(57)【要約】【課題】  複雑な形状の燃料タンクにも適用可能な燃料液面検出装置を提供する。【解決手段】  燃料タンク２の燃料の液面の変位に追従して浮動し、表面５１に導電体からなる可動接点部３０を備える球状のフロート５０と、前記フロート５０を内接させつつ移動自在に案内するガイド２０と、前記ガイド２０の内面の長手方向に延設され、前記可動接点部３０が内接した位置に応じて回路抵抗値Ｒを変化させる可変抵抗部４０と、前記回路抵抗値Ｒを検出する抵抗値検出部８０と、前記抵抗値検出部８０によって検出された回路抵抗値Ｒに基づいて燃料の液面の高さを検出する液面検出部９０とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクの燃料の液面の変位に追従して浮動し、表面に導電体からなる可動接点部を備える球状のフロートと、
前記フロートを内接させつつ移動自在に案内するガイドと、
前記ガイドの内面の長手方向に延設され、前記可動接点部が内接した位置に応じて回路抵抗値を変化させる可変抵抗部と、
前記回路抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、
前記抵抗値検出手段によって検出された回路抵抗値に基づいて燃料の液面の高さを検出する液面検出手段と、
を備えたことを特徴とする燃料液面検出装置。
【請求項２】
前記フロートの表面の全域に、前記可動接点部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料液面検出装置。
【請求項３】
前記フロートには、鉛直姿勢を保持するための錘が設けられ、
前記可動接点部は、フロートの鉛直中心軸を等分する水平断面の周縁部に形成され、
前記可変抵抗部は、前記ガイドの中心軸に垂直な各断面の水平方向側端部となる位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料液面検出装置。
【請求項４】
前記フロートの鉛直中心軸を等分する水平断面の周縁部に沿って凸部が延設され、
該凸部の表面に前記可動接点部が配設されることを特徴とする請求項３に記載の燃料液面検出装置。
【請求項５】
前記フロートの凸部は、球心方向に進退自在に支持されていることを特徴とする請求項４に記載の燃料液面検出装置。
【請求項６】
前記可変抵抗部は、対向する一対の固定接点部を有し、
前記接点部の少なくとも一方が抵抗体からなることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一に記載の燃料液面検出装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一に記載の燃料液面検出装置の液面検出ユニットであって、
燃料タンクの燃料の液面の変位に追従して浮動し、表面に導電体からなる可動接点部を備える球状のフロートと、
前記フロートを内接させつつ移動自在に案内するガイドと、
前記ガイドの内面の長手方向に延設され、前記可動接点部が内接した位置に応じて回路抵抗値を変化させる可変抵抗部と、
を備えたことを特徴とする液面検出ユニット。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料液面検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料液面検出装置として、燃料タンクの上下方向に延びる抵抗基板の回りに切り欠き部が形成されたフロートを上下動可能に装着して、切り欠き部に設けられた接点による短絡位置に応じて変化する抵抗値を検知することにより、燃料の液面の高さを検出するようにしたものが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭６１−５０２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の燃料液面検出装置を、複雑な形状の燃料タンクに設置する場合には、当該燃料タンクの形状に合わせて抵抗基板を迂曲させる必要があるが、そのように迂曲された抵抗基板に沿ってフロートを上下動させるには、フロートの切り欠きを大きくせざるを得ない。
【０００４】
