JP3285669B2 - 液位モニタ - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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
- G01F23/22—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 measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
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- G01F23/284—Electromagnetic waves
- G01F23/292—Light, e.g. infrared or ultraviolet
- G01F23/2921—Light, e.g. infrared or ultraviolet for discrete levels
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S250/90—Optical liquid level sensors
- Y10S250/901—Optical liquid level sensors with gap between light guide elements, includes open light path preset
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- Y10S250/903—Optical liquid level sensors with gap between light guide elements, includes open light path preset with closed light path preset with prism contacting liquid
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、液位測定装置と、液
位モニタ装置および方法という発明の名称をそれぞれ付
けられた、本願出願人が所有するアメリカ合衆国特許第
４８４０１３７号および同第４８５９９８７号に記載し
た液位モニタ装置の改良に関する。これらアメリカ合衆
国特許の記載内容は、本願にとって参照となるものであ
る。
位モニタ装置および方法という発明の名称をそれぞれ付
けられた、本願出願人が所有するアメリカ合衆国特許第
４８４０１３７号および同第４８５９９８７号に記載し
た液位モニタ装置の改良に関する。これらアメリカ合衆
国特許の記載内容は、本願にとって参照となるものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】アメリカ合衆国特許第４８４０１３７号
明細書には、フォトトランジスタと発光ダイオードと
が、円錐面すなわち円錐１０２を備えたカップ状プリズ
ムに収容される。このアメリカ合衆国特許の装置は、自
動車のオイル・パンの壁により支持される。オイル・パ
ン内の油位が、円錐１０２上の所定点以下であると、発
光ダイオードからの光は、円錐の内部で反射されて、フ
ォトトランジスタに当たり、これによって、所望の警報
を発する回路内でフォトトランジスタを導通させる。
明細書には、フォトトランジスタと発光ダイオードと
が、円錐面すなわち円錐１０２を備えたカップ状プリズ
ムに収容される。このアメリカ合衆国特許の装置は、自
動車のオイル・パンの壁により支持される。オイル・パ
ン内の油位が、円錐１０２上の所定点以下であると、発
光ダイオードからの光は、円錐の内部で反射されて、フ
ォトトランジスタに当たり、これによって、所望の警報
を発する回路内でフォトトランジスタを導通させる。
【０００３】油位が正常であると、円錐１０２は、油で
覆われ、油と円錐の境界面に当たりここから反射される
光は、フォトトランジスタをトリガーするには不十分で
ある。
覆われ、油と円錐の境界面に当たりここから反射される
光は、フォトトランジスタをトリガーするには不十分で
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この装置を用いて自動
車の他の液体の液位をモニタする試みがなされており、
本発明は、自動車のクランクケースの油以外の液体、例
えば、自動車のラジエータの冷却水をモニタすることが
できるようにしたものである。
車の他の液体の液位をモニタする試みがなされており、
本発明は、自動車のクランクケースの油以外の液体、例
えば、自動車のラジエータの冷却水をモニタすることが
できるようにしたものである。
【０００５】ラジエータでは、熱交換コアが、冷却水溜
め部で近接してジャケットを付けられて狭いスペースに
対応できるようになっているため、特別な条件が求めら
