JP3724747B2 - 非接触式液面レベルセンサ - Google Patents

Description

本発明は、非接触式液面レベルセンサに関し、より詳細には外周面にマグネットが固定された回転軸を、同軸度に優れた一対の支持孔で支持し、軸受部の耐久性を向上させると共に、検出精度の向上を図った非接触式液面レベルセンサに関する。

従来、車輌用燃料タンク等に搭載されて燃料等の液体の貯溜量を検出する、例えば非接触式の液面レベルセンサは、フロートの移動に応じて回動する円環状のマグネットがフレーム内に配設されている。磁電変換素子であるホール素子は、円環状のマグネットと同一平面且つ該マグネットの中心部に配置されており、該ホール素子は、回動するマグネットによる磁束密度の変化を検出して電気信号に変換する。これによって、液面レベルを検出するようにしたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、フレーム表面上に形成された保持手段によってマグネットが固定されたマグネットホルダが回動自在に保持されており、該マグネットに対向して一対のコアと、該コアのギャップ部に設けられたホール素子とがフレーム内に配置されて、マグネットの回動による磁束密度の変化を検出するようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−２０６９５９号公報（第４−５頁、第１図） 特開２００２−２０６９４５号公報（第３−４頁、第１図） 特許文献１及び２に開示されている非接触式液面レベルセンサは、ホール素子をマグネットと同一平面内に配置し（特許文献１）、或いはマグネットホルダをフレーム表面上に形成された保持手段によって回動自在に保持するようにして（特許文献２）、非接触式液面レベルセンサの薄型化及びコストダウンを図ったものである。

また、他の従来技術としては、ハウジングにカバーをレーザ溶着、振動溶着、等により溶着して電子部品を液密にシールし、長期間にわたって非接触式液面レベルセンサの性能を高精度に維持するようにしたものも知られている。

即ち、図１６に示すように、従来の非接触式液面レベルセンサ１は、その合成樹脂製のハウジング２が車輛用燃料タンク３内に固定されるように、配設されている。車輛用燃料タンク３内には、燃料ポンプ１９が配置され、燃料ポンプ１９の吸込口に配置されたフィルタ７によってガソリン等の燃料１７内に混入する異物を濾過してエンジン等に供給するようになっている。

ハウジング２に形成されたマグネット収容部２ａには、回転軸４が回動自在に配置され、回転軸４の外周面には、焼結マグネット５が嵌合し、該焼結マグネット５が接着または係合等の手段によって回転軸４に固定されている。焼結マグネット５は、磁性粉を円環状に成形して焼成した後、径方向に２極着磁された、例えばフェライトマグネット等である。

マグネット収容部２ａの開口部には、合成樹脂製のマグネット収容部カバー１４が固定されている。マグネット収容部カバー１４に設けられた支持孔１４ａには、回転軸４の一端が挿入され且つ回動自在に支持されている。

フロート８に一端が固定されたフロートアーム６の他端は、回転軸４の孔に嵌合し、固定されている。車輛用燃料タンク３内の液面１５のレベル変位に伴なってフロート８が上下移動すると、その移動はフロートアーム６を介して回転軸４に伝達され、回転軸４を回動させるようになっている。

一対の略半円形のステータ９は、焼結マグネット５の外周面に対向して、略円を形成するように対向して配設されている。ステータ９は、ハウジング２にインサート成形、接着又はステータ９に設けられた位置決め孔にハウジング２に一体成形されたピンを嵌合させて該ピンを熱加締めする等の手段によりハウジング２に固定されている。

一対のステータ９の端面間には、１８０°の位相差を持つ２つのギャップが形成され、一方のギャップには、例えばホール素子、ホールＩＣ等の磁電変換素子１１が一対のステータ９によって挟まれるように配置されている。磁電変換素子１１のリード線１１ａは、ターミナル１３に電気的に接続されている。

そして、液面１５の変位に伴なってフロート８が上下移動すると、回転軸４が焼結マグネット５と共に回動する。焼結マグネット５の回動に伴なって、磁電変換素子１１を通過する磁束密度が変化すると、磁電変換素子１１がこれを検出して電気信号に変換し、ターミナル１３に出力するようになっている。

図１６に示すように、ターミナル１３は、磁電変換素子１１によって検出された電気信号を、非接触式液面レベルセンサ１の外部に伝達するためのものであって、導電性金属板の一端１３ａが直角に折り曲げられ、Ｌ字形に成形された縦長の平板状部材である。ターミナル１３は、ハウジング２の壁２ｂを内側から外側に貫通して配置され、その中間部が壁２ｂに埋設されてインサート成形されている。

