JP3971131B2

JP3971131B2 - Liquid level sensor

Info

Publication number: JP3971131B2
Application number: JP2001186619A
Authority: JP
Inventors: 幸夫 ▲高▼橋; 聡明福原
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: JP2003004510A

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備えた液面レベルセンサに関し、特に、フロートアームの回動をよりスムーズにする液面レベルセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タンク内の燃料の液面レベルに応じて上下移動するフロートが先端に取り付けられた棒状のフロートアームを具備する液面レベルセンサが知られている。図５はこの種の液面レベルセンサの一例を示す平面図であり、図６は、図５に示す液面レベルセンサのＡＡ線要部拡大断面図である。
【０００３】
図５に示すように、この種の液面レベルセンサ９１は、例えば車両の燃料タンク等に取り付けられており、樹脂製のフレーム２、金属製のフロートアーム３、樹脂製のアームホルダー９４、電気回路５、及び被測定液体に対して浮力を有するフロート６を含んで構成される。上記液面レベルセンサ９１においては、被測定液体の液面レベルの変動に応じて上下移動するフロート６が取り付けられたフロートアーム３が、回動角度範囲θ１内で回動する。
【０００４】
図６に示すように、フレーム２は、液面レベルを検出するための電気回路５、例えば、後述するホール素子５ｃ等を搭載している。このフレーム２には、上側に開口した電子機器収容部２ｂが形成されている。この電子機器収容部２ｂには、リング状の磁石５ａからの磁力を検出して電気信号に変換する磁電変換素子としてのホール素子５ｃ、及びこのホール素子５ｃ等を搭載する配線板５ｄが収容されている。この配線板５ｄには、ホール素子５ｃから出力される電気信号を外部に導く出力端子５ｅが接続されている。この電子機器収容部２ｂは、図示しないモールド材で補填されている。電気信号は、フロートアーム３の回動角度、すなわち、液面レベルに対応するものである。また、このフレーム２には、集磁部材としてのリング状のコア５ｂも取り付けられている。但し、コア５ｂの一部は、上記ホール素子５ｃを挟みこめるだけの間隙が設けられている。
【０００５】
また、フレーム２は、フロートアーム３の回動安定性の向上、及びフロートアーム３の取り付け時に利用される円筒状の凹状軸受部２ａを有している。この凹状軸受部２ａの中心部は、フロートアーム３の回転軸部が挿入されるフレーム軸穴としての軸穴２ａ１が形成されている。なお、上記リング状のコア５ｂ及び上記ホール素子５ｃは、図示のように、凹状軸受部２ａの外側の同心円上に設けらている。
【０００６】
上記フロートアーム３は、１本の金属棒状であり、回転の支点となる回転軸部、及びこの回転軸部に対して略直角に折り曲げられた回動部からなる。このフロートアーム３の回動部の先端部には、被測定液体に対して浮力を有する材質で形成された円筒状のフロート６が取り付けられている。
【０００７】
アームホルダー９４は、上記フロートアーム３を爪状のアーム保持部９４ｂにより保持すると共に、上記フレーム２に取りつけられて、保持しているフロートアーム３を上記回転軸部を支点として回動させる。また、このアームホルダー９４は、上記フレーム２の凹状軸受部２ａに対応した円筒形状の凸状軸受部９４ａを有している。この凸状軸受部９４ａの中心部にも、フロートアーム３の回転軸部が挿入されるホルダー軸孔としての軸穴９４ａ１が形成されている。凸状軸受部９４ａの外側面には、リング状の上記磁石５ａが周設されている。これら凹状軸受部２ａ及び凸状軸受部９４ａは、回動可能に互いに嵌合する。
【０００８】
この液面レベルセンサ９１の組立時には、まず、上記凹状軸受部２ａ及び凸状軸受部９４ａが嵌合されて、アームホルダー９４がフレーム２に取り付けられる。そして、フロートアーム３の回転軸部を各軸穴２ａ１、９４ａ１に挿通した後、フロートアーム３の回動部をアーム保持部９４ｂに圧入する。これにより、フロートアーム３がアームホルダー９４と共に回動可能で、かつフレーム２から抜け落ちないようになっている。また、凹状軸受部２ａ及び凸状軸受部９４ａの嵌合により、フロートアーム３の回動も安定する。
【０００９】
このような構造の液面レベルセンサ９１は、ガソリン等の被測定液体を貯蔵するガソリンタンク（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は上記回転軸部を支点として、所定角度範囲θ１内で回動する。この角度範囲θ１内の回動によりホール素子５ｃにより検出される上記磁石５ａからの磁力が変化し、この変化に基づく液面レベルを示す電気信号が出力端子５ｅから取り出される。
【００１０】
ところで、上記凹状軸受部２ａ及び凸状軸受部９４ａは、回動する部分なので密着させることができず、それらの間には必然的にすきまＲが形成される。このすきまＲに異物が侵入してくると、アームホルダー９４の円滑な回動が妨げられるという問題が発生する。以下にこの問題を図７を用いて説明する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図７は、図６の液面レベルセンサの問題点を示す説明図である。特に、図７（Ａ）はフレームとアームホルダーとの間隔が狭い時、図７（Ｂ）はフレームとアームホルダーとの間隔が広いときの異物の侵入経路を示す説明図である。
【００１２】
図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、凹状軸受部２ａ及び凸状軸受部９４ａの間には、すきまＲが形成される。アームホルダー９４はスムーズに回動する必要があるので、フレーム２とアームホルダー９４との間にある程度離れている必要がある。一方、回動の安定性を高めるためには、フレーム２とアームホルダー９４とが離れすぎるのも好ましくない。これらを考慮して、フレーム２とアームホルダー９４との間のクリアランスＣは、図７（Ａ）に示す０．２ｍｍから、図７（Ｂ）に示す０．５ｍｍ程度の間に設定されている。
