WO2010110028A1 - 液面検出装置 - Google Patents

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level detection
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寿人 市沢
孝之 山浦
茂樹 小出
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Nippon Seiki Co Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/30—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats
    • G01F23/32—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats using rotatable arms or other pivotable transmission elements
    • G01F23/38—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats using rotatable arms or other pivotable transmission elements using magnetically actuated indicating means

Definitions

  • the present invention relates to a liquid level detection device for detecting the amount of various liquids in a tank.
  • a liquid level detection device for detecting the level of fuel or the like in a fuel tank of a vehicle or the like, for example, a float arm provided at one end with a float that moves up and down in accordance with the liquid level, A magnet that is displaced in accordance with operation, a housing that rotatably supports the other end of the float arm, a detection element such as a magnetoelectric conversion element that is provided in the housing and detects a change in magnetism of the magnet;
  • the detection is formed by a circuit board that holds the detection element, a filler that protects the circuit board, a magnetic shield member that is provided so as to surround the circuit board and the magnet, the magnetic shield member, and the housing.
  • Liquid level detection provided with a sealing material such as an O-ring to prevent the intrusion of the fuel or the like in a space for housing the element or the circuit board Location has been proposed (e.g., see Patent Document 1).
  • the liquid level detection device has a problem that the number of parts is large, the assemblability is poor, and the cost is increased.
  • the filler or the sealing material is necessary.
  • the present invention pays attention to the above-described problems, and an object thereof is to provide a liquid level detection device that protects the detection element, has a small number of parts, is easy to assemble, and can reduce costs.
  • a liquid surface comprising a float arm having a float that operates following the displacement of the liquid surface, a magnet that is displaced in accordance with the operation of the float arm, and a detection element that detects a magnetic change of the magnet.
  • the detection apparatus includes a first case body made of a resin that covers the detection element, and a second case body made of a resin that covers the first case body.
  • the first case body is formed by insert molding.
  • the second case body is formed by insert molding.
  • a shield case that houses the first case body and is covered by the second case body.
  • the liquid level detection device of the present invention can provide a liquid level detection device that protects the detection element, has a small number of parts, is easy to assemble, and can reduce costs.
  • the liquid level detection apparatus 1 includes a float arm 2, an arm holder 3, a magnet 4, a detection element 5, a circuit board 6, a lead portion 7, a first case body 8, and a second case body. 9, a shield case 10 and a frame cover 11.
  • the float arm 2 includes a float 2a that operates following the displacement of the liquid level.
  • the float arm 2 is made of a nonmagnetic metal, holds the float 2a at one end, and is attached to the arm holder 3 at the other end.
  • the float 2a is formed of a metal material that is not easily corroded, such as stainless steel.
  • the material of the float 2a is not limited to this embodiment, You may form with a synthetic resin.
  • the arm holder 3 is made of a synthetic resin material and holds the float arm 2 and the magnet 4.
  • the arm holder 3 holds the float arm 2 by the arm holding part 3c.
  • the arm holder 3 includes a cylindrical portion 3a, and a magnet 4 is provided inside the cylindrical portion 3a.
  • a cylindrical portion 3b is provided at the center of the arm holder 3, and this cylindrical portion 3b functions as a bearing that rotatably supports a later-described support shaft portion of the second case body 9.
  • the arm holder 3 is rotatably supported by the second case body 9.
  • a frame cover 11 is disposed on the left side of the arm holder 3 in FIG. 1 and is fixed to the second case body 9.
  • the frame cover 11 functions as a bearing member that supports the columnar portion 3b of the arm holder 3 while holding the arm holder 3 in a retaining state.
  • the magnet 4 rotates (displaces) together with the arm holder 3 with the operation of the float 2a.
  • the magnet 4 is annular and is magnetized with two poles.
  • the magnet 4 is disposed so as to face the outer periphery of a cylindrical portion described later of the second case body 9 and is disposed in the vicinity of the detection element 5.
