(57)【要約】【課題】アームに過荷重が作用しても高い検出精度を保障することができる液面レベルセンサを提供する。【解決手段】液面レベルセンサ１０は、液体容器に固定されるフレーム１１と、基端部をフレームに回転可能に軸支され、該基端部からＬ字状に屈曲して延びてフレーム１１の表面上に延在し、先端部には液面に浮かぶフロート１３が取り付けられたアーム１２と、アーム１２の基端部に取り付けられて液面の変位に伴い該基端部と共に回転する回転子を含むエンコーダ１４と、を備え、フレーム１１が、その表面に立設されてアーム１２の旋回範囲を規定するようにアーム１２に当接する主ストッパ１７，１８と、エンコーダ１４の回転子を収容する収容部２３と、を有し、収容部２３およびエンコーダ１４の回転子に、旋回範囲を僅かに越えてアーム１２が旋回した際に、互いに当接してアーム１２の旋回を規制する補助ストッパ２６，２８が設けられている。【選択図】図１
2007147510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体容器に固定されるフレームと、
基端部を前記フレームに回転可能に軸支され、該基端部からＬ字状に屈曲して延びて前記フレームの表面上に延在し、先端部には液面に浮かぶフロートが取り付けられたアームと、
前記アームの基端部に取り付けられて液面の変位に伴い該基端部と共に回転する回転子を含むエンコーダと、
を備え、
前記フレームが、
その表面に立設されて前記アームの旋回範囲を規定するように該アームに当接する主ストッパと、
前記回転子を収容する収容部と、
を有し、
前記収容部および前記回転子に、前記旋回範囲を僅かに越えて前記アームが旋回した際に、互いに当接して該アームの旋回を規制する補助ストッパがそれぞれ設けられていることを特徴とする液面レベルセンサ。
【請求項２】
前記収容部は、前記アームの基端部の軸方向に前記回転子との間に隙間をおいて該回転子を収容しており、
前記収容部および前記回転子にそれぞれ設けられた前記補助ストッパの前記軸方向の重なり代が、該軸方向に該収容部と該回転子との間におかれた隙間の寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の液面レベルセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体容器に貯留された液面の変位に伴い旋回するアームを備えた液面レベルセンサに関し、特に、ガソリンや軽油などの液体を燃料とする車両において、燃料タンクに取り付けられて燃料の残量を検出するのに好適な液面レベルセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンや軽油などの液体を燃料とする車両の燃料タンクには燃料の残量を検出するための液面レベルセンサが取り付けられている。この種の液面レベルセンサとしては、図９に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９に示すように、特許文献１に開示された液面レベルセンサ１００は、燃料タンクに固定されるハウジング部材１０１と、基端部をハウジング部材１０１に回転可能に軸支され、該基端部からＬ字状に屈曲して延びてハウジング部材１０１の表面上に延在し、先端部には液面に浮かぶフロート１０３が取り付けられたアーム１０２と、アーム１０２の基端部に取り付けられて液面の変位に伴い該基端部と共に回転するマグネット１０４及び該マグネット１０４に対向配置されたホール素子等の磁気抵抗素子と、を備えており、この磁気抵抗素子により、マグネット１０４の回転角度、即ち、液面の変位に伴い旋回するアーム１０２の旋回角度を検出し、検出された旋回角度に基づいて液面レベルを検出するようになっている。
【０００４】
