JP4797872B2 - 液面検出装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、容器内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に関するもので、特に、自動車等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に適用して好適である。

従来のこの種の液面検出装置としては、たとえば、液面に浮かぶフロートの上下動がアームを介して伝達されて回転する回転部材内にマグネットを固定し、回転部材を回転自在に保持する固定部材内に磁電変換素子であるホール素子を配置した構成のものがある（特許文献１参照）。

この従来の液面検出装置においては、磁電変換素子であるホール素子は、樹脂材質からなる固定部材内の所定位置にインサート成型されている。
特開２００５−１００４７号公報

上述の、従来の液面検出装置では、ホール素子が固定部材内にインサート成型されている。すなわち、固定部材製作用成形型のキャビティ内の所定位置にホール素子をセットした状態で溶融した樹脂を注入している。この工程において、ホール素子は高温に曝されるため、ホール素子の電気的特性が変化する可能性がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、その製造工程において磁電変換素子が高温に曝され特性が変化することを抑制可能な液面検出装置およびその製造方法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は、回転部材と、回転部材を回動自在に保持する樹脂材質からなる固定部材と、液体に浮かぶフロートと、一端側にフロートが固定され且つ他端側が回転部材に固定され液体の液面の上下動による前記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、回転部材に固定され回転部材と一体に回転するマグネットと、マグネットの変位を検出可能に固定部材に収容された磁電変換素子と、一端が前記磁電変換素子のリードと接続され他端が外部の電気回路に接続可能に固定部材から露出されるターミナルとを備えた液面検出装置であって、磁電変換素子は樹脂材質からなる鞘部材内に収容固定され、ターミナルは鞘部材にインサート成型により一体化され、磁電変換素子が収容固定された鞘部材が固定部材にインサート成型により一体化されたことを特徴としている。

このような構成においては、磁電変換素子は、先ず鞘部材内に収容固定され、その後にこの鞘部材ごと固定部材の成形型内にセットされてインサート成型される。つまり、固定部材を型成型する際に磁電変換素子は溶融した樹脂に直接接触しない。したがって、固定部材へのインサート成型時における磁電変換素子の温度上昇は、従来の液面検出装置の固定部材へのインサート成型時における磁電変換素子の温度上昇よりも、大幅に低く抑えられる。

これにより、その製造工程において磁電変換素子が高温に曝され特性が変化することを抑制可能な液面検出装置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は、ターミナルは鞘部材との接触部分に接着機能表面処理被膜が施され、鞘部材におけるターミナルの他端側端部にはその外周全周に亘る環状の突起が設けられていることを特徴としている。

このような構成においては、導電性金属からなるターミナルと樹脂材質からなる鞘部材とを強固に化学結合させて複合化させることができる。すなわち、ターミナルは、その全周に亘って鞘部材と強固に結合している。したがって、液面検出装置の使用状態において液面検出装置が液体内に浸漬された場合でも、ターミナルと鞘部材との境界部を介して液体が磁電変換素子まで侵入することを防止できる。

また、鞘部材の固定部材内へのインサート成型時においては、鞘部材の周囲を溶融した樹脂材料が流れる。このとき、鞘部材に設けられた環状の突起の温度は鞘部材の他の部分の温度よりも高くなり、その先端部およびその近傍は溶けて固定部材と溶着する。つまり、環状の突起部において、鞘部材と固定部材とは完全に溶着している。したがって、液面検出装置の使用状態において液面検出装置が液体内に浸漬された場合でも、鞘部材と固定部材との境界部を介して液体が侵入し磁電変換素子まで到達することを防止できる。

本発明の請求項３に記載の液面検出装置の製造方法は、請求項１または請求項２に記載の液面検出装置の製造方法であって、ターミナルの外表面に接着機能表面処理被膜を施す工程と、ターミナルをインサート成型して鞘部材を形成する工程と、鞘部材内に磁電変換素子を挿入し磁電変換素子のリードとターミナルとを導通接続する工程と、磁電変換素子が挿入された鞘部材をインサート成型して固定部材を形成する工程とを備えることを特徴としている。

このような工程を備えることにより、磁電変換素子周囲への液体の浸入を確実に防止可能な液面検出装置を容易に製作することができる製造方法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は、鞘部材は回転部材の回転軸方向に伸び回転軸方向の一端側に底面を有し且つ他端側に開口部を有する孔部を備え、この孔部は回転部材と同軸上に配置され、磁電変換素子は孔部内において孔部の底面に当接させて配置されることを特徴としている。

