JPH10246665A - 燃料ゲージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料容量の計測精度の向上に寄与することが
できる燃料ゲージを提供する。 【解決手段】 フロート７をアウターフロート１１とホ
ールＩＣ２５を有するインナーフロート１３とから構成
し、インナーフロート１３をアウターフロート１１に内
包して、インナーフロート１３を燃料の液位Ｆに応じて
長手方向に移動自在となるように配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料ゲージに関
し、特に、車両における燃料容量の計測に適応可能な燃
料ゲージに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両の燃料容量の計測を行う燃料
ゲージとしては、磁気式燃料ゲージが知られている。

【０００３】このものは、上下方向を長手方向とする２
本の軟磁性材の支柱を相対置し、これらの２本の支柱の
上端部間と下端部間との双方に、着磁方向が長手方向に
垂直で、かつ互いに反対向きとなるように２つの磁石を
それぞれ配置している。

【０００４】そして、２本の支柱には燃料の液位に応じ
て浮動するフロートが挿入されて、フロートは支柱の長
手方向にのみ移動自在となるようにする。このフロート
の内部に形成した素子挿入部に、２本の支柱の相対向面
に近接対向するようにヨークを挿入し、さらに、これら
のヨーク間にホールＩＣを挿入する。そして、このホー
ルＩＣの端子にカールワイヤの一端を接続し、このカー
ルワイヤの下端を支柱に固定し、さらにその先の信号取
出線を燃料タンクから外部に引き出すようにしている。
カールワイヤは支柱の周囲を巻かれており、カールワイ
ヤが纏繞してフロートの動きを阻害することを防止して
いる。

【０００５】このような構造の磁気式燃料ゲージでは、
２つの磁石と２本の支柱により閉磁路が形成される。こ
の閉磁路に２枚のヨークを配置することによって、上側
の磁石から出る磁束と下側の磁石から出る磁束とがそれ
ぞれ閉磁路を形成し、ヨーク間の間隙では、これらの閉
磁路によって生じる磁束は互いに打ち消し合う方向に漏
れる。

【０００６】ここで、それぞれの磁石に同形状、同エネ
ルギ積の永久磁石を用いると、ヨーク間の間隙には、磁
気回路の中央位置を境にして対称に変化する正負の磁束
密度が生ずる。この磁束密度の変化は、磁束密度に比例
した電圧出力を発生するホールＩＣによって検出するこ
とができる。このホールＩＣはヨークと一体であり、フ
ロートの内部に固定されているので、燃料タンク内の燃
料の液位が変化すると、フロートは液位の動きに追従し
て動き、磁石との距離が変化する。そして、フロートと
共に動くホールＩＣの出力電圧よりフロートの支柱に対
する位置、すなわち液位を検出することができるといっ
た利点を有するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カール
ワイヤはカール形状の形相であるため弾性を有している
ので、燃料の液位の上昇に伴ってカールワイヤが伸長す
ると弾性力は増大していく。その結果、フロートを下に
引っ張ろうとする力が強くなり、液位に対してフロート
は下方に移動することになる。この結果、液位に対する
ホールＩＣの位置も必然的に下方に移動するので、ホー
ルＩＣの出力に基づいて算出された燃料容量はこの移動
分だけ低い値を呈示してしまうといった問題があった。

【０００８】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的としては、燃料容量の計測精度の向上に寄与す
ることができる燃料ゲージを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するため、燃料の液位に応じて浮動する
フロートに、フロートの位置を検知する検知手段を設
け、検知されたフロート位置に応じて燃料容量を計測す
る燃料ゲージにおいて、前記フロートは、前記検知手段
を設け、燃料の液位に応じて浮動する第１のフロート
と、第１のフロートを内包し、燃料の液位に応じて浮動
する第２のフロートとを有し、第２のフロートの吃水線
が移動する場合にも、第１のフロートの吃水線を一定に
保つことを要旨とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記第１のフロートは、前記検知手段と第２の
フロートとの間に、燃料の液位に応じて伸縮自在なワイ
ヤを有することを要旨とする。

【００１１】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、第１の
フロートに検知手段を設け、第２のフロートに第１のフ
ロートを内包するように構成し、第２のフロートの吃水
線が移動する場合にも、第１のフロートの吃水線を一定
に保つようにしたので、燃料容量の計測精度の向上に寄
与することができる。

