(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器に貯留される液体の液面に追従して回転する回転体と、
容器に固定される本体部、及び前記本体部から突出し前記回転体を回転自在に支持する支持軸を有する固定体と、
前記支持軸を囲みつつ前記回転体と一体で回転し、前記支持軸を貫通する磁束を形成する磁石部と、
前記支持軸の内部に位置する素子部を有し、前記磁石部によって形成され前記素子部を貫通する磁束量に基づいて前記回転体の回転角度を検出する検出回路と、
前記磁石部の内周側において前記支持軸を挟んで一対配置され、当該支持軸を挟みつつ前記磁石部と共に前記回転体と一体で回転し、前記磁石部の内周側から前記支持軸の軸方向に沿って前記素子部側に延伸し、前記磁石部によって形成される磁束が通過する磁性体部と、
を備えることを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
前記素子部は、前記支持軸の軸方向に沿って延伸する板状をなし、
前記磁性体部は、前記支持軸の軸方向において、前記素子部のセンサ部よりも前記支持軸の前記本体部側まで延伸することを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
【請求項３】
前記磁性体部は、
前記磁石部に接触する接触部と、
前記接触部よりも前記支持軸に近接し、前記素子部を挟んで位置する延伸部と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の液面検出装置。
【請求項４】
前記磁性体部は、横断面の形状が円形をなすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液面検出装置。
【請求項５】
前記磁性体部は、前記支持軸の軸方向に沿って延伸し、当該支持軸の周方向に沿って湾曲する板状をなすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液面検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に貯留される液体の液面の高さを検出する液面検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、容器に貯留される液体の液面に追従して回転する回転体の回転角度を検知することにより、液面の高さを検出する液面検出装置が知られている。例えば、特許文献１に開示の液面検出装置は、磁束を形成するためのマグネットを保持する回転体としてのマグネットホルダと、マグネットホルダを回転自在に支持する軸部を有する本体部と、を備えている。この特許文献１に開示の液面検出装置では、マグネットは、本体部の軸部を挟んで一対配置されており、当該軸部を囲んでいる。そして本体部の軸部の内部には、一対のマグネットによって形成される磁束量を測る磁電変換素子が埋設されている。
【０００３】
以上の構成による液面検出装置では、磁電変換素子を貫通する磁束量は、マグネットホルダの回転角度によって変動する。故に、マグネットホルダの回転角度を磁電変換素子によって検知することにより、液面検出装置は、容器に貯留されている液面の高さを検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０９３１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、特許文献１に記載のような液面検出装置では、液面検出装置において軸部を囲むように配置されるマグネットによって形成される磁束は、マグネットによって囲まれた空間に放出されることにより、軸部を貫通している。ここで一般に、特許文献１に記載のような液面検出装置では、マグネットホルダを本体部に対して円滑に相対回転させるために、マグネットホルダと本体部との間には、軸部の軸方向に沿った遊びが設けられている。故に、マグネットホルダは、軸部の軸方向に沿って移動することができる。
【０００６】
