(57)【要約】【課題】容器内の液面変動時において、その変動位置をフロートで検出するまでの時間（応答性）を、容器内の液量によって変化させる場合に、フロートを内包するケースの形状を変化させることで、応答性の変化を、電気的に処理するものと比べて容易にする。【解決手段】液体を入れる容器２と、液面検出のためのフロート４と、該フロート４を内包したケース３と、該ケース３の内部と前記容器２内とを連通する液体の連通孔３ｃとを有する液面レベルセンサ１において、前記ケース３内の水平断面積を鉛直方向で変化するように形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を入れる容器と、液面検出のためのフロートと、該フロートを内包したケースと、該ケースの内部と前記容器内とを連通する液体の連通孔とを有する液面レベルセンサにおいて、前記ケース内の水平断面積を鉛直方向で変化するようにしたことを特徴とする液面レベルセンサ。
【請求項２】
前記ケース内の水平断面積の鉛直方向における変化を、ケース下部位置がケース上部位置よりも小さくなるようにした請求項１記載の液面レベルセンサ。
【請求項３】
前記ケース内の水平断面積の鉛直方向における変化を、連続的に変化するようにした請求項１又は２記載の液面レベルセンサ。
【請求項４】
前記ケースの水平断面積の鉛直方向における変化を、段階的に変化するようにした請求項１又は２記載の液面レベルセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液面レベルセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のガソリンタンクやエンジンオイル等の液量を検出する装置として、液体に浮動するフロートを用いて、フロートの上下位置を検知することにより液面を計測する液面レベルセンサが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の液面レベルセンサは、図７に示すように、ガソリンタンク等の容器１００内に、該容器１００の底壁から上壁に亘って筒状のケース１０１を固設し、該ケース１０１内にフロート１０２を昇降自在に備え、更に、該フロート１０２の中心を貫通し、かつ、フロート１０２が昇降できるように配置されたガイドシャフト１０３を有する。
【０００４】
そして、前記ケース１０１の底部の側面に連通穴１０１ａを設け、容器１００内の液量の増減により連通穴１０１ａを通じて検出する液体がケース１０１内に対して流入したり流出することによって、フロート１０２がガイドシャフト１０３に案内されて昇降し、フロート１０２に備えられたマグネット１０５と、ガイドシャフト１０３もしくはケース１０１に、その上下方向の全域に亘り設けられたリードスイッチ１０４により液面を測定するようになっている。
【特許文献１】特開２００１−３１１６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１に記載の液面レベルセンサにおいては、容器１００内のケース１０１は円筒形であり、水平断面積が上下全域に亘り一定であることから、燃料の給油時や、燃料消費等による液面の上昇／下降の変位に対して、ケース内のフロートの変位（出力特性）は図６のＡに示すようにリニアに推移するため、任意の液位での検出応答性を変化させることができなく、これを達成するためには、レベルセンサから得られた出力信号を電気的に処理して応答性を変更させる必要があり、その処理方法が容易ではない。
【０００６】
そこで本発明は、前記の課題を解決する液面レベルサンセを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、液体を入れる容器と、液面検出のためのフロートと、該フロートを内包したケースと、該ケースの内部と前記容器内とを連通する液体の連通孔とを有する液面レベルセンサにおいて、前記ケース内の水平断面積を鉛直方向で変化するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、ケース内の水平断面積が小さい領域では、容器内の液体の増減により容器内の液位が変化した場合、その液位に達した時点からケース内の液面が前記液位まで達する時間（応答性）が速くなる。逆に、ケース内の水平断面積が大きい領域では、応答性が前記の場合よりも遅くなる。
【０００９】
したがってケースの高さ方向の形状を任意変化させることにより、その高さ方向において応答性を任意に設定することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ケース内の水平断面積の鉛直方向における変化を、ケース下部位置がケース上部位置よりも小さくなるようにしたものである。
【００１１】
本発明によれば、容器の下部位置、すなわち、容器内の液体が少ない場合に、応答性を速くすることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ケース内の水平断面積の鉛直方向における変化を、連続的に変化するようにしたものである。
【００１３】
本発明によれば、前記応答性を連続的に変化させることができる。