【００１３】
ところが、これらのクリアランスＣでも、異物は図中矢印で示すように混入することができる。特に、異物がタンク製造時等に発生した鉄粉等の磁性体の場合には、上記液面レベル検出に利用される磁石５ａに吸引されて、徐々にすきまＲに滞留していく。この滞留がアームホルダー９４の回動の妨げにならないように、磁石５ａとフレーム２との距離Ｌを１ｍｍ程度だけ離れるようにしている。しかしながら、この距離Ｌも大きくとりすぎると、磁石５ａから集磁部材としてのコア５ｂまでの距離が長くなって、ホール素子５ｃで検出される磁力が弱くなり、この結果、レベル検出の正確性に影響がでてくる。すなわち、距離Ｌも、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す１ｍｍ程度以上とるのは好ましくない。
【００１４】
要するに、回動安定性確保や検出の正確性等を考慮すると、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すような設定にせざるを得ないのだが、このような設定だと異物の侵入を十分に防止することができず、この結果、アームホルダー９４の円滑な回動に影響がでる可能性がある。
【００１５】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、上記凹状軸受部及び凸状軸受部の間に形成されるすきまへの異物の侵入を防止して、アームホルダーの円滑な回動を確保することができる液面レベルセンサを提供することを課題としている。
【００１６】
【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に示すように、回転の支点となる回転軸部と該回転軸部に対して直角に折り曲げられた回動部とからなり、前記回動部の先端部に被測定液体に対して浮力を有するフロート６が取り付けられた棒状のフロートアーム３と、前記回転軸部が挿通されるフレーム軸穴２ａ１を有し、該フレーム軸穴２ａ１に挿通された前記回動軸部を支点として回動させるように前記フロートアーム３を保持するフレーム２と、前記フレーム軸穴２ａ１を挿通した前記回転軸部の先端が挿通されるホルダー軸穴４ａ１と、前記フロートアーム３の回動部が圧入されるアーム保持部４ｂとを有し、前記回転軸部の先端が前記ホルダー軸穴４ａ１に挿通されるとともに前記回動部が前記アーム保持部４ｂに圧入された前記フロートアーム３を保持するアームホルダー４と、前記フレーム２に前記フレーム軸穴２ａ１と同心にその周囲に形成された凹状軸受部２ａと、該凹状軸受部２ａの外側の同心円上に設けられ、前記フロートアーム３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集磁部材としてのリング状のコア５ｂ及びホール素子５ｃと、前記アームホルダー４に前記ホルダー軸穴と同心にその周囲に形成され、前記凹状軸受部２ａに回動可能に嵌合された円筒状の凸状軸受部４ａと、中央部に前記凸状軸受部４ａと略同型状の中空穴８ａが設けられ、該中空穴８ａに前記凸状軸受部４ａが挿通されて前記凸状軸受部４ａに固定された弾力性のあるリング状のパッキン８と、前記パッキン８の前記中空穴８ａに挿通されている前記凸状軸受部４ａの外周面に周設されたリング状の磁石５ａとを備え、前記パッキン８は、弾性変形により、その外縁部が前記凸状軸受部４ａの外周と前記凹状軸受部２ａの間のすきまＲの入り口に相当する前記フレーム４の箇所に摺接されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、フロートアーム３の回動に基づき被測定液体の液面レベルを検出するための集磁部材としてのリング状のコア５ｂ及びホール素子５ｃが凹状軸受部２ａの周囲に設けられることで、凸状軸受部４ａの外周と凹状軸受部２ａの間に形成されるすきまＲの入り口は、パッキン８の弾性変形により、その外縁部が入り口に相当する前記フレーム４の箇所に摺接されていることによって、凹状軸受部２ａ及び凸状軸受部４ａの嵌合が図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように多少上下にずれても、確実にすきまＲを外部から遮断することができる。
【００２０】
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に示すように、請求項１記載の液面レベルセンサにおいて、前記凸状軸受部４ａは、前記アームホルダー４側に設けられ、前記パッキン８の回転を防止する突出部４ａ３を外周に有しており、前記中空穴８ａは、前記突出部４ａ３に対応した形状の切欠部８ｂを有していることを特徴とする。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、凸状軸受部４ａはアームホルダー４側に設けられ、パッキン８の回転を防止する突出部４ａ３を外周に有しており、パッキン８の中空穴８ａは突出部４ａ３に対応した形状の切欠部８ｂを有しているので、パッキン８の凸状軸受部４ａへの固定がより確実になる。
【００２８】
【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を用いて本発明に関わる液面レベルセンサの構造及び作用について説明する。図１は、本発明の液面レベルセンサの実施形態を示す要部拡大断面図である。この図１の断面方向は、図６と同様である。なお、図１の液面レベルセンサの平面図は、上記図５と同様になるので、ここでは省略する。
【００２９】
図１に示す液面レベルセンサ１は、例えば車両の燃料タンク等に取り付けられており、樹脂製のフレーム２、金属製のフロートアーム３、樹脂製のアームホルダー４、電気回路５、及び被測定液体に対して浮力を有するフロート６を含んで基本的に構成される。
【００３０】
