(57)【要約】【課題】容器の内部に組み付ける際に容器にアームが干渉しても検出精度の低下を抑制することができる液面検出装置を提供する。【解決手段】液面検出装置１００は、規制部１８が弾性変形可能に構成された弾性部５５を有する。液面検出装置１００を燃料タンク１の内部に取り付ける際に、燃料タンク１にアーム５０が干渉すると、アーム５０とともに回転体３０が回転する。回転体３０の回転範囲は規制部１８によって規制されているが、アーム５０の干渉によってさらに回転する方向に力が加わると、規制部１８が有する弾性部５５が弾性変形するのでアーム５０の干渉を弾性部５５の弾性変形で許容することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器（１）に貯留された液体の液面レベル（ＬＬ）を検出する液面検出装置（１００）であって、
前記容器に固定される固定体（１０）と、
前記液体に浮かぶフロート（２０）と、
前記固定体に支持され、前記フロートによって前記液面レベルの上下動に応じて回転する回転体（３０）と、
前記回転体と前記フロートとを接続するアーム（５０）と、を含み、
前記固定体は、前記回転体の回転範囲を規制する一対の規制部を有し、
前記規制部は、弾性変形可能に構成された弾性部（５５）を有する液面検出装置。
【請求項２】
一対の前記規制部のうち、前記フロートが下方に変位したときに前記回転体の回転範囲を規制する側の前記規制部が前記弾性部を有する請求項１に記載の液面検出装置。
【請求項３】
前記弾性部は、前記規制部とともに前記固定体に一体に構成されている請求項１または２に記載の液面検出装置。
【請求項４】
前記弾性部は、前記規制部に取り付けられたばね部材（７０）によって構成されている請求項１または２に記載の液面検出装置。
【請求項５】
前記アームは、前記回転体から一部が突出するように固定されており、
前記アームの突出している部分が、前記規制部によって規制され、
前記アームは、前記弾性部を弾性変形させるために必要な応力によって変形しない強度を有する請求項１〜４のいずれか１つ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、容器に貯留された液体の液面レベルを検出する液面検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、容器に貯留された液体の液面レベルを検出する液面検出装置が知られている。特許文献１に開示されている液面検出装置では、容器に対して固定される固定体と、液面に浮かぶフロートと、固定体に対して回転するように保持されるホルダと、ホルダとフロートとを繋ぐアームとを備えている。ホルダには、液面に浮かぶフロートによって液面の上下動がアームに伝達される。したがって液面の上下動に連動して、ホルダが回転するので、ホルダの角変位を検出することによって、液面レベルを検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１００９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の特許文献１に記載の液面検出装置では、フロートの上下運動をホルダの回転運動に変換するためにフロートとホルダとはアームで固定されている。アームが何らかの理由で変形するとフロートの高さが変わってしまい液面検出精度が悪化するので、アームは容易に変形しない強度を持つ金属、たとえば鋼線が用いられる。
【０００５】
このような液面検出装置を容器の内部に組み付ける場合、アームを容器の開口部から挿入する必要がある。組み付け時にアームおよびフロートが容器の開口部付近と干渉したとき、アームに過大な力が加わりアームが変形する可能性がある。これに対し、アームの強度を向上するという対策が考えられるが、アームを変形しないと組み付けできない組み付けルートの場合には、強度が高くてもアームを変形させる必要がある。換言すると、アームに加わる力が荷重ではなく変位、すなわち干渉量の場合、アームの強度を向上しても問題を解決することができない。
【０００６】
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、容器の内部に組み付ける際に容器にアームが干渉しても検出精度の低下を抑制することができる液面検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【０００８】
本発明は、容器（１）に固定される固定体（１０）と、液体に浮かぶフロート（２０）と、固定体に支持され、フロートによって液面レベルの上下動に応じて回転する回転体（３０）と、回転体とフロートとを接続するアーム（５０）と、を含み、固定体は、回転体の回転範囲を規制する一対の規制部を有し、規制部は、弾性変形可能に構成された弾性部（５５）を有する液面検出装置である。
