JP2009244016A - Liquid level detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液面検出装置に関し、特に、フロートアームと接触端子とを磁力を利用して結合した液面検出装置に関する。 The present invention relates to a liquid level detection device, and more particularly to a liquid level detection device in which a float arm and a contact terminal are coupled using magnetic force.
従来の液面検出装置は、液面とともに上下するフロートを装着するフロートアームと、前記フロートアームとともに回動する前記フロートアーム側のマグネットと、密閉されたハウジング内に収納されるとともに前記フロートアーム側のマグネットに追従する本体側のマグネットと、前記本体側のマグネットとともに回転する接触端子と、前記接触端子が摺動する回路基板とを備えている(特許文献1参照)。
従来の液面検出装置は、前記接触端子の回動トルクを増大するために、前記フロートアーム側のマグネットと前記本体側のマグネットとの回転半径を大きく設定していた。このために、各マグネットの大きな回転半径を必要とするので、液面検出装置が大きく小型化が難しいという問題点があった。 In the conventional liquid level detection device, in order to increase the rotational torque of the contact terminal, the radius of rotation between the magnet on the float arm side and the magnet on the main body side is set large. For this reason, since a large turning radius of each magnet is required, there is a problem that the liquid level detection device is large and it is difficult to reduce the size.
また、小型化するために各マグネットの回転半径を小さくすると、前記接触端子の回動トルクが弱くなり、前記フロートアームの回動に追従する能力が低下して検出精度が低下するといった問題点があった。 In addition, if the rotation radius of each magnet is reduced in order to reduce the size, the rotational torque of the contact terminal becomes weak, the ability to follow the rotation of the float arm decreases, and the detection accuracy decreases. there were.
そこで、本発明は前述した問題点に着目し、フロートアームと接触端子とを磁力で結合した液面検出装置において、小型で、かつ接触端子の検出精度の低下を抑制することが可能な液面検出装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention pays attention to the above-mentioned problems, and in the liquid level detection device in which the float arm and the contact terminal are coupled by magnetic force, the liquid level is small and can suppress a decrease in detection accuracy of the contact terminal. An object is to provide a detection device.
本発明は、液面とともに上下するフロートを装着するフロートアームと、前記フロートアームの回動動作に伴って回路基板上を摺動する接触端子と、を備えた液面検出装置であって、前記フロートアームが装着される第一のホルダー部材と、前記第一のホルダー部材の回動動作に伴って回動する第一のマグネットと、前記第一のマグネットに対向して配設され前記第一のマグネットに追従して回動する第二のマグネットと、前記第二のマグネットとともに回転する第二のホルダー部材と、前記第一、第二のマグネットの間に位置するとともに、前記第一、第二のホルダー部材を回転可能に支持するスペーサー部材と、前記第二のマグネット、前記第二のホルダー部材および前記回路基板を前記スペーサー部材とともに形成する空間内に収納するハウジングと、を備え、前記回路基板を、前記第二のホルダー部材に装着し、前記接触端子と前記回路基板との接触点が前記第二のマグネットの外形よりも内側に位置するように前記接触端子を前記ハウジングに配設したものである。 The present invention is a liquid level detection device comprising: a float arm that mounts a float that moves up and down together with a liquid level; and a contact terminal that slides on a circuit board as the float arm rotates. A first holder member to which a float arm is attached; a first magnet that rotates as the first holder member rotates; and a first magnet that is disposed to face the first magnet. A second magnet that rotates following the magnet, a second holder member that rotates together with the second magnet, and the first and second magnets. A spacer member rotatably supporting the second holder member, and the second magnet, the second holder member and the circuit board are housed in a space formed together with the spacer member. A housing, and the circuit board is mounted on the second holder member, and the contact point between the contact terminal and the circuit board is located inside the outer shape of the second magnet. A terminal is disposed in the housing.
また、本発明は、前記第一、第二のマグネットの磁極を4極としたものである。 In the present invention, the first and second magnets have four magnetic poles.
また、本発明は、前記ホルダー部材は前記マグネットを係止するフック部を備え、前記マグネットは前記フック部が係止する係合部を備えたものである。 According to the present invention, the holder member includes a hook portion for locking the magnet, and the magnet includes an engagement portion for locking the hook portion.
また、本発明は、前記フック部は前記マグネットの前記スペーサー部材側の面から突出しないものである。 According to the present invention, the hook portion does not protrude from the surface of the magnet on the spacer member side.
