(57)【要約】【課題】  フロートを大型化することなしに、液面変動時におけるフロートの良好な追従運動性を維持可能な液面検出装置を提供する。【解決手段】  マグネットホルダ４にカウンタウェイト１３を取り付け、カウンタウェイト１３を、マグネットホルダ４の回転中心Ｐ周りにフロート７に作用する浮力により発生するモーメントと同方向のモーメントを発生するように配置した。これにより、カウンタウェイト１３の重量は、フロート７の体格を増大する、すなわち浮力を増大するのと同様の効果を発揮する。したがって、フロート７を大型化せずに、液面変動時におけるフロート７の良好な追従運動性を維持可能な燃料レベルゲージ１を提供することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材と、
前記回転部材を回動自在に保持する本体部材と、
前記回転部材に固定され前記回転部材と一体的に回転する変位部材と、
前記本体部材に固定されて前記変位部材の回転角度位置を検出する検出手段と、
液面上に浮かぶフロートと、
前記フロートを直線状に移動案内するガイド部材と、
一端側が前記フロートに回転可能に結合され且つ他端側が前記回転部材に摺動運動可能に結合され前記液面の上下動による前記フロートの上下動を前記回転部材の回転運動に変換するアームとを備え、
前記検出手段により検出された前記変位部材の回転角度位置に基づき前記液面位置を検出する液面検出装置であって、
前記本体部材は前記ガイド部材に保持固定され、
液面検出装置は前記ガイド部材を介して液面検出装置が取り付けられる対象部材に固定され、
前記回転部材は錘を備え、
前記錘は、前記回転部材の回転軸周りに前記フロートに作用する浮力により発生する回転モーメントと同方向の回転モーメントを発生するように配置されることを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
回転部材と、
前記回転部材を回動自在に保持する本体部材と、
前記回転部材に固定され前記回転部材と一体的に回転する変位部材と、
前記本体部材に固定されて前記変位部材の回転角度位置を検出する検出手段と、
液面上に浮かぶフロートと、
前記フロートを直線状に移動案内するガイド部材と、
一端側が前記フロートに回転可能に結合され且つ他端側が前記回転部材に摺動運動可能に結合され前記液面の上下動による前記フロートの上下動を前記回転部材の回転運動に変換するアームとを備え、
前記検出手段により検出された前記変位部材の回転角度位置に基づき前記液面位置を検出する液面検出装置であって、
前記本体部材は前記ガイド部材に保持固定され、
液面検出装置は前記ガイド部材を介して液面検出装置が取り付けられる対象部材に固定され、
前記アームの前記他端は前記フロートの位置如何に係わらず常に前記回転部材の前記フロートとは反対側の外方へ延出されるとともに前記他端に錘が取り付けられることを特徴とする液面検出装置。
【請求項３】
前記ガイド部材には前記ガイド部材を前記対象部材に固定するための固定手段が設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液面検出装置。
【請求項４】
前記本体部材は前記検出手段を外部の電気回路に接続するためターミナルを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液面検出装置。
【請求項５】
前記変位部材は永久磁石であり、
前記検出手段は磁電変換素子であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか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、たとえば、液面上に浮かぶフロートを直線状に移動案内するガイドと、フロートに回転可能に結合されたフロート側アームと、指針軸と、指針軸に固定され且つフロート側に嵌め込まれその軸方向に相対的に移動する軸側アームとを備え、液面の変動に応じたフロートの直線運動により指針軸を回転させ、指針軸に固定された指針により液面位置を指示するものがある（たとえば、特許文献１参照）。
【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】
【０００４】
従来の液面検出装置では、フロート側アームがフロートに回転可能に結合されているため、フロート側アームの重量は、フロートの付加重量となっているので、液面変動時におけるフロートの良好な追従運動性を維持するためにフロートに作用する浮力を増大させる、言い換えるとフロートの体格を大きくする必要がある。
【０００５】
一方、自動車のスタイルの多様化に対応するために、燃料タンク形状も従来の直方体に近い形状から複雑な形状となり、より小型の液面検出装置の必要性が強まっている。
【０００６】
しかしながら、従来の液面検出装置においては上述した事情によりフロートの体格が大きくなってしまい、液面検出装置を小型化することが困難であるという問題があった。
【０００７】
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、フロートを大型化することなしに、液面変動時におけるフロートの良好な追従運動性を維持可能な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】
【０００８】
