JPH0660837B2

JPH0660837B2 - 液面測定装置

Info

Publication number: JPH0660837B2
Application number: JP1142872A
Authority: JP
Inventors: ビユーベイズトマス; ジエラルドクレンクビンセント; ジエイ．ルポリピーター; ジエイ．マテイスドナルド
Original assignee: カスコプロダクツコーポレーシヨン
Priority date: 1989-06-05
Filing date: 1989-06-05
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPH0313828A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本願発明は、液面表示装置に関し、より具体的には、光
伝導部と光源と受光部とを用い、光伝導部が、被測定液
体に浸るにつれて、光伝導部の面への屈折特性が変化
し、これを受光部により検出する装置に関する。

〔従来の技術〕

アメリカ合衆国特許第３４４８６１６号明細書には、液
面を測定する先細の光伝導部を用いた上述したタイプの
代表的な装置が開示されている。この光伝導棒は、タン
ク内に縦方向に取り付けられるもので、光伝導棒の上端
には、光源と光検出器とが設けられている。液面が上昇
し光伝導棒の浸水部が増大すると、光伝導棒と液体との
境界面からの屈折する光が少なくなり、光検出器により
受け取られる光の量が減るようになっている。このよう
にして、光検出器は、光伝導棒の液体への浸り度合いに
反応することになる。

アメリカ合衆国特許第３２９９７７０号明細書には、導
管内の液面を測定する装置が開示されていて、この装置
は、光反射面を下端に備えた均一型の透明な棒を備え
る。測定は、光線をこの棒体中に下の方に向かって導
き、棒と液体との境界面から上の方に反射する光を光電
池で検出することにより行なう。

同様な装置は、アメリカ合衆国特許第３７６６３９５
号、同第３８３４２３５号、同第４１３４０２２号、同
第４２４２５９０号、同第４３５４１８０号及び同第４
４５８５６７号明細書にも開示されている。

また、アメリカ合衆国特許第３９１７４１１号、同第３
９３２０３８号及び同第３９７７７９０号明細書にも、
光を屈折させて液体を測定する種々のタイプの透明棒が
開示されている。前の段落に列挙したアメリカ合衆国特
許明細書とは異なり、これら３つのアメリカ合衆国特許
明細書には、液体の密度または比重を測る測定装置が開
示されている。これらの装置では、透明な棒と組み合わ
せた光検出装置により、密度または比重とともに変化す
る光の量を受け取る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した特許明細書に開示された装置の殆んどは、透明
な棒が、細長くなっていて、その長さの大部分にわたっ
て露出されていて、損傷を受けやすくなっている。

さらに、先に述べたアメリカ合衆国特許明細書に開示さ
れた液面センサの殆んどは、容器にほぼ縦方向の位置に
取り付けられるようになっていて、すなわち透明部が縦
方向の下の方に伸びたまま容器の上部カバーに通常取り
付けられる。このため、自動車に使用するのは不適当で
あった。

頑丈で信頼性に富み、オイルパンの縦方向壁に取り付け
ることのできる自動車用の便利な液面表示計が、何年に
もわたって求められていた。種々の可動部品をなくすこ
とも、重要なことであった。というのは、可動部品を組
み合う機械的なフロートやスイツチは、信頼性がないと
考えられるからである。さらに、オイルパンでの温度範
囲が広いだけでなく、機械的な衝撃や運転中のエンジン
の振動等の過酷な環境に耐える必要があるため、自動車
用の液面測定装置には、機械的な表示計は適していなか
った。

オイルパン内の液面測定専用の測定装置の一例が、アメ
リカ合衆国特許第３９３９４７０号明細書に開示されて
いる。この特許明細書に開示された装置では、温度に応
じて抵抗値が変化する抵抗素子からなる２個をセンサを
用い、一方の抵抗素子を、オイルパンの一方の縦方向壁
に位置づけ、他方の抵抗素子を隣接する壁に前者の抵抗
素子に対し直角方向に取り付けている。これは、自動車
が水平面にない場合に読み取りを行なうときに起きるこ
とのあるエラーを補償するようにしたものである。

この特許明細書に開示された発明は、自動車が傾斜して
いる場合に生ずる読み取りの誤りという問題を解消する
ことをねらったものであるが、２個の検出素子を用いる
という技術的解決手段には、欠点がある、さらに、自動
車が、一方の側に傾こうとし、また前方から後方の方へ
傾こうとした場合に、読み取りに誤りが起こると考えら
れる。

さらに、被測定液体に浸されることになる円錐形の先端
を備えた形の光学センサは、いままで、円錐形の先端の
軸線を縦方向に配置したまま作動させることが必要であ
るとされていた。本願発明によれば、円錐状の先端を備
えたセンサを、その軸線を実質的に水平にしたまま取り
付けても、つまりオイルパンの縦方向壁に取り付けた場
合と同様に、著しくかつ予期しない良好な効果が得られ
る。さらに、極めて高い感度が得られるので、センサ部
の領域での長さ３ミリメータのオーダの変動も、優れた
反復性と信頼性を持って検出可能である。

