(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース本体（２）にカバーケース（３）を嵌めつけた扁平な矩形箱状に構成されたケース（１）を有する重量検出装置であって、
前記ケース（１）の横一方側方に変位した位置に上下に貫通する円形の開口が形成されるように、前記ケース本体（２）および前記カバーケース（３）にはそれぞれ同心状に円形孔（４、５）が設けられ、
前記円形孔（４）の上方に、環状の外周支持部（８ａ）と、これから周方向に沿って延出される複数本のアーム部（８ｂ）と、このアーム部（８ｂ）の遊端間に連設された載置部（８ｃ）とからなるように板バネ材を打ち抜き形成した重量載置体（８）が同心状に配備され、
前記円形孔（４）の上方に浮上支持された載置部（８ｃ）が、アーム（８ｂ）群の弾性変形により垂直上下動可能に構成され、
略弓形に形成されたプランジャ（１３）が左右方向に水平移動可能に配備され、
前記プランジャ（１３）の両先端部には上向きの傾斜当接面（１３ａ）が、前記載置部（８ｃ）の前後に突設された当接部（８ｄ）の下方に入り込むように配置されるとともに、前記傾斜当接面（１３ａ）が前記当接部（８ｄ）の側縁に当接され、該当接部（８ｄ）が下降変位するに連れて前記当接部（８ｄ）の側縁と前記傾斜当接面（１３ａ）とが摺接し、前記プランジャ（１３）が横方向に押圧移動されるように構成され、
その先端に、摺動抵抗値を変化させて対応する出力を与えるためのブラシ（１８）が装着されるレバー（１５）の一端部が、支点に遊嵌され、
前記レバー（１５）とケース（１）側壁との間にはコイルバネ（１６）が配置され、このコイルバネ（１６）によって前記レバー（１５）が前記プランジャ（１３）側に向けて揺動付勢されることにより、該レバー（１５）と前記プランジャ（１３）とが当接され、
前記レバー（１５）の一端部と前記プランジャ（１３）との当接部までの距離に対して、前記レバー（１５）の前記一端部と前記ブラシ（１８）までの距離が大きく設定され、前記プランジャ（１３）の微小変位を増幅して前記ブラシ（１８）の変位を増幅させるように構成されている、
ことを特徴とする重量検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の重量検出装置の前記重量載置体（８）に、石油ファンヒータあるいは石油ストーブにおけるカートリッジタンクの重量を受け止め支持させることを特徴とする油量センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として石油ファンヒータや石油ストーブにおける燃料残量を検出するのに好適な重量検出装置およびそれを用いた油量センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、石油ファンヒータにおける油量センサとしては、カートリッジタンクの重量を、２枚の電極間の静電容量の変化に基づく発振周波数の変化に変換して検出し、この検出結果に基づいて残量をＬＥＤなどで表示するよう構成したものが知られている。
【０００３】
図２４は、かかる静電容量式の油量センサの検出原理を説明するための概略図であり、同図（ａ）は燃料が少ない状態を、同図（ｂ）は満量状態をそれぞれ示している。
【０００４】
対向する一対の板バネ４０ａ，４０ｂによってカートリッジタンク３１の重量を均等に支えるように構成されており、一方の板バネ４０ｂには、２枚の対向する電極４２，４３を有する静電容量式のセンサ４４が装備されており、カートリッジタンク４１の重量に応じて対向する電極４２，４３間の間隙は変化して静電容量が変化するのを利用し、この静電容量の変化を、図示しない発振回路によって発振周波数の変化として検出するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の油量センサは、構造が複雑で基準設定のための板バネの調整等が難しく、かつ、発振回路等の電子回路を必要としてコストが高くつくという難点がある。
【０００６】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであって、比較的簡単かつ安価な構成で、重量を検出することのできる重量検出装置およびそれを用いた油量センサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上述の目的を達成するために、次のように構成している。
