JP2008261781A - 液面レベルセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】燃料タンクを小型化又は複雑な形状とした場合においても、正確に燃料残量を測定すること。
【解決手段】一定範囲で回動可能なアーム１２と、このアーム１２の先端に取り付けられるフロート１１と、アーム１２の回動を検出する回転角度センサ１４とを具備する液面レベルセンサ１０において、上記アーム１２を測定対象となる燃料の残量に応じて伸縮自在に設けたことを特徴とする。例えば、上記アーム１２は、自重により伸びる一方、フロート１１の浮力に応じて縮む。
【選択図】図１

Description

本発明は、液面レベルセンサに関し、特に、自動車などの燃料タンク等に収納される燃料の残量を測定する液面レベルセンサに関する。

従来、自動車などの燃料タンク等においては、アームの一端に取り付けたフロートを燃料液面に浮かせる一方、燃料残量に対応するフロートの上下運動に応じてアームの他端に設けた摺動ブラシを抵抗体上で摺動させることで抵抗値を変化させ、当該抵抗値に応じてフロートの位置、つまり、燃料残量を計測する液面レベルセンサが既知となっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２０８０２４号公報

上述したような従来の液面レベルセンサにおいては、フロートに取り付けられたアームの長さと、その回転角度とで測定可能な液面の高さが決定される。このため、燃料タンクの深い位置まで正確に測定しようとすると、アームを長くしなければならず、この場合にはフロートの動く範囲が大きくなる。しかしながら、デザイン上の理由から燃料タンクを小型化する要請や、その形状を複雑にする要請が存在する。このような要請に対応する場合には、アームの長さを長く維持することができないため、正確に燃料残量を測定することができないという問題がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、燃料タンクを小型化又は複雑な形状とした場合においても、正確に燃料残量を測定することができる液面レベルセンサを提供することを目的とする。

本発明の液面レベルセンサは、一定範囲で回動可能なアームと、前記アームの先端に取り付けられるフロートと、前記アームの回動を検出する検出手段とを具備する液面レベルセンサであって、前記アームを測定対象となる燃料の残量に応じて伸縮自在に設けたことを特徴とする。

この構成によれば、測定対象となる燃料の残量に応じてアームを伸縮自在に設けたことから、大きい空間だけでなく、小さい空間でもアームを回動させることができるので、例えば、燃料の容器（燃料タンク）を小型化又は複雑な形状とした場合においても、正確に燃料残量を測定することが可能となる。

上記液面レベルセンサにおいて、前記アームは、自重により伸びる一方、前記フロートの浮力に応じて縮むことが好ましい。この場合には、簡単且つ安価な構成により燃料の残量に応じて伸縮自在なアームを実現することが可能となる。

また、上記液面レベルセンサにおいて、前記アームは、測定対象となる燃料の容器の内壁面と前記フロートとの接触に応じて縮むことが好ましい。この場合には、燃料の容器の内壁面の形状に対応してアームを縮ませることができるので、当該容器が複雑な形状を有する場合においても、正確に燃料残量を測定することが可能となる。

さらに、上記液面レベルセンサにおいて、前記アームは、測定対象となる燃料の容器の内壁面に前記フロートを弾性接触させることが好ましい。この場合には、当該容器内におけるフロートが通過する軌道を一定に確保することができるので、より正確に燃料残量を測定することが可能となる。

特に、上記液面レベルセンサにおいては、前記容器の内壁面との接触に応じて前記フロートを回転可能に設けることが好ましい。この場合には、アームによって燃料の容器の内壁面に弾性接触する場合においても、フロートを適切に当該容器の内壁面に沿って移動させることが可能となる。

なお、上記液面レベルセンサにおいては、測定対象となる燃料の容器の内壁面に形成されたガイド部材により前記フロートが通過する軌道が規制されるようにしても良い。この場合には、当該容器内におけるフロートが通過する軌道を一定に確保することができるので、より正確に燃料残量を測定することが可能となる。