この軸方向の遊びに起因して、軸部の軸方向に沿ってマグネットホルダが抜ける方向に移動した場合、軸部の内部に位置する磁電変換素子は、一対のマグネットによって挟まれ、当該マグネットによって形成される磁束が存在している空間から、遠ざかってしまう。これにより、磁電変換素子は、一対のマグネットによって形成され当該磁電変換素子を貫通する磁束量に基づいたマグネットホルダの回転角度の検出を正確に実施できなくなる場合が生じ得る。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、回転体の回転角度に基づいて液体の液面高さを正確に検出できる液面検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、容器に貯留される液体の液面に追従して回転する回転体と、容器に固定される本体部、及び本体部から突出し回転体を回転自在に支持する支持軸を有する固定体と、支持軸を囲みつつ回転体と一体で回転し、支持軸を貫通する磁束を形成する磁石部と、支持軸の内部に位置する素子部を有し、磁石部によって形成され素子部を貫通する磁束量に基づいて回転体の回転角度を検出する検出回路と、磁石部の内周側において支持軸を挟んで一対配置され、当該支持軸を挟みつつ磁石部と共に回転体と一体で回転し、磁石部の内周側から支持軸の軸方向に沿って素子部側に延伸し、磁石部によって形成される磁束が通過する磁性体部と、を備える液面検出装置とする。
【０００９】
この発明によれば、磁石部によって形成される磁束は、当該磁石部の内周側に一対配置される磁性体部の内部を通過し、これら磁性体部によって挟まれた空間に放出されることにより、支持軸を貫通する。これら磁性体部は、磁石部の内周側から支持軸の軸方向に沿って素子部側に延伸している。故に、固定体の支持軸に回転自在に支持される回転体が軸方向に沿って当該支持軸から抜ける方向に移動した場合であっても、支持軸の内部に位置する検出回路の素子部は、磁性体部によって挟まれた、磁束が存在する空間内に留まり得る。故に、検出回路は、磁石部によって形成され素子部を貫通する磁束量に基づいた回転体の回転角度の検出を正確に行い得る。したがって、液面検出装置は、液体の液面に追従して回転する回転体の回転角度から、容器に貯留されている液体の液面高さを正確に検出することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、素子部は、支持軸の軸方向に沿って延伸する板状をなし、磁性体部は、支持軸の軸方向において、素子部のセンサ部よりも支持軸の本体部側まで延伸することを特徴とする。
【００１１】
この発明では、磁性体部は、支持軸の軸方向において、板状をなす素子部のセンサ部よりも支持軸の本体部側まで延伸している。故に、回転体が支持軸の軸方向に沿って当該支持軸から抜ける方向に移動した場合であっても、素子部の大部分は、磁性体部によって挟まれた、磁束が存在する空間内に確実に留まり得る。これにより、検出回路は、回転体の軸方向の位置にかかわらず、素子部を貫通する磁束量に基づいた回転体の回転角度の検出を正確に行い得る。したがって、液面検出装置は、回転体の回転角度から容器に貯留されている液体の液面高さを正確に検出できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、磁性体部は、磁石部に接触する接触部と、接触部よりも支持軸に近接し、素子部を挟んで位置する延伸部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、磁性体部の接触部が磁石部に接触しているので、磁石部によって形成される磁束は、磁性体部を確実に通過する。加えて、磁性体部において、接触部よりも支持軸に近接している延伸部同士の間隔は、接触部同士の間隔よりも狭くなる。故に、磁石部によって形成される磁束は、延伸部によって挟まれた空間を主に通過することによって、一方の磁性体部から他方の磁性体部に到達する。これにより、延伸部によって挟まれた空間内における磁束の密度は、高く維持され得る。
【００１４】
さらに、素子部を挟んで位置する延伸部の配置により、回転体が支持軸から抜ける方向に移動した場合であっても、当該素子部は、延伸部によって挟まれた空間内に留まり得る。以上により、検出回路は、高い磁束密度が維持された空間内にて、素子部を通過する磁束量に基づいた回転体の回転角度の検出を行い得る。これにより、回転体の回転角度に基づいた液面高さの検出は、さらに正確なものとなる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、磁性体部は、横断面の形状が円形をなすことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、横断面の形状が円形をなす磁性体部を用いることにより、一対の磁性体部によって挟まれる空間は、支持軸の周方向において狭くなる。これにより、磁性体部によって挟まれた空間における磁束の密度は高くなる。故に検出回路は、高い磁束密度が維持された空間内にて、素子部を貫通する磁束量に基づいた回転体の回転角度の検出を行うことができる。