(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組付体（３０，２３０）に組み付けられた状態で容器（９０）に設けられた開口（９１）を通じて当該容器内に配置され、この容器に貯留されている液体の液面高さを検出する液面検出装置であって、
液面に浮かぶフロート部（５５）及び前記フロート部が取り付けられるアーム部（５６）を有し、液面の高さに応じて回転する回転体（５０）と、
前記回転体を回転可能に支持する支持体（４０）と、
前記支持体を前記組付体の隔壁部（３４，２３４）に対して支持し、特定の基準位置（ＲＰ）から前記隔壁部に沿った相反する二方向への変位を許容する変位許容機構（６０，２６０）と、
前記支持体を前記基準位置に保持しようとする保持負荷（ＴＨ）を、前記変位許容機構に作用させる復帰機構（７０，２７０）と、を備え、
前記変位許容機構は、前記容器から前記回転体への入力により、前記保持負荷を上回る負荷が生じると、前記支持体を変位させ、
前記復帰機構は、前記保持負荷を上回る負荷が除荷されると、前記支持体を前記基準位置に復帰させる液面検出装置。
【請求項２】
前記変位許容機構は、前記保持負荷を上回る負荷の入力によって前記支持体を前記組付体に対して回転変位させる請求項１に記載の液面検出装置。
【請求項３】
前記支持体の回転中心を規定する第一軸部（６１，２３７）の軸方向は、前記回転体の回転中心を規定する第二軸部（４１）の軸方向に沿っている請求項２に記載の液面検出装置。
【請求項４】
前記支持体の回転中心は、前記回転体の回転中心に対して、前記第二軸部の径方向にずれた位置に規定されている請求項３に記載の液面検出装置。
【請求項５】
前記復帰機構は、前記隔壁部を挟んで前記回転体の反対側に配置される請求項１〜４のいずれか一項に記載の液面検出装置。
【請求項６】
前記支持体は、前記アーム部との接触により、前記回転体の回転範囲を規定するストッパ（４３，４４）を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の液面検出装置。
【請求項７】
前記ストッパに接触した前記アーム部が当該ストッパに乗り上げる荷重を乗上荷重とすると、
前記保持負荷は、前記アーム部に前記ストッパから作用する荷重が前記乗上荷重よりも低い状態で、前記支持体の変位が開始されるよう設定されている請求項６に記載の液面検出装置。
【請求項８】
前記ストッパに接触した前記アーム部が当該ストッパから受ける反力によって塑性変形する荷重を変形荷重とすると、
前記保持負荷は、前記アーム部に前記ストッパから作用する荷重が前記変形荷重よりも低い状態で、前記支持体の変位が開始されるよう設定されている請求項６又は７に記載の液面検出装置。
【請求項９】
前記復帰機構は、ばね部材（７１，２７１，３７２ｂ）の復元力により前記支持体を前記基準位置に復帰させる請求項１〜８のいずれか一項に記載の液面検出装置。
【請求項１０】
前記ばね部材は、前記基準位置にある前記支持体に対して復元力を作用させている請求項９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、容器に貯留されている液体の液面高さを検出する液面検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されているように、フロート及びフロートアームを有する液面検出装置が知られている。こうした液面検出装置は、上部ホルダ及びサブタンク等の構成に組み付けられた状態で、燃料タンクに設けられた開口に挿入され、当該燃料タンク内に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８１１０６号公報
【特許文献２】特開平６−１６０１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、特許文献１に開示の構成では、液面検出装置をサブタンク等と共に燃料タンク内に配置する工程において、突き出した形状となるフロート及びフロートアームが、燃料タンクの開口周囲及び燃料タンクの他の内蔵物等に接触容易となる。その結果、開口周囲等への接触に起因した、フロートアーム等の損傷及び脱落が生じ易かった。こうした課題を解決するためには、サブタンクに対して液面検出装置の変位を許容する支持構造を採用し、緩衝作用を発揮させることが有効であると発明者は考えた。
【０００５】
ここで、特許文献２は、フロートアームを回転可能に支持する下部ホルダが、ボス部を中心とした回動を許容された状態で上部ホルダに対して支持された支持構造を開示している。こうした支持構造により、下部ホルダは、底面基準ロッドの燃料タンク底面への接触によって特定の一方向に回転し、底面に対するフロートの最低位置の高さを一定に保っている。このように、目的は異なるものの、特許文献２の下部ホルダも、回動を許容された状態で上部ホルダに支持されている。
【０００６】
しかし、特許文献２の支持構造において、下部ホルダは、底面基準ロッドを押し上げてねじりコイルばねを圧縮させる特定の一方向にのみ、変位を許容されている。故に、特許文献２の支持構造を採用しても、接触により生じる負荷の入力方向によっては、緩衝作用の発揮が困難となる。その結果、依然としてフロートアーム等の損傷が生じ得た。
【０００７】
