JP2017090127A - Liquid level detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、容器に貯留されている液体の液面高さを検出する液面検出装置に関する。 The present invention relates to a liquid level detection device that detects a liquid level height of a liquid stored in a container.
従来、例えば特許文献1及び特許文献2に開示されているように、フロート及びフロートアームを有する液面検出装置が知られている。こうした液面検出装置は、上部ホルダ及びサブタンク等の構成に組み付けられた状態で、燃料タンクに設けられた開口に挿入され、当該燃料タンク内に配置される。 Conventionally, as disclosed in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2, a liquid level detection device having a float and a float arm is known. Such a liquid level detection device is inserted into an opening provided in the fuel tank in a state of being assembled in a configuration such as an upper holder and a sub tank, and is disposed in the fuel tank.
さて、特許文献1に開示の構成では、液面検出装置をサブタンク等と共に燃料タンク内に配置する工程において、突き出した形状となるフロート及びフロートアームが、燃料タンクの開口周囲及び燃料タンクの他の内蔵物等に接触容易となる。その結果、開口周囲等への接触に起因した、フロートアーム等の損傷及び脱落が生じ易かった。こうした課題を解決するためには、サブタンクに対して液面検出装置の変位を許容する支持構造を採用し、緩衝作用を発揮させることが有効であると発明者は考えた。 In the configuration disclosed in Patent Document 1, in the step of disposing the liquid level detection device in the fuel tank together with the sub-tank or the like, the float and the float arm having the protruding shape are arranged around the opening of the fuel tank and other fuel tanks. It becomes easy to contact built-in items. As a result, the float arm and the like were easily damaged and dropped due to contact with the periphery of the opening. In order to solve such problems, the inventor considered that it is effective to adopt a support structure that allows the displacement of the liquid level detection device with respect to the sub-tank to exhibit a buffering action.
ここで、特許文献2は、フロートアームを回転可能に支持する下部ホルダが、ボス部を中心とした回動を許容された状態で上部ホルダに対して支持された支持構造を開示している。こうした支持構造により、下部ホルダは、底面基準ロッドの燃料タンク底面への接触によって特定の一方向に回転し、底面に対するフロートの最低位置の高さを一定に保っている。このように、目的は異なるものの、特許文献2の下部ホルダも、回動を許容された状態で上部ホルダに支持されている。 Here, Patent Document 2 discloses a support structure in which a lower holder that rotatably supports a float arm is supported with respect to the upper holder in a state where rotation about a boss portion is allowed. With such a support structure, the lower holder rotates in one specific direction by contact of the bottom reference rod with the bottom surface of the fuel tank, and the height of the lowest position of the float with respect to the bottom surface is kept constant. As described above, although the purpose is different, the lower holder of Patent Document 2 is also supported by the upper holder while being allowed to rotate.
しかし、特許文献2の支持構造において、下部ホルダは、底面基準ロッドを押し上げてねじりコイルばねを圧縮させる特定の一方向にのみ、変位を許容されている。故に、特許文献2の支持構造を採用しても、接触により生じる負荷の入力方向によっては、緩衝作用の発揮が困難となる。その結果、依然としてフロートアーム等の損傷が生じ得た。 However, in the support structure of Patent Document 2, the lower holder is allowed to be displaced only in one specific direction in which the bottom reference rod is pushed up to compress the torsion coil spring. Therefore, even if the support structure of Patent Document 2 is adopted, it is difficult to exhibit the buffering action depending on the input direction of the load caused by the contact. As a result, damage such as a float arm could still occur.
本開示は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、フロートアーム等の損傷を防止し、容器内に配置された後で、液面高さの検出を確実に開始できる液面検出装置を提供することにある。 The present disclosure has been made in view of such problems, and the purpose thereof is to prevent damage to the float arm and the like, and can reliably start detection of the liquid level after being placed in the container. The object is to provide a liquid level detection device.
上記目的を達成するため、開示された第一の態様は、組付体(30,230)に組み付けられた状態で容器(90)に設けられた開口(91)を通じて当該容器内に配置され、この容器に貯留されている液体の液面高さを検出する液面検出装置であって、液面に浮かぶフロート部(55)及びフロート部が取り付けられるアーム部(56)を有し、液面の高さに応じて回転する回転体(50)と、回転体を回転可能に支持する支持体(40)と、特定の基準位置(RP)から相反する二方向への変位を許容しつつ支持体を組付体に対して支持し、回転体への負荷の入力によって支持体を変位させる変位許容機構(60,260)と、回転体に入力された負荷が除荷されると、支持体を基準位置に復帰させる復帰機構(70,270)と、を備える液面検出装置とされる。 In order to achieve the above object, the disclosed first aspect is arranged in the container through the opening (91) provided in the container (90) in a state assembled to the assembly (30, 230), A liquid level detection device for detecting the liquid level height of the liquid stored in the container, having a float part (55) floating on the liquid level and an arm part (56) to which the float part is attached, Rotating body (50) that rotates according to the height of the rotating body, a supporting body (40) that rotatably supports the rotating body, and a support that allows displacement in two opposite directions from a specific reference position (RP). A displacement permissive mechanism (60, 260) for supporting the body with respect to the assembly and displacing the support body by inputting a load to the rotating body, and when the load inputted to the rotating body is unloaded, the supporting body And a return mechanism (70, 270) for returning to a reference position. Are that the liquid level detecting device.
この態様における変位許容機構は、特定の基準位置から相反する二方向への支持体の変位を許容している。故に、組付体と共に液面検出装置を開口に挿入し、これらを容器内に配置する工程において、開口周囲等への接触によりフロートアームに負荷が入力されても、変位許容機構は、接触によって生じる負荷の入力方向へ支持体を変位させて、緩衝作用を発揮し得る。さらに、回転体に入力された負荷が除荷されれば、支持体は、復帰機構の作動によって基準位置に復帰し、変位前の状態に戻り得る。以上によれば、フロートアーム等の損傷が防止され、容器内に配置された液面検出装置は、液面高さの検出を確実に開始できる。 The displacement allowance mechanism in this aspect allows the displacement of the support body in two opposite directions from a specific reference position. Therefore, even when a load is input to the float arm due to contact with the periphery of the opening in the process of inserting the liquid level detection device together with the assembly into the opening and placing them in the container, the displacement permissible mechanism is The support body can be displaced in the input direction of the generated load to exert a buffering action. Further, when the load input to the rotating body is unloaded, the support body can return to the reference position by the operation of the return mechanism, and can return to the state before the displacement. According to the above, damage to the float arm or the like is prevented, and the liquid level detection device arranged in the container can reliably start detection of the liquid level.
尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、本発明の範囲を何ら制限するものではない。 Note that the reference numbers in the parentheses merely show an example of a correspondence relationship with a specific configuration in an embodiment described later, and do not limit the scope of the present invention.
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present disclosure will be described based on the drawings. In addition, the overlapping description may be abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the corresponding component in each embodiment. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configuration of the other embodiment described above can be applied to the other part of the configuration. In addition, not only combinations of configurations explicitly described in the description of each embodiment, but also the configurations of a plurality of embodiments can be partially combined even if they are not explicitly specified unless there is a problem with the combination. .
(第一実施形態)
第一実施形態による液面検出装置100は、図1に示すように、液体としての燃料を貯留する燃料タンク90内に配置されている。液面検出装置100は、燃料ポンプモジュール10の一部として、サブタンク30に組み付けられた状態で、燃料タンク90に貯留されている燃料の液面高さを検出する。液面検出装置100によって検出された検出結果は、コンビネーションメータ等の車載機器へ向けて出力され、運転者に通知される。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the liquid
燃料ポンプモジュール10は、サブタンク30、フランジ23、燃料ポンプ25、及び液面検出装置100等によって構成されている。
The
サブタンク30は、樹脂材料等によって有底の円筒状に形成されている。サブタンク30は、燃料タンク90内に貯留されている燃料を燃料ポンプ25の周囲に集めて、燃料ポンプ25の吸込口を燃料に浸しておく容器の機能を果たしている。サブタンク30は、底壁31及び周壁33を有している。底壁31は、サブタンク30とフランジ23との間に設けられたスプリングの復元力により、フランジ23に対して燃料タンク90の底部に押し付けられている。
The
周壁33は、底壁31を囲むようにして円筒状に立設されている。周壁33は、上方に開放された開口を形成している。周壁33の一部は、部分的に内周側に窪む形状の窪み部分34を形成している。窪み部分34は、液面検出装置100を収容する収容部35を形成している。窪み部分34は、液面検出装置100を支持している。窪み部分34には、液面検出装置100を変位可能に取り付けるための構成として、軸受開口37及び一対の突起部38が設けられている。
The
軸受開口37は、窪み部分34の壁部を壁厚方向に貫通する貫通孔である。軸受開口37は、真円状に形成されている。軸受開口37は、サブタンク30の軸方向において、底壁31よりも開口に近い位置に形成されている。軸受開口37の内周壁面には、外周側シール溝37aが設けられている。外周側シール溝37aは、内周壁面の一部を外周側に窪ませた環状の溝である。外周側シール溝37aは、内周壁面の周方向に沿って延伸しており、内周壁面を一周に亘って巡っている。
The bearing opening 37 is a through hole that penetrates the wall portion of the
突起部38は、窪み部分34の内周側の壁面から円柱状に突出している。突起部38は、軸受開口37よりも底壁31に近接する位置に設けられている。各突起部38は、軸受開口37の中心を通過する中心線CL(図3参照)を挟んで、両側に一つずつ形成されている。尚、中心線CLは、サブタンク30の軸方向に沿った仮想線である。
The
フランジ23は、樹脂材料等によって円盤状に形成されている。フランジ23は、燃料タンク90の天井に設けられた開口91を外側から塞ぐ蓋体となる。燃料ポンプモジュール10は、開口91を通じて燃料タンク90内に挿入される。フランジ23には、外部の車載機器と接続されるコネクタが設けられている。
The
燃料ポンプ25は、全体として円柱状に形成されている。燃料ポンプ25は、吸込口を下方に向けた姿勢にて、サブタンク30に対し保持されている。燃料ポンプ25は、電動モータによってインペラを回転させ、サブタンク30内に集められた燃料を内燃機関へ向けて吐出する。
The
液面検出装置100は、液面高さに対応した電気抵抗値を出力により、液面高さの検出を可能にするセンサである。液面検出装置100は、燃料タンク90によって形成された貯留空間のうちで、サブタンク30の外部となる空間の液面高さを検出する。図1〜図5に示すように、液面検出装置100は、回転体50、ハウジング40、アタッチメント60、及び復帰機構70を備えている。
The liquid
回転体50は、液面の高さに応じてハウジング40に対し相対回転する。回転体50は、フロート55、フロートアーム56、コンタクトプレート51等によって構成されている。フロート55は、燃料よりも比重の小さい材料によって形成されている。フロート55は、燃料の液面に浮かぶことができる。フロートアーム56は、ステンレス鋼等の金属製の細い(例えば直径2〜3mm程度)棒材を、複数箇所にて屈曲させることにより形成されている。フロートアーム56の一端は、ハウジング40に設けられた挿通孔に挿通されている。フロートアーム56の他端には、フロート55が取り付けられている。
The rotating
コンタクトプレート51は、樹脂材料によって板状に形成されている。コンタクトプレート51は、ハウジング40に回転可能に取り付けられている。コンタクトプレート51は、フロートアーム56と一体的に動作し、液面に追従するフロート55の上下方向の動きを、回転方向の動きに変換する。コンタクトプレート51において、後述する抵抗基板42と対向する裏面には、金属製の摺動子が取り付けられている。摺動子は、コンタクトプレート51の回転により、抵抗基板42の露出した表面上を摺動する。
