JPH11201807A - 液面レベル計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バックラッシュによる測定精度の低下を防止
することのできる液面レベル計を提供することを課題と
している。 【解決手段】 先端部にフロート１が設けられたアーム
２と、このアーム２の基端部に配置され、アーム２と共
に回動する大歯車３と、この大歯車３に噛み合う小歯車
４と、この小歯車４の回動による変位を検出する変位計
５と、フロート１が液面Ｌに対して沈むような方向の回
転力Ｔ１を小歯車４に付与する回転力付与手段６とを備
えていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車等におけ
る例えば燃料タンクの液面レベルを検出するための液面
レベル計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の液面レベル計としては、図４に
示すように、実開昭６２−１７４２３５号公報に記載さ
れたものが知られている。この液面レベル計は、燃料の
液面レベルを計測するためのものであり、液面に浮かぶ
フロート１と、このフロート１を先端部に設け、基端部
を支点にして回動するアーム２と、このアーム２の基端
部に配置され、アーム２と共に回動する大歯車３と、こ
の大歯車３に噛み合う小歯車４と、この小歯車４の回動
による変位を検出する変位計５とを備えたもので構成さ
れている。

【０００３】変位計５は、可変抵抗器によって構成され
たものであって、隣接するように巻かれた抵抗線５ａ
と、小歯車４と共に回動し、抵抗線５ａに接触する接触
子５ｂとを備えている。この変位計５の分解能は、隣接
する抵抗線５ａの間隔によって決まる。

【０００４】上記のように構成された液面レベル計にお
いては、大歯車３と小歯車４によって、アーム２の回転
角度が増幅されて接触子５ｂに伝わるため、変位計５自
体の分解能が同じであっても、液面レベルを精度良く測
定できるという利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
液面レベル計においては、大歯車３と小歯車４との間に
バックラッシュが存在するから、このバックラッシュに
よるガタつきによって測定精度が低下してしまうという
問題がある。

【０００６】この発明は上述した問題を解消するために
なされたもので、バックラッシュによる測定精度の低下
を防止することのできる液面レベル計を提供することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、先端部にフロートが設けられたアーム
と、このアームの基端部に配置され、アームと共に回動
する大歯車と、この大歯車に噛み合う小歯車と、この小
歯車の回動による変位を検出する変位計と、前記フロー
トが液面に対して沈むような方向の回転力を前記小歯車
に付与する回転力付与手段とを備えていることを特徴と
している。

【０００８】そして、上記のように構成された発明にお
いては、回転力付与手段によって、フロートを沈ませる
方向の回転力が小歯車に作用するのに対して、この小歯
車にはフロートによる浮き上がる方向の回転力がアーム
及び大歯車を介して作用することになる。このため、小
歯車は、各歯の左右の歯面のうち、フロートを沈ませよ
うとする側の一方の歯面のみが大歯車の一方の歯面に当
接し続けることになる。

【０００９】したがって、小歯車と大歯車との間にバッ
クラッシュがあっても、このバックラッシュが全くない
状態と同じ状態で、フロートの位置を変位計に正確に伝
えることができる。すなわち、バックラッシュによる測
定精度の低下を防止することができる。

【００１０】しかも、フロートが回転力付与手段の回転
力によって、液面に押し付けられた状態になるから、こ
のフロートの位置が安定することになる。すなわち、回
転力付与手段によって、フロートの揺動が防止されるこ
とになるから、測定精度の向上を図ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を実
施例に基づき図１〜図３を参照して説明する。ただし、
図４に示す従来例の構成要素と共通する要素には同一の
符号を付してその説明を簡略化する。

【００１２】この実施例で示す液面レベル計は、図１及
び図２に示すように、燃料タンク７に適用されたもので
あって、先端部にフロート１が設けられたアーム２と、
このアーム２の基端部に配置され、アーム２と共に回動
する大歯車３と、この大歯車３に噛み合う小歯車４と、
この小歯車４の回動による変位を検出する変位計５と、
フロート１が液面Ｌに対して沈むような方向の回転力Ｔ
１（図３参照）を小歯車４に付与する回転力付与手段６
とを備えていることを特徴としている。

