JPS62200232A - 液面レベル計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は車輌、産業機械器具等に設けられるタン一りそ
の他の液体貯留用容器内に貯留されるガソリン、オイル
、石油、水その他の各種液体の液面レベルを検出するた
めの液面レベル計に関するものである。

（従来の技術） 従来より、車輌用燃料タンク等には回転ポテンショメー
タを利用したアームフロート式の液面レベル計が広く使
用されている。しかし、この液面レベル計は検出精度や
リニアリティが低く、アームの移動する範囲が広くなり
すぎるという問題点があった。

そこで、これらの問題点を解決するものとして、第３図
に示すようなコイルのインダクタンス変化を利用した電
磁誘導式の液面レベル計が考えられている（例えば、特
開昭６０−２５３９２２＞。

この液面レベル計について簡単に説明すると、燃料タン
ク５１の上板５２に形成された取付穴５３には、筒状の
ケーシング５４がその上端のフランジ部５５においてね
じ止めされ、該ケーシング５４の内部にはコア５６を備
えたコイル５７が挿入されている。また、ケーシング５
４の外周には導電体リング５８が上下動可能に遊嵌され
、該導電体リング５８の外周にはフロート５９が取着さ
れている。

この液面レベル計においては、燃料タンク５１内に貯留
されたガソリン、軽油等の燃料６ｏにフロート５９及び
導電体リング５８が浮き、燃料６０の増減による液面レ
ベル変化に応じて導電体リング５８が上下動するため、
コイル５７のインダクタンスが変化するようになってい
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、燃料タンク５１内の圧力が温度差等によって
正圧（ここでは大気圧より高いことをいう）又は負圧（
大気圧より低いことをいう）になることはよくあること
である。通常、この圧力の変動幅は大気圧を基準として
±０．０５Ｋｇ／ｃｍ２程度であるが、ときには±Ｑ、
　２ＱＫ９１／ｃｔｎ２程度まで大きくなることもある
。このように圧力が変動すると燃料タンク５１は相当量
の膨張又は収縮をするため、燃料６０の貯留量が同じで
あったとしてもその液面レベルは変化することになる。

従って、この燃料タンク５１に前述した電磁誘導式の液
面レベル計を使用した場合には、液面レベル計自体の精
度がいくら高くても、前記コイル５７が燃料タンク５１
の上板５２側に固定されていたことに基因して、検出さ
れる液面レベルに誤差が生ずるという問題があった。

例えば、燃料タンク５１は正圧になると第３図に二点鎖
線で示すように弾性的に膨張するが、燃料タンク５１の
構造上、特に上板５２の上方への脹らみと底板６１の下
方への脹らみとが大きくなる。すると、同図に二点鎖線
で示すようにタンク外部からみた液面レベルが底板６１
とともに下がる一方、上板５２に固定されたケーシング
５４内のコイル５７が該上板５２とともに上昇するため
、液面レベルは燃料タンク５１内が大気圧である場合よ
り低く検出されてしまうのである。

逆に、燃料タンク５１内の圧力が負圧になるときは、液
面レベルは燃料タンク５１内が大気圧である場合より高
く検出されることになる。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するために、液体貯留用容器
の底板に取付部材を取着し、該取付部材にコイルを内蔵
したケーシングを固定するとともに、該ケーシングの外
周に導電体リングを相対移動可能に遊嵌し、該導電体リ
ングにフロートを取着するという手段を採ったものであ
る。

（作用） 液体貯留用容器内に液体が貯留されると、その液体の上
部に前記導電体リングがフロートとともに浮かび上がる
。液体の貯留量が供給又は消費によって増加又は減少す
ると、その液面レベルの上下変化に応じて導電体リング
等が上下動する。

いま、導電体リングにはコイルからの漏れ磁束により電
磁誘導が起こり渦電流損が生ずるため、この導電体リン
グがフロートとともに上下動すると、コイルのインダク
タンスが変化することになる。このインダクタンス変化
からメーターを作動させたり、ランプを点灯させたり、
ブザーを鳴らせたりなどすれば、液面レベルを知ること
ができる。

さて、液体貯留用容器内の圧力が温度差等によって正圧
になると、該容器は弾性的に膨張してその上板は上方へ
脹らみ底板は下方へ脹らむため、容器外部からみた液面
レベルは該容器の底板とともに下がることになる。

