CN108981858B - 液位检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种液位检测装置，包括：传感器壳体；保持器，该保持器由传感器壳体可旋转地保持；浮臂，该浮臂固定于保持器；浮子，该浮子装接于浮臂，并且跟随存储在液槽中的液体的液面高度；磁体，该磁体设置在保持器中；和霍尔元件，该霍尔元件检测磁体的位移。浮臂固定于保持器，从而在与保持器的旋转轴垂直的方向上延伸。传感器壳体具有止动件，该止动件通过使浮臂的位于浮臂的末端与旋转轴之间的部分与一对第一止动件中的一个第一止动件产生接触而限制保持器的旋转角度范围。

Description

液位检测装置
相关申请的交叉引用
本申请基于在2017年6月5日提交的日本专利申请(No.2017-111090)，该日本专利申请的内容通过引用并入本文。
技术领域
本法发明涉及一种液位检测装置。
背景技术
用于检测存储在液槽中的液体的液位的液位检测装置配备有：具有霍尔元件的装置主体；保持器，其中磁体被设置为能够相对于装置主体旋转；浮臂，该浮臂的基端部装接于保持器；和浮子，该浮子装接于浮臂的末端(例如，参见JP-B-5176997)。
在以上种类的液位检测装置中，浮臂跟随液体的表面摆动，并且保持器相对于装置主体旋转。设置在装置主体中的霍尔元件检测由磁体产生的磁通量的变化，并且基于磁通量变化的检测结果检测液位。在该类型的液位检测装置中，浮臂固定于保持器，并且以浮臂的弯曲部的末端部与限制部件进行接触的方式限制保持器的旋转角度范围，其中，所述浮臂的弯曲部比浮臂的与保持器的旋转轴相交的位置更靠近其基侧端部。
顺便提及，在具有以上构造的液位检测装置中，在例如组装时，可能发生浮臂与附近部件进行接触并且浮臂的弯曲部的末端部以强力与装置主体的限制部件(止动件)进行接触的情形。在这种情况下，重载荷作用在保持器的浮臂固定部上，结果，浮臂可能从保持器脱落，或者可旋转地支承保持器或其它部分的支承部可能变形。如果浮臂固定部或保持器支承部被加强从而能够承受这样的重载荷，则得到的结构的复杂度将引起成本或尺寸的增加。
发明内容
已经鉴于以上情况做出了本发明，并且因此，本发明的目的是提供一种液位检测装置，其中，浮臂固定部等能够承受从浮臂施加的载荷，而不引起成本或尺寸的增加。
为了实现以上目的，本发明提供了下面的项(1)至(5)的液位检测装置：
(1)一种液位检测装置，包括：
传感器壳体；
保持器，该保持器由所述传感器壳体可旋转地保持；
臂固定部，该臂固定部设置在所述保持器中；
浮臂，该浮臂具有通过所述臂固定部固定于所述保持器的基端部；
浮子，该浮子装接于所述浮臂的末端部，并且该浮子的位置随着存储在液槽中的液体的液面高度而改变；
磁体，该磁体设置在所述保持器中；和
霍尔元件，该霍尔元件设置在所述传感器壳体中，并且检测所述保持器的磁体的位移，
其中，所述浮臂固定于所述保持器，从而在与所述保持器的旋转轴垂直且相交的方向上延伸；并且
其中，所述传感器壳体具有一对第一止动件，该一对第一止动件通过使所述浮臂的位于所述浮臂的末端与所述旋转轴之间的一部分与所述一对第一止动件中的一个第一止动件产生接触而将所述保持器的旋转角度范围限制为第一旋转角度。
(2)根据项(1)所述的液位检测装置，其中，所述传感器壳体具有一对第二止动件，该一对第二止动件通过使所述浮臂的位于所述浮臂的基端与所述旋转轴之间的一部分与所述一对第二止动件中的一个第二止动件产生接触而将所述保持器的旋转角度范围限制为第二旋转角度，该第二旋转角度比所述一对第一止动件的所述第一旋转角度宽。
(3)根据项(2)所述的液位检测装置，其中，所述浮臂与所述一对第一止动件中的所述一个第一止动件产生接触的位置是第一接触位置，所述浮臂与所述一对第二止动件中的所述一个第二止动件产生接触的位置是第二接触位置，所述旋转轴与所述第一接触位置之间的第一距离比所述旋转轴与所述第二接触位置之间的第二距离长，。
(4)根据项(2)或(3)所述的液位检测装置，其中，当在所述浮臂与所述一对第一止动件中的所述一个第一止动件产生接触之后进一步旋转所述保持器时，所述浮臂与所述一对第二止动件中的所述一个第二止动件产生接触。
