WO2017217048A1

WO2017217048A1 - 燃料液位検出装置

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Publication number: WO2017217048A1
Application number: PCT/JP2017/010484
Authority: WO
Inventors: 祐一真鍋; 鈴木　信男
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2016-06-14
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2017-12-21
Anticipated expiration: 2018-12-14
Also published as: JP2017223504A; US10962401B2; US20190170561A1; JP6534638B2; CN109313062B; CN109313062A

Abstract

提供される燃料液位検出装置は、回転可能に支持されているホルダと、ホルダに固定されているアームと、アームを覆っている状態でホルダに固定されているカバーと、ホルダの外部でアームに接続されているフロートを有している。ホルダが、底部と第１スナップフィット構造を有している。第１スナップフィット構造が、底部上に間隔を開けて配置されている一対の支持部を有している。一対の支持部の間に、アームを収容している第１間隔部と、第１間隔部の上部に配置されているとともに第１間隔部内のアームの幅よりも狭い第２間隔部が設けられている。カバーが、一対の支持部の少なくとも一方の外側の表面に対向する位置に配置されている変形規制部を有している。

Description

燃料液位検出装置

　本明細書に開示の技術は、燃料タンク内の燃料の液位を検出する燃料液位検出装置に関する。

　特開２０１３－２４２１７４号公報に、ボディ（本体部）と、ホルダと、アームと、カバーと、フロートを有する燃料液位検出装置が開示されている。ボディは、燃料タンク内に固定される。ホルダは、ボディに対して回転可能に支持されている。アームは、ホルダに固定されている。カバーは、アームを覆っている状態でホルダに固定されている。アームの一部は、ホルダから外部に伸びている。フロートは、ホルダの外部でアームに接続されている。フロートは、燃料タンク内の燃料に浮遊する。燃料の液位が変化すると、フロートが上下動する。すると、アームがカバー及びホルダと共にボディに対して回転する。アームの回転角度を検出することで、燃料の液位が検出される。

　特開２０１３－２４２１７４号公報の燃料液位検出装置では、アームがホルダに対してスナップフィット構造によって固定されている。なお、本明細書において、スナップフィット構造とは、一方の部材を他方の部材に向かって押し付ける過程において前記他方の部材の一部が弾性変形により撓み、前記一方の部材を前記他方の部材に対して所定の位置まで押し込むと、撓んでいた部分が元の形状に復帰してその位置で両部材が互いに固定される構造を意味する。スナップフィット構造を用いることで、アームをホルダに対して簡単に固定することが可能となり、燃料液位検出装置の組み立てが容易となる。

　燃料液位検出装置の使用中に、スナップフィット構造の保持力が低下する場合がある。例えば、燃料タンク内の温度変化によって、スナップフィット構造の保持力が低下する場合がある。また、ホルダは燃料中に浸漬されるので、スナップフィット構造が燃料を吸収して膨潤することでスナップフィット構造の保持力が低下する場合がある。このため、燃料液位検出装置の使用中に振動や衝撃が加わることによって、アームがスナップフィット構造から外れるおそれがある。スナップフィット構造の保持力の低下を考慮して、予めスナップフィット構造を硬くし、保持力を高くすることも考えられる。しかしながら、スナップフィット構造を硬くすると、スナップフィット構造の可撓性が低下するので、燃料液位検出装置の組み立て効率が低下する。また、スナップフィット構造の可撓性が低下すると、燃料液位検出装置の組み立て時にスナップフィット構造が塑性変形し、保持力が極端に低下する可能性もある。

　したがって、本明細書では、スナップフィット構造の可撓性を維持しながら、スナップフィット構造の保持力の低下を抑制することが可能な新たな技術を提供する。

　本明細書で開示される燃料液位検出装置は、燃料タンク内の燃料の液位を検出する。この燃料液位検出装置は、前記燃料タンク内に固定されるボディと、前記ボディによって回転可能に支持されているホルダと、前記ホルダに固定されているアームと、前記アームを覆っている状態で前記ホルダに固定されているカバーと、前記ホルダの外部で前記アームに接続されているフロートを有している。前記ホルダが、底部と第１スナップフィット構造を有している。前記第１スナップフィット構造が、前記底部上に間隔を開けて配置されている一対の支持部を有している。前記一対の支持部の間に、前記アームを収容している第１間隔部と、前記第１間隔部の上部に配置されているとともに前記第１間隔部内の前記アームの幅よりも狭い第２間隔部が設けられている。前記カバーが、前記一対の支持部の少なくとも一方の外側の表面に対向する位置に配置されている変形規制部を有している。

