JPS6371622A

JPS6371622A - 液量検出装置

Info

Publication number: JPS6371622A
Application number: JP21583786A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tabata; 洋田畑; Mitsugi Yamanaka; 貢山中; Mikiya Shinohara; 幹弥篠原; Kazuhiko Shinohara; 和彦篠原; Shigeru Saito; 茂斉藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Kanto Seiki Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Marelli Corp
Priority date: 1986-09-16
Filing date: 1986-09-16
Publication date: 1988-04-01

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】（産業上の利用分野）本発明はガソリンやエンジンオイルなどの液体の残量お
よび濁度などを示すことにより補充または交換時期を示
す液量検出装置に関するものである。

（従来の技術）従来の液量検出装置としては、特開昭５６−６１１７号
、特開昭５６−９８６１９号及び特開昭５５−１２４０
１９号公報に示されているように、被測定液内に電極対
等の受感キャパシタを入れ、上記液の液面の上下により
、上記受感キャパシタの液に入っている部分が変化する
ようにし、その受感キャパシタの静電容量が液面の上下
により変化することを利用し、前記受感キャパシタの静
電容量の変化を電気的に測定し、被測定液の液量を検出
するようにしたものがある。

また、その他にも、液面にフロートを浮かせ、フロート
の上下動き指針に伝達するフロート式液面計や圧力式液
面部右よび超音波を利用した液面計がある。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような従来の液１出装置はいずれも
、残量を検出するだけのものであり、液の汚染状況まで
は同時に正確に検出することができないものであった。

（問題点を解決するための手段）本発明は上述する従来の問題点に着目し、液貯蔵槽の外
部または内部に配置したフロート内蔵部、このフロート
内蔵部の内部に、液貯蔵を曹内の液位に応じて移動可能
に設けられた反射鏡を備えたフロート、反射鏡に光を照
射する光源、および前記反射鏡で反射された光が当るこ
とによって光起電力を生ずる光位置検出素子から構成し
たマルチ機能液量検出装置としたため上記問題点を解決
したものである。即ち、ここに記載した「マルチ機能」
とはオイル濁度計測および液面位置計測を同時に行うこ
とができることを意味する。

本発明においてフロート内蔵部は液貯蔵１（例えば燃料
タンク）の端部に分離して、または槽内に設けることが
できる。フロート内蔵部を分離して設ける場合には、フ
ロート内蔵部と情とを互いに適当な手段で接続して液を
自由に流通させるようにする。フロート内蔵部を槽の内
部に設ける場合には、フロート内蔵部を多孔板で槽と仕
切ることによって形成するか、または底に液の流通孔を
設けた管体から形成することができる。また、フロート
内蔵部の内径は槽内の液が抵抗なく対流する程度に狭く
する。広すぎると乱流が生じ、フロートが振れ、光の反
射光が乱れるので望ましくない。

フロート内蔵部に、液貯蔵槽内の液位に応じて移動可能
に設けられたフロートはこれに反射鏡を形成する傾斜面
を有する円柱または角柱体であり、この斜面にアルミニ
ウムなどの金属を適当な手段で設けて反射鏡を形成する
。このように反射鏡を形成したフロート上には集光レン
ズを設ける。この集光レンズはフロート上にレンズ支持
体により支持する。

本発明において光位置検出素子としては光が当って起電
力を発生するアモルファスシリコンや単結晶シリコンな
どを用いることができ、透明基板（例えばガラス板）、
抵抗膜、半導体膜および電極膜より構成した光検出素子
、および基板に部分的にアモルファスシリコン太陽電池
を設けた光検出てレイから構成した光検出素子などを用
いることができ、特に本出願人の一人が先に出願した特
願昭６０−１１０１０８号、実願昭６１−８２７５０号
、特願昭６１−１２６１６８号、特願昭６１−１２６１
６９号、特願昭６１−７５０６９号公報に記載した光位
置検出素子が適当である。

