JP3905707B2 - Liquid level sensor - Google Patents

Liquid level sensor Download PDF

Info

Publication number
JP3905707B2
JP3905707B2 JP2001001774A JP2001001774A JP3905707B2 JP 3905707 B2 JP3905707 B2 JP 3905707B2 JP 2001001774 A JP2001001774 A JP 2001001774A JP 2001001774 A JP2001001774 A JP 2001001774A JP 3905707 B2 JP3905707 B2 JP 3905707B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid level
magnet
level sensor
float
magnetic flux
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2001001774A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002206959A (en
Inventor
聡明 福原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP2001001774A priority Critical patent/JP3905707B2/en
Publication of JP2002206959A publication Critical patent/JP2002206959A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3905707B2 publication Critical patent/JP3905707B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Level Indicators Using A Float (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液面レベルセンサに関し、特に、磁電変換素子を用いた非接触式液面レベルセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の液面レベルセンサは、例えば、自動車の燃料の液量を監視するためのレベルセンサとして利用されている。この種の液面レベルセンサでは、液面レベルに連動するフロートに連結された円環状マグネットと、このマグネットにより生成される液面レベルに応じた磁力をホール素子等の磁電変換素子により電気信号に変換することによって、液面レベルを検出している。
【0003】
ところが、従来の液面レベルセンサでは、上記円環状マグネットに層状に、円筒を2分割した形状の集磁部材としてのコアの空隙に上記ホール素子が配置されている。すなわち、このコアと円環状マグネットが足された分の厚さにより、この部分の薄型化が困難であった。また、上記1組のコアも必要とされ、構造が複雑で部品点数が多くなり、コスト高になっていた。
【0004】
これらの問題を図6〜図8を用いて説明する。図6は、従来の液面レベルセンサの概要を示す構造説明図である。図7は、図6の液面レベルセンサの検出部を概略的に示す斜視図である。図8は、図6の液面レベルセンサによる磁石回転角度、磁束密度及びホール電圧の関係を示すグラフである。
【0005】
図6に示すように、従来の液面レベルセンサは、容器TNK内にある液体LQの液面レベルを検出するため、容器内壁の一部に固定されている。そして、フロート101は棒状のアーム102を介して、マグネットホルダー103に連接されている。フロート101は液面レベルを測定する液体LQに対して浮力を有する部材で形成されており、円筒状をしている。また、アーム102の一端は、フロート101の中心部を貫通してフロート101に結合されている。
【0006】
マグネットホルダー103の内側面は円環状のマグネット104が接着剤等を用いて付着されており、外側面は上記アーム102の他端を保持するアーム保持部が設けられている。マグネットホルダー103は、フレーム105に一体形成された回転軸袴111にブッシュ112で固定された回転軸106を介して回動可能に軸着されている。このような構造により、マグネット104は液面レベルに応じて移動するフロート101に連動して回転軸106を中心として回動する。なお、マグネット104は、片面が2極着された円環状をした永久磁石である。
【0007】
更に、上記マグネット104に対向する位置のフレーム105の内壁には、円筒を2分割した形状の1対のコア110(コア110A、コア110B)が配置され、この1対のコア110の間隙には、図7で示すような位置関係で、ホール素子108が配線板107を介してフレーム105に固定されている。そして、このホール素子108により検出された磁束密度に基づく電気信号は、ターミナル109を介して外部に供給される。なお、フレーム105の内側は、モールド剤113が充填されている。
【0008】
上記ホール素子108、コア及びマグネット104は、図7に示すように磁束密度の検出部を構成しており、液面レベル変動に応じて、図中、矢印で示す方向に回動するマグネット104の、この回動に伴い変動する磁束密度がコア110A及びコア110Bを介してホール素子108によって検出される。このマグネット104の回転角度、磁束密度及びホール電圧の関係は図8に示すように、磁束密度及びホール電圧は共に回転角度(−90度から+90度の範囲)に対して直線的に変化する。この特性を利用して、液面レベルが測定される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の液面レベルセンサでは、図6に示すように、上記円環状のマグネット104に層状にコア110が配置された構造になっている。すなわち、マグネット104とマグネットホルダー103により発生する厚さa(ホルダー高さ)と、コアを内装するフレーム105の厚さb(フレーム高さ)とが足された分の厚さa+bが、従来の液面レベルセンサには最低限、必要とされていた。この厚さa+bのため、従来の液面レベルセンサでは、薄型化が困難であった。また、上記1組のコア110A、110Bも必要とされ、構造が複雑で部品点数が多くなり、コスト高になっていた。
【0010】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、上記検出部を改良して薄型化し、装置全体の小型化及びコストダウンを達成した液面レベルセンサを提供することを課題としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項1記載の液面レベルセンサは、図1〜3に示すように、液面上に浮いて液面レベルに応じて移動するフロート1と、前記フロートに一端が係止されたアーム2と、前記アーム2の他端に係止されたマグネットホルダー3と、前記マグネットホルダー3が回動可能に装着されたフレーム5と、前記マグネットホルダー3に保持収容された2極着磁された筒型のマグネット4と、前記マグネット4と同一平面、かつ前記マグネットの中心部にマグネットの内壁と直接対向して配置されるように前記フレーム5に取り付けられた磁電変換素子8と、を有し、前記フロート1の移動に伴って前記マグネットホルダー3と共に回動する前記マグネット4の回転角度に応じて変化する、前記磁電変換素子8が出力する電気信号に基づき前記液面レベルを測定する液面レベルセンサであって、前記マグネットホルダー3は、円環状マグネット4の中心を仮想の回転軸として回動するようにフレーム5へ回動可能に装着されることを特徴とする。
【0012】
請求項1記載の発明によれば、液面レベルの変動に応じてフロート1が移動する。回動可能にフレームに装着されたマグネットホルダー3が前記フロート1の移動に応じて、アーム2を介して回動するため、これに伴いこのマグネットホルダー3に保持収容される筒型のマグネット4も回動する。そして、磁電変換素子が、上記フロート1の移動に応じて回動するマグネット4の回転角度に応じた磁束密度を検出して、これを電気信号に変換することによって、この電気信号に基づき液面レベルが測定される。このような動作により液面レベルを測定する本液面レベルセンサの磁電変換素子は、マグネット4と同一平面、かつマグネット4の中心部にマグネットの内壁に直接対向して配置されるようにフレームに装着されているので、本液面レベルセンサの薄型化が可能になる。更に、従来のように集磁部材としての対になったコア等が不要になるため、部品点数が減少し、コストダウンが図れるようになる。更に、磁電変換素子と集磁部材との位置ずれの心配も無くなるので、測定精度も向上する。また、マグネットホルダー3が仮想回転軸を中心にして回動可能にフレームに装着されるので、図6に示された従来技術における回転軸106が不要になる。
さらにマグネット4は円環状であるので、製造が容易で、またフロート1の移動に応じて回動する際の動きも安定する。したがって、請求項1の発明によれば、より一層のコストダウン及び測定精度向上が図れる。さらに、請求項1の発明によれば磁電変換素子は、円環状のマグネット4の中心部に配置されているので、マグネット4の回動に応じて変化する磁束密度を最も効果的に検出することができる。したがって、請求項1の発明によれば、更に一層の測定精度向上が図れる。
【0017】
上記課題を解決するためになされた請求項2記載の液面レベルセンサは、図1、2、3及び5に示すように、請求項1に記載の液面レベルセンサにおいて、前記液面レベルに応じた前記フロート1の移動に伴って回動するマグネット4の磁束密度が、単調に増加する範囲における前記磁束密度を、前記磁電変換素子により検出することによって、前記液面レベルを測定することを特徴とする。
【0018】
請求項2記載の発明によれば、液面レベルに応じたフロート1の移動に伴って回動するマグネット4の磁束密度が、単調に増加する範囲における磁束密度を、磁電変換素子により検出することによって、液面レベルを測定するようにしているので、検出した磁束密度から、最終的に液面レベルを算出するまでの処理が容易になる。
【0019】
上記課題を解決するためになされた請求項3記載の液面レベルセンサは、図1〜図3に示すように、請求項1〜2記載の液面レベルセンサにおいて、前記磁電変換素子はホール素子8であることを特徴とする。
【0020】
請求項3記載の発明によれば、磁電変換素子はホール素子8であるので、広く普及していて入手しやすく、製造時間の短縮化が促進できる。したがって、請求項3の発明によれば、更に一層のコストダウンが図れる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図1〜図3を用いて本発明の液面レベルセンサの一実施形態について説明する。図1は、本発明の液面レベルセンサの一実施形態の概要を示す説明図である。図2は、本発明の液面レベルセンサの一実施形態の概観を示す平面図である。図3は、図1の液面レベルセンサの検出部を概略的に示す斜視図である。
【0022】
図1に示すように、本液面レベルセンサは、容器TNK内にある液体LQの液面レベルを検出するため、容器TNK内壁の一部に、内部の電気回路を防水するようにして固定されている。そして、フロート1はアーム2を介して、マグネットホルダー3に連接されている。フロート1は液面レベルを測定する液体LQに対して浮力を有する部材で形成されており、円筒状をしている。また、アーム2は細長い棒状のステンレス等の金属により形成されている。このアーム2の一端は、フロート1の中心を貫通してフロート1に結合されている。
【0023】
