JP3907185B2

JP3907185B2 - Liquid level sensor

Info

Publication number: JP3907185B2
Application number: JP2002180236A
Authority: JP
Inventors: 健一田中
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2022-06-20
Also published as: JP2004020538A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液面レベルに応じて回動するフロートアームを具備する液面センサに関し、特にガソリンや軽油等の液体を燃料とする車両の燃料タンクに取り付けられ、燃料の残量を検知するのに好適な接触式の液面レベルセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の液面レベルセンサは、図３および図４に示す構造のものが使用されている。ここでは、従来例として２つのタイプの液面レベルセンサを例示する。図３は、第１従来例および第２従来例に共通する平面図である。図４（Ａ）は第１従来例としての液面レベルセンサの要部拡大断面図であり、図４（Ｂ）は第２従来例としての液面レベルセンサの要部拡大断面図である。
【０００３】
まず、図３および図４（Ａ）を用いて、第１従来例の液面レベルセンサについて説明する。この液面レベルセンサ９１Ａは、樹脂製のフレーム９２，金属製のフロートアーム９３，樹脂製のアームホルダー９４，コンタクト９５，被測定液体に対して浮力を有するフロート９６および抵抗体９７ａを搭載した回路基板９７を含んで構成される。
【０００４】
フロートアーム９３の一方の端部、つまり回転軸部９３ａは、アームホルダー９４に設けられる取付穴９４ａに挿入され、かつフロートアーム９３の中間部９３ｂは、アームホルダー９４に形成される爪部９４ｂで挟持固定されると共に、フレーム９２に設けられた取付穴９２ａに回転可能に挿入される。
また、回転軸部９３ａの先端部はワッシャ９９ａを挟んでブッシュ９９が圧入されている。このように、アームホルダー９４が回転軸９３ａを中心に回動可能に、フレーム９２に取り付けられている。
さらに、フロートアーム９３の他方の端部、つまり先端部９３ｃには、フロート９６が取り付けられている。
【０００５】
上述したアームホルダー９４に固定されたコンタクト片９５は弾性を有し、先端部に設けられる接点９５ａが、フレーム９２に取り付けられている抵抗体９７ａに弾性により付勢されて接触している。なお、コイルバネ９８はコンタクト片９５の接点９５ａとフレーム９２側に設けられた図示しない出力端子との導通を得るために設けられたものである。
【０００６】
この液面レベルセンサ９１Ａは、液体を貯蔵する容器（不図示）に取り付けられ、液面の変動によりフロート９６が上下動すると、フロートアーム９３が取付穴９２ａの回りに所定の角度範囲内で回動する。この回動により、コンタクト片９５の接点９５ａが抵抗体９７ａ上を摺動し、センサ回路（不図示）で抵抗体９７ａの一端と、上記図示しない出力端子、すなわちコンタクト９５の接点９５ａとの間の抵抗値が変化する。この抵抗変化を検出して、液面変動量を示すレベル信号を取り出すことができる。なお、図中、Ｘ１はフロートアーム９３が回動する際の安定性の目安のひとつとなる軸受長を示す。
【０００７】
また、第２従来例の液面レベルセンサ９１Ｂは、図３および図４（Ｂ）に示すように、第１従来例の液面レベルセンサ９１Ａと同様、樹脂製のフレーム９２，金属製のフロートアーム９３，樹脂製のアームホルダー９４，コンタクト片９５，被測定液体に対して浮力を有するフロート９６，および抵抗体９７ａを搭載した回路基板９７とを含んで構成される。但し、この液面レベルセンサ９１Ｂはアームホルダー９４に脱落防止片９４ｃを設けて、上記第１従来例の液面レベルセンサ９１Ａのワッシャ９９ａおよびブッシュ９９を不要にしている。
この脱落防止片９４ｃは、図４（Ｂ）に示すように、アームホルダー９４の側面を延長して、折り曲げたような形状になっている。脱落防止片９４ｃは、フレーム９２の円弧状端部９２ｂを挟み込むようにフロートアーム９３の回動ストロークにわたって接触する。これにより、フロートアーム９３と一体となったアームホルダー９４が、フレーム９２に対して脱落することなく回動できるように取り付けられている。
なお、第２従来例の液面レベルセンサ９１も、上記第１従来例の液面レベルセンサ９１Ａと同様の動作をして、液面変動量を示すレベル信号を出すことができる。また、図中、Ｘ２はフロートアーム９３が回動する際の安定性の目安のひとつとなる軸受長を示す。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１および第２従来例には以下の問題がある。
すなわち、上記第１従来例によると、一定以上の検出精度を維持するために、所定の長さ以上の軸受長Ｘ１が必要とされるが、この軸受長Ｘ１に加えて上記ワッシャ９９ａ，ブッシュ９９の厚さＢが加わることになり小型化が難しくなる。
また、上記第２従来例によると、第１従来例と比較して小型化は可能になるが、回動時に脱落防止片９４ｃとフレーム９２との間の接触摩擦が新たに発生するため、フロートアーム９３のスムーズな回動が妨げられる。特に、脱落防止片９４ｃは、回転軸から大きく離れた位置、すなわち回転円の円周付近に接触抵抗が発生することになるので、フロートアーム９３のスムーズな回動がさらに妨げられ、小型化を追求することで検出精度が低下することになる。
