特許 6790789 液面検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6790789

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】液面検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01F 23/38 20060101AFI20201116BHJP

【ＦＩ】

   G01F23/38

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-242071(P2016-242071)

(22)【出願日】2016年12月14日

(65)【公開番号】特開2018-96862(P2018-96862A)

(43)【公開日】2018年6月21日

【審査請求日】2019年10月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】吉田 龍二

【審査官】 谷垣 圭二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１７１０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８５４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２２２２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｆ ２３／３８

Ｇ０１Ｂ ７／３０

Ｇ０１Ｄ ５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液面の変動に伴うフロートの変位に応じて回動するホルダと、
前記ホルダに固定され前記ホルダとともに回動する磁石と、
前記磁石の回動動作に伴う磁力変化を検出する磁気検出部と、
前記磁気検出部を保持する第１樹脂体と、
前記磁気検出部と前記第１樹脂体とを覆う第２樹脂体と、
を備えた液面検出装置において、
前記第２樹脂体を固定する固定部材と、
前記固定部材に内蔵された接続端子と、
前記接続端子の端部と電気的に接続され、前記端部と当接する接触面以外の面を前記第２樹脂体から突出する溝部によって覆われる端子と、
を備えたこと
を特徴とする液面検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気を利用して液面を検出する液面検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液面検出装置として、例えば、特許文献１に開示されるものがある。

【0003】

特許文献１に示されるような液面検出装置は、液面の変動に伴うフロートの変位に応じて回動する回転部と、前記回転部に固定され前記回転部とともに回動する磁石と、前記磁石の回動動作に伴う磁力変化を検出するセンサと、センサと外部を電気的に接続する複数のターミナルと、ターミナルとワイヤの接続部を覆う蓋部と、を備えたものであり、蓋部に燃料が流入したとしても、端子間の金属イオン流動経路が長いことによって、金属イオンの溶出（電食）を抑えるものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１８５６１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、このような液面検出装置は、ターミナルに対し、ターミナルを囲う筒部が空洞で大きいため、筒部の内側が液体に浸かった場合に、ターミナルの表面全体から金属イオンが溶出する虞があった。

【0006】

そこで、本発明は、前述の問題点に着目し、電食の発生や進行を抑制できる液面検出装置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】

【0007】

本発明の液面検出装置Ｆは、
液面の変動に伴うフロート６の変位に応じて回動するホルダ２と、
ホルダ２に固定されホルダ２とともに回動する磁石２ａと、
磁石２ａの回動動作に伴う磁力変化を検出する磁気検出部３と、
磁気検出部３を保持する第１樹脂体１１と、
磁気検出部３と第１樹脂体１１とを覆う第２樹脂体１２と、
を備え、
第２樹脂体１２を固定する固定部材５と、
固定部材５に内蔵された接続端子５ｄと、
接続端子５ｄの端部５ｄ２と電気的に接続され、端部５ｄ２と当接する接触面１ａ２以外の面を第２樹脂体１２から突出する溝部１２ｃによって覆われる端子１ａと、
を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

以上の構成によって、本発明は、所期の目的を達成することができ、電食の発生や進行を抑制できる液面検出装置を提供することを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態を示す図。

【図2】図１のＡ−Ａ断面図。

【図3】同実施形態の第１樹脂体を示す図。

【図4】同実施形態の第２樹脂体を示す図。

【図5】同実施形態の取付部材を示す図。

【図6】図５に本体部を取り付けた図。

【図7】図６のＢ−Ｂ断面図。

【図8】図７から取付部材を除いた図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。

【0012】

本発明の液面検出装置Ｆは、ガソリンなどの液体燃料を貯留する図示しない燃料タンクに設置されるものである。

【0013】

図１，図２に示すように、液面検出装置Ｆは、本体部（樹脂体）１と、ホルダ２と、磁気検出部３と、カバー４と、固定部材５とから主に構成されている。

【0014】

本体部１は、ホルダ２が回動可能に支持される第１回動支持部１ｂを備えている。この第１回動支持部１ｂは、第２樹脂体１２に一体に形成されている。第１回動支持部１ｂは、円柱形状をしており、ホルダ２側に突出している。円柱形状の第１回動支持部１ｂは、ホルダ２の回動軸方向に対して垂直方向の断面形状が円形の摺動面を備えている。第１回動支持部１ｂの回動軸上の本体部１内には、磁気検出素子を内蔵したパッケージ（磁気検出素子パッケージ）３ａの磁気検出面が、ホルダ２の回転軸方向に対して垂直方向となるように配置されている。以下、第１回動支持部１ｂが円柱形状の場合について説明するが、第１回動支持部１ｂはホルダ２を軸支できればよく、任意の形状、例えば凹形状とすることも考えられる。

