JP4207898B2 - Liquid level detector - Google Patents
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Description
本発明は、液面の高さの検出を行う液面検出装置に関するもので、例えば、液面の高さによって示される燃料タンク内の燃料の残存量の検出に用いて好適である。 The present invention relates to a liquid level detection device that detects the height of a liquid level, and is suitable, for example, for detecting the remaining amount of fuel in a fuel tank indicated by the height of the liquid level.
従来、特許文献1において、液面検出装置として、油面の高さの検出を行う油面計について開示されている。この油面計では、フロートが上下動するように案内を行うガイドが備えられていると共に、このガイドに対してフランジ状のストッパを設けることで、フロートの移動限界位置を規制し、伸縮アームの回転角度が所定範囲に収まるようにされている。そして、ガイドが直線状に構成されており、フロートがガイドに沿って移動する場合に、フロートが取り付けられる回動アームの回動中心からフロートまでの距離が変わることから、回動アームが軸側アームとこの軸側アームがスライドできるフロート側アームに分けられ、軸側アームがフロート側アーム内で摺動することでその距離の変化を吸収できるようにしている。
しかしながら、上記特許文献1に示される構造の場合、回動アームが軸側アームとフロート側アームに分けられており、構造が複雑になり、重量も重くなる。そして、これら軸側アームとフロート側アームとが常に回動中心に対してフロート側に位置することから、液面で浮かせるために必要とされるフロートの大きさが軸側アームとフロート側アームの総重量を考慮したものにしなければならず、フロートの小型化を図ることができないという問題がある。 However, in the case of the structure shown in Patent Document 1, the rotating arm is divided into the shaft side arm and the float side arm, which makes the structure complicated and heavy. Since the shaft side arm and the float side arm are always located on the float side with respect to the center of rotation, the size of the float required to float on the liquid surface is the same as that of the shaft side arm and the float side arm. The total weight must be taken into consideration, and there is a problem that the float cannot be reduced in size.
本発明は上記点に鑑みて、フロートの小型化が図れる液面検出装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide a liquid level detection device capable of reducing the size of a float.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、天地方向を向く棒状のガイド(9)が備えられ、フロート(8)には、上下方向に貫通する穴(8b)が形成されていると共に、該穴(8b)にガイド(9)が挿入されることで、フロート(8)がガイド(9)に案内されて上下移動するようになっており、回動アーム(4)は、直線状の部分を有し、さらに、本体(2)には、回動軸(2b)を回動中心として回動すると共に、回動アーム(4)を保持するホルダ(3)が備えられており、ホルダ(3)は、円盤状部分(3a)を有し、該ホルダ(3)に備えられた溝部(3f)内で前記回動アーム(4)の直線状の部分が円盤状部分(3a)の径方向にスライドし、回動中心からの前記フロート(8)の距離が調整可能な構成とされており、回動アーム(4)は、ホルダ(3)に備えられた溝部(3f)内をスライドしたときに、回動中心よりもフロート(8)とは反対側に突き出るようになっており、液面検出手段は、ホルダ(3)内に回動軸(2b)を中心として回動するマグネット(5)が備えられていると共に、回動軸(2b)内にマグネット(5)が発生させる磁束密度の変化に応じた出力を発生させる磁気反応素子(6)とを備え、マグネット(5)が回動軸(2b)を中心として回動した際に生じる磁束密度の変化に基づいて、液体の液面の高さを検出する磁気抵抗式のものであることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is provided with a bar-shaped guide (9) facing the top-and-bottom direction, and a hole (8b) penetrating in the vertical direction is formed in the float (8). As the guide (9) is inserted into the hole (8b), the float (8) is guided by the guide (9) to move up and down, and the rotating arm (4) The body (2) is provided with a holder (3) that rotates about the rotation shaft (2b) and holds the rotation arm (4). The holder (3) has a disk-shaped part (3a), and the linear part of the rotating arm (4) is a disk-shaped part ( 3f) provided in the holder (3). scan to slide in the radial direction of 3a), the distance of the float from the rotational center (8) is a adjustable structure Cage, rotating arms (4), upon slide in a provided grooves in the holder (3) (3f), are adapted to protrude on the opposite side to be a float (8) from the rotation center, The liquid level detecting means is provided with a magnet (5) that rotates about the rotation axis (2b) in the holder (3), and the magnet (5) is generated in the rotation axis (2b). A magnetic reaction element (6) that generates an output corresponding to a change in magnetic flux density, and a liquid based on a change in magnetic flux density that occurs when the magnet (5) rotates about the rotation axis (2b). It is a magnetoresistive type that detects the height of the liquid level .