  • the magnet 4 is integrally formed by means such as insert molding simultaneously with the molding of the arm holder 3.
  • the detection element 5 is composed of a magnetoelectric conversion element such as a Hall element, and detects a change in magnetism accompanying the rotation of the magnet 4 and outputs a detection signal.
  • the detection element 5 may be a detection element such as an MR element.
  • the detection element 5 is mechanically fixed to the circuit board 6 by leads 5a and is electrically connected.
  • the circuit board 6 is made of a hard board such as glass epoxy resin.
  • the circuit board 6 holds the detection element 5 and the lead part 7. Further, the detection element 5 and the energization terminal 6 are electrically connected.
  • An electronic component (not shown) is mounted on the circuit board 6.
  • the lead part 7 is composed of a conductor 7a having good conductivity such as copper and an insulating film 7b covering the conductor 7a.
  • the conductor 7a of the lead part 7 is electrically connected to the circuit board 6 by the solder 6a.
  • the lead part 7 is electrically connected to the detection element 5 via the circuit board 6.
  • the first case body 8 is made of a synthetic resin, for example, a polyester-based synthetic resin, and covers the detection element 5, the circuit board 6, and a part of the lead portion 7.
  • the detection element 5, the circuit board 6, and a part of the lead part 7 are covered by forming the first case body 8 by insert molding.
  • the second case body 9 is made of a synthetic resin, for example, a synthetic resin such as PBT (polybutylene terephthalate) or POM (polyacetal resin), and covers the first case body 8 and the shield case 10.
  • the second case body 9 does not cover the entire first case body 8, but a part of the covering portion 8 a that covers the periphery of the lead portion 7 of the first case body 8 is formed.
  • the second case body 9 is exposed.
  • the second case body 9 is formed by insert molding.
  • the second case body 9 includes a cylindrical portion 9a.
  • the cylindrical portion 9a includes a support shaft portion 9a1 that rotatably supports the arm holder 3.
  • the thermal expansion coefficients of the first case body 8 and the second case body 9 are approximate and prevent peeling due to a temperature change.
  • the shield case 10 is made of, for example, iron nickel and has a cup shape having a cylindrical portion 10a and a bottom portion 10b. A part of the cylindrical portion 10 a includes a notch portion 10 c for drawing out the lead portion 7 and the first case body 8 covering the lead portion 7 to the outside of the shield case 10.
  • the shield case 10 is covered with the second case body 9 in a state where the first case body 8 is housed in a recess formed by the cylindrical portion 10a and the bottom portion 10b.
  • the shield case 10 is formed so as to surround the magnet 4, the detection element 5, and the circuit board 6.
  • the shield case 10 can block the influence of magnetism from the outside of the liquid level detection device 1, and can obtain a highly reliable and highly accurate detection output.
  • the process of filling the filler and the filler is reduced. And the number of parts can be reduced. In addition, the assemblability can be improved. Therefore, it is possible to provide the liquid level detection device 1 that can reduce the cost.
  • the second case body 9 compresses the first case body 8 by contraction after molding, and in particular, the lead portion 7 of the first case body 8.
  • the portion covering the periphery of the lead is also compressed by the second case body 9, so that the fuel can be prevented from entering between the first case body 8 and the lead portion 7. It is possible to provide a liquid level detection device with improved sealing performance with the one case body 8.
  • the shield case 10 that houses the first case body 8 and is covered with the second case body 9, the work of attaching the shield case 10 can be reduced, and the assembling property is improved. Further, by covering the shield case 10 with the second case body 9, for example, when the liquid level detection device 1 is assembled, deformation of the shield case 10 due to the liquid level detection device 1 hitting a fuel tank or the like is prevented. be able to. By preventing the deformation of the shield case 10, it is possible to prevent a change in magnetic characteristics. Furthermore, corrosion of the shield case 10 can be prevented. This is particularly effective when the fuel is alcohol or the like.
  • the lead portion 7 is electrically connected to the detection element 5 via the circuit board 6, but is not limited to this embodiment, and the lead portion 7 and the detection element 5 May be directly electrically connected.
  • the present invention can be used for a liquid level detection device that detects the amounts of various liquids in a tank.

