JP4867531B2 - Liquid level detector - Google Patents
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Description
本発明は、容器内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、自動車等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液面検出装置に適用して好適である。 The present invention relates to a liquid level detection device that detects a liquid level of a liquid contained in a container, and in particular, a liquid level detection that is mounted in a fuel tank of an automobile or the like and detects a liquid level position of the fuel. It is suitable for application to an apparatus.
従来のこの種の液面検出装置としては、たとえば、液面に浮かぶフロートの上下動がアームを介して伝達されて回転する回転部材内にマグネットを固定し、回転部材を回転自在に保持する固定部材内に磁電変換素子であるホール素子を配置した構成のものがある(特許文献1参照)。 As a conventional liquid level detection device of this type, for example, a magnet is fixed in a rotating member that rotates when a vertical movement of a float that floats on the liquid surface is transmitted through an arm, and the rotating member is rotatably held. There exists a thing of the structure which has arrange | positioned the Hall element which is a magnetoelectric conversion element in a member (refer patent document 1).
この従来の液面検出装置においては、回転部材には貫通孔が設けられ、一方、固定部材には軸部が設けられており、貫通孔と軸部とが回転可能に嵌合することにより、回転部材が固定部材に回転自在に保持されている。
上述の、従来の液面検出装置では、回転部材の貫通孔と固定部材の軸部との嵌合部分において、回転部材が軸部の周りに回転可能とするために必要最小限度の隙間が形成されている。この隙間により、貫通孔の中心軸が軸部の中心軸に対して平行ではなく傾斜する場合がある。すなわち、回転部材が、軸部の中心軸に直交する軸の周りに回転することがある。 In the conventional liquid level detection device described above, a minimum gap is formed in the fitting portion between the through hole of the rotating member and the shaft portion of the fixed member so that the rotating member can rotate around the shaft portion. Has been. Due to this gap, the central axis of the through hole may be inclined rather than parallel to the central axis of the shaft portion. That is, the rotating member may rotate around an axis orthogonal to the central axis of the shaft portion.
このように、回転部材の貫通孔の中心軸が軸部の中心軸に対して傾斜すると、軸部内に収容された磁電変換素子を通過する磁束量が、回転部材が軸部に対して平行であるときに対して変化する。このため、回転部材の角度位置が同一、つまり液面位置が同一であっても、回転部材の軸部に対する姿勢が変わると磁電変換素子の出力が変動し、高精度に液面位置を検出することが困難となる可能性がある。 As described above, when the central axis of the through hole of the rotating member is inclined with respect to the central axis of the shaft portion, the amount of magnetic flux passing through the magnetoelectric conversion element accommodated in the shaft portion is parallel to the shaft portion. It changes with respect to a certain time. For this reason, even if the angular position of the rotating member is the same, that is, the liquid surface position is the same, if the attitude of the rotating member with respect to the shaft portion changes, the output of the magnetoelectric transducer changes, and the liquid surface position is detected with high accuracy Can be difficult.
また、回転部材が軸部に対して傾斜すると、回転部材に取り付けられているアームの回転面が軸部の中心軸に対して直交する状態から傾斜する。このため、アームの先端に取り付けられているフロートの位置も、正規状態位置から移動する。フロートは回転部材の中心から最も離れた位置にあるため、回転部材の傾斜に伴う移動量も大きい。そのため、回転部材が軸部に対して傾斜すると、フロートが移動して燃料タンク内壁に接触し、それによりアームの滑らかな回転が阻害され、高精度に液面位置を検出することが困難となる可能性がある。 Further, when the rotating member is inclined with respect to the shaft portion, the rotation surface of the arm attached to the rotating member is inclined from a state orthogonal to the central axis of the shaft portion. For this reason, the position of the float attached to the tip of the arm also moves from the normal state position. Since the float is located farthest from the center of the rotating member, the amount of movement associated with the inclination of the rotating member is large. Therefore, when the rotating member is inclined with respect to the shaft portion, the float moves and comes into contact with the inner wall of the fuel tank, thereby preventing the smooth rotation of the arm and making it difficult to detect the liquid level position with high accuracy. there is a possibility.