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。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の液面検出装置は、回転部材と、回転部材を回動自在に保持する本体部材と、回転部材に固定され回転部材と一体的に回転する変位部材と、本体部材に固定されて変位部材の回転角度位置を検出する検出手段と、液面上に浮かぶフロートと、フロートを直線状に移動案内するガイド部材と、一端側がフロートに回転可能に結合され且つ他端側が回転部材に摺動運動可能に結合され液面の上下動によるフロートの上下動を回転部材の回転運動に変換するアームとを備え、検出手段により検出された変位部材の回転角度位置に基づき液面位置を検出する液面検出装置であって、本体部材はガイド部材に保持固定され、液面検出装置はガイド部材を介して液面検出装置が取り付けられる対象部材に固定され、回転部材は錘を備え、この錘は、回転部材の回転軸周りにフロートに作用する浮力により発生する回転モーメントと同方向の回転モーメントを発生するように配置されることを特徴としている。
【００１０】
アームの重量およびフロート自体の重量により回転部材の回転軸周りに発生するモーメントの回転方向は、フロートに作用する浮力により回転部材の回転軸周りに発生するモーメントの回転方向と反対方向となっている。したがって、フロートの位置を液面位置に保つように作用するモーメントの大きさは、フロートに作用する浮力によるモーメントの大きさからアームの重量およびフロート自体の重量によるモーメントの大きさを差し引いた値となる。
【００１１】
また、液面変動時におけるフロートの良好な追従運動性を維持するためには、フロートの位置を液面位置に保つように作用するモーメントをできるだけ大きくすることが望ましい。
【００１２】
そのために、従来の液面検出装置においては、フロートを大型化することによりフロートに作用する浮力を増大させていたが、この方法によると液面検出装置の体格が大型化して、液体を貯蔵する容器内への取り付けが困難になる可能性があった。
【００１３】
これに対して、本発明の請求項１に記載の液面検出装置においては、回転部材に錘を取り付け、且つこの錘の取り付け位置は、フロートに作用する浮力により回転部材の回転軸周りに発生するモーメントの回転方向と同方向のモーメントを回転部材の回転軸周りに生じるように設定されている。すなわち、回転部材に取り付けた錘は、フロートの体格を増大するのと同様の効果を発揮することになる。この場合、錘を比重量の大きい材質、たとえば金属等から形成すれば、従来の液面検出装置におけるフロートの体積増加分よりも遥かに小さい体積で、従来の液面検出装置におけるフロートの体積増加と同等の効果、つまり、液面変動時におけるフロートの良好な追従運動性を維持することが可能となる。
【００１４】
これにより、フロートを大型化することなしに、液面変動時におけるフロートの良好な追従運動性を維持可能な液面検出装置を提供することができる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の液面検出装置は、回転部材と、回転部材を回動自在に保持する本体部材と、回転部材に固定され回転部材と一体的に回転する変位部材と、本体部材に固定されて変位部材の回転角度位置を検出する検出手段と、液面上に浮かぶフロートと、フロートを直線状に移動案内するガイド部材と、一端側がフロートに回転可能に結合され且つ他端側が回転部材に摺動運動可能に結合され液面の上下動によるフロートの上下動を回転部材の回転運動に変換するアームとを備え、検出手段により検出された変位部材の回転角度位置に基づき液面位置を検出する液面検出装置であって、本体部材はガイド部材に保持固定され、液面検出装置はガイド部材を介して液面検出装置が取り付けられる対象部材に固定され、アームの他端はフロートの位置如何に係わらず常に回転部材のフロートとは反対側の外方へ延出されるとともに他端に錘が取り付けられることを特徴としている。
【００１６】
アームの重量およびフロート自体の重量により回転部材の回転軸周りに発生するモーメントの回転方向は、フロートに作用する浮力により回転部材の回転軸周りに発生するモーメントの回転方向と反対方向となっている。したがって、フロートの位置を液面位置に保つように作用するモーメントの大きさは、フロートに作用する浮力によるモーメントの大きさからアームの重量およびフロート自体の重量によるモーメントの大きさを差し引いた値となる。
【００１７】
また、液面変動時におけるフロートの良好な追従運動性を維持するためには、フロートの位置を液面位置に保つように作用するモーメントをできるだけ大きくすることが望ましい。
【００１８】
そのために、従来の液面検出装置においては、フロートを大型化することによりフロートに作用する浮力を増大させていたが、この方法によると液面検出装置の体格が大型化して、液体を貯蔵する容器内への取り付けが困難になる可能性があった。
【００１９】
これに対して、本発明の請求項１に記載の液面検出装置においては、アームの他端をフロートの位置如何に係わらず常に回転部材のフロートとは反対側の外方へ延出させ且つ延出させた他端に錘を取り付けている。すなわち、アームの回転部材のフロートとは反対側外方へ延出した部分の重量、および錘は、フロートの体格を増大するのと同様の効果を発揮することになる。この場合、錘を比重量の大きい材質、たとえば金属等から形成すれば、従来の液面検出装置におけるフロートの体積増加分よりも遥かに小さい体積で、従来の液面検出装置におけるフロートの体積増加と同等の効果、つまり、液面変動時におけるフロートの良好な追従運動性を維持することが可能となる。
【００２０】
これにより、フロートを大型化することなしに、液面変動時におけるフロートの良好な追従運動性を維持可能な液面検出装置を提供することができる。
【００２１】
本発明の請求項３に記載の液面検出装置は、ガイド部材にはガイド部材を対象部材に固定するための固定手段が設けられることを特徴としている。
【００２２】
これにより、液面検出装置を対象部材、たとえば燃料タンク等に確実に固定することができる。
【００２３】
本発明の請求項４に記載の液面検出装置は、本体部材は検出手段を外部の電気回路に接続するためターミナルを備えることを特徴としている。
【００２４】
