(57)【要約】【課題】  フロートの移動範囲の全域において高精度で液面位置を検出可能としつつより小型の液面検出装置を提供する。【解決手段】  フロート９をドライバ７に連結してフロート９の上下動によりドライバ７を回転させ、ドライバ７の回転をギヤ部７１およびギヤ部４１を介してマグネットホルダ４に伝達してマグネットホルダ４を回転させ且つマグネットホルダ４の回転角度をドライバ７の回転角度よりも小さくしている。これにより、フロート９の全移動距離、つまり満タン時から空時までの移動距離に対応したマグネットホルダ４の回転角度を、磁気抵抗素子６固有の適正検出角度範囲内に収めることができるので、フロート９の移動範囲の全域において高精度で液面１２位置を検出可能としつつ、より小型の燃料レベルゲージ１を実現することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液面の上下動に連動して移動する磁石と、
この磁石の位置に応じて電気量を出力する磁電変換素子とを有し、
この磁電変換素子の出力により液面レベルを検出する液面検出装置において、
前記液面の上下動に連動して移動するフロートと、
前記磁石を有する第１回転部材と、
前記フロートの移動に連動して回転し且つその回転を前記第１回転部材に伝達する第２回転部材と、
前記第２回転部材の回転を減速して前記第１回転部材に伝達して前記第１回転部材の回転角度を前記第２回転部材の回転角度よりも小さくなるようにせしめる減速手段とを備えることを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
前記減速手段は歯車機構であ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】
前記歯車機構は、前記第１回転部材の外周に設けられた第１歯車と、前記第２回転部材の外周に設けられた第２歯車と、により構成されていることを特徴とする請求項２に記載の液面検出装置。
【請求項４】
前記第１回転部材の外周形状および前記第２回転部材の外周形状は楕円形状であることを特徴とする請求項３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、容器等に収容される液体の液面レベルを検出する液面検出装置に関するもので、特に、液体に浮かぶフロートを備えこのフロートの位置に基づいて液面レベルを検出する方式の液面検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の液面検出装置は、たとえば、自動車の燃料タンクに収容される燃料量を監視するための液面検出装置として利用されている。
【０００３】
従来の液面検出装置としては、フロートの移動により回転する永久磁石を有し、永久磁石を回動自在に保持する部材に永久磁石の磁束を横切るように磁電変換素子を配置した構成の液面検出装置がある。これは、フロートの移動により永久磁石を回転させて磁電変換素子を横切る永久磁石の磁束密度を変化させ、この磁束密度の変化を磁電変換素子からの出力信号の変化として検出するものである。つまり、液面位置を、磁電変換素子の出力信号レベルにより検出するものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１２４６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の液面検出装置において、通常フロートを直線状に移動案内するガイドは、フロートが液面に垂直な方向に直線運動するように配置され、このガイドの脇に、永久磁石を収容保持するとともにアームによりフロートと連結された回転部材が配置されている。
【０００５】
一方、自動車のスタイルの多様化に対応するために、より小型の液面検出装置の必要性が強まっている。
【０００６】
上述したような液面検出装置を小型化する手法の一つとして、永久磁石を収容した回転部材とフロートとの距離を短くすることがある。フロートの移動範囲、すなわち燃料タンクが空の時のフロート位置と満タン時のフロート位置との隔たりが一定の場合、永久磁石を収容した回転部材とフロートとの距離を短くするほど、フロートの移動範囲に対応した回転部材の回転角度が大きくなる。
【０００７】
一方、磁電変換素子には、高精度で検出可能な角度範囲が存在する。このため、フロートの移動範囲に対応した回転部材の回転角度が磁電変換素子の検出可能角度よりも大きくなると、フロートの移動範囲の一部において液面位置検出精度が低下する可能性がある。
【０００８】