しかしながら、そうすると、抵抗基板の周りでフロートが上下左右に傾いて、接点が抵抗基板に摺接しなくなるなど、抵抗値を正しく検知できない場合が生じ、燃料の液面の高さを精度良く検出するのが難しくなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、複雑な形状の燃料タンクにも適用可能な燃料液面検出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にあっては、燃料タンクの燃料の液面の変位に追従して浮動し、表面に導電体からなる可動接点部を備える球状のフロートと、前記フロートを内接させつつ移動自在に案内するガイドと、前記ガイドの内面の長手方向に延設され、前記可動接点部が内接した位置に応じて回路抵抗値を変化させる可変抵抗部と、前記回路抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、前記抵抗値検出手段によって検出された回路抵抗値に基づいて燃料の液面の高さを検出する液面検出手段と、を備えたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、球状のフロートを、該フロートを内接させつつ移動可能に案内するガイドの内部で燃料の液面の変位に追従して浮動させ、フロートの表面に設けられた導電体からなる可動接点がガイドの内面に延設された可変抵抗部に接触するようにしたので、例えば複雑な形状の燃料タンクにおいてガイドを迂曲形成しても、フロートは可変抵抗部との接触を維持しながらよりスムーズにガイドの内部を移動することが可能で、可変抵抗部の回路抵抗値をより確実に検知することができ、より精度良く燃料の液面の高さを検出することがきる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１実施形態）図１〜図８は本発明の第１実施形態を示しており、図１は液面検出ユニットを備えた燃料タンクの外観図（断面図）、図２は燃料液面検出装置の外観図（斜視図）、図３はガイドの下部（図２のＡ−Ａ断面）の断面図、図４はガイドの上部（図２のＢ−Ｂ断面）の断面図、図５は可変抵抗部を含む回路の模式図、図６はフロートの外観図、図７はフロート（図６のＣ−Ｃ断面）の断面図、図８は液面検出ユニットの上部（図１のＤ−Ｄ断面）の縦断面図、図９は回路に流れる電流値と液面高さとの相関関係を示すグラフである。
【０００９】
本実施形態にかかる液面検出ユニット１００は、図１に示すように、燃料タンク２の上壁に設けられた開口部を塞ぐ蓋部１０と、該蓋部１０の裏面（下面）に形成され、燃料タンク２の上部から燃料タンク２の底面に近い下部まで延びるガイド２０とを有している。
【００１０】
蓋部１０の表面には、図２に示すように、コネクタ１１が設けられ、該コネクタ１１や図示しないハーネス等を介して、ガイド２０の内面に設けられる可変抵抗部４０と、燃料タンク２外に設けられた回路８０，９０とが、電気的に接続されるようになっている。
【００１１】
一方、ガイド２０は、ガイド２０内の燃料の液面５の変位に追従して浮動するフロート５０を、所定の軌道に沿って上下動自在に案内する。本実施形態では、ガイド２０は、図３および図４に示すように円管状に形成されており、球形のフロート５０がガイド２０の内面に接触しつつ移動できるようになっている。
【００１２】
このガイド２０の少なくとも上端および下端には、ガイド２０と燃料タンク２の一般部３を連通させる連通孔２１および２２が設けられていて、ガイド２０内の燃料の液面５の高さが、燃料タンク２の一般部３の燃料の液面４の高さと同一に保たれるようにしてある。
【００１３】
ガイド２０の内面には、長手方向に略全長にわたって、可変抵抗部４０が延設されている。該可変抵抗部４０は、略平行に形成される２つの固定電極を有し、これら固定電極の少なくとも一方は抵抗体から形成されている。本実施形態では、２つの固定電極のうち、一方を抵抗体４１、他方を導通体４２としてある。
【００１４】
そして、前記抵抗体４１と導通体４２とが、フロート５０の表面に形成された可動接点部３０によって電気的に短絡された位置に応じて、抵抗体４１、可動接点部３０、および導通体４２によって形成される回路の回路抵抗値Ｒが変化するようになっている。その等価回路を模式的に示したものが図５である。
【００１５】
フロート５０は、例えば、図６および図７に示すように、中空の球体とされ、液面付近で略下半分が燃料液中に浸漬した状態で浮かぶようになっている。本実施形態では、フロート５０の表面５１の全域に金属等の導電体層が形成され、当該導電体層が可動接点部３０として機能する。
【００１６】
そして、かかる液面検出ユニット１００には、抵抗値検出手段としての抵抗値検出部８０が接続されている。本実施形態では、抵抗体４１、可動接点部３０、および導通体４２によって形成される回路に一定電圧Ｖを印加し、該回路の電流値Ｉを検出する。この場合、回路抵抗値Ｒは、Ｒ＝Ｖ／Ｉとなる。