そして、この液面レベルセンサ１００では、ハウジング部材１０１の表面上を旋回するアーム１０２の部分に、該部分の両側に突出するストッパ片１０６を有した支持部材１０５が取り付けられている。これらストッパ片１０６は、ハウジング部材１０１の表面に立設された凸部１０７に当接し、それにより、アーム１０２の旋回範囲を、例えば液面が最高位にある時のＦ（Ｆｕｌｌ）点から最低位にある時のＥ（Ｅｍｐｔｙ）点までの間に規定するようにして、液面レベルセンサ１００の検出精度を確保している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２２６１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１に開示された液面レベルセンサ１００において、車体の揺れに伴い燃料タンク内の燃料が揺れた際にフロート１０３に作用する荷重や、燃料タンクに液面レベルセンサを取り付ける際に生ずる外力などにより、アーム１０２に過荷重が作用して、アーム１０２がハウジング部材１０１の表面から離間する方向に撓む場合がある。この場合、アーム１０２に取り付けられた支持部材１０５のストッパ片１０６がハウジング部材１０１の凸部１０７を乗り越え、アーム１０２がＦ点またはＥ点を越えて旋回してしまう可能性があり、液面レベルセンサ１００の検出精度を確保できない虞があった。そして、これに対処するため、ハウジング部材１０１の凸部１０７をより高く立設した場合には、液面レベルセンサ１００が厚くなってしまい、液面レベルセンサ１００の燃料タンクへの挿入や取り付けに支障をきたす虞があった。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アームに過荷重が作用しても高い検出精度を保障することができる液面レベルセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、本発明に係る下記（１）、（２）の液面レベルセンサにより達成される。
【０００９】
（１）液体容器に固定されるフレームと、
基端部を前記フレームに回転可能に軸支され、該基端部からＬ字状に屈曲して延びて前記フレームの表面上に延在し、先端部には液面に浮かぶフロートが取り付けられたアームと、
前記アームの基端部に取り付けられて液面の変位に伴い該基端部と共に回転する回転子を含むエンコーダと、
を備え、
前記フレームが、
その表面に立設されて前記アームの旋回範囲を規定するように該アームに当接する主ストッパと、
前記回転子を収容する収容部と、
を有し、
前記収容部および前記回転子に、前記旋回範囲を僅かに越えて前記アームが旋回した際に、互いに当接して該アームの旋回を規制する補助ストッパがそれぞれ設けられていることを特徴とする液面レベルセンサ。
【００１０】
（２）前記収容部は、前記アームの基端部の軸方向に前記回転子との間に隙間をおいて該回転子を収容しており、
前記収容部および前記回転子にそれぞれ設けられた前記補助ストッパの前記軸方向の重なり代が、該軸方向に該収容部と該回転子との間におかれた隙間の寸法よりも大きいことを特徴とする（１）に記載の液面レベルセンサ。
【００１１】
上記（１）の構成の液面レベルセンサによれば、車体の揺れや燃料タンクへの取り付け時の外力などでアームに過荷重が作用することにより、アームが、主ストッパに乗り上げてその旋回範囲を越えて旋回しようとした場合に、フレームの収容部およびエンコーダの回転子にそれぞれ設けられた補助ストッパが互いに当接し、アームの旋回を規制する。よって、アームが主ストッパを乗り越えて主ストッパにより規定される所定の旋回範囲を越えて旋回することを防止することができ、これにより、液面レベルセンサの検出精度を確保することができる。
そして、所定の旋回範囲を越えるアームの旋回を補助ストッパによって規制することができるので、主ストッパを万一にも乗り越えることがないように主ストッパをむやみに高くする必要がなく、これにより、液面レベルセンサの検出精度を確保しつつ、液面レベルセンサの小型化をも図ることができる。
【００１２】
上記（２）の構成の液面レベルセンサによれば、収容部は、エンコーダの回転子が円滑に回転できるよう、アームの旋回軸となる該アームの基端部の軸方向に回転子との間に隙間をおいて該回転子を収容しており、そのため回転子は軸方向に隙間分変位可能であるが、収容部および回転子にそれぞれ設けられた補助ストッパの軸方向の重なり代が、軸方向に収容部と回転子との間におかれた隙間の寸法よりも大きいので、これら補助ストッパは、回転子の軸方向の変位によらず、互いに確実に当接することとなる。よって、アームが主ストッパを乗り越えて主ストッパにより規定される所定の旋回範囲を越えて旋回することを確実に防止することができ、これにより、液面レベルセンサの検出精度を確保することができる。
