(57)【要約】【課題】  多様な液面レベルに対応するに際し、部品の統合化を行える構造の液面検出装置を提供する。【解決手段】  回動アーム４がマグネットホルダ３の溝部３ｆ内をスライドし、液面レベルの変化に伴ってフロート８がガイド９に沿って上下動できるようにする。そして、ガイド９における直線状部分９ａの高さＨ２を要求される液面レベルに応じて変化させれば、多様な液面レベルに対応できる液面検出装置とすることが可能となる。なお、多様な液面レベルに対応するためには、回動アーム４をそれに応じた長さに設定しなければならないと考えられるが、本実施形態の場合には、回動アーム４のうちマグネットホルダ３の溝部３ｆ内をスライドする部分の長さを長めに設定しておけば済む。【選択図】        図１
2006208042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク（１０）内に収容された液体の液面の高さに応じて位置が上下移動するフロート（８）と、
前記フロート（８）を保持すると共に、該フロート（８）の移動に伴って回動する回動アーム（４）と、
前記回動アーム（４）の回動軸（２ｂ）が備えられていると共に、前記回動アーム（４）の回動状態に応じた出力を発生させることで、前記フロート（８）の位置に基づいて前記液面の高さを検出する液面検出手段（５、６、７）を有する本体（２）とを備えてなる液面検出装置において、
天地方向を向く直線状部分（９ａ）を有するガイド（９）が備えられ、前記フロート（８）には、上下方向に貫通する穴（８ｂ）が形成されていると共に、該穴（８ｂ）に前記ガイド（９）の直線状部分（９ａ）が挿入されることで、前記フロート（８）が前記ガイド（９）の前記直線状部分（９ａ）に案内されて上下移動するようになっており、
前記ガイド（９）は、前記直線状部分（９ａ）が所定の高さ（Ｈ２）とされた位置を屈曲点（９ｂ）として折り曲げられ、該屈曲点（９ｂ）において前記フロート（８）の上方移動が規制されるようになっており、
さらに、前記本体（２）には、前記回動軸（２ｂ）を回動中心として回動すると共に、前記回動アーム（４）を保持するホルダ（３）が備えられており、該ホルダ（３）に備えられた溝部（３ｆ）内で前記回動アーム（４）がスライドし、前記回動中心からの前記フロート（８）の距離さが調整可能な構成とされていることを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
前記ガイド（９）は前記屈曲点（９ｂ）において水平方向に曲げられていると共に、さらに下方に折り曲げられており、この下方に折り曲げられた部分の端部が前記本体（２）に形成された保持穴（２ｄａ）に挿入されることで固定されてい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】
前記本体（２）には、固定板（２ｃａ）を有し、該固定板（２ｃａ）には、前記ガイド（９）における直線状部分（９ａ）の端部が挿入される穴部（２ｃｂ、２ｃｃ）が備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載の液面検出装置。
【請求項４】
前記穴部（２ｃｂ、２ｃｃ）は、前記回動軸（２ｂ）から前記回動アーム（４）の回動方向に沿って異なる距離に複数個形成されていることを特徴とする請求項３に記載の液面検出装置。
【請求項５】
前記固定板（２ｃａ）は、前記回動アーム（４）が最下位置にある場合の傾斜方向に沿って傾斜する階段状に構成されており、その階段状の各段に前記穴部（２ｃｂ、２ｃｃ）が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液面検出装置。
【請求項６】