このような構成によれば、液面検出装置は、本体部材を介して外部の電気回路に接続されることになる。また、本体部材は、変位部材が固定された回転部材を回転可能に保持し且つ変位部材の回転角度位置を検出する検出手段が固定されている。すなわち、本体部材には、液面検出機能が集約されている。これにより、液面検出装置を、フロートの移動距離が異なる、言い換えると最高液面位置と最低液面位置との隔たりが異なる容器に適用する場合に、本体部材は共通に使用することができる。したがって、フロートの移動距離が異なる複数種類の液面検出装置のコスト上昇を抑えることができる。
【００２５】
本発明の請求項５に記載の液面検出装置は、変位部材は永久磁石であり、検出手段は磁電変換素子であることを特徴ととしている。
【００２６】
この場合、検出手段は、回転部材に接触することなしに、つまり回転部材の回転、言い換えると液面変動に対応したフロートの上下動を妨げることなしに回転部材の回転角度を検出できる。したがって、液面位置を高精度で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】
【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１０の液面１１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１１が最高位状態、つまり満タン時、および燃料１０の液面１１が中間位置時におけるフロート８およびアーム７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１〜図４に示される燃料レベルゲージ１は、燃料タンク１２内における燃料１０の液面１１高さＨを測ることで燃料タンク１２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１２の底面における最も低い位置に配置されている。
【００３４】
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７、フロート８およびターミナル９等から構成されている。燃料レベルゲージ１は、それが取り付けられる対象部材であるフューエルポンプモジュール（図示せず）に、フロートガイド２を介して固定されている。なお、フューエルポンプモジュール（図示せず）は、燃料タンク１２内の燃料１０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１２の底部に設置されている。
【００３５】
ガイド部材であるフロートガイド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１２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１２のうち、満タン時液面レベルが最も低い燃料タンク１２における燃料レベルゲージ１設置位置から燃料タンク１２上面までの高さよりも低く設定されている。
【００３６】
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部材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を対象部材である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。ベース２１は、図１に示すように、後述するフロート８を図１の上下方向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８の最低位置を規制するストッパ部２１ｇを備えている。
【００３７】
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８の案内溝８１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８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は、この燃料レベルゲージ１が適用され燃料タンク１２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８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。
【００３８】
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、変位部材としての永久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４１を備え、この孔部４１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、マグネットホルダ４の孔部４１の内周には、図２に示すように、突起部４２が設けられ、この突起部４２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。
【００３９】
マグネット５は、たとえば円環状のものが孔部４１と同軸上に配置されて、あるいは扇形のものが２個孔部４１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。
【００４０】
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。
【００４１】
マグネットホルダ４には、図１に示すように、錘であるカウンタウェイト１３が装着されている。カウンタウェイト１３は、金属材料、特に比重量の大きい材質且つ液体である燃料１０に対する耐腐食性に優れる材質が望ましい。カウンタウェイト１３は、たとえば鉛等から形成されてマグネットホルダ４の外周に接着等により固定されている。
【００４２】
マグネットホルダ４は略回転対称形状に形成され且つマグネット５もマグネットホルダ４の回転中心Ｐに関して回転対称に配置されている。したがって、マグネットホルダ４自体、すなわちマグネット５と一体化され且つアーム７およびカウンタウェイト１３が未装着の状態における重心位置は、マグネットホルダ４の回転中心Ｐと一致している。したがって、マグネットホルダ４自体は、その回転角度位置如何によらず常に回転中心Ｐ周りのモーメントを発生しない。