ターミナル１３の中間部は、表面に複数本のＶ溝１３ｂが形成されている。ターミナル１３のハウジング２へのインサート成形は、Ｖ溝１３ｂを含む中間部にシールコート剤１８を塗布した後、インサート成形することによって、ターミナル１３の中間部がハウジング２の壁２ｂ内に埋設される。これによって、シールコート剤１８がハウジング２の壁２ｂに密着して、ターミナル１３とハウジング２との間のシール効果が得られる。

合成樹脂製のカバー３５がレーザ溶着等によって溶着され、液密にシールされたセンサ室２ｃ内に配置された複数のターミナル１３の一端１３ａには、磁電変換素子１１、抵抗、コンデンサ（図示せず）、等の電子部品が半田付けされて、検出回路の一部を構成するように、電気的に接続されている。磁電変換素子１１、抵抗、コンデンサ等の半田付け部には、半田付け後にポッティング剤１０が塗布されており、車輌の走行に伴う振動によって半田付け部に作用する力を軽減させて半田付け部を保護するようになっている。

ハウジング２に形成されたマグネット収容部２ａの開口部は、合成樹脂製のマグネット収容部カバー１４が溶着、係合等により固定されている。マグネット収容部カバー１４に設けられた支持孔１４ａ及びハウジング２に形成された支持孔２ｄには回転軸４の軸部が嵌合し、回動自在に支持されている。

回転軸４の軸部が嵌合しているマグネット収容部カバー１４及びハウジング２は、夫々別体で形成された後、溶着、係合等により固定されているので、マグネット収容部カバー１４の支持孔１４ａと、ハウジング２の支持孔２ｄの軸芯がずれた状態で固定される虞がある。支持孔１４ａと支持孔２ｄの軸芯がずれていると、焼結マグネット５が偏心して回転し、検出精度に悪影響を与える。

また、軸芯のずれは、軸受部の偏摩耗の原因となるばかりでなく、支持孔１４ａ及び支持孔２ｄに無理な力が作用して軸受部に損傷を与える虞があった。更に、ハウジング２とマグネット収容部カバー１４との固定（溶着、係合）が不完全となる虞があり、軸受強度が不足して車輌の走行に伴う振動等によって、軸受部が破損する虞があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受部の強度を向上させると共に、回転軸を偏心なく滑らかに回転できるように支持して、軸受部の耐久性に優れ、且つ検出精度の高い非接触式液面レベルセンサを提供することにある。

１）本発明の非接触式液面レベルセンサは、同一軸芯を有する一対の支持孔が設けられたハウジングと、測定すべき液面レベルの変位に応じて上下移動するフロートに一端が取り付けられ、他端が一方の支持孔に挿通され且つ他方の支持孔に回動自在に嵌合するフロートアームと、前記ハウジング内で前記フロートアームに固定され、前記フロートの上下移動に伴って前記フロートアームと共に回動する回転軸と、該回転軸の外周面に固定され、前記回転軸と共に回動するマグネットと、該マグネットの外周面に対向するように配置された一対のステータと、前記マグネットの回動に伴って生じる前記ステータ内の磁束密度の変化を検出し且つ電気信号に変換する磁電変換素子を備えた非接触式液面レベルセンサであって、前記フロートアーム他端の先端に前記回転軸の中心孔より小径である小径部が形成され、該小径部に連続して前記中心孔に圧入される大径部が形成されていることを特徴とする。

前記構成の非接触式液面レベルセンサによれば、回転軸を回動自在に支持する一対の支持孔は、同一部品（ハウジング）上に一体成形されて形成されているので、軸芯のずれが生じる虞はなく、高い同心度で成形することができる。従って、マグネットは偏心することなく滑らかに回動して、安定した検出出力が得られる。また、一対の支持孔の芯ずれに起因する軸受部の偏摩耗や損傷を皆無とすることができる。更に、一対の支持孔は同一部品（ハウジング）上に形成されているので、軸受強度が強く、軸受部に外力が作用しても軸受部が破損することはない。また、フロートアームの先端にハウジングの支持孔に嵌合する小径部を設けると共に、該小径部に連続して回転軸に固定される大径部を形成したので、回転軸の中心孔にフロートアームを挿入する際、フロートアームの小径部が回転軸の中心孔に当接することなく挿入することができ、フロートアームの挿入によって小径部及び中心孔が傷付くことはない。従って、小径部は、ハウジングの支持孔に滑らかに嵌合してガタや偏心の発生を防止することができる。また、フロートアームの大径部は、傷付きのない回転軸の中心孔に圧入されて確実に固定することができる。

