JPH08293234A - 液位検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた検出感度を確保する。 【構成】 透光性管体Ｂに着脱可能に外嵌される非透光
性材料からなる弧状の本体１と、上記透光性管体の外周
面Ｂ１に近接させて上記本体に配設された発光素子２
と、この発光素子２と上記透光性管体の軸心とを通る光
軸上よりも上記発光素子側へ所定角度変位させるととも
に上記透光性管体の外周面に近接させて上記発光素子に
対向配設した受光素子５とを備え、上記発光素子からの
投光のうち少なくとも中空状態における透光性管体の内
周面からの全反射光ｂを受光するように上記受光素子を
上記本体に配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、透光性管体の内部に
おける液体の液位を検出する液位検出器に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図７は従来の液位検出器の一例を示す概
略的な横断面図である。同図において、Ａは液位検出
器、Ｂは透光性管体である。上記液位検出器Ａは、非透
光性材料からなる本体Ｃの小円弧状内周面Ｃ１に発光素
子Ｄと受光素子Ｅとを互いに光軸をほぼ一致させて対向
配設し、上記発光素子Ｄからの投光のうちの光ビームａ
が、上記透光性管体Ｂの中空状態において内外周面Ｂ
１，Ｂ２を屈折しながら透過し、実線で示すように上記
受光素子Ｅで受光され、他方、上記透光性管体Ｂの液体
充填状態において点線で示すようにほぼ直進し、上記受
光素子Ｅで受光されず、その受光差でもって上記透光性
管体Ｂの内部における液体の有無、すなわち液位を検出
するように構成したものが知られている（実公平 6-421
80号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成に
よれば、発光素子Ｄからの投光のうち、ごく限られた光
ビームａのみが受光素子Ｅに受光され、液体の有無を検
出する受光差がきわめて小さいため、検出感度の低下で
液位を的確に検出できないおそれがある。また、上記液
位検出器Ａは別体の取付部材（図示せず）でもって透光
性管体Ｂに装着しなければならず、全体構成が大型化す
る。このことは、実開昭55-51777号公報に開示された液
体検知装置についてもほぼ同様の課題がある。

【０００４】図８は従来の液位検出器の他の例を示す概
略的な平面図である。同図で示すように、液位検出器Ａ
は、透光性材料からなる平板状本体１１を透光性管体Ｂ
の中心軸に直交する平面内に配設し、上記透光性管体Ｂ
の外周面Ｂ１を弾性的に把持するばね性の把持部材１０
でもって上記本体１１を上記透光性管体Ｂに着脱可能に
装着し、上記本体１１に所定間隔存して傾斜状態で対向
配設された１対のプリント配線基板１２，１３に発光素
子Ｄと受光素子Ｅとを互いに光軸を交差させて対向配設
し、上記発光素子Ｄからの投光のうちの光ビームａが、
上記透光性管体Ｂの中空状態において内外周面Ｂ１，Ｂ
２を屈折しながら透過し、実線で示すように上記受光素
子Ｅで受光されるとともに、上記発光素子Ｄからの投光
のうちの光ビームｂが、上記透光性管体Ｂの中空状態に
おける内周面Ｂ２で全反射され、その全反射光を実線で
示すように上記受光素子Ｅで受光し、他方、上記透光性
管体Ｂの液体充填状態において上記全反射光を生じるこ
となく点線で示すようにほぼ直進し、上記受光素子Ｅで
受光されないで、その受光差でもって上記透光性管体Ｂ
の内部における液体の液位を検出するように構成したも
のが知られている（特開昭50- 137565号公報参照）。

【０００５】ところで、上記構成によれば、上記発光素
子Ｄと受光素子Ｅとの間の光学距離が長いために、上記
透光性管体Ｂの中空状態における内外周面Ｂ１，Ｂ２を
屈折しながら透過した受光ビームａや内周面Ｂ２からの
全反射光ｂが上記光学距離の２乗に反比例して減少し、
上記受光素子Ｅに受光されて液位を検出する受光差がき
わめて小さく、液位の的確な検出がきわめて困難であ
る。