このとき、本発明では容器の底板に対してコイルが取付
部材及びケーシングを介して取付けられているため、該
コイルも底板とともに下方に変位する。従って、液面レ
ベルと導電体リングとは下方にほぼ同一の変位をするこ
とになるから、導電体リングはコイルに対してほとんど
相対移動しない。よって、検出される液面レベルに及ぼ
す容器の膨張の影響はほとんどなくなり、容器内が大気
圧である場合と同様の正確な液面レベルが検出される。

逆に、液体貯留用容器内の圧力が負圧になると、液面レ
ベル及びコイルは該容器の底板とともに上方向にほぼ同
一の変位をするから、やはり導電体リングはコイルに対
してほとんど相対移動しない。

従って、この場合も容器内が大気圧である場合と同様の
正確な液面レベルが検出される。

（実施例） 以下、本発明を車輌用燃料タンクの液面レベル計に具体
化した実施例を第１，２図に従って説明する。

ガソリン、軽油等の燃料４０の貯留用容器である燃料タ
ンク１は、金属製の上部材２と下部材３とが溶接される
ことにより比較的偏平な密閉容器に形成されており、そ
の側面中央部には上下部材２．３の接合部であるフラン
ジ４が全周にわたって突出している。

前記下部材３の底板５の内面（内底面）には、水平な台
部６とそれを支持する足部７と下端の水平な固定部８と
が口字状に一体形成されてなる２つの金属製の取付部材
９が、各固定部８においてスポット溶接により固定され
ている。

この取付部材９の台部６には後述するコイルを内蔵した
液面レベル計のケーシング１０がその下端に形成された
フランジ部１１においてビス止めされている。このケー
シング１０はナイロン樹脂の射出成形によって形成され
ており、前記フランジ部１１から上方へ延びる円筒形状
のガイドチューブ部１２と、その上端に一体形成され、
より拡径された円筒形状のヘッド部１３とから構成され
ている。

また、ガイドチューブ部１２の下端面が一体的に閉塞さ
れ、ヘッド部１３の上端面にキャップ部１４が熱溶着さ
れているため、該ケーシング１０は内部に燃料が漏れて
こないように密閉されている。

ケーシング１０の内部にはフェライト製の棒状コア１５
に巻かれたコイル１６が挿入内蔵されている。該コイル
１６は、比較的少なく一方向に巻かれてガイドチューブ
部１２内に配置された粗巻部１７と、多数巻きされてヘ
ッド部１３内に配置された密巻部１８とからなっており
、両者が連続的に導通するよう構成されている。

また、コイル１６に接続されたリード線１９はキャップ
部１４に取着されたグロメット２０から引出され、該リ
ード線１９の先端にはコイル側コネクタ２１が取着され
ている。このコイル側コネクタ２１にはタンク側コネク
タ２２が着脱可能に接続され、該タンク側コネクタ２２
にはリード線２３が取着されている。

このリード線２３は前記上部材２の上板２４にねじ止め
された引出し部材２５からタンク外部に引出されており
、該リード線２３の先端には図示しない車輌側コネクタ
の接続される中継コネクタ２６が取着されている。

続いて、前記ケーシング１０のガイドチューブ部１２の
外周には比重の小さいアルミニウムや導電性樹脂等の導
電体にて形成された導電体リング２７が相対移動（上下
動）可能に遊嵌され、該導電体リング２７は前記コイル
１６に電磁的に結合されている。

導電体リング２７の外周にはドーナツ形状のフロート２
８が取着され、該フロート２８はその比重が燃料の比重
より低くなるようゴム又は合成樹脂の発泡体にて形成さ
れている。

この液面レベル計においては、燃料タンク１内に貯留さ
れたガソリン、軽油等の燃料４０に導電体リング２７及
びフロート２８が浮き、該燃料４０の増減による液面レ
ベル変化に応じて導電性リフグ２フ等が上下動するよう
になっている。

なお、急ブレーキ等の外力により下部取付部２９に無理
な力がかかる場合には、引出し部材２５又は上板２４な
どにヘッド部１３を摺動可能にガイドするガイド部材を
設けてもよい。

また、燃料タンク１には図示しない公知の注入用キャッ
プ、燃料ポンプ、燃料用ホース等が取着され、ガソリン
、軽油等の燃料４０を補給したり取出したりできるよう
になっている点は従来と変わりがない。

以上のように構成された液面レベル計の実施例について
、次にその作用効果を説明する。

前記コイル１６にリード線１９．２３等を経て電圧を印
加すると、該コイル１６の周囲に漏れ磁束が生ずる。す
ると、導電体リング２７に電磁誘導が起こり渦電流損が
生ずるため、コイル１６のインダクタンスは導電体リン
グ２７のないときに比べて減少する。

