JP6679539B2 - 液位検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液位検出装置に関する。

タンク内に貯留された液体の液位を検出する液位検出装置は、ホール素子を有する装置本体と、装置本体に対して回動可能に設けられたマグネットを有するホルダと、基端部がホルダに組付けられたフロートアームと、フロートアームの先端部に設けられたフロートとを備えている（例えば、特許文献１参照）。

この液位検出装置では、フロートが液面を追従してフロートアームが揺動し、ホルダが装置本体に対して回動することで、装置本体のホール素子がホルダのマグネットの磁束の変化を検出し、その検出結果に基づいて液位を検出する。この液位検出装置では、フロートアームがホルダに固定されており、フロートアームにおけるホルダの回動軸よりも基端側の曲げ部先端が装置本体の規制部材に当接することで、ホルダの回動範囲が規制される構造となっている。

特許第５１７６９９７号公報

ところで、上記構造の液位検出装置において、例えば、組付け時等にフロートアームが周囲の部材に接触し、フロートアームの曲げ部先端が装置本体のストッパである規制部材に対して大きな力で当接することがある。すると、ホルダにおけるフロートアームの固定箇所に大きな荷重が作用し、フロートアームがホルダから外れたり、ホルダを回動可能に支持する支持部などが変形したりするおそれがある。この大きな荷重に耐えられるようにフロートアームの固定箇所やホルダの支持部を強化すると、構造の複雑化によるコストアップや大型化を招いてしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コストアップや大型化を招くことなく、フロートアームからの荷重に対して耐久性を持たせることが可能な液位検出装置を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る液位検出装置は、下記（１）及び（２）を特徴としている。
（１） センサハウジングと、前記センサハウジングに回動可能に保持されたホルダと、前記ホルダに設けられたアーム固定部と、基端側が前記アーム固定部によって前記ホルダに固定されたフロートアームと、前記フロートアームの先端に設けられ、タンク内に貯留された液体の液面に追従して変位するフロートと、前記ホルダに設けられたマグネットと、前記センサハウジングに設けられ、前記ホルダのマグネットの変位を検出するホール素子と、を備え、前記フロートアームは、前記ホルダの回動軸を通るように前記回動軸に直交する方向に配置されて前記ホルダに固定され、前記センサハウジングは、前記フロートアームにおける前記ホルダの前記回動軸よりも先端側が当接することで前記ホルダの回動角度を規制する一対の第一ストッパを備え、前記アーム固定部は、前記フロートアームの基端を屈曲させた係止端が挿し込まれる係止孔と、前記係止孔に挿し込んだ前記係止端を支点に回動される前記フロートアームが嵌め込まれる保持溝を有する保持部と、前記保持部における前記係止孔と反対側に形成され、前記保持溝に嵌め込まれた前記フロートアームの周面を係止するため前記ホルダの前方側へ突出する爪部を先端に有する可撓アームからなる係止部と、を備え、前記フロートアームの基端近傍部分が、少なくとも前記回動軸に直交するように前記ホルダの前面側に形成された前記保持溝によって前記回動軸に直交する方向にわたって保持されることを特徴とする液位検出装置。
（２） 前記センサハウジングは、前記フロートアームにおける前記回動軸よりも基端側が当接することで、前記ホルダの回動角度を前記第一ストッパよりも広い回動角度で規制する一対の第二ストッパを備えることを特徴とする上記（１）に記載の液位検出装置。

上記（１）の構成の液位検出装置によれば、センサハウジングに設けられた第一ストッパが、フロートアームにおける回動軸よりも先端側が当接することでホルダの回動角度を規制する。したがって、フロートアームにおけるホルダの回動軸よりも基端側が当接することでホルダの回動を規制する構造と比べ、フロートアームを固定するホルダのアーム固定部に作用するトルクを極力抑えることができる。これにより、例えば、組付け時等にフロートアームが周囲の部材に接触してフロートアームに大きな力が付与されても、アーム固定部への負荷を抑えることができる。したがって、アーム固定部を強化するためにコストアップや大型化を招くようなことなく、フロートアームからの荷重に対して耐久性を持たせることができる。また、ホルダへ付与される荷重が抑えられるので、センサハウジングにおけるホルダの支持部への負荷が抑えられ、支持部での変形等による液面検出への影響を抑え、高い検出精度を維持させることができる。
上記（２）の構成の液位検出装置では、フロートアームに過荷重が付与されると、第一ストッパに当接したフロートアームが第二ストッパに当接する。これにより、フロートアームに作用する過荷重を第一ストッパと第二ストッパとで分散して受け止めることができ、アーム固定部への負荷をさらに抑えることができる。