これにより、回転体の回転角度に基づいた液面高さの検出は、さらに正確なものとなる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、磁性体部は、支持軸の軸方向に沿って延伸し、当該支持軸の周方向に沿って湾曲する板状をなすことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、支持軸の軸方向に沿って延伸し、当該支持軸の周方向に沿って湾曲する板状をなす磁性体部の形状により、磁性体部によって挟まれる空間に存在する磁束は、密度のむらが抑制される。故に、回転体が支持軸の軸方向に沿って移動しても、素子部を貫通する磁束量は、変化し難くなる。以上により、検出回路は、回転体の位置にかかわらず、素子部を貫通する磁束量に基づいた回転体の回転角度の検出を正確に行い得る。したがって、回転体の回転角度に基づいた液面高さの検出は、さらに正確なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態による燃料レベルゲージの正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面視図である。
【図３】燃料レベルゲージの特徴部分を説明するための図であって、図１の領域ＩＩＩを拡大した拡大図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面視図である。
【図５】本発明の第二実施形態による燃料レベルゲージの特徴部分を説明するための図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面視図である。
【図７】本発明の第三実施形態による燃料レベルゲージの特徴部分を説明するための図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面視図である。
【図９】図８の変形例を示す図である。
【図１０】図８の別の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
【００２１】
（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態による液面検出装置を、車両の燃料タンク９０内に設置されている燃料レベルゲージ１００に適用した例を示す。燃料レベルゲージ１００は、燃料タンク９０に貯留されている燃料９１の液面９１ａの高さを検出し、コンビネーションメータ（図示しない）等の外部の計測装置に向けて検出結果を出力する。
【００２２】
図１及び図２に示されるのは、燃料レベルゲージ１００の正面図及びＩＩ‐ＩＩ線断面視図である。燃料レベルゲージ１００は、燃料ポンプモジュール９３の壁面に取り付けられることにより、当該燃料ポンプモジュール９３と共に容器である燃料タンク９０に固定されている。尚、燃料レベルゲージの燃料タンクへの取り付け方法は、上記の形態に限定されるものではない。例えば、燃料レベルゲージは、ステー等（図示しない）を介して燃料タンク９０の内部に直接的に固定されていてもよい。
【００２３】
まず、燃料レベルゲージ１００の基本構成について図１及び図２に基づいて説明する。燃料レベルゲージ１００は、フロート６０、フロートアーム５０、ハウジング２０、マグネットホルダ３０、検出回路４０、及び配線７０等を組み合わせることにより構成されている。
【００２４】
フロート６０は、燃料９１よりも比重が小さい例えば発泡させたエボナイト等の材料により形成されている。フロート６０は、燃料９１の液面９１ａに浮くことができる。フロート６０は、燃料９１の残量がごく僅かな状態においても液面９１ａの高さを検出できるよう、厚さの薄い直方体形状に形成されている。またフロート６０には、貫通孔６１がフロート６０の重心を通るよう形成されている。尚、このフロート６０は、上記した直方体形状に限らず、円柱状等であってもよい。
【００２５】
フロートアーム５０は、ステンレス鋼等の金属材料からなる丸棒状の心材によって形成されている。フロートアーム５０には、フロート保持部５３及びストッパ部５１が設けられている。フロート保持部５３は、フロートアーム５０の両端部のうち、フロート６０側の端部に設けられている。フロート保持部５３は、フロートアーム５０をマグネットホルダ３０の回転軸と同一方向に９０度程度屈曲させることによって形成されている。このフロート保持部５３をフロート６０の貫通孔６１に挿通させることにより、フロートアーム５０は、フロート６０を保持している。ストッパ部５１は、フロートアーム５０のマグネットホルダ３０側の端部に設けられている。ストッパ部５１は、フロートアーム５０をマグネットホルダ３０の回転軸と同一方向且つハウジング２０側に９０度程度屈曲させることによって形成されている。
【００２６】
