JP2005140545A - Liquid level detector for vehicle - Google Patents

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Isao Miyagawa
功 宮川
Atsushi Yasuda
篤 安田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid level detector for vehicles that can precisely detect a liquid level, by enhancing the energy of ultrasonic waves propagated in a liquid at the outer periphery side of the oscillation surface of an ultrasonic oscillation element by an easy means. <P>SOLUTION: A thin section 42, whose thickness is thin is provided annularly and concentrically with an emission surface 31 of an ultrasonic sensor 3 on a wall 40 in which the ultrasonic sensor 3, is adhered and fixed. Further, an inner diameter (d) in the thin section 42 is formed to be equal to or slightly larger than a diameter D in the oscillation surface 31, thus allowing the stiffness of the wall 40 to be nearly uniform from the center section to an area near the outer periphery section, and allowing the energy of ultrasonic waves propagated in fuel 8 from the wall 40, to be at a high level at nearly the entire region in the diameter direction of a guide section 51 that is the propagation path of ultrasonic waves. Accordingly, the liquid level detector for precisely detecting a liquid surface 81 can be realized, by improving the detection signal level by the ultrasonic sensor 3 by enhancing the energy of reflection waves from the liquid surface 81. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

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。   The present invention relates to a vehicular liquid level detection device that is mounted on a vehicle and detects a liquid level position of the liquid, and is suitable for use in detecting a fuel liquid level in a fuel tank installed in an automobile, for example. is there.

従来、車両、たとえば自動車等において、タンク内に貯蔵される液体量、たとえば燃料量を検出するための手段として、燃料液面を検出する車両用液面検出装置がある。これは、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、このような機械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。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle such as an automobile, there is a vehicle liquid level detection device that detects a fuel liquid level as means for detecting the amount of liquid stored in a tank, for example, the amount of fuel. This is because a floating arm is provided on the float that floats on the surface of the fuel, the rotating arm is rotated in accordance with the change in the position of the float due to the fluctuation of the liquid level, and the change in the rotation angle is converted into, for example, an electrical resistance change Is common. However, such a mechanical liquid level detection device has problems such as a large physique and a limited installation location, or poor detection accuracy.

このような問題を解決するために、液面を機械的に検出するのではなく、たとえば、超音波を発射し液面からの反射波を受信して液面を検出する方法、つまり非接触式検出法が提案されている。   In order to solve such a problem, instead of mechanically detecting the liquid level, for example, a method of detecting the liquid level by emitting an ultrasonic wave and receiving a reflected wave from the liquid level, that is, a non-contact type Detection methods have been proposed.

たとえば、超音波発振素子の少なくとも送受信部を液体中に配置し、この超音波発振素子に対応して超音波発振素子から発せられた超音波を液面に向けて反射する反射体を備えた筒体を液体中に設置した構成のものがある(たとえば、特許文献1参照)。   For example, at least a transmission / reception unit of an ultrasonic oscillation element is disposed in a liquid, and a cylinder including a reflector that reflects ultrasonic waves emitted from the ultrasonic oscillation element toward the liquid surface corresponding to the ultrasonic oscillation element There exists a thing of the structure which installed the body in the liquid (for example, refer patent document 1).

このような液面検出装置では、超音波発振素子が超音波を発射してから、この超音波の液面における反射波を超音波発振素子が受信するまでの時間、すなわち、超音波が、超音波発振素子と液面の間を往復するのに要する時間を測定し、それに基づいて液面位置を検出している。   In such a liquid level detection device, the time from when the ultrasonic oscillation element emits the ultrasonic wave until the ultrasonic oscillation element receives the reflected wave of the ultrasonic wave at the liquid level, that is, the ultrasonic wave is The time required to reciprocate between the acoustic wave oscillating element and the liquid surface is measured, and the liquid surface position is detected based on the measured time.

これにより、液面検出装置の体格を小型化できると共に、検出精度を向上することができる。
特開平11−153471号
Thereby, the physique of a liquid level detection apparatus can be reduced in size, and detection accuracy can be improved.
JP 11-153471 A

上述した従来の液面検出装置では、超音波発振素子は、タンク周壁の底部に形成された取り付け孔に送受信部をタンク内に位置させて液密的に嵌装されている。   In the above-described conventional liquid level detection device, the ultrasonic oscillation element is liquid-tightly fitted in a mounting hole formed in the bottom of the tank peripheral wall with the transmission / reception unit positioned in the tank.

この従来の液面検出装置では、超音波発振素子の一部はタンク外面の下部に突き出しているので、車両走行中に石等の異物により損傷を受ける可能性がある。   In this conventional liquid level detection device, since a part of the ultrasonic oscillation element protrudes below the outer surface of the tank, there is a possibility of being damaged by foreign matters such as stones while the vehicle is traveling.

そこで、この問題の対策として、超音波発振素子をタンク内の底部に収容・固定することが考えられる。ただし、超音波発振素子単体の状態ではタンク内への固定が困難であるので、超音波発振素子を収納ケースに取り付け、この収納ケースをタンク内の底部へ固定し、超音波発振素子の振動を収納ケースの壁面を介して液中に伝播させることが考えられる。   Therefore, as a countermeasure for this problem, it is conceivable to accommodate and fix the ultrasonic oscillation element at the bottom of the tank. However, since it is difficult to fix the ultrasonic oscillation element in the tank in the state of the ultrasonic oscillation element alone, the ultrasonic oscillation element is attached to the storage case, and the storage case is fixed to the bottom of the tank so that the vibration of the ultrasonic oscillation element is suppressed. Propagating into the liquid through the wall surface of the storage case is conceivable.

