JP2001082998A - 超音波液面検出装置の探触子ケース固定構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 探触子ケース及び容器の外側底面部の各密着
面間に充填材を均一に且つ隙間なく分布させ、さらに、
狭い作業空間においても探触子ケースを容器の外側底面
部に容易に取り付けることが可能にすること。 【解決手段】 作業員は、探触子ケース押圧手段１を容
器５１の外側底面部の中央真下に潜り込ませ、六角ボル
ト５に組み付けられているナット７を締め上げて位置決
めスリーブ６をきつく底面部に接触させる。次いで、ナ
ット１１を回転させ、可動板８の取付台座９に載置され
ている探触子ケース２を上昇させる。この探触子ケース
２にはスカート状の軟質樹脂製パッキン３が一体的に形
成されており、ナット１１の締め上げが完了した時点で
は、上記の各密着面間に介在する充填材は均一に且つ隙
間なく分布した状態となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波液面検出装
置の探触子ケース固定構造に係り、より詳しくは、容器
内の液面を検出するために探触子ケースを容器の外側底
面部に充填材を介して取り付けた構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】超音波センサは、小形で取り扱いが容易
なこと、及び近時のディジタル処理技術の発展に伴って
検出精度が大きく向上したこと等の理由により液面検出
装置のセンサとして広汎に用いられている。このような
超音波センサを用いた超音波液面検出装置は、探触子か
ら超音波を発射させ、液面からの反射波を受信すること
により液面位置を検出しようとするものであるから、本
来、探触子と液面との間には超音波の進行を阻害するよ
うな障害物が存在しない方が好ましく、したがって、容
器内の液面を検出しようとする場合には、探触子を容器
の内部に取り付ける構造とすることが好ましい。

【０００３】しかし、例えば、ＬＰＧタンクのような密
閉圧力容器の場合、探触子を容器内部に取り付けること
はできないため、やむを得ず、探触子が内部に配設され
た探触子ケースを容器の外側に取り付ける構成を採用し
ている。そして、この場合の探触子ケースの取り付け位
置は、容器の底面部とするのが通常である。これは、も
し容器の側面部とすると、液面高さの変化領域内に複数
個の探触子を配置しなければならずコスト的に不利にな
るからである。

【０００４】図１０は、このように、探触子ケースを容
器の外側底面部に取り付けた超音波液面検出装置の構成
例を示す説明図である。この図において、略円筒状で上
部及び底面部に曲面が形成されている容器（ＬＰＧタン
ク）５１が支持脚５２を介して床面５３上に設置されて
おり、容器５１の外側底面部の中央位置に探触子ケース
５４が取り付けられている。容器５１の内部には液体
（ＬＰＧガス）５５が収容されており、探触子ケース５
４内の探触子から発射された発射波５６は液面５７で反
射し、反射波５８となって探触子に受信されるようにな
っている。

【０００５】探触子により受信された超音波信号は制御
部５９に送られ、ここでＡ／Ｄ変換処理、液面距離演算
処理等の各種処理が行われるようになっている。この制
御部５９には、上記の各種処理を行うための回路の他
に、外部に液面検出信号を送信する送信回路、外部から
の指令信号を受信する受信回路、及び容器５１に取り付
けられているバルブ等の各種機器（図示せず）を制御す
るための制御回路などが配設されている。

【０００６】そして、制御部５９は電話回線６０を介し
て管理コンピュータ６１に接続されている。管理コンピ
ュータ６１では、制御部５９から送られてくる液面検出
信号に基づき、容器５１内の液面５７高さを監視してお
り、この液面５７が一定レベル以下に低下すると、制御
部５９に制御指令信号を送り、容器５１内に液体５５を
補充するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に、容器５１の外側に探触子ケース５４を配置する構成
を採用する場合、探触子ケース５４及び容器５１の各密
着面間には、液体５５と略同等の超音波透過特性を有す
るグリース状の充填材を介在させるようにしている。こ
れは、もし各密着面間に空気層が存在すると、この部分
で超音波が透過し難くなり液面の検出精度に大きな影響
を与えてしまうため、このような充填材を各密着面間に
充填することにより空気層の存在を排除するようにした
ものである。したがって、各密着面間に充填材を充填す
るにあたっては、充填材ができるだけ均一に且つ隙間な
く分布するように介在させることが強く要求されること
になる。

【０００８】しかし、一方、容器５１の底面部は、内部
圧力による応力が底面部に集中するのを極力回避するた
め曲面が形成された形状となっている。したがって、探
触子ケース５４及び容器５１の外側底面部の各密着面間
に上記の充填材を均一に且つ隙間なく分布させることは
実際には極めて困難であり、所望の検出精度を得られな
い場合が多くなっていた。