請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ケースの水平断面積の鉛直方向における変化を、段階的に変化するようにしたものである。
【００１４】
本発明によれば、前記応答性を段階的に変化させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、容器内の液面変位に対する検出の応答性の変化を、ケースの形状を変化させるのみで行え、前記従来のように電気的に処理するものと比べて、応答性の変化を容易に設定することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、前記応答性を、容器の液体が少ないときに速くすることができ、容器内の液体が少ない場合に、空になる前に早期に表示したい要望に応えることができる。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、前記の応答性を連続的に変化させることができる。
請求項４記載の発明によれば、容器内の液面が所定の範囲においては一定の応答性をもたせることができ、例えば容器内の液面が少ない所定の範囲では、速い応答性を一定に保たせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態を図１乃至図６に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１、図２は実施例１を示し、図１は本発明の液面レベルセンサ１を備えた、燃料タンク等の容器２を示すものである。
【００２０】
図１に示すように、ガソリン等の液体を蓄える車両の燃料タンクやオイルタンク等の容器２内に、ケース３が、容器２の底壁と上壁間に亘って、これらの壁に直交し、かつ、後述するフロート４の外周を覆うようにして固設されている。
【００２１】
また、このケース３の内部には、燃料浸漬による影響が少なく、かつ、非磁性材の樹脂等からなる、円筒形のフロート４が昇降自在に収納されており、このフロート４の中心には上下方向に貫通する円筒状の貫通穴４ａが形成されている。前記ケース３の中心部にはケース３の底壁から上壁に亘って燃料浸漬による影響が少なく、かつ、非磁性材の樹脂等からなる円柱状のガイドシャフト５が立設されており、該ガイドシャフト５が前記フロート４の貫通穴４ａに、フロート４の昇降を可能にして貫通している。すなわち、図２に示すように、フロート４の外周面４ｂとケース３の内周面３ｂとの間に所定の隙間を有し、フロート４の貫通穴４ａの内周面４ｃとガイドシャフト５の外周面５ａとの間に所定の隙間を有し、フロート４がガイドシャフト５とケース３との間において上下に移動可能に配置されている。
【００２２】
前記ガイドシャフト５の内部には、磁電変換素子であるリードスイッチ６が複数個所定の間隔を有して軸方向に、すなわち、ケース３の底部から上部まで配置されており、この間隔は、要求される液面検出精度により設定される。前記フロート４の内周面４ｃ側の内部には永久磁石からなるマグネット７が埋設されており、フロート４が昇降した場合に、そのマグネット７と対向した位置のリードスイッチ６が磁力によりオン作動し、外部へ信号を出力し、この信号を外部機器で処理して液面を検出するようになっている。
【００２３】
前記ケース３は燃料浸漬による影響の少ない樹脂等からなり、前記のようにフロート４の外周を覆うようにして容器２に固設されている。
【００２４】
更に、ケース３は、図２に示すように、ケース３における下部位置（低部）の側壁３ｂの直径がフロート４の水平断面積より若干広く形成され、その下部位置（低部）から上部位置（高部）に至るにつれて側壁３ｂが外側方向に向って傾斜して拡径し、ケース３内の水平断面積が、鉛直方向において上方に至るにつれて無段階的（連続的）に大きくなるように形成されている。
【００２５】
したがって、ケース３の側壁３ｂの内周面３ａとフロート４の外周面４ｂとの隙間は、フロート４がケース３の下部に位置した状態では狭く、フロート４が上昇するにつれて漸次広くなるようになっている。
【００２６】
また、該ケース３の下端の側面部には容器２内に開口した連通孔３ｃが形成され、この連通孔３ｃから容器２内のガソリン等の液体がケース３内に流入したり、ケース３内の液体が容器２内へ流出するようになっている。更に、ケース３の上端の側面部には容器２内に開口した連通孔３ｄが形成され、ケース３内の気体を容器２内へ流入出するようになっている。
【００２７】
次に作用について説明する。
図１に示すように容器２内に燃料等の液体が供給されたり消費されて、その容器２内の液体Ｗの量が増減すると、その液面Ｌが上下に変位し、フロート４はガイドシャフト５に上下に案内されてケース３内において昇降する。このフロート４の昇降により、マグネット７の位置も昇降し、マグネット７と対向した位置のリードスイッチ６が磁力によってオン作動し、液位、すなわち、液量が検出される。
【００２８】
