(57)【要約】【課題】液体が貯留された液体容器や液面が傾斜しても、簡単な構造でフロートを良好に変位させることができるほか、液面の乱れの影響を受け難い液面レベル検出装置の提供にある。【解決手段】上下に延在するガイド軸１３と、ガイド軸１３が挿通される軸孔２６を有し、オイルパンに貯留された潤滑オイルの液面に追従してガイド軸１３の軸方向に変位するフロート１４と、ガイド軸１３に対するフロート１４の位置を検出するリードスイッチ２０と、を備えたオイルレベル検出装置１２において、フロート１４は、ガイド軸１３の軸心Ｐと直交するフロート下面２５を有する円板状のフロート中央部２２と、フロート中央部２２の外周にわたって設けられ、フロート中央部２２の外周から径方向外側に向けて上方に傾斜して延在する環状のフロート外周部２３と、を備えた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に延在するガイド軸と、
前記ガイド軸が挿通される軸孔を有し、液体容器に貯留された液体の液面に追従してガイド軸の軸方向に変位するフロートと、前記ガイド軸に対する前記フロートの位置を検出する検出部と、を備えた液面レベル検出装置において、
前記フロートは、
前記ガイド軸の軸心と直交するフロート下面を有する円板状のフロート中央部と、
前記フロート中央部の外周にわたって設けられ、前記フロート中央部の外周から径方向外側に向けて上方に傾斜して延在する環状のフロート外周部と、を備えることを特徴とする液面レベル検出装置。
【請求項２】
前記フロート外周部は、前記フロート下面に対して傾斜する傾斜外周面を有し、
前記フロート下面に対する前記傾斜外周面の角度は１０〜４５°の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１記載の液面レベル検出装置。
【請求項３】
前記フロート中央部はフロート上面を有し、
前記フロート上面は、外周から前記軸孔へ向けて下方への勾配又は外周から前記軸孔へ向けて溝深さが増大する溝を有することを特徴とする請求項１又は２記載の液面レベル検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液面レベル検出装置に関し、特に、自動車に搭載されるエンジンのオイルパンにおけるオイルや燃料タンクにおける燃料の液面レベルを検出する液面レベル検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液面レベル検出装置としては、例えば、特許文献１に開示されたオイルレベル検出装置を挙げることができる。特許文献１に開示されたオイルレベル検出装置は、内燃機関に用いられ、当該内燃機関内に貯留されたエンジンオイルの液面の高さを検出する。オイルレベル検出装置は、円筒軸部を有するハウジングと、中心孔を形成するフロートと、中心孔に挿入された円筒軸部に沿って上下に変位するフロートの位置を検出するリードスイッチとを備えている。オイルレベル検出装置は、内燃機関に設けられたセンサステーに、支持機構によって吊り下げ支持されている。この支持機構により、ハウジングは、センサステーに対する傾斜を許容されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２１９０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたオイルレベル検出装置では、ハウジングのセンサステーに対する傾斜を許容するための支持機構が必要であり、オイルレベル検出装置の構造が複雑となるという問題がある。また、この種のオイルレベル検出装置では、オイル液面の乱れにも敏感に追従してハウジングが傾斜するおそれがある等、オイル液面の乱れの影響を受け易い。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、液体が貯留された液体容器や液面が傾斜しても、簡単な構造でフロートを良好に変位させることができるほか、液面の乱れの影響を受け難い液面レベル検出装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、上下に延在するガイド軸と、前記ガイド軸が挿通される軸孔を有し、液体容器に貯留された液体の液面に追従してガイド軸の軸方向に変位するフロートと、前記ガイド軸に対する前記フロートの位置を検出する検出部と、を備えた液面レベル検出装置において、前記フロートは、前記ガイド軸の軸心と直交するフロート下面を有する円板状のフロート中央部と、前記フロート中央部の外周にわたって設けられ、前記フロート中央部の外周から径方向外側に向けて上方に傾斜して延在する環状のフロート外周部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、液体容器又は液面が傾斜しても、フロート外周部の一部が液面に埋没してフロートは浮力を得る。