JP6521452B2

JP6521452B2 - 液面センサ

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Publication number: JP6521452B2
Application number: JP2015203382A
Authority: JP
Inventors: 山本　光雄; 光雄山本
Original assignee: 有限会社フジタックス
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2035-10-15
Also published as: JP2017075853A

Description

本発明は、容器などに収容された液体の液面レベルを検知する液面センサに関する。

従来の液面センサの一例として、特許文献１には、油タンクの油量を指針で示す油量計が記載されている。この油量計は、油面に浮かぶ浮子と、浮子に設けられた長孔に挿通されたねじれ帯板と、ねじれ帯板に軸杆を介して設けられた指針と、浮子に設けられたガイド孔に挿通されたガイド杆とを備えている。油量計を油タンクに設置した状態において、油面レベルが変動すると、浮子がガイド杆に案内されて上下方向に移動しながら、ねじれ帯板、軸杆および指針を回動させる。したがって、指針の位置を確認することで油面レベルを知ることができる。

実開昭５９−１５２４２５号公報

特許文献１に記載された油量計では、振動による油の揺れなどで浮子が暴れるおそれがあり、浮子が暴れた場合には、油面レベルの正確な検出が困難になるおそれがあった。つまり、浮子が暴れると、ねじれ帯板およびガイド杆のそれぞれと浮子との摩擦抵抗が大きくなるため、油面レベルの変動に対する浮子の追従性が損なわれ、指針の指し示す方向が油面レベルに対応しなくなるおそれがあった。

本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、液面レベルをより正確に検出できる、液面センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る液面センサの特徴は、液体を収容する液体収容領域に上下方向に延びて回転可能に配置される螺旋状のねじり回動軸と、前記液体の液面に浮かび、前記液体の液面レベルの変動に応じて上下方向に移動するとともに、その移動の際に前記ねじり回動軸に力を付与して前記ねじり回動軸を回動させるフロートと、前記ねじり回動軸の回動角度に応じて前記液体の液面レベルに関する情報を表示する表示部と、前記フロートの一部に当接して前記フロートの回動を阻止する回動阻止部と、前記ねじり回動軸および前記フロートを囲むように上下方向に延びて配置された筒状のケースとを備え、前記ねじり回動軸は、両端部の各先端部が前記筒状のケースの両端部をそれぞれ塞ぐ部材によってそれぞれ回転自在な状態で支持されていることにある。

この構成では、ねじり回動軸およびフロートを囲むようにして筒状のケースが配置されているので、液体収容領域にある液体が振動などで揺れた場合でも、ケース内の液体の液面に浮かんだフロートを平静に保つことができる。これにより、ねじり回動軸および回動阻止部のそれぞれとフロートとの摩擦抵抗を低減でき、液面レベルの変動に対するフロートの追従性（動作の安定性）を高めて、液面レベルの検出精度を高めることができる。また、摩擦抵抗を低減できることから、フロートを小型化でき、液面センサの全体を小型化できる。

本発明の他の特徴は、前記ねじり回動軸は、前記両端部の各先端部が半球状に形成されて前記筒状のケースの両端部をそれぞれ塞ぐ部材に凹状に窪んで形成された軸受け部に突き当たった状態で支持されていることにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る液面センサの特徴は、液体を収容する液体収容領域に上下方向に延びて回転可能に配置される螺旋状のねじり回動軸と、前記液体の液面に浮かび、前記液体の液面レベルの変動に応じて上下方向に移動するとともに、その移動の際に前記ねじり回動軸に力を付与して前記ねじり回動軸を回動させるフロートと、前記ねじり回動軸の回動角度に応じて前記液体の液面レベルに関する情報を表示する表示部と、
前記フロートの一部に当接して前記フロートの回動を阻止する回動阻止部と、前記ねじり回動軸および前記フロートを囲むように上下方向に延びて配置された筒状のケースとを備え、前記フロートは、前記ねじり回動軸が挿通されるとともに少なくとも一部がスリットで構成された第１貫通孔と、前記スリットの内面に複数の突起部が設けられるとともに、これらの突起部のうちの少なくとも１つが前記ねじり回動軸に当接する第１突部と、前記第１突部を有して前記液体の比重よりも小さい比重を有する非発泡樹脂で形成された第１部分と、前記第１部分の上部に設けられて前記非発泡樹脂の比重よりも小さい比重を有する発泡樹脂または発泡ゴムで形成された第２部分とを有して、前記フロート全体の重心が上下方向の中央部よりも下方に位置するように形成されており、前記第１突部は、前記フロートの上部のみまたは下部のみに設けられていることにある。