【０００８】
すなわち、請求項１に係る本発明の重量検出装置は、ケース本体（２）にカバーケース（３）を嵌めつけた扁平な矩形箱状に構成されたケース（１）を有する重量検出装置であって、前記ケース（１）の横一方側方に変位した位置に上下に貫通する円形の開口が形成されるように、前記ケース本体（２）および前記カバーケース（３）にはそれぞれ同心状に円形孔（４、５）が設けられ、前記円形孔（４）の上方に、環状の外周支持部（８ａ）と、これから周方向に沿って延出される複数本のアーム部（８ｂ）と、このアーム部（８ｂ）の遊端間に連設された載置部（８ｃ）とからなるように板バネ材を打ち抜き形成した重量載置体（８）が同心状に配備され、前記円形孔（４）の上方に浮上支持された載置部（８ｃ）が、アーム（８ｂ）群の弾性変形により垂直上下動可能に構成され、略弓形に形成されたプランジャ（１３）が左右方向に水平移動可能に配備され、前記プランジャ（１３）の両先端部には上向きの傾斜当接面（１３ａ）が、前記載置部（８ｃ）の前後に突設された当接部（８ｄ）の下方に入り込むように配置されるとともに、前記傾斜当接面（１３ａ）が前記当接部（８ｄ）の側縁に当接され、該当接部（８ｄ）が下降変位するに連れて前記当接部（８ｄ）の側縁と前記傾斜当接面（１３ａ）とが摺接し、前記プランジャ（１３）が横方向に押圧移動されるように構成され、その先端に、摺動抵抗値を変化させて対応する出力を与えるためのブラシ（１８）が装着されるレバー（１５）の一端部が、支点に遊嵌され、前記レバー（１５）とケース（１）側壁との間にはコイルバネ（１６）が配置され、このコイルバネ（１６）によって前記レバー（１５）が前記プランジャ（１３）側に向けて揺動付勢されることにより、該レバー（１５）と前記プランジャ（１３）とが当接され、前記レバー（１５）の一端部と前記プランジャ（１３）との当接部までの距離に対して、前記レバー（１５）の前記一端部と前記ブラシ（１８）までの距離が大きく設定され、前記プランジャ（１３）の微小変位を増幅して前記ブラシ（１８）の変位を増幅させるように構成されている。
【０００９】
請求項２に係る本発明の油量センサは、請求項１に記載の重量検出装置の前記重量載置体（８）に、石油ファンヒータあるいは石油ストーブにおけるカートリッジタンクの重量を受け止め支持させるものである。
【００２２】
請求項１に係る本発明の重量検出装置によれば、重量載置体は載置される重量に応じて垂直方法に変位し、これが移動体の水平方向の移動に変換され、移動体の微小な移動を、大きな変位にできるので、ブラシの摺動変位を大きくでき、出力幅を大きくとることができる。
【００２３】
請求項２に係る本発明の油量センサによれば、燃料の消費に伴うカートリッジタンクの重量減少を検出して出力することができ、この出力を残量表示の信号として利用することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の重量検出装置を石油ファンヒータや石油ストーブの油量センサに適用した実施の形態の幾つか図面に基づいて説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１ないし図１０に、本発明の重量検出装置の実施の形態１が示されており、図１に重量検出装置Ａの全体外観が、また、図２および図３にその内部構成が、また、図５にその全体断面がそれぞれ示されている。
【００３８】
この重量検出装置Ａのケース１は、図７に示される樹脂成型されたケース本体２に、カバーケース３を嵌めつけた偏平な矩形箱状に構成されており、各ケース１の横一側方に偏った位置に上下に貫通する円形の開口が形成されるように、ケース本体２およびカバーケース３にはそれぞれ同心状に円形孔４，５が設けられるとともに、ケース１の周部複数箇所には、石油ファンヒータあるいは石油ストーブに備えられた燃料貯留容器へのネジ連結部６が形成されている。なお、ケース本体２とカバーケース３とは、係止爪２ａと係止孔３ａとの係合によって連結される。
【００３９】
