JPH11201809A - 液面検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で液面の位置の変化を略連続的に
検出可能な小型の液面検出装置を提供する。 【解決手段】 略筒状のガイド管１内に収納する細長板
状の基板21に、リードスイッチ22a 〜22i および抵抗26
a 〜26i を軸方向に複数配設する。ガイド管１の外側に
偏平円筒状の磁気フロート30を軸方向に沿って移動自在
に嵌合する。磁気フロート30に、ガイド管１を介して対
向する面が同極のＳ極となる一対の磁石部32，32を配設
する。磁気フロート30の移動に対応して抵抗値が加減算
して出力する電流値を可変する条件で抵抗26a 〜26i を
接続する。磁気フロート30のリードスイッチ22a 〜22i
を開閉させる磁力の分布が略平均化する。磁気フロート
30の移動に伴って対応する位置でのリードスイッチ22a
〜22i の開閉動作が伴い、磁気フロート30の移動に対応
して比例的である略連続的に出力電流を可変できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液面の位置の変化
に対応して上下動する磁気フロートにより開閉する複数
のリードスイッチを有した液面検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば油圧系回路のオイルの残量
や内燃機関の燃料の残量などを検出するために用いる液
面検出装置としては、例えば図７に示す構成が知られて
いる。

【０００３】この図７に示す従来の液面検出装置41は、
リードスイッチ42a ，42b ，42c の長手方向の両端部に
導出する一対の端子43a ，43b を長手状の基板44に長手
方向に位置するように接続してリードスイッチ42a 〜42
c を基板44に複数配設し、この基板44を長手方向を上下
方向に沿って略円筒状のガイド管45内に収容するととも
に、ガイド管45の外側に各リードスイッチ42a 〜42c に
対応して複数の略環状の磁気フロート46a ，46b ，46c
を液面の上下動に追従して所定範囲移動自在に設けてい
る。そして、液面の位置に対応して複数の磁気フロート
46a 〜46c のいずれかが移動して対応するリードスイッ
チ42a 〜42c が開閉し、所定の電流値を出力して液面位
置を検出し、図示しない表示手段にて液面位置を表示す
る構成が採られている。

【０００４】しかしながら、上記図７に示す従来の液面
検出装置41では、液面の位置が所定の領域に位置するリ
ードスイッチ42a 〜42c が開閉するので、出力が断続的
であり連続的な表示が困難である。

【０００５】このため、液面の位置の変化に対応して連
続的に表示するために、例えば図８に示す構成が知られ
ている。

【０００６】この図８に示す従来の液面検出装置51は、
一端にフロート52を設けたアーム53の他端を本体54に回
動自在に軸支するとともに、アーム53の他端部に本体54
に配設した図示しない可変抵抗の操作子を接続してアー
ム53の回動に伴って操作子が移動して抵抗値が可変する
ことにより連続的に出力を可変して液面位置を検出し、
図示しない表示手段にて液面位置の変化を連続的に表示
する構成が採られている。

【０００７】しかしながら、この図８に示す構成ではフ
ロート52の回動範囲が大きく、フロート52およびアーム
53が他の部位と緩衝しないように配設するための広い領
域が必要となるなどの配設条件に制約がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、図７
に示すリードスイッチ42a 〜42c を用いた従来の液面検
出装置41では、リードスイッチ42a 〜42c に対応して磁
気フロート46a 〜46c を移動範囲を制約して複数設ける
ため、略連続的な出力が困難である。また、図８に示す
可変抵抗を用いた従来の液面検出装置51では配設条件に
制約を生じ、汎用性の向上が望めない問題がある。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、簡単な構造で液面の位置の変化を略連続的に検出可
能な小型の液面検出装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の液面検出
装置は、筒状のガイド管と、このガイド管に液体の液面
の上下の移動に対応して上下動自在に保持され、前記ガ
イド管を介して同極性が対向する面を有した磁気フロー
トと、長手方向の両端部に先端部が接触可能に対向する
一対の端子を有し前記ガイド管内に前記磁気フロートの
磁力により閉成する領域が一部重なり合った状態で長手
方向を前記ガイド管の軸方向に沿って複数配設されたリ
ードスイッチと、前記液面の位置に対応した前記各リー
ドスイッチの開閉により出力が可変する制御手段とを具
備したものである。