The
ハウジング40は、樹脂材料等によって形成されている。ハウジング40は、アタッチメント60に取り付けられており、アタッチメント60を介してサブタンク30に支持されている。ハウジング40は、プレート支持軸41、及びストッパ43,44を有している。またハウジング40には、抵抗基板42が保持されている。
The
プレート支持軸41は、ハウジング40の本体部分から、サブタンク30の外周側へ向けて円筒状に突出している。プレート支持軸41は、フロートアーム56の一端を挿通させる挿通孔を形成している。プレート支持軸41は、コンタクトプレート51を含む回転体50を回転可能に支持している。プレート支持軸41の中心軸線が回転体50の仮想の回転軸線AL2となる(図5参照)。プレート支持軸41は、回転体50の回転中心を規定している。
The
ストッパ43,44は、それぞれハウジング40の縁部に形成されている。ストッパ43,44は、プレート支持軸41の軸方向に沿ってハウジング40の本体部から突出している。ストッパ43,44は、フロートアーム56の回転軌道上に位置している。ストッパ43,44は、フロートアーム56と接触することにより、回転体50の回転を規制する。ストッパ43,44は、回転体50の回転範囲を規定している。
The
抵抗基板42は、摺動子と共に可変抵抗器を形成している。抵抗基板42の表面には、摺動子の回転軌道に沿って抵抗パターンが形成されている。抵抗パターンに沿って摺動子52が変位することにより、可変抵抗器の示す電気抵抗値が増減する。車載機器は、可変抵抗器の示す電気抵抗値に基づくことにより、現在の液面高さを取得できる。
The
アタッチメント60は、ハウジング40をサブタンク30に対して支持している。アタッチメント60は、サブタンク30に対して、軸受開口37の周方向に沿った時計回りの方向及び反時計回りの方向へ相対変位可能である(図4参照)。アタッチメント60は、係止部65及び本体回転軸61を有している。
The
係止部65は、アタッチメント60の本体部からハウジング40に向けて突き出した立設壁である。係止部65は、ハウジング40に設けられた係止溝と係合することにより、ハウジング40をアタッチメント60の本体部に対して保持している。
The locking
本体回転軸61は、アタッチメント60の本体部から、係止部65とは逆方向へ向けて円柱状に突出した軸部である。本体回転軸61は、軸受開口37に内嵌されている。本体回転軸61は、アタッチメント60の円滑な回転変位を実現するために、軸受開口37との間に僅かなクリアランスを形成している。本体回転軸61の中心軸線がハウジング40の仮想の回転軸線AL1となる(図3及び図5参照)。ハウジング40の回転軸線AL1は、回転体50の回転軸線AL2に沿っており、回転軸線AL2と実質的に平行である。本体回転軸61は、ハウジング40の回転中心を規定している。ハウジング40の回転中心は、アタッチメント60の本体部の中央に設定されており、回転体50の回転中心に対してプレート支持軸41の径方向にずれた位置に規定されている。
The main
本体回転軸61には、内周側シール溝62、スプリング溝63、及びねじ穴64が形成されている。内周側シール溝62は、本体回転軸61の外周壁面のうちで、軸受開口37の内周壁面と接触する領域に設けられている。内周側シール溝62は、外周側シール溝37aと径方向において対向している。内周側シール溝62は、外周壁面の一部を内周側に窪ませた環状の溝である。内周側シール溝62は、外周壁面の周方向に沿って延伸しており、外周壁面を一周に亘って巡っている。内周側シール溝62及び外周側シール溝37aによって形成される円環状の空間には、Oリング66が収容されている。Oリング66は、ゴム材料等によってリング状に形成されたシール部材である。Oリング66は、内周側シール溝62及び外周側シール溝37aによって僅かに押し潰されることで、本体回転軸61の外周壁面と、軸受開口37の内周壁面との間を液密にシールしている。
An inner
スプリング溝63及びねじ穴64は、本体回転軸61の頂面61aに形成されている。本体回転軸61の頂面61aは、窪み部分34の内周側に突き出している。スプリング溝63は、頂面61aを部分的に窪ませることによって形成されている。スプリング溝63は、頂面61aの中心を通過する湾曲溝であり、頂面61aの中心から外縁へ向かうに従い、各突起部38の配置された下方へ向けて滑らかに湾曲している。ねじ穴64は、頂面61aの中心に形成された円筒穴である。ねじ穴64は、スプリング溝63の底部に設けられている。スプリング溝63及びねじ穴64は、復帰機構70を保持するための要素である。
The
復帰機構70は、サブタンク30の内側に配置されており、窪み部分34の壁部を挟んで回転体50の反対側に位置している。復帰機構70は、バースプリング71及び取付ビス73を有している。バースプリング71は、丸棒状の金属材料を湾曲させたばね部材である。バースプリング71の中央部分71cは、スプリング溝63に嵌合するよう成形されている。中央部分71cは、スプリング溝63に合わせて滑らかに湾曲している。加えて中央部分71cの横断面は、矩形状に形成されている。中央部分71cには、取付ビス73を挿通させる円筒孔状の取付孔72が形成されている。取付ビス73は、取付孔72から突き出した先端部分をねじ穴64に締結させている。取付ビス73は、スプリング溝63に中央部分71cを嵌合させたバースプリング71を、本体回転軸61に固定している。本体回転軸61に組み付けられたバースプリング71は、軸受開口37からの本体回転軸61の脱落を防止する。
The
バースプリング71は、両端部を接近させるようにU字状に湾曲された状態で、窪み部分34の壁部に沿って配置されている。バースプリング71は、各端部を各突起部38に内側から接触させている。バースプリング71は、中央部分71cから各端部までの各区間をそれぞれ撓らせることにより、時計回りの復元力と反時計周りの復元力とを本体回転軸61に印加している。バースプリング71は、相反するこれら二方向の復元力が釣り合う特定の位置(以下、基準位置)RPに、アタッチメント60を引き戻す機能を発揮する。このバースプリング71による復元力は、基準位置RPにあるアタッチメント60に対しても、変位開始を妨げる保持負荷HTとして作用している。この保持負荷HTは、アタッチメント60及びハウジング40の基準位置RPに保持しようとする保持トルクとなる。
The
ここで、フロートアーム56は、各ストッパ43,44に強く衝突した場合に、各ストッパ43,44から受ける反力によって塑性変形してしまうか、又は各ストッパ43,44に乗り上げた状態となる。フロートアーム56が各ストッパ43,44から受ける反力によって塑性変形する荷重を変形荷重とし、フロートアーム56が各ストッパ43に乗り上げる荷重を乗上荷重とする。保持負荷HTは、フロートアーム56に各ストッパ43,44から作用する荷重が変形荷重及び乗上荷重の両方よりも低い状態で、ハウジング40の変位が開始されるよう、設定されている。
Here, when the
