(57)【要約】【課題】フロートアームと摺動接点とを電気的に導通させる導通手段を設けてフロートに帯電した静電気をフロートアーム、摺動接点を介して外部へ逃がすことにより、液面検出の精度低下を防止可能な液面検出装置を提供する【解決手段】アームホルダ４を導電性樹脂から形成している。このため、フロートアーム３と接点７とはアームホルダ４を介して電気的に接続されており、フロートアーム３と接点７とは常に同電位に保たれている。したがって、燃料液面の揺動により静電気が発生した場合、この静電気がフロートアーム３と接点７間で放電することは無い。これにより、従来の液面検出装置における不具合、すなわち、フロートに帯電した静電気が金属製のフロートアームと摺動接点間で放電し液面検出装置からの出力信号が乱れる、つまり燃料液面位置の検出精度が低下するという不具合を確実に防止できる。【選択図】        図２
2004340756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液面に浮くフロートを備えたフロートアームと、
樹脂材料から形成され前記フロートアームを保持するアームホルダと、
前記アームホルダを回動可能に保持する本体部と、
前記本体部に固定され且つその端部を介して外部に電気的に接続される電気抵抗体と、
前記アームホルダに固定され且つ外部に電気的に接続される摺動接点とを備え、
前記摺動接点は、前記電気抵抗体に押圧接触し且つ前記アームホルダの回動により前記電気抵抗体上を円弧状に摺動し、
前記摺動接点と前記電気抵抗体の前記端部間の電気抵抗を測定することにより前記液面位置を検出する液面検出装置において、
前記フロートアームと前記摺動接点とを電気的に導通させる導通手段を設けることを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
前記アームホルダを導電性樹脂により形成して前記導通手段とす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】
前記摺動接点の一部を延出して前記フロートアームに接触させて前記導通手段とすることを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器等に貯蔵される液体の液面レベルを測定する液面検出装置に関するものであり、特に、液面の変動を電気抵抗の変化として検出する液面検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の液面検出装置としては、たとえば自動車の燃料タンク内に装着されて、燃料タンク内部の燃料の液面を検出するためのものがある。
【０００３】
これは、液面に浮くフロートを備えたフロートアームと、フロートアームを保持するアームホルダと、アームホルダを回動可能に保持する本体部と、本体部に固定され且つその端部を介して外部に電気的に接続される電気抵抗体と、アームホルダに固定され且つ外部に電気的に接続される摺動接点とを備え、摺動接点は、電気抵抗体に押圧接触し且つアームホルダの回動により電気抵抗体上を円弧状に摺動するように構成されている。そして、摺動接点と電気抵抗体の端部間の電気抵抗を測定することにより液面位置を検出するものである。
【０００４】
上述の、従来の液面検出装置において、一般的には、フロートアームは鉄棒から形成されている。
【０００５】
また、アームホルダは鉄板から形成される、あるいはフロートアームがアームホルダを兼ねる、つまり、フロートアームに摺動接点が直接固定される場合がある。
【０００６】
一方、アームホルダが樹脂材料から形成されるものもある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−５１４５号公報。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車の走行時の振動により燃料タンク内の燃料液面が揺動すると、液面に浮いているフロートと燃料との間に相対運動が生じる。つまり、フロート表面と燃料間の摩擦により静電気が発生する。
【０００９】
上述の、従来の液面検出装置において、アームホルダが樹脂材料から形成される場合、すなわち非導電性材料から形成される場合、発生した静電気はフロートアームに留まり、フロートアームが帯電状態となる。何らかの原因により、この静電気が金属製のフロートアームと摺動接点間で放電すると、液面検出装置からの出力信号が乱れて液面検出の精度が低下する可能性がある。
【００１０】
なお、従来の液面検出装置で、アームホルダが鉄板から形成される、すなわち導電性材料から形成される場合は、フロートアームと摺動接点とは同電位となるので、フロートアーム、摺動接点間の放電は起こらない。