【００１２】また、請求項２記載の本発明によれば、第
１のフロートは、検知手段と第２のフロートとの間に、
燃料の液位に応じて伸縮自在なワイヤを有するので、第
１のフロートに係るワイヤの伸縮荷重を減少させること
ができ、その結果、燃料容量の計測精度の向上に寄与す
ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係
る燃料ゲージが適応可能な磁気式燃料ゲージ１の構成を
示す図である。車両に取り付けるための燃料タンクは、
容量効率を向上するために特殊な形状をしているものが
多く、例えば、車両の後席シートに合わせた形状をして
いるものがある。この場合、燃料タンクは薄型で鉛直方
向に対して斜め形状を有している。本実施の形態の磁気
式燃料ゲージ１は、このような燃料タンクに装着される
ため、鉛直方向に対して約３５度傾けて燃料タンクに取
り付けられている。

【００１４】同図において、磁気式燃料ゲージ１は、上
下方向を長手方向とする２本の軟磁性材の支柱３ａ，３
ｂを相対置し、これらの２本の支柱３ａ，３ｂの上端部
間と下端部間との双方に、着磁方向が長手方向に垂直
で、かつ互いに反対向きとなるように磁石５ａ，５ｂを
それぞれ配置する。この磁石５ａ，５ｂは、例えば９ｍ
ｍ×９ｍｍ×１０ｍｍのＳｍＣｏ磁石からなり、１０ｍ
ｍの方向に着磁されている。また、支柱３ａ，３ｂは耐
食性の高い磁性材であるＳＵＳ４３０からなり、長さ４
５０ｍｍ、幅１０ｍｍ厚み２．５ｍｍという形状であ
る。

【００１５】これら２本の支柱３ａ，３ｂには、燃料の
液位Ｆに応じて浮動するフロート７が挿入されており、
支柱３ａ，３ｂの長手方向にのみ移動自在となるように
している。

【００１６】そして、フロート７の内部に構成されたホ
ールＩＣの端子にカール形状加工を施したカールワイヤ
９の一端を接続し、このカールワイヤ９の他端を支柱３
ａ，３ｂの下端に固定する。カールワイヤ９は、支柱３
ａ，３ｂの周囲を巻かれており、カールワイヤ９が纏繞
してフロート７の動きを阻害することを防止している。
さらにその先の信号取り出し線は外部の燃料メータ駆動
回路に接続されている。

【００１７】次に、図２〜図５を用いて、フロート７の
内部構成を説明する。なお、図３〜図５には、それぞれ
フロート７のＣ−Ｃ´断面図、Ｄ−Ｄ´断面図、Ｅ−Ｅ
´断面図を示す。図２に示すように、フロート７は、ア
ウターフロート１１，インナーフロート１３，ベース１
５，コンタクトプレート１７，ワイヤホルダ１９とから
構成される。

【００１８】アウターフロート１１とインナーフロート
１３は、双方とも充分な浮力を発生させるため、ＮＢＲ
ゴムの発泡体からなる。インナーフロート１３には、図
３に示すように、ベース１５が挿入されており、爪２１
によりインナーフロート１３に固定されている。また、
図４に示すように、インナーフロート１３とベース１５
に形成された貫通孔２３ａ，２３ｂには支柱３ａ，３ｂ
が貫通している。貫通孔２３ａ，２３ｂで挟まれた部分
には、ホールＩＣ２５及び支柱３ａ，３ｂと同じＳＵＳ
４３０からなるヨーク２７ａ，２７ｂが内蔵されてい
る。ベース１５は、図５に示すように、支柱３ａ，３ｂ
との摩擦を減少させるために、摺動抵抗が微少であるポ
リアセタール樹脂から形成されている。

【００１９】なお、ホールＩＣ２５は、磁束密度に比例
した電圧を出力する磁電変換素子であり、ホール素子と
増幅回路を内蔵する。ホールＩＣ２５には感磁方向があ
り、図６のように、左右方向の磁束密度の大きさに比例
した電圧を出力する。この出力電圧によってフロート７
の支柱３ａ，３ｂに対する位置、すなわち液位Ｆを検出
することができる。

