JP2006208242A - 液面検出装置とその出力調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フロートを備えた液面検出装置の検出範囲のバラツキを低減する。
【解決手段】液面検出装置１０は、貯液槽２０内の液面に浮くフロート１１と、フロート１１に取り付けられ且つフロート１１の上下運動を回転軸Ｚを中心に回転運動に変換するアーム１２と、アーム１２の回転角度を検出する回転角度検出器１５、１６とを備える。回転角度検出器１５、１６は、フロート１１が貯液槽２０の底面２１に当接する位置において下限値と、フロート１１が貯液槽２０の上面２２に当接する位置において上限値の少なくとも一方を出力する。これにより、液面検出装置１０の検出範囲のバラツキを低減できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液面に浮くフロートを備えた液面検出装置とその出力調整方法に関するものである。

液面検出装置は、自動車の燃料タンクに貯蔵される燃料等の液面レベルを監視するために利用される。

例えば、液面検出装置として、フロートと、マグネットを保持するホルダと、これらを連結するアームと、ホルダを回動自在に保持する本体部と、マグネットの磁束と交差するように本体部に内蔵される磁電変換素子とを備えるものが開示されている（特許文献１を参照）。

具体的には、フロートは、測定対象である液体に浮かぶものであり、アームは、フロートの上下運動をホルダの回転運動に変換するものである。磁電変換素子は、交差するマグネットの磁束密度を検出するものであり、この液面検出装置は、これによりホルダの回転角度すなわち液面レベルを検出することができる。また、フロートの可動範囲を、ストッパにより、タンクが満タンの時と空の時にフロートがタンクの内面に当たらない範囲内に抑えている。
特開２００２−２０６９５９号公報

特許文献１では、タンクの寸法バラツキにより、フロートの可動範囲寸法に対するタンクの内寸法及び、それぞれの中心位置が互いにばらつく為、液面検出装置の検出範囲にバラツキが生じる。

具体的には、検出範囲の下限値でのタンク内の残量にバラツキが生じ、検出範囲の上限値でのタンク内の満タンの度合いにバラツキが生ずる。即ち、液面検出装置の検出範囲にバラツキが生じる。

このことは、特許文献１で開示されている液面検出装置に限らず、抵抗式のフロートを有する液面検出装置にも同じことが言える。

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、フロートを備えた液面検出装置の検出範囲のバラツキを低減することを目的とする。

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。

請求項１に記載の液面検出装置は、貯液槽内の液面に浮くフロートと、フロートに取り付けられ且つフロートの上下運動を回転軸を中心に回転運動に変換するアームと、アームの回転角度を検出する回転角度検出器とを備え、回転角度検出器がフロートが貯液槽内の底面に当接する位置において回転角度検出器の下限値と、フロートが貯液槽内の上面に当接する位置において回転角度検出器の上限値の少なくとも一方を出力する構成とする。

この構成では、回転角度検出器が、フロートが貯液槽内の底面に当接する位置において回転角度検出器の下限値と、フロートが貯液槽内の上面に当接する位置において回転角度検出器の上限値の少なくとも一方を出力する。これにより、回転角度検出器の下限値と上限値の少なくとも一方の側で、その検出範囲のバラツキを低減できるため、液面検出装置の検出範囲のバラツキを低減できる。

請求項２に記載の液面検出装置は、下限値と上限値の少なくとも一方を予め定めた固定値となるように調整し且つフロートの上下運動方向の位置に応じた出力特性を調整する出力調整手段を備える構成とする。

この構成では、下限値と上限値の少なくとも一方を予め定めた固定値となるように調整する。これにより、回転角度検出器の下限値と上限値の少なくとも一方の側で、上述の効果に加え、液面検出装置の検出精度を向上できる。