【００１１】そして、ガイド管に液体の液面の上下の移
動に対応して上下動自在に保持された磁気フロートの磁
力により、閉成する領域が一部重なり合うように、長手
方向の両端部に先端部が接触可能に対向する一対の端子
を有したリードスイッチを長手方向をガイド管の軸方向
に沿って複数配設し、制御手段にて液面の位置に対応し
て移動する磁気フロートのガイド管を介して対向する面
の同極性にて各リードスイッチが開閉することにより出
力を可変するため、磁気フロートの対向する面の同極性
によりリードスイッチを開閉する磁力の分布が略平均化
するので、磁気フロートの一定方向への移動の際に対応
する位置でのリードスイッチが複数回開閉することなく
磁気フロートの移動位置に対応してリードスイッチが安
定して開閉し、制御手段から磁気フロートの移動に対応
して略連続的に可変した出力が安定して得られる。

【００１２】請求項２記載の液面検出装置は、請求項１
記載の液面検出装置において、制御手段は、複数のリー
ドスイッチに対応して複数の抵抗を有し、液面の位置に
対応した前記各リードスイッチの開閉により抵抗値を加
減算して電流値を可変して出力する電流制御手段を備え
たものである。

【００１３】そして、制御手段の電流制御手段にて、液
面の位置に対応して各リードスイッチが開閉することに
より複数のリードスイッチに対応して複数設けた抵抗に
よる抵抗値の加減算で電流を可変して出力するため、簡
単な構成で容易に略連続した出力が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の液面検出装置の実
施の一形態を図面を参照して説明する。

【００１５】図１ないし図３において、１はガイド管
で、このガイド管１は、合成樹脂などの非磁性材料に
て、上端開口部２および下端開口部３を開口する略円筒
状に形成されている。そして、このガイド管１の上端開
口部２側の端部には、図示しない液体が貯溜するタンク
にボルトなどにて取り付けられ周縁にタンクに液密に当
接するシール部材４を設けた偏平リング状の取付板５が
ガイド管１を貫通させてフランジ状に取り付けられてい
る。また、ガイド管１は、上端開口部２が非磁性シール
材料であるゴムブッシュ６にて閉塞されるとともに、取
付板５との隙間に非磁性シール材料であるエポキシ樹脂
の閉塞部７が設けられて上端開口部２側が閉塞されてい
る。

【００１６】さらに、下端開口部３には、ガイド管１よ
り径大の偏平円板状の位置決め部10の略中央に突出部11
を設けたキャップ体12が設けられている。このキャップ
体12の突出部11にはシール部材であるＯリング13が設け
られ、この突出部11が下端開口部３に液密に嵌挿し位置
決め部10がフランジ状に突出するようにキャップ体12が
設けられている。また、キャップ体12の突出部11の端面
には、断面Ｖ字状の保持部14が切欠形成されている。さ
らに、位置決め部10のガイド管１側の一面には、軟質部
材の衝撃吸収部15が設けられている。

【００１７】また、ガイド管１内には、長手方向がガイ
ド管１の軸方向に沿って細長板状の基板21が収納されて
いる。

【００１８】そして、基板21の一面には、例えば９個、
磁気を感知するリードスイッチ22a，22b ，22c ，22d
，22e ，22f ，22g ，22h ，22i が所定の間隔Ｄで配
設されている。これらリードスイッチ22a 〜22i は、対
向する各接点片23a ，23b に長手方向の両端部から導出
するリード線24a ，24b が接続された一対の端子25a ，
25b を有し、これら端子25a ，25b のリード線24a ，24
b が上下方向に位置するように略直線状に基板21に配設
されている。これらリードスイッチの22a 〜22iの隣り
合う間隔Ｄは、図３に示すように、外部からの磁力にて
閉成する領域L1，L2が一部重なり合うようにする。

【００１９】さらに、基板21の反対側の面には、リード
スイッチ22a ，22b ，22c ，22d ，22e ，22f ，22g ，
22h ，22i に対応して複数の抵抗26a ，26b ，26c ，26
d ，26e ，26f ，26g ，26h ，26i が配設されている。

