JP6477067B2 - 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高さを検出する液面検出装置に関する。 The present invention relates to a liquid level detection device that detects a liquid level height of a liquid contained in a container.
従来、たとえば特許文献1に記載されているように、液体の液面高さの変化に伴って、液面に浮かぶフロートが上下動し、そ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および回転部材を回転自在に保持する固定部材を備えた液面検出装置が知られている。この液面検出装置は、回転部材内にマグネットを固定し、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となっている。回転部材の回転軸方向において固定部材は回転部材に対向するように配置されており、互いの対向面は略平行である。そして、回転部材の回転軸線が固定部材の中心軸線と平行な状態を保ちながら回転部材は回転する。ホール素子は、固定部材に保持されており、回転部材の回転に伴ってマグネットが回転すると、それによってホール素子を通過するマグネットの磁束量が変化するため、その磁束量の変化から回転部材の回転状態を検知するように構成されている。そして、その回転状態から液面高さを検知する。 Conventionally, as described in Patent Document 1, for example, as the liquid level of the liquid changes, the float floating on the liquid level moves up and down, and the vertical movement is transmitted through the arm and rotated. There is known a liquid level detection device including a fixing member that rotatably holds a member and a rotating member. This liquid level detection apparatus has a configuration in which a magnet is fixed in a rotating member, and a Hall element as a magnetoelectric conversion element is disposed in the fixing member. The fixing member is disposed so as to face the rotating member in the rotation axis direction of the rotating member, and the opposing surfaces are substantially parallel to each other. Then, the rotation member rotates while the rotation axis of the rotation member is kept parallel to the central axis of the fixed member. The Hall element is held by a fixed member, and when the magnet rotates as the rotating member rotates, the amount of magnetic flux of the magnet passing through the Hall element changes accordingly. It is configured to detect a state. And the liquid level height is detected from the rotation state.
ところで、回転部材が回転軸線周りに円滑に回転可能とするために、回転部材と固定部材の互いの対向面間には所定の隙間が形成されている。この隙間に起因して、回転部材の回転軸線が固定部材の中心軸線に対して傾斜する場合がある。そうすると、固定部材内に配置されているホール素子を通過する磁束量が、回転部材の回転軸線が固定部材の中心軸線と平行である場合に対して変化する。つまり、平行な場合と傾斜している場合とで同一の液面位置に対する磁束量が異なることとなり、高精度な液面高さの検知が困難となる。 By the way, a predetermined gap is formed between the opposing surfaces of the rotating member and the fixed member so that the rotating member can smoothly rotate around the rotation axis. Due to this gap, the rotation axis of the rotating member may be inclined with respect to the central axis of the fixed member. Then, the amount of magnetic flux passing through the Hall element arranged in the fixed member changes as compared with the case where the rotation axis of the rotating member is parallel to the central axis of the fixing member. That is, the amount of magnetic flux with respect to the same liquid level position differs between when parallel and when inclined, making it difficult to detect the liquid level height with high accuracy.
しかし、特許文献1に記載の液面検出装置では、回転部材の回転軸線が固定部材の中心軸線に対して傾斜することの抑制を企図していない。そのため、液面高さ検知の精度向上の余地がある。ここで、回転部材と固定部材の互いの対向面間に隙間を形成しなければ、回転部材の回転軸線が固定部材の中心軸線に対して傾斜することを確実に抑制できるが、回転部材と回転軸線との間の隙間は、回転部材の円滑な回転のために不可欠である。 However, the liquid level detection device described in Patent Document 1 does not attempt to suppress the rotation axis of the rotating member from being inclined with respect to the central axis of the fixed member. Therefore, there is room for improving the accuracy of detecting the liquid level. Here, if no gap is formed between the opposing surfaces of the rotating member and the fixed member, the rotation axis of the rotating member can be reliably restrained from inclining with respect to the central axis of the fixed member. The gap between the axes is essential for smooth rotation of the rotating member.
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、高精度な液面高さの検出を可能とする液面検出装置を提供することを目的とする。 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 that enables highly accurate detection of the liquid level.
本発明のひとつである液面検出装置は、容器内の液体の液面高さを検出する液面検出装置であって、液面高さの変化に応じて所定の回転軸線を中心として回転する回転部材(7)と、回転部材に保持されて回転部材とともに回転するマグネット(17)と、回転部材を回転可能に軸受する固定部材(11)と、固定部材に保持されて、マグネットの発生磁界を検出することにより、液面高さに関する検出信号を出力する磁電変換素子(19)と、回転部材に保持されるとともに回転部材と一体で回転するアーム(15)と、回転軸線から遠心方向に所定距離広がる回転軸領域よりも遠心方向外方側に配設され、回転部材の回転軸線が固定部材の中心軸線に対して傾斜することを抑制する傾斜抑制部材(100、200)を備え、傾斜抑制部材は、回転軸線方向の両側から回転部材に対向する、一対の垂下部(104)を有することを特徴とする。 A liquid level detection apparatus according to one aspect of the present invention is a liquid level detection apparatus that detects a liquid level height of a liquid in a container, and rotates about a predetermined rotation axis in accordance with a change in the liquid level height. A rotating member (7), a magnet (17) that is held by the rotating member and rotates together with the rotating member, a fixing member (11) that rotatably supports the rotating member, and a magnetic field generated by the magnet that is held by the fixing member , A magnetoelectric conversion element (19) that outputs a detection signal relating to the liquid level, an arm (15) that is held by the rotating member and rotates integrally with the rotating member, and from the rotation axis in the centrifugal direction. Provided with an inclination suppressing member (100, 200) disposed on the outer side in the centrifugal direction than the rotation axis region extending a predetermined distance and suppressing the rotation axis of the rotation member from being inclined with respect to the center axis of the fixed member , Suppression member , Opposing the rotating member from both sides of the rotational axis direction, and wherein the Rukoto to have a pair of hanging portions (104).
