JP2006308392A - 液面検出装置の取り付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 液面検出装置が取り付けられた保持部材の容器への固定作業中における液面検出装置の損傷を防止可能な液面検出装置の取り付け構造を提供する。
【解決手段】 燃料レベルゲージ１を、燃料タンク１２へのフューエルポンプケース１３の挿入方向である図１中矢印方向から見てフューエルポンプケース１３の輪郭線Ｃの内側に配置するとともに、フューエルポンプケース１３にプロテクタ１３ａを設けて燃料レベルゲージ１を覆っている。これにより、フューエルポンプケース１３の燃料タンク１２への固定作業中に、燃料レベルゲージ１を燃料タンク１２の開口孔１２ａの縁に接触させてフロート８やアーム７が損傷させるという不具合を確実に防止可能な液面検出装置の取り付け構造を提供する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、容器等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を容器内に設置するための液面検出装置の取り付け構造に関するもので、特に、液体に浮かぶフロートを備えこのフロートの位置に基づいて液面レベルを検出する方式の液面検出装置の取り付け構造に関するものである。

この種の液面検出装置は、たとえば、自動車の燃料タンクに収容される燃料量を監視するための液面検出装置として利用されている。

従来の液面検出装置としては、たとえば、液面上に浮かぶフロートを直線状に移動案内するガイドと、フロートに回転可能に結合されたフロート側アームと、指針軸と、指針軸に固定され且つフロート側に嵌め込まれその軸方向に相対的に移動する軸側アームとを備え、液面の変動に応じたフロートの直線運動により指針軸を回転させ、指針軸に固定された指針により液面位置を指示するものがある（たとえば、特許文献１参照）。
実開昭６２−１４３２１９号公報 ところで、自動車の燃料タンク内には、液面検出装置以外の機器が配置される場合がある。たとえば、燃料タンク内の燃料をエンジンへ送出する燃料ポンプなどが配置されている。

そこで、これらの複数の機器類を燃料タンク内へ設置する作業工数を低減するために、液面検出装置を燃料タンク内に設置される他の機器に予め取り付けて一体化すること、いわゆるモジュール化することが行われている。

この場合、液面検出装置が取り付けられたモジュールを燃料タンク内へ固定する一工程により複数の機器の取り付けが完了するので、複数の機器を燃料タンク内へ設置するための工数を低減することができる。

上述した従来の液面検出装置の取り付け構造によると、液面検出装置が取り付けられたモジュールの燃料タンク内への取り付け作業中、燃料タンクの開口孔からモジュールを燃料タンク内に挿入する際に、開口孔の縁に接触して液面検出装置が損傷する可能性がある。また、液面検出装置が取り付けられたモジュールを搬送中においても、他の部材等と接触して液面検出装置が損傷する可能性がある。

本発明は上記のような問題点に鑑みなされたもので、その目的は、液面検出装置が取り付けられた保持部材を容器へ固定する際に、液面検出装置が損傷することを防止可能な液面検出装置の取り付け構造を提供することである。

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。

本発明の請求項１に記載の液面検出装置の取り付け構造は、回転部材と、回転部材を回動自在に保持する本体部材と、回転部材に固定され回転部材と一体的に回転する変位部材と、本体部材に固定されて変位部材の回転角度位置を検出する検出手段と、容器内に貯蔵される液体の液面上に浮かぶフロートと、フロートを直線状に移動案内するガイド部材と、一端側がフロートに回転可能に結合され且つ他端側が回転部材に摺動運動可能に結合され液面の上下動によるフロートの上下動を回転部材の回転運動に変換するアームと、本体部材に設けられて検出手段を外部の電気回路に接続するターミナルとを備え、本体部材はガイド部材に保持固定され、検出手段により検出された変位部材の回転角度位置に基づき液面位置を検出する液面検出装置を容器内に設置する取り付け構造であって、液面検出装置はガイド部材を介して容器内に固定される保持部材に固定され、液面検出装置は容器への保持部材の挿入方向から見て保持部材の輪郭線の内側に配置されることを特徴としている。

これにより、液面検出装置、すなわち液面検出装置が取り付けられた保持部材を容器内に固定する作業工程において、たとえば、保持部材を容器の開口孔を通過させる際に液面検出装置が容器の開口孔の縁にぶつかって損傷することを防止することができる。したがって、液面検出装置が取り付けられた保持部材を容器へ固定する際に、液面検出装置が損傷することを防止可能な液面検出装置の取り付け構造を提供することができる。