【００２０】また、基板21の一端には、端部にコネクタ
部28を設けた電線29がゴムブッシュ６およびエポキシ樹
脂の閉塞部７を液密に嵌挿して接続され、電線29はリー
ドスイッチ22a 〜22i および抵抗26a 〜26i に電気的に
接続されている。

【００２１】一方、ガイド管１の外側には、偏平円筒状
の磁気フロート30がガイド管１の軸方向に沿って移動自
在に嵌合されている。

【００２２】そして、この磁気フロート30は、例えばナ
イロン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニト
リルブタジエンゴムなどの合成樹脂が略偏平円筒状に発
泡形成されたフロート31を有している。また、このフロ
ート31内には、フェライトなどの磁性体の粉末にて柱状
に形成された一対の磁石部32が被覆されるように一体的
に設けられている。そして、磁石部32は、ガイド管１を
介して対向するように径方向に位置し、ガイド管１を介
して対向する面が同極、例えばＳ極となるように配設さ
れている。

【００２３】なお、磁石部32，32は、例えば略環状に形
成し、内周面と外周面とに異なる極性が着磁されたもの
など、対向する面が同極性となるいずれの形状・配設位
置でもできる。また、磁気フロート30は、磁石部32，32
の形成後にインサート成形などによりフロート31を発泡
形成して一体的に形成したり、あらかじめ形成した磁石
部32，32をフロート31に組み込んだり、例えばナイロ
ン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル
ブタジエンゴムなどの合成樹脂とフェライトなどの磁性
体の粉末との混合物を発泡形成して一体に形成するな
ど、いずれの構成のものでもできる。

【００２４】そして、磁気フロート30は、取付板５とキ
ャップ体12の位置決め部10との間に抜け止めされて移動
自在に保持され、液面検出装置35が構成されている。

【００２５】次に、上記実施の形態の回路構成を図４を
参照して説明する。

【００２６】電線29が接続される基板21の端子ａおよび
端子ｂ間に、９個のリードスイッチ22a 〜22i が並列に
接続されている。また、各リードスイッチ22a 〜22i の
接続点間には、抵抗26a 〜26h がそれぞれ接続され、端
子ａおよびリードスイッチ11i 間に抵抗26i が直列に接
続されている。そして、液面検出装置35の下端部から上
端部に順次位置するリードスイッチ22a ，22b ，22c ，
22d ，22e ，22f ，22g ，22h ，22i が順次オンとなる
にしたがって、基板21の端子ａおよび端子ｂ間の抵抗値
が各抵抗26a 〜26i の合計抵抗値からそれぞれ抵抗26a
〜26i の抵抗値分ずつ順次減算されて抵抗値が低下する
ように接続されて制御手段の電流制御手段36が構成され
る。

【００２７】次に、上記実施の形態の組み立て動作を説
明する。

【００２８】あらかじめ電線29が一端側に接続されリー
ドスイッチ22a 〜22i および抵抗26a 〜26i を取り付け
た基板21の一端にゴムブッシュ６を取り付ける。次に、
この基板21をあらかじめ磁気フロート30およびキャップ
体12を取り付けたガイド管１内に配設し、基板21の他端
部をキャップ体12の保持部14に位置決め保持しつつゴム
ブッシュ６をガイド管１の上端開口部２に閉塞して配設
する。さらに、閉塞部７にてガイド管１および取付部５
の隙間を閉塞して液面検出装置35を組み立て形成する。

【００２９】そして、この液面検出装置35の取り付けに
際しては、液面検出の基準位置となる図示しないタンク
の天板あるいは蓋体などに取付板５をボルトなどにて取
り付けて、リードスイッチ22a 〜22i の各接点片23a ，
23b の位置がタンクに対して所定の高さ位置となるよう
にガイド管１を液面検出位置に略垂直に配置して取り付
ける。

【００３０】この液面検出装置35をタンクに取り付ける
ことにより、タンク内に貯溜する液体の液面に磁気フロ
ート30が浮いて、この磁気フロート30の位置に対応して
所定のリードスイッチ22a 〜22i が閉成する。

【００３１】次に、上記実施の形態の作用を説明する。

【００３２】そして、液面検出装置35の液面位置の検出
動作としては、図示しないタンク内に貯溜する液体の液
面に浮いた磁気フロート30が、液面の変動に伴ってガイ
ド管１に沿って上下動し、この磁気フロート30の上下動
によりリードスイッチ22a 〜22i がオン・オフする。