また、マグネットホルダー3は、内側に円環状のマグネット4を収容する収容部を有する一方、外側に例えばTの字型になった上記アーム2の他端(フロートアーム21)を保持するアーム保持部31を有している。マグネットホルダー3は、非磁性体の材料で形成されており、その外形はそこに収容するマグネット4の外形よりやや大きい円筒形状の外側中心部に上記アーム保持部31が設けられたようになっている。上記アーム保持部31を介して、フロート1に結合されたアーム2はマグネットホルダー3にも連結されている。
【0024】
このマグネットホルダー3は、図2に示すように120度毎に配設されたフレーム5の3つの抜け防止フランジ61、62、63によって保持されながら、これらによって作られる仮想の回転軸を中心にして回動可能にフレーム5に装着されている。なお、抜け防止フランジ63は、フレーム5に着脱可能になっており、マグネットホルダー3をフレーム5に組み込む際には、マグネットホルダー3をフレーム5の所定位置に位置決めした後に、この抜け防止フランジ63が装着される。また、抜け防止フランジ61、62は、フレーム5と一体成形してもよいし、抜け防止フランジ63と同様に、フレーム5に着脱可能にしてもよい。図2に示すθは、液面レベルに応じて回動するマグネットホルダー3に収容されるマグネット4の回転角度である。
【0025】
上述したマグネットホルダー3のマグネット4の収容部は円環状のマグネット4の外形に合わせて円筒状の内径を有している。そして、マグネット4は、接着剤等を用いて、この収容部に固着されている。このような構造により、マグネット4は液面レベルに応じて移動するフロート1に連動して回転軸を中心として回動する。なお、このマグネット4は、2極着された円環状をした永久磁石である。このように、マグネット4は円環状であるので、製造が容易で、またフロート1の移動に応じて回動する際の動きも安定し測定精度が向上する。
【0026】
そして、この円環状のマグネット4の中心部には、磁電変換素子が配線板7に実装されて固定的に配置されている。この磁電変換素子は、液面レベルに応じて回動するマグネット4による磁束密度を検出して、これを電気信号に変換して出力するものであり、例えば、公知のホール素子8が用いられる。このホール素子8及びマグネット4は、本液面レベルセンサにおいて、磁束密度の検出部を構成しており、図3に示すように、ホール素子8は円環状のマグネット4の中心部に固定的に配置されている。マグネット4は、上述したように液面レベルに応じて、図中、矢印で示す方向に回動するので、この回動に伴い変動するホール素子8に対する磁束密度が、液面レベル測定に利用される。
【0027】
このようにホール素子8は、円環状のマグネット4の中心部に配置されているので、マグネット4の回動に応じて変化する磁束密度を最も効果的に検出することができる。したがって、更に一層の測定精度向上が図れる。また、ホール素子8は、広く普及していて入手しやすいので、製造時間の短縮化が促進できる。したがって、コストダウンの一助となる。
【0028】
なお、上記ホール素子8を実装する配線板7は、本液面レベルセンサの筐体外形を構成するフレーム5にネジ止め等(不図示)により固定されており、この配線板7は、本液面レベル測定に必要な関連電気回路部品や上記磁束密度から変換された液面レベルに対応する電気信号を外部に出力するターミナル9も実装している。そして、フレーム5の裏側は、カバー10が覆設されている。
【0029】
上述のような構成において、液面レベルの変動に応じてフロート1が移動する。このフロート1の移動に応じて、アーム2を介してマグネットホルダー3が回動するため、これに伴いこのマグネットホルダー3に保持収容されるマグネット4も回動する。そして、磁電変換素子が、上記フロート1の移動に応じて回動するマグネット4による磁束密度を検出して、これを電気信号に変換することによって、この電気信号に基づき液面レベルが測定されることになる。
【0030】
このような動作をして液面レベルを測定する本液面レベルセンサのホール素子8は、マグネット4と同一平面、かつマグネット4の中心部に配置されているので、本液面レベルセンサの薄型化が可能になる。すなわち、図1及び図6を比較すればわかるように、図1の本実施形態の液面レベルセンサは、図6の従来の液面レベルセンサにおけるほぼ厚さaの部分がなくなり、装置全体が薄型化している。また、従来装置のように集磁部材としての対になったコア等が不要になるため、部品点数が減少し、コストダウンが図れるようになる。更に、ホール素子8とコアとの位置ずれの心配も無くなるので、測定精度も向上する。
【0031】
次に、図4及び図5を用いて、本液面レベルセンサによる、液面レベル検出の原理について説明をする。図4(A)〜(C)は、本液面レベルセンサによる、液面レベルに応じて変動する磁束密度の検出原理を示す説明図である。図5は、磁石回転角度及びホール電圧の関係を示すグラフである。
【0032】
図4(A)に示すように、上記円環状のマグネット4のN極からS極に向かって、矢印で示すような磁力線が発生する。そして、図4(B)及び図5に示すように、ホール素子8は磁石(マグネット)回転角度θが0度の時に、検出される磁束密度が0(T)になるような位置関係で、マグネット4のほぼ中心部に配置されている。このように配置すると、検出される磁束密度は、マグネット4が磁石回転角度θで回動するに伴い、図5で示すように、角度θが0度から90度の間では単調に増加し、90度から180度の間では単調に減少することがわかる。また、ホール電圧も同様の特性を示す。
【0033】
このような特性を利用することにより、マグネット4の回転角度θに対応するフロート1の位置が特定できるので、液面レベルも測定できるようになる。例えば、本実施形態では、図4(B)及び図5に示すように、回転角度θが0度の時に磁束密度がほぼ0(T)になり、かつこの時、液面レベルが最低位になるようにフロート1を初期設定しておき、上記角度θが0度から90度の間において単調に増加する範囲を、液面レベルの最低位から最高位までに対応するようにする。
【0034】
このように、上記角度θが0度から90度の間における磁束密度を検出して、液面レベルを測定するようにしているので、検出した磁束密度から最終的に液面レベルを算出するまでの処理が容易になる。なお、上記角度θが90度から180度の間に、測定範囲を割り当てるようにしてもよい。
【0035】
以上のように、本実施形態によると、磁束密度検出部を改良して薄型化し、装置全体の小型化及びコストダウンを達成した液面レベルセンサが得られる。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の発明によれば、マグネットホルダーが回動可能にフレームに装着され、磁電変換素子が、マグネット4と同一平面、かつマグネット4の中心部にマグネットの内壁に直接対向して配置されているので、磁電変換部分の構造が単純であり本液面レベルセンサの薄型化が可能になる。更に、上述のように、磁電変換素子を配置することにより、従来のように集磁部材としての対になったコア等が不要になるため、部品点数が減少し、コストダウンが図れるようになる。更に、集磁部材が不要になって磁電変換素子と集磁部材との位置ずれの心配も無くなるので、測定精度も向上する。さらに、請求項1記載の発明によれば、マグネットホルダーが円環状マグネットの中心を仮想の回転軸として回動するようにフレームへ回動可能に装着されるので、従来例の回転軸106を中心として回動するという複雑な構成が不要となり液面レベルセンサのコストダウンと小型化が図れる。そして、請求項1記載の発明によれば、マグネット4は円環状であり、磁電変換素子は、円環状のマグネット4の中心部に配置されているので、マグネット4の回動に応じて変化する磁束密度を最も効果的に検出することができるので、液面レベルセンサの製造が容易で、またフロート1の移動に応じて回動する際の動きも安定する。したがって、請求項1の発明によれば、より一層の液面レベルセンサのコストダウン及び測定精度向上が図れる。
【0039】
請求項2記載の発明によれば、液面レベルに応じたフロート1の移動に伴って回動するマグネット4の磁束密度が、単調に増加する範囲における磁束密度を、磁電変換素子により検出することによって、液面レベルを測定するようにしているので、検出した磁束密度
から、最終的に液面レベルを算出するまでの処理が容易になる。
【0040】
請求項3記載の発明によれば、磁電変換素子はホール素子8であるので、広く普及していて入手しやすく、製造時間の短縮化が促進できる。したがって、請求項3の発明によれば、更に一層のコストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液面レベルセンサの一実施形態の概要を示す説明図である。
【図2】本発明の液面レベルセンサの一実施形態の概観を示す平面図である。
【図3】図1の液面レベルセンサの検出部を概略的に示す斜視図である。
【図4】図4(A)〜(C)は、本液面レベルセンサによる、液面レベルに応じて変動する磁束密度の検出原理を示す説明図である。
【図5】磁石回転角度及びホール電圧の関係を示すグラフである。
【図6】従来の液面レベルセンサの概要を示す構造説明図である。
【図7】図6の液面レベルセンサの検出部を概略的に示す斜視図である。
【図8】図6の液面レベルセンサによる磁石回転角度、磁束密度及びホール電圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 フロート
2 アーム
3 マグネットホルダー
4 マグネット
5 フレーム
7 配線板
8 ホール素子
9 ターミナル
10 カバー
21 フロートアーム
61〜63 抜け防止フランジ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid level sensor, and more particularly, to a non-contact type liquid level sensor using a magnetoelectric conversion element.
[0002]
[Prior art]
This type of liquid level sensor is used, for example, as a level sensor for monitoring the amount of fuel in an automobile. In this type of liquid level sensor, an annular magnet connected to a float linked to the liquid level, and a magnetic force generated by the magnet according to the liquid level is converted into an electric signal by a magnetoelectric transducer such as a Hall element. The liquid level is detected by conversion.
[0003]
However, in the conventional liquid level sensor, the Hall element is disposed in the gap of the core as a magnetic flux collecting member having a shape obtained by dividing the cylinder into two layers in the annular magnet. That is, it is difficult to reduce the thickness of the portion due to the thickness of the core and the annular magnet. In addition, the above-described one set of cores is required, and the structure is complicated, the number of parts is increased, and the cost is increased.
