(57)【要約】【課題】  液体タンク内の構成部品が少なく、液体タンク内の容積効率を向上させるとともに、フロートの追従性が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】  被検出部を有する平板状のフロートと、前記フロートの移動方向に対向配置され、該フロートの移動方向を規制するガイド部と、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上下動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に設け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装置とし、液体タンク内の容積効率、検出精度を向上する。【選択図】  図１
2006284347.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であって、
少なくとも、
被検出部を有する平板状のフロートと、
前記フロートの移動方向に対向配置され、該フロートの移動方向を規制するガイド部と、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上下動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に設け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装置。
【請求項２】
前記フロートは、液面より上方に向け突出する湾曲部を有して成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】
前記フロートには、液面に向け突出する複数の凸部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液面検出装置。
【請求項４】
前記フロートの接液面が網目状若しくは樹枝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】
前記フロートの少なくとも接液面が、撥水性を有していることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の液面検出装置。
【請求項６】
前記ホルダのガイド部が凹部であり、前記フロートには、前記凹部に嵌合する凸状部が設けられてい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装置。
【請求項７】
前記ホルダのガイド部が棒状ピンで構成されており、前記フロートには、前記棒状ピンを挿入配置する貫通穴が設けられてい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装置。
【請求項８】
前記請求項１〜７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、
前記液面検出装置が、前記液体タンク内の上端面部若しくは下端面部に設けられたことを特徴とする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９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２０内にガイドパイプ２１と、ガイドパイプ２１内の液体の液面に追従して上下するフロート２２と、該フロート２２に連結され連動して上昇・下降する検知部２３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２２に連動する検知部２３の上下状態を目視により確認することで、液体タンク２０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、液面レベルの検出に用いるフロートは、柱状形でありその一部が液中に沈むようになっている。また、フロートの移動方向をガイドするガイドパイプ等の保持機構も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、液体タンク内の容積に占める液面検出装置の構成部品の割合が多くなり、液体タンク内に貯蔵できる液体の容積が減少する。
【０００６】
また、フロートとそ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、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、液体タンク内の容積効率を向上させるとともに、フロートの追従性が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であって、
少なくとも、被検出部を有する平板状のフロートと、前記フロートの移動方向に対向配置され、該フロートの移動方向を規制するガイド部と、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上下動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とする。
【０００９】
前記フロートは、液面より上方に向け突出する湾曲部を有して成る液面検出装置とする。
【００１０】
前記フロートには、液面に向け突出する複数の凸部が形成されている液面検出装置とする。
【００１１】
前記フロートの接液面が網目状若しくは樹枝状に形成されている液面検出装置とする。
【００１２】
前記フロートの少なくとも接液面が、撥水性を有している液面検出装置とする。
【００１３】
前記ホルダのガイド部が凹部であり、前記フロートには、前記凹部に嵌合する凸状部が設けられている液面検出装置とする。
【００１４】
前記ホルダのガイド部が棒状ピンで構成されており、前記フロートには、前記棒状ピンを挿入配置する貫通穴が設けられている液面検出装置とする。
【００１５】
前記液面検出装置を有する液体タンクであって、前記液面検出装置が、前記液体タンク内の上端面部若しくは下端面部に設けられた液体タンクとする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、被検出部を有する平板状のフロートと、前記フロートの移動方向に対向配置され、該フロートの移動方向を規制するガイド部と、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上下動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に設け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装置とし、特に前記フロートを平板状としたので、液面の変形による浮力と合わせて液体の表面張力により液面を浮遊するフロートが得られる。該フロートは液中に沈む部分がなく厚さが薄いので、液体タンク内の容積効率が向上した液面検出装置が得られる。
【００１７】
