JP4466461B2 - Liquid level detector - Google Patents
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Description
本発明は、容器等に収容される液体の液面レベルを検出する液面検出装置に関するもので、特に、液体に浮かぶフロートを備えこのフロートの位置に基づいて液面レベルを検出する方式の液面検出装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid level detection device for detecting a liquid level of a liquid contained in a container or the like, and in particular, a liquid having a float that floats on a liquid and that detects the liquid level based on the position of the float. The present invention relates to a surface detection device.
この種の液面検出装置は、たとえば、自動車の燃料タンクに収容される燃料量を監視するための液面検出装置として利用されている。 This type of liquid level detection device is used, for example, as a liquid level detection device for monitoring the amount of fuel stored in a fuel tank of an automobile.
従来の液面検出装置としては、たとえば、液面上に浮かぶフロートを直線状に移動案内するガイドと、フロートに回転可能に結合されたフロート側アームと、指針軸と、指針軸に固定され且つフロート側アームに嵌め込まれその軸方向に相対的に移動する軸側アームとを備え、液面の変動に応じたフロートの直線運動により指針軸を回転させ、指針軸に固定された指針により液面位置を指示するものがある(たとえば、特許文献1参照)。
従来の液面検出装置では、液面の変動に応じてフロートが上下動し、それによりフロート側アームが回転すると、フロート側アームはフロート側アームに嵌めこまれた軸側アームに対して軸方向に摺動すると同時に軸側アームに対して径方向に力を作用させ、それにより軸側アームが指針軸周りに回転運動して指針軸を回転させる。 In the conventional liquid level detection device, when the float moves up and down according to the fluctuation of the liquid level, and the float side arm rotates, the float side arm is axially oriented with respect to the shaft side arm fitted in the float side arm. At the same time, a force is applied to the shaft side arm in the radial direction, whereby the shaft side arm rotates around the pointer shaft to rotate the pointer shaft.
また、フロート側アームおよび軸側アームを軸方向に滑らかに相対移動させるために、両者の嵌合部には、所定の径方向隙間が設けられている。 Further, in order to smoothly move the float side arm and the shaft side arm relatively in the axial direction, a predetermined radial gap is provided in the fitting portion between them.
上述した構成により、フロート側アームと軸側アームとの重なり長さが小さい場合は、フロートが上下動しそれによりフロート側アームが回転したときに、フロート側アームと軸側アームとが平行、すなわち一直線上に重ならず、上述した径方向隙間のために両者がある角度を成す、すなわちフロート側アームと軸側アームとが略く字状を成すことになる。このために、フロート側アームと軸側アームとは互いに直線状に相対移動することができなくなり、フロートの上下動によりフロート側アームが回転しても、その回転が軸側アームに伝達されない、言い換えると軸側アームはほとんど回転しない現象が起こる。すなわち、液面の変動を正確に検出することができない可能性がある。 With the configuration described above, when the overlap length of the float side arm and the shaft side arm is small, when the float moves up and down and thereby the float side arm rotates, the float side arm and the shaft side arm are parallel, that is, Because of the above-described radial gap, they do not overlap on a straight line, but form an angle, that is, the float side arm and the shaft side arm form a substantially square shape. For this reason, the float side arm and the shaft side arm cannot move relative to each other linearly, and even if the float side arm rotates due to the vertical movement of the float, the rotation is not transmitted to the shaft side arm. As a result, the shaft side arm hardly rotates. That is, there is a possibility that the fluctuation of the liquid level cannot be detected accurately.
従来の液面検出装置において、フロート側アームおよび軸側アームの重なり長さは、フロートと指針軸との距離が大きくなるに連れて小さくなる。すなわち、液面が最低位置あるいは最高位置にあるときに、フロートおよび指針軸間距離は最大となり且つフロート側アームおよび軸側アームの重なり長さが最小となる。 In the conventional liquid level detection device, the overlapping length of the float side arm and the shaft side arm decreases as the distance between the float and the pointer shaft increases. That is, when the liquid level is at the lowest position or the highest position, the distance between the float and the pointer shaft is maximized, and the overlap length of the float side arm and the shaft side arm is minimized.
