JP2004101373A - Liquid level detector for vehicle - Google Patents

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JP2004101373A
JP2004101373A JP2002264133A JP2002264133A JP2004101373A JP 2004101373 A JP2004101373 A JP 2004101373A JP 2002264133 A JP2002264133 A JP 2002264133A JP 2002264133 A JP2002264133 A JP 2002264133A JP 2004101373 A JP2004101373 A JP 2004101373A
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fuel
tank
liquid level
ultrasonic
fuel tank
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Application number
JP2002264133A
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Japanese (ja)
Inventor
Isao Miyagawa
宮川 功
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a fuel liquid level sensor 2 from being damaged due to collision against a foreign matter when a vehicle travels, by devising the peripheral shape of a mounting part for the fuel level sensor 2 of a fuel tank 3. <P>SOLUTION: The liquid level detector is formed so that a protector 36 is provided to the circumference of the fuel level sensor 2 on the bottom surface 33 of the fuel tank 3, and that the sticking out length H of the protector 36 from the bottom surface 33 is larger than the sticking out length h of the fuel level sensor 2 from the bottom surface 33. Thus, even when the foreign matter such as a stone, which is flicked by a tire when the vehicle travels, collides against the fuel tank, the fuel level sensor 2 is prevented from being damaged. Because the protector 36 and the fuel tank 3 are integrally formed by the molding of a resin, the protector 36 can be easily provided to the fuel tank 3. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されて液体の液面位置を検出する車両用液面検出装置に関するものであり、たとえば自動車に装備される燃料タンク内の燃料液面を検出する用途に用いて好適である。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車等において燃料の量、すなわち燃料液面を検出する車両用液面検出装置としては、燃料の表面に浮くフロートに回動腕を設け、液面の変動によるフロートの位置変化に応じて回動腕を回動させ、その回動角度変化をたとえば電気抵抗変化に変換するものが一般的である。しかしながら、この方式の液面検出装置は、体格が大きく設置場所が制限される、あるいは検出精度があまり良くない、等の問題があった。
【0003】
このような問題を解決するために、たとえば特開平6−249697号公報に開示される液面検出装置においては、燃料タンク底部に超音波振動子を備える超音波センサを装着し、超音波センサから燃料タンク内の燃料に超音波を発射し、この超音波が燃料液面で反射して再び超音波センサにて受信して、超音波が超音波センサと液面間を往復する時間を計測し、これに基づいて液面位置を検出している。しかし、特開平6−249697号公報には、超音波振動子のタンクへの取付け構造について具体的な説明はない。
【0004】
一方、超音波センサを用いた液面検出装置としては、ほかに、特開2000−314651号公報、あるいは特開2001−208595号公報に開示されるものがある。
【0005】
特開2000−314651号公報に開示される液面検出装置においては、超音波センサを、ばねの弾性力によりタンクへ押圧すると共に磁石の磁力によりタンクに固定している。
【0006】
また、特開2001−208595号公報に開示される液面検出装置においては、超音波センサを、タンク外表面に複数のねじにより固定している。
【0007】
上述した、特開2000−314651号公報および特開2001−208595号公報に開示される超音波センサは、何れもタンク外表面に露出して固定されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の超音波センサを、車両用に用いる場合、たとえば燃料タンクの外表面に取り付けて燃料の液面位置検出用に使用する場合を考える。車両走行中において、特に未舗装路走行中においては、石等の異物がタイヤで弾かれて燃料タンクに向かって飛んでくることがある。このとき、タンク外表面に露出して固定されている超音波センサに石等の異物に当たり損傷を受ける可能性がある。また、燃料タンクに超音波センサを取り付ける工程から燃料タンクを車両に取り付ける工程へ(通常、両工程は異なる事業所において実施される。)燃料タンクを搬送する必要があるが、搬送中において、燃料タンクの外表面に固定された超音波センサが他の物体と衝突して損傷を受ける可能性がある。
