JP6061137B2 - 液面検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の燃料タンク内の燃料の液面を検出する液面検出装置に関するものである。

従来の液面検出装置は、例えば、特許文献１に開示されるものがある。この液面検出装置は、液面に浮くフロートを備えたフロートアームと、フロートアームを保持しフロートアームの回動に伴って動くアームホルダと、アームホルダを回動可能に支持するフレームと、からなる液面検出装置において、フレームに貫通孔からなる軸受部を設け、アームホルダに軸受部に挿入する軸部を設け、この軸部に係止爪を備えた弾性変形可能な係止片を設け、軸部を軸受部に挿入し、係止爪で軸受部の係合部に係止し、アームホルダをフレームに回動可能に支持するものであった。

特開２００５−２４１５５３号公報

しかしながら、従来の液面検出装置は、ホルダをフレームに回動可能に支持する部材は、アームホルダに設けた係止爪で、フレームの軸受部の係合部に係止するだけであり、より強固にホルダをフレームに回動可能に支持することが望まれていた。

そこで本発明は、前記問題点を解消し、ホルダをフレームに強固に回動可能に支持する液面検出装置を提供することを目的とするものである。

本発明の液面検出装置は、液面に追従して動作するフロートの動きに伴って回路基板を回動させるホルダと、回路基板の電極部と接触する接点部を備えた弾性片を有する端子と、前記端子の一部を内蔵するフレームと、を備えた液面検出装置において、前記フレームの外周部分に前記ホルダに保持されるフロートアームの端部を回動可能に支持する軸受部を備え、
前記ホルダに
前記回路基板を固定する回路基板収納部を備えた上片と、
前記フロートアームの端部を支持する下片と、からなる保持部を備え、
前記保持部は、前記上片と前記下片との間に前記軸受部が配置されており、
前記フレームには、
前記ホルダを前記フレームに取り付けるときに、
前記下片が前記ホルダの回動軸方向に沿うようにして移動可能な凹み形状の第１案内部と、
前記第１案内部とつながって形成され、前記接点部が前記回路基板に接触しながら前記下片を前記ホルダの回動軸方向に対して垂直な方向に沿って移動させることにより前記上片と前記下片との間に前記軸受部を配置させることが可能な凹み形状の第２案内部とを備えたものである。

また、前記軸受部と前記保持部の上片と下片とに前記フロートを一端部に保持したフロートアームの端部が挿入される貫通孔をそれぞれ設け、前記ホルダの表面に前記ホルダの回動軸方向に対して垂直方向に開口し前記フロートアームを保持する第１係止部を備え、前記フロートアームを第１係止部から外れることを防止する抜け止め用の第２係止部を設けたものである。

また、前記フレームの側面に前記アームホルダの回動を規制する第１、第２ストッパ部を設け、前記フレーム側面に沿って伸びる垂れ下り部を前記ホルダに設け、この垂れ下がり部に第１、第２ストッパ部と当接する当接面を設け、前記第１、第２ストッパ部と前記垂れ下り部の接触面との成す角度をほぼ直交としたものである。

また、前記フレームの第１、第２ストッパ部は、前記フレームの側面の回動軸方向の厚さより低い凸状部から構成したものである。

また、前記第１、第２ストッパ部は、前記当接面が前記第１、第２ストッパ部から外れることを防止する離脱防止壁を備えたものである。

本発明は、ホルダをフレームに強固に回動可能に支持する液面検出装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態の液面検出装置の斜視図。 同実施形態の液面検出装置の背面図。 同実施形態のホルダの斜視図。 同実施形態のホルダの斜視図。 同実施形態の端子と配線コードの側面図。 同実施形態の端子と配線コードの背面図。 同実施形態のフレームと配線コードの斜視図。 同実施形態の取付部の要部斜視図。 同実施形態のフレームとホルダの斜視図。 同実施形態のフレームとホルダの斜視図。 同実施形態の液面検出装置の斜視図。 同実施形態の液面検出装置の上面図。 図１２中Ａ−Ａ線の液面検出装置の断面図。