れる。エンジン・オイルよりも透明度が高い冷却液は、
円錐１０２の面から出てラジエータの液体中を通り、冷
却水溜め部でラジエータの近接して位置する対向内面に
当たって反射されて円錐に向かって戻り、フォトトラン
ジスタに誤った低位表示を表示させる好ましくない量の
光を生じさせる。
め部で近接してジャケットを付けられて狭いスペースに
対応できるようになっているため、特別な条件が求めら
れる。エンジン・オイルよりも透明度が高い冷却液は、
円錐１０２の面から出てラジエータの液体中を通り、冷
却水溜め部でラジエータの近接して位置する対向内面に
当たって反射されて円錐に向かって戻り、フォトトラン
ジスタに誤った低位表示を表示させる好ましくない量の
光を生じさせる。
【０００６】この場合、冷却水溜め部の反射面は、円錐
の１ｃｍの何分の１内、代表的には、０．５ないし０．
６ｃｍ以下である。
の１ｃｍの何分の１内、代表的には、０．５ないし０．
６ｃｍ以下である。
【０００７】前述したアメリカ合衆国特許のモニタリン
グセンサーに関する、上述した問題は、本発明により解
決され、本発明は、誤った液位読み取りをもたらす、容
器内の内面からの迷光反射により生ずる好ましくない影
響を除去する、狭い内部スペースしか持たない液体収容
容器用の新規で改良された計測器、またはモニタモジュ
ールを提供することを目的とする。
グセンサーに関する、上述した問題は、本発明により解
決され、本発明は、誤った液位読み取りをもたらす、容
器内の内面からの迷光反射により生ずる好ましくない影
響を除去する、狭い内部スペースしか持たない液体収容
容器用の新規で改良された計測器、またはモニタモジュ
ールを提供することを目的とする。
【０００８】本発明のもう１つの目的は、構造が簡便で
動作に信頼性があるばかりでなく、製造組み立てが経済
的で、互いにはまり合ったプラスチック成形部品から大
部分が作られる、上述した改良されたモニタを提供する
ことにある。
動作に信頼性があるばかりでなく、製造組み立てが経済
的で、互いにはまり合ったプラスチック成形部品から大
部分が作られる、上述した改良されたモニタを提供する
ことにある。
【０００９】本発明のもう１つの目的は、丈夫で、衝撃
により生ずる、又は極端な暑さもしくは寒さから生ずる
損傷に対する抵抗性のある、上述した改良されたモニタ
を提供することにある。
により生ずる、又は極端な暑さもしくは寒さから生ずる
損傷に対する抵抗性のある、上述した改良されたモニタ
を提供することにある。
【００１０】本発明のさらにもう１つの目的は、漏洩に
対する抵抗力があり、自動車のラジエータに通常入れら
れる高温で加圧された液体に使用できる、上述したよう
な改良されたモニタを提供することにある。
対する抵抗力があり、自動車のラジエータに通常入れら
れる高温で加圧された液体に使用できる、上述したよう
な改良されたモニタを提供することにある。
【００１１】
【問題を解決するための手段】これらの目的を達成する
ため、本発明は、１つの壁に設けられて液体中に浸すこ
とができるようになっているレンズを備えたハウジング
と、ハウジングに設けられた発光ダイオードと受光素子
であって、両者は、レンズの方に向かって同一方向を向
いているものと、発光ダイオードから発せられ、レンズ
の外部、すなわち外にある箇所から反射する光の部分を
減少させるためにレンズと組み合わされる光変更機構と
を備える。
ため、本発明は、１つの壁に設けられて液体中に浸すこ
とができるようになっているレンズを備えたハウジング
と、ハウジングに設けられた発光ダイオードと受光素子
であって、両者は、レンズの方に向かって同一方向を向
いているものと、発光ダイオードから発せられ、レンズ
の外部、すなわち外にある箇所から反射する光の部分を
減少させるためにレンズと組み合わされる光変更機構と
を備える。
【００１２】この光変更機構は、ラジエータ内のコア構
造体の内面で反射されてレンズに向かうことがある迷光
を、レンズが空気中にある場合とラジエータの液体中に
浸っている場合とを識別するにあたりモニタの通常の機
能を損うことなく、阻止する。
造体の内面で反射されてレンズに向かうことがある迷光
を、レンズが空気中にある場合とラジエータの液体中に
浸っている場合とを識別するにあたりモニタの通常の機
能を損うことなく、阻止する。
【００１３】好ましい実施例において、発光ダイオード
は、定格直流通電で通常得られる定格光出力を著しく越
える瞬間的な輝度レベルをもたらす、高強度で極めて短
時間の電気パルスにより通電される。レンズの外面に
は、リブまたは他の独特の形状が施されて、レンズ面か
ら一端外に出て行き、ラジエータの内面で反射される好
ましくない反射光を変化させ又は散乱させる。
は、定格直流通電で通常得られる定格光出力を著しく越
える瞬間的な輝度レベルをもたらす、高強度で極めて短
時間の電気パルスにより通電される。レンズの外面に
は、リブまたは他の独特の形状が施されて、レンズ面か