このように、回動アーム(4)がホルダ(3)の溝部(3f)内をスライドすることにより、液面レベルの変化に伴ってフロート(8)がガイド(9)に沿って上下動できるようにしている。このため、従来のように回動アーム(4)を複数の部品によって構成する必要がないことから、回動アーム(4)の構造の簡略化、軽量化を図ることが可能となる。したがって、回動アーム(4)の重量とフロート(8)自身の重量とから決まるフロート(8)の大きさを小さくすることが可能となる。 As described above, the pivot arm (4) slides in the groove (3f) of the holder (3), so that the float (8) can move up and down along the guide (9) as the liquid level changes. I am doing so. For this reason, since it is not necessary to comprise a rotation arm (4) by several components unlike the past, it becomes possible to achieve simplification of the structure of a rotation arm (4), and weight reduction. Accordingly, it is possible to reduce the size of the float (8) determined from the weight of the rotating arm (4) and the weight of the float (8) itself.
このように、回動アーム(4)が回動した際に、回動アーム(4)がホルダ(3)の溝部(3f)内をスライドし、フロート(8)とは反対側に回動アーム(4)が突き出る状態となるようにしている。このため、回動アーム(4)のうち突き出た部分の自重がフロート(8)を浮かせる方向の力として作用し、よりフロート(8)の大きさを小さくすることが可能となる。 Thus, when the rotating arm (4) rotates, the rotating arm (4) slides in the groove (3f) of the holder (3), and the rotating arm on the side opposite to the float (8). (4) protrudes. For this reason, the weight of the protruding portion of the rotating arm (4) acts as a force in the direction of floating the float (8), and the size of the float (8) can be further reduced.
このような液面検出装置に用いられる回動アーム(4)は、例えば、請求項2に示されるように、棒状部材もしくはパイプ状部材によって構成される。また、回動アーム(4)は、軽量であることが望ましいため、例えば、回動アーム(4)をアルミニウムで構成すると好ましい。また、耐久的な摺動の安定を図るにはステンレス材が好ましい。いづれにしても採用は可能である。
The rotating arm (4) used in such a liquid level detecting device is constituted by, for example, a rod-like member or a pipe-like member as shown in
請求項3に記載の発明では、ホルダ(3)には、回動アーム(4)を保持する爪部(3d)が形成され、回動アーム(4)のうちフロート(8)が保持される側とは反対側の端部には曲げ部(4a)が形成され、回動アーム(4)の曲げ部(4a)が爪部(3d)に接触することで、回動アーム(4)のホルダ(3)からの抜け防止構造が構成されていることを特徴としている。
In the invention described in
このように、回動アーム(4)が溝部(3f)内でスライドできるような構造となっていても、ホルダ(3)に爪部(3f)を設けると共に、回動アーム(4)のうちフロート(8)が保持される側とは反対側の端部に曲げ部(4a)を設けることで、回動アーム(4)のホルダ(3)からの抜け防止構造とすることができる。 As described above, even if the rotating arm (4) is configured to be slidable in the groove (3f), the holder (3) is provided with the claw portion (3f) and the rotating arm (4) By providing the bent portion (4a) at the end opposite to the side on which the float (8) is held, a structure for preventing the rotation arm (4) from coming off from the holder (3) can be provided.
