JP2003042829A - 摺動抵抗式液面検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固定接点の幾つかが短絡しても、燃料などの
最大計測位置あるいは最小計測位置に対応した固定接点
に可動接点が接触したら、その表示を行うことが可能な
摺動抵抗式液面検出装置を提供するものである。 【解決手段】 複数の固定接点Ｐと抵抗体ｒとで構成さ
れる検出部に調整用抵抗体ｒ０を介して接続する出力電
極Ｐ０と、固定接点Ｐ上を摺動接触する可動接点７と、
抵抗体ｒの抵抗値の変動による前記液面を表示する表示
装置１０２を備えた摺動抵抗式液面検出装置において、
最も端に位置し抵抗体ｒと調整用抵抗体ｒ０の抵抗値の
和の信号を出力する最端部の固定接点ＰＥと、最端部の
固定接点ＰＥの隣の固定接点Ｐ８とを備え、最端部の固
定接点ＰＥと隣の固定接点Ｐ８との間の抵抗体ｒＥの抵
抗値が、抵抗体ｒと調整用抵抗体ｒ０の抵抗値の和から
抵抗体ｒＥの抵抗値を差し引いた抵抗値以上のものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タンク内に収納さ
れた液体の液面に浮動するフロートに連動する可動接点
の接触位置に対応する抵抗体の抵抗値によって液面を検
出する摺動抵抗式液面検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガソリンやメタノール等の液体燃料によ
って走行する車両にあっては、燃料を収納するタンクを
搭載し、ここからの燃料供給によってエンジンを駆動し
ており、こうした燃料の残量を指示する燃料計を運転席
前方のダッシュボードに設置し、運転者はこれを確認し
ている。

【０００３】このようなタンク内の燃料残量を指示する
燃料計としては、指針により指示をなす交差コイル式計
器やステッピングモータ式計器あるいはバーグラフやデ
ジタル数値にて指示をなす液晶表示器や蛍光表示管等が
用いられ、タンク内の燃料残量を検出するものとして
は、一般には構造が簡単で安価に構成できる抵抗式セン
サをタンク内に設置した液面センサが知られており、運
転者は運転席にてこの燃料計にて指示される燃料残量を
運転中常に確認でき、目的地までの距離に応じた給油の
必要性を判断することができる。

【０００４】図５に示すように抵抗式センサ１はタンク
２内に収納され、タンク２の開口部に取り付けられる取
付板３に設けられている。取付板３の下側には、固定接
点Ｐと抵抗体Ｒとを印刷形成したセラミックよりなる絶
縁基板６と、固定接点Ｐ上を摺動する可動接点７を備え
た摺動体８とが取り付けられている。

【０００５】図６にも示すように、固定接点Ｐは絶縁基
板６上に適宜間隔をおいて可動接点７の回動軌道に沿っ
て扇形に複数配列された電極パターンからなる。

【０００６】抵抗体Ｒは、例えば酸化ルテニウムを主成
分とする抵抗材料を焼成してなり、図６，７に示すよう
に、固定接点Ｐを構成する複数列の電極パターンの各一
部を連続的に覆うように被着されている。

【０００７】また、絶縁基板６の固定接点Ｐと抵抗体Ｒ
との回路的な接続を模式的に示すものとして、図９があ
る。この従来例においては、固定接点Ｐは１０個設けら
れており、抵抗体Ｒは各固定接点Ｐ間に設けられてい
る。なお、図９では、抵抗体Ｒは９箇所設けられている
ように描かれているが、実際は、図６に示すように一体
に形成されている。なお、抵抗体Ｒ０は調整用抵抗体で
あり、固定接点Ｐ０は図示しない燃料計に信号を出力す
るための外部出力用の電極である。

【０００８】可動接点７は、図７，図８にも示すよう
に、固定接点Ｐに対する摺動接触箇所となる摺動部７１
と、摺動部７１の反対側に加締め部７２を有する可動接
点材７３とからなり、この加締め部７２にて摺動体８に
固定されている。