請求項３に記載の液面検出装置は、出力調整手段が回転角度検出器の下限値と上限値とを、それぞれ、第１固定値と第２固定値となるように調整する構成とする。

この構成では、回転角度検出器の下限値と上限値とを、それぞれ、第１固定値と第２固定値となるように調整する。これにより、液面検出装置の検出範囲の全域で、その検出範囲のバラツキを低減でき、その検出精度を向上できる。

請求項４に記載の液面検出装置は、フロートが、フロートの上下運動方向において、フロートが貯液槽の内面へ当接するフロートの外表面に緩衝部材を備える構成とする。

この構成では、緩衝部材を、フロートが貯液槽の内面へ当接するフロートの外表面に配設する。これにより、フロートの上下運動による貯液槽の内面との衝突による衝撃が和らげられ、この衝突による不具合の発生を防止できる。

請求項５に記載の液面検出装置は、回転角度検出器が、アームの回転運動に連動して回転運動するマグネットとマグネットの磁束と交差するように且つ回転運動しないように固定された磁電変換素子とを備え、アームの回転角度が、磁電変換素子により磁電変換素子と交差するマグネットの磁束密度を測定することにより検出される構成とする。

この構成では、回転角度検出器がマグネットと磁電変換素子とを備えるもので、この構成においても、上述の効果を得ることができる。

請求項６に記載の液面検出装置は、回転角度検出器が、アームの回転運動に連動して回転運動し且つ外部に電気的に接続される摺動接点と回転運動しないよう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を備え、摺動接点が、電気抵抗体に押圧接触し且つアームの回動により電気抵抗体上を円弧状に摺動し、アームの回転角度が、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検出される構成とする。

この構成では、回転角度検出器が電気抵抗体と摺動接点とを備えるもので、この構成においても、上述の効果を得ることができる。

請求項７に記載の液面検出装置の出力調整方法は、貯液槽内の液面に浮くフロートとフロートに取り付けられフロートの上下運動を回転軸を中心に回転運動に変換するアームとアームの回転角度を検出する回転角度検出器とを備えた液面検出装置の出力調整方法であって、フロートが貯液槽内の底面に当接する位置において回転角度検出器の下限値とフロートが貯液槽内の上面に当接する位置において回転角度検出器の上限値の少なくとも一方を求めておき、下限値と上限値の少なくとも一方を予め定めた固定値となるように調整し、フロートの上下運動方向の位置に応じた出力特性を調整する方法である。

この方法では、フロートが貯液槽内の底面に当接する位置において回転角度検出器の下限値とフロートが貯液槽内の上面に当接する位置において回転角度検出器の上限値の少なくとも一方を求めておき、下限値と上限値の少なくとも一方を予め定めた固定値となるように調整し、フロートの上下運動方向の位置に応じた出力特性を調整する。これにより、回転角度検出器の下限値と上限値の少なくとも一方の側で、液面検出装置の検出範囲のバラツキを低減でき、その検出精度を向上できる。

以下、本発明による液面検出装置を、自動車に搭載される液面検出装置である燃料レベルゲージ１０に適用した場合を例に図面に基づいて説明する。

（構成）
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レベルゲージ１０の燃料タンク２０内に設置された状態を示す正面図である。図１において、分かり易さのために、アーム１２の一部を破断省略して示す。

図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

図４は、図１に示す燃料レベルゲージ１０が備えるフロート１１の可動範囲の説明図である。図においても、分かり易さのために、アーム１２の一部を破断省略して示す。

図５は、図４中のＶ−Ｖ線断面図である。

図６は、図１に示す燃料レベルゲージ１０が備える回転角度検出器の一部を構成するマグネット１５の磁束分布を説明する模式図である。

図７は、本発明の一実施形態による液面検出装置である燃料レベルゲージ１０の電気回路構成を説明するための回路構成図である。

図１、図２、及び図４において、各図中の矢印が示す上方は、燃料レベルゲージ１０が自動車に取り付けられた状態の上方を示す。

図１および図２において、燃料レベルゲージ１０は、燃料２３の液面２３ａレベルを検出するものであり、模式的に示す貯液槽である燃料タンク２０内に固定される。また、燃料２３の液面２３ａは、低位側の状態を示す。