ら一端外に出て行き、ラジエータの内面で反射される好
ましくない反射光を変化させ又は散乱させる。
【００１４】本発明の他の特徴については、後述する説
明から明らかとなる。
明から明らかとなる。
【００１５】
【実施例】図１、図２、図５および図１１には、自動車
のラジエータ１１（図５および図１１参照）に、そのジ
ャケットの壁１４内に管状取り付け部１２によって取り
付けるモニタ・モジュール１０を示してある。ジャケッ
トの壁１４には、管状取り付け部１２の箇所で開口１６
が形成してある。ラジエータコアの壁１８により、ラジ
エータ１１内に熱交換体１９（図１１参照）を支持す
る。ラジエータコア１８は、もっと近接した位置１８’
にあってもよい。
のラジエータ１１（図５および図１１参照）に、そのジ
ャケットの壁１４内に管状取り付け部１２によって取り
付けるモニタ・モジュール１０を示してある。ジャケッ
トの壁１４には、管状取り付け部１２の箇所で開口１６
が形成してある。ラジエータコアの壁１８により、ラジ
エータ１１内に熱交換体１９（図１１参照）を支持す
る。ラジエータコア１８は、もっと近接した位置１８’
にあってもよい。
【００１６】図１１には、ラジエータのジャケットの壁
１４および１５と、ラジエータコアの壁、すなわち多孔
板１３および１８と、熱交換体１９の接続管とを示して
ある。ジャケットの壁１４と多孔板１８との間には、冷
却水溜め部１４’が、また、多孔板１３とジャケットの
壁１５との間には、冷却水溜め部１５’が設けられる。
ラジエータの冷却水は、符号９８で示した液体である。
１４および１５と、ラジエータコアの壁、すなわち多孔
板１３および１８と、熱交換体１９の接続管とを示して
ある。ジャケットの壁１４と多孔板１８との間には、冷
却水溜め部１４’が、また、多孔板１３とジャケットの
壁１５との間には、冷却水溜め部１５’が設けられる。
ラジエータの冷却水は、符号９８で示した液体である。
【００１７】モニタ・モジュール１０は、環状側壁２２
と横断端部壁２４とを備えたカップ状カバー２０を有す
る。カップ状カバー２０は、端子ブロック３０と、長円
形の凹部３４をなす長円形の硬質スカート３２とを備え
たハウジング２６内に設けられる。カップ状カバー２０
は、スカート３８により囲まれた環状溝３６を有し、ハ
ウジング２６は、この環状溝３６に入る環状壁４０を有
する。Ｏーリング４２は、カップ状カバー２０とハウジ
ング２６との間のシールである。
と横断端部壁２４とを備えたカップ状カバー２０を有す
る。カップ状カバー２０は、端子ブロック３０と、長円
形の凹部３４をなす長円形の硬質スカート３２とを備え
たハウジング２６内に設けられる。カップ状カバー２０
は、スカート３８により囲まれた環状溝３６を有し、ハ
ウジング２６は、この環状溝３６に入る環状壁４０を有
する。Ｏーリング４２は、カップ状カバー２０とハウジ
ング２６との間のシールである。
【００１８】複数個の凹部４６に収容した複数個の保持
突出部４４により、組み合わせたカップ状カバー２０と
ハウジング２６との保持を行なう。
突出部４４により、組み合わせたカップ状カバー２０と
ハウジング２６との保持を行なう。
【００１９】端子ブロック３０には、中央に支持部４８
が設けられていて、この支持部には、電気端子５０、５
２および５４が組み込まれた形でモールドされ、各電気
端子は、カバー２０内に横断端部壁２４の方に突出す
る。
が設けられていて、この支持部には、電気端子５０、５
２および５４が組み込まれた形でモールドされ、各電気
端子は、カバー２０内に横断端部壁２４の方に突出す
る。
【００２０】カバー２０には、ラジエータへの取り付け
具１２と接触するシーリング用のＯーリング６０を備え
た複数本の溝５６が形成される。
具１２と接触するシーリング用のＯーリング６０を備え
た複数本の溝５６が形成される。
【００２１】カバー２０には、下部が切り取られたばね
保持突出片６６が、一体的に形成され、これによって、
組み付けられたカバー２０とハウジング２６とを取り付
け具１２に固定する。
保持突出片６６が、一体的に形成され、これによって、
組み付けられたカバー２０とハウジング２６とを取り付
け具１２に固定する。
【００２２】支持部４８の両側には、プリント配線板７
２を取り付ける支持リブ６８が、それぞれ設けられ（図
２参照）、プリント配線板には、電気端子５０、５２お
よび５４が、はんだ付けされる。
２を取り付ける支持リブ６８が、それぞれ設けられ（図
２参照）、プリント配線板には、電気端子５０、５２お
よび５４が、はんだ付けされる。
【００２３】プリント配線板７２には、集光レンズを備
えた発光ダイオード７４と、集光レンズが付いたフォト
トランジスタ７６とが設けられる。支持リブ６８と電気
端子５０、５２および５４とにより、発光ダイオード７
４とフォトトランジスタ７６とを横断端部壁２４に向け
たままプリント配線板７２を支持する。横断端部壁２４
には、レンズ７８が設けられていて、このレンズは、レ