【0009】
本発明は上記のような点に鑑みなされたものであり、その目的は、超音波センサのタンクへの取付け部形状に工夫を凝らして、車両走行中あるいはタンク搬送中にタンクが損傷を受けることを防止できる車両用液面検出装置を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【0011】
本発明の請求項1に記載の車両用液面検出装置では、液体を貯蔵するタンクと、超音波振動子を内蔵しタンクの外表面に取り付けられる超音波検出器とを備え、超音波振動子からタンク内の液体に超音波を発射して液面を計測する車両用液面検出装置において、タンクの外表面且つ超音波検出器の周囲に防護部を設け、タンク外表面からの防護部の突出高さはタンク外表面からの超音波検出器の突出高さより大きく形成される構成とした。これにより、車両の走行中タンクに異物が衝突した場合、あるいは超音波検出器固定済みのタンクを搬送中にタンクが他の物体に接触した場合、上述の異物あるいは他の物体は防護部により弾き返され、超音波検出器に衝突することがない。したがって、超音波検出器が異物あるいは他の物体により損傷を受けることを防止できる。
【0012】
本発明の請求項2に記載の車両用液面検出装置では、防護部は超音波検出器の外周側に超音波検出器と略同軸上に配置される構成とした。これにより、防護部は、異物あるいは他の物体が超音波検出器に衝突することを確実に防止することができる。
【0013】
本発明の請求項3に記載の車両用液面検出装置では、超音波検出器のタンクと反対側を覆うカバーを備え、このカバーは防護部に固定される構成とした。これにより、車両の走行中タンクに異物が衝突した場合、あるいは超音波検出器固定済みのタンクを搬送中にタンクが他の物体に接触した場合、上述の異物あるいは他の物体はカバーあるいは防護部により弾き返され、超音波検出器に衝突することがない。したがって、超音波検出器が異物あるいは他の物体により損傷を受けることを防止できる。
【0014】
本発明の請求項4に記載の車両用液面検出装置では、タンクは樹脂材料からなり且つ防護部はタンクと一体成形により形成される構成としている。これにより、タンクの外表面に防護部を容易に形成することができる。また、部品点数を低減してコストを低減することができる。
【0015】
本発明の請求項5に記載の車両用液面検出装置では、超音波検出器はタンクの底面または側面に取り付けられる構成としている。これにより、超音波検出器から発射される超音波を確実にタンク内の液体中を進行させて、液面を検出することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による車両用液面検出装置を、自動車の燃料タンク内の燃料液面位置を検出するための燃料液面検出装置1に適用した場合を例に図に基づいて説明する。
【0017】
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態による燃料液面検出装置1における、タンクである燃料タンク3への超音波検出器である燃料液面センサ2の取付け状態を示す断面図であり、図2中のI部拡大断面図である。図2は、燃料液面検出装置1の全体外観図である。図3は、図1中のIII矢視図である。なお、各図において、同一構成部分には同一符号を付してある。
【0018】
超音波検出器である燃料液面センサ2は、図2に示すように、液体を貯蔵するタンクである自動車の燃料タンク3の外表面である底面33に固定されている。図2の上下方向が自動車の上下方向であり、図2の上方が自動車の上方である。
【0019】
以下に、燃料液面検出装置1の構成について説明する。
【0020】
先ず、超音波検出器である燃料液面センサ2について説明する。
【0021】
超音波振動子21は、ピエゾ効果(電圧が印加されると体積が変化する一方、外部から力を受けると電圧を発生する特性)を有する物質、たとえばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)から形成されている。超音波振動子21は、図1に示すように、外部から電圧を印加するため、あるいは発生した電圧信号を外部へ出力するためのリード線26が接続されている。また、超音波振動子21はハウジング22に、たとえば接着等により固定されている。
【0022】
ハウジング22は、剛性の高い材質、たとえば金属(ステンレス鋼板等)から形成され、超音波振動子21を保護すると共に、超音波振動子21の振動を確実に外部へ伝達する役目を果たしている。また、ハウジング22は、樹脂製のケース24に保持されている。ここで、ハウジング22は、柔軟で振動を吸収可能な材質からなる防振部材23を介して樹脂製のケース24に保持されている。これにより、超音波振動子21の振動が燃料タンク3内の燃料以外に伝達されることを防止して、良好な燃料液面検出機能を維持している。
【0023】
ケース24は、図3に示すように、略円盤状に形成されている。ケース24には、図1および図3に示すように、後述する燃料タンク3の孔部32と係合する突き出し部25が2個、中心を挟んで対向して設けられている。燃料液面センサ2が燃料タンク3に取り付けられると、突き出し部25は燃料タンク3の孔部32に係合、当接して、燃料液面センサ2が燃料タンク3の底面33から離れる方向の移動を規制している。言い換えると、突き出し部25を燃料タンク3の孔部32に係合、当接させて、燃料液面センサ2が燃料タンク3に保持固定される。
【0024】
次に、タンクである燃料タンク3について説明する。
【0025】