また、この構成では、第１突部がねじり回動軸に当接するので、フロートとねじり回動軸との間の摩擦抵抗を低減でき、液面レベルの検出精度を高めることができる。また、この構成では、長孔状のスリットの内面に設けられた複数の突起部の少なくとも１つがねじり回動軸に当接するので、フロートとねじり回動軸との間の摩擦抵抗を低減でき、液面レベルの検出精度を高めることができる。

また、この構成においては、第１突部は、非発泡樹脂で形成されているので、発泡樹脂で形成されている場合に比べて破損し難い。また、第２部分は、第１部分の非発泡樹脂よりも比重が小さい発泡樹脂で形成されているので、フロート全体としては、非発泡樹脂だけで形成されている場合よりも大きな浮力を得ることができる。さらに、第２部分は第１部分の上部に設けられているので、フロート全体の重心を上下方向の中央部よりも下方に配置することができ、フロートの揺れを抑制できる。

また、この構成では、フロート全体の重心が上下方向の中央部よりも下方にあり、フロートの上部がフロートの下部よりも揺れ易くなっているが、ねじり回動軸に当接する第１突部がフロートの上部に設けられているので、フロートの上部の揺れを抑制できる。

また、この構成では、ねじり回動軸に当接する第１突部がフロートの揺れ難い下部に設けられているので、ねじり回動軸と第１突部との摩擦抵抗を低減でき、液面レベルの検出精度を高めることができる。

上記目的を達成するため、本発明に係る液面センサの特徴は、液体を収容する液体収容領域に上下方向に延びて回転可能に配置される螺旋状のねじり回動軸と、前記液体の液面に浮かび、前記液体の液面レベルの変動に応じて上下方向に移動するとともに、その移動の際に前記ねじり回動軸に力を付与して前記ねじり回動軸を回動させるフロートと、前記ねじり回動軸の回動角度に応じて前記液体の液面レベルに関する情報を表示する表示部と、前記フロートの一部に当接して前記フロートの回動を阻止する回動阻止部と、前記ねじり回動軸および前記フロートを囲むように上下方向に延びて配置された筒状のケースとを備え、前記回動阻止部は、上下方向に延びるワイヤーで構成された線状部材を有しており、前記フロートは、前記線状部材が上下方向に挿通される第２貫通孔を有しており、前記第２貫通孔の内面には、第２突部が設けられており、前記第２突部が前記線状部材に当接することで前記フロートの回動が阻止されることにある。

この構成では、第２突部が線状部材に当接するので、フロートと回動阻止部との間の摩擦抵抗を低減でき、液面レベルの検出精度を高めることができる。

上記目的を達成するため、本発明に係る液面センサの特徴は、液体を収容する液体収容領域に上下方向に延びて回転可能に配置される螺旋状のねじり回動軸と、前記液体の液面に浮かび、前記液体の液面レベルの変動に応じて上下方向に移動するとともに、その移動の際に前記ねじり回動軸に力を付与して前記ねじり回動軸を回動させるフロートと、前記ねじり回動軸の回動角度に応じて前記液体の液面レベルに関する情報を表示する表示部と、前記フロートの一部に当接して前記フロートの回動を阻止する回動阻止部と、前記ねじり回動軸および前記フロートを囲むように上下方向に延びて配置された筒状のケースとを備え、前記ケースの上部側面には、前記液体収容領域に対して開口する空気出入口が設けられており、前記ケースの下部には、液体出入口が設けられており、前記液体出入口には、フィルターが設けられていることにある。

この構成では、液体出入口に設けられたフィルターを通してケース内に液体を流入させることができるので、異物の流入を防止できるとともに、液体の急激な流入を防止できる。また、液面が上昇する際には、ケース内の空気を空気出入口から速やかに排出することができる。これらにより、フロートの上下方向への移動に伴うねじり回動軸の回動動作を安定させることができ、液面レベルの検出精度を高めることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記フロートは、比重が０．８３のポリ４−メチルペンテン−１で構成されていることにある。

また、本発明においては、前記回動阻止部は、前記ケースの内面に上下方向に延びて設けられた条溝を有しており、前記フロートは、前記条溝に配置される第３突部を有しており、前記第３突部が前記条溝の内面に当接することで前記フロートの回動が阻止されるようにすることができる。この構成によれば、回動阻止部の条溝がケースの一部で構成されているので、部品点数を削減でき、簡単かつ安価に製造できる。

また、本発明においては、前記回動阻止部は、前記ケースの内面に上下方向に延びて設けられた突条を有しており、前記フロートは、前記突条が配置される溝を有しており、前記溝の内面が前記突条に当接することで前記フロートの回動が阻止されるようにすることができる。この構成によれば、回動阻止部の突条がケースの一部で構成されているので、部品点数を削減でき、簡単かつ安価に製造できる。