【0015】

また、本体部１は、第１樹脂体１１と第２樹脂体１２とで構成されている。本体部１の裏面（ホルダ２を設けた側とは反対）側に、固定部材５の本体固定部５ａに取り付ける位置を定める位置決めボス１ｃとフック（係合部）１ｄを備えている。位置決めボス１ｃ、フック１ｄともに第２樹脂体１２に一体に形成されている。

【0016】

本体部１は、複数の端子１ａを一次成形により第１樹脂体１１にインサート形成し、インサート成形された端子１ａに磁気検出部３を抵抗溶接、あるいは半田付けし、さらに第１樹脂体１１を第２樹脂体１２で二次成形する。

【0017】

図３に示すように、第１樹脂体１１は、ポリアセタール（以下、ＰＯＭという）等の樹脂材料からなり、複数の端子１ａを成形により内蔵している。この端子１ａの第１樹脂体１１から露出した部分に磁気検出部３を構成する磁気検出素子パッケージ３ａと電子部品（ノイズ吸収用のコンデンサや抵抗）３ｂが実装されている。本実施形態では、磁気検出素子パッケージ３ａと電子部品３ｂは、リード３ｃによって接続されており、リード３ｄを端子１ａにレーザ溶着などの方法によって電気的に接続している。

【0018】

以下、磁気検出部３などを実装した面を第１樹脂体１１の表面１１ａ、裏面側を裏面１１ｂと記述する。なお、第２樹脂体１２の表面１２ａ、裏面１２ｂは、それぞれ第１樹脂体１１の表面１１ａ、裏面１１ｂを覆う面である。

【0019】

端子１ａに磁気検出部３を実装した第１樹脂体１１を、第１樹脂体１１と同材料の樹脂材料からなる第２樹脂体１２によってインサート成形し、本体部１が形成される。第１樹脂体１１は、磁気検出部３とともに第２樹脂体１２によって覆われている。なお、第１樹脂体１１は、端子１ａの端部１ａ１を露出させた状態で、磁気検出部３とともに、第２樹脂体１２により気密的に封止される。

【0020】

第１樹脂体１１は、第１樹脂体１１から外側に突出し、断面が三角形状のリブ（突起）１１ｅを全周に備えている。リブ１１ｅの突出した先端部分が、第２樹脂体１２成形時の熱によって溶けることで、第１樹脂体１１と第２樹脂体１２が一体となって水密構造を構成し、第１樹脂体１１と第２樹脂体１２との隙間への燃料の浸入を防止する。

【0021】

図４に示すように、第２樹脂体１２は、溝部１２ｃと、スリット部１２ｄを備えている。第１樹脂体１１から露出した複数の端子１ａは、それぞれ表面（磁気検出部３などを実装した面と同じ向きの面）と両側面を溝部１２ｃに覆われる。異なる溝部１２ｃの間には、スリット部１２ｄが設けられている。３端子の場合は、３つの溝部１２ｃと２つのスリット部１２ｄが設けられる。端子１ａの端部１ａ１の裏面（第２樹脂体１２の裏面１２ｂと同じ向きの面）は、後述する接続端子５ｄと電気的に接続する接触面１ａ２である。

【0022】

ホルダ２は、図２に示すように、ＰＯＭ等の樹脂材料からなり、磁石２ａがインサート成形によって固定され、ホルダ２とともに回動する。なお、磁石２ａは、その一部がホルダ２から露出している。

【0023】

磁石２ａは、例えば、ネオジム−フェライト材料などからなり、その形状は、ホルダ２の回動軸を中心とした円柱形状である。磁石２ａの着磁は、本実施形態では、２極着磁である。