【０００９】摺動体８は、弾性を有する金属板、例えば
リン青銅にて形成された金属板からなり、燃料の液面に
応じて上下動するフロート９とアーム１０とからなる可
動子に応じて回転運動するよう支持固定され、摺動体８
に取り付け固定された可動接点７が前記液面に応じて絶
縁基板６上を摺動するように支持固定されている。

【００１０】これにより、液面の上下の変動がフロート
９とアーム１０とを介して摺動体８に伝達され、可動接
点７が固定接点Ｐ上を摺動することにより、接触した固
定接点Ｐの位置と一端側との間にて有効抵抗となる抵抗
体Ｒの抵抗値の合計が変化し（図１０の黒四角参照）、
可動接点７と固定接点Ｐ間に流れる電流値が決まる。こ
の電流値の変化を出力電極Ｐ０を通じて検出信号として
出力するものである。なお、図６，図９では、固定接点
Ｐ間が大きく、あたかも、可動接点７が固定接点Ｐ間に
位置し絶縁状態となるかのごとく描かれているが、実際
には固定接点Ｐ間の間隔は狭く、固定接点Ｐと可動接点
７が絶縁されることはない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、こうした摺
動抵抗式液面検出装置は、液面の変動に応じて可動接点
７が、絶縁基板６の抵抗体Ｒと接続する多くの固定接点
Ｐ上を角度回動するものであるため、固定接点Ｐが可動
接点７との接触圧によって潰れて可動接点７の回動軌跡
に沿って変形し、固定接点Ｐ間が短絡してしまうという
不具合が稀に発生することがあった。

【００１２】特に、可動接点７が頻繁に摺動する固定接
点Ｐにおいては、例えば、図１１で示すように、タンク
の中間領域に対応する固定接点Ｐ２から固定接点Ｐ５ま
での間で、固定接点Ｐ間の短絡が発生する虞があった。
この時、抵抗体Ｒ１からＲＥまでの抵抗値は同一と仮定
した場合に、本来であれば、抵抗体Ｒの抵抗値は、図１
０の黒四角で示されたように設定されているはずである
のに、固定接点Ｐ２から固定接点Ｐ５までの間が短絡し
たことによって、固定接点Ｐ３以降の抵抗値が黒三角で
示されたように変化してしまい、例えば、Ｅ点での抵抗
値は、本来であれば、調整用抵抗体Ｒ０と抵抗体Ｒ０か
らＲＥまでの抵抗値の和であるはずが、固定接点Ｐ２か
ら固定接点Ｐ５間に短絡が発生したことにより、Ｅ点で
の抵抗値は、Ｒ０＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ６＋Ｒ７＋Ｒ８＋Ｒ
Ｅとなり、抵抗体Ｒ３からＲ５までの抵抗値分小さくな
ってしまい、正常時と比較すると、固定接点Ｐ６に可動
接点７が接触した状態と同じ抵抗値となり、タンク内の
燃料は空に近い状態であるにもかかわらず、実際の燃料
の残量とは異なる信号が出力され、燃料計でＥ点を正確
に示さなくなるという現象が生じる。

【００１３】こうした現象は、指針式計器においては文
字板のＥ点目盛位置より高域側を指示することとなり、
また液晶表示器のような電子式表示器によって複数のセ
グメントによるバー表示では、Ｅ点相当のセグメントが
作動するとともに高域側のセグメントまでの表示がなさ
れ、実際はタンクが空、若しくは空に近い状態であるに
もかかわらずＥ点指示に至らないといった信頼性のない
指示となってしまう。

【００１４】また、前記従来例のＦ点とＥ点とが反対の
構成となった場合、すなわち、タンクが満タンを指示す
る位置の固定接点に可動接点が接触した時の抵抗値が最
大で、空を指示する位置の固定接点に可動接点が接触し
た時の抵抗値が最低の場合には、タンク内の燃料は満タ
ンに近い状態であるにもかかわらず、燃料計のＦ点を示
さなくなり、指針式計器においては文字板のＦ点目盛位
置より低域側を指示することとなり、また液晶表示器の
ような電子式表示器によって複数のセグメントによるバ
ー表示では、Ｆ点相当のセグメントが作動せず低域側の
セグメントまでの表示がなされ、タンクが満タン、若し
くは満タンに近い状態であるにもかかわらずＦ点指示に
至らないといった信頼性のない指示となってしまう。