削除

また、本発明においては、前記ケースは透明材料で形成することができる。

この構成では、液面センサにおけるケース内の状態を確認しながら組み立て作業を行えるため組立作業を容易に行うことができるとともに、ねじり回動軸およびフロートの状態をケースの外側から目視で確認できるので、点検作業を容易に行うことができる。

また、本発明においては、前記ケースの下部には、前記液体を収容する容器の底部に固定される固定部を設けることができる。

この構成では、液面センサの全体を容器の底部に固定することができる。

第１実施形態に係る液面センサの構成を示す縦断面図である。第１実施形態に係る液面センサの構成を示す平面図である。第１実施形態に係る液面センサの構成を示す横断面図である。（Ａ）はフロートの構成を示す縦断面図であり、（Ｂ）はスリットの構成を示す平面図である。回転体の構成を下方から示す斜視図である。他の回転体の構成を下方から示す斜視図である。第２実施形態に係る液面センサの構成を示す縦断面図である。第２実施形態に係る液面センサの構成を示す平面図である。第２実施形態に係る液面センサの構成を示す横断面図である。第３実施形態に係る液面センサの構成を示す縦断面図である。第３実施形態に係る液面センサの構成を示す横断面図である。第４実施形態に係る液面センサの構成を示す横断面図である。

以下、本発明に係る液面センサの実施形態について図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る液面センサ１０の構成を示す縦断面図である。図２は、液面センサ１０の構成を示す平面図である。図３は、液面センサ１０の構成を示す横断面図である。図１に示すように、液面センサ１０は、液体（図示省略）を収容する液体収容領域Ｑに設けられ、液体の液面レベルを液量の変動の過程を通じて連続的に検知するものである。液体収容領域Ｑは、例えば、燃料タンク、ウォッシャー液タンクおよびラジエータなどの容器（図示省略）の内部空間であり、液面センサ１０は、燃料、ウォッシャー液およびラジエータ液などの液面レベルを連続的に検知するように構成されている。

図１に示すように、液面センサ１０は、ねじり回動軸１２と、液体の液面に浮かぶフロート１４と、ねじり回動軸１２の回動角度に応じて液面レベルに関する情報を表示する第１表示部１６および第２表示部１８と、フロート１４の回動を阻止する回動阻止部２０と、筒状のケース２２とを備えている。

図１に示すように、ねじり回動軸１２は、アルミニウム等の金属で形成された螺旋状の帯状部材である。ねじり回動軸１２の上端部には棒状の回動軸部２４が設けられており、ねじり回動軸１２の下端部には棒状の回動軸部２６が設けられている。各回動軸部２４，２６の先端部２４ａ，２６ａは、しぼり加工などによって半球状に形成されている。これらの先端部２４ａ，２６ａが、上下一対の軸受け部２８，３０によって回動可能に支持されている。液面センサ１０を液体収容領域Ｑに設けた状態において、ねじり回動軸１２は、液体収容領域Ｑに上下方向に延びて配置され、フロート１４から受ける力で液面レベルに応じた周方向位置に位置決めされる。

図１に示すように、フロート１４は、液体の液面レベルの変動に応じて上下方向に移動するとともに、その移動の際にねじり回動軸１２に力を付与してねじり回動軸１２を回動させるものである。

図４（Ａ）はフロート１４の構成を示す縦断面図であり、図４（Ｂ）はスリット４６の構成を示す平面図である。図４（Ａ）に示すように、フロート１４は、非発泡樹脂で形成された円柱状の第１部分３２と、発泡樹脂または発泡ゴムで形成された円柱状の第２部分３４とを有している。第１部分３２の非発泡樹脂は、液体の比重よりも小さい比重を有しており、第２部分３４の発泡樹脂または発泡ゴムは、非発泡樹脂の比重よりも小さい比重を有している。第２部分３４は、第１部分３２と同軸となるように、第１部分３２の上部にインサート成形等によって一体的に設けられている。これにより、フロート１４の重心Ｇは、フロート１４の軸方向中央部よりも下方に位置しており、液面に浮かんだときの安定性が確保されている。なお、第１部分３２を構成する非発泡樹脂は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、比重０．８３のポリ４−メチルペンテン−１が用いられている。第２部分３４を構成する発泡樹脂または発泡ゴムとしては、比重０．３〜０．５程度のものを適宜選択して用いることができる。