本発明の請求項２に記載の液面検出装置の取り付け構造は、回転部材と、回転部材を回動自在に保持する本体部材と、回転部材に固定され回転部材と一体的に回転する変位部材と、本体部材に固定されて変位部材の回転角度位置を検出する検出手段と、容器内に貯蔵される液体の液面上に浮かぶフロートと、フロートを直線状に移動案内するガイド部材と、一端側がフロートに回転可能に結合され且つ他端側が回転部材に摺動運動可能に結合され液面の上下動によるフロートの上下動を回転部材の回転運動に変換するアームと、本体部材に設けられて検出手段を外部の電気回路に接続するターミナルとを備え、本体部材はガイド部材に保持固定され、検出手段により検出された変位部材の回転角度位置に基づき液面位置を検出する液面検出装置を容器内に設置する取り付け構造であって、液面検出装置はガイド部材を介して容器内に固定される保持部材に固定され、保持部材は液面検出装置を覆うプロテクタを備えることを特徴としている。

これにより、液面検出装置、すなわち液面検出装置が取り付けられた保持部材を容器内に固定する作業工程において、たとえば、保持部材を容器の開口孔を通過させる際に液面検出装置が容器の開口孔の縁にぶつかって損傷することを防止することができる。したがって、液面検出装置が取り付けられた保持部材を容器へ固定する際に、液面検出装置が損傷することを防止可能な液面検出装置の取り付け構造を提供することができる。

本発明の請求項３に記載の液面検出装置の取り付け構造は、プロテクタは、少なくともフロートおよびアームを覆うことを特徴としている。

フロートおよびアームは、容器内の液面変動に連動して回転運動することにより液面の変動を検出部材の回転運動に変換する重要な機能を果たしている。このため、フロートおよびアームは、他の部材と接触すると変形し易く、さらに変形すると、上述した機能を正常に果たせなくなる。

本発明の請求項３に記載の液面検出装置の取り付け構造によれば、プロテクタにより、液面検出装置の重要部分を確実に保護できるので、液面検出装置が取り付けられた保持部材を容器へ固定する際に、液面検出装置が損傷することを防止可能な液面検出装置の取り付け構造を提供することができる。

本発明の請求項４に記載の液面検出装置の取り付け構造は、プロテクタはプロテクタ内への液体の流入速度およびプロテクタ外への液体の流出速度を規制する規制手段を備えることを特徴としている。

一般に、液面検出装置においては、液面検出精度を高めるためにフロートが液面の動きに高い応答性で追随するように工夫している。しかし、液面が容器内における液体貯蔵量の増減以外の要因により変動した場合、たとえば、容器の振動等により液面が急激に変動した場合において、フロートがその液面変動に敏感に追随しないこと、つまり変動開始直前の位置を保つことが望ましい。すなわち、液面が容器内における液体貯蔵量の増減以外の要因により変動した場合における液面検出装置からの検出信号は、いわゆるノイズであり、検出信号中のノイズレベルはできるだけ小さいことが望ましい。

容器内の液面が、プロテクタの上端よりも下側にあるときにおいては、フロートはプロテクタの内側にある液面の動きに追随して上下している。

したがって、プロテクタにプロテクタ内への液体の流入速度およびプロテクタ外への液体の流出速度を規制する規制手段を設け、流出速度および流入速度に対する規制度合いを適宜設定すれば、容器の振動等により液面が変動した場合において、プロテクタ内側の液面変動を外側の液面変動に対して鈍感にすることができる。言い換えると、プロテクタ外側の液面が急激に変動したときに、プロテクタ内側の液面が変動し始めるタイミングを遅らせ且つその変化を緩やかにすることができる。

これにより、液面が容器内における液体貯蔵量の増減以外の要因により変動した場合に、液面検出装置からの検出信号中のノイズを小さくすることができる。

本発明の請求項５に記載の液面検出装置の取り付け構造は、規制手段はプロテクタ外部の液面変動に対応したプロテクタ内部の液面変動を遅延させることを特徴としている。

これにより、液面が容器内における液体貯蔵量の増減以外の要因により変動した場合に、液面検出装置からの検出信号中のノイズを確実に小さくすることができる。

本発明の請求項６に記載の液面検出装置の取り付け構造は、規制手段はプロテクタに設けられた貫通孔であることを特徴としている。

これにより、プロテクタに規制手段を容易に設けることができる。また、貫通孔の直径寸法や貫通孔の個数を変えることにより、流出速度および流入速度に対する規制度合いを、必要に応じて適宜設定することができる。

本発明の請求項７に記載の液面検出装置は、本体部材は検出手段を外部の電気回路に接続するためターミナルを備えることを特徴としている。

このような構成によれば、液面検出装置は、本体部材を介して外部の電気回路に接続されることになる。また、本体部材は、変位部材が固定された回転部材を回転可能に保持し且つ変位部材の回転角度位置を検出する検出手段が固定されている。すなわち、本体部材には、液面検出機能が集約されている。これにより、液面検出装置を、フロートの移動距離が異なる、言い換えると最高液面位置と最低液面位置との隔たりが異なる容器に適用する場合に、本体部材は共通に使用することができる。したがって、フロートの移動距離が異なる複数種類の液面検出装置のコスト上昇を抑えることができる。

