(57)【要約】【課題】フロート形状またはアームの構成に工夫を凝らして、フロートに波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和できるような液面検出装置を提供する。【解決手段】フロート４形状をフロート保持部５ｂと同軸上の紡錘形とした。これにより、波Ｗがフロート４に衝突したときに、燃料１０はフロート４の表面に沿って滑らかに流れ、波Ｗがフロート４に及ぼす衝撃力Ｆが従来の液面検出装置の場合に比べて大幅に減少する。したがって、燃料１０の揺動によって生じた波Ｗがフロート４に衝突したときの衝撃力により、ハウジング保持部５ａとマグネットホルダ２との結合部やマグネットホルダ２とハウジング３との結合部が損傷する、あるいはアーム５が変形する等の不具合の発生を抑制することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
一端側が前記ハウジングに回転自在に支持されたアームと、
前記アームの前記ハウジングと反対側に形成されたフロート保持部に取り付けられた液体に浮かぶフロートと、
前記ハウジング内に収容されて前記液体の液面レベルの変動に応答した前記フロート位置の変動による前記アームの回転運動を電気信号に変換する検出手段と、を備えた液面検出装置であって、
前記フロート形状を前記アームの前記フロート保持部と直交する面を有しないように形成したことを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
前記フロート形状を前記アームの前記フロート保持部と同軸上の紡錘形に形成した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】
前記フロート保持部は前記フロートの前記フロート保持部の軸方向移動を規制する規制部材を備え、
前記規制部材と前記フロートとの間に弾性部材を介在させたことを特徴とする請求項１または請求項２のどちらか一方に記載の液面検出装置。
【請求項４】
前記弾性部材は前記フロート保持部と同軸上に配置されたコイルスプリングであることを特徴とする請求項３に記載の液面検出装置。
【請求項５】
ハウジングと、
一端側が前記ハウジングに回転自在に支持されたアームと、
前記アームの前記ハウジングと反対側の端部に取り付けられた液体に浮かぶフロートと、
前記ハウジング内に収容されて前記液体の液面レベルの変動に応答した前記フロート位置の変動による前記アームの回転運動を電気信号に変換する検出手段と、を備えた液面検出装置であって、
前記アームは、前記ハウジングに保持されるハウジング保持部と、前記フロートを保持するフロート保持部と、前記ハウジング保持部と前記フロート保持部との間に形成された腕部とから構成され、
前記フロート保持部と前記腕部との間に前記フロート保持部および前記腕部よりも弾性係数が小さい緩衝部材を配置したことを特徴とする液面検出装置。
【請求項６】
ハウジングと、
一端側が前記ハウジングに回転自在に支持されたアームと、
前記アームの前記ハウジングと反対側の端部に取り付けられた液体に浮かぶフロートと、
前記ハウジング内に収容されて前記液体の液面レベルの変動に応答した前記フロート位置の変動による前記アームの回転運動を電気信号に変換する検出手段と、を備えた液面検出装置であって、
前記アームは、前記ハウジングに保持されるハウジング保持部と、前記フロートを保持するフロート保持部と、前記ハウジング保持部と前記フロート保持部との間に形成された腕部とから構成され、
前記腕部の途中に前記腕部よりも弾性係数が小さい緩衝部材を配置したことを特徴とする液面検出装置。
【請求項７】
前記緩衝部材はコイルスプリングであることを特徴とする請求項５または請求項６のどちらか一方に記載の液面検出装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記ハウジング内に固定された抵抗素子と、前記ハウジング内に収容され前記アームの回転に同期して前記抵抗素子上を導通しつつ摺動する接触子とから構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一つに記載の液面検出装置。
【請求項９】