図１に示すように、フロート１４は、ねじり回動軸１２が上下方向に挿通される第１貫通孔３６と、回動阻止部２０の線状部材３８が上下方向に挿通される第２貫通孔４０とを有している。図４（Ａ）に示すように、第１貫通孔３６の内面には、ねじり回動軸１２（図１）に当たったり接したりする（以下、「当接」という）する第１突部４２が設けられており、第２貫通孔４０の内面には、線状部材３８（図１）に当接する第２突部４４が設けられている。第１突部４２および第２突部４４は、非発泡樹脂からなる第１部分３２に設けられている。つまり、非発泡樹脂からなる第１部分３２が第１突部４２および第２突部４４を有している。

図３に示すように、第１貫通孔３６は、フロート１４の上部に設けられた長方形のスリット４６と、スリット４６の下方に設けられた円形の孔４８とで構成されている。孔４８の内径は、スリット４６に外接する外接円Ｋの直径よりも大きくされている。これにより、孔４８の内面に対するねじり回動軸１２の接触が防止されている。

図４（Ｂ）に示すように、スリット４６の内面には、複数の突起部５０ａ〜５０ｆが設けられている。本実施形態では、スリット４６の一方の長辺４６ａに２つの突起部５０ａ，５０ｂが設けられており、スリット４６の一方の短辺４６ｂに１つの突起部５０ｃが設けられている。また、スリット４６の他方の長辺４６ｃに２つの突起部５０ｄ，５０ｅが設けられており、スリット４６の他方の短辺４６ｄに１つの突起部５０ｆが設けられている。フロート１４（図１）が上下方向に移動する際には、これらの突起部５０ａ〜５０ｆの少なくとも１つがねじり回動軸１２に当接する。なお、各突起部５０ａ〜５０ｆの形状および大きさは、特に限定されるものではないが、本実施形態では、突出長さが０．３〜０．７ｍｍ程度の三角形に形成されており、先端部が円弧状に丸められている。

図３および図４（Ａ）に示すように、第１部分３２で構成されたフロート１４の上面には、複数（本実施形態では３本）の突起５２が形成されている。図４（Ａ）に示すように、第１部分３２で構成されたフロート１４の下面には、複数（本実施形態では３本）の突起５４が形成されている。図１に示すように、フロート１４が最下位置Ｐｅにあるとき、複数の突起５４がキャップ部材５６の上面に当接し、フロート１４が最上位置Ｐｆにあるとき、複数の突起５２が表示部本体５８の下面に当接する。これにより、最下位置Ｐｅまたは最上位置Ｐｆにあるフロート１４がキャップ部材５６の上面または表示部本体５８の下面に付着することを防止でき、液面レベルの変動に対してフロート１４を迅速に追従させることができる。

図１に示すように、第１表示部１６は、表示部本体５８と、回転体６２と、回転体６２に記された指針６４（図２）と、モニター窓６６と、モニター窓６６に記された目盛６８（図２）とを有している。表示部本体５８は、ケース２２の上部開口７０を閉塞するようにケース２２の上端部２２ａに設けられたキャップ部５８ａと、キャップ部５８ａの外周部から上方に突出して形成された筒状部５８ｂとを有している。キャップ部５８ａの中央部には、ねじり回動軸１２の回動軸部２４が挿通される貫通孔７２が形成されており、キャップ部５８ａの下面には、固定穴７４が形成されている。固定穴７４には、線状部材３８の上端部３８ａが挿し込まれて固定されている。

図５は、回転体６２の構成を下方から示す斜視図である。図５に示すように、回転体６２は、ねじり回動軸１２の回動軸部２４に固定される固定部６２ａと、固定部６２ａに対して一体的に設けられた円板部６２ｂとを有している。固定部６２ａは、貫通孔７６を有する円筒状に形成されており、回動軸部２４が貫通孔７６に挿通されて、貫通孔７６の内面に固定されている。

図２に示すように、指針６４は、液面レベルに対応する目盛６８などを指し示す矢印であり、円板部６２ｂの上面に塗料などで記されている。モニター窓６６は、表示部本体５８における筒状部５８ｂの上部開口７８を閉塞する円板状の部材であり、透明樹脂などの透明材料で形成されている。図１に示すように、モニター窓６６における下面の中央部には、回動軸部２４の先端部２４ａを回動可能に支持する軸受け部２８が設けられている。

図２に示すように、目盛６８は、モニター窓６６の上面または下面に塗料などで記された「Ｅ」，「Ｍ」，「Ｆ」の文字指標を有している。「Ｅ」は「Ｅｍｐｔｙ」を略した文字指標であり、「Ｍ」は「Ｍｉｄｄｌｅ」を略した文字指標であり、「Ｆ」は「Ｆｕｌｌ」を略した文字指標である。本実施形態では、図１に示すフロート１４が最下位置Ｐｅにあるとき、指針６４は文字指標「Ｅ」を指し示す。フロート１４が最下位置Ｐｅから上昇して図１に示す中間位置Ｐｍに到達すると、指針６４は文字指標「Ｍ」を指し示す。フロート１４がさらに上昇して図１に示す最上位置Ｐｆに到達すると、指針６４は文字指標「Ｆ」を指し示す。したがって、指針６４が指し示す文字指標を確認するだけで、液面レベルを簡単に知ることができる。