この液面レベルセンサ１においては、図５に示したと同様、被測定液体の液面レベルの変動に応じて上下移動するフロート６が一端に取り付けられたフロートアーム３が、回動角度範囲θ１内で回動する。
【００３１】
フレーム２、フロートアーム３、電気回路５及びフロート６は共に、図６で示したものと同様なので、ここでは重複説明を省略する。この図１において付された参照番号は、図７のそれと同様の構成要素を示す。
【００３２】
アームホルダー４は、上記フロートアーム３を爪状のアーム保持部４ｂにより保持すると共に、上記フレーム２に取りつけられて、保持しているフロートアーム３を上記回転軸部を支点として回動させる。また、このアームホルダー４は、上記フレーム２の凹状軸受部２ａに対応した円筒形状の凸状軸受部４ａを有している。この凸状軸受部４ａの中心部にも、フロートアーム３の回転軸部が挿入される軸穴４ａ１が形成されている。凸状軸受部４ａの外側面には、リング状の上記磁石５ａが周設されている。この磁石５ａの凸状軸受部４ａへの取り付け構造は、図３において明らかになる。これら凹状軸受部２ａ及び凸状軸受部４ａは、回動可能に互いに嵌合する。
【００３３】
ところで、フレーム２に形成された凹状軸受部２ａ及びアームホルダー４に形成された凸状軸受部４ａは、前述したように必然的にすきまＲが形成される。そこで、上記凸状軸受部４ａには、弾力性のある円板状のパッキン８が固定され、この弾力性を利用してパッキン８の外縁付近が凹状軸受部２ａの下方部、すなわち、すきまＲの入り口に相当する箇所に摺接するようにしている。これにより、アームホルダー４の回動を妨げることなく、上記すきまＲを外部から遮断している。したがって、上記すきまＲへの異物の侵入が防止され、アームホルダー９４の円滑な回動が確保されるようになっている。パッキン８の構造、材質、取り付け方法等は図２及び図３を用いて後述する。
【００３４】
この液面レベルセンサ１の組立時には、まず、アームホルダー４の凸状軸受部４ａに、磁石５ａ、パッキン８等が取りつけられ、その後上記凹状軸受部２ａ及び凸状軸受部４ａが嵌合されて、アームホルダー４がフレーム２に取り付けられる。そして、フロートアーム３の回転軸部を各軸穴２ａ１、４ａ１に挿通した後、フロートアーム３の回動部をアーム保持部４ｂに圧入する。これにより、フロートアーム３がアームホルダー４と共に回動可能で、かつフレーム２から抜け落ちないようになっている。また、凹状軸受部２ａ及び凸状軸受部４ａの嵌合により、フロートアーム３の回動も安定する。
【００３５】
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ガソリンタンク（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は上記回転軸部を支点として、上記所定角度範囲θ１内で回動する。この角度範囲θ１内の回動によりホール素子５ｃにより検出される上記磁石５ａからの磁力が変化し、この変化に基づく液面レベルを示す電気信号が出力端子５ｅから取り出される。
【００３６】
次に、図２及び図３を用いて上述したパッキン８の構造、取り付け方法、及び作用について説明する。図２は、パッキンが取り付けられた状態のアームホルダーを示す斜視図である。図３は、図２の分解斜視図である。
【００３７】
図２に示すように、アームホルダー４の円板状の基底部４ｃには、パッキン８、スペーサ７及び磁石５ａがこの順に載設される。これらパッキン８、スペーサ７及び磁石５ａはいずれもリング状をしており、凸状軸受部４ａに挿通されている。そして、磁石５ａは、その内側面部が複数のリブ４ａ２に接触してガタツキが防止され、更に係止片４ａ１によってアームホルダー４に固定されている。なお、基底部４ｃ及びパッキン８の間には、パッキン８が上下移動可能なスペースＳが形成されている。
【００３８】
図３に示すように、アームホルダー４の円板状の基底部４ｃには、円板部４ｄが形成されている。この円板部４ｄは、パッキン８よりも小さくなるように形成されている。また、この円板部４ｄから上方に向かって上記凸状軸受部４ａが延設されている。この凸状軸受部４ａの下側面部には、パッキン８がこの凸状軸受部４ａのまわりを遊動するのを防止するために、複数の突出部４ａ３が形成されている。更に、この凸状軸受部４ａの側面部には、リング状の磁石５ａの内側面部に接触して、磁石５ａをガタツキなく固定するために、複数のリブ４ａ２が形成されている。また更に、この凸状軸受部４ａの側面部の一部は、パッキン８や磁石５ａを固定するための一対の可撓性を有する係止片になっている。なお、アームホルダー４の上腕部には、上述した爪状のアーム保持部４ｂが設けられている。
【００３９】
パッキン８は、中央部に凸状軸受部４ａと略同型状の中空穴８ａが設けられた弾力性のある円板状をしている。この中空穴８ａは、上記突出部４ａ３に対応した形状の複数の曲線状の切欠部８ｂを有している。このパッキン８は、弾力性があり、かつ被測定液体に対して膨潤性のない部材、例えば、フッ素系のゴム部材で形成されている。パッキン８を被測定液体に対して膨潤性のない部材で形成することにより、パッキン８が変形して回動の妨げになることはない。更に、パッキン８をフッ素系のゴム部材にすることにより、より円滑に摺接することができるようになる。この結果、アームホルダー４のより円滑な回動が長期にわたって確保される。
【００４０】
スペーサ７は、樹脂製であり、磁石５ａの凹部５ｃに嵌合するリブ７ｂ及び上記凸状軸受部４ａに形成された複数のリブ４ａ２に嵌合する複数の切欠部７ａを有している。また、リング状の磁石５ａの下底面には、上記リブ４ａ２と嵌合する凹部５ｃが形成されている。なお、このスペーサ７は磁石５ａをより安定的に固定するために使用した方が好ましいが、磁石５ａは複数のリブ４ａ２によっても固定されているので、このスペーサ７はなくてもよい。
【００４１】
これらパッキン８、スペーサ７及び磁石５ａは、この順に上記凸状軸受部４ａに挿通、載設されて、図４に示すような状態に組み立てられる。特に、磁石５ａは、パッキン８を凸状軸受部４ａの側面に固定する役割も果たしている。すなわち、レベル検出に必要な磁石５ａを、パッキン８の固定にも兼用することにより、専用のパッキン固定手段が不要になり、必要以上にセンサ構造が複雑化することがなくなる。また、パッキン８の中空穴８ａに設けられた切欠部８ｂ及び突出部４ａ３の係合により、パッキン８の凸状軸受部４ａへの固定がより確実になる。
