タンクの液面検出装置
【課題】簡単な装置で精度よく耐久性にもすぐれた液面検出装置を提供する。
【解決手段】液面検出装置１０は、長手方向に伸びるフロート１１と、フロートケース１５とを有する。フロート１１は一方の先端は、突出したフロート先端部１２を形成し、フロートケース１５の一方の先端部に当接する。フロート１１の他方の先端は、ばね部材１４が当接するフロート底部１３を形成し、ばね部材１４によりフロート先端部１２をフロートケース１５の一方の先端に常に当接するようにフロートケース１５の一方の先端方向に付勢する。フロート先端部１２が当接するフロートケース１５の先端部には、フロート先端部１２の押圧力を計測する感圧部材１６が取付けられ、感圧部材１６からのデータを測定して液面の位置を計測する。
【解決手段】液面検出装置１０は、長手方向に伸びるフロート１１と、フロートケース１５とを有する。フロート１１は一方の先端は、突出したフロート先端部１２を形成し、フロートケース１５の一方の先端部に当接する。フロート１１の他方の先端は、ばね部材１４が当接するフロート底部１３を形成し、ばね部材１４によりフロート先端部１２をフロートケース１５の一方の先端に常に当接するようにフロートケース１５の一方の先端方向に付勢する。フロート先端部１２が当接するフロートケース１５の先端部には、フロート先端部１２の押圧力を計測する感圧部材１６が取付けられ、感圧部材１６からのデータを測定して液面の位置を計測する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用の燃料タンク等の液体を収納するタンクの内部の液面測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用の燃料タンク等の液体を収納するタンクの内部の液面測定装置の構造としては、図５に示すように、燃料タンク１０１の燃料油の液面１０２の上下につれてフロート１１１が上下して、フロート１１１を先端に取付けたアーム１１２が軸１１３を中心に回転する。そうするとアーム１１２の他方の先端に取付けられた可動片１１４が可変抵抗器１１５の表面を摺動して、アーム１１２の角度を抵抗値の変化の信号として取り出すことができる（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００３】
この場合には、フロート１１１がアーム１１２により軸１１３を中心に回転することが必要であり、フロート１１１とアーム１１２が移動するスペースが必要となるが、タンクの形状によってはそのスペースをとることが難しい部分もあり、液面測定装置の取付部分の選択に制限を受けることが多かった。
【０００４】
また、可動片１１４が可変抵抗器１１５の表面部分を摺動するため、可変抵抗器１１５の表面部分に塵埃等が付着したり、燃料により表面部分が腐食したり、摺道部分が摩耗したりして、抵抗値を正確に検出することができなくなる恐れがあった。また、燃料タンク１０１の液面の揺れによりフロート１１１が振動して測定値が細かく変動したりしてしまうことがある。
【０００５】
また、図６に示すように、タンク２０１内にフロート２１１を設け、フロート２１１の先端をフロート指示棒２１２にピン２１３等により取付けて、フロート指示棒２１２の下面に歪ゲージ２１６を取付ける。そして、フロート２１１の浮力Fをフロート指示棒２１２に伝達し、フロート指示棒２１２の受けた応力を歪ゲージ２１６で測定し、歪ゲージ２１６からのデータをリード線２１７で歪観測装置２１８に送り、タンク２０１内の液面２０２の位置を測定するものがある（例えば、特許文献３参照。）
【０００６】
しかしながら、この場合には、フロート２１１を取付けるフロート指示棒２１２は、フロート２１１を保持するとともに、フロート２１１の応力を測定するため、フロート２１１を確実に保持しようとすると、フロート指示棒２１２の剛性を大きくする必要があり、フロート２１１の応力の測定精度を向上させようとすると、フロート指示棒２１２を撓みやすく、その剛性を小さくする必要があり、充分な精度と耐久性を持つ液面測定装置を得ることができなかった。
また、タンク２０１の振動等による液面２０２の振動によるフロート２１１の振動を防止することもできなかった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−４２１３１号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８２６３号公報
【特許文献３】特開平１０−１２２９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、簡単な装置で精度よく耐久性にもすぐれた液面測定装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために請求項１の本発明は、タンク内に収容されタンク内の液体の液面を検出する液面測定装置において、
液面測定装置は、タンク内の液体がその最大容量まで収納された液面と最小容量が収納された液面との間に位置して長手方向に伸びるフロートと、フロートを内部に収納するフロートケースとを有し、フロートケースは、タンク内の液体と空気が出入りする開口を設け、
フロートは一方の先端は、突出したフロート先端部を形成し、フロートケースの一方の先端部に当接し、フロートの他方の先端は、ばね部材が当接するフロート底部を形成し、ばね部材によりフロート先端部をフロートケースの一方の先端に常に当接するようにフロートケースの一方の先端方向に付勢し、
フロート先端部が当接するフロートケースの先端部には、フロート先端部の押圧力を計測する感圧部材が取付けられ、感圧部材からのデータを測定して液面の位置を計測することを特徴とする液面測定装置である。
【００１０】
請求項１の本発明では、液面測定装置は、タンク内の液体がその最大容量まで収納された液面と最小容量が収納された液面との間に位置して長手方向に伸びるフロートと、フロートを内部に収納するフロートケースとを有している。このため、タンク内の液体の液面の変化に応じて長手方向に伸びるフロートは、浮力の変化が大きく、タンク内の液体の液面の最大値と最小値の全範囲に亘り変化を的確に測定することができる。フロートケースがフロートを内部に収納するため、フロートケースでタンク内の液体の振動による短時間の変動を防止することができる。
フロートケースは、タンク内の液体と空気が出入りする開口を設けたため、タンク内の液体の変化をフロートケース内の液面の変化と同一として確実にフロートの浮力の変化として伝えることができる。
【００１１】
フロートは一方の先端は、突出したフロート先端部を形成し、フロートケースの一方の先端部に当接している。このため、突出したフロート先端部にフロートの浮力による応力を集中させることができ、浮力の変化を確実にフロートケースの一方の先端部に設けた感圧部材に伝えることができる。
【００１２】
フロートの他方の先端は、ばね部材が当接するフロート底部を形成し、ばね部材によりフロート先端部をフロートケースの一方の先端に常に当接するようにフロートケースの一方の先端方向に付勢している。このため、自動車の振動等によりタンク内の液体が変動するが、この短時間の液面の変動によるフロートの変動を防止することができる。
【００１３】
フロート先端部が当接するフロートケースの先端部には、フロート先端部の押圧力を計測する感圧部材が取付けられ、感圧部材からのデータを測定して液面の位置を計測する。このため、フロートの浮力の変化をフロート先端部からフロートケースの先端部を通して感圧部材に確実に伝達することができ、感圧部材のデータを計測装置に送り、液面の位置の変化を確実に測定することができる。
【００１４】
請求項２の本発明は、フロートケースとフロートは、タンク内の液体の液面に対して垂直に設置された液面測定装置である。
【００１５】
請求項２の本発明では、フロートケースとフロートは、タンク内の液体の液面に対して垂直に設置されたため、タンク内の液体の液面の位置の変化がフロートの浮力の変化として確実に対応して、測定することができる。
【００１６】
請求項３の本発明は、フロートケースは、合成樹脂で形成され、フロート先端部が当接するフロートケースの先端部は、帯状に形成され、帯状の部分に感圧部材が取付けられ、帯状に形成された部分以外は開口部として形成された液面測定装置である。
【００１７】
請求項３の本発明では、フロートケースは、合成樹脂で形成されているため、タンク内の液体による劣化を防止する材料を選択することが容易である。また、フロートに合わせた形状に形成することも容易である。
