专利名称：箱中液位检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测箱中液位的系统，适用于检测收集或容纳在一个汽车油箱中的燃油液位。
背景技术：
典型地，如JP-U-64-38534所公开的，安装在车辆，如汽车上的油箱设置有一个浮子式液位检测系统，如检测积聚在油箱内的剩余油量。浮子式液位系统包括一个垂直布置并可随油箱中的油面移动的浮子，和一个设置在油箱上并根据浮子的位移检测油面位置的传感器部件。
浮子连接一个可相对传感器部件转动的臂。当油箱中的油增加或减少时，臂垂直移动，臂转过一个与该位移相应的角度。
传感器部件是一个电位计等形式，包括一个固定地暴露在油箱中的电阻器，和一个在臂转动时在电阻器上滑动的导电滑刷。
当电阻器和滑刷间的滑动接触位置随臂的旋转角变化时，电阻器的电阻值相应地变化。根据这个变化量，传感器部件检测浮子的位置，即油面位置，并作为剩余燃油量通知司机等。
对于这种典型的液位检测系统，传感器部件包括一个电位计等，检测浮子的位置为油面位置的位移。
但是，传感器部件的电阻器为了与臂的滑刷滑动接触，暴露在油箱中。并且电阻器和滑刷常常浸没在油箱的燃油中。
结果，随着液位检测系统的多年使用，电阻器和滑刷会受到燃油中的成分等腐蚀，或造成接触故障，引起系统的耐久性和可靠性降低的问题。

发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于检测箱中液位的系统，其允许长期地稳定地检测液位，而不会引起异常，因此加强系统的耐久性和可靠性。
总之，本发明提供一种检测箱中液位的系统，其包括一个随液面的变化产生位移的浮子；一个设置到箱上的传感器部件，传感器部件根据浮子的位移检测液面的位置；和一个布置在箱中的壳体，该壳体与液体隔离开，壳体内有传感器部件。


本发明的其它目的和特征将参照附图从下面的说明变得明白，其中图1表示根据本发明的检测箱中液位的系统的第一实施方式的截面图；图2是沿图1的II-II线所取的截面图；图3是图1所示的传感器壳体的片断截面图；图4是沿图3的IV-IV线所取的放大截面图；图5是表示一个旋转角传感器的磁路图；图6是类似于图2表示本发明第二实施方式的视图；图7是类似于图3，表示图6中的一个传感器壳体的视图；图8是类似于图3，表示本发明的第三实施方式的视图；图9是类似于图8，表示本发明的第一变型的视图；图10是类似于图9，表示本发明的第二变型的视图。
具体实施例方式
参照附图对本发明具体实施的油箱中的液位检测系统进行说明，其中在整个附图中用相同的附图标记表示同样的部件。在示例的实施方式中，本发明用于机动车的一个剩余油量的检测系统。
参见图1-5，表示本发明的第一实施方式。一个大致箱形的油箱1被安装在车辆，如汽车上，其被制成为一个用于收集或容纳燃油或液体的容器，具有一个底面1A，一个顶面1B和一个周壁，无图示。油箱1的顶面1B有一个安装开口1C，一个盖固定在这个开口上，这将在后面描述。
见图2和3，盖2被固定到油箱1的安装开口1C上，包括一个用于遮住油箱1的安装开口1C的封闭板2A，一个从该封闭板2A经安装开口1C伸入油箱1的筒形腔室安装部2B，和一个处于封闭板2A和腔室安装部2B间的内隔壁2C，其中内隔壁形成一个处于腔室安装部2B的内周侧上的传感器壳体3，这将在后面描述。
一个底部是筒状的传感器安装部2D形成在腔室安装部2B处，径向伸入传感器壳体3中。传感器安装部2D的内周底部凹入腔室的安装部2B的外周。盖2由合成树脂等制成，以便一个磁体16的磁场经传感器安装部2D作用在传感器壳体3内，这将在后面描述的。