前記液面検出手段は、前記ホルダ（３）内に前記回動軸（２ｂ）を中心として回動するマグネット（５）が備えられていると共に、前記回動軸（２ｂ）内に前記マグネット（５）が発生させる磁束密度の変化に応じた出力を発生させる磁気反応素子（６）とを備え、前記マグネット（５）が前記回動軸（２ｂ）を中心として回動した際に生じる磁束密度の変化に基づいて、前記液体の液面の高さを検出する磁気抵抗式のものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つ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、液面の高さの検出を行う液面検出装置に関するもので、例えば、液面の高さによって示される燃料タンク内の燃料の残存量の検出に用いて好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１において、液面検出装置として、油面の高さの検出を行う油面計について開示されている。この油面計では、フロートが上下動するように案内を行うガイドが備えられていると共に、このガイドに対してフランジ状のストッパを設けることで、フロートの移動限界位置を規制し、伸縮アームの回転角度が所定範囲に収まるようにされている。
【特許文献１】実開昭６２−１４３２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような構成の場合、多様な液面レベルに対応できる液面検出装置とすることができない。すなわち、上記特許文献１では、伸縮アームが軸側アームとこの軸側アームがスライドできるフロート側アームに分けられており、これら軸側アームとフロート側アームの長さが要求される液面レベルに合わされることになる。このため、多様な液面レベルに対応させるためには、軸側アームとフロート側アームの長さを各液面レベル毎に設定しなければならず、部品の統合化を図ることができなかった。
【０００４】
また、各液面レベル毎に軸側アームとフロート側アームの長さが設定された場合に、同様に、それと対応してガイドの長さも液面レベル毎に対応させ、かつ、ガイドに備えたストッパの位置も液面レベル毎に対応させなければならない。
【０００５】
したがって、上記特許文献１に示されるような構造の場合、伸縮アームとガイドの双方の部品に関して、多様な液面レベルに対応できるように新規に設定しなければならないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、多様な液面レベルに対応するに際し、部品の統合化を行える構造の液面検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、タンク（１０）内に収容された液体の液面の高さに応じて位置が上下移動するフロート（８）と、フロート（８）を保持すると共に、該フロート（８）の移動に伴って回動する回動アーム（４）と、回動アーム（４）の回動軸（２ｂ）が備えられていると共に、回動アーム（４）の回動状態に応じた出力を発生させることで、フロート（８）の位置に基づいて液面の高さを検出する液面検出手段（５、６、７）とを有する本体（２）とを備えてなる液面検出装置において、天地方向を向く直線状部分（９ａ）を有するガイド（９）が備えられ、フロート（８）には、上下方向に貫通する穴（８ｂ）が形成されていると共に、この穴（８ｂ）にガイド（９）の直線状部分（９ａ）が挿入されることで、フロート（８）がガイド（９）の直線状部分（９ａ）に案内されて上下移動するようになっており、ガイド（９）は、直線状部分（９ａ）が所定の高さ（Ｈ２）とされた位置を屈曲点（９ｂ）として折り曲げられ、該屈曲点（９ｂ）において前記フロート（８）の上方移動が規制されるようになっており、さらに、本体（２）には、回動軸（２ｂ）を回動中心として回動すると共に、回動アーム（４）を保持するホルダ（３）が備えられており、該ホルダ（３）に備えられた溝部（３ｆ）内で回動アーム（４）がスライドし、回動中心からのフロート（８）の距離が調整可能な構成とされていることを特徴としている。
【０００８】
このような構成の液面検出装置では、多様な液面レベルに対応するために、回動アーム（４）を様々な種類（長さ）で用意しなくても、１種類のみ用意すれば済み、回動アーム（４）の統合化を図ることが可能となる。このため、多様な液面レベルに対応するために複数種類必要となるのはガイド（９）のみ、具体的には、ガイド（９）の直線状部分（９ａ）の高さ（Ｈ２）を複数種類設定すれば良い。これにより、多様な液面レベルに対応するに際し、部品の統合化を行える構造の液面検出装置とすることができる。