前記検出手段は、前記軸部と一体的に回転する磁石と、前記ハウジング内に前記磁石が発する磁束と交差するように固定された磁気検出素子とから構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一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、容器内に収容される液体の液面レベルを検出する液面検出装置に関するもので、特に、自動車等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液面検出装置に適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の液面検出装置としては、たとえば、液面に浮かぶフロートの上下動がアームを介して伝達されて回転する回転部材内にマグネットを固定し、回転部材を回転自在に保持する固定部材内に磁気検出素子である磁電変換素子（たとえばホール素子等）を配置した構成のものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
この従来の液面検出装置では、アームが固定された回転部材は、固定部材であるハウジングに回転自在に保持されている。液面の変動に対応したアームの回転、すなわち回転部材の回転を、磁石および磁電変換素子から構成される検出手段により検出している。
【特許文献１】特開２００５−１００４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の液面検出装置が容器内に配置されている場合、フロートは常に液面に浮かんでいる。容器が振動して容器内の液体が遥動すると液面に波が発生し、この波が液面検出装置のフロートに衝突して、フロートに衝撃力が作用する場合がある。この衝撃力がアームを介してハウジングに伝達され、アームが変形する、アームが回転部材から脱落する、回転部材がハウジングから脱落する、といった不具合が発生する恐れがある。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、フロート形状あるいはアームの構成等に工夫を凝らして、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる液面検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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は、ハウジングと、一端側がハウジングに回転自在に支持されたアームと、アームのハウジングと反対側に形成されたフロート保持部に取り付けられた液体に浮かぶフロートと、ハウジング内に収容されて液体の液面レベルの変動に応答したフロート位置の変動によるアームの回転運動を電気信号に変換する検出手段と、を備えた液面検出装置であって、フロート形状をアームのフロート保持部と直交する面を有しないように形成したことを特徴としている。
【０００８】
上述の構成において、フロートに液面の波が衝突した場合、たとえば、波の進行方向がアームのフロート保持部の軸方向に沿う方向である場合、波はフロートの軸方向の端面に衝突し続いてフロートの側表面に沿って流れる。ここで、波の衝突によりフロートに作用する衝撃力は、フロートの端面が波の進行方向、言い換えると、アームのフロート保持部の軸方向に沿う方向であるときに最大となる。本発明の請求項１に記載の液面検出装置においては、フロート形状をアームのフロート保持部と直交する面を有しないように形成している。これにより、波の衝突によりフロートに作用する衝撃力を和らげることができる。したがって、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる液面検出装置を提供することができる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の液面検出装置は、フロート形状をアームのフロート保持部と同軸上の紡錘形に形成したことを特徴としている。
【００１０】
上述の構成によれば、フロートに液面の波が衝突した場合、たとえば、波の進行方向がフロートの軸方向に沿う方向である場合、波は、紡錘形のフロートの表面に沿って滑らかに流れる。これにより、波の衝突によりフロートに作用する衝撃力は、従来の液面検出装置の場合よりも低減される。したがって、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる液面検出装置を提供することができる。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の液面検出装置は、フロート保持部はフロートのフロート保持部の軸方向移動を規制する規制部材を備え、規制部材とフロートとの間に弾性部材を介在させたことを特徴としている。
【００１２】