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、回転部材が固定部材の軸部に対して傾斜することを抑制して、高精度に液面位置を検出すること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 such problems, and the object thereof is to suppress the tilting of the rotating member with respect to the shaft portion of the fixed member and to detect the liquid level position with high accuracy. Is to provide a simple liquid level detection device.
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、貫通孔を有する回転部材と、軸部を有し該軸部に貫通孔を嵌合させて回転部材を回動自在に保持する固定部材と、液体に浮かぶフロートと、一端側にフロートが固定され且つ他端側が回転部材に固定され液体の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、回転部材に固定され回転部材と一体に回転するマグネットと、マグネットの変位を検出可能に固定部材に収容された磁電変換素子とを備えた液面検出装置であって、回転部材の外周面にて貫通孔と同軸上且つ円環状に設けられた第1規制部と、固定部材にて軸部と同軸上且つ円環状に設けられ、軸部の軸方向において第1規制部に当接可能に形成された第2規制部と、回転部材が固定部材に組み付けられた状態において軸部の軸方向における第1規制部および第2規制部間の隙間は回転部材が滑らかに回転可能な範囲で固定部材の軸部と回転部材の貫通孔との嵌合隙間により回転部材の外周面に発生する変位より小さく設定され、第1規制部及び第2規制部のうち一方は、全周に亘って連続した円環状に形成され、第1規制部及び第2規制部のうち他方は、部分的に途切れた円環状に形成されたことを特徴としている。
The liquid level detection apparatus according to
先ず、従来の液面検出装置においては、回転部材の貫通孔および固定部材の軸部間の隙間分だけ回転部材が傾斜可能である。すなわち、回転部材が貫通孔の両端部において軸部と接し、つまり両接点が軸部の中心軸を挟んで反対側にあるような場合において、回転部材の軸部の中心軸に対する傾斜は最大となる。 First, in the conventional liquid level detection device, the rotating member can be inclined by the gap between the through hole of the rotating member and the shaft portion of the fixed member. That is, when the rotating member is in contact with the shaft portion at both ends of the through-hole, that is, when both the contacts are on the opposite side across the central axis of the shaft portion, the inclination of the rotating member with respect to the central axis is maximum. Become.
上述の構成においては、液面検出装置の使用中において、回転部材が、貫通孔および軸部間に隙間があることにより軸部の軸方向に対して傾斜するように姿勢が変化すると、回転部材の第1規制部が固定部材の第2規制部に当接し、回転部材の姿勢変化が抑制される。ここで、第1規制部は、回転部材の外周面に設けられている。すなわち、貫通孔よりも外周側に設けられている。そのため、回転部材の傾斜角度が極わずかであっても第1規制部移動量の軸部の軸方向成分は大きくなり、回転部材が極わずか傾斜しても、第1規制部が固定部材の第2規制部に当接し、これによって、直ちに回転部材の姿勢変化が阻止される。すなわち、回転部材の貫通孔および固定部材の軸部間の隙間の大きさが従来の液面検出装置の場合と同等であっても、固定部材は、従来の液面検出装置における傾斜可能最大角度より小さい角度だけ傾斜した時点で、第1規制部が固定部材の第2規制部に当接して回転部材の姿勢変化が抑制される。 In the above configuration, when the liquid level detecting device is in use, when the posture of the rotating member is changed so as to be inclined with respect to the axial direction of the shaft portion due to a gap between the through hole and the shaft portion, the rotating member The first restricting portion comes into contact with the second restricting portion of the fixing member, and the change in the posture of the rotating member is suppressed. Here, the 1st control part is provided in the outer peripheral surface of the rotation member. That is, it is provided on the outer peripheral side of the through hole. Therefore, the axial component of the shaft portion of the first restricting portion movement amount becomes large even if the inclination angle of the rotating member is very small, and even if the rotating member is slightly inclined, the first restricting portion is the first member of the fixed member. 2 Abuts against the restricting portion, whereby the change in the posture of the rotating member is immediately prevented. That is, even if the size of the gap between the through hole of the rotating member and the shaft portion of the fixing member is the same as that of the conventional liquid level detection device, the fixing member can be tilted at the maximum tiltable angle in the conventional liquid level detection device. At the time of inclining by a smaller angle, the first restricting portion comes into contact with the second restricting portion of the fixed member, and the change in posture of the rotating member is suppressed.
