(57)【要約】【課題】アーム３の構成に工夫を凝らして、コストを低減し、誤組付けを防止できる燃料レベルゲージ１およびその製造方法を提供する。【解決手段】アーム素材３０を樹脂成形により形成する工程と、アーム素材３０の所定位置に貫通孔３２を設ける、あるいはアーム素材３０の所定位置に貫通孔を設け且つアーム素材３０の他端側の所定部分を切断除去する工程によりアーム３を形成した。これにより、従来の燃料レベルゲージにおいて、搭載される車種の数だけ必要であった金属丸棒製アーム製作用の高価な型の種類を低減すると共に、アーム素材３０に貫通孔３２を設けるという容易且つ安価な加工のみを実施する、あるいは必要に応じてアーム素材３０の余分な部分の切断除去加工を追加実施することにより、多種類の搭載車種に対応したアーム３を容易に製作して、コストを低減し、誤組付けを防止できる燃料レベルゲージ１およびその製造方法を提供できる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側が本体部に回動可能に固定され、他端側に検出液体の液面変位に連動するフロートが取付けられ、このフロートの変動に応じて回動するアーム部と、
前記本体部と前記アーム部との間の回動角度を検出する角度検出手段とを備え、
前記角度検出手段の出力に基づき前記液面のレベルを検出する液面検出装置であって、
前記アーム部を所定長さのアーム部材で構成し、且つ前記アーム部の所定位置に前記フロート固定用の貫通孔を設け、この貫通孔に固定部材を貫通させて前記フロートと前記アーム部とを固定することを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
前記アーム部材は樹脂材料で形成され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】
前記アーム部は、その一端側が複数の部品により構成さ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】
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の製造方法であって、
前記アーム部材を形成する工程と、
前記アーム部材の所定位置に前記貫通孔を設ける、あるいは前記アーム部材の所定位置に前記貫通孔を設け且つ前記アーム部材の他端側の所定部分を切断除去して前記アーム部を形成する工程と、
前記固定手段を前記貫通孔に貫通させて前記フロートを前記アーム部に固定する工程とを備えることを特徴とする液面検出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体貯蔵器、たとえば自動車等の車両に装備される燃料タンクの内部に取付けられて燃料の液面を計測し表示させる液面検出装置およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液面検出装置としては、たとえば、特開平１１−２３７２７５号公報に開示される液面レベルセンサがある。この液面レベルセンサは、一端側が本体部に回動可能に固定され、他端側に検出液体の液面変位に連動するフロートが取付けられ、このフロートの変動に応じて回動するアーム部と、本体部とアーム部との間の回動角度を検出する角度検出手段とを備え、この角度検出手段の出力に基づき液面のレベルを検出するものである。また、角度検出手段は、アーム部の他端側に固定されてアーム部一体的に回動する磁石と、本体部に取付けられて磁石の変位を非接触で検出する磁電変換素子とから構成されている。
【０００３】
上述のように構成された従来の液面検出装置においては、アーム部としては、金属製丸棒を所定の形状に加工したものが組付けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の液面検出装置は、たとえば自動車の燃料タンクに取付けられて、燃料タンク内燃料の液面検出用として広く使用されている。自動車の燃料タンク形状は車種毎に千差万別であり、液面検出装置のアーム部形状も、搭載される燃料タンク形状に適応させて専用の形状に加工されている。したがって、搭載される車型毎にアーム部の品番、図面を設定すると共に、加工用の型を準備する必要があり、コストが増大する、あるいはアーム部が多品種となるため液面検出装置の組付け工程でアーム部の誤組付けが発生する可能性がある、という問題がある。
【０００５】
本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、その目的は、アーム部を共通使用可能な形状とすると共に必要に応じて追加工することで、アーム部の種類を低減して、コストを低減し、誤組付けを防止できる液面検出装置およびその製造方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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。
【０００７】
本発明の請求項１に記載の液面検出装置では、一端側が本体部に回動可能に固定され、他端側に検出液体の液面変位に連動するフロートが取付けられ、このフロートの変動に応じて回動するアーム部と、本体部とアーム部との間の回動角度を検出する角度検出手段とを備え、この角度検出手段の出力に基づき液面のレベルを検出する液面検出装置であって、アーム部を所定長さのアーム部材で構成し、且つアーム部の所定位置にフロート固定用の貫通孔を設け、この貫通孔に固定部材を貫通させてフロートとアーム部とを固定する構成とした。たとえば、液面検出装置が自動車の燃料タンク内燃料の液面検出用として使用される場合、取付けられる車種によりアーム部形状が異なるが、主にはアーム部の回転中心に対するフロートの取付け位置、つまり、フロートの回転半径寸法が異なっている。
【０００８】