【０００９】また、探触子ケース５４を容器５１の外側
底面部に取り付ける作業自体が著しく困難であるという
問題もある。つまり、既存の圧力容器の中には、超音波
液面検出装置ではなく、容器内部にレベル計等を組み込
んだ機械的液面検出装置が多く残っているが、このよう
な機械的液面検出装置を超音波液面検出装置に切り換え
る場合には、探触子ケース５４を容器５１の外側底面部
に取り付けなければならない。しかし、容器５１の外側
底面部と床面５３との間のスペースは狭く、充分な作業
空間を確保することができないため、現場作業員はその
取付作業に多大な労力を強いられる結果となっている。
そして、このように充分な作業空間を確保することがで
きないことから、上記の充填材を均一に且つ隙間なく分
布させることが一層困難な状況となっている。なお、新
規に製作した容器５１に探触子ケース５４を取り付ける
場合は、取付作業は工場内の広い作業空間で行われるた
め比較的容易であるが、容器５１を設置して一定年月が
経過した後のメインテナンス時に探触子ケース５４を取
り外し、再度取り付けを行う場合には、やはり狭いスペ
ースでの作業を強いられる結果となる。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、探触子ケース及び容器の外側底面部の各密着面間
に充填材を均一に且つ隙間なく分布させることができ、
さらに、狭い作業空間においても探触子ケースを容器の
外側底面部に容易に取り付けることが可能な超音波液面
検出装置の探触子ケース固定構造を提供することを目的
としている。

【００１１】なお、本発明と同様に、容器の外側に充填
材を介して探触子ケースを取り付ける技術については、
特開平８−１６６２７７号公報によりある程度の開示が
なされている。しかし、この先行技術は、単に、バネ部
材及びその他の部材を用いることにより、ケースを所定
圧力で容器に押し付ける技術を呈示したものであり、充
填材の分布状態についての課題や、既存の容器に取付を
行う場合の作業容易化等の課題については何ら言及され
ていない。本発明は、この先行技術においては何ら言及
されていない新規な課題を解決するための新規な技術を
提案するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として請求項１記載の発明は、超音波センサの探
触子が内部に配設された探触子ケースを、液体が収容さ
れた容器の外側底面部に取り付けると共に、この探触子
ケース及び外側底面部の各密着面間に超音波透過特性を
良好にするための充填材を介在させ、前記探触子から前
記容器内部に向けて発射した超音波の反射波を受信する
ことにより前記液面の検出を行う超音波液面検出装置に
おいて、前記探触子ケースを前記外側底面部側に対して
押圧する探触子ケース押圧手段を備え、しかも、前記探
触子ケースには、前記充填材を前記各密着面間に保持す
るためのスカート状の軟質樹脂製パッキン部材が一体的
に形成されている、ことを特徴とする。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記軟質樹脂製パッキン部材は、前記探触
子ケースとは別部材として製作された後に、この探触子
ケースに固着されたものである、ことを特徴とする。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記探触子ケース押圧手段は、前記
容器の外側底面部下方の床面に載置される固定台座と、
前記固定台座から前記外側底面部に向かって延びるよう
に垂設された複数のネジ部材と、前記複数のネジ部材の
先端側へ昇降動自在に取り付けられた複数の位置決め部
材と、前記複数の位置決め部材に対し前記容器の外側底
面部に向かう押圧力を与える複数の第１のナット部材
と、前記探触子ケースが取り付けられる取付台座を有
し、且つ前記複数のネジ部材の中間部に昇降動自在に取
り付けられた可動板と、前記可動板に対し前記容器の外
側底面部に向かう押圧力を与える複数の第２のナット部
材と、から構成されるものである、ことを特徴とする。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記探触子ケース押圧手段は、前記
容器の外側底面部の所定位置に固着された取付ベース部
材と、前記取付ベース部材にバネ部材を介して取り付け
られると共に、前記探触子ケースに形成された係合部と
係合する係合部を有しており、これら係合部が互いに係
合状態にある場合に、前記容器の外側底面部に向かう押
圧力を前記バネ部材のバネ力に基づき前記探触子ケース
に与える取付レバーと、から構成されるものである、こ
とを特徴とする。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記容器の外側底面部に一端側が溶
着され且つ他端側内周面にネジ部が形成された筒体と、
この筒体のネジ部に螺着された蓋体とから構成され、前
記探触子ケースを内包する防水カバーを備えており、前
記探触子ケース押圧手段は、前記蓋体の内側に取り付け
られ、前記蓋体が前記筒体のネジ部に螺着されていると
きに、前記探触子ケースに前記容器の外側底面部に向か
う押圧力を与える押圧ブロックにより構成されるもので
ある、ことを特徴とする。

【００１７】請求項６記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記容器の外側底面部に一端側が溶
着された筒体と、この筒体の他端側にネジ部材を介して
取り付けられた蓋体とから構成され、前記探触子ケース
を内包する防水カバーを備えており、前記探触子ケース
押圧手段は、前記蓋体の内側に装着され、前記探触子ケ
ースに前記容器の外側底面部に向かう押圧力を与えるコ
イルバネにより構成されるものである、ことを特徴とす
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づき説明する。図１は第１の実施形態の構成図である。
この図において、容器５１の外側底面部と床面５３との
間に探触子ケース押圧手段１が固定されている。この探
触子ケース押圧手段１は、床面５３上に載置される固定
台座４と、その上面に頭部が溶着された複数の六角ボル
ト（ネジ部材）５と、これら六角ボルト５に組み付けら
れた位置決めスリーブ６、ナット（第１のナット部材）
７、ワッシャ１０、ナット（第２のナット部材）１１、
及び取付台座９が固着された可動板８とから構成されて
いる。そして、取付台座９上にパッキン３が一体的に形
成されている探触子ケース２が取り付けられており、パ
ッキン３が曲面形状を有する容器５１の外側底面部に密
着した状態となっている。