(5)根据项(2)至(4)的任意一项所述的液位检测装置，其中，当所述浮臂与所述一对第一止动件中的所述一个第一止动件产生接触时，在所述一对第二止动件中的所述一个第二止动件与所述浮臂的位于所述浮臂的基端与所述旋转轴之间的所述一部分之间存在间隙。
在具有以上构造的液位检测装置中，第一止动件以浮臂的比该浮臂与保持器的旋转轴相交的位置更靠近该浮臂的末端的部分与第一止动件中的一个第一止动件进行接触的方式限制保持器的旋转。从而，与以浮臂的比该浮臂与保持器的旋转轴相交的位置更靠近该浮臂的基侧端部的部分与止动件进行接触的方式来限制保持器的旋转的结构的情况相反地，能够使得作用在用于固定浮臂的(保持器的)臂固定部上的力矩尽可能地弱。利用该措施，即使由于浮臂在例如组装时与附近部件进行接触而使强力施加于浮臂，也能够抑制所产生的载荷作用在臂固定部上。结果，臂固定部能够承受从浮臂施加的载荷，而不需要通过成本或尺寸的增加来加强臂固定部。
由于抑制了施加于保持器的载荷，所以减小了作用在用于支承保持器的(传感器壳体的)部分上的载荷。结果，能够抑制所导致的支承部的变形等对液面高度的检测的影响，并且能够维持高检测精度。
在具有以上构造的液位检测装置中，如果过载荷施加于浮臂，则与第一止动件接触的浮臂与第二止动件进行接触。以这种方式，施加于浮臂的过载荷以分散的方式由第一止动件和第二止动件承受。从而，能够进一步减小臂固定部上的载荷。
本发明使得能够提供一种液位检测装置，其中，浮臂固定部能够承受从浮臂施加的载荷，而不导致成本或尺寸的增加。
以上已经简要描述了本发明。当参考附图通读下面描述的用于执行本发明的模式(在下文中称为实施例)时，本发明的细节将变得更加明显。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的液位检测装置的整体的立体图。
图2是根据实施例的液位检测装置的分解立体图。
图3是根据实施例的液位检测装置的主要部分的立体图。
图4是根据实施例的液位检测装置的截面图。
图5是传感器壳体的立体图。
图6是传感器壳体的一部分的前视图。
图7A和7B分别是装接浮臂之前和期间的立体图，并且图示出如何将浮臂装接于保持器。
图8是根据实施例的液位检测装置的一部分的前视图，并且图示出保持器的旋转角度范围。
图9A和9B图示出浮臂如何相对于传感器壳体摆动；图9A是在浮臂与第一止动件接触的状态下的根据实施例的液位检测装置(省略保持器)的一部分的前视图，并且图9B是在浮臂与一个第一止动件和一个第二止动件接触的状态下的根据实施例的液位检测装置(省略保持器)的一部分的前视图。
具体实施方式
在下文中将参考附图描述本发明的实施例。图1是根据实施例的液位检测装置10的整体的立体图。图2是液位检测装置10的分解立体图。图3是液位检测装置10的主要部分的立体图。图4是液位检测装置10的截面图。
如图1和2所示，根据实施例的液位检测装置10配备有：装置主体20、保持器70、浮臂71和浮子72。装置主体20配备有：传感器壳体21、端子22和保持部件23。
如图3和4所示，端子22和保持部件23装接于传感器壳体21。设置在传感器壳体21内的霍尔元件25的引线26电连接于端子22。由保持部件23保持的检测线24连接于端子22并且从传感器壳体21的顶部引出。
浮臂71的基端部连接于保持器70。浮子72固定于浮臂71的作为自由端部的另一端部。圆形并且在内部具有圆环形状的磁体75的保持器70装接于传感器壳体21的前部并且被传感器壳体可旋转地保持。保持器70在其后侧的中心处具有轴向凹部76。磁体75设置在轴向凹部76的外侧。在磁体75的外侧，保持器70在后侧处形成有引导凹部77。保持器70还在其后侧的圆周的顶部和底部位置具有一对边沿部78。边沿部78在相反的径向上向外突出。
例如，液位检测装置10装接于安装在诸如汽车这样的车辆中的油箱的装接目标部，并且检测存储在油箱内的燃油的液位。
在液位检测装置10中，浮臂71随着浮子72跟随液位的移动而摆动。并且，浮臂71连接到的保持器70相对于装置主体20旋转。作为响应，设置在装置主体20中的霍尔元件25检测由设置在保持器70中的磁体75产生的磁通量的变化，并且通过检测线24将检测结果发送到测量单元。测量单元基于从霍尔元件25收到的检测结果判定液位，并且如果需要时发出警报。例如，测量单元发出油箱缺油的警报。
