JP5019044B2

JP5019044B2 - 液面検出装置

Info

Publication number: JP5019044B2
Application number: JP2007225941A
Authority: JP
Inventors: 茂樹小出; 義之島崎
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-08-31
Also published as: WO2009028359A1; JP2009058376A

Description

本発明は、燃料タンク内の液面を検出する液面検出装置に関する。

従来の液面検出装置は、特許文献１に開示されるものが知られている。この液面検出装置は、抵抗体を備えた回路基板と、前記回路基板上を摺動する摺動接点部を備えた通電端子と、前記回路基板を保持するとともに液面の変位に基づいて動く回転体であるアームホルダと、前記通電端子を保持するケース体と、を備えたものである。このような液面検出装置は、フューエルポンプモジュールやステーなどの取付部材に取り付けられ、液面検出装置の前記通電端子と、前記フューエルポンプモジュールや取付部材に設けられる外部端子と、を配線コードによって電気的に接続し、前記液面検出装置の出力を外部の伝達するものである。
特開２００４−３５４３１０号公報

従来の液面検出装置には、前記配線コードを用いて前記通電端子と外部端子とを接続するため、組み付け作業性が悪いといった問題点があった。また、電気的な接続箇所が多く、電気的な信頼性を低下させてしまうといった問題点を有している。

そこで、本発明は前述した問題点に着目し、組み付け作業性に優れ、また電気的な信頼性を向上させることが可能な液面検出装置を提供することを目的とする

本発明は、抵抗体を備えた回路基板と、前記回路基板上を摺動する摺動接点部を備えた通電端子と、前記回路基板を保持するとともに液面の変位に基づいて動く回転体と、前記通電端子を保持するケース体と、を備えた液面検出装置であって、被測定対象を収納する収納部材に設けた取付部材に固定するための取付部を前記ケース体に設け、前記ケース体から露出する接点部を前記通電端子に設け、前記取付部を前記取付部材に固定するときに前記接点部が前記取付部材に設けた外部取出端子部と電気的に接続するものである。

また、本発明は、前記通電端子は、前記摺動接点部と前記接点部とを同一材料にて形成したものである。

また、本発明は、前記接点部は、折り曲げて形成したものである。

また、本発明は、前記通電端子は、前記接点部が前記摺動接点部より厚い板状の材料にて形成したものである。

本発明によれば、所期の目的を達成でき、組み付け作業性に優れ、また電気的な信頼性を向上させることが可能な液面検出装置を提供することができる。

以下、添付図面を用いて本発明の第１実施形態を説明する。

本実施形態の液面検出装置１は、液面に浮く図示しないフロートと、前記フロートをその端部に備えたフロートアーム２と、抵抗体５ａ、５ｂを備えた回路基板５と、回路基板５上を摺動する摺動接点部６、７を備えた通電端子８、９と、フロートアーム２と回路基板５とを保持するとともに液面の変位に基づいて動く回転体であるアームホルダ３と、通電端子８、９を保持するケース体であるフレーム４とを備えている。なお、フレーム４は、フロートアーム２とアームホルダ３とを回動可能に支持するものである。

なお、１０は、油などの液体である被測定対象、本実施形態では、ガソリンや軽油などの液体燃料を収納する収納部材である燃料タンクである。燃料タンク１０は、金属や合成樹脂から構成されている。１１は、液面検出装置１を燃料タンク１０に固定するための取付部材である。１２は、液面検出装置１の通電端子８、９と接触して電気的に接続する金属からなる外部取出端子部である。

フロートアーム２は剛性を有する金属製のワイヤであり、一端に前記フロートを備えており、他端側に折り曲げて形成した端部２ａを備えている。この端部２ａは、フロートアーム２が回動する中心となるものである。

アームホルダ３は合成樹脂からなり、本実施形態では、円盤形状である。そして、フロートアーム２と回路基板５を保持するものである。アームホルダ３は、フロートアーム２の端部２ａが貫通する孔３ａを備えている。また、孔３ａに対応するように、アームホルダ３の背面に円筒形の軸部３ｂを備えている。そして、この軸部３ｂの先端には、係止爪３ｃを備えた弾性変形可能な係止片３ｄが２つ設けられている。この係止爪３ｃを備えた係止片３ｄは、アームホルダ３をフレーム４に回動可能に取り付けるものである。

