JPS59500781A - 貯蔵容器内の液体、特にライタ−の貯蔵容器内の液化ガスの液面高さを検出するための装置、及びこの種の装置を備えた貯蔵容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 □蕎 貯蔵容器内の液体、特にライターの貯蔵容器内の液化ガスの液面高さを検出する ための装置、及びこの種の装置を備えた貯蔵容器。

本光割塑ｌ呈 本発明は貯蔵容器内の液体特にライターの貯蔵容器内の液化ガスの液面高さを検 出することのできる装置を提供することを目的としている。

下記詳細な説明は特定の実施例について行っているが、当業技術者にとって１本 発明をその他の液体貯蔵容器に拡大しうろことは明白であろう。

喫煙者用ガスライターの大部分は、貯蔵容器内に残留するガス量を使用者に表示 する装置を弯備していない。勿論２本体が透明若しくは半透明なライターの場合 は液化ガスの液面高さが識別できるようになっている。しかし、この種のライタ ーの品質は通常。

あまり高級なものではないということに加えて、ガス液面高さを調べるのは容易 ではないという問題がある。つまり、これを調べるため使用者はライターを傾け てライタ一本体の壁部上の、液体の自由面の接続線を明白に識別しなげればなら ないものである。

更に亦、光学装置を使用することも提案されている。つまり。

この種の装置は貯蔵容器の底部に配備され、ライター内にガスが在る限り着色粒 子を現出せしめ、そして、貯蔵容器が空になるとこの粒子が消失するというもの である。しかしながら、伝達される信号の明度が小さいことと、システムの軸芯 と極めて接近した角度で観察を行わねばならないため、この種の装置は使用され ていない。

更に亦、異なる技術分野に於いて、容器内の液体の液面高さを識別する異なるタ イプの装置が知られている。この装置は透明な材質の棒部材を有し、その一端部 は９０°の頂角の円錐形状であり。

容器内に浸漬するかあるいは容器内の液体の液面高さに沿うように構成されてい る。この棒部材の屈折率は液体の屈折率に関連して選択される。つまり、その端 部が液体内に浸漬されている場合。

透明な部材から伝達される入射光線は、この部材を液体から分離するインターフ ェースに屈折して液体内に消失するよう構成され。

そして、前記端部が’ｌｙｔ　？Ｍされていない場合、入射光線は前記インター フェースに２回当たって２重金反射を行い、棒部材の他の端部方向に送られるよ う構成されている。そして、前者の場合、使用者は暗い部分（それは実のところ 貯蔵容器の底部である）を認め、後者の場合には、相対的に明るい部分を認める ことになる。

かくして、液体の液面高さが透明な棒部材の上にあるか下にあるかを識別するこ とができる。

更に亦、この種の装置に於いて遠隔読取りを行うため、透明材質の棒部材に、光 ファイバーと呼ばれる光の導体繊維束を結合することが提案されている。つまり 光ファイバーによって読取信号を測定地点から観測地点まで伝達しようとするも のである。しかしながら、この種の装置はその信号の明度が小さいため一般的に 読取りが極めて困難である。

このため、大反射光線の行程を２個の別の光フアイバー束に分けることが提案さ れた。つまり、１個の光源が、第１光ファイバー束を介して透明な棒部材を照射 し、そして、光線は反射後に。

第２光ファイバー束を介して観察者の地点に戻るよう構成されている。

しかし明度が良好なるが故にこの種の装置が極めて正確でありかつ読取りが容易 であるとしても、光源を配備することが可能でありかつ寸法上の問題が重大でな い場合に於いてしか使用することはできない。そして９例えばライターの貯蔵容 器の場合のように小さな空間の貯蔵容器にこの装置を配備しようとする場合は無 理である。

分画−Ω薦−皿 本発明は、読取りが容易であると同時に確実でありかっ２例えばライターの貯蔵 容器のように小寸法の貯蔵容器に装着しうるよう小型化し得るところの、容器内 部の液体液面高さを検出する装置を提供するものである。