従来の液体表示装置の上述した欠点は、本発明により解
消される。本願発明は、構造が著しく簡単で、損傷に対
して強く、長時間使用しても上部で動作に信頼性があ
る、改良された小型の光学型液体表示装置と、自動車の
傾斜を自動的に検出し読み取りの不正確や誤りが起こら
ないようにした改良された表示装置と、ドアの開扉、ガ
ソリンタンクキャップの取り外し等の自動車のドライバ
ーを含めた特定の動きに感応して、液面の読み取りを自
動的に開始する装置の、円錐状の先端を備えた透明なプ
リズムに効率を上げるために溝を環状に形成した装置
と、被測定液体の好ましくない漏洩を防ぐ装置とを提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

これらの目的は、貫通孔を備えねじ止め用の雄ねじを形
成され茶碗状の容器と、貫通孔内に配置した検知部品と
を有する取り付け部からなる、オイルパンの壁に取り付
ける新規な液面表示装置により達成される。茶碗状の容
器には、被測定液体に浸る円錐状の端部を備えたプリズ
ムからなる壁が内側に形成される。この容器内には、光
源と、光感応機構と、これらの取り付け機構とが設けら
れる。プリズムには、その外部に露出した円錐状端部と
軸線を同じくする円錐状の凹部を包み込むように形成し
て、光源からの光線が、この凹部の表面を通過し、外部
に露出した円錐状のプリズム端の方に屈折により曲が
り、円錐状の露出端から反射光線は、逆に円錐状の凹部
の表面を通過して、光感応機構の方に屈折により曲がる
ようにしてある。

本願発明による新規の表示装置は、さらに、透光性のプ
ラスチツク材料で形成されプリズム形成部を備えた底壁
を一体的に横断方向に有する茶碗状の液体が浸入しない
成型体であって、たとえ、成型体を、液体用の容器の壁
内またはその表面に縦方向または水平方向いずれに取り
付けても、正確で実用的な読み取りができるように、プ
リズム形成部を配置した成型体を有することを特徴とす
る。このプリズム形成部と並んで成型体内に、小型の発
光ダイオードと小型の光感応素子とを設け、これらを並
んで位置付けることにより、それぞれが光を供給しプリ
ズム形成部から光を受け取ることができるようにしてあ
る。これら並んで置かれた素子は、互いに角度をなして
配置され、プリズム形成部に形成した円錐形の凹部と向
かい合い寸法を減らして装置の小型化を図っている。寸
法を小さくするこにより、装置全体を、液体容器の壁に
形成した比較的小さな孔の中にははめ込むことができ
る。取り付けを簡単にするため、液体容器の壁の孔に
は、ねじを形成し、液密シールをかまして孔にねじ込ん
だねじ付きのブシユ内に、この検出装置を保持できる。

このほかの特徴及び特有の効果については、後述する。

〔実施例〕

第１図、及び第９図ないし第１１図を参照しながら説明
すると、金属製取り付け具１０には、ねじ１４と六角ヘ
ツド１６とを形成した本体１２を設ける。この本体１２
の内側突出縁１７は、環状である。取り付け具１０は、
密閉座金２０をかまして自動車のオイルパン１８の側壁
にねじ込むことができる。取り付け具１０の絶縁コネク
タブロツク２２には、自動車のワイヤリングハーネスと
接続する３本の通電用突出部２６，２８及び３０用の案
内孔２４を第５図に示すように形成する。コネクタブロ
ツク２２には、これら通電用突出部２６，２８及び３０
用の凹部３２を形成する。コネクタブロツク２２には、
第４図、第７図及び第８図に示すように途中でとぎれた
斜面３３を形成するとともに、スカート３４を形成して
突出部２６，２８及び３０の保護を行なう。このスカー
ト３４には、リブ３５が接続する。

コネクタブロツク２２には、取り付け具１０のフランジ
により締め付ける段部３６を環状に形成する。

スカート３４には、固定用の突起３７を設ける。取り付
け具１０内に形成した段部４０（第９図参照）は、コネ
クタブロツク２２の段部４２（第５図参照）とかみ合
う。この段部４２には、隆起４４が形成され、凹リング
４６によりシールを行なう。

取り付け具１０の内孔内には、オイルパン１８内の液面
を測定する改良した密閉型センサ装置５０を設ける。こ
のセンサ装置５０は、底壁にプリズム５４を備えた環状
体５２からなる。この環状体５２内には、集光レンズ５
７を備えた光源５６と、通電用突出部２８，３０に接続
したリード線５８，６０に加えて、集光レンズ６３を備
えた光センサ６２と、３本のリード線６４，６６及び６
８とが収容される。リード線６４は、通電用突出部２８
と接続し、リード線６６は、抵抗器７０を介して通電用
突出部２８に接続し、リード線６８は、通電用突出部２
６と接続する。プリズム５４は、黄色のポリエーテルス
ルホン等の透明または半透明の耐熱材からなる。保持ブ
ロツク７２が、環状体５２内に設けられ、光源５６と光
センサ６２用の正確な受け部７４，７６をなしている。