燃料タンク3は、樹脂材料により形成されている。また、燃料タンク3の底面33には、図1および図3に示すように、底面33沿い方向への燃料液面センサ2の移動、すなわち図1中における左右方向への移動を規制する支持壁31が2個、互いに対向するように設けられている。支持壁31は、図3に示すように、燃料液面センサ2の外形に対応して円弧状に形成されている。支持壁31には、底面33から離れる方向への燃料液面センサ2の移動を規制する孔部32が設けられている。孔部32は、図1に示すように、底面33と略平行な貫通孔状に形成されている。また、支持壁31は、燃料タンク3の樹脂成形時において燃料タンク3と一体に形成される。また、燃料タンク3の底面33には、燃料液面センサ2の周囲に、図1および図3に示すように、防護部であるプロテクタ36が設けられている。プロテクタ36は樹脂材料からなり、燃料タンク3と一体成形により形成されている。プロテクタ36は、図3に示すように、燃料液面センサ2と略同心状に4個設けられている。また、図1に示すように、プロテクタ36の底面33からの突き出し長さHは、燃料液面センサ2の底面33からの突き出し長さhよりも大きく形成されている。すなわち、燃料液面センサ2は、プロテクタ36より引っ込んで配置されている。これにより、自動車走行中において、石等の異物がタイヤで弾かれて燃料タンクに向かって飛んでくることがあっても、石等の異物は上述のプロテクタ36に当たるので、燃料液面センサ2が石等の異物との衝突により損傷を受けることを防止できる。また、燃料液面センサ2の取り付けが完了した燃料タンク3を、自動車組付け工程、すなわち自動車に燃料タンク3を取り付ける工程へ搬送する途中において、たとえば燃料タンク3同士が接触する、あるいは燃料液面センサ2を下側にして燃料タンク3が床等に置かれる等しても、プロテクタ36により燃料液面センサ2が直接他の部品や床に接触することがないので燃料液面センサ2の破損を防止できる。
【0026】
次に、本発明の第1実施形態による燃料液面検出装置1の組付け工程における燃料液面センサ2の燃料タンク3への取付け方法について説明する。
【0027】
先ず、燃料タンク3の底面33の2つの支持壁31間に略円形のシート状の接着剤4をセットする。
【0028】
次に、燃料液面センサ2を、燃料タンク3の2つの支持壁31間に、燃料液面センサ2の突き出し部25と燃料タンク3の支持壁31の孔部32との円周方向位置を一致させ、ハウジング22を底面33に対向させて押し込んでいく。すなわち、燃料液面センサ2を燃料タンク3の底面33に向かう方向に押圧する。これにより、支持壁31は、突き出し部25に押されて図1の左右方向に弾性変形する。さらに燃料液面センサ2を押込んでいくと、燃料液面センサ2の突き出し部25が燃料タンク3の支持壁31の孔部32に係合して、つまり燃料液面センサ2の端面25aが孔部32に当接して、燃料液面センサ2の燃料タンク3への取付け作業が完了する。このとき、接着剤4は、燃料タンク3底面33と燃料液面センサ2のハウジング22の両者に完全に密着している。これにより、超音波振動子21と燃料タンク3内の燃料との間の空気を排除して、超音波振動子21から燃料への超音波放射および液面からの反射波受信を安定させて、燃料液面センサ2による液面検出精度を向上できる。
【0029】
次に、本発明の第1実施形態による燃料液面検出装置1における、燃料液面検出作動について、図4に基づいて説明する。
【0030】
図4に、本発明の第1実施形態による燃料液面検出装置1の電気回路構成図を示す。
【0031】
燃料液面センサ2、すなわち超音波振動子21は制御回路6に接続され、この制御回路6は表示部7に接続されている。
【0032】
制御回路6は、超音波振動子21への電圧印加を制御するパルス発生回路61、超音波振動子21からの電圧信号を処理すると共に液面位置を算出する演算回路62および演算回路62からの液面検出信号に基づき表示部7を駆動する駆動信号を出力する駆動回路63から構成されている。
【0033】
表示部7は、たとえば指針計器等からなり、燃料タンク3内の液面位置を運転者が認知可能に表示するものである。一般に、表示部7は、自動車(図示せず)の運転席正面のコンビネーションメータ内に設置されている。
【0034】
パルス発生回路61からの信号により超音波振動子21がパルス状の超音波を燃料タンク3内の燃料5中に発射すると、この超音波パルスは図4中に矢印で示すように進行し、燃料5の液面51で反射され、再び超音波振動子21に戻ってくる。超音波振動子21は、この反射パルスにより振動して電圧信号を発生し、この電圧信号は演算回路62に入力される。演算回路62は、パルス発生回路61が超音波振動子21へ信号を発してから、その反射波を検出するまでの時間を算出し、それに基づいて、液面51位置、つまり図4中における液面高さHを算出する。駆動回路63は、表示部7に演算回路62が算出した液面高さHを表示させるための信号、たとえば指針軸(図示せず)を液面高さHに対応した角度まで回動させるための駆動信号を出力する。
【0035】
以上説明した本発明の第1実施形態による燃料液面検出装置1においては、燃料タンク3の底面33の燃料液面センサ2の周囲にプロテクタ36を設けると共に、プロテクタ36の底面33からの突き出し長さHを、燃料液面センサ2の底面33からの突き出し長さhよりも大きく形成している。すなわち、燃料液面センサ2は、プロテクタ36より引っ込んで配置されている。これにより、自動車走行中において、石等の異物がタイヤで弾かれて燃料タンクに向かって飛んでくることがあっても、石等の異物は上述のプロテクタ36に当たるので、燃料液面センサ2が石等の異物との衝突により損傷を受けることを防止できる。また、燃料液面センサ2の取り付けが完了した燃料タンク3を、自動車組付け工程、すなわち自動車に燃料タンク3を取り付ける工程へ搬送する途中において、たとえば燃料タンク3同士が接触する、あるいは燃料液面センサ2を下側にして燃料タンク3が床等に置かれる等しても、プロテクタ36により燃料液面センサ2が直接他の部品や床に接触することがないので燃料液面センサ2の破損を防止できる。
【0036】
また、以上説明した本発明の第1実施形態による燃料液面検出装置1においては、燃料タンク3を樹脂で形成すると共に、プロテクタ36を、燃料タンク3の樹脂成形時において燃料タンク3と一体に形成している。これにより、部品点数を低減してコストを低減すると共に、燃料タンク3にプロテクタ36を容易に設けることができる。また、プロテクタ36と燃料液面センサ2との位置精度を向上することができる。
【0037】
図5に、本発明の第1実施形態による燃料液面検出装置1の変形例の平面図を示す。これは、図3に相当するものである。
【0038】
この変形例は、燃料タンク3の底面33に設けるプロテクタ36の形状を変更したものである。すなわち、4個独立して配置されているプロテクタ36を、図5に示すように、連続する1個の円筒状のプロテクタ36としている。この場合も、上述の第1実施形態による燃料液面検出装置1の場合と同様に、石等の異物や他の部材との衝突・接触により燃料液面センサ2が破損することを防止できる。
【0039】
図6に、本発明の第1実施形態による燃料液面検出装置1の他の変形例の部分断面図を示す。