図１に示すように、第２表示部１８は、回転体６２に設けられた磁力発生部８０と、磁力発生部８０の磁力を検知するホール素子８２と、ホール素子８２を支持する配線基板８４と、配線基板８４に電気的に接続された制御部８６と、制御部８６に電気的に接続された表示装置８８とを有している。図５に示すように、磁力発生部８０は、回転体６２における円板部６２ｂの外周部に周方向に並べて設けられた複数（本実施形態では２１個）の磁石部９０を有している。本実施形態では、周方向の一方端部の磁石部９０ａが０ガウスの磁力を有するように構成されており、周方向の他方端部の磁石部９０ｂが２００ガウスの磁力を有するように構成されている。そして、磁石部９０ａと磁石部９０ｂとの間の各磁石部９０は、磁力が１０ガウスずつ変化するように構成されている。

図１に示すように、ホール素子８２は、磁力発生部８０の下方において、配線基板８４を介して表示部本体５８の筒状部５８ｂに固定されている。ホール素子８２は、フロート１４がいずれの位置に配置されているときでも、常に対向する磁石部９０（図５）の磁力を検出し、その磁力に対応する信号を制御部８６に付与するように構成されている。例えば、フロート１４が最下位置Ｐｅにあるとき、ホール素子８２は、対向する磁石部９０ａ（図５）の磁力「０ガウス」に対応する信号を制御部８６に付与する。フロート１４が中間位置Ｐｍにあるとき、ホール素子８２は、対向する磁石部９０ｃ（図５）の磁力「１００ガウス」に対応する信号を制御部８６に付与する。フロート１４が最上位置Ｐｆにあるとき、ホール素子８２は、対向する磁石部９０ｂ（図５）の磁力「２００ガウス」に対応する信号を制御部８６に付与する。制御部８６は、ホール素子８２から付与された信号に基づいて表示装置８８を制御し、液面レベルに関する情報を液晶ディスプレイなどに表示させる。

図１に示すように、回動阻止部２０は、フロート１４の一部に当接してフロート１４の回動を阻止するものであり、上下方向に延びる線状部材３８を有している。線状部材３８は、金属などの高剛性材料からなる線材（例えばピアノ線）、棒材およびワイヤー等であり、フロート１４に設けられた第２貫通孔４０に挿通されている。線状部材３８の横断面形状は、特に限定されるものではないが、第２突部４４との摩擦抵抗を小さくするためには、円形であることが望ましい。また、線状部材３８の直径は、特に限定されるものではないが、第２突部４４との摩擦抵抗を小さくするためには、０．２〜３．０ｍｍ程度であることが望ましい。

図１に示すように、ケース２２は、ねじり回動軸１２およびフロート１４を囲むように上下方向に延びて配置された円筒状の部材であり、透明樹脂などの透明材料で形成されている。ケース２２の上部には、空気出入口９２が設けられており、ケース２２の下部には、キャップ部材５６を介して液体出入口９４が設けられている。液体出入口９４にはフィルター９６が設けられている。また、ケース２２の上端部２２ａには、ケース２２の上部開口７０を閉塞するように表示部本体５８のキャップ部５８ａが設けられている。ケース２２の下端部２２ｂには、ケース２２の下部開口９８を閉塞するようにキャップ部材５６が設けられている。キャップ部材５６の上面の中央部には、回動軸部２６の先端部２６ａを回動可能に支持する軸受け部３０が設けられている。また、キャップ部材５６の上面には、固定穴１００が形成されている。固定穴１００には、線状部材３８の下端部３８ｂが挿し込まれて固定されている。

図１に示すように、液面センサ１０を容器（図示省略）の液体収容領域Ｑに設置した状態において、容器内に液体が存在しなければ、フロート１４は最下位置Ｐｅに配置され、図２に示す指針６４が文字指標「Ｅ」を指し示す。また、ホール素子８２は、対向する磁石部９０ａ（図５）の磁力「０ガウス」に対応する信号を制御部８６に付与し、制御部８６は、表示装置８８を制御して液体が存在しないことを示す情報を液晶ディスプレイなどに表示させる。フロート１４が最下位置Ｐｅから上昇すると、図２に示す指針６４は液面レベルに応じた文字指標、或いは、文字指標間の或る方向を指し示す。また、ホール素子８２は、対向する磁石部９０（図５）の磁力に対応する信号を制御部８６に付与し、制御部８６は、表示装置８８を制御して液面レベルに関する情報を液晶ディスプレイなどに表示させる。