[0004]
These problems will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a structural explanatory view showing an outline of a conventional liquid level sensor. FIG. 7 is a perspective view schematically showing a detection unit of the liquid level sensor of FIG. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the magnet rotation angle, the magnetic flux density, and the Hall voltage by the liquid level sensor of FIG.
[0005]
As shown in FIG. 6, the conventional liquid level sensor is fixed to a part of the inner wall of the container in order to detect the liquid level of the liquid LQ in the container TNK. The float 101 is connected to the magnet holder 103 via a rod-shaped arm 102. The float 101 is formed of a member having buoyancy with respect to the liquid LQ for measuring the liquid level, and has a cylindrical shape. One end of the arm 102 passes through the center of the float 101 and is coupled to the float 101.
[0006]
An annular magnet 104 is attached to the inner side surface of the magnet holder 103 using an adhesive or the like, and an arm holding portion for holding the other end of the arm 102 is provided on the outer side surface. The magnet holder 103 is pivotally attached to a rotary shaft 111 formed integrally with the frame 105 via a rotary shaft 106 fixed by a bush 112. With such a structure, the magnet 104 rotates around the rotation shaft 106 in conjunction with the float 101 that moves according to the liquid level. The magnet 104 is an annular permanent magnet with two poles on one side.
[0007]
Further, a pair of cores 110 (core 110A, core 110B) having a shape obtained by dividing the cylinder into two are arranged on the inner wall of the frame 105 at a position facing the magnet 104, and in the gap between the pair of cores 110, The Hall element 108 is fixed to the frame 105 through the wiring board 107 in the positional relationship as shown in FIG. An electric signal based on the magnetic flux density detected by the Hall element 108 is supplied to the outside via the terminal 109. The inside of the frame 105 is filled with a molding agent 113.
[0008]
The Hall element 108, the core, and the magnet 104 constitute a magnetic flux density detector as shown in FIG. 7, and the magnet 104 that rotates in the direction indicated by the arrow in the drawing according to the liquid level fluctuation. The magnetic flux density that fluctuates with this rotation is detected by the Hall element 108 via the core 110A and the core 110B. As shown in FIG. 8, the relationship between the rotation angle of the magnet 104, the magnetic flux density, and the Hall voltage both changes linearly with respect to the rotation angle (range from −90 degrees to +90 degrees). Using this characteristic, the liquid level is measured.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional liquid level sensor described above has a structure in which the core 110 is arranged in layers on the annular magnet 104 as shown in FIG. That is, the thickness a + b, which is the sum of the thickness a (holder height) generated by the magnet 104 and the magnet holder 103 and the thickness b (frame height) of the frame 105 that houses the core, is the conventional thickness a + b. At a minimum, the liquid level sensor was required. Due to the thickness a + b, it is difficult to reduce the thickness of the conventional liquid level sensor. Further, the one set of cores 110A and 110B is also required, the structure is complicated, the number of parts is increased, and the cost is increased.
[0010]
Therefore, in view of the present situation described above, an object of the present invention is to provide a liquid level sensor in which the detection unit is improved and thinned to achieve downsizing and cost reduction of the entire apparatus.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The liquid level sensor according to claim 1, which has been made to solve the above problems, includes a float 1 that floats on the liquid level and moves according to the liquid level, as shown in FIGS. The arm 2 with one end locked, the magnet holder 3 locked with the other end of the arm 2, the frame 5 on which the magnet holder 3 is rotatably mounted, and the magnet holder 3 are held and accommodated. A cylindrical magnet 4 magnetized with two poles, and a magneto-electric conversion attached to the frame 5 so as to be disposed in the same plane as the magnet 4 and directly opposite to the inner wall of the magnet at the center of the magnet The magnetoelectric conversion element 8 has an element 8 and changes according to the rotation angle of the magnet 4 that rotates together with the magnet holder 3 as the float 1 moves. That a Teisu Ru liquid level sensor measuring the liquid level on the basis of the electrical signal, the magnet holder 3 is pivoted to the frame 5 so as to rotate the center of the annular magnet 4 as a virtual axis of rotation It is possible to be mounted.
[0012]