本発明の請求項１に記載の液面検出装置では、アーム部材、すなわちアーム部を形成する素材、に加工するフロート取付け用貫通孔の位置を変えることによって、フロートの回転半径寸法が搭載される車種に対応したアーム部を容易に形成することができる。これにより、従来の液面検出装置の場合における搭載車種に対応したアーム部成形用の曲げ型を不要にしてコストを低減できる。さらに、アーム部材への貫通孔加工は、液面検出装置の組付け工程中において容易に実施可能であるので、従来の液面検出装置の組付け工程におけるアーム部の誤組付けを防止することができる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の液面検出装置では、アーム部材は樹脂材料で形成される構成とした。これにより、アーム部材を容易に形成できると共に、貫通孔加工を容易に実施することができる。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の液面検出装置では、アーム部は、その一端側を複数の部品により構成している。これにより、たとえば、アーム部の本体部と接触回動する部分を別部品で形成すれば、接触部の信頼性を向上することができる。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の液面検出装置の製造方法は、アーム部材を形成する工程と、アーム部材の所定位置に貫通孔を設ける、あるいはアーム部材の所定位置に貫通孔を設け且つアーム部材の他端側の所定部分を切断除去してアーム部を形成する工程と、固定手段を貫通孔に貫通させてフロートをアーム部に固定する工程とを備えている。これにより、アーム部を製作するために必要な高価な型の種類を低減すると共に、アーム部に貫通孔を設けるという容易且つ安価な加工のみにより多種類の搭載車種に対応したアーム部を形成できるので、液面検出装置のコストを低減できると共に、誤組付けを防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一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液面位置を検出するための燃料レベルゲージに適用した場合を例に図に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態による液面検出装置である燃料レベルゲージ１の断面図であり、図２のＩ−Ｉ線断面図である。図２は、燃料レベルゲージ１の正面図である。また、図１および図２は、燃料液面（図示せず）が最低位にある状態を示している。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。
【００１４】
燃料レベルゲージ１は、図１および図２に示すように、その本体部であるボディ２が、図１および図２に示すように、液体貯蔵器である自動車の燃料タンク（図示せず）の天板内面（図示せず）から垂下するブラケット１０に取付けられている。ボディ２には、アーム部であるアーム３が、アーム３の一端側に設けられた軸部３１を介して回動可能に固定されている。アーム３の他端側には、検出液体、本発明の一実施形態においては燃料、の液面変位に連動するフロート４が取付けられている。アーム３は、フロート４の変動に応じて回動する。軸部３１には、ボディ２とアーム３との間の回動角度を検出する角度検出手段の一方である磁石５が取付けられている。また、ボディ２の内部には、角度検出手段の他方である磁気抵抗素子６が組込まれている。すなわち、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１において、角度検出手段は、磁石５と磁気抵抗素子６から構成されている。燃料の液面レベル変動に連動してフロート４が変動しアーム３が回動すると、軸部３１に取付けられた磁石５が回動する。すると、磁気抵抗素子６を横切る磁束密度が変化し磁気抵抗素子６の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化からアーム３の回動角度、言い換えると燃料の液面レベルが検出される。
【００１５】
本体部であるボディ２は、たとえば樹脂等から形成されている。ボディ２は、図１に示すように、後述するアーム３の一端側の軸部３１を回動可能に固定するための軸受け部２１を備えている。また、ボディ２には取付け部（図示せず）が設けられ、取付け部を介して燃料レベルゲージ１が燃料タンク（図示せず）の天板内面（図示せず）から垂下するブラケット１０に取付けられている。なお、図１および図２は、燃料レベルゲージ１が燃料タンク（図示せず）内に取付けられた状態を示し、図１および図２の上方が自動車の上方となっている。また、ボディ２には、角度検出手段の他方である磁気抵抗素子６等が実装されたプリント基板７を収容するための袋状の収容部２１が設けられている。プリント基板７は、燃料レベルゲージ１の電気回路部を形成している。
【００１６】
アーム部であるアーム３は、樹脂材料により型成形で細長い略板状に作られるアーム部材であるアーム素材３０から構成されている。すなわち、アームは、アーム素材３０にフロート固定用の貫通孔３２を加工により設けると共にアーム３の他端側の所定部分（図１および図２中において二点鎖線で示す部分）を切断除去して形成される。アーム３の一端側には、アーム３をボディ２に回動可能に固定するための軸部３１が一体成形により設けられている。軸部３１は、ボディ２に設けられる軸受け孔部２２内において滑らかに回動可能なように、略円筒状に形成されている。さらに、軸部３１の外周側には、軸受け孔部２２の外周部に軸受け孔部２２と同軸上に設けられた溝部２３に係止して、軸部３１が軸受け孔部２２から外れる（図１において左方へ移動する）ことを抑止するための係止部３３が設けられている。また、アーム３の他端側、つまり軸部３１と反対側には、フロート４固定用の貫通孔３２が形成されている。
【００１７】