本開示は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フロートアーム等の損傷を防止し、容器内に配置された後で、液面高さの検出を確実に開始できる液面検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、開示された第一の態様は、組付体（３０，２３０）に組み付けられた状態で容器（９０）に設けられた開口（９１）を通じて当該容器内に配置され、この容器に貯留されている液体の液面高さを検出する液面検出装置であって、液面に浮かぶフロート部（５５）及びフロート部が取り付けられるアーム部（５６）を有し、液面の高さに応じて回転する回転体（５０）と、回転体を回転可能に支持する支持体（４０）と、支持体を組付体の隔壁部（３４，２３４）に対して支持し、特定の基準位置（ＲＰ）から隔壁部に沿った相反する二方向への変位を許容する変位許容機構（６０，２６０）と、支持体を基準位置に保持しようとする保持負荷（ＴＨ）を、変位許容機構に作用させる復帰機構（７０，２７０）と、を備え、変位許容機構は、容器から回転体への入力により、保持負荷を上回る負荷が生じると、支持体を変位させ、復帰機構は、保持負荷を上回る負荷が除荷されると、支持体を基準位置に復帰させる液面検出装置とされる。
【０００９】
この態様における変位許容機構は、特定の基準位置から相反する二方向への支持体の変位を許容している。故に、組付体と共に液面検出装置を開口に挿入し、これらを容器内に配置する工程において、開口周囲等への接触によりフロートアームに負荷が入力されても、変位許容機構は、接触によって生じる負荷の入力方向へ支持体を変位させて、緩衝作用を発揮し得る。さらに、回転体に入力された負荷が除荷されれば、支持体は、復帰機構の作動によって基準位置に復帰し、変位前の状態に戻り得る。以上によれば、フロートアーム等の損傷が防止され、容器内に配置された液面検出装置は、液面高さの検出を確実に開始できる。
【００１０】
尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、本発明の範囲を何ら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一実施形態による液面検出装置が燃料タンク内に配置された様子を模式的に示す図である。
【図２】第一実施形態による液面検出装置の構成を示す斜視図である。
【図３】液面検出装置の構成を示す斜視図である。
【図４】液面検出装置の構成を示す斜視図である。
【図５】液面検出装置の構成を示す縦断面図である。
【図６】挿入工程においてフロートアームが開口周囲に接触した状況を示す図である。
【図７】挿入工程においてフロートアームが開口周囲に接触した状況を示す図である。
【図８】第二実施形態による液面検出装置の構成を示す斜視図である。
【図９】液面検出装置の構成を示す斜視図である。
【図１０】液面検出装置の構成を示す斜視図である。
【図１１】液面検出装置の構成を示す縦断面図である。
【図１２】第三実施形態による液面検出装置の構成を示す背面図である。
【図１３】液面検出装置の構成を示す横断面図である。
【図１４】スプリングユニットの構成を示す断面図である。
【図１５】復帰機構の組み立て工程を示す図である。
【図１６】液面検出装置が回転変位した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
【００１３】
（第一実施形態）
第一実施形態による液面検出装置１００は、図１に示すように、液体としての燃料を貯留する燃料タンク９０内に配置されている。液面検出装置１００は、燃料ポンプモジュール１０の一部として、サブタンク３０に組み付けられた状態で、燃料タンク９０に貯留されている燃料の液面高さを検出する。液面検出装置１００によって検出された検出結果は、コンビネーションメータ等の車載機器へ向けて出力され、運転者に通知される。
【００１４】
燃料ポンプモジュール１０は、サブタンク３０、フランジ２３、燃料ポンプ２５、及び液面検出装置１００等によって構成されている。
【００１５】
サブタンク３０は、樹脂材料等によって有底の円筒状に形成されている。サブタンク３０は、燃料タンク９０内に貯留されている燃料を燃料ポンプ２５の周囲に集めて、燃料ポンプ２５の吸込口を燃料に浸しておく容器の機能を果たしている。サブタンク３０は、底壁３１及び周壁３３を有している。底壁３１は、サブタンク３０とフランジ２３との間に設けられたスプリングの復元力により、フランジ２３に対して燃料タンク９０の底部に押し付けられている。
【００１６】
周壁３３は、底壁３１を囲むようにして円筒状に立設されている。周壁３３は、上方に開放された開口を形成している。周壁３３の一部は、部分的に内周側に窪む形状の窪み部分３４を形成している。窪み部分３４は、液面検出装置１００を収容する収容部３５を形成している。窪み部分３４は、液面検出装置１００を支持している。窪み部分３４には、液面検出装置１００を変位可能に取り付けるための構成として、軸受開口３７及び一対の突起部３８が設けられている。
【００１７】
軸受開口３７は、窪み部分３４の壁部を壁厚方向に貫通する貫通孔である。軸受開口３７は、真円状に形成されている。軸受開口３７は、サブタンク３０の軸方向において、底壁３１よりも開口に近い位置に形成されている。軸受開口３７の内周壁面には、外周側シール溝３７ａが設けられている。外周側シール溝３７ａは、内周壁面の一部を外周側に窪ませた環状の溝である。外周側シール溝３７ａは、内周壁面の周方向に沿って延伸しており、内周壁面を一周に亘って巡っている。
【００１８】
突起部３８は、窪み部分３４の内周側の壁面から円柱状に突出している。突起部３８は、軸受開口３７よりも底壁３１に近接する位置に設けられている。各突起部３８は、軸受開口３７の中心を通過する中心線ＣＬ（図３参照）を挟んで、両側に一つずつ形成されている。尚、中心線ＣＬは、サブタンク３０の軸方向に沿った仮想線である。
【００１９】