上述の構成によれば、磁電変換素子を孔部の底面に当接させることにより、鞘部材と磁電変換素子との位置関係が一義的に決まるので、回転部材の軸方向における回転部材と磁電変換素子との位置関係は一義的に決まる。これにより、液面検出装置の個体間において回転部材の同一角度位置における磁電変換素子の出力ばらつき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は、鞘部材における底面と回転軸方向において対向する表面に第１凹部を設け、鞘部材を固定部材にインサート成型する型に第１凸部を設け、鞘部材を固定部材にインサート成型する工程において、固定部材の成形型内において第１凹部および前記第１凸部を嵌合させたことを特徴としている。

このような構成によれば、鞘部材を固定部材内にインサート成型する工程において、鞘部材を固定部材成形型のキャビティ内に高い位置精度で保持することができる。これにより、固定部材と鞘部材との位置関係、すなわち固定部材と磁電変換素子との位置関係を高精度で製作することができる。したがって、液面検出装置の個体間において回転部材の同一角度位置における磁電変換素子の出力ばらつきを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は、前記鞘部材における底面と回転軸方向において対向する表面に第２凸部を設け、鞘部材を固定部材にインサート成型する型に第２凹部を設け、鞘部材を固定部材にインサート成型する工程において、固定部材の成形型内において第２凹部および前記第２凸部を嵌合させたことを特徴としている。

このような構成によっても、鞘部材を固定部材内にインサート成型する工程において、鞘部材を固定部材成形型のキャビティ内に高い位置精度で保持することができるので、液面検出装置の個体間において回転部材の同一角度位置における磁電変換素子の出力ばらつきを小さくすることができる。

本発明の請求項７に記載の液面検出装置の製造方法は、請求項５に記載の液面検出装置の製造方法であって、ターミナルをインサート成型して鞘部材を形成する鞘部材成形工程と、鞘部材内に磁電変換素子を挿入し磁電変換素子のリードとターミナルとを導通接続する導通工程と、磁電変換素子が挿入された鞘部材をインサート成型して固定部材を形成する固定部材成形工程とを備え、固定部材成形工程において、固定部材の成形型内において第１凹部および第１凸部を嵌合させたことを特徴としている。

このような工程を備えることにより、磁電変換素子が高温に曝され特性が変化することを抑制可能、且つ個体間における磁電変換素子の出力ばらつきが小さい液面検出装置の製造方法を提供することができる。

本発明の請求項８に記載の液面検出装置の製造方法は、請求項６に記載の液面検出装置の製造方法であって、ターミナルをインサート成型して鞘部材を形成する鞘部材成形工程と、鞘部材内に磁電変換素子を挿入し磁電変換素子のリードとターミナルとを導通接続する導通工程と、磁電変換素子が挿入された鞘部材をインサート成型して固定部材を形成する固定部材成形工程とを備え、固定部材成形工程において、固定部材の成形型内において第２凸部および前記第２凹部を嵌合させたことを特徴としている。

このような工程を備えることによっても、磁電変換素子が高温に曝され特性が変化することを抑制可能、且つ個体間における磁電変換素子の出力ばらつきが小さい液面検出装置の製造方法を提供することができる。

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燃料レベルゲージ１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液面検出装置である燃料レベルゲージ１の正面図であり、容器である燃料タンク１２内に装着された状態を示している。図１は、燃料１１の液面１１ａが最低位にある状態を示しており、したがって、燃料レベルゲージ１のフロート４、アーム５およびマグネットホルダ２もそれに対応した姿勢となっている。また、図１中において、燃料１１の液面１１ａが最高位状態、つまり満タン時における液面１１ａ、フロート４およびアーム５位置を破線で示している。なお、図１において、図の分かり易さのために、アーム５の一部を破断省略して示している。

図２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１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

なお、図１および図２において、図の上方が、燃料レベルゲージ１の使用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のケーシング１０へのホールＩＣ装着状態を示す断面図である。

図４は、図１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における、マグネット６の着磁状態、磁束分布を説明する模式図である。

燃料レベルゲージ１は、燃料タンク１２内において、たとえば、同じく燃料タンク１２内に配置されて固定されて、燃料１１を燃料タンク１２外部、たとえばエンジン（図示せず）へ送出するための燃料ポンプ（図示せず）に固定されている。

以下に、燃料レベルゲージ１の構成について説明する。

回転部材であるマグネットホルダ２は、たとえば樹脂材料等から形成されている。マグネットホルダ２には、図２に示すように、マグネット６が固定されている。マグネットホルダ２は、後述する本体部であるボディ３に回動可能に保持されている。これにより、マグネットホルダ２がボディ３に対して回転運動すると、マグネット６も、マグネットホルダ２と一体的に回転する、すなわちボディ３に対して変位することになる。