ハウジング２０は、燃料９１のような有機溶剤に侵されることがなく、高温でも強度が低下しないポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂等によって形成されている。ハウジング２０は、本体部２３、支持軸２１、及びストッパ壁２４ａ，２４ｂを有している。本体部２３は、直方体状に形成されており、燃料ポンプモジュール９３に取り付けられることにより、燃料タンク９０に対して固定されている。支持軸２１は、本体部２３の中央部分から水平方向に突出している。支持軸２１は、円柱状をなしており、マグネットホルダ３０を回転自在に支持している。ストッパ壁２４ａ，２４ｂは、燃料ポンプモジュール９３の壁面に取り付けられた状態で、水平方向に対向する二つの壁部に設けられている。これらストッパ壁２４ａ，２４ｂは、フロートアーム５０のストッパ部５１と当接するよう、当該ストッパ部５１の回転軌道上となる位置に配置されている。一方のストッパ壁２４ａは、フロート６０の燃料タンク９０の底面９０ｂへの接触を防止するためのものであって、燃料タンク９０内の燃料９１残量がごく僅かの状態（図１の実線）において、ストッパ部５１と当接するよう設けられている。また、他方のストッパ壁２４ｂは、フロート６０の燃料タンク９０の天井面９０ａへの接触を防止するためのものであって、燃料タンク９０内に燃料９１が最大量充填された状態（図１の二点鎖線）において、ストッパ部５１と当接するよう設けられている。
【００２７】
マグネットホルダ３０は、耐油・耐溶剤性が良く、機械的性質に優れる、例えばポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂等により円筒状に形成されている。マグネットホルダ３０は、軸受け部３３、マグネット３１、フランジ部３４、ストッパ孔３５、及びアーム係止部３２を有している。
【００２８】
軸受け部３３は、マグネットホルダ３０の内周壁であって、ハウジング２０の支持軸２１に嵌め込まれている。軸受け部３３が支持軸２１に嵌め込まれることにより、マグネットホルダ３０はハウジング２０に回転自在に支持される。加えて、軸受け部３３の内径が支持軸２１の外径よりも僅かに大きいことにより、マグネットホルダ３０は、ハウジング２０に対して滑らかに相対回転できる。
【００２９】
マグネット３１は、支持軸２１外周の円筒面に沿って湾曲する板状に形成されおり、支持軸２１の軸方向と直交する横断面の形状が扇形をなしている。マグネット３１は、マグネットホルダ３０内に収容されており、マグネットホルダ３０に設けられた係止のための係止爪（図示しない）等によって当該マグネットホルダ３０に固定されている。マグネット３１は、ハウジング２０の支持軸２１を挟んで一対配置されており、支持軸２１を囲んでいる。マグネット３１は、支持軸２１を囲みつつマグネットホルダ３０と一体でハウジング２０対して相対回転する。マグネット３１として、例えばフェライト磁石、希土類磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石等の永久磁石が用いられる。
【００３０】
フランジ部３４は、マグネットホルダ３０の外周壁に設けられた鍔状の部位である。ストッパ孔３５は、マグネットホルダ３０の軸方向に沿ってフランジ部３４に形成された孔である。アーム係止部３２は、フロートアーム５０を係止するための爪部であって、フロートアーム５０と接するマグネットホルダ３０の軸方向の端面から延出している。ストッパ孔３５にストッパ部５１を挿通させた状態で、アーム係止部３２にフロートアーム５０を係止させることにより、フロートアーム５０は、マグネットホルダ３０に固定される。
【００３１】
以上の構成により、マグネットホルダ３０に支持されたフロートアーム５０は、燃料９１の液面９１ａに追従するフロート６０の上下移動を、回転運動に変換してマグネットホルダ３０に伝達する。これにより、マグネットホルダ３０は、燃料タンク９０に貯留される燃料９１の液面９１ａに追従して、ハウジング２０に対して相対回転する。
【００３２】
検出回路４０は、磁電変換素子４２及び三つのターミナル４１を有している。検出回路４０は、磁電変換素子４２を用いることにより、マグネット３１によって形成され当該磁電変換素子４２を通過する磁束量に基づいて、マグネット３１のハウジング２０に対する回転角度を検出する。
【００３３】
磁電変換素子４２は、インサート成形によってハウジング２０内に埋設されている。磁電変換素子４２は、マグネットホルダ３０の内部に収容されているマグネット３１に挟まれるように支持軸２１の内部に位置している。磁電変換素子４２は、支持軸２１の軸方向に沿って延伸する板状をなしている。磁電変換素子４２は、入力端子、接地端子および出力端子としての三つの入出力部４２ａを備えている。磁電変換素子４２は、ホール素子であって、電圧が印加された状態で外部から磁界の作用をセンサ部４２ｃが受けることにより、磁電変換素子４２を通過する磁束量に比例した電圧を検出結果として、入出力部４２ａのうち出力端子から出力する。
