液位检测装置的制作方法

本申请基于在2017年6月5日提交的日本专利申请(no.2017-111087)，该日本专利申请的内容通过引用并入本文。

本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，该浮臂的基部装接于保持器；和浮子，该浮子装接于浮臂的末端部(例如，参见jp-b-3905707)。

顺便提及，在以上种类的液位检测装置中使用的磁体可以由例如稀土系(nd系或sm系)材料或者铁氧体制成。然而，稀土磁体昂贵，并且铁氧体磁体因为它们产生的弱磁场而尺寸大。解决这些问题的一种措施是使用通过将稀土磁粉混合到树脂中并将得到的混合物成型所制造的塑料磁体来用作比较廉价并且能够减小尺寸的磁体。然而，在高度腐蚀的环境下，包含在这样的磁体中的磁性颗粒趋向于生锈从而使其产生的磁场变弱或者引起保持器的旋转故障，可能导致液面高度的检测精度下降。

技术实现要素：

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，该液位检测装置因为其磁体的抗腐蚀性提高而保持高检测精度。

为了实现以上目的，本发明提供了下面的项(1)至(6)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；

浮臂，该浮臂固定于所述保持器；

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，所述磁体是混合了磁粉和树脂的塑料磁体；并且

其中，所述塑料磁体的表面由被覆层覆盖。

(2)根据项(1)的液位检测装置，其中，所述磁体通过插入成型嵌入在所述保持器中，并且所述磁体的一部分从所述保持器露出。

(3)根据项(2)的液位检测装置，其中，所述磁体具有环形形状。

其中，第一定位突起和第二定位突起设置在所述磁体的外周面，以被卡止于所述保持器；并且

其中，所述第一定位突起和所述第二定位突起嵌入在所述保持器中。

(4)根据项(3)的液位检测装置，其中，所述第一定位突起的外形比所述第二定位突起大。

(5)根据项(3)的液位检测装置，其中，所述第一定位突起和所述第二定位突起被布置为朝着所述磁体的轴向上的一端面偏置；并且

其中，所述磁体的与所述轴向上的所述一端面相反的另一端面从所述保持器露出。

(6)根据项(1)至(5)的任意一项的液位检测装置，其中，所述被覆层是形成在所述塑料磁体的表面上的镀敷层。

在具有项(1)的构造的液位检测装置中，嵌入在保持器中的塑料磁体的表面由被覆层包覆。凭借被覆层的存在，赋予磁体以高抗腐蚀性。结果，抑制了由磁体产生的磁场强度的减小，并且保持器继续令人满意地旋转，从而能够得到高检测精度。

在具有项(2)至(5)的构造的液位检测装置中，由于磁体的难以形成被覆层的部分形成在磁体通过插入成型而由保持器覆盖的区域中，所以能够可靠地提高磁体的抗腐蚀性。

在具有项(6)的构造的液位检测装置中，由于被覆层是镀敷层，所以能够容易和可靠地提高磁体的抗腐蚀性。

本发明使得能够提供一种液位检测装置，因为提高了磁体的抗腐蚀性，所以该液位检测装置保持高检测精度。

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5a和5b分别是保持器的从前侧和后侧观看的立体图，并且图示出其结构。

图6是传感器壳体的立体图。

图7是传感器壳体的一部分的前视图。

图8是磁体的立体图。

图9a是磁体的前视图，并且图9b是磁体的侧视图。

图10是沿着左侧的图9a中的线a-a截取的截面图。

图11是图10的b部分的放大图。

图12是保持器的水平截面图。

图13是根据变型例的磁体的立体图。

图14是根据变型例的磁体的沿着与图9a中的线a-a对应的线截取的截面图。

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。保持器70具有圆形凹部，并且环状磁体75装接于该凹部内。保持器70装接于传感器壳体21的前部并且由其可旋转地保持。

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油箱的装接目标部，并且检测存储在油箱内的油的液位。

在液位检测装置10中，浮臂71随着浮子72与液面(液面高度)对应地移动而摆动。浮臂71连接到的保持器70相对于装置主体20旋转。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5a和5b图示出保持器70的结构。图5a和5b分别是保持器70的从前侧和后侧观看的立体图。