【００４３】
これに対して、カウンタウェイト１３は、その重心位置ＣＧが、マグネットホルダ４の作動角度θ範囲において、図１に示すように、常に、マグネットホルダ４の回転中心Ｐを通る鉛直線Ｎよりもフロート８と反対側にあるように設定されている。したがって、マグネットホルダ４の作動角度θ範囲において、カウンタウェイト１３の重量によるマグネットホルダ４の回転中心Ｐ周りにおけるモーメントの回転方向は、図１において時計回り、すなわち、フロート８に作用する浮力によるマグネットホルダ４の回転中心Ｐ周りにおけるモーメントの回転方向と常に同じになっている。言い換えると、カウンタウェイト１３の重量によるマグネットホルダ４の回転中心Ｐ周りにおけるモーメントは、フロート８に作用する浮力によるマグネットホルダ４の回転中心Ｐ周りにおけるモーメントに常に加算され、フロート８に作用する浮力によるマグネットホルダ４の回転中心Ｐ周りにおけるモーメントを増大させるように作用している。すなわち、カウンタウェイト１３は、フロート８に作用する浮力を増大させることと同等の機能を果たしている。
【００４４】
マグネットホルダ４には、後述するアーム７が摺動可能に結合されている。すなわち、アーム７は、図１に示すように、マグネットホルダ４の孔部４１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。マグネットホルダ４には、アーム７がマグネットホルダ４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４３が、図４に示すように、孔部４１を挟んで２対設けられている。一対の案内突起４３の間隔は、アーム７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４３間をアーム７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４３には、図１に示すように、キャップ４４が装着されて、アーム７が案内突起４３から外れることを防止している。
【００４５】
本体部であるセンサホルダ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、軸部３１を備え、この軸部３１の外周にマグネットホルダ４の孔部４１が嵌合することにより、マグネットホルダ４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４１に形成された突起部４２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の軸部３１内には、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が内蔵されている。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１１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。
【００４６】
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９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、それにともなって、ターミナル９は、図１に示すように、２個設けられている。ターミナル９には、図１に示すように、電線９１が接続されている。磁気抵抗素子６は、各電線９１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１１位置を測定し燃料タンク１２内の残存量を算出する制御回路等に接続されている。
【００４７】
センサホルダ３は、たとえば、磁気抵抗素子６のリード６１にターミナル９をヒュージングあるいはかしめ等により接続し、それを樹脂成型時にインサート成型した後に、ターミナル９に電線９１をヒュージングあるいはかしめ等により接続して作られる。
【００４８】
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。
【００４９】
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の軸部３１にマグネットホルダ４の孔部４１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装置としての機能を発揮可能となる。
【００５０】
フロート８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８は、燃料１０の液面１１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。
【００５１】
フロート８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８１、８２がそれぞれ設けられている。フロート８は、案内溝８１をガイドレール２２のレール部２２ａと嵌合させ、且つ案内溝８２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８１、８２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８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。
【００５２】
フロート８には、図３に示すように、水平方向に貫通する貫通孔８３が設けられている。貫通孔８３には、図３に示すように、後述するアーム７の端部が挿入されている。貫通孔８３の直径寸法は、アーム７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１２内の液面１１位置変動に応じてフロート８が上下方向に移動すると、アーム７は、フロート８に対して回転する。