【００１１】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その主な目的は、フロートアームと摺動接点とを電気的に導通させる導通手段を設けてフロートに帯電した静電気をフロートアーム、摺動接点を介して外部へ逃がすことにより、液面検出の精度低下を防止可能な液面検出装置を提供することである。
【００１２】
【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。
【００１３】
本発明の請求項１に記載の液面検出装置は、液面に浮くフロートを備えたフロートアームと、樹脂材料から形成されフロートアームを保持するアームホルダと、アームホルダを回動可能に保持する本体部と、本体部に固定され且つその端部を介して外部に電気的に接続される電気抵抗体と、アームホルダに固定され且つ外部に電気的に接続される摺動接点とを備え、摺動接点は、電気抵抗体に押圧接触し且つアームホルダの回動により電気抵抗体上を円弧状に摺動し、摺動接点と電気抵抗体の端部間の電気抵抗を測定することにより液面位置を検出する液面検出装置において、フロートアームと摺動接点とを電気的に導通させる導通手段を設ける構成とした。
【００１４】
これにより、液体を貯蔵する容器が振動する等により液面が揺動して、フロート表面と燃料間の摩擦により静電気が発生すると、この静電気は、直ちにフロートアームから導通手段を介して摺動接点へ伝わり、さらに摺動接点から外部へ伝えられる。すなわち、フロートアームは、常に摺動接点と同電位に保たれる。
【００１５】
したがって、従来の液面検出装置における不具合、すなわち、フロートに帯電した静電気が金属製のフロートアームと摺動接点間で放電し液面検出装置からの出力信号が乱れる、という不具合を確実に防止することができる。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の液面検出装置は、アームホルダを導電性樹脂により形成して導通手段とする構成とした。
【００１７】
この場合、何ら部品を追加すること無く、アームホルダの材質変更のみにより、フロートアームと摺動接点とを電気的に導通させることができる。したがって、コストの増大を抑制しつつ液面検出の精度低下を防止可能な液面検出装置を提供できる。
【００１８】
本発明の請求項３に記載の液面検出装置は、摺動接点の一部を延出してフロートアームに接触させて導通手段とする構成とした。
【００１９】
この場合も、何ら部品を追加すること無く、摺動接点の形状変更のみにより、フロートアームと摺動接点とを電気的に導通させることができる。したがって、コストの増大を抑制しつつ液面検出の精度低下を防止可能な液面検出装置を提供できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
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液面センサ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。
【００２１】
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液面センサ１の正面図である。
【００２２】
図２は、本発明の一実施形態による液面検出装置である燃料液面センサ１の断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００２３】
また、図１において、図の上方が燃料液面センサ１が自動車に取付けられた状態における上方となっている。
【００２４】
また、図１は、液面位置が最低位置の場合、つまり燃料タンクがほぼ空の状態におけるフロート２の位置をしめしている。なお、図１において、液面位置が最高位置の場合、つまり満タン状態におけるフロート２の位置を二点鎖線で示している。
【００２５】
燃料液面センサ１は、自動車の燃料タンク（図示せず）に取付けられている。すなわち、本体部であるフレーム５が、図１および図２に示すように、自動車の燃料タンク（図示せず）内に設けられたブラケット（図示せず）に固定されている。
【００２６】
フロート２は、樹脂等からなり、燃料の液面に確実に浮かぶように見掛けの比重が設定されている。
【００２７】
フロートアーム３は、金属、たとえば鉄の丸棒からなり、その一端側には、図１に示すように、フロート２が取付けられている。また、フロートアーム３の他端側には、図２に示すように、後述するアームホルダ４と嵌合するための折曲部３１が設けられている。
【００２８】