【００１５】そこで、本発明は、複数の固定接点の幾つ
かが短絡しても、燃料などの計測対象の最大計測位置あ
るいは最小計測位置に対応した固定接点に可動接点が接
触したら、表示装置にその表示を行うことが可能な摺動
抵抗式液面検出装置を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の摺動抵抗式液面
検出装置は、液面の変動に応じて動くフロートと、絶縁
基板と、前記絶縁基板上に並んで形成される複数の固定
接点と、前記固定接点間を接続する抵抗体と、前記複数
の固定接点と前記抵抗体とで構成される検出部に調整用
抵抗体を介して接続する出力電極と、前記フロートの動
きに連動して前記固定接点上を摺動接触する可動接点
と、前記可動接点が前記固定接点上を摺動接触すること
によって前記固定接点に接続した抵抗体の抵抗値の変動
による信号を受けて前記液面を表示する表示装置を備え
た摺動抵抗式液面検出装置において、前記複数の固定接
点の中で最も端に位置するとともに前記可動接点が接触
した場合に前記抵抗体と前記調整用抵抗体の抵抗値の和
の信号を出力する最端部の固定接点と、前記最端部の固
定接点の隣の固定接点とを備え、前記最端部の固定接点
と前記最端部の固定接点の隣の固定接点との間の抵抗体
の抵抗値が、前記抵抗体の抵抗値と前記調整用抵抗体の
抵抗値の和から前記最端部の固定接点と前記最端部の固
定接点の隣の固定接点との間の抵抗体の抵抗値を差し引
いた抵抗値以上としたものである。

【００１７】また本発明は、前記抵抗体は、前記最端部
の固定接点側に位置するに従い、固定接点間の抵抗値を
高く設定したものである。

【００１８】また本発明は、前記最端部の固定接点と前
記最端部の固定接点の隣の固定接点との間の抵抗体の抵
抗値より大きい値となる信号を前記表示装置を制御する
制御部が受けたら、前記制御部は前記表示装置が最大計
測量あるいは最小計測量を表示するように駆動するもの
である。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明における摺動抵抗式液面検
出装置は、液面の変動に応じて動くフロート９と、絶縁
基板６と、絶縁基板６上に並んで形成される複数の固定
接点Ｐと、固定接点Ｐ間を接続する抵抗体ｒと、複数の
固定接点Ｐと抵抗体ｒとで構成される検出部に調整用抵
抗体ｒ０を介して接続する出力電極Ｐ０と、フロート９
の動きに連動して固定接点Ｐ上を摺動接触する可動接点
７と、可動接点７が固定接点Ｐ上を摺動接触することに
よって固定接点Ｐに接続した抵抗体ｒの抵抗値の変動に
よる信号を受けて前記液面を表示する表示装置１０２を
備えた摺動抵抗式液面検出装置において、複数の固定接
点Ｐの中で最も端に位置するとともに可動接点７が接触
した場合に抵抗体ｒと調整用抵抗体ｒ０の抵抗値の和の
信号を出力する最端部の固定接点ＰＥと、最端部の固定
接点ＰＥの隣の固定接点Ｐ８とを備え、最端部の固定接
点ＰＥと最端部の固定接点ＰＥの隣の固定接点Ｐ８との
間の抵抗体ｒＥの抵抗値が、抵抗体ｒの抵抗値と調整用
抵抗体ｒ０の抵抗値の和から最端部の固定接点ＰＥと最
端部の固定接点ＰＥの隣の固定接点Ｐ８との間の抵抗体
ｒＥの抵抗値を差し引いた抵抗値以上としたものであ
る。このように構成することにより、複数の固定接点Ｐ
が短絡しても、最端部の固定接点ＰＥに対応した表示を
行うことが可能な摺動抵抗式液面検出装置を提供するこ
とができる。