尚、第一実施形態における基準位置RPは、サブタンク30に対して相対回転する液面検出装置100において、概ね直方体状に形成されたハウジング40の長辺方向がサブタンク30の軸方向に沿う角度位置とされている(図4参照)。液面検出装置100は、復帰機構70によって印加される二方向の復元力が釣り合う基準位置RPにある状態で、液面高さの検出を行うことを想定されている。
The reference position RP in the first embodiment is an angular position in which the long side direction of the
以上のアタッチメント60及び復帰機構70は、サブタンク30に組み付けられることで、基準位置RPから相反する二方向へのハウジング40の回転変位を許容している。故に、フロートアーム56等に入力された負荷により、保持負荷HTを上回る回転力がアタッチメント60に生じると、アタッチメント60は、ハウジング40及び回転体50と共に、負荷の入力方向へ回転変位する。そして、フロートアーム56等に入力されていた負荷が除荷されると、復帰機構70は、アタッチメント60及びハウジング40を基準位置RPに復帰させる。
The
次に、燃料ポンプモジュール10を開口91に挿入する挿入工程において、アタッチメント60及び復帰機構70がフロートアーム56の損傷を防止する緩衝作用の詳細を、図6及び図7に基づいて、図4を参照しつつ説明する。
Next, in the insertion step of inserting the
図6に示すように、挿入工程における回転体50は、重力の作用によってフロートアーム56をストッパ43と接触させる角度位置まで回転している。この状態下、まず燃料ポンプモジュール10は、サブタンク30の軸方向を開口91の軸方向に対して傾斜させた姿勢で、フロート55及びフロートアーム56の先端が開口91に挿入される。その後、燃料ポンプモジュール10は、サブタンク30の軸方向が開口91の軸方向に沿うように、時計回りに回転される。このとき、フロート55又はフロートアーム56の先端は、燃料タンク90の開口91周囲に内側から接触し得る。
As shown in FIG. 6, the rotating
開口91周囲に接触した場合、フロートアーム56は、開口91周囲から受ける反力によってストッパ43に押し当てられる。フロートアーム56からストッパ43に入力される力によって生じる本体回転軸61まわりのモーメントがバースプリング71による保持負荷HTを上回ると、液面検出装置100は、基準位置RPから反時計方向に回転する。このようにして、アタッチメント60及び復帰機構70は、フロートアーム56等を保護する緩衝作用を発揮する。
When contacting the periphery of the
そして、サブタンク30が開口91を通過し、フロート55又はフロートアーム56に入力されていた負荷が除荷されると、液面検出装置100は、時計方向に回転して、基準位置RPへ復帰する。バースプリング71による保持負荷HTの印加により、ハウジング40及びアタッチメント60は、基準位置RPまで確実に復帰することができる。
When the
また、図7に示す別の状況では、フロートアーム56及びフロートアーム56の先端は、開口91に上手く挿入されずに、燃料タンク90の開口91周囲に外側から接触している。この場合、開口91周囲から受ける反力により、フロートアーム56は、ストッパ44と接触する角度位置まで回転し、このストッパ44に押し当てられる。ストッパ44に入力される力によって生じる本体回転軸61まわりのモーメントがバースプリング71による保持負荷HTを上回ると、液面検出装置100は、基準位置RPから時計方向に回転する。このようにして、フロートアーム56等を保護する緩衝作用が発揮される。そして、挿入工程のやり直しにより、フロート55又はフロートアーム56に入力されていた負荷が除荷されると、液面検出装置100は、反時計方向に回転し、基準位置RPへ復帰する。
In another situation shown in FIG. 7, the
ここまで説明した第一実施形態のアタッチメント60は、特定の基準位置RPから相反する二方向へのハウジング40の変位を許容している。故に、燃料ポンプモジュール10の挿入工程において、開口91周囲等に接触したフロートアーム56に負荷が入力されても、アタッチメント60は、負荷の入力方向へハウジング40を変位させて、緩衝作用を発揮し得る。さらに、入力された負荷が除荷されれば、ハウジング40は、復帰機構70の作動によって基準位置RPに復帰し、変位前の状態に戻り得る。以上によれば、挿入工程時におけるフロートアーム56等の損傷が防止され、燃料タンク90内に配置された液面検出装置100は、液面高さの検出を確実に開始できる。
The
加えて第一実施形態におけるアタッチメント60は、ハウジング40等をサブタンク30に対して回転変位させる。こうした構成であれば、例えばハウジング40をサブタンク30に対してスライドさせる構成と比較して、変位したハウジング40の到達範囲が狭い領域内、具体的には、収容部35内に収まり得る。故に、アタッチメント60を設けたとしても、燃料ポンプモジュール10は、開口91を通じて燃料タンク90内に配置可能なコンパクトな体格を維持できる。
In addition, the
また第一実施形態のように、本体回転軸61の軸方向がプレート支持軸41の軸方向に沿っていれば、ハウジング40は、サブタンク30から離れることなく、窪み部分34の壁部に沿って変位して、緩衝作用を発揮する。以上によれば、ハウジング40の到達範囲は、収容部35内に収まり得る。したがって、アタッチメント60を追加しても、燃料ポンプモジュール10は、開口91から挿入可能なコンパクトな体格を維持できる。
Further, as in the first embodiment, if the axial direction of the main
さらに第一実施形態では、ハウジング40及び回転体50の各回転中心は、互いにずれて位置している。こうした構成であれば、本体回転軸61及びプレート支持軸41が軸方向に重ねられて、回転体50が窪み部分34の壁面から大きく突き出してしまう事態は、回避される。したがって、燃料ポンプモジュール10は、開口91から挿入可能なコンパクトな体格を維持できる。
Furthermore, in the first embodiment, the rotation centers of the
加えて第一実施形態のように、サブタンク30の内側に復帰機構70を配置すれば、アタッチメント60及びハウジング40を、窪み部分34の壁部に近づけて配置することが可能になる。故に、燃料ポンプモジュール10は、開口91から挿入可能なコンパクトな体格を維持できる。
In addition, if the
また第一実施形態の復帰機構70は、ハウジング40に保持負荷HTを加えている。故に、復帰機構70は、本体回転軸61と軸受開口37との摺動部分の摩擦力を超える復元力をアタッチメント60に作用させて、外力によって基準位置RPから変位したハウジング40を、基準位置RPまで確実に戻すことができる。したがって、燃料タンク90内に配置された燃料ポンプモジュール10の液面検出装置100は、正規の基準位置RPにて液面高さの検出を実施できる。
Further, the