【００３４】
三つのターミナル４１は、導電性の高い燐青銅板又は黄銅板等によって形成されている。各ターミナル４１は、鉛直方向に沿って延伸する板状である。各ターミナル４１は、延伸方向の両端部のうち、鉛直方向下側の端部で磁電変換素子４２の各入出力部４２ａと溶接等によって接続されている。また、各ターミナル４１の両端部のうち、鉛直方向上側の端部は、ハウジング２０の外部に露出している。
【００３５】
配線７０は、三つ設けられており、それぞれターミターミナル４１に接続されている。磁電変換素子４２によるマグネットホルダ３０の回転角度の検出結果は、配線７０を介して、燃料タンク９０外部のコンビネーションメータ等の計測装置に伝達される。
【００３６】
以上説明した構成によって、燃料レベルゲージ１００は、燃料９１の液面９１ａのレベルに応じた電圧を出力する。具体的には、マグネットホルダ３０と一体で回転変位するマグネット３１によって形成される磁束の向きが磁電変換素子４２の板厚方向に沿う場合、磁電変換素子４２を貫通する磁束量が最大となる。これにより、磁電変換素子４２よって出力される検出結果としての電圧が最大となる。液面９１ａレベルの変化によってマグネット３１が特定方向に回転し、磁電変換素子４２を貫通する磁束量が減少した場合、磁電変換素子４２より出力される検出結果としての電圧は減少する。さらに、マグネット３１が特定方向に回転して、磁電変換素子４２の平面方向と磁束の向きとが平行になる場合、磁電変換素子４２を貫通する磁束量が最小となり、磁電変換素子４２より出力される検出結果としての電圧は最低となる。
【００３７】
ここまで説明した燃料レベルゲージ１００では、図３に示されるように、マグネットホルダ３０とハウジング２０との間に、支持軸２１の軸方向に沿ったクリアランスＣが設けられている。クリアランスＣは、マグネットホルダ３０をハウジング２０に対して円滑に相対回転させるためのものである。しかし、クリアランスＣが設けてあることに起因して、当該クリアランスＣの大きさだけ、マグネットホルダ３０は、支持軸２１の軸方向に沿って移動することができる。特に、マグネットホルダ３０が支持軸２１から抜ける方向に移動した場合、磁電変換素子４２は、一対のマグネット３１によって挟まれた空間から遠ざかってしまう。すると、磁電変換素子４２近傍の磁束の密度が低下してしまうので、当該磁電変換素子４２から出力される検出結果としての電圧は、大きく変動してしまうこととなる。
【００３８】
以上のような検出結果の変動を抑制するための構成であって、第一実施形態による燃料レベルゲージ１００の特徴部分である鉄心８０について、図３及び図４に基づいて詳細に説明する。尚、図３では、フロートアーム５０及びアーム係止部３２等の構成の図示は、省略されている。
【００３９】
鉄心８０は、鋼材等の強磁性材料によって形成されている。鉄心８０は、マグネット３１の内側において支持軸２１を挟んで一対配置されている。この配置により、鉄心８０には、マグネット３１によって形成される磁束が通過する。鉄心８０は、マグネットホルダ３０の内部に収容され、当該マグネットホルダ３０に固定されている。これにより鉄心８０は、支持軸２１を挟みつつマグネット３１と共にマグネットホルダ３０と一体で、ハウジング２０に対して相対回転する。
【００４０】
鉄心８０は、支持軸２１の軸方向に沿って、マグネット３１の内周側から当該支持軸２１の本体部２３側であって、磁電変換素子４２側に延伸している。鉄心８０は、軸方向と直交する横断面の形状が円形をなしており、中央部分で屈曲されている。鉄心８０は、接触部８１及び延伸部８３を有している。各接触部８１は、各マグネット３１の各内周壁３１ａに接触している。各接触部８１とマグネット３１の内周壁３１ａとが接触することにより、マグネット３１によって形成される磁束は、確実に鉄心８０を通過するようになる。
【００４１】
延伸部８３は、支持軸２１の軸方向に沿って、マグネット３１の内周側に位置する接触部８１から磁電変換素子４２側に延伸している。延伸部８３は、支持軸２１の軸方向において、磁電変換素子４２のセンサ部４２ｃよりも本体部２３側まで延伸している。第一実施形態の延伸部８３は、ハウジング２０及びマグネットホルダ３０間のクリアランスＣが最大にされた状態下でも、支持軸２１の軸方向において、磁電変換素子４２のセンサ部４２ｃよりも長さＬ１だけ本体部２３側に延出している。
【００４２】