【００５３】
アーム７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７の一端は、図３に示すように、フロート８の貫通孔８３に回転可能に係合している。一方、アーム７の他端は、図１に示すように、マグネットホルダ４の案内突起４３およびキャップ４４により形成される孔部に摺動可能に係合している。マグネットホルダ４およびフロート８をアーム７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８が上下動すると、アーム７は、マグネットホルダ４に対して摺動運動すると同時に、マグネットホルダ４を回転させる。すなわち、アーム７は、フロート８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。
【００５４】
燃料１０の液面１１変動にフロート８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８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７は、その重量がフロート８の重量を増加させるように作用する。したがって、アーム７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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
先ず、フロートガイド２を組立てる。すなわち、フロート８の案内溝８１、８２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。
【００５８】
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。
【００５９】
次に、マグネットホルダ４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４１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４２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。
【００６０】
次に、アーム７を装着する。すなわち、アーム７の一端をフロート８の貫通孔８３に挿入し、アーム７の他端をマグネットホルダ４の一対の案内突起間に嵌め、その上からキャップ４４をかぶせるように取り付ける。これにより、アーム７はマグネットホルダ４に摺動可能に保持される。
【００６１】
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。
【００６２】
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１２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１２内に設置される。
【００６３】
次に、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１の特徴であるマグネットホルダ４の構成、すなわちマグネットホルダ４に固定されたカウンタウェイト１３の液面検出作動時に及ぼす作用効果について説明する。
【００６４】
燃料１０の液面１１高さの変動に応じてフロート８が図１の上下方向に移動すると、アーム７は、センサホルダ３の軸部３１を中心として回転運動する。このとき、フロート８の貫通孔８３から軸部３１の中心までの距離は、フロート８の上下動にともなって変化する。しかし、アーム７がマグネットホルダ４に摺動可能に保持されているため、貫通孔８３から軸部３１の中心までの距離の変動分だけ、アーム７はマグネットホルダ４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８の上下動に連動してマグネットホルダ３は滑らかに回転運動することができる。
【００６５】
そして、アーム７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８の位置、すなわち燃料タンク１２内の液面１１位置Ｈが認識され、液面１１位置Ｈに基づいて、燃料タンク１２内の残存燃料量が算出される。
【００６６】
このとき、フロート８に作用する浮力によるマグネットホルダ４の回転中心Ｐ周りにおけるモーメントの回転方向は、図１において、右回り、つまり時計回りである。一方、カウンタウェイト１３の重量によるマグネットホルダ４の回転中心Ｐ周りにおけるモーメントの回転方向も、図１において、時計回りとなっている。
【００６７】
すなわち、カウンタウェイト１３の重量は、フロート８の浮力を増大させるように作用する。言い換えると、カウンタウェイト１３の重量は、フロート８の体格をより大型化したのと同等の効果を発揮する。
【００６８】
これにより、マグネットホルダ４にカウンタウェイト１３を装着するという容易な手段によって、フロート８を大型化することなしに、液面１１変動時におけるフロート８の良好な追従運動性を維持可能な燃料レベルゲージ１を提供することができる。
【００６９】
なお、以上説明した本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１においては、カウンタウェイト１３をマグネットホルダ４の外周に接着等により固定する構成としているが、カウンタウェイト１３のマグネットホルダ４への固定方法をこの構成に限定する必要は無く、マグネットホルダ４を樹脂成型により形成する際に、金属等から形成されたカウンタウェイト１３をマグネットホルダ４にインサート成型により一体化してもよい。あるいは、カウンタウェイト１３をマグネットホルダ４に圧入する等してもよい。
【００７０】