传感器壳体3通过使用盖2而布置在油箱1内，其中有旋转角传感器17，这将在后面描述，其与油箱1中的燃料密封的隔离。通过盖2的封闭板2A、腔室安装部2B、内周壁2C等，使传感器壳体3形成为一个与油箱1的空间隔开的封闭容器。传感器壳体3有一个由一个盖板3A遮住的顶侧。
在油箱1内布置了一个底部筒状的腔室4，其具有一个安装在盖2的腔室安装部2B上的顶侧。腔室4在油箱内总是起收集部分燃油的作用，这样即使在发生不便，如油箱1中的剩余燃油量小，油面倾斜等时，也能确保在油泵5吸入侧的具有预定的量，这将在后面描述。
油泵5布置在腔室4中，具有一个将燃油导入腔室4的进油口5A，和一个将导入的燃油输送给汽车发动机等的出油口5B。油泵5用来向一个汽车发动机等输送燃油。一个过滤器，无图示，等与油泵5一起布置在腔室4内。
大致为L形的输油管6用来将油箱1中的燃油输送给发动机。输油管6有一个与油泵5的出油口5B相连的底端，和一个穿过盖2向油箱1外伸出的，并与发动机连接的前端。一个泵吸管7与输油管6的中部相连，将预定量的从油泵5排出的燃油输送到一个抽吸泵8，这将在后面描述。
抽吸泵8布置在腔室4内，包括一个喷射泵等。抽吸泵8具有一个向腔室4外部开口的进油口8A，和一个向腔室内部开口的出油口8B。抽吸泵8在油泵5排出的部分烯油的作用下抽吸腔室4外部的燃油，并且经出口8B排到腔室4中。
一个剩余燃油量检测系统11布置在油箱1内，充当一个液位检测系统。剩余燃油量检测系统11包括传感器壳体3、一个浮子12、一个将在后面描述的臂13，磁体16和旋转角传感器17。
浮子12由臂13可浮动地支撑，随着油箱1内燃油油面的垂直移动，由此使臂13旋转。
臂13是一个延伸的杆等，包括一个处于基端的旋转柄13A，一个从旋转柄3A的前端径向向外伸出的杆13B，和一个向杆13B的前端弯曲并安装在浮子12上的浮子安装部13C。
见图3，一个环形臂支架14安装在盖12的腔室安装部2B上，这样封闭传感器安装部2D内的空间，使之与腔室安装部2B的径向外部隔开。一个支撑圆柱(cylinder)15与臂支架14的内周啮合。臂13的旋转柄13A的一个基端处于传感器安装部2D内，并经支撑圆柱15由臂支架14可转动地支撑。对此，当浮子12垂直移动时，臂13绕一个轴线O-O转动。
磁体16以一种旋转锁定的方式安装到臂13的旋转柄13A上。见图3和4，磁体16处于传感器壳体3的外部，处于盖2的传感器的安装部2D中。磁体16根据浮子1的位移与臂13一起转动，它的旋转角由旋转角传感器17检测，并作为油箱1的一个油面位置。
磁体16由一个大致盘形的磁性材料等制成，在其直径的两端的外周包括凸起圆面16A，16B，并且构成N和S极，例如，还包括处于两个凸起圆面16A，16B间的外周的平面16C。凸起圆面16A，16B圆形地扩展，相对轴线O-O或臂13的中心O成一个的预定角或中心角。
磁性检测型旋转角传感器或传感器部件17处于盖2的传感器壳体3中。见图3和4，旋转角传感器17包括一个外壳18，轭19、20，一个Hall元件21，一个电路板22等，将在后面描述，它们密封地处于传感器壳3内，并与油箱1的燃油隔开。
外壳18由树脂材料等制成，成为一个底筒体，包括一个处于传感器壳体3内并安装在盖2的传感器安装部2D的外周上的筒状部18A，和一个布置在筒状部18A的一端的底部18B。
轭19布置在外壳18内，形成一个磁路。轭19由磁性材料等制成，包括一个沿外壳18的筒状部18A圆形扩展的磁体面部19A，和一个从磁体面部19A向外壳18的底部18B的中心径向向内延伸的伸长部分19B。轭20也布置在壳体18内，形成一个磁路。以一种与轭19基本上相似的方式，轭20由磁性材料等制成，包括一个磁体面部20A和一个伸长部分20B。