このような構成によれば、フロートに液面の波が衝突してフロートに衝撃力が作用し、フロートがアームのフロート保持部の軸方向に移動すると、フロートは規制部材間に介在する弾性部材を弾性変形させつつ移動する。これにより、フロートが波により衝撃力を受けたときのフロートからアームへの力の伝達は、従来の液面検出装置のように衝撃的なものとはならず、漸進的に増加しつつ伝達されることになる。したがって、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる液面検出装置を提供することができる。
【００１３】
この場合、本発明の請求項４に記載の液面検出装置のように、弾性部材をフロート保持部と同軸上に配置されたコイルスプリングにより形成してもよい。コイルスプリングは、その特性、この場合緩衝効果を発揮するための特性を容易に設定できる。したがって、使用条件に適合した衝撃緩和効果を備える液面検出装置を容易に提供することができる。
【００１４】
本発明の請求項５に記載の液面検出装置は、ハウジングと、一端側がハウジングに回転自在に支持されたアームと、アームのハウジングと反対側の端部に取り付けられた液体に浮かぶフロートと、ハウジング内に収容されて液体の液面レベルの変動に応答したフロート位置の変動によるアームの回転運動を電気信号に変換する検出手段と、を備えた液面検出装置であって、アームは、ハウジングに保持されるハウジング保持部と、フロートを保持するフロート保持部と、ハウジング保持部とフロート保持部との間に形成された腕部とから構成され、フロート保持部と腕部との間にフロート保持部および腕部よりも弾性係数が小さい緩衝部材を配置したことを特徴としている。
【００１５】
上述の構成によれば、フロートに液面の波が衝突してフロートに衝撃力が作用すると、この衝撃力はフロートから先ず緩衝部材へ伝達され、それからアームの腕部へ伝達される。このとき、緩衝部材は衝撃力を受けて弾性変形し、この弾性変形により衝撃力の一部が消費されるので、緩衝部材から腕部へ伝達される力の大きさは、従来の液面検出装置の場合よりも小さくなる。これにより、フロートが波により衝撃力を受けたときにアームの腕部へ伝達される力の大きさを、従来の液面検出装置の場合よりも小さくすることが可能となる。液面の揺動が小さく波が弱い場合は、フロートが受ける力も小さいので、緩衝部材に伝達される力も小さい。したがって、緩衝部材の弾性変形はほとんど変形せず、高精度な液面検出ができる。以上により、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる液面検出装置を提供することができる。
【００１６】
本発明の請求項６に記載の液面検出装置は、ハウジングと、一端側がハウジングに回転自在に支持されたアームと、アームのハウジングと反対側の端部に取り付けられた液体に浮かぶフロートと、ハウジング内に収容されて液体の液面レベルの変動に応答したフロート位置の変動によるアームの回転運動を電気信号に変換する検出手段と、を備えた液面検出装置であって、アームは、ハウジングに保持されるハウジング保持部と、フロートを保持するフロート保持部と、ハウジング保持部とフロート保持部との間に形成された腕部とから構成され、腕部の途中に腕部よりも弾性係数が小さい緩衝部材を配置したことを特徴としている。
【００１７】
上述の構成によれば、フロートに液面の波が衝突してフロートに衝撃力が作用すると、この衝撃力はフロートからアームの腕部のフロート側部分から緩衝部材へ伝達され、それからアームの腕部のハウジング側へ伝達される。このとき、緩衝部材は衝撃力を受けて弾性変形し、この弾性変形により衝撃力の一部が消費されるので、緩衝部材から腕部のハウジング側へ伝達される力の大きさは、従来の液面検出装置の場合よりも小さくなる。液面の揺動が小さく波が弱い場合は、フロートが受ける力も小さいので、緩衝部材に伝達される力も小さい。したがって、緩衝部材の弾性変形はほとんど変形せず、高精度な液面検出ができる。以上により、フロートが波により衝撃力を受けたときにアームの腕部のハウジング側へ伝達される力の大きさを、従来の液面検出装置の場合よりも小さくすることが可能となる。したがって、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる液面検出装置を提供することができる。
【００１８】
この場合、本発明の請求項７に記載の液面検出装置のように、緩衝部材をコイルスプリングから構成してもよい。コイルスプリングは、その特性、すなわち緩衝効果を発揮するための特性を容易に設定できる。したがって、使用条件に適合した衝撃緩和効果を備える液面検出装置を容易に提供することができる。
【００１９】
本発明の請求項８に記載の液面検出装置は、検出手段は、ハウジング内に固定された抵抗素子と、ハウジング内に収容されアームの回転に同期して抵抗素子上を導通しつつ摺動する接触子とから構成されることを特徴としている。