次に、容器２内の液面Ｌが低い状態から、容器２内に燃料等の液体Ｗが供給され、容器２内の液体が所定の開口面積を有する連通孔３ｃを通じて一定速度でケース３内へ液体が流入すると、ケース３の低部付近ではケース３の水平断面積が小さいことから、ケース３内の液面の上昇速度が速く、また、ケース３の高部付近は低部に対してケース３内の水平断面積が大きいことから、ケース３内の液面の上昇速度が低部に比べて遅い。
【００２９】
したがって、連通孔３ｃからケース３内への液体流入量が一定の場合において、容器２内の液体が小量の場合には、フロート４の上昇速度が速くなり、容器２内の液面がある位置まで上昇した時点から、フロートがその位置まで上昇するまでの時間（応答性）が速くなる。また、容器２内の液体が多量の場合には、フロート４の上昇速度が遅くなり、容器２内の上昇した液面位置をフロート４の上昇で検出するまでの時間（応答性）が前記の小量域に比べて遅くなる。また、容器２内の液体が、高液面状態から低液面状態に減少する場合も、前記と同様な応答性をもたせることができる。
【００３０】
ケース３の形状を上記のように形成することで、容器２内の液面位置による液面レベルセンサの前記の応答性を変更することができ、本実施例では、応答性を図６のＢの特性に示すように、容器２内の液面が低いほど速く、液面が高いほど遅く、かつ、直線的に変化するようにすることができる。
【００３１】
また、燃料消費や容器の損傷等により容器内の液体が減少した際には、前記のようにフロート４の応答性が良いため、運転者等に注意を早期に喚起することができる。
【実施例２】
【００３２】
図３は実施例２を示す。
本実施例２は図３に示すように、前記実施例１におけるケース３の形状を変えたもので、ケース１３の水平断面積を、ケース１３の底部Ｈ１から中間部Ｈ３までの下部（低域部）Ｈ２を一定に小さく形成して、フロート４の外周面４ｂとケース１３の内周面１３ａとの隙間を狭くし、中間部Ｈ３から天板部Ｈ５までの上部（高域部）Ｈ４を低域部Ｈ２に比べて一定に大きく形成して、フロート４の外周面４ｂとケース１３の内周面１３ａとの隙間を広くしたものである。すなわち、ケース１３の側壁１３ｂを、容器２の底壁と天板間に垂直に起立した円筒形で形成し、かつ、ケース１３の下部側と上部側において、ケース１３の水平断面積を段階的に変化させて構成したものである。
【００３３】
その他の構成は前記実施例１と同様であるため、前記と同一部分には前記と同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３４】
本実施例において、容器２内の液面Ｌが低い状態、すなわちケース１３の下部（低域部）Ｈ２の範囲において、容器２内に燃料等の液体が供給され、容器２内の液体が所定の開口面積を有する連通穴１３ｃを通じて一定速度でケース１３内へ流入すると、その下部Ｈ２のケース１３の水平断面積が小さいことから、ケース１３内の液面の上昇速度が速い。また、この下部Ｈ２の範囲のケース３の直径は同一であるため、液面の上昇速度は一定である。したがって、この下部Ｈ２におけるフロート４の上昇速度を速く、かつ、一定して、下部Ｈ２域での前記の応答性を速くすることができる。
【００３５】
また、前記の下部Ｈ２の範囲内において液体が減少する場合も前記と同様な応答性を発揮できる。
【００３６】
また、容器２内の液面Ｌが高い状態、すなわちケース１３の上部（高域部）Ｈ４の範囲内において、容器１３内に液体が前記の連通穴１３ｃを通じて前記と同様の一定速度で供給されると、ケース１３の上部（高域部）Ｈ４は前記下部Ｈ２に対して水平断面積が大きいことから、液体の上昇速度は、前記下部Ｈ２に比べて遅い。したがって、フロート４の上昇速度が前記下部Ｈ２域よりも遅くなり、前記の応答性は、下部Ｈ２よりも遅くなる。
【００３７】
また、容器２内の前記の上部Ｈ４域内において液体が減少する場合も、前記と同様に応答性が遅い。
【００３８】
前記のようにケース１３を、その上下方向において段階的に水平断面積が変化するように形成することにより、本実施例２では、前記の応答性を、下部（低域部）Ｈ２では速く、上部（高域部）Ｈ４では遅く応答性を変化させることができる。すなわち、図６に示すように、応答性を、下部Ｈ２域では特性Ａ´のように速く、かつ同一速度とし、中間部Ｈ３で特性Ｃの如く変化させ、上部Ｈ４では特性Ｄのように遅く、かつ、同一速度にすることができる。
【実施例３】
【００３９】
図４は実施例３を示し、実施例１の液面レベルセンサをディスプレーサ式としたものである。
【００４０】
本実施例３におけるケース３は、前記実施例と同様に、容器２内に立設されており、そのケース３の内部には、燃料浸漬により影響が少なく、かつ、非磁性体の樹脂等からなる、縦方向に長い円筒形のフロート（ディスプレーサ）１４が昇降自在に収納されており、該フロート１４の下部の中心には、下面から上方に向って筒状の長穴１４ａが形成されている。該長穴１４ａの中には、該長穴１４ａの横断面と略同径に巻回されたスプリング７が挿入されており、該スプリング７は長穴１４ａの上面１４ｃとケース３の底壁に接している。
【００４１】
また、フロート１４の外周面１４ｂとケース３の内周面３ａとの間には所定の隙間を有し、フロート１４がケース３内を上下に移動可能に配置されている。
【００４２】
