JP2004028592A - 液体計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体計測装置のコンパクト化を図ることである。
【解決手段】振動が伝搬する細長の伝搬体４を被計測液体中に浸漬し、伝搬体４の励振用および伝播体を伝播する振動の検出用として、圧電素子５ａ，５ｂを伝播体４の表面に伝播体４と一体的に設け、圧電素子５ａ，５ｂの出力信号で知られる振動の伝播状態に基づいて被計測液体を計測するようにした液体計測装置において、伝播体４を端末４０３ａ，４０３ｂに近い位置で折り曲げ、折り曲げ部４０２よりも端末４０３ａ，４０３ｂ側に圧電素子５ａ，５ｂを取り付けることで、被計測液体に浸漬しているといないとにかかわらず伝播状態が変化しない圧電素子取り付け部分４２ａ，４２ｂが、伝播状態の変化の感受部分４１の延長線上にないようにし、この延長線方向に装置をコンパクト化せしめる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】タンク等に貯留する液体の液面レベルや比重を計測することが種々の分野で行われている。例えば、自動車の燃料タンク内に貯留する燃料の液面レベルや比重を計測することは、燃料残量や燃料の性状を知る上で重要である。
【０００３】
図２５に、かかる用途に用いられる液体計測装置の代表例を示す。この液体計測装置９１は超音波を利用して燃料タンク９０内の貯留燃料の液面（燃料残量）を検出する。液体計測装置９１は、燃料タンク９０の天井壁に設けられたステー９４からＵ字状の伝播体９２が垂下し、伝播体９２のステー９４側の端末部には圧電素子９３ａ，９３ｂが固着されている。伝播体９２は燃料タンク９０内の貯留燃料中に、燃料残量に応じてその一部が浸漬することになる。圧電素子９３ａ，９３ｂによる励振で伝播体９２を圧電素子９３ａから圧電素子９３ｂへ超音波が伝播するが、その伝播特性が浸漬する部分の長さ、したがって液面レベルに応じて異なることを利用して、液面を検出している（特許第３０２６１０５号等、第１従来例）。
【０００４】
また、液体計測装置の別の例として、フロート式のものがある。これを図２６に示す。この液体計測装置９１Ａは、燃料の液面に浮かぶフロート９５と、燃料タンク９０の天井壁に固定されたセンダ９７とを有している。センダ９７には円弧状に印刷形成された抵抗体９８が設けられ、センダ９７は抵抗体９８の印刷面を縦にして配置される。抵抗体９８と円弧方向の任意の位置で接触可能な接点部材９９が設けられている。フロート９５と接点部材９９とはアーム９６を介して結合しており、燃料の残量に応じてフロート９５の高さが変位すると、接点部材９９の位置が変化し、接点部材９９を挟む一方の側と他方の側との抵抗体９８の抵抗値の比が変化することを利用したものである（第２従来例）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第１従来例では、伝播体９２のうち、圧電素子９３ａ，９３ｂが固着される部分は超音波の伝播経路として機能しないから、液面が圧電素子９３ａ，９３ｂ位置まで上昇すると、それ以上は液面の検出ができず、燃料タンク９０が満タン若しくはこれに近い状態では、燃料量を知ることができない。このため、貯留すべき燃料量に比して燃料タンク９０が背の高いものにならざるを得ない。
【０００６】
また、第２従来例では、燃料の液面が上昇すると、フロート９５が鉛直方向の移動に加えて水平方向の移動を伴うから、液面の検出範囲を広くとる必要がある場合には、フロート９５の水平方向の移動量を考慮して燃料タンク９０が水平方向に大型化することになる。
【０００７】
本発明は前記実情に鑑みなされたもので、被計測液体を貯留する容器の形状や設置場所が大きな制約を受けない実用的な液体計測装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、振動が伝播する細長の伝播体を被計測液体中に浸漬し、伝播体の励振用および伝播体を伝播する振動の検出用として、圧電素子を伝播体の表面に伝播体と一体的に設け、圧電素子の出力信号で知られる振動の伝播状態に基づいて被計測液体を計測するようにした液体計測装置において、
前記伝播体を端末に近い位置で折り曲げ、折り曲げ部よりも端末側に前記圧電素子を取り付ける。
【０００９】
伝播体のうちの、被計測液体の液面レベルや比重に不感である部分、すなわち、前記圧電素子が取り付けられている部分が、被計測液体の液面レベルや比重に応じて振動の伝播状態が変化する部分の延長線上にないようにすることで、被計測液体が貯留する容器を前記延長線方向にコンパクト化することができ、実用性が向上する。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１の発明の構成において、前記伝播体には、前記圧電素子設置位置よりも端末側に前記伝播体の幅が縮幅する括れ部を形成する。
【００１１】
伝播体の括れ部で音響抵抗が増大し、圧電素子から伝播体の端末側への振動の伝播を抑制することができる。伝播体のうち、圧電素子よりも端末側の部分を、伝播体をステー等に取り付けるための部分として確保しつつ、効率的に振動を伝播体に伝播させることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、請求項１または２の発明の構成において、被計測液体が貯留する容器内に、前記伝播体を、前記折り曲げ部を挟み前記端末とは反対側の部分が途中で被計測液体の液面を横切るように配置して、前記伝播体の前記部分を、前記被計測液体の液面レベルに応じて振動の伝播状態を変化せしめる液面レベル検出部とし、前記振動の伝播状態に基づいて前記被計測液体の液面レベルを求めるようにする。
【００１３】
伝播体が、折り曲げ部よりも端末側では水平に伸びるので、液体計測装置を容器の高さ方向に小型化することができる。また、容器の高さが同じであれば、液面の検出範囲が広くなる。
【００１４】
請求項４記載の発明では、請求項１または２の発明の構成において、被計測液体を吐出する液体供給口を有し前記被計測液体が貯留する容器内に、縦に細長の槽を、前記液体供給口からの被計測液体を受ける位置に設け、
前記槽内に、前記伝播体の、前記折り曲げ部を挟み前記端末とは反対側の部分を挿入して、前記伝播体の前記部分を、前記被計測液体の比重に応じて振動の伝播状態を変化せしめる比重検出部とし、前記振動の伝播状態に基づいて前記被計測液体の比重を求めるようにする。
【００１５】
被計測液体を液体供給口から供給すると、槽でオーバーフローして容器に貯留していく。したがって、容器内の被計測流体の液面によらず、槽内の被計測液体の液面は一定であり、伝播体の振動の伝播状態が被計測液体の比重のみで変化することになる。通常、容器内の被計測流体の液面の変動の影響を受けずに被計測流体の比重を検出しようとすれば、伝播体を容器の底部にねかせて配置することになるが、容器の底面積が十分でなければ、比重検出部の長さを十分確保することができず、検出精度が十分に確保できない。本発明によれば、比重検出部を縦方向にとることができるので、容器の底面積が十分でなくとも、被計測液体の比重を高精度に検出できることになる。
【００１６】
請求項５記載の発明では、請求項１または２の発明の構成において、前記圧電素子を、前記折り曲げ部の直近位置に配置し、
