(57)【要約】【課題】  タンクの内部空間内に配置され、該タンク内の液体のレベルに応答すると共に、駆動部材を備える検出手段と、前記タンクの内部空間外に配置され、被駆動部材を備える信号伝達手段と、隔壁とを備える流体レベル送信装置。該隔壁は、前記信号伝達手段から前記検出手段を分離するように該両手段の間に配置される。前記駆動部材は力を供給し、前記被駆動部材は、前記信号伝達手段が前記タンク内の液体の量を表示することができるように、該駆動部材から供給される力に応答する。
2012532332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクの内部空間内に配置され、該タンク内の液体のレベルの変化に応答すると共に、駆動部材を備える検出手段と、
前記タンクの内部空間外に配置され、被駆動部材を備える信号伝達手段と、
前記信号伝達手段から前記検出手段を分離するように、該両手段の間に配置される隔壁とを備え、
前記駆動部材は力を付加し、前記被駆動部材は、前記信号伝達手段が前記タンク内の液体の量を表示することができるように、該駆動部材から付加される力に応答することを特徴とする流体レベル送信装置。
【請求項２】
前記駆動部材は磁石を備え、前記駆動部材によって付加される力は磁力であることを特徴とする請求項１に記載の流体レベル送信装置。
【請求項３】
前記駆動部材は、前記タンク内の液体レベルが変化する際に回転し、前記被駆動部材は、該駆動部材の回転に応答することを特徴とする請求項２に記載の流体レベル送信装置。
【請求項４】
前記被駆動部材は、前記駆動部材と磁気的に結合されることを特徴とする請求項２に記載の流体レベル送信装置。
【請求項５】
前記隔壁は、前記タンクに結合されるように適用されると共に、その上で前記検出手段と前記信号伝達手段とを支持する取付フランジであることを特徴とする請求項１に記載の流体レベル送信装置。
【請求項６】
前記隔壁は、前記タンクの壁の一部であることを特徴とする請求項１に記載の流体レベル送信装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記タンク内の流体レベルの変化に応答する浮きを備えることを特徴とする請求項１に記載の流体レベル送信装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記浮きと前記駆動部材とが連結されるフロートアームを備え、前記タンク内の流体レベルの変化に従って前記浮きが垂直に移動する際に、該フロートアームと駆動部材は、軸線周りに回転することを特徴とする請求項７に記載の流体レベル送信装置。
【請求項９】
前記フロートアームが回転する軸線は、前記駆動部材が連結される前記フロートアームの一部に平行であることを特徴とする請求項８に記載の流体レベル送信装置。
【請求項１０】
さらに支持部材を備え、前記フロートアームは、該支持部材との関連で回転可能なように該支持部材と連結されることを特徴とする請求項８に記載の流体レベル送信装置。
【請求項１１】
前記信号伝達手段は、前記被駆動部材に結合されると共に、前記被駆動部材の移動に応答する信号生成手段と、前記流体タンクの液体レベルを表示するための信号を提供する信号出力手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の流体レベル送信装置。
【請求項１２】
前記信号生成手段は、前記被駆動部材の位置を示す機能として、回路内に変動抵抗を有する可変抵抗素子を備えることを特徴とする請求項１１に記載の流体レベル送信装置。
【請求項１３】
前記可変抵抗素子は、前記被駆動部材と共に移動するために該被駆動部材と連結される接点と、該接点と係合する抵抗配列とを備えることを特徴とする請求項１２に記載の流体レベル送信装置。
【請求項１４】
前記被駆動部材は、前記駆動部材の磁力に応答するセンサであることを特徴とする請求項２に記載の流体レベル送信装置。
【請求項１５】
流体を受け入れる内部空間を形成する壁を有する流体タンクと、