このため、従来の液面検出装置では、液面位置が最低位置あるいは最高位置近傍にあるときに、液面変動の正確な検出が困難となる可能性がある。言い換えると、従来の液面検出装置では、液面位置が最低位置あるいは最高位置近傍において、液面検出の不感帯が存在するという問題がある。 For this reason, in the conventional liquid level detection device, when the liquid level position is at the lowest position or in the vicinity of the highest position, it may be difficult to accurately detect the fluctuation of the liquid level. In other words, the conventional liquid level detection device has a problem that a liquid level detection dead zone exists when the liquid level position is at the lowest position or in the vicinity of the highest position.
本発明は上記のような問題点に鑑みなされたもので、その目的は、液面検出の不感帯をなくしてフロート移動範囲の全域で高精度な液面検出が可能な液面検出装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid level detection device capable of detecting a liquid level with high accuracy over the entire range of float movement without the dead zone of liquid level detection. That is.
本発明は、上記目的を達成する為に以下の技術的手段を採用する。 The present invention employs the following technical means to achieve the above object.
本発明の請求項1に記載の液面検出装置は、回転部材と、回転部材を回動自在に保持する本体部材と、回転部材に固定され回転部材と一体的に回転する変位部材と、本体部材に固定されて変位部材の回転角度位置を検出する検出手段と、液面上に浮かぶフロートと、フロートを直線状に移動案内するガイド部材と、
一端側が前記フロートに回転可能に結合され且つ他端側が回転部材に摺動運動可能に結合され液面の上下動によるフロートの上下動を回転部材の回転運動に変換するアームと、を備え、検出手段により検出された変位部材の回転角度位置に基づき液面位置を検出する液面検出装置であって、回転部材は前記アームを直線状に移動案内するガイド部を備え、ガイド部は、回転部材に設けられた案内突起と該案内突起に装着されたキャップとから構成され、キャップは回転部材の外周から前記フロート側へ向かって延出され、キャップのアームと嵌合する部分は断面略逆U字状の溝状に形成され、且つキャップの溝はフロート側に開口し、キャップの延出長さはフロートが最低位置にあるときにおけるフロートおよび回転部材間のアーム長さの1/2以上であることを特徴としている。
The liquid level detection device according to
One end side is rotatably coupled to the float and the other end side is slidably coupled to the rotating member, and an arm that converts the vertical movement of the float caused by the vertical movement of the liquid level into the rotational movement of the rotating member, and is detected. A liquid level detection device that detects a liquid level position based on a rotation angle position of a displacement member detected by a means, wherein the rotation member includes a guide portion that linearly moves and guides the arm, and the guide portion is a rotation member. And a cap mounted on the guide projection. The cap extends from the outer periphery of the rotating member toward the float side, and the portion of the cap that fits into the arm has a substantially inverted U- shaped section. It is formed in a shape of groove, and the groove of the cap is open on the float side, the first arm length between the float and the rotating member at the time extended length of the cap have a float at the lowest position It is characterized in that two or more.
上述の構成によれば、アームとガイド部の重なり長さが最小となるとき、つまりフロートが最低位置にあるときにおいて、アームとガイド部の重なり長さは、フロートおよび回転部材間のアーム長さの1/2以上である。この場合、アームとガイド部の重なり長さは、アームおよびガイド部間のアームの径方向隙間に比べて遥かに大きくなっている。したがって、フロートが最低位置近傍にあるときにおいて、液面の変動に応じてフロートが上下動しそれによりアームが回転すると、アームの回転は確実にガイド部に伝達されてガイド部、つまり回転部材が回転して、液面位置が確実に検出される。特に、最高液面あるいは最低液面において、回転部材側のアームの端面が回転部材中心とフロート貫通孔との間にくる場合は効果がある。 According to the above configuration, when the overlap length between the arm and the guide portion is minimized, that is, when the float is at the lowest position, the overlap length between the arm and the guide portion is the arm length between the float and the rotating member. It is 1/2 or more. In this case, the overlapping length of the arm and the guide portion is much larger than the radial clearance between the arm and the guide portion. Therefore, when the float is in the vicinity of the lowest position, when the float moves up and down according to the fluctuation of the liquid level and the arm rotates, the rotation of the arm is reliably transmitted to the guide portion, and the guide portion, that is, the rotating member is By rotating, the liquid level position is reliably detected. This is particularly effective when the end surface of the arm on the rotating member side is between the center of the rotating member and the float through hole at the highest liquid level or the lowest liquid level.