【０００９】
このようなガイド（９）は、例えば、請求項２に示されるように、屈曲点（９ｂ）において水平方向に曲げ、さらに下方に折り曲げた構成とすることができる。そして、下方に折り曲げられた部分の端部を本体（２）に形成された保持穴（２ｄａ）に挿入することで、ガイド（９）を本体（２）に固定することができる。
一方、請求項３に示されるように、本体（２）に、固定板（２ｃａ）を備えておき、該固定板（２ｃａ）に、ガイド（９）における直線状部分（９ａ）の端部が挿入される穴部（２ｃｂ、２ｃｃ）を備えておけば、ガイド（９）の直線状部分（９ａ）の端部の固定も行うことができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、穴部（２ｃｂ、２ｃｃ）は、回動軸（２ｂ）から回動アーム（４）の回動方向に沿って異なる距離に複数個形成されていることを特徴としている。
【００１１】
このように、穴部（２ｃｂ、２ｃｃ）を回動軸（２ｂ）から回動アーム（４）の回動方向に沿って異なる距離に複数個形成しておけば、様々な液面レベルに対応してガイド（９）の直線状部分（９ａ）の高さ（Ｈ２）を変えた場合にも、直線状部分（９ａ）の端部が挿入される穴部（２ｃｂ、２ｃｃ）を変えることで、それに対応することが可能となる。
【００１２】
この場合、請求項５に示されるように、固定板（２ｃａ）を回動アーム（４）が最下位置にある場合の傾斜方向に沿って傾斜する階段状に構成し、その各段に穴部（２ｃｂ、２ｃｃ）を形成するようにすれば、回動アーム（４）の回動可能角度を広げることなく、直線状部分の高さ（Ｈ２）の変化に対応することが可能となる。
【００１３】
以上のような液面検出装置としては、例えば、請求項６に示されるように、液面検出手段が、マグネット（５）が回動軸（２ｂ）を中心として回動した際に生じる磁束密度の変化を磁気反応素子（６）で検出するような磁気抵抗式のものに適用することができる。その他、いわゆる抵抗式やリードスイッチ式の液面検出装置等のように、他の形式の液面検出装置に本発明を適用することもできる。
【００１４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態の液面検出装置の正面図、図２は、本実施形態の液面検出装置の部分断面図であり、図１における二点鎖線Ｚ中の直線部分の断面を示したものである。また、図３は、本実施形態の液面検出装置の上面図である。
【００１６】
図１〜図３に示される液面検出装置は、燃料タンク１０内における燃料１の液面の高さを測ることで燃料１の残存量を検出するために用いられるものである。この液面検出装置は、燃料タンク１０の底面における最も低い位置に固定され、ボデー２と、マグネットホルダ３と、回動アーム４と、マグネット５と、磁気反応素子６、ターミナル７、フロート８およびガイド９を有して構成されている。
【００１７】
ボデー２は、液面検出手段の本体を構成するもので、例えば樹脂等の非導電性材料によって構成される。このボデー２の高さＨ１は、液面検出装置が様々な液面レベルの燃料タンクに適用されても対応できるように、燃料検出装置が適用され得る燃料タンクのうち最も液面レベルが低いタイプのものにおける液面検出装置の取り付け位置から燃料タンク上面までの高さよりも低くされている。
【００１８】
このボデー２には、支持面２ａ、回動軸２ｂ、ステー２ｃ、保持部２ｄとを有して構成されている。
【００１９】
支持面２ａは、燃料タンク１０の底面に対して垂直を為すように組みつけられるものである。回動軸２ｂは、マグネットホルダ３の回動中心となる部分であり、支持面２ａに対して垂直方向に突き出すように備えられており、この回動軸２ｂの外周に溝部２ｂａが形成されている。
【００２０】