（実施例）第１図はフロート内蔵部を液貯蔵槽と分離して構成した
本発明の第１の実施例を示している。第１図において、
液種入口２およびドレイン口３を設けた液貯蔵槽として
のタンク１に、上部に空気抜き口５を設けたフロート内
蔵部４を、底部において接続バイブロて互いに接続する
。フロート内蔵Ｂ４の頂部には光源７を設けている。

フロート内蔵部４の外壁８には光位置検出素子９を設け
るガイド１０を第２図に示すように適当な手段で固定す
る。第２図に示すように、ガイド１０には、その中央部
分に光透過部１１を底として外側に素子９を収納する凹
み１２と光を透過する窓として作用する凹み１３を設け
る。また、ガイド１０はフロート内蔵部４の外壁８に設
けられている開口１４がガイドの凹み１３と一致するよ
うにしてフロート内蔵部４の外壁８に固定する。また、
上記凹み１３は、浮き体１５を液面！６の変化により上
下に案内するレールとしての作用もする。このために、
厚き体１５には凹み１３に係合する適当なアーム（図に
示していない）を設けている。

フロート内蔵部４に配置するフロート１７（第３図）の
上部に形成された斜面にはアルミニウム層を適当な手段
で設けた反射鏡１９を形成している。

また、レンズ支持体２０は光を透過する透明なプラスチ
ックからなる中空体から形成し、その頂端に集光レンズ
１８を設ける。

第４図はフロート内蔵部を槽の内部に設けた本発明の第
２の実施例を示している。第４図に示す構造はタンク１
とフロート内蔵部４とを、多孔板２２て区分し、フロー
トとして円錐状フロート２３を用いおよび反射鏡として
円錐状反射鏡２４を用いた以外は第１図に示す構造と同
じである。多孔板２２はタンク１の端部に溶接による適
当な手段で一体に固定する。フロート２３は単にフロー
トの変形例を示しているのにすぎず、第１図に示す角柱
形状のフロート１７も同様に用いることができる。第５
図はフロート内蔵部４をタンク１と多孔板２２で仕切っ
ている以外は第２図と同様である。

第６図は第１図および第４図に示す光位置検出素子９を
示しており、この検出素子９はガラス基板（例えば無ア
ルカリガラス）３０と、１ｃｍ２当りの面抵抗が数Ω以
下の下部金属電極（例えばクロム）３１と、厚さ４００
人程度のｎ型アモルファスシリコン膜（ＳｉＨ４ガスと
ＰＨ，ガスによるプラズマ蒸着）３２と、厚さ３．００
０〜１０．０００人の真性アモルファスシリコン膜３３
と、厚さ５０〜２００　人のｐ型アモルファスシリコン
膜（ＳｉＨ４ガスとＢ２Ｈ６ｘスによるプラズマ蒸着）
３４と、１ｃｍ２当りの面抵抗が数にΩで可視域の光透
過率が８０％以上の抵抗膜３５（例えばＩＴＯ膜（イン
ジウムと錫との酸化物の膜））と、１ｃｍ２当りの面抵
抗が数Ω以下の金属電極３６−１および３６−２から構
成される。上記アモルファスシリコン膜３２．３３．３
４はアモルファスシリコン半導体層を構成し、フォトダ
イオードを形成しており、これを暗中において、電極３
１が＋、電極３６−１゜３６−２が−となるように電圧
を加えても電流は流れない。いま、第７図に示すように
抵抗膜３５側から図示する位置検出素子９の面積より、
充分に小さい面積の光スポット八を当てると、抵抗膜３
５の下層膜３２．３３．３４はフォトグイードになって
いるため、光スポットを当てた部分のみ電流ｉ。が流れ
る。

この電流は、電極３１からアモルファスシリコン膜３２
、３３．３４を通り、抵抗膜３５で分割されて、第６図
に！−，Ｉｂで示すように電極３６−１．３６−２へ流
れこむ。この場合、光スポラ）Ａの当たった位置Ｂから
電１３６−１および３６−２までの距離Ｘ、およびＸ。