本発明によれば、回転部材はアームを保持しているため、アームが振動すると、その振動に連動して回転部材が振動する。具体的には、回転部材の回転軸線が固定部材の中心軸線に対して傾斜するように振動する。この回転部材の傾斜は、回転部材の回転軸線を中心に発生する。そのため、アームの振動に起因する回転部材の傾斜する量、つまり回転部材の回転軸線と固定部材の中心軸線とが平行である場合に対する回転部材の移動量は回転中心よりも遠心方向外方側において大きい。そのため、回転中心付近において回転部材の傾斜を抑制する傾斜抑制部材を設けるよりも、回動軸線から遠心方向に所定距離だけ広がる回転軸領域よりも遠心方向外方側にて傾斜抑制部材を設けることで、傾斜抑制部材と回転体(回転部材およびアームを含む)との間の隙間量が同じでも抑制できる傾斜量が大きい。したがって、効率的に回転部材の回転軸線が固定部材の中心軸線に対して傾斜することを抑制することができ、高精度な液面高さの検出が可能となる。 According to the present invention, since the rotating member holds the arm, when the arm vibrates, the rotating member vibrates in conjunction with the vibration. Specifically, it vibrates so that the rotation axis of the rotating member is inclined with respect to the central axis of the fixed member. The inclination of the rotating member is generated around the rotation axis of the rotating member. Therefore, the amount of inclination of the rotating member due to the vibration of the arm, that is, the amount of movement of the rotating member with respect to the case where the rotation axis of the rotating member and the center axis of the fixed member are parallel is more outward in the centrifugal direction than the center of rotation. large. Therefore, rather than providing an inclination suppressing member that suppresses the inclination of the rotating member in the vicinity of the rotation center, an inclination suppressing member is provided on the outer side in the centrifugal direction than the rotating shaft region extending by a predetermined distance in the centrifugal direction from the rotation axis. Thus, the amount of inclination that can be suppressed is large even if the gap between the inclination suppressing member and the rotating body (including the rotating member and the arm) is the same. Therefore, it is possible to efficiently prevent the rotation axis of the rotating member from being inclined with respect to the center axis of the fixed member, and it is possible to detect the liquid level with high accuracy.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について、図1ないし図5に基づき説明する。本実施形態においては、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、図面に基づいて説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a case where the liquid level detection device is applied to a fuel level gauge that is mounted in a fuel tank of an automobile and detects the liquid level position of the fuel will be described as an example with reference to the drawings.
まず、本実施形態の液面検出装置である燃料レベルゲージの全体構成について説明する。図1及び図2に示す様に、燃料レベルゲージ1は、容器である燃料タンク(図示せず)内に装着され、燃料タンク内の燃料の液面の高さ(従って燃料の量)を検出する装置である。この燃料レベルゲージ1は、図示しないが、例えば、燃料タンク内に装着されて、燃料をエンジンへ送出するための燃料ポンプに固定されている。 First, the overall configuration of a fuel level gauge that is the liquid level detection device of the present embodiment will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the fuel level gauge 1 is mounted in a fuel tank (not shown), which is a container, and detects the level of the fuel level in the fuel tank (and hence the amount of fuel). It is a device to do. Although not shown, the fuel level gauge 1 is mounted in a fuel tank, for example, and is fixed to a fuel pump for sending fuel to the engine.