【０００９】
本発明の目的は、上述した現状に鑑みてなされたものであり、検出精度を低下させることなく、部品点数削減および小型化を図ることができる液面レベルセンサを提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の液面レベルセンサは、回転軸部およびこの回転軸部に対して略直角に折り曲げられ前記回転軸部を軸として回動する回動部によって形成された１本の棒状フロートアームと、
前記フロートアームの回動部の先端部に取り付けられ、被測定液体に対して浮力を有するフロートと、前記フロートアームの回動に基づき前記被測定液体の液面レベルを検出するための電気回路基板を搭載したフレームと、
前記フレームの端部付近に前記フレームの一部として形成された第１軸受部と、前記第１軸受部に設けられた前記回転軸部が挿入される第１軸受部回転軸穴と、
前記第１軸受部回転軸穴のある部分を上下から挟んで互いに略平行になるように形成された上側保持部および下側保持部を含む断面コ字状のアームホルダーと、前記アームホルダーに設けられ、前記回転軸部が挿入されるホルダー回転軸穴と、
前記上側保持部の上面に形成され、前記回動部が上側から圧入可能であり、圧入された前記回動部を保持するアーム保持部と、
前記フレームの端部付近で前記第１軸受部の下方には、該第１軸受部と略平行に所定の距離を保って形成された第２軸受部と、前記第２軸受部に設けられ、前記第１軸受部回転軸穴に対向するように設けられ、前記回転軸部が挿入される第２軸受部回転軸穴と、が設けられており、
前記第１軸受部が前記上側保持部および下側保持部で挟まれるとともに、前記アームホルダーの前記下側保持部が前記第１軸受部および前記第２軸受部の間で噛み合うように配置され、
前記回転軸部が第１軸受部回転軸穴およびホルダー回転軸穴および前記第２軸受部回転軸穴に上から挿通され、前記回動部が前記アーム保持部により保持され、前記第１軸受部の下面部と前記下側保持部の上面部とが摺動可能に当接されている液面レベルセンサであって、前記フレームと前記アームホルダーとを異なる樹脂材によって形成するとともに、いずれか一方の前記樹脂材が摺動性に優れていることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、前記液面レベルセンサは、フレームに間隔をもって第１軸受部と第２軸受部とを形成すると共に、アームホルダーに間隔をもって上側保持部と下側保持部とを形成し、前記フレームの第１軸受部と第２軸受部との間に前記アームホルダーの下側保持部を、該下側保持部の上面を前記第２軸受部の下面に当接させて挿嵌させ、前記アームホルダーの上側保持部と下側保持部との間に前記第１軸受部を挿嵌させ、前記上側保持部，第１軸受部，下側保持部，第２軸受部にフロートアームの回転軸部を挿嵌しており、前記フレームと前記アームホルダーとを異なる樹脂材によって形成するとともに、いずれか一方の樹脂材が摺動性に優れていることを特徴としている。
【００１２】
前記液面レベルセンサは、フレームの第１軸受部と第２軸受部との間にアームホルダーの下側保持部を、該下側保持部の上面を第１軸受部の下面に当接させて挿嵌させている。
フレームとアームホルダーが同一材質の樹脂で形成されている場合は、摩擦力が上昇して摺動トルクが大きくなって、検出精度が低下する。
このような場合には、フレームの第１軸受部の下面とアームホルダーの下側保持部の上面との間に金属製ワッシャを介装させて摩擦抵抗の低減を図ることが行われているが、本発明の液面レベルセンサでは、フレームとアームホルダーを異なる樹脂材によって形成するとともに、いずれか一方の樹脂材が摺動性に優れていることにより、摩擦抵抗の低減を図り、かつ金属ワッシャを不要にしている。
【００１３】
また、本発明の請求項２記載の液面レベルセンサは、フレームおよびアームホルダーの材料としては、フレームを従来から採用されている汎用ポリアセタール樹脂（汎用ＰＯＭ樹脂）とし、アームホルダーを摺動性に優れた快摺動性ＰＯＭまたはポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）とすることが好ましい。
フレームおよびアームホルダーが異なる樹脂材によって形成されている場合に、それらの摺動部における摩擦抵抗の低減，磨耗の低減等が図れる。特に、快摺動性ＰＯＭ樹脂およびＰＰＳ樹脂の場合には、収縮率が汎用ＰＯＭよりも小さく、使用条件での寸法変化が起き難い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液面レベルセンサの一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る液面レベルセンサを概念的に示す斜視図であり、図２はその要部断面図である。
【００１５】
図１および図２に示すように、本実施形態の液面レベルセンサ１は、汎用ポリアセタール樹脂（汎用ＰＯＭ樹脂）製のフレーム２，金属製のフロートアーム３，快摺動性ポリアセタール樹脂（快摺動性ＰＯＭ樹脂）製のアームホルダー４，コンタクト片５，被測定液体に対して浮力を有するフロート６，および配線基板７とから構成される。
【００１６】
上記フレーム２は、図１において矢印で示すような被測定液体の液面レベル変動に応じたフロートアーム３の回動に基づき、この液面レベルを検出するための電気回路，例えば、後述する抵抗体７ａや出力端子８等を搭載している。その上面は開口して所定の厚さを有している。