２）本発明の非接触式液面レベルセンサは、１）記載の非接触式液面レベルセンサにおいて、前記ハウジングは、前記マグネット及び前記回転軸を収容するマグネット収容部が形成されると共に、側方に張出して形成された張出部を前記マグネット収容部の内面側壁と前記回転軸の側面との間に挿入して前記回転軸の軸方向隙間を制限するマグネット収容部カバーが前記マグネット収容部の開放口に取り付けられることを特徴とする。

前記構成の非接触式液面レベルセンサによれば、マグネット収容部カバーに設けた張出部をマグネット収容部の内面側壁と回転軸の側面との間に挿入して回転軸の軸方向隙間を制限するようにしたので、回転軸（マグネット）の軸方向移動（スラストガタ）を抑えることができ、これによって磁電変換素子の出力を安定させることができる。

３）本発明の非接触式液面レベルセンサは、１）又は２）記載の非接触式液面レベルセンサにおいて、前記フロートアームは、前記一端側の中間に鍔部が形成され、前記鍔部に圧入棒を当設させて前記フロートアームを軸方向に押圧することによって、前記フロートアームの前記一端を前記回転軸に圧入することを特徴とする。

前記構成の非接触式液面レベルセンサによれば、フロートアームの中間に鍔部を形成し、該鍔部に圧入棒を当設させてフロートアームを軸方向に押圧して回転軸に圧入するようにしたので、フロートアームに軸方向の力のみを作用させ、フロートアームを傾斜させることなく回転軸に真っ直ぐに圧入することができる。従って、圧入時、軸受部に無理な力を作用させて損傷を与えることがない。更に、回転軸（マグネット）がフロートアームに傾いて取り付けられることがなく、回転軸の蛇行回転に伴う検出出力の変動を防止して検出精度を向上させることができる。

本発明の非接触式液面レベルセンサによれば、回転軸を回動自在に支持する一対の支持孔は、同一部品（ハウジング）上に一体成形されて形成されているので軸芯のずれが生じる虞はなく、高い同心度で成形することができる。従って、マグネットは偏心することなく滑らかに回動して、安定した検出出力が得られる。また、一対の支持孔の芯ずれに起因する軸受部の偏摩耗や損傷を皆無とすることができる。更に、一対の支持孔は同一部品（ハウジング）上に形成されているので、軸受強度が強く、軸受部に外力が作用しても軸受部が破損することはない。また、フロートアームの先端に支持孔に嵌合する小径部を設けると共に、該小径部に連続して回転軸に固定される大径部を形成したので、回転軸の中心孔にフロートアームを挿入する際、フロートアームの小径部が回転軸の中心孔に当接することなく挿入することができ、フロートアームの挿入によって小径部及び中心孔が傷付くことはない。従って、小径部は、ハウジングの支持孔に滑らかに嵌合してガタや偏心の発生を防止することができる。また、フロートアームの大径部は、傷付きのない回転軸の中心孔に圧入されて確実に固定することができる。

また、本発明の非接触式液面レベルセンサによれば、マグネット収容部カバーに設けた張出部をマグネット収容部の内面側壁と回転軸の側面との間に挿入して回転軸の軸方向隙間を制限するようにしたので、回転軸（マグネット）の軸方向移動を抑えることができ、これによって磁電変換素子の出力を安定させることができる。

また、本発明の非接触式液面レベルセンサによれば、フロートアームの中間に鍔部を形成し、該鍔部に圧入棒を当設させてフロートアームを軸方向に押圧して回転軸に圧入するようにしたので、フロートアームに軸方向の力のみを作用させ、フロートアームを傾斜させることなく回転軸に真っ直ぐに圧入することができる。従って、圧入時に軸受部に無理な力を作用させて損傷を与えることがない。更に、回転軸（マグネット）がフロートアームに傾いて取り付けられることがなく、回転軸の蛇行回転に伴う検出出力の変動を防止して検出精度を向上させることができる。

以下、本発明に係る非接触式液面レベルセンサを車輌用燃料タンクに搭載した一実施形態を図１乃至図９に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態である非接触式液面レベルセンサの平面図であり、理解を容易にするためハウジングの表面側を削除してインサートされたターミナルアッシーを露出させて示す平面図、図２は図１のII−II矢視縦断面図、図３はターミナルアッシーの平面図、図４はハウジングの裏面側斜視図、図５はハウジングの表面側斜視図、図６は非接触式液面レベルセンサの平面図である。