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Abstract

　少なくとも検出素子を保護し、かつ、部品点数が少なく、組み立て性が良く、コストを低減可能な液面検出装置を提供する。　液面の変位に追従作動するフロート２ａを備えたフロートアーム２と、フロートアーム２の作動に伴って変位するマグネット４と、マグネット４の磁気変化を検出する検出素子５と、を備えた液面検出装置１において、検出素子５を覆う樹脂からなる第１ケース体８と、第１ケース体８を覆う樹脂からなる第２ケース体９と、を備えたものである。　

Description

液面検出装置
　本発明は、タンク内の各種液体の液量を検出する液面検出装置に関するものである。
　従来、例えば車両などの燃料タンク内の燃料などの液面を検出する液面検出装置としては、前記液面に応じて上下に追従作動するフロートを一端に備えたフロートアームと、前記フロートアームの作動に伴って変位するマグネットと、前記フロートアームの他端を回動可能に支持するハウジングと、このハウジング内に設けられるとともに前記マグネットの磁気の変化を検出する磁電変換素子などの検出素子と、前記検出素子を保持する回路基板と、前記回路基板を保護する充填剤と、前記回路基板や前記マグネットを取り囲むように設けた磁気シールド部材と、前記磁気シールド部材と前記ハウジングとで形成され前記検出素子や前記回路基板を収納する空間内に前記燃料などの浸入を防止するＯリングなどの密閉材とを備えた液面検出装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００７－３２２２２２号公報
　ところで、前記液面検出装置は、部品点数が多く、組み立て性が悪く、さらに、コストが嵩むといった問題点を有していた。特に、前記検出素子が前記燃料などに触れないよう保護するために、前記充填剤や前記密閉材などが必要であった。
　そこで、本発明は前述した問題点に着目し、検出素子を保護し、かつ、部品点数が少なく、組み立て性が良く、コストを低減可能な液面検出装置を提供することを目的とする。
　本発明では、液面の変位に追従作動するフロートを備えたフロートアームと、前記フロートアームの作動に伴って変位するマグネットと、前記マグネットの磁気変化を検出する検出素子と、を備えた液面検出装置において、前記検出素子を覆う樹脂からなる第１ケース体と、前記第１ケース体を覆う樹脂からなる第２ケース体と、を備えたものである。
　また、前記第１ケース体をインサート成形によって形成したものである。
　また、前記第２ケース体をインサート成形によって形成したものである。
　また、前記第１ケース体と前記第２ケース体の膨張係数を近似としたものである。
　また、前記第１ケース体を収納するとともに前記第２ケース体によって覆われるシールドケースを設けたものである。
　本発明の液面検出装置は、検出素子を保護し、かつ、部品点数が少なく、組み立て性が良く、コストを低減可能な液面検出装置を提供することができる。
本発明の第１実施形態の液面検出装置の断面図。
　以下、図１を用いて本発明の第１実施形態を説明する。
　本発明の液面検出装置１は、フロートアーム２と、アームホルダ３と、マグネット４と、検出素子５と、回路基板６と、リード部７と、第１ケース体８と、第２ケース体９と、シールドケース１０及びフレームカバー１１とを備えたものである。
　フロートアーム２は、液面の変位に追従作動するフロート２ａを備えている。フロートアーム２は非磁性体の金属で形成されており、一端でフロート２ａを保持し、他端でアームホルダ３に取り付けられている。
　フロート２ａは本実施形態において、ステンレスなどの腐食しにくい金属材料から形成されている。なお、フロート２ａの材質は本実施形態に限定されるものではなく、合成樹脂などで形成してもよい。
　アームホルダ３は、合成樹脂材料からなり、フロートアーム２とマグネット４を保持している。
　アームホルダ３は、アーム保持部３ｃによってフロートアーム２を保持している。また、アームホルダ３は、円筒部３ａを備えており、この円筒部３ａの内側にマグネット４を備えている。
　また、アームホルダ３の中央部には、円柱部３ｂが設けられており、この円柱部３ｂが、第２ケース体９の後述する支軸部を回動可能に支持する軸受けの機能を果たしており、アームホルダ３は、第２ケース体９に回動可能に支持されている。
　また、アームホルダ３の図１中左側には、フレームカバー１１が配設され、第２ケース体９に固定されている。このフレームカバー１１は、アームホルダ３を抜け止め状態にて保持するとともに、アームホルダ３の円柱部３ｂを軸支する軸受部材の機能を果たしている。
　マグネット４は、フロート２ａの作動に伴いアームホルダ３とともに回動（変位）する。マグネット４は、環状で、２極着磁されたものであり、第２ケース体９の後述する円柱部の外周に対向するように配置され、検出素子５の近傍に配設されている。なお、マグネット４は、アームホルダ３の成形と同時にインサート成形などの手段によって一体に形成されている。
　検出素子５は、例えばホール素子などの磁電変換素子からなり、マグネット４の回動に伴う磁気の変化を検出し検出信号を出力する。また、検出素子５は、例えばＭＲ素子などの検出素子を用いてもよい。検出素子５は、リード５ａによって回路基板６に機械的に固定されるとともに、電気的に接続されている。
　回路基板６は、ガラスエポキシ樹脂などの硬質の基板からなるものである。回路基板６は、検出素子５とリード部７とを保持するものである。また、検出素子５と通電用端子６とを電気的に接続するものである。また、回路基板６上には図示しない電子部品が実装されている。