フロート先端部が当接するフロートケースの先端部は、帯状に形成され、帯状の部分に感圧部材が取付けられている。このため、帯状に形成されたフロートケースの先端部は、フロートの浮力の変化に応じて撓みやすく、帯状の部分に取付けられた感圧部材により確実に浮力の変化を感知することができる。
フロートケースの先端部は、帯状に形成された部分以外は開口部として形成されたため、タンク内の液体が容易に出入りすることができ、フロートケース内の液面とタンク内の液面を一致させることができる。
【００１８】
請求項４の本発明は、フロートケースは、フロート底部を収納する側の部分が、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面よりも上方に位置し、フロート先端部の当接する部分がタンク内に収納された液体の最小容量が収納された液面付近に位置する液面測定装置である。
【００１９】
請求項４の本発明では、フロートケースは、フロート底部を収納する側部分が、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面よりも上方に位置し、フロート先端部の当接する部分がタンクの底壁付近に位置する。このため、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面から、もっとも低くなる液面までその全範囲に亘り確実に測定することができる。
ばね部材をタンク内の上部に位置させることができ、ばね部材の劣化を防止することができる。
【００２０】
請求項５の本発明は、フロートケースは、フロート先端部の当接する部分が、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面よりも上方に位置し、フロート底部を収納する側の部分が、タンクの内に収納された液体の最小容量が収納された液面付近に位置する液面測定装置である。
【００２１】
請求項５の本発明では、フロートケースは、フロート先端部の当接する部分が、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面よりも上方に位置し、フロート底部を収納する側の部分が、タンクの内に収納された液体の最小容量が収納された液面付近に位置する。このため、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面から、もっとも低くなる液面までその全範囲に亘り確実に測定することができる。
感圧部材をタンク内の上部の液体がないところに位置させることができ、タンク内の液体による感圧部材の劣化を防止することができる。
【００２２】
請求項６の本発明は、フロートは、合成樹脂の円筒状又は多角筒状に中空体として形成された液面測定装置である。
【００２３】
請求項６の本発明では、フロートは、合成樹脂の円筒状又は多角筒状に中空体として形成されたため、タンク内の液体による劣化を防止する材料を選択することが容易である。また、円筒状又は多角筒状に中空体として軽く形成するとともに、スムースにフロートケース内を上下することも容易である。
【００２４】
請求項７の本発明は、フロート先端部は、円錐状に先端が尖って形成され、円錐状の先端が、感圧部材が取付けられたフロートケースの部分に当接する液面測定装置である
【００２５】
請求項７の本発明では、フロート先端部は、円錐状に先端が尖って形成され、円錐状の先端が、感圧部材が取付けられたフロートケースの部分に当接するこのため、フロートにかかる力をフロートの中心軸に集中させることができ、バランスがよく、安定して確実に浮力の変化を感圧部材に伝達することができる。
【００２６】
請求項８の本発明は、フロート底部には、ばね部材を収納するフロート底部凹部が形成された液面測定装置である。
【００２７】
請求項８の本発明では、フロート底部には、ばね部材を収納するフロート底部凹部が形成されたため、ばね部材を確実に保持することができ、安定してフロート先端部をフロートケースの先端部に当接させ続けることができる。
【００２８】
請求項９の本発明は、ばね部材は、コイルスプリングである液面測定装置である。
【００２９】
請求項９の本発明では、ばね部材は、コイルスプリングであるため、フロートを所定の力で安定して確実に付勢し、フロート先端部をフロートケースに当接することを維持できる。
【００３０】
請求項１０の本発明は、感圧部材は歪ゲージである液面測定装置である。
【００３１】
請求項１０の本発明では、感圧部材は歪ゲージであるため、簡単な構造の小さい部材で確実に長期間に亘りフロートの浮力の変化を感知することができる。
【００３２】
請求項１１の本発明は、タンクは、自動車用燃料タンクである液面測定装置である。
【００３３】
請求項１１の本発明では、タンクは、自動車用燃料タンクであるため、自動車の走行時の振動においても確実に燃料タンクの液面の位置の変化を測定することができる。
【発明の効果】
【００３４】
ばね部材によりフロート先端部をフロートケースの一方の先端に常に当接するようにフロートケースの一方の先端方向に付勢しているため、タンク内の液面の変動によるフロートの変動を防止することができる。
フロート先端部が当接するフロートケースの先端部には、フロート先端部の押圧力を計測する感圧部材が取付けられるため、フロートの浮力の変化をフロート先端部からフロートケースの先端部を通して感圧部材に確実に伝達することができ、感圧部材のデータを計測装置に送り、液面の位置の変化を確実に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施の態様を示すもので、燃料タンクの部分断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の態様を示すもので、燃料タンクの液面測定装置の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の態様を示すもので、燃料タンクの液面測定装置の先端部分の斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の態様を示すもので、燃料タンクの液面測定装置の断面図である。
【図５】従来の燃料タンクの液面測定装置部分の断面図である。
【図６】従来の他のタンクの液面測定装置部分の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の実施の形態を図１〜図４に基づき説明する。
本発明は広く、液体を収納するタンクにおいて、タンク内部の液面の位置の変化を測定する装置に使用することができるが、本発明の実施の形態について自動車用燃料タンクを例にとり説明する。
図１〜３は本発明の第１の実施の形態を示す図であり、図４は本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【００３７】
まず、第１の実施の形態について図１〜３に基づき説明する。
図１に示すように、燃料タンク１は、分割して成形されたアッパーシェル部１ａとロアシェル部１ｂから構成される。アッパーシェル部１ａとロアシェル部１ｂは、それぞれ、プレス成形で形成される。燃料タンク１の分割はアッパーシェル部１ａとロアシェル部１ｂの２個ばかりでなく３個以上に分割することも可能である。
また、樹脂の種類によりブロー成形や射出成型で形成することもできる。
【００３８】
燃料タンク１は、ブロー成形でアッパーシェル部１ａとロアシェル部１ｂを同時に一体的に形成することもできる。
燃料タンク１は、ブロー成形で形成される場合は、タンク外壁は一体に形成されている。タンク外壁は、熱可塑性合成樹脂の１層で形成することもできるし、熱可塑性合成樹脂の複数の層を有するように形成することもできる。
複数の層で形成された場合は、剛性を有する層と、燃料透過性の低い層を組み合わせて形成することができる。
【００３９】
複数の層で形成された場合は、例えば、中央の層がエチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）又はナイロンで形成された燃料透過を防止するバリヤー層と、そのバリヤー層の上下に変性ポリエチレンから形成される接着剤層と、その接着剤層のそれぞれの外面に高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成される外層から構成される。
【００４０】
図１に示すように、アッパーシェル部１ａの上面には、燃料ポンプユニット取付孔７が形成される。燃料ポンプユニット取付孔７は、ポンプユニット取付蓋５で塞がれて、ポンプユニット取付蓋５はロックプレート６で燃料ポンプユニット取付孔７に周囲を螺着される。燃料ポンプユニット取付孔７とポンプユニット取付蓋５の間にはシールリング６ａが取付けられて、燃料ポンプユニット取付孔７とポンプユニット取付蓋５の間がシールされる。