光源５６は、赤外線発光ダイオードとすることができ、
またセンサ６２は、フオトトランジスタとすることがで
きる。

保持ブロツク７２には、５個の孔８０を形成した段部７
８を設け、これらの孔に、リード線６４，６６及び６８
を通す。発光ダイオード５６とフオトトランジスタ６２
の各底部は、段部７８と当たる。

導電用突出部２６，２８及び３０は、全て同一のもので
ある。第１５図ないし第１７図に示すように、通電用突
出部２６は、脚部８１及び８２と、取り付け用の孔８６
を備えた結合部８４とからなるＵ字型の部分を備える。
３本の通電用突出部は、保持ブロツク７２の指型片８
８，９０及び９２の各々にはまる。これら指型片には、
軸線を同じくする取り付け用孔９４，９６及び９８が形
成される。

発光ダイオード５６からのリード線５８，６０と、フオ
トトラジスタ６３からのリード線６４，６８と、抵抗器
７０からのリード線とを、通電用突出部３０，２８及び
２６にハンダ付けした後、これらをコネクタブロツク２
２の案内孔２４に挿入し、環状体５２への組み込みを行
なう。環状体５２の面９９（第１２図参照）は、コネク
タブロツク２２に設けた段部１０１（第５図及び第８図
参照）とかみ合う。

プリズム５４には、被測定液体に浸る円錐面１０２を、
形成するが、この円錐面は、保護のために取り付け具１
０内の奥まった箇所に位置付けられる。

本願発明によれば、円錐面１０２と軸線を同じくする円
錐形の凹部１０４が内側に形成され、発光ダイオード５
６とフオトトランジスタ６２とが、この円錐面の軸線に
対し角度をなして取り付けられる。さらに、環状の溝１
０６により、円錐形の凹部１４を取り囲み、光線が通過
するはっきりと区画された領域を形成する。

第１図及び第３４図には、装置の詳細とコンパクトさを
示してある。プリズム５４には、円筒形の壁５４ａ及び
５４ｂと、これらの円筒形の壁の間に薄肉部５４ｃとを
形成する。これらにより、プリズム５４とともに底壁を
構成する。第３４図の矢印で示した光線は、プリズム５
４中を通り反射して、後述する電子回路とともに使用し
て、検知能力を発揮する。

内錐面１０２の軸線と、発光ダイオード５６及びフオト
トランジスタ６２の各軸線との間の光角は、約９゜であ
る。円錐形の凹部１０４の面が横断面となす角度は、９
゜と１３゜の間で任意であり、代表的には１１゜であ
る。発光ダイオード５６によって放なされる光線は、光
線が環状体５２の透明部に入るとき屈折により曲がる。
また、光線が、円錐面１０２の方に向かってプリズム５
４中を通るとき、光線は、プリズムの軸線に対し実質的
に平行である。光線が円錐形の凹部１０４を出るとき反
射した光線は曲がり、フオトトランジスタ６２に当た
る。このとき光線は、フオトトランジスタ６２の軸線と
実質的に平行である。環状溝１０６により、発光ダイオ
ード５６からの光の一部を遮り、この遮られた光線の大
部分は、散乱されて、円錐面１０２には到達しない。円
錐面１０３と円錐形の凹部１０４との間の距離は、円錐
面１０２の最大直径とほぼ同じである。円錐形の凹部１
０４は、円錐面１０２と比べて比較的フラツトに近い。

本発明によれば、円錐面１０２は比較的小さく、この円
錐面は、浅い円錐形の凹部１０４と、環状の溝１０６
と、角度をなして配置された発光ダイオード５６及びフ
オトトランジスタ６２とともに、極めて正確な著しく高
い感度をもたらしている。円錐面１０２の横断方向にお
いて、ほんの３ミリメータ程度の範囲でも、測定を正確
に行なうことができる。

円錐面１０２を囲むように、環状の溝１０８を形成して
毛管現象の発生を防止する。

本願発明は、上述したセンサ装置５０と一緒に使用でき
る改良された自動車傾斜検出器１１０と、読み取りのエ
ラーをなくした第３２図に示す制御回路とをも提供する
ものである。

第１８図ないし第２７図に示した傾斜検出器１１０は、
透明材料からなる２分割ケース１１２，１１４からな
る。第２１図ないし第２３図に示す一方のケース１１２
は、茶碗状をしていて、内側に環状の段部１１６を形成
され、この段部に、他方のケース１１４をはめ込めるよ
うになっている。この他方のケース１１４は、第２４図
ないし第２７図に示すように、円錐形の凹部１１８を内
面に形成した平板状体を備える。一方のケースと他方の
ケースとは、ガスケツト１１９により密閉する。両ケー
ス１１２，１１４は、軸線を同じする環状の突出部１２
０，１２２を備える。環状の突出部１２２には、発光素
子１２４を設け、他方の環状の突出部１２０には、受光
素子１２６を設ける。組み合わされたケース内では、不
透明な球体１２８が移動できる。リード線１２９及び１
３０並びに１３２，１３４及び１３６を直角に曲げて、
プリント基板１３８に組み付ける。プリント基板１３８
には、取り付け用の切り込み部１４０を形成してある。