第１実施形態によれば、上記構成により以下の各効果を奏することができる。すなわち、図１に示すように、ねじり回動軸１２およびフロート１４を囲むようにして筒状のケース２２が配置されているので、液体収容領域Ｑにある液体が振動などで揺れた場合でも、ケース２２内の液体の液面に浮かんだフロート１４を平静に保つことができる。これにより、ねじり回動軸１２および線状部材３８のそれぞれとフロート１４との摩擦抵抗を低減でき、液面レベルの変動に対するフロート１４の追従性（動作の安定性）を高めて、液面レベルの検出精度を高めることができる。また、摩擦抵抗を低減できることから、フロート１４を小型化でき、液面センサ１０の全体を小型化できる。

図１に示すように、第１突部４２を構成する複数の突起部５０ａ〜５０ｆの少なくとも１つがねじり回動軸１２に当接するので、フロート１４とねじり回動軸１２との間の摩擦抵抗を低減でき、液面レベルの検出精度を高めることができる。

図４（Ａ）に示すように、第１部分３２を構成する第１突部４２および第２突部４４は非発泡樹脂で形成されているので、発泡樹脂で形成されている場合に比べて破損し難い。また、第２部分３４は、第１部分３２の非発泡樹脂よりも比重が小さい発泡樹脂で形成されているので、フロート１４全体としては、非発泡樹脂だけで形成されている場合よりも大きな浮力を得ることができる。さらに、第２部分３４は第１部分３２の上部に設けられているので、フロート１４全体の重心Ｇを上下方向の中央部よりも下方に配置することができ、フロート１４の揺れを抑制できる。

図４（Ａ）に示すように、フロート１４全体の重心Ｇが上下方向の中央部よりも下方にあり、フロート１４の上部がフロート１４の下部よりも揺れ易くなっているが、ねじり回動軸１２に当接する第１突部４２がフロート１４の上部に設けられているので、フロート１４の上部の揺れを抑制できる。

図１に示すように、第２突部４４が線状部材３８に当接するので、フロート１４と回動阻止部２０との間の摩擦抵抗を低減でき、液面レベルの検出精度を高めることができる。

図１に示すように、液体出入口９４に設けられたフィルター９６を通してケース２２内に液体を流入させることができるので、異物の流入を防止できるとともに、液体の急激な流入を防止できる。また、液面が上昇する際には、ケース２２内の空気を空気出入口９２から速やかに排出することができる。これらにより、フロート１４の上下方向への移動に伴うねじり回動軸１２の回動動作を安定させることができ、液面レベルの検出精度を高めることができる。

図１に示すケース２２は透明材料で形成されているので、ねじり回動軸１２およびフロート１４の状態をケース２２の外側から目視で確認でき、これらの点検作業を容易に行うことができる。

なお、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、図５に示す磁力発生部８０は、図６に示す他の磁力発生部１０４に変更されてもよい。図６に示すように、他の磁力発生部１０４は、回転体１０６における円板部１０６ｂの外周部に周方向に連続して設けられた磁石部１０８を有している。磁石部１０８の下面１０８ａは、周方向において一定角度で傾斜しており、下面１０８ａとホール素子８２との間の上下方向距離は、磁力発生部１０４の一方端部１０４ａから他方端部１０４ｂに向けて徐々に短くなっている。したがって、回転体１０６を回動させたときにホール素子８２が検知する磁力の大きさは、一方端部１０４ａから他方端部１０４ｂに向けて徐々に大きくなり、磁力の大きさに基づいて液面レベルを知ることができる。

第１実施形態では、フロート１４が非発泡樹脂で形成された第１部分３２と、発泡樹脂または発泡ゴムで形成された第２部分３４とを有しているが、例えば、液体の比重が０．９よりも大きい場合には、フロート１４の全体が非発泡樹脂で形成されてもよい。

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係る液面センサ１１０の構成を示す縦断面図である。図８は、液面センサ１１０の構成を示す平面図である。図９は、液面センサ１１０の構成を示す横断面図である。図７に示すように、第２実施形態の液面センサ１１０は、ケース１１２と、ケース１１２の内部に収容されたフロート１１４と、ねじり回動軸１１６と、回動阻止部１１８とを備えている。回動阻止部１１８は、２本の線状部材１２０を有している。フロート１１４には、ねじり回動軸１１６が挿通される第１貫通孔１２２と、各線状部材１２０が挿通される２つの第２貫通孔１２４とが設けられている。フロート１１４の下部における第１貫通孔１２２の内面には、ねじり回動軸１１６に当接する第１突部１２６が設けられている。フロート１１４の下部における各第２貫通孔１２４の内面には、線状部材１２０に当接する第２突部１２８が設けられている。図９に示すように、第１突部１２６および第２突部１２８の各構成は、図３に示す第１突部４２および第２突部４４の各構成とほぼ同じである。