本発明によれば、所期の目的を達成でき、フロートアームと接触端子とを磁力で結合した液面検出装置において、小型で、かつ接触端子の検出精度の低下を抑制することが可能な液面検出装置を提供することができる。 According to the present invention, the liquid level detection device that can achieve the intended purpose and is small in size and can suppress a decrease in detection accuracy of the contact terminal in the liquid level detection device in which the float arm and the contact terminal are magnetically coupled. A surface detection device can be provided.
以下、本発明を適用した第1実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a first embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the accompanying drawings.
液面検出装置Fの基本的な構成は、液面とともに上下するフロートを装着するフロートアーム1と、フロートアーム1の回動動作に伴って回路基板9上を摺動する接触端子2とを備えたものである。
The basic configuration of the liquid level detection device F includes a
この液面検出装置Fの構成をさらに具体的に説明すると、前記構成の他に、フロートアーム1が装着される第一のホルダー部材3と、第一のホルダー部材3の回動動作に伴って回動する第一のマグネット4と、第一のマグネット4に対向して配設され第一のマグネット4に追従して回動する第二のマグネット6と、第二のマグネット6とともに回転する第二のホルダー部材7と、第一、第二のマグネット4、6の間に位置するとともに、第一、第二のホルダー部材3、7を回転可能に支持するスペーサー部材5と、第二のマグネット6、第二のホルダー部材7および回路基板9をスペーサー部材5とともに形成する空間内に収納するハウジング10とを備えている。
The configuration of the liquid level detection device F will be described more specifically. In addition to the above configuration, the
なお、11はリード端子、12は第一のヨーク、13は第二のヨーク、14は水密部材、15は磁気シールド部材および16はカバー体である。 In addition, 11 is a lead terminal, 12 is a first yoke, 13 is a second yoke, 14 is a watertight member, 15 is a magnetic shield member, and 16 is a cover body.
フロートアーム1は、金属製である。フロートアーム1は、液面検出装置F側の端部に折り曲げられた短尺部1aを備えている。また、他方側に、図示しないフロートを備えている。
The
接触端子2は、金属製であり、本実施形態では、銅を用いた合金で形成されている。接触端子2は、二つ設けられている。この接触端子2は、弾性を有する接触片2aを備えており、この接触片2aが回路基板9と接触する。接触端子2は、ハウジング10内に移動しないように適宜手段によって固定されている。
The
第一のホルダー部材3は、合成樹脂製である。第一のホルダー部材3は、円盤形状の主要部3aを備えている。この主要部3aの片側の面に、フロートアーム1の短尺部1aを保持する保持部3bと、フロートアーム1の主要部を保持するフック部3cとを備えている。また、第一のホルダー部材3は、主要部3aの両面で、かつ円盤形状の主要部3aの中心に、2つの軸部3d、3eを備えている。また、第一のホルダー部材3は、第一のマグネット4を固定する第一のフック部3fを3つ備えている。
The
第一のマグネット4は、磁性を有する合成樹脂製である。その磁極は、4極である。第一のマグネット4は、円盤形状であり、その中心部に貫通孔4aを備えている。この貫通孔4aは、内径の小さい径小部4a1と、内径の大きい径大部4a2とで構成されている。径小部4a1の形状は、Dの字形状であり、径大部4a2の形状は、円形である。そして、第一のホルダー部材3の第一のフック部3fが、径小部4a1と径大部4a2との段差からなる第一の係合部4bに係止し、第一のマグネット4が第一のホルダー部材3に固定される。さらに、2つの第一のフック部3fが、径小部4a1のDの字形状の直線部分に当接することによって、第一のホルダー部材3が第一のマグネット4に対して空回りすることなく、一緒に回動する。また、第一のホルダー部材3の第一のフック部3fは、径大部4a2内に収納されており、第一のマグネット4のスペーサー部材5側の面から突出していない。
The
スペーサー部材5は、非磁性材料の合成樹脂製である。スペーサー部材5は、円盤形状であり、上下両面に、第一、第二のマグネット4、6の一部を収納する凹部5a、5bを備えている。また、スペーサー部材5の両面で、かつ中心には、軸受5c、5dを備えている。この軸受5c、5dは、凹部を備えており、それぞれ第一のホルダー部材3の軸部3eと、後述する第二のホルダー部材7の軸部とを回転可能に支持するものである。また、スペーサー部材5の外周部5eの下側には、水密部材14を保持する溝部5fを備えている。