フロート４は、燃料液面に確実に浮かぶように、見かけの比重量が燃料の比重量と比べて十分に小さくなるように、たとえば樹脂等から、略円筒状に形成されている。また、フロート４は取付け孔４１を備えている。固定手段であるピン８を、取付け孔４１に挿通すると共にピン８の先端部に形成された係止部８１をアーム３の貫通孔３２に嵌合係止することにより、フロート４がアーム３に固定される。
【００１８】
ピン８は、樹脂材料から形成され、先端部に孔部８２が設けられ、孔部８２により係止部８１を容易に変形可能として、アーム３へ取付け作業性を向上させている。
【００１９】
次に、本発明の実施形態による燃料レベルゲージ１の特徴である製造方法について、アーム３の形成手順を中心に説明する。なお、以下に説明する工程とは別の工程において、プリント基板７への磁気抵抗素子６他の電子部品の実装、また、実装済みのプリント基板７のボディ２内への取付けおよび封止が完了している。
【００２０】
（１）アーム３の製作
先ず、アーム素材３０を、樹脂成形により形成する。このとき、軸部３１もアーム素材３０と一体成形される。ここで、樹脂成形されるアーム素材３０形状は、図１および図２に示すアーム３に対して二点鎖線で示す部分が附加され、且つ貫通孔３２がまだ設けられていない形状である。
【００２１】
次に、アーム素材３０に、フロート４固定用の貫通孔３２を、たとえばプレス加工等により形成する。
【００２２】
次に、アーム素材３の他端側の所定部分、すなわち図１および図２において二点鎖線で示す部分を、たとえばプレス加工等により切断除去する。ここで、アーム素材３０の切断除去する部分の形状は、フロート４の姿勢をアーム３に対して正常に維持することが可能な範囲で大きく設定している。
【００２３】
以上により、アーム３が完成する。
【００２４】
従来の燃料レベルゲージにおいては、アームは金属性丸棒を、搭載される車種に応じた所定の形状に加工して作られている。このため、加工用の型が車種毎に必要となりコストが増大すると共に、アームが多品種となり燃料レベルゲージの組付け工程でアームの誤組付けが発生する可能性があるという問題がある。
【００２５】
一方、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１においては、一種類の成形型を用いて樹脂成形したアーム素材３０に対して、搭載される車種に応じた位置に貫通孔３２を加工し且つ不要部分を切断除去して，アーム３を形成している。これにより、アーム３の製作に必要な型の種類を大幅に低減してコスト上昇を抑制できる。また、アーム素材３０を樹脂で形成しているため、貫通孔３２形成加工およびアーム素材３０の余分な部分の切断除去加工は、金属材料の場合と比べると容易、すなわち少ないエネルギで加工可能であり、必要な設備は通常の汎用設備で十分である。また、燃料レベルゲージ１の製造工程においては、通常バッチ処理、つまり一種類の燃料レベルゲージ１をある所定数量まとめて組付ける方式が実施されている。したがって、燃料レベルゲージ１の組付け工程において、アーム素材３０への貫通孔３２形成および切断除去加工を平行して実施すれば、アーム３の誤組付け、つまり異なる車種用のアーム３を組付けるという不具合を確実に抑止できる。
【００２６】
なお、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１において、アーム素材３０の所定長さ、つまり全長は、燃料レベルゲージ１が搭載される車種におけるアームの回転中心とフロート４の取付け位置との間の長さが最大である仕様に対応可能なように設定されている。これにより、アーム素材３０を一種類とすることができる。
【００２７】
また、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１において、アーム素材３０に貫通孔３２を設けた後にアーム素材３０の余分な部分の切断除去加工を実施しているが、燃料タンク（図示せず）との干渉等の問題がない場合は、不要部分の切断除去加工を省略してもよい。これにより、加工工数を低減することができる。
【００２８】
（２）燃料レベルゲージ１組付け
上述の（１）の工程で製作されたアーム３の軸部３１の所定位置に、角度検出手段の一方である磁石５を接着あるいは圧入等により固定する。
【００２９】
次に、固定手段であるピン８を、フロート４の取付け孔４１およびアーム３の貫通孔３２に挿通し、ピン８の係止部８１をアーム３に係止させて、フロート４をアーム３に固定する。
【００３０】
次に、磁石５およびフロート４の固定が完了したアーム３をボディ２に装着する。このとき、アーム３の軸部３１をボディ２の軸受け孔部２２内に嵌合させ、係止部３３を軸受け孔部２２の外周に設けられる溝部２３に係止して、アーム３をボディ２に固定する。
【００３１】
以上で、燃料レベルゲージ１の組付けが完了する。
【００３２】
以上説明した、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１においては、アーム素材３０を樹脂成形により形成する工程と、アーム素材３０の所定位置に貫通孔３２を設ける、あるいはアーム素材３０の所定位置に貫通孔を設け且つアーム素材３０の他端側の所定部分を切断除去する工程とによりアーム３を形成した後に、ピン８を貫通孔３２に貫通させてフロート４をアーム３に固定している。これにより、従来の燃料レベルゲージの金属丸棒製アームにおいては搭載される車種の数だけ必要であったアーム製作用の高価な型の種類を、低減すると共に、アーム素材３０に貫通孔３２を設けるという容易且つ安価な加工のみを実施する、あるいは必要に応じてアーム素材３０の余分な部分の切断除去加工を追加実施することにより多種類の搭載車種に対応したアーム３を形成できるので、コストを低減し、誤組付けを防止できる燃料レベルゲージ１およびその製造方法を提供することができる。
【００３３】