本発明の目的は、液体に浸漬されるよう構成された屈折光学部材を一端面に有し かつ他端面ずなわち観察面は貯蔵容器の外部から見える様配備された光フアイバ ー束を有し、そして、前記屈折光学部材は浸漬状態に無い場合には光フアイバー 束から送られる全ての入射光線を観察面方向に送るよう構成されたところの、貯 蔵容器内の液体の液面高さを検出する装置を提供することであり。

本発明の特徴は、前記観察面を少くとも２個の領域に分割する。

すなわち、屈折光学部材が浸漬状態に無い場合に浸漬状態の時よりも多くの量の 光を屈折光学部材から受けるよう構成された少くとも１個の信号領域と、屈折光 学部材が浸漬状態にあるか否かを問わず一定量の光を屈折光学部材から受けるよ う構成された少くとも１個の基準領域とに分割することにある。

本発明は信号検出に関するあいまいさを全てとり除くことができるもので、つま り３観察面が２個の領域、すなわち、屈折光学部材が？ｔ　？Ｍ状態に在るか否 かによって明度が異なる第１検出領域と、明度が一定の第２基準領域とに分割さ れているので、これらの２個の領域間に存在する明度差をそれがどんなに小さく とも使用者が容易に検出しうるちのである。

本発明に於いてば１光ファイバー束は多数の光導体ファイバ一部祠から構成され ているので、屈折光学部材を９束のファイバーの１部分のみの端部に対向して設 けることができる。か（して。

屈折光学部材に対向するファイバーの前記部分によって伝達される光線のみが３ 観察面を介して束から出る前に全反射を行って。

観察面を発光せしめ、他方、他のファイバーによって伝達される光線は貯蔵容器 の内部で消失して、基準領域をうす暗いものとする。

更に亦、明るい検出領域と基準領域間のコントラストは、屈折光学部材を着色す ることにより、対応する反射光束を着色せしめて、大きくすることができる。

亦２反射光線の伝達は、屈折光学部材と光フアイバー束の端部との間に液体を介 在せしめることによって改良することができる。

この場合、該液体の屈折率は屈折光学部材と光フアイバー束の屈折率と同程度の ものにする必要がある。本発明の異なる実施例において、この液体の代りに適切 な屈折率の接着剤を用いることもでき、これが機械的維持の役割を果すとともに 、２＋１１ｉ１の透明部材間に光の連続性をもたらすことができる。

本発明の好しい実施例に於いて、屈折光学部材を貯蔵容器の底部の空洞部に設け る。この空洞部の容積を選択することにより。

観察面に於ける異なる明度の２個の領域が現出あるいは消失しなくなった後にラ イターによって供給することのできる点火数を定めることができる。

この空洞部の断面は半球形状であり、屈折光学部材をその実質中央部に配備する ことにより、ライターを蔽密に垂直位置に保持しない場合でも読み取りが困難に なるということがない。