【００２０】また、抵抗体ｒは、最端部の固定接点ＰＥ
側に位置するに従い、固定接点Ｐ間の抵抗値を高く設定
したものである。このように構成することにより、複数
の固定接点Ｐが短絡しても、最端部の固定接点Ｐに対応
した表示を行うことが可能であるとともに、複数の固定
接点Ｐが短絡しても、最端部の固定接点ＰＥより低域側
の固定接点であっても、最端部の固定接点ＰＥ側に寄っ
た表示を行うことができ、指示誤差を狭めて表示するこ
とが可能な摺動抵抗式液面検出装置を提供することがで
きる。

【００２１】また、最端部の固定接点ＰＥと最端部の固
定接点ＰＥの隣の固定接点Ｐ８との間の抵抗体ｒＥの抵
抗値より大きい値となる信号を表示装置１０２を制御す
る制御部１００が受けたら、制御部１００は表示装置１
０２が最大計測量あるいは最小計測量を表示するように
駆動するものである。このように構成することにより、
複数の固定接点Ｐが短絡しても、最端部の固定接点ＰＥ
に対応した表示を行うことが可能な摺動抵抗式液面検出
装置を提供することができる。

【００２２】

【実施例】図１から図４は、本発明の一実施例を示すも
ので、図１は摺動抵抗式液面検出装置の絶縁基板の要部
正面図、図２は抵抗体の抵抗値を示すグラフ図、図３は
抵抗値と指示値の関係を示すグラフ図、図４は表示シス
テムとしての一例を示すブロック図である。なお、前記
従来例と同一及び相当箇所には同一符号を伏してその詳
細な説明は省略する。

【００２３】本発明の摺動抵抗式液面検出装置の抵抗式
センサ１は、固定接点ＰＦ，Ｐ０〜Ｐ８，ＰＥと調整用
抵抗体Ｒ０と抵抗体ｒ１〜ｒ８，ｒＥとを印刷形成した
セラミックよりなる絶縁基板６を備えている。

【００２４】固定接点ＰＦ，Ｐ０〜Ｐ８，ＰＥは絶縁基
板６上に、適宜間隔をおいて可動接点７の回動軌道に沿
って扇形に複数配列された導電材料からなる。

【００２５】調整用抵抗体ｒ０と抵抗体ｒ１〜ｒ８，ｒ
Ｅは例えば酸化ルテニウムを主成分とする印刷層を焼成
してなり、固定接点ＰＦ，Ｐ０〜Ｐ８，ＰＥの各一部を
連続的に覆うように被着されている。

【００２６】本実施例では、複数の固定接点ＰＦ，Ｐ０
〜Ｐ８，ＰＥの中で、タンクの燃料残量の空に対応する
Ｅ点（エンプティ側）である最も端に位置する最端部の
固定接点ＰＥは、可動接点７が接触した場合に抵抗体ｒ
１〜ｒ８，ｒＥと調整用抵抗体ｒ０の抵抗値の和の信号
を出力するものである。

【００２７】そして、最端部の固定接点ＰＥと、この最
端部の固定接点ＰＥの隣の固定接点Ｐ８との抵抗体ｒＥ
の抵抗値が、抵抗体ｒ１〜ｒ８，ｒＥの抵抗値と調整用
抵抗体ｒ０の抵抗値の和から最端部の固定接点ＰＥと最
端部の固定接点ＰＥの隣の固定接点Ｐ８との間の抵抗体
ｒＥの抵抗値を差し引いた抵抗値以上としてある。すな
わち、抵抗体ｒＥの抵抗値は他の抵抗体ｒ１〜ｒ８や調
整用抵抗体ｒ０の抵抗値よりかなり大きく設定されてお
り、抵抗体ｒＥの抵抗値は、他の抵抗体ｒ１〜ｒ８と調
整用抵抗体ｒ０の抵抗値を合計したものより、大きく設
定されている。