また、マグネットホルダ２には、図１に示すように、アーム５が固定されている。アーム５は、金属材料、たとえばステンレス鋼の丸棒から形成されている。アーム５の一端側には、図１に示すように、後述するフロート４が固定されるとともに、アーム５の他端側は、マグネットホルダ２に固定されている。フロート４は、液体である燃料１１に浮かぶように設定されているので、アーム５は、液面１１ａの上下動によるフロート４の上下動をマグネットホルダ２の回転運動に変換する機能を果たしている。アーム５のフロート４と反対側の端部は、図２に示すように、ボディ３側にほぼ直角に折り曲げられて、ストッパ５ａが形成されている。ストッパ５ａは、マグネットホルダ２の回転軸、つまり後述する孔部２ａの中心軸と平行に形成されている。このストッパ部５ａは、マグネットホルダ２の固定孔２ｃに嵌合することにより、アーム５をマグネットホルダ２に固定する機能を果たしている。同時に、ストッパ５ａは、図１に示すように、後述するボディ３に形成されたストッパ３ｄに当接する。これにより、マグネットホルダ２の回転角度範囲が規制される。

フロート４は、樹脂材料等から中空立体形状に形成され、アーム５に取り付けられた状態で燃料の液面１１ａに確実に浮かぶように見掛けの比重が設定されている。液面１１ａ位置の変動に応じてフロート４が上下動すると、この動きは、アーム５によりマグネットホルダ２に伝達されて、マグネットホルダ２がボディ３に対して回転運動する。

マグネットホルダ２は、図２に示すように、後述するボディ３の軸部３ａに回動可能に嵌合する孔部２ａを備えている。孔部２ａの軸方向においてボディ３と反対側（図２において左側）端部には、マグネットホルダ２がボディ３に組み付けられた状態において、マグネットホルダ２の軸方向（図２において左右方向）移動を規制する規制部２ｂが設けられている。また、マグネットホルダ２には、図２に示すように、アーム５に設けられたストッパ５ａと嵌合する固定孔２ｃが設けられている。固定孔２ｃは、図２に示すように、マグネットホルダ２の孔部２ａと平行に形成されている。固定孔２ｃの直径寸法は、アーム５の直径寸法と同一あるいは直径寸法よりもわずかに小さく形成されている。すなわち、両者の大きさは、燃料レベルゲージ１の組付け工程においてアーム５をマグネットホルダ２に取り付ける際に、アーム５を固定孔２ｃに作業者が手で容易に挿入可能且つ固定孔２ｃに挿入後アーム５が手で回動可能な程度の締まり嵌めとなっている。

マグネットホルダ２には、図２に示すように、アーム５を保持するための固定部２ｄが設けられている。固定部２ｄは、図１および図２に示すように、マグネットホルダ２のボディ３と反対側の端面上に２個配置されている。固定部２ｄは、図４に示すように、アーム５に密着し保持固定する保持部２ｅと、アーム５を取り付ける際に固定部２ｄへの入り口となる開口部２ｆとからなっている。なお、図４において、固定部２ｄはアーム５が未装着状態における形状を示すとともに、アーム５を一点鎖線により示している。保持部２ｅは、その軸方向、すなわち図４の紙面垂直方向に直交する断面形状を、図４に示すように、円形に形成されるとともに、その直径寸法ｄ１は、アーム５の直径寸法Ｄ１より小さく形成されている。開口部２ｆは、その軸方向、すなわち図４の紙面垂直方向に直交する幅寸法Ｗを、図４に示すように、保持部２ｅの直径寸法ｄ１より小さく形成されている。固定部２ｄの開口部２ｆにアーム５を装着する場合、図４の左側から、固定部２ｄの開口部２ｆにアーム５を押込んでいくと、固定部２ｄが弾性変形して、保持部２ｅにアーム５が保持固定される。このとき、固定部２ｄは弾性変形した状態であり、この固定部２ｄの弾性力によりアーム５が保持される。また、２個の固定部２ｄは、それぞれの保持部２ｅの中心軸を一致させて配置されている。さらに、両保持部２ｅの共通の中心軸は、アーム５に設けられたストッパ５ａと嵌合する固定孔２ｃの中心軸と交差するように配置されている。

マグネットホルダ２を上述のように構成したことにより、マグネットホルダ２へのアーム５の取り付け作業を容易かつ確実に行うことができる。

マグネットホルダ２には、変位部材としての永久磁石であるマグネット６が固定されている。マグネット６は、たとえばフェライト磁石等からなり、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１においては筒型のものが用いられ、図２に示すように、孔部２ａと同心上に配置されている。さらに、マグネット６は、図５に示すように、２極着磁されている。マグネット６の磁束Ｍは、図５に示すように分布しており、マグネット６の内周側の磁束は孔部２ａの径方向に流れている。また、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１では、マグネット６は、マグネットホルダ２を樹脂成形する際に、マグネットホルダ２内に一体的にインサート成形されている。

