(57)【要約】【課題】  回動アームの引っ掛かりによって精度良い液面の検出が行えなくなることを防止でき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内をスライドできるようにすることで、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、溝部３ｆをマグネットホルダ３に形成した突起部３ｅによって構成すると共に、突起部３ｅにテーパ面を設ける。さらに、回動アーム４のうちフロート８が保持される側とは反対側の端部に曲げ部４ａを形成する。このような構成とすれば、テーパ面３ｇによって回動アーム４に傾きが発生しても回動アーム４が溝部３ｆに案内されるようにでき、かつ、曲げ部４ａによって回動アーム４の端部が丸みを帯びた形状とすることで、よりテーパ面３ｇでの引っ掛かりをなくせる。【選択図】        図１
2006208039.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、
前記フロート（８）の上下方向の移動を案内するガイド（９）とを備えてなる液面検出装置において、
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）に備えられた案内壁（３ｅ）によって形成された溝部（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おり、
前記回動アーム（４）は、断面円形状の棒状部材もしくはパイプ状部材によって構成され、該回動アーム（４）における前記フロート（８）が保持される側とは反対側の端部は、該回動アーム（４）を部分的に曲げることによって形成された曲げ部（４ａ）が備えられていることを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
前記回動アーム（４）に形成された前記曲げ部（４ａ）の長さは、前記ホルダ（３）に備えられた前記案内壁（３ｅ）の高さよりも大きく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】
前記案内壁（３ｅ）のうち前記回動アーム（４）における前記フロート（８）が保持される側とは反対側の端部のスライド方向と対向する端部にテーパ面（３ｇ）が形成さ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】
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、
前記フロート（８）の上下方向の移動を案内するガイド（９）とを備えてなる液面検出装置において、
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）に備えられた案内壁（３ｅ）によって形成された溝部（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おり、
前記案内壁（３ｅ）のうち前記回動アーム（４）における前記フロート（８）が保持される側とは反対側の端部のスライド方向と対向する端部にテーパ面（３ｇ）が形成されていることを特徴とする液面検出装置。
【請求項５】
前記案内壁（３ｅ）は、前記溝部（３ｆ）の両側かつ前記回動軸（２ｂ）を挟んで両側に配置されており、該案内壁（３ｅ）に形成された前記テーパ面（３ｇ）は、該案内壁（３ｅ）における前記回動軸（２ｂ）側の端部に対して前記回動軸（２ｂ）の方に向けられて形成されていることを特徴とする請求項３または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。そして、ガイドが直線状に構成されており、フロートがガイドに沿って移動する場合に、フロートが取り付けられる回動アームの回動中心からフロートまでの距離が変わることから、回動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、軸側アームがフロート側アーム内で摺動することでその距離の変化を吸収できるようにしている。
【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、上記特許文献１に示される構造の場合、回動アームが軸側アームとフロート側アームに分けられており、構造が複雑になり、重量も重く、かつ、これら軸側アームとフロート側アームとの重量がフロートに絶えず加わることになる。そして、軸側アームとフロート側アームとの結合部に関して、フロート側アームの端面に角部があるため、軸側アームがフロート側アーム内を摺動する際に、この角部が軸側アームの側面に引っ掛かり易く、精度良い液面の検出が行えないという問題が発生する。
【０００４】
本発明は上記点に鑑みて、回動アームの引っ掛かりによって精度良い液面の検出が行えなくなることを防止でき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】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、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）に備えられた案内壁（３ｅ）によって形成された溝部（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）の距離さが調整可能な構成とされており、回動アーム（４）は、断面円形状の棒状部材もしくはパイプ状部材によって構成され、該回動アーム（４）におけるフロート（８）が保持される側とは反対側の端部は、該回動アーム（４）を部分的に曲げることによって形成された曲げ部（４ａ）が備えられていることを特徴としている。
【０００６】
このように、回動アーム（４）におけるフロート（８）が保持される側とは反対側の端部に曲げ部（４ａ）を形成することで、該端部が丸みを帯びた形状となる。このため、回動アーム（４）が溝部（３ｆ）内をスライドする際に案内壁（３ｅ）に引っ掛からないようにすることができる。これにより、回動アーム（４）の引っ掛かりによって精度良い液面の検出が行えなくなることを防止できる構造の液面検出装置とすることができる。
【０００７】
この場合、請求項２に示されるように、回動アーム（４）に形成された曲げ部（４ａ）の長さを、ホルダ（３）に備えられた案内壁（３ｅ）の高さよりも大きくすると好ましい。このようにすれば、曲げ部（４ａ）の端面が案内壁（３ｅ）と全く接触しないような構成とすることができる。
【０００８】
請求項３および４に記載の発明では、案内壁（３ｅ）のうち回動アーム（４）におけるフロート（８）が保持される側とは反対側の端部のスライド方向と対向する端部にテーパ面（３ｇ）を形成することを特徴としている。
【０００９】
