(57)【要約】      （修正有）【課題】仮にフロートがタンク内壁に接触したとしても、容易に再復帰できる液面高さ検出装置を提供する。【解決手段】タンク内の液体燃料の液面高さに応じて位置が上下動するフロート２と、先端にフロート２が組み付けられ、フロート２の上下動に応じて回動軸の軸線周りを回動するアーム３と、アーム３を回動可能に支持する支持部と、液面高さを算出するためのアーム３の上記軸線周りの回転角度を検出する検出部と、を備える液面高さ検出装置において、アーム３は、フロート２の挿通孔２１に挿通され、抜け止めされた形で該フロート２を保持するとともに、該フロート２はその保持状態においてアーム３に対し回動軸線方向Ｘに往復移動可能とされている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内の液体の液面高さに応じて位置が上下動するフロートと、前記フロートが組み付けられ、該フロートの上下動に応じて予め定められた回動軸線周りを回動するアームと、前記アームを回動可能に支持する支持部と、前記液面高さを算出するための前記アームの回動軸線周りの回転角度を検出する検出部と、を備える液面高さ検出装置であって、
前記アームは、前記フロートの挿通孔に挿通されるとともにその挿通方向逆向きに抜け止めされた形で該フロートを保持するとともに、該フロートは、その保持状態において前記アームに対しその回動軸線方向に移動可能とされていることを特徴とする液面高さ検出装置。
【請求項２】
前記挿通孔は、前記アームの挿通方向において、前記回動軸線方向の幅が前記アームの回動方向の幅よりも幅広となる部分を有する請求項１に記載の液面高さ検出装置。
【請求項３】
前記アームは、前記フロートに貫通形成された前記挿通孔に貫通配置され、前記挿通孔を貫通した先の先端側において、該挿通孔のアーム先端側開口の周辺部をなすフロートの外表面に対し対向する対向面を有した抜け止め部を有する請求項２に記載の液面高さ検出装置。
【請求項４】
前記抜け止め部は、前記アームが直線的に前記フロートの外表面上をスライド可能となるよう、該外表面に対し面接触する請求項３に記載の液面高さ検出装置。
【請求項５】
前記挿通孔は、孔の深さ方向において前記回動軸線方向の幅が前記アームの回動方向の幅よりも幅広の一定幅を有する請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の液面高さ検出装置。
【請求項６】
前記挿通孔は、前記アームが前記回動軸線方向に傾斜可能となるよう形成されている請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の液面高さ検出装置。
【請求項７】
前記挿通孔は、前記アームの挿通方向において中央側から外側に向かうに従い前記回動軸線方向の幅が広くなるよう形成されている請求項６に記載の液面高さ検出装置。
【請求項８】
前記フロートは、前記挿通孔の開口を有する外表面上に、該開口から前記回動軸線方向と前記回動方向とに直交する方向側へと延出する溝が設けられており、前記挿通孔内に挿通される前記アームは、該開口において屈曲して前記溝内に嵌め込まれ、前記挿通孔の挿通方向を回転軸線とする前記フロートの回転を防止している請求項２ないし請求項７のいずれか１項に記載の液面高さ検出装置。
【請求項９】
前記挿通孔は、前記アームが前記回動軸線方向に傾斜可能となるよう形成され、該アームは、前記挿通孔内における傾斜に伴い、該アームの前記溝に嵌め込まれたアーム部分も傾斜する一方で、該溝は、当該アーム部分の傾斜を許容し、かつ当該アーム部分が傾斜しても前記回動方向両側から挟み続ける溝内壁面を有する請求項８に記載の液面高さ検出装置。
【請求項１０】