これにより、従来の液面検出装置における液面検出の不感帯をなくして、フロート移動範囲の全域で高精度な液面検出が可能な液面検出装置を提供できる。 Thus, it is possible to provide a liquid level detection device capable of detecting the liquid level with high accuracy over the entire range of the float movement without the liquid level detection dead zone in the conventional liquid level detection device.
本発明の請求項2に記載の液面検出装置は、変位部材は磁石であり、検出手段は磁電変換素子であることを特徴としている。
The liquid level detection apparatus according to
この場合、検出手段は回転部材に接触せずに変位部材の位置、つまり回転部材の回転角度を検出できる。したがって、回転部材の回転抵抗を低減して高精度な液面検出を行うことができる。 In this case, the detection means can detect the position of the displacement member, that is, the rotation angle of the rotation member without contacting the rotation member. Accordingly, the rotational resistance of the rotating member can be reduced and highly accurate liquid level detection can be performed.
以下、本発明の実施形態による液面検出装置を、自動車の燃料タンク内に装着されて燃料の液面位置を検出する燃料レベルゲージに適用した場合を例として、図に基づいて説明する。なお、各図において、同一構成部分には同一符号を付してある。 Hereinafter, a case where the liquid level detection device according to the embodiment of the present invention is applied to a fuel level gauge that is mounted in a fuel tank of an automobile and detects the level of fuel will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals.
図1は、本発明の一実施形態による液面検出装置としての燃料レベルゲージ1の正面図である。図1は、燃料10の液面11が最低位にある状態を示している。また、図1中において、燃料の液面11が最高位置状態、つまり燃料タンク12が満タンの時、および燃料10の液面が中間位置つまり満タンと空のほぼ中間にある時におけるフロート8、アーム7およびマグネットホルダ4を破線で示している。
FIG. 1 is a front view of a
図2は、図1中のII−II線断面図である。 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
なお、図1および図2において、図の上方が、燃料レベルゲージ1が当該自動車に取り付けられた状態における上方となっている。
1 and 2, the upper part of the figure is the upper part in the state where the
図3は、図1中のIII−III線断面図である。 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
図5は、図1中のIV−IV線断面図である。 FIG. 5 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG.
図5は、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1のマグネットホルダ4の正面図である。
FIG. 5 is a front view of the
燃料レベルゲージ1は、自動車が備える燃料タンク12内の燃料10の液面11位置を検出するものである。自動車においては、検出した液面11位置に基づき図示しない電子回路等により燃料タンク12内の燃料残存量が算出され、算出された残存燃料量が図示しない表示装置上に運転者が視認可能に表示される。燃料レベルゲージ1は、特に燃料残存量が少ない場合においても液面11位置を正確に検出できるように、燃料タンク12の底面における最も低い位置に配置されている。本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1は、燃料タンク12の底部に設置されているフューエルポンプモジュール(図示せず)に固定されて、フューエルポンプモジュール(図示せず)を介して燃料タンク12内に設置されている。なお、フューエルポンプモジュール(図示せず)は、燃料タンク12内の燃料10をエンジンへ送出するためのフューエルポンプ、燃料フィルタ等を一体化したものである。
The
燃料レベルゲージ1は、大きくは、フロートガイド2、センサホルダ3、マグネットホルダ4、マグネット5、磁気抵抗素子6、アーム7、フロート8およびターミナル9等から構成されている。
The