ンズ７８の外面が空気または液体のいずれに接している
かに応じて発光ダイオード７４からフォトトランジスタ
７６へ大小いずれかの量で光を反射するように機能す
る。レンズ７８の外面が、空気中にあると、発光ダイオ
ード７４からの光は、レンズ７８の内部で反射されてフ
ォトトランジスタ７６に当たることにより、フォトトラ
ンジスタ７６を導通させ、図８のブロック図に示した適
当な警報回路を通じて、液体が低位にあることを示すの
に利用される。
えた発光ダイオード７４と、集光レンズが付いたフォト
トランジスタ７６とが設けられる。支持リブ６８と電気
端子５０、５２および５４とにより、発光ダイオード７
４とフォトトランジスタ７６とを横断端部壁２４に向け
たままプリント配線板７２を支持する。横断端部壁２４
には、レンズ７８が設けられていて、このレンズは、レ
ンズ７８の外面が空気または液体のいずれに接している
かに応じて発光ダイオード７４からフォトトランジスタ
７６へ大小いずれかの量で光を反射するように機能す
る。レンズ７８の外面が、空気中にあると、発光ダイオ
ード７４からの光は、レンズ７８の内部で反射されてフ
ォトトランジスタ７６に当たることにより、フォトトラ
ンジスタ７６を導通させ、図８のブロック図に示した適
当な警報回路を通じて、液体が低位にあることを示すの
に利用される。
【００２４】レンズ７８の外面が、液体中に浸っている
と、レンズ７８によりフォトトランジスタ７６に反射さ
れる光の量は、通常、フォトトランジスタを導通させる
には十分でない。
と、レンズ７８によりフォトトランジスタ７６に反射さ
れる光の量は、通常、フォトトランジスタを導通させる
には十分でない。
【００２５】しかしながら、アメリカ合衆国特許第４８
４０１３７号および同第４８５９９８７号明細書に記載
されたモジュールでは、特に、ラジエータコアの壁１８
につやがあり、エチレン・グリコール等の半透明の不凍
液９８（図１１参照）が用いられていると、低液面表示
が誤って生ずることが時々あった。この誤表示は、迷光
が横断端部壁１８に当たり、ここで反射されて戻ってき
て、レンズ７８に再び入りフォトトランジスタ７６に当
たるために生じていた。
４０１３７号および同第４８５９９８７号明細書に記載
されたモジュールでは、特に、ラジエータコアの壁１８
につやがあり、エチレン・グリコール等の半透明の不凍
液９８（図１１参照）が用いられていると、低液面表示
が誤って生ずることが時々あった。この誤表示は、迷光
が横断端部壁１８に当たり、ここで反射されて戻ってき
て、レンズ７８に再び入りフォトトランジスタ７６に当
たるために生じていた。
【００２６】本発明では、レンズ７８の外面をプリズム
形状にして、レンズを通過する光を散らしまたは変更さ
せることにより、横断端部壁１８からの迷光の反射を減
らすことによって、フォトトランジスタ７６に到達する
反射光を減少させる。
形状にして、レンズを通過する光を散らしまたは変更さ
せることにより、横断端部壁１８からの迷光の反射を減
らすことによって、フォトトランジスタ７６に到達する
反射光を減少させる。
【００２７】図１ないし図６に示した実施例では、この
プリズム形状は、レンズ７８の外面に形成した複数個の
溝８２により分けられた平行リブまたは隆起部８０で構
成され、これら平行リブ８０は、へりがレンズの元々の
円錐面の一部をなしている。レンズの周囲部８３は、ほ
ぼ円錐状であり、３本１組の溝８２が、カバー２０の軸
線を横断するようにのびている。各溝を構成する壁がな
す角度が、重要であることが分かり、この角度は、７０
°から９０°の間が好ましく、８４°が、最も望ましい
数値であることがわかった。この角度は、図５において
文字Ａで示してある。レンズの周囲部８３が、カップ状
カバー２０の軸線となす角度は、好ましくは４５°であ
る。この角度は、図５で文字Ｂで示してある。
プリズム形状は、レンズ７８の外面に形成した複数個の
溝８２により分けられた平行リブまたは隆起部８０で構
成され、これら平行リブ８０は、へりがレンズの元々の
円錐面の一部をなしている。レンズの周囲部８３は、ほ
ぼ円錐状であり、３本１組の溝８２が、カバー２０の軸
線を横断するようにのびている。各溝を構成する壁がな
す角度が、重要であることが分かり、この角度は、７０
°から９０°の間が好ましく、８４°が、最も望ましい
数値であることがわかった。この角度は、図５において
文字Ａで示してある。レンズの周囲部８３が、カップ状
カバー２０の軸線となす角度は、好ましくは４５°であ
る。この角度は、図５で文字Ｂで示してある。
【００２８】中央止り穴８５を、横断端部壁２４に形成
すると、モールディングが容易となるので好ましい。カ
ップ状カバー２０とレンズ７８とを構成する材料は、ポ
リエーテル・サルホンでよい。ハウジング２６を構成す
る材料は、好ましくは、ガラスを１５％含んだポリエス
テル系プラスチックである。
すると、モールディングが容易となるので好ましい。カ
ップ状カバー２０とレンズ７８とを構成する材料は、ポ