プリント基板１３８は、自動車がほぼ水平状態にあると
き円錐状の凹部１１８が垂直方向上方を向くように、自
動車に適切に取り付ける。球体１２８は、円錐形の凹部
１１８の中央を重力の作用で占め、この中央にあると
き、球体は、発光素子１２４からの光線を遮り、その光
線の大部分が受光素子１２６に到達すのを防げる。自動
車が、５゜または１０゜で傾いていると、球体１２８
は、第１８図で点線で示した位置のように光路を外れて
半径方向外側に移動する。このようにして受光素子１２
６は、自動車の傾斜についての情報を提供することによ
り、読み取りの誤りを防止するのに用いることができ
る。

複数本のリブ１４２を、半径方向に伸びるように設け
て、球体１２８の動きを弱めるようにするとよい。一方
のケース１１２には、支持脚１４４及び１４６を設け、
他方のケース１１４にも、同様な支持脚１４８及び１５
０を設けるとよい。

第３２図には、自動車のバツテリー１５２と、イグニツ
シヨンスイツチ１５４と、ドアの側柱スイツチ１５６の
ほかに、発光ダイオード５６と、フオトトランジスタ６
２と、抵抗器７０と、発光素子１２４と、受光素子１２
６とが示されている。点線で示した輪郭は、プリント基
板を示すものである。

７個の電気端子１５８，１６０，１６２，１６４，１６
６，１６８及び１７０は、プリント基板１３８と接続す
る。電気端子１６４は、自動車のバツテリー１６２と接
続する。電気端子１６４を通って絶えず引き出されるパ
ツシブ電流(passive current) は、ごくわずかである。

端子１６４に設けたダイオード１７２は、回路を保護す
るためのものである。電圧調整は、ツエナーダイオード
１７４と抵抗器１７６によりなされる。フイルタリング
(filtering) は、コンデンサ１７８によりなされる。ツ
エナーダイオード１７４とコンデンサ１７８の接続リー
ド線１８０により、調整された正電源を構成する。接続
リード線１８０におけるＢ^＋端子は、図面の絶の６個の
Ｂ^＋端子の箇所と接続する。

発光ダイオード５６は、ドライバがドアを開いた後、ス
イツチングトランジスタ１８２と抵抗器１８４とを介し
て所定時間通電される。同時に、発光素子１２４も、抵
抗器１８９を介して通電される。スイツチングトランジ
スタ１８２のベースは、端子１６０に続く抵抗器１８８
に接続される。この端子１６０は、正の電源ライン１８
０の電位に通常あるが、ドライバがドアを開けるとドア
の側柱スイツチ１５６が閉じて、このスイツチを介して
設置される。

抵抗器７０は、フオトトランジスタ６２のベースとエミ
ツタ間に接続される。フオトトランジスタ６２のコレク
タは、通電用突出部２６を介して端子１６２と接続す
る。端子１６２は、正の電源ライン１８０に接続した負
荷抵抗器１９０に伸びており、さらに、直列接続した第
１及び第２の抵抗器１９２及び１９４の各々を介して、
フリツプフロツプ１９８の一方の入力１９６と接続す
る。このフリツプフロツプは、ＮＡＮＤゲート２００及
び２０２を互いに接続したものからなる。これら２個の
直列接続した抵抗器１９２，１９４の接続点と端子１６
０との間にダイオード２０４を接続し、コンデンサ２０
６を、電源ライン１８０に接続する。ＮＡＮＤゲート２
０２からの出力２０７は、抵抗器２０８を通じてスイツ
チを構成するトランジスタ２１０のゲートに供給され
る。トランジスタ２１０のドレインは、端子１６８と接
続し、「ドライバ・インフオメーシヨン・センタ」（図
示せず）と呼ばれる自動車に載せる搭載モジユールを駆
動して、これにより自動車のダツシユボードの表示灯を
作動させるかまたは第３２図に示すように端子１６８を
介して表示灯２１２を直接駆動できるように配置する。
トランジスタ２１０のソースは、端子１７０を介して接
地される。フリツプフロツプ１９８の他方の入力は、符
号２１４で示す箇所である。ＮＡＮＤゲート２００の出
力２１６は、ＮＡＮＤゲート２０２の入力２１８に接続
され、ＮＡＮＤゲート２０２の出力２０７は、同様に、
ＮＡＮＤゲート２００の入力２２２と接続される。

端子１５８には、ダイオード２２４が接続され、このダ
イオードにより、イグニツシヨン・スイツチ１５４が閉
じたときこのスイツチから正の（バツテリ）電圧を印加
するとともに、回路の極性が逆転するのを防止する。ダ
イオード２２４には、抵抗２２６及び２２８を接続し、
後者の抵抗器は、別個のＮＡＮＤゲート２３２の入力２
３０に接続される。この入力２３０と接地との間には、
コンデンサ２３４と抵抗器２３６とが接続される。入力
２４０は、電源ライン１８０と接続する。

