(57)【要約】【課題】  毛細管現象や表面張力の影響で生ずる筒型フロートケース内部の液体の液切れの悪さを改善し、正確、且つ確実に液面高低レベルを検出できる液面検出センサを提供する。【解決手段】  液体容器内の液面高低レベルを検出する液面検出センサにおいて、被検出部を具備するフロートと、前記フロートに具備した被検出部の位置を検出するための検出手段を一端部に具備するとともに前記フロートを内部に収納する筒型フロートケースとを有して成り、前記フロートが液面の変動に伴い前記筒型フロートケース内壁面に沿って上下動可能に収納されており、前記フロートに備えた被検出部の上下動状態を前記筒型フロートケースに備えた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センサであって、前記筒型フロートケース側面には、スリットが設けられた液面検出センサとする。【選択図】  図１
2006284258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体容器内の液面高低レベルを検出する液面検出センサにおいて、
被検出部を具備するフロートと、
前記フロートに具備した被検出部の位置を検出するための検出手段を一端部に具備するとともに前記フロートを内部に収納する筒型フロートケースとを有して成り、
前記フロートが液面の変動に伴い前記筒型フロートケース内壁面に沿って上下動可能に収納されており、前記フロートに備えた被検出部の位置を前記筒型フロートケースに備えた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センサであって、
前記筒型フロートケース側面には、スリットが設けられていることを特徴とする液面検出センサ。
【請求項２】
前記スリットが、前記筒型フロートケースの中心軸方向に平行で、且つ前記検出手段が備えられていない他端部にまで延伸していることを特徴とする請求項１記載の液面検出センサ。
【請求項３】
前記筒型フロートケースの前記検出手段が備えられていない他端部には、前記フロートの前記筒型フロートケース内からの脱落を防止する脱落防止部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液面検出センサ。
【請求項４】
液体容器内の液面を検出する液面検出センサにおいて、
被検出部を具備するフロートと、
前記フロートに具備した被検出部の位置を検出するための検出手段を載置した基板とを備え、
該基板の周縁部に複数本の棒状ピンを植立配置し、該棒状ピンで囲まれる空間内に前記フロートを収納して成り、
前記フロートが液面の変動に伴い前記棒状ピンをガイドとして上下動可能に収納されており、前記フロートに備えた被検出部の位置を前記基板に載置した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ことを特徴とする液面検出センサ。
【請求項５】
前記棒状ピンの自由端部には、前記フロートの前記棒状ピンで囲まれる空間内からの脱落を防止する脱落防止部材が設けられていることを特徴とする請求項４記載の液面検出センサ。
【請求項６】
前記検出手段が磁気検出素子であり、前記被検出部が磁石であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の液面検出センサ。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１つに記載の液面検出センサを有する液体容器であって、
前記液面検出センサが前記液体容器の内壁上部、若しくは内壁下部に設置されていることを特徴とする液面検出センサを有する液体容器。
【請求項８】
請求項１、２、４、６の何れか１つに記載の液面検出センサを有する液体容器であって、前記液面検出センサが前記液体容器の内壁上部、若しくは内壁下部に設置され、前記液面検出センサが設置される内壁部と対向する他の内壁部には、前記液面検出センサの前記フロートの位置を規制する凸部が設けられていることを特徴とする液面検出センサを有する液体容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液面検出センサ及び液面検出センサを有する液体容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体容器（例えば、燃料タンク等）内にある液体の液面高低レベルを検出する装置として、液面の上昇下降に伴い、被検出物付きフロートがガイドに沿って上下動する動きを、上端または下端にある検出手段によって前記検出物の位置を検出し、液面の高低レベルを確認する装置が知られている。（例えば、特許文献１）
【０００３】