【００４１】
そして、ロアシェル部１ｂの内部に設けられたサブタンク３内に燃料ポンプユニット４が取付けられている。サブタンク３は、車両が傾いたり振動したりしたときに、燃料タンク１内の燃料を燃料ポンプユニット４が確実にエンジンに送り出すことができるように設けられている。燃料ポンプユニット４は、アッパーシェル部１ａとロアシェル部１ｂを接合する前に取付けられるか、あるいは接合後に燃料ポンプユニット取付孔７から燃料ポンプユニット４を取付けることができる。
【００４２】
燃料ポンプユニット４はポンプユニット取付蓋５に取付けられて、修理やメンテナンスが行われる。燃料ポンプユニット４からパイプが延びて、アッパーシェル部１ａの上部のポンプユニット取付蓋５に形成されたフューエルメインポート取付部８に接続している。フューエルメインポート取付部８にはエンジンに燃料を送る燃料パイプ（図示せず）が取付けられている。また、ポンプユニット取付蓋５には、燃料を燃料タンク１に返すフューエルリターンポート取付部９が形成されている。フューエルリターンポート取付部９にはリターンホース（図示せず）が取付けられている。
【００４３】
アッパーシェル部１ａの上部には、ブリーザポート取付部（図示せず）も形成されている。ブリーザポート取付部（図示せず）は、燃料給油時に燃料タンク１内のガスをタンク外に逃がすためブリーザホース（図示せず）を取付けるものである。また、燃料タンク１から車輌転倒時の燃料漏れを防ぐカットオフバルブ（図示せず）も取付けられている。
なお、アッパーシェル部１ａの上面には、燃料移送用ホース等の各種のホースを保持するホースクランプを設けてもよい。
【００４４】
サブタンク３内には、燃料ポンプユニット４と隣接して、液面測定装置１０が取付けられている。液面測定装置１０は、上下方向に垂直に取付けられて、下端はサブタンク３の底壁に隣接して取付けられ、上端は燃料タンク液面２から上方に出て取付けられている。液面測定装置１０の上端は、ポンプユニット取付蓋５の下面から下方に延出された取付リブ５ａに固着されている。サブタンク３内に液面測定装置１０が取付けられているため、車両の振動等による液面の変動を減少させることができる。
【００４５】
図２に示すように、液面測定装置１０は、燃料タンク１内のガソリン等の燃料油の液面である燃料タンク液面２に対して、燃料タンク１内の液体がその最大容量まで収納された液面と最小容量が収納された液面との間に位置して長手方向に伸びるフロート１１と、フロート１１を内部に収納するフロートケース１５とを有している。フロートケース１５とフロート１１は、燃料タンク液面２に対して垂直に設置されている。このため、燃料タンク液面２の位置の変化がフロート１１の浮力の変化として確実に対応して、測定することができる。フロート１１は上述のとおり燃料タンク１内の燃料油の深さ方向に全長に亘り位置することができる。
【００４６】
また、燃料タンク１内の燃料油の液面の位置の変化に応じて、長手方向に伸びるフロート１１は、燃料油中に位置する部分が大きく、浮力の変化が大きく、燃料タンク１内の液体の液面の変化を的確に測定することができる。フロートケース１５がフロート１１を振動しないように一方側に付勢して常に当接させるために、自動車の振動等で燃料タンク１内の燃料油が変動しても、その変動による燃料タンク液面２の短時間の変動を防止することができる。
【００４７】
フロート１１は、合成樹脂の円筒状又は中空状の四角柱や５角柱である多角筒状に中空体として形成されることが好ましい。合成樹脂で形成すると、燃料タンク１内の燃料油による劣化を防止する材料を選択することが容易であり、成形も容易である。また、円筒状又は多角筒状に中空体として、フロートケース１５内に収納され、軽く充分な浮力を有するように形成することも容易である。フロート１１を形成する合成樹脂は、耐燃料油性のものが使用される。例えば、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイドのうち少なくとも１種類の材料を使用することができる。
【００４８】
フロート１１は下方の先端は、突出したフロート先端部１２を形成し、フロートケース１５の下方の先端部に当接している。このため、突出したフロート先端部１２にフロート１１にかかる応力を集中させることができ、浮力に変化によるフロート１１にかかる力の変化を確実にフロートケース１５の一方の先端部に設けた後述する感圧部材である歪ゲージ１６に伝えることができる。
【００４９】
フロート先端部１２は、円錐状に先端が尖って形成することが好ましい。この場合には、円錐状に形成されたフロート１１の中心軸にあるフロート先端部１２が、感圧部材である歪ゲージ１６が取付けられたフロートケース１５の先端部分に当接する。このため、バランス良くフロートケース１５にかかる力をフロート１１の中心軸に集中させることができ、確実に安定して浮力の変化を感圧部材に伝達することができる。
【００５０】
フロート先端部１２の反対側のフロート底部１３には、ばね部材であるスプリング１４を収納するフロート底部凹部１３ａが形成される。このため、スプリング１４をフロート底部凹部１３ａに確実に保持することができ、スプリング１４でフロート１１を常に押圧して、安定してフロート先端部１２をフロートケース１５の先端部に当接させ続けることができる。
ばね部材であるスプリング１４は、コイルスプリングであることが好ましい。この場合には、フロート１１を所定の力で確実に付勢し、フロート先端部１２をフロートケース１５に当接することを維持できる。
【００５１】
フロートケース１５は、上記フロート１１をその内部に収納するように中空状に形成され、フロート１１がその内部で浮力の変化を後述する歪ゲージ１６に伝えることができるように、フロート１１とフロートケース１５の内面との間には隙間が形成されている。フロートケース１５の断面形状は、フロート１１の断面形状と同様の形状であり、フロート１１が円筒状であれば、フロートケース１５も円筒状であり、フロート１１が多角筒状であれば、フロートケース１５も多角筒状である。
【００５２】
フロートケース１５は、フロート１１と同様に、合成樹脂で形成することが好ましい。この場合には、燃料油等による劣化を防止する材料を選択することが容易である。また、フロート１１に合わせた中空形状に成形することも容易である。例えば、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイドのうち少なくとも１種類の材料を使用することができる。
【００５３】
図３に示すように、フロート先端部１２が当接するフロートケース１５の先端部は、帯状に形成され、変形部１８を形成する。帯状の変形部１８に感圧部材である歪ゲージ１６が取付けられている。帯状に形成された変形部１８は、フロート１１の浮力の変化に応じて撓みやすく、変形部１８に取付けられた歪ゲージ１６により確実に浮力の変化を感知することができる。
【００５４】
フロートケース１５の先端部は、帯状に形成された変形部１８以外はケース開口部１９として形成されている。このため、燃料タンク１内の燃料油がケース開口部１９を容易に出入りすることができ、フロートケース１５内の液面と燃料タンク液面２を一致させることができる。
なお、フロートケース１５には、先端のケース開口部１９以外にも燃料タンク１内の燃料油と空気が出入りするケース開口部１９が設けられている。このため、燃料タンク液面２の位置の変化を確実にフロート１１に伝えることができる。
【００５５】
歪ゲージ１６にはリード線１７が接続されており、図１に示すように、リード線１７はポンプユニット取付蓋５に取付けられた液面計コネクタ２２に接続されている。液面計コネクタ２２から更にリード線１７により歪測定機２０に接続され、歪ゲージ１６のデータを処理して燃料タンク１の燃料タンク液面２の位置が測定される。そして、歪測定機２０のデータは操縦席の液面表示計２１に表示される。
【００５６】
図２に示すように、フロートケース１５は、フロート底部１３を収納する側部分である上端が、燃料タンク１内に収納された燃料油がその最大容量まで収納された液面よりも上方或いはその液面付近に位置し、フロート先端部１２の当接する部分が最小容量が収納された液面である燃料タンク１のサブタンク３の底壁付近に位置する。このため、燃料タンク１内に収納された燃料油がその最大容量まで収納された液面から、もっとも低くなる液面までその液面の変化を全範囲に亘り確実に測定することができる。
【００５７】
次に、フロート１１による燃料タンク液面２の測定について説明する。
図２に示すように、フロート１１の一方の先端（図２においては、上端）であるフロート底部凹部１３ａは、スプリング１４が設けられている。スプリング１４により、図２におけるＦ１の力で下方にフロート１１を付勢している。また、フロート１１の自重による力Ｆ２によっても下方に付勢されている。
