(57)【要約】【課題】  容器内の液位を検出する液位検出装置において、フロートの姿勢変化や振動に伴う誤検出を抑制する。【解決手段】  燃料タンク２内の下部に固定される荷重検出手段３と、燃料４から作用した浮力を受けるフロート５と、フロート５を下方向に付勢して荷重検出手段３に押圧する付勢手段としての弾性体１４と、を設け、当該弾性体１４によってフロート５に作用する下向きの付勢力から上記浮力を減じた力が、荷重検出手段３に下向きの力として作用するようにした。【選択図】      図１
2006029804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内の下部に固定される荷重検出手段と、
容器内の液体から浮力を受けるフロートと、
前記フロートを下向きに付勢して荷重検出手段に押圧する付勢手段と、
を備え、
前記付勢手段によってフロートに作用する下向きの付勢力から浮力を減じた力が、荷重検出手段に作用するようにしたことを特徴とする液位検出装置。
【請求項２】
前記フロートの横方向の移動を規制する規制手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の液位検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より種々の液位検出装置が提案されている。特許文献１は、その一例としての液位検出装置を開示する。
【０００３】
上記公報の液位検出装置は、容器内の液位を検出する装置であって、容器の上部に横架されたフレーム部材の下面に、液体から浮力を受けるフロートの上端が固定されており、フロートの浮力によるフレーム部材の歪みによって、液位を検出する。すなわち、液位が高い場合には、フロートに対する浮力が大きくなってフレーム部材の歪みが大きくなり、液位が低い場合には、フロートに対する浮力が小さくなってフレーム部材の歪みが小さくなる。
【０００４】
この液位検出装置では、フロートは、フレーム部材への取付部から容器の底部に向けて下方向に長く伸びており、その下端は自由端となっている。
【特許文献１】特開２０００−４６６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記液位検出装置では、フロートは、フレーム部材から垂れ下がるように、所謂片持ちの状態で固定されている。このため、容器に加速度や振動が作用する状況下では、慣性や伝達された振動によってフロートの姿勢変化や振動が大きくなり、当該姿勢変化や振動によってフレーム部材が歪み、誤検出が生じるおそれがある。かかる誤検出は、特に、フロートが液体から露出している状態、すなわち、容器内の液体残量が少ない場合に生じやすい。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液位検出装置において、検出精度を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液位検出装置において、容器内の下部に固定される荷重検出手段と、容器内の液体から浮力を受けるフロートと、上記フロートを下向きに付勢して荷重検出手段に押圧する付勢手段と、を備え、上記付勢手段によってフロートに作用する下向きの付勢力から浮力を減じた力が、荷重検出手段に作用するようにしたことを趣旨とする。
【０００８】
また、請求項２の発明は、上記請求項１の発明において、上記フロートの横方向の移動を規制する規制手段を設けた構成としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、フロートを荷重検出手段側に押圧する付勢手段を設けたため、その付勢力により、フロートの姿勢変化や振動を抑制することができ、液位検出精度を向上することができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、上記フロートの横方向の移動を規制する規制手段を設けたため、フロートの横方向の移動を抑制し、より確実に液位を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１実施形態）以下、本発明を具現化した実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、内燃機関を搭載した自動車の燃料タンクに装着される液位検出装置が例示される。
【００１２】
図１は、燃料タンクに装着した本実施形態にかかる液位検出装置を示す側面図、図２は、当該液位検出装置に設けられるフロートの平面図（上面図）である。
【００１３】
本実施形態にかかる液位検出装置１は、燃料タンク２内の下部に固定される荷重検出手段３と、燃料タンク２内の燃料４から浮力を受けるフロート５と、を備えている。
【００１４】
この液位検出装置１では、荷重検出手段３は、燃料タンク２の底面２ｄ上に当接された板状のベース部材１５の表面（上面）に固定されている。荷重検出手段３は、例えば、歪みセンサや、圧電素子等を内蔵しており、その上面３ａに作用した下向きの押圧力に応じた電気信号（検出信号）を出力する。
【００１５】