回転部材であるマグネットホルダ4は、たとえば樹脂材料等から円環状に形成されている。マグネットホルダ4は、図2に示すように、変位部材としての磁石であるマグネット5を内蔵保持している。マグネットホルダ4は、円環状の中心孔である孔部41を備え、この孔部41が後述する本体部材であるセンサホルダ3の軸部31に回動可能に嵌合している。すなわち、マグネットホルダ4の孔部41の内周には、図2に示すように、突起部42が設けられ、この突起部42が、センサホルダ3の軸部31に設けられた溝部32に嵌合することにより、マグネットホルダ4が軸部31の軸方向(図2の左右方向)に移動することが規制される。マグネットホルダ4がセンサホルダ3に対して回転運動すると、マグネット5も、マグネットホルダ4と一体的に回転する、すなわちセンサホルダ3に対して変位することになる。
The
マグネット5は、たとえば円環状のものが孔部41と同軸上に配置されて、あるいは扇形のものが2個孔部41に対して対称配置されている。いずれの場合も、マグネット5により形成される磁束が、センサホルダ3の軸部31の軸方向と直交し且つマグネットホルダ4の回転と連動して軸部31を中心として回転するように、その着磁状態が設定されている。
For example, an
マグネットホルダ4は、たとえば、樹脂成型時にマグネット5をインサート成型することにより作られる。
The
マグネットホルダ4には、後述するアーム7が摺動可能に結合されている。すなわち、アーム7は、図1に示すように、マグネットホルダ4の孔部41の軸方向に直交する方向に摺動運動可能に結合されている。マグネットホルダ4には、アーム7をマグネットホルダ4に対して直線状に移動案内するガイド部である一対の案内突起43が、図5に示すように、孔部41を挟んで2対設けられている。一対の案内突起43の間隔は、アーム7の直径寸法よりわずかに大きく形成されている。つまり、両案内突起43間をアーム7が滑らかに且つ傾かずに摺動可能なように設定されている。これらの案内突起43には、図1に示すように、キャップ44が装着されて、アーム7が案内突起43から外れることを防止している。キャップ44は、たとえば樹脂材料から形成されている。
An
キャップ44は、図1に示すようにマグネットホルダ4の外周からフロート8に向かって延出されている。キャップ44の、マグネットホルダ4の外周からフロート8に向かって延出されている部分は、図4に示すように、断面略逆U字状の溝状に形成され、その溝44a内にアーム7が滑らかに摺動可能に嵌合している。すなわち、キャップ44も、アーム7をマグネットホルダ4に対して直線状に移動案内するガイド部としての機能を果たしており、したがって、案内突起43をフロート8側に延長したことになる。
As shown in FIG. 1, the
キャップ44の、マグネットホルダ4の外周からフロート8に向かって延出された部分の長さLは、フロート8位置が最低位置、すなわち燃料タンク12内の液面11位置が最低位置時のフロート8位置におけるフロート8およびマグネットホルダ4間長さ、つまり、図1中に示す長さDの1/2以上に設定されている。なおフロート8位置が最低位置のときに、アーム7のマグネットホルダ4側先端71は、図1に示すように、マグネットホルダ4の外周の内側に位置している。
The length L of the portion of the
回転部材であるマグネットホルダ4を回動自在に保持する本体部材であるセンサホルダ3は、たとえば樹脂材料等から形成されている。センサホルダ3は、図2に示すように、軸部31を備え、この軸部31の外周にマグネットホルダ4の孔部41が嵌合することにより、マグネットホルダ4を回動自在に保持している。軸部31には、図2に示すように、マグネットホルダ4の孔部41に形成された突起部42と係合する溝部32が、軸部31と同軸上に設けられている
センサホルダ3の軸部31内には、図2に示すように、変位部材であるマグネット5の変位を検出する検出手段としての磁電変換素子である磁気抵抗素子6が内蔵されている。磁気抵抗素子6は、図2に示すように、軸部31の軸方向においてマグネット5との重なり長さをできるだけ長くして配置されている。これにより、磁気抵抗素子6と交差するマグネット5の磁束量を多くして、磁気抵抗素子6の出力電圧を高めて、燃料レベルゲージ1の液面11検出精度を高めるとともに、強い耐ノイズ性を備えることができる。
The sensor holder 3 that is a main body member that rotatably holds the
センサホルダ3は、磁気抵抗素子6を外部の電気回路と接続するためのターミナル9を備えている。本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1においては、磁気抵抗素子6の電極数は2個であり、それにともなって、ターミナル9は、図1に示すように、2個設けられている。ターミナル9には、図1に示すように、電線91が接続されている。磁気抵抗素子6は、各電線91を通じて外部の電気回路、たとえば、磁気抵抗素子6からの検出信号を受けて液面11位置を測定し燃料タンク12内の残存量を算出する制御回路等に接続されている。
The sensor holder 3 includes a
センサホルダ3は、たとえば、磁気抵抗素子6のリード61にターミナル9をヒュージングあるいはかしめ等により接続し、それを樹脂成型時にインサート成型した後に、ターミナル9に電線91をヒュージングあるいはかしめ等により接続して作られる。
The sensor holder 3 connects the