本発明の請求項８に記載の液面検出装置の取り付け構造は、変位部材は永久磁石であり、検出手段は磁電変換素子であることを特徴としている。

この場合、検出手段は、回転部材に接触することなしに、つまり回転部材の回転、言い換えると液面変動に対応したフロートの上下動を妨げることなしに回転部材の回転角度を検出できる。したがって、液面位置を高精度で検出することができる。

以下、本発明の実施形態による液面検出装置の取り付け構造を、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液面検出装置としての燃料レベルゲージの取り付け構造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。

図１は、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１が固定される保持部材としてのフューエルポンプケース１３の正面図であり、容器である燃料タンク１２に取り付けられた状態を示す。

図２は、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１が固定される保持部材としてのフューエルポンプケース１３の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

なお、図１において、図の上方が、燃料レベルゲージ１が当該自動車に取り付けられた状態における上方となっている。

図３は、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の正面図であり、図２中のＩＩＩ矢視図である。

図４は、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の断面図であり、図３中のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

図５は、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の断面図であり、図４中のＶ−Ｖ線断面図である。

図６は、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１のマグネットホルダ４の正面図である。

図１〜図６に示される燃料レベルゲージ１は、燃料タンク１２内における燃料１０の液面１１高さＨを測ることで燃料タンク１２内の燃料残存量を検出するために用いられるものである。燃料レベルゲージ１は、燃料タンク１２の底面における最も低い位置に配置されている。

先ず、燃料レベルゲージ１の構成について説明する。

燃料レベルゲージ１は、大きくは、フロートガイド２、センサホルダ３、マグネットホルダ４、マグネット５、磁気抵抗素子６、アーム７、フロート８およびターミナル９等から構成されている。燃料レベルゲージ１は、保持部材であるフューエルポンプケース１３に、フロートガイド２を介して固定されている。なお、フューエルポンプケース１３は、燃料タンク１２内の燃料１０をエンジンへ送出するためのフューエルポンプ（図示せず）を収容保持するもので、燃料タンク１２内の底部に設置されている。

ガイド部材であるフロートガイド２は、図３に示すように、ベース２１およびガイドレール２２から構成されている。フロートガイド２のベース２１の高さ寸法Ｈ１は、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１を満タン時液面レベルの異なる多種類の燃料タンク１２に適用可能とするために、燃料レベルゲージ１が適用され得る燃料タンク１２のうち、満タン時液面レベルが最も低い燃料タンク１２における燃料レベルゲージ１設置位置から燃料タンク１２上面までの高さよりも低く設定されている。

ベース２１は、たとえば樹脂材料から形成されている。ベース２１は、図３に示すように、ガイドレール２２を保持固定するための保持孔２１ａ、２１ｂを備えている。ベース２１は、図４に示すように、後述するセンサホルダ３が密着されるとともに、燃料レベルゲージ１をそれが取り付けられる保持部材であるフューエルポンプケース１３への取り付け面となる支持面２１ｃが形成されている。また、ベース２１には、図３に示すように、固定手段である取り付け孔２１ｈが２個設けられている。取り付け孔２１ｈは、それらを介してフロートガイド２、つまり燃料レベルゲージ１を保持部材であるフューエルポンプケース１３にねじ止めするためのものである。ベース２１には、図４に示すように、後述するセンサホルダ３の軸部３１を挿通させるための貫通孔２１eが設けられている。ベース２１は、図３に示すように、後述するフロート８を図３の上下方向に移動案内するためのレール部２１ｆを備えている。ベース２１は、図３に示すように、後述するフロート８の最低位置を規制するストッパ部２１ｇを備えている。

ガイドレール２２は、たとえば断面円形状のステンレス鋼の棒材を所定位置で折り曲げることにより、図３に示すような形状に形成されている。すなわち、ガイドレール２２は、後述するフロート８の案内溝８１に挿入される互いに平行な直線状部分であるレール部２２ａ、２２ｂ、およびフロート８の最高位置を規制するストッパ部２２ｃを備えている。ストッパ部２２ｃ位置Ａは、この燃料レベルゲージ１が適用され燃料タンク１２の液面レベルの最高位置、すなわち満タン時液面位置におけるフロート位置Ｈ２対応するように形成されている。レール部２２ｂは、ガイドレール２２がベース２１に固定されると、べース２１のレール部２１ｆと滑らかにつながるように、つまりフロート８が滑らかに上下動できるような形状に作られている。ガイドレール２２は、その両端部が、ベース２１の保持孔２１ａ、２１ｂに圧入固定されている。

回転部材であるマグネットホルダ４は、たとえば樹脂材料等から円環状に形成されている。マグネットホルダ４は、図４に示すように、変位部材としての永久磁石であるマグネット５を内蔵保持している。マグネットホルダ４は、円環状の中心孔である孔部４１を備え、この孔部４１が後述する本体部材であるセンサホルダ３の軸部３１に回動可能に嵌合している。すなわち、マグネットホルダ４の孔部４１の内周には、図４に示すように、突起部４２が設けられ、この突起部４２が、センサホルダ３の軸部３１に設けられた溝部３２に嵌合することにより、マグネットホルダ４が軸部３１の軸方向（図４の左右方向）に移動することが規制される。マグネットホルダ４がセンサホルダ３に対して回転運動すると、マグネット５も、マグネットホルダ４と一体的に回転する、すなわちセンサホルダ３に対して変位することになる。