ステー２ｃは、回動軸２ｂよりも下方位置において、支持面２ａに対して垂直方向に突き出すように設けられたもので、支持面の補強の為に設けられている。ステー２ｃの下方位置には固定板２ｃａを構成すべく、燃料タンク１０の底面と対向するように水平方向に折り曲げられた形状となっている。このステー２ｃの固定板２ｃａにおける燃料タンク１０の底面とは反対側には複数の穴部２ｃｂ、２ｃｃが形成されている。この複数の穴部２ｃｂ、２ｃｃは、回動軸２ｂからマグネットホルダ３の回動方向に対して異なる距離となるように形成され、そのうちの一つにガイド９の一端が挿入されるようになっている。
【００２１】
保持部２ｄは、ボデー２の上方位置において、支持面２ａから垂直方向に突き出すように設けられている。この保持部２ｄは、上方から下方に向かって空けられた保持穴２ｄａが形成されたもので、この保持部２ｄ内の保持穴２ｄａ内にガイド９の他端が挿入されるようになっている。
【００２２】
そして、このように構成されたボデー２内において、ターミナル７がボデー２の上方において露出しており、かつ、回動軸２ｂまで延設されるように配置された構成となっている。
【００２３】
マグネットホルダ３は、ボデー２に対して回動自在に保持されるものでマグネット５を内蔵している。このマグネットホルダ３に回動アーム４が保持されており、マグネットホルダ３の回動と共に回動アーム４がボデー２に対して回動するようになっている。
【００２４】
具体的には、マグネットホルダ３は、マグネット５を収容する円盤状部分３ａと、回動アーム４の形状に合わせて円盤状部分３ａから伸ばされた突起部分３ｂとによって構成されている。円盤状部分３ａの中央部は、中空状とされており、この中空部にボデー２から伸ばされた回動軸２ｂが嵌め込まれたときに、回動軸２ｂの外周に形成した溝部２ｂａ内に円盤状部分３ａの中空部の内側から突出させた突出部３ｃが嵌まることで、マグネットホルダ３がボデー２に対して軸方向の移動を規制し、回動できるようになっている。
【００２５】
また、マグネットホルダ３の表面には、回動アーム４を保持するための爪部３ｄが形成されている。この爪部３ｄはフック状になっており、回動アーム４が嵌め込まれることで、爪部３ｄに対してスライド可能に保持されるようになっている。
【００２６】
さらに、マグネットホルダ３における円盤状部分３ａの表面のうち、回動アーム４の延長線に沿った両側において、突起部３ｅが形成されている。この突起部３ｅは、回動アーム４の延長線上に溝部３ｆを形成するためのもので、回動アーム４がスライドしたときに、回動アーム４を案内する。
【００２７】
回動アーム４は、軽量化を図るために、例えば金属（アルミニウムなど）製の棒状部材もしくはパイプ状部材で構成されており、棒状部材もしくはパイプ状部材を所々折り曲げることで構成されたものである。回動アーム４の一端はマグネットホルダ３に保持され、他端はフロート８を保持している。具体的には、回動アーム４のうちマグネットホルダ３に保持される側の端部には曲げ部４ａが形成されており、この曲げ部４ａにより回動アーム４がマグネットホルダ３の爪部３ｄから抜けることが防止されるようになっている。
【００２８】
また、回動アーム４のうちフロート８を保持する側の端部は、回動軸２ｂと平行（水平方向）かつ回動軸２ｂの支持面２ａからの突出方向とは反対方向に折り曲げられており、この折り曲げられた部分にフロート８が回動自在に保持されている。この回動アーム４は、棒状部材もしくはパイプ状部材（例えば断面円形状の棒状部材もしくはパイプ状部材）で構成されているため、マグネットホルダ３の爪部３ｄの内壁面をフロート８を保持する側の端部からマグネットホルダ３に保持される側の端部に至るまでスライドでき、回動中心からのフロート８の距離が調整できるようになっている。
【００２９】
マグネット５は、マグネットホルダ３における円盤状部分３ａ内に収容されている。マグネット５は、例えば扇形のように、回動アーム４が回動させられたときに、その回動状態に応じてマグネット５が発生させる磁束の回動軸２ｂを通過する密度が変化するような形状となっている。
【００３０】