图5是传感器壳体21的立体图。图6是传感器壳体21的一部分的前视图。
如图5和6所示，装置主体20的传感器壳体21在前侧具有旋转凹部30，保持器70可旋转地设置在旋转凹部30中。旋转凹部30在前视图中是圆形的。设置有霍尔元件25的轴部31在旋转凹部30的中心处突出。在传感器壳体21中，锁定槽32在与旋转凹部30的外侧部分相邻的位置形成在整个圆周上(参见图4)。传感器壳体21在前侧在旋转凹部30的圆周的相对位置(即，左右位置)处形成有一对***孔33。***孔33与锁定槽32连通。引导突条34形成在旋转凹部30的底部处的整个圆周上，从而围绕轴部31。
在旋转凹部30的中心下方，一对第一止动件35在传感器壳体21的前部位置处突出。第一止动件35位于旋转凹部30的外侧，从而在左右方向上互相隔开。传感器壳体21的旋转凹部30的前周缘形成有旋转槽36和第二止动件37。旋转槽36形成在***孔33之间的旋转凹部30的顶部处。第二止动件37形成在旋转槽36的两个端部处。
图7A和7B分别是装接浮臂71之前和期间的立体图，并且图示出如何将浮臂71装接于保持器70。
如图7A和7B所示，保持器70具有臂固定部82。浮臂71通过臂固定部82固定于保持器70，从而以与保持器70的旋转轴O垂直且相交的方式而延伸(参见图8)。臂固定部82具有锁定孔81、保持部83和锁定部84。锁定孔81是在保持器的厚度方向上贯通保持器70的孔，形成在保持器70的位于圆周上的一部分中。浮臂71的基端部(一端部)具有以直角弯曲并且***锁定孔81中的锁定端部71a。***锁定孔81中的锁定端部71a位于旋转槽36中。
保持部83形成在保持器70的前表面上。保持部83具有向侧面突出的保持片85，并且保持槽86形成在保持片85与保持器70的前表面的一部分之间(参见图4)。浮臂71的在其基侧端部的附近的部分从侧面配合到保持槽86内。锁定部84形成在保持部83中的锁定孔81的相反侧，并且具有朝着保持器70的前侧突出的爪部(nail)87。爪部87锁定至配合在保持部83的保持槽86中的浮臂71的周面上。
为了将保持器70装接于传感器壳体21，将保持器70的边沿部78设置为与传感器壳体21的各个***孔33对置，并且然后将保持器70配合到旋转凹部30内。结果，边沿部78通过各个***孔33***，并且传感器壳体21的轴部31***到保持器70的轴向凹部76内。并且传感器壳体21的引导突条34进入到保持器70的引导凹部77内。
随后，使配合在旋转凹部30中的保持器70旋转，使得锁定孔81将位于顶部。结果，保持器70的边沿部78进入到传感器壳体21的锁定槽32内，从而防止保持器70从传感器壳体21的旋转凹部30脱落。
为了将浮臂71装接于保持器70，首先将作为浮臂71的基端部的一部分的锁定端部71a***到保持器的锁定孔81内(参见图7A)。
随后，浮臂71以锁定端部71a(***锁定孔81中)作为支点而旋转，并且浮臂71的基侧端部附近的部分从侧面配合到保持部83的保持槽86内。结果，浮臂71的基侧端部附近的部分由保持部83保持，并且浮臂71的周面锁定于锁定部84的爪部87。以这种方式，基端部固定于保持器70。
图8是液位检测装置10的一部分的前视图，并且图示出保持器70的旋转角度范围。图9A和9B图示出浮臂71如何相对于传感器壳体21摆动；图9A是在浮臂71与一个第一止动件35接触的状态下的液位检测装置10(省略保持器70)的一部分的前视图，并且图9B是在浮臂71与一个第一止动件35和一个第二止动件37接触的状态下的液位检测装置10(省略保持器70)的一部分的前视图。
在液位检测装置10中，如图8所示，当保持器70旋转时，浮臂71的与该浮臂与保持器70的旋转轴O相交的位置相比更靠近该浮臂的末端的部分与第一止动件35进行接触。以这种方式，将保持器70的旋转角度范围限制为第一旋转角度范围θA。由于以这种方式限制保持器70的旋转角度范围，所以能够防止保持器70的边沿部78移动到***孔33的位置并且保持器70从传感器壳体21脱落的情形。
