JP4846986B2 - 密封型燃料レベルセンサ - Google Patents

Description

この発明は、液体レベルセンサに関し、より詳しくは燃料レベルセンサに関する

燃料レベルセンサに関し、自動車のガソリンタンク内燃料レベルを検知する燃料レベルセンサが知られている。一般的には、燃料レベルセンサはフロートを有し、そのフロートは適切な連結部材により接点に連結されている。連結部材は抵抗体カードに配置される。その抵抗体カードは一般的には導電プリント又は層を有して、接点と電気回路を構成する。タンク内の燃料レベルの変化に従って、フロートが動いて、その接点が抵抗体カードに対して所定の路に沿って動き、抵抗体カードは燃料レベル表示器に信号を送る。

使用状態では、この技術で一般的に知られている燃料レベルセンサは、接点または抵抗体カードに含まれている導電プリントが、液体燃料又は液体燃料内の副生物又は付加物と反応して故障することがある。燃料レベルセンサの故障を防ぐために、種々のメーカーが接点と抵抗素子の設計において、厳しい燃料タンク状況で耐久性を増す材料を使用している。これらの材料には白金、金、銀、パラジューム等の高価な貴金属が含まれる。それらの貴金属は燃料環境下で耐蝕性が増す合金に合成される。そのような高価な合金を使用すると、燃料レベルセンサの全体コストを増加させる。

近年、環境規則が強化されたので、ガソリン及びディーゼル炭化水素燃料の成分比率が変えられている。例えば、最近の規則は硫化化合物を除くことにより、自動車用燃料内に含まれる硫黄成分を減少しようとしている。しかし、反応性の高い硫化化合物の残さの問題がある。これらの硫化化合物は接点又は導電プリントに含まれる貴金属と反応して、非導電付着物を形成してセンサが不能となることが知られている。最近の環境規則により、予測されない種々の燃料組成により、前述のように燃料センサが故障することがある。

燃料レベルセンサが抵抗素子とワイパー形接点アセンブリとを有し、その接点アセンブリは、シールされたハウジング内で抵抗素子に隣接して配置される。これにより、燃料タンク内の液体燃料レベルを示すために使用される信号を発生する。フロートレバーの一端はハウジングに係わり、他端はフロートに係わる。フロートは燃料タンク内の液体燃料レベルに応答する。フロートレバーはハウジングに隣接して配置された第一磁石を有する。ワイパー形接点アセンブリは第二磁石を有する。第一・第二磁石は電磁継手を構成して、燃料タンク内の燃料レベルに応答するフロートレバーの動きは、抵抗素子に対してワイパー形接点アセンブリを動かす。このように、液体燃料レベルを示す可変抵抗値が得られる。

この発明の目的・特徴・優位性には、液体燃料からシールされた燃料レベルセンサを提供することを含む。従って、ワイパー形接点アセンブリは、抵抗素子と共に、前述したような硫化化合物のような腐食性損傷を与える成分から保護される。

別の優位性は、低コストのワイパー形接点アセンブリ、抵抗素子が使用され、高価な貴金属を必要としない。何故ならば、それらの要素は腐食性燃料と接触しないからである。

更に別の優位性には、電磁継手を使用することであり、従って、接点アセンブリは液体燃料からシールされて、ハウジングの外にあるフロートの動きにより、シールされたハウジング内で動かされ得る。このように、接点アセンブリは、シールされたハウジング内で滑接して、フロートに直接取付けられたように作用して、液体燃料レベルに応じて変わる抵抗値信号を送ることができる。

この発明の燃料レベルセンサは比較的簡明なデザインであり、経済的に製作・組立ができて、使用有効寿命が長い。この発明の別の目的・特徴・優位性もあり、この発明の範囲内の装置はこれらの優位性を達成できる。