リエーテル・サルホンでよい。ハウジング２６を構成す
る材料は、好ましくは、ガラスを１５％含んだポリエス
テル系プラスチックである。
【００２９】本発明によれば、発光ダイオード７４は、
素子の定常電流定格を越えるが、素子を損傷させない程
度に十分に短い時間だけ生起する振幅を有する、高強度
で短時間の電気パルスが流される。発光ダイオード７４
から突然飛び出すパルス光の強度は、定常連続定格の通
電による場合よりも大きい。こうすることにより、モニ
タモジュールを高感度にすることができて、フォトトラ
ンジスタ７６により受け取られる光の変化を精密に測
る。図８に示すように、このパルスは、発光ダイオード
７４に給電するパルス発生器８６によってもたらされ
る。自動車のバッテリーは、符号８８で示してあり、ス
タータスイッチは、９０’で示してある。フォトトラン
ジスタ７６の出力は、ランプまたは警報機９４を作動さ
せる増幅器９２’に送られる。
素子の定常電流定格を越えるが、素子を損傷させない程
度に十分に短い時間だけ生起する振幅を有する、高強度
で短時間の電気パルスが流される。発光ダイオード７４
から突然飛び出すパルス光の強度は、定常連続定格の通
電による場合よりも大きい。こうすることにより、モニ
タモジュールを高感度にすることができて、フォトトラ
ンジスタ７６により受け取られる光の変化を精密に測
る。図８に示すように、このパルスは、発光ダイオード
７４に給電するパルス発生器８６によってもたらされ
る。自動車のバッテリーは、符号８８で示してあり、ス
タータスイッチは、９０’で示してある。フォトトラン
ジスタ７６の出力は、ランプまたは警報機９４を作動さ
せる増幅器９２’に送られる。
【００３０】電気端子５０、５２および５４には、発光
ダイオード７４およびフォトトランジスタ７６、ならび
に増幅器およびパルス発生器間で信号を搬送するため電
気コネクタ９６を設けてある。電気コネクタの詳細は、
アメリカ合衆国特許第４８５９９８７号明細書に記載さ
れている。
ダイオード７４およびフォトトランジスタ７６、ならび
に増幅器およびパルス発生器間で信号を搬送するため電
気コネクタ９６を設けてある。電気コネクタの詳細は、
アメリカ合衆国特許第４８５９９８７号明細書に記載さ
れている。
【００３１】発光ダイオード７４は、オプテック・テク
ノロジー・インコーポレイテッド（Ｏｐｔｅｋ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ， Ｉｎｃ． ）により製造されるＧａ
ＡｌＡｓ（ヒ化ガリウムアルミニウム）赤外線発光ダイ
オードがよい。フォトトランジスタ７６は、オプテック
・テクノロジー・インコーポレイテッドにより製造され
るＮＰＮ型シリコンフォトトランジスタでよい。
ノロジー・インコーポレイテッド（Ｏｐｔｅｋ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ， Ｉｎｃ． ）により製造されるＧａ
ＡｌＡｓ（ヒ化ガリウムアルミニウム）赤外線発光ダイ
オードがよい。フォトトランジスタ７６は、オプテック
・テクノロジー・インコーポレイテッドにより製造され
るＮＰＮ型シリコンフォトトランジスタでよい。
【００３２】発光ダイオード７４からの光線は、レンズ
７８を通過し、もし、レンズ７８が液体に浸っている
と、ラジエータ内の液体９８に入るとき散乱させられ
る。ラジエータコアの壁面１８からの反射光線は、散乱
し、フォトトランジスタ７６を導通させるには不十分と
なる。レンズ７８のプリズム形成部が、この反射光を分
光し、フォトトランジスタ７６が作動するのを妨げる。
７８を通過し、もし、レンズ７８が液体に浸っている
と、ラジエータ内の液体９８に入るとき散乱させられ
る。ラジエータコアの壁面１８からの反射光線は、散乱
し、フォトトランジスタ７６を導通させるには不十分と
なる。レンズ７８のプリズム形成部が、この反射光を分
光し、フォトトランジスタ７６が作動するのを妨げる。
【００３３】一方、レンズ７８が、液体に浸っていない
場合、これは、低液位状態に対応する場合であるが、レ
ンズ７８の内部で反射された光線が当たると、発光ダイ
オード７４は、導通に十分な光を受ける。
場合、これは、低液位状態に対応する場合であるが、レ
ンズ７８の内部で反射された光線が当たると、発光ダイ
オード７４は、導通に十分な光を受ける。
【００３４】短時間で高強度のパルスにより通電される
発光ダイオード７４と、フォトトランジスタ７６と、プ
リズム形成部８０および８２を備えたレンズ７８との新
規な組み合わせにより、モジュールは、１）レンズ７８
が浸っていない場合に、レンズ内で殆どが反射される光
と、２）レンズが浸っている場合に、ラジエータコアの
壁面１８で反射され半透明の液体９８を通ってくる迷光
とを見分けることができる。ラジエータコアの壁１８か
らの反射光は、迷光であり、モニタモジュールは、液体
９８の固有の半透明性とは関係なく、レンズ７８の内部