タンクの内部空間内に配置されると共に、該タンク内の液体のレベルに応答し、駆動部材を有する検出手段と、前記タンクの内部空間外に配置される信号伝達手段と、前記信号伝達手段から前記検出手段を分離するように、該両手段の間に配置される隔壁とを有する流体レベル送信装置とを備え、
前記検出手段は、前記タンクの内部空間の外から検出可能な力を供給する駆動部材を有し、前記信号伝達手段は、前記タンク内の液体の量を表示することができるように、前記駆動部材から供給される力に応答する被駆動部材を有することを特徴とする流体タンク組立体。
【請求項１６】
前記隔壁は、前記内部空間を形成する壁の一部であることを特徴とする請求項１５に記載の流体タンク組立体。
【請求項１７】
前記隔壁は、前記流体タンクの壁から分離された構造体であって、該液体タンクの壁に接続されることを特徴とする請求項１５に記載の流体タンク組立体。
【請求項１８】
前記駆動部材は磁石を備え、前記駆動部材によって供給される力は磁力であることを特徴とする請求項１５に記載の流体レベル送信装置。
【請求項１９】
前記駆動部材は、前記タンク内の液体レベルが変化する際に回転し、前記被駆動部材は、該駆動部材の回転に応答することを特徴とする請求項１８に記載の流体レベル送信装置。
【請求項２０】
前記検出手段は、前記タンク内の流体レベルの変化に応答する浮きと、該浮きと前記駆動部材が連結されるフロートアームとを備え、該フロートアームと駆動部材は、前記タンク内の流体レベルの変化によって前記浮きが移動する際に、軸線周りに回転することを特徴とする請求項１５に記載の流体レベル送信装置。
【請求項２１】
前記信号伝達手段は、前記被駆動部材に連結されると共に、前記被駆動部材の移動に応答する信号生成手段と、前記タンクの流体レベルを表示するための信号を提供する信号出力手段とを備えることを特徴とする請求項１５に記載の流体レベル送信装置。
【請求項２２】
前記信号生成手段は、前記駆動部材の位置を示す機能として、回路内における変動抵抗を有する可変抵抗素子を備えることを特徴とする請求項２１に記載の流体レベル送信装置。
【請求項２３】
前記可変抵抗素子は、前記被駆動部材と共に移動するために該被駆動部材と連結される接点と、該接点と係合する抵抗配列とを備えることを特徴とする請求項２２に記載の流体レベル送信装置。
【請求項２４】
前記被駆動部材は、前記駆動部材の磁力に応答するセンサであることを特徴とする請求項１８に記載の流体レベル送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本公開は、一般的には、流体タンクと、流体タンク内の流体レベルを監視する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用燃料タンクは、典型的には、燃料レベル送信装置とも呼ばれることがある、燃料タンク内の燃料レベルを監視する装置を備える。この燃料レベル送信装置は、燃料ポンプを含むモジュールの一部として、その後閉じられてシールされなければならないタンク内の穴を介して、燃料タンク内に取り付けられることがある。燃料レベル送信装置は、典型的には、浮きと、プリントレジスタカードとの関連で前記浮きによって駆動されるワイパーを備え、浮きの位置、すなわちタンク内の流体のレベルを表示するための可変抵抗信号を提供する。燃料レベル送信装置にアクセスするためには、シールを破壊し、前記穴を介してタンクから組立体全体を取り除かなければならない。たとえ燃料レベル送信装置の一部のみ、例えば前記ワイパーやレジスタカードを修理したり、交換する必要がある場合でも同じことが言える。さらに、燃料レベル送信装置の構成要素がタンク内の燃料や他の液体と接触すると、腐食したり、汚染されたりする可能性もある。
【０００３】
要約
流体レベル送信装置は、タンクの内部空間内に配置され、このタンク内の液体のレベルの変化に応答すると共に、駆動部材を備える検出手段と、タンクの内部空間外に配置され、被駆動部材を備える信号伝達手段と、隔壁とで構成することができる。この隔壁は、検出手段と信号伝達手段との間に、信号伝達手段から検出手段を分離するように配置することができる。駆動部材は力を付加し、被駆動部材は、駆動部材から付加される力に応答し、信号伝達手段が前記タンク内の液体の量を表示することができるようにする。