また、以上説明した本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１においては、カウンタウェイト１３とマグネットホルダ４とを別々の部品として形成しているが、マグネットホルダ４の一部を径方向に突出させてカウンタウェイトとする、つまりカウンタウェイト１３をマグネットホルダ４と一体成型により形成してもよい。
【００７１】
（第２実施形態）
図５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。
【００７２】
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、カウンタウェイト１３の装着位置を変更している。
【００７３】
すなわち、図５に示すように、アーム７のフロート８と反対側の端部をフロート８の位置如何に係わらず常にマグネットホルダ４のフロート８とは反対側の外方へ延出させるとともに、アーム７のマグネットホルダ４のフロート８とは反対側の外方へ延出した先端にカウンタウェイト１３を固定している。
【００７４】
カウンタウェイト１３は、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１の場合と同様に、金属材料、特に比重量の大きい材質且つ液体である燃料１０に対する耐腐食性に優れる材質が望ましい。カウンタウェイト１３は、たとえば軟鋼材から円柱状に形成され、中央の貫通孔にアーム７を貫通させて、かしめ等によりアーム７に固定されている。
【００７５】
本発明の第２実施形態による燃料レベルゲージ１では、カウンタウェイト１３が、アームのフロート８と反対側の先端に固定されている。これにより、カウンタウェイト１３の重心位置ＣＧは、マグネットホルダ４の作動角度θ範囲において、図５に示すように、常に、マグネットホルダ４の回転中心Ｐを通る鉛直線Ｎよりもフロート８と反対側にある。したがって、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１の場合と同様に、カウンタウェイト１３は、フロート８に作用する浮力を増大させることと同等の機能を果たしている。
【００７６】
これにより、本発明の第２実施形態による燃料レベルゲージ１においても、マグネットホルダ４にカウンタウェイト１３を装着するという容易な手段によって、フロート８を大型化することなしに、液面１１変動時におけるフロート８の良好な追従運動性を維持可能な燃料レベルゲージ１を提供することができる。
【００７７】
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、検出手段である磁電変換素子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、他の種類の磁電変換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。
【００７８】
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、変位部材として永久磁石であるマグネット５を、検出手段として磁電変換素子である磁気抵抗素子６を用いているが、変位部材および検出手段の組合せを他の種類の変位部材および検出素子の組合せに置き換えてもよい。たとえば、変位部材を導電部材からなる摺動片、いわゆるブラシとし、且つ検出手段を抵抗素子としてもよい。この場合、ブラシが液面の変動に対応して回転すると、抵抗素子上におけるブラシとの接触点の位置が変わり、これにより、ブラシと抵抗素子の端部との間の抵抗値が変化する。この抵抗値に基づいて、液面を測定することができる。
【００７９】
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、カウンタウェイト１３の個数を１個としているが、カウンタウェイト１３の個数を１個に限る必要は無く、複数個設けても、各実施形態の場合と同様の効果が得られる。
【００８０】
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。
【００８１】
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１２内に直接取り付けてもよい。
【００８２】
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】
【００８３】
【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】
【００８４】
１    燃料レベルゲージ（液面検出装置）
２    フロートガイド（ガイド部材）
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（固定手段）
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（本体部材）
３１    軸部
３２    溝部
３３    係止爪
４    マグネットホルダ（回転部材）
４１    孔部
４２    突起部
４３    案内突起
４４    キャップ
５    マグネット（変位部材、永久磁石）
６    磁気抵抗素子（検出手段、磁電変換素子）
７    アーム
８    フロート
８１    案内溝
８２    案内溝
８３    貫通孔
９    ターミナル
９１    電線
１０    燃料（液体）
１１    液面
１２    燃料タンク
１３    カウンタウェイト（錘）
Ａ    ストッパ位置
ＣＧ    重心位置
Ｈ    液面位置
Ｈ１    高さ寸法
Ｈ２    満タン時フロート位置
Ｎ    鉛直線
Ｐ    回転中心
【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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