【００１９】図２は、図１における容器５１の外側底面
部に対する探触子ケース２及びパッキン３の取付状態を
示す断面図である。この図において、探触子ケース２の
内側上部には探触子配置スペース２ａが形成されてお
り、この探触子配置スペース２ａに探触子１２及び熱電
対１３が配設されている。また、探触子配置スペース２
ａの外側にはパッキン３が一体的に形成されている。そ
して、容器５１と探触子ケース２との間には、液体５５
と略同等の超音波透過特性を有する充填材１４が介在し
ており、双方の密着面５１ａ，２ｂ間においてはこの充
填材１４が均一且つ隙間なく分布した状態となってい
る。

【００２０】図３は、パッキン３の形状を示す説明図で
あり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。この
図に示すように、パッキン３は略リング形状のものであ
り、筒体部３ａと、この筒体部３ａの一端側に形成され
たスカート部３ｂとから構成されている。そして、パッ
キン３はエラストマーのような軟質樹脂により形成され
ており、曲面を有する容器５１の外側底面部の形状に合
わせて容易に変形し得るようになっている。また、この
実施形態では探触子ケース２はポリウレタンにより形成
されており、パッキン３は図３に示すような単独の部材
として製作された後、この探触子ケース２に接着される
構造である場合を想定しているが、探触子ケース２とパ
ッキン３とを成型（２重成型）により一体的に形成する
ようにしてもよい。

【００２１】図４は、図１における探触子ケース押圧手
段１の構成を示す説明図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。固定台座４は
略長方形の薄板部材であり、その上面に２本の六角ボル
ト５が垂設され、その頭部が溶着されている。この六角
ボルト５のネジ部には、上から順に位置決めスリーブ
６、ナット７、略長方形の薄板部材である可動板８、ワ
ッシャ１０、及びナット１１が組み付けられている。そ
して、可動板８の中央部には略正方形の薄板部材であり
探触子ケース２が載置される取付台座９が固着されてい
る。位置決めスリーブ６はゴム部材により形成されてお
り、曲面形状を有する容器５１の外側底面部と当接され
た場合に、その上端部分が容易に変形し得るようになっ
ている。

【００２２】次に、上記のように構成される探触子ケー
ス押圧手段１を用いて、パッキン３が一体的に形成され
ている探触子ケース２を容器５１の外側底面部に対して
固定する場合の作業手順につき説明する。作業員は、ま
ず、探触子ケース押圧手段１を容器５１の外側底面部中
央の真下に位置させ、第１のナット部材であるナット７
を回転させて位置決めスリーブ６を押し上げる。そし
て、位置決めスリーブ６の上端部が容器５１の外側底面
部にきつく接触するようにナット７を充分に締め上げ
る。これにより、探触子ケース押圧手段１は、容器５１
の外側底面部と床面５３との間で確実に固定されたこと
になる。

【００２３】次いで、作業員は、探触子ケース２の上端
面である密着面２ｂ上すなわちパッキン３のスカート部
３ｂの内側に、グリース状の充填材１４を充分に注ぎ、
これを取付台座９上に載置する。そして、第２のナット
部材であるナット１１を回転させて可動板８を押し上
げ、図２に示すように、密着面５１ａ，２ｂ同士が確実
に密着するようにナット１１を充分に締め上げる。これ
により、探触子ケース２及びパッキン３は、容器５１の
外側底面部に充分な押圧力を与えられた状態で取り付け
られ、取付作業が終了する（なお、最終的には密着面２
ｂが液面５７と平行になっていることを水準器等を用い
てチェックすることが必要である。）。

【００２４】このとき、探触子ケース２及びパッキン３
が押圧されることにより、作業員によってパッキン３の
スカート部３ｂの内側に注がれていた充填材１４のうち
余分なものが、溢れ出る。したがって、密着面５１ａ，
２ｂの間には充填材１４の薄い層が形成されることにな
り、充填材１４は密着面５１ａ，２ｂにおいて均一に且
つ隙間なく分布した状態となる。それ故、探触子１２か
ら容器５１の内部に向けて発射される発射波及び容器５
１から探触子１２に向けて帰ってくる反射波は、これら
の密着面５１ａ，２ｂ間を良好な状態で透過することが
できる。

【００２５】また、上記の取付作業は、作業員が探触子
ケース押圧手段１を容器５１の外側底面部と床面５３と
の間に潜り込ませ、ナット７，１１を回転させるだけの
簡単な作業である。したがって、この第１の実施形態に
係る固定構造は容器５１が既設のものである場合に特に
有効であり（もちろん、容器５１を新規に製作する場合
にこの固定構造を採用することも可能である。）、作業
員の労力を大きく軽減することができる。