　なお、上記の「第１間隔部の上部」は、第１間隔部に対して底部から離れる側（支持部の先端側）を意味する。また、上記の「外側の表面」は、一対の支持部の間の間隔部（第１間隔部及び第２間隔部）側の表面とは反対側の表面を意味する。

　この燃料液位検出装置では、振動や衝撃によってアームに対して第１スナップフィット構造から外れる方向（すなわち、底部から離れる方向）に向かって力が作用すると、幅が狭い第２間隔部においてアームが一対の支持部に当接する。すると、一対の支持部に対して第２間隔部を拡げる方向に力が加わる。この力によって一対の支持部の少なくとも一方が第２間隔部の幅を広げる方向に撓もうとすると、その支持部がカバーの変形規制部に当接する。このため、第２間隔部の幅がそれ以上広くなることが防止され、アームが第１スナップフィット構造から外れることが防止される。この構造では、支持部が変形規制部に物理的に当接することで支持部の変形が規制されるので、第１スナップフィット構造の保持力の経時的な低下が生じ難い。また、この構造によれば、第１スナップフィット構造の可撓性を維持しながら、その保持力の低下を抑制することができる。

実施例の燃料ポンプモジュールの構成を示す。実施例の磁気センサユニットの斜視図を示す。実施例の磁気センサユニットの分解斜視図を示す。実施例の磁気センサユニットの回転部分の平面図を示す。図２、４のＶ－Ｖ線における断面図を示す。図２、４のＶＩ－ＶＩ線における断面図を示す。

　以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。

（特徴１）カバーが貫通孔を有しており、貫通孔内に一対の第１スナップフィット構造が挿入されている。この構成によれば、貫通孔の内面が変形規制部として機能する。また、この構造によれば、カバーの外側からスナップフィット構造を視認することが可能であるので、燃料液位検出装置の組み立てが容易となる。

（特徴２）カバーとホルダに、これらを互いに固定する第２スナップフィット構造が設けられている。この構成によれば、カバーをホルダに対して容易に固定することができる。また、アームに対して第１スナップフィット構造から外れる方向に力が作用すると、カバーに対してホルダから外れる方向に力が作用する。このため、第２スナップフィット構造に対して力が作用する。しかしながら、第２スナップフィット構造に対してはアームから直接力が加わらないので、第２スナップフィット構造に加わる力はそれほど大きくない。このため、第２スナップフィット構造が外れることが抑制される。

　図１に示す燃料ポンプモジュール１０は、自動車等の車両の燃料タンク４内の燃料を、図示省略した内燃機関に供給するためのユニットである。

　燃料ポンプモジュール１０は、燃料ポンプユニット１２と、燃料液位検出装置２０と、を備える。燃料ポンプユニット１２は、燃料タンク４内に収容されている。燃料ポンプユニット１２は、燃料タンク４の開口を閉塞するセットプレート６に取付けられている。燃料ポンプユニット１２は、燃料タンク４内の燃料を、燃料ポンプユニット１２内に吸入し昇圧して、燃料ポンプユニット１２外に吐出する。燃料ポンプユニット１２から吐出された燃料は、吐出ポート１４から、図示省略された内燃機関に供給される。

　燃料液位検出装置２０は、フロート２２、アーム２４、磁気センサユニット３０、及び、電線５４ａ～５４ｃを備えている。フロート２２は、燃料タンク４内の燃料に浮かんでおり、燃料の液面に応じて上下方向に運動する。フロート２２は、アーム２４の先端に回転自在に取り付けられている。アーム２４の基端は、磁気センサユニット３０に回転可能に支持されている。燃料タンク４内の燃料の液面に応じてフロート２２が上下動すると、アーム２４が燃料ポンプユニット１２に対して揺動回転する。即ち、アーム２４は、フロート２２の上下動を回転運動に変換する。アーム２４は、例えばステンレス等の燃料に対する耐性を有する金属で円柱の棒状に作製されている。

