(57)【要約】【課題】検出誤差を低減し、より信頼性の高い検出をすることができる磁気式液面検出装置の提供をする【解決手段】磁気式液面検出装置１０のハウジング部材１５内の基板１４に実装された磁気抵抗素子１４ａをマグネット１３と対向させると共にアーム１２の回動中心に近接させて配置し、アーム１２を支持するアーム１２支持部材にマグネット１３を保持し且つアーム１２の基端部１２ｂを挿通する円盤状のマグネット保持部１８を設けた。更に、マグネット保持部１８の周縁部１８ｂ（又は周縁部１８ｂに沿って設けられた凸条部）とハウジング部材１５とを摺動可能に当接させ、基端部１２ｂを中心としてアーム１２が基板１４から離反する方向に傾くことを規制した。【選択図】  図１
2004226116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体容器内に固定されて基板を収納するハウジング部材に回動可能に枢着される基端部を備え、該基端部からＬ字状に屈曲し自由端部に向けて延びるアームと、
前記アームを支持して前記ハウジング部材からの該アームの脱落を防止するアーム支持部材と、
前記アームの前記自由端部に取り付けられ、前記液体容器内の液面に浮揚するフロートと、
前記アームと連動して位置変位するように配設されるマグネットと、
前記基板に実装され前記マグネットと対向する磁気抵抗素子と、
を有する液面検知装置であって、
前記磁気抵抗素子を、前記アームの回動中心に近接させて配置すると共に、
前記アーム支持部材に、前記マグネットを保持し且つ前記基端部を挿通する円盤状のマグネット保持部を設けたことを特徴とする磁気式液面検出装置。
【請求項２】
前記マグネット保持部の周縁部又は該周縁部に沿って設けられた凸条部と前記ハウジング部材とを摺動可能に当接させたことを特徴とする請求項１に記載の磁気式液面検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気式液面検出装置に関するものであり、主に自動車の燃料タンク内に設けられて燃料の残量を検出する磁気式液面検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の燃料タンク内等に配設される液面検出装置としては、図７に示したような磁気式液面検出装置２０が知られている。
【０００３】
この磁気式液面検出装置２０は、従来、液面に浮揚するフロート２１の上下動によって回動するアーム２２と、アーム２２の回動中心に配置されたマグネット２３と、マグネット２３と対向する位置に設けられた磁気抵抗素子２４とを有しており、磁気抵抗素子２４によりマグネット２３の回転角度を検出するものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、磁気式液面検出装置２０では、アーム２２の回動中心とマグネット２３の中心位置とを一致させなくては所定の精度を得ることができないため、高い取付精度が要求され、製造コストが増大してしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、この種の他のものとして、図８に示すような、アーム３２と交わる方向に磁界が発生するようにマグネット３３をアーム３２に取り付けた磁気式液面検出装置３０も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
この磁気式液面検出装置３０では、薄板状の直方体形状を呈すると共にその長手方向の両端にＮ極、Ｓ極を有するマグネット３３を用いている。
【０００７】
また、磁気式液面検出装置３０では、小径の小円盤部３６ａと長方形板状の延設部３６ｂとを備えたアーム支持部材３６でアーム３２を支持し、燃料タンク３７内に固定されたハウジング部材３８の軸穴３８ａからアーム３２の基端部３２ａが抜け出すことを防止していた。
【０００８】
更に、磁気式液面検出装置３０には、アーム３２の自由端３２ｂに取り付けられたフロート３１と、ハウジング部材３８に収納されると共に磁気抵抗素子３４を実装した基板３５と、が設けられている。
【０００９】