マグネット５は、たとえば円環状のものが孔部４１と同軸上に配置されて、あるいは扇形のものが２個孔部４１に対して対称配置されている。いずれの場合も、マグネット５により形成される磁束が、センサホルダ３の軸部３１の軸方向と直交し且つマグネットホルダ４の回転と連動して軸部３１を中心として回転するように、その着磁状態が設定されている。

マグネットホルダ４は、たとえば、樹脂成型時にマグネット５をインサート成型することにより作られる。

マグネットホルダ４には、後述するアーム７が摺動可能に結合されている。すなわち、アーム７は、図３に示すように、マグネットホルダ４の孔部４１の軸方向に直交する方向に摺動運動可能に結合されている。マグネットホルダ４には、アーム７がマグネットホルダ４に対して摺動運動するときのガイドとなる一対の案内突起４３が、図６に示すように、孔部４１を挟んで２対設けられている。一対の案内突起４３の間隔は、アーム７の直径寸法よりわずかに大きく形成されている。つまり、両案内突起４３間をアーム７が滑らかに且つ傾かずに摺動可能なように設定されている。これらの案内突起４３には、図３に示すように、キャップ４４が装着されて、アーム７が案内突起４３から外れることを防止している。

本体部材であるセンサホルダ３は、たとえば樹脂材料等から形成されている。センサホルダ３は、図６に示すように、軸部３１を備え、この軸部３１の外周にマグネットホルダ４の孔部４１が嵌合することにより、マグネットホルダ４を回動自在に保持している。軸部３１には、図４に示すように、マグネットホルダ４の孔部４１に形成された突起部４２と係合する溝部３２が、軸部３１と同軸上に設けられている
センサホルダ３の軸部３１内には、図４に示すように、変位部材であるマグネット５の変位を検出する検出手段としての磁電変換素子素子である磁気抵抗素子６が内蔵されている。磁気抵抗素子６は、図４に示すように、軸部３１の軸方向においてマグネット５との重なり長さをできるだけ長くして配置されている。これにより、磁気抵抗素子６と交差するマグネット５の磁束量を多くして、磁気抵抗素子６の出力電圧を高めて、燃料レベルゲージ１の液面１１検出精度を高めるとともに、強い耐ノイズ性を備えることができる。

センサホルダ３は、磁気抵抗素子６を外部の電気回路と接続するためのターミナル９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においては、磁気抵抗素子６の電極数は２個であり、それにともなって、ターミナル９は、図３に示すように、２個設けられている。ターミナル９には、図３に示すように、電線９１が接続されている。磁気抵抗素子６は、各電線９１を通じて外部の電気回路、たとえば、磁気抵抗素子６からの検出信号を受けて液面１１位置を測定し燃料タンク１２内の残存量を算出する制御回路等に接続されている。

センサホルダ３は、たとえば、磁気抵抗素子６のリード６１にターミナル９をヒュージングあるいはかしめ等により接続し、それを樹脂成型時にインサート成型した後に、ターミナル９に電線９１をヒュージングあるいはかしめ等により接続して作られる。

センサホルダ３は、センサホルダ３をフロートガイド２に固定するための固定爪３３を備えている。固定爪３３は、図３に示すように４個設けられている。固定爪３３は、図５に示すように、フロートガイド２のベース２１に設けられた係止孔２１ｄに挿通、係止する。

センサホルダ３およびマグネットホルダ４は、センサホルダ３の軸部３１にマグネットホルダ４の孔部４１が回転可能に結合された状態において、いわゆる回転角度検出装置としての機能を発揮可能となる。

フロート８は、略直方体状に樹脂材料等から形成されている。フロート８は、燃料１０の液面１１に確実に浮かぶように、発泡成形あるいは空洞成型等により見掛けの比重を燃料よりも小さく設定されている。

フロート８の各面のうち、ガイドレール２２のレール部２２ａ、２２ｂと対向する面には、図５に示すように、案内溝８１、８２がそれぞれ設けられている。フロート８は、案内溝８１をガイドレール２２のレール部２２ａと嵌合させ、且つ案内溝８２をガイドレール２２のレール部２２ａあるいはベース２１のレール部２１ｆと嵌合させてガイドレール２２に装着されている。案内溝８１、８２の形状は、レール部２２ａ、２２ｂ、レール部２１ｆの形状よりも若干大きく形成されている。すなわち、フロート８が、ガイドレール２２内をレール部２２ａ、２２ｂ、レール部２１ｆに沿って滑らかに直線移動可能なように設定されている。