被計測液体が貯留する容器内に、前記伝播体を、前記折り曲げ部を挟み前記端末とは反対側の部分が水平方向に向くように前記容器の底部に配置して、前記伝播体の前記部分を、前記被計測液体の比重に応じて前記振動の伝播状態を変化せしめる比重検出部とし、前記振動の伝播状態に基づいて前記被計測液体の比重を求めるようにする。
【００１７】
伝播体のうち、折り曲げ部よりも前記端末側の部分が比重検出部の延長線上にないので、その分、小型の容器であっても、検出精度に寄与する比重検出部の長さを確保することができる。これにより、底面積の小さい容器にも適用することができる。また、底面積が同じであれば、比重検出部を長くとれるので、検出精度が向上する。
【００１８】
請求項６記載の発明では、請求項１または２の発明の構成において、被計測液体が貯留する容器内に、前記伝播体を、前記折り曲げ部を挟み前記端末とは反対側の部分が途中で被計測液体の液面を横切るように配置し、
前記伝播体の前記部分を、途中で水平方向に屈曲する形状として、前記被計測液体の液面が屈曲部を横切るときの、前記振動の伝播状態の不連続な遷移の大きさを、前記被計測液体の比重に応じて変化せしめる比重検出部とし、前記振動の伝播状態に基づいて前記被計測液体の比重を求めるようにする。
【００１９】
液面レベル検出部を液面が横切るときに、液面が急に大きく変化したのと同様に、振動の伝播状態が不連続に遷移する。前記遷移が生じたときの振動の伝播状態に基づいて、被計測液体の比重を求めることができる。
【００２０】
伝播体が、折り曲げ部よりも端末側では水平に伸びるので、液体計測装置を容器の高さ方向に小型化することができる。
【００２１】
請求項７記載の発明では、被計測液体に浮かぶフロートを有し、被計測液体の液面レベル検出用の液体計測装置において、
中心軸方向を被計測液体の深さ方向にとって配置され、前記フロートを移動可能に保持する螺旋状の軌道と、
フロートの保持位置を前記中心軸を中心とする方位で示す方位指示手段とを設ける。
【００２２】
被計測液体の液面が変化すると、フロートが軌道に沿って螺旋状に移動する。これは、フロートの被計測液体の深さ方向の運動とともに、水平面内における回転運動を伴うから、フロートの保持位置を前記中心軸を中心とする方位で示すことで、被計測液体の液面を検出することができる。
【００２３】
フロートは、前記のごとく水平方向には所定の半径の円運動をするだけであるから、装置が水平方向に嵩張らない。
【００２４】
請求項８記載の発明では、請求項７の発明の構成において、中心軸方向を被計測液体の深さ方向にとって配置されて、前記フロートを格納する円筒形のケースを備え、
前記ケースの側壁には該ケースの中心軸を中心軸とする螺旋状のスリットを形成し、
前記フロートには、前記スリットの長さ方向に移動可能に前記スリットと係合する突起部を設けて、前記スリットを前記軌道とするともに、前記ケースの中心軸に沿って前記フロートを貫通する断面非円形の孔を形成し、
前記方位指示手段には、断面が前記フロートの前記孔と略同形で、該孔を挿通し、前記フロートを移動自在に保持するシャフトであって、両端で回転自在に保持されたシャフトと、該シャフトと同軸で該シャフトの上端部に固定された回転プレートと、前記シャフトを中心とする所定の方位の位置で前記回転プレートに設けられた方位指示指標とを具備せしめる。
【００２５】
被計測液体の液面の変化に伴ってフロートがシャフトに沿って上下動すると、このとき突起部はスリットに沿って螺旋状の経路をとって運動する。したがって、フロートは上下動しつつ、シャフトと一体的に回転する。これにより回転プレートも回転し、方位指示指標がシャフトを中心に公転運動をする。方位指示指標の位置から被計測液体の液面が知られる。
【００２６】
また、フロートがごく狭いケース内に格納されているので、例えばこれを車両の燃料タンクの残量検出に適用した場合、車両の振動で燃料タンクの液面が揺れても、ケース内の燃料の液面の揺れを抑制することができ、残量の検出値が大きく変動するのを防止することができる。
【００２７】
請求項９記載の発明では、被計測液体に浮かぶフロートを有し、被計測液体の液面レベルを計測する液体計測装置において、
前記フロートの被計測液体の深さ方向の軸周りの自転を禁止する自転禁止手段と、
前記フロートと連動して、該フロートの被計測液体の深さ方向の移動に伴い前記深さ方向の軸周りの回転運動を生成してその回転量を示す回転手段とを設ける。
【００２８】
被計測液体の液面の変化に伴い、フロートが被計測液体の深さ方向に上下動する。これは回転手段の回転運動に変換される。回転手段の回転量から、被計測液体の液面を検出することができる。
【００２９】
フロートは被計測液体の深さ方向に運動するだけであり、運動範囲が限られるので、装置が水平方向に嵩張らない。
【００３０】
請求項１０記載の発明では、請求項９の発明の構成において、前記フロートには、被計測液体の深さ方向に前記フロートを貫通する断面が非円形の孔を形成し、
前記回転手段には、両端で回転自在に保持され、断面が略前記孔と略同形で前記孔を挿通するシャフトと、該シャフトと同軸で該シャフトの上端部に固定された回転プレートと、前記シャフトを中心とする所定の方位の位置で前記回転プレートに設けられた方位指示指標とを具備せしめる。
【００３１】
フロートは水平面内の回転運動は禁止されているから、被計測液体の液面の変化に伴ってフロートが上下動すると、ひねりを有するシャフトに回転が生じる。これにより回転プレートも回転し、方位指示指標がシャフトを中心に公転運動をする。方位指示指標の位置から被計測液体の液面が知られる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に本発明を適用した液面を検出する液体計測装置を示す。液体計測装置１はセンサ部１１、信号処理回路部１２およびこれらを接続するリード線１３ａ，１３ｂからなり、センサ部１１が燃料タンク２１内のポンプアッセンブリ２２に固定される。貯留燃料は機関運転時にポンプアッセンブリ２２の図示しない燃料ポンプにより汲み上げられ、噴射燃料としてインジェクタに供給される。
【００３３】
図２、図３、図４に拡大したセンサ部１１を示す。センサ部１１は伝播体４を有している。伝播体４は、帯状の金属板を長さ方向の途中でＵ字に折り返したもので、板面同士が互いに対向している。伝播体４は途中で直角に折れ曲がり、伝播体４にＬ字状の全体形状を与えている。この折り曲げ部４０２ａ，４０２ｂは、ここから折り返し部４０１に到るＵ字状部分４１の長さが略燃料タンク２１内の高さよりもやや低くなるように設定されており、このＵ字状部分４１を垂直方向として燃料タンク２１内に収納される。Ｕ字状部分４１は、燃料タンク２１に貯留した燃料の液面の高さに応じて燃料に浸漬する部分の長さが変化し、振動の伝播状態が変化する（以下、適宜、Ｕ字状部分４１を液面レベル検出部４１という）。
【００３４】
燃料タンク２１内に収納されたときに折り曲げ部４０２ａ，４０２ｂから水平方向に伸びる伝播体４の直線状部分４２ａ，４２ｂにはそれぞれ、ディスク状の圧電素子５ａ，５ｂが接着剤により固着してある（以下、適宜、直線状部分４２ａ，４２ｂを、素子取り付け部４２ａ，４２ｂという）。圧電素子５ａ，５ｂは機械振動と電気振動とを相互に変換可能な一般的な振動子であり、同じ仕様のものが用いられ得る。本実施形態では、後述するように、一方の圧電素子５ａが送信用で、他方の圧電素子５ｂが受信用となる（以下、適宜、送信用の圧電素子５ａを送信素子５ａと、受信用の圧電素子５ｂを受信素子５ｂという）。