【0040】
この他の変形例は、燃料液面センサ2を保持・固定する支持壁31の機能をプロテクタ36に兼用させたものである。すなわち、図6に示すように、支持壁31をプロテクタ36と合体させて、プロテクタ36に孔部32を設けている。この場合も、上述の第1実施形態による燃料液面検出装置1の場合と同様に、石等の異物や他の部材との衝突・接触により燃料液面センサ2が破損することを防止できる。さらに、燃料タンク3の樹脂成形用の型形状を単純化してコストを低減できる。
【0041】
(第2実施形態)
図7は、本発明の第2実施形態による燃料液面検出装置1の断面図であり、図2中のI部拡大断面図に対応している。
【0042】
本発明の第2実施形態による燃料液面検出装置1は、図7に示すように、燃料液面センサ2の燃料タンク3と反対側を覆う樹脂製のカバー8を備え、このカバー8は、プロテクタ36に固定されている。すなわち、カバー8には係止部81が設けられ、係止部8がプロテクタ36に設けられる段部37に係合することにより、カバー8がプロテクタ36に固定される。
【0043】
なお、カバー8のプロテクタ36への取り付けは、カバー8を燃料タンク3に向けて(図7において上方に向けて)押付けることで容易に行える。
【0044】
上述の、本発明の第2実施形態による燃料液面検出装置1においても、プロテクタ36およびカバー8により、石等の異物や他の部材との衝突・接触により燃料液面センサ2が破損することを防止できる。
【0045】
さらに、本発明の第2実施形態による燃料液面検出装置1においては、燃料液面センサ2の直下から石等異物が飛来した場合でも、カバー8により、石等異物が燃料液面センサ2に衝突することを防止できる。
【0046】
また、本発明の第2実施形態による燃料液面検出装置1においては、プロテクタ36およびカバー8により燃料液面センサ2がほぼ密閉されるので、水や埃等が付着することを防止できる。
【0047】
なお、以上説明した本発明の第2実施形態による燃料液面検出装置1においては、カバー8を樹脂により形成しているが他の材質であってもよい。たとえば、鋼板をプレス加工して形成してもよい。
【0048】
また、以上説明した本発明の第1、第2実施形態、第2実施形態および各変形例による燃料液面検出装置1において、燃料液面センサ2を燃料タンク3の底面33に取り付けているが、取り付け位置は底面33に限る必要はなく、燃料タンク3の外表面であればどこであってもよい。
【0049】
また、以上説明した本発明の第1、第2実施形態、第2実施形態および各変形例による燃料液面検出装置1において、接着剤4をシート状としているが、シート状に限る必要はなく、たとえばゼリー状等であってもよい。
【0050】
また、以上説明した各実施形態および各変形例は、本発明の車両用液面検出装置を、自動車の燃料液面検出装置1に適用した場合を例に説明したが、燃料液面検出装置1以外に適用してもよい。たとえば、エンジンオイル液面検出、ブレーキフルード液面検出あるいはウィンドウォッシャ液面検出等に用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による燃料液面検出装置1の部分断面図であり、図2中のI部拡大断面図である。
【図2】本発明の第1実施形態による燃料液面検出装置1の全体外観図である。
【図3】図1中のIII矢視図である。
【図4】本発明の第1実施形態による燃料液面検出装置1の電気回路構成図である。
【図5】本発明の第1実施形態による燃料液面検出装置1の変形例における平面図である。
【図6】本発明の第1実施形態による燃料液面検出装置1の他の変形例における部分断面図である。
【図7】本発明の第2実施形態による燃料液面検出装置1の部分断面図である。
【符号の説明】
1  燃料液面検出装置(車両用液面検出装置)
2  燃料液面センサ(超音波検出器)
21  超音波振動子
22  ハウジング
23  防振部材
24  ケース
25  突き出し部
25a  端面
26  リード線
3  燃料タンク(タンク)
31  支持壁
32  孔部
33  底面(外表面)
36  プロテクタ(防護部)
4  接着剤
5  燃料(液体)
51  液面
6  制御回路
61  パルス発生回路
62  演算回路
63  駆動回路
7  表示部
8  カバー
81  係止部
D  液面高さ
H  突き出し長さ
h  突き出し長さ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid level detecting device for a vehicle that is mounted on a vehicle and detects a liquid level of a liquid, and is suitable for use in, for example, an application for detecting a liquid level in a fuel tank mounted on an automobile. is there.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a vehicle liquid level detecting device for detecting the amount of fuel in an automobile or the like, that is, a fuel level, a rotating arm is provided on a float floating on the surface of the fuel, and the position of the float is changed according to a change in the liquid level. In general, a turning arm is turned, and a change in the turning angle is converted into a change in electric resistance, for example. However, this type of liquid level detection device has problems such as a large physique, a limited installation place, and poor detection accuracy.