【００４２】
なお、円板部４ｄはパッキン８よりも小さいので、図２に示すようなスペースＳが形成される。このスペースＳは、次の図４の説明において明らかになるが、フレーム２とアームホルダー４との間のクリアランスＣの大小に関わらず、パッキン８がフレーム２に摺接するようにするためのクッションのような役割を果たす。
【００４３】
更に、図４を用いて上記図１〜図３の実施形態による効果について説明する。図４（Ａ）は本実施形態において、フレームとアームホルダーとの間隔が狭いときの状態、図４（Ｂ）は本実施形態において、フレームとアームホルダーとの間隔が広いときの状態を示す説明図である。
【００４４】
この図４（Ａ）及び（Ｂ）の状態は、前述の図７（Ａ）及び（Ｂ）に相当するものである。すなわち、図４（Ａ）においてはフレーム２とアームホルダー４との間のクリアランスＣは０．２ｍｍ程度であり、図４（Ｂ）においてはフレーム２とアームホルダー４との間のクリアランスＣは０．５ｍｍ程度である。
【００４５】
これらいずれの例においても、パッキン８は通常の平面状態に戻ろうとする弾力性によって、その外縁付近が凹状軸受部２ａの下方部、すなわち、すきまＲの入り口に相当する箇所に摺接する。つまり、パッキン８は上述したスペースＳにより、すきまＲの入り口付近で上下移動が可能になり、パッキン８の上方向への弾力性と、凹状軸受部２ａの下方部の下方向への押圧により、クリアランスＣの大小に関わらず、すきまＲの入り口に相当する箇所に摺接することが可能になる。
【００４６】
このような作用により、クリアランスＣの大小に関わらず、異物はすきまＲに侵入することができなくなる。したがって、凹状軸受部２ａ及び凸状軸受部４ａにより形成されるすきまＲへの異物の侵入が確実に防止され、アームホルダー９４の円滑な回動が確保される。特に、図１及び図７の液面レベルセンサのように、凸状軸受部４ａ（又は９４ａ）に磁石５ａが周設されていて、すきまＲに磁力を及ぼす場合にも、上記のような構成及び作用により、確実にすきまＲへの異物の侵入が防止される。これらの結果、本実施形態によれば、凹状軸受部２ａ及び凸状軸受部４ａの回動可能な嵌合により、安定したアームホルダー９４の回動を確保しつつ、凹状軸受部２ａ及び凸状軸受部４ａにより形成されるすきまＲへの異物の侵入も防止して円滑な回動を確保するので、非常に検出精度のよい液面レベルセンサが得られるようになる。
【００４７】
【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、パッキン８の弾力性を利用して、外縁付近が凹状軸受部２ａの一部に摺接するようにしているので、凹状軸受部２ａ及び凸状軸受部４ａの嵌合が図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように多少上下にずれても、確実にすきまＲを外部から遮断することができる。この結果、凹状軸受部２ａ及び凸状軸受部４ａにより形成されるすきまＲへの異物の侵入が確実に防止され、アームホルダー９４の円滑な回動が確保されるようになる。
【００４９】
請求項２記載の発明によれば、凸状軸受部４ａはアームホルダー４側に設けられ、パッキン８の回転を防止する突出部４ａ３を外周に有しており、パッキン８の中空穴８ａは突出部４ａ３に対応した形状の切欠部８ｂを有しているので、パッキン８の凸状軸受部４ａへの固定がより確実になり、異物侵入を更に効果的に防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液面レベルセンサの実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図２】パッキンが取り付けられた状態のアームホルダーを示す斜視図である。
【図３】図２の分解斜視図である。
【図４】図４（Ａ）は本実施形態において、フレームとアームホルダーとの間隔が狭いときの状態を示す説明図である。図４（Ｂ）は本実施形態において、フレームとアームホルダーとの間隔が広いときの状態を示す説明図である。
【図５】この種の液面レベルセンサの一例を示す平面図である。
【図６】図５に示す液面レベルセンサの要部拡大断面図である。
【図７】図７（Ａ）はフレームとアームホルダーとの間隔が狭いときの異物の侵入経路を示す説明図である。図７（Ｂ）はフレームとアームホルダーとの間隔が広いときの異物の侵入経路を示す説明図である。
【符号の説明】
１液面レベルセンサ
２フレーム
２ａ凹状軸受部
２ａ１回転軸穴
３フロートアーム
４アームホルダー
４ａ凸状軸受部
４ａ１回転軸穴
４ｂアーム保持部
５ａ磁石
６フロート
８パッキン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid level sensor having a float arm which rotates in response to the liquid level, in particular, relates to a liquid level sensor for smoother rotation of the float arm.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a liquid level sensor including a rod-like float arm having a float that moves up and down according to the level of fuel in a tank. FIG. 5 is a plan view showing an example of this type of liquid level sensor, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the liquid level sensor shown in FIG.