【００３５】
圧電素子５ａ，５ｂは、伝播体４の端末４０３ａ，４０３ｂよりも折り曲げ部４０２ａ，４０２ｂ側にオフセットして取り付けられており、この圧電素子５ａ，５ｂが取り付けられない伝播体４の端末部４２１ａ，４２１ｂは、ポンプアッセンブリ２２との結合部となる。すなわち、伝播体４は、ポンプアッセンブリ２２の側面の上端部から素子取り付け部４２ａ，４２ｂが水平に突き出、液面レベル検出部４１がポンプアッセンブリ２２の側面と平行に下方に伸びるように取り付けられる。伝播体４とポンプアッセンブリ２２との結合は振動絶縁剤である防振動ゴム１４を介してなされる。
【００３６】
また、伝播体４の端末部４２１ａ，４２１ｂには、側縁が切り欠かれて、他の部位よりも狭幅の括れ部４２１１ａ，４２１１ｂが形成されている。
【００３７】
次に、信号処理回路部１２について説明する。信号処理回路部１２は送信回路３１、受信回路３２および制御演算処理回路３３からなる。送信回路３１は、制御演算処理回路３３からの給電で所定周波数のパルス信号を発生するパルス駆動回路３１１と、発生したパルス信号を入力とする共振回路３１２とからなる。共振回路３１２の出力はリード線１３ａを介して圧電素子５ａに入力し、送信素子５ａが逆圧電効果により伸縮振動する。ここで、共振回路３１２の共振周波数は、送信素子５ａの共振周波数に設定され、効率よく、送信素子５ａを駆動可能となっている。
【００３８】
送信素子５ａの伸縮振動が送信素子５ａ固着位置で伝播体４に伝わり、さらに伝播体４をその長さ方向に伝播していく。そして、受信素子５ｂ固着位置まで達すると、受信素子５ｂが、この伝播する振動の大きさに応じた電圧出力を発生する。
【００３９】
なお、送信素子５ａ固着位置で伝播体４に伝わった振動は、折り曲げ部４０２ａへと伝播する一方、これとは反対方向、すなわち伝播体４の端末４０３ａ側にも伝播しようとする。しかし、伝播体４の括れ部４２１１ａで音響抵抗が大きくなっているので、この方向へは振動は殆ど伝播しない。また、この括れ部４２１１ａ，４２１１ｂは防振動ゴム１４側からの不要振動が伝播することをも防止する。これにより、伝播体４の端末４０３ａ，４０３ｂ側に、ポンプアッセンブリ２２等への固定用の部位を確保しながら、不要な振動の伝播を防止することができ、効率よく、液面検出部４１に振動を伝播させることができる。
【００４０】
受信素子５ｂで発生する電圧出力はリード線１３ｂを介して受信回路３２の増幅回路３２１に入力し、増幅される。増幅された電圧信号は比較回路３２２に入力して、予め設定した基準しきい値との二値比較により、方形波に変換される。
【００４１】
比較回路３２２からの方形波信号出力は、制御演算処理回路３３に入力し、液面位置（燃料残量）が求められる。制御演算処理回路３３には、基準クロックをカウントするカウンタ３３１を有しており、その結果出力に基づいて判定部３３２が液面レベルを求める。制御演算処理回路３３にはまた、サンプリング周期制御部３３３を有しており、所定のサンプリング周期で送信回路３１および受信回路３２に給電して送信回路３１および受信回路３２を作動せしめ、液面検出用の前記パルス信号（送信パルス）を出力し、これに対応して伝播体４を伝播する振動の受信信号を得るようになっている。制御演算処理回路３３はマイクロコンピュータを中心に構成されており、前記カウンタ３３１、判定部３３２およびサンプリング周期制御部３３３の機能が主にＣＰＵで実行される制御プログラム上で実現される。
【００４２】
図５に制御演算処理回路３３で実行される制御の内容を示し、図６にそのときの装置各部の状態を示す。
【００４３】
ステップＳ１０１で前記送信パルスを出力するとともに、カウンタ３３１をセットし（ステップＳ１０２）、カウンタ３３１で基準クロックのカウントを開始する（ステップＳ１０３）。送信パルスの出力で、振動が伝播体４を素子取り付け部４２ａから液面レベル検出部４１を経て素子取り付け部４２ｂに達し、受信素子５ｂで受信される。受信信号は方形波に変換される。
【００４４】
ステップＳ１０４では、方形波信号の立ち上がりを検出する。ステップＳ１０５ではこの立ち上がり検出時のカウント値をメモリに格納する（以下、適宜、このカウント値を格納値▲１▼という）。
【００４５】
ステップＳ１０６では、前記立ち上がりに続く次の立ち上がりを検出する。ステップＳ１０７ではこの立ち上がり検出時のカウント値をメモリに格納する（以下、適宜、このカウント値を格納値▲２▼という）。
【００４６】
なお、ステップＳ１０４，Ｓ１０６では方形波信号の立ち上がりを検出しているが、方形波信号の立ち下がりを検出するようにしてもよい。
【００４７】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７の格納値▲２▼からステップＳ１０５の格納値▲１▼を減じて、この減算値を予め設定した設定時間と比較する。減算値は相前後する方形波信号の立ち上がりの間隔すなわち１周期である。ここで、設定時間は送信素子５ａの共振周期（以下、適宜、基準周期という）に設定される。すなわち、ステップＳ１０８は、送信素子５ａの共振周期と同じ共振周期の伝播振動が伝播体４を伝播して受信素子５ｂに達すると、肯定判断されることになる。
【００４８】
ステップＳ１０８が否定判断されると、ステップＳ１１３で、格納値▲１▼を棄て、格納値▲２▼を格納値▲１▼として格納し、ステップＳ１０６に戻る。これにより、方形波信号が直近に立ち上がってから今回、立ち上がるまでの時間間隔が送信素子５ａの共振周期と同じになるまで、ステップＳ１０６〜Ｓ１０８が繰り返されることになる。
【００４９】
そして、ステップＳ１０８が肯定判断されると、ステップＳ１０９で、カウント値▲２▼に基づいて時間を演算する。この時間は、送信パルスに対応して送信素子５ａで基準周期の振動が生じてから、受信素子５ｂで、この基準周期の振動が検出されるまでの時間であり、これを、送信素子５ａ固着位置から受信素子５ｂ固着位置まで伝播体４を振動が伝播するのに要する所要時間とする。
【００５０】
続くステップＳ１１０では、ステップＳ１０９で得られた所要時間を、燃料の残量に変換する。これは予めメモリ（ＲＯＭ）に格納されたマップに基づいて変換される。
【００５１】
燃料の残量が多いと燃料液面は高く、伝播体４の液面検出部４１のうち、燃料中に浸漬する部分の長さが多くなる。この浸漬部分では燃料が実質的に伝播体４の一部をなし、伝播体４の質量がこの部分で増加することになり、振動の伝播速度が低下し、所要時間は長くなる。燃料中に浸漬する液面検出部４１の割合が多いほど所要時間は長くなる。これを利用すれば、所要時間に対する燃料残量のマップを予め実験等により求めることができる。
【００５２】
ステップＳ１１１では、得られた残量値を表示器３４で表示する。
【００５３】
次いで、カウンタ３３１をリセットしてステップＳ１０１に戻り、ステップＳ１０１以降の手順が繰り返される。
【００５４】
このように、本液体計測装置１によれば燃料残量を検出することができる。
【００５５】