【００５８】
このため、フロート先端部１２は常にフロートケース１５の下方の先端である変形部１８に当接するように押圧されている。
このため、自動車の振動等により燃料タンク１内の燃料油が変動するが、この短時間の燃料タンク液面２の変動によるフロート１１の変動を防止して、安定した燃料タンク液面２の測定をすることができる。
【００５９】
一方、フロート１１は、浮力により図２に示すＦ３の力で上方に浮きあがろうとする。このため、歪ゲージ１６に加わる力Ｆ４は、Ｆ１プラスＦ２マイナスＦ３となる。Ｆ１プラスＦ２は常にＦ３よりも大きくなるようにスプリング１４を選択するため、フロート先端部１２は常に変形部１８に当接するが、フロート１１の浮力Ｆ３は、燃料タンク液面２により変動する。即ち、燃料タンク液面２が上方であればＦ３は大きくなり、変形部１８に加わる力Ｆ４は、小さくなる。また、燃料タンク液面２が下がれば、それにつれてフロート１１の浮力Ｆ３は小さくなり、Ｆ４は大きくなる。このＦ４の力の変化を歪ゲージ１６で測定することにより、燃料タンク液面２の位置を測定する。
【００６０】
フロート先端部１２が当接するフロートケース１５の変形部１８には、フロート先端部１２の押圧力を計測する感圧部材である歪ゲージ１６が取付けられ、歪ゲージ１６からのデータを測定して液面の位置を計測する。このため、フロート１１の浮力の変化をフロート先端部１２からフロートケース１５の変形部１８を通して歪ゲージ１６に確実に伝達することができ、歪ゲージ１６のデータを歪測定機２０に送り、燃料タンク液面２の位置の変化を確実に測定することができる。また、液面測定装置１０は、歪ゲージ１６で測定するため、接点、接触、摺動部分がないため、耐久性に優れている。
【００６１】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図４に基づき説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態とは液面測定装置１０の取付方法が異なり、他の部分は同様であるため、異なる部分について説明し、同様な部分の説明は省略する。
【００６２】
液面測定装置１０は、第１の実施の形態とは上下逆に取付られている。
液面測定装置１０は、フロートケース１５の変形部１８が上端に形成され、変形部１８には歪ゲージ１６が取付けられている。歪ゲージ１６からリード線１７が取付けられて、リード線１７は歪測定機２０と接続されている。
【００６３】
フロートケース１５の内部のフロート１１は、フロート先端部１２が上方に位置し、フロート先端部１２が変形部１８に当接している。フロート１１のフロート底部１３は、フロートケース１５の底部に位置し、フロート底部凹部１３ａにはスプリング１４が嵌め込まれている。このため、フロート１１は常に上方に付勢されている。
【００６４】
次に、第２の実施の形態における、フロート１１による燃料タンク液面２の測定について説明する。
図４に示すように、フロート１１の一方の先端（図４においては、下端）であるフロート底部凹部１３ａに嵌め込まれたスプリング１４により、図４におけるＦ６の力で上方にフロート１１を付勢している。このため、フロート先端部１２は常にフロートケース１５の上方の先端である変形部１８に当接するように押圧されている。
このため、自動車の振動等により燃料タンク１内の燃料油が変動するが、この短時間の燃料タンク液面２の変動によるフロート１１の変動を防止して、安定した燃料タンク液面２の測定をすることができる。
【００６５】
一方、フロート１１は、自重により図４に示すＦ５の力で下方に沈もうとするとともに、浮力により図４に示すＦ７の力で上方に浮きあがろうとする。このため、歪ゲージ１６に加わる力Ｆ８は、Ｆ６プラスＦ７マイナスＦ５となる。Ｆ６は常にＦ５よりも大きくなるようにスプリング１４を選択するため、フロート先端部１２は常に変形部１８に当接するが、フロート１１の浮力Ｆ７は、燃料タンク液面２により変動する。即ち、燃料タンク液面２が上方であればＦ７は大きくなり、変形部１８に加わる力Ｆ８は、大きくなる。また、燃料タンク液面２が下がれば、それにつれてフロート１１の浮力Ｆ７は小さくなり、Ｆ８は小さくなる。このＦ８の力の変化を歪ゲージ１６で測定することにより、燃料タンク液面２の位置を測定する。
【００６６】
このようにして、フロート先端部１２が当接するフロートケース１５の変形部１８の押圧力を計測する感圧部材である歪ゲージ１６からのデータを測定して液面の位置を計測する。このため、フロート１１の浮力の変化をフロート先端部１２からフロートケース１５の変形部１８を通して歪ゲージ１６に確実に伝達することができ、歪ゲージ１６のデータを歪測定機２０に送り、燃料タンク液面２の位置の変化を確実に測定することができる。
なお、第１の実施の形態と比べて、歪ゲージ１６は燃料タンク液面２よりも上方に位置するため、歪ゲージ１６の劣化を少なくすることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 燃料タンク
２ 燃料タンク液面
１０ 液面測定装置
１１ フロート
１２ フロート先端部
１３ フロート底部
１４ スプリング（ばね部材）
１５ フロートケース
１６ 歪ゲージ（感圧部材）
１８ 変形部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用の燃料タンク等の液体を収納するタンクの内部の液面測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用の燃料タンク等の液体を収納するタンクの内部の液面測定装置の構造としては、図５に示すように、燃料タンク１０１の燃料油の液面１０２の上下につれてフロート１１１が上下して、フロート１１１を先端に取付けたアーム１１２が軸１１３を中心に回転する。そうするとアーム１１２の他方の先端に取付けられた可動片１１４が可変抵抗器１１５の表面を摺動して、アーム１１２の角度を抵抗値の変化の信号として取り出すことができる（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００３】
この場合には、フロート１１１がアーム１１２により軸１１３を中心に回転することが必要であり、フロート１１１とアーム１１２が移動するスペースが必要となるが、タンクの形状によってはそのスペースをとることが難しい部分もあり、液面測定装置の取付部分の選択に制限を受けることが多かった。
【０００４】
また、可動片１１４が可変抵抗器１１５の表面部分を摺動するため、可変抵抗器１１５の表面部分に塵埃等が付着したり、燃料により表面部分が腐食したり、摺道部分が摩耗したりして、抵抗値を正確に検出することができなくなる恐れがあった。また、燃料タンク１０１の液面の揺れによりフロート１１１が振動して測定値が細かく変動したりしてしまうことがある。
【０００５】
また、図６に示すように、タンク２０１内にフロート２１１を設け、フロート２１１の先端をフロート指示棒２１２にピン２１３等により取付けて、フロート指示棒２１２の下面に歪ゲージ２１６を取付ける。そして、フロート２１１の浮力Fをフロート指示棒２１２に伝達し、フロート指示棒２１２の受けた応力を歪ゲージ２１６で測定し、歪ゲージ２１６からのデータをリード線２１７で歪観測装置２１８に送り、タンク２０１内の液面２０２の位置を測定するものがある（例えば、特許文献３参照。）
【０００６】
しかしながら、この場合には、フロート２１１を取付けるフロート指示棒２１２は、フロート２１１を保持するとともに、フロート２１１の応力を測定するため、フロート２１１を確実に保持しようとすると、フロート指示棒２１２の剛性を大きくする必要があり、フロート２１１の応力の測定精度を向上させようとすると、フロート指示棒２１２を撓みやすく、その剛性を小さくする必要があり、充分な精度と耐久性を持つ液面測定装置を得ることができなかった。
また、タンク２０１の振動等による液面２０２の振動によるフロート２１１の振動を防止することもできなかった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−４２１３１号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８２６３号公報
【特許文献３】特開平１０−１２２９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、簡単な装置で精度よく耐久性にもすぐれた液面測定装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために請求項１の本発明は、タンク内に収容されタンク内の液体の液面を検出する液面測定装置において、