【０００６】しかも、発光素子Ｄおよび受光素子Ｅが透
光性管体Ｂの外周面Ｂ１から所定間隔を存して対向配設
されているため、上記発光素子Ｄからの投光のうち、外
周面Ｂ１での全反射光ｃや上記透光性管体Ｂを通過しな
い直接光ｄが受光素子Ｅで受光されたり、液位検出に寄
与しないばかりでなく、これら直接光ｄおよび全反射光
ｃが外乱光として液位検出動作に悪影響を及ぼす。ま
た、上記液位検出器Ａは、プリント配線基板１２，１３
や発受光素子Ｄ，Ｅを保持する平板状本体１１と、透光
性管体Ｂの把持部材１０とが別体に構成されて、その構
造が複雑かつ大型化する。

【０００７】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたもので、１つの目的は優れた検出感度を確保するこ
とができる液位検出器を提供することにある。この発明
の他の目的は、構造が簡単で、かつ透光性管体への装着
作業が容易かつ能率的な液位検出器を提供することにあ
る。この発明のさらに他の目的は、多品種少量生産に適
応することができる液位検出器を提供することにある。
この発明のさらに異なる他の目的は、後述する実施例で
詳述する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明による請求項１
の液位検出器は、透光性管体に着脱可能に外嵌される非
透光性材料からなる弧状の本体と、上記透光性管体の外
周面に近接させて上記本体に配設された発光素子と、こ
の発光素子と上記透光性管体の軸心とを通る光軸上より
も上記発光素子側へ所定角度変位させるとともに上記透
光性管体の外周面に近接させて上記発光素子に対向配設
した受光素子とを備え、発光素子からの投光のうち少な
くとも中空状態における透光性管体の内周面からの全反
射光を受光するように上記受光素子を上記本体に配設し
たことを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明による液位検出器は、上記
本体の両端部に着脱可能に架設される非透光性の光吸収
材料からなるカバーを備え、上記本体とカバーとで上記
透光性管体の外周面を取り囲むように構成したことを特
徴とする。

【００１０】請求項３の発明による液位検出器は、上記
本体の両端部を可動に構成して、各可動部材に発光素子
および受光素子を対向配設したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１の発明による構成において、発光素子
からの投光のうち、上記透光性管体の中空状態における
外内周面を屈折しながら透過した光ビームや、上記透光
性管体の内周面で全反射された全反射光ビームを上記受
光素子で受光することができる。他方、上記透光性管体
の液体充填状態において、上記光ビームおよび全反射光
ビームはほぼ直進し、上記受光素子で受光されず、その
受光差の増大で優れた検出感度を確保することができ
る。

【００１２】また、上記構成によれば、発光素子および
受光素子が透光性管体の外周面に近接して対向配設され
ているため、上記発光素子からの投光は、上記透光性管
体を通過しないで受光素子に直接受光されたり、外周面
での反射光で無駄に消費されることがなく、液位検出に
有効に活用されて液位の的確な検出が可能であるばかり
でなく、上記発光素子からの直接光や反射光が外乱光と
して液位検出動作に悪影響を及ぼすおそれがない。しか
も、上記発光素子および受光素子を透光性管体の外周面
に近接して配設したから、上記発光素子と受光素子との
間の光学距離が短縮され、上記受光素子に受光される光
ビームおよび全反射光ビームが増大し、液位検出感度を
一層向上させることができる。

【００１３】請求項２の発明によれば、非透光性の光吸
収材料からなるカバーを上記本体の両端部に着脱可能に
架設し、上記本体とカバーとで透光性管体の外周面を取
り囲むように構成したから、構造が簡単で、かつ透光性
管体への装着作業が容易かつ能率的であり、上記発光素
子からの光以外の外乱光が上記受光素子に受光されて上
記液位検出動作に悪影響を及ぼすのを防止することがで
きる。

【００１４】また、請求項３の発明によれば、上記本体
の両端部を可動に構成して、各可動部材に発光素子およ
び受光素子を対向配設したから、透光性管体の外周面が
大径になった場合でも、上記各可動部材を長手方向へ移
動させることによって、内部に組み込まれた発光素子お
よび受光素子を上記透光性管体の外周面に近接させるこ
とができ、透光性管体の多品種に対して液位検出器の少
量生産に適応することができる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明による液位検出器の実施例を
図面にしたがって説明する。図１および図２はこの発明
による液位検出器の一例を分解して示す斜視図である。
同図において、Ａは液位検出器、Ｂは透光性管体であ
る。上記液位検出器Ａは、たとえば非透光性合成樹脂材
料からなる大弧状の本体１と、上記透光性管体Ｂの外周
面Ｂ１に近接させて上記本体１の嵌合凹所１ａに嵌合さ
れる発光素子２をもつ投光器３と、この投光器３の投光
軸に対し所定角度をもって交差する受光軸を有する発光
素子５（図３）をもった受光器４とを備え、上記本体１
の内周面１ｃには上記透光性管体Ｂの外周面Ｂ１に接触
する円弧面が形成されている。