如图5a所示，保持器70在前侧具有臂固定部82。浮臂71通过臂固定部82固定于保持器70。臂固定部82具有锁定孔81、保持部83和锁定部84。锁定孔81形成在保持器70的位于周部的部分中。浮臂71的基部(一端部)具有以直角弯曲并且插入锁定孔81中的锁定端部71a(参见图4)。

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的前表面之间。浮臂71的在其基侧端部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。作为柔性臂的锁定部84具有朝着保持器70的前侧突出的爪部87作为末端部。爪部87锁定在配合在保持部83的保持槽86中的浮臂71的外周表面上。

如图5b所示，保持器70在其后侧的中心处具有轴向凹部76。圆环状的磁体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还在其后侧的周部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。

图6是传感器壳体21的立体图。图7是传感器壳体21的一部分的前视图。

如图6和7所示，装置主体20的传感器壳体21在前侧具有圆形的旋转凹部30，保持器70可旋转地放置在旋转凹部30中。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的外侧部相邻的位置形成在整个周边上。传感器壳体21在前侧的旋转凹部30的圆周的相对位置(即，左右位置)处形成有一对插入孔33。插入孔33与锁定槽32连通。引导突条34形成在旋转凹部30的底部的整个圆周上，从而围绕轴部31。

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的各个插入孔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通过各个插入孔33插入，并且传感器壳体21的轴部31插入到保持器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。

图8是磁体75的立体图。图9a是磁体的前视图，并且图9b是磁体的侧视图。图10是沿着图9a中的线a-a截取的截面图。

如图8-10所示，设置在保持器70中的磁体75具有圆环状的磁体主体90以及两个定位突起91和92。定位突起91和92形成在磁体主体90的外周面上。定位突起91和92定位成与磁体主体90的轴向上另一端相比更靠近磁体主体90的轴向上的一端。定位突起92的外形比定位突起91大。

例如，磁体75是通过将稀土系(nd系或sm系)、铁氧体系或sm-co系的磁粉混合到树脂内、将得到的混合物成型并且将得到的成型品磁化而制造的塑料磁体。在突起91的周围，磁体75在外表面侧具有s极并且在内表面侧具有n极。在突起92的周围，磁体75在外表面侧具有n极并且在内表面侧具有s极。在磁体75的内侧的s极与内侧的n极之间形成磁通量b。磁体75在供树脂填充到成型模具的腔体内通过的浇口的位置处具有浇口痕93。浇口痕93形成在磁体主体90的轴向上的一端面90a上的与定位突起92相同的周向位置处。

图11是图10的部分b的放大图。如图11所示，磁体75具有被覆面，更具体地，通过镀敷而形成的被覆(镀敷)层95。为了形成被覆(镀敷)层95，首先，使磁体75的原始本体的表面经受抛光。随后，进行无电镀以形成底漆层，并且然后通过电镀形成镀敷层。该加工使得即使在磁体75的非导电性原始本体上也能够形成良好的镀敷层。

镀敷层的实例是抗腐蚀性高的sn层、ni层和sn-ni合金层。根据液位检测装置10的安装环境从这样的镀敷层进行选择。被覆(镀敷)层95需要是厚的(例如，5μm以上)以充分地覆盖从表面露出的磁性颗粒。被覆层95可以通过除了镀敷之外的方法形成，诸如树脂或金属的蒸镀(evaporation)。

磁体75通过插入成型一体地嵌入在保持器70中。为了通过插入成型来成型包含磁体75的保持器70，首先，将磁体75放置在成型模具(未示出)中。此时，使用定位突起91和92将磁体75相对于成型模具定位在规定位置处。随后，通过将树脂注入到模具的腔体内而成型保持器70。结果，以磁极布置在规定方向上的方式将磁体75插入所得到的保持器70中。

图12是保持器70的水平截面图。如图12所示，关于与成型的保持器70一体化的磁体75，磁体主体90的内周面、磁体主体90的位于轴向上的一侧并且具有浇口痕93的端面90a和磁体主体90的外周面的位于轴向上的一侧的部分通过由树脂制成的保持器70覆盖。定位突起91和定位突起92的不包括外突起端面的表面也通过由树脂制成的保持器70覆盖。结果，关于磁体75，磁体主体90的位于轴向上的另一侧的端面90b和磁体主体90的外周面的位于轴向上的另一侧的部分露出。