【００２８】また、本実施例では、抵抗体ｒ１〜ｒ８
は、最端部の固定接点ＰＥ側に位置するに従い、固定接
点Ｐ間の抵抗値を高く設定してある。

【００２９】また、固定接点Ｐ、可動接点７と抵抗体ｒ
とで構成される検出部で検出した信号に基づいて表示装
置である指示計器により指示する構成を図４にて説明す
ると、１００は制御部としてのマイクロコンピュータ、
１０１はマイクロコンピュータ１００の指令信号に応じ
て所定の電圧出力を行う駆動ドライバ、１０２は駆動ド
ライバ１０１からの駆動電圧出力に応じて指針Ｎを角度
運動させる例えば交差コイル式計器からなる表示装置で
あり、抵抗式センサ１の検出信号を、マイクロコンピュ
ータ１００，駆動ドライバ１０１を通じて液量に応じた
駆動信号に変換し、この駆動信号に基づいて表示装置１
０２の指針Ｎを所定の振れ角分回動させ、タンク２内の
液量を表示してなるものである。

【００３０】また、最端部の固定接点ＰＥと最端部の固
定接点ＰＥの隣の固定接点Ｐ８との間の抵抗体ｒＥの抵
抗値より大きい値となる信号を表示装置１０２を制御す
る制御部１００が受けたら、制御部１００は表示装置１
０２が本実施例においては最小計測量を表示するように
駆動するものである。このように構成したことにより、
仮に、最端部の固定接点ＰＥを除く、固定接点ＰＦ〜Ｐ
８までが短絡したとしても、可動接点７が最端部の固定
接点ＰＥに接触した場合には、表示装置１０２では燃料
が空もしくは空に近い状態を表示することができる。

【００３１】例えば、図３で示すように、固定接点Ｐ２
から固定接点Ｐ５までの間で、固定接点Ｐ間の短絡が発
生した場合でも、本来、調整用抵抗体ｒ０を含めて抵抗
体ｒの抵抗値は、黒四角で示されたように設定されてい
るが、固定接点Ｐ２から固定接点Ｐ５までの間が短絡し
たことによって、固定接点Ｐ３以降の抵抗値が黒三角で
示されたように変化する。固定接点Ｐ２から固定接点Ｐ
５間に短絡が発生したことにより、Ｅ点での抵抗値は、
ｒ０＋ｒ１＋ｒ２＋ｒ６＋ｒ７＋ｒ８＋ｒＥとなり、抵
抗体ｒ３からｒ５までの抵抗値分小さくなってしまった
としても、最端部の固定接点ＰＥに可動接点７が接触し
た状態と同じ抵抗値となり、実際の燃料の残量とほぼ同
等の信号が出力され、表示装置１０２でＥ点を示すこと
が可能となる。

【００３２】このように構成することにより、少なくと
も、実際はタンクが空若しくは空に近い状態である場合
には、表示装置１０２はＥ点指示を行うことが可能とな
る。

【００３３】また、図２で示すように、抵抗体ｒ１〜ｒ
８は、最端部の固定接点ＰＥ側に位置するに従い、固定
接点Ｐ間の抵抗値を高く設定したことにより、複数の固
定接点Ｐが短絡しても、最端部の固定接点Ｐに対応した
表示を行うことが可能であるとともに、複数の固定接点
Ｐが短絡しても、最端部の固定接点ＰＥより低域側の固
定接点であっても、最端部の固定接点ＰＥ側に寄った表
示を行うことができ、指示誤差を狭めて表示することが
可能な摺動抵抗式液面検出装置を提供することができ
る。

【００３４】なお、一実施例の表示装置１０２をたとえ
ば液晶表示器のような電子式表示器とし、液面を複数セ
グメントによるバー表示としたものであってもよい。

【００３５】また、変形例として、一実施例のＦ点とＥ
点とが反対の構成となった場合、すなわち、タンクが満
タンを指示する位置の固定接点に可動接点が接触した時
の抵抗値が最大で、空を指示する位置の固定接点に可動
接点が接触した時の抵抗値が最低の場合においても、本
発明を適用することができる。