ＮＡＮＤゲート２３２の出力２３８は、バイパスコンデ
ンサ２４を備え、トランジスタ２１０のゲートをダイオ
ード２４４を通じて選択的にクランプ(clamp) できるよ
うに配置する。この出力２３８は、また、ＮＡＮＤゲー
ト２００の入力２１４に別のダイオード２４６を通じて
接続される。ＮＡＮＤゲート２００の入力２１４と電源
ライン１８０との間には、抵抗器２４８が接続される。
端子１６０と、ＮＡＮＤゲート２００の入力２１４との
間には、結合コンデンサ２５０が接続される。ドライバ
がドアを閉じたままでいると、端子１６０は、抵抗器２
５２の作用により、電源ライン１８０の電圧と等しい電
圧に通常ある。

傾斜検知器１１０のフオトトランジスタ１２６は、ベー
スと接地との間に抵抗器２５４を備える。このフオトト
ランジスタのエミツタは、ダイオンのＮＡＮＤゲート２
５６の双方の入力と接続する。フオトトランジスタ１２
６の負荷は、抵抗器２５８により構成する。第４のＮＡ
ＮＤゲート２５６の出力２６０は、ダイオード２６２を
介してトランジスタ２１０のゲートに接続される。

いまここで、プリズム５４の軸線が、ほぼ水平な状態に
あるとする。この状態で、ドライバ側の自動車のドアが
開けられると、制御回路により、ほんの一瞬の間に液面
の読み取りがなされる。そして、もし液面が低いと、表
示灯２１２が点灯し（但し、イグニツシヨンスイツチ１
５４を閉じた後）、さらに、イグニツシヨンスイツチ５
４をＯＮにした後、代表的には３０秒間その状態を保持
する。

表示灯２１２と接続されたトランジスタ２１０のドレイ
ンにより、この表示灯の通電がなされる。自動車がアイ
ドリング中に、ドアの側柱スイツチ１５６が開き、イグ
ニツシヨンスイツチ１５４も開くと、ＮＡＮＤゲート２
００の入力端子２１４が、抵抗器２４８を通じての電源
ライン１８０との接続によりハイデジタルレベルとな
る。このとき、ダイオード２４６は導通していない。と
いうのは、後述するように、ＮＡＮＤゲート２３２の出
力がハイであるためである。ＮＡＮＤゲート２０２の入
力端子１９６もまた、ダイオード２０４と抵抗器２５２
とを通じて与えられるバイアスの結果ハイである。ＮＡ
ＮＤゲート２０２の出力端子２０７は、ハイまたはロウ
のいずれかとなる。他方のＮＡＮＤゲート２００の出力
２１６のレベルは、出力端子２０７の反転状態である。
すなわち、ゲート２０２の出力がハイであると、ゲート
２００の出力はロウとなり、ゲート２０２の出力がロウ
であると、ゲート２００の出力はハイとなる。イグニツ
シヨンスイツチ１５４が一度も閉じられなかった場合に
は、表示灯２１２は、決して点灯しない。

もし、自動車が接地電位にあると、ＮＡＮＤゲート２５
６の出力２６０は、ハイとなり、したがって、ダイオー
ド２６２は導通しない。これらＮＡＮＤゲート２５６と
ダイオード２６２とにより、自動車の傾斜検出回路の一
部を構成するが、その動作については、後に詳しく説明
する。

自動車のドライバが、ドライバ側のドアをまず開ける
と、ドアの側柱スイツチ１５６が閉じ、液面の読み取り
が行われる。読み取りは、回路の幾つかの部品の作動に
よりなされる。すなわち、負のパルスが、結合コンデサ
２５０を経てＮＡＮＤゲート２００の入力端子２１４に
印加され、その結果、フリツプフロツプ１９８がリセツ
トされる。さらに、側柱スイツチ１５６が閉じることに
より、抵抗器１８８の一端が接地されることになり、ス
イツチングトランジスタ１８２が導通する。このスイツ
チングトランジスタの導通により、発光ダイオード５６
及び２４の双方が通電される。発光ダイオード５６は、
センサ装置５０に組み付けられている。発光ダイオード
５６からの光線が、第１図に示す円錐形の凹部１０４の
面に当たり、この面を通過してプリズム５４に入ると
き、屈折により曲がり、円錐面１０２の軸線とほぼ平行
になる。もし、液面が、円錐面１０２のある定められた
点よりも上にあると、光センサ、すなわちフオトトラン
ジスタ６２を駆動するには不十分な光しか、円錐面１０
２とオイル間の境界面では、プリズム内で反射されず、
したがって、フオトトランジスタは、導通しないことに
なる。このため、端子１６２は、フオトトランジスタ６
２により低デジタル電圧レベルに低下しないので、ＮＡ
ＮＤゲート２０２の入力１９６は、ハイのままであり、
したがって、ＮＡＮＤゲートの出力２０７は、低デジタ
ルレベルに降下する。一方、液面が低いと、フオトトラ
ンジスタ６２に当たる光線の量が増し、その結果、端子
１６２は、電位が降下し、ＮＡＮＤゲート２０２の入力
端子１９６を低デジタルレベルに落す。この結果、ＮＡ
ＮＤゲート２０２の出力２０７を、高デジタルレベルに
し、ダイオード２４４または２６２が導通していない限
り（抵抗器２０８を通じて）トランジスタ２１０にゲー
ト電圧を印加するのに十分な出力レベルとなる。しかし
ながら、他の幾つかの条件がそろうまで、表示灯２１２
は、液面が低いことを表示しない。