なお、図1では、燃料の液面3が最低位にある状態を実線(3a)で示すとともに、液面3が最高位にある状態を二点鎖線(3b)で示してある。また、図1及び図2では、各図の上方が、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 FIG. 1, the state where the
図2に示す様に、上述した燃料レベルゲージ1は、主として、マグネットホルダ7、ボディ11、フロート13、アーム15、マグネット17、ホール素子19、および傾斜抑制部材100を備える。マグネットホルダ7は、貫通孔である軸孔5を有し、中心軸Aの回りに回転する回転部材である。ボディ11は、マグネットホルダ7の軸孔5に嵌合する軸部9を有し、マグネットホルダ7を回転可能に保持する固定部材である。フロート13は、液体である燃料に浮かぶ。アーム15は、一端側にフロート13が固定されるとともに他端側がマグネットホルダ7に固定されている。マグネット17は、マグネットホルダ7に固定され、マグネットホルダ7と一体に回転する。ホール素子19は、マグネット17の回転による変位を検出可能にボディ11に収容された磁電変換素子である。
As shown in FIG. 2, the fuel level gauge 1 described above mainly includes a
以下、燃料レベルゲージ1の各構成について詳細に説明する。マグネットホルダ7は、例えばPOM(ポリアセタール)等の樹脂材料などからなり、複数のパーツが組み合わされて一体に構成されたものであり、主として、軸部9と同軸に嵌合する筒状の中心部21と、中心部21の表面側(図2の左側)に配置された表面部23とから構成されている。なお、マグネットホルダ7全体を、樹脂成形によって一体に形成してもよい。なお、マグネットホルダ7は、特許請求の範囲における「回転部材」に相当する。
Hereinafter, each component of the fuel level gauge 1 will be described in detail. The
このうち、中心部21には、中心軸Aと同軸に軸孔5が形成されており、この軸孔5は、図2の右側(基端側)の大径の大軸孔部5aと、表面側の(大径部より小さい径の)小軸孔部5bとから構成されている。
Among these, the
また、中心部21の外周面には、円環状のフランジ部25が、周方向B(図1参照)に沿って、中心軸Aに垂直に立設されている。更に、中心部21の表面側には、マグネットホルダ7の軸方向Cにおける表面側への移動を規制する規制部21aが設けられている。なお、前記小軸孔部5bは、規制部21aの軸中心を貫通するように開けられている。軸方向Cは特許請求の範囲における「回転軸方向」に相当する。
Further, an
一方、図1に示す様に、表面部23には、中心軸Aを中心にして径方向に突出する略三角形状の第1突出部27と略四角形状に突出する第2突出部29とが形成されている。また、表面部23の表面には、アーム15を係止めする係止突起31が複数(例えば3個)設けられている。更に、第1突出部27には、アーム15の先端がはめ込まれて固定される固定孔33が複数(例えば3個)形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the
このマグネットホルダ7には、中心軸Aを中心として一対のマグネット17(17a、17b)(図2参照)が固定されている。よって、後に詳述するように、マグネットホルダ7がボディ11の軸部9に対して回転運動(B方向に回転)すると、マグネット17も、マグネットホルダ7と一体的に回転して、ボディ11に対して変位する。なお、マグネット17は特許請求の範囲における「マグネット」に相当する。
A pair of magnets 17 (17a, 17b) (see FIG. 2) is fixed to the
アーム15は、非磁性体の金属材料、たとえばステンレス鋼の丸棒から形成されている。このアーム15の一端側には、フロート13が固定されるとともに、アーム15の他端側は、係止突起31によってマグネットホルダ7に固定されている。なお、アーム15は特許請求の範囲における「アーム」に相当する。
The
フロート13は、液体である燃料に浮かぶように設定されているので、アーム15は、液面3の上下動によるフロート13の上下動をマグネットホルダ7の回転運動に変換する機能を果たしている。
Since the
また、アーム15のフロート13と反対側の端部は、図2に示す様に、ボディ11側にほぼ直角に折り曲げられて、ストッパ15aが形成されている。ストッパ15aは、マグネットホルダ7の回転軸、つまり軸孔5の中心軸Aと平行に形成されている。このストッパ15aは、マグネットホルダ7の固定孔33に嵌合することにより、アーム15が鉛直方向に抜けることを規制する機能を果たしている。同時に、ストッパ15aは、後述する様に、マグネットホルダ7の回転角度範囲を規制する機能を有している。なお、ボディ11は、特許請求の範囲における「固定部材」に相当する。
Further, as shown in FIG. 2, the end of the
フロート13は、樹脂材料等から中空立体形状に形成され、アーム15に取り付けられた状態で燃料の液面3に確実に浮かぶように見掛けの比重が設定されている。よって、液面3位置の変動に応じてフロート13が上下動すると、この動きは、アーム15によりマグネットホルダ7に伝達されて、マグネットホルダ7がボディ11に対して回転運動する。なお、フロート13の材料は樹脂材料に限られるものではなく、ステンレス等の腐食しにくい金属で形成されていてもよい。
The
マグネット17は、例えばフェライト磁石等からなり、ここでは、筒型のものが用いられ、中心軸Aと同心上にて、中心軸Aを中心にして対向するように一対配置されている。
The
また、各マグネット17a、17bは、2極着磁されており、後述するように、マグネット17の内周側の磁束Mは、軸孔5の径方向に流れている。なお、このマグネット17は、マグネットホルダ7の中心部21を樹脂成形する際に、マグネットホルダ7内に一体的にインサート成形されている。
The
一方、ボディ11は、例えばPPS(ポリフェニレンサルファイド)等の樹脂材料などからなり、複数のパーツが組み合わされて一体に構成されたものであり、図2に示す様に、主として、板状の本体部35と、本体部35の下端部分から表面側に垂直に立設され、マグネットホルダ7の中心部21に嵌合する軸部9とから構成されている。なお、ボディ11を、燃料タンクと樹脂成形によって一体に形成してもよい。
On the other hand, the
従って、軸部9とマグネットホルダ7の軸孔5とが同軸に嵌合することにより、ボディ11は、マグネットホルダ7を回動自在に保持している。