このフレーム２の開口している側の上下縁部の一部には、フロートアーム３の構造を考慮した所定高さのストッパ９ａ，９ｂにより、上記フロートアーム３の回動可能角度が規定される。すなわち、フロートアーム３がストッパ９ａに接した点が液面最上位レベルに対応し、ストッパ９ｂに接した点が液面最下位レベルに対応するようになっている。
【００１７】
図２に示すように、フレーム２の右側端部付近はフレーム２の一部として第１軸受部２ａが形成されている。この第１軸受部２ａには、フロートアーム３の回転軸部３ａが挿入される第１軸受部回転軸穴２ｃが設けられている。
また、この第１軸受部２ａの下方には、第１軸受部２ａと略平行に所定の距離を保って、フレーム２の一部として第２軸受部２ｂが形成されている。この第２軸受部２ｂにも、上記第１軸受部回転軸穴２ｃに対向するようにして設けられ、回転軸部３ａが回転可能に挿入される第２軸受部回転軸穴２ｄが設けられている。これら第１軸受部２ａと第２軸受部２ｂとの間は、後述するアームホルダー４の下側保持部４ｂが噛み合うように取り付け可能な形状になっている。
【００１８】
上記フロートアーム３は１本の金属棒であり、回転の支点となる回転軸部３ａおよびこの回転軸部３ａに対して略直角に折り曲げられ回転軸部３ａを軸として回動する回動部３ｂからなる。このフロートアーム３の回動部３ｂの先端部には、被測定液体に対して浮力を有する材質で形成された直方体のフロート６が取り付けられている。回動部３ｂの先端部は、このフロート６の両端面の中心部を貫通して固定されている。
【００１９】
アームホルダー４は、上記フロートアーム３を保持すると共に、上記フレーム２と噛み合って、保持しているフロートアーム３を回転軸部３ａを支点として回動させる。このアームホルダー４は、上記フレーム２の第１軸受部２ａを上下から挟んでお互いに略平行になるように形成された上側保持部４ａおよび下側保持部４ｂを含む断面コ字状をしている。
上側保持部４ａおよび下側保持部４ｂには、それぞれ対向するようにして上側保持部回転軸穴４ｄおよび下側保持部回転軸穴４ｅが設けられている。これら上側保持部回転軸穴４ｄおよび下側保持部回転軸穴４ｅには、フロートアーム３の回転軸部３ａが回転可能に挿入される。
【００２０】
また、上側保持部４ａの上面部には、フロートアーム３の回動部３ｂが上側から圧入可能であり、圧入された回動部３ｂを保持する上側が開いた爪形状をしたアーム保持部４ｃが形成されている。
また、アームホルダー４に固定されたコンタクト片５は弾性を有し、その先端部に設けられる接点５ａが、フレーム２に取り付けられている回路基板７の抵抗体７ａに弾性によって付勢されて接触している。これらは、フロートアーム３の回動に基づく、液面レベル検出時に用いられる。
【００２１】
なお、上記第２軸受部回転軸穴２ｄは、第２軸受部２ｂの下面部から筒状に下面に延びている。この延びた部分ｘは、この図２と図４（Ａ）と比較すればわかるように、第１従来例のブッシュの厚さに対応するものである。第１従来例では、ブッシュはフロートアーム３と共に回転するのでこれは軸受長にならないが、本実施形態ではこの延びた部分ｘは軸受長の一部となる。
すなわち、本実施形態によれば、軸受長が上記ｘ延びてＸ３となるので、フロートアーム３の回動の安定性がさらに向上する。換言すれば、同じ軸受長の第１従来例および本実施形態の液面レベルセンサを製造する場合には、本発明の方がより小型になる。
【００２２】
また、上側保持部回転軸穴４ｄは、その内周縁に面取りを施しており、上側保持部４ａの上面部から下に進むにしたがって徐々にその直径を細くし、上側保持部４ａの下面部においては回転軸部３ａと略同等となるように形成している。したがって、フロートアーム３の回転軸部３ａをこの回転軸穴４ｄに挿通しやすくなり、組立時間が短縮される。
【００２３】
組立時には、上記フロートアーム３の回転軸部３ａは、上側保持部回転軸穴４ｄ，第１軸受部回転軸穴２ｃ，下側保持部回転軸穴４ｅおよび第２軸受部回転軸穴２ｄにこの順に上から挿通される。そして、フロートアーム３の回転部３ｂはアーム保持部４ｃに圧入されて保持される。この時、第１軸受部２ａの下面部と下側保持部４ｂの上面部とが当接されている。
すなわち、回転軸部３ａの各軸穴への挿通、回動部３ｂのアーム保持部４ｃによる保持、並びに第１軸受部２ａと下側保持部４ｂと接触によって、フロートアーム３がフレーム２から抜け落ちないようになっている。
【００２４】
このような構造の液面レベルセンサ１は、ガソリン等の被測定液体を貯蔵する容器（不図示）に取り付けられる。そして、液面レベルの変動によりフロート６が上下動すると、フロートアーム３は回転軸部３ａを支点として、上記のような規制された所定角度範囲内で回動する。
この回動により、上記コンタクト片５の接点５ａが抵抗体７ａ上を摺動し、検出回路で抵抗体７ａの一端と、出力端子８、すなわちコンタクト片５の接点５ａとの間の抵抗値が変化する。この抵抗変化を検出して、液面変動量を示すレベル信号を出力端子８から取り出すことができる。
【００２５】
また、このような構造の液面レベルセンサ１は、フレーム２を従来から採用されている汎用ポリアセタール樹脂（汎用ＰＯＭ樹脂）とし、アームホルダー４を摺動性に優れた快摺動性ＰＯＭまたはポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）としている。このような異種材料を採用した場合には、摺動トルクの低減が図れ、きしみ音も低減できることが確認された。
【００２６】
〔実施例〕
フレーム２をＰＯＭ樹脂「ジュラコン（ポリプラスチックス株式会社登録商標）Ｍ９０−４４」によって形成し、アームホルダー４を快摺動性ＰＯＭ「ジュラコン（ポリプラスチックス株式会社登録商標）ＴＷ−５１」によって形成し、摺動部にガソリンを塗布し、軸部を数回摺動させ後、摺動トルクおよび軸部のきしみ音を確認した。