【0024】

ホルダ２は、液面の変動に伴うフロート６の変位に応じて回動するものであり、ホルダ２にフロート６の変位を伝達するフロートアーム７が固定されている。

【0025】

ホルダ２には、磁石２ａを保持する保持部２ｂ４が設けられている。

【0026】

保持部２ｂ４は、円筒形状であり、その下側が磁石２ａの外形より小さくなるように窄まっており、磁石２ａが露出する第１孔２ｂ５を備えている。

【0027】

また、ホルダ２には、第１回動部２ｂ２が設けられている。

【0028】

第１回動部２ｂ２は、保持部２ｂ４の下側に設けられている。第１回動部２ｂ２は、円筒形状をしており、第１回動部２ｂ２に第１孔２ｂ５が設けられている。第１回動部２ｂ２は、円筒形状の第１孔２ｂ５の内周面の一部が、本体部１の第１回動支持部１ｂの円柱形状の外周の摺動面と摺動する摺動受面となり、ホルダ２を回動可能に支持するものである。

【0029】

また、ホルダ２には、第２回動部２ｂ３が設けられている。

【0030】

第２回動部２ｂ３は、円柱形状をしている。第２回動部２ｂ３は、磁石２ａの回転軸方向において、磁石２ａを間に挟んで、第１回動部２ｂ２の上方に位置している。第１回動部２ｂ２と第２回動部２ｂ３の中心軸は、同一軸上であり、また、この同軸上に、磁石２ａの回転軸も位置している。第２回動部２ｂ３は、磁石２ａの回動軸方向に対して垂直方向の断面形状が円形の外周が摺動面である。

【0031】

ホルダ２は、本体部１の第１回動支持部１ｂに第１回動部２ｂ２を嵌合させると、ホルダ２の磁石２ａが、前記磁気検出素子の磁気検出面に対向するように配置され、ホルダ２の回動動作に伴う磁石２ａの磁極変化を前記磁気検出素子によって検出することができる。また、本体部１とホルダ２とを同じ樹脂材によって構成することで、ホルダ２の摺動性を向上させている。

【0032】

磁気検出部３は、図３に示すように、例えば、ホールＩＣなどの磁気検出素子パッケージ３ａと電子部品３ｂとリード３ｃ，３ｄとで構成されており、磁石２ａの回動動作に伴う磁力変化を検出するものである。磁気検出素子パッケージ３ａは、電極３ａ１を備えている。電極３ａ１は、磁気検出素子パッケージ３ａの側面から突出した板状体であり、上下方向の厚みは、磁気検出素子パッケージ３ａの厚みより薄い。磁気検出部３は、端子１ａによって、電源供給や検出信号の伝達が行われる。

【0033】

磁気検出部３は、図示しない治具によって端子１ａ上で位置決めされ、電極３ａ１とリード３ｄを端子１ａにレーザ溶接や抵抗溶接によって電気的に固定されている。磁気検出部３は、本体部１に内蔵されている。

【0034】

カバー４は、図１，図２に示すように、ＰＯＭ等の樹脂材料からなる。カバー４は、本体部１に固定され、ホルダ２の脱落を防止するものである。カバー４は、第２回動支持部４ａと、基部４ｂと、天板部４ｃと、第１、第２壁部４ｄ、４ｅとを備えている。

【0035】

カバー４は、基部４ｂ、天板部４ｃ、第１、第２壁部４ｄ、４ｅとで、柄杓形状である。

【0036】

第２回動支持部４ａは、天板部４ｃに設けられている。第２回動支持部４ａは、円筒形状をしており、その内周面が、第２回動部２ｂ３の外周の摺動面と摺動する摺動受面である。第２回動支持部４ａは、第２回動部２ｂ３を回動可能に支持する。

【0037】

基部４ｂは、カバー４は本体部１と接していないが、本体部１の図示しない箇所に固定されている。なお、基部４ｂと本体部１との固定は、レーザ溶着などの適宜手段によって、行われる。

【0038】

天板部４ｃは、平板の円盤形状であり、この天板部４ｃの中央に、第２回動支持部４ａを備えている。

【0039】

第１、第２壁部４ｄ、４ｅは、分断されており、液面検出装置Ｆを上側から視認すると、円弧形状をしている。第１、第２壁部４ｄ、４ｅが分断されている部分からフロートアーム８が露出しており、第１、第２壁部４ｄ、４ｅがフロートアーム８の回動範囲を規制するストッパの機能を果たしている。なお、第１壁部４ｄの下端が、図示していないが、レーザ溶着などで適宜手段によって、本体部１に固定されている。