フロート１１は、樹脂等からなり、燃料２３の液面２３ａに確実に浮かぶように見掛けの比重が設定される。

アーム１２は、たとえば金属棒から形成され、フロート１１とマグネットホルダ１３とを連結する。アーム１２の一方の端部には、図１に示すように、フロート１１が固定され、アーム１２の他方の端部は、マグネットホルダ１３に固定される。液面２３ａのレベルの変動にともないフロート１１が上下方向（図中の矢印が示す上下方向）へ動くと、この動きは、アーム１２によりマグネットホルダ１３に伝達されて、マグネットホルダ１３の回転運動に変換される。

マグネットホルダ１３は、樹脂等からなり、図２に示すように、回転角度検出器の一部を構成するマグネット１５を内蔵するとともに、後述するボディ１４に回動可能に係合する。マグネットホルダ１３は、図１と図２に示すように、ボディ１４に設けられた軸部１４ａに回動可能に嵌合する孔部１３ａと、アーム１２を保持固定するための係止部１３ｂと、貫通孔１３ｃとを有する。

係止部１３ｂは、マグネットホルダ１３のボディ１４と反対側の端面上に２個配置され、図３に示すように形成される。なお、図３は、アーム１２が未装着な状態を示すとともに、アーム１２を一点鎖線により示す。

係止部１３ｂは、その内径寸法Ｄ２がアーム１２の直径寸法Ｄ１より小さく形成され、係止部１３ｂの開口寸法Wがその内径寸法Ｄ２より小さく形成される。２個の係止部１３ｂは、それぞれの中心軸を一致させて配置される。

貫通孔１３ｃは、図１および図２に示すように、マグネットホルダ１３の孔部１３ａと平行に形成される。貫通孔１３ｃの直径寸法は、アーム１２の直径寸法Ｄ２と同等かわずかに小さく形成される。貫通孔１３ｃは、図１に示すように、その中心軸が、両係止部１３ｂの中心軸と交差するように配置される。

マグネットホルダ１３に内蔵されるマグネット１５は、たとえばフェライト磁石等からなり、筒型のものが用いられ、孔部１３ａと同心上に配置される。さらに、マグネット１５は、図６に示すように、その径方向へ着磁されるため、マグネット１５の磁束は、孔部１３ａの径方向に発生する。マグネット１５は、マグネットホルダ１３の樹脂成形時に一体的にインサート成形される。

ボディ１４は、マグネットホルダ１３の回転範囲を規制するためのストッパ１４ｃ，１４ｄを備える。また、マグネットホルダ１３の回転角度を検出する磁電変換素子であるホール素子１６を内蔵するとともに、ホール素子１６を外部と電気的に接続するためのターミナル１７とを備える。

ホール素子１６は回転角度検出器の一部を構成し、図２に示すように、軸部１４ａ内に配置され、軸部１４ａの外周側に、マグネットホルダ１３に固定されるマグネット１５が軸部１４ａと同心上に配置される。このため、ホール素子１６は、図６に示すように、常にマグネット１５の磁束Ｍを受ける。

ホール素子１６は、半導体からなり、ホール素子１６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、ホール素子１６を通過するその磁界の磁束密度に比例したホール電圧を発生する。ホール素子１６通過する磁界の磁束密度は、液面２３ａの変動によりマグネットホルダ１３が回転すると変化するため、ホール素子１６の出力電圧であるホール電圧が変化する。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１３の回転角度、すなわち液面２３ａのレベルを測定することができる。

このホール素子１６とマグネット１５とから回転角度検出器が構成される。

ターミナル１７は、導電性金属から形成され、図２に示すように、その一端が、ホール素子１６のリード１６ａに電気的に接続される。この接続は、たとえば、かしめ、あるいはヒュージング等による。一方、ターミナル１７の他端は、ボディ１４の端部から外方へ突出して、外部のワイヤーハーネス（図示せず）のコネクタ（図示せず）に接続される。