また、図７はターミナルアッシーのインサート成形時に可動ピンによってターミナルを押さえてターミナルの変形を防止する状態を示す縦断面図であり、（ａ）は可動ピンがなく射出圧によってターミナルが変形する状態を示す縦断面図、（ｂ）はターミナルが可動ピンに狭持されて押さえられた状態を示す縦断面図、（ｃ）は成形後のハウジングの状態を示す縦断面図である。また、図８はマグネット収容部内に配置された回転軸にフロートアームが圧入された状態を示す要部縦断面図、図９はマグネット収容部カバーの斜視図である。

図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態である非接触式液面レベルセンサ２０は、ターミナルアッシー３０がハウジング２１にインサート成形されており、外部接続部２６ｇを除いてターミナルアッシー３０の殆どの部分がハウジング２１の合成樹脂内に埋設されている。

図３に示すように、ターミナルアッシー３０は、ターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ、磁電変換素子２５、抵抗２８、コンデンサ２９及び一対のステータ２４が一体に組み付けられて構成されている。ターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃは、電気回路の一部を構成し、磁電変換素子２５によって検出された電気信号を外部に伝達するためのものであって、導電性金属板をプレス加工して形成された形状の異なる３個のターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃが１組とされている。

夫々のターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの上端は、帯状キャリヤ２６ｄに連結されて形成されている。帯状キャリヤ２６ｄは、ターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃがハウジング２１にインサート成形された後、切断線ＣＬで切断される。これによってターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃは、夫々分離され、独立したターミナルとして機能するようになっている。帯状キャリヤ２６ｄが切断された後の夫々のターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの上端は、外部接続部２６ｇとなる。

ターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの外部接続部２６ｇの近傍且つハウジング２１にインサート成形されたときハウジング２１に埋設されるシール部位２６ｅには、複数本のＶ溝２６ｆがターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの長手方向と直角方向に形成されている。そして、ターミナルアッシー３０（ターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ）のインサート成形は、Ｖ溝２６ｆを含むシール部位２６ｅにシールコート剤１８を塗布してから行われる。これによって、ターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃとハウジング２１との間は確実にシールされる。

磁性体により略四分円形の板状に形成された一対のステータ２４は、ターミナル２６Ｂの長手方向（図３において上下方向）に略半円を形成するように配置され、４本の加締めピン３１によって加締められてターミナル２６Ｂに固定されている。これによって、一対のステータ２４は、非接触式液面レベルセンサ２０が組み付けられたとき、焼結マグネット２３の外周面に対向し、その横側面を略１８０°囲むように配置される（図１参照）。

各ステータ２４を構成する磁性体としては、ケイ素鋼板、鉄、マルテンサイト系ステンレス、等が例として挙げられる。なお、一対のステータ２４のターミナル２６Ｂへの固定は、溶接等、強固に固定できるものであればよく、限定されない。

一対のステータ２４の端面間に形成されたギャップＧには、例えばホール素子、ホールＩＣ、等の磁電変換素子２５が一対のステータ２４によって挟まれるように配置されている。磁電変換素子２５のリード線２５ａは、ターミナル２６Ｂ及び２６Ｃにスポット溶接されて電気的に接続されている。

また、ターミナル２６Ｂは、略コの字形に折り曲げられて形成された素子保持部２６ｇ、２６ｈが側方に張り出して２ヶ所設けられている。抵抗２８及びコンデンサ２９の本体部は、略コの字形の素子保持部２６ｇ、２６ｈに狭持されるように配置されて位置決めされている。抵抗２８及びコンデンサ２９は、その本体部を素子保持部２６ｇ、２６ｈに狭持するだけで所定の位置に配置されるので、組み付けが容易であるばかりでなく、抵抗２８及びコンデンサ２９の誤配置が確実に防止できる。素子保持部２６ｇ、２６ｈの高さは、抵抗２８及びコンデンサ２９の本体部の高さと略同じ高さとなっている。抵抗２８及びコンデンサ２９のリード線２８ａ，２９ａは、夫々ターミナル２６Ａ，２６Ｂ及びターミナル２６Ｂ，２６Ｃにスポット溶接されて電気的に接続されている。即ち、ターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ、磁電変換素子２５、抵抗２８及びコンデンサ２９によって電気回路が形成されている。磁電変換素子２５、抵抗２８及びコンデンサ２９のリード線２５ａ，２８ａ，２９ａをターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃにスポット溶接したのは、半田付けに比較して強固に固定でき、また半田、フラックス、半田洗浄剤等の環境負荷物質を使用せず、環境に配慮できるからである。

