JP2023085856A - 液位検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リード線の引張り強度を向上させる液位検出装置を提供する。【解決手段】液位検出装置２は、液体の液位を導出するための変位量を検出する検出部６０を含む装置本体１０ａと、少なくとも検出部６０と連通するように装置本体１０ａに一端が接続され、かつ、互いに並列に配置される少なくとも三つのリード線３０ａと、各々のリード線３０ａの他端を接続するコネクタ３７とを備える。少なくとも三つのリード線３０ａのうち、並列方向において端に位置する第１リード線３１ａ，３３ａの長さは、二つの他のリード線に挟まれるように位置する第２リード線３２ａの長さよりも長い。【選択図】図１０

Description

本発明は、液位検出装置に関する。

従来、液体に浮かぶフロートの上下動に追従したアームの変位に基づいて当該液体の液位を検出する液位検出装置がある。特許文献１は、自動車等の車両に搭載される燃料タンク内に取り付けられ、燃料タンクに貯留されている燃料の液位を検出することができる液位検出装置に関する技術を開示している。この液位検出装置では、三つのリード線が装置本体から引き出されている。各々のリード線の他端は、一般には一つのコネクタに接続されている。そして、各々のリード線の長さは、一般には同一である。

特開２０１８－２０５１３６号公報

例えば、燃料タンク内に液位検出装置を取り付けるとき、作業者は、狭い空間領域でコネクタを持ちながら、当該コネクタを嵌合対象である受け側のコネクタに接続させようとする。そのため、特許文献１に開示されている液位検出装置のように、各々のリード線の長さが同一であると、燃料タンクの内部構造によっては、傾きをもった方向に三つのリード線が引っ張られ、結果として、あるリード線に引張り荷重が集中することもあり得る。このとき、引張り荷重がリード線の引張り強度を超えた場合には、断線が生じるおそれもある。

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、リード線の引張り強度を向上させる液位検出装置を提供することにある。

本発明の態様に係る液位検出装置は、液体の液位を導出するための変位量を検出する検出部を含む装置本体と、少なくとも検出部と連通するように装置本体に一端が接続され、かつ、互いに並列に配置される少なくとも三つのリード線と、各々のリード線の他端を接続するコネクタと、を備え、少なくとも三つのリード線のうち、並列方向において端に位置する第１リード線の長さは、二つの他のリード線に挟まれるように位置する第２リード線の長さよりも長い。

第１実施形態に係る液位検出装置の斜視図である。 第１実施形態に係る液位検出装置の要部の分解斜視図である。 第１実施形態に係る液位検出装置の要部の断面図である。 装置本体等を前方の斜め下方から見た液位検出装置の要部の斜視図である。 液位の中間検出位置のときのアームを例示した導電部を示す斜視図である。 液位の最小検出位置のときのアームを例示した導電部を示す斜視図である。 液位検出装置が採用し得る導電部の他の例を示す斜視図である。 液位検出装置が採用し得る導電部の他の例を示す斜視図である。 第２実施形態に係る液位検出装置の斜視図である。 第２実施形態に係る液位検出装置の平面図である。 リード線の長さの設定を説明するための概念図である。 リード線にかかる引張り荷重を説明するための概念図である。 第３実施形態に係る液位検出装置の斜視図である。 第３実施形態に係る液位検出装置の要部の断面図である。 第１間隔と第２間隔との関係を説明するための拡大断面図である。

以下、図面を用いて各実施形態に係る液位検出装置について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。また、各実施形態では、同一構成のものには同一の符号を付し、それぞれ対応する関係にある。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る液位検出装置１の斜視図である。図２は、液位検出装置１の要部の分解斜視図である。図３は、軸部２１の中心軸を含みつつ鉛直方向に沿って延伸する平面で切断した、液位検出装置１の要部の断面図である。以下、液位検出装置１における「上下」とは、鉛直方向での上方又は下方をいう。

液位検出装置１は、液体に浮かぶフロート５０の上下動に追従したアーム５１の変位に基づいて、当該液体の液位（液面位置）を検出する。以下、液位検出装置１は、一例として、自動車等の車両に搭載される燃料タンク内に取り付けられ、燃料タンクの内部に貯留する燃料の液位を検出する。液位検出装置１は、装置本体１０と、リード線３０と、コネクタ３７と、ホルダー４０と、フロート５０と、アーム５１とを備える。

装置本体１０は、液位検出装置１における本体部である。装置本体１０は、フレーム１１と、リードフレーム１２と、保持部材１３とを備える。以下、装置本体１０における「前後」とは、水平方向での前方又は後方をいう。このとき、装置本体１０においてホルダー４０が支持される方が前面側であり、リードフレーム１２等がインサート成形される方が後面側である。

フレーム１１は、例えば樹脂製の構造体であり、ホルダー４０を回動自在に支持する。フレーム１１は、回動凹部２０と、軸部２１と、係止溝２２と、一対の挿通穴２３と、ガイド突条２４と、第１ストッパー面２５ａと、第２ストッパー面２５ｂとを有する。

回動凹部２０は、フレーム１１の前面側に平面視で円形状に設けられ、ホルダー４０の一部を回動自在に収容する。軸部２１は、回動凹部２０の中心に同軸状に設けられる、ホルダー４０の回動基準であり、ホルダー４０に形成されている軸凹部４２と係合する。

係止溝２２は、回動凹部２０の内周部分に、周方向に渡って設けられ、ホルダー４０の鍔部４３を回動自在に係止させる。一対の挿通穴２３は、回動凹部２０の縁部において互いに水平方向で対向する位置に設けられ、それぞれ係止溝２２と連通する。ガイド突条２４は、回動凹部２０の底部に、軸部２１の周囲を囲うように設けられ、ホルダー４０の回動を案内する。

第１ストッパー面２５ａ及び第２ストッパー面２５ｂは、アーム５１と接触してアーム５１の揺動を規制することでホルダー４０の回動を規制する、一対の第１ストッパーである。一対の第１ストッパーは、フレーム１１の前面側で、かつ、回動凹部２０の中心よりも下方側に設けられ、互いに間隔をあけて、回動凹部２０の外周に沿って対向する。ホルダー４０が回動したとき、アーム５１は、軸部２１と対向する位置よりも先端側で一対の第１ストッパーのいずれかに接触する。これにより、ホルダー４０の回動範囲は、角度範囲θに規制される。第１ストッパー面２５ａは、液位検出装置１が検出し得る液位のうち液位の最大検出位置でアーム５１と接触する。つまり、第１ストッパー面２５ａは、燃料タンク内の燃料の残容量が満タン付近となったときにアーム５１が接触する位置にある。第２ストッパー面２５ｂは、液位検出装置１が検出し得る液位のうち液位の最小検出位置でアーム５１と接触する。つまり、第２ストッパー面２５ｂは、燃料タンク内の燃料の残容量が空付近となったときにアーム５１が接触する位置にある。

また、フレーム１１は、回動溝２６と、第１補助ストッパー面２７ａと、第２補助ストッパー面２７ｂとを有してもよい。回動溝２６は、二つの挿通穴２３同士の間における回動凹部２０の上縁部に設けられ、ホルダー４０が回動したときに、アーム５１の係止端５１ａの軌道となる。

第１補助ストッパー面２７ａ及び第２補助ストッパー面２７ｂは、アーム５１の係止端５１ａと接触してアーム５１の揺動を規制することでホルダー４０の回動を規制する、一対の第２ストッパーである。一対の第２ストッパーは、回動溝２６の両端に設けられ、互いに間隔をあけて、回動凹部２０の縁に沿って対向する。そのため、アーム５１は、ホルダー４０が回動したとき、軸部２１と対向する位置よりも基端側にある係止端５１ａで一対の第２ストッパーのいずれかに接触する。ここで、一対の第２ストッパーにより規制されるホルダー４０の回動範囲は、一対の第１ストッパーにより規制される角度範囲θよりも大きい回動角度に設定されてもよい。第１補助ストッパー面２７ａは、燃料タンク内の燃料の残容量が満タン付近となったときにアーム５１の係止端５１ａが接触する位置にある。第２補助ストッパー面２７ｂは、燃料タンク内の燃料の残容量が空付近となったときにアーム５１の係止端５１ａが接触する位置にある。アーム５１に過荷重が付与されたとき、アーム５１が一対の第１ストッパーのいずれかに大きな荷重で接触することで湾曲し、アーム５１の係止端５１ａが一対の第２ストッパーのいずれかにも当接する。これにより、アーム５１に作用する過荷重を第１ストッパーだけでなく第２ストッパーにも作用させ、分散させることができる。