【００３３】すなわち、例えばタンク内の液体量が少な
くキャップ体12の位置決め部10に載置した状態では、磁
気フロート30の磁石部32，32の磁力にてリードスイッチ
22aのみが閉成して抵抗26a 〜26i の合計の抵抗値によ
り所定の電流値がコネクタ部28を介して出力される。ま
た、タンクへの液体の補充などにより液面が上昇した場
合には、磁気フロート30が浮き上がって２番目のリード
スイッチ22b に近付いて、１番目のリードスイッチ22a
とともに２番目のリードスイッチ22b が閉成する。この
状態で、端子ａ，ｂ間に流れる電流は、抵抗値の小さい
経路を流れるため、２番目のリードスイッチ22b を介し
て電流が流れるため、この電流は、抵抗値26a の抵抗値
分が減算された、すなわち抵抗26b 〜26i の合計の抵抗
値による電流値がコネクタ部28から出力される。さら
に、磁気フロート30が浮上すると、１番目のリードスイ
ッチ22a には磁力が影響しなくなり１番目のリードスイ
ッチ22a が開成するが、既に２番目のリードスイッチ22
b を介して電流が流れているため、電流値は変化しな
い。

【００３４】そしてさらに磁気フロート30が浮上すると
３番目のリードスイッチ22c が閉成し、同様にして、抵
抗26a および抵抗26b の抵抗値分が減算された抵抗値に
よる電流値がコネクタ部28から出力される。このよう
に、磁気フロート30の浮上に伴って抵抗値が順次減少す
るとともに電流値が増大する。また、液面の位置が下降
するに伴って磁気フロート30が下方に移動する場合に
は、浮上する場合と逆に抵抗値が順次増大するとともに
電流値が減少してコネクタ部28から出力する。

【００３５】ここで、磁石部32，32の着磁状態を異なら
せた場合について説明する。

【００３６】隣設するリードスイッチ22a 〜22i の間隔
Ｄは同一で、図５に示すように、対向する面が同極とな
るように一対の磁石部32，32を配設した場合と、図６示
すように、長手方向の両端部が異極となるように着磁さ
れた磁石部32，32を両端部の磁極が同一方向となるよう
に配設した場合を比較する。なお、双方の磁石部32，32
とも磁束密度は同等に設定する。

【００３７】図６に示すように、長手方向の両端部を異
極に着磁した場合には、磁石部32，32の略中央位置で一
番磁力が強くなるとともに両端部近傍でも磁力が強くな
る３ピークを有し、実質的にリードスイッチ22a 〜22i
が閉成する領域が３つとなる磁力分布となる。このた
め、例えば磁気フロート30が浮上する際に磁石部32，32
の端部近傍に位置するピークにより浮上側に位置するリ
ードスイッチ22b が閉成する。さらに磁気フロート30が
浮上すると磁力が低下して磁気フロート30は浮上してい
るにもかかわらずリードスイッチ22b が開成する。そし
てさらに磁気フロート30が浮上すると再びリードスイッ
チ22b が閉成する。この開閉状態は下方に位置するリー
ドスイッチ22a においても同様に生じる。このため、ピ
ークが複数あることにより磁気フロート30の移動と対応
するリードスイッチ22a 〜22i の開閉が伴わない場合が
生じ、磁気フロート30の移動に対応して略連続的な出力
が得られない。

【００３８】一方、図５に示す本実施の形態の対向する
面が同極となるように配設した場合には、磁石部32，32
の両端部分が一番磁力が強くなり磁石部32，32の略中央
部分では磁力が若干弱くなる２ピークで、図６に示す場
合に比して磁力分布が平均化されており、実質的にリー
ドスイッチ22a 〜22i が閉成する領域Ａは連続した１つ
の領域となる。このため、磁気フロート30の移動に対応
してリードスイッチ22a 〜22i の開閉動作が伴い、液面
位置とリードスイッチ22a 〜22i の開閉が対応すること
となる。したがって、磁気フロート30の一定方向への移
動に対してコネクタ部28から出力される電流値が増減す
ることなく略連続的、すなわち比例的に可変した出力が
得られる。