での反射光と、ラジエータコアの壁面１８からの反射迷
光とを区別できる。
発光ダイオード７４と、フォトトランジスタ７６と、プ
リズム形成部８０および８２を備えたレンズ７８との新
規な組み合わせにより、モジュールは、１）レンズ７８
が浸っていない場合に、レンズ内で殆どが反射される光
と、２）レンズが浸っている場合に、ラジエータコアの
壁面１８で反射され半透明の液体９８を通ってくる迷光
とを見分けることができる。ラジエータコアの壁１８か
らの反射光は、迷光であり、モニタモジュールは、液体
９８の固有の半透明性とは関係なく、レンズ７８の内部
での反射光と、ラジエータコアの壁面１８からの反射迷
光とを区別できる。
【００３５】図示した実施例は、自動車のラジエータに
用いることができるだけでなく、他のタイプの容器にも
適応可能である。
用いることができるだけでなく、他のタイプの容器にも
適応可能である。
【００３６】図５の拡大図において、ジャケットの壁１
４とジャケットコアの支持壁１８との間の距離は、０．
４０１ｃｍから０．２４１ｃｍまで変化させてよく、後
者の場合を、点線で示した壁１８’により表してある。
これらの数値は、例えば、直径０．５５９ｃｍのレンズ
を用いた場合のものである。
４とジャケットコアの支持壁１８との間の距離は、０．
４０１ｃｍから０．２４１ｃｍまで変化させてよく、後
者の場合を、点線で示した壁１８’により表してある。
これらの数値は、例えば、直径０．５５９ｃｍのレンズ
を用いた場合のものである。
【００３７】本発明の別の実施例を、図７に示すが、こ
の図に示すレンズ７８ａは、円錐形部８３’と、この円
錐形部８３’を横断し互いに直交してのびる２組の溝に
より形成される一連の角錘形プリズム８５’とを備え
る。
の図に示すレンズ７８ａは、円錐形部８３’と、この円
錐形部８３’を横断し互いに直交してのびる２組の溝に
より形成される一連の角錘形プリズム８５’とを備え
る。
【００３８】本発明のもう１つの実施例を、図９と図１
０とに示してあり、これらの図に示したカップ状カバー
２０ｂに形成するレンズ形成部７８ｂは、複数本の溝で
分けられた一連の同心円の円形隆起部すなわちリブ９２
を備える。この構成を対称にすることにより、発光ダイ
オード７４とフォトトランジスタ７６とリブ９２との間
の相対的な位置付けに過敏にならなくてすむ。
０とに示してあり、これらの図に示したカップ状カバー
２０ｂに形成するレンズ形成部７８ｂは、複数本の溝で
分けられた一連の同心円の円形隆起部すなわちリブ９２
を備える。この構成を対称にすることにより、発光ダイ
オード７４とフォトトランジスタ７６とリブ９２との間
の相対的な位置付けに過敏にならなくてすむ。
【００３９】レンズ７８ｂの軸線に対する面９０の最適
角度は、４５°である。リブ９２を分ける溝を構成する
壁間の最適角度は、リブ９２間の半径方向間隔が０．０
４３ｃｍで、リブの頂点を含む面から測定した溝の深さ
が０．０２０ないし０．０２８ｃｍであると、８４°で
ある。
角度は、４５°である。リブ９２を分ける溝を構成する
壁間の最適角度は、リブ９２間の半径方向間隔が０．０
４３ｃｍで、リブの頂点を含む面から測定した溝の深さ
が０．０２０ないし０．０２８ｃｍであると、８４°で
ある。
【００４０】リブ９２の円錐面は、研磨する必要がな
い。つや消しでもよい。
い。つや消しでもよい。
【００４１】本発明によれば、従来のモニタ装置の作動
性に著しく悪影響を与えていた、容器の内面からの迷光
の反射の好ましくない影響を効果的に除去する、新規で
改良された液位モニタが提供される。
性に著しく悪影響を与えていた、容器の内面からの迷光
の反射の好ましくない影響を効果的に除去する、新規で
改良された液位モニタが提供される。
【００４２】本発明による技術的解決手段は、簡便で複
雑でなく、物理的な防壁構造や複雑な電気的な処理を要
することなく実施できる。
雑でなく、物理的な防壁構造や複雑な電気的な処理を要
することなく実施できる。
【００４３】本発明によるモニタは、種々のタンクおよ
び液体に適応可能である。図示の実施例の変形および修
正もまた可能である。
び液体に適応可能である。図示の実施例の変形および修
正もまた可能である。
【図１】本発明による改良された液位モニタモジュール
の軸線方向一部側面一部断面図である。
の軸線方向一部側面一部断面図である。
【図２】図１に示した液位モニタモジュールを９０°回
転させた場合の軸線方向一部側面一部断面図である。
転させた場合の軸線方向一部側面一部断面図である。
【図３】概略左端面図である。
【図４】概略右端面図である。
【図５】上記モジュールを自動車のラジエータの壁に取
り付けた場合の軸線方向拡大概略断面図である。
り付けた場合の軸線方向拡大概略断面図である。
【図６】概略右端面図である。
【図７】別の実施例によるレンズの概略右端面図であ
る。
る。
【図８】発光ダイオードと受光素子の概略回路図であ
る。
る。