According to invention of Claim 1, the float 1 moves according to the fluctuation | variation of a liquid level. Since the magnet holder 3 rotatably attached to the frame is rotated via the arm 2 in accordance with the movement of the float 1, the cylindrical magnet 4 held and accommodated in the magnet holder 3 is also associated therewith. Rotate. And a magnetoelectric conversion element detects the magnetic flux density according to the rotation angle of the magnet 4 which rotates according to the movement of the said float 1, and converts this into an electric signal, thereby liquid level based on this electric signal. Level is measured. The magnetoelectric conversion element of the liquid level sensor that measures the liquid level by such an operation is arranged on the frame so as to be arranged on the same plane as the magnet 4 and in the central part of the magnet 4 so as to directly face the inner wall of the magnet. Since it is attached, the liquid level sensor can be thinned. Further, since a pair of cores or the like as a magnetic collecting member is not required as in the prior art, the number of parts is reduced and the cost can be reduced. Further, since there is no fear of displacement between the magnetoelectric conversion element and the magnetism collecting member, the measurement accuracy is improved. Further, since the magnet holder 3 is mounted on the frame so as to be rotatable about the virtual rotation axis, the rotation axis 106 in the prior art shown in FIG. 6 is not necessary.
Furthermore, since the magnet 4 has an annular shape, the manufacture is easy, and the movement when rotating according to the movement of the float 1 is stabilized. Therefore, according to the first aspect of the invention, the cost can be further reduced and the measurement accuracy can be improved. Further, according to the first aspect of the present invention, since the magnetoelectric conversion element is disposed at the center of the annular magnet 4, the magnetic flux density that changes according to the rotation of the magnet 4 can be detected most effectively. Can do. Therefore, according to the invention of claim 1, the measurement accuracy can be further improved.
[0017]
The liquid level sensor according to claim 2, which has been made to solve the above-mentioned problem, is the liquid level sensor according to claim 1 , as shown in FIGS. 1, 2, 3, and 5. The liquid level is measured by detecting the magnetic flux density in a range where the magnetic flux density of the magnet 4 that rotates with the movement of the float 1 correspondingly increases monotonously by the magnetoelectric transducer. Features.
[0018]
According to the second aspect of the invention, the magnetoelectric transducer detects the magnetic flux density in the range where the magnetic flux density of the magnet 4 that rotates with the movement of the float 1 corresponding to the liquid level increases monotonously. Thus, since the liquid level is measured, the processing until the liquid level is finally calculated from the detected magnetic flux density becomes easy.
[0019]
The liquid level sensor according to claim 3, which has been made to solve the above-mentioned problems, is a liquid level sensor according to claim 1, wherein the magnetoelectric transducer is a Hall element as shown in FIGS. 1 to 3. 8 is a feature.
[0020]
According to the third aspect of the present invention, since the magnetoelectric conversion element is the Hall element 8, it is widely spread and easily available, and the shortening of the manufacturing time can be promoted. Therefore, according to the invention of claim 3 , further cost reduction can be achieved.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, an embodiment of a liquid level sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory view showing the outline of one embodiment of the liquid level sensor of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing an overview of an embodiment of the liquid level sensor of the present invention. FIG. 3 is a perspective view schematically showing a detection unit of the liquid level sensor of FIG.
[0022]
As shown in FIG. 1, this liquid level sensor is fixed to a part of the inner wall of the container TNK so as to waterproof the internal electric circuit in order to detect the liquid level of the liquid LQ in the container TNK. ing. The float 1 is connected to the magnet holder 3 via the arm 2. The float 1 is formed of a member having buoyancy with respect to the liquid LQ for measuring the liquid level, and has a cylindrical shape. The arm 2 is made of a long and narrow bar-like metal such as stainless steel. One end of the arm 2 passes through the center of the float 1 and is coupled to the float 1.
[0023]
The magnet holder 3 has an accommodating portion for accommodating the annular magnet 4 on the inner side, and an arm holding portion for retaining the other end (float arm 21) of the arm 2 having, for example, a T shape on the outer side. 31. The magnet holder 3 is made of a non-magnetic material, and the outer shape of the magnet holder 3 is such that the arm holding portion 31 is provided at the outer central portion of the cylindrical shape that is slightly larger than the outer shape of the magnet 4 accommodated therein. Yes. The arm 2 coupled to the float 1 is also connected to the magnet holder 3 via the arm holding portion 31.
[0024]