【００１７】
この抵抗値検出部８０に接続される液面検出部（例えばＣＰＵ等）９０は、抵抗値検出部８０よって検出された回路抵抗値Ｒ（本実施形態では電流値Ｉ）に基づいて、ガイド２０内の燃料の液面５の高さ、すなわち燃料タンク２の一般部３の燃料の液面４の高さを取得する。具体的には、例えば、メモリ（図示せず）等に格納された回路に流れる電流値Ｉと液面高さＨとの相関関係（図９）を示すグラフやマップを参照して、検出された電流値Ｉに対応する液面の高さＨを取得する。
【００１８】
以上のような構成の燃料液面検出装置１において、燃料タンク２の一般部３の燃料の液面４の高さは、ガイド２０の上端および下端に設けられた連通孔２１、２２の働きによって、ガイド２０内の燃料の液面５もほぼ同じ高さになっている。
【００１９】
フロート５０は、図８に示すように、球心を中心とした水平な円周上で、ガイド２０の内面に配設された可変抵抗部４０の抵抗体４１と導通体４２との双方に接触する。この場合、図５の等価回路では、端子４３から可動接点部３０までの抵抗体４１の長さは比較的短くなっている。
【００２０】
この結果、抵抗体４１、可動接点部３０としてのフロート５０、および導通体４２によって形成される回路の回路抵抗値Ｒは小さくなり、一定電圧Ｖの下で検出される電流値Ｉは大きくなる。
【００２１】
そして、液面検出部９０は、この電流値Ｉに基づいて、ガイド２０内の燃料の液面５の高さ、すなわち燃料タンク２の一般部３の燃料の液面４の高さを取得する。この場合、液面高さＨは、比較的高い値となる。
【００２２】
エンジン（図示せず）において燃料が消費されると、燃料タンク２の一般部３の燃料の液面４の高さは低下し、これに伴ってガイド２０の内部でも燃料の液面５が低下する。
【００２３】
そして、ガイド２０内の燃料の液面５の低下に追従して、フロート５０が球心を中心とした円周でガイド２０の内面に当接しつつ下方へ移動する。このとき、フロート５０は、ガイド２０内で回転等しながら、抵抗体４１と導通体４２とを電気的に接続する状態を維持したまま下方へ移動していく。
【００２４】
フロート５０が下方へ移動するにつれて、フロート５０の表面５１に設けられた可動接点部３０は、徐々に端子４３から離れた位置で抵抗体４１と導通体４２とを電気的に短絡するようになり、上記回路抵抗値Ｒは次第に増大し、電流値Ｉは次第に低下する。したがって、液面検出部９０では、燃料タンク２の一般部３の液面４の高さが次第に低下するのが検出される。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態の燃料液面検出装置１によれば、球状のフロート５０を、該フロート５０を内接させつつ移動可能に案内するガイド２０の内部で燃料の液面５の変位に追従して浮動させ、フロート５０の表面５１に設けられた導電体からなる可動接点部３０が、ガイド２０の内面に延設された可変抵抗部４０に接触するようにしたので、例えば複雑な形状の燃料タンクにおいてガイドを迂曲形成しても、フロート５０はスムーズにガイドの内部を移動して可変抵抗部４０に接触することが可能で、可変抵抗部の回路抵抗値Ｒをより確実に検知することができ、より精度良く燃料の液面の高さを検出することがきる。
【００２６】
またフロート５０の表面５１を導電体で構成して、フロート５０の表面５１全体を可動接点部３０としたので、フロート５０が傾いたり回転したりしても、可動接点部３０と可変抵抗部４０との接触状態は同様となるため、フロート５０の姿勢によらず可変抵抗部４０の回路抵抗を検知することができる。また、フロート５０の高さ位置によらず可動接点部３０と可変抵抗部４０との接触状態は同様となるため、接触不良等による不検知を抑制することができる。加えて、フロート５０に別体の可動接点部を設ける必要が無い分、部品点数を削減でき、コスト的にも有利である。
【００２７】
なお、本実施形態では、燃料タンク２の底部付近でのガイド２０の傾斜を、燃料タンク２の上部付近でのガイド２０の傾斜に比べて緩やかにし、燃料の液位の変化に対する回路抵抗値Ｒの変化を大きくしたので、燃料の残量が少ない領域での検出精度をより向上させることができる。
【００２８】