前記挿通孔内には、前記回動軸線方向において該挿通孔内の孔内中央側から外側となるほど大径となるスプリングが配置され、該スプリング内を挿通される形で前記アームが配置されている請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の液面高さ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内の液体の液面高さに応じて位置が上下動するフロートを有する液面高さ検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フューエルセンサ等の液面高さ検出装置は、主に特許文献１に示すように、タンク（容器）内の液体（液体燃料）の液面高さに応じて位置が上下動するフロートと、そのフロートが先端に組み付けられてそのフロートの上下動に応じて予め定められた回動軸線周りを回動するアームと、そのアームを回動可能に支持する支持部と、その支持部に設けられて液面高さを算出するためにアームの回動軸線周りの回転角度（回転摺動変位）を検出する検出部と、を備えて構成される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９４０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような液面高さ検出装置においては、液体（液体燃料）の液面の上下に応じてフロートが回転変位するが、そのフロートが、回転変位の過程でタンク内壁との間のギャップが極めて小さくなる状況がある。このような状況において、フロートがタンク内壁面に強く接触して引っ掛かり、動かなくなるという可能性は、実際の構成からは見出すことはできないが、それでもその可能性を考慮すれば、仮にフロートがタンク内壁面に接触して引っ掛かったとしても、そのまま動かなくなるのではなく、再復帰できるような構成を設けておくことには、非常に大きな意味があるといえる。特に、液面高さ検出装置は、タンク（容器）内の液体（液体燃料）を外部に送り出すポンプ（フューエルポンプ）等を収容するカップ（収容部）の外壁面に固定されるが、そのカップは、タンク内において回動可能に配置される等、ある程度のガタが許容されるため、こうした構成ではなおさら、そのガタによってアーム先端のフロートがタンク内壁に接触（干渉）する可能性が高くなる。
【０００５】
本発明の課題は、仮にフロートがタンク内壁に接触したとしても、容易に再復帰できる液面高さ検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の液面高さ検出装置は、
容器内の液体の液面高さに応じて位置が上下動するフロートと、フロートが組み付けられ、該フロートの上下動に応じて予め定められた回動軸線周りを回動するアームと、アームを回動可能に支持する支持部と、液面高さを算出するためのアームの回動軸線周りの回転角度を検出する検出部と、を備える液面高さ検出装置であって、
アームは、フロートの挿通孔に挿通されるとともにその挿通方向逆向きに抜け止めされた形で該フロートを保持するとともに、該フロートは、その保持状態においてアームに対しその回動軸線方向に移動可能とされていることを特徴とする。
【０００７】
上記本発明の構成によれば、フロートとアームとの固定部分に組み付け誤差以上の意図的なガタが形成されることになり、これにより、フロートが回動方向に向かって移動し、そのときにタンク内壁に接触したとしても、フロート２には移動する余地（ガタ）が残されているため引っかかり難く、仮に引っかかってしまったとしても、その余地（ガタ）があることで、車両の走行振動や液面の揺れ等のわずかな力がかかれば、容易に引っかかり状態から脱してもとのフロート状態に再復帰することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態である液面高さ検出装置の全体構成を簡略的に示した図。
【図２】図１のＥ視図であり、図１をフロート側面側から見たフロート主面視図。
【図３】図１のＧ−Ｇ断面図であり、図１のフロートをアーム基端側から見たフロート外周側面視図。
【図４】図１のＦ視図であり、図１のフロートをアーム先端側から見たフロート外周側面視図。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図。