に応じた抵抗Ｒ６およびＲ６が、点Ｂと電極３６−１゜
３６−２の間に存在することになり、電極３６−１およ
び３６−２へ流れこむ電流Ｉ６およびＩ、と、上記距離
Ｘ。

およびＸ、の間には次式（１）の関係が成り立つ。

従って、電極３６−１および３６−２に電流計Ａａ、Ｂ
ｂを接続し、電流Ｔ、、Ｉ５を測定することにより式（
１）からＸａ、　Ｘｂが求まり、光スポットの当たった
位置Ｂが示されることになる。

更に、液の濁りが濃くなるのにつれて反射鏡１９゜２４
が反射した光が液中を通過する際に弱められる度合いが
大きくなり、光位置検出素子９で検出される光量が低下
し、電流Ｉ、、Ｉｂの電流値が減少するから、電流計Ａ
＝　、　Ａｂにより電流の強度を測定することによって
濁度が示されることになる。

上述するように構成した第１および４図に示す液量検出
装置を自動車のエンジンオイル溜りに使用した場合には
、キー−オンされて光源７が点灯し、振動または通常の
振れでは集光レンズ１８にオイルがかからない程度の焦
点距離をもつ集光レンズ１８を通し、これと一体化され
た反射鏡１９の所定の位置に集光される。反射鏡１９で
直角に反射された光は、フロート周りのエンジンオイル
を通った後透明な光透過部１１を通り光位置検出素子９
上に照射され、その強度に応じて電流が流れ、この場合
、オイルの汚濁程度により反射光が液中に没しているた
めに集光量が異なり、発生電流量が異なってくる。この
ために液の位置のほかに、濁度を示すことができるよう
になる。また、実際に交換されるオイルの平均濁度をマ
イコンに記憶させ、その値付近になったら交換表示をす
るように回路設定すれば、同時に２つの変量を示すこと
ができる。また、第１図に示すタンク１のフロート内蔵
部４が本体槽とジヨイントされているだけであるので、
素子部やフロート内蔵部４の交換またはメンテナンスが
容易となる。

第８図は第４図に示すフロート内蔵部４を槽の内部に設
けた変形構造を示している本発明の第３の実施例を示し
ている。この第８図に示す構造ではフロート内蔵部４と
して底に液流入口４１を設けた透明細管４０とこれに平
行に配置した光位置検出素子４２から構成している。

第９，１０図は第８図に示す警告器組込みタンクに用い
た光位置検出素子４２を示しており、この検出素子４２
はガラス基板４３と、下部電極４４と、アモルファスシ
リコン膜４５と、抵抗膜４６と、電極４７−１．。

４７−２から構成している。この構造では、第１０図に
示すように反射光を素子表面に当て、その両端（Ａ、Ｂ
）の抵抗をＲｔ　とし、アモルファスシリコン膜４５に
光が当った時、その部分でキャリアが発生し導電性とな
り°、その時の局部抵抗をＲ６とし、この時アモルファ
スシリコン膜４５に流れる電流をｒとすると、電流■は
両端子Ａ、Ｂに分割して流れ、回路方式から式（２）、
　（３）および（４）が成立する。

Ｉ＝１．＋ｈ　　　　　　　　　・・・・・・　（２）
■ Ｖ＝Ｒ，ｌ＋Ｒ，−ｈ　　　−・−・　（４）これから
、液面高さｈを求めると次式（５）が得られ、これによ
り光スポットの当った位置が示される。この回路を第１
１図に示す。

Ｉ。

第１２図は第８図に示す警告器組込みタンクと同じ構造
であるが、光位置検出素子を異にしている。

この検出素子５０は第１３図に示しているように絶縁基
Ｖｉ５１上にアモルファスシリコン膜５２を各縦１列に
１７２の重み付けで形成した複数列の光検出アレイ５３
から構成されている。光がアモルファスシリコン膜（ア
モルファスシリコン太陽電池を構成する部分）５２に入
射すると各アモルファスシリコン膜５２から出力が各ア
レイの端子ａ、ｂ、ｃ、ｄ。