磁気反応素子６は、回動軸２ｂ内に配置されており、マグネット５が発生させる磁束の密度に応じた出力を発生させるようになっている。したがって、回動アーム４の回動に伴ってマグネット５が動くと、それに従って磁気反応素子６を通過する磁束密度が変化することから、磁気反応素子６から異なった出力が発生させられるようになっている。
【００３１】
ターミナル７は、磁気反応素子６に対して外部電源からの電力供給を行う電源端子と、磁気反応素子６の出力を取り出すための出力端子などを有して構成されている。このターミナル７に接続されたワイヤ７ａを通じて、図示しないが、外部電源や磁気反応素子６の出力を受け取る制御装置などに接続されたものとなっている。
【００３２】
フロート８は、略長方体形状で構成され、燃料１の液面で浮くように発泡状又は空洞状のもので構成されている。このフロート８には、水平方向をガイド用穴８ｂの手前で塞がれた穴８ａが形成されており、この穴８ａ内に回動アーム４の端部が嵌め込まれることで、フロート８が回動アーム４に保持されるようになっている。ただし、回動アーム４の端部がフロート８の穴８ａに対して遊嵌合とされることから、回動アーム４の端部に対してフロート８が回動自在な状態とされる。
【００３３】
また、フロート８には、天地方向に貫通する穴８ｂも形成されている。この穴８ｂにガイド９が挿入されたものとなっている。ただし、ガイド９がフロート８の穴８ｂに対して遊嵌合とされていることから、ガイド９に対してフロート８が摺動できるようになっている。
【００３４】
ガイド９は、例えば断面円形状の棒状部材を所々で折り曲げることで構成されている。具体的には、ガイド９のうちフロート８の穴８ｂに挿入される部分は直線状に構成されている（以下、この部分を直線状部分９ａという）。この直線状部分９ａの高さＨ２は、要求される液面レベルの最高高さと一致するものとされ、ガイド９は、高さＨ２の場所を屈曲点９ｂとして、この屈曲点９ｂの位置で水平方向に折り曲げられた後、フロート８の幅の半分以上の距離を開けたもう一箇所で下方に折り曲げられている。すなわち、この屈曲点９ｂにおいてフロート８の上方への移動が規制されるようになっている。
【００３５】
そして、この下方に向けられた部分がボデー２の保持部２ｄにおける保持穴２ｄａに挿入され、かつ、直線状部分９ａの端部が穴部２ｃｂに挿入されることで、ガイド９がボデー２に固定された状態となっている。
【００３６】
続いて、上記のように構成された本実施形態の液面検出装置の作動について、図４に示す液面検出装置の作動中の様子を参考にして説明する。
【００３７】
本実施形態の液面検出装置では、燃料１の液面の高さの変動に応じてフロート８の位置が移動すると、それに伴って回動アーム４が回動軸２ｂを中心として回動する。このとき、フロート８の穴８ｂにガイド９の直線状部分９ａを挿入してあるため、フロート８はガイド９に沿って上下に移動することになる。そして、回動アーム４の回動中心となる回動軸２ｂからガイド９までの距離が液面レベルに応じて変化することから、図４に示されるように、その距離の変動分、回動アーム４がマグネットホルダ３における溝部３ｆ内をスライドし、その変動分が吸収される。
【００３８】
さらに、回動アーム４の回動に伴ってマグネット５が動くと、それに従って磁気反応素子６を通過する磁束密度が変化することから、磁気反応素子６から異なった出力が発生させられる。このため、磁気反応素子６の出力に基づいて回動アーム４の回動状態、つまりフロート８の位置が認識され、燃料１の液面の高さから燃料１の残存量を検出することが可能となる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態の液面検出装置では、回動アーム４がマグネットホルダ３の溝部３ｆ内をスライドすることにより、液面レベルの変化に伴ってフロート８がガイド９に沿って上下動できるようになっている。そして、ガイド９における直線状部分９ａの高さＨ２を要求される液面レベルに応じて変化させれば、多様な液面レベルに対応できる液面検出装置とすることが可能となる。なお、多様な液面レベルに対応するためには、回動アーム４をそれに応じた長さに設定しなければならないと考えられるが、本実施形態の場合には、回動アーム４のうちマグネットホルダ３の溝部３ｆ内をスライドする部分の長さを長めに設定しておけば済む。