本発明は上記のような問題点に鑑みなされたもので、その目的は、フロートの移動範囲の全域において高精度で液面位置を検出可能としつつより小型の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】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成する為に以下の技術的手段を採用する。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の液面検出装置は、液面の上下動に連動して移動する磁石と、この磁石の位置に応じて電気量を出力する磁電変換素子とを有し、この磁電変換素子の出力により液面レベルを検出する液面検出装置において、液面の上下動に連動して移動するフロートと、磁石を有する第１回転部材と、フロートの移動に連動して回転し且つその回転を第１回転部材に伝達する第２回転部材と、第２回転部材の回転を減速して第１回転部材に伝達して第１回転部材の回転角度を第２回転部材の回転角度よりも小さくなるようにせしめる減速手段とを備えることを特徴としている。
【００１１】
従来の液面検出装置においては、液面検出装置の小型化を図るために磁石を収容した回転部材とフロートとの距離を短くすると、フロートの移動範囲、すなわち燃料タンクの満タン時および空時の液面位置の隔たりに対応した磁石の回転角度が大きくなる。
【００１２】
ところで、磁電変換素子には、高精度で検出可能な角度範囲が存在する。すなわち、単位角度変化量に対応した磁電変換素子の出力信号レベルが十分大きくなるような角度範囲が存在する。
【００１３】
このため、フロートの移動範囲に対応した磁石の回転角度が磁電変換素子の検出可能角度よりも大きくなると、フロートの移動範囲の一部において液面位置検出精度が低下する可能性がある。
【００１４】
本発明の請求項１に記載の液面検出装置においては、フロートの移動に連動して回転する第２回転部材ではなく、第２回転部材の回転が減速手段を介して伝達される第１回転部材に磁石を備え、且つその減速手段によってフロートの移動に対応した第１回転部材の回転角度が第２回転部材の回転角度よりも小さくなるように設定されている。
【００１５】
これにより、フロートの移動に対応した第１回転部材の回転角度が磁電変換素子の検出可能角度範囲を超えていても、フロートの移動に対応した第２回転部材、つまり磁石の回転角度を磁電変換素子の検出可能角度範囲内にすることができるので、フロートの移動範囲全域に亘って、高精度の液面検出が可能となる。
【００１６】
したがって、フロートの移動範囲の全域において高精度で液面位置を検出可能としつつより小型の液面検出装置を提供することができる。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の液面検出装置は、減速手段として歯車機構を特定し、請求項３に記載の液面検出装置は、その歯車機構が第１回転部材および第２回転部材のそれぞれ外周に設けられた歯車であることを特定している。
【００１８】
このような歯車により、簡便に第２回転部材の回転を減速して第１回転部材に伝達させることができる。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の液面検出装置は、第１歯車および第２歯車を備える第１回転部材および第２回転部材の外周形状が楕円形状であることを特徴としている。
【００２０】
従来の液面検出装置においては、一般に、磁石と磁電変換素子から構成された、いわゆる回転角度検出機能部材は、フロートの移動範囲のほぼ中間点に配置されている。
【００２１】
このため、フロートの単位移動長さに対応する磁石の回転角度は、フロートが磁石に最も接近した位置付近において最大となり、フロートが磁石から遠ざかるにつれて減少し、フロートが満タン時位置あるいは空時位置に来ると最小となる。また、フロートの単位移動長さに対応する磁石の回転角度が大きいほど、液面検出精度がより高くなる。
【００２２】
ところで、液面レベルが低いとき、つまりフロートが空時位置付近にあるときにおいては、より高精度であることが要求される。
【００２３】
しかしながら、従来の液面検出装置においては、上述したように、フロートの単位移動長さに対応する磁石の回転角度はフロートが空時位置付近で最小となっているため、最も高い検出精度が要求される時点で検出精度が低下してしまう。
【００２４】
これに対して、本発明の請求項４に記載の液面検出装置は、上記のように第１歯車および第２歯車を備える第１回転部材および第２回転部材の外周形状を楕円形状としている。
【００２５】
すなわち、フロート位置が中間位置から空時位置に近づくにつれて、第１歯車および第２歯車の噛み合い部における歯数比を徐々に変化させることが可能となり、したがって、フロートの単位移動長さに対応する磁石の回転角度をフロートの移動範囲の全域で一様とすることができる。
【００２６】
これにより、フロートが空時位置付近にあるときの液面検出精度を高めて、フロートの移動範囲の全域で高精度な液面検出可能な液面検出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態による液面検出装置を、自動車の燃料タンク内に装着されて燃料の液面位置を検出する燃料レベルゲージに適用した場合を例として、図に基づいて説明する。なお、各図において、同一構成部分には同一符号を付してある。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による液面検出装置としての燃料レベルゲージ１の正面図である。図１における燃料レベルゲージ１の各構成部品は、燃料１１の液面１２が最低位にある状態を示している。また、図１中において、燃料の液面１２が最高位状態、つまり満タン時、および燃料１１の液面１２が中間位置時におけるフロート９およびアーム８を破線で示している。