以上のような液面検出装置としては、例えば、請求項4に示されるように、ガイド(9)の両端は、それぞれ、本体(2)に設けられた固定板(2ca)と保持部(2d)とに固定されており、固定板(2ca)と保持部(2d)とが、それぞれ、フロート(8)の下方限界位置と上方限界位置とを定めていてもよい。その他、いわゆる抵抗式やリードスイッチ式の液面検出装置等のように、他の形式の液面検出装置に本発明を適用することもできる。
As the liquid level detection device as described above, for example, as shown in
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態の液面検出装置の正面図、図2は、本実施形態の液面検出装置の部分断面図であり、図1における二点鎖線Z中の直線部分の断面を示したものである。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. 1 is a front view of the liquid level detection device of the present embodiment, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the liquid level detection device of the present embodiment, showing a cross section of a straight line portion in a two-dot chain line Z in FIG. It is a thing.
図1、図2に示される液面検出装置は、燃料タンク10内における燃料1の液面の高さを測ることで燃料1の残存量を検出するために用いられるものである。この液面検出装置は、燃料タンク10の底面における最も低い位置に固定され、ボデー2と、マグネットホルダ3と、回動アーム4と、マグネット5と、磁気反応素子6、ターミナル7、フロート8およびガイド9を有して構成されている。
The liquid level detection device shown in FIGS. 1 and 2 is used to detect the remaining amount of the fuel 1 by measuring the height of the liquid level of the fuel 1 in the
ボデー2は、液面検出手段の本体を構成するもので、例えば樹脂等の非導電性材料によって構成される。このボデー2には、支持面2a、回動軸2b、ステー2c、保持部2dとを有して構成されている。
The
支持面2aは、燃料タンク10の底面に対して垂直を為すように組みつけられるものである。回動軸2bは、マグネットホルダ3の回動中心となる部分であり、支持面2aに対して垂直方向に突き出すように備えられており、この回動軸2bの外周に溝部2baが形成されている。
The
ステー2cは、回動軸2bよりも下方位置において、支持面2aに対して垂直方向に突き出すように設けられたもので、ステーの補強として設けてある。ステー2cの下方位置には固定板2caを構成すべく、燃料タンク10の底面と対向するように水平方向に折り曲げられた形状となっている。このステー2cの固定板2caにおける燃料タンク10の底面とは反対側の面に、ガイド9の一端が固定されるようになっている。ここで、液面検出装置はタンク、またはタンクに固定されるブラケットにボデー背面2eで接続固定される(図示せず)。
The
保持部2dは、ボデー2の上方位置において、支持面2aから垂直方向に突き出すように設けられ、上述したステー2cにおける固定板2caと対向するように設けられている。この保持部2dにおける下面にガイド9の他端が固定されるようになっている。
The
そして、このように構成されたボデー2内において、ターミナル7がボデー2の上方において露出しており、かつ、回動軸2bまで延設されるように配置された構成となっている。
And in the
マグネットホルダ3は、ボデー2に対して回動自在に保持されるものでマグネット5を内蔵している。このマグネットホルダ3に回動アーム4が保持されており、マグネットホルダ3の回動と共に回動アーム4がボデー2に対して回動するようになっている。
The
具体的には、マグネットホルダ3は、マグネット5を収容する円盤状部分3aと、回動アーム4の形状に合わせて円盤状部分3aから伸ばされた突起部分3bとによって構成されている。円盤状部分3aの中央部は、中空状とされており、この中空部にボデー2から伸ばされた回動軸2bが嵌め込まれたときに、回動軸2bの外周に形成した溝部2ba内に円盤状部分3aの中空部の内側から突出させた突出部3cが嵌まることで、マグネットホルダ3がボデー2に対して軸方向に抜けず、回動できるようになっている。
Specifically, the