Therefore, when the
また、軸部9の表面側(先端側)には、直径が軸部9よりも小さい小径部9aが延出され、小径部9aの先端には、小径部9aより大径の規制部9bが設けられている。
Further, a
従って、マグネットホルダ7の規制部21aが、軸部9の規制部9bに当接することにより、マグネットホルダ7のボディ11から離れる方向への移動(図2の左側への移動)が規制される。なお、マグネットホルダ7の規制部21aが、軸部9の先端面9cに当接することにより、マグネットホルダ7のボディ11側への移動(図2の右側への移動)が規制される。
Therefore, when the restricting
更に、ボディ11には、図1に示す様に、マグネットホルダ7の回転角度範囲を規制するための(左右)一対のストッパ11a、11bを備えている。このストッパ11a、11bに、マグネットホルダ7に固定されたアーム15のストッパ15a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。
Further, as shown in FIG. 1, the
また、ボディ11には、図2に示す様に、先端側に突出するガイド部11cが設けられている。このガイド部11cは、軸部9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7がボディ11に装着されると、ガイド部11cとマグネットホルダ7のフランジ部25とは同軸上且つ軸部9の軸方向Cにおいて対向する位置関係にある。なお、マグネットホルダ7がボディ11に装着されると、ガイド部11cとフランジ部25との間には、隙間が形成されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
更に、本実施形態の燃料レベルゲージ1においては、図2に示す様に、ボディ11の(円柱形状の)軸部9には、マグネットホルダ7の中心部21の(円柱形状の)軸孔5が同軸に嵌合し、マグネットホルダ7は、軸部9の回りにて周方向Bに一部が摺動するようにして回転移動するので、その回転が可能なように、軸部9の外周面と軸孔5の内周面との間には、組み付け時において、僅かな(例えば厚み100μm)隙間40が全周にわたり設けてある。
Furthermore, in the fuel level gauge 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the (cylindrical)
その他、ボディ11に対してマグネットホルダ7が回転移動する部分には、その回転移動が可能な様に、僅かに隙間40が形成してある。
In addition, a
なお、実際にマグネットホルダ7が回転する際には、マグネットホルダ7の回転に伴い、マグネットホルダ7の位置が前後左右等に微妙に変化するので、その隙間40の寸法も変化し、ボディ11とマグネットホルダ7と接触する部分では、その隙間40の寸法はゼロになる。
When the
前述したように、ボディ11の軸部9内には、マグネット17の変位を検出する磁気検出素子であるホール素子19が内蔵されている。このホール素子19は、ケーシング37内に収容され、ケーシング37は、ボディ11内に固定されている。
As described above, the
ケーシング37は、ボディ11と同質の樹脂材質から形成されている。ケーシング37には、保持孔37aが設けられ、この保持孔37a内にホール素子19が挿入固定されている。なお、ケーシング37には、ホール素子19を外部の電気回路と接続するために、ターミナル39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39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、ホール素子19のリード41に導通可能に接続されるとともに、他端は、外部電気回路と接続するために、ケーシング37、すなわちボディ11から露出している。ターミナル39は外部と電気的に接続するためにボディ11から露出させる必要がある。
The terminal 39 is formed of a conductive material, for example, a copper-based metal. One end of the terminal 39 is connected to the
傾斜抑制部材100は、ターミナルカバー101およびホルダ対向部102を備える。傾斜抑制部材100は金属製であり、ターミナルカバー101とホルダ対向部102は一体成型されている。ターミナルカバー101は、ボディ11から露出しているターミナル39を図2における左側(ボディ11からみたマグネットホルダ7の方向)から覆うように、ボディ11から露出しているターミナル39と対向している。ターミナルカバー101によって、ボディ11から露出したターミナル39が燃料に浸漬するのを抑制することができる。ターミナルカバーは、ボディ11に固定されている。傾斜抑制部材100
は金属製である。なお、ホルダ対向部102は特許請求の範囲における「回転部材傾斜抑制部」に相当する。また、傾斜抑制部材100は特許請求の範囲における「傾斜抑制部材」に相当する。
The
Is made of metal. The
傾斜抑制部材100は、軸方向Cからみたときに、フロート13の上下動にしたがって回転するマグネットホルダ7の第1突出部27の通過領域に対応する位置に形成されている(図1参照)。傾斜抑制部材100は、略三日月状であり、端面100aは開口している。
The
ホルダ対向部102は、ターミナルカバー101から連続して形成された中央部103および、中央部103から図2における鉛直方向Eに垂下する一対の垂下部104を備える。中央部103は、マグネットホルダ7の外側に配置されている。中央部103は、マグネットホルダ7の図2の上方向端面と所定の隙間を隔てて対向するように配置されている。この所定の隙間は、マグネットホルダ7の円滑な回転を可能とするためのものである。具体的には、樹脂製のマグネットホルダ7が燃料によって最も膨潤した場合であってもマグネットホルダ7と中央部103とが接触しないような距離に設定されるものである。
The
一対の垂下部104は、図2の軸方向Cの両側からマグネットホルダ7の図2上方向端部を覆うように配置されている。一対の垂下部104は、軸方向Cにおいてマグネットホルダ7と所定の隙間を隔てて対向するように配置されている。この所定の隙間は、マグネットホルダ7の円滑な回転を可能とするためのものである。具体的には、樹脂製のマグネットホルダ7が燃料によって最も膨潤した場合であってもマグネットホルダ7と一対の垂下部104とが接触しないような距離に設定される。
The pair of drooping
