(57)【要約】【課題】  液体タンク内の構成部品が少なく、該液体タンク内の容積効率を向上させるとともに、フロートの液面に対する追従性の良好な液面検出装置及び液面検出装置を有する液体タンクを提供する。【解決手段】  液体タンク内の液面高低レベルを検出する液面検出装置において、被検出部を有する凸型のフロートと、前記フロートの凸部と嵌合し、該フロートの移動方向を規制する凹部及び該フロートの位置を検出する検出手段とを有するホルダとから成り、前記液体タンク内の液面の変動に伴い浮遊する前記フロートの位置を、前記フロートに備えた被検出部を前記ホルダの検出手段で検出することにより液面の高低レベルを検出する液面検出装置であって、前記ホルダは、前記液体タンクの内壁面の内側に突出しない液面検出装置とする。【選択図】  図１
2006284259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体タンク内の液面高低レベルを検出する液面検出装置において、
被検出部を有する凸型のフロートと、
前記フロートの凸部と嵌合し、該フロートの移動方向を規制する凹部及び該フロートの位置を検出する検出手段とを有するホルダとから成り、
前記液体タンク内の液面の変動に伴い浮遊する前記フロートの位置を、前記フロートに備えた被検出部を前記ホルダの検出手段で検出することにより液面の高低レベルを検出する液面検出装置であって、
前記ホルダは、前記液体タンクの内壁面より内側に突出しないことを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
前記フロートに備えられた被検出部が磁石であり、前記ホルダに備えられた検出手段が磁気検出素子であることを特徴とする請求項１記載の液面検出装置。
【請求項３】
前記凸型のフロートに備えられた被検出部が、前記フロートの先端部に設けられた鏡であり、前記ホルダに備えられた検出手段が、前記ホルダの凹部窪み底面に設置される受発光素子を備えた光学式変位センサであることを特徴とする請求項１記載の液面検出装置。
【請求項４】
前記フロートの凸部に連続する肩部と前記ホルダの凹部先端部の何れか一方、若しくは両方がテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の液面検出装置。
【請求項５】
前記請求項１〜４の何れか１つに記載の液面検出装置を有する液体タンクであって、
前記液面検出装置のホルダが、前記液体タンクの上端部側、若しくは下端部側に設置されていることを特徴とする液面検出装置を有する液体タンク。
【請求項６】
前記フロートの高さがホルダ凹部先端と該ホルダの反対側にある液体タンク内壁面との距離よりも長いことを特徴とする請求項５に記載の液面検出装置を有する液体タンク。
【請求項７】
前記ホルダが液体タンクの壁部に一体形成されて成ることを特徴とする請求項５又は６に記載の液面検出装置を有する液体タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体タンク内の液面高低レベルを検出する液面検出装置および液面検出装置を有する液体タンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体タンク内の液面高低レベルを検出する液面検出装置としては、特許文献１に開示されているような構成のものが知られている。
【０００３】
図５は従来技術による液面検出装置を示す断面図である。液体タンク３０内にガイドパイプ３１と、ガイドパイプ３１内の液体の液面に追従して上下するフロート３２と、該フロート３２に連結され連動して上昇・下降する検知部３３により構成された液面検出装置である。当該液面検出装置は、液面の上昇・下降に伴い上下動するフロート３２に連動する検知部３３の位置を目視により確認することで、液体タンク３０内の液面高低レベルを認識するものである。（特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４０６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記に示したような、液面検出装置では、フロートの移動方向をガイドするパイプ等の保持機構が液中に浸漬するように、液体タンク内に設ける必要がある。このような構成では、液体タンク内の構成部品が多くなり、該液体タンク内に貯蔵できる液体の容積が減少し、液体タンクの容積効率が低下する。