本液体計測装置１はこのように液面検出（燃料残量検出）を行うが、従来のものに比して次のように検出範囲を広くとることができる。図７は、本液体計測装置（図中、本発明）と図２５の従来の液体計測装置（図中、従来例）とを比較するものである。液面レベルに応じて前記所要時間が変化するが、伝播体の圧電素子の固着部分は燃料中に浸漬しているといないとによらず所要時間に影響しない。すなわち、圧電素子固着部分は燃料の浸漬状態に対して不感となっている。従来例では、タンク深さ方向に真っ直ぐに伸びる伝播体９２のうち、燃料タンク９０の天井壁に近い上端部に圧電素子９３ａ，９３ｂが固着されており、液面が圧電素子固着部分を横切る高さにある限り、伝播体９２の、圧電素子９３ａ，９３ｂが固着されていない部分は燃料に浸漬したままである。したがって、液面レベルが変わっても伝播所要時間は一定値のままであり、液面の検出が不可能である。このため、圧電素子９３ａ，９３ｂの占める分、検出可能な液面レベルの上限は低くなる。
【００５６】
一方、本発明では、圧電素子５ａ，５ｂの形状によらず、液面レベル検出部４１の長さを、その上端（折り曲げ部４０２）が燃料タンク２１の天井面に近い位置まで達する長さにすることができる。したがって、本発明では、液面レベルの検出範囲が広い。これにより、燃料タンク２１自体の高さを、その要求される貯留燃料の量に比して必要以上に高くする必要がない。
【００５７】
（第２実施形態）
図８、図９に本発明を適用した第２実施形態になる液体計測装置の要部を示す。第１実施形態においてセンサ部を別の構成に変えたもので、第１実施形態と実質的に同じ作動をする部分については同じ番号を付して第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００５８】
センサ部１１Ａの伝播体４Ａは、第１実施形態のものと同様に、帯状の金属板を長さ方向の途中でＵ字に折り返したものであるが、端末４０３ａ，４０３ｂ側でもそれぞれＵ字に折り曲げてあり、圧電素子５ａ，５ｂは、この折り曲げ部４０２ａＡ，４０２ｂＡよりも端末４０３ａ，４０３ｂ側の部分４２ａＡ，４２ｂＡに固着され、部分４２ａＡ，４２ｂＡが素子取り付け部４２ａＡ，４２ｂＡとなっている。
【００５９】
本液体計測装置では、素子取り付け部４２ａＡ，４２ｂＡが水平方向に張り出さないので、さらに小型化が可能である。
【００６０】
なお、伝播体４Ａは、燃料の液面レベルが高いときには圧電素子５ａ，５ｂが燃料中に浸漬するので、必要に応じて圧電素子にコーティング等の耐蝕処理を施しておくのが望ましい。
【００６１】
（第３実施形態）
図１０、図１１に本発明を適用した第３実施形態になる液体計測装置の要部を示す。第１実施形態においてセンサ部を別の構成に変えたもので、第１実施形態と実質的に同じ作動をする部分については同じ番号を付して第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６２】
センサ部１１Ｂの伝播体４Ｂは、第１実施形態のものと同様に、帯状の金属板を長さ方向の途中でＵ字に折り返し、端末４０３ａ，４０３ｂ側で直角に折り曲げたものであるが、折り曲げ部４０２ａＢ，４０２ｂＢよりも端末４０３ａ，４０３ｂ側の部分４２ａＢ，４２ｂＢが互いに反対方向に折り曲げられており、伝播体４ＢにＴ字状の全体形状が与えられている。伝播体４Ｂの部分４２ａＢ，４２ｂＢのそれぞれには圧電素子５ａ，５ｂが固着され、素子取り付け部４２ａＢ，４２ｂＢとしてある。
【００６３】
（第４実施形態）
図１２、図１３に本発明を適用した第４実施形態になる液体計測装置の要部を示す。第１実施形態においてセンサ部を別の構成に変えたもので、第１実施形態と実質的に同じ作動をする部分については同じ番号を付して第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６４】
センサ部１１Ｃの伝播体４Ｃは、帯状の金属板を端末４０３Ｃ側でＬ字に折り曲げたものであり、折り曲げ部４０２Ｃよりも端末４０３Ｃ側の部分４２Ｃには圧電素子５Ｃが固着されて、素子取り付け部４２Ｃとしてある。センサ部１１Ｃは、圧電素子５が固着されていない側の伝播体４Ｃの部分４１Ｃが燃料の液面を横切るように前記部分４１Ｃをタンク深さ方向にとって配置される。伝播体４Ｃの部分４１Ｃは、これを横切る燃料の液面のレベルに応じて伝播体４Ｃの実質的な質量を変化させる液面レベル検出部４１Ｃとなる。
【００６５】
圧電素子５Ｃは、第１実施形態の圧電素子と実質的に同じものを用い得るが、送信用と受信用とに兼用であり、送信素子としての圧電素子５Ｃから伝播体４Ｃに伝わった振動は、折り曲げ部４０２Ｃを経て液面検出部４１Ｃの先端面４０１Ｃで反射して再び伝播体４Ｃを反対方向に伝播し、受信素子としての圧電素子５Ｃに圧電効果で電圧出力を発生せしめる。
【００６６】
なお、図示はしないが、センサ部１１Ｃと組み合わされる信号処理回路は、実質的に同じ構成をとり得る。送信回路および受信回路のインピーダンス等を考慮して、圧電素子５Ｃが適正に送信素子として、また受信素子として作用するようにする。
【００６７】
本実施形態でも、伝播体４Ｃの液面レベル検出部４１Ｃの長さを十分にとって、液面レベルの広い検出範囲を得ることができる。
【００６８】
（第５実施形態）
図１４に本発明を適用した第５実施形態になる液体計測装置の要部を示す。第１実施形態と実質的に同じ作動をする部分については同じ番号を付し、説明を適宜、省略する。液体計測装置１Ｄは燃料タンク２１に貯留した燃料の比重の検出用の装置であり、センサ部１１Ｄ、信号処理回路部１２Ｄ、およびこれらを接続するリード線１３ａ，１３ｂからなる。
【００６９】
燃料を燃料タンク２１内に供給する管状の液体供給口である流入口２４が燃料タンク２１の側壁を貫通し、先端で液面一定槽２３と連通している。液面一定槽２３は、比較的小容量の縦長の槽で、流入口２４からの燃料は、ここでオーバーフローした分が燃料タンク２１内に貯留する。
【００７０】
センサ部１１Ｄは実質的に第１実施形態のセンサ部と同じ構造のもので、ポンプアッセンブリ２２等に固定されている。センサ部１１Ｄの伝播体４の垂直部分４１はこの液面一定槽２３内に収容されている。
【００７１】
前記のごとく、液面一定槽２３は容量が小さなものであるから、ガソリンスタンド等での給油時には必ず、満杯になり、液面ＬＤの液面レベルは、貯留燃料の液面Ｌの液面レベルによらず、常に同じである。このため、センサ部１１Ｄの構造は実質的に第１実施形態のものと同じであるが、液面レベルが一定であるため、伝播体４における振動の伝播は液面レベルでは変化しない。前記のごとく、伝播所要時間は、伝播体垂直部分４１で燃料に浸漬することで、垂直部分４１の外周の燃料が実質的に伝播体４の質量を増大させることで変化するものであるから、燃料の比重が大きいほど、燃料の質量が増大して所要時間が長くなる。発明者らは、これを実験的に確認している。以下、垂直部分４１を比重検出部４１という。
【００７２】
信号処理回路１２Ｄは、基本的な構成は第１実施形態のものと同じで、伝播所要時間が得られるが、この伝播所要時間は液面Ｌの液面レベルではなく、比重検出部４１の外周の燃料の比重で変化することになる。
【００７３】
信号処理回路１２Ｄの、第１実施形態のものとの相違点は、制御演算処理回路３３Ｄの判定部３３２Ｄの設定が異なる点である。判定部３３２Ｄでは、伝播所要時間と比重との対応関係をマップとして記憶しておき、得られた伝播所要時間から、該マップに基づいて比重を求める。比重は表示器３４に表示される。
【００７４】
比重は、それから燃料性状を判断することができ、給油した燃料の品質を判断することができる。
【００７５】
なお、第１実施形態等の液面検出用の液体計測装置では、燃料の比重が標準の比重、例えば、マップ用のデータを求めたときの燃料の比重と等しいとしており、実際の燃料の比重のばらつきの分、得られる燃料残量に誤差が生じることになるが、燃料残量の測定で必要な精度に比べればその誤差は十分に小さく、問題はない。