図７に示すように、ケース１１２の上端部に設けられたキャップ部材１３０には、ねじり回動軸１１６に設けられた回動軸部１１６ａが挿通される貫通孔１３０ａと、各線状部材１２０が挿通される２つの貫通孔１３０ｂとが形成されている。ケース１１２の下端部に設けられたキャップ部材１３２には、各線状部材１２０が挿通される２つの貫通孔１３２ａが形成されている。各線状部材１２０の下端部は、各貫通孔１３２ａからケース１１２の外部に引き出されて互いに連結されている。各線状部材１２０の上端部は、各貫通孔１３０ｂからケース１１２の外部に引き出されてキャップ部材１３０の上面に設けられた突部１３４に接合されている。図８に示すように、キャップ部材１３０の上面には目盛１３６が記されており、キャップ部材１３０の上面に突出した回動軸部１１６ａに指針１３８が取り付けられている。

図７に示すように、第２実施形態では、フロート１１４の重心Ｇがフロート１１４の軸方向中央部よりも下方に位置しており、ねじり回動軸１１６に当接する第１突部１２６がフロート１１４の揺れ難い下部に設けられている。また、各線状部材１２０に当接する各第２突部１２８がフロート１１４の揺れ難い下部に設けられている。したがって、ねじり回動軸１１６と第１突部１２６との摩擦抵抗や、各線状部材１２０と各第２突部１２８との摩擦抵抗を低減でき、液面レベルの検出精度を高めることができる。

（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態に係る液面センサ１４０の構成を示す縦断面図である。図１１は、液面センサ１４０の構成を示す横断面図である。図１０に示すように、第３実施形態の液面センサ１４０は、ケース１４２と、ケース１４２の内部に収容されたフロート１４４と、ねじり回動軸１４６と、回動阻止部１４８とを備えている。図１１に示すように、回動阻止部１４８は、ケース１４２の内面に上下方向に延びて互いに対向して設けられた２本の条溝１５０を有している。フロート１４４は、各条溝１５０に配置される２つの第３突部１５２を有している。各第３突部１５２は、フロート１４４の側面に上下方向に延びて形成された突起または突条（本実施形態では突条）であり、各第３突部１５２が対応する条溝１５０の内面に当接することでフロート１４４の回動が阻止される。

図１０に示すように、ケース１４２の下端部には、磁石部（図示省略）を有する回転体１５６とホール素子１５８とが組み込まれた表示部１６０が設けられている。表示部１６０は、ケース１４２の下部開口１６２を閉塞するキャップ部１６０ａと、オーリング１６４が装着される環状の溝部１６０ｂと、液体を収容する容器１６６の底部１６６ａに固定されるフランジ状の固定部１６０ｃとを有している。固定部１６０ｃには、複数の貫通孔１６８が設けられている。液面センサ１４０を容器１６６に取り付ける際には、固定部１６０ｃが底部１６６ａに当接され、固定手段としてのボルト（図示省略）が各貫通孔１６８に挿通され、これらのボルトが底部１６６ａに対してナット等を用いて固定される。なお、ケース１４２とフロート１４４との間の隙間を０.７ｍｍ以上確保することでフロート１４４の動きをより滑らかにすることができる。

第３実施形態では、回動阻止部１４８の各条溝１５０がケース１４２の一部で構成されているので、部品点数を削減でき、簡単かつ安価に製造できる。

（第４実施形態）
図１２は、第４実施形態に係る液面センサ１７０の構成を示す横断面図である。図１２に示すように、第４実施形態の液面センサ１７０は、ケース１７２と、ケース１７２の内部に収容されたフロート１７４と、ねじり回動軸１７６と、回動阻止部１７８とを備えている。回動阻止部１７８は、ケース１７２の内面に上下方向に延びて互いに対向して設けられた２本の突条１８０を有している。フロート１７４は、各突条１８０が配置される２つの溝１８２を有している。各溝１８２の内面が対応する突条１８０に当接することでフロート１７４の回動が阻止される。

第４実施形態では、回動阻止部１７８の各突条１８０がケース１７２の一部で構成されているので、部品点数を削減でき、簡単かつ安価に製造できる。なお、ケース１７２とフロート１７４との間の隙間を０.７ｍｍ以上確保することでフロート１４４の動きをより滑らかにすることができる。