これにより、回転部材が固定部材の軸部に対して傾斜することを抑制して、同一液面位置における磁電変換素子の出力変動を極わずかに抑えることができるので、高精度に液面位置を検出することが可能な液面検出装置を提供することができる。 As a result, the rotation member can be prevented from tilting with respect to the shaft portion of the fixed member, and the output fluctuation of the magnetoelectric conversion element at the same liquid surface position can be suppressed very slightly. A liquid level detection device capable of detection can be provided.
さらに、第1規制部は貫通孔と同軸上且つ円環状に形成され、第2規制部は軸部と同軸上且つ円環状に形成されている。 Furthermore, the first restricting portion is formed coaxially and annularly with the through hole, the second restricting portion is formed in the shaft portion and coaxially and annularly.
これにより、回転部材の軸部周りの角度位置如何によらず、言い換えると液面位置如何によらず、回転部材の傾斜を効果的に抑制することができる。 Thereby, the inclination of the rotating member can be effectively suppressed regardless of the angular position around the shaft portion of the rotating member, in other words, regardless of the liquid level position.
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1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
図1は、本発明の一実施形態による液面検出装置である燃料レベルゲージ1の正面図であり、容器である燃料タンク11内に装着された状態を示している。図1は、燃料10の液面10aが最低位にある状態を示しており、したがって、燃料レベルゲージ1のフロート4、アーム5およびマグネットホルダ2もそれに対応した姿勢となっている。また、図1中において、燃料10の液面10aが最高位状態、つまり満タン時における液面10a、フロート4およびアーム5位置を破線で示している。なお、図1において、図の分かり易さのために、アーム5の一部を破断省略して示している。
FIG. 1 is a front view of a
図2は、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1の断面図であり、図1中のII−II線断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
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の使用状態における上方となっている。
In FIGS. 1 and 2, the upper side of the figure is the upper side in the usage state of the
燃料レベルゲージ1は、燃料タンク11内において、たとえば、同じく燃料タンク11内に配置されて固定されて、燃料10を燃料タンク11外部、たとえばエンジン(図示せず)へ送出するための燃料ポンプ(図示せず)に固定されている。
The
以下に、燃料レベルゲージ1の構成について説明する。
Below, the structure of the
回転部材であるマグネットホルダ2は、たとえば樹脂材料等から形成されている。マグネットホルダ2には、図2に示すように、マグネット6が固定されている。マグネットホルダ2は、後述する本体部であるボディ3に回動可能に保持されている。これにより、マグネットホルダ2がボディ3に対して回転運動すると、マグネット6も、マグネットホルダ2と一体的に回転する、すなわちボディ3に対して変位することになる。
The
また、マグネットホルダ2には、図1に示すように、アーム5が固定されている。アーム5は、金属材料、たとえばステンレス鋼の丸棒から形成されている。アーム5の一端側には、図1に示すように、後述するフロート4が固定されるとともに、アーム5の他端側は、マグネットホルダ2に固定されている。フロート4は、液体である燃料10に浮かぶように設定されているので、アーム5は、液面10aの上下動によるフロート4の上下動をマグネットホルダ2の回転運動に変換する機能を果たしている。アーム5のフロート4と反対側の端部は、図2に示すように、ボディ3側にほぼ直角に折り曲げられて、ストッパ5aが形成されている。ストッパ5aは、マグネットホルダ2の回転軸、つまり後述する孔部2aの中心軸Cと平行に形成されている。このストッパ5aは、マグネットホルダ2の固定孔2cに嵌合することにより、アーム5をマグネットホルダ2に固定する機能を果たしている。同時に、ストッパ5aは、図1に示すように、後述するボディ3に形成されたストッパ3dに当接する。これにより、マグネットホルダ2の回転角度範囲が規制される。
Further, as shown in FIG. 1, the