そして、この磁気式液面検出装置３０では、磁気抵抗素子３４を貫く磁束密度（貫通磁束密度）によって、アーム３２の位置を検出して液面を検出するようになっている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−９４４１３号公報（第２−３頁、図１、図２）
【特許文献２】
特開２００２−１０７２０５号公報（第２−３頁、図１、図３）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような磁気式液面検出装置３０では、マグネット３３が延設部３６ｂに設けられているため、アーム３２の回動中心とマグネット３３とが大きく離間し、アーム３２の回動角度に対応するマグネット３３の位置変位が大きくなってしまう。
【００１２】
そして、この種の磁気式液面検出装置３０では、アーム３２の回動範囲内においてはマグネット３３と磁気抵抗素子３４とを対向させておく必要があるため、図５に示すように、アーム３２の回動中心と近接する位置に配置されたマグネットＭと比し、マグネット３３をＮＳ磁極間の距離の大きなものとする必要がある。
【００１３】
そして、このようにＮＳ磁極間の距離の大きなマグネット３３では、図６に示したように、磁気抵抗素子３４’の貫通磁束密度が回動角度に比例して直線的に変化するマグネットＭと比し、回動角度に対応する磁気抵抗素子３４の貫通磁束密度の変化が直線的でなくなってしまう（図６中、特性曲線ＸはマグネットＭに基づく磁気抵抗素子３４’の貫通磁束密度を、特性曲線Ｙはマグネット３３に基づく磁気抵抗素子３４の貫通磁束密度を示している）。
【００１４】
このため、貫通磁束密度に比例する電圧を出力する磁気抵抗素子３４の出力電圧の直線性（リニアリティ）も低下し、検出誤差が増大してしまうという問題があった。
【００１５】
また、従来の磁気式液面検出装置３０では、小円盤部３６ａが小径であるため、アーム３２が、基端部３２ａを中心にハウジング部材３８と離れる方向に傾き易く、マグネット３３と磁気抵抗素子３４との対向距離（回動面と直交する方向の距離）が一定に保たれないことがあった。
【００１６】
このため、アーム３２が同一の回動角度に位置している場合であってもマグネット３３と磁気抵抗素子３４との対向距離が変動し、正確な液面検出の妨げとなっているという問題があった。
【００１７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、検出誤差を低減し、より信頼性の高い検出をすることができる磁気式液面検出装置の提供をすることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、液体容器内に固定されて基板を収納するハウジング部材に回動可能に枢着される基端部を備え、該基端部からＬ字状に屈曲し自由端部に向けて延びるアームと、前記アームを支持して前記ハウジング部材からの該アームの脱落を防止するアーム支持部材と、前記アームの前記自由端部に取り付けられ、前記液体容器内の液面に浮揚するフロートと、前記アームと連動して位置変位するように配設されるマグネットと、前記基板に実装され前記マグネットと対向する磁気抵抗素子と、を有する液面検知装置であって、前記磁気抵抗素子を、前記アームの回動中心に近接させて配置すると共に、前記アーム支持部材に、前記マグネットを保持し且つ前記基端部を挿通する円盤状のマグネット保持部を設けたことを特徴としている。
【００１９】
このように構成された請求項１記載のものでは、前記アーム支持部材に前記基端部を挿通する円盤状のマグネット保持部を設けたため、前記回動中心に近接させてマグネットを配設することができ、前記回動中心に近接させた前記磁気抵抗素子と該マグネットとを対向させることができる。
【００２０】
そして、このように前記磁気抵抗素子及び前記マグネットを前記回動中心に近接させれば、前記アームの回動角度に対応する前記マグネットの位置変位を小さく留めることができ、ＮＳ磁極間の距離の小さなマグネットを用いることができる。
【００２１】
このため、本発明の磁気式液面検出装置では、前記アームの回動角度に対応する前記磁気抵抗素子の貫通磁束密度の変化が直線的となり、該磁気抵抗素子の出力電圧のリニアリティが向上して検出誤差を低減することができる。
【００２２】