更に、前記隙間におけるフロート１４の下端部全周には、上端部にリード線を有する抵抗基盤８が上下方向の所定間隔に貼り付けられ、またケース３の底部にはフロート１４の昇降幅より若干長いリング状で、かつ、リード線を有するブラシ９が上方に向って設けられており、前記抵抗基盤８の側面とブラシ９の端部９ａが接触するようになっている。そして、フロート１４がスプリング７によって支持されながら液体の増減による浮力によって昇降すると、そのフロート１４の昇降位置によって抵抗基盤８の端部８ａからブラシ９の端部９ａまでの間隔が変化して抵抗値が変化し、その変化した抵抗値を図示しない外部機器で計測して液位を検出するようになっている。
【００４３】
なお、前記のようなフロート１４の変位検出方法としては、前記のリング状のブラシ９をフロート１４の最下部に設け、前記抵抗基盤８をケース３の底部より、前記ブラシ９に接触するように設置してもよい。更に、このフロートの変位検出方法は、その他の公知の方法を採用してもよい。
【００４４】
本実施例３のケース３の形状は前記実施例１のケース３と同様に形成されており、そのケース３の水平断面積は、下部から上部に至るほど漸次大きく形成されている。
【００４５】
その他の構成は前記実施例１と同様であるため、前記と同一部分には前記と同一の符号を付してその説明は省略する。
【００４６】
前記の構成により、実施例１と同様に容器２内の液位Ｌが低い場合には、ケース３の下部における水平断面積が小さいことから、前記実施例１と同様に、容器２内の液面の増減に対するフロートの昇降速度が速く、前記の応答性が速い。
【００４７】
また、容器２内の液位が高い場合には、ケース３の上部における水平断面積が大きいことから、前記実施例１と同様に、容器２内の液面の増減に対するフロートの昇降速度が遅く、前記の応答性が遅い。
【００４８】
本実施例３の応答性は前記実施例２と同様に図６のＢに示すように直線的に変化する。したがって、本実施例３においても前記実施例１と同様の作用、効果を発揮できる。
【実施例４】
【００４９】
図５は実施例４を示し、実施例２の液面レベルセンサをディスプレーサ式としたものである。
【００５０】
すなわち、本実施例４はそのケース３を前記実施例２のケース１３と同様の形状に形成し、このケース１３内に前記実施例３と同様のディスプレーサ式の液面レベルセンサ部を配置したものである。ケース１３及びレベルセンサ部の構成は前記実施例２，３と同様であるため、前記と同一部分には前記と同一の符号を付してその説明は省略する。
【００５１】
本実施例４も前記実施例２と同様に、ケース１３の水平断面積を段階的に変化させて形成したことにより、下部（低域部）Ｈ２では前記の応答性を速くし、上部（高域部）Ｈ４では応答性を遅くし、図６のＡ´−Ｃ−Ｄのように、応答性を段階的に変化させることができる。
【００５２】
以上のように、ケース３，１３の水平断面積を鉛直方向に対して変化させることによって、液体のケース３，１３への充填時間（応答性）を変化させることができ、低液面時の反応を高液面時より速くする必要があるときは、上部に比べて下部のケース水平断面積を狭くするなど、ケース３，１３の水平断面積を変えることによって、出力特性（フロートの変位）を任意に設定することができ、容器形状の違いによる検出の補正を容易にすることができる。
【００５３】
なお、本実施例では、ケースの下部の水平断面積を小さくし、ケースの上部の水平断面積を大きく設定したが、この逆の形状でもよく、各位置の水平断面積は用途に合わせて設定すればよく、また、水平断面積の変化傾向も連続的に変化するものと、段階的に変化するものとを組合わせて構成しても良い。更に、前記実施例２，４のように２段階に変化させるものに限らず、２段以上の所望数に変化させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例１を示す縦断面図。
【図２】図１の液面レベルセンサ部を拡大した縦断面図。
【図３】本発明の実施例２における液面レベルセンサ部を示す縦断面図。
【図４】本発明の実施例３における液面レベルセンサ部を示す縦断面図。
【図５】本発明の実施例４における液面レベルセンサ部を示す縦断面図。
【図６】本発明と従来の応答性を示す特性図。
【図７】従来の液面レベルセンサ部を示す縦断面図。
【符号の説明】
【００５５】
１              液面レベルセンサ
２              容器
３，１３        ケース
３ｃ，１３ｃ    連通孔
４，１４        フロート
【図１】
2007071534.tif 000003
【図３】
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【図４】
2007071534.tif 000005
【図５】
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【図６】
2007071534.tif 000007
【図７】
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【図２】
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