【図６】図３のフロートのみを示すフロート外周側面視図。
【図７】図４のフロートのみを示すフロート外周側面視図。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図。
【図９】液体を収容した容器内における液面高さ検出装置のフロート動作を説明する図。
【図１０】図１の液面高さ検出装置の第一変形例であり、図４のＢ−Ｂ断面と同じ断面で切断した断面図。
【図１１】図１の液面高さ検出装置の第一変形例であり、図７のＣ−Ｃ断面と同じ断面で切断したフロートのみの断面図。
【図１２】図１の液面高さ検出装置の第二変形例であり、図４のＢ−Ｂ断面と同じ断面で切断した断面図。
【図１３】図１の液面高さ検出装置の第二変形例であり、図７のＣ−Ｃ断面と同じ断面で切断したフロートのみの断面図。
【図１４】図１の液面高さ検出装置の第三変形例であり、図４のＢ−Ｂ断面と同じ断面で切断した断面図。
【図１５】図１の液面高さ検出装置の第三変形例であり、図７のＣ−Ｃ断面と同じ断面で切断したフロートのみの断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の液面高さ検出装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１に示す液面高さ検出装置１は、容器（タンク）１００内の液体（液体燃料）７の液面７ａの高さに応じて位置が上下動するフロート２と、フロート２が先端に組み付けられ、該フロート２の上下動に応じて予め定められた回動軸５の軸線（回動軸線）５Ｘ周りを回動するアーム３と、アーム３を回動軸５の軸線５Ｘ周りに回動可能に支持する支持部４と、液体７の液面高さを算出するための、アーム３の回動軸５の軸線５Ｘ周りの回転角度を検出する検出部４０と、を備える。
【００１１】
支持部４は、アーム３を回動可能に支持するための軸部をなす回動軸５と、アーム３の回動軸５の軸線５Ｘ周りの回転角度を検出する検出部４０と、を有する。容器（タンク）１００内には、その底面１００ｂ上に、容器１００内の液体７を外部に送り出すポンプ（フューエルポンプ）等を収容した収容部（カップ）８が、回動可能となるようなガタが許容される形で配置されており、支持部４は、その外壁面８ａ上に固定されている。
【００１２】
なお、ここでの検出部４０は、アーム３の基端側に設けられた被検出部３４Ｓの回動に伴う変位を、アーム３の回転角度として検出する周知の回転角度センサであり、ここでは被検出部３４Ｓの角度位置に応じて検出値変化が生じる検出回路として構成される。図示しない制御部では、この検出部４０から検出値をアーム３の上記回転角度の検出結果として取得し、その検出結果に基づいて液体７の液面高さが算出される。なお、アーム３の回転角度の検出方法は、図１のようなアーム３の回転角度に応じて変化する被検出部３４Ｓの接触位置を抵抗値等で検出する接触型の方式でもよいが、ホール素子を用いてアーム３の回転角度に応じて変化する被検出部の位置を磁気変化等で検出する非接触型の方式など、他の周知の検出方法を採用してもよい。
【００１３】
アーム３は、上記被検出部３４Ｓを有するアーム基端部３４と、フロート２の組み付け部（フロート組付部）をなすアーム先端部３１，３２と、アーム基端部３４からアーム先端部３１，３２にかけてのアーム主部（アーム中間部）３３と、を有する。アーム基端部３４は、アーム先端３１ａ側が容器（タンク）１００内の高さ方向（上下方向）に往復移動可能となるよう、支持部４に対し固定される。ここでの支持部４には、回動軸（回転軸）５に対しその軸線５Ｘ周りに回動自在となるよう回動固定部３５が固定されている。そして、アーム基端部３４は、その回動固定部３５に対し一体回転するよう固定されている。また、アーム主部３３は、アーム先端３１ａ側の回転半径が小さくなるよう、ここでは１以上の屈曲部を有した形状をなす。アーム３は、円柱状をなしてアーム先端３１ａへと延出する部材である。なお、アーム３の各屈曲部の屈曲方向は、図１のような形態に限らず、３次元の任意の方向へと屈曲していてよい。
【００１４】