【００７６】
（第６実施形態）
図１５に本発明を適用した第６実施形態になる液体計測装置のセンサ部を示す。第５実施形態の構成において、液面一定槽を省略して貯留燃料の比重を検出するようにしたものである。図中、第５実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付して、第５実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７７】
センサ部１１Ｅは第５実施形態のものと姿勢が異なり、素子取り付け部４２ａ，４２ｂを縦方向にして、比重検出部４１が燃料タンク２１の底面からやや浮いた状態で底面と平行となるように配置されている。センサ部１１Ｅは、素子取り付け部４２ａ，４２ｂ側の伝播体４の端末部４２１ａ，４２１ｂで所定のステー２５に防振動ゴム１４を介して取り付けられている。
【００７８】
通常、給油はある程度の燃料を残してなされるから、伝播体４は、燃料タンク２１内の底部に位置する比重検出部４１が燃料中に浸漬している。したがって、伝播所要時間は略、貯留燃料の比重のみで変化することになる。液面一定槽が不要であり、簡単である。
【００７９】
また、燃料中に浸漬しているといないとにかかわらず、伝播所要時間に影響しない素子取り付け部４２ａ，４２ｂをタンク深さ方向にとることで、その分、燃料タンク２１の底部にねかせた姿勢の比重検出部４１を長くすることができる。送信素子５ａから受信素子５ｂに到る振動の伝播経路が長ければ、同じ比重であっても伝播所要時間が長くなって、検出精度が向上するから、底面形状の小さい燃料タンクに適用しても十分な検出精度を得ることができる。
【００８０】
（第７実施形態）
図１６に本発明を適用した第７実施形態になる液体計測装置を示す。図中、前記各実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付して、前記各実施形態との相違点を中心に説明する。
【００８１】
本液体計測装置１Ｆは比重検出用のもので、センサ部１１Ｆ、信号処理回路１２Ｆ、およびこれらを接続するリード線１３ａ，１３ｂからなる。
【００８２】
センサ部１１Ｆは伝播体４Ｆの端末部４２１ａ，４２１ｂでポンプアッセンブリ２２に取り付けられており、伝播体４Ｆは、水平に伸びる素子取り付け部４２ａ，４２ｂに対して折り曲げ部４０２ａ，４０２ｂから先の部分４１Ｆが略ポンプアッセンブリ２２の側面と平行に燃料タンク２１の底面に向かって伸びている。この部分４１Ｆは、基本的な形状は第１実施形態のごとくＵ字状であり、下端の折り返し部４０１に連なる一方の直線状部分４１１ｂは単純な直線である。他方の直線状部分４１１ａは、途中でクランク状に屈曲しており、振動の伝播経路が第１実施形態のものよりも長くなっている。伝播体４Ｆの部分４１Ｆを、他方の直線状部分４１１ａに、かかるクランク部４１１１ａを有する形状とすることで、後述するように、貯留燃料の比重の検出が可能である。以下、伝播体部分４１Ｆを比重検出部４１Ｆという。
【００８３】
第１実施形態では液面検出部４１（図１）が折り返し部４０１から真っ直ぐ上方に伸びる形状であったので、液面レベルに対して燃料中に浸漬する液面検出部４１の長さが比例的に変化した。これに対して、本実施形態では、伝播体４Ｆのクランク部４１１１ａに液面Ｌがさしかかり、図中、Ａ−Ｂ間、Ｃ−Ｄ間を液面Ｌが通過すると、僅かの液面レベル変化で燃料中に浸漬する伝播体４Ｆの長さが大きく変化する。したがって、図１７に示すように、液面レベルに対して伝播所要時間が、Ａ−Ｂ間、Ｃ−Ｄ間では、階段状に変化する。実質的に不連続に遷移する。
【００８４】
信号処理回路１２Ｆは、基本的な構成は第１実施形態のものと同じで、伝播所要時間が得られるが、この伝播所要時間は液面Ｌの液面レベルだけではなく、比重検出部４１の外周の燃料の比重で変化することになる。そして、クランク部４１１１ａの水平方向の迫り出し量を十分とれば、Ａ−Ｂ間において、またはＣ−Ｄ間において、伝播所要時間に大きな差が生じる。
【００８５】
信号処理回路１２Ｆの、第１実施形態のものとの相違点は、制御演算処理回路３３Ｆの判定部３３２Ｆの設定が異なる点である。判定部３３２Ｆでは、Ｂにおける伝播所要時間からＡにおける伝播所要時間を減じ、または、Ｄにおける伝播所要時間からＣにおける伝播所要時間を減じ、その減算値を伝播所要時間差とする。また、伝播所要時間差と燃料の比重との対応関係をマップとして記憶しておき、得られた伝播所要時間差から、該マップに基づいて比重を求める。比重は表示器３４に表示される。
【００８６】
なお、図１６の構成において、燃料残量を検出するには、マップとして、図１７の液面レベル（燃料残量）と伝播所要時間との対応関係を記憶することになる。
【００８７】
また、ガソリンスタンドでの給油のように、一定流量で燃料タンク２１に燃料が貯留していくときには、給油中の経過時間に対しても図１７のように伝播所要時間が変化する。したがって、液面がＡ−Ｂ間、またはＣ−Ｄ間を通過することが別途、知られなくとも、伝播所要時間の時間変化率から液面がＡ−Ｂ間、またはＣ−Ｄ間を通過していることが知られ、燃料の比重を検出することができる。
【００８８】
（第８実施形態）
図１８に本発明を適用した第８実施形態になる液体計測装置を示す。前記各実施形態とは測定原理が異なる装置である。図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）、図１９（Ｃ）は本液体計測装置が燃料タンク２１内に取り付けられた状態で、燃料残量が異なるときのものである。
【００８９】
液体計測装置１Ｇは、円筒形のケース６がその中心軸Ｃ方向をタンク深さ方向にとって燃料タンク２１に固定される。ケース６は略燃料タンク２１の底面から天井面に達する長さのもので、その側壁６１には、ケース５の底面から天井面のやや下方にかけて、前記中心軸Ｃに対して対称に２か所にスリット６０１ａ，６０１ｂが形成されている。スリット６０１ａ，６０１ｂで、ケース６の内と外とが連通し、ケース６の内側の燃料の液面ＬＧが外側の液面Ｌと同じになるようにしている。スリット６０１ａ，６０１ｂは、前記中心軸Ｃを中心軸にとって、下端から上端までが前記中心軸Ｃ周りに４５°の範囲を螺旋状にカーブする形状のものである。
【００９０】
ケース６内にはフロート７が配設されている。フロート７はその本体部分であるフロート核７１がケース６よりもやや小径の円盤状のもので、貯留燃料による浮力が作用して燃料の液面レベルに応じて浮くようになっている。
【００９１】
フロート７は、その側面から突起部である軸７２ａ，７２ｂが径方向に突出している。軸７２ａ，７２ｂは周方向に等間隔に２つ設けられ、スリット６０１ａ，６０１ｂと係合するようになっている。軸７２ａ，７２ｂの径は、スリット６０１ａ，６０１ｂの幅よりもやや小径であり、燃料液面Ｌ，ＬＧが変化してフロート７が上下動すると、軸７２ａ，７２ｂもスリット６０１ａ，６０１ｂに沿って移動することになる。このとき、フロート７は水平面内の回転運動を伴う。燃料残量が略０から満タン状態まで変化したときに、フロート７の軸７２ａ，７２ｂがスリット６０１ａ，６０１ｂの下端から上端まで移動するように、スリット６０１ａ，６０１ｂの前記タンク深さ方向の形成位置を設定する。
【００９２】