【００２６】図５は、第２の実施形態の構成図である。
第１の実施形態は、既設の容器に探触子ケースを取り付
ける場合に有効な構造であったが、この第２の実施形態
は新規に製作された容器に探触子ケースを取り付ける場
合に有効なものである。

【００２７】図５において、容器５１の外側底面部の所
定位置にスペーサ１５を介して取付ベース１６が固着さ
れている。このスペーサ１５及び取付ベース１６は共に
ポリウレタンにより形成されており、工場内で予め容器
５１の外側底面部の所定位置にスペーサ１５が接着材に
より固着されると共に、このスペーサ１５に取付ベース
１６がやはり接着材により固着されている。本実施形態
が、容器５１が既設のものである場合よりも新規に製作
する場合に適している理由は、このスペーサ１５が固着
されるべき所定位置を狭い作業空間で正確に特定するの
は困難だからである。

【００２８】取付ベース１６には、ピン１７及びコイル
バネ１８が組み付けられている取付レバー１９が取り付
けられている。取付レバー１９には凹部１９ａが形成さ
れており、この凹部１９ａに探触子ケース２Ａ（ポリウ
レタン製）に形成された係合突起２０が係合している。
探触子ケース２Ａには、また、係合突起２０の反対側の
位置に係合突起２１が形成されており、この係合突起２
１が取付ベース１６の係合部１６ａに係合している。な
お、探触子ケース２Ａの内部にはケーブル２２の一端側
が導入されており、このケーブル２２を介して探触子１
２及び熱電対１３が制御部５９（図９参照）と接続して
いる。

【００２９】探触子ケース２Ａの上端面側にはエラスト
マーにより形成されたパッキン３Ａが２重成型によって
一体的に形成されている。そして、密着面５１ａ，２Ａ
ｂ間に充填材１４が均一に且つ隙間なく分布した状態と
なっている。なお、本実施形態における探触子ケース押
圧手段は、取付ベース１６、取付レバー１９、コイルバ
ネ１８、及び探触子ケース２Ａの係合突起２０，２１等
により構成されている。

【００３０】図６は、図５における取付ベース１６の形
状を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は底面図であ
る。これらの図に示すように、取付ベース１６は略馬蹄
形状をなしており、一端側には探触子ケース２Ａの係合
突起２１と係合する係合部１６ａが形成されると共に、
他端側にはピン１７が挿通する孔１６ｂが形成されてい
る。また、符号１６ｃは、スペーサ１５に対する平坦な
取付面であり、符号１６ｄは、探触子ケース２Ａの外径
よりも大きな径を有する開口部である。

【００３１】次に、本実施形態における探触子ケース２
Ａ及びパッキン３Ａを容器５１の外側底面部に対して固
定する場合の作業手順につき説明する。作業員は、ま
ず、探触子ケース２Ａの上端面である密着面２Ａｂ上す
なわちスカート形状のパッキン３Ａの内側に、グリース
状の充填材１４を充分に注ぐ。そして、この探触子ケー
ス２Ａを取付ベース１６の開口部１６ｄをくぐらせた
後、その上端面を容器５１の外側底面部に押し当てる。

【００３２】次いで、作業員は、探触子ケース２Ａの係
合突起２１を取付ベース１６の係合部１６ａに係合させ
た状態で、取付レバー１９の凹部１９ａを探触子ケース
２Ａの係合突起２０に係合させる。そして、この状態で
コイルバネ１８の端部を取付ベース１６に当接させ、取
付レバー１９を時計回り方向に一定角度以上回転させ
る。これにより、探触子ケース２Ａはコイルバネ１８の
バネ力によって容器５１の外側底面部に対して充分な押
圧力で押圧された状態となる。したがって、既述した第
１の実施形態の場合と同様に、密着面５１ａ，２Ａｂの
間には充填材１４の薄い層が形成されることになり、充
填材１４は密着面５１ａ，２Ａｂにおいて均一に且つ隙
間なく分布した状態となる。

【００３３】なお、メインテナンス時には、取付レバー
１９を反時計回り方向に回転させることによって探触子
ケース２Ａを簡単に取り外すことができる。そして、メ
インテナンス作業終了後に再度探触子ケース２Ａを取り
付ける場合には、取付ベース１６が容器５１の外側底面
部に固着されたままの状態であるため、取付作業を当初
と同様に容易且つ正確に行うことができる。

【００３４】図７は、第３の実施形態の構成図である。
この第３の実施形態は第２の実施形態とほぼ同様のもの
であり、異なる点はパッキンが探触子ケースとは別部材
として製作された後に、この探触子ケースに固着された
構成となっている点である。すなわち、図７において、
探触子ケース２Ｂの上部には環状の溝部２４が形成され
ると共に、パッキン３Ｂには環状の凸部２３が形成され
ており、溝部２４に凸部２３が嵌合した状態で両者は接
着材により確実に固着されている。このような構成によ
れば、材質の異なる探触子ケース２Ｂ及びパッキン３Ｂ
を当初はそれぞれ別部材として容易に製作することがで
き、その後は両者の嵌合部を接着材で固着するだけでよ
いため、２重成型を行うことなく、探触子ケース２Ｂに
パッキン３Ｂを一体的に形成することができる。この実
施形態における、その他の構成要素の説明と、探触子ケ
ース２Ｂ及びパッキン３Ｂの固定作業手順については第
２の実施形態と同様であるため省略する。