図１、図２、図４及び図５に示すように、上述したように組み付けられたターミナルアッシー３０は、ターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６ＣのＶ溝２６ｆを含むシール部位２６ｅにシールコート剤１８が塗布された後、例えばポリアセタール等の合成樹脂でインサート成形されハウジング２１が形成される。これによってターミナルアッシー３０は、外部接続部２６ｇを除く殆どの部分がハウジング２１内に埋設される。

インサート成形することにより、ターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ、磁電変換素子２５、抵抗２８、コンデンサ２９及び一対のステータ２４は、ハウジング２１を構成する合成樹脂によって更に確実に固定され、夫々の相対的な位置関係は変化することはない。なお、インサート成形時に合成樹脂の射出圧がステータ２４、磁電変換素子２５、抵抗２８及びコンデンサ２９に作用するが、ステータ２４は加締めピン３１によりターミナル２６Ｂに加締められて固定され、磁電変換素子２５は一対のステータ２４で狭持され、抵抗２８及びコンデンサ２９の本体部は、夫々、略コの字形に形成された素子保持部２６ｇ、２６ｈに狭持されて位置決めされており、また、リード線２８ａ，２９ａは、ターミナル２６Ａ，２６Ｂ及び２６Ｃにスポット溶接されて強固に固定されているので、合成樹脂の射出圧によってそれらの位置が移動する等の影響を受けることはない。

ターミナルアッシー３０は、外部接続部２６ｇを除いて合成樹脂内に埋設され、また唯一外部に繋がる外部接続部２６ｇの近傍のシール部位２６ｅにはシールコート剤１８が塗布されてハウジング２１との間がシールされているので、ターミナルアッシー３０は外部と確実に遮断されて液漏れ等が防止され、電気回路は燃料等から保護されている。

なお、ターミナルアッシー３０は、外部接続部２６ｇを除く総ての部分をハウジング２１内に埋設させるために、成形金型（図示せず）によって帯状キャリヤ２６ｄだけが保持された状態でインサート成形する必要がある。図７（ａ）に示すように、ターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの先端は自由であるため、合成樹脂の射出圧により変形する虞れがある。この変形は、ターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃに固定されている電子部品（抵抗２８、コンデンサ２９）を損傷させたり、或いは一対のステータ２４と焼結マグネット２３との相対的な位置ずれの原因となり、検出精度を低下させる虞がある。

これを防止するため、図７（ｂ）に示すように、成形金型に可動ピン３２を設け、該可動ピン３２によってターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの両側面を図１の斜線部３３で示す位置で狭持しながら合成樹脂を成形金型内に圧入する。そして、合成樹脂の成形サイクル中で可動ピン３２を矢印Ｅ方向に後退させ、最終的に可動ピン３２で保持していた部分も合成樹脂内に埋設させるようにして（図７（ｃ））、成形によるターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの変形を防止することが望ましい。

図１、図４及び図５に示すように、ハウジング２１には、側方に開放口２１ｂが設けられた略半円形のマグネット収容部２１ａが一対のステータ２４の内周面に対向するように形成されている。マグネット収容部２１ａの両側壁２１ｃには、同一軸芯上に支持孔である貫通孔２１ｄ，２１ｅが形成されている。２つの貫通孔２１ｄ，２１ｅは同時成形されるので芯ずれはなく、精度よく成形される。また、図５及び図６に示すように、ハウジング２１の一方の側面には、貫通孔２１ｄに対して半径方向に延びるアーム回動規制リブ２１ｆ、２１ｇが突設されており、後述する貫通孔２１ｄ，２１ｅに嵌合するフロートアーム２２が回動したとき、これに当接してフロートアーム２２の回動角度を所定の角度、例えば７０°、或いは１００°に規制するようになっている。

図８に示すように、マグネット収容部２１ａ内には、フロートアーム２２に支持された回転軸３６が回動自在に配設され、該回転軸３６の外周面にはリング状の焼結マグネット２３が嵌合されている。焼結マグネット２３は、磁性粉を円環状に成形して焼成した後、径方向に２極着磁された、例えばフェライトマグネット等であり、圧入、接着等によって回転軸３６に固定されている。