その結果を本発明と同一構造にして、フレーム２とアームホルダー４を従来から採用されているＰＯＭ樹脂によって形成したもの（比較例１）と、図４（Ａ）に示した従来の構造の液面レベルセンサで、フレーム２とアームホルダー４をＰＯＭ樹脂によって形成し、それらの間にワッシャを介装させた従来のもの（比較例２）と共に表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
上記表１からも明らかなように、本実施例のものは、摺動トルクが低減し、またきしみ音が低減している。
【００２９】
【発明の効果】
上記説明したように本発明の請求項１記載の液面レベルセンサによれば、アームホルダーの第１軸受部と第２軸受部との間にフレームの第１軸受部が挟み込まれ、フレームの第１軸受部と第２軸受部との間にアームホルダーの第２軸受部が挟み込まれているので、フロートアームの回動安定性が増し、スムーズな回動が可能になって測定精度が向上する。
また、第１従来例と比較して、抜け落ち防止のためのブッシュやワッシャが不要になり、部品点数の削減、組立工数の削減、軽量化に伴う低コスト化が可能になる。
特に、回動支点となる第１軸受部の下面部と下側保持部の上面部とが摺動可能に当接されるので、フロートアームの回動の妨げになる接触抵抗が小さくなる。すなわち、本発明の液面レベルセンサでは、第２従来例よりも接触抵抗の発生する箇所が回転軸に近くなるので、梃子の原理により回転トルクがより大きくなる。したがって、スムーズな回動が可能になり、第２従来例よりも測定精度が向上する。
【００３０】
また、フレームの第１軸受部と第２軸受部との間にアームホルダーの下側保持部を、該下側保持部の上面を第１軸受部の下面に当接させて、金属ワッシャを省いているが、フレームとアームホルダーを異なる材質によって形成するとともに、いずれか一方を摺動性に優れた材質にすることによって、摩擦抵抗の低減が図れる。したがって、ワッシャ廃止により部品点数の削減が図れ、部品費および加工費を削減できるばかりでなく、コンパクト化も図ることができる。
【００３１】
また、本発明の請求項２記載の液面レベルセンサによれば、フレームまたはアームホルダーのいずれか一方の材料を従来から採用されている汎用ＰＯＭ樹脂とし、他方の材料を快摺動性ＰＯＭまたはＰＰＳ樹脂としている。快摺動性ＰＯＭまたはＰＰＳ樹脂は、収縮率が汎用ＰＯＭよりも小さいため接圧変化が小さく、安定した検出制度を確保できる。
【００３２】
以上の結果、高い測定精度を維持しながらも、部品点数削減および小型化を達成した液面レベルセンサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液面レベルセンサを概念的に示した斜視図である。
【図２】図１における要部拡大縦断面図である。
【図３】第１従来例および第２従来例の液面レベルセンサに共通する平面図である。
【図４】図４（Ａ）は第１従来例の液面レベルセンサの要部拡大断面図であり、図４（Ｂ）は第２従来例の液面レベルセンサの要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１液面レベルセンサ
２樹脂製のフレーム
２ａ第１軸受部
２ｃ第１軸受部回転軸穴
２ｂ第２軸受部
２ｄ第２軸受部回転軸穴
３金属性のフロートアーム
３ａ回転軸部
３ｂ回動部
３ｃ先端部
４樹脂製のアームホルダー
４ａ上側保持部
４ｂ下側保持部
４ｃアーム保持部
５コンタクト片
５ａ接点
６フロート
７配線基板
７ａ抵抗体
８出力端子
９ａ，９ｂストッパ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid level sensor having a float arm that rotates in accordance with a liquid level, and is particularly attached to a fuel tank of a vehicle that uses a liquid such as gasoline or light oil to detect the remaining amount of fuel. It is related with the contact-type liquid level sensor suitable for.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of liquid level sensor has a structure shown in FIGS. Here, two types of liquid level sensors are illustrated as conventional examples. FIG. 3 is a plan view common to the first conventional example and the second conventional example. 4A is an enlarged cross-sectional view of a main part of a liquid level sensor as a first conventional example, and FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view of a main part of a liquid level sensor as a second conventional example.