【００３５】図８は、第４の実施形態の構成図である。
この第４の実施形態は防水構造を採用し、この防水構造
を利用して探触子ケース及びパッキンを容器５１の外側
底面部に押圧する構成としたものである。この第４の実
施形態も第２及び第３の実施形態と同様に、新規に製作
された容器に探触子ケースを取り付ける場合に有効なも
のである。

【００３６】図８において、防水カバー２５は、筒体２
６及び蓋体２７により構成されている。筒体２６の上端
側は容器５１の外側底面部に溶着されており、下端側内
周面にはネジ部２６ａが形成されている。一方、蓋体２
７にもネジ部２７ａが形成されており、これらネジ部２
６ａ，２７ａにより筒体２６に蓋体２７が螺着した構造
となっている。そして、筒体２６はフランジ部２６ｂを
有しており、このフランジ部２６ｂに形成された環状溝
２６ｃ内にＯリング２８が設けられて、防水カバー２５
の防水機能が実現されている。

【００３７】防水カバー２５の内側には、探触子ケース
押圧手段として機能する押圧ブロック３０が配設されて
おり、更に、この押圧ブロック３０の内側に、スカート
状のパッキン３Ｃが一体的に形成された探触子ケース２
Ｃが配設されている。押圧ブロック３０の内側には段部
３０ａが形成されており、この段部３０ａが探触子ケー
ス２Ｃを容器５１の外側底面部側に押圧する状態となっ
ている。また、押圧ブロック３０の上端部側には鍔部３
０ｂが形成されており、この鍔部３０ｂにスポンジパッ
キン３１が固着されている。そして、このスポンジパッ
キン３１がスカート状のパッキン３Ｃを容器５１の外側
底面部側に押圧した状態となっている。蓋体２７の中央
部にはネジ孔２７ｂが形成されており、このネジ孔２７
ｂに、ケーブル２２の端末に取り付けられたコネクタ２
９が螺着されている。また、コネクタ２９のネジ部上部
にはナット３２が取り付けられており、このナット３２
により蓋体２７に対するコネクタ２９の固定が行われて
いる。そして、押圧ブロック３０には孔３０ｃが形成さ
れており、この孔３０ｃ内にナット３２が収納された状
態となっている。孔３０ｃの形状は、ナット３２に対応
した六角形状となっており、押圧ブロック３０とナット
３２との相対的な回転が拘束されるようになっている。
ナット３２の上方に延びるケーブル２２の端末からはリ
ード線が探触子ケース２Ｃ内に導かれており、このリー
ド線は端子台３３を介して探触子１２及び熱電対１３に
接続されている。なお、探触子ケース２Ｃ内にはポッテ
ィング材が充填されており、このポッティング材により
端子台３３及びリード線等の配線材に対する固定が確実
に行われている。

【００３８】次に、本実施形態における探触子ケース２
Ｃ及びパッキン３Ｃを容器５１の外側底面部に対して固
定する場合の作業手順につき説明する。作業員は、ま
ず、コネクタ２９を蓋体２７に螺着すると共に、押圧ブ
ロック３０の内側にケーブル２２のリード線が位置する
状態にしておき、この状態で探触子ケース２Ｃ内の端子
台３３における配線作業を行っておく（探触子ケース２
Ｃの構造については詳述しないが、この探触子ケース２
Ｃは下部の蓋体と上部の筒体とに分割可能になってお
り、分割した状態で配線作業を容易に行えるようになっ
ている。）。

【００３９】作業員は、探触子ケース２Ｃ内の配線作業
を終えた後、ナット３２を締め付けてコネクタ２９を確
実に蓋体２７に固定しておき、さらに、このナット３２
が押圧ブロック３０の孔３０ｃ内に収納された状態とな
るようにしておく。これにより、蓋体２７にコネクタ２
９が螺着されると共に押圧ブロック３０が固定された状
態となり、さらにこの押圧ブロック３０の内側にスカー
ト状のパッキン３Ｃが形成された探触子ケース２Ｃが配
置された状態となる。つまり、図８に図示された状態か
ら容器５１及び筒体２６が除去された状態となる。な
お、このときケーブル２２の一方の端末側（図９の制御
部５９に接続される側）は未接続の状態となっている。

【００４０】次いで、作業員は、探触子ケース２Ｃの上
端面である密着面２Ｃｂ上すなわちスカート状のパッキ
ン３Ｃの内側にグリース状の充填材１４を充分に注ぎ、
この充填材１４がこぼれないように注意しながら蓋体２
７を回転させ、そのネジ部２７ａを筒体２６のネジ部２
７ａに螺着させていく。作業員が蓋体２７を回転させる
と、この蓋体２７と共に押圧ブロック３０及び探触子ケ
ース２Ｃが容器５１の外側底面部に向かって上昇してい
くが、このときナット３２は六角形状の孔３０ｃと嵌合
しており、ナット３２と押圧ブロック３０との間の相対
的な回転が拘束されるようになっているので、押圧ブロ
ック３０及び探触子ケース２Ｃは蓋体２７との位置ズレ
を生じることなく蓋体２７とともに回転する。したがっ
て、蓋体２７のネジ締め作業によってコネクタ２９から
端子台３３に至るまでの間においてリード線に捻れを生
じることがない。