フロートアーム３を保持するアームホルダ４は、導電性樹脂から形成されている。導電性樹脂は、樹脂材料に導電性物質を混入して導電性を備えさせているものである。アームホルダ４には、フロートアーム３を固定するための係止用爪４１、４２が設けられている。また、アームホルダ４には、フロートアーム３の折曲部３１を挿入させるための孔４３が設けられている。さらに、アームホルダ４には、図２に示すように、後述する本体部であるフレーム５の孔５１に回動可能に嵌合するための軸部４４が設けられている。
【００２９】
また、アームホルダ４には、図２に示すように、金属製のプレート６が固定されている。このプレート６の一端側には、図２に示すように、後述する抵抗体８に押圧接触する摺動接点である接点７が固定されている。一方、プレート６の他端側には、図２に示すように、アームホルダ４の軸部４４と同軸上に配置されるスプリング９の一端が接続固定されている。スプリング９の他端は、図１に示すように、ターミナル１０に接続固定されている。ターミナル１０には、リード線１２が圧着固定されている。このリード線１２を介して、接点７は、外部に電気的に接続されている。
【００３０】
アームホルダ４に、フロートアーム３および接点７を備えるプレート６が取付けられると、フロートアーム３と接点７とは、アームホルダ４を介して電気的に導通される。すなわち、アームホルダ４は、フロートアーム３と接点７とを電気的に導通する導通手段となっている。
【００３１】
なお、プレート６は、ばねとして用いた場合に耐へたり性に優れ且つ電気伝導度が高い材質、たとえば燐青銅あるいはベリリウム銅の薄板からなり、接点７を抵抗体８に対して適切な力で押圧させるように板ばね状に形成されている。また、プレート６の平面形状は、アームホルダ４の平面形状と略同一となっている。ここで、適切な力とは、接点７と抵抗体８との接触抵抗が安定して低い値となるような力である。また、接点７は、燃料液面センサ１の使用時間が経過しても接点７と抵抗体８との接触抵抗が変化しないように、たとえば銀等により形成されている。また、スプリング９は、燃料液面レベルの変化に対応してアームホルダ４が滑らかに回動できるように、言い換えるとアームホルダ４の回動に対する抵抗力が十分小さくなるように、その線径および巻数が設定されている。
【００３２】
アームホルダ４を回動可能に保持する本体部であるフレーム５は、樹脂材料から成形されている。フレーム５には、図２に示すように、アームホルダ４の軸部４４と嵌合してアームホルダ４を回動可能に保持するための孔５１が設けられている。また、フレーム５には、電気抵抗体である抵抗体８が設けられている。抵抗体８は、セラミック基板１４上にパターンとして形成され、セラミック基板１４がフレーム５に固定されている。また、抵抗体８は、孔５１と同軸上の円弧状に形成されている。これにより、燃料液面レベルの変化に対応してアームホルダ４が回動する際、接点７は、常に抵抗体８に押圧接触する。また、抵抗体８の端部には、図１に示すように、ターミナル１１が接続されている。ターミナル１１には、リード線１３が圧着固定されている。このリード線１３を介して、抵抗体８は、外部に電気的に接続されている。
【００３３】
以上説明した、本発明の一実施形態による燃料液面センサ１において、燃料液面が最高位置（満タン状態）にある時は、図１に示すように、接点７とターミナル１１との間の抵抗体８の長さ、つまり円弧沿いの長さは短く、したがって、ターミナル１１、ターミナル１０間の電気抵抗値は最小となっている。
【００３４】
自動車の作動により燃料が消費されて燃料液面が低下すると、フロート２の位置は、図１において下方へ移動し、アームホルダ４は半時計回りに回動する。これにより、接点７とターミナル１１との間の抵抗体８の長さ、つまり円弧沿いの長さは増大し、ターミナル１１、ターミナル１０間の電気抵抗値は増加する。すなわち、燃料液面位置が低下するに連れてターミナル１１、ターミナル１０間の電気抵抗値は増加するので、ターミナル１１、ターミナル１０間の電気抵抗値を測定することにより、燃料液面位置を検出することができる。
【００３５】
次に、本発明の一実施形態による燃料液面センサ１の特徴である、導通手段である導電性樹脂からなるアームホルダ４の作用・効果について説明する。
【００３６】
自動車の走行時の振動により燃料タンク内の燃料液面が揺動すると、液面に浮いているフロートと燃料との間に相対運動が生じる。つまり、フロート表面と燃料間の摩擦により静電気が発生する。
【００３７】
従来の液面検出装置においては、アームホルダは、樹脂材料、すなわち非導電性材料から形成されており、発生した静電気はフロートアームに留まりフロートアームが帯電状態となる。何らかの原因により、この静電気が金属製のフロートアームと摺動接点間で放電すると、液面検出装置からの出力信号が乱れて液面検出の精度が低下する可能性がある。