As shown in FIG. 2, the magnet holder 3 is held by three flange-preventing flanges 61, 62, 63 of the frame 5 arranged every 120 degrees as shown in FIG. The frame 5 is rotatably mounted. The removal prevention flange 63 is detachable from the frame 5. When the magnet holder 3 is assembled into the frame 5, the removal prevention flange 63 is positioned after the magnet holder 3 is positioned at a predetermined position of the frame 5. Installed. Further, the drop prevention flanges 61 and 62 may be formed integrally with the frame 5 or may be detachable from the frame 5 in the same manner as the drop prevention flange 63. 2 represents the rotation angle of the magnet 4 accommodated in the magnet holder 3 that rotates according to the liquid level.
[0025]
The accommodating portion of the magnet 4 of the magnet holder 3 described above has a cylindrical inner diameter in accordance with the outer shape of the annular magnet 4. The magnet 4 is fixed to the housing part using an adhesive or the like. With such a structure, the magnet 4 rotates about the rotation axis in conjunction with the float 1 that moves according to the liquid level. The magnet 4 is an annular permanent magnet with two poles. Thus, since the magnet 4 has an annular shape, it is easy to manufacture, and the movement when rotating according to the movement of the float 1 is stabilized, and the measurement accuracy is improved.
[0026]
A magnetoelectric conversion element is mounted on the wiring board 7 and fixedly arranged at the center of the annular magnet 4. This magnetoelectric conversion element detects the magnetic flux density by the magnet 4 that rotates according to the liquid level, converts it into an electrical signal, and outputs it. For example, a known Hall element 8 is used. The Hall element 8 and the magnet 4 constitute a magnetic flux density detection part in the present liquid level sensor, and the Hall element 8 is fixed to the center of the annular magnet 4 as shown in FIG. Is arranged. Since the magnet 4 rotates in the direction indicated by the arrow in the drawing according to the liquid level as described above, the magnetic flux density with respect to the Hall element 8 that fluctuates with this rotation is used for the liquid level measurement. The
[0027]
Thus, since the Hall element 8 is disposed at the center of the annular magnet 4, the magnetic flux density that changes according to the rotation of the magnet 4 can be detected most effectively. Therefore, the measurement accuracy can be further improved. In addition, since the Hall element 8 is widely spread and easily available, the manufacturing time can be shortened. Therefore, it helps to reduce costs.
[0028]
The wiring board 7 on which the Hall element 8 is mounted is fixed to the frame 5 constituting the outer shape of the casing of the liquid level sensor by screws or the like (not shown). A terminal 9 for outputting an electric signal corresponding to a liquid level converted from the magnetic flux density and related electric circuit components necessary for the surface level measurement is also mounted. A cover 10 is covered on the back side of the frame 5.
[0029]
In the configuration as described above, the float 1 moves according to the fluctuation of the liquid level. As the float 1 moves, the magnet holder 3 rotates via the arm 2, and accordingly, the magnet 4 held and accommodated in the magnet holder 3 also rotates. And a magnetoelectric conversion element detects the magnetic flux density by the magnet 4 which rotates according to the movement of the said float 1, and converts this into an electrical signal, The liquid level is measured based on this electrical signal It will be.
[0030]
Since the Hall element 8 of the main liquid level sensor that measures the liquid level by performing such an operation is disposed on the same plane as the magnet 4 and in the center of the magnet 4, the Hall element 8 of the main liquid level sensor is thin. Can be realized. That is, as can be seen by comparing FIG. 1 and FIG. 6, the liquid level sensor of the present embodiment of FIG. 1 has substantially no thickness a portion in the conventional liquid level sensor of FIG. Thinner. In addition, since a pair of cores or the like as a magnetic collecting member is not required as in the conventional device, the number of parts is reduced and the cost can be reduced. Further, since there is no fear of positional deviation between the Hall element 8 and the core, the measurement accuracy is improved.
[0031]
Next, the principle of liquid level detection by the liquid level sensor will be described with reference to FIGS. 4 (A) to 4 (C) are explanatory views showing the detection principle of the magnetic flux density that fluctuates according to the liquid level by the liquid level sensor. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the magnet rotation angle and the Hall voltage.
[0032]