【００２９】
図２は、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００３０】
なお、図１および図２において、図の上方が、燃料レベルゲージ１が当該自動車に取り付けられた状態における上方となっている。
【００３１】
図３は、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１の部分断面図であり、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００３２】
図４は、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１のマグネットホルダ４の正面図である。
【００３３】
図５は、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１における、マグネットホルダ４およびドライバ７の角度位置合わせ方法を説明する模式図である。
【００３４】
図１〜図４に示される燃料レベルゲージ１は、燃料タンク１３内における燃料１１の液面１２高さＨを測ることで燃料タンク１３内の燃料残存量を検出するために用いられるものである。燃料レベルゲージ１は、燃料タンク１３内部の底面における最も低い位置に配置されている。
【００３５】
燃料レベルゲージ１は、大きくは、フロートガイド２、センサホルダ３、マグネットホルダ４、マグネット５、磁気抵抗素子６、アーム８およびフロート９等から構成されている。
【００３６】
なお、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１は、フューエルポンプモジュール（図示せず）、すなわち燃料レベルゲージ１が取り付けられる対象物に、フロートガイド２を介して固定されている。フューエルポンプモジュール（図示せず）は、燃料タンク１３内の燃料１１をエンジンへ送出するためのフューエルポンプ、燃料フィルタ等を一体化したもので、燃料タンク１３の底部に設置されているものである。
【００３７】
フロートガイド２は、ベース２１およびガイドレール２２から構成されている。フロートガイド２のベース２１の高さ寸法Ｈ１（図１参照）は、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１を満タン時液面レベルの異なる多種類の燃料タンク１３に適用可能とするために、燃料レベルゲージ１が適用され得る燃料タンク１３のうち、満タン時液面レベルが最も低い燃料タンク１３における燃料レベルゲージ１設置位置から燃料タンク１３上面までの高さよりも低く設定されている。
【００３８】
ベース２１は、たとえば樹脂材料から形成されている。ベース２１は、図１に示すように、ガイドレール２２を保持固定するための保持孔２１ａ、２１ｂを備えている。ベース２１は、図２に示すように、後述するセンサホルダ３が密着されるとともに、燃料レベルゲージ１をそれが取り付けられる対象物であるフューエルポンプモジュール（図示せず）への取り付け面となる支持面２１ｃが形成されている。また、ベース２１には、図１に示すように、固定手段である取り付け孔２１ｈが２個設けられている。取り付け孔２１ｈは、それらを介してフロートガイド２、つまり燃料レベルゲージ１をフューエルポンプモジュール（図示せず）にねじ止めするためのものである。ベース２１には、図２に示すように、後述するセンサホルダ３の軸部３１を挿通させるための貫通孔２１ｅが設けられている。センサホルダ３には、軸部３１が２個設けられているので、貫通孔２１ｅも２個設けられている。ベース２１は、図１に示すように、後述するフロート９を図１における上下方向に直線状に移動案内するためのレール部２１ｆを備えている。ベース２１は、図１に示すように、後述するフロート９の最低位置を規制するストッパ部２１ｇを備えている。
【００３９】
ガイドレール２２は、たとえば断面円形状のステンレス鋼の棒材を所定位置で折り曲げることにより、図１に示すような形状に形成されている。すなわち、ガイドレール２２は、後述するフロート９の案内溝９１に挿入される互いに平行な直線状部分であるレール部２２ａ、２２ｂ、およびフロート９の最高位置を規制するストッパ部２２ｃを備えている。ストッパ部２２ｃ位置Ａ（図１参照）は、この燃料レベルゲージ１が適用され燃料タンク１３の液面レベルの最高位置、すなわち満タン時液面位置におけるフロート位置Ｈ２対応するように形成されている。レール部２２ｂは、ガイドレール２２がベース２１に固定されると、べース２１のレール部２１ｆと滑らかにつながるように、つまりフロート９が滑らかに上下動できるような形状に作られている。ガイドレール２２は、その両端部が、ベース２１の保持孔２１ａ、２１ｂに圧入固定されている。
【００４０】