フロート８には、図５に示すように、水平方向に貫通する貫通孔８３が設けられている。貫通孔８３には、図５に示すように、後述するアーム７の端部が挿入されている。貫通孔８３の直径寸法は、アーム７の直径寸法より若干大きく設定されている。これにより、燃料タンク１２内の液面１１位置変動に応じてフロート８が上下方向に移動すると、アーム７は、フロート８に対して回転する。

アーム７は、たとえば断面円形状の金属製棒状部材から略Ｌ字状に形成されている。アーム７の一端は、図５に示すように、フロート８の貫通孔８３に回転可能に係合している。一方、アーム７の他端は、図３に示すように、マグネットホルダ４の案内突起４３およびキャップ４４により形成される孔部に摺動可能に係合している。マグネットホルダ４およびフロート８をアーム７を介してこのように結合したことにより、液面の上下動に応じてフロート８が上下動すると、アーム７は、マグネットホルダ４に対して摺動運動すると同時に、マグネットホルダ４を回転させる。すなわち、アーム７は、フロート８の上下動をマグネットホルダ４の回転運動に変換する機能を果たしている。

燃料１０の液面１１変動にフロート８を確実に追従させて燃料レベルゲージ１の検出精度を高めるためには、フロート８に作用する浮力を大きくする必要があるが、構成上、アーム７は、その重量がフロート８の重量を増加させるように作用する。したがって、アーム７は、できるだけ軽量化することが望ましく、たとえばアルミニウム等の軽金属、あるいはそのパイプ材等から形成されている。

次に、本発明の一実施形態による、燃料レベルゲージ１の組立方法について順を追って説明する。

なお、センサホルダ３およびマグネットホルダ４は、以下に説明する工程より前に既に完成している。

先ず、フロートガイド２を組立てる。すなわち、フロート８の案内溝８１、８２をガイドレール２２のレール部２２ａ、２２ｂにそれぞれ嵌挿しつつ、ガイドレール２２の両端をベース２１の保持孔２１ａ、２１ｂに圧入固定する。

次に、センサホルダ３をフロートガイド２に固定する。すなわち、センサホルダ３の軸部３１をベース２１の貫通孔２１ｅに挿通させつつ、センサホルダ３の４個の係止爪３３をそれぞれに対応したベース２１の係止孔２１ｄに挿通係止させる。

次に、マグネットホルダ４をセンサホルダ３に装着する。すなわち、マグネットホルダ４の孔部４１をベース２１から突出しているセンサホルダ３の軸部３１に嵌合させ、さらに図４において右方向に押し込んで、マグネットホルダ４の突起部４２をセンサホルダ３の溝部３２に係合させる。これにより、マグネットホルダ４が軸部３１の軸方向（図４の左右方向）に移動することが規制され、且つマグネットホルダ４がセンサホルダ３に回転可能に保持される。

次に、アーム７を装着する。すなわち、アーム７の一端をフロート８の貫通孔８３に挿入し、アーム７の他端をマグネットホルダ４の一対の案内突起間に嵌め、その上からキャップ４４をかぶせるように取り付ける。これにより、アーム７はマグネットホルダ４に摺動可能に保持される。

以上で、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の組付けが完了する。

完成した燃料レベルゲージ１は、フロートガイド２に設けられた取り付け孔２１ｈを介して、フューエルポンプケース１３にねじ止めにより固定される。そして、フューエルポンプケース１３が燃料タンク１２内に固定されることにより、燃料レベルゲージ１が燃料タンク１２内に設置される。

次に、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の液面検出作動時について説明する。

燃料１０の液面１１高さの変動に応じてフロート８が図３の上下方向に移動すると、アーム７は、センサホルダ３の軸部３１を中心として回転運動する。このとき、フロート８の貫通孔８３から軸部３１の中心までの距離は、フロート８の上下動にともなって変化する。しかし、アーム７がマグネットホルダ４に摺動可能に保持されているため、貫通孔８３から軸部３１の中心までの距離の変動分だけ、アーム７はマグネットホルダ４に対して直線運動する。これにより、上述の距離の変動分は吸収され、フロート８の上下動に連動してマグネットホルダ３は滑らかに回転運動することができる。

そして、アーム７の回動に連動してマグネット５が回転すると、磁気抵抗素子６を横切る磁束密度が変化して磁気抵抗素子６の出力電圧が変化する。この磁気抵抗素子６の出力電圧に基づいてフロート８の位置、すなわち燃料タンク１２内の液面１１位置Ｈが認識され、液面１１位置Ｈに基づいて、燃料タンク１２内の残存燃料量が算出される。