フランジ２３は、樹脂材料等によって円盤状に形成されている。フランジ２３は、燃料タンク９０の天井に設けられた開口９１を外側から塞ぐ蓋体となる。燃料ポンプモジュール１０は、開口９１を通じて燃料タンク９０内に挿入される。フランジ２３には、外部の車載機器と接続されるコネクタが設けられている。
【００２０】
燃料ポンプ２５は、全体として円柱状に形成されている。燃料ポンプ２５は、吸込口を下方に向けた姿勢にて、サブタンク３０に対し保持されている。燃料ポンプ２５は、電動モータによってインペラを回転させ、サブタンク３０内に集められた燃料を内燃機関へ向けて吐出する。
【００２１】
液面検出装置１００は、液面高さに対応した電気抵抗値を出力により、液面高さの検出を可能にするセンサである。液面検出装置１００は、燃料タンク９０によって形成された貯留空間のうちで、サブタンク３０の外部となる空間の液面高さを検出する。図１〜図５に示すように、液面検出装置１００は、回転体５０、ハウジング４０、アタッチメント６０、及び復帰機構７０を備えている。
【００２２】
回転体５０は、液面の高さに応じてハウジング４０に対し相対回転する。回転体５０は、フロート５５、フロートアーム５６、コンタクトプレート５１等によって構成されている。フロート５５は、燃料よりも比重の小さい材料によって形成されている。フロート５５は、燃料の液面に浮かぶことができる。フロートアーム５６は、ステンレス鋼等の金属製の細い（例えば直径２〜３ｍｍ程度）棒材を、複数箇所にて屈曲させることにより形成されている。フロートアーム５６の一端は、ハウジング４０に設けられた挿通孔に挿通されている。フロートアーム５６の他端には、フロート５５が取り付けられている。
【００２３】
コンタクトプレート５１は、樹脂材料によって板状に形成されている。コンタクトプレート５１は、ハウジング４０に回転可能に取り付けられている。コンタクトプレート５１は、フロートアーム５６と一体的に動作し、液面に追従するフロート５５の上下方向の動きを、回転方向の動きに変換する。コンタクトプレート５１において、後述する抵抗基板４２と対向する裏面には、金属製の摺動子が取り付けられている。摺動子は、コンタクトプレート５１の回転により、抵抗基板４２の露出した表面上を摺動する。
【００２４】
ハウジング４０は、樹脂材料等によって形成されている。ハウジング４０は、アタッチメント６０に取り付けられており、アタッチメント６０を介してサブタンク３０に支持されている。ハウジング４０は、プレート支持軸４１、及びストッパ４３，４４を有している。またハウジング４０には、抵抗基板４２が保持されている。
【００２５】
プレート支持軸４１は、ハウジング４０の本体部分から、サブタンク３０の外周側へ向けて円筒状に突出している。プレート支持軸４１は、フロートアーム５６の一端を挿通させる挿通孔を形成している。プレート支持軸４１は、コンタクトプレート５１を含む回転体５０を回転可能に支持している。プレート支持軸４１の中心軸線が回転体５０の仮想の回転軸線ＡＬ２となる（図５参照）。プレート支持軸４１は、回転体５０の回転中心を規定している。
【００２６】
ストッパ４３，４４は、それぞれハウジング４０の縁部に形成されている。ストッパ４３，４４は、プレート支持軸４１の軸方向に沿ってハウジング４０の本体部から突出している。ストッパ４３，４４は、フロートアーム５６の回転軌道上に位置している。ストッパ４３，４４は、フロートアーム５６と接触することにより、回転体５０の回転を規制する。ストッパ４３，４４は、回転体５０の回転範囲を規定している。
【００２７】
抵抗基板４２は、摺動子と共に可変抵抗器を形成している。抵抗基板４２の表面には、摺動子の回転軌道に沿って抵抗パターンが形成されている。抵抗パターンに沿って摺動子５２が変位することにより、可変抵抗器の示す電気抵抗値が増減する。車載機器は、可変抵抗器の示す電気抵抗値に基づくことにより、現在の液面高さを取得できる。
【００２８】
アタッチメント６０は、ハウジング４０をサブタンク３０に対して支持している。アタッチメント６０は、サブタンク３０に対して、軸受開口３７の周方向に沿った時計回りの方向及び反時計回りの方向へ相対変位可能である（図４参照）。アタッチメント６０は、係止部６５及び本体回転軸６１を有している。
【００２９】
係止部６５は、アタッチメント６０の本体部からハウジング４０に向けて突き出した立設壁である。係止部６５は、ハウジング４０に設けられた係止溝と係合することにより、ハウジング４０をアタッチメント６０の本体部に対して保持している。
【００３０】
本体回転軸６１は、アタッチメント６０の本体部から、係止部６５とは逆方向へ向けて円柱状に突出した軸部である。本体回転軸６１は、軸受開口３７に内嵌されている。本体回転軸６１は、アタッチメント６０の円滑な回転変位を実現するために、軸受開口３７との間に僅かなクリアランスを形成している。本体回転軸６１の中心軸線がハウジング４０の仮想の回転軸線ＡＬ１となる（図３及び図５参照）。ハウジング４０の回転軸線ＡＬ１は、回転体５０の回転軸線ＡＬ２に沿っており、回転軸線ＡＬ２と実質的に平行である。本体回転軸６１は、ハウジング４０の回転中心を規定している。ハウジング４０の回転中心は、アタッチメント６０の本体部の中央に設定されており、回転体５０の回転中心に対してプレート支持軸４１の径方向にずれた位置に規定されている。
【００３１】