また、マグネットホルダ3の表面には、回動アーム4を保持するための爪部3dが形成されている。この爪部3dはフック状になっており、回動アーム4が嵌め込まれることで、爪部3dに対してスライド可能に保持されるようになっている。ここで、爪部はホルダに一体で作製しても、別部品でフタをする形で組付け固定しても良い。
A
さらに、マグネットホルダ3における円盤状部分3aの表面のうち、回動アーム4の延長線に沿った両側において、突起部3eが形成されている。この突起部3eは、回動アーム4の延長線上に溝部3fを形成するためのもので、回動アーム4がスライドしたときに、回動アーム4を案内する。
Further,
回動アーム4は、軽量化を図るために、例えば金属(アルミニウムなど)製の棒状部材もしくはパイプ状部材で構成されており、棒状部材もしくはパイプ状部材を所々折り曲げることで構成されたものである。回動アーム4の一端はマグネットホルダ3に保持され、他端はフロート8を保持している。具体的には、回動アーム4のうちマグネットホルダ3に保持される側の端部には曲げ部4aが形成されており、この曲げ部4aにより回動アーム4がマグネットホルダ3の爪部3dから抜けることが防止されるようになっている。また、回動アーム4のうちフロート8を保持する側の端部は、回動軸2bと平行(水平方向)かつ回動軸2bの支持面2aからの突出方向とは反対方向に折り曲げられており、この折り曲げられた部分にフロート8が回動自在に保持されている。この回動アーム4は、棒状部材もしくはパイプ状部材(例えば断面円形状の棒状部材もしくはパイプ状部材)で構成されているため、マグネットホルダ3の爪部3dの内壁面をフロート8を保持する側の端部からマグネットホルダ3に保持される側の端部に至るまでスライドでき、回動中心からのフロート8の距離が調整できるようになっている。
The rotating
マグネット5は、マグネットホルダ3における円盤状部分3a内に収容されている。マグネット5は、例えば扇形のように、回動アーム4が回動させられたときに、その回動状態に応じてマグネット5が発生させる磁束の回動軸2bを通過する密度が変化するような形状となっている。
The
磁気反応素子6は、回動軸2b内に配置されており、マグネット5が発生させる磁束の密度に応じた出力を発生させるようになっている。したがって、回動アーム4の回動に伴ってマグネット5が動くと、それに従って磁気反応素子6を通過する磁束密度が変化することから、磁気反応素子6から異なった出力が発生させられるようになっている。
The magnetic reaction element 6 is arranged in the
ターミナル7は、磁気反応素子6に対して外部電源からの電力供給を行う電源端子と、磁気反応素子6の出力を取り出すための出力端子などを有して構成されている。このターミナル7に接続されたワイヤ7aを通じて、図示しないが、外部電源や磁気反応素子6の出力を受け取る制御装置などに接続されたものとなっている。
The
フロート8は、略長方体形状で構成され、燃料1の液面で浮くように発泡状又は空洞状のもので構成されている。このフロート8には、水平方向にガイド用穴8b手前でふさがれた穴8aが形成されており、この穴8a内に回動アーム4の端部が嵌め込まれることで、フロート8が回動アーム4に保持されるようになっている。ただし、回動アーム4の端部がフロート8の穴8aに対して遊嵌合とされることから、回動アーム4の端部に対してフロート8が回動自在な状態とされる。
The
また、フロート8には、天地方向に貫通する穴8bも形成されている。この穴8bにガイド9が挿入されたものとなっている。ただし、ガイド9がフロート8の穴8bに対して遊嵌合とされていることから、ガイド9に対してフロート8が摺動できるようになっている。
The
ガイド9は、例えば断面円形状の真っ直ぐな棒状部材で構成されている。このガイド9の両端は、それぞれ、ボデー2におけるステー2cの固定板2caと保持部2dの下面とに固定されることで、液面検出装置を燃料タンク10に固定した際に、天地方向を向くような構成となっている。このように固定されたガイド9に沿ってフロート8が上下移動することになるため、フロート8の下方限界位置と上方限界位置は、それぞれボデー2におけるステー2cの固定板2caの上面と保持部2dの下面となる。
The
続いて、上記のように構成された本実施形態の液面検出装置の作動について、図3に示す液面検出装置の作動中の様子を参考にして説明する。 Next, the operation of the liquid level detection device of the present embodiment configured as described above will be described with reference to the state during operation of the liquid level detection device shown in FIG.