[0003]
As shown in FIG. 5, this type of liquid level sensor 91 is attached to, for example, a fuel tank of a vehicle, and is made of a resin frame 2, a metal float arm 3, a resin arm holder 94, an electric The circuit 5 includes a float 6 having buoyancy with respect to the liquid to be measured. In the liquid level sensor 91, the float arm 3 to which the float 6 that moves up and down according to the fluctuation of the liquid level of the liquid to be measured is rotated within the rotation angle range θ1.
[0004]
As shown in FIG. 6, the frame 2 is mounted with an electric circuit 5 for detecting the liquid level, for example, a hall element 5c described later. The frame 2 is formed with an electronic device housing portion 2b that opens upward. The electronic device housing portion 2b houses a hall element 5c as a magnetoelectric conversion element that detects a magnetic force from the ring-shaped magnet 5a and converts it into an electric signal, and a wiring board 5d on which the hall element 5c and the like are mounted. ing. The wiring board 5d is connected to an output terminal 5e that guides an electrical signal output from the Hall element 5c to the outside. The electronic device housing portion 2b is supplemented with a molding material (not shown). The electric signal corresponds to the rotation angle of the float arm 3, that is, the liquid level. The frame 2 is also attached with a ring-shaped core 5b as a magnetism collecting member. However, a part of the core 5b is provided with a gap enough to sandwich the Hall element 5c.
[0005]
Further, the frame 2 has a cylindrical concave bearing portion 2 a used for improving the rotation stability of the float arm 3 and attaching the float arm 3. A shaft hole 2a1 as a frame shaft hole into which the rotation shaft portion of the float arm 3 is inserted is formed at the center of the concave bearing portion 2a. The ring-shaped core 5b and the hall element 5c are provided on concentric circles outside the concave bearing portion 2a as shown in the figure.
[0006]
The float arm 3 is in the form of a single metal rod, and includes a rotating shaft portion serving as a fulcrum for rotation and a rotating portion bent substantially at right angles to the rotating shaft portion. A cylindrical 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 of the float arm 3.
[0007]
The arm holder 94 holds the float arm 3 by a claw-like arm holding portion 94b and is attached to the frame 2 to rotate the held float arm 3 with the rotary shaft portion as a fulcrum. The arm holder 94 has a cylindrical convex bearing portion 94 a corresponding to the concave bearing portion 2 a of the frame 2. A shaft hole 94a1 as a holder shaft hole into which the rotation shaft portion of the float arm 3 is inserted is also formed at the center of the convex bearing portion 94a. The ring-shaped magnet 5a is provided around the outer surface of the convex bearing portion 94a. The concave bearing portion 2a and the convex bearing portion 94a are fitted to each other so as to be rotatable.
[0008]
When the liquid level sensor 91 is assembled, first, the concave bearing portion 2 a and the convex bearing portion 94 a are fitted, and the arm holder 94 is attached to the frame 2. And after inserting the rotating shaft part of the float arm 3 in each shaft hole 2a1, 94a1, the rotation part of the float arm 3 is press-fitted in the arm holding part 94b. As a result, the float arm 3 can be rotated together with the arm holder 94 and is prevented from falling off the frame 2. Moreover, the rotation of the float arm 3 is also stabilized by the fitting of the concave bearing portion 2a and the convex bearing portion 94a.
[0009]
The liquid level sensor 91 having such a structure is attached to a gasoline tank (not shown) that stores 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 angle range θ1 with the rotating shaft portion as a fulcrum. The magnetic force from the magnet 5a detected by the Hall element 5c is changed by the rotation within the angle range θ1, and an electric signal indicating the liquid level based on this change is taken out from the output terminal 5e.
[0010]
By the way, since the concave bearing portion 2a and the convex bearing portion 94a are rotating portions, they cannot be brought into close contact with each other, and a gap R is inevitably formed between them. If foreign matter enters the gap R, there arises a problem that the smooth rotation of the arm holder 94 is hindered. This problem will be described below with reference to FIG.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 7 is an explanatory diagram showing problems of the liquid level sensor in FIG. In particular, FIG. 7A is an explanatory diagram showing a foreign substance intrusion path when the distance between the frame and the arm holder is narrow, and FIG.
[0012]
As shown in FIGS. 7A and 7B, a clearance R is formed between the concave bearing portion 2a and the convex bearing portion 94a. Since the arm holder 94 needs to rotate smoothly, it needs to be some distance between the frame 2 and the arm holder 94. On the other hand, it is not preferable that the frame 2 and the arm holder 94 are separated too much in order to improve the rotation stability. Taking these into account, the clearance C between the frame 2 and the arm holder 94 is set to be between 0.2 mm shown in FIG. 7A and about 0.5 mm shown in FIG. 7B. .
[0013]
However, even in these clearances C, foreign matter can be mixed as indicated by arrows in the figure. In particular, in the case where the foreign matter is a magnetic material such as iron powder generated at the time of manufacturing the tank, the foreign matter is attracted to the magnet 5a used for the liquid level detection and gradually stays in the gap R. The distance L between the magnet 5a and the frame 2 is separated by about 1 mm so that the stay does not hinder the rotation of the arm holder 94. However, if the distance L is too large, the distance from the magnet 5a to the core 5b as the magnetic collecting member becomes long, and the magnetic force detected by the Hall element 5c becomes weak. As a result, the level detection accuracy is improved. The effect will come out. That is, it is not preferable to set the distance L to about 1 mm or more as shown in FIGS.
[0014]
In short, in consideration of ensuring rotation stability and accuracy of detection, the settings shown in FIGS. 7A and 7B are unavoidable. As a result, there is a possibility that the smooth rotation of the arm holder 94 may be affected.