本体回転軸６１には、内周側シール溝６２、スプリング溝６３、及びねじ穴６４が形成されている。内周側シール溝６２は、本体回転軸６１の外周壁面のうちで、軸受開口３７の内周壁面と接触する領域に設けられている。内周側シール溝６２は、外周側シール溝３７ａと径方向において対向している。内周側シール溝６２は、外周壁面の一部を内周側に窪ませた環状の溝である。内周側シール溝６２は、外周壁面の周方向に沿って延伸しており、外周壁面を一周に亘って巡っている。内周側シール溝６２及び外周側シール溝３７ａによって形成される円環状の空間には、Ｏリング６６が収容されている。Ｏリング６６は、ゴム材料等によってリング状に形成されたシール部材である。Ｏリング６６は、内周側シール溝６２及び外周側シール溝３７ａによって僅かに押し潰されることで、本体回転軸６１の外周壁面と、軸受開口３７の内周壁面との間を液密にシールしている。
【００３２】
スプリング溝６３及びねじ穴６４は、本体回転軸６１の頂面６１ａに形成されている。本体回転軸６１の頂面６１ａは、窪み部分３４の内周側に突き出している。スプリング溝６３は、頂面６１ａを部分的に窪ませることによって形成されている。スプリング溝６３は、頂面６１ａの中心を通過する湾曲溝であり、頂面６１ａの中心から外縁へ向かうに従い、各突起部３８の配置された下方へ向けて滑らかに湾曲している。ねじ穴６４は、頂面６１ａの中心に形成された円筒穴である。ねじ穴６４は、スプリング溝６３の底部に設けられている。スプリング溝６３及びねじ穴６４は、復帰機構７０を保持するための要素である。
【００３３】
復帰機構７０は、サブタンク３０の内側に配置されており、窪み部分３４の壁部を挟んで回転体５０の反対側に位置している。復帰機構７０は、バースプリング７１及び取付ビス７３を有している。バースプリング７１は、丸棒状の金属材料を湾曲させたばね部材である。バースプリング７１の中央部分７１ｃは、スプリング溝６３に嵌合するよう成形されている。中央部分７１ｃは、スプリング溝６３に合わせて滑らかに湾曲している。加えて中央部分７１ｃの横断面は、矩形状に形成されている。中央部分７１ｃには、取付ビス７３を挿通させる円筒孔状の取付孔７２が形成されている。取付ビス７３は、取付孔７２から突き出した先端部分をねじ穴６４に締結させている。取付ビス７３は、スプリング溝６３に中央部分７１ｃを嵌合させたバースプリング７１を、本体回転軸６１に固定している。本体回転軸６１に組み付けられたバースプリング７１は、軸受開口３７からの本体回転軸６１の脱落を防止する。
【００３４】
バースプリング７１は、両端部を接近させるようにＵ字状に湾曲された状態で、窪み部分３４の壁部に沿って配置されている。バースプリング７１は、各端部を各突起部３８に内側から接触させている。バースプリング７１は、中央部分７１ｃから各端部までの各区間をそれぞれ撓らせることにより、時計回りの復元力と反時計周りの復元力とを本体回転軸６１に印加している。バースプリング７１は、相反するこれら二方向の復元力が釣り合う特定の位置（以下、基準位置）ＲＰに、アタッチメント６０を引き戻す機能を発揮する。このバースプリング７１による復元力は、基準位置ＲＰにあるアタッチメント６０に対しても、変位開始を妨げる保持負荷ＨＴとして作用している。この保持負荷ＨＴは、アタッチメント６０及びハウジング４０の基準位置ＲＰに保持しようとする保持トルクとなる。
【００３５】
ここで、フロートアーム５６は、各ストッパ４３，４４に強く衝突した場合に、各ストッパ４３，４４から受ける反力によって塑性変形してしまうか、又は各ストッパ４３，４４に乗り上げた状態となる。フロートアーム５６が各ストッパ４３，４４から受ける反力によって塑性変形する荷重を変形荷重とし、フロートアーム５６が各ストッパ４３に乗り上げる荷重を乗上荷重とする。保持負荷ＨＴは、フロートアーム５６に各ストッパ４３，４４から作用する荷重が変形荷重及び乗上荷重の両方よりも低い状態で、ハウジング４０の変位が開始されるよう、設定されている。
【００３６】
尚、第一実施形態における基準位置ＲＰは、サブタンク３０に対して相対回転する液面検出装置１００において、概ね直方体状に形成されたハウジング４０の長辺方向がサブタンク３０の軸方向に沿う角度位置とされている（図４参照）。液面検出装置１００は、復帰機構７０によって印加される二方向の復元力が釣り合う基準位置ＲＰにある状態で、液面高さの検出を行うことを想定されている。
【００３７】
以上のアタッチメント６０及び復帰機構７０は、サブタンク３０に組み付けられることで、基準位置ＲＰから相反する二方向へのハウジング４０の回転変位を許容している。故に、フロートアーム５６等に入力された負荷により、保持負荷ＨＴを上回る回転力がアタッチメント６０に生じると、アタッチメント６０は、ハウジング４０及び回転体５０と共に、負荷の入力方向へ回転変位する。そして、フロートアーム５６等に入力されていた負荷が除荷されると、復帰機構７０は、アタッチメント６０及びハウジング４０を基準位置ＲＰに復帰させる。
【００３８】
次に、燃料ポンプモジュール１０を開口９１に挿入する挿入工程において、アタッチメント６０及び復帰機構７０がフロートアーム５６の損傷を防止する緩衝作用の詳細を、図６及び図７に基づいて、図４を参照しつつ説明する。
【００３９】
図６に示すように、挿入工程における回転体５０は、重力の作用によってフロートアーム５６をストッパ４３と接触させる角度位置まで回転している。この状態下、まず燃料ポンプモジュール１０は、サブタンク３０の軸方向を開口９１の軸方向に対して傾斜させた姿勢で、フロート５５及びフロートアーム５６の先端が開口９１に挿入される。その後、燃料ポンプモジュール１０は、サブタンク３０の軸方向が開口９１の軸方向に沿うように、時計回りに回転される。このとき、フロート５５又はフロートアーム５６の先端は、燃料タンク９０の開口９１周囲に内側から接触し得る。
【００４０】