　リード部７は、銅などの導電性の良好な導体７ａと、この導体７ａを覆う絶縁被膜７ｂとで構成されている。リード部７の導体７ａが、回路基板６と半田６ａによって電気的に接続され、本実施形態では、リード部７は、回路基板６を介して検出素子５と電気的に接続している。
　第１ケース体８は、合成樹脂、たとえば、ポリエステル系の合成樹脂からなり、検出素子５と、回路基板６と、リード部７の一部を覆っている。検出素子５と、回路基板６と、リード部７の一部は、第１ケース体８をインサート成形によって形成したことによって覆われている。
　第２ケース体９は、合成樹脂、たとえば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）などの合成樹脂からなり、第１ケース体８とシールドケース１０を覆っている。なお、本実施形態では、第２ケース体９は、第１ケース体８の全体を覆っているわけではなく、第１ケース体８のリード部７の周囲を覆った被覆部８ａの一部が、第２ケース体９から露出している。第２ケース体９は、インサート成形によって形成されている。
　なお、第２ケース体９は、円柱部９ａを備えている。この円柱部９ａは、アームホルダ３を回動可能に支持する支軸部９ａ１を備えている。
　第１ケース体８と、第２ケース体９の熱膨張係数は、近似であり、温度変化による剥離などを防止している。
　シールドケース１０は、例えば鉄ニッケル製で、円筒部１０ａと底部１０ｂとを備えたカップ形状である。円筒部１０ａの一部には、リード部７と、このリード部７を覆う第１ケース体８とをシールドケース１０外へ引き出すための切り欠き部１０ｃを備えている。
　シールドケース１０は、円筒部１０ａと底部１０ｂで形成される凹部内に、第１ケース体８を収納した状態で、第２ケース体９で覆われるものである。シールドケース１０は、マグネット４と検出素子５及び回路基板６を取り巻くように形成されている。このシールドケース１０によって、液面検出装置１の外部側からの磁気の影響を遮断することができ、高信頼性及び高精度の検出出力を得ることができる。
　以上のように、検出素子５を第１ケース体８で覆い、さらに、この第１ケース体８を第２ケース体９で覆うことによって、前記充填剤や前記充填剤を充填する行程を削減することができ、部品点数を削減することができる。また、組み立て性も向上させることができる。よって、コストを低減することが可能な液面検出装置１を提供することができる。
　また、第１ケース体８を第２ケース体９で覆うことによって、第２ケース体９が成形後の収縮によって、第１ケース体８を圧縮し、特に、第１ケース体８のリード部７の周囲を覆った部分も第２ケース体９によって圧縮され、第１ケース体８とリード部７との間から前記燃料が浸入することを防止することができ、安価で、リード部７と第１ケース体８との間のシール性が向上した液面検出装置を提供できる。
　また、第１ケース体８を収納するとともに第２ケース体９によって覆われるシールドケース１０を設けたことによって、シールドケース１０を取り付ける作業を削減することができ、組み付け性が向上する。また、シールドケース１０を第２ケース体９で覆ったことによって、たとえば、液面検出装置１を組み付け時に、液面検出装置１を燃料タンクなどにぶつけたことによるシールドケース１０の変形を防止することができる。このシールドケース１０変形を防止することによって、磁気特性の変化を防止することができる。さらに、シールドケース１０の腐食を防止することができる。特に、前記燃料がアルコールなどの場合に効果的である。
　なお、本実施形態では、リード部７は、回路基板６を介して検出素子５と電気的に接続していたが、本実施形態に限定されるものではなく、リード部７と検出素子５とを直接電気的に接続しても良い。
　本発明は、タンク内の各種液体の液量を検出する液面検出装置に利用可能である。
　　１　　　液面検出装置
　　２　　　フロートアーム
　　２ａ　　フロート
　　４　　　マグネット
　　５　　　検出素子
　　７　　　リード部
　　８　　　第１ケース体
　　８ａ　　被覆部
　　９　　　第２ケース体
　１０　　　シールドケース
　

Claims (6)

  1. 　液面の変位に追従作動するフロートを備えたフロートアームと、前記フロートアームの作動に伴って変位するマグネットと、前記マグネットの磁気変化を検出する検出素子と、を備えた液面検出装置において、前記検出素子を覆う樹脂からなる第１ケース体と、前記第１ケース体を覆う樹脂からなる第２ケース体と、を備えたことを特徴とする液面検出装置。
  2. 　前記第１ケース体をインサート成形によって形成したことを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
  3. 　前記第２ケース体をインサート成形によって形成したことを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
  4. 　前記第１ケース体と前記第２ケース体の膨張係数を近似としたことを特徴とする請求項１記載の液面検出装置。
  5. 　前記第１ケース体を収納するとともに前記第２ケース体によって覆われるシールドケースを設けたことを特徴とする請求項１記載の液面検出装置。
  6. 　前記検出素子と電気的に接続されるリード部を設け、前記第１ケース体に前記リード部を覆う被覆部を設け、前記被覆部を前記第２ケース体で覆ったことを特徴とする請求項１記載の液面検出装置。
    　
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