见图4和5，轭19、20的磁体面部19A，20A横过磁体16，彼此面对布置，每个圆形扩展，并且具有一个预定的中心角。磁体面部19A横过盖2的传感器安装部2D面对磁体16的凸起圆面16A，而磁体面部20A横过传感器安装部2D面对凸起圆面16B。
磁体面部19A、20A和凸起圆面16A、16B的面对面积S随磁体16(更特定的指臂13)的旋转角度变化。如图3所示，轭19、20被布置成伸长部分19B、20B彼此重叠，其间有一个指定的间隙，形成一个磁体的磁场穿过的封闭磁路。
见图5，Hall元件21布置在壳体18内，并处于轭19、20的伸长部分19B、20B间。当臂13转动时，穿过轭19、20的磁场随臂13的旋转角度，即磁体16和轭19、20的面对面积S变化。对此，Hall元件21检测磁场中的变化量作为臂13的旋转角的变化，其被作为一个信号输出给电路板22。
电路板22被安装在传感器壳体3的内部，并连接Hall元件21。电路板22提供信号处理，如放大和校正Hall元件21的输出信号，例如，产生一个与油箱1的液面位置相应的检测信号，如这从传感器壳体3的盖板3A上的一个连接器23输出到外部。
接着，描述剩余燃油量检测系统11的工作。当通过重新填加、消耗等改变油箱1内的燃油的液面位置时，浮子12随液面位置移动，并且臂13随之一起转动。然后，由旋转角传感器17、电路板22等检测旋转角，并作为一个与油箱1中的剩余油量相应的检测信号从连接器23输出。因此，剩余燃油量能被通知司机等。
当由于车辆加速/减速、转弯等，油面倾斜时并且在油箱1大致全满等时，油面能升高到旋转角传感器17环绕腔室4时的液面位置。
但是，组件，如旋转角传感器17和电路板22密封地处于盖2的传感器壳体3内，因此与燃油隔开，结果它们的确阻止与燃油接触。
然后，在第一实施方式中，传感器壳体3设置到盖2上，这样使旋转角传感器17与油箱1中的燃油密封地隔开。因此，构成旋转角传感器17的组件，如外壳18、轭19、20、Hall元件21和电路板22能密封地处于传感器壳体3内，结果它们的确隔离和阻止了油箱1中的燃油。
对此，能防止处于燃油中的不同构件等对旋转角传感器17、电路板22等的腐蚀，或引起操作故障，结果能长期对油箱1中的剩余油量进行稳定检测。这允许剩余燃油量检测系统1的寿命延长，结果加强其耐久性和可靠性。
在第一实施方式中，磁体16通过臂13设置到浮子12上，这样通过磁性检测型旋转角传感器17检测磁体16的旋转角。因此，当浮子12随油箱1的液面移动时，依靠臂13，磁体16的平滑转动能根据这个位移获得。
并且甚至对于由传感器壳体3截取的臂13和旋转角传感器17，旋转角传感器17基于磁场等的变化量，能检测磁体16的旋转角作为油箱1中的液面位置。
因此，浮子12的位移被旋转角传感器17以非接触的方式平稳地检测，而无需在旋转角传感器17和磁体16间布置一个密封件等，结果易于获得封闭式剩余燃油量检测系统11。
见图6和7，表示本发明的第二实施方式，其中基本上与第一实施方式相同，不同是传感器部件包括一个电位计，并且在传感器部件和浮子间布置一个非接触式联接器。
尤其是，一个盖31安装在油箱1的安装开口1C上。以第一实施方式中的盖2基本相同方式，盖31由树脂材料等制成，允许磁场通过，包括一个封闭板31A，一个腔室安装部31B，一个内隔壁31C等。
通过盖31的封闭板31A、腔室安装部31B、内周壁31C等，一个传感器腔室32形成为一个封闭的容器。传感器壳体32连接一个盖板32A。腔室安装部31B没有第一实施方式中传感器安装部2D。