As shown in FIG. 4A, magnetic field lines as shown by arrows are generated from the north pole to the south pole of the annular magnet 4. As shown in FIGS. 4B and 5, the Hall element 8 has a positional relationship such that the detected magnetic flux density becomes 0 (T) when the magnet (magnet) rotation angle θ is 0 degrees. The magnet 4 is disposed almost at the center. With this arrangement, the detected magnetic flux density monotonously increases as the magnet 4 rotates at the magnet rotation angle θ as shown in FIG. 5 when the angle θ is between 0 and 90 degrees. It turns out that it decreases monotonically between 90 degrees and 180 degrees. The Hall voltage also shows similar characteristics.
[0033]
By utilizing such characteristics, the position of the float 1 corresponding to the rotation angle θ of the magnet 4 can be specified, so that the liquid level can also be measured. For example, in this embodiment, as shown in FIGS. 4B and 5, the magnetic flux density is substantially 0 (T) when the rotation angle θ is 0 degrees, and at this time, the liquid level is at the lowest level. The float 1 is initially set so that the range in which the angle θ increases monotonously between 0 ° and 90 ° corresponds to the lowest to highest liquid level.
[0034]
Thus, since the magnetic flux density is detected when the angle θ is between 0 ° and 90 ° and the liquid level is measured, the liquid level is finally calculated from the detected magnetic flux density. Is easy to process. The measurement range may be assigned when the angle θ is between 90 degrees and 180 degrees.
[0035]
As described above, according to the present embodiment, a liquid level sensor can be obtained in which the magnetic flux density detector is improved and thinned to achieve downsizing and cost reduction of the entire apparatus.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the magnet holder is rotatably attached to the frame, and the magnetoelectric conversion element is flush with the magnet 4 and on the inner wall of the magnet at the center of the magnet 4. Since they are arranged directly opposite to each other, the structure of the magnetoelectric conversion part is simple and the liquid level sensor can be made thin. Furthermore, as described above, the arrangement of the magnetoelectric conversion element eliminates the need for a pair of cores as a magnetic collecting member as in the prior art, thereby reducing the number of parts and reducing the cost. . Furthermore, since the magnetic collecting member becomes unnecessary and there is no fear of positional deviation between the magnetoelectric conversion element and the magnetic collecting member, the measurement accuracy is improved. Furthermore, according to the first aspect of the present invention, the magnet holder is rotatably mounted on the frame so as to rotate about the center of the annular magnet as a virtual rotation axis. As a result, the complicated structure of rotating as the liquid level sensor becomes unnecessary, and the liquid level sensor can be reduced in cost and size. Further, according to the first aspect of the invention, the magnet 4 is annular, the magnetoelectric conversion element, because it is located in the center of the annular magnet 4 varies according to the rotation of the magnet 4 Since the magnetic flux density can be detected most effectively, the liquid level sensor can be easily manufactured, and the movement when rotating according to the movement of the float 1 is stabilized. Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to further reduce the cost and improve the measurement accuracy of the liquid level sensor.
[0039]
According to the second aspect of the invention, the magnetoelectric transducer detects the magnetic flux density in the range where the magnetic flux density of the magnet 4 that rotates with the movement of the float 1 corresponding to the liquid level increases monotonously. Thus, since the liquid level is measured, the processing until the liquid level is finally calculated from the detected magnetic flux density becomes easy.
[0040]
According to the third aspect of the present invention, since the magnetoelectric conversion element is the Hall element 8, it is widely spread and easily available, and the shortening of the manufacturing time can be promoted. Therefore, according to the invention of claim 3, further cost reduction can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of an embodiment of a liquid level sensor according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an overview of an embodiment of the liquid level sensor of the present invention.
3 is a perspective view schematically showing a detection unit of the liquid level sensor in FIG. 1; FIG.
FIGS. 4A to 4C are explanatory views showing the principle of detection of the magnetic flux density that fluctuates according to the liquid level by the liquid level sensor.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a magnet rotation angle and a Hall voltage.
FIG. 6 is a structural explanatory diagram showing an outline of a conventional liquid level sensor.
7 is a perspective view schematically showing a detection unit of the liquid level sensor in FIG. 6. FIG.
8 is a graph showing a relationship between a magnet rotation angle, a magnetic flux density, and a Hall voltage by the liquid level sensor of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Float 2 Arm 3 Magnet holder 4 Magnet 5 Frame 7 Wiring board 8 Hall element 9 Terminal 10 Cover 21 Float arms 61-63 Flange prevention flange