フロート4は、樹脂材料等から中空立体形状に形成され、アーム5に取り付けられた状態で燃料の液面10aに確実に浮かぶように見掛けの比重が設定されている。液面10a位置の変動に応じてフロート4が上下動すると、この動きは、アーム5によりマグネットホルダ2に伝達されて、マグネットホルダ2がボディ3に対して回転運動する。
The
マグネットホルダ2は、図2に示すように、後述するボディ3の軸部3aに回動可能に嵌合する貫通孔としての孔部2aを備えている。孔部2aの軸方向においてボディ3と反対側(図2において左側)端部には、マグネットホルダ2がボディ3に組み付けられた状態において、マグネットホルダ2の軸方向(図2において左右方向)移動を規制する規制部2bが設けられている。また、マグネットホルダ2には、図2に示すように、アーム5に設けられたストッパ5aと嵌合する固定孔2cが設けられている。固定孔2cは、図2に示すように、マグネットホルダ2の孔部2aと平行に形成されている。固定孔2cの直径寸法は、アーム5の直径寸法と同一あるいは直径寸法よりもわずかに小さく形成されている。すなわち、両者の大きさは、燃料レベルゲージ1の組付け工程においてアーム5をマグネットホルダ2に取り付ける際に、アーム5を固定孔2cに作業者が手で容易に挿入可能且つ固定孔2cに挿入後アーム5が手で回動可能な程度の締まり嵌めとなっている。
As shown in FIG. 2, the
マグネットホルダ2には、図2に示すように、アーム5を保持するための保持部である固定突起2dが設けられている。固定突起2dは、図1および図2に示すように、マグネットホルダ2のボディ3と反対側の端面上に2個配置されている。固定突起2dは、図3に示すように、アーム5に密着し保持固定する保持部2eと、アーム5を取り付ける際に固定突起2dへの入り口となる開口部2fとからなっている。なお、図3において、固定突起2dはアーム5が未装着状態における形状を示すとともに、アーム5を一点鎖線により示している。保持部2eは、その軸方向である図3の紙面垂直方向に直交する断面形状を、図3に示すように、円形に形成されるとともに、その直径寸法d1は、アーム5の直径寸法D1より小さく形成されている。開口部2fは、高さ寸法Wを、図3に示すように、保持部2eの直径寸法d1より小さく形成されている。固定突起2dにアーム5を装着する場合、図3の左側から、固定突起2dの開口部2fにアーム5を押込んでいくと、固定突起2dが弾性変形して、保持部2eにアーム5が保持固定される。このとき、固定突起2dは弾性変形した状態であり、この固定突起2dの弾性力によりアーム5が保持される。また、2個の固定突起2dは、それぞれの保持部2eの中心軸を一致させて配置されている。さらに、両保持部2eの共通の中心軸は、アーム5に設けられたストッパ5aと嵌合する固定孔2cの中心軸と交差するように配置されている。
As shown in FIG. 2, the
マグネットホルダ2において、固定孔2cおよび固定突起2dを上述のように構成したことにより、マグネットホルダ2へのアーム5の取り付け作業を容易かつ確実に行うことができる。
In the
マグネットホルダ2には、マグネット6が固定されている。マグネット6は、たとえばフェライト磁石等からなり、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1においては筒型のものが用いられ、図2に示すように、孔部2aと同心上に配置されている。さらに、マグネット6は、図4に示すように、2極着磁されている。マグネット6の磁束Mは、図4に示すように分布しており、マグネット6の内周側の磁束は孔部2aの径方向に流れている。また、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1では、マグネット6は、マグネットホルダ2を樹脂成形する際に、マグネットホルダ2内に一体的にインサート成形されている。
A
マグネットホルダ2には、図2に示すように、その外周面に第1規制部としてのフランジ部2gが形成されている。フランジ部2gは、孔部2aと同軸上且つ円環状に形成されている。
As shown in FIG. 2, the
固定部材であるボディ3は、樹脂材質から形成されている。ボディ3には、図2に示すように、片持ち状に突き出した軸部3aが設けられている。この軸部3aとマグネットホルダ2の孔部2aとが嵌合することにより、ボディ3は、マグネットホルダ2を回動自在に保持している。マグネットホルダ2の孔部2aと嵌合する軸部3aの先端側には、図2に示すように、直径が軸部3aよりも小さい小径部3bが延出されている。小径部3bの先端には、図2に示すように、規制部3cが設けられている。マグネットホルダ2の規制部2bが小径部3bに係合し、規制部2bが規制部3cに当接することにより、マグネットホルダ2のボディ3から離れる方向への移動(図2において左側に向かう移動)が規制される。ボディ3には、図1に示すように、マグネットホルダ2の回転角度範囲を規制するための一対のストッパ3dを備えている。ストッパ3dに、マグネットホルダ2に固定されたアーム5のストッパ5aが当接することにより、マグネットホルダ2の回転運動が規制される。
The
ボディ3には、図2に示すように、第2規制部としてのガイド部3eが設けられている。ガイド部3eは、軸部3aの軸方向においてマグネットホルダ2のフランジ部2gと当接可能に、軸部3aと同軸上且つ円環状に形成されている。つまり、マグネットホルダ2がボディ3に装着されると、ガイド部3eとマグネットホルダ2のフランジ部2gとは同軸上且つ軸部3aの軸方向において対向する位置関係にある。マグネットホルダ2がボディ3に装着されると、ガイド部3eとフランジ部2gとの間には、図2に示すように、隙間Sが必ず形成される。隙間Sの大きさは、ガイド部3eとフランジ部2gとが確実に接触せずにマグネットホルダ2の円滑な回転が保障される範囲で軸部3aと孔部2aとの嵌合隙間による規制部2g部に発生する変位より小さく設定されている。
As shown in FIG. 2, the