ホール素子１６およびターミナル１７は、互いに電気的に接続後、ボディ１４の樹脂成形時に一体的にインサート成形される。

ボディ１４は、図２に示すように、軸部１４ａを備え、この軸部１４ａによりマグネットホルダ１３を回動自在に保持する。軸部１４ａの先端近傍には、リング状の溝１４ｂが軸部１４ａと同心上に設けられる。軸部１４ａを、マグネットホルダ１３の孔部１３ａへ嵌合させた後、この溝１４ｂに止め輪１４ｅを装着する。これにより、マグネットホルダ１３のボディ１４から離れる方向（図２の矢印が示す左方向）への移動が規制される。

すなわち、マグネットホルダ１３の孔部１３ａにボディ１４の軸部１４ａを挿入して、マグネットホルダ１３をボディ１４に当接させ、続いて、止め輪１４ｅを軸部１４ａの溝１４ｂに装着する。これにより、マグネットホルダ１３は、ボディ１４に対して回動自在に保持される。

アーム１２を貫通孔１３ｃに挿入後、貫通孔１３ｃを中心としてアーム１２を回転させ、アーム１２を係止部１３ｂに図３の矢印が示す左側から押込む。これにより、係止部１３ｂが弾性変形して、アーム１２を保持固定し、これにより、アーム１２がマグネットホルダ１３に対して固定される。

ボディ１４に形成されたストッパ１４ｃ、１４ｄは、図４に示すように、フロート１１の位置が最低位側（図中の実線で示すフロート１１Ｌとアーム１２Ｌ）および最高位側（図中の一点差線で示すフロート１１Ｈとアーム１２Ｈ）のそれぞれに対応して設けられる。各ストッパ１４ｃ，１４ｄは、ボディ１４と一体成形により形成され、アーム１２のフロート１１と反対側の端部、つまり、図５に示すように、アーム１２の貫通孔１３ｃから突き出す部分が当接するように設けられる。

これにより、フロート１１が、図４に示すように、上下動すると、マグネットホルダ１３は角度θだけ回転する。すなわち、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１０におけるマグネットホルダ１３の回転範囲は角度θである。角度θは、フロート１１が最大限で上下動できるように、１８０度に設定されるが、それ以下であってもよい。

図４と図５において、マグネットホルダ１３の回転軸Ｚとフロート１１の最低位の距離をＬ１とし、マグネットホルダ１３の回転軸Ｚとフロート１１の最高位の距離をＬ２とする。

このフロート１１の外周には、図１と図２に示すように、フロ−ト１１が燃料タンク２０の内面１０１に衝突することによる異音の発生等を防止するため、緩衝部材１１ａを装着する。緩衝部材１１ａは、円管状（ホース状）の弾性部材であり、ゴム材料やスポンジ状に形成された樹脂材料等の軽くて柔らかい材料からなる。

また、燃料レベルゲージ１０は、ボディ１４を介して燃料タンク２０に固定される。図１と図２において、燃料タンク２０の内側の底面２１とフロート１１とが当設した時のフロート１１の中心、即ち、タンク底面位置１１Ｅとマグネットホルダ１３の回転軸Ｚとの距離をＬ３とする。

一方、燃料タンク２０の内側の上面２１とフロート１１とが当設した時のフロート１１の中心、即ち、タンク上面位置１１Ｆとマグネットホルダ１３の回転軸Ｚとの距離をＬ４とする。

以上説明した本実施形態による燃料レベルゲージ１０の電気回路構成について、図７に基づいて説明する。

マイクロコンピュータ等から構成された制御装置３２には、常時バッテリ５０から電力が供給され、イグニッションスイッチ４０がその操作ポジション（オフポジション、オンポジション）を検出可能に接続され、燃料レベルゲージ１０がその出力電圧Ｖ１を入力可能に接続される。