[0015]
Therefore, in view of the present situation described above, the present invention can prevent foreign matter from entering the gap formed between the concave bearing portion and the convex bearing portion, and ensure smooth rotation of the arm holder. is an object of the present invention to provide a liquid level sensor.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The liquid level sensor according to claim 1, which has been made to solve the above-described problem, includes a rotating shaft portion serving as a fulcrum of rotation and a rotation bent at a right angle with respect to the rotating shaft portion , as shown in FIG. 1. A rod-like float arm 3 having a float 6 attached to the liquid to be measured at the tip of the rotating part, and a frame shaft hole 2a1 through which the rotary shaft part is inserted. The frame 2 that holds the float arm 3 so as to rotate with the rotation shaft portion inserted through the frame shaft hole 2a1 as a fulcrum, and the distal end of the rotation shaft portion inserted through the frame shaft hole 2a1 are inserted. Holder shaft hole 4a1 and an arm holding portion 4b into which the rotation portion of the float arm 3 is press-fitted, and the rotation shaft portion is inserted into the holder shaft hole 4a1 and the rotation portion. Is An arm holder 4 for holding the float arm 3 which is press-fitted to the holding portion 4b, a concave bearing portion 2a formed around concentric with the frame shaft hole 2a1 on the frame 2, the outer concave-shaped bearing section 2a And a ring-shaped core 5b and a Hall element 5c as magnetic flux collecting members for detecting the liquid level of the liquid to be measured based on the rotation of the float arm 3, and the arm holder 4 A cylindrical convex bearing portion 4a that is formed concentrically with the holder shaft hole and is rotatably fitted to the concave bearing portion 2a, and has substantially the same shape as the convex bearing portion 4a at the center. Hollow hole 8a, and the elastic ring- shaped packing 8 in which the convex bearing portion 4a is inserted into the hollow hole 8a and fixed to the convex bearing portion 4a, and the hollow of the packing 8 is provided. Hole 8a And a ring-shaped magnet 5a provided around an outer peripheral surface of the convex bearing portion 4a is inserted, the packing 8, by elastic deformation, the outer edge portion and the outer periphery of the convex bearing section 4a It is slidably contacted with the frame 4 corresponding to the entrance of the clearance R between the concave bearing portions 2a .
[0017]
According to the first aspect of the present invention, the ring-shaped core 5b and the hall element 5c as the magnetic flux collecting members for detecting the liquid level of the liquid to be measured based on the rotation of the float arm 3 are provided on the concave bearing portion 2a. The entrance of the clearance R formed between the outer periphery of the convex bearing portion 4a and the concave bearing portion 2a is provided around the outer periphery of the frame 4 whose outer edge corresponds to the entrance due to elastic deformation of the packing 8. By being in sliding contact with the location, even if the fitting of the concave bearing portion 2a and the convex bearing portion 4a is slightly shifted up and down as shown in FIGS. Can be cut off from.
[0020]
Liquid level sensor of claim 2 Symbol placement has been made to solve the above problems, as shown in FIG. 1, the liquid level sensor of claim 1 Symbol placement, the convex bearing portion 4a, the arm Protrusions 4a3 provided on the holder 4 side to prevent rotation of the packing 8 are provided on the outer periphery, and the hollow holes 8a have notches 8b having a shape corresponding to the protrusions 4a3. It is characterized by.
[0021]
According to the invention of claim 2 Symbol placement, convex bearing section 4a is provided on the arm holder 4 side, has a protruding portion 4a3 for preventing rotation of the gasket 8 on the outer circumference, the hollow hole 8a of the packing 8 Since it has the notch part 8b of the shape corresponding to the protrusion part 4a3, the fixation to the convex bearing part 4a of the packing 8 becomes more reliable.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the structure and operation of the liquid level sensor according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an embodiment of a liquid level sensor of the present invention. The cross-sectional direction of FIG. 1 is the same as that of FIG. The plan view of the liquid level sensor shown in FIG. 1 is the same as that shown in FIG.
[0029]
A liquid level sensor 1 shown in FIG. 1 is attached to a fuel tank of a vehicle, for example, and is made of a resin frame 2, a metal float arm 3, a resin arm holder 4, an electric circuit 5, and a device under test. It basically includes a float 6 having buoyancy with respect to the liquid.
[0030]
In this liquid level sensor 1, as shown in FIG. 5, the float arm 3 to which the float 6 that moves up and down according to the fluctuation of the liquid level of the liquid to be measured is attached at one end is within the rotation angle range θ1. To rotate.
[0031]
The frame 2, the float arm 3, the electric circuit 5, and the float 6 are all the same as those shown in FIG. The reference numerals given in FIG. 1 indicate the same components as those in FIG.
[0032]
The arm holder 4 holds the float arm 3 by a claw-shaped arm holding portion 4b and is attached to the frame 2 to rotate the held float arm 3 with the rotating shaft portion as a fulcrum. The arm holder 4 has a cylindrical convex bearing portion 4 a corresponding to the concave bearing portion 2 a of the frame 2. A shaft hole 4a1 into which the rotary shaft portion of the float arm 3 is inserted is also formed in the central portion of the convex bearing portion 4a. The ring-shaped magnet 5a is provided around the outer surface of the convex bearing portion 4a. The attachment structure of the magnet 5a to the convex bearing portion 4a becomes clear in FIG. The concave bearing portion 2a and the convex bearing portion 4a are fitted to each other so as to be rotatable.