第１回転部材であるマグネットホルダ４は、たとえば樹脂材料等から円環状に形成されている。マグネットホルダ４は、図２に示すように、磁石であるマグネット５を内蔵保持している。マグネットホルダ４は、円環状の中心孔である孔部４２を備え、この孔部４２が後述するセンサホルダ３の軸部３１に回動可能に嵌合している。すなわち、マグネットホルダ４の孔部４２の内周には、図２に示すように、突起部４３が設けられ、この突起部４３が、センサホルダ３の軸部３１に設けられた溝部３２に嵌合することにより、マグネットホルダ４が軸部３１の軸方向（図２の左右方向）に移動することが規制される。マグネットホルダ４がセンサホルダ３に対して回転運動すると、マグネット５も、マグネットホルダ４と一体的に回転する、すなわちセンサホルダ３に対して変位することになる。マグネットホルダ４には、その外周に、減速手段としての歯車機構を構成する第１歯車であるギヤ部４１が設けられている。ギヤ部４１は、平歯車から成り、マグネットホルダ４のセンサホルダ３と反対側の端部に孔部４２と同軸上に配置されている。ギヤ部４１は、マグネットホルダ４の樹脂成型時に一体的に形成されている。
【００４１】
マグネット５は、たとえば円環状のものが孔部４２と同軸上に配置されて、あるいは扇形のものが２個孔部４２に対して対称配置されている。いずれの場合も、マグネット５により形成される磁束が、センサホルダ３の軸部３１の軸方向と直交し且つマグネットホルダ４の回転と連動して軸部３１を中心として回転するように、その着磁状態が設定されている。
【００４２】
マグネットホルダ４は、たとえば、樹脂成型時にマグネット５をインサート成型することにより作られる。
【００４３】
後述するフロート９の移動に連動して回転し且つその回転を第１回転部材であるマグネットホルダ４に伝達する第２回転部材であるドライバ７が、図１に示すようにマグネットホルダ４と隣接して配置されている。ドライバ７は、その外周に、減速手段としての歯車機構を構成する第２歯車であるギヤ部７１を備えている。ドライバ７は、ギヤ部７１を、マグネットホルダ４のギヤ部４１と噛み合わせて配置されている。ドライバ７は、たとえば樹脂材料等から円環状に形成されている。ドライバ７は、円環状の中心孔である孔部７２を備え、この孔部７２が後述する本体部材であるセンサホルダ３の軸部３１に回動可能に嵌合している。すなわち、ドライバ７の孔部７２の内周には、図２に示すように、突起部７３が設けられ、この突起部７３が、センサホルダ３の軸部３１に設けられた溝部３２に嵌合することにより、ドライバ７が軸部３１の軸方向（図２の左右方向）に移動することが規制される。ギヤ部７１は、マグネットホルダ４のギヤ部４１と噛み合い可能な平歯車から成り、ドライバ７のセンサホルダ３と反対側の端部に孔部７２と同軸上に配置されている。すなわち、ドライバ７が回転すると、そのトルクがギヤ部７１およびギヤ部４１を介してマグネットホルダ４に伝達されて、マグネットホルダ４が回転する。ギヤ部７１は、ドライバ７の樹脂成型時に一体的に形成されている。
【００４４】
ここで、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１においては、マグネットホルダ４のギヤ部４１の歯数Ｚ４１と、ドライバ７のギヤ部７１の歯数Ｚ７１との間には、Ｚ４１＞Ｚ７１の関係が成立している。したがって、ドライバ７が回転するとその速度は減速してマグネットホルダ４に伝達される。つまり、ギヤ部７１とギヤ部４１とにより減速手段である減速歯車機構が形成されている。これにより、マグネットホルダ４の回転角度はドライバ７の回転角度よりも小さくなっている。
【００４５】
ドライバ７には、後述するアーム８が摺動可能に結合されている。すなわち、アーム８は、図１に示すように、ドライバ７の孔部７２の軸方向に直交する方向に摺動運動可能に結合されている。ドライバ７には、アーム８がドライバ７に対して摺動運動するときのガイドとなる一対の案内突起７４が、図４に示すように、孔部７２を挟んで２対設けられている。一対の案内突起７４の間隔は、アーム８の直径寸法よりわずかに大きく形成されている。つまり、両案内突起７４間をアーム８が滑らかに且つ傾かずに摺動可能なように設定されている。これらの案内突起７４には、図１に示すように、キャップ７５が装着されて、アーム８が案内突起７４から外れることを防止している。
【００４６】
センサホルダ３は、たとえば樹脂材料等から形成されている。センサホルダ３は、図２に示すように、２つの軸部３１を備えている。各軸部３１の外周にマグネットホルダ４の孔部４２、ドライバ７の孔部７２が嵌合することにより、センサホルダ３は、マグネットホルダ４およびドライバ７を回動自在に保持している。軸部３１には、図２に示すように、マグネットホルダ４の孔部４２に形成された突起部４３あるいはドライバ７の孔部７２に形成された突起部７３と係合する溝部３２が、軸部３１と同軸上に設けられている
センサホルダ３の両軸部３１のうち、マグネットホルダ４を回動自在に保持する軸部３１の内部には、図２に示すように、変位部材であるマグネット５の変位を検出する検出手段としての磁電変換素子である磁気抵抗素子６が配設されている。磁気抵抗素子６は、図２に示すように、軸部３１の軸方向においてマグネット５との重なり長さをできるだけ長くして配置されている。これにより、磁気抵抗素子６と交差するマグネット５の磁束量を多くして、磁気抵抗素子６の出力電圧を高めて、燃料レベルゲージ１の液面１２検出精度を高めるとともに、強い耐ノイズ性を備えることができる。