さらに第一実施形態の保持負荷HTは、フロートアーム56に作用する荷重が乗上荷重を超えないように設定されている。故に、フロートアーム56が各ストッパ43,44に乗り上げる前に、アタッチメント60は、ハウジング40の変位を開始させて、緩衝作用を発揮させることができる。したがって、フロートアーム56がストッパ43,44に乗り上げてしまい、コンタクトプレート51及びプレート支持軸41に変形又は破損を生じさせてしまう事態は、確実に回避される。
Furthermore, the holding load HT of the first embodiment is set so that the load acting on the
加えて第一実施形態の保持負荷HTは、フロートアーム56に作用する荷重が変形荷重を超えないように設定されている。故に、フロートアーム56が塑性変形する前に、アタッチメント60は、ハウジング40の変位を開始させて、緩衝作用を発揮させることができる。したがって、フロートアーム56が変形又は破損してしまう事態は、確実に回避される。
In addition, the holding load HT of the first embodiment is set so that the load acting on the
また第一実施形態のように、バースプリング71の復元力を用いる復帰機構70であれは、例えばアクチュエータ等を用いてハウジング40を基準位置RPに戻す形態と比較して、燃料ポンプモジュール10の構成は複雑化し難い。また、バースプリング71を湾曲させた状態でアタッチメント60に組み付ける構成であれば、基準位置RPにあるアタッチメント60にも強い復元力が作用する。そのため、外力が除去されれば、ハウジング40及びアタッチメント60は、確実に基準位置RPへと復帰することができる。
In addition, as in the first embodiment, the
さらに第一実施形態では、復帰機構70をサブタンク30の内側に配置しているため、ハウジング40は、収容部35内に容易に収まり得る。したがって、アタッチメント60及び復帰機構70が液面検出装置100に追加されても、燃料ポンプモジュール10は、開口91から挿入可能なコンパクトな体格を維持できる。
Furthermore, in the first embodiment, since the
尚、ここまで説明した第一実施形態では、サブタンク30が「組付体」に相当し、窪み部分34が「隔壁部」に相当し、ハウジング40が「支持体」に相当し、プレート支持軸41が「第二軸部」に相当する。また、フロート55が「フロート部」に相当し、フロートアーム56が「アーム部」に相当し、アタッチメント60が「変位許容機構」に相当し、本体回転軸61が「第一軸部」に相当する。そして、バースプリング71が「ばね部材」に相当し、燃料タンク90が「容器」に相当する。
In the first embodiment described so far, the
(第二実施形態)
第二実施形態による液面検出装置200は、第一実施形態の変形例である。液面検出装置200では、アタッチメント260及び復帰機構270の構成が第一実施形態と異なっている。加えて、サブタンク230の構成も第一実施形態とは異なっている。以下、図8〜図11に基づき、第二実施形態の燃料ポンプモジュールにおけるサブタンク230及び液面検出装置200の詳細を説明する。尚、図10では、回転体及びハウジングについての詳細形状の記載を省略する。
(Second embodiment)
The liquid
サブタンク230には、支持軸237及び一対の突起部238が設けられている。支持軸237及び各突起部238は、窪み部分234の外周壁面に設けられている。支持軸237は、窪み部分234の壁部から外周側へ向けて円筒状に突出している。各突起部238は、支持軸237の軸方向に沿って円柱状に突出している。
The
液面検出装置200のアタッチメント260及び復帰機構270は共に、窪み部分234の外側に設けられている。アタッチメント260には、本体軸受部261、スプリング溝263、及びねじ穴264が設けられている。
Both the
本体軸受部261は、アタッチメント260の本体部の背面に円筒穴状に形成されている。本体軸受部261の内径は、支持軸237の外形よりも僅かに大きくされている。本体軸受部261が支持軸237に外嵌された状態で、アタッチメント260は、取付ビス267によってサブタンク230に締結される。これによりアタッチメント260は、サブタンク230に対して、回転変位可能に支持される。尚、本体軸受部261及び支持軸237の中心軸線がハウジング40の仮想の回転軸線AL1となる(図8及び図11参照)。
The main
スプリング溝263及びねじ穴264は、アタッチメント260の本体部の背面に形成されている。スプリング溝263及びねじ穴264は、本体部の背面のうちで本体軸受部261の上方に位置している。スプリング溝263は、各突起部238の配置された下方へ向けて滑らかに湾曲した湾曲溝である。ねじ穴264は、スプリング溝263の底部に設けられた円筒穴である。
The
復帰機構270は、第一実施形態のバースプリング71及び取付ビス73(それぞれ図4参照)と実質同一のバースプリング271及び取付ビス273を有している。バースプリング271の中央部分271cは、円弧状に湾曲しており、スプリング溝263に嵌合している。中央部分271cは、取付ビス273によってスプリング溝263に固定されている。中央部分271cには、取付ビス273を挿通させる円筒孔状の取付孔272が形成されている。取付ビス273は、取付孔272に挿通され、アタッチメント260の本体部に螺合する。取付ビス273は、バースプリング271をアタッチメント260に締結している。第二実施形態においても、バースプリング271の復元力は、特定の基準位置RPにあるアタッチメント260に対して、保持負荷HTとして作用する。
The
ここまで説明した第二実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、アタッチメント260は、フロートアーム56への負荷の入力方向へハウジング40を変位させて、緩衝作用を発揮することができる。加えて、負荷の除荷によれば、ハウジング40は、基準位置RPに復帰する。したがって、挿入工程時におけるフロートアーム56等の損傷が防止され、燃料タンク90(図1参照)内に配置された液面検出装置200は、液面高さの検出を確実に開始できる。
Even in the second embodiment described so far, the same effects as in the first embodiment can be obtained, and the
加えて第二実施形態の復帰機構270は、アタッチメント260と共にサブタンク230の外側に配置されている。故に、窪み部分234の壁部に開口を設けなくてもよくなり、Oリング66(図5参照)のようなシール部材も不要になる。したがって、液面検出装置200に係る構成は、いっそう簡素になり得る。
In addition, the
尚、ここまで説明した第二実施形態では、サブタンク230が「組付体」に相当し、支持軸237が「第一軸部」に相当し、窪み部分234が「隔壁部」に相当する。また、アタッチメント260が「変位許容機構」に相当し、バースプリング271が「ばね部材」に相当する。