[0003]
First, the liquid level sensor of the first conventional example will be described with reference to FIGS. 3 and 4A. The liquid level sensor 91A includes a resin frame 92, a metal float arm 93, a resin arm holder 94, a contact 95, a float 96 having buoyancy with respect to the liquid to be measured, and a resistor 97a. A substrate 97 is included.
[0004]
One end of the float arm 93, that is, the rotating shaft portion 93a is inserted into a mounting hole 94a provided in the arm holder 94, and an intermediate portion 93b of the float arm 93 is a claw portion 94b formed in the arm holder 94. While being clamped and fixed, it is rotatably inserted into a mounting hole 92 a provided in the frame 92.
In addition, a bush 99 is press-fitted at the tip of the rotating shaft 93a with a washer 99a interposed therebetween. As described above, the arm holder 94 is attached to the frame 92 so as to be rotatable about the rotation shaft 93a.
Further, a float 96 is attached to the other end of the float arm 93, that is, the tip end 93c.
[0005]
The contact piece 95 fixed to the arm holder 94 described above has elasticity, and a contact point 95a provided at the tip is urged by and in contact with the resistor 97a attached to the frame 92. The coil spring 98 is provided in order to obtain conduction between the contact point 95a of the contact piece 95 and an output terminal (not shown) provided on the frame 92 side.
[0006]
The liquid level sensor 91A is attached to a container (not shown) for storing liquid, and when the float 96 moves up and down due to fluctuations in the liquid level, the float arm 93 rotates around the attachment hole 92a within a predetermined angle range. Move. By this rotation, the contact point 95a of the contact piece 95 slides on the resistor 97a, and the sensor circuit (not shown) connects between one end of the resistor 97a and the output terminal (not shown), that is, the contact point 95a of the contact 95. The resistance value of changes. By detecting this change in resistance, a level signal indicating the liquid level fluctuation amount can be extracted. In the drawing, X1 indicates a bearing length that is one of the stability guidelines when the float arm 93 rotates.
[0007]
Further, as shown in FIGS. 3 and 4B, the liquid level sensor 91B of the second conventional example is similar to the liquid level sensor 91A of the first conventional example, and is made of a resin frame 92 and a metal float. An arm 93, a resin arm holder 94, a contact piece 95, a float 96 having buoyancy with respect to the liquid to be measured, and a circuit board 97 on which a resistor 97a is mounted. However, this liquid level sensor 91B is provided with a drop-off preventing piece 94c on the arm holder 94, thereby eliminating the washer 99a and bush 99 of the liquid level sensor 91A of the first conventional example.
As shown in FIG. 4B, the drop-off preventing piece 94c has a shape such that the side surface of the arm holder 94 is extended and bent. The drop-off prevention piece 94c contacts the rotation stroke of the float arm 93 so as to sandwich the arc-shaped end portion 92b of the frame 92. As a result, the arm holder 94 integrated with the float arm 93 is attached so as to be able to rotate with respect to the frame 92 without falling off.
Note that the liquid level sensor 91 of the second conventional example can operate in the same manner as the liquid level sensor 91A of the first conventional example, and can output a level signal indicating the liquid level fluctuation amount. Further, in the figure, X2 indicates a bearing length that is one of the stability guidelines when the float arm 93 rotates.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the first and second conventional examples have the following problems.
That is, according to the first conventional example, in order to maintain a detection accuracy of a certain level or more, a bearing length X1 of a predetermined length or more is required. In addition to the bearing length X1, the washer 99a and bush 99 Therefore, it becomes difficult to reduce the size.
Further, according to the second conventional example, the size can be reduced as compared with the first conventional example. However, since the contact friction between the drop-off preventing piece 94c and the frame 92 is newly generated during the rotation, the float is generated. Smooth rotation of the arm 93 is hindered. In particular, the drop-off prevention piece 94c generates a contact resistance at a position far away from the rotation axis, that is, near the circumference of the rotation circle, thereby further hindering the smooth rotation of the float arm 93 and reducing the size. By pursuing, the detection accuracy is lowered.