更に、フレーム１１は、インサート成形部２８と、リード線配置部２９とを有する。インサート成形部２８は、リードフレーム１２の一部、ホール素子６０及び導電部７０の一部などをフレーム１１にインサート成形させた領域である。リード線配置部２９は、リードフレーム１２のうちリード線３０を接続する一部をフレーム１１の外部に露出させ、かつ、リードフレーム１２に接続させるリード線３０の先端部分を配置させる。

リードフレーム１２は、一部がフレーム１１にインサート成形される導体部である。リードフレーム１２は、検出部の検出方式等に基づくリード線３０の種類に合わせて、それぞれ独立した板体である複数の端子を含む。本実施形態では、リードフレーム１２は、入力端子３４と、グランド（ＧＮＤ）端子３５と、出力端子３６とを含む。入力端子３４、グランド端子３５及び出力端子３６には、各々の機能に合わせて、ホール素子６０から延伸するリード６２が電気的に接続される。

保持部材１３は、フレーム１１に設けられているリード線配置部２９に組み付けられ、リード線３０を保持する。例えば、保持部材１３は、リード線３０の径に合わせた溝１３ａをリード線３０ごとに有してもよい。保持部材１３は、溝１３ａにリード線３０を係合させた状態でリード線配置部２９とで溝１３ａを挟み込むことで、リード線３０をリードフレーム１２から外れづらくすることができる。

また、装置本体１０は、ホルダー４０の回転角度を検出する検出部としてのホール素子６０と、リード６２とを備える。

ホール素子６０は、フレーム１１の軸部２１内に埋め込まれ、電圧が印加された状態で外部から磁界が加えられたときに、ホール素子６０を通過する磁束密度に比例したホール電圧を発生させる磁気検出素子である。一方、ホルダー４０の内部には、後述するマグネット６５が設置されている。液位の変化によりホルダー４０が回動すると、マグネット６５も回転変位し、ホール素子６０とマグネット６５の磁束との交差角度が変化して、それに伴い、ホール電圧が変化する。つまり、計測されたホール電圧に基づくことで、ホルダー４０の回転角度を検出し、結果として燃料の液位を検出することができる。リード６２は、上記のとおり、ホール素子６０から延伸して、リードフレーム１２に含まれる各端子に電気的に接続される。

また、ホール素子６０、リード６２、及びリードフレーム１２の一部は、複数回のインサート成形により、フレーム１１の内部に取り付けられてもよい。例えば、第１段階のインサート成形により、樹脂体６３と共にホール素子６０やリード６２がフレーム１１に取り付けられてもよい。その後、第２段階のインサート成形により、リードフレーム１２がフレーム１１に取り付けられてもよい。樹脂体６３は、フレーム１１の軸部２１の内側に同軸状に埋め込まれる内軸６３ａを有する。内軸６３ａは、更にその内側にホール素子６０を設置する。ホール素子６０及びリード６２は、樹脂部材６４を用いて樹脂体６３の内部に予め埋め込まれてもよい。なお、不図示であるが、樹脂部材６４には、ホール素子６０の作動に係わるその他の電子部品等が含まれていてもよい。

更に、装置本体１０は、フレーム１１に少なくとも一部が埋め込まれる導電部７０を備える。導電部７０については、以下で改めて詳説する。

リード線３０は、検出部の検出方式等に基づいて複数設けられ、液位検出装置１と、測定器等の外部機器との間を電気的に接続する。本実施形態では、リード線３０は、互いに独立した、電源に係る入力線３１と、グランド（ＧＮＤ）線３２と、信号に係る出力線３３とを含む。入力線３１の一端は、リード線配置部２９において入力端子３４に接続される。グランド線３２の一端は、リード線配置部２９においてグランド端子３５に接続される。出力線３３の一端は、リード線配置部２９において出力端子３６に接続される。

コネクタ３７は、入力線３１、グランド線３２及び出力線３３の各々の他端を互いに非接触で接続し、外部機器と電気的に連続する受け側のコネクタに接続される。

ホルダー４０は、例えば樹脂製の部材であり、アーム５１の基端側を保持し、かつ、燃料の液位の変化に伴うフロート５０の上下動に追従したアーム５１の変位を回転運動に変換する。以下、ホルダー４０における「前後」とは、水平方向での前方又は後方をいう。このとき、アーム５１を保持する方が前面側であり、ホルダー４０において装置本体１０に支持される方が後面側である。ホルダー４０は、ホルダー本体４１と、アーム保持部４６を有する。

ホルダー本体４１は、軸凹部４２と、一対の鍔部４３と、ガイド凹部４４とを有する円筒状の部材である。

軸凹部４２は、ホルダー本体４１の後面側に、かつ、軸部２１の中心軸と同軸状に設けられ、フレーム１１に設けられている軸部２１を回転軸として回転摺動自在に軸部２１に係合する。なお、本実施形態では、軸部２１の中心軸とは区別して、軸凹部４２の中心軸を「回動軸」と表記する。一対の鍔部４３は、それぞれ、ホルダー本体４１の後縁部から径方向外方へ向かって突出するように設けられる。また、一対の鍔部４３は、アーム保持部４６に保持されているときのアーム５１の延伸方向に沿って互いに反対方向に突出する。ガイド凹部４４は、ホルダー本体４１の後面側で、かつ、ホルダー本体４１に設置されるマグネット６５の外周側に設けられ、フレーム１１に設けられているガイド突条２４を収容する。

ホルダー４０をフレーム１１に組み付けるとき、作業者は、フレーム１１の一対の挿通穴２３の位置に一対の鍔部４３を合わせた状態で、回動凹部２０にホルダー４０を嵌め込む。鍔部４３が挿通穴２３を通過すると、ホルダー４０の軸凹部４２にフレーム１１の軸部２１が挿入される。また、ホルダー４０のガイド凹部４４にフレーム１１のガイド突条２４が入り込む。次に、作業者は、回動凹部２０に嵌め込んだホルダー４０を、後述する係止孔４７が上方に配置されるように回動させると、鍔部４３がフレーム１１の係止溝２２に入り込み、ホルダー４０が回動凹部２０から抜けない。なお、ホルダー４０がアーム５１を保持している状態では、第１ストッパー等によりホルダー４０の回動範囲が規制されるので、鍔部４３が挿通穴２３の位置へ移動することによるホルダー４０の回動凹部２０からの抜けも抑止される。

アーム保持部４６は、アーム５１の延伸方向がホルダー４０の回動軸に直交する方向となるように、アーム５１を保持する。アーム保持部４６は、係止孔４７を有する。係止孔４７は、ホルダー本体４１の周縁の一部に、ホルダー４０の前後方向で貫通するように設けられ、アーム５１の基端側にある係止端５１ａを係止させる。

また、ホルダー４０は、環状のマグネット６５を備える。マグネット６５は、軸凹部４２の内周側に配置されるようにホルダー本体４１の内部に設置され、ホール素子６０によるホルダー４０の回転角度の検出に用いられる変位部材である。この場合、ホルダー４０の回動に伴って回転変位するマグネット６５の内径側に、ホール素子６０が位置する。

フロート５０は、液体である燃料に浮かばせられる。つまり、フロート５０は、燃料タンク内での燃料の液位の変化に伴って上下動する。

アーム５１は、ホルダー４０とフロート５０とを接続する棒状部材である。アーム５１は、先端側でフロート５０を支持する。一方、アーム５１は、先端側とは反対にあるアーム５１の基端側でホルダー４０のアーム保持部４６に保持される。なお、アーム５１は、一つ又は複数の折れ曲がり部を有してもよい。アーム５１の基端側の端部は、直角に屈曲された係止端５１ａである。係止端５１ａは、アーム保持部４６がアーム５１を保持している状態では、係止孔４７に挿し込まれる。係止孔４７に挿し込まれた係止端５１ａは、フレーム１１に設けられている回動溝２６内に配置される。

次に、導電部７０について詳説する。図４は、装置本体１０及びホルダー４０を前方の斜め下方から見た液位検出装置１の要部の斜視図である。図４では、アーム５１がフレーム１１の第２ストッパー面２５ｂに接触している状態が例示されている。図５は、装置本体１０からフレーム１１を除き、液位の中間検出位置のときのアーム５１を例示した導電部７０を示す斜視図である。図６は、図５に対応し、液位の最小検出位置のときのアーム５１を例示した導電部７０を示す斜視図である。図５及び図６では、アーム５１は、ホルダー４０に保持されていることを想定しつつ、二点鎖線で描画されている。