【００４０】
このように、本実施形態の液面検出装置では、多様な液面レベルに対応するために、回動アーム４を様々な種類（長さ）で用意しなくても、１種類のみ用意すれば済み、回動アーム４の統合化を図ることが可能となる。このため、多様な液面レベルに対応するために複数種類必要となるのはガイド９のみとすることができる。
【００４１】
なお、多様な液面レベルに対応するためには、ガイド９における直線状部分９ａの高さＨ２の設定を調整すれば良いと考えられるが、液面検出装置における検出角度の限界が存在するため、回動アーム４の回動可能角度に限界があり、その回動可能角度内に収めるために、回動軸２ｂとガイド９との距離を離したい場合がある。このような場合には、ガイド９における直線状部分９ａの端部が穴部２ｃｃ側に挿入されるようにすれば良い。
【００４２】
（他の実施形態）
上記実施形態では、ステー２ｃに対して固定板２ｃａを設け、この固定板２ｃａに２つ穴部２ｃｂ、２ｃｃを設けた構成とした。しかしながら、穴部２ｃｂ、２ｃｃの数は単なる一例であり、２つ以上としても構わない。
【００４３】
また、図４に示すように固定板２ｃａを回動アーム４が最下位置にある場合の傾斜方向に沿って傾斜する階段状にして、格段に穴部２ｃｂ、２ｃｃを設けることも可能である。このようにすれば、ガイド９の直線状部分９ａにおける端部を穴部２ｃｂ、２ｃｃに挿入するに際し、穴部２ｃｂ、２ｃｃのいずれを使用しても、回動アーム４の角度を変更しなくて済む。つまり、検出液位の移動距離を広げたい場合に、固定板２ｃａを単なる平面として、穴部２ｃｂを用いる場合は、２ｃａ面をタンク底面側に広げることになるが、そうするとホルダの回転角度が広くなり、回動可能限度を超える場合がある。これに対して、固定板２ｃａを階段状にすれば、フロート８が最下位置となったときの回動アーム４の角度を同じ又は、それ以下にすることができる。このため、回動アーム４の回動可能角度を広げることなく、直線状部分９ａの高さＨ２の変化に対応することが可能となる。
【００４４】
上記第１実施形態では、マグネット５および磁気反応素子６を用いて液面検出を行うものを例に挙げて説明したが、回動アーム４の回動に伴って電気抵抗値が変化することに基づいて液面検出を行うような、いわゆる抵抗式やリードスイッチ式の液面検出装置等のように、他の形式の液面検出装置に本発明を適用しても良い。
【００４５】
上記実施形態では、燃料タンク１０に収容される燃料１の液面の検出を行う液面検出装置を例に挙げて説明したが、もちろん、タンク内に収容される液体の液面の検出を行うものであれば、どのようなものに対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態における液面検出装置の正面図である。
【図２】図１に示す液面検出装置の断面図である。
【図３】図１に示す液面検出装置の上面図である。
【図４】図１に示す液面検出装置の作動中の様子を示した正面図である。
【図５】他の実施形態で示す液面検出装置の正面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…燃料、２…ボデー、２ａ…支持面、２ｂ…回動軸、２ｂａ…溝部、
２ｃ…ステー、２ｃａ…固定板、２ｃｂ…穴部、２ｃｃ…穴部、２ｄ…保持部、
２ｄａ…保持穴、３…マグネットホルダ、３ａ…円盤状部分、３ｂ…突起部分、
３ｃ…突出部、３ｄ…爪部、３ｅ…突起部、３ｆ…溝部、４…回動アーム、
４ａ…曲げ部、５…マグネット、６…磁気反応素子、７…ターミナル、
７ａ…ワイヤ、８…フロート、８ａ、８ｂ…穴、９…ガイド、９ａ…直線状部分、
９ｂ…屈曲点、１０…燃料タンク。
【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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