[0009]
An object of the present invention is made in view of the above-described present situation, and provides a liquid level sensor capable of reducing the number of parts and reducing the size without reducing the detection accuracy.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The liquid level sensor according to claim 1 of the present invention is formed by a rotating shaft portion and a rotating portion that is bent substantially at right angles to the rotating shaft portion and rotates around the rotating shaft portion. A rod-shaped float arm;
A float attached to the tip of the rotating part of the float arm and having buoyancy with respect to the liquid to be measured, and an electric circuit board for detecting the liquid level of the liquid to be measured based on the rotation of the float arm And a frame with
A first bearing portion formed as a part of the frame near the end of the frame; a first bearing portion rotation shaft hole into which the rotation shaft portion provided in the first bearing portion is inserted;
An arm holder having a U-shaped cross section including an upper holding portion and a lower holding portion formed so as to be substantially parallel to each other with a portion having the rotation shaft hole of the first bearing portion from above and below, and provided in the arm holder A holder rotation shaft hole into which the rotation shaft portion is inserted, and
An arm holding portion that is formed on an upper surface of the upper holding portion, the rotation portion can be press-fitted from the upper side, and holds the press-fitted rotation portion ;
Near the end of the frame, below the first bearing portion, provided in the second bearing portion, a second bearing portion formed at a predetermined distance substantially parallel to the first bearing portion, A second bearing portion rotation shaft hole provided to face the first bearing portion rotation shaft hole and into which the rotation shaft portion is inserted;
The first bearing portion is sandwiched between the upper holding portion and the lower holding portion, and the lower holding portion of the arm holder is disposed so as to mesh between the first bearing portion and the second bearing portion,
The rotating shaft portion is inserted from above into the first bearing portion rotating shaft hole, the holder rotating shaft hole and the second bearing portion rotating shaft hole , and the rotating portion is held by the arm holding portion, and the first bearing portion A liquid level sensor in which the lower surface portion of the lower holding portion and the upper surface portion of the lower holding portion are slidably contacted, and the frame and the arm holder are formed of different resin materials, and either one of them The resin material is excellent in slidability.
[0011]
That is, the liquid level sensor forms the first bearing portion and the second bearing portion with an interval in the frame, and forms the upper holding portion and the lower holding portion with an interval in the arm holder, The lower holding part of the arm holder is inserted between the first bearing part and the second bearing part with the upper surface of the lower holding part being in contact with the lower surface of the second bearing part, and the arm holder The first bearing portion is inserted between the upper holding portion and the lower holding portion, and the rotary shaft portion of the float arm is inserted into the upper holding portion, the first bearing portion, the lower holding portion, and the second bearing portion. The frame and the arm holder are formed of different resin materials, and one of the resin materials is excellent in slidability.
[0012]
The liquid level sensor includes a lower holding portion of an arm holder between a first bearing portion and a second bearing portion of a frame, and an upper surface of the lower holding portion abutting against a lower surface of the first bearing portion. It is inserted.
When the frame and the arm holder are formed of the same material resin, the frictional force increases, the sliding torque increases, and the detection accuracy decreases.
In such a case, a metal washer is interposed between the lower surface of the first bearing portion of the frame and the upper surface of the lower holding portion of the arm holder to reduce the frictional resistance. In the liquid level sensor of the present invention, the frame and the arm holder are formed of different resin materials, and either one of the resin materials is excellent in slidability, thereby reducing the frictional resistance and the metal washer. Is unnecessary.
[0013]
Further, in the liquid level sensor according to claim 2 of the present invention, the frame and the arm holder are made of a general-purpose polyacetal resin (general-purpose POM resin) that has been conventionally used, and the arm holder is made slidable. It is preferable to use excellent sliding property POM or polyphenylene sulfide resin (PPS resin).
When the frame and the arm holder are formed of different resin materials, it is possible to reduce frictional resistance and wear of the sliding portions. In particular, in the case of the free-sliding POM resin and the PPS resin, the shrinkage rate is smaller than that of the general-purpose POM, and the dimensional change under use conditions is difficult to occur.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a liquid level sensor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view conceptually showing a liquid level sensor according to the present invention, and FIG.
[0015]
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid level sensor 1 of the present embodiment includes a frame made of general-purpose polyacetal resin (general-purpose POM resin), a metal float arm 3, a free-sliding polyacetal resin (free-sliding). A movable POM resin) arm holder 4, a contact piece 5, a float 6 having buoyancy with respect to the liquid to be measured, and a wiring board 7.
[0016]
The frame 2 is an electric circuit for detecting the liquid level based on the rotation of the float arm 3 according to the liquid level fluctuation of the liquid to be measured as shown by an arrow in FIG. The body 7a, the output terminal 8, etc. are mounted. The upper surface is open and has a predetermined thickness.
At a part of the upper and lower edges of the open side of the frame 2, a pivotable angle of the float arm 3 is defined by

stoppers

9 a and 9 b having a predetermined height in consideration of the structure of the float arm 3. . That is, the point where the float arm 3 is in contact with the stopper 9a corresponds to the highest level of the liquid level, and the point where it is in contact with the stopper 9b corresponds to the lowest level of the liquid level.
[0017]
As shown in FIG. 2, a first bearing portion 2 a is formed as a part of the frame 2 in the vicinity of the right end portion of the frame 2. The first bearing portion 2a is provided with a first bearing portion rotating shaft hole 2c into which the rotating shaft portion 3a of the float arm 3 is inserted.
In addition, a second bearing portion 2b is formed as a part of the frame 2 below the first bearing portion 2a while maintaining a predetermined distance substantially parallel to the first bearing portion 2a. The second bearing portion 2b is also provided with a second bearing portion rotating shaft hole 2d that is provided so as to face the first bearing portion rotating shaft hole 2c and into which the rotating shaft portion 3a is rotatably inserted. Yes. A space between the first bearing portion 2a and the second bearing portion 2b can be attached so that a lower holding portion 4b of an arm holder 4 to be described later is engaged.