【００３９】上述したように、上記実施の形態によれ
ば、ガイド管１に移動自在に保持されガイド管１を介し
て対向する面が同極の磁気フロート30の磁力により閉成
する領域が一部重なり合うようにリードスイッチ22a 〜
22i を複数配設するため、リードスイッチ22a 〜22i を
開閉させる磁力の分布が略平均化するので、磁気フロー
ト30の移動に対応して対応する位置でのリードスイッチ
22a 〜22i の開閉動作が伴い、磁気フロート30の移動に
対応して略連続的に出力を可変できる。

【００４０】さらに、磁気フロート30の移動に伴った出
力の可変を、磁気フロート30の移動に伴って複数の抵抗
26a 〜26i により抵抗値を加減算して電流を可変出力す
るように各リードスイッチ22a 〜22i に対応して抵抗26
a 〜26i を複数接続して電流制御手段36を構成したた
め、簡単な構造で容易に略連続的に可変する出力が容易
に得られる。

【００４１】なお、上記実施の形態において、複数のリ
ードスイッチ22a 〜22i に対応して抵抗26a 〜26i を複
数接続して、磁気フロート30の移動に対応して電流を変
化させて出力する構成について説明したが、例えば電圧
を変化させて出力するなど、いずれの出力方法でもよ
い。

【００４２】

【発明の効果】請求項１記載の液面検出装置によれば、
制御手段により液面の位置に対応して移動する磁気フロ
ートのガイド管を介して対向する面の同極性にて、閉成
する領域が一部重なり合うようにリードスイッチをガイ
ド管の軸方向に沿って複数配設した複数のリードスイッ
チが適宜開閉することにより出力を可変するため、磁気
フロートのリードスイッチを開閉する磁力の分布が略平
均化するので、磁気フロートの一定方向への移動の際に
対応する位置でのリードスイッチが複数回開閉すること
なく磁気フロートの移動位置に対応してリードスイッチ
が安定して開閉でき、簡単な構成で制御手段から磁気フ
ロートの移動に対応して略連続的に可変した出力が安定
して得られるとともに、磁力の分布が略平均化により、
磁力を低減でき、磁気フロートを小型化できる。

【００４３】請求項２記載の液面検出装置によれば、請
求項１記載の液面検出装置の効果に加え、制御手段の電
流制御手段により、液面の位置に対応して各リードスイ
ッチが開閉することにより複数のリードスイッチに対応
して複数設けた抵抗による抵抗値の加減算で電流を可変
して出力するため、簡単な構成で容易に略連続した出力
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液面検出装置の実施の一形態を示す断
面図である。

【図２】同上底面図である。

【図３】同上リードスイッチが配設された基板を示す一
部を切り欠いた側面図である。

【図４】同上電流制御手段を示す回路図である。

【図５】同上磁気部の磁力の分布状況を示す説明図であ
る。

【図６】同上磁石部の着磁状況を異ならせた場合の比較
例の磁力の分布状況を示す説明図である。

【図７】従来例の液面検出装置を示す断面図である。

【図８】従来例の他の液面検出装置を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１ ガイド管 22a ，22b ，22c ，22d ，22e ，22f ，22g ，22h ，22
i リードスイッチ 25a ，25b 端子 26a ，26b ，26c ，26d ，26e ，26f ，26g ，26h ，26
i 抵抗 30 磁気フロート 35 液面検出装置 36 制御手段を構成する電流制御手段 L1，L2 領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のガイド管と、 このガイド管に液体の液面の上下の移動に対応して上下
   動自在に保持され、前記ガイド管を介して同極性が対向
   する面を有した磁気フロートと、 長手方向の両端部に先端部が接触可能に対向する一対の
   端子を有し前記ガイド管内に前記磁気フロートの磁力に
   より閉成する領域が一部重なり合った状態で長手方向を
   前記ガイド管の軸方向に沿って複数配設されたリードス
   イッチと、 前記液面の位置に対応した前記各リードスイッチの開閉
   により出力が可変する制御手段とを具備したことを特徴
   とする液面検出装置。
2. 【請求項２】 制御手段は、複数のリードスイッチに対
   応して複数の抵抗を有し、液面の位置に対応した前記各
   リードスイッチの開閉により抵抗値を加減算して電流値
   を可変して出力する電流制御手段を備えたことを特徴と
   した請求項１記載の液面検出装置。