[0033]
Incidentally, the concave bearing portion 2a formed on the frame 2 and the convex bearing portion 4a formed on the arm holder 4 inevitably have a clearance R as described above. Therefore, an elastic disc-shaped packing 8 is fixed to the convex bearing portion 4a, and by utilizing this elasticity, the vicinity of the outer edge of the packing 8 is a lower portion of the concave bearing portion 2a, that is, a clearance R. It is designed to slidably touch the part corresponding to the entrance. As a result, the gap R is blocked from the outside without hindering the rotation of the arm holder 4. Therefore, the entry of foreign matter into the gap R is prevented, and smooth rotation of the arm holder 94 is ensured. The structure, material, attachment method, etc. of the packing 8 will be described later with reference to FIGS.
[0034]
When the liquid level sensor 1 is assembled, first, the magnet 5a, the packing 8 and the like are attached to the convex bearing portion 4a of the arm holder 4, and then the concave bearing portion 2a and the convex bearing portion 4a are fitted. The arm holder 4 is attached to the frame 2. And after inserting the rotating shaft part of the float arm 3 in each shaft hole 2a1, 4a1, the rotation part of the float arm 3 is press-fitted in the arm holding part 4b. As a result, the float arm 3 can be rotated together with the arm holder 4 and is prevented from falling off the frame 2. Moreover, the rotation of the float arm 3 is also stabilized by the fitting of the concave bearing portion 2a and the convex bearing portion 4a.
[0035]
The liquid level sensor 1 having such a structure is attached to a gasoline tank (not shown) that stores a liquid to be measured such as gasoline. When the float 6 moves up and down due to the fluctuation of the liquid level, the float arm 3 rotates within the predetermined angle range θ1 with the rotating shaft portion as a fulcrum. The magnetic force from the magnet 5a detected by the Hall element 5c is changed by the rotation within the angle range θ1, and an electric signal indicating the liquid level based on this change is taken out from the output terminal 5e.
[0036]
Next, the structure, attachment method, and operation of the packing 8 described above will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a perspective view showing the arm holder with the packing attached. FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG.
[0037]
As shown in FIG. 2, a packing 8, a spacer 7, and a magnet 5 a are mounted in this order on the disc-shaped base portion 4 c of the arm holder 4. The packing 8, the spacer 7, and the magnet 5a all have a ring shape and are inserted into the convex bearing portion 4a. The inner surface of the magnet 5a comes into contact with the plurality of ribs 4a2 to prevent rattling, and is further fixed to the arm holder 4 by a locking piece 4a1. A space S in which the packing 8 can move up and down is formed between the base portion 4 c and the packing 8.
[0038]
As shown in FIG. 3, a disc portion 4 d is formed on the disc-shaped base portion 4 c of the arm holder 4. The disk portion 4 d is formed so as to be smaller than the packing 8. Further, the convex bearing portion 4a extends upward from the disc portion 4d. A plurality of projecting portions 4a3 are formed on the lower side surface portion of the convex bearing portion 4a in order to prevent the packing 8 from floating around the convex bearing portion 4a. Further, a plurality of ribs 4a2 are formed on the side surface portion of the convex bearing portion 4a in order to contact the inner side surface portion of the ring-shaped magnet 5a and fix the magnet 5a without backlash. Furthermore, a part of the side surface portion of the convex bearing portion 4a is a pair of flexible locking pieces for fixing the packing 8 and the magnet 5a. The upper arm portion of the arm holder 4 is provided with the above-described claw-shaped arm holding portion 4b.
[0039]
The packing 8 has an elastic disk shape in which a hollow hole 8a having substantially the same shape as the convex bearing portion 4a is provided at the center. The hollow hole 8a has a plurality of curved notches 8b having a shape corresponding to the protruding portion 4a3. The packing 8 is formed of a member that is elastic and does not swell with respect to the liquid to be measured, such as a fluorine rubber member. By forming the packing 8 with a member that does not swell with respect to the liquid to be measured, the packing 8 is not deformed to prevent rotation. Furthermore, the packing 8 is made of a fluorine-based rubber member, so that the sliding contact can be made more smoothly. As a result, smoother rotation of the arm holder 4 is ensured over a long period of time.
[0040]
The spacer 7 is made of resin and has a rib 7b that fits into the recess 5c of the magnet 5a and a plurality of notches 7a that fit into the plurality of ribs 4a2 formed in the convex bearing portion 4a. Further, a recess 5c that fits with the rib 4a2 is formed on the lower bottom surface of the ring-shaped magnet 5a. The spacer 7 is preferably used in order to fix the magnet 5a more stably. However, since the magnet 5a is also fixed by the plurality of ribs 4a2, the spacer 7 may be omitted.
[0041]
The packing 8, the spacer 7, and the magnet 5a are inserted and placed in the convex bearing portion 4a in this order, and assembled in a state as shown in FIG. In particular, the magnet 5a also plays a role of fixing the packing 8 to the side surface of the convex bearing portion 4a. That is, by using the magnet 5a necessary for level detection also for fixing the packing 8, a dedicated packing fixing means becomes unnecessary, and the sensor structure does not become more complicated than necessary. Further, the engagement of the notch portion 8b provided in the hollow hole 8a of the packing 8 and the protruding portion 4a3 further secures the packing 8 to the convex bearing portion 4a.
[0042]
In addition, since the disk part 4d is smaller than the packing 8, the space S as shown in FIG. 2 is formed. This space S will become clear in the following description of FIG. 4, but the cushion 8 for sliding the packing 8 against the frame 2 regardless of the size of the clearance C between the frame 2 and the arm holder 4. Play a role like this.
[0043]
Furthermore, the effect by embodiment of the said FIGS. 1-3 is demonstrated using FIG. FIG. 4A shows the state when the distance between the frame and the arm holder is narrow in this embodiment, and FIG. 4B shows the state when the distance between the frame and the arm holder is wide in this embodiment. FIG.
