(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
前記本体内にＬＰＧボンベに連通するガス室を区画すると共にガス室内のＬＰＧの蒸気圧に応じて変位するダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムをガス室の方向へ付勢するスプリングと、
固定接点と、
前記固定接点に対向して配置されると共にガス室内のＬＰＧの蒸気圧が低下すると前記ダイヤフラムの変位に伴って移動して前記固定接点に接触する移動接点と、
低温時には高温時よりも低いＬＰＧの蒸気圧で前記移動接点が前記固定接点に接触するように前記スプリングの付勢力あるいは前記固定接点と前記移動接点との間隔を調整する温度補正手段と
を備えたことを特徴とするＬＰＧボンベの燃料残量検出装置。
【請求項２】
前記温度補正手段は、前記スプリングの一端を保持すると共に前記スプリングの長さ方向に進退自在に設けられたワックスケースと、前記ワックスケース内に封入されると共に温度変化に伴う体積変化により前記ワックスケースを進退させるワックスとからなり、低温時には高温時よりも前記スプリングの付勢力を低減させることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記温度補正手段は、一端が前記本体に固定され、中央部が前記ダイヤフラムと前記スプリングとの間に挟持され、他端に前記移動接点が形成されたバイメタルからなるカンチレバーであり、低温時には前記移動接点が前記固定接点から離れるように湾曲することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＬＰＧボンベの燃料残量検出装置に係り、特に産業車両等に搭載されるＬＰＧボンベの温度対応型の燃料残量検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示されるように、車体後部にＬＰＧボンベ１を搭載し、ＬＰＧを燃料として作動するフォークリフト等の産業車両がある。このような車両においては、燃料残量警告システムによりＬＰＧボンベ１内の燃料残量を監視し、燃料残量が所定値以下になると、ＬＰＧボンベ１を交換して燃料の補給を行っている。燃料残量警告システムは、図６に示されるように、ＬＰＧボンベ１から図示しないエンジンへ燃料を供給するための燃料供給管２に設けられた燃料残量検出装置３と、この燃料残量検出装置３に電気的に接続された電源４及び警告ランプ５とからなっている。
【０００３】
燃料残量検出装置３は、ＬＰＧボンベ１から燃料供給管２内を流れるＬＰＧの蒸気圧を検出し、蒸気圧が設定値以上のときには一対の端子間が開放状態となっているが、設定値未満になると一対の端子間が短絡するものである。この燃料残量検出装置３の一対の端子間に電源４と警告ランプ５とが直列に接続されている。ＬＰＧボンベ１内の燃料残量が十分である場合には、ＬＰＧの蒸気圧が設定値より高いために燃料残量検出装置３の端子間が開放され、警告ランプ５は点灯しない。一方、ＬＰＧボンベ１内の燃料残量が少なくなってＬＰＧの蒸気圧が設定値未満にまで低下すると、燃料残量検出装置３の端子間が短絡して警告ランプ５が点灯する。この警告ランプ５をインストルメントパネル等に配設しておくことにより、運転者に燃料補給の必要性を知らせることができる。
【０００４】
従来の燃料残量検出装置３の構成を図７に示す。本体６内に導電体からなるカンチレバー７が設けられており、カンチレバー７の自由端に移動接点８が形成されると共に固定端は本体６の外部に設けられた端子９に電気的に接続されている。移動接点８に対向するように固定接点１０が本体６に固設されており、この固定接点１０は本体６の外部に設けられた端子１１に電気的に接続されている。カンチレバー７の中央部の上面はスプリング１２によって下方へ押圧されており、下面にはダイヤフラムボタン１３の上端が接している。ダイヤフラムボタン１３の下端は本体６内にＯリング１４によって張設されたダイヤフラム１５の上面に接している。ダイヤフラム１５の下面側には取付管１６を介して燃料供給管２に連通するガス室１７が区画されている。