【００３６】また、実施例では、フロートにアームを連
結した構造であるが、長尺の絶縁基板をタンク内の上下
に垂下し、その周囲に可動接点付き環状フロートを浮遊
させる構造の液面検出装置であっても同様の抵抗値設定
を行うことで同様の結果を得ることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上、本発明により、初期の目的を達成
することができ、複数の固定接点の幾つかが短絡して
も、燃料などの計測対象の最大計測位置あるいは最小計
測位置に対応した固定接点に可動接点が接触したら、表
示装置にその表示を行うことが可能な摺動抵抗式液面検
出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の摺動抵抗式液面検出装置の
絶縁基板の要部正面図である。

【図２】同実施例の抵抗体の抵抗値を示すグラフ図であ
る。

【図３】同実施例の抵抗値と指示値の関係を示すグラフ
図である。

【図４】同実施例の表示システムとしての一例を示すブ
ロック図である。

【図５】従来例による液面検出装置の正面図である。

【図６】図５の要部を拡大した正面図である。

【図７】図５におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図８】図６における摺動体の背面側を示す正面図であ
る。

【図９】同従来例の絶縁基板の要部正面図である。

【図１０】同従来例の抵抗値と指示値の関係を示すグラ
フ図である。

【図１１】同従来例の固定接点の一部が短絡した状態の
絶縁基板の要部正面図である。

【符号の説明】

１ 抵抗式センサ ６ 絶縁基板 ７ 可動接点 ９ フロート １００ 制御部としてのマイクロコンピュータ １０２ 表示装置 ＰＦ，Ｐ１〜Ｐ８，ＰＥ 固定接点 Ｐ０ 外部出力用の電極 Ｒ１〜Ｒ８，ＲＥ，ｒ１〜ｒ８，ｒＥ 抵抗体 Ｒ０，ｒ０ 調整用抵抗体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液面の変動に応じて動くフロートと、絶
   縁基板と、前記絶縁基板上に並んで形成される複数の固
   定接点と、前記固定接点間を接続する抵抗体と、前記複
   数の固定接点と前記抵抗体とで構成される検出部に調整
   用抵抗体を介して接続する出力電極と、前記フロートの
   動きに連動して前記固定接点上を摺動接触する可動接点
   と、前記可動接点が前記固定接点上を摺動接触すること
   によって前記固定接点に接続した抵抗体の抵抗値の変動
   による信号を受けて前記液面を表示する表示装置を備え
   た摺動抵抗式液面検出装置において、前記複数の固定接
   点の中で最も端に位置するとともに前記可動接点が接触
   した場合に前記抵抗体と前記調整用抵抗体の抵抗値の和
   の信号を出力する最端部の固定接点と、前記最端部の固
   定接点の隣の固定接点とを備え、前記最端部の固定接点
   と前記最端部の固定接点の隣の固定接点との間の抵抗体
   の抵抗値が、前記抵抗体の抵抗値と前記調整用抵抗体の
   抵抗値の和から前記最端部の固定接点と前記最端部の固
   定接点の隣の固定接点との間の抵抗体の抵抗値を差し引
   いた抵抗値以上としたことを特徴とする摺動抵抗式液面
   検出装置。
2. 【請求項２】 前記抵抗体は、前記最端部の固定接点側
   に位置するに従い、固定接点間の抵抗値を高く設定した
   ことを特徴とする請求項１記載の摺動抵抗式液面検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記最端部の固定接点と前記最端部の固
   定接点の隣の固定接点との間の抵抗体の抵抗値より大き
   い値となる信号を前記表示装置を制御する制御部が受け
   たら、前記制御部は前記表示装置が最大計測量あるいは
   最小計測量を表示するように駆動することを特徴とする
   請求項１または請求項２記載の摺動抵抗式液面検出装
   置。