センサホルダ3は、センサホルダ3をフロートガイド2に固定するための固定爪33を備えている。固定爪33は、図1に示すように4個設けられている。固定爪33は、図3に示すように、フロートガイド2のベース21に設けられた係止孔21dに挿通、係止する。
The sensor holder 3 includes a fixing
センサホルダ3およびマグネットホルダ4は、センサホルダ3の軸部31にマグネットホルダ4の孔部41が回転可能に結合された状態において、いわゆる回転角度検出装置としての機能を発揮可能となる。
The sensor holder 3 and the
フロート8は、略直方体状に樹脂材料等から形成されている。フロート8は、燃料10の液面11に確実に浮かぶように、発泡成形あるいは空洞成型等により見掛けの比重を燃料よりも小さく設定されている。
The
フロート8の各面のうち、後述するガイドレール22のレール部22a、22bと対向する面には、図3に示すように、案内溝81、82がそれぞれ設けられている。フロート8は、案内溝81を後述するガイドレール22のレール部22aと嵌合させ、且つ案内溝82をガイドレール22のレール部22aあるいはベース21のレール部21fと嵌合させてガイドレール22に装着されている。案内溝81、82の形状は、レール部22a、22b、レール部21fの形状よりも若干大きく形成されている。すなわち、フロート8が、ガイドレール22内をレール部22a、22b、レール部21fに沿って滑らかに直線移動可能なように設定されている。
As shown in FIG. 3, guide
フロート8には、図3に示すように、水平方向に貫通する貫通孔83が設けられている。貫通孔83には、図3に示すように、後述するアーム7の端部が挿入されている。貫通孔83の直径寸法は、アーム7の直径寸法より若干大きく設定されている。これにより、燃料タンク12内の液面11位置変動に応じてフロート8が上下方向に移動すると、アーム7は、フロート8に対して回転する。
As shown in FIG. 3, the
フロート8を直線状に移動案内するガイド部材であるフロートガイド2は、ベース21およびガイドレール22から構成されている。フロートガイド2のベース21の高さ寸法H1(図1参照)は、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1を満タン時液面レベルの異なる多種類の燃料タンク12に適用可能とするために、燃料レベルゲージ1が適用され得る燃料タンク12のうち、満タン時液面レベルが最も低い燃料タンク12における燃料レベルゲージ1設置位置から燃料タンク12上面までの高さよりも低く設定されている。
The
ベース21は、たとえば樹脂材料から形成されている。ベース21は、図1に示すように、ガイドレール22を保持固定するための保持孔21a、21bを備えている。ベース21は、図2に示すように、センサホルダ3が密着されるとともに、燃料レベルゲージ1をフューエルポンプモジュール(図示せず)へ取り付ける際の取付け面となる支持面21cが形成されている。この、ベース21には、図1に示すように、取付け孔21hが2個設けられている。取付け孔21hは、フロートガイド2、つまり燃料レベルゲージ1をフューエルポンプモジュール(図示せず)にねじ止めするためのものである。ベース21には、図2に示すように、センサホルダ3の軸部31を挿通させるための貫通孔21eが設けられている。ベース21は、図1に示すように、フロート8を図1の上下方向に移動案内するためのレール部21fを備えている。ベース21は、図1に示すように、後述するフロート8の最低位置を規制するストッパ部21gを備えている。
The
ガイドレール22は、たとえば断面円形状のステンレス鋼の棒材を所定位置で折り曲げることにより、図1に示すような形状に形成されている。すなわち、ガイドレール22は、フロート8の案内溝81に挿入される互いに平行な直線状部分であるレール部22a、22b、およびフロート8の最高位置を規制するストッパ部22cを備えている。ストッパ部22c位置Aは、この燃料レベルゲージ1が適用され燃料タンク12の液面レベルの最高位置、すなわち満タン時液面位置におけるフロート位置H2に対応するように形成されている。レール部22bは、ガイドレール22がベース21に固定されると、ベース21のレール部21fと滑らかにつながる形状に作られている。これにより、フロート8が上下動するときに、レール部22bからレール部21fへ、あるいはその逆へ両者の繋ぎ目スムーズに通過することができる。ガイドレール22は、その両端部が、ベース21の保持孔21a、21bに圧入固定されている。
The
フロート8の上下動をマグネットホルダ4の回転運動に変換するためのアーム7は、たとえば断面円形状の金属製棒状部材から略L字状に形成されている。アーム7の一端は、図3に示すように、フロート8の貫通孔83に回転可能に係合している。一方、アーム7の他端は、図1に示すように、マグネットホルダ4の案内突起43およびキャップ44により形成される溝部44aに摺動可能に係合している。マグネットホルダ4およびフロート8をアーム7を介してこのように結合したことにより、液面の上下動に応じてフロート8が上下動すると、アーム7は、マグネットホルダ4に対して摺動運動すると同時に、マグネットホルダ4を回転させる。
The
燃料10の液面11変動にフロート8を確実に追従させて燃料レベルゲージ1の検出精度を高めるためには、フロート8に作用する浮力を大きくする必要があるが、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1の構成上、アーム7の重量はフロート8の重量に付加されてしまう。したがって、アーム7は、できるだけ軽量化することが望ましく、たとえばアルミニウム等の軽金属、あるいはそのパイプ材等から形成されている。