【０００５】
燃料供給管２からガス室１７内に充満されるＬＰＧの蒸気圧が高いときには、スプリング１２の弾性力に抗してダイヤフラム１５が上方へ押圧され、ダイヤフラムボタン１３を介してカンチレバー７が上方へ持ち上げられる。これにより、図７に示すように、カンチレバー７の自由端に形成された移動接点８と固定接点１０との間に間隙が生じ、双方の端子９及び１１の間が開放状態となる。一方、ガス室１７内のＬＰＧの蒸気圧が低下すると、スプリング１２の弾性力によりダイヤフラム１５が次第に下方へ下がり、これに伴ってカンチレバー７も下降する。このようにして、ガス室１７内の蒸気圧が設定値未満になると、図８に示されるように、カンチレバー７の自由端に形成された移動接点８が固定接点１０に接触し、端子９及び１１の間が短絡状態となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＬＰＧの蒸気圧は図９に示されるように、温度によって大きく変化し、低温時には低く、高温時には高くなることが知られている。なお、図９において、曲線Ａはプロパン１００％、曲線Ｂはブタン１００％、曲線Ｃはプロパン５０％＋ブタン５０％の混合ガスを示している。このため、冷寒時、あるいは低温の環境下で作業するときには、ＬＰＧボンベ１内に燃料が十分に残っていても、燃料残量検出装置３のガス室１７内のＬＰＧの蒸気圧が設定値未満になって燃料残量警告システムが作動し、警告ランプ５が点灯してしまうという問題点があった。
【０００７】
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、温度が変動しても高い精度で燃料残量を検出することができるＬＰＧボンベの燃料残量検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るＬＰＧボンベの燃料残量検出装置は、本体と、本体内にＬＰＧボンベに連通するガス室を区画すると共にガス室内のＬＰＧの蒸気圧に応じて変位するダイヤフラムと、ダイヤフラムをガス室の方向へ付勢するスプリングと、固定接点と、固定接点に対向して配置されると共にガス室内のＬＰＧの蒸気圧が低下するとダイヤフラムの変位に伴って移動して固定接点に接触する移動接点と、低温時には高温時よりも低いＬＰＧの蒸気圧で移動接点が固定接点に接触するようにスプリングの付勢力あるいは固定接点と移動接点との間隔を調整する温度補正手段とを備えたものである。
【０００９】
温度補正手段を、スプリングの一端を保持すると共にスプリングの長さ方向に進退自在に設けられたワックスケースと、ワックスケース内に封入されると共に温度変化に伴う体積変化によりワックスケースを進退させるワックスとから構成して、低温時に高温時よりもスプリングの付勢力を低減させるようにすることができる。また、温度補正手段を、一端が本体に固定され、中央部がダイヤフラムとスプリングとの間に挟持され、他端に移動接点が形成されたバイメタルからなるカンチレバーで構成し、低温時に移動接点が固定接点から離れるように湾曲させることもできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１にこの発明の実施の形態に係るＬＰＧボンベの燃料残量検出装置の構成を示す。本体２１は、本体２１の中心軸に沿って互いに反対方向に突出した筒状部２２と取付管２３とを有している。本体２１内には本体２１の中心軸を横切るように導電体からなるカンチレバー２４が設けられており、カンチレバー２４の一端が固定端として本体２１に固定され、本体２１の外部に設けられた端子２５に電気的に接続されている。カンチレバー２４の他端は自由端となっており、この自由端に移動接点２６が形成されている。移動接点２６に対向するように固定接点２７が本体２１に固設されており、この固定接点２７が本体２１の外部に設けられた端子２８に電気的に接続されている。カンチレバー２４の中央部の上面は筒状部２２内に配設されたスプリング２９の下端部によって下方へ押圧されており、下面にはダイヤフラムボタン３０の上端が接している。ダイヤフラムボタン３０の下端は本体２１内にＯリング３１によって張設されたダイヤフラム３２の上面に接している。このダイヤフラム３２によってダイヤフラム３２の下面側に取付管２３に連通するガス室３３が本体２１内に区画されている。