荷重検出手段３の上方および側方（すなわち燃料タンク２内側）は、間隔を空けて有底円筒状のカバー体１０で覆われており、そのカバー体１０の上方に、フロート５が配置されている。フロート５の下部には、本体部５ａの下端から下方に伸びる複数（この例では４つ）のアーム部５ｂが設けられる一方、カバー体１０の上壁１０ａにはこれらアーム部５ｂが緩挿される貫通穴１０ｂが設けられている。なお、フロート５の下端（すなわちアーム部５ｂの下端）は、荷重検出手段３の上面３ａには固定されず、後述する弾性体１４によって下方に付勢されることにより、単に当接しているだけである。
【００１６】
フロート５の本体部５ａは、上下方向に長い略円柱状に形成されている。フロート５の浮力は、この本体部５ａの外形状や、材質、内部空洞、封入物質等によって、適切に調整される。なお、フロート５の高さは、燃料タンク２の上壁２ａの内面と底面２ｄとの間隔の９０％以上とし、空の状態から充満された状態まで、燃料タンク２内の液位を検出可能とするのが好適である。
【００１７】
フロート５の本体部５ａのほぼ中央部（軸心部）には上下に貫通する貫通孔５ｃが設けられており、この貫通孔５ｃを上下に貫通するように、ガイドバー１１が設けられている。ガイドバー１１の下端部は、カバー体１０の上壁１０ａのほぼ中央に設けられた有底孔１０ｃに嵌挿される一方、その上端部は、燃料タンク２内の上部に設けられた蓋体８の内面に当接するシリンダ体１２内に挿入され、当該シリンダ体１２の内筒部に上下動自在に案内されている。このシリンダ体１２の内筒部には、弾性体（例えばスプリング等）１３が挿入されており、ガイドバー１１を下方に付勢している。この弾性体１３は、ガイドバー１１を下方（すなわちカバー体１０側）に付勢する一方、シリンダ体１２を上方（すなわち燃料タンク２の上壁２ａ側）に付勢しており、ガイドバー１１およびシリンダ体１２を、燃料タンク２内で上下に突っ張らせ、この位置に架設する機能を有している。すなわち、燃料４の残量の変動や燃料タンク２内の内圧変動等によって燃料タンク２の上壁２ａの内面と底面２ｄとの間隔が変動した場合にも、ガイドバー１１はこの位置に留まることができる。
【００１８】
また、本実施形態にかかる液位検出装置１は、フロート５を蓋体８の裏面に対して荷重検出手段３側（すなわち下方向）に押圧する方向に付勢する弾性体（例えばスプリング等）１４を備えている。
【００１９】
この液位検出装置１では、弾性体１４は、シリンダ体１２の周壁の周囲に装着（外装）されており、その上端は、シリンダ体１２の基体部の下面に当接し、その下端はフロート５（本体部５ａ）の上面に当接している。この弾性体１４は、燃料４の残量の変動や燃料タンク２内の内圧変動等によって燃料タンク２の上壁２ａの内面と底面２ｄとの間隔が変動した場合にも、フロート５を下方に付勢し、フロート５が荷重検出手段３の上面３ａに当接するようにしてある。
【００２０】
そして、荷重検出手段３の上面３ａには、付勢手段としての弾性体１４による下向きの付勢力から、フロート５が燃料４から受ける上向きの浮力を減じた下向きの力が作用する。
【００２１】
また、本実施形態にかかる液位検出装置１は、フロート５の横方向の移動を規制する規制手段を備えている。
【００２２】
この液位検出装置１では、上述したガイドバー１１によってフロート５の本体部５ａの横方向の動きが規制されるとともに、カバー体１０の上壁１０ａに形成した貫通穴１０ｂによってフロート５のアーム部５ｂの横方向の動きならびに中心軸周りの回転が規制される。
【００２３】
なお、本実施形態では、蓋体８は、燃料タンク２の上壁２ａと、当該上壁２ａにボルト６等によって固定されるロックリング７との間に狭持されている。この蓋体８の下面と上壁２ａの上面との間には、環状のパッキン９が装着されており、この部分の気密および液密が確保されている。
【００２４】
また、燃料タンク２には、その上壁２ａより燃料タンク２内側（下側）に一段下がった一定幅の内周フランジ部２ｂが形成されており、当該内周フランジ部２ｂの内周縁として開口部２ｃが形成されている。
【００２５】
そして、本実施形態にかかる液位検出装置１によれば、液位が高く燃料４の残量が多いほど、その重量によって燃料タンク２の底壁２ｅが撓み、上壁２ａと底壁２ｅとの間の距離が長くなるから、弾性体１４からフロート５に作用する下方の付勢力Ｆｓは、液位が高くなるほど小さくなる。一方、フロート５に作用する上向きの浮力Ｆｆは、液位が高くなるほど大きくなる。したがって、本実施形態では、荷重検出手段３によって検出される下向きの荷重Ｆ（＝Ｆｓ−Ｆｆ）は、液位が高くなるにつれて減少する。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態にかかる液位検出装置１は、フロート５を荷重検出手段３側に押圧する付勢手段として弾性体１４を備えるため、その付勢力により、フロート５の姿勢変化や振動を抑制することができ、液位検出精度を向上することができる。
【００２７】