延伸部８３は、鉄心８０に設けられた屈曲によって、接触部８１よりも支持軸２１に近接している。故に、延伸部８３同士の間隔は、接触部８１同士の間隔よりも狭くなる。これにより、マグネット３１によって形成され鉄心８０を通過する磁束は、接触部８１によって挟まれた空間ではなく、延伸部８３によって挟まれた空間を主に通過することにより、一方の鉄心８０から他方の鉄心８０に到達するようになる。以上のように、一対の鉄心８０は、一対のマグネット３１によって形成される磁束を、支持軸２１の軸方向に沿って、本体部２３側に誘導する作用を発揮する。
【００４３】
ここまで説明した第一実施形態では、マグネット３１によって形成される磁束は、鉄心８０の内部を通過し、これら鉄心８０によって挟まれた空間に放出されることにより、支持軸２１を貫通する。これら鉄心８０は、支持軸２１の軸方向に沿ってマグネット３１の内周側から支持軸２１の軸方向に沿って磁電変換素子４２側に延伸している。故に、マグネットホルダ３０が支持軸２１から抜ける方向に移動した場合であっても、磁電変換素子４２は、鉄心８０の延伸部８３によって挟まれた、磁束が存在する空間内に留まり得る。故に、マグネットホルダ３０の移動に起因した、磁電変換素子４２による検出結果の変動は、抑制される。これにより検出回路４０は、磁電変換素子４２を貫通する磁束量に基づいたマグネットホルダ３０の回転角度の検出を正確に行うことができる。
【００４４】
加えて第一実施形態では、鉄心８０の延伸部８３は、支持軸２１の軸方向におけるマグネットホルダ３０の位置にかかわらず、板状をなす磁電変換素子４２のセンサ部４２ｃよりも本体部２３側に延びている。故に、マグネットホルダ３０が支持軸２１から抜ける方向に移動した場合であっても、磁電変換素子４２は、延伸部８３によって挟まれた、磁束が存在する空間内に確実に留まり得る。これにより、マグネットホルダ３０の位置にかかわらず、検出回路４０は、磁電変換素子４２を貫通する磁束量に基づいたマグネットホルダ３０の回転角度の検出を正確に行うことができる。
【００４５】
また第一実施形態では、マグネット３１によって形成され鉄心８０を通過する磁束は、主に延伸部８３によって挟まれた空間を通過することにより、一方の鉄心８０から他方の鉄心８０に到達する。磁束が通過する空間を、接触部８１に挟まれた空間及び延伸部８３に挟まれた空間のうち、延伸部８３に挟まれた空間に限ることにより、当該延伸部８３間の空間内における磁束の密度は、高く維持され得る。加えて、磁電変換素子４２を挟んで位置する延伸部８３の配置により、マグネットホルダ３０が支持軸２１から抜ける方向に移動した場合であっても、当該磁電変換素子４２は、延伸部８３によって挟まれた空間内に留まり得る。以上により、検出回路４０は、高い磁束密度が維持された空間内にて、磁電変換素子４２を貫通する磁束量に基づいた回転体の回転角度の検出を行うことができる。これにより、検出回路４０によるマグネットホルダ３０の回転角度の検出は、さらに正確なものとなる。
【００４６】
また加えて第一実施形態では、横断面の形状が円形をなす鉄心８０を用いることにより、延伸部８３によって挟まれる空間は、支持軸２１の周方向において狭くなる。延伸部８３によって挟まれた空間が狭くなることにより、当該空間内における磁束の密度は高くなる。故に検出回路４０は、高い磁束密度が維持された空間内にて、磁電変換素子４２を通過する磁束量に基づいたマグネットホルダ３０の回転角度の検出を行うことができる。これにより、検出回路４０によるマグネットホルダ３０の回転角度の検出は、さらに正確なものとなる。
【００４７】
以上によって、第一実施形態による燃料レベルゲージ１００は、図１に示されるように、燃料９１の液面９１ａに追従して回転するマグネットホルダ３０の回転角度から、燃料タンク９０に貯留されている燃料９１の液面９１ａ高さを正確に検出することができる。
【００４８】
尚、第一実施形態において、ハウジング２０が特許請求の範囲に記載の「固定体」に相当し、マグネットホルダ３０が特許請求の範囲に記載の「回転体」に相当し、一対のマグネット３１が特許請求の範囲に記載の「磁石部」に相当し、磁電変換素子４２が特許請求の範囲に記載の「素子部」に相当し、一対の鉄心８０が特許請求の範囲に記載の「磁性体部」に相当し、燃料タンク９０が特許請求の範囲に記載の「容器」に相当し、燃料９１が特許請求の範囲に記載の「液体」に相当し、燃料レベルゲージ１００が特許請求の範囲に記載の「液面検出装置」に相当する。
【００４９】
（第二実施形態）
図５及び図６に示される本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態による燃料レベルゲージ２００は、第一実施形態による燃料レベルゲージ１００の鉄心８０（図４等参照）に相当する、鉄心２８０を備えている。以下、図５及び図６に基づいて、第二実施形態による燃料レベルゲージ２００について詳細に説明する。
【００５０】