この発明のこれら及び他の目的・特徴・優位性は請求項の記載、好適実施例の詳細な説明、最適様態、添付図から明らかにされる。

図１〜３に示すように、現在好適な実施例による燃料レベルセンサ５は、チャンバ１５が形成されたハウジング１０と、チャンバ１５内に配置された抵抗素子２０とを有する。フロートレバー２５がその第一端３０でハウジング１０と関連している。フロートレバー２５はその第二端３５でフロート３２に連結される。フロート３２は燃料タンク内の液体燃料レベルに応答する。フロートレバー２５は好ましくはレバーボディ６５を有し、レバーボディ６５はハウジング１０に隣接して配置された第一永久磁石４０（図２）を保持する。ワイパー形接点アセンブリ４５が抵抗素子２０に対して配置されて、抵抗素子２０に接触して、変化する抵抗信号を発信する。ワイパー形接点アセンブリ４５が抵抗素子２０に対して移動することにより、液体燃料レベルを示すようにその信号が変わる。ワイパー形接点アセンブリ４５は好ましくは第二永久磁石５０を有する。第一磁石４０と第二磁石５０はそれぞれの磁極が隣接して相対するように配置されて、電磁継手を構成して、フロートレバー２５とレバーボディ６５との動きが、抵抗素子２０に対してワイパー形接点アセンブリ４５を動かして、液体燃料レベルを示す可変抵抗信号を供給する。

図示した実施例では、抵抗素子２０はチャンバ１５内に配置され、好ましくは、図１に示すようにスナップ停め具１７によりチャンバ１５内に配置固定される。抵抗素子２０は好ましくは厚フィルム抵抗体を有し、その抵抗体は丈夫な基板に形成された網状導線２２を有する。その厚フィルム抵抗体は、公知のものであり、耐久性のためにセラミック材又はセラミック被覆の鋼板でも良い。網状導線２２のプリント抵抗体部分が、ワイパー形接点アセンブリ４５に接触し、ワイパー形接点アセンブリ４５が導線２２の列に沿って動くと、液体燃料レベルを示す抵抗信号を発生する。その信号は燃料液体レベルの変化に応じて変わる。この技術分野で普通に知られている別の抵抗要素がこの発明に利用されても良い。好適様態では、抵抗素子２０のプリント導体域はその基板の上に配置され、車輪のスポークのように外に伸びていて弓形であり、以下に記載するように、ワイパー形接点アセンブリ４５の弓形の動きに対応している。

図１、２に示すように、ハウジング１０は挿入路５５を有し、フロートレバー２５の３０を枢動するように受け入れる。図２に示すように、フロートレバー２５は角度部２７を有し、角度部２７は挿入路５５内に収容され、そこに保持されて、フロートレバー２５は燃料レベルセンサ５のハウジング１０に対して枢動可能である。角度部２７は、約９０°でフロートレバー２５の中央部２９から延設されている。中央部２９はフロート３２に連結され、フロート３２は液体燃料レベルの変化に応答する。フロート３２が動くと、フロートレバー２５をハウジング１０に対して枢動させて、液体燃料レベルの変化に応答する。

図２に明瞭に図示したように、フロートレバーの角度部２７を収容する挿入路５５は、チャンバ１５から分離され、一方、チャンバ１５はカバー６０により別にハウジング１０内にシールされて、液体燃料が抵抗素子２０とワイパー形接点アセンブリ４５に接触しないようにする。このように、損傷を与える可能性のある燃料から、チャンバ１５は隔離され、一方、燃料レベルセンサ５の他の部分、即ち、挿入路５５、フロートレバー２５、フロート３２、レバーボディ６５等は、ハウジング１０に対して枢動可能に取りつけられて、液体燃料と接触しても良い。