フロート核７１には、その中心にフロート核７１を板厚方向に貫通する四角形の孔７０１が形成され、該孔７０１には前記中心軸Ｃに沿ってシャフト８１が挿通せしめてある。シャフト８１は、端部を除き、断面が四角形の角棒であり、端部は丸棒状である。シャフト８１の角棒部分８１１はフロート核７１の孔７０１よりもやや細身で、角棒部分８１１にフロート７が前記中心軸Ｃ方向に移動自在に保持される。シャフト８１の太さおよびフロート７の孔７０１の大きさは、フロート７が回転したときにこれに追随して略一体的に回転するとみなせる程度のガタに抑えられるように設定される。
【００９３】
シャフト８１の丸棒状の両端部は取り付けピン８１２ａ，８１２ｂとしてあり、前記中心軸Ｃ上でケース６の天井壁６２と底壁６３とに設けられた軸受け８２ａ，８２ｂにより、シャフト８１が、取り付けピン８１２ａ，８１２ｂで軸支されている。
【００９４】
スリット６０１ａ，６０１ｂの上端位置よりもやや上方で、シャフト８１には、これと同軸に回転プレート８３が結合しており、シャフト８１と一体的に回転する。回転プレート８３の上面には、回転プレート８３の地色とは異なる色の方位指示指標である目印８４が付けてあり、燃料タンク２１の天井壁、ケース天井壁６２を透して上方から視認できる。目印８４は、回転プレート８３の周縁の近傍に形成される。目印８４は、前記シャフト８１、軸受け８２ａ，８２ｂ、回転プレート８３とともに、フロート７の回転角度を中心軸Ｃ周りの方位で示す方位指示手段８を構成しており、以下に説明するように液面レベルが知られる。
【００９５】
図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）、図２０（Ｃ）に、図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）に対応する燃料残量のときのＸＸ矢視における回転プレート８３を示している。さて、燃料が殆どない図１９（Ａ）の状態では、フロート７の軸７２ａ，７２ｂはスリット６０１ａ，６０１ｂの最下位置にある。このとき目印８４は図２０（Ａ）に示す位置にある。燃料液面Ｌ，ＬＧが給油により上昇してくると、フロート核７１には貯留燃料による浮力が作用して上昇するが、このとき、フロート７の軸部７２ａ，７２ｂの移動経路がスリット６０１ａ，６０１ｂに沿う経路に規定されるから、フロート７は上昇運動に加えて中心軸Ｃ周りの回転運動を伴う。これにより、回転プレート８３に形成された目印８４も中心軸Ｃ周りに周方向に移動する。図１９（Ｂ）のように、燃料が満タン時状態の１／２まで貯留すると、すなわち満タン時の液面レベルの１／２の液面レベルまでくると、軸７２ａ，７２ｂもスリット６０１ａ，６０１ｂに沿う経路の１／２まできているので、回転プレート８３は中心軸Ｃ周りに２２．５°（＝４５°×（１／２））回転し、目印も２２．５°回転移動する（図２０（Ｂ））。
【００９６】
そして、燃料が満タンになり、軸７２ａ，７２ｂがスリット６０１ａ，６０１ｂの上端に達する位置までフロート７が上昇すると（図１９（Ｃ））、目印８４はさらに２２．５°回転して残量０のときの位置に対して４５°回転する（図２０（Ｃ））。
【００９７】
燃料が消費されて液面レベルが下がれば、逆の経路を辿って目印８４が反時計周りに回転する。
【００９８】
このように目印８４の位置から燃料残量が知られる。
【００９９】
本液面検出装置１Ｇではフロート７がタンク深さ方向に直線動するのみで、水平方向には移動しないから、フロート核７１よりも径方向に一回り大きなケース６が液体計測装置１Ｇのサイズを規定するので、燃料タンク２１が高さに対して底面積が比較的小さな形状のものでも、好適に適用することができる。
【０１００】
前記のごとく円筒形のケース６が全体形状を規定するので、燃料タンク２１への組付けが容易である。すなわち、従来例（図２６）では、フロート９５に対してアーム９６が可動で定形性を有しておらず、フロート９５等一式を燃料タンク９０の開口部から燃料タンク９０内に挿入する際に、開口部の縁でひっかり、作業性がきわめてよくないのに比して、本液体計測装置１Ｇでは、取り扱うのが容易な単純な円筒形であり、開口部からスムーズに入れることができる。
【０１０１】
（第９実施形態）
図２１に本発明を適用した第９実施形態になる液体計測装置を示す。前記第８実施形態の構成において、方位指示手段の一部を別の構成に変えたもので、図中、第８実施形態と同じ作動をする部分には同じ番号を付して、第８実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１０２】
第８実施形態では、回転プレート８３に目印を設けていたが、これに変えて、本液体計測装置１Ｈの方位指示手段８Ｈでは、回転プレート８３の上面に磁石８５が設けてあり、液面レベルに応じて中心軸Ｃ周りに周方向に移動可能である。一方、ケース６の天井壁６２には磁石８５と近接する位置にホール素子５Ｈが取り付けてあり、ホール素子５Ｈを貫通する磁束に応じた検出信号を出力するようになっている。液面レベルの変化による磁石８５の移動に伴いホール素子５Ｈを貫通する磁束が変化するので、ホール素子５Ｈの検出信号は、液面レベルに応じたものとなる。磁石８５の大きさ、磁石８５とホール素子５Ｈのギャップは十分な感度で検出し得るように設定される。
【０１０３】
ホール素子５Ｈの検出信号は制御演算処理回路３５に入力し、検出信号に基づいて燃料残量を演算する。制御演算処理回路３５は、ホール素子５Ｈの検出信号を受ける入力回路やマイクロコンピュータにより構成される。演算された燃料残量は表示器３４で表示される。
【０１０４】
（第１０実施形態）
図２２に本発明を適用した第９実施形態になる液体計測装置を示す。前記第８、第９実施形態と同様にフロート式のものである。
【０１０５】
液体計測装置１Ｉは、円筒形のケース６ＩＩがその中心軸Ｃ方向をタンク深さ方向にとって燃料タンクに固定される。ケース６Ｉは略燃料タンクの底面から天井面に達する長さのもので、その側壁６１には、ケース６Ｉの底面から天井面のやや下方にかけて、前記中心軸Ｃに対して対称に２か所に、タンク深さ方向に伸びる直線状のスリット６０１ａＩ，６０１ｂＩが形成されている。スリット６０１ａＩ，６０１ｂＩで、ケース６Ｉの内と外とが連通し、ケースの内と外とで燃料の液面が同じになるようにしている。
【０１０６】
ケース６Ｉ内にはフロート７Ｉが配設されている。フロート７Ｉはその本体部分であるフロート核７１Ｉを有している。フロート核７１Ｉはケース６Ｉよりもやや小径の円盤状のもので、貯留燃料による浮力が作用して燃料の液面レベルに応じて浮くようになっている。
【０１０７】
フロート７Ｉは、フロート核７１Ｉの側面から突起部である軸７２ａ，７２ｂが径方向に突出している。軸７２ａ，７２ｂは周方向に等間隔に２つ設けられ、スリット６０１ａＩ，６０１ｂＩと係合するようになっている。軸７２ａ，７２ｂの径は、スリット６０１ａＩ，６０１ｂＩの幅よりもやや小径であり、燃料液面が変化してフロート７Ｉが上下動すると、軸７２ａ，７２ｂもスリット６０１ａＩ，６０１ｂＩに沿って移動することになる。燃料残量が略０から満タン状態まで変化したときに、フロート７Ｉの軸７２ａ，７２ｂがスリット６０１ａＩ，６０１ｂＩの下端から上端まで移動するように、スリット６０１ａＩ，６０１ｂＩの前記タンク深さ方向の形成位置を設定する。
【０１０８】