第二実施形態による鉄心２８０は、第一実施形態による鉄心８０（図４等参照）と形状が異なっている。各鉄心２８０は、支持軸２１の軸方向に沿って延伸する板状をなしている。加えて各鉄心２８０は、支持軸２１の周方向に沿って湾曲しており、横断面の形状が扇形をなしている。鉄心２８０は、鉄心８０と同様に、強磁性材料によって形成されており、支持軸２１を挟みつつマグネット３１と共にマグネットホルダ２３０と一体で、ハウジング２０に対して相対回転する。
【００５１】
鉄心２８０は、鉄心８０の接触部８１及び延伸部８３（図４等参照）にそれぞれ相当する、接触部２８１及び延伸部２８３を有している。各接触部２８１は、各マグネット３１の各内周壁３１ａに沿うように湾曲しており、当該各内周壁３１ａに接触している。鉄心２８０の接触部８１とマグネット３１の内周壁３１ａとが広い面積で密着することにより、マグネット３１によって形成される磁束は、確実に鉄心２８０の内部を通過するようになる。
【００５２】
延伸部２８３は、支持軸２１の軸方向に沿って、接触部２８１から磁電変換素子４２側に延伸している。第二実施形態の延伸部２８３は、ハウジング２０及びマグネットホルダ２３０間のクリアランスＣが最大にされた状態下でも、支持軸２１の軸方向において、磁電変換素子４２のセンサ部４２ｃよりも長さＬ２だけ本体部２３側に延出している。延伸部２８３は、鉄心２８０に設けられた屈曲によって、接触部２８１よりも支持軸２１に近接している。これにより、マグネット３１によって形成され鉄心２８０を通過する磁束は、延伸部２８３によって挟まれた空間を主に通過することにより、一方の鉄心２８０から他方の鉄心２８０に到達するようになる。以上のように、一対の鉄心２８０は、第一実施形態による鉄心８０（図４等参照）と同様に、一対のマグネット３１によって形成される磁束を、支持軸２１の軸方向に沿って、本体部２３側に誘導する作用を発揮する。
【００５３】
加えて、延伸部２８３は、支持軸２１の周方向に沿って延びている。故に、鉄心２８０から磁束が出射される面積及び磁束が鉄心２８０に入射する面積は、支持軸２１の径方向において拡大される。これにより、延伸部２８３によって挟まれる空間に存在する磁束は、密度のむらが抑制される。
【００５４】
ここまで説明した第二実施形態でも、マグネットホルダ２３０が支持軸２１から抜ける方向に移動した場合において、磁電変換素子４２は、延伸部２８３によって挟まれた空間内に留まり得る。これにより検出回路４０は、磁電変換素子４２を貫通する磁束量に基づいたマグネットホルダ２３０の回転角度の検出を、正確に行うことができる。
【００５５】
加えて第二実施形態では、延伸部２８３間に存在する磁束の密度が均されているので、マグネットホルダ２３０が支持軸２１に沿って軸方向に移動しても、磁電変換素子４２を貫通する磁束量は、変化し難くなる。以上により、検出回路４０は、マグネットホルダ２３０の位置にかかわらず、磁電変換素子４２を貫通する磁束量に基づいたマグネットホルダ２３０の回転角度の検出をさらに正確に行うことができる。
【００５６】
以上により、第二実施形態による燃料レベルゲージ２００でも、燃料タンク９０に貯留されている燃料９１の液面９１ａ高さ（図１参照）は、正確に検出される。
【００５７】
尚、第二実施形態において、マグネットホルダ２３０が特許請求の範囲に記載の「回転体」に相当し、一対の鉄心２８０が特許請求の範囲に記載の「磁性体部」に相当し、燃料レベルゲージ２００が特許請求の範囲に記載の「液面検出装置」に相当する。
【００５８】
（第三実施形態）
図７及び図８に示される本発明の第三実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第三実施形態による燃料レベルゲージ３００は、第一実施形態による燃料レベルゲージ１００の鉄心８０（図４等参照）に相当する、鉄心３８０を備えている。
【００５９】
鉄心３８０は、第一実施形態による鉄心８０（図４等参照）及び第二実施形態の鉄心２８０のように屈曲されておらず、支持軸２１の軸方向に沿って延伸する四角柱状をなしている。鉄心３８０は、上記実施形態の鉄心８０，２８０と同様に、強磁性材料によって形成されている。鉄心３８０は、マグネット３１の内周壁３１ａと接触するようにマグネットホルダ３３０に固定さている。これにより鉄心３８０は、支持軸２１を挟みつつマグネット３１と共にマグネットホルダ３３０と一体で、ハウジング２０に対して相対回転する。
【００６０】
鉄心３８０の延伸方向の両端部のうち、本体部２３側の端部は、磁電変換素子４２のセンサ部４２ｃよりも、磁電変換素子４２側に延伸している。第三実施形態の鉄心３８０は、ハウジング２０及びマグネットホルダ３３０間のクリアランスＣが最大にされた状態下でも、支持軸２１の軸方向において、磁電変換素子４２のセンサ部４２ｃよりも長さＬ３だけ本体部２３側に延出している。
【００６１】