　磁気センサユニット３０は、アーム２４を回転自在に支持している。磁気センサユニット３０は、アーム２４の回転角を検出する。図２～５に示すように、磁気センサユニット３０は、ボディ３４と、ホルダ３６と、カバー３８と、永久磁石４４を備えている。なお、図２～５では、フロート２２及びアーム２４のフロート２２側の一部が省略されている。また、図５では、ホルダ３６の断面が網目模様のハッチングにより示されており、カバー３８の断面がドットハッチングにより示されている。

　図１に示すように、ボディ３４は、燃料ポンプユニット１２の外壁に固定されている。ボディ３４は、樹脂により構成されている。図３、５に示すように、ボディ３４は、円筒部４２を備えている。円筒部４２は、アーム２４の回転軸Ｘを中心軸とする円筒形状を有する。円筒部４２に、ホルダ３６が取り付けられている。

　図５に示すように、ボディ３４は、燃料液位センサ４８を内蔵している。燃料液位センサ４８は、回転軸Ｘ上に配置されている。燃料液位センサ４８は、半導体チップによって構成されたホール素子である。燃料液位センサ４８は、自身を通過する磁界の向きを検出する。なお、ＭＲＥ（Magnet Resistive Element（磁気抵抗素子））等の他の磁気検出素子によって燃料液位センサ４８が構成されていてもよい。燃料液位センサ４８は、図示しない配線によって図１に示す電線５４ａ～５４ｃに接続されている。燃料液位センサ４８は、磁界の向きを示す信号を電線５４ｂに出力する。燃料液位センサ４８の出力信号は、燃料タンク４の外部の燃料計に送信される。

　ホルダ３６は、ボディ３４の円筒部４２に回転可能に支持されている。ホルダ３６は、回転軸Ｘを中心にボディ３４に対して回転することができる。図２～４に示すように、ホルダ３６は、アーム２４を保持するための第１スナップフィット構造６０を有している。また、ホルダ３６は、アーム２４の基端を収容するための収容孔３６ｂを有している。また、ホルダ３６は、カバー３８を固定するための第２スナップフィット構造６８（より詳細には、第２スナップフィット構造６８の一部を構成する突起部６８ａ）を有している。