【0040】

図５，図６に示すように、固定部材５は、本体固定部５ａと、つば部５ｂと、コネクタ部５ｃとから主に構成されている。

【0041】

本体固定部５ａは、本体部１に設けられたフック１ｄによって、本体部１を固定する。

【0042】

つば部５ｂは、本体固定部５ａとコネクタ部５ｃが一体に形成されている。液面検出装置Ｆは、つば部５ｂによって、図示しない燃料タンクに取り付けられ、固定される。

【0043】

コネクタ部５ｃは、燃料タンク外に配置され、図示しない外部機器と電気的に接続するためのものである。

【0044】

接続端子５ｄは、ほぼ直角に折り曲げられ、つば部５ｂとコネクタ部５ｃにインサート成形されている。コネクタ部５ｃ側の端部は端部５ｄ１、本体固定部５ａ側の端部は端部５ｄ２である。

【0045】

本体部１は、本体部１に設けられたスリット部１２ｄと、固定部材５に設けられた第２突出部５ｆをガイドとして、溝部１２ｃから露出している端子１ａの端部１ａ１の接触面１ａ２に端部５ｄ２の接触面５ｄ３を当接させた後、フック１ｄによって固定部材５に固定され、固定部材５に設けられた第１突出部５ｅによって支持されている。

【0046】

このとき、図７，図８に示すように、端部１ａ１はインサート成形によって接触面１ａ２以外の３方向（面１ａ３，１ａ４，１ａ５）を溝部１２ｃに覆われている。また、接触面１ａ２は接続端子５ｄの接触面５ｄ３に覆われているので、端子１ａが燃料と接する面積を最小とすることができる。したがって、燃料を介して金属イオンが溶出してしまう量を小さくでき、電食が生じにくい。

【0047】

また、溝部１２ｃの間に第２突出部５ｆを備えたことによって、隣り合う端子１ａの端部１ａ１間の電気的距離を長くすることができ、電食の進行を抑えることができる。

【0048】

さらに、信号出力に用いる端子１ａを中央に配置することによって、隣り合う端子１ａ間の電位差を小さくすることができ、電食の進行を抑えることができる。例えば、２つの電源線に５Ｖと０Ｖが印加され、その間に信号線を配置することで、端子間の電位差を小さくでき、また、もっとも大きな電位差の電源線を離して配置することができる。

【0049】

また、端部１ａ１の材質をリン青銅に錫メッキを施したもの、接続端子５ｄの材質を真鍮とするなど、電食が生じにくく、安価な構造が好適である。

【0050】

以上の説明は、本発明を例示するものであって、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更、変形が可能であることは言うまでもない。

【0051】

例えば、上述実施形態では、端子１ａが板状の場合を例示したが、接触面１ａ２が平らであれば良く、形状は任意である。

【0052】

上述実施形態では、端子１ａが３本の場合を例示したが、端子の本数は任意である。

【0053】

上述実施形態では、溝部１２ｃの開口部を第２樹脂体１２の裏面側に設ける場合を例示したが、表面側に設けても同様の効果が期待できる。

【0054】

また、上述実施形態では、磁気検出素子パッケージ３ａと電子部品３ｂとをリード３ｃで連結したものであったが、磁気検出素子パッケージ３ａと電子部品３ｂとをそれぞれ独立した部品としたものであっても良い。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明は、磁気検出素子を内蔵し、樹脂成形によって覆う液面検出装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0056】

１ 本体部（樹脂体）
１ａ 端子
１ａ１ 端部
１ａ２ 接触面
１ａ３ 面
１ａ４ 面
１ａ５ 面
１ｂ 第１回動支持部
１ｃ ボス部
１ｄ フック
２ ホルダ
２ａ 磁石
２ｂ２ 第１回動部
２ｂ３ 第２回動部
２ｂ４ 保持部
２ｂ５ 第１孔
３ 磁気検出部
３ａ 磁気検出素子パッケージ
３ａ１ 電極
３ｂ 電子部品
３ｃ リード
３ｄ リード
４ カバー
４ａ 第２回動支持部
４ｂ 基部
４ｃ 天板部
４ｄ 第１壁部
４ｅ 第２壁部
５ 固定部材
５ａ 本体固定部
５ｂ つば部
５ｃ コネクタ部
５ｄ 接続端子
５ｄ１ 端部
５ｄ２ 端部
５ｄ３ 接触面
５ｅ 第１突出部
５ｆ 第２突出部
６ フロート
７ フロートアーム
１１ 第１樹脂体
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１１ｃ 側面
１１ｄ 側面
１１ｅ 突起
１２ 第２樹脂体
１２ａ 表面
１２ｂ 裏面
１２ｃ 溝部
１２ｄ スリット部
Ｆ 液面検出装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】