また、請求項２に記載の発明は、前記マグネット保持部の周縁部又は該周縁部に沿って設けられた凸条部と前記ハウジング部材とを摺動可能に当接させたことを特徴とする請求項１に記載の磁気式液面検出装置である。
【００２３】
このように構成された請求項２記載のものでは、前記自由端部反対側の前記周縁部又は該周縁部に沿って設けられた凸条部と前記ハウジング部材とが当接するため、前記アームは、前記基端部を中心として前記基板から離反する方向に傾くことが規制される。
【００２４】
したがって、前記マグネットと前記磁気抵抗素子との対向距離を一定に保持することができ、前記マグネットと前記磁気抵抗素子との対向距離の変動に起因する検出誤差を低減することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
【００２６】
まず、磁気式液面検出装置１０の構成について説明する。
【００２７】
図１に示したように、磁気式液面検出装置１０は、自動車の燃料タンク（液体容器）Ａ内に設けられている。
【００２８】
この磁気式液面検出装置１０は、燃料（液体）Ｆの液面に浮揚するフロート１１と、自由端部１２ａにフロート１１が取り付けられたアーム１２と、アーム１２と連動して位置変位するように配設されたマグネット１３と、基板１４に実装された磁気抵抗素子１４ａと、を有している。
【００２９】
ハウジング部材１５は、蓋部材Ａ１に取り付けられたブランケット１６を介して、燃料タンクＡ内に固定されている。
【００３０】
また、図２に示すように、樹脂製のハウジング部材１５には、軸穴１５ｂが設けられており、更に、この軸穴１５ｂに近接する位置に基板１４を収納する基板収納室１５ａが設けられている。
【００３１】
そして、磁気抵抗素子１４ａは、基板１４上の軸穴１５ｂ側の縁部に配置され、軸穴１５ｂと近接されている。
【００３２】
また、図２に示すように、軸穴１５ｂには、アーム１２の基端部１２ｂが回動可能に枢着されている。
【００３３】
そして、アーム１２は、この基端部１２ｂからＬ字状に屈曲し自由端部１２ａに向けて棒状に延びるように形成されており、基端部１２ｂを回動中心とする回動が、フロート１１の上下動と連動して行われるようになっている。
【００３４】
更に、磁気式液面検出装置１０は、アーム１２を支持して基端部１２ｂが軸穴１５ｂから脱落することを防止するためのアーム支持部材１７を有している。
【００３５】
このアーム支持部材１７は、マグネット１３を保持するマグネット保持部１８と、マグネット保持部１８と一体に設けられた長方形板状の延設部１９と、を有している。
【００３６】
そして、図３に示すように、マグネット保持部１８には、基端部１２ｂが挿通される挿通孔１８ａが設けられている。
【００３７】
また、図４に示すように、マグネット保持部１８は、この挿通孔１８ａを中心部に有し、且つ、挿通孔１８ａと重ならない位置にマグネット１３の保持ができるように大きく形成された径Ｒを有する円盤状に形成されている。
【００３８】
マグネット１３は、薄板状の直方体形状を呈し、その長手方向の両端にＮ極、Ｓ極を有している。
【００３９】
そして、このマグネット１３は、挿通孔１８ａと近接し、且つ、マグネット保持部１８の周縁部１８ｂより内径側に収まるように、マグネット保持部１８に装着されている。
【００４０】
また、図３に示したように、マグネット保持部１８には、ハウジング部材１５側に突出した第一凸条部（凸条部）１８ｃが周縁部１８ｂに沿って設けられている。
【００４１】
更に、マグネット保持部１８には、ハウジング部材１５反対側に突出した第二凸条部１８ｄが周縁部１８ｂに沿って設けられている。
【００４２】
そして、この第二凸条部１８ｄが、ハウジング部材１５に設けられたフック部材１５ｃ、１５ｃに摺動可能に係合されて、マグネット保持部１７ａがハウジング部材１５から脱落しないようになっている。
【００４３】
また、アーム支持部材１７の延設部１９は、アーム１２を嵌め込んで支持する係止片１９ａ、１９ａを有している。
【００４４】
そして、マグネット１３の磁気的中立点とアーム１２とが一致するようにアーム１２が係止片１９ａ、１９ａに嵌め込まれて、アーム支持部材１７が、ハウジング部材１５からのアーム１２の脱落を防止するようになっている。
【００４５】