フロート７Ｉには、その中心に前記フロート核７１Ｉを板厚方向に貫通する扁平な長方形の孔７０１Ｉが形成され、該孔７０１Ｉには前記ケース６Ｉの中心軸Ｃに沿ってシャフト８１Ｉが挿通せしめてある。シャフト８１Ｉは、丸棒状の端部８１２ａ，８１２ｂを取り付けピン８１２ａ，８１２ｂとして、取り付けピン８１２ａ，８１２ｂを受ける軸受け８１２ａ，８１２ｂにより軸支されている。
【０１０９】
取り付けピン８１２ａ，８１２ｂを除くシャフト８１Ｉの部分は、断面が長方形である。シャフト８１Ｉの断面長方形部分８１１Ｉは、フロート７Ｉの孔７０１Ｉよりもやや細身で、断面長方形部分８１１Ｉにフロート７Ｉが前記中心軸Ｃ方向に移動自在に保持される。
【０１１０】
シャフト８１Ｉの断面長方形部分８１１Ｉは中心線Ｃ周りにねじってある。
【０１１１】
シャフト８１Ｉの太さおよびフロート７Ｉの孔７０１Ｉの大きさは、フロート７Ｉがタンク深さ方向に移動したときにこれに追随して略一体的に回転しているとみなせる程度のガタに抑えられるように設定される。
【０１１２】
スリット６０１ａＩ，６０１ｂＩの上端位置よりもやや上方で、シャフト８１Ｉには、これと同軸に回転プレート８３が結合しており、シャフト８１Ｉと一体的に回転する。回転プレート８３の上面には、第１実施形態と同様に目印８４が付けてある。
【０１１３】
さて、燃料液面の上昇で、フロート７Ｉは上昇するが、その軸７２ａＩ，７２ｂＩがスリット６０１ａＩ，６０１ｂＩによってタンク深さ方向の移動のみ許容されるので、フロート７Ｉも非回転状態でそのまま上昇する。一方、シャフト８１Ｉはねじりを有しているので、フロート７Ｉの孔７０１Ｉが上昇するのに伴って、シャフト８１Ｉが回転する。回転量はねじりの程度に依存し、ねじりが大きいほど多くなる。例えば、シャフト８１Ｉの長方形断面の長手方向が、断面長方形部分８１１Ｉの下端と上端とで４５°の角度をなすように１／８回転のねじりを設けると、第８実施形態のごとく、燃料残量０の状態から満タン状態まで変化する間に目印８４は４５°、中心軸Ｃを中心として周方向に移動する。
【０１１４】
（第１１実施形態）
図２３に本発明を適用した第１１実施形態になる液体計測装置を示す。第１０実施形態において、フロートの自転を禁止する手段を別の構成に変えたもので、第１０実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付して第１０実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１１５】
液体計測装置１Ｊのケース６Ｊは円筒形で、第１０実施形態と基本的に同じ形状のものである。
【０１１６】
フロート７Ｊは第１０実施形態のものと基本的に同じ構造のフロート核のみからなる。
【０１１７】
フロート７Ｊには、中心軸Ｃから偏心した位置に、板厚方向に貫通する孔７０２Ｊが形成されており、これに孔７０２Ｊよりもやや小径の、自転禁止手段であるシャフト６４Ｊがタンク深さ方向に挿通している。シャフト６４Ｊはその両端でケース６Ｊの天井壁６２および底壁６３に固定されている。これにより、フロート７Ｊは自転が禁止される。
【０１１８】
回転手段８Ｊは基本的に第１０実施形態のものと同じで、相違点は、回転プレート８３Ｊがシャフト６４Ｊを避けてやや小径とした点である。したがって、回転プレート８３Ｊの直径を確保すべく、図例のごとくシャフト６４Ｊはケース側壁６１Ｊ側に配置するのがよい。あるいはシャフト６４Ｊをケース側壁６１Ｊの内周面に沿って配置し、フロート７Ｊの側面に、シャフト６４Ｊと係合する溝を形成してもよい。
【０１１９】
ケース６Ｊには側壁６１Ｊの最下端部と底壁６３とに、流出入孔６０２Ｊ，６０３Ｊが形成されて、ケース６Ｊの内と外とで燃料が流通自在となっている。流出入孔６０２Ｊ，６０３Ｊ位置を低くすることで、残量０の状態から満タン状態になるまで、燃料液面がケース６Ｊの内と外とで同じになるようにしている。
【０１２０】
（第１２実施形態）
図２４に本発明を適用した第１２実施形態になる液体計測装置を示す。第１１実施形態において、フロートの自転を禁止する手段を別の構成に変えたもので、第１１実施形態と実質的に同じ作動をする部分には同じ番号を付して第１１実施形態との相違点を中心に説明する。
【０１２１】
液体計測装置１Ｋのケース６Ｋは断面四角形で筒状の自転禁止手段である側壁６１Ｋを天井壁６２Ｋと底壁６３Ｋとで閉鎖したものである。ケース６Ｋに収納されるフロート７Ｋはケース６Ｋよりもやや小型の四角形状である。したがって、中心軸Ｃ周りのフロート７Ｋの自転が禁止される。
【０１２２】
なお、前記第８〜第１２実施形態では、フロートをケース内に設けることで、燃料タンク内の液揺れや波立ちによるフロート位置への影響を抑制しているが、必ずしもこれに限定されるものではない。第８、第９実施形態であれば、中心軸方向をタンク深さ方向にとって、前記フロートを移動可能に保持する螺旋状の軌道が備えられておれば、第８、第９実施形態のごとくフロートを螺旋状に移動せしめることができる。また、第１０実施形態では、中心軸をタンク深さ方向にとってフロートを自転禁止して上下方向（タンク深さ方向）に移動可能に保持する細長い長方形状の軌道が備えてあればよい。また、第１１実施形態ではケースの天井壁と底壁とに相当する部材のみがあればよい。また、第９実施形態において、磁石とホール素子とで位置検出をしているが、これに代わるものを用いてもよい。例えば、ホール素子に代えて、磁石と磁気抵抗素子とを組み合わせたものでもよい。また、抵抗体と、抵抗体上を移動可能な接点とを有し、回転プレートの回転により接点の位置が変化するのに応じて接点を通じて測定される抵抗体の抵抗値が変化するようにしたものでもよい。
【０１２３】
また、前記各実施形態は燃料タンクに貯留した燃料について計測するものについて説明したが、本発明は他の液体の計測に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１実施形態になる液体計測装置の構成図である。
【図２】前記液体計測装置のセンサ部の構成図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ矢視図である。
【図４】図２におけるＩＶ矢視図である。
【図５】前記液体計測装置の信号処理回路の制御演算処理回路で実行される制御プログラムを示すフローチャートである。
【図６】前記液体計測装置の各部の作動状態を示すタイミングチャートである。
【図７】前記液体計測装置と従来例とを比較する図である。
【図８】本発明を適用した第２実施形態になる液体計測装置のセンサ部の構成図である。
【図９】図８におけるＩＸ矢視図である。
【図１０】本発明を適用した第３実施形態になる液体計測装置のセンサ部の構成図である。
【図１１】図１０におけるＸＩ矢視図である。
【図１２】本発明を適用した第４実施形態になる液体計測装置のセンサ部の構成図である。
【図１３】図１２におけるＸＩＩＩ矢視図である。
【図１４】本発明を適用した第５実施形態になる液体計測装置の構成図である。
【図１５】本発明を適用した第６実施形態になる液体計測装置のセンサ部を中心とする構成図である。
【図１６】本発明を適用した第７実施形態になる液体計測装置の構成図である。
【図１７】前記液体計測装置の作動を説明するグラフである。
【図１８】本発明を適用した第８実施形態になる液体計測装置の構成図である。
【図１９】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は燃料タンク中の燃料残量が異なる状態のときの前記液体計測装置を示す図である。