前述のように、第一磁石４０がフロートレバー２５に関連して設けられる。好適実施例では、第一磁石４０はレバーボディ６５に保持され、レバーボディ６５はフロートレバー２５に連結される。フロートレバー２５はレバーボディ６５上の複数のスナップタブ５７内に押しつけられて、フロートレバー２５とレバーボディ６５が一体に動くようにする。これに限らず、他の配置も可能であり、例えば、レバーボディ６５自体が鉄磁石材料で形成されても良く、又、第一磁石４０がフロートレバー２５に設けられても保持されても良く、フロートレバー２５に含まれても良い。図２に示すように、レバーボディ６５はフロートレバー２５の中央部２９に平行に配置された第一部分６７を有する。レバーボディ６５は角度部６９を有し、角度部６９はハウジング１０の弓形部１２を形成し、ハウジング１０の下に沿う腕７１を有する。フロートレバー２５はレバーボディ６５に固定されて、レバーボディ６５がフロートレバー２５の枢動の動きに追従する。ある好適実施例では、第一磁石４０は、レバーボディ６５の角度部６９内に配置される。レバーボディ６５はハウジング１０の弓形部１２に対応している。

図２を再び参照すると、第二磁石５０はワイパー形接点アセンブリ４５に関連し、ワイパー形接点アセンブリ４５はチャンバ１５内の抵抗素子２０と並列関係にある。ワイパー形接点アセンブリ４５は好ましくは、フロートレバー２５の角度部２７と同じ回転軸で枢動可能な構造である。ワイパー形接点アセンブリ４５は、接点素子４７を有し、接点素子４７は抵抗素子２０の弓形アレイ導線２２に対応した位置に配置される。第二磁石５０はワイパー形接点アセンブリ４５の自由端４９に配置され、概してハウジング１０の弓形部１２に隣接している。従って、第一磁石４０と第二磁石５０は隣接し、ハウジング１０の弓形部１２の領域にハウジング１０により分離されている。第一磁石４０はチャンバ１５の外側にあり、一方、第二磁石５０はチャンバ１５内にある。第一磁石４０と第二磁石５０は電磁継手を構成し、フロートレバー２５の動きがワイパー形接点アセンブリ４５の動きに伝達されて、接点素子４７を導線２２に対して動かして、燃料タンク内の液体燃料レベルを示す可変信号を供給する。

ある用途では、第一・第二磁石４０、５０の一つの第二磁石を鉄等のスラグ又は熱磁気材料に変えたほうが良い。

図２、３に明瞭に示すように、カバー６０がハウジング１０に取付けられて、抵抗素子２０を内蔵するチャンバ１５が液体燃料環境からシールされる。カバー６０は孔６２を有し、フロートレバー２５の角度部２７が、前述したようにハウジング１０と枢動可能に係合する。好ましくは、カバー６０はハウジング１０に恒久的に取付けられて、燃料レベルセンサ５の使用寿命の間、シールが確保される。

この発明の好適様態では、ハウジング１０とカバー６０とは好ましくはアセチルポリマー等の燃料耐性プラスチックからなる。レーザー溶接、超音波溶接、熱板溶着、回転溶接、振動溶接等の種々の結合処理が、ハウジング１０とカバー６０とを結合するために使用されて、恒久的にシールする。ハウジング１０とカバー６０とは、ガラス材、セラミク材などの別の材料で形成されても良く、この技術分野で普通に知られた種々の技術で恒久的にシールされる。

図２に明瞭に示したように、好ましくは、少なくとも一つの電気接続ピン７０が抵抗素子２０に接続されて、可変抵抗が適切な制御回路に伝送されて、燃料レベル指示器に表示する。好ましくは、電気接続ピン７０はハウジング１０に形成された孔７５内に配置され、チャンバ１５の外部に信号を伝達する。好適実施例では、孔７５は電気接続ピン７０と締まりばめとなる寸法とされ、電気接続ピン７０をハウジング１０に対してシールする。このように、電気接続ピン７０の周りと同様に、抵抗素子２０とワイパー形接点アセンブリ４５とを内蔵するチャンバ１５は、カバー６０により液体燃料から恒久的にシールされ、チャンバ１５内に基本的に好ましくは完全に液体が入らないようにする。