【００２０】
上述の構成によれば、液面レベルは抵抗素子と接触子間の電気抵抗値として検出され、液面レベルを高精度で検出できる。したがって、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる液面検出装置を容易に実現することができる。
【００２１】
本発明の請求項９に記載の液面検出装置は、検出手段は、軸部と一体的に回転する磁石と、ハウジング内に磁石が発する磁束と交差するように固定された磁気検出素子とから構成されることを特徴としている。
【００２２】
上述の構成によれば、液面レベルは磁気検出素子からの出力信号レベルとして検出され、液面レベルを高精度で検出できる。したがって、フロートに液面の波が衝突した際にアームに作用する衝撃力を緩和することができる液面検出装置を容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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レベルゲージ１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。
【００２４】
（第１実施形態）
燃料レベルゲージ１は、図１に示すように、燃料タンク１１内に設置固定されている。たとえば、同じく燃料タンク１１内に設置固定されて、燃料１０を燃料タンク１１外部、たとえばエンジン（図示せず）へ送出するための燃料ポンプモジュール（図示せず）に一体的に固定されている。図１は、燃料タンク１１内の燃料量が少ない状態における液面１０ａを実線で示している。また、燃料タンク１１内の燃料量が最大、いわゆる満タン時における液面１０ａ、アーム５、フロート４を破線で示している。
【００２５】
以下に、燃料レベルゲージ１の構成について説明する。
【００２６】
燃料レベルゲージ１は、大きくは、磁気検出素子であるホールＩＣ７を内蔵するハウジング３に磁石６を内蔵するマグネットホルダ２が回転自在に保持され、このマグネットホルダ２に固定されたアーム５の先端に燃料１０の液面１０ａに浮かぶフロート４が保持されている。液面１０ａ位置が変動に対応してフロート４が上下動すると、このフロート４の動きがアーム５を介してマグネットホルダ２に伝達され、マグネットホルダ２がハウジング３に対して回転運動する。マグネットホルダ２がハウジング３に対して回転運動すると、ホールＩＣ７を横切る磁石６の磁束密度が変化してホールＩＣ７からの電気信号レベルが変化し、このホールＩＣ７からの電気信号に基づいて液面１０ａ位置が検出される。このように、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１では、磁石６およびホールＩＣ７が、フロート４位置の変動によるアーム５の回転運動を電気信号に変換する検出手段を構成している。
【００２７】
マグネットホルダ２は、たとえば樹脂材料等から形成されている。マグネットホルダ２には、図２に示すように、フロート４位置の変動によるアーム５の回転運動を電気信号に変換する検出手段としての磁石６が固定されている。磁石６は、たとえばフェライト磁石等からなり、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１においては筒型のものが用いられ、図２に示すように、孔部２ａと同心上に配置されている。さらに、磁石６は、図４に示すように、２極着磁されている。磁石６の磁束Ｍは、図５に示すように分布しており、磁石６の内周側の磁束は孔部２ａの径方向に流れている。また、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１では、磁石６は、マグネットホルダ２を樹脂成形する際に、マグネットホルダ２内に一体的にインサート成形されている。マグネットホルダ２は、後述するハウジング３に回動可能に保持されている。これにより、マグネットホルダ２がハウジング３に対して回転運動すると、磁石６も、マグネットホルダ２と一体的に回転する。マグネットホルダ２は、図２に示すように、後述するハウジング３の軸部３ａに回動可能に嵌合する孔部２ａを備えている。マグネットホルダ２には、図２に示すように、アーム５を保持するための固定孔２ｂ、係止部２ｃが設けられている。係止部２ｃは、図１および図２に示すように、マグネットホルダ２のハウジング３と反対側の端面上に２個配置されている。２個の係止部２ｃは、図１に示すように、マグネットホルダ２の回転軸である中心軸Ｃを挟んで配置されている。２個の固定部２ｄは、アーム５のハウジング保持部５ａが係止部２ｃに保持固定されると、ハウジング保持部５ａの中心軸がマグネットホルダ２の中心軸Ｃと交差するように配置されている。