【０００４】
流体タンク組立体は、流体を受け入れる内部空間を形成する壁を備える流体タンクと、流体レベル送信装置とで構成することができる。この流体レベル送信装置は、タンクの内部空間内に配置され、このタンク内の液体のレベルの変化に応答すると共に、駆動部材を備える検出手段と、タンクの内部空間外に配置され、被駆動部材を備える信号伝達手段と、信号伝達手段と検出手段との間に、信号伝達手段から検出手段を分離するように配置される隔壁とで構成することができる。この検出手段は、タンクの内部空間の外側から検出することのできる力を付与する駆動部材を備え、信号伝達手段は、前記タンク内の液体の量を表示することができるように、駆動部材から付与される力に応答する被駆動部材を備えることができる。
【０００５】
以下の好適な実施の形態及び最適な様態の詳細な説明は、以下の添付図面を参照しながら行われる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】流体タンクに取り付けられた典型的な流体レベル送信装置を実装した流体タンクの一部を示す破断断面斜視図である。
【図２】図１に示す流体レベル送信装置を示す斜視図である。
【図３】図２に示す円形領域３内の流体レベル送信装置の一部を示す拡大破断図である。
【図４】燃料タンク壁の一部を示す拡大破断断面図である。
【図５】流体タンクに取り付けられた代替の流体レベル送信装置を備えた流体タンクの一部を示す破断断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図面についてより詳細に説明すると、図１は、燃料システム内の液体燃料の供給を維持するために用いられる燃料タンク等の流体タンク１０と、このタンクと共に用いられるセンサ、すなわち流体レベル送信装置１２とを示す。このような燃料システムは、例えば、エンジンの内部に燃料を供給する自動車等に用いることができる。流体レベル送信装置１２は、タンク１０内の流体（燃料）レベルを監視したり、このレベルを表示するための信号を提供するために用いることができる。当然、タンク１０と流体レベル送信装置１２は、燃料以外の流体や、車両用燃料システム以外の用途に用いることができる。
【０００８】
燃料タンク１０には、流体を貯留する内部空間１６を形成する１つ又は２つ以上の壁１４を設けることができる。この燃料タンク壁１４は、任意の好適な金属又は非金属材料で形成することができる。一例として、この燃料タンク１０を、いわゆる多層燃料タンクとして、複数のポリマー材料の層で形成することができる。図４に示すように、種々の層は、ＨＤＰＥ等からなる内側及び外側層１７、１８を形成する１つ又は２つ以上の構造層と、１つ又は２つ以上の粘着層２０と、流体タンク１０内に貯留される流体に関係する炭化水素や、他の蒸気又は液体のタンク壁への浸透に対して所望の抵抗を有する１つ又は２つ以上の障壁層２２とで構成することができる。障壁層材料は、例えば、ナイロンやＥＶＯＨ（エチレンビニルアルコール）とすることができるが、他の材料を用いることもできる。これらに代えて、タンク１０を単一の材料で形成することもでき、上記具体的に示された材料にさらに別の材料を付加したり、上記具体的に示された材料とは異なる材料を用いることもできる。
【０００９】
一実施例として、流体レベル送信装置１２は、検出手段２４と、信号伝達手段２６と、取付フランジ２８とで構成することができる。取付フランジ２８は、燃料タンク壁１４を介して燃料タンク１０の開口３０をシールすることができ、これによって、開口３０を閉じると共に、燃料レベル送信装置１２をタンクに取り付ける。この取付フランジ２８は、燃料タンク１０と同一の材料や、又はその他の任意の好適な材料から形成することができる。支持部材３１は、取付フランジ２８から燃料タンク１０の内部空間１６まで延設される。検出手段２４は、タンク１０の内部空間１６内に配置することができる。信号伝達手段２６は、検出手段２４に電気的に接続され、燃料タンク１０の内部空間１６から分離された外側に配置することができる。このようにして、信号伝達手段２６は、タンク１０内の液体と接触しないように分離して配置することができ、取付フランジ２８が検出手段２４と信号伝達手段２６との間の隔壁の役目を果たす。