図2に示すように、マグネットホルダ7の回転軸とボディ11の中心軸が互いに傾斜したと仮定した場合に第1突出部27が通過する領域が領域Sである。一対の垂下部104および中央部103の一部は、領域S内において第1突出部27と対向するように配置されている。つまり、マグネットホルダ7の回転軸とボディ11の中心軸が互いに傾斜するようにマグネットホルダ7が回動しようとした場合、第1突出部27が一対の垂下部104または中央部103と接触するため、一対の垂下部104および中央部103はストッパの役割を果たしている。なお、領域Sが特許請求の範囲における「回転部材仮想通過領域」に相当する。
As shown in FIG. 2, a region S is a region through which the
一対の垂下部104間の距離は、軸方向Cにおける第1突出部27の幅と、上述したマグネットホルダ7の円滑な回転に必要な所定隙間の和よりも大きく設定されている。具体的には、後述する傾斜抑制部材100の固定工程において、ターミナルカバー101を円滑にボディ11に固定できるようにするためのクリアランスを含むように一対の垂下部104間の距離は決定されている。一対の垂下部104の、鉛直方向E端面は、ストッパ15aとの間にも所定隙間を形成している。具体的には、アーム15の円滑な回転を阻害しないように隙間の幅が決定される。
The distance between the pair of hanging
特許請求の範囲における「回転軸領域」とは、本実施形態では、軸方向Cからみた軸孔5の投影領域をいう。
In the present embodiment, the “rotation axis region” in the claims refers to a projection region of the
なお、ターミナル39は、ホール素子19の電極、つまり、リード41の個数と同数(ここでは各3個)配置されている。ホール素子19は、ケーシング37の保持孔37aに挿入され、各リード41が対応するターミナル39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11にインサート成型により固定される。
The number of
図3に示すように、ホール素子19の検知部43は、マグネット17の内側にて、且つ、軸部9の軸方向Cにおいて、マグネット17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19と交差するマグネット17の磁束Mの量(磁束量)を多くして、ホール素子19の出力電圧を高めて、液面3の高さの検出精度を高めることができる。なお、ホール素子19は特許請求の範囲における「磁電検出素子」に相当する。
As shown in FIG. 3, the
ここで、ホール素子19の作動について簡単に説明する。ホール素子19(詳しくは検知部43)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、検知部43を通過する磁束密度に比例したホール電圧が発生する。つまり、図4に示す様に、検知部43と磁束Mが直交するときに、検知部43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。また、検知部43と磁束Mが平行となるときに、検知部43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。
Here, the operation of the
また、燃料レベルゲージ1では、液面3の変動によりマグネットホルダ7が回転すると、ホール素子19の検知部43とマグネット17の磁束Mとの交差角度が変化し、それにともなって、検知部43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7の回転角度、すなわち液面3の位置を測定することができる。
In the fuel level gauge 1, when the
燃料レベルゲージ1の製造方法について説明する。以下、燃料レベルゲージ1の製造方法の一例を示す。図1及び図2に示す様に、先ず、ターミナル39を、ケーシング37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37を形成する樹脂材質とターミナル39とは強固に結合される。
A method for manufacturing the fuel level gauge 1 will be described. Hereinafter, an example of the manufacturing method of the fuel level gauge 1 is shown. As shown in FIGS. 1 and 2, first, the terminal 39 is set in a
次に、ケーシング37の保持孔37a内にホール素子19を挿入する。保持孔37aは、有底状の止まり孔になっており、ホール素子19の先端を保持孔37aの底面に密着させる。
Next, the
続いて、ホール素子19の各リード41を対応するターミナル39に、たとえばヒュージング、はんだ付け、或いは、かしめ等により導通可能に接続する。次に、上述の工程が完了したケーシング37を、ボディ11樹脂成形用の型内にセットしてインサート成形する。
Subsequently, each lead 41 of the
次に、マグネット17が組み込まれたマグネットホルダ7の軸孔5と軸部9とを嵌合させて、マグネットホルダ7をボディ11に組み付ける。なお、マグネットホルダ7の規制部21aの内径より、規制部9bの外径の方が大きいが、例えば、マグネットホルダ7の規制部21aを軸部9の小径部9aに通した後に、規制部9bを小径部9aに(接着やねじ止め等によって)固定すればよい。
Next, the
次に、フロート13が既に固定されているアーム15を、マグネットホルダ7に取り付ける。具体的には、アーム15のストッパ15aをマグネットホルダ7の固定孔33に挿入するとともに、アーム15を係止突起31によってマグネットホルダ7の表面に固定する。
Next, the
次に、ターミナルカバー101によってボディ11から露出するターミナル39が覆われるように、傾斜抑制部材100をボディ11に固定する。具体的には、一対の垂下部104間に第1突出部27を配置させ、傾斜抑制部材100を軸方向Cに移動させる。そして、ターミナルカバー101によってターミナル39を覆い、傾斜抑制部材100をボディ11に固定する。このとき、一対の垂下部104間の距離は、傾斜抑制部材100を軸方向Cへスライドさせるのに必要なクリアランスも含むように設定されている。なお、固定方法は螺子止めや嵌合式など種々の方法が考えられる。以上で、燃料レベルゲージ1の製造工程が終了する。
Next, the
次に、本実施形態における効果について説明する。 Next, the effect in this embodiment is demonstrated.