【００１３】フロート１は、図２に示すように、液面Ｌ
を真上から見た状態、すなわち平面視において、四角形
状に形成され、かつ薄く形成されている。そして、この
フロート１は、上記回転力付与手段６の回転力Ｔ１が作
用した状態において、その上面１ａが液面Ｌからわずか
に浮くように、その比重が設定されている。

【００１４】アーム２は、フロート１が燃料タンク７の
底面７ａから燃料が満杯の位置まで余裕をもって回動す
るようになっている。すなわち、底面７ａから満杯位置
までのアーム２の振れ角をＡ１とすると、アーム２の最
大許容振れ角はＡ１＋α＝Ａ２になっている。ただし、
αは、上方への余裕角度である。また、アーム２は、そ
の基端部が燃料タンク７の側壁部側に位置し、その先端
部が燃料タンク７の水平方向のほぼ中央部に位置するよ
うに、その延在する長さ及び方向が設定されている。

【００１５】これにより、フロート１は、燃料タンク７
の水平方向のほぼ中央部に位置することになるので、燃
料タンク７の傾きによる液面レベルの変化の影響を受け
にくくなっている。すなわち、燃料タンク７が傾くよう
な状況にあっても、液面レベルによって、燃料の残留量
を正確に測定することができるようになっている。

【００１６】大歯車３は、図１に示すように、燃料タン
ク７の側壁面あるいはその近傍に設けられた本体８に回
転自在に設けられている。そして、大歯車３は、その回
転軸がアーム２の基端部と一致しており、アーム２の振
れ角の通りに回動するようになっている。また、大歯車
３の歯数は、この実施例では５０に設定されている。

【００１７】小歯車４も、本体８に回転自在に設けられ
ている。そして、この実施例では、小歯車４の歯数が２
０に設定されている。すなわち、アーム２の振れ角Ａ
は、大歯車３及び小歯車４を介して、２．５倍に拡大さ
れて後述する変位計５の接触子５ｂに伝えられるように
なっている。

【００１８】変位計５は、密接するように巻かれた抵抗
線５ａが本体８側に設けられ、この抵抗線５ａ上を摺動
する接触子５ｂが小歯車４側に設けられている。接触子
５ｂは、小歯車４と一体に回動するようになっており、
その振れ角Ｋに応じて、先端部が抵抗線５ａ上を摺動移
動するようになっている。

【００１９】また、接触子５ｂの振れ角Ｋが大歯車３及
び小歯車４によって、アーム２の振れ角Ａの２．５倍に
拡大されるようになっているので、変位計５自体の分解
能が同じであっても、隣接する抵抗線５ａの１ピッチ当
たりのアーム２の振れ角が１／２．５まで小さくなる。
すなわち、大歯車３、小歯車４及び変位計５の組み合わ
せによって、大歯車３及び小歯車４を用いない場合に比
べて、液面レベルを１／２．５まで精度良く測定するこ
とができるようになっている。

【００２０】回転力付与手段６は、ねじりコイルスプリ
ングによって構成されたものであり、その一端部が本体
８側に固定され、他端部が小歯車４側に固定されること
によって、小歯車４に回転力Ｔ１を付与するようになっ
ている。この回転力Ｔ１は、大歯車３及びアーム２を介
してフロート１に伝えられ、同フロート１を沈ませる方
向に作用するようになっている。ただし、この回転力Ｔ
１の大きさは、フロート１の全体を燃料中に沈み込ませ
るような大きさのものではない。すなわち、すでに上で
述べたように、回転力Ｔ１が作用しても、フロート１の
上面１ａは液面Ｌからわずかに上に露出した状態になっ
ている。