【００３８】
これに対して、本発明の一実施形態による燃料液面センサ１においては、アームホルダ４を導電性樹脂から形成している。このため、フロートアーム３と接点７とはアームホルダ４を介して電気的に接続されており、フロートアーム３と接点７とは常に同電位に保たれている。
【００３９】
したがって、燃料液面の揺動により静電気が発生した場合、この静電気がフロートアーム３と接点７間で放電することは無い。これにより、従来の液面検出装置における不具合、すなわち、フロートに帯電した静電気が金属製のフロートアームと摺動接点間で放電し液面検出装置からの出力信号が乱れる、つまり燃料液面位置の検出精度が低下するという不具合を確実に防止できる。
【００４０】
また、本発明の一実施形態による燃料液面センサ１においては、部品を追加せずにアームホルダ４の材質を変更するのみという容易な手段の採用により、コスト増大を抑えつつ液面検出の精度低下を防止可能な燃料液面センサ１を実現できる。
【００４１】
なお、本発明の一実施形態による燃料液面センサ１においては、燃料液面の揺動によりフロート２に発生した静電気は、接点７から抵抗体８を経てターミナル１１から外部へ接地され、燃料液面センサ１が帯電することはない。
【００４２】
図３は、本発明の一実施形態による燃料液面センサ１の変形例の断面図であり、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００４３】
この変形例では、フロートアーム３と接点７とを電気的に導通する導通手段をプレート６としている。すなわち、図３に示すように、プレート６の一部を延出させて導通部６１を設け、この導通部６１を、フロートアーム３に接触させている。
【００４４】
この場合も、先に説明した本発明の一実施形態による燃料液面センサ１の場合と同様に、従来の液面検出装置における不具合、すなわち、フロートに帯電した静電気が金属製のフロートアームと摺動接点間で放電し液面検出装置からの出力信号が乱れる、つまり燃料液面位置の検出精度が低下するという不具合を確実に防止できる。
【００４５】
なお、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料液面センサ１およびその変形例において、プレート６の材質を燐青銅あるいはベリリウム銅に限る必要はなく、他の金属材料を用いてもよい。さらに、接点７の材質を銀に限る必要は無く、耐蝕性、耐摩耗性に優れる導電性材料に置換えてもよい。
【００４６】
また、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料液面センサ１およびその変形例において、本体部であるフレーム５の材質を樹脂としているが、樹脂以外の材質、たとえば金属等から形成してもよい。
【００４７】
また、以上説明した本発明の一実施形態およびその変形例は、液面検出装置を自動車用の燃料液面センサ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液面センサ１に限る必要は無く、他の用途、たとえば家庭用暖房機器の燃料タンクの液面検出用、あるいは定置式の各種液体貯蔵タンクの液面検出用に適用してもよい。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】
【図１】本発明の一実施形態による燃料液面センサ１の正面図である。
【図２】本発明の一実施形態による燃料液面センサ１の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による燃料液面センサ１の変形例を示す断面図であり、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
１    燃料液面センサ（液面検出装置）
２    フロート
３    フロートアーム
３１    折曲部
４    アームホルダ（導通手段）
４１    係止用爪
４２    係止用爪
４３    孔
４４    軸部
５    フレーム（本体部）
５１    孔
６    プレート
６１    導通部（導通手段）
７    接点（摺動接点）
８    抵抗体（電気抵抗体）
９    スプリング
１０    ターミナル
１１    ターミナル
１２    リード線
１３    リード線
１４    セラミック基板
【図１】
2004340756.tif 000003
【図２】
2004340756.tif 000004
【図３】
2004340756.tif 000005