In order to make the
次に、本発明の一実施形態による、燃料レベルゲージ1の組立方法について順を追って説明する。
Next, a method for assembling the
なお、センサホルダ3およびマグネットホルダ4は、以下に説明する工程より前に既に完成している。
In addition, the sensor holder 3 and the
先ず、フロートガイド2を組立てる。すなわち、フロート8の案内溝81、82をガイドレール22のレール部22a、22bにそれぞれ嵌挿しつつ、ガイドレール22の両端をベース21の保持孔21a、21bに圧入固定する。
First, the
次に、センサホルダ3をフロートガイド2に固定する。すなわち、センサホルダ3の軸部31をベース21の貫通孔21eに挿通させつつ、センサホルダ3の4個の係止爪33をそれぞれに対応したベース21の係止孔21dに挿通係止させる。
Next, the sensor holder 3 is fixed to the
次に、マグネットホルダ4をセンサホルダ3に装着する。すなわち、マグネットホルダ4の孔部41をベース21から突出しているセンサホルダ3の軸部31に嵌合させ、さらに図2において右方向に押し込んで、マグネットホルダ4の突起部42をセンサホルダ3の溝部32に係合させる。これにより、マグネットホルダ4が軸部31の軸方向(図2の左右方向)に移動することが規制され、且つマグネットホルダ4がセンサホルダ3に回転可能に保持される。
Next, the
次に、アーム7を装着する。すなわち、アーム7の一端をフロート8の貫通孔83に挿入し、アーム7の他端をマグネットホルダ4の一対の案内突起間に嵌め、その上からキャップ44をかぶせるように取り付ける。これにより、アーム7はマグネットホルダ4に摺動可能に保持される。
Next, the
以上で、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1の組付けが完了する。
This completes the assembly of the
完成した燃料レベルゲージ1は、フロートガイド2に設けられた取付け孔21hを介して、フューエルポンプモジュール(図示せず)にねじ止めにより固定される。そして、フューエルポンプモジュール(図示せず)が燃料タンク12内の底部に設置されることにより、燃料レベルゲージ1が燃料タンク12内に設置される。
The completed
次に、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1の液面検出作動について説明する。
Next, the liquid level detection operation of the
燃料10の液面11高さの変動に応じてフロート8が図1の上下方向に移動すると、アーム7は、センサホルダ3の軸部31を中心として回転運動する。このとき、フロート8の貫通孔83から軸部31の中心までの距離は、フロート8の上下動にともなって変化する。しかし、アーム7がマグネットホルダ4に摺動可能に保持されているため、貫通孔83から軸部31の中心までの距離の変動分だけ、アーム7はマグネットホルダ4に対して直線運動する。これにより、上述の距離の変動分は吸収され、フロート8の上下動に連動してマグネットホルダ3は滑らかに回転運動することができる。
When the
そして、アーム7の回動に連動してマグネット5が回転すると、磁気抵抗素子6を横切る磁束密度が変化して磁気抵抗素子6の出力電圧が変化する。この磁気抵抗素子6の出力電圧に基づいてフロート8の位置、すなわち燃料タンク12内の液面11位置Hが認識され、液面11位置Hに基づいて、燃料タンク12内の残存燃料量が算出される。
When the
次に、以上のように構成された本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1の特徴、すなわち、アーム7をマグネットホルダ4に対して直線状に移動案内するガイド部、すなわちマグネットホルダ4に装着されたキャップ44に設けられた溝44aをマグネットホルダ4の外周からフロート8に向かって延出し、且つその延出長さを、燃料タンク12内の液面11が最低位置にある時のフロート8およびマグネットホルダ4間のアーム長さDの1/2以上に設定した構成の作用・効果について説明する。
Next, the features of the
従来の液面検出装置では、液面位置が最低位置あるいは最高位置近傍にあるときにフロートおよび指針軸間距離は最大となり且つフロート側アームおよび軸側アームの重なり長さが最小となる。そのために、フロートが上下動しそれによりフロート側アームが回転したときに、フロート側アームと軸側アームとが略く字状を成して、フロート側アームと軸側アームとが互いに直線状に相対移動することが困難となり、液面の変動を正確に検出することができなくなる、という問題がある。 In the conventional liquid level detection device, when the liquid level position is at the lowest position or near the highest position, the distance between the float and the pointer shaft is maximized, and the overlap length of the float side arm and the axis side arm is minimized. Therefore, when the float moves up and down and the float side arm rotates, the float side arm and the shaft side arm form a substantially square shape, and the float side arm and the shaft side arm are linear with each other. There is a problem that it becomes difficult to move relative to each other, and fluctuations in the liquid level cannot be detected accurately.