更に、延設部１９には、係止片１９ａ、１９ａに嵌め込まれたアーム１２の位置決めを行う凸片１９ｃ、１９ｃと、アーム１２の回動範囲を制限するストッパ片１９ｄ、１９ｄと、が設けられている。
【００４６】
そして、延設部１９の自由端部１２ａ側の端部近傍には、ハウジング部材１５と摺動可能に当接する突設部１９ｂが設けられており、ハウジング部材１５とアーム１２とが近づくことを規制して、磁気抵抗素子１４ａとマグネット１３との対向距離（回動面と直交する方向の距離）が短縮されることを防止している。
【００４７】
また、ハウジング部材１５は、基板１４反対側に延設するハウジング延設部１５ｄを有しており、このハウジング延設部１５ｄ先端には、マグネット保持部１８に向けて突出した凸部１５ｅが設けられている。
【００４８】
そして、この凸部１５ｅは、第一凸条部１８ｃと摺動可能に当接するようになっている。
【００４９】
次に、このような構成を有する磁気式液面検出装置１０の作用について説明する。
【００５０】
磁気式液面検出装置１０では、磁気抵抗素子１４ａがアーム１２の回動中心と一致する軸穴１５ｂに近接されており、しかも、マグネット１３を円盤状のマグネット保持部１８に保持してこの磁気抵抗素子１４ａと対向させている。
【００５１】
このため、磁気抵抗素子１４ａ及びマグネット１３を、アーム１２の回動中心に近接させることができる。
【００５２】
そして、このようにマグネット１３をアーム１２の回動中心に近接させて磁気抵抗素子１４ａに対向させれば、図５に示したマグネットＭのように、ＮＳ磁極間の距離の小さなものを用いることができる。
【００５３】
このため、磁気式液面検出装置１０では、アーム１２の回動角度に対応する磁気抵抗素子１４ａの貫通磁束密度の変化が、図６に示した特性曲線Ｘのように直線的になり、従来の磁気式液面検出装置３０での特性曲線Ｙと比しリニアリティが向上する。
【００５４】
従って、磁気式液面検出装置１０であれば、従来のものと比し、貫通磁束密度に比例する電圧を出力する磁気抵抗素子１４ａの出力電圧のリニアリティを向上させることができ、検出誤差を低減することができる。
【００５５】
また、磁気式液面検出装置１０は、従来の磁気式液面検出装置３０と比し、マグネット１３の保持ができるように大きく形成された径Ｒを有するマグネット保持部１８を有している。
【００５６】
そして、磁気式液面検出装置１０では、このマグネット保持部１８の周縁部１８ｂに沿って設けられた第一凸条部１８ｃを、ハウジング部材１５の凸部１５ｅと摺動可能に当接させている。
【００５７】
このように磁気式液面検出装置１０では、基端部１２ｂとの距離が大きな第一凸条部１８ｃがハウジング部材１５の凸部１５ｅと当接しているため、アーム１２は、基端部１２ｂを中心として基板１４から離反する方向に傾き難くなる。
【００５８】
したがって、マグネット１３と磁気抵抗素子１４ａとの離反が規制されて、マグネット１３と磁気抵抗素子１４ａとの対向距離を一定に保持することができる。
【００５９】
このため、磁気式液面検出装置１０であれば、マグネット１３と磁気抵抗素子１４ａとの対向距離の変動に起因する検出誤差を低減することができ、より信頼性の高い検出をすることができる。
【００６０】
以上、本発明の実施の形態について図を参照してきたが、具体的な構成はこの実施例に限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更があってもこの発明に含まれる。
【００６１】
例えば、磁気式液面検出装置１０では、マグネット保持部１８の周縁部１８ｂに沿って設けられた第一凸条部１８ｃとハウジング部材１５の凸部１５ｅとを摺動可能に当接させているが、マグネット保持部１８の周縁部１８ｂをハウジング部材１５と摺動可能に当接させても良い。
【００６２】
このようにしても、基端部１２ｂを中心として基板１４から離反する方向にアーム１２が傾くことを規制することができ、マグネット１３と磁気抵抗素子１４ａとの対向距離の変動に起因する検出誤差を低減することができる。
【００６３】
また、本発明に用いる磁気抵抗素子の種類はホール素子、半導体磁気抵抗素子、強磁性体磁気抵抗素子等、特に限定されずに適宜選択することができる。
【００６４】