【０００６】
また、フロートの保持機構が液中に浸漬しているため、フロートと保持機構との間隔が狭くなると表面張力により、フロートが保持機構に固着したり、フロートの液面に対する追従性が悪くなる。
【０００７】
本発明はそうした課題を解決するものであり、液体タンク内の構成部品が少なく、該液体タンク内の容積効率を向上させるとともに、フロートの液面に対する追従性の良好な液面検出装置及び液面検出装置を有する液体タンクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
液体タンク内の液面高低レベルを検出する液面検出装置において、
被検出部を有する凸型のフロートと、前記フロートの凸部と嵌合し、該フロートの移動方向を規制する凹部及び該フロートの位置を検出する検出手段とを有するホルダとから成り、
前記液体タンク内の液面の変動に伴い浮遊する前記フロートの位置を、前記フロートに備えた被検出部を前記ホルダの検出手段で検出することにより液面の高低レベルを検出する液面検出装置であって、前記ホルダは、前記液体タンクの内壁面より内側に突出しない液面検出装置とする。
【０００９】
前記フロートに備えられた被検出部が磁石であり、前記ホルダに備えられた検出手段が磁気検出素子である液面検出装置とする。
【００１０】
前記凸型のフロートに備えられた被検出部が、前記フロートの先端部に設けられた鏡であり、前記ホルダに備えられた検出手段が、前記ホルダの凹部窪み底面に設置される受発光素子を備えた光学式変位センサである液面検出装置とする。
【００１１】
前記フロートの凸部に連続する肩部と前記ホルダの凹部先端部の何れか一方、若しくは両方がテーパー状に形成されている液面検出装置とする。
【００１２】
前記の液面検出装置を有する液体タンクであって、前記液面検出装置のホルダが、前記液体タンクの上端部側、若しくは下端部側に設置されている液体タンクとする。
【００１３】
前記フロートの高さがホルダ凹部先端と該ホルダの反対側にある液体タンク内壁面との距離よりも長い液面検出装置を有する液体タンクとする。
【００１４】
前記ホルダが前記液体タンクの壁部に一体形成されて成る液面検出装置を有する液体タンクとする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、前記フロートの移動方向を規制する凹部を有するホルダが、液体タンクの内壁面より内側に突出しない構成としたので、前記フロートの移動方向を規制する部材が液体タンク内の実質的空間内に存在しないので、貯蔵できる液体の容積効率が向上する。
【００１６】
また、被検出部を磁石で構成し、ホルダに備える検出手段を磁気検出素子で構成して液面高低レベルの検出を行うので、検出精度が向上する。
【００１７】
また、フロートの凸部を被検出部となる鏡面にし、ホルダの凹部窪み底面に検出手段となる受発光素子を備えた光学式変位センサを設けて液面高低レベルの検出を行うので、検出精度が向上する。
【００１８】
また、フロートの凸部に連続する肩部と前記ホルダの凹部先端部の何れか一方、若しくは両方をテーパー状に形成したので、前記フロートと前記ホルダが接近した時に両者の対向面の間の隙間が広く確保でき、表面張力による前記フロートの前記ホルダへの固着や、前記フロートの液面に対する追従性の悪化を防止することができる。
【００１９】
また、フロートの移動方向を規制する凹部を有するホルダが、液体タンクの内壁面の内側に突出しない構成の液面検出装置を液体タンク内の上端部側、若しくは下端部側に設置したので、前記フロートの移動方向を規制する部材が液体タンク内の実質的空間内に存在しないので、貯蔵できる液体の容積効率を向上した液体タンクが得られる。
【００２０】
また、前記フロートの高さが前記ホルダ凹部先端と該ホルダの反対側にある液体タンク内壁面との距離よりも長い構成としたので、液体の有無にかかわらず、前記フロートが前記ホルダから外れてしまうことがない。