ボディ3の軸部3a内には、図2に示すように、マグネット6の変位を検出する磁気検出素子であるホール素子7が内蔵されている。ホール素子7は、図2に示すように、後述するケーシング9内に収容された後、ボディ3内にインサート成型により内蔵固定される。ホール素子7は、図2に示すように、マグネット6の内側、且つ軸部3aの軸方向においてマグネット6との重なり長さができるだけ長くなるように配置されている。これにより、ホール素子7と交差するマグネット6の磁束M量を多くして、ホール素子7の出力電圧を高めて、液面10a検出精度を高めることができる。ホール素子7は、ホール素子7を外部と電気的に接続するための3個のリード7aを備えている。
As shown in FIG. 2, a
ここで、ホール素子7の作動について簡単に説明する。
Here, the operation of the
ホール素子7は、半導体からなり、ホール素子7に電圧が印加された状態で外部から磁界が加えられると、ホール素子7を通過する磁束密度に比例したホール電圧を発生する。つまり、ホール素子7と磁束Mが直交するときにホール素子7を通過する磁束密度が最大となりホール電圧が最高となる。そして、ホール素子7と磁束Mが平行となるときにホール素子7を通過する磁束密度が最小となりホール電圧が最低となる。
The
本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1では、液面10aの変動によりマグネットホルダ2が回転すると、ホール素子7とマグネット6の磁束Mとの交差角度が変化し、それにともなって、ホール素子7の出力電圧であるホール電圧が変化する。したがって、このホール電圧を検出することにより、マグネットホルダ2の回転角度、すなわち液面10a位置を測定することができる。
In the
本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1では、ホール素子7は、図2に示すように、ケーシング9を介してボディ3内に固定されている。
In the
ケーシング9は、ボディ3と同質の樹脂材質から形成されている。ケーシング9には、保持孔9aが設けられ、この保持孔9a内にホール素子7が挿入固定されている。保持孔9aの断面(図2の紙面直交方向の断面)形状は、ホール素子7の断面形状とほぼ等しく形成されており、保持孔9a内にホール素子7が挿入されると、ホール素子7は保持孔9a壁面に密着し、両者の間には隙間がほとんど無い。ケーシング9には、ホール素子7を外部の電気回路と接続するためのターミナル8がインサート成型により一体化されている。
The
ターミナル8は、導電性材料、たとえば銅系金属から形成され、その一端は、図2に示すように、ホール素子7のリード7aに導通可能に接続さるとともに、他端は、図2に示すように、外部電気回路と接続するために、ケーシング9、すなわちボディ3から露出している。ターミナル8は、ホール素子7の電極、つまりリード7aの個数と同数配置され、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1では、図1に示すように、3個設けられている。
The
ホール素子7は、ケーシング9の保持孔9aに挿入され、各リード7aが対応するターミナル8に、かしめ、はんだ付けあるいはヒュージング等によって接続された状態で、ボディ3にインサート成型により固定される。
The
次に、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1の製造方法について、特に本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1の特徴であるボディ3の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
先ず、ターミナル8を、ケーシング9樹脂成形用の型内にセットしてインサート成形する。これにより、ケーシング9を形成する樹脂材質とターミナル8とは強固に結合される。
First, the
次に、ケーシング9の保持孔9a内にホール素子7を挿入する。保持孔9aは、図2に示すように、有底状の止まり孔になっており、ホール素子7の先端を保持孔9aの底面に密着させる。
Next, the
続いて、ホール素子7の各リード7aを対応するターミナル8に、たとえばヒュージング、はんだ付け、あるいはかしめ等により導通可能に接続する。
Subsequently, each lead 7a of the
次に、上述の工程が完了したケーシング9を、ボディ3樹脂成形用の型内にセットしてインサート成形する。なお、ボディ3成形には、ケーシング9の成形に用いられる樹脂材質が用いられている。
次に、マグネット6が組み込まれたマグネットホルダ2の貫通孔2aと軸部3aとを嵌合させて、マグネットホルダ2をボディ3に組み付ける。
Next, the
Next, the
次に、フロート4が既に固定されているアーム5をマグネットホルダ2に取り付ける。先ず、アーム5のストッパ5aをマグネットホルダ2の固定孔2cに、アーム5とカバー4の上面とが接する位置まで挿入する。続いて、アーム5を、ストッパ5aを中心として固定突起2dの開口部2fに近づくように回転させて、アーム5を、固定突起2dの保持部2e内に固定する。
Next, the
以上で、燃料レベルゲージ1の製造工程が完了する。
Thus, the manufacturing process of the
次に、上述した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の作用効果、すなわちフランジ部2gおよびガイド部3eを備えた構成の作用効果について説明する。
Next, the operation and effect of the