本発明によれば、コストアップや大型化を招くことなく、フロートアームからの荷重に対して耐久性を持たせることが可能な液位検出装置を提供できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の一実施形態に係る液位検出装置の全体の斜視図である。 図２は、本実施形態に係る液位検出装置の分解斜視図である。 図３は、本実施形態に係る液位検出装置の要部斜視図である。 図４は、本実施形態に係る液位検出装置の断面図である。 図５は、センサハウジングの斜視図である。 図６は、センサハウジングの一部の正面図である。 図７は、ホルダを説明する図であって、図７の（ａ）はフロートアームの装着前におけるホルダの斜視図、図７の（ｂ）はフロートアームの装着途中におけるホルダの斜視図である。 図８は、ホルダの回転角度を説明する液位検出装置の一部の正面図である。 図９は、センサハウジングに対するフロートアームの回動状態を示す図であって、図９の（ａ）はフロートアームが第一ストッパに当接した状態におけるホルダを省略した液位検出装置の一部の正面図、図９の（ｂ）はフロートアームが第一ストッパ及び第二ストッパに当接した状態におけるホルダを省略した液位検出装置の一部の正面図である。

以下、本発明に係る実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る液位検出装置１０の全体の斜視図である。図２は、本実施形態に係る液位検出装置１０の分解斜視図である。図３は、本実施形態に係る液位検出装置１０の要部斜視図である。図４は、本実施形態に係る液位検出装置１０の断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る液位検出装置１０は、装置本体２０と、ホルダ７０と、フロートアーム７１と、フロート７２とを有している。装置本体２０は、センサハウジング２１と、端子２２と、保持部材２３とを備えている。

図３及び図４に示すように、端子２２及び保持部材２３は、それぞれセンサハウジング２１に組付けられる。端子２２には、センサハウジング２１の内部に設けられたホール素子２５のリード２６が電気的に接続される。また、端子２２には、保持部材２３によって保持される検出線２４が接続されており、これらの検出線２４は、センサハウジング２１の上部から引き出されている。

ホルダ７０には、フロートアーム７１の基端が接続されている。フロートアーム７１の他端は自由端とされており、この自由端には、フロート７２が固定されている。ホルダ７０は、内部に環状のマグネット７５を有する円形状に形成されており、センサハウジング２１の前面側に装着されて回動可能に保持される。ホルダ７０は、後面側における中心部分に軸凹部７６を有している。マグネット７５は、軸凹部７６の内周側に配置されている。また、ホルダ７０の後面側には、マグネット７５の外周側に、ガイド凹部７７が形成されている。さらに、ホルダ７０は、後面側における縁部に、一対の鍔部７８を有している。これらの鍔部７８は、ホルダ７０の上下位置に配置されており、径方向外方へ向かって突出されている。

液位検出装置１０は、例えば、自動車等の車両に搭載される燃料タンクの被取付部に取り付けられ、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１０は、液面を追従するフロート７２の移動に伴ってフロートアーム７１が揺動し、フロートアーム７１が接続されたホルダ７０が装置本体２０に対して回動する。すると、装置本体２０内のホール素子２５がホルダ７０のマグネット７５の磁束の変化を検出し、その検出結果が検出線２４を介して測定部に送信される。測定部では、ホール素子２５からの検出結果に基づいて、液位の測定を行い、必要に応じて警告を行う。例えば、測定部は、燃料タンク内の燃料切れなどの警告を行う。