（第２実施形態）図１０〜１８は本発明の第２実施形態を示しており、図１０はフロートの外観図（斜視図）、図１１はフロート（図１０のＥ−Ｅ断面）の断面図、図１２は液面検出ユニットの外観図（斜視図）、図１３は液面検出ユニットの上部（図１０のＧ−Ｇ断面）の断面図、図１４は液面検出ユニットの下部（図１０のＦ−Ｆ断面）の断面図、図１５は液面検出ユニットの上部の縦断面図（図１のＤ−Ｄ断面に相当する断面図）、図１６は液面検出ユニットの可動接点部と可変抵抗部との接触状態を示す図（ガイドの内部を透視した斜視図）、図１７はフロートが傾いた状態における液面検出ユニットの上部の縦断面図、図１８は可変抵抗部を含む回路の模式図である。なお、以下では第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付し、重複する説明部分を省略する。
【００２９】
この第２実施形態にかかる燃料液面検出装置では、図１０に示すように、フロート５０Ａは、略球状であって、フロート５０Ａの鉛直中心軸５４を等分する水平断面の円周に沿って、環状の凸部５３が設けられている。
【００３０】
この凸部５３は、例えば金属導体（ステンレススチール等）からなるＣリングとして構成されている。この場合、Ｃリングとしての凸部５３は、フロート５０Ａの表面に凹設されたガイド孔５５で、球心方向に進退自在に支持されるとともに、球外方向に弾性による押圧力を発生させ、凸部５３がガイド２０Ａの内面により確実に接触できるようにしてある。すなわち、本実施形態では、凸部５３が、可動接点部３０Ａとして機能する。
【００３１】
また、フロート５０Ａの下部には、鉛直姿勢を保持するための錘５２が設けられていて、フロート５０Ａが、図１１に示すように、鉛直姿勢（すなわち、錘５２が鉛直方向に位置し、かつ凸部５３が水平方向に位置する姿勢）を保ちながら、液面付近で略下半分が燃料液中に浸漬した状態で浮かぶようになっている。
【００３２】
そして、このフロート５０Ａを、ガイド２０Ａの内面で可変抵抗部４０Ａと接触させるため、本実施形態では、可変抵抗部４０Ａの２つの固定電極は、図１２〜図１４に示すように、ガイド２０Ａの中心軸に垂直な各断面の水平方向側端部となる位置で、相互に対向する一対の帯状電極として延設されている。なお、これら二つの帯状の固定電極のうち、少なくとも一方を抵抗体とすればよいが、本実施形態では、これら双方を抵抗体４１Ａ、４４として形成してある。
【００３３】
このような構成の燃料液面検出装置では、図１６に示すように、ガイド２０Ａの傾斜によらず、ガイド２０Ａの中心軸に垂直な内周円上でフロート５０Ａの球心に対して水平方向に位置する点（２３、２４）で、凸部５３と、抵抗体４１Ａ、４４とが接触することとなる。
【００３４】
燃料が少なくなるにつれて、フロート５０Ａは、錘５２が鉛直下方となる鉛直姿勢で、球心方向に押圧された凸部５３がガイド２０Ａの内面に配設された可変抵抗部４０Ａに当接しながら、ガイド２０Ａ内を下方へ移動する。このとき、フロート５０Ａは、ガイド２０内で回転等しながら、抵抗体４１と導通体４２とを電気的に接続する状態を維持したまま下方へ移動していく。ここで、本実施形態では、フロート５０Ａの凸部５３が、その弾性による球外方向への付勢力によって、ガイド２０Ａの内面に押圧されるとともに、凸部５３自体が可動接点部３０Ａとして機能する。よって、図１７に示すようにフロート５０Ａが傾いたとしても、凸部５３がガイド２０Ａに当接可能な範囲にあれば、可動接点部３０Ａを抵抗体４１Ａおよび抵抗体４４の双方により確実に接触させることが可能となる。
【００３５】
さらに、この場合、図１８に示すように、フロート５０Ａが傾斜したときの端子４６から見た抵抗体４１Ａの長さと、端子４６から見た抵抗体４４の長さの合計値は、フロート５０Ａが鉛直姿勢で可変抵抗部４０Ａに接した場合と同じになる。従って、抵抗値検出部８０Ａによって検出される回路の回路抵抗値Ｒは、フロート５０Ａの傾きによらず、液位に応じたほぼ一定の値となる。
【００３６】
以上説明したように、燃料液面検出装置では、フロート５０Ａの下部に、錘５２を設け、フロート５０Ａの鉛直中心軸５４を等分する水平断面の円周に環状に可動接点部３０Ａを配設し、かつ可変抵抗部４０Ａをガイド２０Ａの中心軸に垂直な各断面の水平方向側端部となる位置に形成することにより、フロート５０Ａをガイド２０Ａに対して一定姿勢（鉛直姿勢）に保持させた上で、可動接点部３０Ａとしての凸部５３を可変抵抗部４０Ａに接触させることができるので、可動接点部３０Ａと可変抵抗部４０Ａとの接触不良等を抑制して、より確実に可変抵抗部４０の回路抵抗を検知することができる。
【００３７】
また、フロート５０Ａの鉛直中心軸５４を等分する水平断面の円周に沿って凸部５３を延設して、該凸部５３を球心方向に進退自在に支持するようにした上、該凸部５３の表面に帯状に可動接点部３０Ａを配設したので、可動接点部３０Ａを、より確実に可変抵抗部４０Ａに当接させることができ、可変抵抗部４０の回路抵抗をより確実に検知することができる。