固定部材であるボディ３は、樹脂材質から形成されている。ボディ３は、図２に示すように、軸部３ａを備え、この軸部３ａの外周にマグネットホルダ２の孔部２ａが嵌合することにより、マグネットホルダ２を回動自在に保持している。マグネットホルダ２の孔部２ａと嵌合する軸部３ａの先端側には、図２に示すように、直径が軸部３ａよりも小さい小径部３ｂが延出されている。この小径部３ｂには、図２に示すように、溝部３ｃが設けられている。この溝部３ｃには、図２に示すように、スナップリング１３が装着されている。マグネットホルダ２の規制部２ｂがスナップリング１３に当接することにより、マグネットホルダ２のボディ３から離れる方向への移動（図２において左側に向かう移動）が規制される。ボディ３は、図１に示すように、マグネットホルダ２の回転角度範囲を規制するための一対のストッパ３ｄを備えている。

ボディ３の軸部３ａ内には、図２に示すように、変位部材であるマグネット６の変位を検出する検出手段としての磁気検出素子であるホールＩＣ７が内蔵されている。ホールＩＣ７は、図２に示すように、後述する鞘部材としてのケーシング１０内に収容された状態後にボディ３内にインサート成型により固定される。ホールＩＣ７は、図２に示すように、マグネット６の内側、且つ軸部３ａの軸方向においてマグネット６との重なり長さができるだけ長くなるように配置されている。これにより、ホールＩＣ７と交差するマグネット６の磁束Ｍ量を多くして、ホールＩＣ７の出力電圧を高めて、液面１１ａ検出精度を高めることができる。ホールＩＣ７は、ホールＩＣ７を外部と電気的に接続するための３個のリード７ａを備えている。

ここで、ホールＩＣ７の作動について簡単に説明する。

ホールＩＣ７は、半導体からなり、ホールＩＣ７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ＩＣ７を通過する磁束密度に比例したホール電圧を発生する。つまり、ホールＩＣ７と磁束Ｍが直交するときにホールＩＣ７を通過する磁束密度が最大となりホール電圧が最高となる。そして、ホールＩＣ７と磁束Ｍが平行となるときにホールＩＣ７を通過する磁束密度が最小となりホール電圧が最低となる。

本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１では、液面１１ａの変動によりマグネットホルダ２が回転すると、ホールＩＣ７とマグネット６の磁束Ｍとの交差角度が変化し、それにともなって、ホールＩＣ７の出力電圧であるホール電圧が変化する。したがって、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２の回転角度、すなわち液面１１ａ位置を測定することができる。

本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１では、ホールＩＣ７は、図２に示すように、鞘部材であるケーシング１０を介してボディ３内に固定されている。

鞘部材であるケーシング１０は、ボディ３と同質の樹脂材質から形成されている。ケーシング１０には、保持孔１０ｂが設けられ、この保持孔１０ｂ内にホールＩＣ７が挿入固定されている。保持孔１０ｂの断面（図２の紙面直交方向の断面）形状は、ホールＩＣ７の断面形状とほぼ等しく形成されており、保持孔１０ｂ内にホールＩＣ７が挿入されると、ホールＩＣ７は保持孔１０ｂ壁面に密着し、両者の間には隙間がほとんど無い。ケーシング１０には、ホールＩＣ７を外部の電気回路と接続するためのターミナル８がインサート成型により一体化されている。

ターミナル８は、導電性材料、たとえば銅系金属から形成され、その一端は、図２に示すように、ホールＩＣ７のリード７ａに導通可能に接続さるとともに、他端は、図２に示すように、外部電気回路と接続するために、ケーシング１０、すなわちボディ３から露出している。ターミナル８の外表面の少なくともケーシング１０と接触する部分には、接着機能表面処理被膜が施されている。この接着機能表面処理被膜は、有機めっき処理等により施される。ターミナル８は、ホールＩＣ７の電極、つまりリード７ａの個数と同数配置され、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１では、図１に示すように、３個設けられている。

ケーシング１０のターミナル８の他端側、すなわち図２において上端側には、ケーシング１０の外周全周に亘る環状の突起としてのリング部１０ａが設けられている。リング部１０ａは、図２に示すように、その断面形状が三角形状を成し、平行に２個設けられている。

ホールＩＣ７は、ケーシング１０の保持孔１０ｂに挿入され、各リード７ａが対応するターミナル８に、かしめ、あるいはヒュージング等によって接続された状態で、ボディ３にインサート成型により固定される。

次に、本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の製造方法について、特に本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の特徴であるボディ３の製造方法について説明する。

先ず、ターミナル８の外表面に接着機能表面処理被膜を有機めっき処理等により施す。接着機能表面処理被膜は、接着機能表面処理被膜が施された金属部材を樹脂材質であるプラスチックにインサート成形する際に、金型内の熱および圧力によってプラスチックと化学結合して拡散層を形成するもので、金属材質とプラスチックを強固に複合化することができる。接着機能表面処理被膜としては、たとえば、特開２００１−１４４５号公報に開示されるものがある。