【００１６】また、上記本体１の両端部１ｍ，１ｎに着
脱可能に架設される非透光性の合成樹脂材料からなるカ
バー６を備え、このカバー６は少なくとも内面が光吸収
材料自体で、もしくは光吸収材料の塗布などで形成され
て、両端部に突設された係合凸部６ａを上記本体１の両
端部１ｍ，１ｎの外面に形成された係合凹部１ｆに係合
させて着脱可能に架設され、上記本体１とカバー６とで
上記透光性管体Ｂの外周面Ｂ１を取り囲むように構成さ
れている。

【００１７】上記投受光器３，４の対向面には投光窓３
ａおよび受光窓４ａが形成されるとともに、上記本体１
には投受光器３，４の突出部３ｂ，４ｂを嵌合する嵌合
溝１ｄ，４ｅが形成されている。また、上記本体１の外
周面中央部には平坦面１ｈが形成されるとともに、上記
カバー６を含む上記本体１の外周面には帯状溝６ｂ，１
ｇが形成されて、上記平坦面１ｈが取付部材の装着面に
当接された本体１をたとえば取付バンド（図示せず）を
上記帯状溝６ｂ，１ｇに嵌合させて固定することができ
る。なお、７，８は投受光器３，４の入出力ケーブルで
ある。

【００１８】上記投光器３および受光器４は、図２で示
すように嵌合凹所１ａに嵌合されて本体１に装着される
とともに、上記液位検出器Ａは、図３で示すように上記
本体１の内周面１ｃを上記透光性管体Ｂの外周面Ｂ１に
嵌合して装着され、互いに光軸を交差させかつ上記発光
素子２および受光素子４を上記外周面Ｂ１に近接して対
向配設することができる。

【００１９】上記構成において、発光素子２からの投光
のうち、上記透光性管体Ｂの中空状態における外内周面
Ｂ１，Ｂ２を屈折しながら透過した光ビームａや、上記
透光性管体Ｂの内周面Ｂ２で全反射された全反射光ビー
ムｂを実線で示すように上記受光素子Ｅで受光すること
ができる。他方、上記透光性管体Ｂの液体充填状態にお
いて、上記光ビームａおよび全反射光ビームｂは点線で
示すようにほぼ直進し、上記受光素子５で受光されず、
その受光差の増大で優れた検出感度を確保することがで
きる。

【００２０】また、上記構成によれば、発光素子２およ
び受光素子５が透光性管体Ｂの外周面Ｂ１に近接して対
向配設されているため、上記発光素子２からの投光は、
上記透光性管体Ｂを通過しないで受光素子Ｅに直接受光
されたり、外周面Ｂ１での反射光で無駄に消費されるこ
とがなく、液位検出に有効に活用されて液位の的確な検
出が可能であるばかりでなく、上記発光素子２からの直
接光や反射光が外乱光として液位検出動作に悪影響を及
ぼすおそれがない。しかも、上記発光素子２および受光
素子４を透光性管体Ｂの外周面Ｂ１に近接して配設した
から、上記発光素子２と受光素子５との間の光学距離が
短縮され、上記受光素子４に受光される光ビームａおよ
び全反射光ビームｂが増大し、液位検出感度を一層向上
させることができる。

【００２１】他方、上記液位検出器Ａは、本体１が大弧
状に形成されて、透光性管体Ｂの外周面Ｂ１を把持する
ように構成されているから、それ自体で透光性管体Ｂに
装着することができ、別体の把持部材を要することな
く、装着構造が簡単かつ小型化することができる。その
際、この実施例において、上記本体１の内周面１ａは透
光性管体Ｂの外周面Ｂ１に接触する円弧面に形成されて
いるから、上記液位検出器Ａを透光性管体Ｂに安定良く
装着することができる。

【００２２】また、上記投光器３および受光器４は上記
本体１に着脱可能に嵌合保持されているから、上記投光
器３および受光器４が損傷した際には容易に交換するこ
とができて経済的である。さらに、上記カバー６は非透
光性の合成樹脂材料から構成されて、上記本体１の両端
部１ｍ，１ｎに着脱可能に架設され、上記本体１とカバ
ー６とで上記透光性管体Ｂの外周面Ｂ１を取り囲んでい
るから、上記発光素子２からの光以外の外乱光が上記受
光素子４に受光されて上記液位検出動作に悪影響を及ぼ
すのを有効に防止することができる。