【００２０】コンタクトプレート１７及びワイヤホルダ
１９は、ともにポリアセタール樹脂から形成され、図４
に示すように、それぞれ爪２９，３１によりアウターフ
ロート１１に固定されている。図２（ａ），（ｃ）に示
すように、コンタクトプレート１７及びワイヤホルダ１
９に設けられた突起３３により支柱３ａ，３ｂとの位置
決めを行って、アウターフロート１１が支柱３ａ，３ｂ
に対して傾くことを防止している。これにより、アウタ
ーフロート１１の上下動を阻害しないようにするととも
に、アウターフロート１１とインナーフロート１３との
干渉を防止している。また、図２（ｂ），（ｃ）に示す
ように、ワイヤホルダ１９の下部にはフック３５があ
り、フック３５にカールワイヤ９を挿通した後に、接着
剤３７によりカールワイヤ９を固定している。

【００２１】次に、図７に、カールワイヤ９の断面構造
を示す。カールワイヤ９は、導体３９とその周囲を覆う
絶縁体４１とからなる芯線を３本撚って、さらに、その
周囲にはシース４３を施した構造となっている。絶縁体
４１及びシース４３には耐燃料性があり、かつ、常温と
低温の弾性率変化が樹脂としては微少であるＦＥＰ樹脂
を使用している。絶縁体４１とシース４３の厚みはとも
に０．２ｍｍである。フック３５からホールＩＣ２５の
間は、カールワイヤ９のシース４３が除去された３本の
芯線が露出しており、これを切り欠き４５に掛けてワイ
ヤホルダ１９の上部に転位させ、支柱３ａ，３ｂの周り
に約１回転巻いた後に、ホールＩＣ２５の端子に接続さ
れる。これらの部品は、ケース４７内に収納されて、磁
気式燃料ゲージ１は構成されている。

【００２２】図８には、支柱３ａ，３ｂを結ぶ方向の磁
束密度の変化特性を示す。同図のように、磁石５ａ，５
ｂに近いところでは強く（磁石５ａ近傍と磁石５ｂ近傍
では極性は異なる）、中間点ではほぼゼロとなる。すな
わち、支柱３ａ，３ｂの位置と磁束密度の大きさとは一
対一で決まるため、フロート７と共に動くホールＩＣ２
５の出力電圧よりフロート７の支柱３ａ，３ｂに対する
位置、すなわち液位Ｆを検出することができる。

【００２３】ここで、図９，図１０に、磁気式燃料ゲー
ジ１の製作プロセスを示す。まず、図９（ａ）に示すよ
うに、アウターフロート１１にコンタクトプレート１７
を挿入し、爪２９により固定する。次に、図９（ｂ）に
示すように、アウターフロート１１とインナーフロート
１３に支柱３ａ，３ｂを挿入する。次に、図９（ｃ）に
示すように、ワイヤホルダ１９のフック３５にカールワ
イヤ９を挿通させ、接着剤３７でフック３５に固定す
る。フック３５に通したカールワイヤ９の長さは、イン
ナーフロート１３がアウターフロート１１内を移動自在
で、かつ、支柱３ａ，３ｂの周りを約１回巻けるように
する。さらに、フック３５に通した側のカールワイヤ９
のシース４３を除去して、３本の芯線を露出させてお
く。

【００２４】次に、図９（ｄ）に示すように、ベース１
５をカールワイヤ９のシース４３を除去した側に半田付
けして接続する。次に、図１０（ｅ）に示すように、支
柱３ａ，３ｂの周りにカールワイヤ９をカール状に巻い
て、ベース１５とワイヤホルダ１９の爪２１，３１があ
る方をアウターフロート１１・インナーフロート１３側
にして、支柱３ａ，３ｂを挿入する。次に、図１０
（ｆ）に示すように、ベース１５をインナーフロート１
３に挿入して、爪２１により固定する。次に、図１０
（ｇ）に示すように、ワイヤホルダ１９をアウターフロ
ート１１に挿入し、爪３１により固定する。