次に、以上説明した燃料レベルゲージ１が固定される保持部材としてのフューエルポンプケース１３の構成、および燃料レベルゲージ１の取り付け構造について説明する。

フューエルポンプケース１３は、たとえば樹脂材料等から形成されている。フューエルポンプケース１３は、図２に示すように、その断面が円形を成して略有底円筒状に形成されている。フューエルポンプケース１３は、図２に示すように、仕切り板１３ｅにより２つの部屋を備えている。図２において、仕切り板１３の上側の部屋にはフューエルポンプ（図示せず）が収容固定され、且つ仕切り板１３の下側の部屋には燃料レベルゲージ１が収容固定されている。すなわち、燃料レベルゲージ１は、フロートガイド２の支持面２１ｃを仕切り板１３ｅに密着させた状態で、フロートガイド２の取り付け孔２１ｈを介してボルト（図示せず）締め等により仕切り板１３ｅに固定されている。

フューエルポンプケース１３は、その一端側に、図１に示すように、フランジ部１３ｃを備え、且つフランジ部１３ｃには、図１に示すように、インロー部１３ｄが設けられている。インロー部１３ｄは、その外径寸法が、後述する燃料タンク１２の開口孔１２ａに手作業で用意に嵌合可能に設定されている。フューエルポンプケース１３は、図１の上方から燃料タンク１２の開口孔１２ａを通して燃料タンク１２内へ挿入され、インロー部１３ｄを開口孔１２ａに嵌合させ、フランジ部１３ｃを燃料タンク１２の上面に密着させて、燃料タンク１２にボルト（図示せず）締め等により固定されている。

フューエルポンプケース１３は、燃料タンク１２へのフューエルポンプケース１３の挿入方向、すなわち図１において矢印で示す方向から見て、その輪郭線Ｃは円形を成し、燃料レベルゲージ１は、図２に示すように、輪郭線Ｃの内側に配置されている。

フューエルポンプケース１３は、図１および図２に示すように、燃料レベルゲージ１を覆うプロテクタ１３ａを備えている。プロテクタ１３ａは、図１に示すように、燃料レベルゲージ１のフロート８およびアーム７を完全に覆っている。詳しくは、燃料レベルゲージ１が固定されたフューエルポンプケース１３を燃料タンク１２へ挿入固定する作業中において、フロート８およびアーム７を完全に覆うように形成されている。この作業時においては、フロート８は、図１に示すように、燃料１０の液面１１の最低位置と同様の位置にある。本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の取り付け構造におけるプロテクタ１３ａ形状の場合、燃料１０の液面１１があるレベル以上にあるときは、フロート８およびアーム７は、プロテクタ１３ａの外側、すなわち図１においてプロテクタ１３ａの上方に位置している。プロテクタ１３ａは、フューエルポンプケース１３の円筒形状と同じ円筒面とフューエルポンプケース１３の底面１３ｆを延長してなる底面とから成っている。すなわち、プロテクタ１３ａは、図１において、上方に開口するポケット状に形成されている。また、プロテクタ１３ａは、フューエルポンプケース１３の樹脂成型時に一体成型で形成されている。

プロテクタ１３ａには、規制手段としての貫通孔１３ｂが設けられている。プロテクタ１３ａと仕切り板１３ｅとに囲まれた空間とその外部との燃料の流入・流出は、プロテクタ１３ａと仕切り板１３ｅとに囲まれた空間上端の開口部、および貫通孔１３ｂを介して行われる。特に、燃料１０の液面１１位置が、図１においてプロテクタ１３ａの上端以下である場合は、貫通孔１３ｂのみを介して行われる。

ここで、貫通孔１３ｂの大きさを決める際の考え方について説明する。

自動車の走行中の振動により燃料タンク１２内の液面１１が揺れると、それに連動してフロート８も上下する。貫通孔１３ｂの開口面積が十分に大きいと、プロテクタ１３ａ内の液面１１は、プロテクタ１３ａ内の液面１１とほぼ同期して変動する。このため、燃料レベルゲージ１により検出された液面１１位置に基づいて燃料タンク１２内の残存燃料量を算出しそれを指示する計器である燃料計の指示値が変動し、運転者が正確な残存燃料量を読み取ることが困難となる。

そこで、この問題を解決するために、貫通孔１３ｂが、プロテクタ１３ａと仕切り板１３ｅとに囲まれた空間とその外部との燃料の流入・流出に対して抵抗、つまり絞りとして機能するように、貫通孔１３ｂの開口面積、すなわち貫通孔１３ｂの直径を設定している。

すなわち、プロテクタ１３外側の液面１１が急激に変動しても、プロテクタ１３内側の液面１１は直ぐには変動せず、遅れ時間を経て変動し始め且つ変動速度が小さくなるように設定している。

すなわち、自動車の走行中の振動によりプロテクタ１３外側の液面１１が急激に変動した場合において、プロテクタ１３内側の液面１１は、しばらくの間はそのままのレベルを保ちやがて緩やかに変動する。

これにより、自動車の走行中の振動により燃料タンク１２内の液面１１が揺れても、燃料計の指示値の変動を抑制できるので、運転者が正確な残存燃料量を読み取ることが可能となる。