[0018]
The float arm 3 is a single metal rod, and includes a rotating shaft portion 3a serving as a fulcrum for rotation and a rotating portion 3b that is bent substantially at right angles to the rotating shaft portion 3a and rotates about the rotating shaft portion 3a. Consists of. A rectangular parallelepiped float 6 made of a material having buoyancy with respect to the liquid to be measured is attached to the tip of the rotating portion 3b of the float arm 3. The distal end portion of the rotating portion 3 b is fixed so as to penetrate through the center portions of both end surfaces of the float 6.
[0019]
The arm holder 4 holds the float arm 3 and meshes with the frame 2 to rotate the held float arm 3 about the rotation shaft portion 3a. The arm holder 4 has a U-shaped cross section including an upper holding portion 4a and a lower holding portion 4b formed so as to be substantially parallel to each other with the first bearing portion 2a of the frame 2 sandwiched from above and below. Yes.
The upper holding portion 4a and the lower holding portion 4b are provided with an upper holding portion rotation shaft hole 4d and a lower holding portion rotation shaft hole 4e so as to face each other. The rotation shaft portion 3a of the float arm 3 is rotatably inserted into the upper holding portion rotation shaft hole 4d and the lower holding portion rotation shaft hole 4e.
[0020]
The upper holding portion 4a can be press-fitted with a rotating portion 3b of the float arm 3 from above, and an arm holding portion 4c having a claw shape with the upper side holding the press-fitted rotating portion 3b open. Is formed.
Further, the contact piece 5 fixed to the arm holder 4 has elasticity, and the contact 5a provided at the tip of the contact piece 5 is elastically urged to contact the resistor 7a of the circuit board 7 attached to the frame 2. is doing. These are used when the liquid level is detected based on the rotation of the float arm 3.
[0021]
The second bearing portion rotating shaft hole 2d extends in a cylindrical shape from the lower surface portion of the second bearing portion 2b to the lower surface. This extended portion x corresponds to the thickness of the bush of the first conventional example, as can be seen by comparing FIG. 2 and FIG. 4 (A). In the first conventional example, the bush rotates with the float arm 3 so that it does not become the bearing length. However, in the present embodiment, this extended portion x becomes a part of the bearing length.
That is, according to this embodiment, since the bearing length extends to x to become X3, the rotation stability of the float arm 3 is further improved. In other words, when manufacturing the liquid level sensor of the first conventional example and the present embodiment having the same bearing length, the present invention becomes smaller.
[0022]
Further, the upper holding portion rotating shaft hole 4d is chamfered on the inner peripheral edge, and gradually decreases in diameter as it proceeds downward from the upper surface portion of the upper holding portion 4a, and on the lower surface portion of the upper holding portion 4a. Is formed so as to be substantially equivalent to the rotating shaft portion 3a. Therefore, it becomes easy to insert the rotation shaft portion 3a of the float arm 3 into the rotation shaft hole 4d, and the assembly time is shortened.
[0023]
At the time of assembly, the rotary shaft portion 3a of the float arm 3 is connected to the upper holding portion rotating shaft hole 4d, the first bearing portion rotating shaft hole 2c, the lower holding portion rotating shaft hole 4e, and the second bearing portion rotating shaft hole 2d. It is inserted from the top in order. The rotating part 3b of the float arm 3 is press-fitted and held in the arm holding part 4c. At this time, the lower surface portion of the first bearing portion 2a is in contact with the upper surface portion of the lower holding portion 4b.
That is, the float arm 3 is detached from the frame 2 by insertion of the rotating shaft portion 3a into each shaft hole, holding by the arm holding portion 4c of the rotating portion 3b, and contact with the first bearing portion 2a and the lower holding portion 4b. There is no such thing.
[0024]
The liquid level sensor 1 having such a structure is attached to a container (not shown) for storing a liquid to be measured such as gasoline. When the float 6 moves up and down due to fluctuations in the liquid level, the float arm 3 rotates within the predetermined range of angles as described above, with the rotary shaft 3a as a fulcrum.
By this rotation, the contact 5a of the contact piece 5 slides on the resistor 7a, and the resistance value between one end of the resistor 7a and the output terminal 8, that is, the contact 5a of the contact piece 5 is detected by the detection circuit. Change. By detecting this resistance change, a level signal indicating the liquid level fluctuation amount can be taken out from the output terminal 8.
[0025]
Further, in the liquid level sensor 1 having such a structure, the frame 2 is made of a conventional polyacetal resin (general purpose POM resin), and the arm holder 4 is a slidable POM or polyphenylene having excellent slidability. Sulfide resin (PPS resin). It was confirmed that when such a different material was adopted, the sliding torque could be reduced and the squeak noise could be reduced.
[0026]
〔Example〕
The frame 2 is formed of POM resin “Duracon (registered trademark of Polyplastics Co., Ltd.) M90-44” , and the arm holder 4 is formed of free sliding POM “Duracon (registered trademark of Polyplastics Co., Ltd.) TW-51” . After applying gasoline to the sliding part and sliding the shaft part several times, the sliding torque and the squeak noise of the shaft part were confirmed.