この場合、収納ケースの超音波発振素子の発振面が密着する壁面は、その厚さは全面を一様厚さとして形成されている。また、壁面の外周側には、収納ケースをタンク等の別の部品に取り付けるためのフランジ等が設けられている。したがって、超音波発振素子の発振面が密着する壁面の剛性は中央部から外周部に向かうに連れて高くなっている。また、通常、超音波発振素子の発振面は円形に形成されている。   In this case, the wall surface to which the oscillation surface of the ultrasonic oscillation element of the storage case is in close contact is formed so that the entire surface is uniform. A flange or the like for attaching the storage case to another part such as a tank is provided on the outer peripheral side of the wall surface. Therefore, the rigidity of the wall surface to which the oscillation surface of the ultrasonic oscillation element is closely attached increases as it goes from the central part to the outer peripheral part. In general, the oscillation surface of the ultrasonic oscillation element is formed in a circular shape.

超音波発振素子の振動が一様厚さの壁面に伝播されて壁面が振動する場合、壁面の剛性は中央部から外周部に向かうに連れて高くなっているため、壁面の振幅は中心部、つまり超音波発振素子の発振面の中心部で最も大きくなり、外周部へ向かうに連れて小さくなっている。これにより、壁面から液中に伝播される超音波のエネルギは、発振面の中心軸上において最大となり、中心軸から外周側に向かうに連れて低下する。   When the vibration of the ultrasonic oscillation element is propagated to the wall surface of uniform thickness and the wall surface vibrates, the rigidity of the wall surface becomes higher from the central part toward the outer peripheral part. That is, it becomes the largest at the central part of the oscillation surface of the ultrasonic oscillator and becomes smaller toward the outer peripheral part. Thereby, the energy of the ultrasonic wave propagated from the wall surface into the liquid becomes maximum on the central axis of the oscillation surface, and decreases as it goes from the central axis toward the outer peripheral side.

したがって、超音波発振素子から発射された超音波が液面で反射した反射波が超音波発振素子により受信される際の受信信号レベルは、発振面の中心軸上を進行する超音波が何らかの原因で減衰する、あるいは拡散する等の事態が起きると、著しく低下してしまう。   Therefore, the received signal level when the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic oscillation element is reflected by the liquid surface and received by the ultrasonic oscillation element is due to the ultrasonic wave traveling on the central axis of the oscillation surface for some reason. If a situation such as attenuation or diffusion occurs, it will be significantly reduced.

これにより、超音波発振素子からの検出信号レベルが低下して、高精度な液面検出が困難になる可能性がある。   As a result, the detection signal level from the ultrasonic oscillating element is lowered, which may make it difficult to detect the liquid level with high accuracy.

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、超音波発振素子を収容保持する収納ケースの形状に工夫を凝らして、容易な手段により、超音波発振素子の発振面の外周側における液中を伝播する超音波のエネルギを高め、高精度な液面検出が可能な車両用液面検出装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above points, and its object is to devise the shape of a storage case for storing and holding the ultrasonic oscillation element, and to oscillate the ultrasonic oscillation element by an easy means. It is to provide a vehicle liquid level detection device capable of increasing the energy of ultrasonic waves propagating in the liquid on the outer peripheral side of the vehicle and capable of highly accurate liquid level detection.

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。   The present invention employs the following technical means to achieve the above object.

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、タンク内の底部に配置される超音波発振素子と、超音波発振素子を収容保持する収納ケースとを備え、超音波発振素子は、その発振面を収納ケースの壁の内面に密着させて固定され、超音波発振素子が発する超音波を壁の外表面から液体中に伝播させ、この超音波の液面で反射された反射波を超音波発振素子により受信して液面位置を検出する車両用液面検出装置であって、壁には、壁の厚さが薄い薄肉部が環状且つ超音波発振素子と同心上に形成され、環状の薄肉部の内径は発振面の直径と同等もしくはわずかに大きく形成される構成としている。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a vehicular liquid level detection apparatus comprising: a tank for storing liquid; an ultrasonic oscillation element disposed at a bottom of the tank; and a storage case for accommodating and holding the ultrasonic oscillation element. The ultrasonic oscillation element is fixed with its oscillation surface in close contact with the inner surface of the wall of the storage case, and the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic oscillation element is propagated into the liquid from the outer surface of the wall. A liquid level detection device for a vehicle that detects a liquid surface position by receiving a reflected wave reflected by a surface by an ultrasonic oscillation element, and a thin wall portion having a thin wall is annular and ultrasonically oscillated on a wall It is formed concentrically with the element, and the inner diameter of the annular thin portion is formed to be equal to or slightly larger than the diameter of the oscillation surface.

従来の車両用液面検出装置では、超音波発振素子の発振面が密着する収納ケースの壁面が一様厚さで形成されている。このため、壁面の剛性は中央部から外周部に向かうに連れて高くなっており、超音波発振素子の振動が一様厚さの壁面に伝播されて壁面が振動する場合、壁面の振幅は中心部、つまり超音波発振素子の発振面の中心部で最も大きくなり、外周部へ向かうに連れて小さくなっている。これにより、壁面から液中に伝播される超音波のエネルギは、発振面の中心軸上において最大となり、中心軸から外周側に向かうに連れて低下するので、液中に伝播される超音波のエネルギの総量は小さい。   In the conventional vehicle liquid level detection device, the wall surface of the storage case with which the oscillation surface of the ultrasonic oscillation element is in close contact is formed with a uniform thickness. For this reason, the rigidity of the wall surface increases from the central part toward the outer peripheral part. When the vibration of the ultrasonic oscillation element is propagated to the wall surface of uniform thickness and the wall surface vibrates, the amplitude of the wall surface is the center. Part, that is, the largest at the central part of the oscillation surface of the ultrasonic oscillation element, and becomes smaller toward the outer peripheral part. As a result, the energy of the ultrasonic wave propagating from the wall surface into the liquid becomes maximum on the central axis of the oscillation surface and decreases as it goes from the central axis toward the outer peripheral side. The total amount of energy is small.