In the second embodiment described so far, the
(第三実施形態)
第三実施形態による液面検出装置300は、第一実施形態の別の変形例である。第三実施形態では、図12及び図13に示すように、復帰機構370の構成が第一実施形態とは異なっている。復帰機構370は、アタッチメント60に取り付けられたアーム部材371と、サブタンク30に取り付けられた一対のスプリングユニット372を有している。
(Third embodiment)
The liquid
アーム部材371は、中心線CLに対して左右対称な形状に形成されている。アーム部材371には、取付部371a及び屈曲アーム部371bが設けられている。取付部371aは、円形の板状に形成されている。取付部371aの直径は、本体回転軸61の直径と同程度か、僅かに大きく規定されている。取付部371aの中央には、取付ビス373を挿通させる真円状の取付開口371cが形成されている。取付部371aは、取付開口371cに挿通された取付ビス373の締結により、本体回転軸61の頂面61aに固定されている。
The
各屈曲アーム部371bには、ストレート部371d及び湾曲部371eが設けられている。各ストレート部371dは、水平方向に沿って取付部371aから左右に延出している。各湾曲部371eは、各ストレート部371dの延伸方向の先端から、下方へ向けてさらに延伸している。各湾曲部371eは、それぞれスプリングユニット372と接触するよう、スプリングユニット372の位置する外側へ向けて凸状に湾曲している。各湾曲部371eは、アーム部材371の回転変位により、スプリングユニット372に対して摺動する。
Each
一対のスプリングユニット372は、図12〜図14に示すように、アーム部材371とは別体で設けられている。各スプリングユニット372は、アーム部材371を挟んだ両側に一つずつ配置されている。各スプリングユニット372は、取付部371aの中心よりも下方に位置し、互いに対向している。各スプリングユニット372の上下方向の位置は、互いに揃えられている。各スプリングユニット372は、スプリングハウジング372a、コイルスプリング372b、接触部372c、及びアジャスタ372d等によって構成されている。
As shown in FIGS. 12 to 14, the pair of
スプリングハウジング372aは、四角柱状に形成されている。スプリングハウジング372aは、軸方向を水平方向に沿わせた姿勢にて、窪み部分34の壁部に固定されている。スプリングハウジング372aには、軸方向に沿って貫通孔が形成されている。貫通孔によって形成される収容空間は、概ね円柱状を呈している。収容空間には、コイルスプリング372bが軸方向に押し縮められた状態で収容されている。コイルスプリング372bは、金属を螺旋状に形成したばね部材であり、復元力をアーム部材371に作用させる。
The
接触部372cは、コイルスプリング372bの両端部のうちで、内側に位置する端部に取り付けられている。接触部372cは、半球状に形成されており、コイルスプリング372bによって湾曲部371eの外縁に押し付けられている。接触部372cは、コイルスプリング372bによる付勢力をアーム部材371に印加している。
The
アジャスタ372dは、スプリングハウジング372aに形成される二つの開口のうちで、外側に位置する開口を塞ぐ円柱状の部材である。アジャスタ372dは、コイルスプリング372bの外側の端部を保持している。アジャスタ372dの外周面には、雄ねじ部が形成されており、スプリングハウジング372aの内周面に形成された雌ねじ部と螺合している。アジャスタ372dをスプリングハウジング372a内で周方向に回転させる工程によれば、軸方向におけるアジャスタ372dの位置が調整される。その結果、コイルスプリング372bの縮み量の増減により、スプリングユニット372からアーム部材371に印加される力の調整が可能になる。
The
図15に示すように、復帰機構370の組み立てに際して、アーム部材371は、一対のスプリングユニット372の間に押し込まれる。これによりアーム部材371は、接触部372cを押し広げつつ、一対のスプリングユニット372の間に配置され、軸受開口37を通過した本体回転軸61の頂面61aに固定される。
As shown in FIG. 15, when assembling the
以上のようにしてサブタンク30に組み付けられた液面検出装置300は、図16に示すように、回転軸線AL1(図13参照)を中心として回転変位可能である。故に、フロートアーム56(図6及び図7参照)に負荷が加えられた場合には、アタッチメント60及びハウジング40の回転変位により、緩衝作用が発揮される。そして、アタッチメント60と共にアーム部材371が回転することで、左右のスプリングユニット372から各湾曲部371eに作用する付勢力は、不均等になる。その結果、アタッチメント60及びハウジング40は、アーム部材371に連れ回されることにより、各スプリングユニット372の付勢力が左右で釣り合う基準位置RPまで引き戻される。
As shown in FIG. 16, the liquid
ここまで説明した第三実施形態のように、スプリングユニット372がアーム部材371とは別体で設けられ、サブタンク30に保持される構成であっても、第一実施形態と同様の緩衝作用が発揮される。さらに、一対のスプリングユニット372による付勢力によれば、ハウジング40及びアタッチメント60は、基準位置RPまで確実に復帰し得る。したがって、第三実施形態でも、挿入工程時におけるフロートアーム56等の損傷が防止され、液面検出装置300は、液面高さの検出を確実に開始できる。
As in the third embodiment described so far, even if the
加えて第三実施形態では、基準位置RPにあるアーム部材371に左右から印加される保持負荷HLは、各アジャスタ372dによって調整可能となる。故に、復帰機構370は、フロートアーム56等の損傷防止と、基準位置RPへの確実な復帰を両立できるような最適な保持負荷HLを設定することができる。尚、ここまで説明した第三実施形態では、コイルスプリング372bが「ばね部材」に相当する。
In addition, in the third embodiment, the holding load HL applied to the
(他の実施形態)
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
(Other embodiments)
Although a plurality of embodiments have been described above, the present disclosure is not construed as being limited to the above-described embodiments, and can be applied to various embodiments and combinations without departing from the scope of the present disclosure. it can.