なお、以上説明した本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１においては、アーム素材３０を樹脂により形成しているが、樹脂以外の材質、たとえばアルミニウムを用いてもよい。アーム素材３０を、アルミニウムの薄板のプレス加工により形成した場合においても、上述の本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の場合と同等の効果が得られる。
【００３４】
図３には、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１における変形例の部分断面図を示す。
【００３５】
この変形例においては、アーム３の他端側、すなわちボディ２に回動可能に固定される部位を複数の部品、つまり、図３に示すように、アーム３と軸部９とから構成している。軸部９を、より耐磨耗性に優れる樹脂材料、あるいは金属材料により形成すれば、軸部９とボディ２の軸受け孔部２２との摺動を円滑化すると共に、耐久性を向上することができる。なお、軸部９を金属材料で形成する場合は、角度検出手段である磁気抵抗素子６の出力に影響を及ぼさないように、非磁性金属を用いることが望ましい。
【００３６】
図４には、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１における他の変形例の部分断面図を示す。
【００３７】
この他の変形例においては、ボディ２とアーム３の固定方法を変更している。すなわち、ボディ２に形成される固定軸部２４が、アーム３の一端側に設けられる軸孔３７に嵌合され、固定軸部２４の先端に設けられる係止部２５により、アーム３が固定されている。
【００３８】
図５は、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１における他の変形例の部分断面図であり、図２のＩＶ−ＩＶ線断面図に相当する。本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１においては、アーム３の断面形状を略長方形としているが、これを、図５に示すような形状、すなわち、リブ３４を備える形状としてもよい。これにより、アーム３の剛性を向上させることができる。
【００３９】
図６および図７は、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１におけるアーム３の他の変形例による正面図である。
【００４０】
図６に示す他の変形例では、アーム３の途中にロッド部３５を設けている。この場合、アーム３を軽量化することができる。
【００４１】
図７に示す他の変形例では、拡大部３６を設け、ここにフロート４取付用の貫通孔３２を加工している。この場合、フロート４の取付け位置の設定自由度を拡大できる。
【００４２】
以上説明した、本発明の一実施形態、その変形例および他の変形例による燃料レベルゲージ１においては、角度検出手段として磁石５と磁気検出素子６を用いているが、他の方式の角度検出手段を用いてもよい。たとえば、磁石とホール素子から構成してもよい。さらには、ブラシと抵抗体、静電容量センサ等であってもよい。
【００４３】
また、以上説明した本発明の一実施形態、その変形例および他の変形例では、液面検出装置を燃料レベルゲージ１に適用した場合を例に説明したが、燃料レベルゲージ１以外の用途の液面検出装置に適用してもよい。また、検出する液体も、燃料以外に水、潤滑油、各種薬品等であってもよい。その場合も、上述の一実施形態による燃料レベルゲージ１の場合と同様に、燃料レベルゲージ１のコストを低減できると共に、誤組付けを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の断面図で、図２中のＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の正面図であり、液面レベルが最低位の状態を示す。
【図３】本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の変形例の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１における他の変形例の部分断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１における他の変形例の部分断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１におけるアーム３の他の変形例による正面図である。
【図７】本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１におけるアーム３の他の変形例による正面図である。
【符号の説明】
１　　燃料レベルゲージ（液面検出装置）
２　　ボディ（本体部）
２１　　収容部
２２　　軸受け部
２３　　溝部
２４　　固定軸部
２５　　係止部
３　　アーム（アーム部）
３０　　アーム素材
３１　　軸部
３２　　貫通孔
３３　　係止部
３４　　リブ
３５　　ロッド部
３６　　拡大部
３７　　軸孔
４　　フロート
４１　　貫通孔
５　　磁石（角度検出手段）
６　　磁気抵抗素子（角度検出手段）
７　　プリント基板
８　　ピン（固定手段）
８１　　係止部
９　　軸部
１０　　ブラケット
【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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【図６】
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【図７】
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