Ｍ皿少固厘寿戎珊− 図面は本発明の種々の実施例を示す。

第１図は本装置の第１実施例の断面図である。

第２図は第１図に係る装置を有するライターを逆さの状態に、。

た部分断面図である。

第３．４図は、使用者が識別する観察面を示し、それぞれ、屈折光学部材が浸漬 状態に無い場合と浸漬状態に在る場合の図である。

第５，６図は屈折光学部材が浸漬状態に無い場合と浸漬状態に在る場合の光線の 行程を概略示す図である。

第７図は本装置の第２実施例を示す。

第８，９図は、第７図の装置に於いて、屈折光学部材が浸漬状態に無い場合と浸 漬状態にある場合の光線の行程をそれぞれ示している。

第１０．１１図は、第８．９図の場合に識別される観察面をそれぞれ示している 。

第１２図は本発明に係る装置の第３実施例を示す。

第１３．１４図は屈折光学部材が浸漬状態に無い場合と浸漬状態に在る場合に認 められる観察面をそれぞれ示している。

第１５．１６図は本装置の第４実施例とその認められる観察面をそれぞれ示す。

第１７〜１９図は本装置の第５実施例と、その下面図と、その認められる観察面 をそれぞれ示す。

第２０〜２３図は本装置の第６実施例の断面図と、該装置の立面図と、下面図と 、その認められる観察面を示している。

第２４．２５図は本装置の第７実施例とその認められる観察面を示している。

第２６図は、貯蔵容器の空洞部内に設けた本装置の部分断面図である。

発訓匡Ｉ■町免没朋− 第１〜６図に示す本発明に於いて、ライターの貯蔵容器１は。

ガスが所定レベルの上に在るか下に在るかを使用者が検出してライター内のガス 充填状態を良好に調節しうる装置を有している。

本装置は光フアイバー束２から成り、該束２は堅牢なケース３内に収容され、貯 蔵容器内に於いて実質的に検出レベルに設けたケース３の一端部５は屈折光学部 材７を有し、他端部５゛はライター底部１０こ固定されている。この固定は従来 技術の周知の方法で行う。屈折光学部材は円錐部材７から成り、これは例えば型 込めにより、“プレキシグラス”　（登録商標）製の栓部材８に形成し、該栓部 材８はケース３とファイバー束２の端部を被っている。

栓部材８はケース３の１ｕ１１壁に接着され、エラストーマ継手４により、栓部 材８とケース３間に液体が流通するのを防止している。

部材７の基部直径はファイバー束の約半分である。かくして１円錐部材７が浸漬 状態に無い場合（第５図）５円錐部材７の表面上位置するファイバー９を介して 到達する光線は円錐部材７に対して９０’の２重全反射を行い、ファイノ＼−９ ″を介して出ていく。

そして、ファイバー束の周辺のファイバー１０によって送られる光線は円Ｇｆｆ １部＋Ａ７にあたらず、いかなる全反射も行わない。従ってこれらの光線は屈折 することがなくライターの貯蔵容器内に消失する。

使用者は、ライターの外部に位置する光フアイバー束の他端面５゛　（以下“観 察面゛と称する）を見て、明度の異なる２個の領域を識別する（第３図）。すな わち、全反射を行わない光線を伝達するファイバーに対応するうす暗い環状領域 ６と５円錐部利７によって反射する光線を伝達するファイバーに対応する相対的 に明るい中央円形領域１２の２つの領域を認める。

他方２円錐部材７が浸漬状態に在る場合（第６図）、光線９゜１０はいずれも全 反射を行わずライターの貯蔵容器内に消失していく。従って観察面１３は全体的 にうす暗くなる（第４図）。

かくして５円錐部４Ａマが浸漬状態に無い場合１に環状領域６と中央領域１２間 のコントラストは使用者により容易に識別されるものである。

基準領域は必ずしも相対的に暗い領域にするとは限らない。すなわち、第７〜１ １図に示す実施例の場合５反射する薄い環状部材１４をファイバー束１６の端部 に接着する。そして、ガラス製の円錐部材１８から成る屈折光学部材を８例えば 接着材により前記環状部材１４に固定する。第８．９図にその原理の概略を図示 するように。

環状部材１４の開口部】５の面上に位置するファイバーによって伝達される光線 ２０のみが１円錐部材１８が浸漬状態に在る場合に（第９図）、液体内に消失し てゆき観察面には反射しないよう構成されている。　かくして２円錐部月１８が 浸漬状態に在る場合（第９図）、使用者は明るい環状部分２２に包囲された暗い 円形部分２４から成る観察面を認めることになり（第１１図）、他方１円錐部分 が浸漬状態に無い場合（第８図）、使用者は全体的に明るい観察面２３を認める ことになる（第１０図）。

環状部材１４を取り除いて開口１５に反射するディスクを設けることにより１円 形部と環状部の明度を反対にしうることは言うまてもない。

亦、ファイバー束と屈折光学部材を円形断面以外の形状に構成することもできる 。

第１２〜１４図に於いて、ファイバー束２６は矩形断面の筒部材２８によって保 持されている。これと同一断面形状の透明拐質で形成した柱部＋Ａ２９をファイ バー束２６の端部３０に固定する。そして屈折光学部材はプリズム３２で構成し 、プリズム３２の基部がファイバー束の基部面積の約半分を占有するように構成 する。