図６及び図８に示すように、フロート３８に一端が固定されたフロートアーム２２の他端は、先端部２２ａが回転軸３６の中心孔３６ａより小径とされている。回転軸３６を開放口２１ｂからマグネット収容部２１ａ内に挿入した後、フロートアーム２２の他端をマグネット収容部２１ａの一方の貫通孔２１ｄ、及び回転軸３６の中心孔３６ａに挿通し、更に小径の先端部２２ａをマグネット収容部２１ａの他方の貫通孔２１ｅに挿通させる。このとき、小径の先端部２２ａに続いて形成された大径部２２ｂは回転軸３６の中心孔３６ａに圧入される。これによって、回転軸３６が固定されたフロートアーム２２は、両貫通孔２１ｄ，２１ｅで回動自在に支持される。なお、フロートアーム２２の先端部２２ａは、回転軸３６の中心孔３６ａより小径となっているので、フロートアーム２２を回転軸３６の中心孔３６ａに挿入する際、先端部２２ａと中心孔３６ａとの当接が回避され、フロートアーム２２の先端部２２ａが傷付くことはない。また、回転軸３６の中心孔３６ａが先端部２２ａによって削られて損傷を受けることもない。従って、小径の先端部２２ａは、貫通孔２１ｅに滑らかに嵌合してガタや偏心を防止することができる。また、フロートアーム２２の大径部２２ｂは、回転軸３６の中心孔３６ａに所定の圧入力で圧入され、確実に固定される。

図１及び図９に示すように、マグネット収容部２１ａの開放口２１ｂは、合成樹脂製のマグネット収容部カバー３４が装着されて覆われる。即ち、ハウジング２１に形成された係止孔にマグネット収容部カバー３４に形成された爪３４ａを係合させることによって、マグネット収容部カバー３４がハウジング２１に組み付けられ、マグネット収容部２１ａ内への異物の侵入が防止される。

本実施形態の作用を説明する。

図１及び図６に示すように、非接触式液面レベルセンサ２０は、自動車の燃料タンク等の貯溜タンク内に配設されており、該貯溜タンクに貯溜されたガソリン等の液面レベルが変位すると、フロート３８が上下移動して回転軸３６を焼結マグネット２３と共に回動させる。焼結マグネット２３の回動に伴なって、磁電変換素子２５を通過する磁束密度が変化すると、磁電変換素子２５がこれを検出して電気信号に変換し、ターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを介して外部に出力する。

車輛の燃料タンク内に配設された非接触式液面レベルセンサ２０は、ガソリン等の膨潤性を有する液体に曝されると共に、大きな温度変化や振動等の厳しい条件で用いられる。

ハウジング２１にインサート成形されたターミナルアッシー３０は、外部接続部２６ｇを除いて合成樹脂内に埋設されており、また外部接続部２６ｇの近傍のシール部位２６ｅにはシールコート剤１８が塗布されてハウジング２１との間がシールされているので、従来のような合成樹脂の成形ヒケやカバーの溶着不良、等によりシール不良が生じることはなく、電気回路はガソリン等による膨潤等の影響を直接受けることがない。従って、非接触式液面レベルセンサ２０の内部は確実にシールされ、長期間にわたって、非接触式液面レベルセンサ２０を安定且つ正確に作動させることができる。

磁電変換素子２５、電子部品（抵抗２８，コンデンサ２９）、一対のステータ２４及びターミナル２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ等をハウジング２１の合成樹脂内に埋設させて固定したので、自動車の走行に伴って非接触式液面レベルセンサ２０が振動しても各部品の相対位置は変動せず、振動の影響を受けることなく確実に作動する。インサート成形による埋設に加え、更に、ステータ２４は加締めピン３１によりターミナル２６Ｂに加締められて固定され、磁電変換素子２５は一対のステータ２４で狭持され、電子部品（抵抗２８，コンデンサ２９）は本体部が夫々略コの字形に形成された素子保持部２６ｇ、２６ｈに狭持されて位置決めされているので、電気回路はインサート成形時の合成樹脂の射出圧による影響は勿論、走行に伴う振動の影響を受けることもない。

また、一対のステータ２４及び磁電変換素子２５は、同一のターミナル２６Ｂ上に固定されているので、使用環境温度が変化してハウジング２１が膨張収縮したり、非接触式液面レベルセンサ２０に振動が加わっても、一対のステータ２４と磁電変換素子２５との相対的位置が変化することはない。従って、非接触式液面レベルセンサ２０の出力が変化することはなく、検出精度は高精度に維持される。

図６に示すように、貯溜タンクに貯溜されたガソリン等の液面レベルの変位に伴ってフロート３８は上下移動するが、貯溜タンクが満タンの時にはフロートアーム２２はアーム回動規制リブ２１ｆに当接し、また貯溜タンクが空の時にはフロートアーム２２はアーム回動規制リブ２１ｇに当接する。これによって、フロートアーム２２の回動範囲は所定の角度、例えば７０°、或いは１００°以内に規制され安定した出力を得ることができる。