【００２１】
また、前記ホルダを液体タンクの壁部に一体形成したので、部品点数の少ない液面検出装置を有する液体タンクが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
被検出部を有する凸型のフロートと、前記フロートの凸部と嵌合し、該フロートの移動方向を規制する凹部と、該フロートの位置を検出する検出手段とを有するホルダとから成り、前記液体タンク内の液面の変動に伴い浮遊する前記フロートの位置を、前記フロートに備えた被検出部を前記ホルダの検出手段で検出することにより液面の高低レベルを検出する液面検出装置であって、前記ホルダが、前記液体タンクの内壁面の内側に突出しない構成として前記液体タンク内に貯蔵できる液体の容積効率を向上する。以下本発明について図面１〜４を参照して説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明の第一実施例を示す液面検出装置の断面図で、液体タンク内に配置された図である。図１に示す本発明の第一実施例は、液体タンク１の上面に設けられた開口に、ホルダ１３が液体タンク１の気密性を保つように設置されている。ホルダ１３の液体タンク外面側には検出手段であるホール素子１４が取付けられている。ホルダ１３の液体タンク内面側には凹部１３ａが形成されている。ホルダ１３の凹部１３ａの先端は液体タンク内壁面よりも窪んだ位置にあり、液体タンク内壁面より内側には突出しない構成である。液体タンク１内には、ホルダ１３の液体タンク１内に配置される部位の幅よりも幅の短い凸型のフロート１１が設置され、フロートの凸部１１ａがホルダの凹部１３ａと嵌合している。該構成により前記フロート１１は、ホルダ１３の凹部１３ａでガイドされ、移動方向が規制された状態で浮遊することとなる。フロートの凸部１１ａの先端には被検出部である磁石１２が固定されている。
【００２４】
図４は本発明の液面検出装置および液面検出装置を有する液体タンクを示す断面図であり、液体タンクとホルダとフロートの寸法関係を示す補足図である。図４に示すように、前記フロート１１の凸部１１ａの長さＬは、前記ホルダの凹部１３ａの長さＫよりも長く、該フロート１１の高さＨは前記ホルダ１３の凹部１３ａ先端とホルダ１３の反対面にある液体タンク１の内壁との距離Ｇよりも長くなっている。該構成によれば、前記フロート１１が前記液体タンク１の底面に位置する状態でも凸部１１ａ先端が前記ホルダ１３の凹部１３ａ内に嵌った状態であるので、前記フロート１１が前記ホルダから外れることはない。
【００２５】
次に、前記した本発明による液面検出装置の動作について説明する。前記液体タンク１が空のとき、前記フロート１１は前記ホルダ１３と嵌合した状態で前記液体タンク１底面に接地している。前記液体タンク１に液体が注入されると、液面の高さに合わせてフロート１１はホルダ１３の凹部１３ａがガイドとなり上昇する。前記フロート１１には被検出部である磁石１２が設けられ、前記ホルダ１３には検出手段であるホール素子１４が設けられており、前記磁石１２が前記ホール素子１４に近づくことによりホール素子１４からの出力電圧が上昇する。この変化を監視することにより、本構成においては液面の上昇を検出できることとなる。逆に液面が下降した場合には、フロート１１の磁石１２がホール素子１４から遠ざかるので、前記ホール素子１４からの出力電圧が低下することで液面の下降を検出する。
【００２６】
前記構成の液面検出装置は、前記ホルダの凹部１３ａの先端が、液体タンク内壁面の内側には突出しない構成であるので液体タンク内の容積効率を低下させることがない。
【００２７】
また、本実施例では、検出手段であるホール素子１４は、前記ホルダ１３の上部に設けられているが、前記ホルダ１３の側部に設けても良い。
【００２８】
また、本実施例では、前記ホルダ１３を液体タンク１の上面に設置しているが、ホルダ１３を液体タンク１の下面に設置し、該ホルダ１３に合わせて前記フロート１１を配置しても良い。
【実施例２】
【００２９】