ドライバが車内に入りドアを閉じると、ＮＡＮＤゲート
２００と２０２とからなるフリツプフツロプ１９８によ
り読み取りが、所定の場所に保たれ、すなわちストアさ
れる。というのは、フリツプフロツプをリセツトするよ
うなことは、まだ何も生じていないからである。

イグニツシヨンスイツチ１５４を閉じると、これまた、
回路の幾つかの部品の動作が生ずる。すなわち、イグニ
ツシヨンスイツチを閉じることにより、表示２１２の一
方の端子が自動車のバツテリ１５２と接続されることに
なる。もしこのとき、トランジスタ２１０にゲート電圧
がかかっていると、イグニツシヨンスイツチ１５４が閉
じた瞬間に表示ランプ２１２が点灯し、液面が正常状態
よりも下にあることを自動車のドライバに警告すること
になる。

さらに、イグニツシヨンスイツチ１５４を閉じることに
より、正の電圧が、ダイオード２２４と抵抗器２２８と
を通じて、ＮＡＮＤゲート２３２の入力２３０に印加さ
れる。このイグニツシヨンスイツチ１５４が閉じられる
前には、ＮＡＮＤゲート２３２の出力２３８は、ロウで
あった。イグニツシヨンスイツチが閉じると、ＮＡＮＤ
ゲートの入力２４０はハイであるので、ＮＡＮＤゲート
の出力２３８またハイとなる。こうして、ＮＡＮＤゲー
ト出力がハイであると、ダイオード２４４は、導通せ
ず、すなわちトランジスタ２１０に対するゲート電圧を
阻害しないので、表示灯２１２の点灯を邪魔しないこと
になる。また、イグニツシヨンスイツチを閉じた後で
は、コンデンサ２３４が、これ自体の値と抵抗器２２８
の値とにより定まる速度で充電を開始する。この回路の
時定数の結果、約３０秒の遅れがもたらされる。この３
０秒の遅れの後に、ＮＡＮＤゲート２３２の出力２３８
は、低デジタルレベルとなるため、ダイオード２４４を
導通させる。この結果、トランジスタ２１０のゲート電
圧が低デジタルレベルに保持されるので、トランジスタ
２１０は導通をやめる。こうして、表示灯２１２は、こ
の遅れ、例えば３０秒の後消灯する。

以上の説明では、ＮＡＮＤゲート２５６の出力２６０が
ハイであり、ダイオード２６２が導通していないことを
前提とした。このことは、自動車を丘の上に駐車させよ
うとする場合とは反対に、ほぼ水平な状態に自動車があ
ることを前提とするものである。

もし、自動車が斜面にあるとすると、オイルパンの縦方
向壁内に取り付けたセンサ装置５０は、たとえ、液面が
低くてもすっかり浸され、または液面が正常あるいは正
常状態よりも高くてすっかり露出することになるので、
正確な読み取りはなされないこととなる。

こうした状態に対処するため、本発明では、自動車の傾
斜センサ１１０が、自動車が傾斜していることを検知す
ると、ダイオード２６２を通じてＮＡＮＤゲート２６０
の出力によって、トランジスタ２１０のゲート電圧をク
ランプする。第１８図に示した球体１２８がその光遮断
路から外れるほど移動するのに十分な傾斜であると、自
動車のドアが開くときにトランジスタ１８２を介して生
ずる発光素子１２４のスイツチＯＮにより、光感応素子
１２６を導通させるのに十分な程度までこの光感応素子
を照射し、ＮＡＮＤゲート２５６の両方の入力に高デジ
タルレベルをもたらす。したがって、このＮＡＮＤゲー
トの出力２６０は、低デジタルレベルとなり、ダイオー
ド２６２を通じて、トランジスタ２１０が導通しなくな
るようにトランジスタのゲート電圧をクランプさせて、
表示灯２１２を点灯させないようにする。このようにし
て、オイルパン内の液面とは無関係に、自動車が傾斜面
にあると、表示灯２１２は、通電されないことになる。