次に、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の取り付け構造の作用効果、特に、フューエルポンプケース１３の燃料タンク１２への固定作業時における効果について説明する。

フューエルポンプケース１３は、図１の上方から燃料タンク１２の開口孔１２ａを通して燃料タンク１２内へ挿入される。このとき、燃料レベルゲージ１が、燃料タンク１２へのフューエルポンプケース１３の挿入方向である図１中矢印方向から見て、フューエルポンプケース１３の輪郭線Ｃの外側にはみ出している、さらには、プロテクタ１３ａがない場合は、フューエルポンプケース１３を燃料タンク１２の開口孔１２ａを通して燃料タンク１２内へ挿入する際に、燃料レベルゲージ１が開口孔１２ａの縁に接触してフロート８やアーム７が損傷する可能性がある。

本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の取り付け構造では、燃料レベルゲージ１を、燃料タンク１２へのフューエルポンプケース１３の挿入方向である図１中矢印方向から見てフューエルポンプケース１３の輪郭線Ｃの内側に配置するとともに、フューエルポンプケース１３にプロテクタ１３ａを設けて燃料レベルゲージ１を覆っている。

これにより、フューエルポンプケース１３の燃料タンク１２への固定作業中に、燃料レベルゲージ１を燃料タンク１２の開口孔１２ａの縁に接触させてフロート８やアーム７が損傷させるという不具合を確実に防止することができる。

また、燃料レベルゲージ１が取り付けられたフューエルポンプケース１３の搬送中において、他の部材等と接触して燃料レベルゲージ１が損傷することを防止できる。

なお、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の取り付け構造においては、燃料タンク１２へのフューエルポンプケース１３の挿入方向である図１中矢印方向から見てフューエルポンプケース１３の輪郭線Ｃの内側に燃料レベルゲージ１を配置するとともに、フューエルポンプケース１３にプロテクタ１３ａを設けて燃料レベルゲージ１を覆っているが、プロテクタ１３ａを省略してもよい。通常、燃料タンク１２の開口孔１２ａは、燃料タンク１２の強度確保等の観点から、その大きさを必要最小限度に抑えている。すなわち、燃料タンク１２へのフューエルポンプケース１３の挿入方向である図１中矢印方向から見てフューエルポンプケース１３の輪郭線Ｃよりも幾分大きい形状に設定されている。したがって、このような場合においては、プロテクタ１３ａ無しでも、フューエルポンプケース１３と燃料タンク１２の開口孔１２ａの縁が接触した際における開口孔１２ａの縁のフューエルポンプケース１３の輪郭線Ｃ内側への食い込み量をわずかにできる。これにより、燃料レベルゲージ１のフロート８やアーム７が損傷する不具合を防止することができる。

また、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の取り付け構造においては、フューエルポンプケース１３のプロテクタ１３ａに設けた貫通孔１３ｂを円形としているが、円形に限らず他の形状、たとえば長方形、楕円形等でもよい。

また、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の取り付け構造においては、フューエルポンプケース１３のプロテクタ１３ａに設けた貫通孔１３ｂの個数を一個としているが、複数でもよい。さらに、設置位置も、プロテクタ１３ａの底面ではなく側面としてもよく、また底面と側面の両方に設けてもよい。

また、以上説明した、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、検出手段として磁気抵抗素子６を用いているが、磁気抵抗素子６に限定する必要はなく、他の種類の磁電変換素子を用いてもよい。たとえば、ホール素子、あるいは磁気ダイオード等を用いてもよい。

また、以上説明した、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、変位部材および検出手段の組合せを、永久磁石および磁電変換素子としているが、別の変位部材および検出手段の組合せで置き換えてもよい。たとえば、変位部材を導電部材からなる摺動片、いわゆるブラシとし、且つ検出手段を抵抗素子としてもよい。この場合、ブラシが液面の変動に対応して回転すると、抵抗素子上におけるブラシとの接触点の位置が変わり、これにより、ブラシと抵抗素子の端部との間の抵抗値が変化する。この抵抗値に基づいて、液面を測定することができる。

また、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の取り付け構造においては、燃料レベルゲージ１の保持部材であるフューエルポンプケース１３への固定をねじ締めで行っているが、ねじに限る必要は無く、他の手段による固定方法、たとえば、対象部材に設けた係止爪をフロートガイド２に設けた係止孔に係合させる構成としてもよい。

また、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の取り付け構造においては、燃料レベルゲージ１の保持部材をフューエルポンプケース１３としているが、フューエルポンプケース１３に限定する必要は無く、燃料タンク１２内に固定される他の機器としてもよい。

また、以上説明した、本発明の一実施形態においては、液面検出装置の取り付け構造を自動車用の燃料レベルゲージ１の取り付け構造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に限らず、民生用各種装置に組み込まれる液面検出装置の取り付け構造に適用してもよい。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。