【図９】さらに別の実施例によるレンズの概略軸線方向
断面図である。
断面図である。
【図１０】図９に示したレンズの右端面図である。
【図１１】自動車のラジエータにモニタモジュールを取
り付けた場合の概略説明図である。
り付けた場合の概略説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リサ トース アメリカ合衆国、コネチカット 06484、 ハンティングトン、バーチウッド レー ン 18 (72)発明者 ケニース ジェイ ケルメン アメリカ合衆国、コネチカット 06430、 フェアフィールド、フェアフィールド プレース 89 (56)参考文献 実開 平３−8727（ＪＰ，Ｕ) 特許3167789（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−12694（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−60837（ＪＰ，Ｂ２) 英国特許1387672（ＧＢ，Ｂ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 23/28
Claims (20)
- 【請求項１】ａ）壁の一つにレンズを設けたハウジング
であって、この壁とレンズとは、液位をモニタすべき液
中に浸ることができるようになっているものと、 ｂ）ハウジングに設けた発光ダイオードと受光素子とで
あって、発光ダイオードと受光素子とは、レンズの方に
向かって同一方向を向いているものと、 ｃ）レンズの外面に設ける光変更機構であって、発光ダ
イオードから発し、レンズを通って外部へ透過し、レン
ズから離れた、ハウジング外にある個所から、レンズの
外面で外部に向かって反射した、光の反射迷光の所定部
分を減少させるものからなる液位モニタ。 - 【請求項２】請求項１の記載において、前記光変更機構
は、前記レンズの外面に設けたプリズム形成部からなる
液位モニタ。 - 【請求項３】請求項２の記載において、前記プリズム形
成部は、ほぼ平行な一連のリブからなる液位モニタ。 - 【請求項４】請求項２の記載において、前記プリズム形
成部は、分かれて並ぶ一連の角錘からなる液位モニタ。 - 【請求項５】請求項３の記載において、前記リブは、そ
れぞれの間に溝を有し、各溝の両壁がなす角度は、７２
°ないし９０°である液位モニタ。 - 【請求項６】請求項３の記載において、前記リブは、そ
れぞれの間に溝を有し、各溝の両壁がなす角度は、８４
°のオーダである液位モニタ。 - 【請求項７】請求項１の記載において、前記レンズは、
円錐形状の外面形成部を備え、前記光変更機構は、レン
ズの円錐外面形成部に設けられる液位モニタ。 - 【請求項８】請求項７の記載において、前記レンズは、
前記円錐面とは反対側にある内面に中央凹部を備える液
位モニタ。 - 【請求項９】請求項１の記載において、前記レンズとは
向い合せにこれから距離を置いて位置する反射面を備え
る液位モニタ。 - 【請求項１０】請求項９の記載において、前記反射面
は、自動車のラジエータのコアの壁からなる液位モニ
タ。 - 【請求項１１】請求項１０の記載において、前記液体
は、半透明なラジエータ冷却水である液位モニタ。 - 【請求項１２】請求項１の記載において、前記光変更機
構は、前記レンズの外面に分かれて並ぶ複数個の角錘部
からなる液位モニタ。 - 【請求項１３】請求項１の記載において、前記光変更機
構は、一組のほぼ平行な隆起部と溝と、これらの隆起部
と溝とに対しほぼ直角であるもう１組のほぼ平行な隆起
部と溝とで形成された複数個の角錘部からなる液位モニ
タ。 - 【請求項１４】請求項１の記載において、前記光変更機
構は、周辺円錐面と、この円錐面の内側に設けた一連の
円形隆起部であって、互いにほぼ同心円をなし、互いに
円形溝で隔てられたものとからなる液位モニタ。 - 【請求項１５】請求項１４の記載において、前記円形溝
の壁は、つや消し仕上げを施される液位モニタ。 - 【請求項１６】請求項１の記載において、 ａ）熱交換コアと、熱交換コアに対して外側で近接して
設けられたジャケット壁と備えた自動車のラジエータを
備え、 ｂ）熱交換コアは、ジャケット壁とともに、冷却水溜め
部を形成する反射多孔板を有し、 ｃ）前記ハウジングは、ジャケットの壁に取り付けら
れ、前記レンズは、反射多孔板を向いている液位モニ
タ。 - 【請求項１７】側壁に開口を備え、ほぼ半透明な液体を
収容するタンク、すなわち容器であって、光反射内壁面
を備えたコアを有するもの用の液位モニタであって、 ａ）タンクの側壁の開口に支持されるハウジングを有す
る、液位計測部であって、壁と、タンク内の液体に浸る
ことができるようになっているレンズをこれら壁の一方
に備えるものと、 ｂ）液位計測部のハウジング内に設けた、発光ダイオー
ドと受光素子であって、これら発光ダイオードと受光素
子とは、レンズの方に向かって同一方向を向いているも