【０００９】
このような本発明に従えば、規制部は弾性変形可能に構成された弾性部を有する。液面検出装置を容器の内部に取り付ける際に、容器にアームが干渉すると、アームとともに回転体が回転する。回転体の回転範囲は規制部によって規制されているが、アームの干渉によってさらに回転する方向に力が加わると、規制部が有する弾性部が弾性変形するのでアームの干渉を弾性部の弾性変形で許容することができる。液面検出装置を取り付ける際に、容器の内部は視認が困難であるが、弾性部が弾性変形することによって、アームと容器とが接触しても、アームを変形させることなく容器とアームとの干渉を弾性部が吸収することができる。したがって容器の接触によってアームが変形しても、検出精度が低下することを抑制することができる。
【００１０】
なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の液面検出装置１００の燃料タンク１への設置状態を示す正面図である。
【図２】回転体３０およびアーム５０を示す正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】弾性部５５を示す側面図である。
【図５】弾性部５５を示す正面図である。
【図６】液面検出装置１００を組み付け状態を示す正面図である。
【図７】ばね部材７０を示す側面図である。
【図８】ばね部材７０を示す正面図である。
【図９】第３実施形態の液面検出装置１００の燃料タンク１への設置状態を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態を用いて説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図６を用いて説明する。第１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容器としての燃料タンク１内に設置されている。液面検出装置１００は、燃料ポンプモジュール２等に保持された状態にて、燃料の液面レベルＬＬを検出する。
【００１４】
燃料ポンプモジュール２は、エンジンに燃料を供給する装置であり、例えば、燃料濾過用のフィルタ、燃料吐出用のポンプ、および燃料圧力保持用のプレッシャレギュレータ等が、円筒状のカップ部内に収容されて形成されている。液面検出装置１００によって検出された検出結果は、例えば、コンビネーションメータのＥＣＵに出力され、燃料残量情報としてコンビネーションメータによって運転者に表示されるようになっている。液面検出装置１００は、固定体１０、フロート２０、回転体３０、およびアーム５０を備えている。
【００１５】
固定体１０は、本体部１２、ホールＩＣ１４、ターミナル１６等を有している。固定体１０の本体部１２は、例えばポリフェニレンサルファイド（略称ＰＰＳ）樹脂等の樹脂材料によって形成されている。本体部１２は、燃料ポンプモジュール２に固定されている。本体部１２には、図示しないが、ホールＩＣ１４を収容する素子収容室、回転体３０を回転自在に支持する軸部等が設けられている。
【００１６】
ホールＩＣ１４は、固定体１０に対する回転体３０の回転角を検出する検出素子である。ホールＩＣ１４は、回転体３０のマグネット３２から磁界の作用を受けることにより、当該ホールＩＣ１４を所定の検出方向に通過する磁束の密度に比例した電圧を発生させる。３つのターミナル１６は、りん青銅等の導電性材料によって、帯板状に形成されている。各ターミナル１６は、図示しない外部の機器、たとえばコンビネーションメータおよびホールＩＣ１４間において、検出信号の伝送に用いられる。このようにして、ホールＩＣ１４に発生した電圧は、各ターミナル１６等を介し、検出結果を示す信号として外部の機器に出力される。
【００１７】
フロート２０は、例えば発泡させたエボナイト等の燃料よりも比重の小さい材料により形成され、燃料の液面に浮かぶようになっている。フロート２０は、アーム５０を介して回転体３０に保持されている。
【００１８】
回転体３０は、本体回転部３４、および一対のマグネット３２等を有するマグネット３２ホルダである。本体回転部３４は、ＰＰＳ樹脂等の樹脂材料によって円盤状に形成されている。本体回転部３４は、軸部に外嵌されることで固定体１０に対して回転自在に支持されている。本体回転部３４は、アーム５０が挿入される挿入孔３５およびアーム５０を係止する係止構造４１を有している。
【００１９】
一対のマグネット３２は、ホールＩＣ１４が収容されている軸部を挟んで対向する２箇所に配置されている。一対のマグネット３２は、ホールＩＣ１４を通過する磁束を発生させる。回転体３０は、フロート２０の上下動によって回転する。フロート２０が液面レベルＬＬの上下動に応じて変位すると、フロート２０の変位によって回転体３０が回転する。