【００４７】
センサホルダ３は、磁気抵抗素子６を外部の電気回路と接続するためのターミナル１０を備えている。本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１においては、磁気抵抗素子６の電極数は２個であり、それに対応して、ターミナル１０は、図１に示すように、２個設けられている。ターミナル１０には、図１に示すように、電線１０ａが接続されている。磁気抵抗素子６は、各電線１０ａを通じて外部の電気回路、たとえば、磁気抵抗素子６からの検出信号を受けて液面１２位置を測定し燃料タンク１３内の残存量を算出する制御回路等に接続されている。
【００４８】
センサホルダ３の製作方法を簡単に説明する。先ず、磁気抵抗素子６のリード６１にターミナル１０をヒュージングあるいはかしめ等により接続する。次に、磁気抵抗素子６およびターミナル１０をセンサホルダ３の樹脂成形型にセットしてインサート成型する。最後に、ターミナル１０に電線１０ａをヒュージングあるいはかしめ等により接続して、センサホルダ３が完成する。
【００４９】
センサホルダ３は、センサホルダ３をフロートガイド２に固定するための固定爪３３を備えている。固定爪３３は、図１に示すように４個設けられている。固定爪３３は、図３に示すように、フロートガイド２のベース２１に設けられた係止孔２１ｄに挿通、係止する。
【００５０】
センサホルダ３およびマグネットホルダ４は、センサホルダ３の各軸部３１にマグネットホルダ４の孔部４２、およびドライバ７の孔部７２が回転可能に結合された状態において、いわゆる回転角度検出機能を発揮可能な状態となる。
【００５１】
フロート９は、略直方体状に樹脂材料等から形成されている。フロート９は、燃料１１の液面１２に確実に浮かぶように、発泡成形あるいは空洞成型等により見掛けの比重を燃料よりも小さく設定されている。
【００５２】
フロート９の各面のうち、ガイドレール２２のレール部２２ａ、２２ｂと対向する面には、図３に示すように、案内溝９１、９２がそれぞれ設けられている。フロート９は、案内溝９１をガイドレール２２のレール部２２ａと嵌合させ、且つ案内溝９２をガイドレール２２のレール部２２ａあるいはベース２１のレール部２１ｆと嵌合させてガイドレール２２に装着されている。案内溝９１、９２の形状は、レール部２２ａ、２２ｂ、レール部２１ｆの形状よりも若干大きく形成されている。すなわち、フロート９が、ガイドレール２２内をレール部２２ａ、２２ｂ、レール部２１ｆに沿って滑らかに直線移動可能なように設定されている。
【００５３】
フロート９には、図３に示すように、水平方向に貫通する貫通孔９３が設けられている。貫通孔９３には、図３に示すように、後述するアーム８の端部が挿入されている。貫通孔９３の直径寸法は、アーム８の直径寸法より若干大きく設定されている。これにより、燃料タンク１３内の液面１２位置変動に応じてフロート９が上下方向に移動すると、アーム８は、フロート９に対して回転する。
【００５４】
アーム８は、たとえば断面円形状の金属製棒状部材から略Ｌ字状に形成されている。アーム８の一端は、図３に示すように、フロート９の貫通孔９３に回転可能に係合している。一方、アーム８の他端は、図１に示すように、ドライバ７の案内突起７４およびキャップ７５により形成される孔部に摺動可能に係合している。ドライバ７およびフロート９をアーム８を介してこのように結合したことにより、液面の上下動に応じてフロート９が上下動すると、アーム８は、ドライバ７に対して摺動運動すると同時に、ドライバ７を回転させる。このドライバ７の回転は、ギヤ部７１およびギヤ部４１を介してマグネットホルダ４に伝達され、マグネットホルダ４が、ギヤ部７１の歯数Ｚ７１およびギヤ部４１の歯数Ｚ４１で定まる回転速度で回転する。すなわち、アーム８は、フロート９の上下動をマグネットホルダ４の回転運動に変換する機能を果たしている。
【００５５】
燃料１１の液面１２変動にフロート９を確実に追従させて燃料レベルゲージ１の検出精度を高めるためには、フロート９に作用する浮力を大きくする必要があるが、構成上、アーム８は、その重量がフロート９の重量を増加させるように作用する。したがって、アーム８は、できるだけ軽量化することが望ましく、たとえばアルミニウム等の軽金属、あるいはそのパイプ材等から形成されている。
【００５６】
次に、本発明の第１実施形態による、燃料レベルゲージ１の組立方法について順を追って説明する。
【００５７】
なお、センサホルダ３およびマグネットホルダ４は、以下に説明する工程より前に既に完成している。すなわち、センサホルダ３には磁気抵抗素子６が、またマグネットホルダ４にはマグネット５が、内蔵されている。
【００５８】
先ず、フロートガイド２を組立てる。すなわち、フロート９の案内溝９１、９２をガイドレール２２のレール部２２ａ、２２ｂにそれぞれ嵌挿しつつ、ガイドレール２２の両端をベース２１の保持孔２１ａ、２１ｂに圧入固定する。