【００１１】
本体２１の中心軸上で且つ筒状部２２の上端部には、その先端部が筒状部２２内に下方へ向かって突出するようにシャフト３４が設けられている。このシャフト３４の先端部を覆うようにワックスケース３５が設けられ、ワックスケース３５の下端部にスプリング２９の上端部が保持されている。ワックスケース３５は、上部が開放されたケース本体３６と、ケース本体３６の上部を覆うと共にシャフト３４が摺動自在に貫通する蓋体３７とからなり、これらケース本体３６及び蓋体３７とシャフト３４によりワックスケース３５は内部が密閉されつつシャフト３４に沿って進退自在に設けられている。ワックスケース３５の内部において、シャフト３４の回りに合成ゴム等の弾性体からなるスリーブ３８が設けられ、このスリーブ３８の外周部とケース本体３６の内壁部との間にワックス３９が封入されている。
【００１２】
なお、シャフト３４はその上端外周部に形成されたネジ部により筒状部２２の上端部に螺合されており、シャフト３４の上端に形成されている溝を利用してシャフト３４を回転させることにより、筒状部２２内へのシャフト３４の突出長さを調節することができる。また、シャフト３４、ワックスケース３５、スリーブ３８及びワックス３９によりこの発明の温度補正手段が形成されている。
【００１３】
次に、この実施の形態に係る燃料残量検出装置の動作について説明する。予め、図６に示したように、ＬＰＧボンベとエンジンとを接続する燃料供給管に取付管２３を介して図１の燃料残量検出装置が取り付けられる。このとき、ダイヤフラム３２によって本体２１内に区画されたガス室３３は取付管２３を介して燃料供給管内に連通し、ガス室３３内はＬＰＧボンベからのＬＰＧで充満される。
【００１４】
ＬＰＧボンベ内の燃料残量が十分ある場合には、ガス室３３内に取り込まれるＬＰＧの蒸気圧が高く、このガス圧によりスプリング２９の弾性力に抗してダイヤフラム３２が上方へ押圧され、ダイヤフラムボタン３０を介してカンチレバー２４が上方へ持ち上げられる。これにより、図１に示すように、カンチレバー２４の自由端に形成された移動接点２６と固定接点２７との間に間隙が生じ、双方の端子２５及び２８の間が開放状態となる。一方、ＬＰＧボンベ内の燃料残量が少なくなると、ガス室３３内のＬＰＧの蒸気圧が低下し、スプリング２９の弾性力によりダイヤフラム３２が次第に下方へ下がり、これに伴ってカンチレバー２４も下降する。このようにして、ガス室３３内の蒸気圧が設定値未満になると、カンチレバー２４の自由端に形成された移動接点２６が固定接点２７に接触し、端子２５及び２８の間が短絡状態となる。従って、端子２５及び２８間に電源と警告ランプとを直列に接続しておけば、警告ランプの点灯により運転者に燃料補給の必要性を知らせることができる。
【００１５】
図９に示したように、高温の環境下においては、ＬＰＧの蒸気圧が上昇するため、ＬＰＧボンベ内の燃料残量が一定であっても、ダイヤフラム３２はガス室３３内のＬＰＧから上方へ向いたより大きなガス圧を受ける。しかしながら、高温時には、図２に示されるように、ワックスケース３５内に封入されているワックス３９が膨張して弾性体からなるスリーブ３８を圧縮し、ワックスケース３５内からシャフト３４を押し出そうとする。実際にはシャフト３４が本体２１に固定されているため、ワックスケース３５がシャフト３４から抜けるように下方へ移動することになる。その結果、スプリング２９が圧縮されてダイヤフラム３２をガス室３３の方向へ押圧する付勢力が増加する。このように、高温時にはガス室３３内のガス圧が増加するが、同時にスプリング２９によりダイヤフラム３２をガス室３３の方向へ押圧する力も増加する。