ケース本体２の上面には、略全面に亘って凹部７が形成されるとともに、その横一側方に偏位した位置に前記円形孔４が形成され、この円形孔４の上方に板バネ材を打ち抜き形成してなる円形の重量載置体８が同心状に配備されている。この重量載置体８は、環状の外周支持部８ａと、これから周方向に沿って延出された複数本のアーム部８ｂと、これらアーム部８ｂの遊端間に連設された載置部８ｃとからなり、凹部７の周部に形成された浅い半円形の段差部９と凹部７の底面に突設された部分円弧状の凸部１０に亘って、外周支持部８ａが載置されるとともに、外周支持部８ａに形成した一対の連結孔１１が段差部９に突設された連結ピン１２に位置決め係合されてカシメ固定され、もって、円形孔４の上方に浮上支持された載置部８ｃが、アーム８ｂ群の弾性変形によって平行に垂直上下動するよう構成されている。
【００４０】
前記凹部７には略弓形に形成された樹脂製あるいは金属製の移動体としてのプランジャ１３が左右方向に水平移動可能に配備され、図３，図４および図６に示すように、このプランジャ１３の両先端部に形成した上向きの傾斜当接面１３ａが、前記載置部８ｃの前後に突設された当接部８ｄの下方に入り込むように配置されるとともに、傾斜当接面１３ａが当接部８ｄの側縁に当接され、当接部８ｄが下降変位するに連れて当接部８ｄの側縁と傾斜当接面１３ａとが摺接して、プランジャ１３が横側方向（図では右方向）に押圧移動されるようになている。
【００４１】
なお、プランジャ１３全体を摺動摩擦の少ない樹脂材料、例えば、ポリアセタール樹脂で成型しておくか、あるいは、プランジャ１３の傾斜当接面１３ａを摺動摩擦の少ない樹脂材料でコーティングし、さらには、重量載置体８の当接部８ｄを摺動製の良い樹脂材料でコーティングすることにより、載置部８ｃの垂直上下動が円滑にプランジャ１３の横移動に変換されることになる。
【００４２】
前記凹部７の他側（図では右側）には支点軸１４が突設されて、レバー１５が図８に示される支点孔１５ｃを介して左右に揺動自在に遊嵌配備されるとともに、レバー１５とケース側壁との間に介在されたコイルバネ１６によってレバー１５がプランジャ１３側に向けて揺動付勢され、レバー１５の側辺に設けた突起１５ａがプランジャ１３の外周面に当接されている。
【００４３】
レバー１５の先端は幅広に構成され、この幅広部１５ｂの上面に形成した凹入溝１７に、図８ないし図１０に示すように、中央連結部１８ａと左右２本づつの接触片１８ｂとを一体に打ち抜き加工したブラシが１８嵌め込み装着されている。また、ケース本体２には、プリント基板１９が一対の連結ピン２０を介してカシメ固定されており、このプリント基板１９の下面に、前記ブラシ１８の接触片１８ｂが摺接する抵抗パターン２１ａ，２１ｂが形成されるとともに、プリント基板１９からは入出力用の導体パターンが形成された端子片１９ａがケース外方に突出するよう延出され、レバー１５の左右揺動によって摺動抵抗値が変化して出力電圧が変動する出力手段２２が構成されている。
【００４４】
そして、前記レバー１５は、その支点から突起１５ａまでの距離に比して支点から幅広部１５ｂまでの距離を大きく設定して、プランジャ１３の微小変位を増幅してブラシ１８の摺動変位に変換する増幅部材として構成されている。
【００４５】
本発明に係る重量検出装置Ａは以上のように構成されており、図５中の仮想線で示すように、ケース１は石油ファンヒータや石油ストーブにおける燃料貯留タンク２３の上面にネジ止め固定され、オイルフィルター２４を重量載置体８の載置部８ｃに嵌め込み装着した状態で、カートリッジタンク２５が逆止弁付きのキャップ２６を下向きにして円形開口４，５に差し入れ装填され、キャップ２６の一部がオイルフィルター２４を介して載置部８ｃに受け止め支持され、カートリッジタンク２４の重量が載置部８ｃに働く。
【００４６】
重量が作用した載置部８ｃは垂直下方に平行に変位し、この変位がプランジャ１３の水平移動に変換され、さらにその移動がレバー１５によって増幅されて出力手段２２に伝達され、カートリッジタンク２５の重量に比例した出力が取り出され、これが石油ファンヒータや石油ストーブ本体に備えた表示部でＬＥＤなどを用いて表示される。そして、燃料の消費に伴ってカートリッジタンク２５の重量が少なくなるに伴って重量載置体８の載置部８ｃは復帰上昇し、これに追従してプランジャ１３およびレバー１５が変位し、これが出力手段２２で検出されて表示部が作動表示される。また、一定の残量に達したときに、ブザー等によって報知してもよい。
【００４７】
なお、図１１に示すように、前記重量載置体８として、外周支持部８ａと中央の載置部８ｃとをつなぐアーム部８ｂを、屈曲アームに構成することも可能であり、この場合、載置部８ｃを平面的な変位をもたらすことなく垂直上下方向にのみ平行に変位させることができ、より精度の高い検出が可能となる。