かくして、プリズム３２か浸漬状態に無い場合とｉ’Ｈ？Ｎ状態に在る場合にそ れぞれ、使用者は第１３図と第１４図に示す観察面を認めることになる。

前述の実施例に於いて、観察面に現出する領域は１束を構成する光ファイバーか 完全に整列されておりその結果、観察面上の隣接する２個のファイバーか、屈折 光学部材と接触する面上でも同様に隣接状態にあるということを前提としている 。

第１５〜１６図に示す実施例は、ごのＭｉ１１限事項全事項とし、光ファイバー を厳密に整列させることなく所定の形状の光信号を得ることができるよう構成さ れている。このため、ファイバーは２個の東３６．３７に分割して配備している 。そして、屈折光学部側３８の面上に位置する束３６のファイバーはケース４２ 内に設けた管部材４０内に収容されている。〔かくして、屈折光学部材の面上Ｃ 二端部を有するファイバーはいずれも、その他端部を観察面に有さす、これによ り、供給される光信号を変形セしめることか理解されよう。〕そして、屈折光学 部材３８が浸漬状態に無い場合、観察面ば第１６図に示す形態となり１部月３８ が浸漬状態に在る場合５、観察面は暗くなる。

次に、第２０〜２３図に示す実ｈ１６例の場合、管部材４６内に収容されるファ イバーは軸方向仕切部材４８により、２個の束部分５０．５２に分割される。屈 折光学部材５４はプリズムにより構成さ九２．プリスムの２個の側面５８．６０ はファイバー軸芯に対して平行であり、それらの間に９０°の角度を形成し、そ してプリズムの第３面６２はファイバー軸芯に対して４５°の角度を形成してい る。

束５０のファイバーによって伝達される光線はいずれの場合も貯蔵容器内部に消 失してゆき、観察面上に半円形状の暗い部分５６を示す（第２３図）。そして１ 束５２のファイバーによって伝達される光線は、屈折光学部材５４か浸漬状態に 無い場合　多数の全反射を行う。すなわち、第１は面６２に対ずろもの、第２は 面５８（若しくは面６０−−これば入射光線が線　Ａ−Ａのどちら側からくるか によって異なる）に列するもの、第３は面６０（若しくは而５８）、に苅するも の、そして最後に面６２に対するものであり、これは再び束５２により観察面に 伝達されて半円形状の明るい領域を形成する。

＄１７〜１９図に示す実施例の場合、屈折光学部材は９０°の頂角を有する三角 形状の断面の環状部材７０で構成されている。この屈折光学部材が浸漬状態に無 い場合、屈折光学部材の面」二に到達する入射光線７２は２重全反射を行い７４ に沿って観察面方向に反射する。

そして観察面上に於いて、それは明るい環状領域７６（第１９図）に対応する。

それに反し、中央部の入射光線７８はいかなる反射も行わず、ライターの貯蔵容 器の内部に消失して行く。そしてこれは観察面上に於いて８中央部の暗い円形部 ８０に対応する。

次に第２４〜２５図に示す実施例に於いて、屈折光学部４Ａは円錐台部材８２に より構成されている。接着フィルム８４が光フアイバー束８６と機械的に接合さ れ、これが２個の透明媒体に光を連続的に伝達する。屈折光学部＋Ａ８２と光フ ァイバー８６の屈折率と同程度の屈折率を有する接着剤を選択すると好都合であ る。

屈折光学部材が浸漬状態に無い場合１円錐台部材８２の小径部分８８の面上に到 達する光線のみが貯蔵容器内に消失して行き、他の光線は２重全反射を行って観 察面へ出ていく。これらは暗い円形部分９２を包囲する明るい環状部分９０とし て表示される（第２５図）。

第２６図に於いて、屈折光学部材９６を設りたファイバー９４の束の端部は、ラ イターの貯蔵容器の底部１００内に設けた空洞部９８内に配備されている。この ように構成することにより、この空洞部９８の寸法と、空洞部の底部と屈折光学 部材の間隔とに基づき、観察面上での異なる明度の２個の領域が現出若しくは消 失しなくなった後の、使用者に残された点火回数を定めることができる。この空 洞部の断面は半円形であり、屈折光学部材９６を実質的にその中央部に設ける。