【００４１】さて、蓋体２７のネジ締め作業により探触
子ケース２Ｃ及び３Ｃが上昇していき、やがて探触子ケ
ース２Ｃの上端面２Ｃｂ及びパッキン３Ｃが容器５１の
外側底面部に接触する。このとき、パッキン３Ｃ及びス
ポンジパッキン３１は変形可能なものであるため、外側
底面部に接触後も多少は蓋体２７を回転させることがで
きる。作業員は、このときのネジ締め作業時の手応えか
ら、その後どの程度蓋体２７を締め上げればよいかを知
ることができ、適当量だけ蓋体２７を回転させた時点で
ネジ締め作業を停止する。これにより、探触子ケース２
Ｃ及びパッキン３Ｃの固定作業が終了する。なお、探触
子ケース２Ｃの上端面２Ｃｂ及びパッキン３Ｃが容器５
１の外側底面部に接触し始めた時点からネジ締め作業が
停止される時点までの間に、密着面５１ａ，２Ｃｂにお
ける余分な充填材１４はスポンジパッキン３１と容器５
１の外側底面部との間、及びスポンジパッキン３１内部
を通過して押圧ブロック３０の外側に排除される。

【００４２】この状態においては、押圧ブロック３０の
段部３０ａが探触子ケース２Ｃを容器５１の外側底面部
に対して充分な押圧力で押圧しており、また、密着面５
１ａ，２Ｃｂにおける余分な充填材１４が排除されてい
るので、充填材１４は密着面５１ａ，２Ｃｂにおいて均
一に且つ隙間なく分布した状態となっている。

【００４３】上記のように、この第４の実施形態によれ
ば、屋外に設置されるタイプの容器に対して探触子ケー
ス及びパッキンを固定する場合に、防水構造を実現する
ことができ、しかも、この防水構造を利用することによ
り、固定作業を簡単に行えると共に、探触子ケース及び
容器の外側底面部の各密着面間に充填材を均一に且つ隙
間なく分布させることができる。

【００４４】図９は、第５の実施形態の構成図である。
この第５の実施形態も第４の実施形態と同様に、防水構
造を採用したものであるが、この第５の実施形態では探
触子ケース押圧手段としてコイルバネを使用している。
また、この第５の実施形態では、探触子を直接容器の外
側底面部に密着させるようにしている。

【００４５】図９において、防水カバー３４は、筒体３
５及び蓋体３６により構成されている。筒体３５の上端
側は容器５１の外側底面部に溶着されており、下端側に
は取付ネジ３８を介して蓋体３６が取り付けられてい
る。蓋体３６のフランジ部内側における筒体３５との対
向面には環状溝３６ｃが形成されており、この環状溝３
６ｃにＯリング３７が装着されて防水構造が実現されて
いる。

【００４６】筒体３５の内側にはスポンジパッキン３９
が配設されており、このスポンジパッキン３９の更に内
側に、スカート状のパッキン３Ｄが一体的に形成された
探触子ケース２Ｄが配設されている。この探触子ケース
２Ｄの上部は開口されており、探触子１２の上端面１２
ａが直接容器５１の外側底面部に密着するようになって
いる。探触子ケース２Ｄの底面部には円形の取付座２Ｄ
ａが形成されており、また、この取付座２Ｄａに対向す
る蓋体３６の内側の位置にも取付座３６ａが形成されて
いる。そして、これらの取付座２Ｄａ，３６ａにコイル
バネ４０が装着され、このコイルバネ４０が探触子ケー
ス２Ｄを容器５１側へ向けて押圧している。

【００４７】また、蓋体３６の側面部にはネジ孔３６ｂ
が形成されており、このネジ孔３６ｂにケーブル２２の
端末に取り付けられたコネクタ２９が螺着されている。
そして、コネクタ２９から延びるリード線は探触子ケー
ス２Ｄ内に導かれており、このリード線は端子台３３を
介して探触子１２及び熱電対１３に接続されている。第
４の実施形態ではコネクタ２９が防水カバー２５の底面
側に取り付けられていたが、この実施形態ではコネクタ
２９が防水カバー３４の側面側に取り付けられているの
で、容器５１の外側底面部と床面５３との間のスペース
がより狭い場合でも、取付作業を容易に行うことができ
るようになっている。