The result is the same structure as that of the present invention, and the frame 2 and the arm holder 4 are formed of the POM resin conventionally used (Comparative Example 1), and the liquid of the conventional structure shown in FIG. A surface level sensor is shown in Table 1 together with a conventional sensor (Comparative Example 2) in which the frame 2 and the arm holder 4 are formed of POM resin and a washer is interposed between them.
[0027]
[Table 1]

[0028]
As is clear from Table 1 above, in the present example, the sliding torque is reduced and the squeak noise is reduced.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the liquid level sensor of the first aspect of the present invention, the first bearing portion of the frame is sandwiched between the first bearing portion and the second bearing portion of the arm holder, and Since the second bearing portion of the arm holder is sandwiched between the first bearing portion and the second bearing portion, the rotational stability of the float arm is increased, and smooth rotation is possible, thereby improving the measurement accuracy. .
Further, as compared with the first conventional example, bushes and washers for preventing dropout are not required, and the number of parts, the number of assembly steps can be reduced, and the cost can be reduced due to weight reduction.
In particular, since the lower surface portion of the first bearing portion serving as the rotation fulcrum and the upper surface portion of the lower holding portion are slidably contacted, the contact resistance that hinders the rotation of the float arm is reduced. That is, in the liquid level sensor according to the present invention, the portion where the contact resistance is generated is closer to the rotating shaft than in the second conventional example, so that the rotational torque is increased due to the lever principle. Therefore, smooth rotation is possible, and the measurement accuracy is improved as compared with the second conventional example.
[0030]
Further, the lower holding portion of the arm holder is brought into contact with the lower surface of the first bearing portion between the first bearing portion and the second bearing portion of the frame, so that the metal washer is omitted. However, the frictional resistance can be reduced by forming the frame and the arm holder from different materials and making one of them a material having excellent sliding properties. Accordingly, by eliminating the washer, the number of parts can be reduced, and not only the parts cost and the processing cost can be reduced, but also the size can be reduced.
[0031]
In the liquid level sensor according to claim 2 of the present invention, either the frame or the arm holder is made of a conventional POM resin, and the other material is a slidable POM or PPS resin is used. Pleasant sliding POM or PPS resin has a smaller shrinkage rate than general-purpose POM, so the contact pressure change is small and a stable detection system can be secured.
[0032]
As a result, it is possible to obtain a liquid level sensor that achieves a reduction in the number of parts and a reduction in size while maintaining high measurement accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view conceptually showing a liquid level sensor according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of a main part in FIG.
FIG. 3 is a plan view common to the liquid level sensors of the first conventional example and the second conventional example.
FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view of the main part of the liquid level sensor of the first conventional example, and FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view of the main part of the liquid level sensor of the second conventional example. is there.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid level sensor 2 Resin frame 2a 1st bearing part 2c 1st bearing part rotating shaft hole 2b 2nd bearing part 2d 2nd bearing part rotating shaft hole 3 Metallic float arm 3a Rotating shaft part 3b Rotating part 3c Tip 4 Resin arm holder 4a Upper holding part 4b Lower holding part 4c Arm holding part 5 Contact piece 5a Contact 6 Float 7 Wiring board 7a Resistor 8

Output terminals

9a, 9b Stopper

Claims

One rod-like float arm formed by a rotating shaft portion and a rotating portion that is bent substantially at right angles to the rotating shaft portion and rotates around the rotating shaft portion;
A float attached to the tip of the pivot part of the float arm and having buoyancy with respect to the liquid to be measured;
A frame mounted with an electric circuit board for detecting a liquid level of the liquid to be measured based on rotation of the float arm;
A first bearing portion formed as a part of the frame near the end of the frame;
A first bearing portion rotating shaft hole provided in the first bearing portion and into which the rotating shaft portion is inserted;
An arm holder having a U-shaped cross section including an upper holding portion and a lower holding portion formed so as to be substantially parallel to each other with a portion having the first bearing portion rotation shaft hole from above and below;
A holder rotation shaft hole provided in the arm holder and into which the rotation shaft portion is inserted;
An arm holding portion that is formed on an upper surface of the upper holding portion, the rotation portion can be press-fitted from the upper side, and holds the press-fitted rotation portion ;
Near the end of the frame, below the first bearing portion, a second bearing portion formed at a predetermined distance substantially parallel to the first bearing portion;
A second bearing portion rotating shaft hole provided in the second bearing portion, provided to face the first bearing portion rotating shaft hole, and into which the rotating shaft portion is inserted;
The first bearing portion is sandwiched between the upper holding portion and the lower holding portion, and the lower holding portion of the arm holder is disposed so as to mesh between the first bearing portion and the second bearing portion,
The rotating shaft portion is inserted from above into the first bearing portion rotating shaft hole, the holder rotating shaft hole, and the second bearing portion rotating shaft hole , the rotating portion is held by the arm holding portion, and the first bearing A liquid level sensor in which a lower surface portion of a portion and an upper surface portion of the lower holding portion are slidably contacted,
The liquid level sensor, wherein the frame and the arm holder are formed of different resin materials, and any one of the resin materials is excellent in slidability.

2. The liquid level sensor according to claim 1, wherein one of the frame and the arm holder is made of either a slidable polyacetal resin or a polyphenylene sulfide resin.