即ち、燃料レベルゲージ１０のターミナル１７は、図２において、ボディ１４の端部から外方へ突出して、外部のワイヤーハーネス（図示せず）のコネクタ（図示せず）に接続される。この外部のワイヤーハーネスが、燃料タンク２０の外側のワイヤーハーネス（図示せず）に接続され、燃料タンク２０の外側のワイヤーハーネスが、制御装置３２に接続される。制御装置３２には、燃料計３１が接続される。

制御装置３２は、燃料レベルゲージ１０からの出力電圧Ｖ１を出力電圧Ｖ２に調整する出力調整手段３２ａと、この調整された出力電圧Ｖ２に応じて燃料計３１を駆動する駆動手段３２ｃとを備える。出力調整手段３２ａは、出力電圧Ｖ１を出力電圧Ｖ２に調整するための変換データをマップとして記憶する電気的に書き換え可能な不揮発性メモリもしくはバックアップＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等を含むメモリ３２ｂを内蔵する。

燃料レベルゲージ１０と制御装置３２の出力調整手段３２ａとから液面検出装置が構成され、燃料計３１と制御装置３２とからコンビネーションメータ３０が構成される。

（作動）
次に、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１０の作動について説明する。

図８は、液面２３ａのレベルＬに対する従来技術による燃料レベルゲージが発生する出力電圧Ｖ３の関係を示す特性図である。

図９は、液面２３ａのレベルＬに対する本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１０が発生する出力電圧Ｖ１とその調整出力電圧の関係を示す特性図である。

図１０は、メモリ３２ｂに記憶される出力電圧Ｖ１とＶ２との変換関係を示すデータテーブルの内容を説明するための表である。

イグニッションスイッチ４０がオンされると、制御装置３２は、それを検出して作動を開始し、燃料レベルゲージ１０のホール素子１６に電圧を印加してこれを作動させる。

一方、燃料レベルゲージ１０のフロート１１は、燃料タンク２０内の燃料２３の液面２３ａに浮かび、これに対応して、アーム１２がマグネットホルダ１３をボディ１４に対して所定角度に回転させた状態にしている。このため、ボディ１４のホール素子１６は、図６に示すマグネットホルダ１３のマグネット１５の磁束を、その所定角度（液面２３ａのレベル）に対応した磁束密度分だけ受けて、出力電圧Ｖ１を発生する。

しかし、図１に示す燃料タンク２０の内寸法に対応する寸法Ｌ３、Ｌ４がばらつくため、図４に示すフロート１１の可動範囲寸法Ｌ１、Ｌ２が燃料タンク２０の寸法Ｌ３、Ｌ４に対してばらつく。このため、燃料レベルゲージ１０（ホール素子１６）が発生する出力電圧Ｖ１にバラツキが生じ、この燃料レベルゲージ１０の検出範囲がばらつき検出精度が低下する恐れがある。

従来技術では、フロートが、図１において、燃料タンク２０内側の底面２１と上面２２とに当たらないように、ストッパを形成する。即ち、フロートの可動範囲寸法Ｌ１、Ｌ２を小さく設定し、これにより、図８の特性Ａにおいて、点Ａ１と点Ａ２の間と点Ａ３と点Ａ４の間で、フロートがストッパにより上下動をしないようにする。このため、燃料レベルゲージが発生する出力電圧Ｖ３は、これらの間で、変化しない。つまり、点Ａ２と点Ａ３の間が、この燃料レベルゲージの検出範囲となる。

図８と図９における液面２３ａのレベルＬは、図１におけるマグネットホルダ１３の回転軸Ｚを基準として、上方側を正とし、下方側を負とする。また、燃料タンク２０の内側の底面２１とフロートとが当設する液面２３ａのレベルＬをレベルＥとし、燃料タンク２０の内側の上面２２とフロートとが当設する液面２３ａのレベルＬをレベルＦとする。