使用状態では、この発明の燃料レベルセンサ５では、抵抗素子２０とワイパー形接点アセンブリ４５が液体燃料環境から恒久的にシールされる。フロートレバー２５に関連する第一磁石４０は、ワイパー形接点アセンブリ４５に関連する第二磁石５０と連動して、電磁継手を構成して、フロートレバー２５の枢動が、液体燃料内に配置されたフロート３２位置変化に応答して、抵抗素子２０に対して、ワイパー形接点アセンブリ４５を動かして、適切な電気又は電子回路を使用して、可変抵抗により液体燃料レベルを表示する。

好適実施例を開示したが、この技術分野の技術者には、請求項に記載したこの発明の範囲内で種々の変形例が可能であることが理解される。

この発明の実施例である燃料レベルセンサの斜視図であり、カバーが外してある。 カバーを取りつけたその燃料レベルセンサを示す断面図である。 その燃料レベルセンサの斜視図であり、カバーを取りつけてハウジング内をシールしている。

符号の説明

５ 燃料レベルセンサ
１０ ハウジング
１２ 弓形部
１５ チャンバ
１７ スナップ停め具
２０ 抵抗素子
２２ 導線
２５ フロートレバー
２７ 角度部
３２ フロート
３５ 二端
４０ 第一磁石
４５ ワイパー形接点アセンブリ
４７ 接点素子
４９ 自由端
５０ 第二磁石
５５ 挿入路
５７ スナップタブ
６０ カバー
６２ 孔
６５ レバーボディ
６７ 第一部分
６９ 角度部
７１ 腕
７０ 電気接続ピン
７５ 孔

Claims (13)