[0003]
In order to solve such a problem, for example, in a liquid level detection device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-249697, an ultrasonic sensor having an ultrasonic vibrator is mounted on the bottom of a fuel tank, and the ultrasonic sensor is used. Ultrasonic waves are emitted to the fuel in the fuel tank, and the ultrasonic waves are reflected on the fuel level and received by the ultrasonic sensor again, and the time for the ultrasonic waves to reciprocate between the ultrasonic sensor and the liquid level is measured. The liquid surface position is detected based on this. However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-249697 has no specific description of the structure for mounting the ultrasonic vibrator to the tank.
[0004]
On the other hand, as a liquid level detecting device using an ultrasonic sensor, there are other devices disclosed in JP-A-2000-314651 or JP-A-2001-208595.
[0005]
In the liquid level detecting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-314651, the ultrasonic sensor is pressed against the tank by the elastic force of a spring and is fixed to the tank by the magnetic force of a magnet.
[0006]
In the liquid level detection device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-208595, the ultrasonic sensor is fixed to the outer surface of the tank with a plurality of screws.
[0007]
The above-described ultrasonic sensors disclosed in JP-A-2000-314651 and JP-A-2001-208595 are both exposed and fixed to the outer surface of the tank.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, consider the case where the above-described ultrasonic sensor is used for a vehicle, for example, attached to the outer surface of a fuel tank and used for detecting the liquid level of fuel. When the vehicle is traveling, particularly when traveling on unpaved roads, foreign substances such as stones may be hit by the tires and fly toward the fuel tank. At this time, the ultrasonic sensor exposed and fixed to the outer surface of the tank may be damaged by hitting a foreign substance such as a stone. Further, it is necessary to transport the fuel tank from the step of attaching the ultrasonic sensor to the fuel tank to the step of attaching the fuel tank to the vehicle (normally, both steps are carried out at different business establishments). An ultrasonic sensor fixed to the outer surface of the tank may collide with other objects and be damaged.
[0009]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to devise a shape of an attaching portion of an ultrasonic sensor to a tank so that the tank is damaged during traveling of a vehicle or during transport of the tank. It is an object of the present invention to provide a liquid level detecting device for a vehicle which can prevent the occurrence of the liquid level.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following technical means to achieve the above object.
[0011]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquid level detecting device for a vehicle, comprising: a tank for storing a liquid; and an ultrasonic detector having a built-in ultrasonic vibrator and attached to an outer surface of the tank. In a liquid level detection device for vehicles that emits ultrasonic waves to the liquid in the tank to measure the liquid level, a protection section is provided on the outer surface of the tank and around the ultrasonic detector, and the protection section from the outer surface of the tank is provided. The projecting height was formed to be larger than the projecting height of the ultrasonic detector from the outer surface of the tank. Thus, if a foreign object collides with the tank while the vehicle is running, or if the tank comes into contact with another object while transporting the tank with the fixed ultrasonic detector, the above-described foreign object or other object is repelled by the protection unit. Is returned and does not collide with the ultrasonic detector. Therefore, it is possible to prevent the ultrasonic detector from being damaged by a foreign object or another object.
[0012]
In the liquid level detecting device for a vehicle according to the second aspect of the present invention, the protection unit is arranged on the outer peripheral side of the ultrasonic detector and substantially coaxially with the ultrasonic detector. Accordingly, the protection unit can reliably prevent the foreign object or another object from colliding with the ultrasonic detector.
[0013]
The liquid level detecting device for a vehicle according to the third aspect of the present invention includes a cover that covers the ultrasonic detector on the side opposite to the tank, and the cover is fixed to the protection unit. Thus, when a foreign object collides with the tank while the vehicle is traveling, or when the tank comes into contact with another object while transporting the tank with the ultrasonic detector fixed thereto, the above-described foreign object or other object is not covered or protected. And does not collide with the ultrasonic detector. Therefore, it is possible to prevent the ultrasonic detector from being damaged by a foreign object or another object.
[0014]
In the liquid level detecting device for a vehicle according to a fourth aspect of the present invention, the tank is made of a resin material, and the protective portion is formed integrally with the tank. Thereby, a protection part can be easily formed on the outer surface of the tank. Further, the number of parts can be reduced, and the cost can be reduced.
[0015]
In the liquid level detecting device for a vehicle according to the fifth aspect of the present invention, the ultrasonic detector is attached to the bottom surface or the side surface of the tank. Thereby, the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic detector can be reliably advanced in the liquid in the tank, and the liquid level can be detected.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example in which a vehicle liquid level detecting device according to an embodiment of the present invention is applied to a fuel level detecting device 1 for detecting a fuel level position in a fuel tank of an automobile will be described with reference to the drawings. I do.
[0017]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a mounting state of a fuel level sensor 2 which is an ultrasonic detector to a fuel tank 3 which is a tank in a fuel level detecting apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged sectional view of a part I in FIG. FIG. 2 is an overall external view of the fuel liquid level detecting device 1. FIG. 3 is a view taken in the direction of the arrow III in FIG. In each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals.
[0018]
As shown in FIG. 2, the fuel level sensor 2, which is an ultrasonic detector, is fixed to a bottom surface 33, which is an outer surface of a fuel tank 3 of an automobile, which is a tank for storing liquid. The vertical direction in FIG. 2 is the vertical direction of the automobile, and the upper side of FIG. 2 is the upper side of the automobile.
[0019]
Hereinafter, the configuration of the fuel level detecting device 1 will be described.