図８の特性Ｂは、燃料タンク２０の寸法Ｌ３、Ｌ４のバラツキにより、その検出範囲（点Ｂ２と点Ｂ３の間）とその出力電圧Ｖ３の勾配とで、特性Ａと異なる。その結果、この燃料レベルゲージの出力電圧Ｖ３がバラツキ、この検出範囲がばらつき検出精度が低下する。

具体的には、燃料レベルゲージの検出範囲の下限値であっても、点Ａ２と点Ｂ２とでは、液面２３ａのレベルＬは異なり、燃料タンク２０の残量もばらつく。反対に、燃料レベルゲージの検出範囲の上限値であっても、点Ａ３と点Ｂ３とでは、液面２３ａのレベルＬは異なり、燃料タンク２０の満タンの度合いもばらつく。即ち、燃料レベルゲージの検出範囲がばらつく。

さらに、それらの中間値も異なる。即ち、燃料レベルゲージの検出値もばらつき、その検出精度が低下する。その結果、この燃料レベルゲージの検出範囲がばらつき、その検出精度が低下する。

これに対して、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１０では、フロート１１の可動範囲寸法Ｌ１、Ｌ２を燃料タンク２０の寸法Ｌ３、Ｌ４より大きく設定することにより、フロート１１が燃料タンク２０の底面２１と上面２２と間で上下運動できるようにする。これにより、図９に示すように、液面２３ａのレベルＥからレベルＦの全範囲を燃料レベルゲージ１０の検出範囲とすることができる。

図９の特性Ｄでも、燃料タンク２０の寸法Ｌ３、Ｌ４のバラツキにより、燃料レベルゲージ１０の出力電圧Ｖ１の勾配が、特性Ｃでの勾配と異なる。しかし、その検出範囲（点Ｃ１と点Ｃ２の間、もしくは点Ｄ１と点Ｄ２の間）は、変動しない。

そこで、タンク底面位置１１Ｅ（図１）もしくはタンク上面位置１１Ｆ（図１）に対応した出力レベルを予め定めた固定値に設定し、且つそれらの中間値を関数変換した出力レベルとする出力特性を用いることができる。これにより、制御装置３２の出力調整手段３２ａは、特性Ｃもしくは特性Ｄの場合の出力電圧Ｖ１を、それぞれ、出力電圧Ｖ２（点Ｇ１と点Ｇ２の間）に調整できる。

具体的には、図１０に示すように、制御装置３２の出力調整手段３２ａは、下限値（ＶＣ１）と上限値（ＶＣ２）とを出力調整手段３２ａのメモリ３２ｂに取り込み、メモリ３２ｂの変換データを個々の場合（特性Ｃ）に適合させる。即ち、それらの値を予め定めた固定値に設定すると共に、その中間電圧ＶＣＸ（ＶＣ１〜ＶＣ２）に対応した中間値ＶＧＸを関数変換して求め、データテーブルを作成してメモリ３２ｂに記憶させる。

この適合されたメモリ３２ｂの変換データ（データテーブル）を用いて、出力調整手段３２ａが、出力電圧Ｖ１（点Ｃ１と点Ｃ２の間）を、出力電圧Ｖ２（点Ｇ１と点Ｇ２の間）に調整する。尚、特性Ｄの場合にも上記と同様に出力調整される。

このため、燃料レベルゲージ１０（ホール素子１６）が発生する出力電圧Ｖ１にバラツキが生じても、これを制御装置３２の出力調整手段３２ａが出力電圧Ｖ２（点Ｇ１と点Ｇ２の間）となるように調整する。これにより、出力電圧Ｖ２（点Ｇ１と点Ｇ２の間）にはバラツキがないため、検出範囲と検出値にバラツキが生じることがなく、その結果、燃料レベルゲージ１０と制御装置３２の出力調整手段３２ａとから構成される液面検出装置の検出範囲のバラツキを低減しその検出精度を向上させることができる。