(1)アーム15と接続されたフロート13は燃料の液面3に浮かんでおり、アーム15がマグネットホルダ7に係止めされている位置からフロート13の位置までの間においてアーム15は何ら固定されていない。そのため、車両の振動によってアーム15が振動すると、一体となって係止めされているマグネットホルダ7も振動する。そして、マグネットホルダ7は、マグネットホルダ7の回転軸とボディ11の中心軸とが互いに傾斜するように傾く場合がある。本実施形態では、マグネットホルダ7の回転軸とボディ11の中心軸が互いに傾斜したと仮定した場合に第1突出部27が通過する領域である領域Sにてホルダ対向部102の一部が第1突出部27と対向するように配置されている。そのため、マグネットホルダ7が、マグネットホルダ7の回転軸とボディ11の中心軸とが互いに傾斜するように傾こうとした場合に第1突出部27がホルダ対向部102と接触し、それ以上の傾斜が抑制されることとなる。そのため、マグネットホルダ7の回転軸とボディ11の中心軸とが互いに傾斜することを抑制することができる。したがって、高精度な液面高さの検出が可能となる。
(1) The
(2)マグネットホルダ7の回転軸とボディ11の中心軸とが互いに傾斜する方向へのマグネットホルダ7の傾斜は、回転軸を中心に発生する。そのため、アーム15の振動に起因するマグネットホルダ7の傾斜する量、つまりマグネットホルダ7の回転軸線とボディ11の中心軸線とが平行である場合に対するマグネットホルダ7の移動量は回転中心よりも遠心方向外方側において大きい。本実施形態では、ホルダ対向部102を回転軸線から遠心方向に離れたマグネットホルダ7の端部である第1突出部27に対向するように設けている。そのため、回転軸線付近においてホルダ対向部102を設けることでマグネットホルダ7の傾斜を抑制する場合と比較して、ホルダ対向部102と第1突出部27間の隙間の幅が同じであるときに抑制できる傾斜量が大きい。したがって、効率的にマグネットホルダ7の回転軸線がボディ11の中心軸線に対して傾斜することを抑制することができる。
(2) The inclination of the
(3)ホルダ対向部102は、第2突出部29よりもターミナル39の近傍にある第1突出部27に対向するように形成されている。そのため、ホルダ対向部102を、ターミナル39を覆うために必要なターミナルカバー101と一体成型しやすく、一体成型した場合の傾斜抑制部材100を小型化することができる。
(3) The
(4)ホルダ対向部102と第1突出部27との間には所定の隙間が形成されている。そのため、マグネットホルダ7の回転を阻害することがない。
(4) A predetermined gap is formed between the
(5)一対の垂下部104間の距離は、軸方向Cにおける第1突出部27の幅と、上述したマグネットホルダ7の円滑な回転に必要な所定隙間の和だけでなく、傾斜抑制部材100を軸方向Cへスライドさせるのに必要なクリアランスも含むように設定されている。そのため、傾斜抑制部材100のボディ11への固定が容易になる。具体的には、一対の垂下部104間に第1突出部27が配置されてから軸方向Cへ傾斜抑制部材100をスライド移動させる際に、一方の垂下部104が第1突出部27に衝突することを抑制できる。
(5) The distance between the pair of hanging
(第2実施形態)
以下、本発明の第2実施形態について図5に基づいて説明する。なお、第1実施形態と重複する部分については説明を簡略化または省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, description is simplified or abbreviate | omitted about the part which overlaps with 1st Embodiment.
本実施形態において、アーム15は、鉛直方向E、特に反フロート13側に延出する延出部151、第1屈曲部152、および第2屈曲部153を備える。延出部151は、フロート13に接続されている位置から直線的に延びている。第1屈曲部152は、延出部151と連続して一体形成されており、延出部151の反フロート13側の端部から軸方向C、具体的にはアーム15からみたボディ11方向に屈曲して延びている。第2屈曲部153は、第1屈曲部152と連続して一体形成されており、第1屈曲部152から鉛直方向E、図5における下方向に向かって屈曲して延びている。
In the present embodiment, the
本実施形態における傾斜抑制部材200は、ターミナルカバー201、アーム対向部202を備えている。ターミナルカバー201は、それぞれ第1実施形態におけるターミナルカバー101と果たす機能は同一である。なお、傾斜抑制部材200は金属製である。
The
アーム対向部202は、中央部203および立設部204を備える。中央部203は、ターミナルカバー201と一体形成されて、マグネットホルダ7の外側に配置されている。中央部203は、第2屈曲部153の鉛直方向Eの下端面と所定の隙間を隔てて対向するように配置されている。この所定の隙間は、アーム15の円滑な回転を可能とするためのものである。具体的には、金属製のアーム15がフロート13の上下動にともなって回転した場合に第2屈曲部153と中央部203とが接触しないような距離に設定されるものである。なお、ここでいう「回転」とは、マグネットホルダ7の回転軸とボディ11の中心軸とが互いに傾斜しないような回転をいう。つまり、フロート13の上下動に伴うアーム15の回転を指す。なお、傾斜抑制部材200は特許請求の範囲における「傾斜抑制部材」に相当する。また、アーム対向部202は特許請求の範囲における「アーム傾斜抑制部」に相当する。
The
立設部204は、図5の軸方向Cにおいて延出部151および第2屈曲部153と、鉛直方向Eにおいて第1屈曲部152とそれぞれ所定の隙間を隔てて対向するように配置されている。この所定の隙間は、アーム15の円滑な回転を可能とするためのものである。具体的には、金属製のアーム15がフロート13の上下動に伴って回転した場合でもアーム15が延出部151、第1屈曲部152、第2屈曲部153それぞれに接触しないような距離に設定される。
The standing
図5に示すように、マグネットホルダ7の回転軸とボディ11の中心軸が互いに傾斜したと仮定した場合にアーム15が通過する領域の一部が領域Tである。立設部204の一部は、領域T内において延出部151および第2屈曲部153と対向するように配置されている。つまり、マグネットホルダ7の回転軸とボディ11の中心軸が互いに傾斜するようにアーム15が傾斜しようとした場合、延出部151もしくは第2屈曲部153が立設部204と接触するため、立設部204はストッパの役割を果たしている。なお、領域Tが特許請求の範囲における「アーム仮想通過領域」に相当する。図5の領域Tは、アーム15が一方向に傾斜した場合の通過領域のみ示している。
As shown in FIG. 5, a region T is a part of a region through which the
図5に示すように、傾斜抑制部材200は、マグネットホルダ7およびボディ11の外側に配置されている。
As shown in FIG. 5, the
軸方向Cにおける延出部151と第2屈曲部153間の距離は、軸方向Cにおける立設部204の幅と、上述したマグネットホルダ7の円滑な回転に必要な所定隙間の和よりも大きく設定されている。具体的には、後述する傾斜抑制部材100の固定工程において、ターミナルカバー101を円滑にボディ11に固定できるようにするためのクリアランスを含むように延出部151と第2屈曲部153間の距離は決定されている。軸方向Cにおいて、第2屈曲部153とターミナルカバー201との間には所定の隙間が形成されている。具体的には、アーム15の円滑な回転を阻害しないように隙間の幅が決定される。
The distance between the extending
特許請求の範囲における「回転軸領域」とは、本実施形態では、軸方向Cからみたマグネットホルダ7の投影領域をいう。
The “rotary axis region” in the claims refers to a projection region of the
燃料レベルゲージ1の製造方法について第1実施形態と異なるのは、傾斜抑制部材200の固定方法である。以下、本実施形態における傾斜抑制部材200の固定方法の一例を示す。
The manufacturing method of the fuel level gauge 1 is different from the first embodiment in the method of fixing the
まず、図5における軸方向Cおよび鉛直方向の双方に直交する方向(紙面方向)から、立設部204が延出部151および第2屈曲部153間に介在しているように傾斜抑制部材200を配置する。そして、軸方向Cに傾斜抑制部材200をスライドしてターミナルカバー201をボディ11に固定することで傾斜抑制部材200を固定する。
First, the
次に、本実施形態における効果について説明する。 Next, the effect in this embodiment is demonstrated.