【００５９】
次に、センサホルダ３をフロートガイド２に固定する。すなわち、センサホルダ３の軸部３１をベース２１の貫通孔２１ｅに挿通させつつ、センサホルダ３の４個の係止爪３３をそれぞれに対応したベース２１の係止孔２１ｄに挿通係止させる。
【００６０】
次に、マグネットホルダ４およびドライバ７をセンサホルダ３に装着する。すなわち、マグネットホルダ４の孔部４２をベース２１から突出しているセンサホルダ３の軸部３１に嵌合させ、さらに図２において右方向に押し込んで、マグネットホルダ４の突起部４３をセンサホルダ３の溝部３２に係合させる。これにより、マグネットホルダ４が軸部３１の軸方向（図２の左右方向）に移動することが規制され、且つマグネットホルダ４がセンサホルダ３に回転可能に保持される。続いて、ギヤ部７１をギヤ部４１に噛み合わせつつ、ドライバ７の孔部７２をベース２１から突出しているセンサホルダ３の軸部３１に嵌合させ、さらに図２において右方向に押し込んで、ドライバ７の突起部７３をセンサホルダ３の溝部３２に係合させる。これにより、ドライバ７が軸部３１の軸方向（図２の左右方向）に移動することが規制され、且つドライバ７がセンサホルダ３に回転可能に保持される。
【００６１】
次に、アーム８を装着する。すなわち、アーム８の一端をフロート９の貫通孔９３に挿入し、アーム８の他端をドライバ７の一対の案内突起７４間に嵌め、その上からキャップ７５をかぶせるように取り付ける。これにより、アーム８はドライバ７に摺動可能に保持される。
【００６２】
以上で、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１の組付けが完了する。
【００６３】
完成した燃料レベルゲージ１は、フロートガイド２に設けられた取り付け孔２１ｈを介して、フューエルポンプモジュール（図示せず）にねじ止めにより固定される。そして、フューエルポンプモジュール（図示せず）が燃料タンク１３内の底部に設置されることにより、燃料レベルゲージ１が燃料タンク１３内に設置される。
【００６４】
次に、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１の作動、すなわち燃料タンク１３内における液面検出作動について説明する。
【００６５】
燃料１１の液面１２高さの変動に応じてフロート９が図１の上下方向に移動すると、アーム８は、ドライバ７に対して摺動運動すると同時にドライバ７を回転させる。このとき、フロート９の貫通孔９３からドライバ７の孔部７２の中心までの距離は、フロート９の上下動にともなって変化する。しかし、アーム８がドライバ７に摺動可能に保持されているため、貫通孔９３からドライバ７の孔部７２の中心までの距離の変動分だけ、アーム８はドライバ７に対して直線運動する。これにより、上述の距離の変動分は吸収され、フロート９の上下動に連動してドライバ７は滑らかに回転運動することができる。このドライバ７の回転は、ギヤ部７１およびギヤ部４１を介してマグネットホルダ４に伝達され、マグネットホルダ４が、ギヤ部７１の歯数Ｚ７１およびギヤ部４１の歯数Ｚ４１で定まる回転速度で回転する。
【００６６】
そして、アーム８の回動に連動してマグネット５が回転すると、磁気抵抗素子６を横切る磁束密度が変化して磁気抵抗素子６の出力電圧が変化する。この磁気抵抗素子６の出力電圧に基づいてフロート９の位置、すなわち燃料タンク１３内の液面１２位置Ｈが認識され、液面１２位置Ｈに基づいて、燃料タンク１３内の残存燃料量が算出される。
【００６７】
次に、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１の特徴、すなわちドライバ７を追加し、フロート９の上下動をギヤ部７１およびギヤ部４１を介してマグネットホルダ４の回転運動に変換する構成の作用効果について説明する。
【００６８】
従来の液面検出装置においては、液面検出装置の小型化を図るために永久磁石を収容した回転部材とフロートとの距離、すなわち図１中における長さ寸法Ｌを短くすると、フロートの移動範囲、すなわち燃料タンクの満タン時および空時の液面位置の隔たりに対応した永久磁石の回転角度が大きくなる。
【００６９】
また、磁電変換素子には、高精度で検出可能な角度範囲が存在する。すなわち、単位角度変化量に対応した磁電変換素子の出力信号レベルが十分大きくなるような適正検出角度範囲が存在する。この適正検出角度範囲を超える角度においては、角度検出精度が低下する。
【００７０】
したがって、液面検出装置において、フロートの移動範囲に対応した永久磁石の回転角度が磁電変換素子の適正検出角度範囲よりも大きくなると、フロートの移動範囲の一部において液面位置検出精度が低下する可能性がある。
【００７１】