また、前記フロートが液面より上方に向け突出する湾曲部を有する形状としたので、フロートの液面側には液面と接している部分と接していない部分ができる。液面とフロートの接する界面は、それぞれが連結して一つの曲面を形成するので、表面張力を多く利用した、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。該フロートは液中に沈む部分がなく厚さが薄いので、液体タンク内の容積効率が向上した液面検出装置が得られる。
【００１８】
また、前記フロートの液面方向に突出する複数の凸部が形成されている形状としたので、フロートは液面と複数の点で接し、フロートの凸部と液面の間に生じる複数の界面は隣接する界面と連結して曲面を形成するので表面張力を多く利用した、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。該フロートは液中に沈む部分がなく厚さが薄いので、液体タンク内の容積効率が向上した液面検出装置が得られる。
【００１９】
また、前記フロートの接液面を網目状若しくは樹枝状に形成したので、フロートが液面と線接触する長さを長くすることができ、表面張力を多く利用した、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。該フロートは液中に沈む部分がなく厚さが薄いので、液体タンク内の容積効率が向上した液面検出装置が得られる。
【００２０】
また、前記フロートの少なくとも接液面には撥水性を有する構成としたので、フロートに対する液体の表面張力を高めることができ、表面張力を多く利用した、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。該フロートは液中に沈む部分がなく厚さが薄いので、液体タンク内の容積効率が向上した液面検出装置が得られる。
【００２１】
また、前記ホルダのガイド部が凹部であり、前記フロートには、前記凹部に嵌合する凸状部を設けたので、前記ホルダに設けた検出手段に対する前記フロートの被検出部の位置規制ができ、液面の高低レベルを精度良く検出できる。
【００２２】
また、前記ホルダのガイド部を棒状ピンで構成し、前記フロートには、前記棒状ピンを挿入配置する貫通穴を設けたので、簡易な構成で前記ホルダに設けた検出手段に対する前記フロートの被検出部の位置規制ができ、液面の高低レベルを精度良く検出できる。
【００２３】
前記液面検出装置が、前記液体タンク内の上端面部若しくは下端面部に設けられた液体タンクとしたので、液体タンク内の容積効率を向上させ、検出精度の良い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】
【００２４】
被検出部を有する平板状のフロートと、前記フロートの移動方向に対向配置され、該フロートの移動方向を規制するガイド部と、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上下動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に設け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装置とし、液体タンク内の容積効率、検出精度を向上する。以下本発明について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は本発明の第一実施例の液面検出装置を示す断面図で、液体タンク内に配置された図である。図１において液体タンク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１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。前記ホルダ１３の液体タンク１内面側には凹部１３ａが形成されている。該ホルダ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。液体タンク１内にはホルダ１３の液体タンク内面側の幅よりも幅の短く小型の平板状のフロート１１が設置され、該フロート１１には凸状部１１ａが設けられ、前記ホルダの凹部１３ａと嵌合している。前記凸状部１１ａには被検出部である磁石１２が設けられている。前記フロート１１はその底面が接液面となり、フロート１１の外周と液面との間の濡れ性による接触角を持った界面に生じる表面張力と接液面の液面の変形で生じる浮力によって浮く構成である。
【００２６】
図２は前記本発明の液面検出装置のフロートを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図である。フロート１１は板状であり、平面形状は円形で構成されている。平面形状は本形態にかかわらず、角形であっても良い。
【００２７】
図６は、本発明の液面検出装置示す断面図であり、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６に示すように、磁石１２を含んだフロート１１の凸部１１ａの長さＬは、ホルダの凹部１３ａの長さＫよりも長くなっている。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よりも長くなっている。これにより、液体タンク１内の液体の有無にかかわらず、前記フロート１１が前記ホルダ１３の凹部１３ａから外れないようにしている。
【００２８】
次に、前記本発明の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、フロート１１の外周と液面は濡れ性による接触角を持った界面を形成する。前記界面の液体の表面張力とフロート１１全体の接液面で生じる液面の変形による浮力により、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、浮遊する。フロート１１に設けられた凸状部１１ａに固定された磁石１２との距離をホルダ１３に取付けられたホール素子１４が検出することで液面の高さを検出できる。具体的には、磁石１２がホール素子１４に接近するとホール素子１４からの出力電圧が上昇し、逆に離れると出力電圧が低下する。したがって、ホール素子１４からの出力電圧を検出することにより液面高低レベルを認識することができる。
【００２９】
液体タンク１が満杯になると、フロート１１の凸状部１１ａ先端（磁石１２）がホルダ１３と接して停止する。フロート１１の幅はホルダ１３の液体タンク内面側の幅よりも短いので、ホルダの液体タンク内壁面よりも窪んだ位置に入ることができる。液体タンク１内には、フロート１１の入りこんだ部分以外の全ての場所に液体が貯蔵でき、液体タンク内の容積を有効に活用できる。
【００３０】
前記構成の液面検査装置とすることで、液面検出装置を構成する部材を液中に浸漬しない構成とできるので、液体タンク内の容積効率が向上し、フロートの追従性が良好な液面検出装置が得られる。
【００３１】
図３は、本発明の液面検出装置に用いるフロートの他の例を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は下面図である。本構成におけるフロート１１ｂは、格子状の網目を持った円板となっている。網目は不規則であっても良い。該フロート１１ｂの中心には凸状部１１ａが設けられ、その先端には磁石１２が取り付けられている。該構成により、フロート１１ｂが液面と線接触する長さを長くすることができ、フロートと液面の間に生じる濡れ性による接触角を持った界面の長さが長くなるので、前記界面に生じる液体の表面張力の作用長さを増し、フロート１１全体の接液面で生じる液面の変形による浮力と合わせて、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。