これに対して、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1では、上述したように、アーム7をマグネットホルダ4に対して直線状に移動案内するガイド部、すなわちマグネットホルダ4に装着されたキャップ44に設けられた溝44aをマグネットホルダ4の外周からフロート8に向かって延出し、且つその延出長さを、燃料タンク12内の液面11が最低位置にある時のフロート8およびマグネットホルダ4間のアーム長さDの1/2以上に設定した。すなわち、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1では、アーム7と溝44aの重なり長さの最小時、つまり液面11が最低位置にあるときにおいて、アーム7と溝44aの重なり長さは、フロート8およびマグネットホルダ4間のアーム長さDの1/2以上確保されている。
On the other hand, in the
これにより、フロート8が上下動しそれによりアーム7が回転すると、アーム7は溝44aに沿って滑らかに直線運動するので、アーム7の回転運動がマグネットホルダ4に伝達されてマグネットホルダ4が回転し、それにより、液面変動が正確に検出される。
As a result, when the
したがって、液面11検出の不感帯をなくしてフロート8移動範囲の全域で高精度な液面11検出が可能な燃料レベルゲージ1を実現することができる。
Therefore, it is possible to realize the
なお、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1においては、検出手段として磁電変換素子である磁気抵抗素子6を用いているが、磁気抵抗素子6に限定する必要はなく、他の種類の磁電変換素子を用いてもよい。たとえば、ホール素子、あるいは磁気ダイオード等を用いてもよい。
In the
また、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1においては、変位部材と検出手段との組み合わせを、磁石であるマグネット5と磁電変換素子である磁気抵抗素子6としているが、変位部材と検出手段との組み合わせを他の種類の組み合わせに置き換えてもよい。たとえば、変位部材を導電部材からなる摺動片、いわゆるブラシとし、且つ検出手段を抵抗素子としてもよい。この場合、ブラシが液面の変動に対応して回転すると、抵抗素子上におけるブラシとの接触点の位置が変わり、これにより、ブラシと抵抗素子の端部との間の抵抗値が変化する。この抵抗値に基づいて、液面を測定することができる。
In the
また、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1においては、その取付け対象部材をフューエルポンプモジュール(図示せず)としているが、フューエルポンプモジュールに限定する必要は無く、燃料タンク12内に直接取り付けてもよい。
Further, in the
また、以上説明した、本発明の第1実施形態においては、液面検出装置を自動車用の燃料レベルゲージ1に適用した場合を例に説明したが、その用途は自動車用の燃料レベルゲージ1に限らず、民生用各種装置に組み込まれる液面検出装置に適用してもよい。また、液面検出対象としての液体も、燃料に限る必要はなく、水、潤滑油、各種薬品等であってもよい。
Further, in the first embodiment of the present invention described above, the case where the liquid level detection device is applied to the
1 燃料レベルゲージ(液面検出装置)
2 フロートガイド(ガイド部材)
21 ベース
21a 保持孔
21b 保持孔
21c 支持面
21d 係止孔
21e 貫通孔
21f レール部
21g ストッパ部
21h 取付け孔(固定手段)
22 ガイドレール
22a レール部
22b レール部
22c ストッパ部
3 センサホルダ(本体部材)
31 軸部
32 溝部
33 係止爪
4 マグネットホルダ(回転部材)
41 孔部
42 突起部
43 案内突起(ガイド部)
44 キャップ
44a 溝(ガイド部)
5 マグネット(変位部材、磁石)
6 磁気抵抗素子(検出手段、磁電変換素子)
7 アーム
71 先端
8 フロート
81 案内溝
82 案内溝
83 貫通孔
9 ターミナル
91 電線
10 燃料(液体)
11 液面
12 燃料タンク
A ストッパ位置
D 距離寸法
H 液面位置
H1 高さ寸法
H2 満タン時フロート位置
L 突出し長さ
1 Fuel level gauge (Liquid level detector)
2 Float guide (guide member)