これに対して、本発明の請求項1に記載の車両用液面検出装置では、壁面に発振面と同軸上に環状の薄肉部を設けることにより、壁面の外周側の剛性を下げている。   On the other hand, in the vehicle level detecting device according to the first aspect of the present invention, the rigidity on the outer peripheral side of the wall surface is lowered by providing an annular thin portion coaxially with the oscillation surface on the wall surface.

これにより、超音波発振素子の振動が一様厚さの壁面に伝播されて壁面が振動する際の壁面の振幅は、中心部、つまり超音波発振素子の発振面の中心部においては、従来の車両用液面検出装置の場合と同等であるとともに、壁面の外周部においては、従来の車両用液面検出装置における振幅よりも大きくなる。すなわち、壁面から液中に伝播される超音波のエネルギの総量は、従来の車両用液面検出装置における壁面から液中に伝播される超音波のエネルギの総量よりも増大させることができる。   As a result, the amplitude of the wall surface when the vibration of the ultrasonic oscillation element is propagated to the wall surface having a uniform thickness and the wall surface vibrates is the same as that in the center of the oscillation surface of the ultrasonic oscillation element. This is equivalent to the case of the vehicle liquid level detection device, and at the outer peripheral portion of the wall surface, the amplitude is larger than that in the conventional vehicle liquid level detection device. That is, the total amount of ultrasonic energy propagated from the wall surface into the liquid can be made larger than the total amount of ultrasonic energy propagated from the wall surface into the liquid in the conventional vehicle liquid level detection device.

したがって、超音波発振素子から発射された超音波が液面で反射した反射波が超音波発振素子により受信される際の受信信号レベルを従来よりも高め、超音波発振素子が発する検出信号レベルを高めることができるので、高精度な液面検出が可能な車両用液面検出装置が実現できる。   Therefore, the received signal level when the reflected wave reflected by the liquid surface of the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic oscillation element is received by the ultrasonic oscillation element is higher than before, and the detection signal level emitted by the ultrasonic oscillation element is increased. Therefore, it is possible to realize a vehicular liquid level detection device capable of detecting a liquid level with high accuracy.

本発明の請求項2に記載の車両用液面検出装置では、薄肉部には、薄肉部の半径方向に延びるリブが設けられる構成としている。   In the liquid level detecting device for a vehicle according to claim 2 of the present invention, the thin portion is provided with a rib extending in the radial direction of the thin portion.

これにより、収納ケースの超音波発振素子が取り付けられる壁面の十分な強度を確保しつつ、高精度な液面検出が可能な車両用液面検出装置が実現できる。   As a result, it is possible to realize a vehicular liquid level detection device capable of highly accurate liquid level detection while ensuring sufficient strength of the wall surface to which the ultrasonic oscillation element of the storage case is attached.

本発明の請求項3に記載の車両用液面検出装置では、壁の発振面と反対側の表面は全体が平面である構成としている。   In the vehicle liquid level detection device according to the third aspect of the present invention, the entire surface of the wall opposite to the oscillation surface is a flat surface.

この場合、液体に接して超音波発振素子の振動を液中に伝播させる収納ケースの表面が一様な平面状になっている。   In this case, the surface of the storage case that is in contact with the liquid and propagates the vibration of the ultrasonic oscillating element into the liquid is a flat surface.

これにより、液中に伝播され液中を進行する超音波の位相を表面全体で一致させて、超音波発振素子から発射された超音波が液面で反射した反射波を安定して受信させることができる。   As a result, the phase of the ultrasonic wave propagating in the liquid and traveling in the liquid is matched over the entire surface, and the reflected wave reflected by the liquid surface of the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic oscillator is stably received. Can do.

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。   Hereinafter, an example in which a vehicle liquid level detection device according to an embodiment of the present invention is applied to a fuel liquid level detection device 1 for detecting a fuel liquid level position in a fuel tank of an automobile will be described with reference to the drawings. To do.

図1は、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1における、液体としての燃料8を貯蔵するタンクである燃料タンク2の部分断面図である。図1において、図の上下方向が自動車の上下方向である。また、図1中における二点鎖線は、燃料タンク2内の燃料貯蔵量が最大時、つまり満タン時の液面82である。   FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a fuel tank 2 that is a tank for storing fuel 8 as a liquid in a fuel level detecting device 1 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the vertical direction in the figure is the vertical direction of the automobile. Further, a two-dot chain line in FIG. 1 is the liquid level 82 when the amount of fuel stored in the fuel tank 2 is maximum, that is, when the tank is full.

図2は、図1中のII部拡大断面図である。   FIG. 2 is an enlarged sectional view of a portion II in FIG.

図3は、図2中のIII−III線断面図である。   3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.

図4は、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1における収納ケース4の壁40の振幅を表すグラフである。図4において、縦軸には壁40の径方向位置を、横軸には壁40の振動の振幅をそれぞれ示している。図4において、曲線Sは本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1における振幅を表し、曲線Pは従来の車両用液面検出装置における振幅を表している。   FIG. 4 is a graph showing the amplitude of the wall 40 of the storage case 4 in the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention. In FIG. 4, the vertical axis represents the radial position of the wall 40, and the horizontal axis represents the vibration amplitude of the wall 40. In FIG. 4, a curve S represents the amplitude in the fuel liquid level detection device 1 according to one embodiment of the present invention, and a curve P represents the amplitude in the conventional vehicle liquid level detection device.

図5は、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1における電気回路構成を説明する模式図である。   FIG. 5 is a schematic diagram for explaining an electric circuit configuration in the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention.