開口９１周囲に接触した場合、フロートアーム５６は、開口９１周囲から受ける反力によってストッパ４３に押し当てられる。フロートアーム５６からストッパ４３に入力される力によって生じる本体回転軸６１まわりのモーメントがバースプリング７１による保持負荷ＨＴを上回ると、液面検出装置１００は、基準位置ＲＰから反時計方向に回転する。このようにして、アタッチメント６０及び復帰機構７０は、フロートアーム５６等を保護する緩衝作用を発揮する。
【００４１】
そして、サブタンク３０が開口９１を通過し、フロート５５又はフロートアーム５６に入力されていた負荷が除荷されると、液面検出装置１００は、時計方向に回転して、基準位置ＲＰへ復帰する。バースプリング７１による保持負荷ＨＴの印加により、ハウジング４０及びアタッチメント６０は、基準位置ＲＰまで確実に復帰することができる。
【００４２】
また、図７に示す別の状況では、フロートアーム５６及びフロートアーム５６の先端は、開口９１に上手く挿入されずに、燃料タンク９０の開口９１周囲に外側から接触している。この場合、開口９１周囲から受ける反力により、フロートアーム５６は、ストッパ４４と接触する角度位置まで回転し、このストッパ４４に押し当てられる。ストッパ４４に入力される力によって生じる本体回転軸６１まわりのモーメントがバースプリング７１による保持負荷ＨＴを上回ると、液面検出装置１００は、基準位置ＲＰから時計方向に回転する。このようにして、フロートアーム５６等を保護する緩衝作用が発揮される。そして、挿入工程のやり直しにより、フロート５５又はフロートアーム５６に入力されていた負荷が除荷されると、液面検出装置１００は、反時計方向に回転し、基準位置ＲＰへ復帰する。
【００４３】
ここまで説明した第一実施形態のアタッチメント６０は、特定の基準位置ＲＰから相反する二方向へのハウジング４０の変位を許容している。故に、燃料ポンプモジュール１０の挿入工程において、開口９１周囲等に接触したフロートアーム５６に負荷が入力されても、アタッチメント６０は、負荷の入力方向へハウジング４０を変位させて、緩衝作用を発揮し得る。さらに、入力された負荷が除荷されれば、ハウジング４０は、復帰機構７０の作動によって基準位置ＲＰに復帰し、変位前の状態に戻り得る。以上によれば、挿入工程時におけるフロートアーム５６等の損傷が防止され、燃料タンク９０内に配置された液面検出装置１００は、液面高さの検出を確実に開始できる。
【００４４】
加えて第一実施形態におけるアタッチメント６０は、ハウジング４０等をサブタンク３０に対して回転変位させる。こうした構成であれば、例えばハウジング４０をサブタンク３０に対してスライドさせる構成と比較して、変位したハウジング４０の到達範囲が狭い領域内、具体的には、収容部３５内に収まり得る。故に、アタッチメント６０を設けたとしても、燃料ポンプモジュール１０は、開口９１を通じて燃料タンク９０内に配置可能なコンパクトな体格を維持できる。
【００４５】
また第一実施形態のように、本体回転軸６１の軸方向がプレート支持軸４１の軸方向に沿っていれば、ハウジング４０は、サブタンク３０から離れることなく、窪み部分３４の壁部に沿って変位して、緩衝作用を発揮する。以上によれば、ハウジング４０の到達範囲は、収容部３５内に収まり得る。したがって、アタッチメント６０を追加しても、燃料ポンプモジュール１０は、開口９１から挿入可能なコンパクトな体格を維持できる。
【００４６】
さらに第一実施形態では、ハウジング４０及び回転体５０の各回転中心は、互いにずれて位置している。こうした構成であれば、本体回転軸６１及びプレート支持軸４１が軸方向に重ねられて、回転体５０が窪み部分３４の壁面から大きく突き出してしまう事態は、回避される。したがって、燃料ポンプモジュール１０は、開口９１から挿入可能なコンパクトな体格を維持できる。
【００４７】
加えて第一実施形態のように、サブタンク３０の内側に復帰機構７０を配置すれば、アタッチメント６０及びハウジング４０を、窪み部分３４の壁部に近づけて配置することが可能になる。故に、燃料ポンプモジュール１０は、開口９１から挿入可能なコンパクトな体格を維持できる。
【００４８】
また第一実施形態の復帰機構７０は、ハウジング４０に保持負荷ＨＴを加えている。故に、復帰機構７０は、本体回転軸６１と軸受開口３７との摺動部分の摩擦力を超える復元力をアタッチメント６０に作用させて、外力によって基準位置ＲＰから変位したハウジング４０を、基準位置ＲＰまで確実に戻すことができる。したがって、燃料タンク９０内に配置された燃料ポンプモジュール１０の液面検出装置１００は、正規の基準位置ＲＰにて液面高さの検出を実施できる。
【００４９】
さらに第一実施形態の保持負荷ＨＴは、フロートアーム５６に作用する荷重が乗上荷重を超えないように設定されている。故に、フロートアーム５６が各ストッパ４３，４４に乗り上げる前に、アタッチメント６０は、ハウジング４０の変位を開始させて、緩衝作用を発揮させることができる。したがって、フロートアーム５６がストッパ４３，４４に乗り上げてしまい、コンタクトプレート５１及びプレート支持軸４１に変形又は破損を生じさせてしまう事態は、確実に回避される。
【００５０】
加えて第一実施形態の保持負荷ＨＴは、フロートアーム５６に作用する荷重が変形荷重を超えないように設定されている。故に、フロートアーム５６が塑性変形する前に、アタッチメント６０は、ハウジング４０の変位を開始させて、緩衝作用を発揮させることができる。したがって、フロートアーム５６が変形又は破損してしまう事態は、確実に回避される。
【００５１】