一个剩余燃油量检测系统33布置在油箱1内，起一个油面检测系统的作用。剩余燃油量检测系统33包括传感器壳体32、一个浮子12、臂13、一个旋转角传感器34和一个磁体联接器37，这将在后面描述。
旋转角传感器或传感器部件34处于盖31的传感器壳体32内。见图7，旋转角传感器34是一个电位计等形式，并包括一个安装到传感器壳体34的内部的外壳34A，一个由外壳34A转动支撑的旋转轴34B，一个经基片等安装到外壳34A上的电阻器34C，一个经一个夹具等以一种旋转锁定的方式安装在旋转轴34B的外周上的导电滑刷34D等。
旋转轴34B被布置成与臂13的旋转柄13A同轴。电阻器34C圆环形地绕旋转轴34B形成，并且具有一个与滑刷34D滑动接触地周缘部件。
当旋转轴34B转动时，滑刷34D根据旋转轴34B的旋转角在电阻器34C上滑动，增加或减少电阻器34的电阻值。对此，旋转轴34B经磁体联接器37与臂13连接，旋转角传感器34检测旋转轴34B的旋转角为电阻器34的电阻值的变化量，这作为一个信号输出给布置在传感器壳体32内的一个电路板35。
电路板35提供信号处理，如对旋转角传感器34的输出信号进行放大和校正，如，产生一个与油箱1中的液面位置或剩油量相应的检测信号，如这从一个设置在传感器壳体32的盖板32A上的连接器36输出到外部。
磁体联接器或非接触式联接器37布置在浮子12(更特定的指臂13)和旋转角传感器34间，用于经传感器壳体32连接于其间。
磁体联接器37布置在传感器壳体32的外部，包括一个以一个旋转锁定的方式安装在臂13的旋转柄13A的基端的外周的环形外磁体37A，和一个以一个旋转锁定的方式安装到旋转角传感器34的旋转轴34B的外周上的环形内磁体37B。
磁体37A，37B圆周地交替形成N和S极，如，并横过盖31的腔室安装部31B彼此面对。当臂13旋转时，磁体37A，37B与磁性地联接的N和S极一起旋转，传递臂13的旋转位置到旋转角传感器34的旋转轴34B。
然后，第二实施方式能产生基本上与第一实施方式相同的效果。在第二实施方式中，尤其是磁体联接器37布置在浮子12的臂13和旋转角传感器34间，这样甚至对于由传感器壳体32截取的臂13和旋转角传感器34，磁体联接器37允许其间以非接触的方式的确的联接，在这个状态下，实现对油箱1中的剩余油量的稳定检测。
通过使用传感器壳体32旋转角传感器34、电路板35等能的确的阻止了油箱中的燃油，结果，容易实现封闭型剩余燃油量检测系统33。代替磁性检测型，旋转角传感器34可以包括一个通用电位计等，因此可得到装置的加强的设计灵活性。
见图8，是本发明的第三实施方式，其基本上与第一实施方式相同，不同是Hall元件直接安装到电路板上。
尤其是，一个剩余燃油量检测系统41布置在油箱1内，用作一个液位检测系统。剩余燃油量检测系统41包括传感器壳体3、一个浮子12，臂13，磁体16和一个将在后面描述的Hall IC42。
Hall IC或传感器部件42处于传感器壳体3内，包括一个集成电路和其周围的包装装置，如集成电路具有一个Hall元件。Hall IC42如后面描述的安装在一个电路板43上。Hall IC42处于盖2的传感器安装部2D的外周，并横过传感器安装部2D面对磁体16的N或S极(如凸起圆面16A)。
当臂13转动时，磁体16的凸起圆面16A，如接近或离开Hall IC42，这样穿过Hall IC42的磁场随臂3的旋转角变化。对此Hall IC42检测磁场的变化量为臂13的旋转角，并作为一个信号输出给电路板43。