燃料液面検出装置1は、図1に示すように、タンクである燃料タンク2、収納ケース4に収容固定される超音波発振素子である超音波センサ3、ガイドパイプ5、超音波センサ3から発射された超音波を燃料タンク2内の液面81に向けて反射する反射面52、およびガイドパイプ6から構成されている。そして、ガイドパイプ5は、図1に示すように、燃料タンク2の底面21に取り付けられている。   As shown in FIG. 1, the fuel level detection device 1 includes a fuel tank 2 that is a tank, an ultrasonic sensor 3 that is an ultrasonic oscillation element that is housed and fixed in a housing case 4, a guide pipe 5, and an ultrasonic sensor 3. A reflection surface 52 that reflects the emitted ultrasonic waves toward the liquid surface 81 in the fuel tank 2 and the guide pipe 6 are configured. The guide pipe 5 is attached to the bottom surface 21 of the fuel tank 2 as shown in FIG.

以下に、燃料液面検出装置1の構成について説明する。   Below, the structure of the fuel liquid level detection apparatus 1 is demonstrated.

超音波発振素子である超音波センサ3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。超音波センサ3は、図1に示すように、外部の電気回路に接続するためのリード線7を備えており、リード線7は、収納ケース4外へ延出されて燃料タンク2の外へ液密的に引き出されている。また、超音波センサ3の発振面31は円形に形成されている。   The ultrasonic sensor 3 that is an ultrasonic oscillation element is a substance having a piezo effect (a property that changes in volume when a voltage is applied, but generates a voltage when receiving an external force), such as PZT (zirconate titanate). Lead). As shown in FIG. 1, the ultrasonic sensor 3 includes a lead wire 7 for connecting to an external electric circuit. The lead wire 7 extends out of the storage case 4 and out of the fuel tank 2. It is pulled out liquid-tight. Further, the oscillation surface 31 of the ultrasonic sensor 3 is formed in a circular shape.

超音波センサ3は、図1に示すように、収納ケース4内に収容固定され、この収納ケース4は、後述するガイドパイプ5の一端に固定されている。すなわち、図1に示すように、収納ケース4を、超音波センサ3の発振面31をガイドパイプ5の内部空間であるガイド部51に対向させて、ガイドパイプ5の一端に固定している。これにより、リード線7を介して超音波センサ3にパルス状電圧が印加されると、超音波センサ3の発振面31が振動し、この発振面31の振動が収納ケース4に伝達され、さらに収納ケース4からガイドパイプ5内の燃料8に伝播されてガイドパイプ5内を他端側に向けて進行する。そして、この超音波が液面81に達すると、そこで反射し、その反射波が収納ケース4の壁40を介して発振面31に到達し、その圧力作用により発振面31が振動する。これにより、超音波センサ3は電圧を発生し、この電圧変化が出力信号としてリード線7を介して外部に出力される。   As shown in FIG. 1, the ultrasonic sensor 3 is housed and fixed in a storage case 4, and the storage case 4 is fixed to one end of a guide pipe 5 described later. That is, as shown in FIG. 1, the storage case 4 is fixed to one end of the guide pipe 5 with the oscillation surface 31 of the ultrasonic sensor 3 facing the guide portion 51 that is the internal space of the guide pipe 5. Thereby, when a pulse voltage is applied to the ultrasonic sensor 3 via the lead wire 7, the oscillation surface 31 of the ultrasonic sensor 3 vibrates, and the vibration of the oscillation surface 31 is transmitted to the storage case 4, and It propagates from the storage case 4 to the fuel 8 in the guide pipe 5 and travels in the guide pipe 5 toward the other end side. Then, when this ultrasonic wave reaches the liquid surface 81, it is reflected there, and the reflected wave reaches the oscillation surface 31 through the wall 40 of the storage case 4, and the oscillation surface 31 vibrates by the pressure action. Thereby, the ultrasonic sensor 3 generates a voltage, and this voltage change is output to the outside through the lead wire 7 as an output signal.

収納ケース4は、樹脂、あるいは金属から略有底円筒状に形成されている。超音波センサ3は、図2に示すように、収納ケース4内において、略有底円筒状の収納ケース4の底に相当する壁40の内面である底面41に発振面31を密着させて配置されている。   The storage case 4 is formed in a substantially bottomed cylindrical shape from resin or metal. As shown in FIG. 2, the ultrasonic sensor 3 is disposed in the storage case 4 such that the oscillation surface 31 is in close contact with the bottom surface 41 that is the inner surface of the wall 40 corresponding to the bottom of the substantially bottomed cylindrical storage case 4. Has been.

また、収納ケース4において、超音波センサ3が密着固定される壁40には、図2に示すように、厚さ(図2における左右方向寸法)の薄い薄肉部42が形成されている。薄肉部42の厚さt2は、壁40の厚さ、すなわち底面41部における厚さt1よりも薄く形成されている。また、薄肉部42は、図3に示すように、環状且つ超音波センサ3と同心状に形成されている。さらに、薄肉部42の内径dは、図3に示すように、超音波センサ3の発振面31の直径Dと同等もしくはわずかに大きく形成されている。また、薄肉部42は、図2に示すように、壁40の内側(図2の右側)に段差を設けることにより形成されており、壁40の外表面である表面40aは、壁40の外表面全面に亘って一様な平面となっている。また、収納ケース4の底面41と反対側の開口端側(図2の右側)には、図2に示すように、プラグ13が装着されている。   Further, in the storage case 4, a thin wall portion 42 having a small thickness (a horizontal dimension in FIG. 2) is formed on the wall 40 to which the ultrasonic sensor 3 is closely fixed, as shown in FIG. 2. The thickness t2 of the thin portion 42 is formed thinner than the thickness of the wall 40, that is, the thickness t1 at the bottom 41 portion. Further, as shown in FIG. 3, the thin portion 42 is formed in an annular shape and concentric with the ultrasonic sensor 3. Further, as shown in FIG. 3, the inner diameter d of the thin portion 42 is formed to be equal to or slightly larger than the diameter D of the oscillation surface 31 of the ultrasonic sensor 3. Further, as shown in FIG. 2, the thin-walled portion 42 is formed by providing a step on the inner side of the wall 40 (on the right side in FIG. 2), and the surface 40 a that is the outer surface of the wall 40 is outside the wall 40. It is a flat surface over the entire surface. Further, as shown in FIG. 2, a plug 13 is attached to the opening end side (right side in FIG. 2) opposite to the bottom surface 41 of the storage case 4.