このため、フロートが液面を捕捉できず適正量よりも不足しているといった誤検出を防止でき、適切に液面レベルを検出することができる。液面レベル検出装置を傾斜させる手段が必要なく、構造が簡単である。また、フロート外周部が液面の波を凌ぐ性能（凌波性能）を備えており、フロートは乱れた液面による影響を受け難い。従って、液面が波立って乱れている場合であっても、ガイド軸に対する安定したフロートの変位が維持される。
【０００８】
また、上記の液面レベル検出装置において、前記フロート外周部は、前記フロート下面に対して傾斜する傾斜外周面を有し、前記フロート下面に対する前記傾斜外周面の角度は１０〜４５°の範囲に設定されている構成としてもよい。
この場合、傾斜外周面の角度が１０〜４５°の範囲に設定されていることにより、車両の旋回時に生じる液面の傾斜や車両の傾斜時に生じる液体容器の最大の傾斜に対して対応することができる。
【０００９】
また、上記の液面レベル検出装置において、前記フロート中央部はフロート上面を有し、前記フロート上面は、外周から前記軸孔へ向けて下方への勾配又は外周から前記軸孔へ向けて溝深さが増大する溝を有する構成としてもよい。
【００１０】
この場合、フロートの外周側からフロート上面へ流れ込んだ液体はフロート中央部の勾配を有するフロート上面又はフロート上面に設けられた溝を通じて軸孔へ流れ、軸孔を通じて液体容器に貯留されている液体と合流する。このため、フロートの上部に液体が溜まることがなく、フロートの機能が損なわれることがない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、液体が貯留された液体容器や液面が傾斜しても、簡単な構造でフロートを良好に変位させることができるほか、液面の乱れの影響を受け難い液面レベル検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係るオイルレベル検出装置を備えたオイルパンの概要を示す縦断面図である。
【図２】第１の実施形態に係るオイルレベル検出装置の縦断面図である。
【図３】第１の実施形態に係るオイルレベル検出装置のフロートの斜視図である。
【図４】（ａ）は潤滑オイルの液面が傾斜した状態でのオイルレベル検出装置を示す縦断面図であり、（ｂ）は潤滑オイルの液面が傾斜した状態でのオイルレベル検出装置を示す縦断面図である。
【図５】第２の実施形態に係るオイルレベル検出装置が備えるフロートの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る液面レベル検出装置としてのオイルレベル検出装置について図面を参照して説明する。本実施形態では、液面レベル検出装置としてのオイルレベル検出装置について説明する。本実施形態のオイルレベル検出装置は、車両に搭載されているエンジンのオイルパンに設けられている。
【００１４】
図１に示すように、エンジン１０の底部にはオイルパン１１が取り付けられている。オイルパン１１には、エンジン１０内の各部に供給され、摺動部の潤滑や冷却に用いられる潤滑オイルが貯留されている。オイルパン１１は液体容器に相当する。オイルパン１１に貯留されている潤滑オイルは、オイルポンプ（図示せず）によって汲み上げられるとともに、エンジン１０内の各部に供給される。オイルポンプはエンジン１０の運転に伴い駆動される。摺動部に対する潤滑や冷却等に使用された潤滑オイルはエンジン１０内におけるオイル循環流路（図示せず）を通じてオイルパン１１へ流れ落ち、オイルパン１１内に再び貯留されるようになっている。潤滑オイルによるエンジン１０の適切な潤滑や冷却のために、オイルパン１１には適正な量（以下「適正量」と表記する）の潤滑オイルが貯留されている。オイルパン１１内の潤滑オイルの液面は、路面の傾斜や車両の加減速によって変動するため、路面の傾斜や車両の加減速は液面を変動させる変動要因である。潤滑オイルの液面は車両の前後方向、左右方向に関わらず変動する。
【００１５】
オイルパン１１には、オイルレベル検出装置１２が設けられている。オイルレベル検出装置１２は、オイルパン１１に貯留されている潤滑オイルが適正な量であるか否かを監視するために潤滑オイルの液面レベルを検出する。オイルレベル検出装置１２は、エンジン１０が備えるクランクシャフト（図示せず）と干渉しない位置に設けられている。