導電部７０は、延伸部７１と、第１端部７２と、第２端部７３とを有する導電性を有する部材である。延伸部７１は、導電部７０の本体である。第１端部７２は、延伸部７１の一方の端部であり、リードフレーム１２に含まれるグランド端子３５に接続される。第２端部７３は、延伸部７１の他方の端部であり、アーム５１に対して接触可能に位置する。導電部７０では、延伸部７１、第１端部７２及び第２端部７３のすべてが、例えば金属製の板材で構成される。

ここで、ホール素子６０やリードフレーム１２が、複数回のインサート成形によりフレーム１１の内部に取り付けられ得る。そこで、導電部７０も、インサート成形によりフレーム１１の内部に取り付けられてもよい。この場合、第１端部７２は、インサート成形前に、グランド端子３５に対して溶接等により予め接合されていてもよい。

本実施形態では、互いに対称形状である二つの導電部７０がある。一方の導電部７０が有する第２端部７３は、図４に示すように、一対の第１ストッパーのうちの第１ストッパー面２５ａからアーム５１の軌道に向けて露出する。また、他方の導電部７０が有する第２端部７３は、図４に示すように、一対の第１ストッパーのうちの第２ストッパー面２５ｂからアーム５１の軌道に向けて露出する。各々の延伸部７１は、フレーム１１の内部において、その他の構成要素と干渉せず、かつ、フレーム１１の外部に露出しない経路で、第１端部７２から第２端部７３に延伸するように埋め込まれる。つまり、延伸部７１の形状は、フレーム１１の内部の構造又は形状に基づいて決定される。

このような導電部７０では、まず、図５に示すように、燃料の液面が中間検出位置にあるような場合、アーム５１は、第１ストッパー面２５ａから露出する第２端部７３、又は、第２ストッパー面２５ｂから露出する第２端部７３のいずれとも接触しない。ここで、液位の中間検出位置とは、液位検出装置１が検出し得る液位のうち、おおよそ中間の液位となる位置をいう。中間の液位は、例えば、燃料タンク内の燃料の残容量が満タン時のおおよそ半分となったときに示す液位に相当する。なお、液位の検出位置が、中間検出位置にあるだけでなく、最大検出位置又は最小検出位置にありさえしなければ、アーム５１がいずれの第２端部７３と接触することはない。

一方、図６に示すように、燃料の液面が最小検出位置にある場合、アーム５１は、第２ストッパー面２５ｂから露出する第２端部７３と接触する。同様に、不図示であるが、燃料の液面が最大検出位置にある場合、アーム５１は、第１ストッパー面２５ａから露出する第２端部７３と接触する。

次に、液位検出装置１の作用について説明する。

まず、液位検出装置１では、基本作用として、燃料の液位の変化に伴うフロート５０の上下動に追従してアーム５１が揺動し、アーム５１が接続されたホルダー４０が装置本体１０に対して回動する。装置本体１０内のホール素子６０は、ホルダー４０内のマグネット６５の磁束の変化を検出し、その検出結果が出力線３３を通じて外部機器としての測定部等に送信される。例えば、測定部は、液位検出装置１から送信された出力信号に基づいて液位の測定を行い、必要に応じて、燃料タンク内の燃料切れなどの警告を行う。

ここで、液位検出装置１が自動車の燃料タンク内に取り付けられている場合、自動車の走行時の振動により、燃料が揺動したり、樹脂製の構成部品同士が摺動したりすることで静電気が発生し、アーム５１が帯電することもあり得る。これに対して、燃料の残容量が満タン若しくは空となったとき、又は、燃料の残容量が満タン若しくは空のいずれでもなくても、走行時に大きな振動を受けてアーム５１の揺動幅が大きくなったとき、アーム５１が一対の第１ストッパーのいずれかと接触する。つまり、アーム５１は、第１ストッパー面２５ａ又は第２ストッパー面２５ｂから露出する導電部７０の第２端部７３と接触する。導電部７０は、第１端部７２を介してグランド端子３５に接続されているので、アーム５１に留まっていた静電気は、アーム５１の第２端部７３への接触に伴い、導電部７０を通じてグランド線３２へ放電される。

次に、液位検出装置１の効果について説明する。

液位検出装置１は、液体に浮かばせるフロート５０と、フロート５０を先端側で支持するアーム５１と、アーム５１の基端側を保持し、液体の液位の変化に伴うフロート５０の上下動に追従したアーム５１の変位を回転運動に変換するホルダー４０とを備える。液位検出装置１は、ホルダー４０の回動基準となる軸部２１を有するフレーム１１と、フレーム１１に設けられ、ホルダー４０の回転角度を検出する検出部と、検出部に接続されたグランド端子３５とを備える。また、液位検出装置１は、グランド端子３５に接続される第１端部７２と、アーム５１に対して接触可能に位置する第２端部７３とを有し、かつ、フレーム１１に少なくとも一部が埋め込まれる導電部７０を備える。

ここで、上記例示では、検出部は、ホール素子６０に相当する。ただし、液位検出装置１で採用される検出方式は、ホール素子６０を利用した方式に限定されるものではなく、ホルダー４０の回転角度を検出することができる方式であるならば、他の検出方式が採用されてもよい。

また、液位検出装置１では、フレーム１１は、アーム５１における軸部２１と対向する位置よりも先端側と接触してホルダー４０の回動範囲を規制する一対の第１ストッパーを有してもよい。この場合、第２端部７３は、一対の第１ストッパーを構成する第１ストッパー面２５ａと第２ストッパー面２５ｂとの各々からアーム５１の軌道に向けて露出してもよい。

液位検出装置１によれば、導電部７０は、グランド端子３５に接続される第１端部７２と、アーム５１に対して接触可能に位置する第２端部７３とを有する。そのため、アーム５１が帯電しても、アーム５１が第２端部７３と接触したときに、導電部７０を通じて、アームに留まっていた静電気をグランド線３２に放電させることができる。したがって、アーム５１が帯電し、その結果、アーム５１からより電位の低い場所へ静電気が流れようとすることに起因した、液位検出装置１の周囲でのスパークの発生を、予め抑えることができる。

また、液位検出装置１によれば、導電部７０は、フレーム１１に少なくとも一部が埋め込まれる。そのため、液位検出装置１が導電部７０を備えたとしても、導電部７０を備えない場合と比較して、外形上、大きな相違はない。したがって、例えば、作業者が液位検出装置１を燃料タンク内に取り付けるとき、液位検出装置１の大型化や複雑化から作業性を低下させることがない。

更に、導電部７０の第２端部７３を第１ストッパー面２５ａ等からアーム５１の軌道に向けて露出させる構成によれば、上記説明した効果を簡易的な構造で実現させることができる。また、液位検出装置１の外形に関しても、フレーム１１における第１ストッパー面２５ａ等の位置又は構造は、既存の液位検出装置と同等である。したがって、導電部７０を新たにフレーム１１に設ける場合でも、フレーム１１の外形を既存のものから大幅に変更する必要がない。更に、第２端部７３が第１ストッパー面２５ａ等に合わせて設けられるので、導電部７０がアーム５１の揺動を阻害することがない。したがって、導電部７０の存在が液位検出装置１の検出結果に影響を及ぼすことがない。

以上のように、本実施形態によれば、コンパクトな外形で周囲でのスパークの発生を抑える液位検出装置１を提供することができる。

また、液位検出装置１では、導電部７０は、導電性を有する板材であってもよい。

この液位検出装置１によれば、加工のしやすさ等の面でも簡易的に導電部７０を形成することができる。また、導電部７０をインサート成形によりフレーム１１に埋め込ませる場合、予め導電部７０を所望の形状に維持しやすいため、インサート成形時の作業の効率化の点でも有利となり得る。

また、液位検出装置１では、フレーム１１は、アーム５１における軸部２１と対向する位置よりも先端側と接触してホルダー４０の回動範囲を規制する一対の第１ストッパーを有してもよい。また、フレーム１１は、アーム５１における軸部２１と対向する位置よりも基端側と接触してホルダー４０の回動範囲を規制する一対の第２ストッパーを有してもよい。一対の第２ストッパーにより規制される回動範囲は、一対の第１ストッパーにより規制される回動範囲よりも大きい。この場合、第２端部７７は、一対の第２ストッパーを構成する第１補助ストッパー面２７ａと第２補助ストッパー面２７ｂとの各々からアーム５１の軌道に向けて露出してもよい。