【００４８】
（実施の形態２）
図１２ないし図２０に、本発明の重量検出装置の実施の形態２が示されている。この実施の形態の重量検出装置Ａは、基本的な構成および機能は実施の形態１と同様であるので、実施の形態１と同等に機能する部材および部位には同一の番号を付してその詳細な説明は省略し、実施の形態１と相違している構成について以下に説明する。
【００４９】
本体ケース２における円形孔４の周部複数箇所には、カートリッジタンク２５を交換する際等に漏れた石油をケース下方の燃料貯留タンク２３に流下させるための油抜き孔３０が開口されている。
【００５０】
カバーケース３は、金属板をプレス加工した板金材からなり、図１３に示されるように、折り下げ形成した側辺３ｂの係止孔３ａを、本体ケース２の係止爪２ａに係合して、カバーケース３を本体ケース２に連結するよう構成されている。
【００５１】
図１４ないし図１６に示すように、重量載置体８の当接部８ｄには、ポリアセタール樹脂などの摺動性の良い樹脂材料からなる摺動部材３１が外嵌装着されている。この摺動部材３１は断面形状が逆Ｕ字形に成型されたものであり、当接部８ｄに下方から弾性的に嵌合係止されることで、側辺内面に設けた隆起部３１ａが、当接部８ｄの側縁に形成した凹部３２に係合されて当接部８ｄ先端側への抜け止めがなされている。なお、この例では、重量載置体８は、その外周支持部８ａに設けた連結孔１１を介してケース本体２の段差上にネジ止めされる。
【００５２】
図１８に示すように、移動体としてのプランジャ１３における一対の先端部の下面に、プランジャ移動方向に沿う細長い小突起１３ｂが突設されるとともに、弓形の頂部にあたる後端部の下面には、半球状の小突起１３ｃが突設され、プランジャ１３全体がこれら３個の小突起１３ｂ，１３ｃを介した３箇所で、いわゆる３点接触状態でケース本体２の底面上に支持されている。また、プランジャ１３には複数の透孔１３ｄが形成されるとともに、ケース本体２における凹部７の底面から円弧状に配列して突設された複数の凸部１０が、この透孔１３ｄを通してプランジャ１３上方に突出され、各凸部１０の上に重量載置体８における外周支持部８ａの一部が載置支持されている。
【００５３】
図１４および図１７に示すように、プランジャ１３の両先端部に備えた傾斜当接面１３ａは、プランジャ移動方向と直交する方向に小幅に形成されており、重量載置体８からの当接押圧力が常にプランジャ１３両先端部の一定位置に作用するようになっている。
【００５４】
図１９に示すように、増幅部材としてのレバー１５を水平揺動可能に支持する支点軸１４は、その横断面形状が水滴形に形成されるとともに、レバー１５の支点孔１５ｃが、水滴形支点軸１４の先鋭部ｅの角度より大きい角度をなす扇形に形成されており、この支点軸１４の先鋭部ｅに支点孔１５ｃの頂角部ｆが１点で係止されるエッジ支点が構成されている。ここで、支点軸１４の先鋭部ｅおよび支点孔１５ｃの頂角部ｆは、プランジャ１３側に向けられており、プランジャ１３からの押圧力を受けるレバー１５がエッジ支点に１点で係止されて揺動するようになっている。
【００５５】
また、図１９および図２０に示すように、樹脂材料からなるレバー１５の遊端側に対応するケース本体２の底面には、レバー移動方向に沿って摺動摩擦低減用部材として鋼線材３３が、溝３４を介して係入保持されており、この鋼線材３３の上をレバー１５の幅広部１５ｂが摩擦少なく摺動するよう構成されている。これによると、レバー１５は鋼線材３３に線当たり状態で支持されるので、摺動摩擦が少ない状態で円滑に揺動できるとともに、ケース内面の凹凸の影響を受けることなく直線状の鋼線材３３に沿って摺動する。なお、摺動摩擦低減用部材を、レバー１５の材料と異なった硬質の樹脂材料で製作してもよい。また、摺動摩擦低減用部材としてレバー１５の下面に鋼球などのコロを装備することも可能である。
【００５６】
レバー１５の幅広部１５ｂの上面に形成した凹入溝１７に係入されたブラシ１８は、その中央連結部１８ａに設けた連結孔１８ｃと、凹入溝１７の中央に設けた突起３５を介して熱カシメにより強固に連結されている。
【００５７】
（実施の形態３）