アーム３は、図２〜図５に示すように、アーム先端３１ａ側のフロート組み付け部３１において、フロート２の挿通孔２１に挿通されるとともにその挿通方向Ｙ（挿通孔２１の深さ方向ともいえる）の逆向きに抜け止めされた形で、該フロート２を保持している。ここでの挿通方向Ｙは、回動軸５の軸線５Ｘの方向（以下、回動軸線方向という）Ｘと回動方向Ｒとの双方に対し直交する方向である。挿通孔２１は、フロート２において少なくともフロート２の回動方向（回転方向ともいえる）Ｒとは異なる方向に延出形成される。
【００１５】
ここでのフロート組み付け部３１は、図５に示すように、フロート２の挿通孔２１に挿通される直線状の挿通部３１である。具体的にいえば、挿通部３１は、図８に示すように、フロート２の外表面（ここでは回動軸５側の面）２０ｂから逆側の外表面２０ａへと貫通形成された挿通孔（貫通孔）２１内に外表面２０ｂ側から挿通（貫通配置）され、挿通した先の、その挿通孔２１から外に突出したアーム先端３１ａには、挿通部３１（アーム３）の抜けを阻止する抜け止め部３００を有する。これにより、アーム３は、フロート２からの上記挿通方向Ｙの逆向きへの抜けが阻止され、その抜け止め状態でフロート２を保持している。
【００１６】
ここでの抜け止め部３００は、図４及び図５に示すように、挿通部３１のアーム先端３１ａ側に固定され、挿通孔２１のアーム先端３１ａ側開口の周辺部の外表面２０ａに対し対向し当接する当接面（対向面）を有し、その当接によって挿通部３１（アーム３）の挿通方向Ｙに対し逆向きの抜けを阻止している。ここでの抜け止め部３００は、アーム先端３１ａをつぶして抜け止めされたワッシャであり、ツーストワッシャのように圧入固定されるものでもよい。また、ワッシャは、挿通孔２１のアーム先端３１ａ側開口よりも径大の円盤状をなす。
【００１７】
他方、フロート組み付け部３２は、挿通部３１の回動軸５側から屈曲した部位であり、フロート本体２０と当接することにより、挿通部３１（アーム３）挿通方向Ｙへの抜けを阻止する抜け止め部３２として機能している。ここでのフロート組み付け部３２は、フロート本体２０の抜け止め部３００とは逆側の表面２０ｂに沿うよう直線状に延出し、フロート本体２０の表面（後述する挿通溝２２の溝底面）２０ｂに当接している。
【００１８】
また、ここでのフロート２は、アーム３に対し回転不可となる形で組み付けられる。即ち、フロート２は、アーム３の挿通部３１の軸線周りで自身が回転しないよう規制する回転規制部２２を有する。
【００１９】
ここでの回転規制部２２は、図３及び図６に示すように、フロート２の外表面２０ｂに設けられた溝（以下、挿通溝という）２２である。アーム３は、挿通孔２１内に挿通される挿通部３１から回動軸線方向Ｘへと屈曲して（ここでは９０度屈曲）、挿通溝２２内に挿通される（嵌め込まれる）部位（以下、溝挿通部という）３２を有しており、この溝挿通部３２が挿通溝２２により回動方向Ｒにおいて両側から挟まれることにより、フロート２は、アーム３の直線状の挿通部３１の軸線を回転軸線とする、当該軸線周りの回転が規制（防止）される。一方で、ここでの溝挿通部３２は直線状であり、溝挿通部３２周りにフロート２が回転しないよう規制する回転規制部として、挿通孔２１が機能する。即ち、溝挿通部３２から屈曲した挿通部３１が挿通孔２１により、回動方向Ｒにおいて両側から挟まれることにより、フロート２は、アーム３の直線状の溝挿通部３２の軸線を回転軸線とする、当該軸線周りの回転を規制している。
【００２０】
ところで、本実施形態において、アーム３は、フロート２の挿通孔２１に挿通されるとともにその挿通方向Ｙ逆向きに抜け止めされた形で該フロート３を保持する一方で、フロート２は、その保持状態において、回動軸線方向Ｘにのみ往復移動可能とされている。つまり、回動軸線方向Ｘにおいてフロート２の挿通孔２１とアーム３の挿通部３１との間に、組み付け誤差や製造誤差よりも大きい意図的なガタが形成されることになる。
【００２１】