ｅから第１４図に示している回路図の各対応する桁部、
すなわち、１桁部５４・・・４桁部５５．５桁部５６に
人力され、各アレイからの出力信号がコンパレータ５７
にそれぞれ人力され、これらのコンパレーク５７におい
て基準信号と比較され、この比較結果がそれぞれデコー
ダドライバ５８に供給され、表示器５９で光スポットの
当った位置をデジタル表示することができる。

（発明の効果）以上、説明してきたように、本発明の液量検出装置は、
液残量と同時に濁度をも正確に検知することができるの
で、液の補充時期および液の交換時期の両方を同一の装
置で知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液量検出装置の縦断面図、第２図は第
１図のガイドを含むタンクの１部分を示す横断面図、第３図は第１図のフロートの斜視図、第４図は本発明の第２の実施例を示す液量検出装置の縦
断面図、第５図は第４図のガイドを含むタンクの１部を示す横断
面図、第６図は第１図および第４図に示すタンクに設けている
光位置検出素子の断面図、第７図は第６図に示す光位置検出素子の断面図、第８図
は本発明の第３の実施例を示す液量検出装置の縦断面図
、第９図は第８図に示す光位置検出素子の側面図、第１０
図は第８図に示す光位置検出素子の断面図、第１１図は
第８図の回路構成図、第１２図は本発明の第４の実施例を示す液量検出装置の
断面図、第１３図は第１２図の光位置検出素子の表面図、および第１４図は第１３図の回路構成図である。１・・・タンク（液貯蔵部）２・・・液種入口　　　　３・・・ドレイン口４・・・
フロート内蔵部５・・・空気抜き口　　　６・・・接続パイプ７・・・
光源訃・・フロート内蔵部４の外壁９、４２．５０・・・光位置検出素子１０・・・ガイド　　　　　１１・・・光透過部１２、
１３・・・凹み　　　　１４・・・開口１６・・・液面
　　　　　　１７．２３・・・フロート１８・・・集光
レンズ　　　１９．２４・・・反射鏡２０・・・レンズ
支持体　　２１・・・集光レンズ２２・・・多孔板２５
・・・円筒状浮き体３０・・・ガラス基板　　　３１・
・・下部金属電極３２・・・ｎ型アモルファスシリコン
膜３３・・・真性アモルファスシリコン膜３４・・・ｐ
型アモルファスシリコン膜３５・・・抵抗膜　　　　　
３６−１．３６−２・・・金属電極４０・・・透明細管
　　　　４１・・・液流入口４３・・・ガラス基板　　
　４４・・・下部金属電極４５・・・アモルファスシリ
コン膜４６・・・抵抗膜　　　　　４７−１．４７−２・・・
金属電極５１・・・絶縁基板５２・・・アモルファスシリコン膜５３・・・光検出アレイ　　５４・・・１桁部５５・・
・４桁部　　　　　５６・・・５桁部５７・・・コンパ
レーク５８・・・デコーダドライバ５９・・・表示器特許出頭人　　日産自動屯株式会社同出願人　関東精器株式会社代理人弁理士　　杉　　　村　　　暁　　　秀同　弁理
士　　　杉　　　村　　　興　　　作第１図第８図ｔｆ第９図第１０図第１２図 Δｎ第１３図

Claims

【特許請求の範囲】

１、液貯蔵槽の外部または内部に配置したフロート内蔵
部、このフロート内蔵部の内部に、液貯蔵槽内の液位に
応じて移動可能に設けられた反射鏡を備えたフロート、
反射鏡に光を照射する光源、および前記反射鏡で反射さ
れた光が当ることによって光起電力を生ずる光位置検出
素子を有する液量検出装置。