21
22
31
41
44 Cap 44a Groove (Guide part)
5 Magnet (displacement member, magnet)
6 Magnetoresistive element (detection means, magnetoelectric conversion element)
7
11
Claims (2)
前記回転部材を回動自在に保持する本体部材と、
前記回転部材に固定され前記回転部材と一体的に回転する変位部材と、
前記本体部材に固定されて前記変位部材の回転角度位置を検出する検出手段と、
液面上に浮かぶフロートと、
前記フロートを直線状に移動案内するガイド部材と、
一端側が前記フロートに回転可能に結合され且つ他端側が前記回転部材に摺動運動可能に結合され前記液面の上下動による前記フロートの上下動を前記回転部材の回転運動に変換するアームと、を備え、
前記検出手段により検出された前記変位部材の回転角度位置に基づき前記液面位置を検出する液面検出装置であって、
前記回転部材は前記アームを直線状に移動案内するガイド部を備え、
前記ガイド部は、前記回転部材に設けられた案内突起と該案内突起に装着されたキャップとから構成され、
前記キャップは前記回転部材の外周から前記フロート側へ向かって延出され、
前記キャップの前記アームと嵌合する部分は断面略逆U字状の溝状に形成され、且つ前記キャップの前記溝は前記フロート側に開口し、
前記キャップの前記延出長さは前記フロートが最低位置にあるときにおける前記フロートおよび前記回転部材間のアーム長さの1/2以上であることを特徴とする液面検出装置。 A rotating member;
A body member that rotatably holds the rotating member;
A displacement member fixed to the rotating member and rotating integrally with the rotating member;
Detection means fixed to the body member for detecting a rotational angle position of the displacement member;
A float that floats on the liquid surface;
A guide member for moving and guiding the float linearly;
An arm whose one end is rotatably coupled to the float and the other end is slidably coupled to the rotating member, and converts the vertical movement of the float due to vertical movement of the liquid level into rotational movement of the rotating member; With
A liquid level detection device for detecting the liquid level position based on a rotation angle position of the displacement member detected by the detection means,
The rotating member includes a guide portion that linearly moves and guides the arm,
The guide portion is composed of a guide protrusion provided on the rotating member and a cap attached to the guide protrusion.
The cap extends from the outer periphery of the rotating member toward the float side,
The portion of the cap that fits with the arm is formed in a groove shape having a substantially inverted U-shaped cross section, and the groove of the cap opens to the float side,
The liquid level detection device according to claim 1, wherein the extension length of the cap is ½ or more of an arm length between the float and the rotating member when the float is at a lowest position.
前記検出手段は磁電変換素子であることを特徴とする請求項1に記載の液面検出装置。 The displacement member is a magnet;
The liquid level detection apparatus according to claim 1, wherein the detection unit is a magnetoelectric conversion element.
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