在液位检测装置10中，当保持器70进一步旋转时，浮臂71的锁定端部71a能够与第二止动件37进行接触。由于锁定端部71a能够与一对第二止动件37进行接触，所以将保持器70的旋转角度范围限制为第二旋转角度范围θB。
第二旋转角度范围θB比第一旋转角度范围θA宽。即，第一旋转角度范围θA和第二旋转角度范围θB满足下面的不等式(1)：
θA＜θB。…(1)
如图9A所示，当浮臂71的与该浮臂与保持器70的旋转轴O相交的位置相比更靠近该浮臂的末端的部分与第一止动件35进行接触时，浮臂71的锁定端部71a不与第二止动件37接触，并且在它们之间存在间隙。
在上述构造的液位检测装置10中，一对第一止动件35以浮臂71的与该浮臂与保持器70的旋转轴O相交的位置相比更靠近该浮臂的末端的部分与第一止动件35中的一个第一止动件进行接触的方式限制保持器70的旋转。从而，与以浮臂71的与该浮臂与保持器70的旋转轴O相交的位置相比更靠近该浮臂的基侧端部的部分与止动件进行接触的方式来限制保持器70的旋转的结构的情况相反地，能够使得作用在用于固定浮臂71的臂固定部82上的力矩尽可能地弱。
如图9B所示，如果过载荷F施加在浮臂71上，则浮臂71以强力与第一止动件35进行接触。结果，在液位检测装置10中，浮臂71弯曲并且其锁定端部71a与第二止动件37进行接触。以这种方式，施加于浮臂71的过载荷F不仅作用在第一止动件35上而且作用在第二止动件37上，即，过载荷F由传感器壳体21以分散的方式承受。
如上所述，在根据实施例的液位检测装置10中，第一止动件35以浮臂71的与该浮臂与保持器70的旋转轴O相交的位置相比更靠近该浮臂的末端的部分与第一止动件35中的一个第一止动件进行接触的方式来限制保持器70的旋转。从而，与以浮臂71的与该浮臂与保持器70的旋转轴O相交的位置相比更靠近该浮臂的基侧端部的部分与止动件进行接触的方式来限制保持器70的旋转的结构的情况相反地，能够使得作用在用于固定浮臂71的(保持器70的)臂固定部82上的力矩尽可能地弱。利用该措施，即使强力作为浮臂在例如组装时与附近部件进行接触的结果而施加于浮臂71，也能够抑制所产生的载荷作用在臂固定部82上。结果，臂固定部82能够承受从浮臂71施加的载荷，而不需要通过成本或尺寸的增加来加强臂固定部82。
由于抑制了施加于保持器70的载荷，所以减小了作用在诸如用于支承保持器70的(传感器壳体21的)轴部31这样的部分上的载荷。结果，能够抑制所导致的支承部的变形等对液面高度的检测的影响，并且能够维持高检测精度。
此外，在根据实施例的液位检测装置10中，如果过载荷F施加在浮臂71上，则与第一止动件35接触的浮臂71与第二止动件37进行接触。以这种方式，施加于浮臂71的过载荷F以分散的方式由第一止动件35和第二止动件37承受。从而，能够进一步减小臂固定部82上的载荷。
本发明不限于以上实施例，并且能够适当地进行各种修改、改进等。只要能够实现本发明，以上实施例的各个构成元件的材料、形状、尺寸组、数量、位置等不限于所公开的，并且能够以期望的方式确定。
下面将以项[1]至[5]的形式简要概括根据本发明的实施例的液位检测装置10的特征：
[1]一种液位检测装置(10)，包括：
传感器壳体(21)；
保持器(70)，该保持器由所述传感器壳体(21)可旋转地保持；
臂固定部(82)，该臂固定部(82)设置在所述保持器(70)中；
浮臂(71)，该浮臂(71)具有通过所述臂固定部(82)固定于所述保持器(70)的基端部；
浮子(72)，该浮子(72)装接于所述浮臂(71)的末端部，并且该浮子(72)的位置随着存储在液槽中的液体的液面高度而改变；
磁体(75)，该磁体(75)设置在所述保持器(70)中；和
霍尔元件(25)，该霍尔元件(25)设置在所述传感器壳体(21)中，并且检测所述保持器(70)的磁体(75)的位移，
其中，所述浮臂(71)固定于所述保持器(70)，从而在与所述保持器(70)的旋转轴垂直且相交的方向上延伸；并且