上記第一実施形態の変形例1では、ハウジング及びアタッチメントの位置を基準位置に復帰させるための構成として、バースプリングに替えて、モータが設けられている。モータは、燃料ポンプを駆動するために供給される電力の一部を利用することにより、出力軸を回転させることができる。モータの出力軸の回転は、減速のためのギヤを介して、アタッチメントの本体回転軸に伝達される。モータは、出力軸を適宜回転させることにより、アタッチメント及びハウジングの角度位置を、基準位置に戻すことができる。以上のように、ばね部材とは異なる構成又は機構により、基準位置への復帰が実現されていてもよい。 In the first modification of the first embodiment, a motor is provided in place of the bar spring as a configuration for returning the position of the housing and the attachment to the reference position. The motor can rotate the output shaft by utilizing a part of the electric power supplied to drive the fuel pump. The rotation of the output shaft of the motor is transmitted to the main body rotation shaft of the attachment via a gear for deceleration. The motor can return the angular position of the attachment and the housing to the reference position by appropriately rotating the output shaft. As described above, the return to the reference position may be realized by a configuration or mechanism different from the spring member.
上記実施形態において、アタッチメントは、回転体の回転軸線AL2と平行な回転軸線AL1を規定することにより、窪み部分の壁面に沿った回転変位のみを許容する機構であった。しかし、アタッチメントの回転軸線は、例えばサブタンクの軸方向に沿った上下方向に規定されていてもよく、又は液面に沿った水平方向に規定されていてもよい。 In the above-described embodiment, the attachment is a mechanism that allows only rotational displacement along the wall surface of the recessed portion by defining a rotational axis AL1 parallel to the rotational axis AL2 of the rotating body. However, the rotation axis of the attachment may be defined in the vertical direction along the axial direction of the sub tank, or may be defined in the horizontal direction along the liquid level, for example.
またアタッチメントは、上下方向又は水平方向に沿って、相反する二方向へのスライド変位を許容する機構であってもよい。さらに、アタッチメントは、スライド変位と回転変位とを共に許容する機構であってもよい。 Further, the attachment may be a mechanism that allows sliding displacement in two opposite directions along the vertical direction or the horizontal direction. Furthermore, the attachment may be a mechanism that allows both sliding displacement and rotational displacement.
上記実施形態において、アタッチメントの本体回転軸とハウジングのプレート支持軸とは、窪み部分の壁面に沿って互いにずらされていた。しかし、液面検出装置の厚みが許容されるのであれば、本体回転軸及びプレート支持軸は、軸方向に並べて配置されていてもよい。 In the above embodiment, the main body rotation shaft of the attachment and the plate support shaft of the housing are shifted from each other along the wall surface of the recessed portion. However, if the thickness of the liquid level detection device is allowed, the main body rotation shaft and the plate support shaft may be arranged side by side in the axial direction.
上記実施形態の各ばね部材は、基準位置にあるアタッチメント等に対しても、セット荷重による保持負荷を印加していた。しかし、基準位置までの確実な復帰が実現可能であれば、復帰機構は、保持負荷を印加しない構成であってもよい。例えば、周方向に押し縮められて復元力を作用させるコイルスプリングを用いる構成であれば、保持負荷を無くすことも可能である。また、上記実施形態の復帰機構は、アタッチメントに荷重を印加していたが、ハウジングに荷重を加える構成であってもよい。 Each spring member of the above embodiment applies a holding load due to a set load to an attachment or the like at a reference position. However, as long as reliable return to the reference position can be realized, the return mechanism may be configured not to apply a holding load. For example, if the configuration uses a coil spring that is compressed in the circumferential direction to apply a restoring force, the holding load can be eliminated. Moreover, although the return mechanism of the said embodiment applied the load to the attachment, the structure which applies a load to a housing may be sufficient.
上記実施形態における保持負荷は、ストッパからフロートアームに作用する力が乗上荷重及び変形荷重を超えないように設定されていた。こうした乗上荷重及び変形荷重は、フロートアームの細さ、各ストッパの突き出し量、プレート支持軸の剛性及び強度等により、液面検出装置の仕様毎に異なる。故に、保持負荷は、液面検出装置において想定される乗上荷重及び変形荷重のいずれも超えないように、適宜設定されることが望ましい。こうした設定によれば、回転体の脱落といった事態は、確実に防止される。 The holding load in the above embodiment is set so that the force acting on the float arm from the stopper does not exceed the riding load and the deformation load. Such climbing load and deformation load differ depending on the specifications of the liquid level detection device depending on the thinness of the float arm, the protruding amount of each stopper, the rigidity and strength of the plate support shaft, and the like. Therefore, it is desirable that the holding load is appropriately set so as not to exceed both the riding load and the deformation load assumed in the liquid level detection device. According to such a setting, a situation such as dropping of the rotating body is surely prevented.