アームホルダ３の上面には、逆さＬの字形状のアーム保持部３ｅが２つ形成されている。このアーム保持部３ｅは、フロートアーム２の周囲を挟んで固定するものである。このアーム保持部３ｅは弾性変形可能であり、アーム保持部３ｅに設けたフロートアーム２の直径より小さい開口３ｆを備えており、この開口３ｆからフロートアーム２を挟み込ませて固定するものである。なお、アーム保持部３ｅは２つ形成されているが、フロートアーム２の固定には、どちらか一方を使用すればよく、どちらのアーム保持部３ｅを使用するかは、本発明の液面検出装置１の使用条件によって適宜選択すればよい。

また、アームホルダ３の外周部には、フレーム４側に伸びる壁３ｇが形成されている。そして、この壁３ｇの一部に、外側に突出する突起３ｈが形成されている。この突起３ｈはフレーム４に当接して、アームホルダ３の回動範囲が規制される。

また、アームホルダ３の背面には、回路基板５の固定位置を決めるための位置決め壁部３ｉが形成されており、この位置決め壁部３ｉは、回路基板５の周囲を囲むように設けられている。また、この位置決め壁部３ｉ内には、回路基板５の表面がアームホルダ３の背面とほぼ同一の高さとなるように、底上げ用の壁３ｊが形成されている。また、アームホルダ３には、回路基板５を固定するために、爪３ｋを備えた弾性片３ｍを２つ備えており、この２つの爪３ｋを備えた弾性片３ｍが、回路基板５を弾性片３ｍを設けていない側の位置決め壁部３ｉに押さえつけている。

フレーム４は合成樹脂からなり、本実施形態では、アームホルダ３と同一の材質で形成されている。このフレーム４は、この液面検出装置１を燃料タンク１０内に固定するために設けたステーなどの取付部材に固定されるものである。フレーム４には、アームホルダ３を回動可能に取り付けるために、中央に貫通孔からなる軸受部４ｂを備えた円筒状の突出部４ａが設けられている。フレーム４の背面の軸受部４ｂの開口部は、アームホルダ３の係止爪３ｃが係止される係合部４ｃとなっている。

また、フレーム４には、本実施形態では四角形であり、その四隅にそれぞれ突部４ｄを備えている。この突部４ｄのうち２つが、アームホルダ３の突起３ｈが当接する回動規制部であり、アームホルダ３の回動を規制するものである。また、この突部４ｄを結ぶように、壁４ｅがフレーム４の周囲に設けられている。この壁４ｅとアームホルダ３の壁３ｇとは当接可能であり、アームホルダ３が回転したときに、過度のブレを抑えるものである。また、フレーム４には、通電端子８、９がインサート成形によって埋め込まれて固定されている。

また、フレーム４には、燃料タンク１０内に設けた取付部材１１に固定するための取付部４ｆを備えている。本実施形態では、取付部４ｆは、２つ設けられている。この取付部４ｆは、フレーム４に一体に形成されており、その先端に係止爪４ｇを備えた弾性片である。この係止爪４ｇを取付部材１１に係止して、液面検出装置１を取付部材１１に固定する。

回路基板５は硬質の回路基板であり、本実施形態ではセラミックを用いている。この回路基板５の中央部には、貫通孔５ｃが形成されている。この貫通孔５ｃはアームホルダ３の軸部３ｂとフレーム４の突出部４ａが貫通するものである。そして、回路基板５はアームホルダ３に形成した位置決め壁部３ｉ内に収納され、そして、弾性片３ｍに設けられた爪３ｈによって、アームホルダ３に固定されている。

回路基板５上には２つの抵抗体５ａ、５ｂが設けられている。この抵抗体５ａ、５ｂは酸化ルテニウムなどから構成されている。そして、この抵抗体５ａ、５ｂと接続する電極５ｄが設けられている。この電極５ｄの材質は銀パラジウム合金などによって形成されている。この電極５ｄは、詳しくは図示していないが、それぞれ独立しており、抵抗体５ａ、５ｂによって接続されている。この電極５ｄは、通電端子９の第２の接点７が摺動する第１の摺動路を形成している。