次に、接着機能表面処理被膜が施されたターミナル８を、ケーシング１０樹脂成形用の型内にセットしてインサート成形する。これにより、ケーシング１０を形成する樹脂材質とターミナル８とは強固に結合され、両者間には隙間がない。

次に、ケーシング１０の保持孔１０ｂ内にホールＩＣ７を挿入する。保持孔１０ｂは、図２に示すように、有底状の止まり孔になっており、ホールＩＣ７の先端を保持孔１０ｂの底面に密着させる。

続いて、ホールＩＣ７の各リード７ａを対応するターミナル８に、たとえばヒュージング、あるいはかしめ等により導通可能に接続する。

次に、上述の工程が完了したケーシング１０を、ボディ３樹脂成形用の型内にセットしてインサート成形する。なお、ボディ３成形には、ケーシング１０の成形に用いられる樹脂材質が用いられている。このとき、型内に樹脂を注入するゲートは、図２においてボディ３の上端に設けられているので、溶融した樹脂材質は、図２において上方から下方に向かって流れる。このため、ケーシング１０の図２において上方に設けられた２個の環状の突起であるリング部１０ａは、その周囲を高温の溶融樹脂が注入完了までの間流れるので高温に曝される時間が長いことと、突起状のため体積に比して表面積が大きいこととにより、先端側が溶融して注入樹脂と完全に一体化する。すなわち、完成したボディ３において、ケーシング１０とボディ３とはリング部１０ａにおいて溶融により一体化しており、両者間には隙間がない。

以上により、ボディ３が完成する。

次に、上述したように構成された本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の作用効果、すなわちボディ３の構成による作用効果について説明する。

先ず、従来の液面検出装置では、ホールＩＣがボディ内に直接インサート成型されている。このため、ホールＩＣ表面が溶融樹脂に直接触れてホールＩＣが高温に曝され、その電気的特性が変化する可能性があった。

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１の構成によれば、ホールＩＣ７は、先ずケーシング１０内に収容固定され、その後にこのケーシング１０ごとボディ３の成形型内にセットされてインサート成型される。つまり、ボディ３を型成型する際にホールＩＣ７は溶融した樹脂に直接接触しない。したがって、ボディ３へのインサート成型時におけるホールＩＣ７の温度上昇は、従来の液面検出装置のボディへのインサート成型時におけるホールＩＣの温度上昇よりも、大幅に低く抑えられる。

これにより、その製造工程においてホールＩＣ７が高温に曝されその特性が変化することを抑制可能な燃料レベルゲージ１を提供することができる。

また、ターミナル８の外表面の少なくともケーシング１０と接触する部分に接着機能表面処理被膜を施すとともにケーシング１０のターミナル８の露出側端部にその外周全周に亘る環状の突起であるリング部１０ａを設けている。

このような構成により、ターミナル８とケーシング１０との接触部の隙間をなくし、且つケーシング１０とボディ３の樹脂部との隙間をなくすことができる。したがって、ボディ３内部、詳しくは、ホールＩＣ７、およびリード７ａとターミナル８との接合部分の気密を確実に維持することができる。これにより、燃料レベルゲージ１の使用状態において燃料レベルゲージ１が燃料１１内に浸漬された場合でも、燃料１１がホールＩＣ７、およびリード７ａとターミナル８との接合部分へ侵入することを防止できる。

（一実施形態の変形例）
次に、本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ１について図６に基づいて説明する。図６は、本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ１の断面図であり、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図に相当するものである。

本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ１は、上述した本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１に対して、ケーシング１０およびボディ３の形状が異なっている。

すなわち、ケーシング１０において、ホールＩＣ７を収容する保持孔１０ｂの底面１０ｃと軸部３ａの軸方向において対向する先端面に、図６に示すように、第１凹部である凹部１０ｄが設けられている。凹部１０ｄは断面円形に形成されるとともに、保持孔１０ｂと同軸上に形成されている。また、ボディ３の軸部３ａには、図６に示すように、凹部１０ｄと連続して孔部３ｅが形成されている。孔部３ｅは、凹部１０ｄを延長したように形成されている。

ケーシング１０の凹部１０ｄは、ケーシング１０をボディ３の成形型内にセットしてインサート成型する際に、ボディ３の成形型に形成された第１凸部である位置決めピンと嵌合することにより、成形型内においてケーシング１０を高い位置精度で保持するためのものである。

以下に、本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ１の製造方法、主にボディ３の製造方法について、図７に基づいて説明する。なお、前述した本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の製造方法と同一工程について説明を省略している。

図７は、本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ１のボディ３の製造に用いる金型１００の概略構造を示す。図７は、金型１００の型締め完了時の状態、すなわち、樹脂充填直前の状態を示している。