図５は、センサハウジング２１の斜視図である。図６は、センサハウジング２１の一部の正面図である。
図５及び図６に示すように、装置本体２０のセンサハウジング２１は、その前面側に、ホルダ７０が回動可能に収容される回動凹部３０を有している。回動凹部３０は、平面視円形状に形成されている。回動凹部３０の中心には、軸部３１が突設されており、この軸部３１にホール素子２５が設けられている。センサハウジング２１には、回動凹部３０の内周部分に、周方向にわたって係止溝３２が形成されている（図４参照）。また、センサハウジング２１の前面側には、回動凹部３０の縁部における対向位置に、一対の挿通穴３３が形成されている。これらの挿通穴３３は、センサハウジング２１における回動凹部３０を挟んだ左右位置に形成されており、それぞれ係止溝３２と連通されている。また、回動凹部３０の底部には、軸部３１の周囲を囲うように形成されたガイド突条３４が周方向にわたって形成されている。

センサハウジング２１の前面側には、回動凹部３０の中心よりも下方側に、一対の第一ストッパ３５が突設されている。これらの第一ストッパ３５は、回動凹部３０の外側において、左右に間隔をあけて配置されている。また、センサハウジング２１の前面側における回動凹部３０の縁部には、回動溝３６及び第二ストッパ３７が形成されている。回動溝３６は、挿通穴３３同士の間における回動凹部３０の上部に形成されている。第二ストッパ３７は、回動溝３６の両端に形成されている。

図７は、ホルダ７０を説明する図であって、図７の（ａ）はフロートアーム７１の装着前におけるホルダ７０の斜視図、図７の（ｂ）はフロートアーム７１の装着途中におけるホルダ７０の斜視図である。

図７の（ａ），（ｂ）に示すように、ホルダ７０は、アーム固定部８２を有している。フロートアーム７１は、アーム固定部８２によって、ホルダ７０の回動軸Ｏを通るように回動軸Ｏに直交する方向に配置されてホルダ７０に固定されている（図８参照）。アーム固定部８２は、係止孔８１と、保持部８３と、係止部８４とを有している。係止孔８１は、ホルダ７０の表裏に貫通する孔部からなるもので、ホルダ７０の周縁における一部に形成されている。フロートアーム７１の一端である基端は、直角に屈曲された係止端７１ａとされており、この係止端７１ａが、係止孔８１へ挿し込まれる。係止孔８１へ挿し込まれた係止端７１ａは、回動溝３６内に配置される。

保持部８３は、ホルダ７０の前面側に形成されている。保持部８３は、側方へ張り出す保持片８５を有しており、この保持片８５とホルダ７０の前面との間に保持溝８６が形成されている（図４参照）。この保持溝８６には、フロートアーム７１の基端近傍部分が側方から嵌め込まれる。係止部８４は、保持部８３における係止孔８１と反対側に形成されている。可撓アームからなる係止部８４は、ホルダ７０の前方側へ突出する爪部８７を先端に有している。爪部８７は、保持部８３の保持溝８６に嵌め込まれたフロートアーム７１の周面を係止する。

センサハウジング２１へホルダ７０を組付けるには、センサハウジング２１の挿通穴３３の位置にホルダ７０の鍔部７８を合わせた状態で、回動凹部３０にホルダ７０を嵌め込む。このようにすると、鍔部７８が挿通穴３３へ通されるとともに、ホルダ７０の軸凹部７６内にセンサハウジング２１の軸部３１が挿入される。また、ホルダ７０のガイド凹部７７内にセンサハウジング２１のガイド突条３４が入り込む。

次に、回動凹部３０に嵌め込んだホルダ７０を、係止孔８１が上方に配置されるように回動させる。このようにすると、ホルダ７０の鍔部７８がセンサハウジング２１の係止溝３２に入り込み、センサハウジング２１の回動凹部３０に対してホルダ７０が抜け止めされる。

ホルダ７０にフロートアーム７１を組付けるには、フロートアーム７１の基端に形成された係止端７１ａをホルダ７０の係止孔８１へ挿し込む（図７の（ａ）参照）。

次に、係止孔８１へ挿し込んだ係止端７１ａを支点としてフロートアーム７１を回し、フロートアーム７１の基端近傍部分を保持部８３の保持溝８６へ側方から嵌め込む（図７の（ｂ）参照）。このようにすると、フロートアーム７１の基端近傍部分が保持部８３によって保持されるとともに、係止部８４の爪部８７によって周面が係止される。これにより、フロートアーム７１は、ホルダ７０に対して、その基端側が固定される。