【００２０】
アーム５０は、鋼線などの金属材料によって棒状に形成されており、回転体３０とフロート２０とを接続している。具体的に、アーム５０の一方の端部は、フロート２０に形成された貫通孔２２に挿通されている。アーム５０の他方の端部は、回転体３０に装着されている。アーム５０は、回転体３０の係止構造４１により係止される係止部５２、および係止部５２に対して曲げられて挿入孔３５に挿入される挿入部５４を有している。
【００２１】
次に、回転体３０と、回転体３０に装着されているアーム５０との関係について、図２および図３を用いて詳細に説明する。アーム５０の係止部５２は、所定の延伸方向ＤＥに沿って延伸している。挿入孔３５は、延伸方向ＤＥと実質垂直な孔軸に沿って貫通して開けられている。本実施形態では、挿入孔３５は、延伸方向ＤＥに沿って３つ並んで設けられている。３つの挿入孔３５のうちいずれか１つにアーム５０の挿入部５４が挿入されるようになっている。なお、図中では回転体３０における外周側から２番目の挿入孔３５に挿入部５４が挿入されている。
【００２２】
本体回転部３４と一体的に形成される係止構造４１は、２つの同径クランプ４１ａ，４１ｂ、１つの小径クランプ４１ｃおよび係止ストッパ４１ｄにより構成され、これらは延伸方向ＤＥに並んで配置されている。図２および図３に示すように、最も挿入孔３５側に配置される２つの同径クランプ４１ａ，４１ｂは、それぞれその直径をアーム５０の係止部５２の直径と同程度に形成され、曲げ側とは反対側および受入側とは反対側から当該係止部５２を係止している。
【００２３】
小径クランプ４１ｃは、その直径をアーム５０の係止部５２の直径よりも僅かに小さく形成され、弾性変形状態で、曲げ側とは反対側および受入側とは反対側から当該係止部５２を係止する。ここで、受入側とは、係止構造４１において、同径クランプ４１ａ，４１ｂおよび小径クランプ４１ｃが解放されている側である。
【００２４】
係止ストッパ４１ｄは、図２および図３に示すように、係止部５２が回転して各クランプ４１ａ〜４１ｃから外れるのを受入側から係止している。これらクランプ４１ａ〜４１ｃが複数設けられているため、液面検出装置１００の使用中に本体回転部３４に歪み等が生じたとしても、確実に装着状態が維持される。
【００２５】
アーム５０の係止部５２は、係止構造４１に係止されることにより、本体回転部３４の表面に沿って延伸して配置されている。アーム５０の挿入部５４は、係止部５２に対して曲げられ、挿入孔３５に挿入されている。より詳細には、係止部５２と挿入部５４との間の折り曲げ部５６は、曲げ型による加工により形成されるため、湾曲している。挿入部５４は、係止部５２に対して直角に曲げられている。
【００２６】
また、挿入部５４の先端は、挿入孔３５から突出している。挿入部５４の先端は、固定体１０の一対の規制部１８へ当接することにより、回転体３０の回転角を規制する。したがって規制部１８は、回転体３０の回転範囲を規制している。ここで、３つの挿入孔３５によって当接する一対の規制部１８が互いに異なるように形成されており、挿入部５４の先端は、回転体３０における外周側の挿入孔３５に挿入されるほど、回転体３０の振れ角は小さくなっている。ここで、振れ角とは、挿入部５４の先端に応じた両側の規制部１８間に対応する角度である。すなわち、設置される燃料タンク１の形状に合わせて、アーム５０を挿入する挿入孔３５が選択される。
【００２７】
規制部１８は、弾性変形可能に構成された弾性部５５を有する。弾性部５５は、一対の規制部１８のうち、フロート２０が下方に変位したときに回転体３０の回転範囲を規制する側の規制部１８、すなわち図２の右側の規制部１８に設けられる。弾性部５５は、図２および図４に示すように、規制部１８とともに固定体１０に一体に構成されている。
【００２８】
弾性部５５は、図４および図５に示すように、規制部１８の壁面から一部が突出した突出片５５ａによって実現される。突出片５５ａは、規制部１８の壁面から斜め方向に延びる。したがって突出片５５ａの根元は、片持ち梁のように規制部１８の壁面に一端部が支持されている。これによって突出片５５ａの先端は、図４で矢印で示すように、根元を支点に弾性変形する。
【００２９】
このような突出片５５ａを規制部１８に形成するため、図５に示すように、規制部１８の壁面には、底面と連結する一部にスリット１８ｂが形成されている。スリット１８ｂを形成することによって、突出片５５ａを底面から離間させて弾性変形可能な構成となる。
【００３０】