[0044]
The states of FIGS. 4A and 4B correspond to the above-described FIGS. 7A and 7B. That is, in FIG. 4A, the clearance C between the frame 2 and the arm holder 4 is about 0.2 mm, and in FIG. 4B, the clearance C between the frame 2 and the arm holder 4 is 0. About 5 mm.
[0045]
In any of these examples, the packing 8 is slidably in contact with the lower portion of the concave bearing portion 2a, that is, the portion corresponding to the entrance of the clearance R due to the elasticity of returning to the normal flat state. That is, the packing 8 can be moved up and down in the vicinity of the entrance of the clearance R by the space S described above, and due to the upward elasticity of the packing 8 and the downward pressing of the lower part of the concave bearing portion 2a, Regardless of the size of the clearance C, it is possible to make sliding contact with a portion corresponding to the entrance of the clearance R.
[0046]
As a result, foreign matter cannot enter the gap R regardless of the size of the clearance C. Therefore, the entry of foreign matter into the clearance R formed by the concave bearing portion 2a and the convex bearing portion 4a is reliably prevented, and the smooth rotation of the arm holder 94 is ensured. In particular, as in the liquid level sensor shown in FIGS. 1 and 7, the magnet 5a is provided around the convex bearing portion 4a (or 94a) so that the magnetic force is applied to the clearance R as described above. And the action reliably prevents the entry of foreign matter into the clearance R. As a result, according to the present embodiment, the concave bearing portion 2a and the convex shape are secured while ensuring the stable rotation of the arm holder 94 by the pivotable fitting of the concave bearing portion 2a and the convex bearing portion 4a. Since foreign matter can be prevented from entering the clearance R formed by the bearing portion 4a and smooth rotation can be ensured, a liquid level sensor with very good detection accuracy can be obtained.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the vicinity of the outer edge is slidably contacted with a part of the concave bearing portion 2a by utilizing the elasticity of the packing 8, the concave bearing portion 2a and Even if the fitting of the convex bearing portion 4a is slightly shifted up and down as shown in FIGS. 4A and 4B, the clearance R can be reliably blocked from the outside. As a result, entry of foreign matter into the clearance R formed by the concave bearing portion 2a and the convex bearing portion 4a is reliably prevented, and smooth rotation of the arm holder 94 is ensured.
[0049]
According to the invention of claim 2 Symbol placement, convex bearing section 4a is provided on the arm holder 4 side, has a protruding portion 4a3 for preventing rotation of the gasket 8 on the outer circumference, the hollow hole 8a of the packing 8 Since the cutout portion 8b having a shape corresponding to the protruding portion 4a3 is provided, the packing 8 can be more securely fixed to the convex bearing portion 4a, and foreign matter can be prevented more effectively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged sectional view of a main part showing an embodiment of a liquid level sensor of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an arm holder with a packing attached.
FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2;
FIG. 4A is an explanatory diagram showing a state when the distance between the frame and the arm holder is narrow in the present embodiment. FIG. 4B is an explanatory diagram showing a state when the distance between the frame and the arm holder is wide in the present embodiment.
FIG. 5 is a plan view showing an example of this type of liquid level sensor.
6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the liquid level sensor shown in FIG.
FIG. 7A is an explanatory diagram showing a foreign substance intrusion path when the distance between the frame and the arm holder is narrow. FIG. 7B is an explanatory view showing a foreign substance intrusion path when the distance between the frame and the arm holder is wide.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid level sensor 2 Frame 2a Concave bearing part 2a1 Rotating shaft hole 3 Float arm 4 Arm holder 4a Convex bearing part 4a1 Rotating shaft hole 4b Arm holding part 5a Magnet 6 Float 8 Packing

Claims

A rotation shaft portion serving as a fulcrum for rotation and a rotation portion bent at a right angle to the rotation shaft portion, and a float having buoyancy with respect to the liquid to be measured is attached to the tip of the rotation portion . A rod-shaped float arm;
A frame that has a frame shaft hole through which the rotation shaft portion is inserted, and a frame that holds the float arm so that the rotation shaft portion inserted through the shaft hole is rotated as a fulcrum ;
A holder shaft hole through which the distal end of the rotating shaft portion inserted through the frame shaft hole is inserted; and an arm holding portion into which a rotating portion of the float arm is press-fitted, and the distal end of the rotating shaft portion is the holder An arm holder for holding the float arm inserted through the shaft hole and having the rotating portion press-fitted into the arm holding portion ;
A concave bearing portion formed concentrically with the frame shaft hole in the frame; and
A ring-shaped core and a hall element as magnetic flux collecting members provided on concentric circles outside the concave bearing portion, and for detecting the liquid level of the liquid to be measured based on the rotation of the float arm ;
A cylindrical convex bearing portion formed around the holder shaft hole concentrically with the holder shaft hole and rotatably fitted to the concave bearing portion;
A resilient ring- shaped packing provided with a hollow hole substantially in the same shape as the convex bearing portion in the central portion, the convex bearing portion being inserted into the hollow hole and fixed to the convex bearing portion ; ,
A ring-shaped magnet provided around the outer peripheral surface of the convex bearing portion inserted through the hollow hole of the packing;
The packing is slidably contacted with a portion of the frame corresponding to an entrance of a clearance between the outer periphery of the convex bearing portion and the concave bearing portion by elastic deformation. Level sensor.

The liquid level sensor according to claim 1,
The convex bearing portion is provided on the arm holder side and has a protruding portion on the outer periphery to prevent the packing from rotating.
The said hollow hole has a notch part of the shape corresponding to the said protrusion part. The liquid level sensor characterized by the above-mentioned.