これに対して、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１においては、フロート９をマグネットホルダ４ではなくてドライバ７に直接連結し、フロート９の上下動によりドライバ７を回転させ、ドライバ７の回転をギヤ部７１およびギヤ部４１を介してマグネットホルダ４に伝達してマグネットホルダ４を回転させるとともに、ドライバ７のギヤ部７１の歯数Ｚ７１との間に、Ｚ４１＞Ｚ７１の関係を成立させている。これにより、マグネットホルダ４の回転角度をドライバ７の回転角度よりも小さくしている。言い換えると、フロート９の移動範囲の全域、つまり満タン時の液面１２位置から空時の液面１２位置までの移動距離に対応したマグネットホルダ４の回転角度を、ドライバ７の回転角度よりも小さくしている。
【００７２】
すなわち、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１においては、フロート９の移動範囲の全域、つまり満タン時の液面１２位置から空時の液面１２位置までの移動距離に対応したマグネットホルダ４の回転角度が、上述した磁気抵抗素子６固有の適正検出角度範囲内となるように、マグネットホルダ４のギヤ部４１の歯数Ｚ４１と、ドライバ７のギヤ部７１の歯数Ｚ７１を決めている。
【００７３】
これにより、フロート９の移動範囲の全域において高精度で液面１２位置を検出可能としつつ、より小型の、特に、図１中における長さ寸法Ｌが小さい燃料レベルゲージ１を実現することができる。
【００７４】
なお、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１においては、燃料レベルゲージ１の組付け作業時に、たとえばフロート９が、図１に示すように、燃料１１の液面１２が最低位置、つまり燃料タンク１３の空時における位置にあるときに、マグネット５の磁束方向が所定方向として、このときの磁気抵抗素子６の出力信号を所定値とする必要がある。そのために、燃料レベルゲージ１の組付け作業時に、ドライバ７とマグネットホルダ４との角度位置関係を所定関係にセットする必要がある。
【００７５】
そこで、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１においては、マグネットホルダ４のギヤ部４１、およびドライバ７のギヤ部７１に、いわゆる合わせマークを設けている。燃料レベルゲージ１の組付け作業時に、それぞれの歯の合わせマーク（ＸおよびＹ）が図５に示すような関係となるように組み付けることにより、上述したドライバ７とマグネットホルダ４との角度位置関係が所定関係にセットされる。
【００７６】
（第２実施形態）
図６に、本発明の第２実施形態による燃料レベルゲージ１の正面図を示す。
【００７７】
本発明の第２実施形態による燃料レベルゲージ１では、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ1に対して、マグネットホルダ４およびドライバ７の形状、すなわちギヤ部４１およびギヤ部７１の仕様を変更している。
【００７８】
本発明の第２実施形態による燃料レベルゲージ１では、マグネットホルダ４およびドライバ７の形状を楕円形状とし、それに対応してギヤ部４１およびギヤ部７１の形状も、図６に示すように、楕円形状としている。この場合、各ギヤ部４１、７１のピッチ円形状も楕円形となっており、ピッチ楕円が形成されている。
【００７９】
ギヤ部４１およびギヤ部７１の噛み合い点におけるピッチ楕円径をＲ４１、Ｒ７１とすると、マグネットホルダ４のドライバ７に対する速度比Ｋは、Ｋ＝Ｒ７１／Ｒ４１となる。本発明の第２実施形態による燃料レベルゲージ１は、フロート９の直線移動範囲全域において速度比Ｋ＜１、すなわち、マグネットホルダ４の回転角度は、フロート９の位置如何によらず常にドライバ７の回転角度よりも小さくなっている。
【００８０】
しかしながら、ギヤ部４１およびギヤ部７１の形状を楕円形状としているため、マグネットホルダ４のドライバ７に対する速度比Ｋは、フロート９位置により変化する。本発明の第２実施形態による燃料レベルゲージ１においては、フロート９が、図６に示すように、最低位置（燃料タンク１３が空のとき）にあるときに速度比Ｋは最大であり、フロート９がそれより高い位置になるに連れて速度比Ｋは小さくなっていく。速度比Ｋは、フロート９位置が中間位置付近で最小となり、フロート９位置がさらに高い位置になるに連れて大きくなる。つまり、速度比Ｋはフロート９の移動範囲全域に亘り非線形に変化し、その結果、フロート９の単位移動長さに対応するマグネットホルダ４の回転角度は、フロート９の移動範囲全域においてほぼ一様となる。言い換えると、フロート９の移動範囲全域に亘り、磁気抵抗素子６の出力信号は線形に変化する。
【００８１】
上述した、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１の場合、ギヤ部４１およびギヤ部７１は円形なので、マグネットホルダ４のドライバ７に対する速度比Ｋは、フロート９の位置如何によらず一定値となる。このため、フロート９の単位移動長さに対応するマグネットホルダ４の回転角度は、フロート９がマグネットホルダ４に最も接近した位置付近において最大となり、フロート９がマグネットホルダ４から遠ざかるにつれて減少し、フロート９が満タン時位置あるいは空時位置に来ると最小となる。つまり、フロート９の単位移動長さに対応するマグネットホルダ４の回転角度は、フロート９の移動範囲全域において非線形に変化している。言い換えると、フロート９の移動範囲全域に亘り、磁気抵抗素子６の出力信号は非線形に変化する。