本実施形態の液面検出装置では、燃料1の液面の高さの変動に応じてフロート8の位置が移動すると、それに伴って回動アーム4が回動軸2bを中心として回動する。このとき、フロート8の穴8bにガイド9の直線状部分9aを挿入してあるため、フロート8はガイド9に沿って上下に移動することになる。そして、回動アーム4の回動中心となる回動軸2bからガイド9までの距離が液面レベルに応じて変化することから、図3に示されるように、その距離の変動分、回動アーム4がマグネットホルダ3における溝部3f内をスライドし、その変動分が吸収される。
In the liquid level detection device of the present embodiment, when the position of the
さらに、回動アーム4の回動に伴ってマグネット5が動くと、それに従って磁気反応素子6を通過する磁束密度が変化することから、磁気反応素子6から異なった出力が発生させられる。このため、磁気反応素子6の出力に基づいて回動アーム4の回動状態、つまりフロート8の位置が認識され、燃料1の液面の高さから燃料1の残存量を検出することが可能となる。
Further, when the
以上説明したように、本実施形態の液面検出装置では、回動アーム4がマグネットホルダ3の溝部3f内をスライドすることにより、液面レベルの変化に伴ってフロート8がガイド9に沿って上下動できるようになっている。
As described above, in the liquid level detection device of the present embodiment, the
このため、従来のように回動アーム4を複数の部品によって構成する必要がないことから、回動アーム4の構造の簡略化、軽量化を図ることが可能となる。したがって、回動アーム4の重量とフロート8自身の重量とから決まるフロート8の大きさを小さくすることが可能となる。
For this reason, since it is not necessary to comprise the
また、燃料1の液面の高さに応じて回動アーム4が回動した際に、回動アーム4がマグネットホルダ3の溝部3f内をスライドするようになっていることから、フロート8とは反対側に回動アーム4の曲げ部4a側が突き出る状態となる。このため、回動アーム4のうち突き出た部分の自重がフロート8を浮かせる方向の力として作用し、よりフロート8の大きさを小さくすることが可能となる。
Further, when the
(他の実施形態)
上記第1実施形態では、マグネット5および磁気反応素子6を用いて液面検出を行うものを例に挙げて説明したが、回動アーム4の回動に伴って電気抵抗値が変化することに基づいて液面検出を行うような、いわゆる抵抗式やリードスイッチ式の液面検出装置等のように、他の形式の液面検出装置に本発明を適用しても良い。
(Other embodiments)
In the first embodiment, the liquid level detection using the
上記実施形態では、燃料タンク10に収容される燃料1の液面の検出を行う液面検出装置を例に挙げて説明したが、もちろん、タンク内に収容される液体の液面の検出を行うものであれば、どのようなものに対しても適用可能である。
In the above embodiment, the liquid level detection device that detects the liquid level of the fuel 1 stored in the
1…燃料、2…ボデー、2a…支持面、2b…回動軸、2ba…溝部、
2c…ステー、2ca…固定板、2d…保持部、2da…保持穴、
3…マグネットホルダ、3a…円盤状部分、3b…突起部分、3c…突出部、
3d…爪部、3e…突起部、3f…溝部、4…回動アーム、4a…曲げ部、
5…マグネット、6…磁気反応素子、7…ターミナル、7a…ワイヤ、
8…フロート、8a、8b…穴、9…ガイド、10…燃料タンク。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel, 2 ... Body, 2a ... Support surface, 2b ... Rotary axis, 2ba ... Groove part,
2c ... stay, 2ca ... fixing plate, 2d ... holding part, 2da ... holding hole,
3 ... Magnet holder, 3a ... Disc-shaped part, 3b ... Projection part, 3c ... Projection part,
3d ... Claw part, 3e ... Projection part, 3f ... Groove part, 4 ... Rotating arm, 4a ... Bending part,
5 ... Magnet, 6 ... Magnetic reaction element, 7 ... Terminal, 7a ... Wire,
8 ... float, 8a, 8b ... hole, 9 ... guide, 10 ... fuel tank.