次に、フロートアームの変形例を図１０乃至図１２を参照して説明する。図１０は従来形状のフロートアームをマグネット収容部に配置した回転軸に圧入する状態を示す縦断面図、図１１は本実施形態のフロートアームを圧入装置によってマグネット収容部に配置した回転軸に圧入する状態を示す縦断面図、図１２は本実施形態のフロートアームの圧入装置の側面図である。

図１０に示すように、従来形状のフロートアーム２２は先端部が直角に曲げられているので、回転軸３６に圧入するためにフロートアーム２２を矢印Ｋ方向に押圧すると、フロートアーム２２が矢印Ｌ方向に傾いた状態で圧入されることになる。従って、フロートアーム２２の圧入時にハウジング２１の貫通孔２１ｄ，２１ｅに損傷を与えたり、またフロートアーム２２が傾いた状態で回転軸３６に圧入され、滑らかな回転の障害となるばかりでなく、焼結マグネット２３と磁電変換素子２５との相対位置が安定せず、磁電変換素子２５の出力にも影響する場合があった。

図１１に示すように、本実施形態のフロートアーム４０は、折曲部近傍に鍔部４０ａが形成されている点が従来形状のフロートアーム２２と異なる。フロートアーム４０の回転軸３６への圧入は、圧入装置４１を用いて行う。

図１２に示すように、圧入装置４１は、ハウジング２１を所定の箇所に固定する固定治具４２と、圧入棒４３とを備えている。固定治具４２には、水平方向にスライド移動してマグネット収容部２１ａ内に配置された回転軸３６の下面を支持する受け治具４４が設けられている（図１１参照）。圧入棒４３は、操作レバー４５を操作すると図示しないラック、ピニオンの作用によって図１２において上下方向に移動するようになっている。圧入棒４３の先端は、フロートアーム４０の折曲部を収容可能な溝４３ａが形成されている。

フロートアーム４０の回転軸３６への圧入は、固定治具４２の所定の箇所にハウジング２１を配置し、マグネット収容部２１ａ内に回転軸３６を挿入する。受け治具４４をスライド移動させて回転軸３６の下面を支持した後、操作レバー４５を操作して圧入棒４３を降下させる。フロートアーム４０の折曲部は溝４３ａ内に収容され、圧入棒４３の先端がフロートアーム４０の鍔部４０ａに当接してフロートアーム４０を真っ直ぐに軸方向に押圧する。これによって、フロートアーム４０は、傾斜することなく、また位置精度よく回転軸３６に圧入され、回転軸３６の滑らかな回転が確保される。

その他の部分については、図１乃至図９に示す実施形態の非接触式液面レベルセンサ２０と同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

次に、回転軸の変形例を図１３乃至図１５を参照して説明する。図１３はフロートアームに支持されてマグネット収容部内に回動自在に配置された回転軸の縦断面図、図１４はマグネット収容部カバーの斜視図、図１５は回転軸がマグネット収容部内に組み込まれる手順を示す縦断面図である。

本変形例は、主に回転軸５０及びマグネット収容部カバー５１の形状が図１乃至図９に示す実施形態のものと異なっている。図１３に示すように、変形例の回転軸５０は、外周面に焼結マグネット２３が嵌合された円筒形の部材であり、中心に貫通孔５０ｂが形成されると共に、一方の側面の中心には軸部５０ａが凸設されている。軸部５０ａは、ハウジング２１の一方の貫通孔２１ｅに嵌合し回動自在に配置されている。回転軸５０の貫通孔５０ｂには、ハウジング２１の貫通孔２１ｄに挿通されたフロートアーム２２が圧入されている。これによって、回転軸５０は、軸部５０ａ及びハウジング２１の貫通孔２１ｄに挿通されたフロートアーム２２によって回動自在にマグネット収容部２１ａ内に配設されている。

図１４に示すように、マグネット収容部カバー５１は、図９に示すマグネット収容部カバー３４に二股状の張出部５１ａが側方に張り出して設けられた形状となっている。

図１５に示すように、回転軸５０のマグネット収容部２１ａ内への組付け手順は、回転軸５０をマグネット収容部２１ａの開放口２１ｂから矢印Ｍ方向に挿入（図１５（ａ））した後、回転軸５０を矢印Ｎ方向に移動させて軸部５０ａをハウジング２１の貫通孔２１ｅに嵌合させる（図１５（ｂ））。次いで、フロートアーム２２の一端をハウジング２１の貫通孔２１ｄに矢印O方向に挿通させ、回転軸５０の貫通孔５０ｂに所定の長さ圧入する（図１５（ｃ））。最後に、張出部５１ａをマグネット収容部２１ａの内面側壁と回転軸５０の間に挿入（矢印Ｐ方向）しながらマグネット収容部カバー５１をハウジング２１に装着してマグネット収容部２１ａの開放口２１ｂを閉鎖する（図１５（ｄ））。