Ｑ…液体収容領域、１０…液面センサ、１２…ねじり回動軸、１４…フロート、
１６…第１表示部、１８…第２表示部、２０…回動阻止部、２２…ケース

Claims

液体を収容する液体収容領域に上下方向に延びて回転可能に配置される螺旋状のねじり回動軸と、
前記液体の液面に浮かび、前記液体の液面レベルの変動に応じて上下方向に移動するとともに、その移動の際に前記ねじり回動軸に力を付与して前記ねじり回動軸を回動させるフロートと、
前記ねじり回動軸の回動角度に応じて前記液体の液面レベルに関する情報を表示する表示部と、
前記フロートの一部に当接して前記フロートの回動を阻止する回動阻止部と、
前記ねじり回動軸および前記フロートを囲むように上下方向に延びて配置された筒状のケースとを備え、
前記ねじり回動軸は、
両端部の各先端部が前記筒状のケースの両端部をそれぞれ塞ぐ部材によってそれぞれ回転自在な状態で支持されている、液面センサ。
前記ねじり回動軸は、
前記両端部の各先端部が半球状に形成されて前記筒状のケースの両端部をそれぞれ塞ぐ部材に凹状に窪んで形成された軸受け部に突き当たった状態で支持されている、請求項１に記載の液面センサ。
液体を収容する液体収容領域に上下方向に延びて回転可能に配置される螺旋状のねじり回動軸と、
前記液体の液面に浮かび、前記液体の液面レベルの変動に応じて上下方向に移動するとともに、その移動の際に前記ねじり回動軸に力を付与して前記ねじり回動軸を回動させるフロートと、
前記ねじり回動軸の回動角度に応じて前記液体の液面レベルに関する情報を表示する表示部と、
前記フロートの一部に当接して前記フロートの回動を阻止する回動阻止部と、
前記ねじり回動軸および前記フロートを囲むように上下方向に延びて配置された筒状のケースとを備え、
前記フロートは、
前記ねじり回動軸が挿通されるとともに少なくとも一部がスリットで構成された第１貫通孔と、
前記スリットの内面に複数の突起部が設けられるとともに、これらの突起部のうちの少なくとも１つが前記ねじり回動軸に当接する第１突部と、
前記第１突部を有して前記液体の比重よりも小さい比重を有する非発泡樹脂で形成された第１部分と、
前記第１部分の上部に設けられて前記非発泡樹脂の比重よりも小さい比重を有する発泡樹脂または発泡ゴムで形成された第２部分とを有して、前記フロート全体の重心が上下方向の中央部よりも下方に位置するように形成されており、
前記第１突部は、前記フロートの上部のみまたは下部のみに設けられている、液面センサ。
液体を収容する液体収容領域に上下方向に延びて回転可能に配置される螺旋状のねじり回動軸と、
前記液体の液面に浮かび、前記液体の液面レベルの変動に応じて上下方向に移動するとともに、その移動の際に前記ねじり回動軸に力を付与して前記ねじり回動軸を回動させるフロートと、
前記ねじり回動軸の回動角度に応じて前記液体の液面レベルに関する情報を表示する表示部と、
前記フロートの一部に当接して前記フロートの回動を阻止する回動阻止部と、
前記ねじり回動軸および前記フロートを囲むように上下方向に延びて配置された筒状のケースとを備え、
前記回動阻止部は、上下方向に延びるワイヤーで構成された線状部材を有しており、
前記フロートは、前記線状部材が上下方向に挿通される第２貫通孔を有しており、
前記第２貫通孔の内面には、第２突部が設けられており、
前記第２突部が前記線状部材に当接することで前記フロートの回動が阻止される、液面センサ。
液体を収容する液体収容領域に上下方向に延びて回転可能に配置される螺旋状のねじり回動軸と、
前記液体の液面に浮かび、前記液体の液面レベルの変動に応じて上下方向に移動するとともに、その移動の際に前記ねじり回動軸に力を付与して前記ねじり回動軸を回動させるフロートと、
前記ねじり回動軸の回動角度に応じて前記液体の液面レベルに関する情報を表示する表示部と、
前記フロートの一部に当接して前記フロートの回動を阻止する回動阻止部と、
前記ねじり回動軸および前記フロートを囲むように上下方向に延びて配置された筒状のケースとを備え、
前記ケースの上部側面には、前記液体収容領域に対して開口する空気出入口が設けられており、
前記ケースの下部には、液体出入口が設けられており、
前記液体出入口には、フィルターが設けられている、液面センサ。
前記フロートは、比重が０．８３のポリ４−メチルペンテン−１で構成されている、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の液面センサ。