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。

本発明の実施形態の液面検出装置Ｆは、フレーム１と、ホルダ２と、フロートアーム３と、回路基板４と、端子５と、から主に構成されている。なお、端子５には、配線コード６が固定されている。また、液面検出装置Ｆは、燃料ポンプや取付ステーなどの合成樹脂等からなる取付部７に固定されている。

フレーム１は、合成樹脂、例えば、ポリアセタールからなり、ベース部１１と、ストッパ部１２と、フック部１３と、軸受部１４とを一体に備えている。また、フレーム１には、端子５の一部をインサート成形によって内蔵している。

ベース部１１は、ホルダ２の回動軸Ｓ方向（図１３中の上下方向）に開口した、４つの矩形状の第１〜第４開口部１Ａ〜１Ｄを有しており、第１開口部１Ａと第３開口部１Ｃ、第２開口部１Ｂと第４開口部１Ｄが、１組となって、２本の各端子５に沿って設けられている。第１、第３開口部１Ａ、１Ｃには、後述する端子５の接点部５Ａを備えた弾性片５Ｄが露出しており、端子５の接点部５Ａと弾性片５Ｄのフォーミング形成時に用いられる。第２、第４開口部１Ｂ、１Ｄは、後述する端子５の加締部５Ｂが露出しており、加締部５Ｂの加締め作業時に用いられる。

第２、第４開口部１Ｂ、１Ｄは、フレーム１から一体に形成した保護壁１５によって形成されており、端子５の加締部５Ｂを保護するものである。また、この保護壁１５には、配線コード６を保護壁１５の外側に引き出すコード引き出し部１６として、スリットが設けられている。なお、このコード引き出し部１６は、貫通した孔であってもよい。

また、第１開口部１Ａの取付部７側には、後述する取付部７の位置決め部７Ｂが差し込まれるスライドガイド１Ａ１が設けられている。このスライドガイド１Ａ１は、位置決め部７Ｂと同様にＴの字形状であり、位置決め部７Ｂが差し込まれるように、位置決め部７Ｂより若干大きく形成されている。

ストッパ部１２は、ホルダ２の回動を規制するものであり、第１ストッパ部１２Ａと第２ストッパ部１２Ｂとを備えている。第１ストッパ部１２Ａは、配線コード６を引き出す方向とは反対側にベース部１１の側面から突出形成され、上面から見た形状が略三角形状である。第２ストッパ部１２Ｂは、軸受部１４とは、反対側にベース部１１の側面から突出延長形成され、上面から見た形状が略三角形状である。

また、第１、第２ストッパ部１２Ａ、１２Ｂは、突出した凸状部である。この凸状部のホルダ２の回動軸Ｓ方向の厚みは、フレーム１の側面のホルダ２の回動軸Ｓ方向の厚さより薄いものである。第１、第２ストッパ部１２Ａ、１２Ｂの厚さは、フレーム１の側面の厚さの約１／２に設定されている。このように構成したことにより、成形による第１、第２ストッパ部１２Ａ、１２Ｂの歪みを抑制し、良好な平面度を確保することができる。

以上により、第１、第２ストッパ部１２Ａ、１２Ｂによって、ホルダ２の回動角度、すなわちフロートアーム３の動作範囲を規定している。また、第１、第２ストッパ部１２Ａ、１２Ｂを凸状部としたことにより、ホルダ２の回動角度の精度を確保することができる。

また、第１、第２ストッパ部１２Ａ、１２Ｂの近傍には、ホルダ２が、第１、第２ストッパ部１２Ａ、１２Ｂを超えて回動することを防止する離脱防止壁１２Ａ２、１２Ｂ２が設けられている。この離脱防止壁１２Ａ２、１２Ｂ２は、ホルダ２の回動軸Ｓを中心として、ホルダ２より外側の位置に設けられている。

フック部１３は、係止部１３Ａと弾性片１３Ｂを備えており、弾性片１３Ｂは、弾性変形可能であり、ベース部１１の第２ストッパ部１２Ｂとは反対側へ突出し、端子５の加締部５Ｂ側に向き、かつ、取付部７の取付面と略平行に延長形成されたものである。この弾性片１３Ｂの先端に、係止部１３Ａを備えている。この係止部１３Ａは、取付部７に設けられる係合部７Ａに係合し、フレーム１が取付部７に固定される。