本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１が固定される保持部材としてのフューエルポンプケース１３の正面図であり、容器である燃料タンク１２に取り付けられた状態を示す。 本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１が固定される保持部材としてのフューエルポンプケース１３の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の正面図であり、図２中のＩＩＩ矢視図である。 本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の断面図であり、図３中のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の断面図であり、図４中のＶ−Ｖ線断面図である。 本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１のマグネットホルダ４の正面図である。

符号の説明

１ 燃料レベルゲージ（液面検出装置）
２ フロートガイド（ガイド部材）
２１ ベース
２１ａ 保持孔
２１ｂ 保持孔
２１ｃ 支持面
２１ｄ 係止孔
２１ｅ 貫通孔
２１ｆ レール部
２１ｇ ストッパ部
２１ｈ 取り付け孔（固定手段）
２２ ガイドレール
２２ａ レール部
２２ｂ レール部
２２ｃ ストッパ部
３ センサホルダ（本体部材）
３１ 軸部
３２ 溝部
３３ 係止爪
４ マグネットホルダ（回転部材）
４１ 孔部
４２ 突起部
４３ 案内突起
４４ キャップ
５ マグネット（変位部材、永久磁石）
６ 磁気抵抗素子（検出手段、磁電変換素子）
７ アーム
８ フロート
８１ 案内溝
８２ 案内溝
８３ 貫通孔
９ ターミナル
９１ 電線
１０ 燃料（液体）
１１ 液面
１２ 燃料タンク（容器）
１２ａ 貫通孔
１３ フューエルポンプケース（保持部材）
１３ａ プロテクタ
１３ｂ 連通孔（規制手段、貫通孔）
１３ｃ フランジ部
１３ｄ インロー部
１３ｅ 仕切り板
１３ｆ 底面
Ｃ 輪郭線
Ｈ 高さ寸法
Ｈ１ 高さ寸法
Ｈ２ 満タン時フロート位置

Claims (8)

1. 回転部材と、
   前記回転部材を回動自在に保持する本体部材と、
   前記回転部材に固定され前記回転部材と一体的に回転する変位部材と、
   前記本体部材に固定されて前記変位部材の回転角度位置を検出する検出手段と、
   容器内に貯蔵される液体の液面上に浮かぶフロートと、
   前記フロートを直線状に移動案内するガイド部材と、
   一端側が前記フロートに回転可能に結合され且つ他端側が前記回転部材に摺動運動可能に結合され前記液面の上下動による前記フロートの上下動を前記回転部材の回転運動に変換するアームとを備え、
   前記本体部材は前記ガイド部材に保持固定され、
   前記検出手段により検出された前記変位部材の回転角度位置に基づき前記液面位置を検出する液面検出装置を前記容器内に設置する取り付け構造であって、
   液面検出装置は前記ガイド部材を介して前記容器内に固定される保持部材に固定され、
   液面検出装置は前記容器への前記保持部材の挿入方向から見て前記保持部材の輪郭線の内側に配置されることを特徴とする液面検出装置の取り付け構造。
2. 回転部材と、
   前記回転部材を回動自在に保持する本体部材と、
   前記回転部材に固定され前記回転部材と一体的に回転する変位部材と、
   前記本体部材に固定されて前記変位部材の回転角度位置を検出する検出手段と、
   容器内に貯蔵される液体の液面上に浮かぶフロートと、
   前記フロートを直線状に移動案内するガイド部材と、
   一端側が前記フロートに回転可能に結合され且つ他端側が前記回転部材に摺動運動可能に結合され前記液面の上下動による前記フロートの上下動を前記回転部材の回転運動に変換するアームとを備え、
   前記本体部材は前記ガイド部材に保持固定され、
   前記検出手段により検出された前記変位部材の回転角度位置に基づき前記液面位置を検出する液面検出装置を前記容器内に設置する取り付け構造であって、
   液面検出装置は前記ガイド部材を介して前記容器内に固定される保持部材に固定され、
   前記保持部材は前記液面検出装置を覆うプロテクタを備えることを特徴とする液面検出装置の取り付け構造。
3. 前記プロテクタは、少なくとも前記フロートおよび前記アームを覆うことを特徴とする請求項２に記載の液面検出装置の取り付け構造。
4. 前記プロテクタは前記プロテクタ内への液体の流入速度および前記プロテクタ外への液体の流出速度を規制する規制手段を備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の液面検出装置の取り付け構造。
5. 前記規制手段は前記プロテクタ外部の液面変動に対応した前記プロテクタ内部の液面変動を遅延させることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の液面検出装置の取り付け構造。
6. 前記規制手段は前記プロテクタに設けられた貫通孔であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の液面検出装置の取り付け構造。
7. 前記本体部材は前記検出手段を外部の電気回路に接続するためターミナルを備えることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の液面検出装置。
8. 前記変位部材は永久磁石であり、
   前記検出手段は磁電変換素子であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の液面検出装置の取り付け構造。

Images