　図３、５に示すように、アーム２４は、フロート２２とは反対側の基端２４ａの近傍の屈曲部２４ｂにおいて、Ｌ字状に屈曲されている。アーム２４の屈曲部２４ｂよりも基端２４ａ側の部分は、ホルダ３６の収容孔３６ｂ内に挿入されている。図５に示すように、アーム２４の主要部（屈曲部２４ｂよりもフロート２２側の部分）は、ホルダ３６の底部３６ａ上に載置されている。図４、６に示すように、底部３６ａ上に、２つの第１スナップフィット構造６０が設けられている。各第１スナップフィット構造６０は、一対の支持部６０ａ、６０ｂにより構成されている。各第１スナップフィット構造６０の構造は略等しいので、以下では、図２、４のＶＩ－ＶＩ線側の第１スナップフィット構造６０について説明する。図６に示すように、支持部６０ａ、６０ｂは、底部３６ａから上側に伸びている。なお、ここでいう「上側」とは、底部３６ａとアーム２４とが接している面において、底部３６ａからアーム２４に向かう方向を意味する。以下の説明においても、「上」を同様の意味で用いる。支持部６０ａ、６０ｂは、底部３６ａから上側に伸びる柱状部６１ａ、６１ｂと、柱状部６１ａ、６１ｂの上端に設けられた爪部６２ａ、６２ｂを有している。柱状部６１ａと柱状部６１ｂの間には、間隔が設けられている。以下では、柱状部６１ａと柱状部６１ｂの間の間隔を、第１間隔部６３という。柱状部６１ａ、６１ｂの上端に、爪部６２ａ、６２ｂが設けられている。爪部６２ａは支持部６０ａの内側（間隔部側）の表面に設けられている。爪部６２ａは、柱状部６１ａよりも支持部６０ｂ側に突出している。爪部６２ｂは支持部６０ｂの内側（間隔部側）の表面に設けられている。爪部６２ｂは、柱状部６１ｂよりも支持部６０ａ側に突出している。爪部６２ａと爪部６２ｂは互いに対向している。爪部６２ａと爪部６２ｂの間には、間隔が設けられている。以下では、爪部６２ａと爪部６２ｂの間の間隔を、第２間隔部６４という。第２間隔部６４は、第１間隔部６３の上部に位置している。第２間隔部６４の幅は、第１間隔部６３の幅よりも狭い。第１間隔部６３には、アーム２４が収容されている。第１間隔部６３の幅は、アーム２４の幅（直径）と同じか、それよりもやや大きい。第２間隔部６４の幅は、アーム２４の幅（直径）よりも小さい。このため、爪部６２ａと爪部６２ｂは、アーム２４に対して上側から接している。アーム２４は、爪部６２ａ、６２ｂ、柱状部６１ａ、６１ｂ及び底部３６ａによって囲まれた状態で保持されている。このため、第１スナップフィット構造６０においてアーム２４がホルダ３６に固定されている。ホルダ３６の２つの第１スナップフィット構造６０のそれぞれにおいて、上記のようにアーム２４が固定されている。このようにアーム２４がホルダ３６に固定されているので、アーム２４はホルダ３６と共に回転軸Ｘを中心に回転することができる。

　なお、燃料液位検出装置２０の製造工程においてアーム２４をホルダ３６に取り付ける際には、まず、アーム２４の基端２４ａを収容孔３６ｂに挿入する。次に、アーム２４を、爪部６２ａ、６２ｂの上側から底部３６ａに向かって押し付ける。すると、アーム２４が爪部６２ａ、６２ｂに当接し、アーム２４によって支持部６０ａ、６０ｂが押される。すると、支持部６０ａ、６０ｂ（より詳細には、柱状部６１ａ、６１ｂ）が互いから離れる方向に撓み、第２間隔部６４の幅が広がる。このため、アーム２４が第２間隔部６４内に進入する。アーム２４をさらに底部３６ａ側に移動させると、アーム２４が第１間隔部６３内に進入する。すると、支持部６０ａ、６０ｂが元の位置（姿勢）に戻り、第２間隔部６４の幅が狭くなる。これによって、図６に示すように、アーム２４が各第１スナップフィット構造６０に固定される。

　図３、５に示すように、ホルダ３６の中央には、凹部３６ｃが設けられている。永久磁石４４は、凹部３６ｃ内でホルダ３６に固定されている。このため、アーム２４が回転すると、永久磁石４４が回転軸Ｘを中心に回転する。永久磁石４４は、回転軸Ｘと直交する方向に分極したＳ極とＮ極を有している。永久磁石４４が回転軸Ｘを中心として回転すると、図５に示す燃料液位センサ４８を通過する磁界の向きが変化する。したがって、永久磁石４４の回転角度に応じて、燃料液位センサ４８の出力信号が変化する。永久磁石４４の回転角度は、アーム２４の回転角度を表す。また、アーム２４の回転角度は、フロート２２の上下方向の位置（すなわち、燃料の液位）に対応する。したがって、燃料液位センサ４８の出力信号は、燃料の液位を表す。

　図２～４に示すように、ホルダ３６の外周面には、４つの突起部６８ａが設けられている。

　カバー３８は、ホルダ３６に固定されている。カバー３８は、天板３８ａと、天板３８ａから下側に伸びる側壁３８ｂを有している。天板３８ａは、平板形状を有しており、ホルダ３６の上部を覆っている。天板３８ａとホルダ３６の間に、アーム２４が配置されている。側壁３８ｂは、円筒形状を有しており、ホルダ３６の外周面を覆っている。