【００２１】上記のように構成された液面レベル計にお
いては、図３に示すように、回転力付与手段６によっ
て、フロート１を沈ませる方向の回転力Ｔ１が小歯車４
に作用するのに対して、この小歯車４にはフロート１に
よる浮き上がる方向の回転力Ｔ２がアーム２及び大歯車
３を介して作用することになる。このため、小歯車４
は、各歯４０の左右の歯面４０ａ、４０ｂのうち、フロ
ート１を沈ませようとする側の一方の歯面４０ａのみが
大歯車３０における各歯３０の一方の歯面３０ａに当接
し続けることになる。

【００２２】したがって、小歯車４と大歯車３との間に
バックラッシュＢがあっても、このバックラッシュＢは
変位の伝達に関係しない他方の歯面４０ｂ、３０ｂの間
に生じるので、バックラッシュＢが全くない状態と同じ
状態で、フロート１の位置を変位計５に正確に伝えるこ
とができる。すなわち、バックラッシュＢによる測定精
度の低下を防止することができる。

【００２３】しかも、フロート１が回転力付与手段６の
回転力Ｔ１によって、液面Ｌに押し付けられた状態にな
るから、このフロート１の位置が安定することになる。
すなわち、回転力付与手段６の回転力Ｔ１によって、フ
ロート１の揺動が防止されることになるから、測定精度
の向上を図ることができる。

【００２４】さらに、フロート１は、そのほぼ全体が燃
料中に沈んだ状態になっているから、燃料の表面に生じ
る波の影響を受けにくくなる。また、フロート１は、四
角形状に扁平状に広がったもので構成されているから、
特定の波によって上下に変動することがなくなる。した
がって、これらの点からも、測定精度の向上を図ること
ができる。

【００２５】なお、上記実施例においては、燃料タンク
に適用した例を示したが、他の液体を貯蔵するタンクや
容器等に適用してもよいことはいうまでもない。また、
回転力付与手段６は、ねじりコイルスプリング以外の弾
性手段や偏心荷重等によって、小歯車４に回転力Ｔ１を
付与するように構成したものであってもよい。

【００２６】

【発明の効果】この発明においては、回転力付与手段に
よって、フロートを沈ませる方向の回転力が小歯車に作
用するのに対して、この小歯車にはフロートによる浮き
上がる方向の回転力がアーム及び大歯車を介して作用す
ることになる。このため、小歯車は、各歯の左右の歯面
のうち、フロートを沈ませようとする側の一方の歯面の
みが大歯車の一方の歯面に当接し続けることになる。

【００２７】したがって、小歯車と大歯車との間にバッ
クラッシュがあっても、このバックラッシュが全くない
状態と同じ状態で、フロートの位置を変位計に正確に伝
えることができる。すなわち、バックラッシュによる測
定精度の低下を防止することができる。

【００２８】しかも、フロートが回転力付与手段の回転
力によって、液面に押し付けられた状態になるから、こ
のフロートの位置が安定することになる。すなわち、回
転力付与手段によって、フロートの揺動が防止されるこ
とになるから、測定精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例として示した液面レベル計
の要部側面図である。

【図２】同液面レベル計の側面図である。

【図３】同液面レベル計における大歯車と小歯車との噛
み合わせ状態を示す説明図である。

【図４】従来例として示した液面レベル計の側面図であ
る。

【符号の説明】 １ フロート ２ アーム ３ 大歯車 ４ 小歯車 ５ 変位計 ６ 回転力付与手段 Ｌ 液面 Ｔ１ 小歯車を回動する回転力 Ｔ２ 下歯車にかかるフロートの浮力による回転力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 啓壮 静岡県裾野市御宿1200 トヨタ自動車株式 会社内 (72)発明者 兵道 義彦 静岡県裾野市御宿1200 トヨタ自動車株式 会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部にフロートが設けられたアーム
   と、 このアームの基端部に配置され、アームと共に回動する
   大歯車と、 この大歯車に噛み合う小歯車と、 この小歯車の回動による変位を検出する変位計と、 前記フロートが液面に対して沈むような方向の回転力を
   前記小歯車に付与する回転力付与手段とを備えているこ
   とを特徴とする液面レベル計。