また、回路基板５上には、電極５ｄと電気的に接続された電極５ｅが形成されている。この電極５ｅも電極５ｄと同一の材料で形成されている。この電極５ｅは、通電端子８の第１の接点６が摺動する第２の摺動路を形成している。本実施形態では、電極５ｄと電極５ｅとの間に抵抗体５ｆを設けている。この抵抗体５ｆも抵抗体５ａ、５ｂと同一の材料で形成されている。第１、第２の接点６、７が接触する電極５ｄ、５ｅの形状は、回路基板５がアームホルダ３とともに回転する回転中心に対して点対称の形状であり、また、この回路基板５が長方形であるため、この回路基板５を１８０度反転させて取り付けても、液面の検出には何ら問題がないため、回路基板５の組み付けに関しては、誤って組み付けるという問題は発生しない。

また、この回路基板５の電極５ｄ、５ｅを設けた面はフレーム４に対向しており、結果的に、フレーム４で覆われ、電極５ｄ、５ｅを設けた側が外部に露出していないために、他の部品による接触を防止し、電極５ｄ、５ｅの断線などを防止することができる。

通電端子８、９は、それぞれに摺動接点部である第１、第２の接点６、７を備えている。また、通電端子８、９は、それぞれに接点部１３、１４を備えている。

通電端子８、９は板状で、その材質は本実施形態では洋白からなる。第１、第２の接点６、７は複数の接触点を備えており、本実施形態ではそれぞれ３つ備えている。また、第１、第２の接点６、７が良好に電極５ｅ、５ｄに接触するために、通電端子８、９の中程で、図４中左方向に折り曲げられている。また、第１、第２の接点６、７が電極５ｅ、５ｄを良好に摺動できるように、その先端部が図４で示すように、断面形状が左方向に突出した円弧状に折り曲げられている。この通電端子８、９の弾性の力によって、アームホルダ３は、その回転軸方向に対して、フレーム４から離れる方向に押されている。

また、接点部１３、１４は、フレーム４から露出しており、第１、第２の接点６、７とは異なり、接触点は単一である。また、接点部１３、１４が良好に外部取出端子部１２に接触するために、通電端子８、９の中程で、図４中右方向に折り曲げられている。また、接点部１３、１４は、その先端側が図４中左方向に折り曲げられている。この通電端子８、９の弾性の力によって、接点部１３、１４は、外部取出端子部１２に充分な接触圧にて接触する。また、フレーム４に設けた２つの取付部４ｆの間に、接点部１３、１４を設けてある。このように構成したことによって、接点部１３、１４と外部取出端子部１２とを確実に接続することができる。

この通電端子８、９は、外部取出端子部１２と電気的に接続し、図示しない外部回路などに接続される。

この液面検出装置１は、前記フロートの変動に伴いフロートアーム２とアームホルダ３が回動する。これによって、アームホルダ３に固定された回路基板５が回動する。この回動に伴い、第１の接点６が電極５ｅの少なくとも１つと接触する。これによって、抵抗体５ａ、５ｂの抵抗値を変化させた電気信号を前記外部回路に出力するものである。

取付部材１１は、合成樹脂からなり、燃料タンク１０に設けた開口１０ａを塞ぐ蓋部１１ａと一体に形成されている。取付部材１１は、蓋部１１ａに対して垂直方向に突出形成されている。取付部材１１は、液面検出装置１のフレーム４に設けた取付部４ｆが係止する貫通孔１１ｂを備えている。

また、取付部材１１には、外部取出端子部１２が内蔵されている。この取付部材１１に内蔵された外部取出端子部１２が露出する開口１１ｃが設けられている。この開口１１ｃを介して、通電端子８、９と外部取出端子部１２とが接触する。

なお、１１ｄは、コネクタであり、蓋部１１ａに一体に形成されている。このコネクタ１１ｄを介して、図示しない外部回路などに接続される。

以上のように構成した液面検出装置１を取付部材１１に固定するのは、液面検出装置１のフレーム４に設けた取付部４ｆを取付部材１１に設けた貫通孔１１ｂに挿入して、取付部４ｆの先端に設けた係止爪４ｇを貫通孔１１ｂの周囲に係止し固定する。

液面検出装置１を取付部材１１に固定するときに、液面検出装置１の通電端子８、９の接点部１３、１４が取付部材１１に設けた外部取出端子部１２と接触し、接点部１３、１４と外部取出端子部１２とが電気的に接続する。