プラグ13は、たとえば樹脂材料等から形成され、その突起部13aが収納ケース4の係止部45に係止して収納ケース4に固定されている。超音波センサ3とプラグ13との間には、図1に示すように、固定手段であり弾性部材であるばね14が配置されている。   The plug 13 is formed of, for example, a resin material or the like, and its protruding portion 13 a is locked to the locking portion 45 of the storage case 4 and fixed to the storage case 4. As shown in FIG. 1, a spring 14 that is a fixing means and an elastic member is disposed between the ultrasonic sensor 3 and the plug 13.

ばね14としては、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、コイルばねが用いられている。ばね14は、収納ケース4内へ組み付けられた状態においては圧縮状態となっており、その弾性力は、図2中の矢印で示す方向に作用している。この弾性力により、超音波センサ3の発振面31が収納ケース4の底面41に押圧されている。   As the spring 14, a coil spring is used in the fuel level detecting device 1 according to one embodiment of the present invention. The spring 14 is in a compressed state when assembled into the storage case 4, and the elastic force acts in the direction indicated by the arrow in FIG. Due to this elastic force, the oscillation surface 31 of the ultrasonic sensor 3 is pressed against the bottom surface 41 of the storage case 4.

また、プラグ13には、図2に示すように、貫通孔13bおよび13cが設けられている。貫通孔13cを介して超音波センサ3のリード線7が収納ケース4外へ引き出されている。一方、貫通孔13bは、収納ケース4内に溜まった空気排出用である。   Further, as shown in FIG. 2, the plug 13 is provided with through holes 13b and 13c. The lead wire 7 of the ultrasonic sensor 3 is drawn out of the storage case 4 through the through hole 13c. On the other hand, the through-hole 13 b is for exhausting air accumulated in the storage case 4.

また、収納ケース4は、その突起部44がガイドパイプ5の係止部55に係止してガイドパイプ5に固定されている。   In addition, the protrusion 44 of the storage case 4 is fixed to the guide pipe 5 by being locked to the locking portion 55 of the guide pipe 5.

ガイドパイプ5は、たとえば、樹脂材料あるいは金属材料から形成されている。本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1では、ガイドパイプ5を、アルミニウムダイカスト用合金により形成している。ガイドパイプ5の一端側(図1において右側)には、収納ケース4を介して超音波センサ3が取り付けられている。   The guide pipe 5 is made of, for example, a resin material or a metal material. In the fuel level detecting device 1 according to one embodiment of the present invention, the guide pipe 5 is formed of an aluminum die casting alloy. An ultrasonic sensor 3 is attached to one end side (right side in FIG. 1) of the guide pipe 5 via a storage case 4.

また、ガイドパイプ5の他端側(図1において左側)には、超音波センサ3から発射された超音波を燃料タンク2内の液面81に向けて反射する反射面52が、ガイドパイプ5と一体成型により設けられている。反射面52は、図1に示すように、超音波センサ3から発射され超音波センサ3の軸上の伝播経路Aを進む超音波を、液面81へ向かい且つ液面81への入射角が0°となるような方向に、つまり液面81に直交する方向に反射するように設定されている。すなわち、反射面52は、図1に示すように、液面に対して45°傾斜させて設けられている。これにより、超音波センサ3の発振面31から発射され超音波センサ3の軸上の伝播経路Aを進む超音波は、反射面52で反射して図1に示す伝播経路Bを辿り液面81に到達し、液面81で反射した後、往路と同じ経路、すなわち伝播経路Bおよび伝播経路Aを辿って発振面31に入射する。   Further, on the other end side (the left side in FIG. 1) of the guide pipe 5, a reflection surface 52 that reflects the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic sensor 3 toward the liquid surface 81 in the fuel tank 2 is provided in the guide pipe 5. And is formed by integral molding. As shown in FIG. 1, the reflection surface 52 emits ultrasonic waves emitted from the ultrasonic sensor 3 and traveling along the propagation path A on the axis of the ultrasonic sensor 3 toward the liquid surface 81 and having an incident angle on the liquid surface 81. It is set so as to reflect in the direction of 0 °, that is, in the direction orthogonal to the liquid surface 81. That is, as shown in FIG. 1, the reflecting surface 52 is provided with an inclination of 45 ° with respect to the liquid surface. Thereby, the ultrasonic wave emitted from the oscillation surface 31 of the ultrasonic sensor 3 and traveling along the propagation path A on the axis of the ultrasonic sensor 3 is reflected by the reflection surface 52 and follows the propagation path B shown in FIG. , And is reflected by the liquid surface 81 and then enters the oscillation surface 31 along the same path as the forward path, that is, the propagation path B and the propagation path A.

また、ガイドパイプ5には、図1に示すように、反射面52および液面81間の超音波伝播経路としてのガイドパイプ6が装着されている。ガイドパイプ6は、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1では、ステンレス鋼製の円管から形成され、図1に示すように、ガイドパイプ5に設けられた固定孔54に、たとえば圧入あるいは接着等により固定されている。また、ガイドパイプ6の液面81側先端位置は、図1に示すように、燃料タンク2内の燃料8貯蔵量が最大時、つまり満タン時における液面82よりも、長さKだけ上方に突き出すように設定されている。   Further, as shown in FIG. 1, a guide pipe 6 as an ultrasonic propagation path between the reflecting surface 52 and the liquid surface 81 is attached to the guide pipe 5. In the fuel level detecting device 1 according to one embodiment of the present invention, the guide pipe 6 is formed from a stainless steel circular pipe, and as shown in FIG. 1, for example, in the fixed hole 54 provided in the guide pipe 5. It is fixed by press-fitting or bonding. Further, as shown in FIG. 1, the front end position of the guide pipe 6 on the liquid surface 81 side is a length K higher than the liquid surface 82 when the amount of fuel 8 stored in the fuel tank 2 is maximum, that is, when the tank is full. Is set to protrude.