また第一実施形態のように、バースプリング７１の復元力を用いる復帰機構７０であれは、例えばアクチュエータ等を用いてハウジング４０を基準位置ＲＰに戻す形態と比較して、燃料ポンプモジュール１０の構成は複雑化し難い。また、バースプリング７１を湾曲させた状態でアタッチメント６０に組み付ける構成であれば、基準位置ＲＰにあるアタッチメント６０にも強い復元力が作用する。そのため、外力が除去されれば、ハウジング４０及びアタッチメント６０は、確実に基準位置ＲＰへと復帰することができる。
【００５２】
さらに第一実施形態では、復帰機構７０をサブタンク３０の内側に配置しているため、ハウジング４０は、収容部３５内に容易に収まり得る。したがって、アタッチメント６０及び復帰機構７０が液面検出装置１００に追加されても、燃料ポンプモジュール１０は、開口９１から挿入可能なコンパクトな体格を維持できる。
【００５３】
尚、ここまで説明した第一実施形態では、サブタンク３０が「組付体」に相当し、窪み部分３４が「隔壁部」に相当し、ハウジング４０が「支持体」に相当し、プレート支持軸４１が「第二軸部」に相当する。また、フロート５５が「フロート部」に相当し、フロートアーム５６が「アーム部」に相当し、アタッチメント６０が「変位許容機構」に相当し、本体回転軸６１が「第一軸部」に相当する。そして、バースプリング７１が「ばね部材」に相当し、燃料タンク９０が「容器」に相当する。
【００５４】
（第二実施形態）
第二実施形態による液面検出装置２００は、第一実施形態の変形例である。液面検出装置２００では、アタッチメント２６０及び復帰機構２７０の構成が第一実施形態と異なっている。加えて、サブタンク２３０の構成も第一実施形態とは異なっている。以下、図８〜図１１に基づき、第二実施形態の燃料ポンプモジュールにおけるサブタンク２３０及び液面検出装置２００の詳細を説明する。尚、図１０では、回転体及びハウジングについての詳細形状の記載を省略する。
【００５５】
サブタンク２３０には、支持軸２３７及び一対の突起部２３８が設けられている。支持軸２３７及び各突起部２３８は、窪み部分２３４の外周壁面に設けられている。支持軸２３７は、窪み部分２３４の壁部から外周側へ向けて円筒状に突出している。各突起部２３８は、支持軸２３７の軸方向に沿って円柱状に突出している。
【００５６】
液面検出装置２００のアタッチメント２６０及び復帰機構２７０は共に、窪み部分２３４の外側に設けられている。アタッチメント２６０には、本体軸受部２６１、スプリング溝２６３、及びねじ穴２６４が設けられている。
【００５７】
本体軸受部２６１は、アタッチメント２６０の本体部の背面に円筒穴状に形成されている。本体軸受部２６１の内径は、支持軸２３７の外形よりも僅かに大きくされている。本体軸受部２６１が支持軸２３７に外嵌された状態で、アタッチメント２６０は、取付ビス２６７によってサブタンク２３０に締結される。これによりアタッチメント２６０は、サブタンク２３０に対して、回転変位可能に支持される。尚、本体軸受部２６１及び支持軸２３７の中心軸線がハウジング４０の仮想の回転軸線ＡＬ１となる（図８及び図１１参照）。
【００５８】
スプリング溝２６３及びねじ穴２６４は、アタッチメント２６０の本体部の背面に形成されている。スプリング溝２６３及びねじ穴２６４は、本体部の背面のうちで本体軸受部２６１の上方に位置している。スプリング溝２６３は、各突起部２３８の配置された下方へ向けて滑らかに湾曲した湾曲溝である。ねじ穴２６４は、スプリング溝２６３の底部に設けられた円筒穴である。
【００５９】
復帰機構２７０は、第一実施形態のバースプリング７１及び取付ビス７３（それぞれ図４参照）と実質同一のバースプリング２７１及び取付ビス２７３を有している。バースプリング２７１の中央部分２７１ｃは、円弧状に湾曲しており、スプリング溝２６３に嵌合している。中央部分２７１ｃは、取付ビス２７３によってスプリング溝２６３に固定されている。中央部分２７１ｃには、取付ビス２７３を挿通させる円筒孔状の取付孔２７２が形成されている。取付ビス２７３は、取付孔２７２に挿通され、アタッチメント２６０の本体部に螺合する。取付ビス２７３は、バースプリング２７１をアタッチメント２６０に締結している。第二実施形態においても、バースプリング２７１の復元力は、特定の基準位置ＲＰにあるアタッチメント２６０に対して、保持負荷ＨＴとして作用する。
【００６０】
ここまで説明した第二実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、アタッチメント２６０は、フロートアーム５６への負荷の入力方向へハウジング４０を変位させて、緩衝作用を発揮することができる。加えて、負荷の除荷によれば、ハウジング４０は、基準位置ＲＰに復帰する。したがって、挿入工程時におけるフロートアーム５６等の損傷が防止され、燃料タンク９０（図１参照）内に配置された液面検出装置２００は、液面高さの検出を確実に開始できる。
【００６１】
加えて第二実施形態の復帰機構２７０は、アタッチメント２６０と共にサブタンク２３０の外側に配置されている。故に、窪み部分２３４の壁部に開口を設けなくてもよくなり、Ｏリング６６（図５参照）のようなシール部材も不要になる。したがって、液面検出装置２００に係る構成は、いっそう簡素になり得る。
【００６２】
尚、ここまで説明した第二実施形態では、サブタンク２３０が「組付体」に相当し、支持軸２３７が「第一軸部」に相当し、窪み部分２３４が「隔壁部」に相当する。また、アタッチメント２６０が「変位許容機構」に相当し、バースプリング２７１が「ばね部材」に相当する。
【００６３】
（第三実施形態）
第三実施形態による液面検出装置３００は、第一実施形態の別の変形例である。第三実施形態では、図１２及び図１３に示すように、復帰機構３７０の構成が第一実施形態とは異なっている。復帰機構３７０は、アタッチメント６０に取り付けられたアーム部材３７１と、サブタンク３０に取り付けられた一対のスプリングユニット３７２を有している。