电路板43安装到传感器壳体3的内部，并如被弯成字母L形。电路板43具有一个连接Hall IC42的表面。电路板43提供信号处理，如对Hall IC42的输出信号进行放大和校正，如产生与油箱1的液面位置或剩余燃油量相应的检测信号，这从连接器23输出到外部。
然后，第三实施方式能产生基本上与第一实施方式相同的效果。在第三实施方式中，尤其是Hall IC42安装在电路板43上，允许简化传感器部件的结构，结果不仅减少了部件的数目，和由此的制造成本，而且加强了装置的设计灵活性。
在第三实施方式中，Hall IC42处于盖2的传感器安装部2D的外周，并被安装在电路板43的表面上，被弯成字母L形。任选地，能采用一个替代结构，如图9中的第一变型，其中一个Hall IC42’被安装在一个平的电路板43’的下侧。
另外，对于Hall IC42，另外的替代结构能采用为图10中的第二变型。在第二变型中，以与第三实施方式基本相同的方式，一个盖2’包括一个封闭板2A’、一个腔室安装部2B’，和一个内隔壁2C’，其中取消了传感器安装部2D。如Hall IC42被安装在电路板43’的下侧，并处于腔室安装部2B’的内周，在这个位置与磁体16的凸起圆面16A相应。
而且，在示例的实施方式中，本发明用于一个汽车油箱。任选地，本发明能用于各种收集除燃油外的流体箱体。
已经结合示例的实施方式描述了本发明，注意在不超出本发明的范围下能作出各种改变和变型。
在此参照2003年1月9日申请的日本专利申请P2003-003410的全部内部。
权利要求
1.一种检测箱中液位的系统，包括一个随液位的变化产生一个位移的浮子；一个设置在油箱上的传感器部件，其根据浮子的位移检测液面高度的位置；和一个布置在箱中的壳体，该壳体与液体隔离开，其内装有传感器部件。
2.根据权利要求1的系统，其特征在于，还包括一个根据浮子的位移转动的磁体，其中传感器部件磁性地检测磁体的旋转角。
3.根据权利要求1的系统，其特征在于，包括一个非接触式联接器，其以一种非接触的方式通过壳体连接浮子与传感器部件。
4.根据权利要求1的系统，其特征在于，传感器部件包括一个磁性检测型旋转角传感器。
5.根据权利要求4的系统，其特征在于，旋转角传感器包括一个外壳、轭(yokes)、一个Hall元件和一个电路板。
6.根据权利要求5的系统，其特征在于，Hall元件处于轭的伸长部分之间。
7.根据权利要求5的系统，其特征在于，Hall元件安装在电路板上。
8.根据权利要求1的系统，其特征在于，传感器部件包括一个电位计。
9.一种检测箱中液位的系统，包括一个随液面高度的变化产生一个位移的浮子；一个设置到箱上的传感器部件，其根据浮子的位移检测液面的位置；一个布置在箱中的壳体，其与液体隔离开，其内装有传感器部件；和一个磁体，其随浮子的位移而旋转，其中传感器部件磁性地检测磁体的旋转角。
10.一种检测箱中液位的系统，包括一个随液面高度的变化产生一个位移的浮子；一个设置到箱上的传感器部件，其根据浮子的位移检测液面的位置；一个布置在箱中的壳体，其与液体隔离开，其内装有传感器部件；和非接触式联接器，其以一种非接触的方式经该壳体连接该浮子和传感器部件。
全文摘要
一种检测箱中液位的系统，包括一个设置到箱上并根据一个浮子的位移检测液面位置的传感器部件，和一个布置在箱内，与液体隔离开，并装有传感器部件的传感器壳体。
文档编号G01F23/36GK1517685SQ20041000206
公开日2004年8月4日 申请日期2004年1月9日 优先权日2003年1月9日
发明者冈田弘, 熊谷胜人, 大桥弘典, 人, 典 申请人:日立优喜雅汽车配件有限公司