さらに、導電体リング２７に直交する磁束密度はコイル
１６と導電体リング２７との相対位置により異なり、従
って渦電流損も異なるため、コイル１６のインダクタン
スは導電体リング２７の移動によって変化することにな
る。

いま、燃料タンク１内に燃料４０が貯留されると、該燃
料４０の上部に前記導電体リング２７がフロート２Ｂと
ともに浮かび上がる。燃料４０の貯留量が供給又は消費
によって増加又は減少する１と、その液面レベルの上下
変化に応じて導電体リング２７等が上下動するため、前
記の通りコイル１６のインダクタンスが変化する。

ここで、本実施例のコイル１６は粗巻部１７の上部に密
巻部１８を連続的に有し、磁束分布は上下非対象で、コ
イル１６のインダクタンスは導電体リング２７が上端に
あるときに最大となり、導電体リング２７が上方へ移動
するにつれてほぼ直線的に減少するように設定されてい
る。

このインダクタンス変化をリード線１９．２３及びコネ
クタ２１，２２．２６を経てタンク外部で検知し、この
変化に基づいて図示しないメーターを作動させたり、ラ
ンプを点灯させたり、ブザ一を鳴らせたりなどすれば、
燃料４０の液面レベルを知ることができる。

さて、燃料タンク１内の圧力が温度差等によって正圧に
なると、第１図に二点鎖線で示すように該燃料タンク１
は弾性的に膨張して、面積の大きい上板２４は上方へ脹
らみ同じく底板５は下方へ脹らむ。特に本実施例の燃料
タンク１においては、その側面全周に形成されたフラン
ジ４が側方への脹らみを拘束するので、はとんど上板２
４及び底板５の脹らみのみとなる。

従って、燃料４０の貯留量が一定であっても、タンク外
部からみた液面レベルは同図に二点鎖線で示すように該
底板５とともに相当量下がることになる。ただし、前記
の通り燃料タンク１の側方への脹らみはあまりないので
、底板５からみた相対的な液面レベルはほとんど変化し
ない。

このとき、本発明では底板５の取付部材９にケーシング
１０のフランジ部１１がビス止めされているため、ケー
シング１０内のコイル１６等も該底板５とともに下方に
変位する。従って、液面レベルとコイル１６とは下方に
ほぼ同一の変位をすることになり、導電体リング２７及
びフロート２８はコイル１６に対してほとんど相対移動
しない。

よって、検出される液面レベルに及ぼす燃料タンク１の
膨張の影響はほとんどなくなり、燃料タンク１内が大気
圧ある場合と同様の正確な液面レベルが検出される。

逆に、燃料タンク１が負圧によって収縮すると、液面レ
ベルとコイル１６とは該燃料タンク１の底板５とともに
上方向にほぼ同一の変位をするから、やはり導電体リン
グ２７等はコイル１６に対してほとんど相対移動しない
。従って、この場合も燃料タンク１内が大気圧である場
合と同様の正確な液面レベルが検出される。

以上の通り、本実施例によれば燃料タンク１の膨張又は
収縮に拘らず正確な液面レベルを検出することができ、
車輌の運転者等に運転計画上極めて重要な燃料貯留量を
正確に知らせることができるという効果を奏する。

特に、最近の自動車においては、その高級化や高性能化
に伴って計測機器の高精度化が望まれているため、本発
明はこの要請にこたえうるちのとして有用である。

なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものでは
なく、例えばオイルタンク、貯水タンク、石油タンク、
電解液タンク等、種々の液体貯留用容器における液面レ
ベル計として具体化することもできる。

発明の効果 以上詳述したように、本発明は液体貯留用容器の膨張又
は収縮に拘らず正確な液面レベルを検出することができ
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した実施例を示す断面図、第２
図は同じく要部斜視図、第３図は従来例の断面図である
。 １・・・燃料タンク、５・・・底板、１６・・・コイル
、２７・・・導電体リング、２８・・・フロート。 特許出願人　　　　　　豊田合成株式会社堀江金属工業
株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．液体貯留用容器（１）の底板（５）に取付部材（９
   ）を取着し、該取付部材（９）にコイル（１６）を内蔵
   したケーシング（１０）を固定するとともに、該ケーシ
   ング（１０）の外周に導電体リング（２７）を相対移動
   可能に遊嵌し、該導電体リング（２７）にフロート（２
   ８）を取着したことを特徴とする液面レベル計。