【００４８】次に、本実施形態における探触子ケース２
Ｄ及びパッキン３Ｄを容器５１の外側底面部に対して固
定する場合の作業手順につき説明する。作業員は、ま
ず、コネクタ２９を蓋体３６に螺着し、リード線を探触
子ケース２Ｄ内の端子台３３に接続するなど配線作業を
終了させておく。そして、作業員は、蓋体３６の取付座
３６ａにコイルバネ４０の下端部をはめ込むと共に、こ
のコイルバネ４０の上端部に探触子ケース２Ｄの取付座
２Ｄａをはめ込む。更に、蓋体３６の環状溝３６ｃにＯ
リング３７をはめ込むと共に、探触子ケース２Ｄの外側
にスポンジパッキン３９を配置し、探触子ケース２Ｄの
上端面である密着面２Ｄｂ上すなわちスカート状のパッ
キン３Ｄの内側にグリース状の充填材１４を充分に注
ぐ。

【００４９】この状態で、作業員は、容器５１の密着面
５１ａに探触子１２の上端面１２ａを押し当てると共
に、筒体３５の下端面に蓋体３６のフランジ部内側の対
向面を押し当てる。そして、取付ネジ３８のネジ締めを
行い、内側にスポンジパッキン３９及び探触子ケース２
Ｄが配設された状態の蓋体３６を筒体３５に固着する。
この状態においては、コイルバネ４０が探触子ケース２
Ｄを容器５１の外側底面部に対して充分な押圧力で押圧
しており、また、密着面５１ａ，１２ａにおける余分な
充填材１４が排除されているので、充填材１４は密着面
５１ａ，１２ａにおいて均一に且つ隙間なく分布した状
態となっている。

【００５０】上記のように、この第５の実施形態によれ
ば、第４の実施形態と同様に、防水構造を利用すること
により、探触子ケースの固定作業を簡単に行えると共
に、探触子及び容器の外側底面部の各密着面間に充填材
を均一且つ隙間なく分布させることができる。そして、
この第５の実施形態は、探触子ケース押圧手段としてコ
イルバネを用いているので、防水カバーの高さを第４の
実施形態のものよりも小さくすることができ、狭いスペ
ースで作業を行う場合に適したものということができ
る。

【００５１】なお、既述した各実施形態においては、探
触子ケース又は探触子の上端面上に単にグリース状の充
填材のみを注ぎ、この状態で探触子ケース又は探触子の
上端面を容器の外側底面部に押し当てる構成について説
明してきた。しかし、本発明の発明者の実験結果による
と、まず、探触子ケースの外側面に探触子の上端面が臨
むように探触子を固定し、この探触子の上端面上に、エ
ポキシ樹脂等を主成分とする充填材（固定充填材）を注
いで、これを固化させ、更に固定充填材の表面を充分に
研磨した後に、上記のグリース状の充填材を注ぎ込むよ
うにすると、一層この充填材の分布状態が良好になり、
超音波センサの精度が向上することが確認されている。
したがって、実際に要求される精度に応じて、このよう
な固定充填材を適宜使用することも可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、探触子
ケースと容器の外側底面部との間の各密着面間に充填材
を保持するためのスカート状軟質樹脂製パッキン部材を
探触子ケースに一体的に形成し、この探触子ケースを探
触子ケース押圧手段によって容器の外側底面部にたいし
て押圧する構成としたので、上記の各密着面間に充填材
を均一に且つ隙間なく分布させることができ、さらに、
狭い作業空間においても探触子ケースを容器の外側底面
部に容易に取り付けることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の構成図。

【図２】図１における容器５１の外側底面部に対する探
触子ケース２及びパッキン３の取付状態を示す断面図。

【図３】図１及び図２におけるパッキン３の形状を示す
説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図。

【図４】図１における探触子ケース押圧手段１の構成を
示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、
（ｃ）は側面図。

【図５】本発明の第２の実施形態の構成図。

【図６】図５における取付ベース１６の形状を示す説明
図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線
に沿う断面図、（ｃ）は底面図。

【図７】本発明の第３の実施形態の構成図。

【図８】本発明の第４の実施形態の構成図。

【図９】本発明の第５の実施形態の構成図。

【図１０】探触子ケースを容器の外側底面部に取り付け
た超音波液面検出装置の構成例を示す説明図。

【符号の説明】

１ 探触子ケース押圧手段 ２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ 探触子ケース ２ａ 探触子配置スペース ２ｂ，２Ａｂ，２Ｂｂ，２Ｃｂ，２Ｄｂ 密着面 ２Ｄａ 取付座 ３ パッキン ３ａ 筒体部 ３ｂ スカート部 ４ 固定台座 ５ 六角ボルト ６ 位置決めスリーブ ７ ナット ８ 可動板 ９ 取付台座 １０ ワッシャ １１ ナット １２ 探触子 １２ａ 上端面 １３ 熱電対 １４ 充填材 １５ スペーサ １６ 取付ベース １６ａ 係合部 １６ｂ 孔 １６ｃ 取付面 １６ｄ 開口部 １７ ピン １８ コイルバネ １９ 取付レバー １９ａ 凹部 ２０ 係合突起 ２１ 係合突起 ２２ ケーブル ２３ 凸部 ２４ 溝部 ２５ 防水カバー ２６ 筒体 ２６ａ ネジ部 ２６ｂ フランジ部 ２６ｃ 環状溝 ２７ 蓋体 ２７ａ ネジ部 ２７ｂ ネジ孔 ２８ Ｏリング ２９ コネクタ ３０ 押圧ブロック ３０ａ 段部 ３０ｂ 鍔部 ３０ｃ 孔 ３１ スポンジパッキン ３２ ナット ３３ 端子台 ３４ 防水カバー ３５ 筒体 ３６ 蓋体 ３６ａ 取付座 ３６ｂ ネジ孔 ３６ｃ 環状溝 ３７ Ｏリング ３８ 取付ネジ ３９ スポンジパッキン ４０ コイルバネ ５１ 容器 ５１ａ 密着面 ５２ 支持脚 ５３ 床面 ５４ 探触子ケース ５５ 液体 ５６ 発射波 ５７ 液面 ５８ 反射波 ５９ 制御部 ６０ 電話回線 ６１ 管理コンピュータ