このように構成することにより、ライターを厳密に垂直位置に保持しなくとも読 み取りを容易に行うことができる。

これまで記載した実施例はガスライターの液化ガスの貯蔵容器の場合について述 べてきたが、これは１本発明に係る装置が有する小型化しうるという能力を最も 有利に使用しうるという理由がらであるが１本発明はこれらの実施例及びガスラ イターの応用例に限定されるものではなく５本発明の範囲内に於いて、他の種類 の貯蔵容器を有する他の応用例に適用しうろことは言うまでもない。

従って５本発明に係る装置は燃料タンク、特に埋蔵タンクの充填量の厳密なレベ ルを検出する場合にも有利に使用しうる。この場合、観察面となるファイバー束 の自由端部はタンクに接続しないで使用者が容易に接近しうる場合に配備し得る ことは言うまでもない。

補正書の翻訳文提出書 昭和５８年１２月８日 特許庁長官　若杉　和夫　殿 ／　特許出願の表示　ＰＣＴ／ＦＲ８３１０００６５３特許出頭人 居所　フランス国−７５７５５パリ　スデツクス　１５（国　籍：フランス国） ２、添付書類の目録 補正した請求の範囲の翻訳文　１　通 請求の範囲 １、液体内に浸漬されるよう構成され、そして、浸漬されない場合は屈折面に当 る全ての光線を反射するよう構成された屈折光学部材から成る。貯蔵容器内の液 体の液面高さを検出する装置であって。

前記屈折光学部材（７；３２；３８；６２；７０）は光フアイバー束（２；　２ ６　；　３０　ｉ　５０　；　５２　；　９４）の端面に設けられていること。

そして。

光フアイバー束の他端面ば、屈折光学部材（７；３２；３８；６２　；　７０） が浸漬状態に無い場合に浸漬状態に在る場合よりも相対的に多量の光を屈折光学 部材から受けとるよう構成された少くとも１個の信号領域（１２）と、屈折光学 部材が浸漬状態に在るか否かを問わす一定量の光を屈折光学部材から受けとるよ う構成された少くとも１個の基準領域（６）との２個の領域に分割された観察面 （５゛）から成ることを特徴とする貯蔵容器内の液体の液面高さを検出する装置 。

２、屈折光学部材（７ｉ　３２　；　３８　；６２　ｉ　７０）の基部は屈折光 学部材が接触する光フアイバー束（２；　２６　ｉ　３０　；　５０　；　５２ 　；　９４）の端面の１部分のみを占有することを特徴とする請求の範囲第１項 に記載の装置。

３、屈折光学部材（７）の基部は光フアイバー束の端面の中央部分のみを占有す ることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。

４、屈折光学部材（３２；　３８　；　６２）の基部は光フアイバー束の軸に関 して変位していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。

５、ガラスの屈折率と同程度の屈折率を有する部材（８４）を、光フアイバー束 （８６）と屈折光学部＋Ａ’　（８２）の２個の部材間に光の連続性を配備しう るように前記２個の部材（８６，８２）冊に介在することを特徴とする請求の範 囲第１〜第４項のいずれかに記載の装置。

６、前記部材（８４）は接着剤であることを特徴とする請求の範囲第５項に記載 の装置。

７、反射するスクリーン部材（１４）を、光フアイバー束（１６）と屈折光学部 材（１８）との間にそれらの共通面の１部分に介在することを特徴とする請求の 範囲第１〜第６項のいずれかに記載の装置。

８、吸収するスクリーン部材を光フアイバー束と屈折光学部月間にそれらの共通 面の１部分に介在することを特徴とする請求の範囲第１〜第６項のいずれかに記 載の装置。

９、前記光フアイバー束は仕切部材（４０）により２個の束構成部材（３６，３ ７）に分割されること、及び、前記屈折光学部材（３８）の基部は前記東構成部 材のいずれか１方の端部と一致していることを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の装置。