　天板３８ａには、２つの貫通孔７０が設けられている。各貫通孔７０は、天板３８ａを上面から下面まで貫通している。各貫通孔７０は、矩形を有している。図６に示すように、貫通孔７０の輪郭に沿って、天板３８ａから下方向に伸びる規制壁７１が設けられている。各貫通孔７０に、第１スナップフィット構造６０の上端部（すなわち、支持部６０ａと支持部６０ｂの上端部）が挿入されている。規制壁７１の一部は、支持部６０ａの間隔部６３、６４とは反対側の表面に対向する位置に配置されている。規制壁７１の別の一部は、支持部６０ｂの間隔部６３、６４とは反対側の表面に対向する位置に配置されている。規制壁７１と支持部６０ａの間の間隔Ｗ１、及び、規制壁７１と支持部６０ｂの間の間隔Ｗ２は極めて小さい。より具体的には、間隔Ｗ１は、アーム２４の直径と第２間隔部６４の幅の差の１／２よりも小さい。また、間隔Ｗ２は、アーム２４の直径と第２間隔部６４の幅の差の１／２よりも小さい。したがって、カバー３８が取り付けられている状態では、規制壁７１に接触する位置まで支持部６０ａ、６０ｂが撓んだとしても、第２間隔部６４の幅がアーム２４の直径よりも大きくならない。規制壁７１は、支持部６０ａ、６０ｂの撓みを規制することで、アーム２４が第１スナップフィット構造６０から外れることを防止する。

　図２～４に示すように、側壁３８ｂには、４つの貫通孔７２が設けられている。各貫通孔７２は、側壁３８ｂを外周面から内周面まで貫通している。各貫通孔７２は、矩形を有している。各貫通孔７２内に、ホルダ３６の突起部６８ａが挿入されている。突起部６８ａは、貫通孔７２内でカバー３８の側壁３８ｂに対して上側から接している。これによって、カバー３８がホルダ３６に固定されている。カバー３８の貫通孔７２とホルダ３６の突起部６８ａによって、第２スナップフィット構造６８が構成されている。

　なお、燃料液位検出装置２０の製造工程においてカバー３８をホルダ３６に取り付ける際には、カバー３８の内側にホルダ３６が収容されるようにして、カバー３８をホルダ３６に向かって押し付ける。このとき、ホルダ３６の各突起部６８ａの位置とカバー３８の各貫通孔７２の位置とが一致するように位置を合わせる。カバー３８をホルダ３６に向かって押し付けると、ホルダ３６の突起部６８ａがカバー３８の側壁３８ｂ（より詳細には、貫通孔７２の下側に位置する部分の側壁３８ｂ）の内周面に接触する。そのままカバー３８をホルダ３６に向かって移動させると、突起部６８ａが側壁３８ｂの内周面と摺動する。このとき、突起部６８ａが内周側に撓む。このため、カバー３８をホルダ３６に向かってさらに移動させることができる。カバー３８をホルダ３６に向かってさらに移動させると、突起部６８ａが貫通孔７２内に挿入される。すると、突起部６８ａが元の姿勢に戻る。このため、突起部６８ａが貫通孔７２内で側壁３８ｂに対して上側から接触する。これによって、カバー３８がホルダ３６に固定される。また、上記のようにカバー３８を取り付けることで、カバー３８の規制壁７１が、図６に示すように、支持部６０ａ、６０ｂに対向する位置に挿入される。

　燃料液位検出装置２０の使用中に、振動や衝撃が加わることによってアーム２４に第１スナップフィット構造６０から外れる方向に力が加わることがある。すなわち、図６において、アーム２４に対して第１間隔部６３から第２間隔部６４に向かう方向に力が加わることがある。このような力がアーム２４に加わると、爪部６２ａ、６２ｂに対して、第２間隔部６４を広げる方向に力が加わる。これによって、支持部６０ａ、６０ｂが第２間隔部を広げる方向に撓もうとする。しかしながら、支持部６０ａ、６０ｂの爪部６２ａ、６２ｂとは反対側の表面に対向する位置に、カバー３８の規制壁７１が配置されている。このため、支持部６０ａ、６０ｂがわずかに撓むと、支持部６０ａ、６０ｂが規制壁７１に接触する。これによって、支持部６０ａ、６０ｂがそれ以上撓むことが防止される。このため、第２間隔部６４の拡大が防止され、アーム２４が第１スナップフィット構造６０から外れることが防止される。