本発明によれば、測定対象となる燃料の残量に応じてアームを伸縮自在に設けたことから、大きい空間だけでなく、小さい空間でもアームを回動させることができるので、例えば、燃料の容器（燃料タンク）を小型化又は複雑な形状とした場合においても、正確に燃料残量を測定することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る液面レベルセンサの模式図である。本実施の形態に係る液面レベルセンサ１０は、自動車などの燃料タンク等の燃料液面に浮かせるフロート１１と、フロート１１が端部に取り付けられるアーム１２と、アーム１２が一定範囲を回動可能なようにフロート１１と反対側のアーム１２の端部を保持する保持部１３と、アーム１２の回転角度を検出する回転角度センサ１４とを備えている。なお、回転角度センサ１４は、抵抗体と、抵抗体上を摺動する摺動ブラシとを含んで構成されている。抵抗体は、保持部１３に設けられ、摺動ブラシは、アーム１２における回転角度センサ１４側の端部に設けられている。

本実施の形態に係る液面レベルセンサ１０は、既知の液面レベルセンサ１０と同様に、燃料残量に対応するフロート１１の上下運動に応じてアーム１２を回動させ、その端部に設けられた摺動ブラシを抵抗体上で摺動させることで抵抗値を変化させ、当該抵抗値に応じてフロートの位置、つまり、燃料残量を計測するものである。

本実施の形態に係る液面レベルセンサ１０においては、特に、アーム１２に特徴を有するものである。本実施の形態において、アーム１２は、図１に示すように、伸縮可能に構成されている。例えば、図１に示すように、複数の部材が連結し、フロート１１の位置に応じて伸縮するように構成されている。なお、アーム１２の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。フロート１１の位置に応じて伸縮することができれば、いかなる構成を採用しても良い。

本実施の形態に係る液面レベルセンサ１０において、アーム１２は、例えば、自重及びフロート１１の重みに応じて伸びる一方、燃料タンク内の燃料液面の位置に応じたフロート１１の浮力に応じて縮むように構成されている。これにより、簡単且つ安価な構成により燃料残量に応じて伸縮自在なアーム１２を実現することが可能となる。なお、このように伸縮する場合において、アーム１２の回転動作におけるトルクは、その伸縮動作におけるトルクよりも軽く設定されている。このため、アーム１２の伸縮動作がその回転動作を妨げることはない。つまり、アーム１２の回転動作に先だって伸縮動作が行われることはない。

図２は、本実施の形態に係る液面レベルセンサ１０のアーム１２が伸縮した状態について説明するための模式図である。なお、図２においては、説明の便宜上、液面レベルセンサ１０を複雑な形状を有する燃料タンク２０に取り付けた場合について示している。図２に示す燃料タンク２０においては、その一部分（同図に示す左下方側部分）が外側に突出した形状を有している。

なお、図２に示すＬ１は、運転者に燃料タンク２０の燃料残量を報知するための表示手段において、燃料の補給が必要である旨を報知する場合の燃料液面を示している。また、同図に示すＬ２は、上記表示手段において、燃料タンク２０が略満杯の状態である旨を報知する場合の燃料液面を示している。

このような形状を有する燃料タンク２０に取り付けられた場合において、燃料タンク２０内の燃料液面がＬ１の位置にある場合、アーム１２は、その自重等により最大限に伸びた状態（実線で示す状態）となっている。一方、燃料タンク２０内の燃料残量がＬ２の位置にある場合、アーム１２は、フロート１１の浮力に応じて燃料タンク２０の内壁面に接触し、最小限に縮んだ状態（破線状態）となっている。