液面測定装置は、タンク内の液体がその最大容量まで収納された液面と最小容量が収納された液面との間に位置して長手方向に伸びるフロートと、フロートを内部に収納するフロートケースとを有し、フロートケースは、タンク内の液体と空気が出入りする開口を設け、
フロートは一方の先端は、突出したフロート先端部を形成し、フロートケースの一方の先端部に当接し、フロートの他方の先端は、ばね部材が当接するフロート底部を形成し、ばね部材によりフロート先端部をフロートケースの一方の先端に常に当接するようにフロートケースの一方の先端方向に付勢し、
フロート先端部が当接するフロートケースの先端部には、フロート先端部の押圧力を計測する感圧部材が取付けられ、感圧部材からのデータを測定して液面の位置を計測することを特徴とする液面測定装置である。
【００１０】
請求項１の本発明では、液面測定装置は、タンク内の液体がその最大容量まで収納された液面と最小容量が収納された液面との間に位置して長手方向に伸びるフロートと、フロートを内部に収納するフロートケースとを有している。このため、タンク内の液体の液面の変化に応じて長手方向に伸びるフロートは、浮力の変化が大きく、タンク内の液体の液面の最大値と最小値の全範囲に亘り変化を的確に測定することができる。フロートケースがフロートを内部に収納するため、フロートケースでタンク内の液体の振動による短時間の変動を防止することができる。
フロートケースは、タンク内の液体と空気が出入りする開口を設けたため、タンク内の液体の変化をフロートケース内の液面の変化と同一として確実にフロートの浮力の変化として伝えることができる。
【００１１】
フロートは一方の先端は、突出したフロート先端部を形成し、フロートケースの一方の先端部に当接している。このため、突出したフロート先端部にフロートの浮力による応力を集中させることができ、浮力の変化を確実にフロートケースの一方の先端部に設けた感圧部材に伝えることができる。
【００１２】
フロートの他方の先端は、ばね部材が当接するフロート底部を形成し、ばね部材によりフロート先端部をフロートケースの一方の先端に常に当接するようにフロートケースの一方の先端方向に付勢している。このため、自動車の振動等によりタンク内の液体が変動するが、この短時間の液面の変動によるフロートの変動を防止することができる。
【００１３】
フロート先端部が当接するフロートケースの先端部には、フロート先端部の押圧力を計測する感圧部材が取付けられ、感圧部材からのデータを測定して液面の位置を計測する。このため、フロートの浮力の変化をフロート先端部からフロートケースの先端部を通して感圧部材に確実に伝達することができ、感圧部材のデータを計測装置に送り、液面の位置の変化を確実に測定することができる。
【００１４】
請求項２の本発明は、フロートケースとフロートは、タンク内の液体の液面に対して垂直に設置された液面測定装置である。
【００１５】
請求項２の本発明では、フロートケースとフロートは、タンク内の液体の液面に対して垂直に設置されたため、タンク内の液体の液面の位置の変化がフロートの浮力の変化として確実に対応して、測定することができる。
【００１６】
請求項３の本発明は、フロートケースは、合成樹脂で形成され、フロート先端部が当接するフロートケースの先端部は、帯状に形成され、帯状の部分に感圧部材が取付けられ、帯状に形成された部分以外は開口部として形成された液面測定装置である。
【００１７】
請求項３の本発明では、フロートケースは、合成樹脂で形成されているため、タンク内の液体による劣化を防止する材料を選択することが容易である。また、フロートに合わせた形状に形成することも容易である。
フロート先端部が当接するフロートケースの先端部は、帯状に形成され、帯状の部分に感圧部材が取付けられている。このため、帯状に形成されたフロートケースの先端部は、フロートの浮力の変化に応じて撓みやすく、帯状の部分に取付けられた感圧部材により確実に浮力の変化を感知することができる。
フロートケースの先端部は、帯状に形成された部分以外は開口部として形成されたため、タンク内の液体が容易に出入りすることができ、フロートケース内の液面とタンク内の液面を一致させることができる。
【００１８】
請求項４の本発明は、フロートケースは、フロート底部を収納する側の部分が、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面よりも上方に位置し、フロート先端部の当接する部分がタンク内に収納された液体の最小容量が収納された液面付近に位置する液面測定装置である。
【００１９】
請求項４の本発明では、フロートケースは、フロート底部を収納する側部分が、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面よりも上方に位置し、フロート先端部の当接する部分がタンクの底壁付近に位置する。このため、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面から、もっとも低くなる液面までその全範囲に亘り確実に測定することができる。
ばね部材をタンク内の上部に位置させることができ、ばね部材の劣化を防止することができる。
【００２０】
請求項５の本発明は、フロートケースは、フロート先端部の当接する部分が、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面よりも上方に位置し、フロート底部を収納する側の部分が、タンクの内に収納された液体の最小容量が収納された液面付近に位置する液面測定装置である。
【００２１】
請求項５の本発明では、フロートケースは、フロート先端部の当接する部分が、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面よりも上方に位置し、フロート底部を収納する側の部分が、タンクの内に収納された液体の最小容量が収納された液面付近に位置する。このため、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面から、もっとも低くなる液面までその全範囲に亘り確実に測定することができる。
感圧部材をタンク内の上部の液体がないところに位置させることができ、タンク内の液体による感圧部材の劣化を防止することができる。
【００２２】
請求項６の本発明は、フロートは、合成樹脂の円筒状又は多角筒状に中空体として形成された液面測定装置である。
【００２３】
請求項６の本発明では、フロートは、合成樹脂の円筒状又は多角筒状に中空体として形成されたため、タンク内の液体による劣化を防止する材料を選択することが容易である。また、円筒状又は多角筒状に中空体として軽く形成するとともに、スムースにフロートケース内を上下することも容易である。
【００２４】
請求項７の本発明は、フロート先端部は、円錐状に先端が尖って形成され、円錐状の先端が、感圧部材が取付けられたフロートケースの部分に当接する液面測定装置である
【００２５】
請求項７の本発明では、フロート先端部は、円錐状に先端が尖って形成され、円錐状の先端が、感圧部材が取付けられたフロートケースの部分に当接するこのため、フロートにかかる力をフロートの中心軸に集中させることができ、バランスがよく、安定して確実に浮力の変化を感圧部材に伝達することができる。
【００２６】
請求項８の本発明は、フロート底部には、ばね部材を収納するフロート底部凹部が形成された液面測定装置である。
【００２７】
請求項８の本発明では、フロート底部には、ばね部材を収納するフロート底部凹部が形成されたため、ばね部材を確実に保持することができ、安定してフロート先端部をフロートケースの先端部に当接させ続けることができる。
【００２８】
請求項９の本発明は、ばね部材は、コイルスプリングである液面測定装置である。
【００２９】
請求項９の本発明では、ばね部材は、コイルスプリングであるため、フロートを所定の力で安定して確実に付勢し、フロート先端部をフロートケースに当接することを維持できる。
【００３０】
請求項１０の本発明は、感圧部材は歪ゲージである液面測定装置である。
【００３１】
請求項１０の本発明では、感圧部材は歪ゲージであるため、簡単な構造の小さい部材で確実に長期間に亘りフロートの浮力の変化を感知することができる。
【００３２】
請求項１１の本発明は、タンクは、自動車用燃料タンクである液面測定装置である。
【００３３】
請求項１１の本発明では、タンクは、自動車用燃料タンクであるため、自動車の走行時の振動においても確実に燃料タンクの液面の位置の変化を測定することができる。
【発明の効果】
【００３４】