为了抑制磁体75的腐蚀，优选地，通过双色成型形成具有磁体75的保持器70，从而利用树脂整体覆盖磁体75。然而，如果利用树脂整体覆盖磁体75，则不仅保持器70的尺寸增大，而且霍尔元件25与磁体75之间的位置关系也可能由于由热等引起的树脂保持器70的膨胀或收缩或者燃料引起的隆起而偏离，可能导致液面高度的检测精度降低。

鉴于以上，在实施例中采用的磁体75中，磁体主体90的位于轴向上的另一侧的端面90b和磁体主体90的外周面的位于轴向上的另一侧的部分露出。即使磁体75的这些部分露出，由于磁体75的原始本体的表面由被覆层95包覆，所以也赋予磁体75以高抗腐蚀性。

如上所述，在根据实施例的液位检测装置10中，作为塑料磁体并且包含在保持器70中的磁体75的原始本体的表面由被覆层95包覆。凭借被覆层95的存在，赋予磁体75以高抗腐蚀性。结果，抑制了由磁体75产生的磁场强度的减小，并且保持器70继续令人满意地旋转，从而能够得到高检测精度。

此外，在根据实施例的液位检测装置10中，保持器70插入成型有磁体75，并且磁体75由保持器70部分地覆盖。通过在磁体75由保持器70覆盖的区域中形成诸如浇口痕93以及磁体主体90与定位突起91和92之间的角部这样的难以形成被覆层95的部分，能够可靠地提高磁体75的抗腐蚀性。

特别地，由于被覆层95是镀敷层，所以能够容易和可靠地提高磁体75的抗腐蚀性。

接着，将描述根据变型例的磁体75a。图13是根据变型例的磁体75a的立体图。图14是根据变型例的磁体75a的沿着与图9a中的线a-a对应的线截取的截面图。

如图13和14所示，在根据变型例的磁体75a中，为了防止浇口痕93从端面90a的平坦面突出，在形成浇口痕93的部分中形成凹部94。通过将供填充树脂经过的浇口设定在将要形成端面90a的位置后方的位置处，当插入成型保持器70时，能够在树脂中抑制在该处的应力集中。然而，在磁体75a形成有凹部94的情况下，难以在凹部94中形成被覆(镀敷)层95。

即使在该变型例中，由于包括内部形成有浇口痕93的凹部94的磁体75a的整个端面90a由树脂保持器70覆盖，所以即使在凹部94中，也能够可靠地提高抗腐蚀性。

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[6]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；

浮臂(71)，该浮臂(71)固定于所述保持器(70)；

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变化；

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，所述磁体(75)是混合了磁粉和树脂的塑料磁体；并且

其中，所述塑料磁体的表面由被覆层(95)覆盖。

[2]根据项[1]的液位检测装置(10)，其中，所述磁体(75)通过插入成型嵌入在所述保持器(70)中，并且所述磁体(75)的一部分从所述保持器(70)露出。

[3]根据项[2]的液位检测装置(10)，其中，所述磁体(75)具有环形形状，第一定位突起(92)和第二定位突起(91)设置在所述磁体(75)的外周面以被卡止于所述保持器(70)；并且所述第一定位突起(92)和所述第二定位突起(91)嵌入在所述保持器(70)中。

[4]根据项[3]的液位检测装置(10)，其中，所述第一定位突起(92)的外形比所述第二定位突起(91)大。

[5]根据项[3]的液位检测装置(10)，其中，所述第一定位突起(92)和所述第二定位突起(91)被布置为朝着所述磁体(75)的轴向上的一端面偏置；并且所述磁体(75)的与所述轴向上的所述一端面相反的另一端面从所述保持器(70)露出。

[6]根据项[1]至[5]的任意一项的液位检测装置(10)，其中，所述被覆层(95)是形成在所述塑料磁体的表面上的镀敷层。