以上のように構成したことによって、従来のような配線コードを不要とすることができ、組み付け作業性に優れ、また電気的な信頼性を向上させることが可能な液面検出装置を提供することができる。

また、通電端子８、９は、摺動接点部６、７と接点部１３、１４とを同一材料にて形成したことによって、コストを削減することができる。

次に本発明の第２実施形態を、図８を用いて説明する。なお、前記各実施形態と同一および相当個所には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

摺動する摺動接点部６、７と回路基板５の電極５ｄ、５ｅとの接触圧は、むやみに高くすると、摺動接点部６、７や電極５ｄ、５ｅの摩耗などの問題が発生するが、押し当てて接触する接点部１３ａ、１４ａと外部取出端子部１２との接触圧は高く設定したほうが良好な電気的な接続を得ることができる。本実施形態では、接点部１３ａ、１４ａと外部取出端子部１２との接触圧は高くするために、板状の金属を折り曲げて接点部１３ａ、１４ａの厚さを増し、接点部１３ａ、１４ａの剛性を上げたものである。このように構成したことによって、接点部１３ａ、１４ａと外部取出端子部１２との接触圧を高めることができ、確実な電気的接続を行うことができる。

また、接点部１３、１４と外部取出端子部１２との接触圧を高くするために、接点部１３、１４の剛性を上げるには、他の実施形態として、接点部１３、１４が摺動接点部６、７より厚い板状の材料にて形成したものであってもよい。このように構成しても、接点部１３、１４の剛性を高め、接点部１３、１４と外部取出端子部１２との接触圧を高めることができ、確実な電気的接続を行うことができる。

なお、前記各実施形態では、取付部材１１は、液面検出装置１を取り付ける専用部品であったが、前記実施形態に限定されるものではなく、燃料供給ポンプを収納するケースなどと兼用したものであってもよい。

本発明の第１実施形態の正面図。同実施形態の側面図。図１中Ａ−Ａ線の断面図。図１中Ｂ−Ｂ線の断面図。図１中Ｃ−Ｃ線の断面図。同実施形態のフレーム（ケース体）の正面図。同実施形態のホルダ（回転体）の背面図。本発明の第２実施形態の断面図。

符号の説明

１液面検出装置
２フロートアーム
２ａ端部
３回転体（アームホルダ）
３ａ孔
３ｂ軸部
３ｃ係止爪
３ｄ係止片
３ｅアーム保持部
３ｆ開口
３ｇ壁
３ｈ突起（被回動規制部）
３ｉ位置決め壁部
３ｊ底上げ用の壁
３ｋ爪
３ｍ弾性片
４ケース体（フレーム）
４ａ突出部
４ｂ軸受部
４ｃ開口部（係合部）
４ｄ突部（回動規制部）
４ｅ壁
４ｆ取付部
４ｇ係止爪
５回路基板
５ａ、５ｂ抵抗体
５ｃ貫通孔
５ｄ、５ｅ電極
５ｆ抵抗体
６摺動接点部（第１の接点）
７摺動接点部（第２の接点）
８、９通電端子
１０収納部材（燃料タンク）
１０ａ開口
１１取付部材
１１ａ蓋部
１１ｂ貫通孔
１１ｃ開口
１１ｄコネクタ
１２外部取出端子部
１３、１３ａ、１４、１４ａ接点部

Claims

抵抗体を備えた回路基板と、前記回路基板上を摺動する摺動接点部を備えた通電端子と、前記回路基板を保持するとともに液面の変位に基づいて動く回転体と、前記通電端子を保持するケース体と、を備えた液面検出装置であって、被測定対象を収納する収納部材に設けた取付部材に固定するための取付部を前記ケース体に設け、前記ケース体から露出する接点部を前記通電端子に設け、前記取付部を前記取付部材に固定するときに前記接点部が前記取付部材に設けた外部取出端子部と電気的に接続することを特徴とする液面検出装置。
前記通電端子は、前記摺動接点部と前記接点部とを同一材料にて形成したことを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
前記接点部は、折り曲げて形成したことを特徴とする請求項２に記載の液面検出装置。
前記通電端子は、前記接点部が前記摺動接点部より厚い板状の材料にて形成したことを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。