このように、案内壁（３ｅ）うち回動アーム（４）におけるフロート（８）が保持される側とは反対側の端部のスライド方向と対向する端部にテーパ面（３ｇ）を形成すれば、回動アーム（４）がスライドする際に、回動アーム（４）の端部が案内壁（３ｅ）に引っ掛からないようにすることができる。これにより、請求項１と同様の効果を得ることができる。
【００１０】
具体的には、請求項５に示すように、案内壁（３ｅ）を溝部（３ｆ）の両側かつ回動軸（２ｂ）を挟んで両側に配置した場合、案内壁（３ｅ）における回動軸（２ｂ）側の端部に対して、回動軸（２ｂ）の方に向けられるようにテーパ面（３ｇ）を形成することができる。
【００１１】
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。
【００１２】
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】
【００１３】
（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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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穴部２ｃｂが形成されている。この穴部２ｃｂにガイド９の一端が挿入されるようになっている。
【００１９】
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。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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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に対して軸方向に規制され、回動できるようになっている。
【００２３】
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。
【００２４】
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４つ形成されている。これら４つ突起部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。
【００２５】
具体的には、突起部３ｅは、回動軸２ｂを挟んで二つずつに分けられて配置され、回動軸２ｂ側にテーパ面３ｇが形成されたものとなっている。テーパ面３ｇは、回動アーム４のスライドする方向に対して傾斜させたものであり、回動軸２ｂ側を向くように形成されている。なお、本実施形態では、この４つの突起部３ｅが本発明の案内壁に相当するものである。
【００２６】
回動アーム４は、軽量化を図るために、例えば断面円形状の金属（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。また、この曲げ部４ａは、断面円形状の回動アーム４を曲げることで形成されていることから、この曲げ部４ａにより回動アーム４の端部が丸みを帯びた形状となる。そして、この曲げ部４ａの長さが上記４つの突起部３ｅの高さよりも大きくされることで、曲げ部４ａの端面が突起部３ｅと全く接触しないような構成とされている。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、水平方向にガイド用穴８ｂの手前で塞がれた貫通する穴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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
このとき、回動アーム４が液面レベルに応じて溝部３ｆ内をスライドすることになるが、溝部３ｆを形成するために設けた突起部３ｅにテーパ面３ｇが形成されており、さらに、回動アーム４の端部に曲げ部４ａが形成されていることから、回動アーム４の端部が突起部３ｅに引っ掛からない。
【００３８】
例えば、回動アーム４の曲げ部４ａがフロート８とは反対側に移動する際に回動アーム４が傾いたとしても、曲げ部４ａが回動軸２ｂを挟んでフロート８とは反対側に配置された突起部３ｅのテーパ面３ｇにより、円滑に溝部３ｆに案内される。逆に、回動アーム４の曲げ部４ａがフロート８側に移動する際に回動アーム４が傾いたとしても、曲げ部４ａが回動軸２ｂを挟んでフロート８側に配置された突起部３ｅのテーパ面３ｇにより、円滑に溝部３ｆに案内される。
【００３９】
そして、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。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。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態の液面検出装置では、マグネットホルダ３に備えた溝部３ｆを形成するための突起部３ｅにテーパ面３ｇを設けると共に、回動アーム４の端部に曲げ部４ａを形成した構成としている。
【００４１】
つまり、テーパ面３ｇによって回動アーム４に傾きが発生しても回動アーム４が溝部３ｆに案内されるようにし、かつ、曲げ部４ａによって回動アーム４の端部が丸みを帯びた形状とすることで、よりテーパ面３ｇでの引っ掛かりがなくなるようにされている。
【００４２】
これにより、液面レベルに応じてフロート８が上下動したときに、それに伴って回動アーム４が回動させられても、回動アーム４が溝部３ｆ内を引っ掛からずにスライドでき、精度良く燃料タンク１０内の燃料１の液面検出を行うことが可能となる。
【００４３】
（他の実施形態）
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。
【００４４】
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】
【００４５】
【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。
【符号の説明】
【００４６】
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、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、３ｇ…テーパ面、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、１０…燃料タンク。
【図１】
2006208039.tif 000003
【図２】
2006208039.tif 000004
【図３】
2006208039.tif 000005
【図４】
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