本発明の別の実施例を、第３３図に示してあるが、この
図では、自動車２６６と、燃料タンク２７０のフイラー
チユーブ２６８とを図示してある。さらにまた、通電の
ねじキヤツプ２７２と、車体に蝶番で取り付けた蓋２７
４とを図示してある。本発明は、この蓋７４の動きと、
ねじキヤツプ２７２のねじ開け取り外しのいずれかを感
知して、自動車の液面の読み取りを開始するトリガ信号
を出す機構を提供するものである。リードスイツチ２７
６を、ねじキヤツプ２７２と蓋２７４の双方と組み合わ
せるが、このリードスイツチは、フイラーチユーブ２６
８に取り付けるとよい。リードスイツチ２７６は、単極
単投接点２７８，２８０としてよく、両接点を、ねじキ
ヤツプの表面または内側に取り付けた１個以上の磁石の
すぐ近くで開いたままにさせる。ねじキヤツプが、回さ
れて取り外されると、リードスイツチの両接点２７６，
２７８が、閉じることになる。この構造は、第３２図に
示した構造と取り換えてもよく、この場合、リードスイ
ツチ２７６を、接地と端子１６０との間に接続し、ドア
の側柱スイツチ１５６への図示してある接続をやめる。

こうして、自動車の燃料を供給するたびに、液面の読み
取りが、自動的に開始されることになる。

本発明のさらに別の実施例を、第３５図に示すが、この
図には、茶碗状体５２ｃと、その底壁に設けたプリズム
５４Ｇと、円錐形の凹部１０４ｃに加えてこの凹部１０
４ｃの底に形成したテーパ付きの内孔すなわち盲穴２８
２とを図示してある。この盲穴２８２を形成することに
より、茶碗状体５２ｃの成型が容易になる。

