の固定電極６ｂ，６ｅに対して摺動する。即ち、液面高さに応じて、回路基板６に対して接点７ａ，７ｂが接触する位置は変わる。演算部１５は、例えばマイコンからなるものであり、出力端子６ｃの電位Ｖ１と、出力端子６ｄの電位Ｖ２とを入力すると共に、電位Ｖ１と電位Ｖ２の電位差Ｖを燃料計２０に出力する。

図６乃至図９は、比較例である液面検出装置１００を示すものである。回路基板１０６は、基材１０６ａと、この基材１０６ａに形成された固定電極１０６ｂ，出力端子１０６ｃ，固定電極１０６ｅ，グランド端子１０６ｆ，抵抗体１０６ｇとを有している。出力端子１０６ｃは、抵抗特性電位を出力するための接続ランドであり、リード端子が半田により接続される。出力端子１０６ｃには、プルアップ抵抗１０９を介して、イグニッション電源が接続される。

固定電極１０６ｅは、櫛歯状になっており、グランド端子１０６ｆと電気的に接続されている。可変抵抗１０６ｈは、固定電極１０６ｂと抵抗体１０６ｇとからなるものであり、摺動子１０７の位置に応じて電気抵抗値が変化する。摺動子１０７は、固定電極１０６ｂに当接する接点１０７ａと、固定電極１０６ｅに当接する接点１０７ｂと、を有している。

液面検出装置１００は、出力端子１０６ｃの電位Ｖ１を燃料計２０に出力する。液面検出装置１００が出力する電位Ｖ１には、ノイズが含まれてしまう。このノイズが発生する一因は、接点１０７ａが固定電極１０６ｂの平坦部に当接しているとき（図９（ａ）参照）と、接点１０７ａが固定電極１０６ｂのエッジに当接しているとき（図９（ｂ）参照）とで、接触抵抗が異なるためであると考えられる。

本実施形態の液面検出装置１は、電位Ｖ１と電位Ｖ２の電位差Ｖを燃料計２０に出力するため、ノイズがキャンセルされ、検出される液面高さの誤差が小さくなる。

本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本実施形態は、燃料の液面高さを検出するものであったが、燃料以外の液体の液面高さを検出するものであっても良い。

１ 液面検出装置
６ 回路基板
６ｂ 固定電極
６ｃ 出力端子（第一の出力端子）
６ｄ 出力端子（第二の出力端子）
６ｅ 固定電極（第二の固定電極）
６ｇ 抵抗体
６ｆ グランド端子
７ 摺動子
７ａ 接点
１５ 演算部

Claims (3)

1. 液面の変動に伴って接点が摺動する固定電極を有する回路基板を備えた液面検出装置であって、
   前記回路基板は、前記固定電極に接続する抵抗体と、前記抵抗体に接続する第一の出力端子と、前記固定電極に接続する第二の出力端子と、を有することを特徴とする液面検出装置。
2. 前記回路基板は、更に、グランド端子と、前記グランド端子に接続する第二の固定電極と、を有することを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
3. 前記第一の出力端子における第一の電位と、前記第二の出力端子における第二の電位の電位差を出力する演算部を更に備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液面検出装置。

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