また、本実施形態では、フロート５の下端を荷重検出手段３の上面３ａに固定せず、単に当接させるのみとしている。仮に、フロート５の上端を荷重検出手段３の上面３ａに固定すると、フロート５に横方向の慣性力が作用した場合には曲げモーメントが生じ、その曲げモーメントが押圧力として荷重検出手段３に入力され、誤検出される可能性があるが、本実施形態によれば、そのような場合、フロート５は横方向に逃げることができるから（ただし規制された範囲内で）、そのような誤検出を抑制することができる。
【００２８】
また、本実施形態にかかる液位検出装置１は、フロート５の横方向の移動を規制する規制手段を設けたため、フロート５をより確実に荷重検出手段３に当接させることができ、より確実に液位を検出することができる。
【００２９】
また、本実施形態では、当該規制手段の一つとしてのガイドバー１１を燃料タンク２の上壁２ａに対して燃料タンク２の底壁２ｅ側に付勢する手段としての弾性体１３を設けたため、燃料タンク２の上壁２ａと底壁２ｅとの間隔が変動しても、ガイドバー１１が横方向にスライドすることなく、当初の設置位置に留め、フロート５を適切な姿勢で荷重検出手段３に当接させることができる。
【００３０】
（第２実施形態）次に、本発明を具現化した第２実施形態について図面を参照して説明する。図３は、燃料タンクに装着した本実施形態にかかる液位検出装置を示す側面図である。なお、本実施形態にかかる液位検出装置１Ａは、上記第１実施形態にかかる液位検出装置１と同様の構成要素を備える。よって、それら同様の構成要素については同じ符号を付し、それらについての詳細な説明を省略する。
【００３１】
本実施形態では、フロート５Ａの下端部に、アーム部５ｂの下端に接合させてなる板状の押圧力伝達部５ｄを設け、荷重検出手段３には、この押圧力伝達部５ｄから下向きの力が入力されるようにしてある。こうすることで、フロート５Ａが荷重検出手段３に当接する箇所を１箇所にまとめることができ、複数箇所から入力される場合に比べてより確実に検出することができるようになる。
【００３２】
また、本実施形態では、フロート５Ａを荷重検出手段３側に付勢する手段として、フロート５Ａの下部を下方向に付勢する弾性体１４Ａを設けている。具体的には、カバー体１０の上壁１０ａと押圧力伝達部５ｄとの間に、弾性体（例えばスプリング等）１４Ａを設けている。かかる構成の弾性体１４Ａによっても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
なお、本発明は、次のような別の実施形態に具現化することができる。以下の別の実施形態でも上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
【００３４】
（１）上記実施形態では、ガイドバー１１をその上端に当接する弾性体１３によって下方向に付勢したが、これに替えて、ガイドバー１１の下端に当接する弾性体によって燃料タンク２の底壁２ｅに対して上方向に付勢するようにしてもよい。
【００３５】
（２）また、上記実施形態では、フロート５，５Ａを、その浮力Ｆｆが液位に応じて直線的に変化するように構成したが、フロート５の外形状や、内容物若しくは内部空洞の位置の調整等により、浮力Ｆｆが液位に応じて曲線的にあるいは非線形に変化するようにしてもよい。
【００３６】
（３）また、フロート５，５Ａの浮力は、燃料タンク２内に燃料４がほぼ充満された状態で、当該フロート５，５Ａの自重と釣り合うように設定してもよい。
【００３７】
（４）さらに、本発明は、自動車用の燃料タンク以外の容器についても、同様に実施することが可能である。
【００３８】
また、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
【００３９】
（イ）請求項１，２に記載の液位検出装置では、上記規制手段を、フロートに設けた貫通孔内に挿入され、燃料タンクの上壁と底壁との間に架設されるガイドバーとするのが好適である。
【００４０】
こうすれば、簡素な構成によって上記規制手段を実現することができる。
【００４１】
（ロ）請求項１，２または上記（イ）に記載の液位検出装置では、上記ガイドバーを、燃料タンクの上壁または底壁に向けて付勢する第２の付勢手段を設けるのが好適である。
【００４２】
こうすれば、燃料タンクの上壁と底壁との間隔が変動しても、ガイドバーが横方向にスライドすることなく、当初の設置位置に留まらせ、フロートを適切な姿勢で荷重検出手段に当接させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる液位検出装置を示す側面図（一部断面図）。
【図２】本発明の実施形態にかかる液位検出装置に設けられるフロートの平面図（下方から見た図）。
【図３】本発明の第２実施形態にかかる液位検出装置を示す側面図（一部断面図）。
【符号の説明】
【００４４】
１，１Ａ  液位検出装置
２  燃料タンク（容器）
３  荷重検出手段
４  燃料
５，５Ａ  フロート
１０ｂ  貫通穴（規制手段）
１１  ガイドバー（規制手段）
１４，１４Ａ  弾性体（付勢手段）
【図１】
2006029804.tif 000003
【図２】
2006029804.tif 000004
【図３】
2006029804.tif 000005