ここまで説明した第三実施形態でも、マグネットホルダ３３０が支持軸２１から抜ける方向に移動した場合において、磁電変換素子４２は、鉄心３８０によって挟まれた、磁束が存在する空間内に留まり得る。これにより検出回路４０は、磁電変換素子４２を貫通する磁束量に基づいたマグネットホルダ３３０の回転角度の検出を正確に行うことができる。したがって、第三実施形態による燃料レベルゲージ３００でも、燃料タンク９０に貯留されている燃料９１の液面９１ａ高さ（図１参照）は、正確に検出されるのである。
【００６２】
尚、第三実施形態において、マグネットホルダ３３０が特許請求の範囲に記載の「回転体」に相当し、一対の鉄心３８０が特許請求の範囲に記載の「磁性体部」に相当し、燃料レベルゲージ３００が特許請求の範囲に記載の「液面検出装置」に相当する。
【００６３】
（他の実施形態）
以上、本発明による複数の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【００６４】
上記第三実施形態では、鉄心３８０は、四角柱状に形成されていた。しかし、鉄心の形状は、上記実施形態に例示された形状に限定されない。例えば、図９に示されるように、円柱状の鉄心４８０が、マグネット３１に接触するように当該マグネット３１の内周側に配置されていてもよい。又は、図１０に示されるように、支持軸２１の周方向に沿って湾曲する扇形の横断面を備えた柱状の鉄心５８０が、マグネット３１の内周壁３１ａに密着するように、当該マグネット３１の内周側に配置されていてもよい。このように、特許請求の範囲に記載の「磁性体部」に相当する構成は、マグネット３１と磁電変換素子４２との相対的な位置関係や、マグネット３１及び磁電変換素子４２の形状等に対応し、最適な形状が適宜選択されてよい。
【００６５】
上記実施形態では、鉄心は、鋼材等の強磁性材料によって形成されていた。しかし、マグネット３１によって形成される磁束が通過し、当該磁束の位置を誘導することができる材料であれば、特許請求の範囲に記載の「磁性体部」に相当する構成は、例えば純鉄等の軟磁性材料によって形成されていてもよい。
【００６６】
上記実施形態では、マグネット３１は、支持軸２１を挟むように一対配置されることにより、当該支持軸２１を囲んでいた。しかし、支持軸２１を貫通するような磁束を形成することができれば、マグネットは、例えば支持軸２１と同軸に配置される円環状をなしていてもよい。又は、マグネットは、支持軸２１を囲むように三つ以上配置されていてもよい。
【００６７】
上記実施形態では、磁電変換素子４２は、支持軸２１の軸方向に沿って延伸する板状であった。しかし、磁電変換素子４２の形状は、板状に限定されない。例えば、磁電変換素子は、支持軸２１と同軸に配置される柱状であってもよい。また、特許請求の範囲に記載の「磁性体部」は、磁電変換素子の形状にかかわらず、当該磁電変換素子を挟み、支持軸２１の軸方向において磁電変換素子を跨ぐように配置されることが望ましい。
【００６８】
以上、本発明を車両の燃料タンク９０に貯留された燃料９１の液面９１ａの高さを検出する燃料レベルゲージに適用した複数の例に基づいて説明したが、本発明の適用対象は、燃料の液面高さの検出に限られない。車両に搭載される他の液体、例えばブレーキフルード、エンジン冷却水、エンジンオイル等の容器内の液面検出システムに本発明が適用されてもよい。さらに、車両用に限らず、各種民生用機器、各種輸送機械が備える容器内の液面検出システムに、本発明は適用されてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
２０  ハウジング（固定体）、２１  支持軸、２３  本体部、２４ａ，２４ｂ  ストッパ壁、３０，２３０，３３０  マグネットホルダ（回転体）、３１  マグネット（磁石部）、３１ａ  内周壁、３２  アーム係止部、３３  軸受け部、３４  フランジ部、３５  ストッパ孔、４０  検出回路、４１  ターミナル、４２  磁電変換素子（素子部）、４２ａ  入出力部、４２ｃ  センサ部、５０  フロートアーム、５１  ストッパ部、５３  フロート保持部、６０  フロート、６１  貫通孔、７０  配線、８０，２８０，３８０，４８０，５８０  鉄心（磁性体部）、８１，２８１  接触部、８３，２８３  延伸部、９０  燃料タンク（容器）、９０ａ  天井面、９０ｂ  底面、９１  燃料（液体）、９１ａ  液面、９３  燃料ポンプモジュール、１００，２００，３００  燃料レベルゲージ、Ｃ  クリアランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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