金型１００は、大きくは、図７に示すように、上型１０１および下型１０２を備えている。実際には、さらにスライドコアも備えているが、分り易さのために図７中には示していない。上型１０１および下型１０２により、キャビティ（製品部、すなわちボディ３の実体となる部分）１０４が形成される。

上型１０１には、ゲート１０６からキャビティ１０４内へ充填される樹脂の供給通路としてのスプルー１０５が形成されている。

下型１０２には、保持溝１０７および第１凸部としての位置決めピン１０３が形成されている。保持溝１０７および位置決めピン１０３は、樹脂注入前にケーシング１０をキャビティ１０４内の所定の位置に保持するためのものである。つまり、ケーシング１０は、ターミナル８が保持溝１０７に嵌り、且つ凹部１０ｄが位置決めピン１０３と嵌合して、キャビティ１０４内に保持される。本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ１はターミナル８を３個備えているので、保持溝１０７もそれに対応して３個設けられている。また、下型１０２には、成形完了後の樹脂成形品であるボディ３を下型１０２から離型するためのノックアウトピン（図示せず）が設けられている。

ここで、位置決めピン１０３は、下型１０２に形成された孔部１０８、すなわちボディ３の軸部３ａの外周面を形成する孔部１０８と同軸上に形成されている。一方、ケーシング１０において、凹部１０ｄは、ホールＩＣ７を保持する保持孔１０ｂと同軸上に形成されている。したがって、ボディ３が完成すると、保持孔１０ｂは軸部３ａと同軸上に配置される。これにより、ホールＩＣは軸部３ａと同軸上に配置される、ホールＩＣはマグネットホルダ２のマグネット６による磁束の回転中心に位置することになるので、燃料レベルゲージ１の検出精度を高め且つ安定して維持することができる。

次に、上記構成の金型１００を用いたボディ３の製造方法について説明する。

この時点において、既に、ケーシング１０へはホールＩＣ７が装着され、ホールＩＣ７のリード７ａがターミナル８に導通可能に接続されている。の回路部品３およびターミナル２の実装が完了している。ここで、ホールＩＣ７は、その先端がケーシング１０に形成された保持孔１０ａの底面１０ｃに当接している。

先ず、金型１００が型締め前の状態において、すなわち、上型１０１と下型１０２が図７中の上下方向において離れ、且つ図示しないスライドコアが後退している状態において、ボディ３にインサート成形されるケーシング１０を、キャビティ１０４内に配置する。具体的には、ケーシング１０のターミナル８を下型１０２の保持溝１０７に嵌めると同時に、ケーシング１０の凹部１０ｄを位置決めピン１０３に嵌合させる。このとき、位置決めピン１０３の先端を凹部１０ｄの底部に当接させる。これにより、キャビティ１０４内におけるケーシング１０の位置が高精度で決まる。

次に、金型１００の型締めを行う。すなわち、下型１０２を図３中の上方へ移動させて上型１０１に密着させる。続いて、図示しないスライドコアを所定の位置へ移動させる。

以上により、キャビティ１０４内にケーシング１０を保持する保持工程が完了する。

図７に示すように、ケーシング１０を金型１００のキャビティ１０４内に保持したら、次に、上型１０１のスプルー１０５の上方側端部に図示しない射出ユニットのノズル部を当接させ、溶融した液状の樹脂を射出して、ゲート１０６からキャビティ１０４内に溶融状態の樹脂を充填していく。キャビティ１０４内に完全に樹脂が行きわたり、さらにスプルー１０５が樹脂で満たされると、樹脂の射出が停止されて、充填工程が終了する。

キャビティ１０４内に充填された樹脂は、金型１００により吸熱されキャビティ１０４内面に接した部位から徐々に冷却され固化していく。樹脂が冷却固化してボディ３が形成される。以上で、固化工程が終了する。

次に、下型１０２を図７中の下方へ移動させて上型１０１から分離させる。同時に、図示しないスライドコアを後退させる。

続いて、図示しないノックアウトピンを図７中の上方に移動させて、ボディ３を下型１０２から離型させる。

以上で、本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ１のボディ３の製造工程が完了する。

以上説明した、本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ１においては、ケーシング１０をボディ３の成形型内にセットしてインサート成型する際に、ケーシング１０の凹部１０ｄを下型１０２に設けられた位置決めピン１０３に嵌合させて、ケーシング１０をキャビティ１０４内に保持している。また、ホールＩＣ７は、ケーシング１０の保持孔１０ｂ内において、保持孔１０ｂの底面１０ｃに当接して収容されているので、ケーシング１０とホールＩＣ７との位置関係の製品間ばらつきは非常に小さい。これにより、ボディ３とケーシング１０との位置関係、すなわちボディ３の軸部３ａとホールＩＣとの位置関係を高精度で製作することができる。したがって、燃料レベルゲージ１の出力特性、つまりマグネットホルダ２の回転角度（液面位置）とホールＩＣの出力電圧との関係が製品間で変動することを抑制することができる。すなわち、燃料レベルゲージ１の出力特性の製品間ばらつきを小さくすることができる。