【００２８】
ハウジング３は、樹脂材質から形成されている。ハウジング３は、図２に示すように、軸部３ａを備え、この軸部３ａの外周にマグネットホルダ２の孔部２ａが嵌合することにより、マグネットホルダ２を回動自在に保持している。軸部３ａは、マグネットホルダ２の孔部２ａと軸部３ａとが嵌合した状態で、図２に示すように、孔部２ａから突き出しており、この孔部２ａより突き出した部分に、図２に示すように、軸部３ａと同軸上の溝部３ｂが設けられている。この溝部３ｂには、図２に示すように、スナップリング１２が装着されている。このスナップリング１２は、マグネットホルダ２がハウジング３から離れる方向へ移動（図２における左側に向かう方向へ移動）して外れることを阻止している。ハウジング３は、図１に示すように、マグネットホルダ２の回転角度範囲を規制するための一対のストッパ３ｃを備えている。
【００２９】
ハウジング３の軸部３ａ内には、図２に示すように、フロート４位置の変動によるアーム５の回転運動を電気信号に変換する検出手段である磁気検出素子としてのホールＩＣ７が内蔵されている。ホールＩＣ７は、ハウジング３を樹脂成型時にインサート成型することにより軸部３ａ内に保持固定される。ホールＩＣ７は、図２に示すように、磁石６の内側、且つ軸部３ａの軸方向において磁石６との重なり長さができるだけ長くなるように配置されている。これにより、ホールＩＣ７と交差する磁石６の磁束Ｍ量を多くして、ホールＩＣ７の出力電圧を高めて、液面１０ａ検出精度を高めることができる。ホールＩＣ７は、図２に示すように、電極であるリード７ａを備えている。本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１に用いられるホールＩＣ７は、図３に示すように、リード７ａを３個備えている。ホールＩＣ７の３個のリード７ａは、図３に示すように、それぞれターミナル８に電気的に接続されている。ターミナル８は、導電性材料、たとえば銅系金属から形成されている。両者は、かしめ、あるいはヒュージング等によって接続固定されている。各ターミナル８のリード７ａと接続される反対側の端部はハウジング３の外へ突き出して、ハウジング３とともにコネクタ部３ｄを形成している。外部の電気配線がコネクタ部３ｄに接合されると、ホールＩＣ７は、ターミナル８を介して外部の電気回路（図示せず）に接続される。
【００３０】
ここで、ホールＩＣ７の作動について簡単に説明する。
【００３１】
ホールＩＣ７は、半導体からなり、ホールＩＣ７に電圧が印加された状態で外部から磁界が加えられると、ホールＩＣ７を通過する磁束密度に比例したホール電圧を発生する。つまり、ホールＩＣ７と磁束Ｍが直交するときにホールＩＣ７を通過する磁束密度が最大となりホール電圧が最高となる。そして、ホールＩＣ７と磁束Ｍが平行となるときにホールＩＣ７を通過する磁束密度が最小となりホール電圧が最低となる。
【００３２】
本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１では、液面１０ａの変動によりマグネットホルダ２が回転すると、ホールＩＣ７と磁石６の磁束Ｍとの交差角度が変化し、それにともなって、ホールＩＣ７の出力電圧であるホール電圧が変化する。したがって、このホール電圧を検出することにより、マグネットホルダ２の回転角度、すなわち液面１０ａ位置を測定することができる。
【００３３】
ホールＩＣ７は、図３に示すように、各リード７ａにターミナル８が導通接合された状態で、ハウジング３内にインサート成型されている。
【００３４】
アーム５は、金属材料、たとえばステンレス鋼の丸棒から形成されている。アーム５の一端側には、図１に示すように、後述するフロート４が固定されるとともに、アーム５の他端側は、マグネットホルダ２に固定されている。アーム５は、図１に示すように、ハウジング３に保持される、詳しくは、マグネットホルダ２に固定されることによりハウジング３に保持されるハウジング保持部５ａと、フロート４を保持しているフロート保持部５ｂと、ハウジング保持部５ａおよびフロート保持部５ｂをつなぐ腕部５ｃから構成されている。
【００３５】