上記説明では、一対の第１ストッパーである第１ストッパー面２５ａ及び第２ストッパー面２５ｂに合わせて導電部７０の第２端部７３を設置する場合を例示した。これに対して、液位検出装置１は、上記のとおり、一対の第１ストッパーに加えて、アーム５１の係止端５１ａが接触し得る、第１補助ストッパー面２７ａ及び第２補助ストッパー面２７ｂからなる一対の第２ストッパーを有する。そこで、第１ストッパー面２５ａ及び第２ストッパー面２５ｂに代えて、第１補助ストッパー面２７ａ及び第２補助ストッパー面２７ｂに合わせて導電部の第２端部を設置することもあり得る。

図７は、図５に対応し、液位検出装置１が採用し得る導電部の他の二つの例としての導電部７４及び導電部８０を示す斜視図である。なお、導電部７４と導電部８０とを区別するために、導電部８０は、二点鎖線で描画されている。また、導電部７４及び導電部８０以外の構成については、図５に例示の構成と同一であるため、説明を省略する。

導電部７４は、上記の導電部７０と同様に、延伸部７５と、第１端部７６と、第２端部７７とを有する導電性を有する部材である。ただし、第２端部７７は、第１補助ストッパー面２７ａと第２補助ストッパー面２７ｂとの各々からアーム５１の係止端５１ａの軌道に向けて露出する。また、第２端部７７の露出位置に伴い、例えば、延伸部７５は、導電部７０の延伸部７１よりも短くてもよい。係止端５１ａは、アーム５１に過荷重が付与されたときに第１補助ストッパー面２７ａ又は第２補助ストッパー面２７ｂに接触するため、接触頻度は、導電部７０の第２端部７３が一対の第１ストッパーのいずれかに接触する場合よりも少ない。しかし、係止端５１ａが一対の第２ストッパーに設けられた第２端部７７のいずれかと接触する機会は確保されるため、液位検出装置１がコンパクトな外形で周囲でのスパークの発生を抑えることができる点は同様である。

一方、導電部８０は、上記説明した導電部７０又は導電部７４に代わるものであり、延伸部８１と、第１端部８２と、第２端部とを有する導電性を有する構造体である。延伸部８１は、例えば金属製の配線である。ここで、グランド端子３５に接続される延伸部８１の一方の端部が第１端部８２である点は、導電部７０と同様である。これに対して、導電部８０での第２端部は、延伸部８１の他方の端部それ自体ではなく、延伸部８１の他方の端部８３が接続されるブロック体８４の一部である。ブロック体８４は、導電性を有する部材である。

この場合も、互いに対称形状である二つの導電部８０がある。一方の導電部８０が有するブロック体８４の一部は、一対の第１ストッパーのうちの第１ストッパー面２５ａからアーム５１の軌道に向けて露出させてもよい。また、他方の導電部８０が有するブロック体８４の一部は、一対の第１ストッパーのうちの第２ストッパー面２５ｂからアーム５１の軌道に向けて露出させてもよい。更に、ブロック体８４の一部を、一対の第２ストッパーを構成する第１補助ストッパー面２７ａ及び第２補助ストッパー面２７ｂから露出させてもよい点については、導電部７４と同様である。

このように、液位検出装置１では、導電部８０は、第２端部を含む導電性を有する部材と、配線との組み合わせであってもよい。

この液位検出装置１によれば、導電部７０が必ずしも板材で形成されずとも、コンパクトな外形で周囲でのスパークの発生を抑える液位検出装置１を簡易的に構成させることができる。

図８は、図３に対応し、液位検出装置１が採用し得る導電部の他の二つの例としての導電部８５及び導電部８５ａを示す概略断面図である。なお、導電部８５及び導電部８５ａ以外の構成については、図３に例示の構成と同一であるため、説明を省略する。

導電部８５は、上記説明した導電部７０に代わるものであり、延伸部８６と、第１端部と、第２端部とを有する導電性を有する構造体である。延伸部８６は、金属製の板材であっても、金属製の配線であっても構わない。なお、図８では、延伸部８６及び第１端部が破線を用いて概略的に示されている。延伸部８６が取り得るフレーム１１の内部での経路は、例えば、その他の構成要素と干渉せず、かつ、フレーム１１の外部に露出しないという条件のもと、様々設定し得る。

そして、導電部８５での第２端部は、液位の中間検出位置でアーム５１と接触するようにフレーム１１からアーム５１の軌道に向けて突出する突出部８７であってもよい。この場合、突出部８７は、第１ストッパー面２５ａと第２ストッパー面２５ｂとの間でアーム５１の軌道に向けて露出する平面としてのアーム対向部１１ｃに設置されてもよい。

一方、導電部８５ａは、上記説明した導電部８５に代わるものであり、延伸部８６ａと、第１端部と、第２端部とを有する導電性を有する構造体である。延伸部８６ａは、導電部８５の延伸部８６と同等である。

そして、導電部８５ａでの第２端部は、液位の中間検出位置でアーム５１と接触するようにフレーム１１からアーム５１の軌道に向けて突出する突出部８７ａであってもよい。この場合、突出部８７ａは、第１補助ストッパー面２７ａと第２補助ストッパー面２７ｂとの間でアーム５１の基端側にある係止端５１ａの軌道に向けて露出する回動溝２６に設置されてもよい。

この液位検出装置１によれば、導電部７０等が必ずしも第１ストッパー又は第２ストッパーに設置されるものでなくても、コンパクトな外形で周囲でのスパークの発生を抑える液位検出装置１を簡易的に構成させることができる。また、第２端部としての突出部８７等が液位の中間検出位置でアーム５１と接触するように設けられるため、液位の最大検出位置や最小検出位置に対応した第１ストッパー等に設けられる場合と比較して、接触頻度が多い。したがって、液位検出装置１の周囲でのスパークの発生をより抑えやすいという利点がある。

（第２実施形態）
図９は、第２実施形態に係る液位検出装置２の斜視図である。図１０は、フロート５０及びアーム５１の一部を除く、液位検出装置２の平面図である。以下、液位検出装置２における「上下」とは、鉛直方向での上方又は下方をいう。

液位検出装置２は、液体に浮かぶフロート５０の上下動に追従したアーム５１の変位に基づいて、当該液体の液位（液面位置）を検出する。以下、液位検出装置２は、一例として、自動車等の車両に搭載される燃料タンク内に取り付けられ、燃料タンクの内部に貯留する燃料の液位を検出する。液位検出装置２は、装置本体１０ａと、リード線３０ａと、コネクタ３７と、ホルダー４０と、フロート５０と、アーム５１とを備える。

装置本体１０ａは、液位検出装置２における本体部である。装置本体１０ａは、フレーム１１ａと、リードフレーム１２と、保持部材１３と、ホール素子６０とを備える。以下、装置本体１０ａにおける「前後」とは、水平方向での前方又は後方をいう。このとき、装置本体１０ａにおいてホルダー４０が支持される方が前面側であり、リードフレーム１２等がインサート成形される方が後面側である。

フレーム１１ａは、例えば樹脂製の構造体であり、ホルダー４０を回動自在に支持する。フレーム１１ａは、上部に、リード線配置部２９を有する。リード線配置部２９は、リードフレーム１２のうちリード線３０ａを接続する一部をフレーム１１ａの外部に露出させ、かつ、リードフレーム１２に接続させるリード線３０ａの先端部分を配置させる。

リードフレーム１２は、一部がフレーム１１ａにインサート成形される導体部である。リードフレーム１２は、検出部の検出方式等に基づくリード線３０ａの種類に合わせて、それぞれ独立した板体である少なくとも三つの端子を含む。本実施形態では、リードフレーム１２は、入力端子３４と、グランド（ＧＮＤ）端子３５と、出力端子３６とを含む。入力端子３４、グランド端子３５及び出力端子３６には、各々の機能に合わせて、検出部としてのホール素子６０に電気的に接続される。つまり、リード線３０ａは、ホール素子６０と連通するように装置本体１０ａに一端が接続される。

保持部材１３は、フレーム１１ａに設けられているリード線配置部２９に組み付けられ、リード線３０ａを保持する。例えば、保持部材１３は、リード線３０ａの径に合わせた溝１３ａをリード線３０ａごとに有してもよい。保持部材１３は、溝１３ａにリード線３０ａを係合させた状態でリード線配置部２９とで溝１３ａを挟み込むことで、リード線３０ａをリードフレーム１２から外れづらくすることができる。

ホール素子６０は、ホルダー４０の回転角度を検出する磁気検出素子であり、燃料の液位を導出するための変位量を検出する検出部の一例である。

リード線３０ａは、検出部の検出方式等に基づいて少なくとも三つ設けられ、液位検出装置２と、測定器等の外部機器との間を電気的に接続する。本実施形態では、リード線３０ａは、互いに独立した、電源に係る入力線３１ａと、グランド（ＧＮＤ）線３２ａと、信号に係る出力線３３ａとを含む。入力線３１ａの一端は、リード線配置部２９において入力端子３４に接続される。グランド線３２ａの一端は、リード線配置部２９においてグランド端子３５に接続される。出力線３３ａの一端は、リード線配置部２９において出力端子３６に接続される。