ばね部材によりフロート先端部をフロートケースの一方の先端に常に当接するようにフロートケースの一方の先端方向に付勢しているため、タンク内の液面の変動によるフロートの変動を防止することができる。
フロート先端部が当接するフロートケースの先端部には、フロート先端部の押圧力を計測する感圧部材が取付けられるため、フロートの浮力の変化をフロート先端部からフロートケースの先端部を通して感圧部材に確実に伝達することができ、感圧部材のデータを計測装置に送り、液面の位置の変化を確実に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施の態様を示すもので、燃料タンクの部分断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の態様を示すもので、燃料タンクの液面測定装置の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の態様を示すもので、燃料タンクの液面測定装置の先端部分の斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の態様を示すもので、燃料タンクの液面測定装置の断面図である。
【図５】従来の燃料タンクの液面測定装置部分の断面図である。
【図６】従来の他のタンクの液面測定装置部分の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の実施の形態を図１〜図４に基づき説明する。
本発明は広く、液体を収納するタンクにおいて、タンク内部の液面の位置の変化を測定する装置に使用することができるが、本発明の実施の形態について自動車用燃料タンクを例にとり説明する。
図１〜３は本発明の第１の実施の形態を示す図であり、図４は本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【００３７】
まず、第１の実施の形態について図１〜３に基づき説明する。
図１に示すように、燃料タンク１は、分割して成形されたアッパーシェル部１ａとロアシェル部１ｂから構成される。アッパーシェル部１ａとロアシェル部１ｂは、それぞれ、プレス成形で形成される。燃料タンク１の分割はアッパーシェル部１ａとロアシェル部１ｂの２個ばかりでなく３個以上に分割することも可能である。
また、樹脂の種類によりブロー成形や射出成型で形成することもできる。
【００３８】
燃料タンク１は、ブロー成形でアッパーシェル部１ａとロアシェル部１ｂを同時に一体的に形成することもできる。
燃料タンク１は、ブロー成形で形成される場合は、タンク外壁は一体に形成されている。タンク外壁は、熱可塑性合成樹脂の１層で形成することもできるし、熱可塑性合成樹脂の複数の層を有するように形成することもできる。
複数の層で形成された場合は、剛性を有する層と、燃料透過性の低い層を組み合わせて形成することができる。
【００３９】
複数の層で形成された場合は、例えば、中央の層がエチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）又はナイロンで形成された燃料透過を防止するバリヤー層と、そのバリヤー層の上下に変性ポリエチレンから形成される接着剤層と、その接着剤層のそれぞれの外面に高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成される外層から構成される。
【００４０】
図１に示すように、アッパーシェル部１ａの上面には、燃料ポンプユニット取付孔７が形成される。燃料ポンプユニット取付孔７は、ポンプユニット取付蓋５で塞がれて、ポンプユニット取付蓋５はロックプレート６で燃料ポンプユニット取付孔７に周囲を螺着される。燃料ポンプユニット取付孔７とポンプユニット取付蓋５の間にはシールリング６ａが取付けられて、燃料ポンプユニット取付孔７とポンプユニット取付蓋５の間がシールされる。
【００４１】
そして、ロアシェル部１ｂの内部に設けられたサブタンク３内に燃料ポンプユニット４が取付けられている。サブタンク３は、車両が傾いたり振動したりしたときに、燃料タンク１内の燃料を燃料ポンプユニット４が確実にエンジンに送り出すことができるように設けられている。燃料ポンプユニット４は、アッパーシェル部１ａとロアシェル部１ｂを接合する前に取付けられるか、あるいは接合後に燃料ポンプユニット取付孔７から燃料ポンプユニット４を取付けることができる。
【００４２】
燃料ポンプユニット４はポンプユニット取付蓋５に取付けられて、修理やメンテナンスが行われる。燃料ポンプユニット４からパイプが延びて、アッパーシェル部１ａの上部のポンプユニット取付蓋５に形成されたフューエルメインポート取付部８に接続している。フューエルメインポート取付部８にはエンジンに燃料を送る燃料パイプ（図示せず）が取付けられている。また、ポンプユニット取付蓋５には、燃料を燃料タンク１に返すフューエルリターンポート取付部９が形成されている。フューエルリターンポート取付部９にはリターンホース（図示せず）が取付けられている。
【００４３】
アッパーシェル部１ａの上部には、ブリーザポート取付部（図示せず）も形成されている。ブリーザポート取付部（図示せず）は、燃料給油時に燃料タンク１内のガスをタンク外に逃がすためブリーザホース（図示せず）を取付けるものである。また、燃料タンク１から車輌転倒時の燃料漏れを防ぐカットオフバルブ（図示せず）も取付けられている。
なお、アッパーシェル部１ａの上面には、燃料移送用ホース等の各種のホースを保持するホースクランプを設けてもよい。
【００４４】
サブタンク３内には、燃料ポンプユニット４と隣接して、液面測定装置１０が取付けられている。液面測定装置１０は、上下方向に垂直に取付けられて、下端はサブタンク３の底壁に隣接して取付けられ、上端は燃料タンク液面２から上方に出て取付けられている。液面測定装置１０の上端は、ポンプユニット取付蓋５の下面から下方に延出された取付リブ５ａに固着されている。サブタンク３内に液面測定装置１０が取付けられているため、車両の振動等による液面の変動を減少させることができる。
【００４５】
図２に示すように、液面測定装置１０は、燃料タンク１内のガソリン等の燃料油の液面である燃料タンク液面２に対して、燃料タンク１内の液体がその最大容量まで収納された液面と最小容量が収納された液面との間に位置して長手方向に伸びるフロート１１と、フロート１１を内部に収納するフロートケース１５とを有している。フロートケース１５とフロート１１は、燃料タンク液面２に対して垂直に設置されている。このため、燃料タンク液面２の位置の変化がフロート１１の浮力の変化として確実に対応して、測定することができる。フロート１１は上述のとおり燃料タンク１内の燃料油の深さ方向に全長に亘り位置することができる。
【００４６】
また、燃料タンク１内の燃料油の液面の位置の変化に応じて、長手方向に伸びるフロート１１は、燃料油中に位置する部分が大きく、浮力の変化が大きく、燃料タンク１内の液体の液面の変化を的確に測定することができる。フロートケース１５がフロート１１を振動しないように一方側に付勢して常に当接させるために、自動車の振動等で燃料タンク１内の燃料油が変動しても、その変動による燃料タンク液面２の短時間の変動を防止することができる。
【００４７】
フロート１１は、合成樹脂の円筒状又は中空状の四角柱や５角柱である多角筒状に中空体として形成されることが好ましい。合成樹脂で形成すると、燃料タンク１内の燃料油による劣化を防止する材料を選択することが容易であり、成形も容易である。また、円筒状又は多角筒状に中空体として、フロートケース１５内に収納され、軽く充分な浮力を有するように形成することも容易である。フロート１１を形成する合成樹脂は、耐燃料油性のものが使用される。例えば、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイドのうち少なくとも１種類の材料を使用することができる。
【００４８】
フロート１１は下方の先端は、突出したフロート先端部１２を形成し、フロートケース１５の下方の先端部に当接している。このため、突出したフロート先端部１２にフロート１１にかかる応力を集中させることができ、浮力に変化によるフロート１１にかかる力の変化を確実にフロートケース１５の一方の先端部に設けた後述する感圧部材である歪ゲージ１６に伝えることができる。
【００４９】
フロート先端部１２は、円錐状に先端が尖って形成することが好ましい。この場合には、円錐状に形成されたフロート１１の中心軸にあるフロート先端部１２が、感圧部材である歪ゲージ１６が取付けられたフロートケース１５の先端部分に当接する。このため、バランス良くフロートケース１５にかかる力をフロート１１の中心軸に集中させることができ、確実に安定して浮力の変化を感圧部材に伝達することができる。