アーム５のハウジング保持部５ａは、図２に示すように、略Ｌ字状に形成され、Ｌ字状の先端側一辺が第１保持部５ａ１、Ｌ字状の他方の一辺が第２保持部５ａ２となっている。第１保持部５ａ１は、マグネットホルダ２の回転軸、つまり後述する孔部２ａの中心軸と平行に形成され、図２に示すように、マグネットホルダ２の固定孔２ｂに嵌合している。一方、第２保持部５ａ２は、図２に示すように、マグネットホルダ２の係止部２ｃに係止されている。詳しくは、アーム５が係止部２ｃに係止されると、図４に示すように、係止部２ｃはその内径寸法がアーム５によりＤ２からＤ１へ拡大されて弾性変形し、この弾性力によりアーム５が保持される。また、マグネットホルダ２が回転すると、第１保持部５ａ１は前述のハウジング３に形成された一対のストッパ３ｃに、図１に示すように当接する。すなわち、マグネットホルダ２は、第１保持部５ａ１が一方のストッパ３ｃに当接している位置から、第１保持部５ａ１が他方のストッパ３ｃに当接するまでの角度範囲内で回転することができる。このように、一対のストッパ３ｃは、マグネットホルダ２の回転可能角度を規制している。
【００３６】
アーム５のフロート保持部５ｂは、図２に示すように、腕部５ｃとほぼ直角を成すように設けられている。フロート保持部５ｂは、フロート４の貫通孔と嵌合することにより、フロート４を保持している。フロート保持部５ｂの先端には、フロート４のフロート保持部５ｂの軸方向移動を規制する規制部材であるリテーナ９が固定されている。リテーナ９は、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１では、金属製の平ワッシャからなり、これをアーム５に圧入固定している。リテーナ９と反対側の規制部材としては、アーム５の腕部５ｃがその役割を果たしている。
【００３７】
フロート４は、たとえば樹脂材料等から形成されている。フロート４は、液体である燃料１０に浮かぶように設定されている。詳しくは、燃料レベルゲージ１の完成状態において、燃料レベルゲージ１が燃料１０中に浸漬されているときでも常に液面１０ａに浮かぶように設定されている。液面１０ａ位置が上下方向に変動するとフロート４の位置も同時に変動する。フロート４が液面１０ａに追随して上下に動くと、この動きはアーム５を介してマグネットホルダ２に伝達されてマグネットホルダ２がハウジング３に対して回転する。すなわち、アーム５は、液面１０ａの上下動によるフロート４の上下動をマグネットホルダ２の回転運動に変換する機能を果たしている。
【００３８】
フロート４は、図２に示すように、その形状がアーム５のフロート保持部５ｂと同軸上の紡錘形に形成されている。すなわち、フロート４の直径寸法がフロート４の軸方向の中央部において最大となり、両端側へ向かうに連れて徐々に小さくなるように形成されている。
【００３９】
次に、上述したように構成された本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１の作用効果、すなわちフロート形状を紡錘形としたことによる作用効果について説明する。
【００４０】
自動車走行時の振動を受けて燃料タンク１１が振動すると、燃料１０の液面１０ａが揺動して波が発生する。フロート４は常に液面１０ａに浮かんでいるので、この波が、フロート４に衝突することがある。
【００４１】
ここで、フロート４の軸方向から波Ｗが衝突する場合を考える。先ず、従来の液面検出装置においてはフロート４４は円筒形に形成されている。フロート４４の端面４４ａは、図６（ａ）に示すように、波Ｗの進行方向に対して直交しているので、波Ｗがフロート４４の端面４４ａに衝突したときに生じる衝撃力Ｆが大きい。この衝撃力Ｆが、アーム５の腕部５ｃを経てハウジング保持部５ａへ伝達され、さらに、ハウジング保持部５ａとマグネットホルダ２との結合部、あるいはマグネットホルダ２とハウジング３との結合部へ伝達され、これらの結合部が損傷する、あるいはアーム５が変形する等の不具合が生じる可能性がある。これに対して、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１では、波Ｗがフロート４に衝突すると、フロート４が紡錘形に形成されているため波Ｗ、すなわち燃料１０は、図６（ｂ）に示すように、フロート４の表面に沿って滑らかに流れ、波Ｗがフロート４に及ぼす衝撃力Ｆは、図６（ａ）に示す従来の液面検出装置の場合に比べると大幅に減少する。これにより、アーム５の腕部５ｃを経て、ハウジング保持部５ａとマグネットホルダ２との結合部、あるいはマグネットホルダ２とハウジング３との結合部へ伝達される衝撃力を小さくすることができる。したがって、燃料１０の揺動によって生じた波Ｗがフロート４に衝突したときの衝撃力により、ハウジング保持部５ａとマグネットホルダ２との結合部やマグネットホルダ２とハウジング３との結合部が損傷する、あるいはアーム５が変形する等の不具合の発生を抑制することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による燃料レベルゲージ１は、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１に対して、フロート４のアーム５への取り付け構造を変更したものであり、フロート４のアーム５への取り付け部分の構成を除いた他の部分は、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１と同一である。以下に、フロート４のアーム５への取り付け構造について説明する。