例えば、自動車等の走行に伴って燃料液面がＬ２から下降していく場合、当該燃料液面に応じてフロート１１が下降すると共に、アーム１２が下方向に回転する。このとき、アーム１２は、自重及びフロート１１の重みに応じて伸びていく。この場合、アーム１２は、フロート１１が燃料タンク２０の内壁面に沿って移動するような状態で伸びていく。そして、燃料液面がＬ１に到達すると、最大限まで伸びきって図２に示す実線状態となる。なお、燃料残量がＬ１以下となった場合には、アーム１２は、長さを維持したまま下方向に回転することとなる。

一方、例えば、燃料の補給に伴って燃料液面がＬ１から上昇していく場合、当該燃料液面に応じてフロート１１が上昇すると共に、アーム１２が上方向に回転する。このとき、アーム１２は、燃料タンク１２の内壁面の形状に応じて縮んでいく。そして、燃料液面がＬ２に到達すると、最小限まで縮んで図２に示す破線状態となる。なお、燃料残量がＬ２以上となった場合には、アーム１２は、長さを維持したまま上方向に回転することとなる。

このように本実施の形態に係る液面レベルセンサ１０においては、測定対象となる燃料の残量に応じてアーム１２を伸縮可能に設けたことから、大きい空間だけでなく、小さい空間でもアーム１２を回動させることができるので、燃料タンクを小型化又は複雑な形状とした場合においても、正確に燃料残量を測定することが可能となる。

また、本実施の形態に係る液面レベルセンサ１０においては、様々な大きさ及び形状を有する燃料タンクに適用することができるので、アーム１２のバラエティを増やさずに多種多様な自動車や自動二輪車に搭載される燃料タンクに柔軟に対向することが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態においては、アーム１２の自重及びフロート１１の重みに応じて伸びるアーム１２について説明している。しかし、アーム１２の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、端部に取り付けられたフロート１１を燃料タンク２０の内壁面に弾性接触させる構成としても良い。このようにフロート１１を燃料タンク２０の内壁面に弾性接触させる場合には、燃料タンク２０内におけるフロート１１が通過する軌道を一定に確保することができるので、より正確に燃料残量を測定することが可能となる。

また、この場合には、フロート１１が燃料タンク２０の内壁面に弾性接触するので、例えば、外部から衝撃があった場合においても、燃料タンク２０の内部でフロート１１が自由に移動することによって発生する異音等の不具合を防止することが可能となる。

また、上記実施の形態においては、フロート１１の構成について特に限定されるものではない。しかしながら、上述のようにフロート１１を燃料タンク２０の内壁面に弾性接触させる場合には、フロート１１を燃料タンク２０の内壁面上を回転しながら移動するように構成することは実施の形態として好ましい。このようにフロート１１を燃料タンク２０の内壁面上を回転しながら移動するようにした場合には、アーム１２によって燃料タンク２０の内壁面に弾性接触する場合においても、フロート１１を適切に燃料タンク２０の内壁面に沿って移動させることが可能となる。

図３は、これらの変更を反映させた液面レベルセンサ１０の模式図である。なお、図３において、図１及び図２と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。また、図３においては、燃料タンク２０におけるフロート１１が接触する内壁面のみを示している。

図３に示す液面レベルセンサ１０において、アーム１２は、上記実施の形態と同様に、複数の部材が連結し、フロート１１の位置に応じて伸縮するように構成されている。図３に示す液面レベルセンサ１０においては、これらの複数の部材の連結部分には、ばね等の付勢部材１２１が配設されている。それぞれの付勢部材１２１は、アーム１２を伸ばす方向に各部材に対して付勢力を与えている。これにより、アーム１２の先端に取り付けられたフロート１１は、燃料タンク２０の内壁面に弾性接触することとなる。

また、図３に示す液面レベルセンサ１０において、フロート１１は、アーム１２の先端に回転可能に保持されている。例えば、アーム１２が燃料液面の上昇に伴って上昇する場合には、図３に示す矢印Ａ方向に回転する。一方、アーム１２が燃料液面の下降に伴って下降する場合には、図３に示す矢印Ｂ方向に回転する。このため、アーム１２によってフロート１１が燃料タンク２０の内壁面に弾性接触する場合においても、フロート１１を適切に燃料タンク２０の内壁面に沿って移動させることが可能となる。