フレーム１を取付部７に固定するには、取付部７の位置決め部７Ｂをスライドガイド１Ａ１に挿入し、図１に示す矢印Ｃ方向にフレーム１を取付部７の取付面に沿って移動させ、係止部１３Ａを係合部７Ａに係止することによって、固定が完了する。なお、図１の７Ｃは、第２位置決め部であり、フレーム１の取付部７への固定時の移動方向（図１中の矢印Ｃ方向）に対して、取付部７の取付面に沿った垂直方向の位置を規制するものである。

軸受部１４は、フレーム１の外周部分に設けられ、ホルダ２を回動可能に支持するものであり、フロートアーム３の端部が挿通する貫通孔１４Ａを備えている。

また、軸受部１４は、回動軸Ｓ方向において、ホルダ２側に突出した突出部１４Ｂを備えている。この突出部１４Ｂは、ホルダ２をフレーム１に取り付けるときに、ガイドの役割を果たすものである。

また、フレーム１には、第１案内部１７と第２案内部１８とを備えている。第１案内部１７は、ホルダ２の後述する保持部の下片が、ホルダ２の回動軸Ｓ方向に移動可能な溝である。この第１案内部１７は、軸受部１４の貫通孔１４Ａよりもフレーム１の内側、言い換えると、端子５の長手方向と回動軸Ｓ方向に対して垂直方向に近接した位置まで凹んでいる。また、第２案内部１８は、ホルダ２の後述する保持部の下片が、ホルダ２の回動軸Ｓ方向に対して垂直な方向で端子５の長手方向に移動可能な溝である。この第２案内部１８は、軸受部１４の貫通孔１４Ａよりもフレーム１の内側、言い換えると、端子５の長手方向と回動軸Ｓ方向に対して垂直方向に近接した位置まで凹んでおり、この第２案内部１８に軸受部１４の取付部７側の貫通孔１４Ａが設けられている。第２案内部１８と第１案内部１７とは、つながっている。

ベース部１１に設けた２つの孔１１Ａは、フレーム１に端子５をインサート成形する時に端子５を位置決めするピンによって形成されたものであり、孔１１Ａの中間位置に設けられた孔１１Ｂは、フレーム１の成形時に図示しない連結部によって一体であった端子５の前記連結部を切断するために設けたものである。この孔１１Ｂに切断する用具を挿入し、端子５を分断するものである。

ホルダ２は、液面に追従して動作するフロートの動きに伴って回路基板４を回動させるものである。ホルダ２は、合成樹脂、例えば、ポリアセタールからなり、回路基板４を配置する板状形状の回路基板収納部２Ａと、フレーム１の軸受部１４を間に配置するコの字状の保持部２Ｂと、フロートアーム３を保持する第１、第２係止部２Ｃ１、２Ｃ２と、フレーム１のストッパ部１２に当接する当接面２Ｄを有する垂れ下がり部２Ｅを備えている。

回路基板収納部２Ａは、回路基板４に形成される図示しない電極部を表面に露出するように配置するとともに、収納部２Ａにおいて複数のフック部２Ａ１によって回路基板４の外周部を固定する。

保持部２Ｂは、上片を兼用する回路基板収納部２Ａと下片２Ｂ２とを備えており、この回路基板収納部２Ａと下片２Ｂ２との間に軸受部１４が配置される。回路基板収納部２Ａと下片２Ｂ２には、それぞれ貫通孔２Ａ２、２Ｂ３が設けられている。この貫通孔２Ａ２、２Ｂ３には、フロートアーム３の端部が挿入される。フロートアーム３をフレーム１とホルダ２の貫通孔１４Ａ、２Ａ２、２Ｂ３に挿入することで、フロートアーム３が、貫通孔１４Ａ及び貫通孔２Ａ２、２Ｂ３を貫通し、ホルダ２が、フレーム１の軸受部１４に組み合わされ、フロートアーム３の端部を回動中心として、ホルダ２がフレーム１に対して回動可能に配置される。