【発明の効果】
【００１３】
上述したとおり、本発明に係る液面レベルセンサによれば、アームに過荷重が作用しても高い検出精度を保障することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る液面レベルセンサの一実施形態の正面図、図２は図１の液面レベルセンサのII−II矢視断面図、図３は図１の液面レベルセンサのIII−III矢視断面図、図４は図１の液面レベルセンサのフレームを一部破断して示す要部拡大正面図、図５は図１の液面レベルセンサのフレームを一部破断して示し、アームが主ストッパに当接した状態を示す要部拡大正面図、図６は図１の液面レベルセンサのフレームを一部破断して示し、アームが主ストッパに乗り上げた状態を示す要部拡大正面図である。
【００１６】
図１〜図３に示すように、本実施形態の液面レベルセンサ１０は、主として、フレーム１１と、アーム１２と、エンコーダ１４と、で構成されている。
【００１７】
フレーム１１は、非磁性の例えばポリアセタール等の樹脂製であって、その上部には不図示の燃料タンクへの取り付けのための取付部１５を有し、下部にはアーム１２の基端部２０を回転可能に軸支するための支持部１６を有している。
【００１８】
アーム１２は、フレーム１１と同様の樹脂もしくは非磁性の金属製であって、円柱状または円筒状に形成されており、フレーム１１の支持部１６に軸支された基端部２０からＬ字状に屈曲して延びてフレーム１１の表面１９上に延在し、先端部２１にはフロート１３が取り付けられている。フロート１３は、不図示のタンク内に貯留されている燃料に比べて比重が軽く、浮力を受けて燃料の液面に浮いている。
【００１９】
フレーム１１には、エンコーダ１４の回転子の一部を構成するマグネット２２を収容するための収容部２３が形成されている。そして、アーム１２の基端部２０を回転可能に軸支する支持部１６は、収容部２３を形成する図２中の表側の板部２４及び裏側の板部２５に一対の挿通孔として形成されている。アーム１２の基端部２０は、支持部１６を構成するこれら挿通孔に挿通され、該挿通孔内ですべり回転する。
【００２０】
マグネット２２は、リング状に形成された永久磁石であって、フレーム１１の支持部１６に軸支されたアーム１２の基端部２０に、非磁性の例えば黄銅製のマグネットホルダ２７を介して同心に取り付けられ、フレーム１１の収容部２３に収容されている。
【００２１】
フレーム１１は、収容部２３に収容されたマグネット２２の径方向外側の位置にエンコーダ１４の一部を構成するステータ２９を収容している。液面の変位に伴いアーム１２は基端部２０を旋回軸として旋回し、それに伴い基端部２０およびマグネット２２が基端部２０の軸周りに回転し、マグネット２２の磁界をステータ２９間に配置したホールＩＣで検出し、この磁界に基づいて液面レベルを検出するようになっている。
【００２２】
フレーム１１の表面１９には、支持部１６を中心にほぼ放射状に延びる壁のごとき主ストッパ１７，１８が立設されている。一方の主ストッパ１７は、液面が最高位にあって図１に示されるラインＦ（Ｆｕｌｌ）上に位置したアーム１２の上側（時計回りの方向）に隣接するように配置され、また、他方の主ストッパ１８は、液面が最低位にあって図１に示されるラインＥ（Ｅｍｐｔｙ）上に位置したアーム１２の下側（反時計回りの方向）に隣接するように配置されており、いずれも、その上縁がアーム１２の上縁とほぼ同一の高さとなるように形成されている。これら主ストッパ１７，１８は、基端部２０を旋回軸として旋回するアーム１２の側面に当接して、アーム１２の旋回範囲を液面が最高位にある時のＦ点（即ち、ラインＦ上の位置）から最低位にある時のＥ点（即ち、ラインＥ上の位置）までの間に規定している。
【００２３】
図２および図４に示すように、収容部２３に収容されたマグネット２２の裏側にあるフレーム１１の板部２５において支持部１６を構成している前記挿通孔の開口部の周囲は、円周方向の一箇所に段差部２６を残して窪められている。そして、マグネットホルダ２７には、板部２５の前記挿通孔の開口部の周囲に設けられた窪みに進入し、該開口部の周囲を囲むように形成された三日月状の凸部２８が設けられている。
【００２４】