【００２３】しかも、上記カバー６は少なくとも内面に
光吸収材を有するから、上記発光素子２からの投光のう
ちの光ビームｅが上記カバー６の内面で乱反射して、上
記受光素子４に受光されようとするのを上記光吸収材で
吸収し、上記液位検出動作に悪影響を及ぼすのを有効に
防止することができる。なお、上記実施例において、図
４で示すように、発光素子２の発光ビームと、受光素子
５の受光ビームとの重なる斜線領域Ｍを上記透光性管体
Ｂの内周面Ｂ２に位置するように、上記投光器３と受光
器４とを対向配設することにより、図３で示す光ビーム
ｅが上記内周面Ｂ２で乱反射して、上記受光素子４に受
光されようとするのを防止することができる。また、上
記実施例において、投光器３および受光器４は本体１と
別体に構成したけれども、これらは一体に構成してもよ
い。

【００２４】図５はこの発明による液位検出器の他の例
を示す斜視図である。同図で示すように、上記本体１の
両端部１ｍ，１ｎには可動部材１Ａ，１Ｂが装着され、
各可動部材１Ａ，１Ｂの内面に投光器３および受光器４
を対向させて装着している。上記構成によれば、透光性
管体Ｂの外周面Ｂ１が大径になった場合でも、図６で示
すように、上記各可動部材１Ａ，１Ｂを長手方向へ移動
させることによって、内部に組み込まれた発光素子２お
よび受光素子５を上記透光性管体Ｂの外周面Ｂ１に近接
させることができ、透光性管体Ｂの多品種に対して液位
検出器の少量生産に適応することができる。

【００２５】

【発明の効果】この発明は以上詳述したように、請求項
１の発明によれば、検出感度の優れた液位検出器を提供
することができる。また、請求項２の発明によれば、構
造が簡単で、かつ透光性管体への装着作業が容易かつ能
率的であり、液位検出動作に悪影響を及ぼすのを防止で
きる液位検出器を提供することができる。さらに、請求
項３の発明によれば、多品種少量生産に適応した液位検
出器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による液位検出器の一例を示す分解斜
視図である。

【図２】この発明による液位検出器の一例を透光性管体
に装着前の状態で示す分解斜視図である。

【図３】この発明による液位検出器の一例を透光性管体
の装着状態で示す一部切欠した平面図である。

【図４】この発明による液位検出器の投受光特性を説明
する概略的な平面図である。

【図５】この発明による液位検出器の他の例を示す組立
斜視図である。

【図６】同液位検出器を透光性管体に装着して示す一部
切欠した平面図である。

【図７】従来の液位検出器の一例を透光性管体に装着し
て示す横断面図である。

【図８】従来の液位検出器の他の例を透光性管体に装着
して示す一部切欠した平面図である。

【符号の説明】

Ａ 液位検出器 Ｂ 透光性管体 Ｂ１ 外周面 Ｂ２ 内周面 １ 本体 １Ａ 可動部材 １ｍ，１ｎ 両端部 ２ 発光素子 ３ 投光器 ４ 受光器 ５ 発光素子 ６ カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北口 義一 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性管体に着脱可能に外嵌される非透
   光性材料からなる弧状の本体と、上記透光性管体の外周
   面に近接させて上記本体に配設された発光素子と、この
   発光素子と上記透光性管体の軸心とを通る光軸上よりも
   上記発光素子側へ所定角度変位させるとともに上記透光
   性管体の外周面に近接させて上記発光素子に対向配設し
   た受光素子とを備え、上記発光素子からの投光のうち少
   なくとも中空状態における透光性管体の内周面からの全
   反射光を受光するように上記受光素子を上記本体に配設
   したことを特徴とする液位検出器。
2. 【請求項２】 上記本体の両端部に着脱可能に架設され
   る非透光性の光吸収材料からなるカバーを備え、上記本
   体とカバーとで上記透光性管体の外周面を取り囲むよう
   に構成したことを特徴とする請求項１に記載の液位検出
   器。
3. 【請求項３】 上記本体の両端部を可動に構成して、各
   可動部材に発光素子および受光素子を対向配設したこと
   を特徴とする請求項１または２に記載の液位検出器。