このガイドパイプ6により、超音波センサ3から発せられた超音波パルスが、反射面52で反射し液面81に向かう途中、あるいは液面81で反射して反射面52へ向かう途中において燃料タンク2内に拡散することを抑制できるので、超音波パルスが燃料タンク2内で拡散あるいは減衰し超音波センサ3による受信レベルが低下することを防止できる。さらに、自動車の走行中の振動により液面81が揺動した場合において、ガイドパイプ6内の液面81変動を小さく抑えることができる。したがって、表示部7による燃料タンク2内の液面81高さHあるいは燃料8残量の指示値の変動を小さくすることができる。   With this guide pipe 6, the ultrasonic pulse emitted from the ultrasonic sensor 3 is reflected by the reflecting surface 52 and is directed toward the liquid surface 81, or is reflected by the liquid surface 81 and is directed toward the reflecting surface 52. Therefore, it is possible to prevent the ultrasonic pulse from being diffused or attenuated in the fuel tank 2 and the reception level of the ultrasonic sensor 3 from being lowered. Furthermore, when the liquid level 81 fluctuates due to vibration while the automobile is running, fluctuations in the liquid level 81 in the guide pipe 6 can be suppressed to a small level. Accordingly, it is possible to reduce the fluctuation of the indicated value of the liquid surface 81 height H in the fuel tank 2 or the remaining amount of fuel 8 by the display unit 7.

次に、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1の特徴である、収納ケース4、特に超音波センサ3が取り付けられる部位である壁40の形状の作用、効果について説明する。   Next, the operation and effect of the shape of the storage case 4, particularly the wall 40, which is a part to which the ultrasonic sensor 3 is attached, will be described, which is a feature of the fuel liquid level detection device 1 according to one embodiment of the present invention.

従来の車両用液面検出装置においては、収納ケース4において超音波センサ3が取り付けられる壁40の厚さは、全面に亘って一様厚さとなっている。また、壁40の外周部には、略円筒状の壁が接続しているため、壁40の剛性は、中央部から外周部に向かうに連れて高くなっている。   In the conventional liquid level detection device for vehicles, the thickness of the wall 40 to which the ultrasonic sensor 3 is attached in the storage case 4 is uniform over the entire surface. Moreover, since the substantially cylindrical wall is connected to the outer peripheral part of the wall 40, the rigidity of the wall 40 becomes higher as it goes from the central part to the outer peripheral part.

超音波センサ3の振動が壁40に伝播されて壁40がその厚さ方向に振動する場合、壁面の剛性は中央部から外周部に向かうに連れて高くなっているので、壁40の振幅は、図4中の曲線Pに示すように、剛性の低い中心部において最も大きくなり、剛性の高い外周部へ向かうに連れて小さくなり、壁40の外周部で最小となっている。壁40の振幅は、壁40から燃料8中に伝播される超音波のエネルギに相当するので、燃料8中を伝播する超音波のエネルギは、発振面31の中心軸上、つまり伝播経路Aおよび伝播経路B上において最大となり、そこから外周側に離れるに連れて低下する。   When the vibration of the ultrasonic sensor 3 is propagated to the wall 40 and the wall 40 vibrates in the thickness direction, the rigidity of the wall surface increases from the central part toward the outer peripheral part. As shown by the curve P in FIG. 4, it becomes the largest at the center portion with low rigidity, becomes smaller toward the outer periphery portion with high rigidity, and becomes the smallest at the outer periphery portion of the wall 40. The amplitude of the wall 40 corresponds to the energy of the ultrasonic wave propagating from the wall 40 into the fuel 8. Therefore, the energy of the ultrasonic wave propagating through the fuel 8 is on the central axis of the oscillation surface 31, that is, the propagation path A and It becomes maximum on the propagation path B, and decreases as it moves away from the outer peripheral side.

したがって、超音波センサ3から発射された超音波が液面81で反射した反射波が超音波センサ3により受信される際の受信信号レベルは、伝播経路Aおよび伝播経路B上を進行する超音波が何らかの原因で減衰する、あるいは拡散する等の事態が起きると、著しく低下してしまう。このため、超音波センサ3からの検出信号レベルが低下して、高精度な液面81検出が困難になる可能性がある。   Therefore, the reception signal level when the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic sensor 3 is reflected by the liquid surface 81 and received by the ultrasonic sensor 3 is the ultrasonic wave traveling on the propagation path A and the propagation path B. If the phenomenon such as dampens or diffuses for some reason, it will drop significantly. For this reason, the detection signal level from the ultrasonic sensor 3 is lowered, and it may be difficult to detect the liquid level 81 with high accuracy.

これに対して、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、超音波センサ3が密着固定される壁40に、厚さ(図2における左右方向寸法)の薄い薄肉部42を環状に設けている。また、薄肉部42は、超音波センサ3の発振面31と同心状に形成されるとともに、薄肉部42の内径dは、発振面31の直径Dと同等もしくはわずかに大きく形成されている。   On the other hand, in the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention, the thin portion 42 having a small thickness (the horizontal dimension in FIG. 2) is provided on the wall 40 to which the ultrasonic sensor 3 is closely fixed. It is provided in an annular shape. The thin portion 42 is formed concentrically with the oscillation surface 31 of the ultrasonic sensor 3, and the inner diameter d of the thin portion 42 is formed to be equal to or slightly larger than the diameter D of the oscillation surface 31.