ここで、本実施形態では、少なくとも三つのリード線３０ａの各々の長さは、図１０に示すように同一ではない。この点については、以下で改めて詳説する。

コネクタ３７は、入力線３１ａ、グランド線３２ａ及び出力線３３ａの各々の他端を互いに非接触で接続し、外部機器と電気的に連続する受け側のコネクタに接続される。

ホルダー４０は、例えば樹脂製の部材であり、アーム５１の基端側を保持し、かつ、燃料の液位の変化に伴うフロート５０の上下動に追従したアーム５１の変位を回転運動に変換する。ホルダー４０の回動範囲は、フレーム１１に設けられている第１ストッパー面２５ａ等のストッパーにより、角度範囲θに規制される。ホルダー４０は、内部に、環状のマグネットを備える。マグネットは、フレーム１１ａに設けられているホール素子６０によるホルダー４０の回転角度の検出に用いられる変位部材である。フロート５０は、液体である燃料に浮かばせられる。つまり、フロート５０は、燃料タンク内での燃料の液位の変化に伴って上下動する。また、アーム５１は、ホルダー４０とフロート５０とを接続する棒状部材である。アーム５１は、先端側でフロート５０を支持する。

次に、リード線３０ａの長さについて詳説する。本実施形態では、入力線３１ａ、グランド線３２ａ及び出力線３３ａの三つのリード線３０ａが存在する。ここで、保持部材１３に設けられている３つの溝１３ａによって、三つのリード線３０ａの配置関係が規定される。入力線３１ａ、グランド線３２ａ及び出力線３３ａは、装置本体１０ａに関する上下方向と前後方向との双方に垂直となる方向を並列方向として、互いに並列に、かつ、等間隔に配置される。

また、三つのリード線３０ａのうち、並列方向において端に位置する第１リード線の長さは、二つの他のリード線に挟まれるように位置する第２リード線の長さよりも長い。本実施形態では、入力線３１ａ及び出力線３３ａの双方が第１リード線に相当する。一方、入力線３１ａと出力線３３ａとに挟まれるように位置するグランド線３２ａが第２リード線に相当する。したがって、図１０に示すように、コネクタ３７を装置本体１０ａから上方向に向けて離間させたとき、グランド線３２ａが長さＬで張った状態となり、入力線３１ａ及び出力線３３ａがそれぞれ弛んだ状態となる。

図１１は、図１０に対応した、リード線３０ａの長さの設定を説明するための概念図である。図１１では、第２リード線であるグランド線３２ａを張ったまま、第１リード線である出力線３３ａをグランド線３２ａの側に傾けた状態が例示されている。

ここで、第２リード線すなわちグランド線３２ａの長さをＬと規定する。並列方向の一方の端に位置する第１リード線すなわち出力線３３ａと、出力線３３ａの隣に位置するグランド線３２ａとの間の幅をＷと規定する。また、出力線３３ａがグランド線３２ａの側に傾いたときの並列方向に対する傾斜角をθ_Ａと規定する。この場合、出力線３３ａの長さは、グランド線３２ａの長さＬよりも、Ｗｃｏｓθ_Ａで表される延長分の長さＬ_Ｅだけ長く、（Ｌ＋Ｗｃｏｓθ_Ａ）で表される。このとき、傾斜角θ_Ａは、２５°＜θ_Ａ＜６５°の範囲にあるように設定される。又は、傾斜角θ_Ａは、４５°と設定されてもよい。

なお、ここでは、一方の第１リード線である出力線３３ａの長さに関して説明したが、他方の第１リード線である入力線３１ａの長さに関しても、同様に設定し得る。

次に、液位検出装置２の作用について説明する。

図１２は、図１０に対応した、リード線３０ａにかかる引張り荷重を説明するための概念図である。図１２では、燃料タンク内に液位検出装置２が取り付けられるときにコネクタ３７の嵌合対象となる受け側コネクタ１００を二点鎖線で例示している。

例えば、作業者が燃料タンク内に液位検出装置２を取り付けるとき、図１２に示すように、コネクタ３７を持ちながら、装置本体１０ａの位置に対して斜め上方にある受け側コネクタ１００にコネクタ３７を接続させる場合を想定する。特に、受け側コネクタ１００は、装置本体１０ａの真上よりも、リード線３０ａの並列方向に沿って入力線３１ａ側に寄った位置に設けられているものとする。

まず、比較例として、すべてのリード線３０ａの長さが同一であると仮定すると、作業者がコネクタ３７を受け側コネクタ１００に接続させようとしたとき、受け側コネクタ１００に近い側にある入力線３１ａは、弛む可能性が高い。しかし、受け側コネクタ１００から遠い側にある出力線３３ａは、並列方向で反対側に設けられている受け側コネクタ１００に向かって引っ張られる可能性が高い。したがって、三つのリード線３０ａ全体にかかる引張り荷重Ｆが、リード線３０ａの並列方向で一方の端にある出力線３３ａに集中するおそれがある。

これに対して、本実施形態では、リード線３０ａの並列方向で一方の端にある出力線３３ａの長さは、出力線３３ａの隣に配置されているグランド線３２ａの長さよりも予め長く設定されている。そのため、受け側コネクタ１００から遠い側にある出力線３３ａが受け側コネクタ１００に向かって引っ張られたとしても、図１２に示すように、引っ張られる程度は、出力線３３ａとグランド線３２ａとで近似する。したがって、三つのリード線３０ａ全体にかかる引張り荷重Ｆは、出力線３３ａとグランド線３２ａとに分散される。

一例として、リード線３０ａの一本あたりの引張り強度が７０Ｎであると仮定する。上記の比較例の場合では、おおよそ出力線３３ａの一本のみに引張り荷重Ｆがかかるため、リード線３０ａ全体の引張り強度も７０Ｎ程度となる。これに対して、本実施形態の場合では、出力線３３ａとグランド線３２ａとの二本に引張り荷重Ｆが分散されるので、リード線３０ａ全体の引張り強度は、おおよそ２倍の１４０Ｎ程度となる。

なお、ここでは、受け側コネクタ１００が装置本体１０ａの真上よりもリード線３０ａの並列方向に沿って入力線３１ａ側に寄った位置に設けられる場合を例示した。これに対して、本実施形態では、並列方向に沿って出力線３３ａの反対側にある入力線３１ａの長さも、グランド線３２ａの長さよりも長く設定されている。したがって、受け側コネクタ１００が装置本体１０ａの真上よりもリード線３０ａの並列方向に沿って出力線３３ａ側に寄った位置に設けられる場合も、同様にリード線３０ａ全体の引張り強度が向上する。

また、液位検出装置２は、装置本体１０ａの後面側が燃料タンクの内壁面と対向するように燃料タンクの内壁に取り付けられる。このとき、作業者は、リード線３０ａを燃料タンクの内壁に這わせながら、コネクタ３７を受け側コネクタ１００に接続する。そのため、液位検出装置２の取り付け時には、リード線３０ａは、基本的に並列方向に沿って移動することが多いため、上記説明したようなリード線３０ａの長さ設定が有効となり得る。

次に、液位検出装置２の効果について説明する。

液位検出装置２は、液体の液位を導出するための変位量を検出する検出部を含む装置本体１０ａを備える。また、液位検出装置２は、少なくとも検出部と連通するように装置本体１０ａに一端が接続され、かつ、互いに並列に配置される少なくとも三つのリード線３０ａと、各々のリード線３０ａの他端を接続するコネクタ３７とを備える。少なくとも三つのリード線３０ａのうち、並列方向において端に位置する第１リード線の長さは、二つの他のリード線に挟まれるように位置する第２リード線の長さよりも長い。

ここで、上記例示では、検出部は、ホール素子６０に相当する。ただし、液位検出装置２で採用される検出方式は、ホール素子６０を利用した方式に限定されるものではなく、ホルダー４０の回転角度を検出することができる方式であるならば、他の検出方式が採用されてもよい。また、上記例示では、第１リード線は、入力線３１ａ及び出力線３３ａに相当し、第２リード線は、グランド線３２ａに相当する。