１０、屈折光学部材は全反射プリズム（７）であることを特徴とする請求の範囲 第１〜第９項のいずれかに記載の装置。

１１０．前記屈折光学部材は全反射円１１（台部材（８２）あるいは円錐部材（ １８）であることを特徴とする請求の範囲第１〜第１０項のいずれかに記載の装 置。

１２、請求の範囲第１〜第１Ｉ項のいずれかに係る装置を具備したところの、特 にガスライター用の、貯蔵容器。

１３、底部に空洞部（９８）を設け、該空洞部内に光フアイバー束（９４）の端 部と屈折光学部材（９６）を配備することを特徴とする請求の範囲第１２項に記 載の貯蔵容器。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．一端面に液体内に浸漬されるよう構成された屈折光学部材を設け、他端面す なわち観察面を貯蔵容器の外部に見えるよう設けた光フアイバー束から成り、前 記屈折光学部材は、浸漬状態に無い場合、光フアイバー束からの全ての入射光線 を観察面に送るよう構成されたところの、貯蔵容器内の液体の液面高さを検出す る装置であって。 前記観察面（５′）は少なくとも２個の領域、すなわち。 屈折光学部材（７；　３２　ｉ　３８　ｉ　６２　；　７０）が浸漬状態に無い 場合に屈折光学部材が？ｉ　９７ｇ状態に在る場合よりも相対的に多量の光を屈 折光学部材から受けるよう構成された少くとも１個の信号領域（１２）と、そし て、屈折光学部材が浸漬状態に在るか否かを問わず一定量の光を屈折光学部材か ら受けるよう構ごとを特徴とする貯蔵容器内の液体の液面高さを検出する装置。 ２、屈折光学部材（７；　３２　；　３８　；　６２　；　７０）の基部は、屈 折光学部材が接触する光フアイバー束（２、２６、３０；　５０　；　５２　ｉ 　９４）の端面の１部分のみを占有することを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の装置。 ３、屈折光学部材（７）の基部は光ファイノ＼−束の端面の中央部のみを占有す ることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。 ４、屈折光学部材（３２；　３８　；　６２）の基部は光フアイバー束の軸に関 して変位していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ５、ガラスの屈折率と同程度の屈折率を有する部材（８４）を、光フアイバー束 （８６）と屈折光学部材（８２）の２個の部材間に光の連続性を配備しうるよう に前記２個の部＋Ａ（８６，８２）間に介在することを特徴とする請求の範囲第 １〜第４項のいずれかに記載の装置。 ６、前記部材（８４）は接着剤であることを特徴とする請求の範囲第５項に記載 の装置。 ７、反射するスクリーン部材（１４）を、光フアイバー束（１６）と屈折光学部 材（１８）との間にそれらの共通面の１部分に介在することを特徴とする請求の 範囲第１〜第６項のいずれかに記載の装置。 ８、吸収するスクリーン部材を光フアイバー束と屈折光学部材間にそれらの共通 面の１部分に介在することを特徴とする請求の範囲第１〜第１０のいずれかに記 載の装置。 ９、前記光フアイバー束は仕切部材（４０）により２（［！ｊの東構成部材（３ ６，３７）に分割されること、及び、前記屈折光学部材（３８）の基部は前記東 構成部材のいずれか１方の端部と一致していることを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載の装置。 １０、屈折光学部材は全反射プリズム（７）であることを特徴とする請求の範囲 第１〜第９項のいずれかに記載の装置。 １１、前記屈折光学部材は全反射円錐台部材（８２）あるいは円錐部材（１８） であることを特徴とする請求の範囲第１〜第１０項のいずれかに記載の装置。 １２、請求の範囲第１〜第１１項のいずれかに係る装置を具備したところの、特 にガスライター用の、貯蔵容器。 １３、底部に空洞部（９８）を設け、該空洞部内に光フアイバー束（９４）の端 部と屈折光学部材（９６）を配備することを特徴とする請求の範囲第１２項に記 載の貯蔵容器。