(1)第1実施形態のように傾斜抑制部材100が領域Sにおいてマグネットホルダ7と対向している場合には、傾斜抑制部材100とマグネットホルダ7間に所定の隙間を形成しておく必要がある。マグネットホルダ7は樹脂製であるため、その所定の隙間は、マグネットホルダ7が膨潤した場合を考慮してマグネットホルダ7の円滑な回転を可能とする幅でなければならない。ここで、樹脂の膨潤度はあらゆる環境によって左右されるため、膨潤を考慮した所定の隙間は設計時に固定値として設計することが困難である。そのため、各種部材の寸法設計が困難となりやすい。しかし、本実施形態においては、立設部204の一部は、領域T内において延出部151および第2屈曲部153と対向するように配置されている。つまり、マグネットホルダ7の回転軸とボディ11の中心軸が互いに傾斜するようにアーム15が傾斜しようとした場合、延出部151もしくは第2屈曲部153が立設部204と接触する。アーム15は金属製であるため、アーム15と、延出部151および第2屈曲部153との間の隙間設計において膨潤を考慮する必要はない。そのため、第1実施形態と比較して各種部材の寸法設計が容易となる。
(1) When the
(2)傾斜抑制部材200は、マグネットホルダ7およびボディ11の外側に配置されている。そのため、傾斜抑制部材200を、軸方向Cからみたマグネットホルダ7もしくはボディ11の投影領域内において配置する場合と比較して、傾斜抑制部材200の固定工程においてマグネットホルダ7もしくはボディ11などの部品が邪魔になることがない。したがって、傾斜抑制部材200を、軸方向Cからみたマグネットホルダ7もしくはボディ11の投影領域内において配置する場合と比較して、傾斜抑制部材200の固定を容易に行うことができる。
(2) The
その他、第1実施形態と同様の効果を奏する。 In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(他の実施形態)
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り、以下のように変形させてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and may be modified as follows as long as it belongs to the technical scope of the present invention.
・上記第1実施形態では、ホルダ対向部102は中央部103および一対の垂下部104を有しているが、一対の垂下部104がなくてもよい。たとえば中央部103のみであってもよい。この場合には、軸方向Cから傾斜抑制部材100をスライドさせてボディ11に固定させることができるため、燃料レベルゲージ1の製造が容易になる。また、垂下部104は、軸方向Cにおける片側からのみ第1突出部27を覆うように配置されているようにしてもよい。
In the first embodiment, the
・ホルダ対向部102はターミナルカバー101と一体成型されていなくてもよい。ターミナルカバー101とホルダ対向部102とが別部材であり、製造工程において両者を一体にしてもよい。
The
・ホルダ対向部102は鉛直方向Eにおけるマグネットホルダ7の上端部(第1突出部27)と対向するように配置されているが、鉛直方向Eにおけるマグネットホルダ7の下端部(図2における第2突出部29)と対向するように配置されるようにしてもよい。
The
・第1突出部27の隅は直角だけではなく丸みを帯びた形状としてもよい。丸みを帯びた形状とすることで、マグネットホルダ7の回転軸とボディ11の中心軸が互いに傾斜して第1突出部27が一対の垂下部104に接触したとしても、直角である場合と比較して円滑にマグネットホルダ7が回転することができる。
The corners of the
・上記第2実施形態においては、軸方向Cからみたボディ11およびマグネットホルダ7の投影面外に傾斜抑制部材200を配置し、立設部204をアーム15の一部と対向させたが、図6のように投影面内に傾斜抑制部材200を配置してもよい。
In the second embodiment, the
・上記実施形態においてはマグネットホルダ7の回転軸とボディ11の中心軸が互いに傾斜することを抑制するために、マグネットホルダ7もしくはアーム15と対向する傾斜抑制部材100、200を設けたが、これに限られるものではなく、マグネットホルダ7と一体に回転する別部材と対向するように傾斜抑制部材を設けてもよい。
In the above embodiment, in order to prevent the rotation axis of the
・上記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に限る必要はない。例えば、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。 In the above embodiment, the case where the liquid level detection device is applied to a fuel level gauge for automobiles has been described as an example. However, the use is not limited to the fuel level gauge for automobiles. For example, you may apply for the detection of the liquid level in containers, such as another liquid mounted in a motor vehicle, for example, brake fluid, engine cooling water. Furthermore, the present invention is not limited to automobiles, and may be applied for detecting a liquid level in a liquid container provided in various consumer devices.
・上記実施形態では、磁電変換素子としてホール素子を用いて説明したが、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。 In the above embodiment, the Hall element is used as the magnetoelectric conversion element. However, the present invention is not limited to this, and other types of magnetoelectric conversion elements such as MRE elements (magnetoresistance elements) or magnetic diodes may be used. Good.