第１係止部２Ｃ１と第２係止部２Ｃ２とは、ホルダ２の回路基板収納部２Ａの表面に設けられている。

第１係止部２Ｃ１は、ホルダ２の表面中央部分に設けられており、ホルダ２の回動軸Ｓ方向に対して垂直方向に開放した開口２Ｃ３を備えたＣ字状形状をなしている。フロートアーム３をホルダ２の表面に沿った水平方向から嵌め込み可能である。

第２係止部２Ｃ２は、フロートアーム３を第１係止部２Ｃ１に装着した後、フロートアーム３が、第１係止部２Ｃ１から外れないようにする抜け止めであり、ホルダ２の回動軸Ｓ方向に弾性変形可能な構成である。よって、フロートアーム３を第１係止部２Ｃ１に嵌め込む際に、第２係止部２Ｃ２が、回路基板４側に変形しフロートアーム３を第１係止部２Ｃ１へ誘導可能とし、フロートアーム３を第１係止部２Ｃ１に固定した後、第２係止部２Ｃ２が、元の位置に復帰することによって、フロートアーム３が第１係止部２Ｃ１から外れないように作用する。

垂れ下がり部２Ｅは、ホルダ２をフレーム１に取り付けた時に、フレーム１の側面に沿ってホルダ２の回動軸Ｓ方向に伸びている。この垂れ下がり部２Ｅは、ホルダ２の回動中心から最も離れた位置となる、ホルダ２の回路基板収納部２Ａの角部に直角なＬ字状の壁部として設けられている。

当接面２Ｄは、この垂れ下がり部２Ｅのホルダ２の回動軸Ｓ方向に延びた端面であり、それぞれフレーム１の第１、第２ストッパ部１２Ａ、１２Ｂと当設するものである。この当接面２Ｄが、第１、第２ストッパ部１２Ａ、１２Ｂと当接する角度は、第１、第２ストッパ部１２Ａ、１２Ｂの凸状部１２Ａ１、１２Ｂ１の面に対して、ほぼ直交した角度である。

ホルダ２の回路基板収納部２Ａの回路基板４を収納した側には、フレーム１の軸受部１４の突出部１４Ｂを案内する第３案内部２Ｆが設けられている。この第３案内部２Ｆは、回路基板４の周囲の壁２Ｇと壁２Ｈと保持部２Ｂによって形成された凹みである。なお、図４中、ホルダ２の外周に設けた壁２Ｈは、ホルダ２をフレーム１に取り付けるときに、突出部１４Ｂの移動を規制し、フレーム１の貫通孔１４Ａとホルダ２の貫通孔２Ａ２、２Ｂ３をおよそ同一直線上に配置し、フロートアーム３が、貫通孔１４Ａ、２Ａ２、２Ｂ３を通しやすくするものである。

フロートアーム３は、硬鋼線からなり、ホルダ２に装着したり、燃料タンク形状に合わせたりするために所定形状に折り曲げ形成されている。フロートアーム３には、図示しないフロートが固定されている。このフロートは、ＮＢＲ／フェノール発泡体からなり、燃料などの液面に浮き、液面に追従して動作するものである。

回路基板４は、図示しない電極部を備えており、この電極部を構成する導体材料や抵抗材料が、絶縁基板上に印刷、焼成により形成されている。この回路基板４は、ホルダ２に取付けられて液面に追従して動作するフロートに連動するものである。

端子５は、例えば、洋白材からなるものであり、２つ設けられている。各端子５は、回路基板４の電極部に接触する接点部５Ａを備えた弾性片５Ｄと、配線コード６を保持する加締部５Ｂと、弾性片５Ｄと加締部５Ｂとを接続する中継部５Ｃとを一体に備えたものである。

弾性片５Ｄは、その先端部分に回路基板４の電極部に接触するとともに、この電極部上を摺動する、例えば、パラジウムとニッケルとの合金からなる接点部５Ａを備えている。この弾性片５Ｄは、その先端部である接点部５Ａが、フレーム１のホルダ２側の面よりも突出するように形成されており、接点部５Ａが回路基板４に接している。