図８は、ホルダ７０の回転角度を説明する液位検出装置１０の一部の正面図である。図９は、センサハウジング２１に対するフロートアーム７１の回動状態を示す図であって、図９の（ａ）はフロートアーム７１が第一ストッパ３５に当接した状態におけるホルダ７０を省略した液位検出装置１０の一部の正面図、図９の（ｂ）はフロートアーム７１が第一ストッパ３５及び第二ストッパ３７に当接した状態におけるホルダ７０を省略した液位検出装置１０の一部の正面図である。

図８に示すように、液位検出装置１０では、ホルダ７０が回動されることで、フロートアーム７１におけるホルダ７０の回動軸Ｏよりも先端側がセンサハウジング２１の一対の第一ストッパ３５に当接される。これにより、ホルダ７０は、その回動範囲が第一回動角度θＡに規制される。なお、ホルダ７０の回動範囲が規制されることで、ホルダ７０の鍔部７８が挿通穴３３の位置へ移動することによるホルダ７０のセンサハウジング２１からの脱落が防止される。

また、液位検出装置１０では、ホルダ７０がさらに回動されることで、フロートアーム７１の係止端７１ａがセンサハウジング２１の一対の第二ストッパ３７に当接可能とされている。これらの第二ストッパ３７に係止端７１ａが当接されることで、ホルダ７０は、その回動が第二回動角度θＢに規制される。

ここで、第二回動角度θＢは、第一回動角度θＡよりも広い回動角度とされている。つまり、これらの第一回動角度θＡと第二回動角度θＢとは、下記式（１）の関係とされている。

θＡ＜θＢ…………式（１）

したがって、フロートアーム７１は、図９の（ａ）に示すように、ホルダ７０の回動軸Ｏよりも先端側が第一ストッパ３５に当接した時点で、フロートアーム７１の係止端７１ａは第二ストッパ３７に当接せずに隙間をあけた位置に配置される。

上記構造の液位検出装置１０では、第一ストッパ３５は、フロートアーム７１におけるホルダ７０の回動軸Ｏよりも先端側が当接することでホルダ７０の回動を規制する。したがって、フロートアーム７１におけるホルダ７０の回動軸Ｏよりも基端側が当接することでホルダ７０の回動を規制する構造と比べ、フロートアーム７１を固定するアーム固定部８２に作用するトルクが極力抑えられる。

また、図９の（ｂ）に示すように、フロートアーム７１に過荷重Ｆが付与されると、フロートアーム７１が第一ストッパ３５に対して大きな荷重で当接する。すると、液位検出装置１０では、フロートアーム７１が過荷重Ｆによって湾曲し、フロートアーム７１の係止端７１ａが第二ストッパ３７に当接する。これにより、フロートアーム７１に作用する過荷重Ｆは、第一ストッパ３５だけでなく第二ストッパ３７にも作用することで、分散して受け止められることとなる。

このように、本実施形態に係る液位検出装置１０によれば、センサハウジング２１に設けられた第一ストッパ３５が、フロートアーム７１における回動軸Ｏよりも先端側が当接することでホルダ７０の回動角度を規制する。したがって、フロートアーム７１におけるホルダ７０の回動軸Ｏよりも基端側が当接することでホルダ７０の回動を規制する構造と比べ、フロートアーム７１を固定するホルダ７０のアーム固定部８２に作用するトルクを極力抑えることができる。これにより、例えば、組付け時等にフロートアーム７１が周囲の部材に接触してフロートアーム７１に大きな力が付与されても、アーム固定部８２への負荷を抑えることができる。したがって、アーム固定部８２を強化するためにコストアップや大型化を招くようなことなく、フロートアーム７１からの荷重に対して耐久性を持たせることができる。また、ホルダ７０へ付与される荷重が抑えられるので、センサハウジング２１における軸部３１などのホルダ７０の支持部への負荷が抑えられ、支持部での変形等による液面検出への影響を抑え、高い検出精度を維持させることができる。