図２１ないし図２３に、本発明の重量検出装置の実施の形態３が示されている。この実施の形態では、重量載置体８の支持形態に特徴を有している。すなわち、重量載置体８は、環状の載置部８ｃから直接に３本のアーム部８ｂを放射状に突設し、このアーム部８ｂをケース本体に設けた３か所の取付け座３６に載せ付け支持させるよう構成されており、ケース本体２側の製作誤差や歪み変形、等があっても、３点支持によって常に安定した姿勢で重量載置体８を支持することができるようになっている。
【００５８】
また、重量載置体８の載置部８ｃから突設した当接部８ｄには、摺動摩擦の少ない樹脂材料を成型した摺動部材３１が当接部先端から圧入外嵌され、載置部８ｃの垂直方向変位が傾斜当接面１３ａを介して円滑にプランジャ１３の水平移動に変換されるようになっている。また、プランジャ１３の中央部位には、重量載置体８における一つのアーム部８ｂを支持する取付け座３６を貫通させる透孔１３ｅが形成されている。
【００５９】
なお、本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
【００６２】
▲３▼重量載置体８のバネ厚さの誤差や加工誤差等によってアーム８ｂの弾性係数にばらつきが発生して、印加重量と出力との特性関係に偏差が出るような場合には、傾斜当接面１３ａの傾斜角度の異なった複数種類のプランジャ１３を予め用意しておき、所定の特性関係が得られるプランジャ１３を選択して使用するとよい。
【００６４】
▲５▼この重量検出装置Ａは、石油ファンヒータや石油ストーブの油量センサのみならず、重量が変化する各種の貯留タンク類の残量検出にも利用することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば以下のような効果が期待できる。
【００６６】
請求項１に係る発明によると、板バネ材などの弾性体を用いて重量載置体を構成することができるので、重量検出部を構造簡単、かつ、安価に製作することができることに加え、移動体の移動を機械的に増幅するので、出力信号幅を大きくとることができ、精度の高い検出が可能となった。
【００６７】
請求項２に係る発明によると、複雑な構造を用いない上記発明の重量検出装置は、故障なく長期間確実良好に機能させることができるので、寒冷期間のみしか使用されず、不要時には収納されて放置されることになる一般家庭の石油ファンヒータや石油ストーブにおける油量センサとして有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における重量検出装置の全体斜視図である。
【図２】その内部構造を示す全体斜視図である。
【図３】その内部構造を示す全体平面図である。
【図４】図３におけるａ−ａ線での拡大断面図である。
【図５】全体の縦断正面図である。
【図６】重量載置体とプランジャの斜視図である。
【図７】ケース本体の斜視図である。
【図８】出力手段を示す分解斜視図である。
【図９】出力手段の要部を示す縦断正面図である。
【図１０】出力手段のブラシを示す斜視図である。
【図１１】重量載置体の変形例を示す斜視図である。
【図１２】実施の形態２における重量検出装置のカバーケースを外した平面図である。
【図１３】ケースの分解斜視図である。
【図１４】重量載置体とプランジャの斜視図である。
【図１５】重量載置体の当接部を拡大した分解斜視図である。
【図１６】重量載置体の当接部を拡大した一部切り欠き斜視図である。
【図１７】重量載置体の当接部とプランジャとの当接箇所を拡大した縦断面図である。
【図１８】プランジャを裏面側から見た斜視図である。
【図１９】増幅用レバーとその関連部位を示す分解斜視図である。
【図２０】（ａ）出力手段を示す一部切り欠き側面図である。
（ｂ）出力手段の要部を示す縦断正面図である。
【図２１】実施の形態３における重量検出装置のカバーケースを外した平面図である。
【図２２】要部の展開した縦断面図である。
【図２３】重量載置体とプランジャの斜視図である。
【図２４】従来例の概略構成図である。
【符号の説明】
８      重量載置体
８ａ    外周支持部
８ｂ    アーム部
８ｃ    載置部
８ｄ    当接部
１３    プランジャ（移動体）
１３ａ  傾斜当接面
２２    出力手段
２５    カートリッジタンク
３１    摺動部材
３３    摺動摩擦低減用部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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