加締部５Ｂは、配線コード６の芯線６Ａを保持する一対の第１腕片５Ｂ１と、配線コード６の被覆部６Ｂを保持する一対の第２腕片５Ｂ２とを備えており、何れの腕片５Ｂ１、５Ｂ２も加締治具によって強固に加締められ、配線コード６を保持するものである。そして、この腕片５Ｂ１、５Ｂ２は、取付部７方向に向いている。端子５がフレーム１のホルダ２側に配置されていることによって、取付部７の位置決め部７Ｂをフレーム１内に収納することができ、さらに、端子５がフレーム１のホルダ２側に配置されていることによって、加締部５Ｂもフレーム１のホルダ２側に配置され、第２開口部１Ｂと第４開口部１Ｄにおいて、加締部５Ｂとフレーム１の取付部７側との間に空間が形成され、この空間に加締める前の取付部７方向に向いた腕片５Ｂ１、５Ｂ２を収納することができ、液面検出装置Ｆの製造工程内の流動時などに、加締め前の腕片５Ｂ１、５Ｂ２の変形を抑えることができる。

中継部５Ｃは、弾性片５Ｄと加締部５Ｂとを接続するものであり、中継部５Ｃの一部が、フレーム１に内蔵されている。中継部５Ｃは、加締部５Ｂから繋がる箇所にかけて、補強部５Ｃ１を備えている。この補強部５Ｃ１は、中継部５Ｃの両端を折り曲げ形成した壁を備えた断面形状がコの字形状をなしている。この補強部５Ｃ１を設けたことにより、インサート成形における保持力を向上させるとともに、端子５自体の曲げ強度を向上させている。

２つの端子５の加締部５Ｂの間隔に対して、弾性片５Ｄの間隔を狭く設けている。これは、弾性片５Ｄの間隔を狭くすることで、回路基板４の電極を小型化し、ひいては、回路基板４の小型化を図るためである。このため、１つの端子５は、弾性片５Ｄと加締部５Ｂが、直線上に位置せずにオフセットされた形状である。

中継部５Ｃには、端子５をフレーム１のインサート成型時の図示しない位置決めピンが勘合する孔部５Ｃ３を備えている。この孔部５Ｃ３は、各端子５の弾性片５Ｄの延長線上に設けられている。このように構成することによって、孔部５Ｃ３を設ける位置が端子５毎に異なる場合に比べて、弾性片５Ｄのフォーミング時において、弾性片５Ｄの曲げ加工によるバラツキを抑制し、接点部５Ａの接点荷重をそろえることが可能となる。

配線コード６は、グランド線と、出力信号線の２線からなり、銅などの金属の芯線６Ａを耐油性の架橋ポリエチレンの被覆部６Ｂで被覆したものであり、端子５に加締めにより固定される。

フレーム１にホルダ２を取り付ける方法を図９、１０を用いて説明する。

回路基板４の長手方向と端子５の弾性片５Ｄの長手方向を合致させ、ホルダ２を図９で示す位置から、ホルダ２の保持部２Ｂの下片２Ｂ２がフレーム１に形成した第１案内部１７に沿うように、フレーム１側へ移動させる。このとき、端子５の接点部５Ａが回路基板４に接触し、軸受部１４の突出部１４Ｂが、ホルダ２の第３案内部２Ｆに当接する。

次に、ホルダ２を図１０で示す位置まで、保持部２Ｂの下片２Ｂ２をフレーム１の第２案内部１８に沿って移動させると、接点部５Ａが、回路基板４の図示しない電極部に接触する。

そして、フレーム１とホルダ２の貫通孔１４Ａ、２Ａ２、２Ｂ３を合わせ、フロートアーム３の端部を貫通孔１４Ａ及び貫通孔２Ａ２、２Ｂ３に挿入し、この貫通孔１４Ａ及び貫通孔２Ａ２、２Ｂ３に挿入したフロートアーム３の端部を軸として、フロートアーム３を回動させて、フロートアーム３を第１の係止部２Ｃ１と第２係止部２Ｃ２によって固定し、ホルダ２のフレーム１への取付が完了する。