【図２０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は燃料タンク中の燃料残量が異なる状態のときの、図１９におけるＸＸ矢視における前記液体計測装置の一部の図である。
【図２１】本発明を適用した第９実施形態になる液体計測装置の構成図である。
【図２２】本発明を適用した第１０実施形態になる液体計測装置の構成図である。
【図２３】本発明を適用した第１１実施形態になる液体計測装置の構成図である。
【図２４】本発明を適用した第１２実施形態になる液体計測装置の構成図である。
【図２５】従来の液体計測装置の代表例の構成図である。
【図２６】従来の別の液体計測装置の代表例の構成図である。
【符号の説明】
１，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ　液体計測装置
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ　センサ部
１２，１２Ｄ，１２Ｆ　信号処理回路部
１３ａ，１３ｂ，１３Ｈ　リード線
１４　防振動ゴム
２１　燃料タンク
２２　ポンプアッセンブリ
２３　液面一定槽（槽）
２４　流入口（液体供給口）
２５　ステー
３１　送信回路
３２　受信回路
３３，３３Ｄ，３３Ｆ　制御演算処理回路
３４　表示器
３５　制御演算処理回路
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｆ　伝播体
４１　液面レベル検出部、比重検出部
４２ａ，４２ｂ，４２ａＡ，４２ｂＡ，４２ａＢ，４２ｂＢ，４２Ｃ　素子取り付け部
４２１ａ，４２１ｂ　括れ部
４０１　折り返し部
４０２ａ，４０２ｂ，４０２ａＡ，４０２ｂＡ，４０２ａＢ，４０２ｂＢ，４０２Ｃ　折り曲げ部
４０３ａ，４０３ｂ，４０３Ｃ　端末
５ａ，５ｂ　圧電素子
５Ｈ　ホール素子
６，６Ｉ，６Ｊ，６Ｋ　ケース
６０１ａ，６０１ｂ　スリット（軌道）
６０１ａＩ，６０１ｂＩ　スリット（自転禁止手段）
６１　　側壁
６１Ｋ　側壁（自転禁止手段）
６４Ｊ　シャフト（自転禁止手段）
７，７Ｉ，７Ｋ　フロート
７０１，７０１Ｉ　孔
７１，７１Ｉ　フロート核
７２ａ，７２ｂ　軸（突起部）
８，８Ｈ　方位指示手段
８Ｉ，８Ｊ　回転手段
８１，８１Ｉ　シャフト
８２ａ，８２ｂ　軸受け
８３，８３Ｊ　回転プレート
８４　目印（方位指示指標）
８５　磁石（方位指示指標）
Ｃ　中心軸

Claims (10)

1. 振動が伝播する細長の伝播体を被計測液体中に浸漬し、伝播体の励振用および伝播体を伝播する振動の検出用として、圧電素子を伝播体の表面に伝播体と一体的に設け、圧電素子の出力信号で知られる振動の伝播状態に基づいて被計測液体を計測するようにした液体計測装置において、
   前記伝播体を端末に近い位置で折り曲げ、折り曲げ部よりも端末側に前記圧電素子を取り付けたことを特徴とする液体計測装置。
2. 請求項１記載の液体計測装置において、前記伝播体には、前記圧電素子設置位置よりも端末側に前記伝播体の幅が縮幅する括れ部を形成した液体計測装置。
3. 請求項１または２いずれか記載の液体計測装置において、被計測液体が貯留する容器内に、前記伝播体を、前記折り曲げ部を挟み前記端末とは反対側の部分が途中で被計測液体の液面を横切るように配置して、前記伝播体の前記部分を、前記被計測液体の液面レベルに応じて振動の伝播状態を変化せしめる液面レベル検出部とし、前記振動の伝播状態に基づいて前記被計測液体の液面レベルを求めるようにした液体計測装置。
4. 請求項１または２いずれか記載の液体計測装置において、被計測液体を吐出する液体供給口を有し前記被計測液体が貯留する容器内に、縦に細長の槽を、前記液体供給口からの被計測液体を受ける位置に設け、
   前記槽内に、前記伝播体の、前記折り曲げ部を挟み前記端末とは反対側の部分を挿入して、前記伝播体の前記部分を、前記被計測液体の比重に応じて振動の伝播状態を変化せしめる比重検出部とし、前記振動の伝播状態に基づいて前記被計測液体の比重を求めるようにした液体計測装置。
5. 請求項１または２いずれか記載の液体計測装置において、前記圧電素子を、前記折り曲げ部の直近位置に配置し、
   被計測液体が貯留する容器内に、前記伝播体を、前記折り曲げ部を挟み前記端末とは反対側の部分が水平方向に向くように前記容器の底部に配置して、前記伝播体の前記部分を、前記被計測液体の比重に応じて前記振動の伝播状態を変化せしめる比重検出部とし、前記振動の伝播状態に基づいて前記被計測液体の比重を求めるようにした液体計測装置。
6. 請求項１または２いずれか記載の液体計測装置において、被計測液体が貯留する容器内に、前記伝播体を、前記折り曲げ部を挟み前記端末とは反対側の部分が途中で被計測液体の液面を横切るように配置し、
   前記伝播体の前記部分を、途中で水平方向に屈曲する形状として、前記被計測液体の液面が屈曲部を横切るときの、前記振動の伝播状態の不連続な遷移の大きさを、前記被計測液体の比重に応じて変化せしめる比重検出部とし、前記振動の伝播状態に基づいて前記被計測液体の比重を求めるようにした液体計測装置。
7. 被計測液体に浮かぶフロートを有し、被計測液体の液面レベル検出用の液体計測装置において、
   中心軸方向を被計測液体の深さ方向にとって配置され、前記フロートを移動可能に保持する螺旋状の軌道と、
   フロートの保持位置を前記中心軸を中心とする方位で示す方位指示手段とを設けたことを特徴とする液体計測装置。
8. 請求項７記載の液体計測装置において、中心軸方向を被計測液体の深さ方向にとって配置されて、前記フロートを格納する円筒形のケースを備え、
   前記ケースの側壁には該ケースの中心軸を中心軸とする螺旋状のスリットを形成し、
   前記フロートには、前記スリットの長さ方向に移動可能に前記スリットと係合する突起部を設けて、前記スリットを前記軌道とするともに、前記ケースの中心軸に沿って前記フロートを貫通する断面非円形の孔を形成し、
   前記方位指示手段には、断面が前記フロートの前記孔と略同形で、該孔を挿通し、前記フロートを移動自在に保持するシャフトであって、両端で回転自在に保持されたシャフトと、該シャフトと同軸で該シャフトの上端部に固定された回転プレートと、前記シャフトを中心とする所定の方位の位置で前記回転プレートに設けられた方位指示指標とを具備せしめた液体計測装置。
9. 被計測液体に浮かぶフロートを有し、被計測液体の液面レベルを計測する液体計測装置において、
   前記フロートの被計測液体の深さ方向の軸周りの自転を禁止する自転禁止手段と、
   前記フロートと連動して、該フロートの被計測液体の深さ方向の移動に伴い前記深さ方向の軸周りの回転運動を生成してその回転量を示す回転手段とを設けたことを特徴とする液体計測装置。
10. 請求項９記載の液体計測装置において、前記フロートには、被計測液体の深さ方向に前記フロートを貫通する断面が非円形の孔を形成し、前記回転手段には、両端で回転自在に保持され、断面が略前記孔と略同形で前記孔を挿通するシャフトと、該シャフトと同軸で該シャフトの上端部に固定された回転プレートと、前記シャフトを中心とする所定の方位の位置で前記回転プレートに設けられた方位指示指標とを具備せしめたことを特徴とする液体計測装置。

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