上述のような形状としたことにより、壁40の剛性は、中央部から外周部付近にかけて、ほぼ均一となり、外周部直近で急激に高くなっている。   By adopting the shape as described above, the rigidity of the wall 40 is substantially uniform from the central portion to the vicinity of the outer peripheral portion, and is rapidly increased near the outer peripheral portion.

超音波センサ3の振動が壁40に伝播されて壁40がその厚さ方向に振動する場合、壁面の剛性は上述したようになっているので、壁40の振幅は、図4中の曲線Sに示すように、壁40のほぼ全域において大きく、外周部直近で急激に小さくなっている。   When the vibration of the ultrasonic sensor 3 is propagated to the wall 40 and the wall 40 vibrates in the thickness direction, the rigidity of the wall surface is as described above. Therefore, the amplitude of the wall 40 is the curve S in FIG. As shown in FIG. 4, the wall 40 is large in almost the entire region and is rapidly decreased in the immediate vicinity of the outer peripheral portion.

これにより、壁40から燃料8中に伝播される超音波のエネルギを、超音波の伝播経路であるガイド部51の径方向のほぼ全域において高いレベルとすることができ、したがって、液面81からの反射波のエネルギを高めることができるので、超音波センサ3による検出信号レベルを高めて、高精度な液面81検出が可能な燃料液面検出装置を実現することができる。   Thereby, the energy of the ultrasonic wave propagating from the wall 40 into the fuel 8 can be set to a high level in almost the entire radial direction of the guide portion 51 that is the ultrasonic wave propagation path. Since the energy of the reflected wave can be increased, the detection level of the ultrasonic sensor 3 can be increased, and a fuel level detecting device capable of detecting the level 81 with high accuracy can be realized.

また、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、薄肉部42を、図2に示すように、壁40の内側(図2の右側)に段差を設けることにより形成し、壁40の燃料8への超音波伝達面である表面40aは、全面に亘って一様な平面となっている。   Further, in the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention, the thin portion 42 is formed by providing a step on the inside (right side in FIG. 2) of the wall 40 as shown in FIG. The surface 40a which is an ultrasonic transmission surface to the fuel 8 of 40 is a flat surface over the entire surface.

これにより、燃料8中を進行する超音波の位相を超音波の伝播経路であるガイド部51の径方向において一致させることができるので、超音波センサ3から発射された超音波の液面81で反射した反射波を超音波センサ3が受信した際の検出信号レベルを効果的に高めることができる。   Thereby, the phase of the ultrasonic wave traveling in the fuel 8 can be matched in the radial direction of the guide portion 51 which is the ultrasonic wave propagation path, so that the ultrasonic liquid level 81 emitted from the ultrasonic sensor 3 is used. The detection signal level when the reflected wave is reflected by the ultrasonic sensor 3 can be effectively increased.

次に、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1の電気回路構成について図5に基づき説明する。   Next, an electric circuit configuration of the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図5の電気回路構成図に示すように、制御回路9は、イグニッションスイッチ11を介してバッテリ12に接続されている。また、制御回路9は、超音波センサ3が接続されている。また、制御回路9は、表示部10が接続されている。   As shown in the electric circuit configuration diagram of FIG. 5, the control circuit 9 is connected to the battery 12 via the ignition switch 11. The control circuit 9 is connected to the ultrasonic sensor 3. The control circuit 9 is connected to the display unit 10.

制御回路9は、たとえばマイクロコンピュータ等から構成され、超音波センサ3へパルス状電圧信号を印加するためのパルス発生回路91、超音波センサ3から出力される反射波受信信号を処理し、それに基づいて液面位置を算出する演算回路92、および演算回路92により算出された液面位置信号に基づき表示部10を駆動する駆動信号を出力する駆動回路93から構成されている。制御回路9は、イグニッションスイッチ11がONされてバッテリ12から電力が供給されると、燃料液面検出装置1は作動を開始する。   The control circuit 9 is constituted by, for example, a microcomputer, and processes a reflected wave reception signal output from the pulse generation circuit 91 for applying a pulse voltage signal to the ultrasonic sensor 3 and the ultrasonic sensor 3, and based on that. An arithmetic circuit 92 for calculating the liquid level position, and a drive circuit 93 for outputting a drive signal for driving the display unit 10 based on the liquid level position signal calculated by the arithmetic circuit 92. When the ignition switch 11 is turned on and electric power is supplied from the battery 12, the control circuit 9 starts the operation of the fuel level detecting device 1.

表示部10は、たとえば指針計器あるいは液晶パネル等からなり、自動車の運転席正面のコンビネーションメータ(図示せず)内に設置されている。表示部10は、制御回路9の駆動回路93に駆動されて演算回路92により算出された液面81位置、すなわち燃料タン内2の燃料8残量を運転者が視認可能に表示する。   The display unit 10 includes, for example, a pointer instrument or a liquid crystal panel, and is installed in a combination meter (not shown) in front of the driver's seat of the automobile. The display unit 10 is driven by the drive circuit 93 of the control circuit 9 and displays the position of the liquid level 81 calculated by the arithmetic circuit 92, that is, the remaining amount of the fuel 8 in the fuel tank 2 so that the driver can visually recognize it.

次に、本発明の一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説明する。   Next, the fuel level detecting operation in the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention will be described.

パルス発生回路91によりパルス状電圧信号を印加されると、超音波センサ3がパルス状の超音波を燃料タンク2内の燃料8中に発射すると、超音波センサ3の発振面31が振動し、発振面31の振動が収納ケース4の底面41へ伝わり、さらに収納ケース4の外側の表面40aから超音波が燃料8中に発射される。この超音波は、途中で反射面52で反射して液面81に到達し、液面81で反射した後、往路と同じ経路を辿って発振面31に入射する。   When a pulse voltage signal is applied by the pulse generation circuit 91, when the ultrasonic sensor 3 emits a pulsed ultrasonic wave into the fuel 8 in the fuel tank 2, the oscillation surface 31 of the ultrasonic sensor 3 vibrates, The vibration of the oscillation surface 31 is transmitted to the bottom surface 41 of the storage case 4, and ultrasonic waves are emitted into the fuel 8 from the outer surface 40 a of the storage case 4. This ultrasonic wave is reflected by the reflecting surface 52 in the middle, reaches the liquid surface 81, is reflected by the liquid surface 81, and then enters the oscillation surface 31 along the same path as the forward path.