更に、ホール素子にそのホール素子の出力電圧を増幅、整形する回路を付加して一体化したホールＩＣを用いても良い。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明は、液体容器内に固定されて基板を収納するハウジング部材に回動可能に枢着される基端部を備え、該基端部からＬ字状に屈曲し自由端部に向けて延びるアームと、前記アームを支持して前記ハウジング部材からの該アームの脱落を防止するアーム支持部材と、前記アームの前記自由端部に取り付けられ、前記液体容器内の液面に浮揚するフロートと、前記アームと連動して位置変位するように配設されるマグネットと、前記基板に実装され前記マグネットと対向する磁気抵抗素子と、を有する液面検知装置であって、前記磁気抵抗素子を、前記アームの回動中心に近接させて配置すると共に、前記アーム支持部材に、前記マグネットを保持し且つ前記基端部を挿通する円盤状のマグネット保持部を設けたため、前記回動中心に近接させてマグネットを配設することができ、前記回動中心に近接させた前記磁気抵抗素子と前記マグネットとを対向させることができる。
【００６６】
そして、このように前記磁気抵抗素子及び前記マグネットを前記回動中心に近接させれば、前記アームの回動角度に対応する前記マグネットの位置変位を小さく留めることができ、ＮＳ磁極間の距離の小さなマグネットを用いることができる。
【００６７】
このため、本発明の磁気式液面検出装置では、前記アームの回動角度に対応する貫通磁束密度の変化が直線的となり、リニアリティが向上する。
【００６８】
従って、本発明の磁気式液面検出装置であれば、貫通磁束密度に比例する電圧を出力する前記磁気抵抗素子の出力電圧のリニアリティを向上させることができ、検出誤差を低減することができる。
【００６９】
また、請求項２に記載の磁気式液面検出装置は、前記マグネット保持部の周縁部又は該周縁部に沿って設けられた凸条部と前記ハウジング部材とを摺動可能に当接させたため、前記アームは、前記基端部を中心として前記基板から離反方向に傾くことが規制される。
【００７０】
したがって、前記マグネットと前記磁気抵抗素子との対向距離を一定に保持することができる。
【００７１】
このため、本発明の磁気式液面検出装置であれば、前記マグネットと前記磁気抵抗素子との対向距離の変動に起因する検出誤差を低減することができ、より信頼性の高い検出をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気式液面検出装置の側面図である。
【図２】本発明の磁気式液面検出装置が有するアームが回動する状態を示した図である。
【図３】本発明の磁気式液面検出装置の図１におけるＳＡ−ＳＡ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の磁気式液面検出装置が有するアーム支持部材の平面図である。
【図５】アームが回動したときの、該回動中心に近接するマグネット及び該回動中心と離間したマグネットの位置変位の相違を示した模式図である。
【図６】アームの回動角度に対応する磁気抵抗素子の貫通磁束密度の変化を示した図であり、アームの回動中心に近接するマグネットに基づく特性曲線をＸ、アームの回動中心から離間するマグネットに基づく特性曲線をＹで示している。
【図７】従来の磁気式液面検出装置の一例を示した断面図である。
【図８】従来の磁気式液面検出装置の他の例を示した側面図である。
【符号の説明】
１０  磁気式液面検出装置
１１  フロート
１２  アーム
１２ａ  自由端部
１２ｂ  基端部
１３  マグネット
１４  基板
１４ａ  磁気抵抗素子
１５  ハウジング部材
１７  アーム支持部材
１８  マグネット保持部
１８ｂ  周縁部
１８ｃ  第一の凸条部（凸条部）
Ａ  燃料タンク（液体容器）
Ｆ  燃料（液体）
【図１】
2004226116.tif 000003
【図２】
2004226116.tif 000004
【図３】
2004226116.tif 000005
【図４】
2004226116.tif 000006
【図５】
2004226116.tif 000007
【図６】
2004226116.tif 000008
【図７】
2004226116.tif 000009
【図８】
2004226116.tif 000010