【００１６】
オイルレベル検出装置１２は、上下に延在するガイド軸１３と、潤滑オイルの液面に追従してガイド軸１３の軸方向に変位するフロート１４と、を備えている。ガイド軸１３は、ブラケット１５を介してオイルパン１１の内壁面に固定されている。オイルレベル検出装置１２はコントローラＣと電気的に接続されている。コントローラＣは、警告灯Ｅと接続されており、オイルレベル検出装置１２からの信号に基づき潤滑オイルが適正量を下回る場合に警告灯Ｅを点灯させる機能を備えている。
【００１７】
図２に示すように、ガイド軸１３はフロート１４を移動可能とする小径軸部１６と、小径軸部１６より大径に設定されている大径軸部１７とを備えている。小径軸部１６は大径軸部１７の下端から下方へ向けて延在する。ガイド軸１３は小径軸部１６と大径軸部１７との間に段差１８を備える。段差１８はフロート１４の最上位置を規定するストッパである。小径軸部１６の下端付近には、ガイド軸１３の軸心Ｐの径方向に突出する突出片１９が設けられている。突出片１９は、フロート１４のガイド軸１３からの抜け出しを防止するとともに、フロート１４の最下位置を規定する。
【００１８】
ガイド軸１３は有底筒状であり、ガイド軸１３内の空間には、検出部としてのリードスイッチ２０が収容されている。リードスイッチ２０は、フロート１４の位置を検知して接点を開閉する機能を備えている。具体的には、フロート１４が備える永久磁石２１によりリードスイッチ２０に磁束が流れることによりオン状態又はオフ状態となるスイッチである。リードスイッチ２０は小径軸部１６の下端から大径軸部１７の下端付近まで延在する。
【００１９】
次に、フロート１４について説明すると、フロート１４は潤滑オイルよりも比重の小さい耐油性の発泡樹脂により形成されている。フロート１４は円板状のフロート中央部２２と、フロート中央部２２の外周にわたって設けられた環状のフロート外周部２３と、を備えている。フロート中央部２２およびフロート外周部２３は一体形成されている。フロート中央部２２は、中心にてフロート上面２４からフロート下面２５へ貫通する軸孔２６を有している。軸孔２６にはガイド軸１３の小径軸部１６が挿通されている。フロート中央部２２には軸孔２６を囲むように環状の永久磁石２１が内蔵されている。
【００２０】
図３に示すように、フロート上面２４にはフロート上面２４の外周と軸孔２６とを結ぶように溝２７がガイド軸１３の軸心Ｐの径方向に形成されている。溝２７はフロート上面２４の外周から軸孔２６へ向かうほど溝深さが増大する。フロート上面２４において複数の溝２７が放射状に周方向に形成されている。溝２７はフロート上面２４に流れ込む潤滑オイルを軸孔２６へ案内し、フロート上面２４に潤滑オイルが貯留することを防止する。
【００２１】
フロート中央部２２の外周にわたって設けられるフロート外周部２３は、フロート中央部２２の外周からフロート中央部２２の径方向外側に向けて傾斜して延在する。従って、フロート外周部２３は、フロート下面２５から延在するとともに、フロート下面２５に対して径方向外側の上方へ向けて傾斜する傾斜外周面２８を有する。また、フロート外周部２３は、フロート上面２４から延在するとともに、フロート上面２４に対して径方向外側の上方へ向けて傾斜して延在する傾斜内周面２９を有する。フロート外周部２３は、傾斜外周面２８と傾斜内周面２９を接続する外端面３０を有する。外端面３０は傾斜外周面２８および傾斜内周面２９に対して直交する面である。
【００２２】
ところで、本実施形態では、フロート下面２５に対する傾斜外周面２８の傾斜角度θは４５°に設定されている。傾斜角度θは、予め設定された潤滑オイルの液面の最大傾斜角度又は車両の最大傾斜角度に基づいて設定されており、好ましくは１０〜４５°の範囲にて設定されるとよい。フロート上面２４に対する傾斜内周面２９の傾斜角度も傾斜角度θと同様に４５°に設定されている。従って、フロート外周部２３の肉厚Ｈは一定であり、フロート外周部２３が必要とする浮力に基づいて肉厚Ｈは設定される。
【００２３】
フロート外周部２３は、潤滑オイルの液面が傾斜した状態でも潤滑オイルの液面レベルＬを正しく検出するように、液面から浮力を得やすい形状となっている。また、フロート１４がフロート中央部２２およびフロート外周部２３を備えることにより、フロート１４全体として軽量化が図られた形状となっている。なお、図２では、説明の便宜上、フロート中央部２２、フロート外周部２３の境界を一点鎖線にて示す。
【００２４】