なお、このようにアーム１２による付勢力に応じて燃料タンク２０の内壁面に弾性接触する場合、ゴム等の弾性部材でフロート１１を形成することは実施の形態として好ましい。このように弾性部材でフロート１１を形成する場合には、燃料タンク２０の内壁面に弾性接触する場合においても、当該内壁面の破損又は損傷の発生を防止することが可能となる。

さらに、上記実施の形態においては、燃料タンク２０の構成について特に限定されるものではない。しかしながら、アーム１２の先端に取り付けられたフロート１１が通過する軌道を一定に確保することを目的として、燃料タンク２０の構成を適宜変更することは実施の形態として好ましい。例えば、燃料タンク２０内におけるフロート１１が通過する位置に、フロート１１を案内するガイド部材を設けるようにしても良い。この場合には、燃料タンク２０内におけるフロート１１が通過する軌道を一定に確保することができるので、より正確に燃料残量を測定することが可能となる。

また、この場合には、フロート１１が燃料タンク２０内でガイド部材の一定位置で保持されるので、例えば、外部から衝撃があった場合においても、燃料タンク２０の内部でフロート１１が自由に移動することによって発生する異音等の不具合を防止することが可能となる。

図４は、このように燃料タンク２０内にフロート１１のガイド部材を設けた場合の液面レベルセンサ１０の模式図である。なお、図４において、図１及び図２と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。また、図４においては、燃料タンク２０におけるフロート１１が接触する内壁面のみを示している。

図４に示す液面レベルセンサ１０において、燃料タンク２０の内壁面には、フロート１１を案内するガイド部材として機能するレール２０１が形成されている。レール２０１は、アーム１２の回動に応じてフロート１１が通過する直線上に形成されている。レール２０１は、アーム１２の一部、或いは、フロート１１の一部を収容し、フロート１１を案内するように構成されている。これにより、燃料液面の位置に応じて上昇又は下降する際、フロート１１は、常にレール２０１上を通過するので、燃料タンク２０内におけるフロート１１が通過する軌道を一定に確保することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る液面レベルセンサの模式図である。 上記実施の形態に係る液面レベルセンサのアームが伸縮した状態について説明するための模式図である。 上記実施の形態に係る液面レベルセンサを変形した場合の模式図である。 上記実施の形態に係る液面レベルセンサを変形した場合の模式図である。

符号の説明

１０ 液面レベルセンサ
１１ フロート
１２ アーム
１２１ 付勢部材
１３ 保持部
１４ 回転角度センサ
２０ 燃料タンク
２０１ レール

Claims (6)

1. 一定範囲で回動可能なアームと、前記アームの先端に取り付けられるフロートと、前記アームの回動を検出する検出手段とを具備する液面レベルセンサであって、前記アームを測定対象となる燃料の残量に応じて伸縮自在に設けたことを特徴とする液面レベルセンサ。
2. 前記アームは、自重により伸びる一方、前記フロートの浮力に応じて縮むことを特徴とする請求項１記載の液面レベルセンサ。
3. 前記アームは、測定対象となる燃料の容器の内壁面と前記フロートとの接触に応じて縮むことを特徴とする請求項２記載の液面レベルセンサ。
4. 前記アームは、測定対象となる燃料の容器の内壁面に前記フロートを弾性接触させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の液面レベルセンサ。
5. 前記容器の内壁面との接触に応じて前記フロートを回転可能に設けたことを特徴とする請求項４記載の液面レベルセンサ。
6. 測定対象となる燃料の容器の内壁面に形成されたガイド部材により前記フロートが通過する軌道が規制されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の液面レベルセンサ。

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