【００３８】
さらに、可変抵抗部４０Ａを形成する抵抗体４１Ａ、４４をガイド２０Ａの中心軸に垂直な各断面の水平方向側端部となる位置に形成し、かつ対向するように設け、これらの間を可動接点部３０Ａで電気的に短絡させるようにしたので、抵抗体４１Ａ、可動接点部３０Ａ、抵抗体４４によって形成される回路の回路抵抗値Ｒは、フロート５０Ａの傾きによらず液位に応じた一定の値となり、より精度良く燃料の液位を検出することができる。
【００３９】
ところで、本発明の燃料液面検出装置は、上記実施形態には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。
【００４０】
例えば、第１実施形態にかかる燃料液面検出装置では、ガイド２０の断面が閉断面となるように形成したが、図１９に示すように、長手方向に伸びるスリットを設けるなどして可変抵抗部４０が配設されていない部分が開放されたガイド２０Ｂとしてもよい。この場合、当該開放部分は、連通孔としても機能するため、別途連通孔を設ける必要がなくなる。
【００４１】
また、上記実施形態では、ガイド２０の断面形状を円形としたが、楕円のほか、三角形、正方形等の多角形でも、球形のフロートを内接させつつ案内することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態における液面検出ユニットを備えた燃料タンクの外観図（断面図）。
【図２】本発明の第１実施形態における燃料液面検出装置の外観図（斜視図）。
【図３】本発明の第１実施形態におけるガイドの下部（図２のＡ−Ａ断面）の断面図。
【図４】本発明の第１実施形態におけるガイドの上部（図２のＢ−Ｂ断面）の断面図。
【図５】本発明の第１実施形態における可変抵抗部を含む回路の模式図。
【図６】本発明の第１実施形態におけるフロートの外観図（斜視図）。
【図７】本発明の第１実施形態におけるフロート（図６のＣ−Ｃ断面）の断面図。
【図８】本発明の第１実施形態における液面検出ユニットの上部（図１のＤ−Ｄ断面）の断面図。
【図９】本発明の第１実施形態における回路に流れる電流値と液面高さとの相関関係を示すグラフ。
【図１０】本発明の第２実施形態におけるフロートの外観図（斜視図）。
【図１１】本発明の第２実施形態におけるフロート（図１０のＥ−Ｅ断面）の断面図。
【図１２】本発明の第２実施形態における液面検出ユニットの外観図（斜視図）。
【図１３】本発明の第２実施形態における液面検出ユニットの上部（図１０のＧ−Ｇ断面）の断面図。
【図１４】本発明の第２実施形態における液面検出ユニットの下部（図１０のＦ−Ｆ断面）の断面図。
【図１５】本発明の第２実施形態における液面検出ユニットの要部の断面図（図１のＤ−Ｄ断面に相当する断面図）。
【図１６】本発明の第２実施形態における液面検出ユニットの可動接点部と可変抵抗部との接触状態を示す図（ガイド内部を透視した斜視図）。
【図１７】本発明の第２実施形態におけるフロートが傾いた状態における液面検出ユニットの上部の縦断面図。
【図１８】本発明の第２実施形態における可変抵抗部を含む回路の模式図。
【図１９】本発明の別の実施形態におけるガイドの外観図（斜視図）。
【符号の説明】
【００４３】
１  燃料液面検出装置
２  燃料タンク  
４  燃料の液面
２０  ガイド
３０、３０Ａ  可動接点部
４０  可変抵抗部
４１、４１Ａ、４４  抵抗体
５０、５０Ａ  フロート
５１  表面（可動接点）
５２  錘
５３  凸部
５４  鉛直中心軸
８０  抵抗値検出部（抵抗値検出手段）
９０  液面検出部（液面検出手段）
１００  液面検出ユニット
【図１】
2006125973.tif 000003
【図２】
2006125973.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006125973.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006125973.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2006125973.tif 000015
【図１４】
2006125973.tif 000016
【図１５】
2006125973.tif 000017
【図１６】
2006125973.tif 000018
【図１７】
2006125973.tif 000019
【図１８】
2006125973.tif 000020
【図１９】
2006125973.tif 000021