【００６４】
アーム部材３７１は、中心線ＣＬに対して左右対称な形状に形成されている。アーム部材３７１には、取付部３７１ａ及び屈曲アーム部３７１ｂが設けられている。取付部３７１ａは、円形の板状に形成されている。取付部３７１ａの直径は、本体回転軸６１の直径と同程度か、僅かに大きく規定されている。取付部３７１ａの中央には、取付ビス３７３を挿通させる真円状の取付開口３７１ｃが形成されている。取付部３７１ａは、取付開口３７１ｃに挿通された取付ビス３７３の締結により、本体回転軸６１の頂面６１ａに固定されている。
【００６５】
各屈曲アーム部３７１ｂには、ストレート部３７１ｄ及び湾曲部３７１ｅが設けられている。各ストレート部３７１ｄは、水平方向に沿って取付部３７１ａから左右に延出している。各湾曲部３７１ｅは、各ストレート部３７１ｄの延伸方向の先端から、下方へ向けてさらに延伸している。各湾曲部３７１ｅは、それぞれスプリングユニット３７２と接触するよう、スプリングユニット３７２の位置する外側へ向けて凸状に湾曲している。各湾曲部３７１ｅは、アーム部材３７１の回転変位により、スプリングユニット３７２に対して摺動する。
【００６６】
一対のスプリングユニット３７２は、図１２〜図１４に示すように、アーム部材３７１とは別体で設けられている。各スプリングユニット３７２は、アーム部材３７１を挟んだ両側に一つずつ配置されている。各スプリングユニット３７２は、取付部３７１ａの中心よりも下方に位置し、互いに対向している。各スプリングユニット３７２の上下方向の位置は、互いに揃えられている。各スプリングユニット３７２は、スプリングハウジング３７２ａ、コイルスプリング３７２ｂ、接触部３７２ｃ、及びアジャスタ３７２ｄ等によって構成されている。
【００６７】
スプリングハウジング３７２ａは、四角柱状に形成されている。スプリングハウジング３７２ａは、軸方向を水平方向に沿わせた姿勢にて、窪み部分３４の壁部に固定されている。スプリングハウジング３７２ａには、軸方向に沿って貫通孔が形成されている。貫通孔によって形成される収容空間は、概ね円柱状を呈している。収容空間には、コイルスプリング３７２ｂが軸方向に押し縮められた状態で収容されている。コイルスプリング３７２ｂは、金属を螺旋状に形成したばね部材であり、復元力をアーム部材３７１に作用させる。
【００６８】
接触部３７２ｃは、コイルスプリング３７２ｂの両端部のうちで、内側に位置する端部に取り付けられている。接触部３７２ｃは、半球状に形成されており、コイルスプリング３７２ｂによって湾曲部３７１ｅの外縁に押し付けられている。接触部３７２ｃは、コイルスプリング３７２ｂによる付勢力をアーム部材３７１に印加している。
【００６９】
アジャスタ３７２ｄは、スプリングハウジング３７２ａに形成される二つの開口のうちで、外側に位置する開口を塞ぐ円柱状の部材である。アジャスタ３７２ｄは、コイルスプリング３７２ｂの外側の端部を保持している。アジャスタ３７２ｄの外周面には、雄ねじ部が形成されており、スプリングハウジング３７２ａの内周面に形成された雌ねじ部と螺合している。アジャスタ３７２ｄをスプリングハウジング３７２ａ内で周方向に回転させる工程によれば、軸方向におけるアジャスタ３７２ｄの位置が調整される。その結果、コイルスプリング３７２ｂの縮み量の増減により、スプリングユニット３７２からアーム部材３７１に印加される力の調整が可能になる。
【００７０】
図１５に示すように、復帰機構３７０の組み立てに際して、アーム部材３７１は、一対のスプリングユニット３７２の間に押し込まれる。これによりアーム部材３７１は、接触部３７２ｃを押し広げつつ、一対のスプリングユニット３７２の間に配置され、軸受開口３７を通過した本体回転軸６１の頂面６１ａに固定される。
【００７１】
以上のようにしてサブタンク３０に組み付けられた液面検出装置３００は、図１６に示すように、回転軸線ＡＬ１（図１３参照）を中心として回転変位可能である。故に、フロートアーム５６（図６及び図７参照）に負荷が加えられた場合には、アタッチメント６０及びハウジング４０の回転変位により、緩衝作用が発揮される。そして、アタッチメント６０と共にアーム部材３７１が回転することで、左右のスプリングユニット３７２から各湾曲部３７１ｅに作用する付勢力は、不均等になる。その結果、アタッチメント６０及びハウジング４０は、アーム部材３７１に連れ回されることにより、各スプリングユニット３７２の付勢力が左右で釣り合う基準位置ＲＰまで引き戻される。
【００７２】
ここまで説明した第三実施形態のように、スプリングユニット３７２がアーム部材３７１とは別体で設けられ、サブタンク３０に保持される構成であっても、第一実施形態と同様の緩衝作用が発揮される。さらに、一対のスプリングユニット３７２による付勢力によれば、ハウジング４０及びアタッチメント６０は、基準位置ＲＰまで確実に復帰し得る。したがって、第三実施形態でも、挿入工程時におけるフロートアーム５６等の損傷が防止され、液面検出装置３００は、液面高さの検出を確実に開始できる。
【００７３】
加えて第三実施形態では、基準位置ＲＰにあるアーム部材３７１に左右から印加される保持負荷ＨＬは、各アジャスタ３７２ｄによって調整可能となる。故に、復帰機構３７０は、フロートアーム５６等の損傷防止と、基準位置ＲＰへの確実な復帰を両立できるような最適な保持負荷ＨＬを設定することができる。尚、ここまで説明した第三実施形態では、コイルスプリング３７２ｂが「ばね部材」に相当する。
【００７４】
（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