液位検出装置２では、少なくとも三つのリード線３０ａのうち、並列方向において端に位置する第１リード線の長さが、二つの他のリード線に挟まれるように位置する第２リード線の長さよりも長く設定される。そのため、液位検出装置２によれば、斜め上方に向けてリード線３０ａが引っ張られたとしても、並列方向において端に位置する第１リード線に引張り荷重を集中させづらい。したがって、少なくとも三つのリード線３０ａ全体にかかる引張り荷重Ｆを、第１リード線を含む複数のリード線３０ａに分散させることができるので、結果として、リード線３０ａ全体の引張り強度を向上させることができる。

以上のように、本実施形態によれば、リード線３０ａの引張り強度を向上させる液位検出装置２を提供することができる。

なお、上記説明では、三つのリード線３０ａが存在する場合について例示したが、検出部の検出方式の相違や、その他の機能を発揮する電子部品の付加などの条件によっては、四つ以上のリード線３０ａが存在してもよい。例えば、四つのリード線３０ａが存在する場合には、互いに隣り合う二つの第２リード線が存在することになる。

また、液位検出装置２では、第２リード線の長さをＬとし、並列方向の一方の端に位置する第１リード線と、当該第１リード線の隣に位置する第２リード線との間の幅をＷとする。また、第１リード線が第２リード線の側に傾いたときの並列方向に対する傾斜角をθ_Ａとする。このとき、第１リード線の長さは、（Ｌ＋Ｗｃｏｓθ_Ａ）で表され、傾斜角は、２５°＜θ_Ａ＜６５°の範囲にあってもよい。

この液位検出装置２によれば、自動車等の車両に搭載される一般的な燃料タンクの内部構造における、装置本体１０ａの取り付け位置に対する受け側コネクタ１００の設置位置に鑑みて、上記の効果を奏し得る。

また、液位検出装置２では、傾斜角は、４５°であってもよい。

この液位検出装置２によれば、自動車等の車両に搭載される一般的な燃料タンクの内部構造における、装置本体１０ａの取り付け位置に対する受け側コネクタ１００の設置位置に鑑みて、上記の効果をより確実に奏し得る。

（第３実施形態）
図１３は、第３実施形態に係る液位検出装置３の斜視図である。図１４は、軸部２１の中心軸ＡＸを含みつつ鉛直方向に沿って延伸する平面で切断した、液位検出装置３の要部の断面図である。以下、液位検出装置３における「上下」とは、鉛直方向での上方又は下方をいう。

液位検出装置３は、液体に浮かぶフロート５０の上下動に追従したアーム５１の変位に基づいて、当該液体の液位（液面位置）を検出する。以下、液位検出装置３は、一例として、自動車等の車両に搭載される燃料タンク内に取り付けられ、燃料タンクの内部に貯留する燃料の液位を検出する。液位検出装置３は、装置本体１０ｂと、リード線３０と、コネクタ３７と、ホルダー４０と、フロート５０と、アーム５１とを備える。

装置本体１０ｂは、液位検出装置３における本体部である。装置本体１０ｂは、フレーム１１ｂと、リードフレーム１２と、保持部材１３とを備える。以下、装置本体１０ｂにおける「前後」とは、水平方向での前方又は後方をいう。このとき、装置本体１０ｂにおいてホルダー４０が支持される方が前面側であり、リードフレーム１２等がインサート成形される方が後面側である。

フレーム１１ｂは、例えば樹脂製の構造体であり、ホルダー４０を回動自在に支持する。フレーム１１ｂは、回動凹部２０と、軸部２１と、係止溝２２と、一対の挿通穴２３と、ガイド突条２４と、第１ストッパー面２５ａと、第２ストッパー面２５ｂと、アーム対向部１１ｃとを有する。

回動凹部２０は、フレーム１１ｂの前面側に平面視で円形状に設けられ、ホルダー４０の一部を回動自在に収容する。軸部２１は、回動凹部２０の中心に同軸状に設けられる、ホルダー４０の回動基準であり、ホルダー４０に形成されている軸凹部４２と係合する。

係止溝２２は、回動凹部２０の内周部分に、周方向に渡って設けられ、ホルダー４０の鍔部４３を回動自在に係止させる。また、係止溝２２は、軸部２１の中心軸ＡＸに沿った方向で互いに対向する二つの側壁２２ａを有する。一対の挿通穴２３は、回動凹部２０の縁部において互いに水平方向で対向する位置に設けられ、それぞれ係止溝２２と連通する。ガイド突条２４は、回動凹部２０の底部に、軸部２１の周囲を囲うように設けられ、ホルダー４０の回動を案内する。

第１ストッパー面２５ａ及び第２ストッパー面２５ｂは、アーム５１と接触してアーム５１の揺動を規制することでホルダー４０の回動を規制する、一対のストッパーである。一対のストッパーは、フレーム１１ｂの前面側で、かつ、回動凹部２０の中心よりも下方側に設けられ、互いに間隔をあけて、回動凹部２０の外周に沿って対向する。ホルダー４０が回動したとき、アーム５１は、軸部２１よりも先端側で一対のストッパーのいずれかに接触する。これにより、ホルダー４０の回動範囲は、角度範囲θに規制される。第１ストッパー面２５ａは、液位検出装置３が検出し得る液位のうち液位の最大検出位置でアーム５１と接触する。つまり、第１ストッパー面２５ａは、燃料タンク内の燃料の残容量が満タン付近となったときにアーム５１が接触する位置にある。第２ストッパー面２５ｂは、液位検出装置３が検出し得る液位のうち液位の最小検出位置でアーム５１と接触する。つまり、第２ストッパー面２５ｂは、燃料タンク内の燃料の残容量が空付近となったときにアーム５１が接触する位置にある。

アーム対向部１１ｃは、アーム５１の軌道に面する位置に設けられる、フレーム１１ｂの外周面の一部である。ここで、アーム５１の軌道とは、図１３に示すようにホルダー４０の回動範囲である角度範囲θを移動範囲としてアーム５１が移動するときに、アーム５１が位置し得る領域をいう。また、アーム５１の軌道に面する位置とは、軸部２１の中心軸ＡＸに沿う方向で、アーム５１の軌道と面することが可能な位置をいう。本実施形態では、アーム対向部１１ｃは、軸部２１の中心軸ＡＸとは垂直で、かつ、第１ストッパー面２５ａと第２ストッパー面２５ｂとの間でアーム５１の軌道に向けて露出する平面に相当する。アーム対向部１１ｃに関する第１間隔Ｇ１等については、以下で改めて詳説する。

更に、フレーム１１ｂは、インサート成形部２８と、リード線配置部２９とを有する。インサート成形部２８は、リードフレーム１２の一部、ホール素子６０の一部などをフレーム１１ｂにインサート成形させた領域である。リード線配置部２９は、リードフレーム１２のうちリード線３０を接続する一部をフレーム１１ｂの外部に露出させ、かつ、リードフレーム１２に接続させるリード線３０の先端部分を配置させる。

リードフレーム１２は、一部がフレーム１１ｂにインサート成形される導体部である。リードフレーム１２は、検出部の検出方式等に基づくリード線３０の種類に合わせて、それぞれ独立した板体である複数の端子を含む。本実施形態では、リードフレーム１２は、入力端子と、グランド（ＧＮＤ）端子３５と、出力端子とを含む。入力端子、グランド端子３５及び出力端子には、各々の機能に合わせて、ホール素子６０から延伸するリード６２が電気的に接続される。なお、図１３及び図１４では、入力端子及び出力端子は不図示である。

保持部材１３は、フレーム１１ｂに設けられているリード線配置部２９に組み付けられ、リード線３０を保持する。例えば、保持部材１３は、リード線３０の径に合わせた溝１３ａをリード線３０ごとに有してもよい。保持部材１３は、溝１３ａにリード線３０を係合させた状態でリード線配置部２９とで溝１３ａを挟み込むことで、リード線３０をリードフレーム１２から外れづらくすることができる。

また、装置本体１０ｂは、ホルダー４０の回転角度を検出する検出部としてのホール素子６０と、リード６２とを備える。

ホール素子６０は、フレーム１１ｂの軸部２１内に埋め込まれ、電圧が印加された状態で外部から磁界が加えられたときに、ホール素子６０を通過する磁束密度に比例したホール電圧を発生させる磁気検出素子である。一方、ホルダー４０の内部には、後述するマグネット６５が設置されている。液位の変化によりホルダー４０が回動すると、マグネット６５も回転変位し、ホール素子６０とマグネット６５の磁束との交差角度が変化して、それに伴い、ホール電圧が変化する。つまり、計測されたホール電圧に基づくことで、ホルダー４０の回転角度を検出し、結果として燃料の液位を検出することができる。リード６２は、上記のとおり、ホール素子６０から延伸して、リードフレーム１２に含まれる各端子に電気的に接続される。