先ず、従来の液面検出装置では、回転部材の円滑な回転を保障するために、回転部材の貫通孔と固定部材の軸部との間には必ず径方向の隙間が形成されている。必ず隙間があることにより、貫通孔の中心軸が軸部の中心軸に対して平行ではなく傾斜する場合がある。すなわち、回転部材が、軸部の中心軸に直交する軸の周りに回転することがある。このように、回転部材の貫通孔の中心軸が軸部の中心軸に対して傾斜すると、軸部内に収容された磁電変換素子を通過する磁束量が、回転部材が軸部に対して平行であるときに対して変化する。このため、回転部材の角度位置が同一、つまり液面位置が同一であっても、回転部材の軸部に対する姿勢が変わると磁電変換素子の出力が変動し、高精度に液面位置を検出することが困難となる可能性がある。また、回転部材が軸部に対して傾斜すると、回転部材に取り付けられているアームの回転面が軸部の中心軸に対して直交する状態から傾斜する。このため、アームの先端に取り付けられているフロートの位置も、正規状態位置から移動する。フロートは回転部材の中心から最も離れた位置にあるため、回転部材の傾斜に伴う移動量も大きい。そのため、回転部材が軸部に対して傾斜すると、フロートが移動して燃料タンク内壁に接触し、それによりアームの滑らかな回転が阻害され、高精度に液面位置を検出することが困難となる可能性がある。特に、回転部材および固定部材が樹脂成型により形成される場合、成型時の寸法ばらつき等を考慮して、隙間の公称値は大きく設定されているため、高精度に液面位置を検出することが困難となる可能性が高い。 First, in the conventional liquid level detection device, a radial gap is always formed between the through hole of the rotating member and the shaft portion of the fixed member in order to ensure smooth rotation of the rotating member. Since there is always a gap, the central axis of the through hole may be inclined rather than parallel to the central axis of the shaft portion. That is, the rotating member may rotate around an axis orthogonal to the central axis of the shaft portion. As described above, when the central axis of the through hole of the rotating member is inclined with respect to the central axis of the shaft portion, the amount of magnetic flux passing through the magnetoelectric conversion element accommodated in the shaft portion is parallel to the shaft portion. It changes with respect to a certain time. For this reason, even if the angular position of the rotating member is the same, that is, the liquid surface position is the same, if the attitude of the rotating member with respect to the shaft portion changes, the output of the magnetoelectric transducer changes, and the liquid surface position is detected with high accuracy. Can be difficult. Further, when the rotating member is inclined with respect to the shaft portion, the rotation surface of the arm attached to the rotating member is inclined from a state orthogonal to the central axis of the shaft portion. For this reason, the position of the float attached to the tip of the arm also moves from the normal state position. Since the float is located farthest from the center of the rotating member, the amount of movement associated with the inclination of the rotating member is large. Therefore, when the rotating member is inclined with respect to the shaft portion, the float moves and comes into contact with the inner wall of the fuel tank, thereby preventing the smooth rotation of the arm and making it difficult to detect the liquid level position with high accuracy. there is a possibility. In particular, when the rotating member and the fixed member are formed by resin molding, the nominal value of the gap is set large in consideration of dimensional variations during molding, etc., so that the liquid level position can be detected with high accuracy. It is likely to be difficult.