【００１０】
一実施例において、検出手段２４は、フロート３２と、フロート３２に結合されるフロートアーム３４と、フロートアーム３４に結合される駆動部材３６とを備える。フロート３２は、タンク１０内に貯留される流体の表面に浮上するために適用された任意の好適な材料で形成することができる。フロートアーム３４は、タンク１０内の液体に接触するために使用される任意の好適な材料からなる棒である。フロートアーム３４は、取付フランジ２８又は燃料タンク１０によって支持される支持部材３１に保持される。フロートアーム３４を、支持部材に対してフロートアーム３４の回転を許容するような様態で支持部材３１に留めることができる。一つの態様として、支持部材３１には、外側に延設されるタブ３８を設けることができ、フロートアーム３４は、スナップフィット式にしたり、下方に配置したり、もしくはタブ３８によって保持されるように構成することができる。タブ３８を異なる方向に又は異なる角度で配置することで、より確実にフロートアーム３４を保持することができると共に、フロートアーム３４が予期せずに支持部材３１から脱落することを防止することができる。タンク１０内の液体の表面レベルの変化に応じたフロート３２の移動を許容するため、フロートアーム３４を湾曲するように形成することができる。それに応じて、フロート３２がタンク１０内の液体の表面レベルの変化に応答して上昇したり下降した際、フロートアーム３４は、支持部材３１に結合されるフロートアーム３４の軸線４０周りに、支持部材３１と相対的に回転する。
【００１１】
駆動部材３６は、フロートアーム３４と共に回転するためにフロートアーム３４に結合される。駆動部材３６は、検出手段２４と信号伝達手段２６との間に配置される隔壁４２を介して検出可能な力又はその他の出力を提供する。少なくともいくつかの実施例では、隔壁４２（以下に説明するように、タンク壁の一部とすることができる）は、最大で全体的な厚さを約５ｍｍに形成することができ、いくつかの実施例において、この隔壁は、全体的な厚さを約２ｍｍ以上４ｍｍ以下に形成することができる。例えば、流体レベル送信装置がそれを横切って又はそれを通して動作する壁は、ポリアミド又はナイロン６／６、又は、例えばオーステナイト又はステンレス鋼を含むニッケルのような十分な非磁性又は十分な透磁性を有するステンレス鋼のような金属からなる好適なポリマー材料で構成することができる。
【００１２】
一実施例として、駆動部材３６は、支持部材３１又はフロートアーム３４によって支持されると共に、フロートアーム３４と共に回転可能な少なくとも１つの磁石４４を備える。この磁石４４を、フロートアーム３４に結合されたハウジング４６内に受け入れることができ、この磁石４４を、フロートアーム３４上に成形したり、プレス加工したり、又は他の方法でフロートアームに結合することができる。磁石４４は、フロート３２の移動によってフロートアーム３４と磁石４４が回転した際に回転する磁場を提供する。駆動部材３６は、ステンレス鋼ハウジング内に支持されたり、硫化フェノール樹脂や硫化ポニフェニレン樹脂（ＰＰＳ）により外側が被覆された１つ又はそれ以上のレアアース磁石によって組み立てたり、構成することができる。磁石４４は、例えば、ネオジム、鉄及びボロン（Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）で構成することができる。他の例としては、駆動部材３６として、マサチューセッツ州、オックスフォードのマグネティックテクノロジー社製のものを商業的に利用することができる。典型的な結合は、アルミニウムハウジングと、２つ以上の磁石とからなると共に、０．２Ｎｍの滑りトルクを有するＭＴＤ−０．２ＡＳＳＹである。このハウジング４６及び磁石４４は、フロート３２の位置又はレベルが変化した際に、フロートアーム３４と共に回転する。
【００１３】