図５は従来の液面検出センサで、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。磁石３を設けたフロート２がホール素子４を一端部に備えた筒型のフロートケース１内に収納されている。当該構成の液面検出センサは液体容器内の上端部若しくは下端部に設置され、液面の変動に伴い筒型フロートケース１の内壁面に沿って上下動するフロート２の位置（高低）を監視することによって液面の高低レベルを確認するために用いられるものである。
【０００４】
具体的には、前記フロート２に備えられた磁石３と筒型フロートケース１に設けられたホール素子４との位置関係で生ずる磁力の強弱を前記ホール素子４の出力電圧で検出することによってフロートの位置を認識している。液面の上昇に伴い、フロート２と同時に磁石３が上昇し、ホール素子４にかかる磁力が強まることによって出力電圧が増加する。逆に液面の下降に伴い、フロート２と同時に磁石３が下降し、ホール素子４にかかる磁力が弱まることにより出力電圧が低下する。この出力電圧を検出することによって液面の高低レベルを認識するものである。
【０００５】
前記筒型フロートケース１の端部に設けられた凸部１’は、前記フロート２が前記筒型フロートケース１内から外れないよう設けられた脱落防止部材である。
【０００６】
前記液面検出センサは、液体容器内の上端部に設置される場合、液面が高い時、つまり、液体量が満杯となる時は、フロート２は上昇し、液体量が減少すると下降する。このフロート２の動きを前記ホール素子４で検出し、液体容器内の液面レベル、液体残量を認識するものである。
【特許文献１】特開２００４−２１９１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記した従来の液面検出センサは、現在、開発が進められている燃料電池として利用されるメタノール等の液体を収容した容器内の液体残量検知手段としてその利用が望まれている。この燃料電池は携帯用の電子機器全般への搭載を目指し、更なる小型化が進められており、液体残量検知手段として期待される液面検出センサについても当然ながら小型化が要求されるものである。
【０００８】
従来構成による液面検出センサを単純に小型化することは可能であるが、小型化による機能的な不具合として以下のような問題点が生じる。
【０００９】
小型化に伴い、筒内径が狭まった筒型フロートケースに液体が入り込むと、毛細管現象や表面張力の影響で筒型フロートケース内部の液体の液切れが悪くなる。そのため筒型フロートケース内部に液体が留まり続け周囲の液体の上昇・下降にかかわらず、フロートがある一定の位置に留まり、浮き沈みの動作をしない状態が続いてしまう。この結果、正確な液面レベルを検出できないという問題がある。
【００１０】
また、筒型フロートケース内部に入り込んだ液体の液切れが悪い要因としては、フロート脱落防止用の凸部が設けられていることが挙げられるが、これは前記構成の液面検出センサにおいては必要な部材となっており、単純に無くしてしまう訳にはいかない。
【００１１】
本発明は、前記問題点に鑑み、毛細管現象や表面張力の影響で生ずる筒型フロートケース内部の液体の液切れの悪さを改善し、正確、且つ確実に液面高低レベルを検出できる液面検出センサを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
液体容器内の液面高低レベルを検出する液面検出センサにおいて、被検出部を具備するフロートと、前記フロートに具備した被検出部の位置を検出するための検出手段を一端部に具備するとともに前記フロートを内部に収納する筒型フロートケースとを有して成り、前記フロートが液面の変動に伴い前記フロートケース内壁面に沿って上下動可能に収納されており、前記フロートに備えた被検出部の位置を前記筒型フロートケースに備えた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センサであって、前記筒型フロートケース側面には、スリットが設けられた液面検出センサとする。
【００１３】
さらに、前記スリットが、前記筒型フロートケースの中心軸方向に平行で、且つ前記検出手段が備えられていない他端部にまで延伸している液面検出センサとする。
【００１４】
前記のようにスリットを設けたことで、液体の流入出口を大きく確保できるので、小型化しても液切れが良くなり、フロートが筒型フロートケース内に留まり続けるといった不具合が改善され、正確な液面レベルを検出することができる。
【００１５】
さらに、前記筒型フロートケースの前記検出手段が備えられていない他端部には、前記フロートの前記筒型フロートケース内からの脱落を防止する脱落防止部材が設けられている液面検出センサとする。
【００１６】
前記筒型フロートケースにスリットを設けるとともに、フロートの脱落防止部材を設けたので、液切れを良くするとともに、フロートの脱落を防止できる。