【００４３】
本発明の第２実施形態による燃料レベルゲージ１では、図７に示すように、フロート４の軸方向において、フロート４とリテーナ９の間、およびフロート４とアーム５の腕部５ｃとの間に、弾性部材であるコイルスプリング１３ａ、１３ｂを介在させている。
【００４４】
フロート４に波Ｗが衝突し、フロート４に衝撃力が作用したときのフロート４の動きを考える。波Ｗから受けた衝撃力によりフロート４はフロート保持部５ｂの軸方向に移動する。このとき、フロート４は、コイルスプリング１３ｂを押し縮めながら、図７の右方へ移動する。これにより、フロート４に生じた衝撃力Ｆのアーム５への伝達状態は、従来の液面検出装置のように衝撃的なものとはならず、漸進的に増加しつつ伝達されることになり、アーム５に伝達される衝撃力が緩和される。したがって、本発明の第２実施形態による燃料レベルゲージ１によっても、燃料１０の揺動によって生じた波Ｗがフロート４に衝突したときの衝撃力により、ハウジング保持部５ａとマグネットホルダ２との結合部やマグネットホルダ２とハウジング３との結合部が損傷する、あるいはアーム５が変形する等の不具合の発生を抑制することができる。
【００４５】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による燃料レベルゲージ１は、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１に対して、アーム５の構造を変更したものであり、アーム５の構成を除いた他の部分は、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１と同一である。以下に、アーム５の構造について説明する。
【００４６】
本発明の第３実施形態による燃料レベルゲージ１では、図８に示すように、アーム５のフロート保持部５ｂと腕部５ｃとの間に、アーム５よりも弾性係数が小さい緩衝部材であるコイルスプリング１４を配置している。コイルスプリング１４は、密着巻きばねから形成され、その両端部にフロート保持部５ｂおよび腕部５ｃがそれぞれ嵌合固定されている。すなわち、本発明の第３実施形態による燃料レベルゲージ１では、アーム５は、フロート保持部５ｂは腕部５ｃから途切れて別部品として形成され、両者はコイルスプリング１４を介して連結されている。コイルスプリング１４の両端部はフロート保持部５ｂおよび腕部５ｃと嵌合しているが、それらの中間部はコイルスプリング１４のみである。
【００４７】
フロート４に波Ｗが衝突し、フロート４に衝撃力が作用すると、コイルスプリング１４は、弾性変形しつつ、図９のように曲る。この弾性変形により衝撃力が消費されるので、コイルスプリング１４から腕部５ｃへ伝達される力が緩和される。したがって、本発明の第３実施形態による燃料レベルゲージ１によっても、燃料１０の揺動によって生じた波Ｗがフロート４に衝突したときの衝撃力により、ハウジング保持部５ａとマグネットホルダ２との結合部やマグネットホルダ２とハウジング３との結合部が損傷する、あるいはアーム５が変形する等の不具合の発生を抑制することができる。
【００４８】
液面１０ａの揺動が小さく波Ｗが小さい、つまり波の高さが低い場合は、フロート４が波Ｗから受ける力も小さく、コイルスプリング１４はほとんど弾性変形せず、アーム５は一本の剛体として機能する。すなわち、コイルスプリング１４は、波が大きいときには衝撃力を緩和するように作用し、波が小さいときにはほとんど変形しないように設定されている。
【００４９】
なお、本発明の第３実施形態による燃料レベルゲージ１では、コイルスプリング１４をアーム５のフロート保持部５ｂと腕部５ｃとの間に配置しているが、アーム５の腕部５ｃの途中に配置してもよい。すなわち、腕部５ｃを途中で切断して、切断部分をコイルスプリング１４で連結するようにしてもよい。この場合も、本発明の第３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１０の揺動によって生じた波Ｗがフロート４に衝突したときの衝撃力を緩和して、ハウジング保持部５ａとマグネットホルダ２との結合部やマグネットホルダ２とハウジング３との結合部が損傷する、あるいはアーム５が変形する等の不具合の発生を抑制することができる。
【００５０】