また、本実施形態に係る液位検出装置１０では、フロートアーム７１に過荷重Ｆが付与されると、第一ストッパ３５に当接したフロートアーム７１が第二ストッパ３７に当接する。これにより、フロートアーム７１に作用する過荷重Ｆを第一ストッパ３５と第二ストッパ３７とで分散して受け止めることができ、アーム固定部８２への負荷をさらに抑えることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

ここで、上述した本発明に係る液位検出装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］及び［２］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ センサハウジング（２１）と、
前記センサハウジング（２１）に回動可能に保持されたホルダ（７０）と、
前記ホルダ（７０）に設けられたアーム固定部（８２）と、
基端側が前記アーム固定部（８２）によって前記ホルダ（７０）に固定されたフロートアーム（７１）と、
前記フロートアーム（７１）の先端に設けられ、タンク内に貯留された液体の液面に追従して変位するフロート（７２）と、
前記ホルダ（７０）に設けられたマグネット（７５）と、
前記センサハウジング（２１）に設けられ、前記ホルダ（７０）のマグネット（７５）の変位を検出するホール素子（２５）と、を備え、
前記フロートアーム（７１）は、前記ホルダ（７０）の回動軸（Ｏ）を通るように前記回動軸（Ｏ）に直交する方向に配置されて前記ホルダ（７０）に固定され、
前記センサハウジング（２１）は、前記フロートアーム（７１）における前記ホルダ（７０）の前記回動軸（Ｏ）よりも先端側が当接することで前記ホルダ（７０）の回動角度を規制する一対の第一ストッパ（３５）を備える
ことを特徴とする液位検出装置。
［２］ 前記センサハウジング（２１）は、
前記フロートアーム（７１）における前記回動軸（Ｏ）よりも基端側が当接することで、前記ホルダ（７０）の回動角度を前記第一ストッパ（３５）よりも広い回動角度で規制する一対の第二ストッパ（３７）を備える
ことを特徴とする上記［１］に記載の液位検出装置。

１０：液位検出装置
２１：センサハウジング
２５：ホール素子
３５：第一ストッパ
３７：第二ストッパ
７０：ホルダ
７１：フロートアーム
７２：フロート
７５：マグネット
８２：アーム固定部
Ｏ：回動軸

Claims (2)

1. センサハウジングと、
   前記センサハウジングに回動可能に保持されたホルダと、
   前記ホルダに設けられたアーム固定部と、
   基端側が前記アーム固定部によって前記ホルダに固定されたフロートアームと、
   前記フロートアームの先端に設けられ、タンク内に貯留された液体の液面に追従して変位するフロートと、
   前記ホルダに設けられたマグネットと、
   前記センサハウジングに設けられ、前記ホルダのマグネットの変位を検出するホール素子と、を備え、
   前記フロートアームは、前記ホルダの回動軸を通るように前記回動軸に直交する方向に配置されて前記ホルダに固定され、
   前記センサハウジングは、前記フロートアームにおける前記ホルダの前記回動軸よりも先端側が当接することで前記ホルダの回動角度を規制する一対の第一ストッパを備え、
   前記アーム固定部は、前記フロートアームの基端を屈曲させた係止端が挿し込まれる係止孔と、前記係止孔に挿し込んだ前記係止端を支点に回動される前記フロートアームが嵌め込まれる保持溝を有する保持部と、前記保持部における前記係止孔と反対側に形成され、前記保持溝に嵌め込まれた前記フロートアームの周面を係止するため前記ホルダの前方側へ突出する爪部を先端に有する可撓アームからなる係止部と、を備え、
   前記フロートアームの基端近傍部分が、少なくとも前記回動軸に直交するように前記ホルダの前面側に形成された前記保持溝によって前記回動軸に直交する方向にわたって保持される
   ことを特徴とする液位検出装置。
2. 前記センサハウジングは、
   前記フロートアームにおける前記回動軸よりも基端側が当接することで、前記ホルダの回動角度を前記第一ストッパよりも広い回動角度で規制する一対の第二ストッパを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の液位検出装置。

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