信号伝達手段２６は、隔壁４２（例えば、フランジ２８）の検出手段２４と対向する側に配置することができ、そのため、所望すれば、信号伝達手段２６を、タンク１０の内部空間１６から離れた外側に位置させることができる。図２及び図３に示すように、信号伝達手段２６は、被駆動部材５０と、信号生成手段５２と、信号出力部５４とで構成することができる。これらの構成要素を、フランジ２８によって支持されるか、少なくとも一部をフランジ２８によって形成されるか、又はフランジ２８と一体に形成されるハウジング５６内に配置することができる。図１に示す一実施例において、フランジ２８は、被駆動部材５０、信号生成手段５２及び信号出力部５４を受け入れるためのキャビティ又はレセプタクル６０を形成する壁５８を備える。カバー６２は、レセプタクル６０を取り囲むと共に、信号伝達手段の構成要素を保護するため、フランジ２８又はその壁５８と連結される。
【００１４】
被駆動部材５０には、磁石６４、又は隔壁を介して駆動部材３６と交信する磁気的に応答可能な部材を設けることができ、これは、取付フランジ２８の一部としてここでは示される。従って、一実施例として、被駆動部材５０は、駆動部材３６の回転と共に回転する。もちろん、被駆動部材５０は、駆動部材３６の運動に応答して回転以外の運動を行うように駆動されてもよいし、回転に加えてさらに別の運動を伴うように駆動されてもよい。磁石６４を、レセプタクル６０内で回転するために支持される本体６６によって支持することができる。本体６６には、被駆動部材５０の回転軸７０に対して略々外側に又は放射状に延設されるアーム６８を設けることができる。このアーム６８は、カード７６上の１つ又は２つ以上の抵抗アレイ７４と相対的に移動するように適用された１つ又は２つ以上の接点７２を備えように構成することがきる。抵抗アレイ７４に対する接点７２の位置は、回路内において検出される抵抗の機能として、タンク１０内の流体レベルの決定を可能にするため、回路内に可変抵抗を提供することができる。この抵抗カード７６は、米国特許第７０９１８１９号公報に記載されているような好ましい態様のものであれば、その構成及び設計は問わない。抵抗信号は、アーム６８及び接点７２の位置を示すように機能し、被駆動部材５０の位置を示すように機能し、駆動部材３６の位置を示すように機能し、フロート３２の位置を示すように機能し、タンク１０内の流体レベルの位置を示すように機能する。燃料タンク内の燃料レベルを表示する信号は、カード７６（図３参照）に結合された１つ又は２つ以上の有線、無線通信手段又は他の好適に設計された手段からなる出力５４によって提供される。
【００１５】
上記旋回又は回転するアーム３４及び抵抗カードの設計に代えて、被駆動部材は、例えば、ホール効果センサ、磁気抵抗センサ、リードスイッチ式の装置、又は隔壁２８の外側に取り付けられた際に、隔壁２８に対向する側に配置されたレベルセンサ２４に例えば磁気的に連結可能な他の装置を含む他の好適な構成を有するもの、又は設計されたものとすることができる。このように、被駆動部材５０は、磁場に応答する必要があるが、必ずしも磁場によって移動するものに限定されない。上述のような公知のタイプのセンサは、磁界の強さ（ひいては、磁石の相対近接性）、磁界の方向又は方向性、及び／又は磁界圧力を検出することができる。
【００１６】
駆動及び被駆動部材３６、５０の磁石４４、６４の極は、駆動部材３６の運動に応答する被駆動部材５０の動きを提供するにあたって協働するように配置することができる。言い換えれば、タンク内の流体レベルが変化した際に駆動部材３６が回転するような実施例において、磁石４４、６４は、回転する駆動部材３６の磁場がこれに対応する被駆動部材５０の動き（例えば回転）を引き起こすように配置される。いくつかの実施例においては、被駆動部材５０は磁石６４を含まない。その代わり、被駆動部材５０に、例えば、駆動部材の磁石４４によって提供される磁場の大きさ（又はセンサに対する磁石４４の近接性）を検出するセンサを設けることができる。駆動部材の磁石４４のセンサに対する近接性は、駆動部材３６が回転するよりもむしろ、隔壁及び被駆動部材に向かって移動したり、これらから離れるように移動するような実施例において変更することができる。又は、被駆動部材５０は、例えば、駆動部材３６が回転する際の磁場の回転を検出することによって決定される磁石４４の回転位置に応答可能である。