（一実施形態の他の変形例）
図８に、本発明の一実施形態の他の変形例による燃料レベルゲージ１のボディ３を樹脂成形する金型１００の型締め完了時の断面図を示す。

本発明の一実施形態の他の変形例による燃料レベルゲージ１においては、ケーシング１０において、ホールＩＣ７を収容する保持孔１０ｂの底面１０ｃと軸部３ａの軸方向において対向する先端面に、図８に示すように、第２凸部である凸部１０ｅが設けられている。凸部１０ｅは断面円形に形成されるとともに、保持孔１０ｂと同軸上に形成されている。

一方、下型１０２には、図８に示すように、凸部１０ｅと嵌合可能な第２凹部としての孔部１０９が形成されている。孔部１０９は、ボディ３の軸部３ａの外周面を形成する孔部１０８と同軸上に形成されている。

本発明の一実施形態の他の変形例による燃料レベルゲージ１の製造工程においては、ケーシング１０をボディ３の成形型内にセットしてインサート成型する際に、ケーシング１０の凸部１０ｅを下型１０２に設けられた孔部１０９に嵌合させて、ケーシング１０をキャビティ１０４内に保持している。これにより、本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ１の場合と同様に、ボディ３とケーシング１０との位置関係、すなわちボディ３の軸部３ａとホールＩＣとの位置関係を高精度で製作することができる。したがって、本発明の一実施形態の他の変形例による燃料レベルゲージ１によっても、燃料レベルゲージ１の出力特性、つまりマグネットホルダ２の回転角度（液面位置）とホールＩＣの出力電圧との関係が製品間で変動することを抑制することができる。すなわち、燃料レベルゲージ１の出力特性の製品間ばらつきを小さくすることができる。

なお、以上説明した本発明の一実施形態、その変形例および他の変形例による燃料レベルゲージ１においては、検出手段である磁電変換素子としてホールＩＣ７を用いているが、これに限る必要はなく、他の種類の磁電変換素子、たとえばＭＲＥ素子（磁気抵抗素子）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、その変形例および他の変形例による燃料レベルゲージ１においては、ケーシング１０に設けたリング部１０ａの個数を２個としているが、１個以上幾つ設けてもよい。

また、以上説明した、以上説明した本発明の一実施形態、その変形例および他の変形例による燃料レベルゲージ１においては、ターミナル８の材質を銅系金属としているが、他の金属材質を用いてもよい。

また、以上説明した、以上説明した本発明の一実施形態、その変形例および他の変形例による燃料レベルゲージ１においては、マグネット６の材質をフェライト磁石としているが、他の材質、たとえば希土類磁石、アルニコ磁石あるいはボンド系磁石としてもよい。

また、以上説明した以上説明した本発明の一実施形態、その変形例および他の変形例による燃料レベルゲージ１においては、外部の電気回路と接続するためのターミナル８の個数を３個としているが、３個に限定する必要はなく、必要に応じて増減してもよい。

また、以上説明した本発明の一実施形態、その変形例および他の変形例においては、液面検出装置を自動車用の燃料レベルゲージ１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に限る必要はない。自動車に搭載される他の液体、たとえばブレーキフルード、エンジン冷却水等の容器内の液面検出用に適用してもよい。さらに、自動車用に限らず、各種民生用機器が備える液体容器内の液面検出用に適用してもよい。

本発明の一実施形態による燃料レベルゲージ１の正面図である。 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におけるケーシング１０へのホールＩＣ装着状態を示す断面図である。 図１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における、マグネット６の着磁状態、磁束分布を説明する模式図である。 本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ１の断面図である。 本発明の一実施形態の変形例による燃料レベルゲージ１のボディ３を樹脂成形する金型１００の型締め完了時の断面図である。 本発明の一実施形態の他の変形例による燃料レベルゲージ１のボディ３を樹脂成形する金型１００の型締め完了時の断面図である。