上記実施形態の液面検出装置は、可変抵抗器によって回転体の角度位置を検出していた。しかし、液面検出装置は、磁石と磁電変換素子とによって回転体の角度位置を検出する構成であってもよい。さらに、可変抵抗器を構成する抵抗基板は、ハウジングではなく、コンタクトプレートのような回転構成に保持されていてもよい。 In the liquid level detection device of the above embodiment, the angular position of the rotating body is detected by a variable resistor. However, the liquid level detection device may be configured to detect the angular position of the rotating body using a magnet and a magnetoelectric conversion element. Further, the resistance substrate constituting the variable resistor may be held in a rotating configuration such as a contact plate instead of the housing.
上記実施形態の液面検出装置は、燃料ポンプモジュールのサブタンクに組み付けられた状態で燃料タンクの開口に挿入されていた。しかし、液面検出装置の組み付けられる構成は、サブタンクに限定されない。例えば、金属の板材によって形成されたブラケット等に組み付けられた状態で、液面検出装置は、燃料タンクの開口に挿入されてもよい。 The liquid level detection device of the above embodiment is inserted into the opening of the fuel tank in a state where it is assembled to the sub tank of the fuel pump module. However, the configuration in which the liquid level detection device is assembled is not limited to the sub tank. For example, the liquid level detection device may be inserted into the opening of the fuel tank in a state assembled to a bracket or the like formed of a metal plate material.
以上、燃料の残量を検出する液面検出装置に本発明を適用した例を説明した。しかし、本発明の適用対象は、燃料残量を計測する液面検出装置に限定されず、車両に搭載される他の液体、例えばブレーキフルード、エンジン冷却水、エンジンオイル等の容器内に設けられる液面検出装置であってもよい。さらに、車両用に限らず、各種民生用機器、各種輸送機械が備える液体容器内に設けられる液面検出装置に、本発明は適用可能である。 In the above, the example which applied this invention to the liquid level detection apparatus which detects the residual amount of a fuel was demonstrated. However, the application target of the present invention is not limited to the liquid level detection device that measures the remaining amount of fuel, but is provided in a container for other liquids mounted on the vehicle, such as brake fluid, engine coolant, and engine oil. It may be a liquid level detection device. Furthermore, the present invention is applicable not only to vehicles but also to liquid level detection devices provided in liquid containers provided in various consumer devices and various transport machines.
HT,HL 保持負荷、RP 基準位置、30,230 サブタンク(組付体)、34,234 窪み部分(隔壁部)、237 支持軸(第一軸部)、40 ハウジング(支持体)、41 プレート支持軸(第二軸部)、43,44 ストッパ、50 回転体、55 フロート(フロート部)、56 フロートアーム(アーム部)、60,260 アタッチメント(変位許容機構)、61 本体回転軸(第一軸部)、70,270 復帰機構、71,271 バースプリング(ばね部材)、372b コイルスプリング(ばね部材)、90 燃料タンク(容器)、91 開口、100,200,300 液面検出装置 HT, HL Holding load, RP reference position, 30, 230 Sub tank (assembled body), 34, 234 Recessed part (partition wall part), 237 Support shaft (first shaft part), 40 Housing (support body), 41 Plate support Shaft (second shaft portion), 43, 44 Stopper, 50 Rotating body, 55 Float (float portion), 56 Float arm (arm portion), 60, 260 Attachment (displacement allowance mechanism), 61 Main body rotation shaft (first shaft) Part), 70,270 return mechanism, 71,271 bar spring (spring member), 372b coil spring (spring member), 90 fuel tank (container), 91 opening, 100, 200, 300 Liquid level detection device
Claims (11)
液面に浮かぶフロート部(55)及び前記フロート部が取り付けられるアーム部(56)を有し、液面の高さに応じて回転する回転体(50)と、
前記回転体を回転可能に支持する支持体(40)と、
特定の基準位置(RP)から相反する二方向への変位を許容しつつ前記支持体を前記組付体に対して支持し、前記回転体への負荷の入力によって前記支持体を変位させる変位許容機構(60,260)と、
前記回転体に入力された負荷が除荷されると、前記支持体を前記基準位置に復帰させる復帰機構(70,270)と、を備える液面検出装置。 The liquid level height of the liquid which is arrange | positioned in the said container through the opening (91) provided in the container (90) in the state assembled | attached to the assembly | attachment body (30,230), and is stored by this container is detected. A liquid level detection device,
A rotating body (50) having a float part (55) floating on the liquid level and an arm part (56) to which the float part is attached, and rotating according to the height of the liquid level;
A support (40) for rotatably supporting the rotating body;
Displacement allowance for supporting the support relative to the assembly while allowing displacement in two opposite directions from a specific reference position (RP), and displacing the support by input of a load to the rotating body Mechanism (60, 260);
A liquid level detection apparatus comprising: a return mechanism (70, 270) for returning the support to the reference position when the load input to the rotating body is unloaded.
前記復帰機構は、前記隔壁部を挟んで前記回転体の反対側に配置される請求項1〜4のいずれか一項に記載の液面検出装置。 The assembly is provided with partition walls (34, 234) for supporting the support,
The liquid level detection device according to claim 1, wherein the return mechanism is disposed on the opposite side of the rotating body with the partition wall interposed therebetween.
前記保持負荷は、前記アーム部に前記ストッパから作用する荷重が前記乗上荷重よりも低い状態で、前記支持体の変位が開始されるよう設定されている請求項7に記載の液面検出装置。 When the load that the arm portion in contact with the stopper rides on the stopper is a riding load,
The liquid level detection device according to claim 7, wherein the holding load is set so that displacement of the support is started in a state where a load acting on the arm portion from the stopper is lower than the climbing load. .
前記保持負荷は、前記アーム部に前記ストッパから作用する荷重が前記変形荷重よりも低い状態で、前記支持体の変位が開始されるよう設定されている請求項7又は8に記載の液面検出装置。 When the load that plastically deforms due to the reaction force received from the stopper by the arm portion in contact with the stopper is a deformation load,
The liquid level detection according to claim 7 or 8, wherein the holding load is set so that displacement of the support is started in a state where a load acting on the arm portion from the stopper is lower than the deformation load. apparatus.
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