[0020]
First, the fuel level sensor 2 which is an ultrasonic detector will be described.
[0021]
The ultrasonic vibrator 21 is formed of a substance having a piezo effect (a property of changing a volume when a voltage is applied and generating a voltage when externally applied), for example, PZT (lead zirconate titanate). ing. As shown in FIG. 1, the ultrasonic transducer 21 is connected to a lead wire 26 for applying a voltage from the outside or outputting a generated voltage signal to the outside. The ultrasonic transducer 21 is fixed to the housing 22 by, for example, bonding.
[0022]
The housing 22 is formed of a highly rigid material, for example, a metal (stainless steel plate or the like), and serves to protect the ultrasonic vibrator 21 and reliably transmit the vibration of the ultrasonic vibrator 21 to the outside. The housing 22 is held by a resin case 24. Here, the housing 22 is held by a resin case 24 via a vibration isolating member 23 made of a material that is flexible and can absorb vibration. This prevents the vibration of the ultrasonic transducer 21 from being transmitted to other than the fuel in the fuel tank 3 and maintains a good fuel level detection function.
[0023]
The case 24 is formed in a substantially disk shape as shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 3, the case 24 is provided with two protruding portions 25 that engage with holes 32 of the fuel tank 3, which will be described later, and oppose each other with the center therebetween. When the fuel level sensor 2 is attached to the fuel tank 3, the protruding portion 25 engages with and abuts on the hole 32 of the fuel tank 3 to move the fuel level sensor 2 away from the bottom surface 33 of the fuel tank 3. Is regulated. In other words, the protruding portion 25 is engaged with and abutted on the hole 32 of the fuel tank 3, and the fuel level sensor 2 is held and fixed to the fuel tank 3.
[0024]
Next, the fuel tank 3, which is a tank, will be described.
[0025]
The fuel tank 3 is formed of a resin material. As shown in FIGS. 1 and 3, a support wall for restricting the movement of the fuel level sensor 2 along the bottom surface 33, that is, the movement in the horizontal direction in FIG. Two 31 are provided so as to face each other. The support wall 31 is formed in an arc shape corresponding to the outer shape of the fuel level sensor 2 as shown in FIG. The support wall 31 is provided with a hole 32 that regulates movement of the fuel level sensor 2 in a direction away from the bottom surface 33. As shown in FIG. 1, the hole 32 is formed in a shape of a through hole substantially parallel to the bottom surface 33. The support wall 31 is formed integrally with the fuel tank 3 during resin molding of the fuel tank 3. 1 and 3, a protector 36 is provided on the bottom surface 33 of the fuel tank 3 around the fuel level sensor 2. As shown in FIGS. The protector 36 is made of a resin material and is formed integrally with the fuel tank 3. As shown in FIG. 3, four protectors 36 are provided substantially concentrically with the fuel level sensor 2. Further, as shown in FIG. 1, the protruding length H of the protector 36 from the bottom surface 33 is formed larger than the protruding length h of the fuel level sensor 2 from the bottom surface 33. That is, the fuel level sensor 2 is disposed so as to be retracted from the protector 36. Thus, even if foreign matter such as stones is hit by the tires and flies toward the fuel tank while the vehicle is running, the foreign matter such as stones hits the protector 36 described above. Damage due to collision with a foreign substance such as a stone can be prevented. In the course of transporting the fuel tank 3 to which the fuel level sensor 2 has been mounted to the vehicle assembling step, that is, the step of mounting the fuel tank 3 to the vehicle, for example, the fuel tanks 3 come into contact with each other, or Even if the fuel tank 3 is placed on the floor or the like with the sensor 2 down, the fuel level sensor 2 is not directly in contact with other parts or the floor by the protector 36, so that the fuel level sensor 2 is damaged. Can be prevented.
[0026]
Next, a method of attaching the fuel level sensor 2 to the fuel tank 3 in the assembling step of the fuel level detecting device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described.
[0027]
First, the substantially circular sheet-like adhesive 4 is set between the two support walls 31 on the bottom surface 33 of the fuel tank 3.
[0028]
Next, the circumferential position of the projecting portion 25 of the fuel level sensor 2 and the hole 32 of the support wall 31 of the fuel tank 3 is set between the two support walls 31 of the fuel tank 3 by positioning the fuel level sensor 2. Then, the housing 22 is pushed in with the housing 22 facing the bottom surface 33. That is, the fuel level sensor 2 is pressed in a direction toward the bottom surface 33 of the fuel tank 3. As a result, the support wall 31 is elastically deformed in the left-right direction in FIG. When the fuel level sensor 2 is further pushed in, the protrusion 25 of the fuel level sensor 2 engages with the hole 32 of the support wall 31 of the fuel tank 3, that is, the end face 25a of the fuel level sensor 2 By contacting the portion 32, the operation of mounting the fuel level sensor 2 to the fuel tank 3 is completed. At this time, the adhesive 4 is completely in contact with both the bottom surface 33 of the fuel tank 3 and the housing 22 of the fuel level sensor 2. Thereby, the air between the ultrasonic oscillator 21 and the fuel in the fuel tank 3 is eliminated, and the ultrasonic emission from the ultrasonic oscillator 21 to the fuel and the reception of the reflected wave from the liquid surface are stabilized, The liquid level detection accuracy by the fuel level sensor 2 can be improved.