また、ホール素子６０、リード６２、及びリードフレーム１２の一部は、複数回のインサート成形により、フレーム１１ｂの内部に取り付けられてもよい。例えば、第１段階のインサート成形により、樹脂体６３と共にホール素子６０やリード６２がフレーム１１ｂに取り付けられてもよい。その後、第２段階のインサート成形により、リードフレーム１２がフレーム１１ｂに取り付けられてもよい。樹脂体６３は、フレーム１１ｂの軸部２１の内側に同軸状に埋め込まれる内軸６３ａを有する。内軸６３ａは、更にその内側にホール素子６０を設置する。ホール素子６０及びリード６２は、樹脂部材６４を用いて樹脂体６３の内部に予め埋め込まれてもよい。なお、不図示であるが、樹脂部材６４には、ホール素子６０の作動に係わるその他の電子部品等が含まれていてもよい。

リード線３０は、検出部の検出方式等に基づいて複数設けられ、液位検出装置３と、測定器等の外部機器との間を電気的に接続する。本実施形態では、リード線３０は、互いに独立した、電源に係る入力線３１と、グランド（ＧＮＤ）線３２と、信号に係る出力線３３とを含む。入力線３１の一端は、リード線配置部２９において入力端子に接続される。グランド線３２の一端は、リード線配置部２９においてグランド端子３５に接続される。出力線３３の一端は、リード線配置部２９において出力端子に接続される。

コネクタ３７は、入力線３１、グランド線３２及び出力線３３の各々の他端を互いに非接触で接続し、外部機器と電気的に連続する受け側のコネクタに接続される。

ホルダー４０は、例えば樹脂製の部材であり、アーム５１の基端側を保持し、かつ、燃料の液位の変化に伴うフロート５０の上下動に追従したアーム５１の変位を回転運動に変換する。以下、ホルダー４０における「前後」とは、水平方向での前方又は後方をいう。このとき、アーム５１を保持する方が前面側であり、ホルダー４０において装置本体１０ｂに支持される方が後面側である。ホルダー４０は、ホルダー本体４１と、アーム保持部４６を有する。

ホルダー本体４１は、軸凹部４２と、一対の鍔部４３と、ガイド凹部４４とを有する円筒状の部材である。

軸凹部４２は、ホルダー本体４１の後面側に、かつ、軸部２１の中心軸ＡＸと同軸状に設けられ、フレーム１１ｂに設けられている軸部２１を回転軸として回転摺動自在に軸部２１に係合する。なお、本実施形態では、軸部２１の中心軸ＡＸとは区別して、軸凹部４２の中心軸を「回動軸」と表記する。一対の鍔部４３は、それぞれ、ホルダー本体４１の後縁部から径方向外方へ向かって突出するように設けられる。また、一対の鍔部４３は、アーム保持部４６に保持されているときのアーム５１の延伸方向に沿って互いに反対方向に突出する。ガイド凹部４４は、ホルダー本体４１の後面側で、かつ、ホルダー本体４１に設置されるマグネット６５の外周側に設けられ、フレーム１１ｂに設けられているガイド突条２４を収容する。

ホルダー４０をフレーム１１ｂに組み付けるとき、作業者は、フレーム１１ｂの一対の挿通穴２３の位置に一対の鍔部４３を合わせた状態で、回動凹部２０にホルダー４０を嵌め込む。鍔部４３が挿通穴２３を通過すると、ホルダー４０の軸凹部４２にフレーム１１ｂの軸部２１が挿入される。また、ホルダー４０のガイド凹部４４にフレーム１１ｂのガイド突条２４が入り込む。次に、作業者は、回動凹部２０に嵌め込んだホルダー４０を、後述する係止孔４７が上方に配置されるように回動させると、鍔部４３がフレーム１１ｂの係止溝２２に入り込み、ホルダー４０が回動凹部２０から抜けない。なお、ホルダー４０がアーム５１を保持している状態では、第１ストッパー面２５ａ等によりホルダー４０の回動範囲が規制されるので、鍔部４３が挿通穴２３の位置へ移動することによるホルダー４０の回動凹部２０からの抜けも抑止される。

アーム保持部４６は、アーム５１の延伸方向がホルダー４０の回動軸に直交する方向となるように、アーム５１を保持する。アーム保持部４６は、係止孔４７を有する。係止孔４７は、ホルダー本体４１の周縁の一部に、ホルダー４０の前後方向で貫通するように設けられ、アーム５１の基端側にある係止端５１ａを係止させる。

また、ホルダー４０は、環状のマグネット６５を備える。マグネット６５は、軸凹部４２の内周側に配置されるようにホルダー本体４１の内部に設置され、ホール素子６０によるホルダー４０の回転角度の検出に用いられる変位部材である。この場合、ホルダー４０の回動に伴って回転変位するマグネット６５の内径側に、ホール素子６０が位置する。

フロート５０は、液体である燃料に浮かばせられる。つまり、フロート５０は、燃料タンク内での燃料の液位の変化に伴って上下動する。

アーム５１は、ホルダー４０とフロート５０とを接続する棒状部材である。アーム５１は、先端側でフロート５０を支持する。一方、アーム５１は、先端側とは反対にあるアーム５１の基端側でホルダー４０のアーム保持部４６に保持される。なお、アーム５１は、一つ又は複数の折れ曲がり部を有してもよい。アーム５１の基端側の端部は、直角に屈曲された係止端５１ａである。係止端５１ａは、アーム保持部４６がアーム５１を保持している状態では、係止孔４７に挿し込まれる。

次に、フレーム１１ｂに設けられるアーム対向部１１ｃについて詳説する。通常時、アーム５１の延伸方向は、軸部２１の中心軸ＡＸに対しておおよそ垂直である。このとき、アーム対向部１１ｃと、アーム５１の軌道との間には、軸部２１の中心軸ＡＸに沿う方向で第１間隔Ｇ１となる隙間（クリアランス）が形成される。つまり、通常時は、アーム５１は、アーム対向部１１ｃと接触しない。ここで、「通常時」とは、アーム５１に対して、フロート５０の上下動以外で、意図しない外力が加えられていないときをいう。

一方、通常時、ホルダー４０の鍔部４３は、フレーム１１ｂに設けられている係止溝２２の側壁２２ａに対しておおよそ平行である。このとき、係止溝２２の側壁２２ａと、鍔部４３との間には、軸部２１の中心軸ＡＸに沿う方向で第２間隔Ｇ２となる隙間（クリアランス）が形成される。この隙間の大きさは、製造時の寸法のばらつき、使用時の温度変化、又は、経年劣化などを予め考慮して設定される。一例として、液位検出装置３が一般的な自動車の燃料タンク内に取り付けられるものである場合、本実施形態において第２間隔Ｇ２で表される隙間は、０．３ｍｍ程度である。

図１５は、第１間隔Ｇ１と第２間隔Ｇ２との関係を説明するために、図１４の要部を拡大した断面図である。本実施形態では、フレーム１１ｂとアーム５１との間の隙間に関する第１間隔Ｇ１は、フレーム１１ｂとホルダー４０との間の隙間に関する第２間隔Ｇ２よりも小さい。

ここで、第１の想定として、アーム５１が、外部から液位検出装置３の前面側に向かってくる方向で外力Ｆ_Ａを受けて傾いた場合を想定する。この場合、軸部２１の中心軸ＡＸから、アーム５１が傾いたときにアーム対向部１１ｃと接触する第１接触点Ｐ１までの距離をＬ１とすると、アーム５１が外力Ｆ_Ａを受けて傾いたときの第１最大角θ_１は、ｔａｎθ_１＝Ｇ１／Ｌ１の関係を満たす。

一方、アーム５１が外力Ｆ_Ａを受けて傾くと、アーム５１を保持しているホルダー４０も傾き、つまり、ホルダー４０の一部位である鍔部４３も、係止溝２２の側壁２２ａに対して傾く。ここで、第２の想定として、第１間隔Ｇ１が比較的大きく設定されており、アーム５１が外力Ｆ_Ａを受けて傾いたとしても、アーム対向部１１ｃと接触しない場合を想定する。この場合、一方の鍔部４３が係止溝２２の一方の側壁２２ａに第２接触点Ｐ２で接触し、第２接触点Ｐ２を基点としてホルダー４０が傾くことで、他方の鍔部４３が係止溝２２の他方の側壁２２ａに接触する。そして、一方の鍔部４３の最外端から他方の鍔部４３の最外端までの距離をＬ２とすると、ホルダー４０すなわち鍔部４３の第２最大角θ_２は、ｔａｎθ_２＝Ｇ２／Ｌ２の関係を満たす。