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の構成によれば、マグネットホルダ2の外周面にフランジ部2gを設けるとともに、ボディ3に、軸部3aの軸方向においてマグネットホルダ2のフランジ部2gと当接可能にガイド部3eを設けている。さらに、ガイド部3eとフランジ部2gとの間に形成される軸部3aの軸方向における隙間Sの大きさを、ガイド部3eとフランジ部2gとが確実に接触せずにマグネットホルダ2の円滑な回転が保障される範囲で軸部3aと孔部2aとの嵌合隙間により規制部2g部に発生する変位より小さく設定している。
On the other hand, according to the configuration of the
このような構成において、マグネットホルダ2が、貫通孔2aと軸部3aとの径方向隙間のために軸部3aの中心軸Cに直交する軸の周りに回転すると、たとえば、図2中に矢印で示すような方向に回転すると、フランジ部2gがガイド部3eに当接し、それによりマグネットホルダ2の動きが阻止される。フランジ部2gはマグネットホルダ2の外周面に形成されている。すなわち、マグネットホルダ2の中心軸Cから径方向に離れた位置に形成されているので、マグネットホルダ2が軸部3aの中心軸Cに直交する軸の周りにわずかに回転しただけで、フランジ部2gおよびガイド部3e間の隙間Sが0になり、両者が当接して、マグネットホルダ2の中心軸Cと直交方向の回転が抑制される。これにより、マグネットホルダ2がボディ3の軸部3aに直交する方向に回転することを確実に抑制して、高精度に液面位置を検出することが可能な燃料レベルゲージ1を提供することができる。
In such a configuration, when the
また、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ1の構成によれば、フランジ部2gおよびガイド部3eは、共に円環状に形成されているので、マグネットホルダ2の軸部3a周りの角度位置如何によらず、つまり液面10の位置如何によらず、マグネットホルダ2がボディ3の軸部3aに直交する方向に回転することを確実に抑制して、高精度に液面位置を検出することが可能な燃料レベルゲージ1を提供することができる。
Further, according to the configuration of 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、フランジ部2gおよびガイド部3eを、共に全周に亘って連続した円環状に形成しているが、フランジ部2gおよびガイド部3eを、このような形状に限定する必要は無く、部分的に途切れていても良い。
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、検出手段である磁電変換素子としてホール素子7を用いているが、これに限る必要はなく、他の種類の磁電変換素子、たとえばMRE素子(磁気抵抗素子)あるいは磁気ダイオード等を用いてもよい。
Further, 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、ターミナル8の材質を銅系金属としているが、他の金属材質を用いてもよい。
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、マグネット6の材質をフェライト磁石としているが、他の材質、たとえば希土類磁石、アルニコ磁石としてもよい。また、マグネット6を金属のみから形成してもよいし、金属粉末と樹脂を混合成形したボンド磁石として形成してもよい。
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、外部の電気回路と接続するためのターミナル8の個数を3個としているが、3個に限定する必要はなく、必要に応じて増減してもよい。
Further, in the
また、以上説明した本発明の一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に限る必要はない。自動車に搭載される他の液体、たとえばブレーキフルード、エンジン冷却水等の容器内の液面検出用に適用してもよい。さらに、自動車用に限らず、各種民生用機器が備える液体容器内の液面検出用に適用してもよい。
Further, in the embodiment of the present invention described above, the case where the liquid level detecting device is applied to the
1 燃料レベルゲージ(液面検出装置)
2 マグネットホルダ(回転部材)
2a 孔部(貫通孔)
2b 規制部
2c 固定孔
2d 固定突起
2e 保持部
2f 開口部
2g フランジ部(第1規制部)
3 ボディ(固定部材)
3a 軸部
3b 小径部
3c 規制部
3d ストッパ
3e ガイド部(第2規制部)
4 フロート
5 アーム
5a ストッパ
6 マグネット
7 ホール素子(磁電変換素子)
7a リード
8 ターミナル
9 ケーシング
9a保持孔
10 燃料(液体)
10a 液面