フロントページの続き (72)発明者 鈴 木 修 東京都渋谷区渋谷２丁目12番19号 株式会 社山武内 (72)発明者 片 岸 行 雄 東京都三鷹市下連雀八丁目３番11号 春日 電機株式会社内 (72)発明者 高 橋 哲 夫 東京都三鷹市下連雀八丁目３番11号 春日 電機株式会社内 (72)発明者 木 崎 秀 崇 東京都三鷹市下連雀八丁目３番11号 春日 電機株式会社内 (72)発明者 岩 本 政 雄 東京都三鷹市下連雀八丁目３番11号 春日 電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F014 AB01 AC02 FB01 5J083 AA02 AB20 AC29 AD30 AF01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波センサの探触子が内部に配設された
   探触子ケースを、液体が収容された容器の外側底面部に
   取り付けると共に、この探触子ケース及び外側底面部の
   各密着面間に超音波透過特性を良好にするための充填材
   を介在させ、前記探触子から前記容器内部に向けて発射
   した超音波の反射波を受信することにより前記液面の検
   出を行う超音波液面検出装置において、 前記探触子ケースを前記外側底面部側に対して押圧する
   探触子ケース押圧手段を備え、 しかも、前記探触子ケースには、前記充填材を前記各密
   着面間に保持するためのスカート状の軟質樹脂製パッキ
   ン部材が一体的に形成されている、 ことを特徴とする超音波液面検出装置の探触子ケース固
   定構造。
2. 【請求項２】前記軟質樹脂製パッキン部材は、前記探触
   子ケースとは別部材として製作された後に、この探触子
   ケースに固着されたものである、 ことを特徴とする請求項１記載の超音波液面検出装置の
   探触子ケース固定構造。
3. 【請求項３】前記探触子ケース押圧手段は、 前記容器の外側底面部下方の床面に載置される固定台座
   と、 前記固定台座から前記外側底面部に向かって延びるよう
   に垂設された複数のネジ部材と、 前記複数のネジ部材の先端側へ昇降動自在に取り付けら
   れた複数の位置決め部材と、 前記複数の位置決め部材に対し前記容器の外側底面部に
   向かう押圧力を与える複数の第１のナット部材と、 前記探触子ケースが取り付けられる取付台座を有し、且
   つ前記複数のネジ部材の中間部に昇降動自在に取り付け
   られた可動板と、 前記可動板に対し前記容器の外側底面部に向かう押圧力
   を与える複数の第２のナット部材と、 から構成されるものである、 ことを特徴とする請求項１又は２記載の超音波液面検出
   装置の探触子ケース固定構造。
4. 【請求項４】前記探触子ケース押圧手段は、 前記容器の外側底面部の所定位置に固着された取付ベー
   ス部材と、 前記取付ベース部材にバネ部材を介して取り付けられる
   と共に、前記探触子ケースに形成された係合部と係合す
   る係合部を有しており、これら係合部が互いに係合状態
   にある場合に、前記容器の外側底面部に向かう押圧力を
   前記バネ部材のバネ力に基づき前記探触子ケースに与え
   る取付レバーと、 から構成されるものである、 ことを特徴とする請求項１又は２記載の超音波液面検出
   装置の探触子ケース固定構造。
5. 【請求項５】前記容器の外側底面部に一端側が溶着され
   且つ他端側内周面にネジ部が形成された筒体と、この筒
   体のネジ部に螺着された蓋体とから構成され、前記探触
   子ケースを内包する防水カバーを備えており、 前記探触子ケース押圧手段は、 前記蓋体の内側に取り付けられ、前記蓋体が前記筒体の
   ネジ部に螺着されているときに、前記探触子ケースに前
   記容器の外側底面部に向かう押圧力を与える押圧ブロッ
   クにより構成されるものである、 ことを特徴とする請求項１又は２記載の超音波液面検出
   装置の探触子ケース固定構造。
6. 【請求項６】前記容器の外側底面部に一端側が溶着され
   た筒体と、この筒体の他端側にネジ部材を介して取り付
   けられた蓋体とから構成され、前記探触子ケースを内包
   する防水カバーを備えており、 前記探触子ケース押圧手段は、 前記蓋体の内側に装着され、前記探触子ケースに前記容
   器の外側底面部に向かう押圧力を与えるコイルバネによ
   り構成されるものである、 ことを特徴とする請求項１又は２記載の超音波液面検出
   装置の探触子ケース固定構造。