【００５０】
フロート先端部１２の反対側のフロート底部１３には、ばね部材であるスプリング１４を収納するフロート底部凹部１３ａが形成される。このため、スプリング１４をフロート底部凹部１３ａに確実に保持することができ、スプリング１４でフロート１１を常に押圧して、安定してフロート先端部１２をフロートケース１５の先端部に当接させ続けることができる。
ばね部材であるスプリング１４は、コイルスプリングであることが好ましい。この場合には、フロート１１を所定の力で確実に付勢し、フロート先端部１２をフロートケース１５に当接することを維持できる。
【００５１】
フロートケース１５は、上記フロート１１をその内部に収納するように中空状に形成され、フロート１１がその内部で浮力の変化を後述する歪ゲージ１６に伝えることができるように、フロート１１とフロートケース１５の内面との間には隙間が形成されている。フロートケース１５の断面形状は、フロート１１の断面形状と同様の形状であり、フロート１１が円筒状であれば、フロートケース１５も円筒状であり、フロート１１が多角筒状であれば、フロートケース１５も多角筒状である。
【００５２】
フロートケース１５は、フロート１１と同様に、合成樹脂で形成することが好ましい。この場合には、燃料油等による劣化を防止する材料を選択することが容易である。また、フロート１１に合わせた中空形状に成形することも容易である。例えば、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイドのうち少なくとも１種類の材料を使用することができる。
【００５３】
図３に示すように、フロート先端部１２が当接するフロートケース１５の先端部は、帯状に形成され、変形部１８を形成する。帯状の変形部１８に感圧部材である歪ゲージ１６が取付けられている。帯状に形成された変形部１８は、フロート１１の浮力の変化に応じて撓みやすく、変形部１８に取付けられた歪ゲージ１６により確実に浮力の変化を感知することができる。
【００５４】
フロートケース１５の先端部は、帯状に形成された変形部１８以外はケース開口部１９として形成されている。このため、燃料タンク１内の燃料油がケース開口部１９を容易に出入りすることができ、フロートケース１５内の液面と燃料タンク液面２を一致させることができる。
なお、フロートケース１５には、先端のケース開口部１９以外にも燃料タンク１内の燃料油と空気が出入りするケース開口部１９が設けられている。このため、燃料タンク液面２の位置の変化を確実にフロート１１に伝えることができる。
【００５５】
歪ゲージ１６にはリード線１７が接続されており、図１に示すように、リード線１７はポンプユニット取付蓋５に取付けられた液面計コネクタ２２に接続されている。液面計コネクタ２２から更にリード線１７により歪測定機２０に接続され、歪ゲージ１６のデータを処理して燃料タンク１の燃料タンク液面２の位置が測定される。そして、歪測定機２０のデータは操縦席の液面表示計２１に表示される。
【００５６】
図２に示すように、フロートケース１５は、フロート底部１３を収納する側部分である上端が、燃料タンク１内に収納された燃料油がその最大容量まで収納された液面よりも上方或いはその液面付近に位置し、フロート先端部１２の当接する部分が最小容量が収納された液面である燃料タンク１のサブタンク３の底壁付近に位置する。このため、燃料タンク１内に収納された燃料油がその最大容量まで収納された液面から、もっとも低くなる液面までその液面の変化を全範囲に亘り確実に測定することができる。
【００５７】
次に、フロート１１による燃料タンク液面２の測定について説明する。
図２に示すように、フロート１１の一方の先端（図２においては、上端）であるフロート底部凹部１３ａは、スプリング１４が設けられている。スプリング１４により、図２におけるＦ１の力で下方にフロート１１を付勢している。また、フロート１１の自重による力Ｆ２によっても下方に付勢されている。
【００５８】
このため、フロート先端部１２は常にフロートケース１５の下方の先端である変形部１８に当接するように押圧されている。
このため、自動車の振動等により燃料タンク１内の燃料油が変動するが、この短時間の燃料タンク液面２の変動によるフロート１１の変動を防止して、安定した燃料タンク液面２の測定をすることができる。
【００５９】
一方、フロート１１は、浮力により図２に示すＦ３の力で上方に浮きあがろうとする。このため、歪ゲージ１６に加わる力Ｆ４は、Ｆ１プラスＦ２マイナスＦ３となる。Ｆ１プラスＦ２は常にＦ３よりも大きくなるようにスプリング１４を選択するため、フロート先端部１２は常に変形部１８に当接するが、フロート１１の浮力Ｆ３は、燃料タンク液面２により変動する。即ち、燃料タンク液面２が上方であればＦ３は大きくなり、変形部１８に加わる力Ｆ４は、小さくなる。また、燃料タンク液面２が下がれば、それにつれてフロート１１の浮力Ｆ３は小さくなり、Ｆ４は大きくなる。このＦ４の力の変化を歪ゲージ１６で測定することにより、燃料タンク液面２の位置を測定する。
【００６０】
フロート先端部１２が当接するフロートケース１５の変形部１８には、フロート先端部１２の押圧力を計測する感圧部材である歪ゲージ１６が取付けられ、歪ゲージ１６からのデータを測定して液面の位置を計測する。このため、フロート１１の浮力の変化をフロート先端部１２からフロートケース１５の変形部１８を通して歪ゲージ１６に確実に伝達することができ、歪ゲージ１６のデータを歪測定機２０に送り、燃料タンク液面２の位置の変化を確実に測定することができる。また、液面測定装置１０は、歪ゲージ１６で測定するため、接点、接触、摺動部分がないため、耐久性に優れている。
【００６１】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図４に基づき説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態とは液面測定装置１０の取付方法が異なり、他の部分は同様であるため、異なる部分について説明し、同様な部分の説明は省略する。
【００６２】
液面測定装置１０は、第１の実施の形態とは上下逆に取付られている。
液面測定装置１０は、フロートケース１５の変形部１８が上端に形成され、変形部１８には歪ゲージ１６が取付けられている。歪ゲージ１６からリード線１７が取付けられて、リード線１７は歪測定機２０と接続されている。
【００６３】
フロートケース１５の内部のフロート１１は、フロート先端部１２が上方に位置し、フロート先端部１２が変形部１８に当接している。フロート１１のフロート底部１３は、フロートケース１５の底部に位置し、フロート底部凹部１３ａにはスプリング１４が嵌め込まれている。このため、フロート１１は常に上方に付勢されている。
【００６４】
次に、第２の実施の形態における、フロート１１による燃料タンク液面２の測定について説明する。
図４に示すように、フロート１１の一方の先端（図４においては、下端）であるフロート底部凹部１３ａに嵌め込まれたスプリング１４により、図４におけるＦ６の力で上方にフロート１１を付勢している。このため、フロート先端部１２は常にフロートケース１５の上方の先端である変形部１８に当接するように押圧されている。
このため、自動車の振動等により燃料タンク１内の燃料油が変動するが、この短時間の燃料タンク液面２の変動によるフロート１１の変動を防止して、安定した燃料タンク液面２の測定をすることができる。
【００６５】
一方、フロート１１は、自重により図４に示すＦ５の力で下方に沈もうとするとともに、浮力により図４に示すＦ７の力で上方に浮きあがろうとする。このため、歪ゲージ１６に加わる力Ｆ８は、Ｆ６プラスＦ７マイナスＦ５となる。Ｆ６は常にＦ５よりも大きくなるようにスプリング１４を選択するため、フロート先端部１２は常に変形部１８に当接するが、フロート１１の浮力Ｆ７は、燃料タンク液面２により変動する。即ち、燃料タンク液面２が上方であればＦ７は大きくなり、変形部１８に加わる力Ｆ８は、大きくなる。また、燃料タンク液面２が下がれば、それにつれてフロート１１の浮力Ｆ７は小さくなり、Ｆ８は小さくなる。このＦ８の力の変化を歪ゲージ１６で測定することにより、燃料タンク液面２の位置を測定する。
【００６６】
このようにして、フロート先端部１２が当接するフロートケース１５の変形部１８の押圧力を計測する感圧部材である歪ゲージ１６からのデータを測定して液面の位置を計測する。このため、フロート１１の浮力の変化をフロート先端部１２からフロートケース１５の変形部１８を通して歪ゲージ１６に確実に伝達することができ、歪ゲージ１６のデータを歪測定機２０に送り、燃料タンク液面２の位置の変化を確実に測定することができる。