これにより、仮に収容部８の回動に伴いタンク内壁面１００ａに強く接触したとしても、そのガタがあることで、図９（ｂ）に示すように、フロート２は、アーム３に対しタンク内壁面１００ａから離れる方向へと相対移動する余地があるため衝撃を緩和でき、引っかかり難くなる。仮に引っかかってしまったとしても、アーム３には、タンク内壁面１００ａから離れる方向へと相対移動する余地があるため、容易に引っ掛かり状態から脱することが可能になる。また、そのガタがあることで、アーム３はこれまでよりも少し広い旋回角度を確保できる利点もある。即ち、図９（ｂ）及び図９（ｃ）では、図９（ａ）のアーム３を同じ位置まで旋回させて図示しているが、図９（ｂ）ではフロート２の挿通孔にガタが無いため、フロート２がタンク内壁面１００ａにめり込んで図示されており、実際にはアーム３を図示した位置まで旋回させることはできないが、図９（ｃ）ではフロート２の挿通孔にガタがあるため、フロート２のアーム３に対する相対移動により、アーム３を図示した位置まで旋回させることができる。
【００２２】
ここでは、図２に示すように、フロート２の挿通孔２１がアーム３の回動軸５（回転中心）側から外側に向かう形で形成されており、その挿通孔２１の上記回動軸線方向Ｘの幅ｄ２が、図６〜図８に示すように、該回動方向Ｒの幅ｄ１よりも幅広となる長孔（ｄ１＜ｄ２）として形成されている。これにより、アーム３の回動軸線方向Ｘへの移動が許容されている。
【００２３】
また、ここでの挿通孔２１は、その深さ方向において開口断面形状が一定となるシンプルな長孔形状をなす。即ち、ここでの挿通孔２１は、回動軸線方向Ｘの幅ｄ２が回動方向Ｒの幅ｄ１よりも長い一定幅の長孔であり、挿通される挿通部３１（アーム３）の移動を、回動軸線方向Ｘの幅方向において許容するが、回転方向Ｒにおいては規制（阻止）する形状をなす。一方、挿通溝２２は、回動軸線方向Ｘと回動方向Ｒに直交する方向に直線状に延出し、その溝深さは、溝挿通部３２の幅よりも深く形成されている。なお、フロート２の外表面２０ａ，２０ｂも、挿通孔２１の延出方向（深さ方向）に直交する互いに平行な平坦面である。
【００２４】
また、本実施形態におけるアーム３に対するフロート２の回動軸線方向Ｘへの往復相対移動は、フロート２の挿通孔２１の開口を有する外表面２０ａ，２０ｂに沿った平行移動の形でなされる。ここでは、抜け止め部３００の平坦な裏面が、フロート２におけるアーム先端３１ａ側開口の周辺部の平坦な外表面２０ａに面接触しており、その外表面２０ａ上を直線的にスライドし、かつ溝挿通部３２が、フロート２の挿通溝２１内をその溝２１に沿って直線的にスライドする形で、上記平行移動がガイドされている。
【００２５】
また、ここでの挿通孔２１は、図５に示すように、回動軸線方向Ｘにおいてフロート２の中心位置ｃ１から一方の側に偏った位置に形成されるとともに、アーム３の溝挿通部３２は、その中心位置ｃ１を逆側へとまたいで延出する形状をなしている。また、挿通溝２２０は、図６及び図８に示すように、挿通孔２１の開口側とは逆側がフロート端面２０ｃまで到達せず、フロート端面２０ｃの手前で終わる形状をなしている。
【００２６】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、これはあくまでも例示にすぎず、本発明はこれに限定されるものではない。例えば上記実施形態において一部の構成要件を省略する、さらには他の構成要件を追加する等、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。これは以下で述べる実施形態においても同様である。
【００２７】
上記実施形態においては、フロート２に対しアーム３は回動軸線方向Ｘへと直線的な平行往復動が可能に構成されているが、フロート２に対しアーム３が回動軸線方向Ｘにおいて傾斜変位可能となるよう形成されてもよい。これにより、より大きめのがたを容易に確保でき、仮にタンク１００の内壁面１００ａに引っかかってしまったとしても、その引っ掛かり状態からより容易に脱することが可能になる。
【００２８】