ところで、オイルパン１１又は液面が傾斜してもフロートが液面を捕捉できるように、従来のフロートの径を拡大すれば、フロートは浮力を得ることができる。しかしながら、フロートの径を単に拡大する場合には、フロートに必要な径方向のスペースも大きくなる。一方、本実施形態では、フロート外周部２３を設けたため、フロート１４の最大径が従来のフロートよりも大きくなっている。しかしながら、フロート１４は、単にフロートの径を拡大する場合と比較すると、フロート１４の最大径をそれほど大きくすることなく液面を捕捉できるフロートを実現している。
【００２５】
次に、本実施形態のオイルレベル検出装置１２の作用について説明する。潤滑オイルの液面や車両が傾斜しない状態では、図２に示すように、潤滑オイルの液面とフロート下面２５が平行になるように、フロート１４の一部が潤滑オイルに沈む状態となる。潤滑オイルの液面や車両が傾斜しない状態では、フロート１４の位置は潤滑オイルの液面レベルＬに応じて変動する。潤滑オイルが少なくなると、液面レベルＬが低下してフロート１４は下降する。潤滑オイルが多くなると、液面レベルＬが高くなってフロート１４は上昇する。リードスイッチ２０は、永久磁石２１の磁束によりガイド軸１３に対するフロート１４の位置を検知して接点を開閉する。
【００２６】
フロート１４が潤滑オイルの適正量を下回る位置に変位する場合には、コントローラＣはリードスイッチ２０のオフ信号を受けて警告灯Ｅを点灯させる。フロート１４が潤滑オイルの適正量である位置に変位する場合には、リードスイッチ２０のオン信号がコントローラＣへ伝達され、警告灯Ｅは点灯されない。
【００２７】
車両がカーブを走行して旋回する場合や急発進・急停車の場合には、慣性力によって潤滑オイルの液面が水平ではなく傾斜する。図４（ａ）のように、潤滑オイルの液面が傾斜した状態では、フロート外周部２３の一部が潤滑オイルに沈む状態となる。従って、液面が傾斜している状態であってもフロート１４は浮力を得て、液面レベルＬに応じてガイド軸１３に対して上下に変位する。このとき、液面の傾斜角度がフロート外周部２３の傾斜角度よりも小さい場合には、潤滑オイルがフロート１４の上面に潤滑オイルが流れ込むことはない。
【００２８】
車両が傾斜面を走行する場合には、車体が傾斜することによりオイルパン１１が傾斜する。オイルパン１１が傾斜しても潤滑オイルの液面は傾斜しない。図４（ｂ）に示すように、オイルパン１１が傾斜した状態では、フロート外周部２３の一部が潤滑オイルに沈む状態となる。従って、オイルパン１１が傾斜している状態であってもフロート１４は浮力を得て、液面レベルＬに応じてガイド軸１３に対して変位する。このとき、オイルパン１１の傾斜角度がフロート外周部２３の傾斜角度よりも小さい場合には、潤滑オイルがフロート１４の上面に潤滑オイルが流れ込むことはない。
【００２９】
ところで、潤滑オイルの液面は波立って乱れている場合がある。本実施形態では、傾斜外周面２８を設けたことから、フロート外周部２３が液面の波を凌ぐ性能（凌波性能）を備えており、フロート１４は乱れた液面による影響を受け難い。従って、潤滑オイルの液面は波立って乱れている場合であっても、ガイド軸１３に対する安定したフロート１４の変位が維持される。なお、液面が激しく波立って潤滑オイルがフロート外周部２３を乗り越えてフロート上面２４へ流れ込む場合がある。この場合、流れ込んだ潤滑オイルは溝２７を通って軸孔２６へ流れ、軸孔２６を通じてオイルパン１１に貯留されている潤滑オイルと合流し、フロート上面２４には潤滑オイルが溜まらない。
【００３０】
本実施形態に係るオイルレベル検出装置１２によれば以下の作用効果を奏する。
（１）オイルパン１１又は潤滑オイルの液面が傾斜しても、フロート外周部２３の一部が液面に埋没してフロート１４が浮力を得るため、適正に液面レベルＬを検出することができる。オイルレベル検出装置１２の全体をオイルパン１１又は潤滑オイルの液面の傾斜に対応させて傾斜させる手段が必要なく、オイルレベル検出装置１２の構造が簡単である。また、フロート１４の構造が簡単であるため、既存のオイルレベル検出装置のフロートをフロート１４に交換することも可能である。
【００３１】
（２）フロート下面２５に対する傾斜外周面２８の角度は４５°に設定されていることにより、車両の旋回時に生じる潤滑オイルの液面の傾斜や車両の傾斜時に生じるオイルパン１１の最大の傾斜に対して対応することができる。
【００３２】