【００８２】
これに対して、本発明の第２実施形態による燃料レベルゲージ１は、ギヤ部４１およびギヤ部７１の形状を楕円形状とすることにより、上述したように、フロート９の移動範囲全域に亘り、磁気抵抗素子６の出力信号は線形に変化させることができる。
【００８３】
これにより、フロート９が空時位置付近にあるときの液面検出精度を高めて、フロート９の移動範囲の全域で高精度な液面検出を可能にできる。
【００８４】
なお、以上説明した、本発明の第１実施形態および第２実施形態による燃料レベルゲージ１においては、検出手段として磁気抵抗素子６を用いているが、磁気抵抗素子６に限定する必要はなく、他の種類の磁気検出素子を用いてもよい。たとえば、ホール素子、あるいは磁気ダイオード等を用いてもよい。
【００８５】
また、以上説明した、本発明の第１実施形態および第２実施形態による燃料レベルゲージ１においては、その取り付け対象部材への固定をねじ締めで行っているが、ねじに限る必要は無く、他の手段による固定方法、たとえば、対象部材に設けた係止爪をフロートガイド２に設けた係止孔に係合させる構成としてもよい。
【００８６】
また、本発明の第１実施形態および第２実施形態による燃料レベルゲージ１においては、フロート９を直線状のフロートガイド２により保持させながら、直線状に上下動させるようにしたが、これに限定されるものではなく、フロートガイド２を廃止してフロート９を円弧状に上下動させる構成としてもよい。
【００８７】
また、減速手段として、歯車機構に限定されるものではない。さらに、第１回転部材と第２回転部材との間に１個以上の歯車を介在させる構成としてもよい。
【００８８】
また、以上説明した、本発明の第１実施形態および第２実施形態による燃料レベルゲージ１においては、その取り付け対象部材をフューエルポンプモジュール（図示せず）としているが、フューエルポンプモジュールに限定する必要は無く、燃料タンク１３内に直接取り付けてもよい。
【００８９】
また、以上説明した、本発明の第１実施形態および第２実施形態においては、液面検出装置を自動車用の燃料レベルゲージ１に適用した場合を例に説明したが、その用途は自動車用の燃料レベルゲージ１に限らず、民生用各種装置に組み込まれる液面検出装置に適用してもよい。また、液面検出対象としての液体も、燃料に限る必要はなく、水、潤滑油、各種薬品等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１の正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１の部分断面図であり、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１のマグネットホルダ４の正面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１における、マグネットホルダ４およびドライバ７の角度位置合わせ方法を説明する模式図である。
【図６】本発明の第２実施形態による燃料レベルゲージ１の正面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１    燃料レベルゲージ（液面検出装置）
２    フロートガイド
２１    ベース
２１ａ    保持孔
２１ｂ    保持孔
２１ｃ    支持面
２１ｄ    係止孔
２１ｅ    貫通孔
２１ｆ    レール部
２１ｇ    ストッパ部
２１ｈ    取り付け孔
２２    ガイドレール
２２ａ    レール部
２２ｂ    レール部
２２ｃ    ストッパ部
３    センサホルダ
３１    軸部
３２    溝部
３３    係止爪
４    マグネットホルダ（第１回転部材）
４１    ギヤ部（減速手段、歯車機構、第１歯車）
４２    孔部
４３    突起部
５    マグネット（磁石）
６    ホール素子（磁気抵抗素子）
７    アイドラ（第２回転部材）
７１    ギヤ部（減速手段、歯車機構、第２歯車）
７２    孔部
７３    突起部
７４    案内突起
７５    キャップ
８    アーム
９    フロート
９１    案内溝
９２    案内溝
９３    貫通孔
１０    ターミナル
１０ａ    電線
１１    燃料
１２    液面
１３    燃料タンク
Ａ    ストッパ位置
Ｈ    液面位置
Ｈ１    高さ寸法
Ｈ２    満タン時フロート位置
Ｋ    速度比
Ｌ    長さ寸法
Ｒ４１    ピッチ楕円半径
Ｒ７１    ピッチ楕円半径
Ｚ４１    歯数
Ｚ７１    歯数
【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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