【００１６】
逆に、低温の環境下においては、ＬＰＧの蒸気圧が下降するため、ＬＰＧボンベ内の燃料残量が一定であっても、ガス室３３内のＬＰＧからダイヤフラム３２に作用する上方へ向いたガス圧が小さくなる。しかしながら、低温時には、ワックスケース３５内に封入されているワックス３９が収縮して弾性体からなるスリーブ３８が弛緩し、シャフト３４がさらに深く挿入されるようにワックスケース３５はスプリング２９の弾性力によって上方へ移動することになる。その結果、スプリング２９が伸長してダイヤフラム３２をガス室３３の方向へ押圧する付勢力が低減する。このように、低温時にはガス室３３内のガス圧が低下するが、同時にスプリング２９によりダイヤフラム３２をガス室３３の方向へ押圧する力も低減する。
【００１７】
そこで、温度が変動した際に、ガス室３３内のガス圧による上方への押圧力の変化分とスプリング２９による下方への押圧力の変化分とがほぼ等しくなるように、ワックス３９の封入量、筒状部２２内へのシャフト３４の突出長さ等を予め調整しておけば、温度変動に伴ってＬＰＧの蒸気圧が変化しても、ＬＰＧボンベ内の燃料残量が一定である限り移動接点２６と固定接点２７との間隔は変わらず、これにより誤動作が防止される。すなわち、低温時には高温時よりも低いＬＰＧの蒸気圧で移動接点が固定接点に接触するようになり、正確にＬＰＧボンベ内の燃料残量を検出することが可能となる。
【００１８】
この発明の他の実施の形態に係る燃料残量検出装置の構成を図３に示す。本体４１は、本体４１の中心軸に沿って互いに反対方向に突出した筒状部４２と取付管２３とを有している。本体４１内には本体４１の中心軸を横切るようにバイメタルからなるカンチレバー４４が設けられており、カンチレバー４４の一端が固定端として本体４１に固定され、自由端となるカンチレバー４４の他端に移動接点２６が形成されている。また、スプリング２９の上端部は筒状部４２の上端に固定されている。その他の部材は図１に示した燃料残量検出装置と同様である。すなわち、この実施の形態に係る燃料残量検出装置は、図１に示した燃料残量検出装置において、シャフト３４及びワックスケース３５を除去してスプリング２９の上端部を本体４１の筒状部４２の上端に固定し、カンチレバー４４の代わりにバイメタルからなるカンチレバー４４を使用したものである。
【００１９】
カンチレバー４４は、互いに熱膨張率の異なる２枚の金属片を貼り合わせて形成されたバイメタルからなり、高温時には移動接点２６が固定接点２７に接近するように自由端が下方へ湾曲し、低温時には移動接点２６が固定接点２７から離れるように自由端が上方へ湾曲する。このカンチレバー４４によって、この実施の形態における温度補正手段が形成されている。
【００２０】
次に、この実施の形態に係る燃料残量検出装置の動作について説明する。ＬＰＧボンベとエンジンとを接続する燃料供給管に取付管２３を介して図３の燃料残量検出装置を取り付けると、ダイヤフラム３２によって本体４１内に区画されたガス室３３内はＬＰＧボンベからのＬＰＧで充満される。
【００２１】
ＬＰＧボンベ内の燃料残量が十分ある場合には、ガス室３３内に取り込まれるＬＰＧの蒸気圧が高く、このガス圧によりスプリング２９の弾性力に抗してダイヤフラム３２が上方へ押圧され、ダイヤフラムボタン３０を介してカンチレバー４４が上方へ持ち上げられる。これにより、図３に示すように、カンチレバー４４の自由端に形成された移動接点２６と固定接点２７との間に間隙が生じ、双方の端子２５及び２８の間が開放状態となる。一方、ＬＰＧボンベ内の燃料残量が少なくなると、ガス室３３内のＬＰＧの蒸気圧が低下し、スプリング２９の弾性力によりダイヤフラム３２が次第に下方へ下がり、これに伴ってカンチレバー４４も下降する。このようにして、ガス室３３内の蒸気圧が設定値未満になると、カンチレバー４４の自由端に形成された移動接点２６が固定接点２７に接触し、端子２５及び２８の間が短絡状態となる。
【００２２】