[0029]
Next, a fuel level detection operation in the fuel level detection device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0030]
FIG. 4 shows an electric circuit configuration diagram of the fuel liquid level detecting device 1 according to the first embodiment of the present invention.
[0031]
The fuel level sensor 2, that is, the ultrasonic vibrator 21 is connected to the control circuit 6, which is connected to the display unit 7.
[0032]
The control circuit 6 includes a pulse generation circuit 61 for controlling the application of a voltage to the ultrasonic vibrator 21, an arithmetic circuit 62 for processing the voltage signal from the ultrasonic oscillator 21 and calculating the liquid surface position, and a signal from the arithmetic circuit 62. The driving circuit 63 outputs a driving signal for driving the display unit 7 based on the liquid level detection signal.
[0033]
The display unit 7 includes, for example, a pointer gauge and the like, and displays a liquid level position in the fuel tank 3 so that the driver can recognize it. Generally, the display unit 7 is installed in a combination meter in front of a driver's seat of an automobile (not shown).
[0034]
When the ultrasonic vibrator 21 emits a pulsed ultrasonic wave into the fuel 5 in the fuel tank 3 by a signal from the pulse generation circuit 61, the ultrasonic pulse proceeds as shown by an arrow in FIG. 5 is reflected by the liquid surface 51 and returns to the ultrasonic transducer 21 again. The ultrasonic transducer 21 vibrates by the reflected pulse to generate a voltage signal, and the voltage signal is input to the arithmetic circuit 62. The arithmetic circuit 62 calculates the time from when the pulse generating circuit 61 issues a signal to the ultrasonic transducer 21 to when the reflected wave is detected, and, based on the calculated time, determines the position of the liquid surface 51, that is, the liquid in FIG. The surface height H is calculated. The drive circuit 63 is a signal for displaying the liquid level H calculated by the arithmetic circuit 62 on the display unit 7, for example, to rotate a pointer shaft (not shown) to an angle corresponding to the liquid level H. Output the driving signal.
[0035]
In the fuel level detecting device 1 according to the first embodiment of the present invention described above, the protector 36 is provided around the fuel level sensor 2 on the bottom surface 33 of the fuel tank 3 and the length of the protector 36 protruding from the bottom surface 33. The height H is formed larger than the length h of the fuel level sensor 2 protruding from the bottom surface 33. That is, the fuel level sensor 2 is disposed so as to be retracted from the protector 36. Thus, even if foreign matter such as stones is hit by the tires and flies toward the fuel tank while the vehicle is running, the foreign matter such as stones hits the protector 36 described above. Damage due to collision with a foreign substance such as a stone can be prevented. In the course of transporting the fuel tank 3 to which the fuel level sensor 2 has been mounted to the vehicle assembling step, that is, the step of mounting the fuel tank 3 to the vehicle, for example, the fuel tanks 3 come into contact with each other, or Even if the fuel tank 3 is placed on the floor or the like with the sensor 2 down, the fuel level sensor 2 is not directly in contact with other parts or the floor by the protector 36, so that the fuel level sensor 2 is damaged. Can be prevented.
[0036]
In the fuel level detecting device 1 according to the first embodiment of the present invention described above, the fuel tank 3 is formed of resin, and the protector 36 is integrated with the fuel tank 3 when the fuel tank 3 is molded with resin. Has formed. Thereby, the number of parts can be reduced, the cost can be reduced, and the protector 36 can be easily provided in the fuel tank 3. Further, the positional accuracy between the protector 36 and the fuel level sensor 2 can be improved.
[0037]
FIG. 5 shows a plan view of a modified example of the fuel level detecting device 1 according to the first embodiment of the present invention. This corresponds to FIG.
[0038]
In this modification, the shape of the protector 36 provided on the bottom surface 33 of the fuel tank 3 is changed. That is, as shown in FIG. 5, the four independently disposed protectors 36 are one continuous cylindrical protector 36. In this case as well, similarly to the case of the fuel level detection device 1 according to the first embodiment described above, it is possible to prevent the fuel level sensor 2 from being damaged due to collision or contact with a foreign substance such as a stone or another member.
[0039]
FIG. 6 shows a partial cross-sectional view of another modified example of the fuel level detecting device 1 according to the first embodiment of the present invention.
[0040]
In this other modification, the function of the support wall 31 for holding and fixing the fuel level sensor 2 is also used for the protector 36. That is, as shown in FIG. 6, the hole 32 is provided in the protector 36 by combining the support wall 31 with the protector 36. In this case as well, similarly to the case of the fuel level detection device 1 according to the first embodiment described above, it is possible to prevent the fuel level sensor 2 from being damaged due to collision or contact with a foreign substance such as a stone or another member. Furthermore, the cost can be reduced by simplifying the shape of the fuel tank 3 for resin molding.
[0041]
(2nd Embodiment)
FIG. 7 is a sectional view of the fuel level detecting device 1 according to the second embodiment of the present invention, and corresponds to an enlarged sectional view of a portion I in FIG.
[0042]
As shown in FIG. 7, the fuel level detecting device 1 according to the second embodiment of the present invention includes a resin cover 8 that covers the fuel level sensor 2 on the side opposite to the fuel tank 3. It is fixed to the protector 36. That is, the locking portion 81 is provided on the cover 8, and the locking portion 8 is engaged with the step portion 37 provided on the protector 36, whereby the cover 8 is fixed to the protector 36.