収容部２３の段差部２６及びマグネットホルダ２７の凸部２８は、アーム１２が主ストッパ１７に乗り上げるようにしてＦ点を時計回りの方向に又は主ストッパ１８に乗り上げるようにしてＥ点を反時計周りの方向に僅かに越えた場合に互いに当接して、それ以上のアーム１２の時計回り又は反時計回りの旋回を規制する補助ストッパとして機能する。
【００２５】
つまり、図５を参照して、例えば液面が最高位にあって、アーム１２がラインＦ上に位置し、アーム１２の側面に主ストッパ１７が当接している際には、収容部２３の段差部２６とマグネットホルダ２７の凸部２８とは非接触な状態にある。
【００２６】
そして、車体の揺れに伴い燃料タンク内の燃料が揺れた際にフロート１３に作用する荷重などでアーム１２がフレーム１１の表面１９から離間する方向に撓み、アーム１２と主ストッパ１７との当接が不十分となった場合に、図６に示すように、アーム１２が、主ストッパ１７に乗り上げるようにしてＦ点を時計回りの方向に僅かに越え、ラインＧ上に位置した際に、収容部２３の段差部２６とマグネットホルダ２７の凸部２８とが互いに当接し、それ以上のアーム１２の時計回りの旋回が規制され、アーム１２が主ストッパ１７を乗り越えてしまう（主ストッパ１７に完全に乗り上げてしまう）ことが防止される。
【００２７】
尚、補助ストッパである収容部２３の段差部２６とマグネットホルダ２７の凸部２８とは、図７に示すように、主ストッパ１７においてアーム１２の旋回軸から最も離間した突端１７ａにおけるアーム１２の乗り上げ量、つまり、突端１７ａとアーム１２との重なり部分の幅Ｌ２が、アーム１２の半径ｒ未満となっているタイミングで互いに当接する。
【００２８】
同様に、液面が最低位にあって、アーム１２がラインＥ（図１参照）上に位置し、アーム１２の側面に主ストッパ１８が当接している際には、収容部２３の段差部２６とマグネットホルダ２７の凸部２８とは非接触な状態にある。そして、アーム１２が、主ストッパ１８に乗り上げるようにしてＥ点を反時計回りの方向に僅かに越えた際に、収容部２３の段差部２６とマグネットホルダ２７の凸部２８とが互いに当接し、それ以上のアーム１２の反時計回りの旋回が規制され、アーム１２が主ストッパ１８を乗り越えてしまう（主ストッパ１８に完全に乗り上げてしまう）ことが防止される。
【００２９】
ここで、図２に示すように、エンコーダ１４の回転子の一部を構成しているマグネットホルダ２７と収容部２３の板部２４との間には、該回転子が円滑に回転できるよう、該回転子の回転軸であるアーム１２の基端部２０の軸方向に僅かな隙間Ｌ１がおかれており、収容部２３の段差部２６とマグネットホルダ２７の凸部２８との重なり代は、隙間Ｌ１の寸法よりも大きくなるように設定されている。よって、エンコーダ１４の回転子の軸方向の変位によっても凸部２８が段差部２６を乗り越えることはなく、これら段差部２６および凸部２８により所定の旋回範囲を越えたアーム１２の旋回は確実に規制される。
【００３０】
以上説明したように、本実施形態の液面レベルセンサ１０によれば、車体の揺れや燃料タンクに液面レベルセンサを取り付ける際に生じる外力などでアーム１２に過荷重が作用することにより、アーム１２が、主ストッパ１７，１８に乗り上げて、その旋回範囲を越えて旋回しようとした場合に、フレーム１１の収容部２３およびエンコーダ１４の回転子にそれぞれ設けられた補助ストッパとしての段差部２６と凸部２８とが互いに当接しアーム１２の旋回を規制する。よって、アーム１２が主ストッパ１７，１８を乗り越えて所定の旋回範囲を越えて旋回することを防止することができ、これにより、液面レベルセンサ１０の検出精度を確保することができる。
そして、所定の旋回範囲を越えるアーム１２の旋回を補助ストッパである段差部２６と凸部２８によって規制することができるので、主ストッパ１７，１８を万一にも乗り越えることがないように主ストッパ１７，１８をむやみに高くする必要がなく、これにより、液面レベルセンサ１０の検出精度を確保しつつ、液面レベルセンサ１０の小型化をも図ることができる。
【００３１】