制御装置３２の駆動手段３２ｃは、この出力電圧Ｖ２に基づいて、燃料計３１を駆動するため、燃料計３１は、液面２３ａのレベルＬを精度良く表示することができる。

この制御装置３２の調整は、製品（例えば、当該車両）の出荷時等に、点Ｃ１もしくは点Ｄ１と、点Ｃ２もしくは点Ｄ２とを制御装置３２の出力調整手段３２ａのメモリ３２ｂに取り込むようにする。

なお、フロート１１が燃料タンク２０の底面２１に当接する位置（タンク底面位置１１Ｅ）で、燃料レベルゲージ１０が下限値を出力し、フロート１１がストッパ１４ｄに当接する位置（但し、この位置では、フロート１１は、上面２２には当接しないとする）で、燃料レベルゲージ１０が上限値を出力するようにしてもよい。

その反対に、フロート１１が燃料タンク２０の上面２２に当接する位置（タンク上面位置１１Ｆ）で、燃料レベルゲージ１０が上限値を出力し、フロート１１がストッパ１４ｃに当接する位置（この位置では、フロート１１は、底面２１には当接しないとする）で、燃料レベルゲージ１０が下限値を出力するようにしてもよい。

これらの場合、燃料レベルゲージ１０と制御装置３２から構成される液面検出装置の検出範囲の下限値と上限値の少なくとも一方の側で、その検出範囲のバラツキを低減でき、その範囲の検出精度を向上できる。

また、上述では、検出範囲の両端の２点を制御装置３２の出力調整手段３２ａのメモリ３２ｂに取り込むようにしたが、その間の点を含めた３点を制御装置３２の出力調整手段３２ａのメモリ３２ｂに取り込むようにしてもよい。但し、これらの調整方法に限る必要はない。

また、係止部１３ｂの個数を２個に限る必要はなく、１個あるいは３個以上としてもよい。

また、マグネット１５の材質をフェライト磁石の代わりに、他の材質、たとえば希土類磁石としてもよい。

また、磁気検出素子としてホール素子１６の代わりに、これ以外の磁気検出素子、たとえば磁気抵抗素子等を用いてもよい。

また、本発明による液面検出装置は、マグネットホルダ１３に固定されたマグネット１５と、そのマグネット１５の磁束と交差するようにボディ１４に固定された磁電変換素子（ホール素子）１６とを備えるものに限る必要はない。例えば、ボディ１４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、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るものであってもよい。

具体的には、この摺動接点は、電気抵抗体に押圧接触し且つホルダの回動により電気抵抗体上を円弧状に摺動し、ホルダの回転角度を、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検出するものである。すなわち、測定対象である液体の液面に浮くフロートを備える液面検出装置であれば、ホルダの回転角度を検出する方法は何であっても、本発明を適用することができる。

また、フロート１１に取付けられる緩衝部材１１ａは、フロート１１の側面にアーム１２の軸にはめ込む円盤形状のものでも良く、フロート１１の底面に設けられた複数個の穴に緩衝部材をはめ込んで固定するものでも良い。

また、本発明による液面検出装置は、自動車用の燃料レベルゲージ１０に限らず、それ以外の液面検出装置に適用してもよい。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レベルゲージ１０の燃料タンク２０内に設置された状態を示す正面図である。 図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図４は、図１に示す燃料レベルゲージ１０が備えるフロート１１の可動範囲の説明図である。 図５は、図４中のＶ−Ｖ線断面図である。 図６は、図１に示す燃料レベルゲージ１０が備える回転角度検出器の一部を構成するマグネット１５の磁束分布を説明する模式図である。 図７は、本発明の一実施形態による液面検出装置である燃料レベルゲージ１０の電気回路構成を説明するための回路構成図である。 図８は、液面２３ａのレベルＬに対する従来技術による燃料レベルゲージが発生する出力電圧Ｖ３の関係を示す特性図である。 図９は、液面２３ａのレベルＬに対する本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１０が発生する出力電圧Ｖ１とその調整出力電圧の関係を示す特性図である。 図１０は、メモリ３２ｂに記憶される出力電圧Ｖ１とＶ２との変換関係を示すデータテーブルの内容を説明するための表である。