【００１７】
また、液体容器内の液面を検出する液面検出センサにおいて、被検出部を具備するフロートと、前記フロートに具備した被検出部の位置を検出するための検出手段を載置した基板とを備え、該基板の周縁部に複数本の棒状ピンを植立配置し、該棒状ピンで囲まれる空間内に前記フロートを収納して成り、前記フロートが液面の変動に伴い前記ピンをガイドとして上下動可能に収納されており、前記フロートに備えた被検出部の位置を前記基板に載置した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センサとする。
【００１８】
前記構成においては、棒状ピンを用いることにより液体の流入出口をさらに大きく確保できる。また、複雑な加工が省け部品コストを安くできる。
【００１９】
さらに、前記ピンの自由端部には前記フロートの前記棒状ピンで囲まれる空間内からの脱落を防止する脱落防止部材が設けられている液面検出センサとする。
【００２０】
前記構成においては、棒状ピンを用いるとともに、該棒状ピンにフロート脱落防止部材を設けたので、液切れがさらに良くなるとともに、フロートの脱落が防止できる。
【００２１】
さらに、前記検出手段が磁気検出素子であり、前記被検出部が磁石である液面検出センサとする。
【００２２】
前記磁気検出素子をホール素子とし、フロートに設けられた磁性体の離接による磁界変化がホール効果による出力電圧の強弱で検出されることによって液面の高低レベルを容易に検出することができる。
【００２３】
前記液面検出センサを有する液体容器であって、前記液面検出センサが前記液体容器の内壁上部、若しくは内壁下部に設置されている液面検出センサを有する液体容器とする。
【００２４】
前記液面検出センサが設置される内壁部と対向する他の内壁部に、前記液面検出センサのフロートの位置を規制する凸部を設けた液面検出センサを有する液体容器とする。
【００２５】
フロート位置を規制する凸部を液体容器側に設け、該フロートの脱落を防止するので、筒型フロートケース、若しくは棒状ピンに脱落防止部材を設ける必要がなくなり、液切れが更に良くなる。
【発明の効果】
【００２６】
フロートを収納する筒型フロートケース側面にスリットを設けた構成、また、複数本の棒状ピンで囲まれた空間内にフロートを収納する構成としたことにより、前記フロートの上下動作範囲において、液体の流入出口を大きく確保できるので、小型化しても液切れが良くなり、正確な液面レベルを検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
フロートを収納する筒型フロートケース側面にスリットを設けた構成、また、複数本の棒状ピンで囲まれた空間内にフロートを収納する構成とし、前記フロートの上下動作範囲における液体の流入出口を大きく確保する。
【実施例１】
【００２８】
図１は、本発明の液面検出センサの一実施例を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図である。筒型フロートケース１上部には検出手段であるホール素子４が設けられている。前記筒型フロートケース１の側面部には、筒型フロートケース１の中心軸に平行で、該筒型フロートケース１の下端まで延びるスリット１ａが設けられている。スリット幅はなるべく広く確保することが好ましい。２はフロートで、前記筒型フロートケース１内壁面に沿って上下動するように前記筒型フロートケース１内に配置されている。前記筒型フロートケース１下端部には、フロート２の脱落を防ぐための凸部１’が設けられている。該凸部１’は前記筒型フロートケースの軸中心に向けて突出したものである。前記フロート２の上端面には被検出部である磁石３が設けられており、該フロート２の上面は液体が下に流れやすいようにテーパー状になっている。
【００２９】
液面の低下に伴いフロート２が下降した場合、同時に磁石３がホール素子４から離れることでホール素子４に対する磁力の低下によってホール素子４に設けた出力端子５からの出力電圧が低下し、液面の低下を検出することができる。逆に、液面が上昇した場合には、磁石３がホール素子４に近づくこととなり、出力電圧が上昇することで液面の上昇を検知することができることは従来技術と同様である。
【００３０】
本発明では、前記構成のようにスリット１ａを設けたことにより、前記図５の従来の液面検出センサと比べ、液体の流入出口を広く確保できるので、液面検出センサを小型化した場合に、周囲の液面が下降しているのにもかかわらず、毛細血管現象や表面張力により前記フロート２が前記筒型フロートケース１内に留まりつづける不具合を改善することができる。
【実施例２】
【００３１】