さらに、本実施形態の液面レベルセンサ１０によれば、フレーム１１の収容部２３は、エンコーダ１４の回転子が円滑に回転できるよう、アーム１２の旋回軸となるアーム１２の基端部２０の軸方向にエンコーダ１４の回転子との間に隙間Ｌ１をおいて該回転子を収容しており、よって回転子は軸方向に隙間分変位可能であるが、収容部２３および回転子にそれぞれ設けられた補助ストッパである段差部２６と凸部２８との軸方向の重なり代が、軸方向に収容部と回転子との間におかれた隙間Ｌ１の寸法よりも大きいので、これら補助ストッパは、回転子の軸方向の変位によらず、互いに確実に当接することとなる。よって、アーム１２が主ストッパ１７，１８を乗り越えて所定の旋回範囲を越えて旋回することを確実に防止することができ、これにより、液面レベルセンサ１０の検出精度を確保することができる。
【００３２】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００３３】
例えば、図８に示すように、上述した液面レベルセンサ１０においてマグネットホルダ２７に設けられた三日月状の凸部２８に代えて、本変形例の液面レベルセンサ１０’では、収容部２３の板部２５の前記挿通孔の開口部の周囲に設けられた窪みに進入する円柱状の凸部４１が、アーム１２の基端部２０を挟んで略対称な位置に一対設けられている。
【００３４】
そして、液面が最高位にあって、アーム１２がラインＦ上に位置し、アーム１２の側面に主ストッパ１７が当接している際には、収容部２３の段差部２６とマグネットホルダ２７の一方の凸部４１とは非接触な状態にある。そして、アーム１２が、主ストッパ１７に乗り上げるようにしてＦ点を時計回りの方向に僅かに越えた際に、収容部２３の段差部２６とマグネットホルダ２７の一方の凸部４１とが互いに当接し、それ以上のアーム１２の時計回りの旋回が規制され、アーム１２が主ストッパ１７を乗り越えてしまうことが防止される。
【００３５】
同様に、液面が最低位にあって、アーム１２がラインＥ上に位置し、アーム１２の側面に主ストッパ１８が当接している際には、収容部２３の段差部２６とマグネットホルダ２７の他方の凸部４１とは非接触な状態にある。そして、アーム１２が、主ストッパ１８に乗り上げるようにしてＥ点を反時計回りの方向に僅かに越えた際に、収容部２３の段差部２６とマグネットホルダ２７の他方の凸部４１とが互いに当接し、それ以上のアーム１２の反時計回りの旋回が規制され、アーム１２が主ストッパ１８を乗り越えてしまうことが防止される。
【００３６】
尚、本変形例の液面レベルセンサ１０’の作用・効果は、上述した液面レベルセンサ１０と同様であるので説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る液面レベルセンサの一実施形態の正面図である。
【図２】図１の液面レベルセンサのII−II矢視断面図である。
【図３】図１の液面レベルセンサのIII−III矢視断面図である。
【図４】図１の液面レベルセンサのフレームを一部破断して示す要部拡大正面図である。
【図５】図１の液面レベルセンサのフレームを一部破断して示し、アームが主ストッパに当接した状態を示す要部拡大正面図である。
【図６】図１の液面レベルセンサのフレームを一部破断して示し、アームが主ストッパに乗り上げた状態を示す要部拡大正面図である。
【図７】図１の液面レベルセンサにおいて補助ストッパが機能するタイミングでのアームと主ストッパとの関係を示す模式図である。
【図８】図１の液面レベルセンサの変形例の正面図である。
【図９】従来の液面レベルセンサの正面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  液面レベルセンサ
１１  フレーム
１２  アーム
１３  フロート
１４  エンコーダ
１６  支持部
１７  主ストッパ
１８  主ストッパ
２２  マグネット（回転子）
２６  段差部（補助ストッパ）
２７  マグネットホルダ（回転子）
２８  凸部（回転子）
【図１】
2007147510.tif 000003
【図２】
2007147510.tif 000004
【図３】
2007147510.tif 000005
【図４】
2007147510.tif 000006
【図５】
2007147510.tif 000007
【図６】
2007147510.tif 000008
【図７】
2007147510.tif 000009
【図８】
2007147510.tif 000010
【図９】
2007147510.tif 000011