以上により、ホルダをフレームに強固に回動可能に支持する液面検出装置を提供することが可能となる。

本発明は、タンク内の各種液体の液面を検出する液面検出装置に利用可能である。

Ｆ 液面検出装置
Ｓ 回動軸
１ フレーム
１Ａ 第１開口部
１Ａ１ スライドガイド
１Ｂ 第２開口部
１Ｃ 第３開口部
１Ｄ 第４開口部
２ ホルダ
２Ａ 回路基板収納部（上片）
２Ａ１ フック部
２Ａ２ 貫通孔
２Ｂ 保持部
２Ｂ２ 下片
２Ｂ３ 貫通孔
２Ｃ１ 第１係止部
２Ｃ２ 第２係止部
２Ｄ 当接面
２Ｅ 垂れ下がり部
２Ｆ 第３案内部
２Ｇ 壁
２Ｈ 壁
３ フロートアーム
４ 回路基板
５ 端子
５Ａ 接点部
５Ｂ 加締部
５Ｂ１ 第１腕片
５Ｂ２ 第２腕片
５Ｃ 中継部
５Ｃ１ 補強部
５Ｃ３ 孔部
５Ｄ 弾性片
６ 配線コード
６Ａ 芯線
６Ｂ 被覆部
７ 取付部
７Ａ 係合部
７Ｂ 位置決め部
７Ｃ 第２位置決め部
１１ ベース部
１１Ａ 孔
１１Ｂ 孔
１２ ストッパ部
１２Ａ 第１ストッパ部
１２Ｂ 第２ストッパ部
１２Ａ２、１２Ｂ２ 離脱防止壁
１３ フック部
１３Ａ 係止部
１３Ｂ 弾性片
１４ 軸受部
１４Ａ 貫通孔
１４Ｂ 突出部
１５ 保護壁
１６ コード引き出し部
１７ 第１案内部
１８ 第２案内部

Claims (5)

1. 液面に追従して動作するフロートの動きに伴って回路基板を回動させるホルダと、回路基板の電極部と接触する接点部を備えた弾性片を有する端子と、前記端子の一部を内蔵するフレームと、を備えた液面検出装置において、
   前記フレームの外周部分に前記ホルダに保持されるフロートアームの端部を回動可能に支持する軸受部を備え、
   前記ホルダに
   前記回路基板を固定する回路基板収納部を備えた上片と、
   前記フロートアームの端部を支持する下片と、
   からなる保持部を備え、
   前記保持部は、前記上片と前記下片との間に前記軸受部が配置されており、
   前記フレームには、
   前記ホルダを前記フレームに取り付けるときに、
   前記下片が前記ホルダの回動軸方向に沿うようにして移動可能な凹み形状の第１案内部と、
   前記第１案内部とつながって形成され、前記接点部が前記回路基板に接触しながら前記下片を前記ホルダの回動軸方向に対して垂直な方向に沿って移動させることにより前記上片と前記下片との間に前記軸受部を配置させることが可能な凹み形状の第２案内部とを備えた
   ことを特徴とする液面検出装置。
2. 前記軸受部と前記保持部の上片と下片とに前記フロートを一端部に保持したフロートアームの端部が挿入される貫通孔をそれぞれ設け、前記ホルダの表面に前記ホルダの回動軸方向に対して垂直方向に開口し前記フロートアームを保持する第１係止部を備え、前記フロートアームを第１係止部から外れることを防止する抜け止め用の第２係止部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
3. 前記フレームの側面に前記ホルダの回動を規制する第１、第２ストッパ部を設け、前記フレーム側面に沿って伸びる垂れ下り部を前記ホルダに設け、この垂れ下がり部に第１、第２ストッパ部と当接する当接面を設け、前記第１、第２ストッパ部と前記垂れ下り部の接触面との成す角度をほぼ直交としたことを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
4. 前記フレームの第１、第２ストッパ部は、前記フレームの側面の回動軸方向の厚さより低い凸状部から構成したことを特徴とする請求項３に記載の液面検出装置。
5. 前記第１、第２ストッパ部は、前記当接面が前記第１、第２ストッパ部から外れることを防止する離脱防止壁を備えたことを特徴とする請求項３に記載の液面検出装置。
   

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