図２は本発明の第二実施例を示す断面図である。図２に示す第二実施例は、液体タンク１の上面に設けられた開口にホルダ１３が気密性を保つように設置されている。該ホルダ１３の前記液体タンク内面側には凹部１３ａが形成されている。前記ホルダ１３の凹部１３ａの底部には、検出手段である受発光素子を備えた光学式変位センサ２４の受発光面が、気密性を保つように設置されている。前記ホルダ１３の凹部１３ａの先端は液体タンク内壁面よりも窪んだ位置にある。前記液体タンク１内には、ホルダ１３の液体タンク１内に配置される部位よりも幅の短い凸型のフロート１１が設置され、該フロート１１の凸部１１ａがホルダ１３の凹部１３ａと嵌合して配置されている。該フロート１１の凸部１１ａの先端面は、被検出部であり、鏡面２２になっている。
【００３０】
各部材の寸法関係は、第一実施例で説明した図４に示すものと同様、フロート１１の凸部１１ａの長さＬは、ホルダ１３の凹部１３ａの長さＫよりも長く構成されている。前記フロート１１の高さＨはホルダ凹部１３ａ先端とホルダ１３の反対面にある液体タンク１の内壁との距離Ｇよりも長い構成である。
【００３１】
次に、前記本発明の第二実施例である液面検出装置の動作について説明する。液体タンク１が空のとき、フロート１１はホルダ１３と嵌合した状態で液体タンク底面に接地している。液体タンク１に液体が注入されると、液面の高さに合わせてフロート１１はホルダ１３と嵌合した状態で上昇する。ここで、光学式変位センサ２４の発光素子から発っせられた光（図中の矢印）を前記フロート１１の凸部１１ａの先端に設けた鏡面２２で反射させ、該反射光を前記光学式変位センサ２４の受光素子で受光する。前記光学式変位センサ２４の発光素子と前記フロート１１の凸部１１ａの先端に設けた鏡面２２との距離によって、該反射光の前記光学式変位センサ２４の受光素子内での光量分布は変化するので、この変化を監視することで、液面の高さを検出できる。
【００３２】
また、前記光学式変位センサ２４は、ホルダ１３の上部に配置しているが、前記ホルダ１３の側部にあっても良い。この場合、図示しないが、光を反射する鏡面２２を、前記光学式変位センサ２４の受発光面に対向するフロート１１の凸部１１ａの側面部に、液面の高さに応じて前記光学式変位センサ２４の受発光面と該鏡面２２との距離が異なるように傾きを与えて設ける。
【実施例３】
【００３３】
図３は本発明の第三実施例を示す断面図である。図３は本発明の第三実施例を示す断面図である。図３に示す本発明の第三実施例は、フロート１１の凸部１１ａに連続する肩部と、ホルダ１３の凹部１３ａの先端部をテーパー形状に形成している。この場合、フロート１１とホルダ１３が接近した時の両者の対向面に隙間を広く確保しているので、表面張力によるフロート１１のホルダ１３への固着や、フロート１１の液面に対する追従性の悪化を防止することができる。
【００３４】
前述した第一、第二、第三実施例のホルダ１３は、液体タンク１と別体で示されているが、前記液体タンク１と一体に形成することも可能である。この場合、検出手段は液体タンク１に直接取付けても良いし、別体として取付けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第一実施例を示す液面検出装置の断面図で、液体タンク内に配置された図
【図２】本発明の第二実施例を示す断面図
【図３】本発明の第三実施例を示す断面図
【図４】本発明の液面検出装置および液面検出装置を有する液体タンクを示す断面図で、液体タンクとホルダとフロートの寸法関係を示す補足図
【図５】従来技術による液面検出装置を示す断面図
【符号の説明】
【００３６】
１      液体タンク
１１      フロート
１１ａ    フロートの凸部
１２      磁石
１３      ホルダ
１３a     ホルダの凹部
１４      ホール素子
２２      鏡面
２４      光学式変位センサ
３０      液体タンク
３１      ガイドパイプ
３２      フロート
３３      検知部
【図１】
2006284259.tif 000003
【図２】
2006284259.tif 000004
【図３】
2006284259.tif 000005
【図４】
2006284259.tif 000006
【図５】
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