本変形例によると、張出部５１ａの厚さによって回転軸５０の軸方向隙間を調節することができ、回転軸５０（焼結マグネット２３）の位置を安定させて検出精度を向上させるとができる。また、フロートアーム２２の圧入長さを長くすることができ、フロートアーム２２の傾きを防止すると共に、フロートアーム２２を回転軸５０に確実に固定することができる。また、マグネット収容部カバー５１の装着によりマグネット収容部２１ａ内への異物の侵入を防止することができる。

その他の部分については、図１乃至図９に示す実施形態の非接触式液面レベルセンサ２０と同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

尚、本発明は、前述した実施形態及び変形例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、前述した実施形態及び変形例における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、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。

また、本発明の非接触式液面レベルセンサが、前述のような車輌用燃料タンクに限らず、種々の液体貯留タンクの液面レベルの検出に適用可能であることは言うまでもない。

本発明の一実施形態の非接触式液面レベルセンサの平面図である。 図１におけるII−II矢視縦断面図である。 図１におけるターミナルアッシーの平面図である。 図１におけるハウジングの裏面側斜視図である。 図１におけるハウジングの表面側斜視図である。 図１における非接触式液面レベルセンサの平面図である。 ターミナルアッシーのインサート成形時に可動ピンによってターミナルを押さえてターミナルの変形を防止する状態を示す縦断面図であり、（ａ）は射出圧によってターミナルが変形する状態を示す縦断面図、（ｂ）はターミナルが可動ピンに狭持されて押さえられた状態を示す縦断面図、（ｃ）は成形後のハウジングの状態を示す縦断面図である。 マグネット収容部内に配置された回転軸にフロートアームが圧入された状態を示す要部縦断面図である。 マグネット収容部カバーの斜視図である。 フロートアームをマグネット収容部に配置した回転軸に圧入する状態を示す縦断面図である。 圧入装置によってフロートアームをマグネット収容部内に配置した回転軸に圧入する状態を示す縦断面図である。 フロートアームの圧入装置の側面図である。 フロートアームに支持されマグネット収容部内に回動自在に配置された回転軸の縦断面図である。 マグネット収容部カバーの斜視図である。 回転軸がマグネット収容部内に組み込まれる手順を示す縦断面図である。 従来の燃料タンク内に配置された非接触式液面レベルセンサの縦断面図である。

符号の説明

２０ 非接触式液面レベルセンサ
２１ ハウジング
２１ａ マグネット収容部
２１ｂ 開放口
２１ｃ 側壁
２１ｄ，２１ｅ 貫通孔（支持孔）
２２，４０ フロートアーム
２３ マグネット
２４ 一対のステータ
２５ 磁電変換素子
３６，５０ 回転軸
４０a 鍔部
４３ 圧入棒
５０a 軸部
５１ マグネット収容部カバー
５１a 張出部

Claims (3)

1. 同一軸芯を有する一対の支持孔が設けられたハウジングと、測定すべき液面レベルの変位に応じて上下移動するフロートに一端が取り付けられ、他端が一方の支持孔に挿通され且つ他方の支持孔に回動自在に嵌合するフロートアームと、前記ハウジング内で前記フロートアームに固定され、前記フロートの上下移動に伴って前記フロートアームと共に回動する回転軸と、該回転軸の外周面に固定され、前記回転軸と共に回動するマグネットと、該マグネットの外周面に対向するように配置された一対のステータと、前記マグネットの回動に伴って生じる前記ステータ内の磁束密度の変化を検出し且つ電気信号に変換する磁電変換素子を備えた非接触式液面レベルセンサであって、
   前記フロートアーム他端の先端に前記回転軸の中心孔より小径である小径部が形成され、該小径部に連続して前記中心孔に圧入される大径部が形成されていることを特徴とする非接触式液面レベルセンサ。
   
2. 前記ハウジングは、前記マグネット及び前記回転軸を収容するマグネット収容部が形成されると共に、側方に張出して形成された張出部を前記マグネット収容部の内面側壁と前記回転軸の側面との間に挿入して前記回転軸の軸方向隙間を制限するマグネット収容部カバーが前記マグネット収容部の開放口に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の非接触式液面レベルセンサ。
3. 前記フロートアームは、前記一端側の中間に鍔部が形成され、前記鍔部に圧入棒を当設させて前記フロートアームを軸方向に押圧することによって、前記フロートアームの前記一端を前記回転軸に圧入することを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触式液面レベルセンサ。

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