The
第二のマグネット6は、磁性を有する合成樹脂製である。その磁極は、4極である。第二のマグネット6は、円盤形状であり、その中心部に貫通孔6aを備えている。この貫通孔6aは、内径の小さい径小部6a1と、内径の大きい径大部6a2とで構成されている。径小部6a1の形状は、Dの字形状であり、径大部6a2の形状は、円形である。そして、径小部6a1と径大部6a2との段差からなる第二の係合部6bを備えている。
The
第二のホルダー部材7は、合成樹脂製である。第二のホルダー部材7は、円盤形状の主要部7aを備えている。この主要部7aの片面に、第二のマグネット6を固定する第二のフック部7bを3つ備えている。この第二のフック部7bが、第二の係合部6bに係止し、第二のマグネット6が第二のホルダー部材7に固定される。さらに、2つの第二のフック部7bが径小部6a1のDの字形状の直線部分に当接することによって、第二のホルダー部材7が第二のマグネット6に対して空回りすることなく、一緒に回動する。
The
また、第二のホルダー部材7は、第二のフック部7bを設けた面で、かつ主要部7aの中心に、軸部7cを備えている。この軸部7cは、前述したスペーサー部材5の軸受5dに回転可能に支持されるものである。また、第二のホルダー部材7の第一のフック部7bは、径大部6a2内に収納されており、第二のマグネット6のスペーサー部材5側の面から突出していない。
The
また、第二のホルダー部材7は、第二のフック部7bや軸部7cを設けた側とは反対の側の面に、回路基板9を保持する第三のフック部7dを備えている。この第三のフック部7dは、第二のホルダー部材7の周縁に4つ設けられている。
The
回路基板9は、絶縁性の硬質の基材からなり、基材として、例えば、セラミックなどが適切である。この回路基板9は、正八角形の板状体である。この回路基板9は、第二のホルダー部材7に固定されている。
The
回路基板9は、酸化ルテニウムなどからなる抵抗体と、この抵抗体に電気的に接続した複数の固定電極とを備えている。前記固定電極は、抵抗値の低い銀などの導電材料から構成されている。この複数の固定電極上を接触端子2の接触片2aが摺動する。そして、回路基板9の外形は、第二のマグネット6よりも小さいために、接触端子2と回路基板9との接触点が第二のマグネット6の外形よりも内側に位置している。
The
ハウジング10は、合成樹脂製である。ハウジング10の形状は、カップ形状であり、その凹部10a内に、第二のマグネット6、第二のホルダー部材7、回路基板9および第二のヨーク13を収納する。
The
また、カップ形状の開口には、内側に向いた第四のフック部10bと、外側に向いた第五のフック部10cが設けられている。本実施形態では、第四のフック部10bは、6つ設けられており、第五のフック部10cは、4つ設けられている。第四のフック部10bは、スペーサー部材5の外周部5eに係止し、ハウジング10にスペーサー部材5を固定する手段である。また、第五のフック部10cは、カバー体16に係止し、ハウジング10にカバー体16を固定する手段である。
The cup-shaped opening is provided with a
また、ハウジング10は、コネクタ部10dを備えており、このコネクタ部10d内に、リード端子11が内蔵されている。リード端子11は、金属製で、接触端子2と電気的に接続するものである。
The
第一、第二のヨーク12、13は、金属製の磁性材料からなり、本実施形態では、第一のヨーク12は、第一のホルダー部材3と第一のマグネット4との間に設けられており、第二のヨーク13は、第二のマグネット6と第二のホルダー部材7との間に設けられている。
The first and
水密部材14は、ゴムなどの弾性材料からなるOリングであり、スペーサー部材5とハウジング10とで形成する空間内への液体燃料の侵入を防止するものである。
The
磁気シールド部材15は、金属製の磁性材料からなり、本実施形態では、ハウジング10の外側に設けられている。磁気シールド部材15を設けたことによって、外部の磁界の影響を防ぐことができ精度を向上することができる。なお、ハウジング10の内側に設けてもよい。
The
カバー体16は、合成樹脂製であり、逆Uの字形状である。その中央部には、筒状の軸受16aを備えており、両端には、ハウジング10に設けた第五のフック部10cと係合する孔16bが設けられている。軸受16aは、第一のホルダー部材3の軸部3dを回転可能に支持するものである。孔16bは、全部で4つ設けられており、片側に2つずつ設けられている。また、このカバー体16は、逆Uの字形状の開口部16cを備えており、この開口部16cは、フロートアーム1の回動動作を妨げるものではない。
The
カバー体16をハウジング10に固定したことによって、第一のホルダー部材3を、スペーサー部材5とカバー体16とによって、回転可能に支持することができる。
By fixing the
なお、カバー体16をハウジング10の第五のフック部10cにフック止めすることによって、カバー体16の組み付けが容易となる。
The
次に、液面検出装置Fの組み付け方法を説明する。 Next, a method for assembling the liquid level detection device F will be described.