符号の説明

１０ 燃料レベルゲージ（液面検出装置）
１１ フロート
１１ａ 緩衝部材
１２ アーム
１３ マグネットホルダ
１３ａ 孔部
１３ｂ 係止部
１３ｃ 貫通孔
１４ ボディ
１４ａ 軸部
１４ｂ 溝
１４ｃ ストッパ
１４ｄ ストッパ
１４ｅ 止め輪
１５ マグネット（回転角度検出器）
１６ ホール素子（回転角度検出器、磁電変換素子）
１６ａ リード
１７ ターミナル
２０ 燃料タンク（貯液槽）
２１ 底面
２２ 上面
２３ 燃料（液体）
２３ａ 液面
３０ コンビネーションメータ
３１ 燃料計
３２ 制御装置
３２ａ 出力調整手段
３２ｂ メモリ
３２ｃ 駆動手段
４０ イグニッションスイッチ
５０ バッテリ
Ｚ 回転軸
Ｄ１ 内径寸法
Ｄ２ 直径寸法
Ｗ 幅寸法
θ 回転角度

Claims (7)

1. 貯液槽内の液面に浮くフロートと、
   前記フロートに取り付けられ、該フロートの上下運動を回転軸を中心に回転運動に変換するアームと、
   前記アームの回転角度を検出する回転角度検出器とを備え、
   前記回転角度検出器は、該フロートが前記貯液槽内の底面に当接する位置において該回転角度検出器の下限値と、該フロートが該貯液槽内の上面に当接する位置において該回転角度検出器の上限値の少なくとも一方を出力することを特徴とする液面検出装置。
2. 前記下限値と前記上限値の少なくとも一方を、予め定めた固定値となるように調整し、前記フロートの上下運動方向の位置に応じた出力特性を調整する出力調整手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
3. 前記出力調整手段は、前記回転角度検出器の前記下限値と前記上限値とを、それぞれ、第１固定値と第２固定値となるように調整することを特徴とする請求項２に記載の液面検出装置。
4. 前記フロートは、該フロートの前記上下運動方向において、該フロートが前記貯液槽の内面へ当接する該フロートの外表面に緩衝部材を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の液面検出装置。
5. 前記回転角度検出器は、前記アームの回転運動に連動して回転運動するマグネットと、該マグネットの磁束と交差するように且つ回転運動しないように固定された磁電変換素子とを備え、
   前記アームの前記回転角度は、前記磁電変換素子により前記磁電変換素子と交差する前記マグネットの磁束密度を測定することにより検出されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の液面検出装置。
6. 前記回転角度検出器は、前記アームの回転運動に連動して回転運動し且つ外部に電気的に接続される摺動接点と、回転運動しないよう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の回動により前記電気抵抗体上を円弧状に摺動し、
   前記アームの前記回転角度は、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検出されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に液面検出装置。
7. 貯液槽内の液面に浮くフロートと、該フロートに取り付けられ該フロートの上下運動を回転軸を中心に回転運動に変換するアームと、該アームの回転角度を検出する回転角度検出器とを備えた液面検出装置の出力調整方法であって、
   前記フロートが前記貯液槽内の底面に当接する位置において該回転角度検出器の下限値と、該フロートが該貯液槽内の上面に当接する位置において該回転角度検出器の上限値の少なくとも一方を求めておき、
   前記下限値と前記上限値の少なくとも一方を、予め定めた固定値となるように調整し、前記フロートの上下運動方向の位置に応じた出力特性を調整することを特徴とする液面検出装置の出力調整方法。

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