其中，所述传感器壳体(21)具有一对第一止动件(35)，该一对第一止动件(35)通过使所述浮臂(70)的位于所述浮臂的末端与所述旋转轴(O)之间的部分与所述一对第一止动件(35)中的一个第一止动件产生接触而将所述保持器(70)的旋转角度范围限制为第一旋转角度。
[2]根据项[1]的液位检测装置(10)，其中，所述传感器壳体(21)具有一对第二止动件(37)，该一对第二止动件(37)通过使所述浮臂(71)的位于所述浮臂(71)的基端与所述旋转轴(O)之间的部分与所述一对第二止动件(37)中的一个第二止动件产生接触而将所述保持器(70)的旋转角度范围限制为第二旋转角度，该第二旋转角度比所述一对第一止动件(35)的所述第一旋转角度宽。
[3]根据项[2]的液位检测装置(10)，其中，所述旋转轴(O)与后述第一接触位置之间的第一距离比所述旋转轴(O)与后述第二接触位置之间的第二距离长，所述第一接触位置是所述浮臂(71)与所述一对第一止动件(35)中的所述一个第一止动件产生接触的位置，所述第二接触位置是所述浮臂(71)与所述一对第二止动件(37)中的所述一个第二止动件产生接触的位置。
[4]根据项[2]或[3]的液位检测装置(10)，其中，当在所述浮臂(71)与所述一对第一止动件(35)中的所述一个第一止动件产生接触之后进一步旋转所述保持器(70)时，所述浮臂(71)与所述一对第二止动件(37)中的所述一个第二止动件产生接触。
[5]根据项[2]至[4]的任意一项所述的液位检测装置(10)，其中，当所述浮臂(71)与所述一对第一止动件(35)中的所述一个第一止动件产生接触时，在所述一对第二止动件(37)中的所述一个第二止动件与所述浮臂(71)的一部分之间存在空隙，所述一部分位于所述浮臂(71)的基端与所述旋转轴(O)之间。

Claims (5)

1.一种液位检测装置，包括：
传感器壳体；
保持器，该保持器由所述传感器壳体可旋转地保持；
臂固定部，该臂固定部设置在所述保持器中；
浮臂，该浮臂具有通过所述臂固定部固定于所述保持器的基端部；
浮子，该浮子装接于所述浮臂的末端部，并且该浮子的位置随着存储在液槽中的液体的液面高度而改变；
磁体，该磁体设置在所述保持器中；和
霍尔元件，该霍尔元件设置在所述传感器壳体中，并且检测所述保持器的磁体的位移，
其中，所述浮臂固定于所述保持器，从而在与所述保持器的旋转轴垂直且相交的方向上延伸；并且
其中，所述传感器壳体具有一对第一止动件，该一对第一止动件通过使所述浮臂的位于所述浮臂的末端与所述旋转轴之间的一部分与所述一对第一止动件中的一个第一止动件产生接触而将所述保持器的旋转角度范围限制为第一旋转角度，
其中，所述传感器壳体具有一对第二止动件，该一对第二止动件通过使所述浮臂的位于所述浮臂的基端与所述旋转轴之间的一部分与所述一对第二止动件中的一个第二止动件产生接触而将所述保持器的旋转角度范围限制为第二旋转角度，该第二旋转角度比所述一对第一止动件的所述第一旋转角度宽。
2.根据权利要求1所述的液位检测装置，其中，所述浮臂与所述一对第一止动件中的所述一个第一止动件产生接触的位置是第一接触位置，所述浮臂与所述一对第二止动件中的所述一个第二止动件产生接触的位置是第二接触位置处，所述旋转轴与所述第一接触位置之间的第一距离比所述旋转轴与所述第二接触位置之间的第二距离长。
3.根据权利要求1或2所述的液位检测装置，其中，当在所述浮臂与所述一对第一止动件中的所述一个第一止动件产生接触之后进一步旋转所述保持器时，所述浮臂与所述一对第二止动件中的所述一个第二止动件产生接触。
4.根据权利要求1或2所述的液位检测装置，其中，当所述浮臂与所述一对第一止动件中的所述一个第一止动件产生接触时，在所述一对第二止动件中的所述一个第二止动件与所述浮臂的位于所述浮臂的基端与所述旋转轴之间的所述一部分之间存在空隙。
5.根据权利要求3所述的液位检测装置，其中，当所述浮臂与所述一对第一止动件中的所述一个第一止动件产生接触时，在所述一对第二止动件中的所述一个第二止动件与所述浮臂的位于所述浮臂的基端与所述旋转轴之间的所述一部分之间存在空隙。
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