Claims (3)

液面上に浮いて液面レベルに応じて移動するフロートと、
前記フロートに一端が係止されたアームと、
前記アームの他端に係止されたマグネットホルダーと、
前記マグネットホルダーが回動可能に装着されたフレームと、
前記マグネットホルダーに保持収容された2極着磁された筒型のマグネットと、
前記マグネットと同一平面、かつ前記マグネットの中心部にマグネットの内壁と直接対向して配置されるように前記フレームに取り付けられた磁電変換素子と、
を有し、
前記フロートの移動に伴って前記マグネットホルダーと共に回動する前記マグネットの回転角度に応じて変化する、前記磁電変換素子が出力する電気信号に基づき前記液面レベルを測定する液面レベルセンサであって、
前記マグネットホルダーは、円環状マグネットの中心を仮想の回転軸として回動するようにフレームへ回動可能に装着されることを特徴とする液面レベルセンサ。
A float that floats on the liquid level and moves according to the liquid level;
An arm whose one end is locked to the float;
A magnet holder locked to the other end of the arm;
A frame on which the magnet holder is rotatably mounted;
A two-pole magnetized cylindrical magnet held and accommodated in the magnet holder;
A magnetoelectric conversion element attached to the frame so as to be arranged in the same plane as the magnet and directly opposed to the inner wall of the magnet at the center of the magnet;
Have
It changes according to the rotation angle of the magnet which rotates together with the magnet holder in accordance with the movement of the float, in Teisu Ru liquid level sensor measuring the liquid level on the basis of the electric signal which the magnetoelectric converting element and outputs There,
The liquid level sensor , wherein the magnet holder is rotatably mounted on the frame so as to rotate about the center of the annular magnet as a virtual rotation axis .
前記液面レベルに応じた前記フロートの移動に伴って回動するマグネットの磁束密度が、単調に増加する範囲における前記磁束密度を、前記磁電変換素子により検出することによって、前記液面レベルを測定することを特徴とする請求項1に記載の液面レベルセンサ。The liquid level is measured by detecting, with the magnetoelectric transducer, the magnetic flux density in a range where the magnetic flux density of the magnet that rotates with the movement of the float according to the liquid level increases monotonously. The liquid level sensor according to claim 1 , wherein: 前記磁電変換素子はホール素子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液面レベルセンサ。Liquid level sensor according to claim 1 or 2, wherein the magnetoelectric converting element is characterized by a Hall element.
JP2001001774A 2001-01-09 2001-01-09 Liquid level sensor Expired - Lifetime JP3905707B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001001774A JP3905707B2 (en) 2001-01-09 2001-01-09 Liquid level sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001001774A JP3905707B2 (en) 2001-01-09 2001-01-09 Liquid level sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002206959A JP2002206959A (en) 2002-07-26
JP3905707B2 true JP3905707B2 (en) 2007-04-18