例えば図１０及び図１１に示すように、フロート２における挿通孔２１０の回動軸線方向Ｘの幅を、アーム３の挿通方向中央（孔中央部２１１）を幅狭とし、挿通方向外側（双方の開口側をなす開口部２１２，２１３）ほど幅広とするように形成して、挿通孔２１０の孔内中央側に位置する最小幅位置を起点にしてアーム３（挿通部３１）がフロート２に対し回動軸線方向Ｘにおいて傾斜可能とされていてもよい。
【００２９】
また、例えば図１２及び図１３に示すように、フロート２における挿通孔２１４の回動軸線方向Ｘの幅を、一方の開口側から他方の開口側に向かうほど幅広となるように形成して、最小幅となる開口位置を起点にしてアーム３（挿通部３１）がフロート２に対し回動軸線方向Ｘにおいて傾斜可能とされていてもよい。
【００３０】
さらに、例えば図１４及び図１５に示すように、フロート２の挿通孔２１５内に、該挿通孔２１内の挿通方向中央側が小径で挿通方向外側（双方の開口側）ほど大径となるスプリング２１６を配置し、該スプリング２１６内に挿通する形でアーム３（挿通部３１）を配置してもよい。なお、図１４及び図１５の挿通孔２１５に関しては、図１の実施形態の挿通孔２１と同形状をなしている。この場合、アーム３（挿通部３１）は、基本的には挿通孔２１５の中心位置に挿通された状態に保持されるが、フロート２に対する回動軸線方向Ｘへの相対変位（傾斜移動も平行移動も可能）を生じると、これをもとの中心位置に復帰させる付勢力が付勢部材２１６によって作用するから、フロート２の移動を極力生じさせない構成、即ちフロート２に移動が生じても自動復帰できる構成を実現できる。
【００３１】
なお、図１０〜図１５のように、フロート２の挿通孔２１内でアーム３（挿通部３１）の傾斜変位が許容される構成においては、アーム３は、挿通孔２１０，２１４，２１５内における挿通部３１の傾斜に伴い、挿通溝２２０に嵌め込まれた溝挿通部３２も傾斜するが、挿通溝２２０は、溝挿通部３２のそうした傾斜を許容し、かつそうした傾斜をしても回動方向Ｒの両側から溝挿通部３２を挟み続ける溝内壁面２２０ｃを有することで、常にフロート２の回転規制部として機能している。ここでの挿通溝２２０は、挿通孔２１の開口から離れるに従い（符号２２０ａ側ほど）溝深さが増すように溝底面が傾斜する形で形成されている。また、ここでの挿通溝２２０は、挿通部３１の最大傾斜時においても、溝挿通部３２が溝２２０内から外に突出しないような溝深さで形成されている。さらに、ここでのフロート２は、溝挿通部３２から屈曲して回動中心側へと延出するアーム主部３３が、挿通部３１の最大傾斜時において、挿通溝２２０における挿通孔２１の開口側とは逆側（符号２２０ａ側）のフロート端面２０ｃから外に出ないよう形成されている。ただし、ここでの挿通溝２２０は、挿通孔２１の開口側とは逆側となるフロート端面２０ｃまで続く形で形成されている。また、アーム先端３１ａに設けられる抜け止め部３０１は、上記の抜け止め部３００と同じようにアーム３の挿通方向Ｙとは逆側への抜けを阻止しつつもアーム３の傾斜を許容するよう配置される。
【符号の説明】
【００３２】
１  液面高さ検出装置
１００  容器（タンク）
２  フロート
２１  挿通孔
２２  挿通溝
３  アーム
３１  挿通部
３２  挿通部
４  支持部
４０  検出部
５  回転軸
８  収容部（カップ）
Ｘ  回動軸線方向
Ｒ  回動方向
【図１】
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【図２】
2014153208.tif 000004
【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】
2014153208.tif 000011
【図１０】
2014153208.tif 000012
【図１１】
2014153208.tif 000013
【図１２】
2014153208.tif 000014
【図１３】
2014153208.tif 000015
【図１４】
2014153208.tif 000016
【図１５】
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