次に、前述のような液面検出装置１００の燃料タンク１内への取付けについて、図６を用いて説明する。燃料タンク１には、燃料ポンプモジュール２を内部に組み付けるための開口部２ａが形成されている。燃料タンク１の開口部２ａは、図６で仮想線で示す燃料ポンプモジュール２の外形を通過し、燃料ポンプモジュール２の上部の蓋部分２ｂによって閉塞することができる大きさである。しかしフロート２０およびアーム５０は、燃料ポンプモジュール２の外形から外方に飛び出ているので、組み付けるときは燃料ポンプモジュール２を傾けてフロート２０をまず開口部２ａから挿入する。そして図６に示すように燃料ポンプモジュール２の上方を図５で矢印で示す方向に回転させながら、燃料タンク１内に進入させる。
【００３１】
このように燃料ポンプモジュール２を回転させると、図６で破線にて示すように、燃料タンク１の形状によってフロート２０が燃料タンク１に接触する場合がある。フロート２０が燃料タンク１に接触して、フロート２０を押し下げる矢印方向に力が作用すると、アーム５０にもフロート２０から力が作用する。アーム５０を押し下げる方向の力が作用すると、回転体３０が図２の反時計回りに回転する。するとアーム５０の先端が規制部１８の弾性部５５に接触する。接触した状態でさらに燃料タンク１に接触してアーム５０が押し下げられると、弾性部５５が弾性変形する。したがってアーム５０が損傷することなく、組み付け作業を引き続き実施して、燃料ポンプモジュール２を燃料タンク１の内部に配置することができる。
【００３２】
以上説明したように本実施形態の液面検出装置１００は、規制部１８が弾性変形可能に構成された弾性部５５を有する。液面検出装置１００を燃料タンク１の内部に取り付ける際に、燃料タンク１にアーム５０が干渉すると、アーム５０とともに回転体３０が回転する。回転体３０の回転範囲は規制部１８によって規制されているが、アーム５０の干渉によってさらに回転する方向に力が加わると、規制部１８が有する弾性部５５が弾性変形するのでアーム５０の干渉を弾性部５５の弾性変形で許容することができる。液面検出装置１００を取り付ける際に、燃料タンク１の内部は視認が困難であるが、弾性部５５が弾性変形することによって、アーム５０と燃料タンク１とが接触しても、アーム５０を変形させることなく干渉を弾性部５５が吸収することができる。したがって燃料タンク１の接触によってアーム５０が変形しても、検出精度が低下することを抑制することができる。
【００３３】
換言すると、本実施形態では、固定体１０に形成されている規制部１８を塑性部ではなく、ある一定の荷重以上でたわむように構成している。これによってアーム５０の干渉等による変位をアーム５０ではなく固定体１０側で吸収、すなわちアーム５０および回転体３０が下限位置のエンプティ位置よりさらに回転させることができる。
【００３４】
また本実施形態では、一対の規制部１８のうち、フロート２０が下方に変位したときに回転体３０の回転範囲を規制する側の規制部１８が弾性部５５を有する。液面検出装置１００を組み付ける際に、図６に示すように、フロート２０およびアーム５０を押し下げる下方へ変位する場合には、規制部１８の一方だけに弾性部５５を設けておけば、取り付ける際のアーム５０の干渉を許容することができる。したがって一対の規制部１８の両方に弾性部５５を設けるよりも固定体１０の構成を簡素化することができる。
【００３５】
さらに本実施形態では、弾性部５５は、規制部１８とともに固定体１０に一体に構成されている。一体成形によって弾性部５５を実現することができるので、製造が容易である。
【００３６】
また本実施形態では、アーム５０の突出している先端が、規制部１８によって規制される。アーム５０は、弾性部５５を弾性変形させるために必要な応力によって変形しない強度を有するのが好ましい。これによってアーム５０の先端が接触して、弾性部５５を弾性変形させてもアーム５０が変形するのを防ぐことができる。逆に、弾性部５５を弾性変形させるために必要な応力が高いと、弾性変形させる応力に達する前にアーム５０の方が先に変形するおそれがある。したがってアーム５０が変形しないように弾性部５５の弾性力を規定しておくのが好ましい。また弾性部５５の弾性変形に必要な応力が小さすぎると、液面検出装置１００を設置後に液面レベルＬＬが下限までなった後に、さらに振動およびフロート２０およびアームの自重などによって弾性部５５が弾性変形するおそれがある。そうするとフロート２０が液面レベルＬＬの下限位置よりさらに下方に下がって、燃料タンク１の底面に接触するし、フロート２０およびアーム５０が損傷するおそれがある。したがって弾性部５５の弾性変形に必要な応力は、少なくとも燃料タンク１の燃料がなく、アーム５０およびフロート２０の自重が弾性部５５に作用しても、弾性変形しない応力に設定される。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図７および図８を用いて説明する。本実施形態では、弾性部５５が規制部１８と別体の金属製のばね部材７０によって構成されている点に特徴を有する。規制部１８には、図７に示すように、凹となる凹部１８ａが形成されている。