Family

ID=18870370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001001774A Expired - Lifetime JP3905707B2 (en) 2001-01-09 2001-01-09 Liquid level sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3905707B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018208795A1 (en) 2017-06-05 2018-12-06 Yazaki Corporation Liquid level detection device

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4138527B2 (en) 2003-02-20 2008-08-27 矢崎総業株式会社 Manufacturing method of non-contact type liquid level sensor
JP2004347519A (en) * 2003-05-23 2004-12-09 Hitachi Unisia Automotive Ltd Fuel gage
JP4165422B2 (en) 2004-03-16 2008-10-15 株式会社デンソー Liquid level detector
US7377163B2 (en) 2003-06-19 2008-05-27 Denso Corporation Liquid level detector
US7093485B2 (en) * 2003-11-17 2006-08-22 Nartron Corporation Fuel level sensor
JP2005214844A (en) 2004-01-30 2005-08-11 Hitachi Ltd Liquid level detector
JP4125262B2 (en) * 2004-05-07 2008-07-30 矢崎総業株式会社 Non-contact level sensor
KR100720176B1 (en) * 2005-06-08 2007-05-18 주식회사 캐프스 Sender unit for sensing the level of remaining fuel in a fuel tank utilizing a non-contacting sensor
JP2007132920A (en) 2005-10-14 2007-05-31 Denso Corp Liquid level detector
JP5071501B2 (en) * 2010-03-23 2012-11-14 株式会社デンソー Manufacturing method of electrical device
JP5825520B2 (en) * 2011-12-28 2015-12-02 日本精機株式会社 Liquid level detector
JP5880456B2 (en) * 2013-01-17 2016-03-09 株式会社デンソー Liquid level detector
CN103487114A (en) * 2013-09-09 2014-01-01 江苏奥力威传感高科股份有限公司 Hall oil level sensor
CN106526509B (en) * 2016-12-05 2023-05-23 亿模塑胶科技(苏州)有限公司 Detection distance control mechanism for magnetic flux density detection
JP7316918B2 (en) 2019-12-04 2023-07-28 東芝ライフスタイル株式会社 clothing processing equipment

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61296218A (en) * 1985-06-25 1986-12-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Apparatus for detecting liquid level
JPH073357B2 (en) * 1991-10-29 1995-01-18 株式会社マコメ研究所 Liquid level indicator
JPH09210612A (en) * 1996-01-31 1997-08-12 Shimadzu Corp Position detection device
JPH10197209A (en) * 1997-01-08 1998-07-31 Denso Corp Valve lift sensor for throttle valve

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018208795A1 (en) 2017-06-05 2018-12-06 Yazaki Corporation Liquid level detection device
US10620033B2 (en) 2017-06-05 2020-04-14 Yazaki Corporation Liquid level detecting device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002206959A (en) 2002-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3905707B2 (en) Liquid level sensor
JP4807533B2 (en) Sender unit for detecting the level of fuel remaining in the fuel tank using a non-contact sensor
JP5231365B2 (en) Rotation angle detection sensor
US20100321006A1 (en) Rotational Angle-Measurement Apparatus and Rotational Speed-Measurement Apparatus
JP5825520B2 (en) Liquid level detector
JP2004028809A (en) Actuator
US6518750B1 (en) Angular position sensor including rotor with spaced bar magnets
Lee et al. Applications of linear Hall-effect sensors on angular measurement
JP3975966B2 (en) Liquid level sensor
CN111198340B (en) Electric motor
JP5151958B2 (en) POSITION DETECTION DEVICE AND ROTARY LINEAR MOTOR HAVING THE SAME
CN210898836U (en) Magnetic encoder and motor rotation position measuring device
JP2003194580A (en) Angle-of-rotation sensor
JP5176755B2 (en) Liquid level detector
CN211856627U (en) Motor rotation speed measuring device and motor
JP2006214985A (en) Potentiometer
JP6477067B2 (en) Liquid level detector
JP2003524171A (en) Measuring device to detect rotation angle without contact
CN216530991U (en) Novel motor
JP6559549B2 (en) Liquid level detector
JP2006153615A (en) Liquid level detector
JPH11237274A (en) Level sensor
JP4373157B2 (en) Angle detector
RU74463U1 (en) MAGNET CORNER CONVERTER
JP3134563B2 (en) Non-contact displacement detector

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040413

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050822

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060606

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060807

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20060926

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061120

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20061204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061226

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070112

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3905707

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100119

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110119

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110119

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120119

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120119

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130119

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140119

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term