11 燃料タンク
C 中心軸
D1 直径寸法
d1 直径寸法
M 磁束
S 隙間
W 高さ寸法
1 Fuel level gauge (Liquid level detector)
2 Magnet holder (rotating member)
2a Hole (through hole)
3 Body (fixing member)
4
Claims (1)
軸部を有し該軸部に前記貫通孔を嵌合させて前記回転部材を回動自在に保持する固定部材と、
液体に浮かぶフロートと、
一端側に前記フロートが固定され且つ他端側が前記回転部材に固定され前記液体の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、
前記回転部材に固定され前記回転部材と一体に回転するマグネットと、
前記マグネットの変位を検出可能に前記固定部材に収容された磁電変換素子とを備えた液面検出装置であって、
前記回転部材の外周面にて前記貫通孔と同軸上且つ円環状に設けられた第1規制部と、
前記固定部材にて前記軸部と同軸上且つ円環状に設けられ、前記軸部の軸方向において前記第1規制部に当接可能に形成された第2規制部と、
前記回転部材が前記固定部材に組み付けられた状態において前記軸部の軸方向における前記第1規制部および前記第2規制部間の隙間は前記回転部材が滑らかに回転可能な範囲で前記固定部材の前記軸部と前記回転部材の前記貫通孔との嵌合隙間により前記回転部材の外周面に発生する変位より小さく設定され、
前記第1規制部及び前記第2規制部のうち一方は、全周に亘って連続した円環状に形成され、
前記第1規制部及び前記第2規制部のうち他方は、部分的に途切れた円環状に形成されたことを特徴とする液面検出装置。 A rotating member having a through hole;
A fixing member having a shaft portion and fitting the through hole in the shaft portion to hold the rotating member rotatably;
A float floating in a liquid,
An arm that has the float fixed to one end and the other end fixed to the rotating member, and converts the vertical movement of the float caused by the vertical movement of the liquid surface into rotational movement of the rotating member;
A magnet fixed to the rotating member and rotating integrally with the rotating member;
A liquid level detection device comprising a magnetoelectric conversion element housed in the fixed member so as to detect displacement of the magnet,
A first restricting portion provided coaxially and annularly with the through hole on the outer peripheral surface of the rotating member;
Provided on the shaft portion and coaxially and annularly in said stationary member, and a second restricting portion which is abuttable against the made form in the axial direction of the shaft portion to the first restricting portion,
In a state where the rotating member is assembled to the fixing member, a gap between the first restricting portion and the second restricting portion in the axial direction of the shaft portion is within a range in which the rotating member can smoothly rotate. It is set smaller than the displacement generated on the outer peripheral surface of the rotating member due to the fitting gap between the shaft portion and the through hole of the rotating member ,
One of the first restricting portion and the second restricting portion is formed in an annular shape continuous over the entire circumference,
The other of the first restricting portion and the second restricting portion is formed in a partially interrupted annular shape .
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