　また、アーム２４に上記の力が加わると、ホルダ３６を介してカバー３８に対しても力が加わる。カバー３８には、ホルダ３６から外れる方向に力が加わる。カバー３８は第２スナップフィット構造６８によってホルダ３６に固定されているので、この場合には第２スナップフィット構造６８に力が加わる。第２スナップフィット構造６８が外れると、カバー３８がホルダ３６から外れ、規制壁７１が支持部６０ａ、６０ｂに対向する位置から移動する。この場合、規制壁７１によって支持部６０ａ、６０ｂの撓みを規制することができなくなる。しかしながら、第２スナップフィット構造６８は、アーム２４には直接接しておらず、アーム２４から離れた位置に配置されている。このため、第２スナップフィット構造６８に加わる力は小さい。このため、第２スナップフィット構造６８が外れることが防止される。

　以上に説明したように、本実施例の燃料液位検出装置２０では、第１スナップフィット構造６０と第２スナップフィット構造６８が共に外れ難く、これによってアーム２４がホルダ３６から外れることが防止される。また、このように第１スナップフィット構造６０と第２スナップフィット構造６８によってアーム２４、ホルダ３６及びカバー３８を互い固定することで、燃料液位検出装置２０の組み立てが容易となる。このため、燃料液位検出装置２０を効率的に製造することが可能となる。

　また、本実施例の燃料液位検出装置２０では、カバー３８に貫通孔７０が設けられており、貫通孔７０に沿って伸びる規制壁７１によって支持部６０ａ、６０ｂの撓みが規制される。言い換えると、貫通孔７０の内面が、支持部６０ａ、６０ｂの撓みを規制する部材として機能する。この構成によれば、カバー３８をホルダ３６に取り付ける際に、外部から貫通孔７０を介して支持部６０ａ、６０ｂを視認することができる。このため、カバー３８をホルダ３６に取り付けやすい。

　以上、実施例の燃料液位検出装置２０について説明した。なお、上記の実施例では、アーム２４の基端がＬ字状に屈曲していたが、アーム２４の基端の形状はどのような形状であってもよい。

　また、上記の実施例では、第１スナップフィット構造６０において、両側の支持部６０ａ、６０ｂが可撓性を有していた。しかしながら、支持部６０ａ、６０ｂのいずれか一方のみが可撓性を有しており、他方が可撓性を有していなくてもよい。この場合、可撓性を有する支持部に対してのみ、その撓みを規制する部分（例えば、規制壁７１）をカバー３８に設ければよい。また、支持部６０ａ、６０ｂのいずれか一方のみが爪部を有していてもよい。

　以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

Claims

　燃料タンク内の燃料の液位を検出する燃料液位検出装置であって、
　前記燃料タンク内に固定されるボディと、
　前記ボディによって回転可能に支持されているホルダと、
　前記ホルダに固定されているアームと、
　前記アームを覆っている状態で前記ホルダに固定されているカバーと、
　前記ホルダの外部で前記アームに接続されているフロート、
　を有しており、
　前記ホルダが、底部と第１スナップフィット構造を有しており、
　前記第１スナップフィット構造が、前記底部上に間隔を開けて配置されている一対の支持部を有しており、
　前記一対の支持部の間に、前記アームを収容している第１間隔部と、前記第１間隔部の上部に配置されているとともに前記第１間隔部内の前記アームの幅よりも狭い第２間隔部が設けられており、
　前記カバーが、前記一対の支持部の少なくとも一方の外側の表面に対向する位置に配置されている変形規制部を有している、
　燃料液位検出装置。
　前記カバーが貫通孔を有しており、
　前記貫通孔内に前記第１スナップフィット構造が挿入されている、
　請求項１の燃料液位検出装置。
　前記カバーと前記ホルダに、これらを互いに固定する第２スナップフィット構造が設けられている請求項１または２の燃料液位検出装置。