本発明による表示計は、構造が簡素化しているとともに
信頼性がある。ドライバ側のドアが開くたびに、または
自動車に燃料が補給されるたびに、液面の読み取りがな
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のセンサ装置の軸線方向断面図であ
る。第２図は、第１図に示したセンサ装置の左側端面図
の一部を示すものである。第３図は、光源及びセンサの
保持ブロツクの側面図を示すものである。第４図は、セ
ンサ装置の右側端面図を示すものである。第５図は、第
７図の線５−５における軸線方向断面図を示すものであ
る。第６図は、第５図の左側端面図を示すものである。
第７図は、第５図の右側端面図を示すものである。第８
図は、第７図の線８−８における軸線方向断面図を示す
ものである。第９図は、センサ装置のねじ形成された取
り付け具の軸線方向断面図を示すものである。第１０図
は、第９図の取り付け具の左側端面図の一部を示すもの
である。第１１図は、第９図の取り付け具の右側端面図
の一部を示すものである。第１２図は、茶碗状のセンサ
部とプリズム状の端部壁との軸線方向断面図を示すもの
である。第１３図は、第１２図の左側端面図を示すもの
である。第１４図は、第１２図の右側端面図の一部を示
すものである。第１５図は、コネクタ通電用突出部の正
面図を示すものである。第１６図は、第１５図の平面図
を示すものである。第１７図は、第１５図の右側端面図
を示すものである。第１８図は、センサ装置用の傾斜検
出器の軸線方向断面図を示すものである。第１９図は、
第１８図の左側端面図を示すものである。第２０図は、
第１８図の右側端面図を示すものである。第２１図は、
傾斜検出器の一方のケースの軸線方向断面図を示すもの
である。第２２図は、第２１図の左側端面図を示すもの
である。第２３図は、第２１図の右側端面図を示すもの
である。第２４図は傾斜検出器の他方のケースの一部側
面一部軸線方向断面図を示すものである。第２５図は、
第２４図の左側端面図を示すものである。第２６図は、
第２４図に示したケースの反対側の側面図を示すもので
ある。第２７図は、第２４図の右側端面図を示すもので
ある。第２８図は、光源及びセンサ保持ブロツクの側面
図を示すものである。第２９図は、第２８図の左側端面
図を示すものである。第３０図は、第２８図の右側端面
図を示すものである。第３１図は、第２８図の平面図を
示すものである。第３２図は、本発明の液面表示計の回
路図を示すものである。第３３図は、蓋開けに感応する
スイツチを示す自動車の燃料タンクの概略図を示すもの
である。第３４図は、センサ装置の概略説明図を示すも
のである。第３５図は、センサ装置の変形例を示すもの
である。１０……金属製取り付け具、１２……本体（突出部）、
１４……雄ねじ、１８……オイルパン、５４……プリズ
ム、５６……光源、６２……光センサ、７２……保持ブ
ロツク、７４及び７６……受け台、１０２……円錐面、
１０４……円錐形の凹部、１１０……傾斜検知器（重力
感応機構）、１２４……発光素子、１２６……受光素
子、２７０……ガソリンタンク、２７４……蓋、２７６
……リードスイツチ（蓋が開になることに感応する機
構）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ドナルドジエイ．マテイスアメリカ合衆国，コネチカツト 06850, ノーウオーク，ダグラスドライブ 15 (56)参考文献特開昭54−58053（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−122320（ＪＰ，Ａ) 実開昭54−95270（ＪＰ，Ｕ) 実開昭56−44323（ＪＰ，Ｕ) 実開昭56−166538（ＪＰ，Ｕ) 実開昭53−20963（ＪＰ，Ｕ) 実開昭58−177814（ＪＰ，Ｕ) 実開昭58−146723（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ａ）雄ねじを形成された実質的に円筒体の
部分を備えた金属製取り付け具であって、この雄ねじに
より液体収容容器の壁の孔に固定できる取り付け具と、ｂ）この円筒体の部分に形成した貫通孔と、ｃ）この貫通孔内に設けられた茶碗状容器であって、貫
通孔の内端に近接して置いたプリズムからなる底壁を備
え、このプリズムは、被測定液体中に浸す、実質的に円
錐状の先端部を備えた茶碗状容器と、ｄ）前記円筒体の部分の側壁に並置された前記茶碗状容
器の側壁と、ｅ）光源機構、光感応機構、並びにこれら光源及び光感
応機構を前記茶碗状容器に取り付ける機構と、ｆ）前記プリズムに形成した、光を導入し光を透過する
実質的に円錐形の凹部であって、この円錐形の凹部の面
に入る前記光源からの光線が、屈折により、前記円錐状
の先端部の方に曲げられ、かつ、この円錐形の凹部の面
を外方に向かって通過する、この円錐状の先端部からの
反射光線が、屈折により、前記光感応機構の方に曲げら
れるように、この円錐状の先端部と実質的に軸線を同じ
くして前記プリズムに形成した、光を導入し光を透過す
る円錐形の凹部とからなる、容器内の液体を測定するた
めの液面表示計。
【請求項２】前記光源は、光線を前記円錐形の凹部の面
に当てる、請求の範囲第１項に記載の液面表示計。
【請求項３】前記円錐形の凹部の面を外に向かって通過
する光線は、屈折により、前記光感応機構の方に曲げら
れる、請求の範囲第２項に記載の液面表示計。
【請求項４】前記プリズムの内面には、前記円錐形の凹
部を囲む溝を、環状に形成する、請求の範囲第１項に記
載の液面表示計。
【請求項５】前記プリズムの外面には、前記円錐状の先
端部を囲む溝を、環状に形成する、請求の範囲第４項に
記載の液面表示計。
【請求項６】前記取り付け具に保持された電気的接続機
構であって、前記光源に通電するためこれに接続すると
ともに、前記光感応機構の状態をモニタするためこれに
も接続する電気的接続機構を備えた、請求の範囲第１項
に記載の液面表示計。
【請求項７】ａ）前記光源及び光感応機構を取り付ける
機構は、前記茶碗状容器にその開口端より収容される保
持ブロックからなり、ｂ）この保持ブロツクは、前記光源及び光感応機構用の
受け台を備える、請求の範囲第１項に記載の液面表示
計。
【請求項８】ａ）光源と、ｂ）光感応機構と、ｃ）プリズムであって、被測定液体に浸る円錐端を備え
たプリズムと、ｄ）このプリズムの他端に形成した円錐形の凹部と、ｅ）このプリズムの他端でその円錐形の凹部に近接して
置かれた前記光源及び光感応機構を取り付ける機構であ
って、光源からの光が、前記円錐形の凹部の一部を通っ
て前記プリズムに入り、前記円錐端に当たり、そこから
屈折し前記円錐形の凹部の他の部分で前記プリズムから
出た上で、前記光感応機構に当たるように、前記光源及
び光感応機構を取り付ける機構とからなる、容器内の液
体を測定する液面表示計。
【請求項９】前記プリズムは、内孔であって、その開口
が前記円錐凹部の面と交差する内孔を形成される、請求
項第８項に記載の液面表示計。
【請求項１０】前記内孔は、直径が徐々に小になる、請
求項第９項に記載の液面表示計。
【請求項１１】前記プリズムは、盲穴であって、その開
口が前記円錐状凹部の面と交差する盲穴を形成される、
請求項第８項に記載の液面表示計。
【請求項１２】a)プリズム形成部を備えた底壁を横断方
向に有する茶碗状の液密構造体と、 b)この茶碗状の液密構造体内に並んで配置された発光素
子と光感応素子であって、この茶碗状の液密構造体の底
壁のプリズム形成部に対し並んで配置されることによ
り、このプリズム形成部への光線の供給とプリズム形成
部からの光線の受け取りを各々行なう発光素子と光感応
素子とからなり、前記プリズム形成部は、前記発光素子
と前記光感応素子とに向かい合う凹部を前記底壁に形成
される、容器内の液体を測定する液面表示計。
【請求項１３】前記プリズム形成部は、その両端間に、
その取り付け機構を設ける、請求項第12項に記載の液面
表示計。
【請求項１４】前記プリズム形成部は、その取り付け機
構の一方の側に円筒形状の外面を備える、請求項第13項
に記載の液面表示計。
【請求項１５】前記プリズム形成部には、その取り付け
機構の他方の側に別の円筒状の面を備える、請求項第14
項に記載の液面表示計。
【請求項１６】a)前記発光素子と光感応素子とは互いに
角度をなして配置され、 b)前記プリズム形成部に設けた前記凹部は、円錐面を備
える、請求項第12項に記載の液面表示計。
【請求項１７】前記プリズム形成部には、その取り付け
機構の両側に溝を環状に形成する、請求項第15項に記載
の液面表示計。
【請求項１８】前記プリズム形成部の外面の環状溝に
は、円錐状の外壁を形成する、請求項第17項に記載の液
面表示計。