図２は、本発明の液面検出センサの他の実施例を示す図で、斜視図である。本実施例では、前記実施例１の液面センサのように筒型フロートケース１側面の下端まで延びるスリット形状とせず、スリット１ｂを側面のみに部分的に設けたものである。該構成によると、液切れを良くするとともに、剛性の良い構造とすることができる。また、図示してないが、実施例１同様、筒型フロートケース１下端部にはフロート２の脱落を防ぐための凸部を設けている。
【実施例３】
【００３２】
図３は、本発明の液面検出センサの他の実施例を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図である。基板７上面にホール素子４を設け、下面に磁石３付きフロート２を取り囲むように棒状ピン６を基板面に対し４本植立配置している。前記棒状ピン６下端にはフロート２の脱落を防止する円管状部材６’が挿入固定されている。フロート２の脱落防止部材としては、例えば、棒状ピンを金属製細線とし、該棒状ピンの下端部を内側に折り曲げ加工して構成することも可能である。
【００３３】
前記構成では、液面の変動に伴いフロート２が棒状ピン６をガイドとして上下動し、ホール素子４の電圧出力を検出することによって液面高低レベルを検出することができる。また、棒状ピン６とすることで、前記フロート２と棒状ピン６の接触面積を減少させることができるので、追随性や応答性を向上させることができる。更に本構成によれば、複雑な加工が省け部品コストが安くできる。
【００３４】
前記した実施例１，２，３に示す液面検出センサは、液体容器の内壁部に設置されて用いられるが、設置位置は内壁上部、内壁下部のいずれであっても良い。
【実施例４】
【００３５】
図４は、本発明の液面検出センサを有する液体容器の一実施例を示す図で、一部断面図である。下端にまで延びるスリット１ａが設けられた筒型フロートケース１の下部には、ホール素子４が設けられている。フロート２は下部に磁石３を備え、下面側がテーパー状に形成されている。前記フロート２が筒型フロートケース１内壁面に沿って液面の変動に伴って上下動し、磁力の強弱をホール素子４が検出する液面検出センサを構成している。本実施例では、前記構成の液面検出センサが、液体容器９の内壁下部側に設置されている。
【００３６】
液体容器９内部の液体の増加時には前記フロート２が浮き上がることになるが、該フロート２が前記筒型フロートケース１から脱落しないよう、液体容器９上部にストッパ８を設け前記フロート２の位置規制をしている。
【００３７】
本実施例の構成では、液面の上昇に伴い、フロート２と同時に磁石３がホール素子４から離れることによって出力電圧が低下する。ホール素子４の出力電圧低下によって液面１０の上昇を検出することができる。逆に出力電圧増加によって液面１０の低下を検出することができる。本構成によると、前記フロート２の脱落を防ぐためのストッパ８を液体容器９内に設けたので、ガイドとなる筒型フロートケース１に脱落防止部材を設ける必要がなくなるので液体の液切れをさらに向上させることができる。
【００３８】
前記液面検出センサは上下反転させて液体容器内壁上部に設置しても良く、その場合、ホール素子の出力電圧増減による液面高低の判断設定を変更すれば良い。いずれにおいても正確な液面の高低レベルを検出する液面検出センサとして機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の液面検出センサの一実施例を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図（実施例１）
【図２】本発明の液面検出センサの他の実施例を示す図で、斜視図（実施例２）
【図３】本発明の液面検出センサの他の実施例を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図（実施例３）
【図４】本発明の液面検出センサを有する液体容器の一実施例を示す図で、一部断面図（実施例４）
【図５】従来の液面検出センサで、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図
【符号の説明】
【００４０】
１      筒型フロートケース
１ａ    スリット
１ｂ    スリット
１’    凸部
２      フロート
３      磁石
４      ホール素子
５      ホール素子出力端子
６      棒状ピン
６’    円管状部材
７      基板
８      ストッパ
９      液体容器
１０    液面
【図１】
2006284258.tif 000003
【図２】
2006284258.tif 000004
【図３】
2006284258.tif 000005
【図４】
2006284258.tif 000006
【図５】
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