1. 燃料レベルセンサであって、
   密閉されたチャンバを有するハウジングと、
   該チャンバ内に配置された抵抗素子と、
   該密閉されたチャンバの外側に配置されたフロートレバーと、該フロートレバーは、その第一端付近で枢動可能に該ハウジングに関連し、第二端付近で液体燃料内に配置されたフロートに関連して該フロートレバーが液体燃料のレベルに応答し、
   該フロートレバーと共に動くように該フロートレバーと関連する第一磁石と、
   該チャンバ内に配置されたワイパー形接点アセンブリと、該アセンブリは、該フロートレバーの枢軸点と同軸の枢軸点を有するように、該ハウジングによって枢動可能に支持されるとともに、該フロートレバーと該抵抗素子の間に配置され、該抵抗素子に対して動いて可変抵抗信号を供給し、
   該フロートレバー及びワイパー形接点アセンブリの枢軸点と該第一磁石との間に配置され、該ワイパー形接点アセンブリに関連する第二磁石と、
   を具備し、
   該ワイパー形接点アセンブリと該抵抗素子との接点が、該第二磁石と該ワイパー形接点アセンブリの枢軸点との間に位置し、
   該第二磁石と第一磁石とは電磁継手を構成して、液体燃料レベルの変化に応答した該フロートレバーの動きが、該抵抗素子に対するワイパー形接点アセンブリの動きに伝達されて、液体燃料レベルを示す可変抵抗信号を供給し、
   該第二磁石が、該チャンバの内部で該ワイパー形接点アセンブリの遠端に配置されるとともに、該第一磁石が、該ハウジングの外側において、該第二磁石と相対向しつつ、該ワイパー形接点アセンブリの軸線の延長上に配置され、
   該第一磁石と第二磁石とは、該第一磁石及び第二磁石の相対する磁極面が、該フロートレバー及びワイパー形接点アセンブリの枢動軸と平行になるとともに、該フロートレバーの長軸と直交する状態で、該ハウジングを介して電磁継手を構成し、該第二磁石が該第一磁石の動きに追従して動くことを特徴とする上記燃料レベルセンサ。
2. 前記ハウジングに取付けられたカバーを具備した請求項１記載の燃料レベルセンサ。
3. 前記ハウジングと前記カバーが互いにシールされて、前記チャンバが少なくとも液体燃料から隔離された請求項２記載の燃料レベルセンサ。
4. 前記ハウジングと前記カバーが、燃料耐性プラスチック材を有する請求項２記載の燃料レベルセンサ。
5. 前記燃料耐性プラスチック材が、アセチルポリマーである請求項４記載の燃料レベルセンサ。
6. 前記ハウジングと前記カバーが互いに溶接された請求項４記載の燃料レベルセンサ。
7. 前記ハウジングは前記フロートレバーを枢動可能に収容する挿入路を有する請求項１記載の燃料レベルセンサ。
8. 前記フロートレバーにレバーボディが取付けられ、該レバーボディに前記第一磁石が保持された請求項１記載の燃料レベルセンサ。
9. 少なくとも一つの電気接続ピンを具備し、該接続ピンは前記抵抗素子に接続され、前記ハウジングに少なくとも一つの孔が形成され、該孔は対応する該接続ピンを収容して、信号が前記チャンバ内の前記ワイパー形接点アセンブリから前記ハウジングの外側に通過可能とした請求項１記載の燃料レベルセンサ。
10. 前記孔の各々は、対応する前記接続ピンが前記孔に配置された時に前記ハウシングに締まりばめされる寸法である請求項９記載の燃料レベルセンサ。
11. 前記レバーボディと前記第一磁石が前記ハウジングの外に配置され、前記ワイパー形接点アセンブリと前記第二磁石が前記ハウジング内に配置された請求項８記載の燃料レベルセンサ。
12. 燃料レベルセンサであって、
    弓形壁部を備え、内部に密閉されたチャンバを有するハウジングと、
    該チャンバ内に配置された抵抗素子と、
    該チャンバの外側に配置されたフロートレバーと、該フロートレバーは、その第一端付近で該ハウジングに枢動可能に関連すると共に、第二端付近で液体燃料内に配置されたフロートに連結され、さらに、該フロートレバーの第一端から間隔を置いて該ハウジングの弓形壁部の外側付近に該ハウジングに隣接して配置された第一磁石を有し、
    該抵抗素子に隣接して該チャンバ内部に配置されたワイパー形接点アセンブリと、該ワイパー形接点アセンブリは、該抵抗素子との接点を動かすために該抵抗素子及び該ハウジングの弓形壁部から間隔を置いた枢軸点（該フロートレバーの枢軸点と同軸の枢軸点）で枢動可能に支持されると共に、該フロートレバーと該抵抗素子の間に配置され、さらに、該ハウジングの該チャンバ内部に該枢軸点から間隔を置いて該ハウジングの弓形壁部の内側付近に、該フロートレバー及びワイパー形接点アセンブリの枢軸点と該第一磁石との間に配置される第二磁石を有し、
    該ハウジングにシールされて該チャンバを閉じて密閉するカバーと、
    を具備し、
    該ワイパー形接点アセンブリと該抵抗素子との接点が、該第二磁石と該ワイパー形接点アセンブリの枢軸点との間に位置し、
    該第一・第二磁石は、該第一・第二磁石の相対する磁極面が、該フロートレバー及びワイパー形接点アセンブリの枢動軸と平行になるとともに、該フロートレバーの長軸と直交する状態で、該ハウジングの弓形壁部を介して電磁継手を構成し、
    該第二磁石が該第一磁石の動きに追従して動くことで、該フロートレバーの動きが該抵抗素子に対する該ワイパー形接点アセンブリの動きに伝達されて、液体燃料レベルを示す可変抵抗信号を供給することを特徴とする上記燃料レベルセンサ。
13. 前記チャンバは、弓形壁部を有する前記ハウジング内に形成され、
    前記フロートレバーは、その第一端付近で該ハウジングに枢動可能に関連し、
    前記第一磁石は、該フロートレバーの第一端から間隔を置いて該ハウジングの弓形壁部の直ぐ外側に隣接し、
    前記ワイパー形接点アセンブリは、前記抵抗素子及び該ハウジングの弓形壁部から間隔を置いた該ハウジングの枢軸点によって支えられ、
    前記第二磁石は、該ハウジングの弓形壁部の直ぐ内側に隣接し、
    該ワイパー形接点アセンブリと該抵抗素子との接点は、該第二磁石と該枢軸点との間に両者から間隔を置いて配置されたことを特徴とする請求項１に記載の燃料レベルセンサ。

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