【００３２】
図４は、本発明の液面検出装置に用いるフロートの他の例を示す下面図である。本発明の液面検出装置に用いるフロートは、本図に示すような樹枝状に形成されていても良く、外形も円形に限らず、不定形であっても良い。
【００３３】
図５は本発明の液面検出装置に用いるフロートの他の例を示す正面図である。本構成におけるフロート１１ｃは、液面と反対方向に突出するよう湾曲部をもって形成されている。該構成により、前記フロート１１ｃの液面側には液面と接している部分と接していない部分ができる。液面とフロートの接する部分に生じる濡れ性による接触角を持った界面は、それぞれの界面が液面とフロートの接していない部分で連結し、フロートの下の液面に一つの曲面を形成して、表面張力の作用面積を増し、液面の変形による浮力と合わせて、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。
【００３４】
また、図１〜図５に示す各フロートには、液面方向に突出する凸部を複数個形成しても良い。これにより、フロートは液面と複数の点で接するため、フロートと液面の間に生じる濡れ性による接触角を持った界面は隣接する界面と連結して一つの曲面を形成して、表面張力の作用面積を増し、液面の変形による浮力と合わせて、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。
【００３５】
また、図１〜図５に示す各フロートの、少なくとも接液面を、テフロン（登録商標）で形成したり、テフロン膜等（テフロンは登録商標）による加工を施しても良い。これにより、フロートに対する液体の表面張力を高めることができ、フロートと液面の間に生じる界面の濡れ性による接触角を大きくすることができるので、表面張力の効果を増し、液面の変形による浮力と合わせて、液面に浮遊しやすいフロートが得られる。
【００３６】
また、図１では、フロート１１の被検知部である磁石１２は凸部１１ａの先端にあるが、フロート１１の凸部１１ａの下方にあっても良く、フロート１１に直接搭載しても良い。
【００３７】
また、図１では、検知手段であるホール素子１４は、ホルダ１３の上部にあるが、ホルダ１３の側部にあっても良い。
【００３８】
また、図２ではホルダ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の下面に設置して、それと嵌合するようにフロート１１を配置しても良い。
【実施例２】
【００３９】
図７は、本発明の第二実施例の液面検出装置を示す断面図で、液体タンク内に配置された図である。図８は第二実施例の液面検出装置に用いるフロートの斜視図である。フロート１１ｄには、円形の貫通穴１１ｅが設けられている。該フロート１１ｄには、液面方向に突出する複数の凸部１１ｆとフロート１１ｄの中心に取付けられた被検出部である磁石１２が設けられている。図７において液体タンク１の上面に設けられた開口には、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１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１内面側には、前記フロート１１ｄのガイド部となる棒状ピン１５が対面する液体タンク内壁面まで伸びている。液体タンク１内には、フロート１１ｄが、該フロート１１ｄの貫通穴１１ｅにホルダ１３から伸びる棒状ピン１５が挿入されて配置される。棒状ピン１５は細いので液体タンク１内の容積はほとんど占有しない。
【００４０】
次に、前記本発明の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１１ｄは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、フロートの複数の凸部１１ｆと液面の間に濡れ性による接触角を持った複数の界面が生じる。前記界面は隣接する界面と連結して一つの曲面を形成する。前記曲面部分の液体の表面張力と、液面の変形による浮力と合わせて、液面の高さに合わせてフロート１１ｄは浮遊する。前記フロート１１ｄに固定された被検出部である磁石１２と、ホルダ１３に取付けられた検出手段であるホール素子１４により、液面の高低レベルを検出する。
【００４１】
前記構成の液面検査装置とすることで、液体タンク内の容積効率が向上し、フロートの追従性が良好な液面検出装置が得られる。
【００４２】
第二実施例で示したフロート１１ｄは、それに限定されるものではなく、第一実施例で示したような形態にすることもできる。
【００４３】
また、前記第二実施例においても、液体タンク１とホルダ１３を一体に形成しても良い。この場合、検知手段は液体タンク１に直接取付けても、別体として取付けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第一実施例の液面検出装置を示す断面図で、液体タンク内に配置された図
【図２】本発明の液面検出装置のフロートを示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は下面図
【図３】本発明の液面検出装置に用いるフロートの他の例を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は下面図
【図４】本発明の液面検出装置に用いるフロートの他の例を示す下面図
【図５】本発明の液面検出装置に用いるフロートの他の例を示す正面図
【図６】本発明の液面検出装置示す断面図であり、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
【図７】本発明の第二実施例の液面検出装置を示す断面図で、液体タンク内に配置された図
【図８】本発明の第二実施例の液面検出装置に用いるフロートの斜視図
【図９】従来技術による液面検出装置を示す断面図
【符号の説明】
【００４５】
１      液体タンク
１１    フロート
１１ａ  凸状部
１１ｂ  フロート
１１ｃ  フロート
１１ｄ  フロート
１１ｅ  貫通穴
１１ｆ  凸部
１２    磁石
１３    ホルダ
１３a    凹部
１４    ホール素子
１５    棒状ピン
２０    液体タンク
２１    ガイドパイプ
２２    フロート
２３    検知部
【図１】
2006284347.tif 000003
【図２】
2006284347.tif 000004
【図３】
2006284347.tif 000005
【図４】
2006284347.tif 000006
【図５】
2006284347.tif 000007
【図６】
2006284347.tif 000008
【図７】
2006284347.tif 000009
【図８】
2006284347.tif 000010
【図９】
2006284347.tif 000011