・上記実施形態では、外部の電気回路と接続するためのターミナルの個数を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。 -In the said embodiment, although the number of the terminals for connecting with an external electric circuit is set to three, it is not necessary to limit to three and may increase / decrease as needed.
・上記実施形態では、マグネット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 above embodiment, the material of the magnet is a ferrite magnet, but other materials such as a rare earth magnet and an alnico magnet may be used. Further, the magnet may be formed only from metal, or may be formed as a bonded magnet obtained by mixing and molding metal powder and resin.
・傾斜抑制部材の配置される位置は、上記第1実施形態では軸方向Cからみた軸孔5の投影領域外、上記第2実施形態においては軸方向Cからみたマグネットホルダ7の投影領域外としたが、これに限られるものではなく、マグネットホルダ7の回転軸を中心として遠心方向に所定距離離れた所定領域外に配置されていればよい。
The position where the inclination suppressing member is disposed is outside the projection region of the
・上記実施形態において傾斜抑制部材100、200は金属製としたが、その他、燃料に対する膨潤に強い素材、たとえばPPSなどの素材を用いてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態に記載の領域Sおよび領域Tは、あくまで一例であり、マグネットホルダ7とボディ11間の隙間量や各種部材の大きさや材質など様々な要因によって変わるものである。
-The area | region S and area | region T which are described in the said embodiment are an example to the last, and change with various factors, such as the clearance gap between the
1 燃料レベルゲージ、5 軸孔、7 マグネットホルダ、9 軸部、11 ボディ、13 フロート、15 アーム、17 マグネット、19 ホール素子、43 検知部、100,200 傾斜抑制部材、101,201 ターミナルカバー、102 ホルダ対向部、103,203 中央部、104 垂下部、202 アーム対向部、204 立設部、151 延出部、152 第1屈曲部、153 第2屈曲部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel level gauge, 5 shaft hole, 7 Magnet holder, 9 Shaft part, 11 Body, 13 Float, 15 Arm, 17 Magnet, 19 Hall element, 43 Detection part, 100,200 Inclination suppression member 101,201 Terminal cover, 102 Holder facing part, 103, 203 center part, 104 hanging part, 202 arm facing part, 204 standing part, 151 extension part, 152 first bending part, 153 second bending part
Claims (4)
前記液面高さの変化に応じて所定の回転軸線を中心として回転する回転部材(7)と、
前記回転部材に保持されて前記回転部材とともに回転するマグネット(17)と、
前記回転部材を回転可能に軸受する固定部材(11)と、
前記固定部材に保持されて、前記マグネットの発生磁界を検出することにより、前記液面高さに関する検出信号を出力する磁電変換素子(19)と、
前記回転部材に保持されるとともに前記回転部材と一体で回転するアーム(15)と、
前記回転軸線から遠心方向に所定距離広がる回転軸領域よりも遠心方向外方側に配設され、前記回転部材の回転軸線が前記固定部材の中心軸線に対して傾斜することを抑制する傾斜抑制部材(100、200)を備え、
前記傾斜抑制部材は、前記回転軸線方向の両側から前記回転部材に対向する、一対の垂下部(104)を有することを特徴とする液面検出装置。 A liquid level detection device for detecting a liquid level height of a liquid in a container,
A rotating member (7) that rotates about a predetermined axis of rotation in accordance with a change in the liquid level,
A magnet (17) held by the rotating member and rotating together with the rotating member;
A fixing member (11) for rotatably bearing the rotating member;
A magnetoelectric conversion element (19) that outputs a detection signal related to the liquid level by detecting a magnetic field generated by the magnet held by the fixing member;
An arm (15) that is held by the rotating member and rotates integrally with the rotating member;
An inclination suppression member that is disposed on the outer side in the centrifugal direction than the rotation axis region that extends a predetermined distance in the centrifugal direction from the rotation axis, and that prevents the rotation axis of the rotation member from being inclined with respect to the central axis of the fixed member. equipped with a (100, 200),
The tilt suppressing member, the opposed from both sides of the rotation axis direction of the rotating member, a liquid level detecting apparatus according to claim Rukoto to have a pair of hanging portions (104).
前記傾斜抑制部材は、前記回転部材仮想通過領域に配置される回転部材傾斜抑制部(102)を備えることを特徴とする請求項1に記載の液面検出装置。 When it is assumed that the tilt suppressing member is not provided, a rotation member virtual passage region (S) is defined as a region through which the rotation member passes when the rotation axis of the rotation member is inclined with respect to the central axis of the fixed member. And when
The liquid level detection device according to claim 1, wherein the inclination suppression member includes a rotation member inclination suppression unit (102) disposed in the rotation member virtual passage region.
前記傾斜抑制部材を備えていないと仮定した場合において、前記回転部材の回転軸線が前記固定部材の中心軸線に対して傾斜したときに前記アームの通過する領域をアーム仮想通過領域(T)としたときに、
前記傾斜抑制部材は、前記アーム仮想通過領域に配置されるアーム傾斜抑制部(202)を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の液面検出装置。 The arm is made of metal, and the rotating member is made of resin;
When it is assumed that the tilt suppressing member is not provided, a region where the arm passes when the rotation axis of the rotating member is tilted with respect to the central axis of the fixed member is defined as an arm virtual passing region (T). sometimes,
The liquid level detection device according to claim 1, wherein the tilt suppression member includes an arm tilt suppression unit (202) disposed in the arm virtual passage region.
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