【００７５】
上記第一実施形態の変形例１では、ハウジング及びアタッチメントの位置を基準位置に復帰させるための構成として、バースプリングに替えて、モータが設けられている。モータは、燃料ポンプを駆動するために供給される電力の一部を利用することにより、出力軸を回転させることができる。モータの出力軸の回転は、減速のためのギヤを介して、アタッチメントの本体回転軸に伝達される。モータは、出力軸を適宜回転させることにより、アタッチメント及びハウジングの角度位置を、基準位置に戻すことができる。以上のように、ばね部材とは異なる構成又は機構により、基準位置への復帰が実現されていてもよい。
【００７６】
上記実施形態において、アタッチメントは、回転体の回転軸線ＡＬ２と平行な回転軸線ＡＬ１を規定することにより、窪み部分の壁面に沿った回転変位のみを許容する機構であった。しかし、アタッチメントの回転軸線は、例えばサブタンクの軸方向に沿った上下方向に規定されていてもよく、又は液面に沿った水平方向に規定されていてもよい。
【００７７】
またアタッチメントは、上下方向又は水平方向に沿って、相反する二方向へのスライド変位を許容する機構であってもよい。さらに、アタッチメントは、スライド変位と回転変位とを共に許容する機構であってもよい。
【００７８】
上記実施形態において、アタッチメントの本体回転軸とハウジングのプレート支持軸とは、窪み部分の壁面に沿って互いにずらされていた。しかし、液面検出装置の厚みが許容されるのであれば、本体回転軸及びプレート支持軸は、軸方向に並べて配置されていてもよい。
【００７９】
上記実施形態の各ばね部材は、基準位置にあるアタッチメント等に対しても、セット荷重による保持負荷を印加していた。しかし、基準位置までの確実な復帰が実現可能であれば、復帰機構は、保持負荷を印加しない構成であってもよい。例えば、周方向に押し縮められて復元力を作用させるコイルスプリングを用いる構成であれば、保持負荷を無くすことも可能である。また、上記実施形態の復帰機構は、アタッチメントに荷重を印加していたが、ハウジングに荷重を加える構成であってもよい。
【００８０】
上記実施形態における保持負荷は、ストッパからフロートアームに作用する力が乗上荷重及び変形荷重を超えないように設定されていた。こうした乗上荷重及び変形荷重は、フロートアームの細さ、各ストッパの突き出し量、プレート支持軸の剛性及び強度等により、液面検出装置の仕様毎に異なる。故に、保持負荷は、液面検出装置において想定される乗上荷重及び変形荷重のいずれも超えないように、適宜設定されることが望ましい。こうした設定によれば、回転体の脱落といった事態は、確実に防止される。
【００８１】
上記実施形態の液面検出装置は、可変抵抗器によって回転体の角度位置を検出していた。しかし、液面検出装置は、磁石と磁電変換素子とによって回転体の角度位置を検出する構成であってもよい。さらに、可変抵抗器を構成する抵抗基板は、ハウジングではなく、コンタクトプレートのような回転構成に保持されていてもよい。
【００８２】
上記実施形態の液面検出装置は、燃料ポンプモジュールのサブタンクに組み付けられた状態で燃料タンクの開口に挿入されていた。しかし、液面検出装置の組み付けられる構成は、サブタンクに限定されない。例えば、金属の板材によって形成されたブラケット等に組み付けられた状態で、液面検出装置は、燃料タンクの開口に挿入されてもよい。
【００８３】
以上、燃料の残量を検出する液面検出装置に本発明を適用した例を説明した。しかし、本発明の適用対象は、燃料残量を計測する液面検出装置に限定されず、車両に搭載される他の液体、例えばブレーキフルード、エンジン冷却水、エンジンオイル等の容器内に設けられる液面検出装置であってもよい。さらに、車両用に限らず、各種民生用機器、各種輸送機械が備える液体容器内に設けられる液面検出装置に、本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００８４】
ＨＴ，ＨＬ  保持負荷、ＲＰ  基準位置、３０，２３０  サブタンク（組付体）、３４，２３４  窪み部分（隔壁部）、２３７  支持軸（第一軸部）、４０  ハウジング（支持体）、４１  プレート支持軸（第二軸部）、４３，４４  ストッパ、５０  回転体、５５  フロート（フロート部）、５６  フロートアーム（アーム部）、６０，２６０  アタッチメント（変位許容機構）、６１  本体回転軸（第一軸部）、７０，２７０  復帰機構、７１，２７１  バースプリング（ばね部材）、３７２ｂ  コイルスプリング（ばね部材）、９０  燃料タンク（容器）、９１  開口、１００，２００，３００  液面検出装置
【図１】
0006555087.tif 000002
【図２】
0006555087.tif 000003
【図３】
0006555087.tif 000004
【図４】
0006555087.tif 000005
【図５】
0006555087.tif 000006
【図６】
0006555087.tif 000007
【図７】
0006555087.tif 000008
【図８】
0006555087.tif 000009
【図９】
0006555087.tif 000010
【図１０】
0006555087.tif 000011
【図１１】
0006555087.tif 000012
【図１２】
0006555087.tif 000013
【図１３】
0006555087.tif 000014
【図１４】
0006555087.tif 000015
【図１５】
0006555087.tif 000016
【図１６】
0006555087.tif 000017