Claims (4)
前記フロート(8)を保持すると共に、該フロート(8)の移動に伴って回動する回動アーム(4)と、
前記回動アーム(4)の回動軸(2b)が備えられていると共に、前記回動アーム(4)の回動状態に応じた出力を発生させることで、前記フロート(8)の位置に基づいて前記液面の高さを検出する液面検出手段(5、6、7)を有する本体(2)とを備えてなる液面検出装置において、
天地方向を向く棒状のガイド(9)が備えられ、前記フロート(8)には、上下方向に貫通する穴(8b)が形成されていると共に、該穴(8b)に前記ガイド(9)が挿入されることで、前記フロート(8)が前記ガイド(9)に案内されて上下移動するようになっており、
前記回動アーム(4)は、直線状の部分を有し、
さらに、前記本体(2)には、前記回動軸(2b)を回動中心として回動すると共に、前記回動アーム(4)を保持するホルダ(3)が備えられており、
前記ホルダ(3)は、円盤状部分(3a)を有し、
該ホルダ(3)に備えられた溝部(3f)内で前記回動アーム(4)の前記直線状の部分が前記円盤状部分(3a)の径方向にスライドし、前記回動中心からの前記フロート(8)の距離が調整可能な構成とされており、
前記回動アーム(4)は、前記ホルダ(3)に備えられた溝部(3f)内をスライドしたときに、前記回動中心よりも前記フロート(8)とは反対側に突き出るようになっており、
前記液面検出手段は、前記ホルダ(3)内に前記回動軸(2b)を中心として回動するマグネット(5)が備えられていると共に、前記回動軸(2b)内に前記マグネット(5)が発生させる磁束密度の変化に応じた出力を発生させる磁気反応素子(6)とを備え、前記マグネット(5)が前記回動軸(2b)を中心として回動した際に生じる磁束密度の変化に基づいて、前記液体の液面の高さを検出する磁気抵抗式のものであることを特徴とする液面検出装置。 A float (8) whose position moves up and down according to the height of the liquid level of the liquid contained in the tank (10);
A rotating arm (4) for holding the float (8) and rotating as the float (8) moves;
The rotating shaft (2b) of the rotating arm (4) is provided, and an output corresponding to the rotating state of the rotating arm (4) is generated, so that the float (8) is positioned. In a liquid level detection device comprising a main body (2) having liquid level detection means (5, 6, 7) for detecting the height of the liquid level based on
A rod-shaped guide (9) facing the top-and-bottom direction is provided, and the float (8) is formed with a hole (8b) penetrating in the vertical direction, and the guide (9) is formed in the hole (8b). By being inserted, the float (8) is guided by the guide (9) to move up and down ,
The pivot arm (4) has a linear portion,
Furthermore, the main body (2) is provided with a holder (3) that rotates about the rotation shaft (2b) and holds the rotation arm (4) .
The holder (3) has a disk-shaped part (3a),
Wherein the linear portion of the pivot arm (4) provided in the holder (3) in the groove (3f) is slide in a radial direction of the disk-shaped portion (3a), from the rotation center The distance of the float (8) is adjustable.
When the rotation arm (4) slides in the groove (3f) provided in the holder (3), the rotation arm (4) protrudes to the opposite side of the float (8) from the rotation center. And
The liquid level detecting means includes a magnet (5) that rotates about the rotation shaft (2b) in the holder (3), and the magnet ( A magnetic reaction element (6) that generates an output corresponding to a change in magnetic flux density generated by 5), and the magnetic flux density generated when the magnet (5) rotates about the rotation shaft (2b). The liquid level detection device is of a magnetoresistive type that detects the height of the liquid level based on the change of the liquid level.
前記回動アーム(4)のうち前記フロート(8)が保持される側とは反対側の端部には曲げ部(4a)が形成され、
前記回動アーム(4)の曲げ部(4a)が前記爪部(3d)に接触することで、前記回動アーム(4)の前記ホルダ(3)からの抜け防止構造が構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の液面検出装置。 The holder (3) is formed with a claw portion (3d) for holding the rotating arm (4),
A bent portion (4a) is formed at the end of the rotating arm (4) opposite to the side on which the float (8) is held,
The bending portion (4a) of the rotating arm (4) is in contact with the claw portion (3d), so that a structure for preventing the rotating arm (4) from coming off from the holder (3) is configured. The liquid level detection device according to claim 1, wherein:
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