【００２５】次に、図１１を用いて、磁気式燃料ゲージ
１の動作の様子を説明する。図１１（ａ）に示すよう
に、液位Ｆが低いときにはカールワイヤ９が縮むため、
カールワイヤ９の伸縮荷重は小さくなり、このときのア
ウターフロート１１とインナーフロート１３の吃水線
は、カールワイヤ９が接続されていない状態での吃水線
とほぼ同一となる。

【００２６】一方、図１１（ｂ）に示すように、燃料タ
ンクに燃料が注がれて液位Ｆが上昇すると、カールワイ
ヤ９がアウターフロート１１と一体のワイヤホルダ１９
に固定されているため、カールワイヤ９の伸縮荷重はア
ウターフロート１１に掛かり、アウターフロート１１の
吃水線は上昇する。ところが、ホールＩＣ２５を内蔵す
るインナーフロート１３は、アウターフロート１１内で
支柱３ａ，３ｂの長手方向に移動自在となっており、ま
た、インナーフロート１３とアウターフロート１１とを
繋ぐカールワイヤ９はシース４３が除去された芯線であ
るため、伸縮荷重は鮮少である。そのため、アウターフ
ロート１１の吃水線が移動した場合にも、カールワイヤ
９が伸長してインナーフロート１３が支柱３ａ，３ｂの
長手方向に移動自在となるため、インナーフロート１３
の吃水線はほぼ一定に保たれ、カールワイヤ９の伸縮荷
重による測定誤差は大きく低減されることになる。

【００２７】なお、本実施の形態では燃料ゲージとして
磁気式燃料ゲージに適応する場合について説明したが、
本発明はこのような場合にのみ限定されるものではな
く、可変抵抗式燃料ゲージや静電容量式燃料ゲージ等に
も適応可能であり、同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る磁気式燃料ゲージ１
の構成を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る磁気式燃料ゲージ１
のフロート７の上面断面（ａ）、側面断面（ｂ）、下面
断面（ｃ）を示す図である。

【図３】図２のフロート７のＣ−Ｃ´断面図を示す。

【図４】図２のフロート７のＤ−Ｄ´断面図を示す。

【図５】図４のフロート７のＥ−Ｅ´断面図を示す。

【図６】ホールＩＣ２５の出力特性を示す図である。

【図７】カールワイヤ９の断面構造を示す図である。

【図８】支柱３ａ，３ｂの磁束密度の変化特性を示す図
である。

【図９】アウターフロート１１にコンタクトプレート１
７を取り付ける前（ａ）、アウターフロート１１とイン
ナーフロート１３に支柱３ａ，３ｂを挿入したところ
（ｂ）、フック３５にカールワイヤ９を挿通したところ
（ｃ）、カールワイヤ９にベース１５を接続したところ
（ｄ）を示す図である。

【図１０】ベース１５とワイヤホルダ１９をインナーフ
ロート１３とアウターフロート１１に取り付ける前
（ｅ）、インナーフロート１３にベース１５を取り付け
たところ（ｆ）、アウターフロート１１にワイヤホルダ
１９を取り付けたところ（ｇ）を示す図である。

【図１１】燃料の液位Ｆが低いときの磁気式燃料ゲージ
１の様子（ａ）、燃料の液位Ｆが高いときの磁気式燃料
ゲージ１の様子（ｂ）を説明する図である。

【符号の説明】

１ 磁気式燃料ゲージ ３ａ，３ｂ 支柱 ５ａ，５ｂ 磁石 ７ フロート ９ カールワイヤ １１ アウターフロート １３ インナーフロート １５ ベース １９ ワイヤホルダ ２５ ホールＩＣ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料の液位に応じて浮動するフロート
   に、フロートの位置を検知する検知手段を設け、検知さ
   れたフロート位置に応じて燃料容量を計測する燃料ゲー
   ジにおいて、 前記フロートは、 前記検知手段を設け、燃料の液位に応じて浮動する第１
   のフロートと、 第１のフロートを内包し、燃料の液位に応じて浮動する
   第２のフロートとを有し、 第２のフロートの吃水線が移動する場合にも、第１のフ
   ロートの吃水線を一定に保つことを特徴とする燃料ゲー
   ジ。
2. 【請求項２】 前記第１のフロートは、 前記検知手段と第２のフロートとの間に、燃料の液位に
   応じて伸縮自在なワイヤを有することを特徴とする請求
   項１記載の燃料ゲージ。