のと、 ｃ）レンズと組み合わされて、発光ダイオードから発し
半透明な液体を通過して、コアの光反射内壁面に当たり
そこからレンズを通じて反射されて受光素子に戻される
光の所定部分であって、減少させないと液位の誤った読
み取りを起こすものを減少させる光変更機構とからなる
液位モニタ。 - 【請求項１８】側壁に開口を備え、ほぼ半透明な液体を
収容するタンク、すなわち容器であって、光反射内壁面
を備えた内側コアを有するもの用の液位モニタであっ
て、 ａ）タンクの側壁の開口に支持されるハウジングを有す
る、液位計測部であって、壁と、タンク内の液体に浸る
ことができるようになっているレンズをこれら壁の一方
に備えるものと、 ｂ）液位計測部内に設けた発光ダイオードと受光素子と
からなり、これら発光ダイオードと受光素子とは、レン
ズの方に向かって同一方向を向いているものと、 ｃ）発光ダイオードにより発せられ、受光素子に到達す
るようにレンズにより内部で反射される光と、発光ダイ
オードにより発せられ、レンズと半透明な液体とから外
部に透過し、タンクの光反射内壁に当たりこれにより反
射されて、レンズに再入し受光素子に当たる迷光とを区
別することによって、このような迷光による液位の誤っ
た低位読み取りを防止する、レンズに設けた機構とから
なる液位モニタ。 - 【請求項１９】ａ）開口を形成された側壁を備え、ほぼ
半透明な冷却液を収容する、ラジエータタンクと、 ｂ）ラジエータタンクに設けた光反射内壁面と、 ｃ）ラジエータタンクの側壁の開口に支持されるハウジ
ングを有する液位計測部であって、壁とこれら壁の一つ
に設けたレンズとを有し、レンズは、タンク内で冷却液
中に浸ることができるようになっているものと、 ｄ）液位計測部のハウジングに設けた発光ダイオードと
受光素子とであって、これら発光ダイオードと受光素子
とは、レンズの方に向かって同一方向を向いているもの
と、 ｅ）レンズと組み合わされ、発光ダイオードから発せら
れ、冷却液を通過しラジエータタンクの光反射内壁面に
当たり、そこで反射されレンズを通って受光素子に戻さ
れる光の所定部分であって、減少されないと、冷却水液
位の読み取りを誤ってしまうものを減少する光変更機構
とからなる、自動車のラジエータと、これ用の冷却水液
位モニタ。 - 【請求項２０】ａ）穴が開いた側壁を備え、ほぼ半透明
な冷却液を収容するラジエータタンクと、 ｂ）ラジエータタンクに設けた光反射内壁と、 ｃ）ラジエータタンクの側壁の開口に支持されたハウジ
ングを備える冷却水液位計測部であって、壁とこれら壁
の一つに設けたレンズとを有し、レンズは、タンク内で
冷却液中に浸ることができるようになっているものと、 ｄ）冷却水液位計測部のハウジング内に設けた発光ダイ
オードと受光素子とであって、これら発光ダイオードと
受光素子とは、レンズの方に向かって同一方向を向いて
いるものと、 ｅ）発光ダイオードにより発せられ、レンズによりその
内部で受光素子に反射される光と、発光ダイオードによ
り発せられ、レンズと冷却液とから外部へ透過し、ラジ
エータタンクの光反射内壁により反射されてから、散ら
された状態でレンズに再入し受光素子に当たる迷光とを
区別することによって、このような迷光による冷却液の
液位の誤読み取りを防止する、レンズに設けた機構とか
らなる、自動車のラジエータと、これ用の冷却水液位モ
ニタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/923,524 US5279157A (en) | 1992-08-03 | 1992-08-03 | Liquid level monitor |
| US07/923,524 | 1992-08-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06102080A JPH06102080A (ja) | 1994-04-12 |
| JP3285669B2 true JP3285669B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=25448831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17488693A Expired - Lifetime JP3285669B2 (ja) | 1992-08-03 | 1993-06-22 | 液位モニタ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5279157A (ja) |
| JP (1) | JP3285669B2 (ja) |
| CA (1) | CA2100603C (ja) |
| DE (1) | DE4318030B4 (ja) |
| GB (1) | GB2269455B (ja) |
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