第1に、インサート成型によってリード端子11を備えるとともに磁気シールド部材15を備えたハウジング10に、接触端子2を熱溶着などの適宜手段によって固定する。
First, the
第2に、第二のマグネット6、回路基板9及び第二のヨーク13を組み付けた第2のホルダー部材7をハウジング10の凹部10a内に配置する。
Second, the
第3に、スペーサー部材5をハウジング10に組み付ける。この時に、水密部材14をスペーサー部材5の溝部5fに設けておくとともに、第二のホルダー部材7の軸部7cを、スペーサー部材5の軸受5d内に挿入する。スペーサー部材5をハウジング10に組み付けると、第二のホルダー部材7が、スペーサー部材5とハウジング10とに回転可能に支持される。
Third, the
第4に、フロートアーム1、第一のマグネット4及び第一のヨーク12を組み付けた第一のホルダー部材3をスペーサー部材5に配置する。この時、第一のホルダー部材3の軸部3eをスペーサー部材5の軸受5cに挿入する。
Fourth, the
最後に、カバー体16をハウジング10に組み付ける。この時に、第一のホルダー部材3の軸部3dを、カバー体16の軸受16a内に挿入する。カバー体16をハウジング10に組み付けると、第一のホルダー部材3が、ハウジング10とカバー体16とに回転可能に支持される。
Finally, the
以上で、液面検出装置Fの組付けが完了する。なお、フロートアーム1を予め第一のホルダー部材3に組み付けておく必要はなく、カバー体16をハウジング10に組み付けた後に、フロートアーム1を第一のホルダー部材3に組み付けてもよい。
This completes the assembly of the liquid level detection device F. The
以上の液面検出装置Fでは、第二のマグネット6は、第一のマグネット4と回転軸方向に対向して配設され第一のマグネットに追従して回動する。よって、フロートアーム1の変動が、二つのマグネット4、5の磁気的結合によって、回路基板9に伝達されて、回路基板9が接触端子2に対して回動する。
In the liquid level detection device F described above, the
また、スペーサー部材5は、第一のホルダー部材3に配設される第一のマグネット4の対向面と、第二のホルダー部材7に配設される第二のマグネット6の対向面との間に、隙間を備えており、各マグネット4、6とスペーサー部材5とが擦れて発生する摺動トルクを防ぐことができる。
The
また、接触端子2と回路基板9との接触点が第二のマグネット6の外形よりも内側に位置するように接触端子2をハウジング10に配設したことによって、前記接触点の摺動トルクが小さくなり、精度を向上させることができる。
Further, since the
また、各マグネット4、6の磁極を4極としたことによって、各マグネット4、6の引力が大きくなり、精度を向上させることができる。
In addition, since the
また、各マグネット4、6を各ホルダー部材3、7に固定する各フック部3f、7bが各マグネット4、6のスペーサー部材5側の面から突出しないことによって、各マグネット4、6間の距離を短くでき、各マグネット4、6間の引力が大きくなり、精度を向上させることができる。
Further, since the
また、各ホルダー部材3、7に各マグネット4、6をフック止めすることで、インサート形成による各マグネット4、6にかかる負荷を小さくすることができ、各マグネット4、6などの割れや欠けなどの製造時の歩留まりを改善し、安価に製造することができる。また、組み付け性を向上させることができ、安価に製造することができる。
Further, by hooking the
F 液面検出装置
1 フロートアーム
2 接触端子
3 第一のホルダー部材
3f 第一のフック部
4 第一のマグネット
4b 第一の係合部
5 スペーサー部材
6 第二のマグネット
6b 第二の係合部
7 第二のホルダー部材
7b 第二のフック部
9 回路基板
10 ハウジング
F liquid
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