なお、第１の実施の形態と比べて、歪ゲージ１６は燃料タンク液面２よりも上方に位置するため、歪ゲージ１６の劣化を少なくすることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 燃料タンク
２ 燃料タンク液面
１０ 液面測定装置
１１ フロート
１２ フロート先端部
１３ フロート底部
１４ スプリング（ばね部材）
１５ フロートケース
１６ 歪ゲージ（感圧部材）
１８ 変形部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク内に収容されタンク内の液体の液面を検出する液面検出装置において、
該液面検出装置は、タンク内の液体がその最大容量まで収納された液面と最小容量が収納された液面との間に位置して長手方向に伸びるフロートと、該フロートを内部に収納するフロートケースとを有し、該フロートケースは、上記タンク内の液体と空気が出入りする開口を設け、
上記フロートは一方の先端は、突出したフロート先端部を形成し、上記フロートケースの一方の先端部に当接し、上記フロートの他方の先端は、ばね部材が当接するフロート底部を形成し、上記ばね部材により上記フロート先端部を上記フロートケースの一方の先端に常に当接するように上記フロートケースの一方の先端方向に付勢し、
上記フロート先端部が当接する上記フロートケースの先端部には、上記フロート先端部の押圧力を計測する感圧部材が取付けられ、該感圧部材からのデータを測定して液面の位置を計測することを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
上記フロートケースとフロートは、タンク内の液体の液面に対して垂直に設置された請求項１に記載の液面検出装置。
【請求項３】
上記フロートケースは、合成樹脂で形成され、上記フロート先端部が当接する上記フロートケースの先端部は、帯状に形成され、帯状の部分に上記感圧部材が取付けられ、帯状に形成された部分以外は開口部として形成された請求項１又は請求項２に記載の液面検出装置。
【請求項４】
上記フロートケースは、上記フロート底部を収納する側の部分が、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面よりも上方に位置し、上記フロート先端部の当接する部分が上記タンク内に収納された液体の最小容量が収納された液面付近に位置する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【請求項５】
上記フロートケースは、上記フロート先端部の当接する部分が、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面よりも上方に位置し、上記フロート底部を収納する側の部分が、上記タンク内に収納された液体の最小容量が収納された液面付近に位置する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【請求項６】
上記フロートは、合成樹脂の円筒状又は多角筒状に中空体として形成された請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【請求項７】
上記フロート先端部は、円錐状に先端が尖って形成され、円錐状の先端が上記感圧部材が取付けられた上記フロートケースの部分に当接する請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【請求項８】
上記フロート底部には、上記ばね部材を収納するフロート底部凹部が形成された請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【請求項９】
上記ばね部材は、コイルスプリングである請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【請求項１０】
上記感圧部材は歪ゲージである請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【請求項１１】
上記タンクは、自動車用燃料タンクである請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【請求項１】
タンク内に収容されタンク内の液体の液面を検出する液面検出装置において、
該液面検出装置は、タンク内の液体がその最大容量まで収納された液面と最小容量が収納された液面との間に位置して長手方向に伸びるフロートと、該フロートを内部に収納するフロートケースとを有し、該フロートケースは、上記タンク内の液体と空気が出入りする開口を設け、
上記フロートは一方の先端は、突出したフロート先端部を形成し、上記フロートケースの一方の先端部に当接し、上記フロートの他方の先端は、ばね部材が当接するフロート底部を形成し、上記ばね部材により上記フロート先端部を上記フロートケースの一方の先端に常に当接するように上記フロートケースの一方の先端方向に付勢し、
上記フロート先端部が当接する上記フロートケースの先端部には、上記フロート先端部の押圧力を計測する感圧部材が取付けられ、該感圧部材からのデータを測定して液面の位置を計測することを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
上記フロートケースとフロートは、タンク内の液体の液面に対して垂直に設置された請求項１に記載の液面検出装置。
【請求項３】
上記フロートケースは、合成樹脂で形成され、上記フロート先端部が当接する上記フロートケースの先端部は、帯状に形成され、帯状の部分に上記感圧部材が取付けられ、帯状に形成された部分以外は開口部として形成された請求項１又は請求項２に記載の液面検出装置。
【請求項４】
上記フロートケースは、上記フロート底部を収納する側の部分が、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面よりも上方に位置し、上記フロート先端部の当接する部分が上記タンク内に収納された液体の最小容量が収納された液面付近に位置する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【請求項５】
上記フロートケースは、上記フロート先端部の当接する部分が、タンク内に収納された液体がその最大容量まで収納された液面よりも上方に位置し、上記フロート底部を収納する側の部分が、上記タンク内に収納された液体の最小容量が収納された液面付近に位置する請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【請求項６】
上記フロートは、合成樹脂の円筒状又は多角筒状に中空体として形成された請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【請求項７】
上記フロート先端部は、円錐状に先端が尖って形成され、円錐状の先端が上記感圧部材が取付けられた上記フロートケースの部分に当接する請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【請求項８】
上記フロート底部には、上記ばね部材を収納するフロート底部凹部が形成された請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【請求項９】
上記ばね部材は、コイルスプリングである請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【請求項１０】
上記感圧部材は歪ゲージである請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【請求項１１】
上記タンクは、自動車用燃料タンクである請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の液面検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２０４２１（Ｐ２０１２−２２０４２１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８８４９１（Ｐ２０１１−８８４９１）
【出願日】平成２３年４月１２日（２０１１．４．１２）
【出願人】（３０８０３９４１４）株式会社ＦＴＳ (60)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１２日（２０１１．４．１２）
【出願人】（３０８０３９４１４）株式会社ＦＴＳ (60)
【Ｆターム（参考）】
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