また、フロート４の形状を、リテーナ９と接触する部分の平面面積を最小限度に抑えた大きな面取りを有する形状、あるいは回転楕円体状としてもよい。さらに、回転楕円体状あるいは紡錘形状のフロート４の最大直径部にアーム保持部５ｂの軸方向に伸びる円筒部を設けても、燃料１０の揺動によって生じた波Ｗがフロート４に衝突したときの衝撃力により、ハウジング保持部５ａとマグネットホルダ２との結合部やマグネットホルダ２とハウジング３との結合部が損傷する、あるいはアーム５が変形する等の不具合の発生を抑制することができる。
【００５１】
以上説明した、本発明の第１〜第３実施形態およびその変形例においては、フロート４位置の変動によるアーム５の回転運動を電気信号に変換する検出手段として磁石６および磁気検出素子であるホールＩＣ７を用いているが、ホールＩＣに替えて他の種類の磁気検出素子検出素子、たとえばＭＲＥ素子（磁気抵抗素子）等を用いてもよい。
【００５２】
また、以上説明した、本発明の第１〜第３実施形態およびその変形例においては、フロート４位置の変動によるアーム５の回転運動を電気信号に変換する検出手段として、磁石および磁気検出素子を用いているが、他の種類の検出手段、たとえば、抵抗素子および接触子を用いてもよい。すなわち、ハウジング３内に抵抗素子を配置し、導電性金属から成る接触子をアーム５の回転に同期して回転させ、この接触子が抵抗素子上を導通しつつ摺動する構成としてもよい。この場合、フロート４位置の変動によるアーム５の回転運動は、抵抗そしの一端と接触子との間の電気抵抗の変化として検出される。
【００５３】
また、以上説明した本発明の各実施形態においては、液面検出装置を自動車用の燃料レベルゲージ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レベルゲージ１に限る必要はない。自動車に搭載される他の液体、たとえばブレーキフルード、エンジン冷却水等の容器内の液面検出用に適用してもよい。さらに、自動車用に限らず、各種民生用機器が備える液体容器内の液面検出用に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１の正面図である。
【図２】図２中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１中のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１における、磁石６の着磁状態、磁束分布を説明する模式図である。
【図６】（ａ）は、従来の液面検出装置のフロート４４に波Ｗが衝突したときの様子を、（ｂ）は、本発明の第１実施形態による燃料レベルゲージ１のフロート４に波Ｗが衝突したときの様子を、それぞれ説明する模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態による燃料レベルゲージ１における、フロート４取り付け部の外観図である。
【図８】本発明の第３実施形態による燃料レベルゲージ１における、フロート４取り付け部の外観図である。
【図９】本発明の第３実施形態による燃料レベルゲージ１において、フロート４に波が衝突したときの状況を説明する外観図である。
【符号の説明】
【００５５】
１    燃料レベルゲージ（液面検出装置）
２    マグネットホルダ
２ａ    孔部
２ｂ    固定孔
２ｃ    係止部
３    ハウジング
３ａ    軸部
３ｂ    溝部
３ｃ    ストッパ
３ｄ    コネクタ部
４    フロート
５    アーム
５ａ    ハウジング保持部
５ａ１    第１保持部
５ａ２    第２保持部
５ｂ    フロート保持部
５ｃ    腕部
６    磁石（検出手段）
７    ホール素子（検出手段、磁気検出素子）
７ａ    リード
８    ターミナル
９    リテーナ（規制部材）
１０    燃料（液体）
１０ａ    液面
１１    燃料タンク
１２    スナップリング
１３    コイルスプリング
１４    コイルスプリング
Ｃ    中心軸
Ｄ１、Ｄ２    直径寸法
Ｆ    衝撃力
Ｍ    磁束
Ｗ    波
【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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【図８】
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【図９】
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