【００３８】
ばね部材７０は、板状の基体７１、ばね部７２および接触部７３を含んで構成される。凹部１８ａには、ばね部材７０の基体７１が設けられる。板状の基体７１には、ばね部７２および接触部７３が設けられている。
【００３９】
接触部７３は、弾性を有し、基体７１の裏側、すなわち図７の左側に設けられる。接触部７３は、弾性変性した状態で凹部１８ａに挿入される。これによって接触部７３は、弾性力によって基体７１を図７の右方に付勢するので、基体７１が凹部１８ａに固定される。
【００４０】
ばね部７２は、基体７１から突出して斜め方向に延びる。したがってばね部７２の根元は、片持ち梁のように基体７１に一端部が支持されている。これによってばね部７２の先端は、図７で矢印で示すように、根元を支点に弾性変形する。
【００４１】
このように本実施形態では、金属製のばね部材７０を規制部１８に形成された凹部１８ａに設けている。これによって必要な部分にだけばね部材７０を設ければよいので、構成を簡略化することができる。また必要なばね力に応じてばね部材７０の構成を変更すればよいので、ばね力の調整も容易となる。
【００４２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図９を用いて説明する。本実施形態では、アーム５０の先端ではなく回転体３０が規制部１８に規制される点に特徴を有する。固定体１０には、図９に示すように、Ｌ字状の弾性部５５０が一体に設けられている。
【００４３】
回転体３０の側面が規制部１８に接触して、回転範囲が規制されている。弾性部５５０の先端と回転体３０が接触、回転を規制している状態で、さらにフロート２０が下方に押し下げられると、弾性部５５０が弾性変形する。これによって組み付け時のアーム５０の干渉を許容することができる。また本実施形態では、規制部１８にアーム５０が接触しないので、アーム５０が弾性部５５０に接触して変形することを抑制することができる。
【００４４】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【００４５】
上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００４６】
前述の第１実施形態では、フロート２０が下方にさがるときの回転体３０の回転を規制する側に弾性部５５が設けられているが、逆側の規制部１８に弾性部５５を設けてもよい。これによって液面検出装置１００の取り付け方向の汎用性を向上することができる。したがって燃料タンク１の形状によって取り付け方向などが変わる場合にも、弾性部５５を機能させることができる。
【００４７】
前述の第１実施形態では、燃料の液面レベルＬＬを検出する液面検出装置１００であるが、燃料に限るものではない。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液面レベルＬＬを検出する液面検出装置１００に適用されてもよい。さらに、車両用に限らず、各種民生用機器、各種輸送機器が備える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。
【００４８】
前述の第１実施形態では、磁束密度の変化に基づいて液面高さを検出する非接触式の液面検出装置１００であったが、このような構成に限るものではない。たとえば可変抵抗器を用いた可変抵抗式の液面検出装置であってもよく、その他の回転体３０の角変位を検出する構成であってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
ＬＬ…液面レベル  １…燃料タンク（容器）  ２…燃料ポンプモジュール
２ａ…開口部  ２ｂ…蓋部分  １０…固定体  １２…本体部  １８…規制部
１８ａ…凹部  ２０…フロート  ３０…回転体  ３２…マグネット  ３４…本体回転部
３５…挿入孔  ４１…係止構造  ５０…アーム  ５２…係止部  ５４…挿入部
５５…弾性部  ５５ａ…突出片  ５６…曲げ部  ７０…ばね部材  ７１…基体
７２…ばね部  ７３…接触部  １００…液面検出装置
【図１】
2017075876.tif 000003
【図２】
2017075876.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2017075876.tif 000008
【図７】
2017075876.tif 000009
【図８】
2017075876.tif 000010
【図９】
2017075876.tif 000011