（３）フロート中央部２２は溝２７を備えるため、フロート１４の外周側からフロート上面２４へ流れ込んだ潤滑オイルはフロート上面２４に設けられた溝２７を通じて軸孔２６へ流れ、軸孔２６を通じてオイルパン１１に貯留されている潤滑オイルと合流する。このため、フロート上面２４に潤滑オイルが溜まることがなく、フロート１４の機能が損なわれることがない。
【００３３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態はフロートの構成が第１の実施形態と異なる。本実施形態では、第１の実施形態と同一の構成については第１の実施形態の説明を援用し、符号を共通して用いる。
【００３４】
本実施形態に係るオイルレベル検出装置４０は、図５に示すフロート４１を備えている。フロート４１は、フロート中央部４２とフロート外周部２３を有している。フロート中央部４２はフロート上面４３、フロート下面４４および軸孔４５を備える。軸孔４５はフロート中央部４２の中心にてフロート上面４３からフロート下面４４へ貫通する。フロート中央部４２には軸孔４５を囲むように環状の永久磁石２１が内蔵されている。
【００３５】
フロート上面４３はフロート中央部４２の外周から軸孔４５へ向かう下方への勾配を有する。従って、フロート中央部４２の肉厚は、フロート中央部４２の外周から軸孔４５へ向かうほど小さくなる。フロート上面４３が勾配を有することにより、フロート外周部２３を乗り越えて潤滑オイルがフロート上面４３へ流れ込んでも、流れ込んだ潤滑オイルはフロート上面４３により軸孔４５へ向けて集約される。
【００３６】
本実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果（１）、（２）と同等の作用効果を奏する。さらに、フロート中央部４２は勾配を有するフロート上面４３を備えるため、フロート４１の外周側からフロート上面４３へ流れ込んだ潤滑オイルは勾配を有するフロート上面４３を通じて軸孔４５へ向けて集約される。集約された潤滑オイルは軸孔４５を通じてオイルパン１１に貯留されている潤滑オイルと合流する。このため、フロート上面４３に潤滑オイルが溜まることがなく、フロート４１の機能が損なわれることがない。
【００３７】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
【００３８】
○  上記の実施形態では、液面レベル検出装置としてオイルパンに貯留された潤滑オイルの液面レベルを検出するオイルレベル検出装置を例示したがこの限りではない。液面レベル検出装置は、例えば、燃料タンクに貯留された燃料の液面レベルを検出する燃料レベル検出装置であってもよく、液面レベルの検出対象は液体容器に貯留された液体であればよい。
○  上記の実施形態では、フロート下面に対する傾斜外周面の角度は４５°に設定したがこの限りではない。フロート下面に対する傾斜外周面の角度は、好ましくは１０〜４５°の範囲にて設定すればよい。フロート下面に対する傾斜外周面の角度は、車両の旋回や登坂等により想定される液面の最大傾斜角度や液体容器の最大傾斜角度に応じて設定すればよい。
○  上記の実施形態では、フロートの最大径を従来のフロートよりも大きくしたが、この限りではない。例えば、フロートの最大径を従来のフロートと同径としてもよい。この場合、フロートに必要な半径方向のスペースは従来とフロートと同じとなる。
○  上記の実施形態では、ガイド軸に段差が設けられ、フロートの最上位置が規定される構造としたがこの限りではない。ガイド軸は、フロートの最下位置のみを規定し、段差を有しない構造であってもよい。この場合、フロートが最下位置に変位したときのみオフ信号を発信する液面レベル検出装置とすればよい。
○  上記の実施形態では、液体容器又は液面は特定の方向に傾斜する場合を例示したが、液体容器又は液面の傾斜方向は、前後左右を含む３６０°であり、特に限定されない。
【符号の説明】
【００３９】
１０  エンジン
１１  オイルパン
１２、４０  オイルレベル検出装置
１３  ガイド軸
１４、４１  フロート
２２、４２  フロート中央部
２３  フロート外周部
２４、４３  フロート上面
２５、４４  フロート下面
２６、４５  軸孔
２７  溝
２８  傾斜外周面
２９  傾斜内周面
３０  外端面
Ｐ  軸心
Ｈ  肉厚
θ  傾斜角度
Ｌ  液面レベル
【図１】
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【図２】
2017198602.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2017198602.tif 000007