符号の説明

１ 燃料レベルゲージ（液面検出装置）
２ マグネットホルダ（回転部材）
２ａ 孔部
２ｂ 規制部
２ｃ 固定孔
２ｄ 固定部
２ｅ 保持部
２ｆ 開口部
３ ボディ（固定部材）
３ａ 軸部
３ｂ 小径部
３ｃ 溝部
３ｄ ストッパ
３ｅ 孔部
４ フロート
５ アーム
５ａ ストッパ
６ マグネット
７ ホール素子（磁電変換素子）
７ａ リード
８ ターミナル
９ 接着機能表面処理
１０ ケーシング(鞘部材)
１０ａ リング部（突起）
１０ｂ 保持孔
１０ｃ 底面
１０ｄ 凹部（第１凹部）
１０ｅ 凸部（第２凸部）
１１ 燃料（液体）
１１ａ 液面
１２ 燃料タンク
１３ スナップリング
１００ 金型
１０１ 上型
１０２ 下型
１０３ 位置決めピン（第１凸部）
１０４ キャビティ
１０５ スプルー
１０６ ゲート
１０７ 保持溝
１０８ 孔部
１０９ 孔部（第２凹部）
Ｃ 中心軸
Ｄ１ 直径寸法
ｄ１ 直径寸法
Ｍ 磁束
Ｗ 幅寸法

Claims (8)

1. 回転部材と、
   前記回転部材を回動自在に保持する樹脂材質からなる固定部材と、
   液体に浮かぶフロートと、
   一端側に前記フロートが固定され且つ他端側が前記回転部材に固定され前記液体の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、
   前記回転部材に固定され前記回転部材と一体に回転するマグネットと、
   前記マグネットの変位を検出可能に前記固定部材に収容された磁電変換素子と、
   一端が前記磁電変換素子のリードと接続され他端が外部の電気回路に接続可能に前記固定部材から露出されるターミナルとを備えた液面検出装置であって、
   前記磁電変換素子は樹脂材質からなる鞘部材内に収容固定され、
   前記ターミナルは前記鞘部材にインサート成型により一体化され、
   前記磁電変換素子が収容固定された前記鞘部材が前記固定部材にインサート成型により一体化されたことを特徴とする液面検出装置。
2. 前記ターミナルは前記鞘部材との接触部分に接着機能表面処理被膜が施され、
   前記鞘部材の前記ターミナルの前記他端側端部にはその外周全周に亘る環状の突起が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の液面検出装置の製造方法であって、
   前記ターミナルの外表面に接着機能表面処理被膜を施す工程と、
   前記ターミナルをインサート成型して前記鞘部材を形成する工程と、
   前記鞘部材内に前記磁電変換素子を挿入し前記磁電変換素子の前記リードと前記ターミナルとを導通接続する工程と、
   前記磁電変換素子が挿入された前記鞘部材をインサート成型して前記固定部材を形成する工程とを備えることを特徴とする液面検出装置の製造方法。
4. 前記鞘部材は前記回転部材の回転軸方向に伸び該回転軸方向の一端側に底面を有し且つ他端側に開口部を有する孔部を備え、
   前記孔部は前記回転部材と同軸上に配置され、
   前記磁電変換素子は前記孔部内において前記孔部の前記底面に当接させて配置されることを特徴とする請求項1または請求項２に記載の液面検出装置。
5. 前記鞘部材における前記底面と前記回転軸方向において対向する表面に第１凹部を設け、
   前記鞘部材を前記固定部材にインサート成型する型に第１凸部を設け、
   前記鞘部材を前記固定部材にインサート成型する工程において、前記固定部材の成形型内において前記第１凹部および前記第１凸部を嵌合させたことを特徴とする請求項１、請求項２および請求項４のいずれかに記載の液面検出装置。
6. 前記鞘部材における前記底面と前記回転軸方向において対向する表面に第２凸部を設け、
   前記鞘部材を前記固定部材にインサート成型する型に第２凹部を設け、
   前記鞘部材を前記固定部材にインサート成型する工程において、前記固定部材の成形型内において前記第２凹部および前記第２凸部を嵌合させたことを特徴とする請求項１、請求項２および請求項４のいずれかに記載の液面検出装置。
7. 請求項５に記載の液面検出装置の製造方法であって、
   前記ターミナルをインサート成型して前記鞘部材を形成する鞘部材成形工程と、
   前記鞘部材内に前記磁電変換素子を挿入し前記磁電変換素子の前記リードと前記ターミナルとを導通接続する導通工程と、
   前記磁電変換素子が挿入された前記鞘部材をインサート成型して前記固定部材を形成する固定部材成形工程とを備え、
   前記固定部材成形工程において、前記固定部材の成形型内において前記第１凹部および前記第１凸部を嵌合させたことを特徴とする液面検出装置の製造方法。
8. 請求項６に記載の液面検出装置の製造方法であって、
   前記ターミナルをインサート成型して前記鞘部材を形成する鞘部材成形工程と、
   前記鞘部材内に前記磁電変換素子を挿入し前記磁電変換素子の前記リードと前記ターミナルとを導通接続する導通工程と、
   前記磁電変換素子が挿入された前記鞘部材をインサート成型して前記固定部材を形成する固定部材成形工程とを備え、
   前記固定部材成形工程において、前記固定部材の成形型内において前記第２凸部および前記第２凹部を嵌合させたことを特徴とする液面検出装置の製造方法。

Images