上記の第１及び第２の想定を考慮すると、本実施形態における第１間隔Ｇ１と第２間隔Ｇ２との関係として、第１最大角θ_１は、前記第２最大角θ_２よりも小さい。例えば、液位検出装置３が一般的な自動車の燃料タンク内に取り付けられるものである場合、第２最大角θ_２は、１．５°程度である。

次に、液位検出装置３の作用について説明する。

まず、液位検出装置３では、基本作用として、燃料の液位の変化に伴うフロート５０の上下動に追従してアーム５１が揺動し、アーム５１が接続されたホルダー４０が装置本体１０ｂに対して回動する。装置本体１０ｂ内のホール素子６０は、ホルダー４０内のマグネット６５の磁束の変化を検出し、その検出結果が出力線３３を通じて外部機器としての測定部等に送信される。例えば、測定部は、液位検出装置３から送信された出力信号に基づいて液位の測定を行い、必要に応じて、燃料タンク内の燃料切れなどの警告を行う。

一方、液位検出装置３の使用時に、アーム５１に対して、上記の第１間隔Ｇ１と第２間隔Ｇ２との関係の説明で例示したような、意図しない外力Ｆ_Ａが加えられることもあり得る。アーム５１が外力Ｆ_Ａを受けて傾くと、アーム５１を保持しているホルダー４０も傾く。ここで、ホール素子６０はフレーム１１ｂの軸部２１内に設けられ、マグネット６５はホルダー４０内に設けられているので、ホルダー４０の回動基準となる軸部２１に対してホルダー４０が傾くと、ホール素子６０とマグネット６５との配置関係が変化する。したがって、ホルダー４０の傾きが大きくなると、ホール素子６０に印加される磁束密度が正常時よりも変化し、出力誤差を生じさせるおそれがある。

例えば、フレーム１１ｂとホルダー４０との係合構造では、フレーム１１ｂに設けられている係止溝２２に対して、ホルダー４０に設けられている一対の鍔部４３が係合することで、ホルダー４０がフレーム１１ｂに保持される。そのため、比較例として、上記の第２の想定として例示したように、第１間隔Ｇ１が比較的大きく設定されている場合には、アーム５１は、外力Ｆ_Ａを受けて傾いたとしてもアーム対向部１１ｃとは接触しない。その結果、ホルダー４０は、一方の鍔部４３が係止溝２２の一方の側壁２２ａに第２接触点Ｐ２で接触し、他方の鍔部４３が係止溝２２の他方の側壁２２ａに接触するように傾くことになる。ホルダー４０の傾き姿勢に起因した出力誤差としては、ホルダー４０がこのような傾き姿勢となったときに、発生し得る出力誤差が最大となるとみなすことができる。

これに対して、本実施形態では、フレーム１１ｂとアーム５１との間の隙間に関する第１間隔Ｇ１が、フレーム１１ｂとホルダー４０との間の隙間に関する第２間隔Ｇ２よりも小さくなるように、アーム対向部１１ｃの位置が設定されている。そのため、アーム５１は、外力Ｆ_Ａを受けて傾くと、ホルダー４０の傾き姿勢が、発生し得る出力誤差が最大となる傾き姿勢となる前に、アーム対向部１１ｃと接触する。つまり、アーム５１を保持するホルダー４０は、発生し得る出力誤差が最大となる姿勢にまで傾きづらくなるので、ホルダー４０の傾き姿勢に起因する出力誤差は、極力抑えられる。

次に、液位検出装置３の効果について説明する。

液位検出装置３は、液体に浮かばせるフロート５０と、フロート５０を先端側で支持するアーム５１と、アーム５１の基端側を保持し、液体の液位の変化に伴うフロート５０の上下動に追従したアーム５１の変位を回転運動に変換するホルダー４０とを備える。液位検出装置３は、ホルダー４０の回動基準である軸部２１を有するフレーム１１ｂを備える。また、液位検出装置３は、軸部２１に設けられ、ホルダー４０の回転角度を検出する磁気検出素子と、ホルダー４０に設けられ、磁気検出素子に磁界を加えるマグネット６５とを備える。ホルダー４０は、軸部２１に回転摺動自在に係合する軸凹部４２と、軸凹部４２の中心軸に延伸方向が直交する方向となるようにアーム５１を保持するアーム保持部４６とを有する。また、ホルダー４０は、アーム保持部４６でのアーム５１の延伸方向に沿って互いに反対方向に突出する一対の鍔部４３を有する。フレーム１１ｂは、軸部２１の中心軸に沿った方向で互いに対向する二つの側壁２２ａを有して鍔部４３を回動自在に係止する係止溝２２と、アーム５１の軌道に面する位置に設けられるアーム対向部１１ｃとを有する。アーム対向部１１ｃとアーム５１の軌道との間の第１間隔Ｇ１は、係止溝２２の側壁２２ａと鍔部４３との間の第２間隔Ｇ２よりも小さい。

ここで、上記例示では、磁気検出素子は、ホール素子６０に相当する。

この液位検出装置３によれば、アーム対向部１１ｃとアーム５１の軌道との間の第１間隔Ｇ１が係止溝２２の側壁２２ａと鍔部４３との間の第２間隔Ｇ２よりも小さく設定されている。そのため、上記説明したとおり、アーム５１が外力Ｆ_Ａを受けて傾いたとしても、フレーム１１ｂとホルダー４０との係合関係上、発生し得る出力誤差が最大となる傾き姿勢となる前に、アーム対向部１１ｃと接触する。したがって、アーム５１を保持するホルダー４０は、発生し得る出力誤差が最大となる姿勢にまで傾きづらくなるので、ホルダー４０の傾き姿勢に起因する出力誤差を抑えることができる。

以上のように、本実施形態によれば、出力誤差を抑える液位検出装置３を提供することができる。

また、液位検出装置３では、第１間隔をＧ１とし、軸部２１の中心軸ＡＸから、アーム５１が傾いたときにアーム対向部１１ｃと接触する第１接触点Ｐ１までの距離をＬ１とする。このとき、アーム５１が外力Ｆ_Ａを受けて傾いたときの第１最大角θ_１がｔａｎθ_１＝Ｇ１／Ｌ１の関係を満たすと想定する。また、第２間隔をＧ２とし、一方の鍔部４３の最外端から他方の鍔部４３の最外端までの距離をＬ２とする。このとき、一方の鍔部４３が係止溝２２の一方の側壁２２ａに接触し、他方の鍔部４３が係止溝２２の他方の側壁２２ａに接触する場合を想定したときの第２最大角θ_２がｔａｎθ_２＝Ｇ２／Ｌ２の関係を満たすと想定する。この場合、第１最大角θ_１は、第２最大角θ_２よりも小さくてもよい。

この液位検出装置３によれば、フレーム１１ｂやホルダー４０の各部の寸法を考慮した第１最大角θ_１と第２最大角θ_２との関係から第１間隔Ｇ１及び第２間隔Ｇ２を導き出すことができる。したがって、ホルダー４０の傾き姿勢に起因する出力誤差を抑えるという上記の効果をより確実に奏することができる。

以上、各実施形態を説明したが、実施形態はこれらに限定されるものではなく、実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

２ 液位検出装置
１０ａ 装置本体
３０ａ リード線
３１ａ 入力線
３２ａ グランド線
３３ａ 出力線
３７ コネクタ
６０ ホール素子

Claims (3)

1. 液体の液位を導出するための変位量を検出する検出部を含む装置本体と、
   少なくとも前記検出部と連通するように前記装置本体に一端が接続され、かつ、互いに並列に配置される少なくとも三つのリード線と、
   各々の前記リード線の他端を接続するコネクタと、を備え、
   少なくとも三つの前記リード線のうち、並列方向において端に位置する第１リード線の長さは、二つの他の前記リード線に挟まれるように位置する第２リード線の長さよりも長い、液位検出装置。
2. 前記第２リード線の長さをＬとし、
   前記並列方向の一方の端に位置する前記第１リード線と、当該第１リード線の隣に位置する前記第２リード線との間の幅をＷとし、
   前記第１リード線が前記第２リード線の側に傾いたときの前記並列方向に対する傾斜角をθ_Ａとすると、
   前記第１リード線の長さは、（Ｌ＋Ｗｃｏｓθ_Ａ）で表され、
   前記傾斜角は、２５°＜θ_Ａ＜６５°の範囲にある、請求項１に記載の液位検出装置。
3. 前記傾斜角は、４５°である、請求項２に記載の液位検出装置。

Images