ここで、高温の環境下においては、ＬＰＧの蒸気圧が上昇するため、ＬＰＧボンベ内の燃料残量が一定であっても、ダイヤフラム３２はガス室３３内のＬＰＧからより大きなガス圧を受けて上方へ変位し、これに伴ってカンチレバー４４の中央部も上方へ変位する。しかしながら、高温時には、バイメタルからなるカンチレバー４４の自由端が双方の金属片の熱膨張率の違いに起因して下方へ湾曲する。このように、高温時にはカンチレバー４４の中央部が上方へ変位するが、同時にカンチレバー４４の自由端が下方へ湾曲する。
【００２３】
逆に、低温の環境下においては、ＬＰＧの蒸気圧が下降するため、ＬＰＧボンベ内の燃料残量が一定であっても、ガス室３３内のＬＰＧからダイヤフラム３２に作用する上方へ向いたガス圧が小さくなり、図４に示されるように、カンチレバー４４の中央部はダイヤフラム３２と共に下方へ変位する。しかしながら、低温時には、バイメタルからなるカンチレバー４４の自由端が上方へ湾曲する。このように、低温時にはカンチレバー４４の中央部が下方へ変位するが、同時にカンチレバー４４の自由端が上方へ湾曲する。
【００２４】
そこで、温度が変動した際に、カンチレバー４４の中央部の変位量とカンチレバー４４の自由端の湾曲量とがほぼ等しくなるように、カンチレバー４４を構成するバイメタルの材質及び大きさ等を決定すれば、温度変動に伴ってＬＰＧの蒸気圧が変化しても、ＬＰＧボンベ内の燃料残量が一定である限り移動接点２６と固定接点２７との間隔は変わらず、これにより誤動作が防止される。すなわち、低温時には高温時よりも低いＬＰＧの蒸気圧で移動接点が固定接点に接触するようになり、正確にＬＰＧボンベ内の燃料残量を検出することが可能となる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、温度変動に伴ってＬＰＧの蒸気圧が変化しても、誤動作を防止することができ、ＬＰＧボンベの燃料残量を高い精度で検出することが可能となる。従って、高温や低温の苛酷な環境下にあっても正確に燃料残量警告システムが作動するため、ＬＰＧボンベを搭載した産業車両による作業の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るＬＰＧボンベの燃料残量検出装置を示す断面図である。
【図２】高温時における実施の形態の燃料残量検出装置を示す断面図である。
【図３】他の実施の形態に係る燃料残量検出装置を示す断面図である。
【図４】低温時における他の実施の形態の燃料残量検出装置を示す断面図である。
【図５】ＬＰＧボンベを搭載したフォークリフトを示す側面図である。
【図６】燃料残量警告システムの構成を示す図である。
【図７】従来の燃料残量検出装置を示す断面図である。
【図８】燃料残量が少ないときの従来の燃料残量検出装置を示す断面図である。
【図９】ＬＰＧの温度−蒸気圧の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
２１，４１    本体
２２，４２    筒状部
２３    取付管
２４，４４    カンチレバー
２５，２８    端子
２６    移動接点
２７    固定接点
２９    スプリング
３０    ダイヤフラムボタン
３１    Ｏリング
３２    ダイヤフラム
３３    ガス室
３４    シャフト
３５    ワックスケース
３６    ケース本体
３７    蓋体
３８    スリーブ
３９    ワックス
【図１】
0003598697.tif 000002
【図２】
0003598697.tif 000003
【図３】
0003598697.tif 000004
【図４】
0003598697.tif 000005
【図５】
0003598697.tif 000006
【図６】
0003598697.tif 000007
【図７】
0003598697.tif 000008
【図８】
0003598697.tif 000009
【図９】
0003598697.tif 000010