[0043]
The cover 8 can be easily attached to the protector 36 by pressing the cover 8 toward the fuel tank 3 (upward in FIG. 7).
[0044]
In the above-described fuel level detecting device 1 according to the second embodiment of the present invention as well, the fuel level sensor 2 may be damaged by the protector 36 and the cover 8 due to collision or contact with foreign matters such as stones or other members. Can be prevented.
[0045]
Furthermore, in the fuel level detection device 1 according to the second embodiment of the present invention, even when foreign matter such as stones fly from directly below the fuel level sensor 2, the foreign matter such as stones is applied to the fuel level sensor 2 by the cover 8. Collision can be prevented.
[0046]
Further, in the fuel liquid level detecting device 1 according to the second embodiment of the present invention, since the fuel liquid level sensor 2 is substantially sealed by the protector 36 and the cover 8, it is possible to prevent water and dust from adhering.
[0047]
In the fuel level detecting device 1 according to the second embodiment of the present invention described above, the cover 8 is made of resin, but may be made of another material. For example, a steel plate may be formed by pressing.
[0048]
Further, in the fuel level detecting device 1 according to the first, second and second embodiments of the present invention described above and the modifications, the fuel level sensor 2 is attached to the bottom surface 33 of the fuel tank 3. The mounting position does not need to be limited to the bottom surface 33, but may be anywhere on the outer surface of the fuel tank 3.
[0049]
Further, in the fuel liquid level detecting device 1 according to the first, second and second embodiments of the present invention described above, and the modified example, the adhesive 4 is formed in a sheet shape, but is not limited to the sheet shape. For example, it may be in the form of jelly.
[0050]
Further, in each of the embodiments and the modified examples described above, the case where the vehicle liquid level detecting device of the present invention is applied to the vehicle fuel level detecting device 1 has been described as an example. You may apply other than. For example, it may be used for engine oil level detection, brake fluid level detection, or window washer level detection.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial sectional view of a fuel level detecting device 1 according to a first embodiment of the present invention, and is an enlarged sectional view of a portion I in FIG.
FIG. 2 is an overall external view of a fuel liquid level detecting device 1 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view taken in the direction of the arrow III in FIG. 1;
FIG. 4 is an electric circuit configuration diagram of the fuel level detecting device 1 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view of a modified example of the fuel level detecting device 1 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a partial sectional view of another modified example of the fuel level detecting device 1 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a partial sectional view of a fuel level detecting device 1 according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Fuel level detector (vehicle level detector)
2 Fuel level sensor (ultrasonic detector)
21 Ultrasonic vibrator 22 Housing 23 Anti-vibration member 24 Case 25 Projecting part 25a End face 26 Lead wire 3 Fuel tank (tank)
31 support wall 32 hole 33 bottom surface (outer surface)
36 Protector (Protection Department)
4 Adhesive 5 Fuel (liquid)
51 liquid level 6 control circuit 61 pulse generation circuit 62 arithmetic circuit 63 drive circuit 7 display section 8 cover 81 locking section D liquid level height H protruding length h protruding length

Claims (5)

液体を貯蔵するタンクと、
超音波振動子を内蔵し前記タンクの外表面に取り付けられる超音波検出器とを備え、
前記超音波振動子から前記タンク内の液体に超音波を発射して液面を計測する車両用液面検出装置において、
前記タンクの前記外表面且つ前記超音波検出器の周囲に防護部を設け、
前記防護部の前記外表面からの突出高さは前記超音波検出器の前記外表面からの突出高さより大きく形成されることを特徴とする車両用液面検出装置。
A tank for storing liquid,
An ultrasonic detector built-in and equipped with an ultrasonic detector attached to the outer surface of the tank,
In a vehicle liquid level detection device that measures the liquid level by emitting ultrasonic waves from the ultrasonic transducer to the liquid in the tank,
Providing a protection portion around the outer surface of the tank and the ultrasonic detector,
The protruding height of the protection portion from the outer surface is formed larger than the protruding height of the ultrasonic detector from the outer surface.
前記防護部は前記超音波検出器の外周側に前記超音波検出器と略同軸上に配置されることを特徴とする請求項1に記載の車両用液面検出装置。The liquid level detecting device for a vehicle according to claim 1, wherein the protection unit is disposed substantially coaxially with the ultrasonic detector on an outer peripheral side of the ultrasonic detector. 前記超音波検出器の前記タンクと反対側を覆うカバーを備え、このカバーは前記防護部に固定されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用液面検出装置。The vehicle liquid level detecting device according to claim 1, further comprising a cover that covers a side of the ultrasonic detector opposite to the tank, wherein the cover is fixed to the protection unit. 前記タンクは樹脂材料からなり且つ前記防護部は前記タンクと一体成形により形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の車両用液面検出装置。The liquid level detecting device for a vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the tank is made of a resin material, and the protection part is formed integrally with the tank. 前記超音波検出器は前記タンクの底面または側面に取り付けられることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の車両用液面検出装置。The liquid level detecting device for a vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the ultrasonic detector is attached to a bottom surface or a side surface of the tank.
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