【００１７】
信号伝達手段２６をタンク１０の外側に離して配置することにより、タンク１０の内部空間１６内に入らなければならない場合でも、信号伝達手段２６にアクセスしたり、この信号伝達手段２６を修理したり、交換することができる。これにより、信号伝達手段２６の修理や、交換に要する時間やコストを大幅に低減することができる。また、信号伝達手段２６を、タンク１０内の液体と接触しないように孤立させることができる。これによって、より安価な材料を信号伝達手段２６に使用することができ、内燃エンジンに用いられる液体燃料やガソリン等の液体によって引き起こされるような信号伝達手段２６の腐食、汚染又はその他の損傷を防止することができる。一態様として、被駆動部材に磁石を設け、駆動部材に、被駆動部材の磁石を引き寄せる強磁性の物質を設けることができる。従って、強磁性駆動部材の運動は、被駆動部材の運動を誘発するか引き起こすこととなる。
【００１８】
図５に最も明瞭に示されるように、信号伝達手段１００は、取付フランジよりもむしろタンク壁１４上に設けることが好ましい。本実施例では、タンク壁１４を貫通する開口を必要とせず、タンク壁１４の一部により、検出手段２４と信号伝達手段２６とを分離する隔壁４２を形成することができる。検出手段２４は、他の構成要素（例えば、ポンプや、タンクに供給される流体が通過する充填用首部）のために設けられる分離開口を介してタンク１０内に設けることができ、又は、タンクの成形中に、後で閉じられる開口であって、タンクが形成される材料内に存在する開口（例えば、タンクを２以上の部品を溶接して構成することができ、又は、タンクを、燃料タンクの最終成形前に構成要素が設けられる開口を最初に備えるパリソンで成形することができる）を介してタンク１０内に設けることができる。また、信号伝達手段２６は、タンク１０によって支持されるか、タンク１０上に形成される容器１０２内、又はその他の方法でタンク１０に設けることができる。
【００１９】
使用の際には、検出手段２４は、タンク１０内の液体レベルに応答し、液体レベルを示す機能として信号伝達手段を駆動する。信号伝達手段２６は、そこで、受信装置や他の装置に対して、無線や有線通信のどちらか好適な一方を介して出力を提供する。受信装置や他の装置は、タンク１０内に残る液体レベルをオペレータやユーザに警告したり報知したりするため、タンク１０内の液体レベルを視認可能に表示したり他の方法で提示することができる。
【００２０】
従って、流体レベル送信装置は、タンクとの関連で、その位置や方向性を広い範囲から選択することができる。信号伝達手段２６、被駆動部材５０及びこれに関連する構成要素は、タンク１０の内部空間にアクセスしたり、タンクのシールを破壊することなく、タンク１０内から取り除くことができる。そして、信号伝達手段２６、被駆動部材５０及び関連する構成要素は、検出手段２４を移動させたり、取り外したり、妨げたりすることなく、修理したり交換することができる。これによって、多くの設計では、信号伝達手段２６やそれに関連する構成要素及び回路等が動作中に最も汚れたり、腐食したり、故障しやすいと共に、これらの構成要素がタンクの外側から容易にアクセスすることができるため、流体レベル送信装置１２の修理や保守が格段に容易になる。
【００２１】
ここに開示した本発明の形態は、現在の好適な実施の形態であって、他の形態でもよい。本発明の可能な均等な形態又は発展形のすべてをここに記載することを意図したものではない。ここで用いられる表現は、限定のためのものではなく、単に記述のために用いたものであり、本発明の思想や領域を逸脱しない範囲内で、種々の変更が可能である。
【図１】
2012532332.tif 000003
【図２】
2012532332.tif 000004
【図３】
2012532332.tif 000005
【図４】
2012532332.tif 000006
【図５】
2012532332.tif 000007
【国際調査報告】
2012532332.tif 000008
2012532332.tif 000009