超音波センサ3は、液面81からの反射パルスを受信すると電圧信号を発生し、この電圧信号は演算回路92に入力される。   When the ultrasonic sensor 3 receives the reflected pulse from the liquid surface 81, it generates a voltage signal, and this voltage signal is input to the arithmetic circuit 92.

演算回路92は、パルス発生回路91がパルス状電圧信号を発してから上述の反射パルスを検出するまでの時間を算出し、それに基づいて、液面81位置、つまり図1中における液面81高さHを算出し、さらに予め記憶されている燃料タンク2形状に基づいて、燃料タンク2内の燃料8残量を算出する。   The arithmetic circuit 92 calculates the time from when the pulse generation circuit 91 generates the pulse voltage signal until the above-described reflected pulse is detected, and based on this, the liquid surface 81 position, that is, the liquid surface 81 height in FIG. And the remaining amount of fuel 8 in the fuel tank 2 is calculated based on the shape of the fuel tank 2 stored in advance.

駆動回路93は、表示部10に演算回路92が算出した液面81高さHあるいは燃料8残量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81高さHあるいは燃料8残量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。これにより、表示部10により燃料タンク2内の液面81高さHあるいは燃料8残量が表示される。   The drive circuit 93 displays a signal for displaying the liquid level 81 height H or the remaining amount of fuel 8 calculated by the arithmetic circuit 92 on the display unit 10, for example, a pointer shaft (not shown). The drive signal for rotating to the angle corresponding to 8 remaining amount is output. Thereby, the liquid level 81 height H in the fuel tank 2 or the fuel 8 remaining amount is displayed on the display unit 10.

以上説明した、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、超音波センサ3が密着固定される壁40に、厚さの薄い薄肉部42を環状且つ超音波センサ3の発振面31と同心状に設けている。さらに、薄肉部42の内径dを、発振面31の直径Dと同等もしくはわずかに大きく形成している。   In the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention described above, the thin wall portion 42 is annularly formed on the wall 40 to which the ultrasonic sensor 3 is closely fixed, and the oscillation surface of the ultrasonic sensor 3 is formed. 31 is provided concentrically. Further, the inner diameter d of the thin portion 42 is formed to be equal to or slightly larger than the diameter D of the oscillation surface 31.

上述のような形状としたことにより、壁40の剛性を、従来の車両用液面検出装置の場合のように中央部から外周部付近にかけて高めずに、中央部から外周部付近にかけてほぼ均一とすることができる。   By adopting the shape as described above, the rigidity of the wall 40 is substantially uniform from the central portion to the vicinity of the outer peripheral portion without increasing from the central portion to the vicinity of the outer peripheral portion as in the case of the conventional liquid level detection device for vehicles. can do.

これにより、超音波センサ3の振動が壁40に伝播されて壁40がその厚さ方向に振動する場合、壁40の振幅は、図4中の曲線Sに示すように、壁40のほぼ全域において大きく且つ一様となるので、壁40から燃料8中に伝播される超音波のエネルギを、超音波の伝播経路であるガイド部51の径方向のほぼ全域において高いレベルとすることができる。したがって、壁40の厚さ寸法を部分的に変化させるという容易な手段により、液面81からの反射波のエネルギを高めて超音波センサ3による検出信号レベルを高め、高精度な液面81検出が可能な燃料液面検出装置を実現することができる。   Thereby, when the vibration of the ultrasonic sensor 3 is propagated to the wall 40 and the wall 40 vibrates in the thickness direction, the amplitude of the wall 40 is almost the entire area of the wall 40 as shown by the curve S in FIG. Therefore, the energy of the ultrasonic wave propagating from the wall 40 into the fuel 8 can be set to a high level in almost the entire radial direction of the guide portion 51 that is the ultrasonic wave propagation path. Therefore, by means of easily changing the thickness dimension of the wall 40, the energy of the reflected wave from the liquid surface 81 is increased to increase the detection signal level by the ultrasonic sensor 3, thereby detecting the liquid surface 81 with high accuracy. It is possible to realize a fuel liquid level detection device capable of

また、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、薄肉部42を、図2に示すように、壁40の内側(図2の右側)に段差を設けることにより形成し、壁40の燃料8への超音波伝達面である表面40aを、全面に亘って一様な平面としている。   Further, in the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention, the thin portion 42 is formed by providing a step on the inside (right side in FIG. 2) of the wall 40 as shown in FIG. The surface 40a which is the ultrasonic transmission surface to the fuel 8 of 40 is made into a flat surface over the whole surface.

これにより、燃料8中を進行する超音波の位相を超音波の伝播経路であるガイド部51の径方向において一致させることができるので、超音波センサ3から発射された超音波の液面81で反射した反射波を超音波センサ3が受信した際の検出信号レベルを効果的に高めることができる。   Thereby, the phase of the ultrasonic wave traveling in the fuel 8 can be matched in the radial direction of the guide portion 51 which is the ultrasonic wave propagation path, so that the ultrasonic liquid level 81 emitted from the ultrasonic sensor 3 is used. The detection signal level when the reflected wave is reflected by the ultrasonic sensor 3 can be effectively increased.

なお、以上説明した、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1において、薄肉部42の厚さ寸法t2は、壁40の振幅が、壁40のほぼ全域において一様となるように、適宜設定すればよい。   In the fuel liquid level detection device 1 according to the embodiment of the present invention described above, the thickness dimension t2 of the thin wall portion 42 is set so that the amplitude of the wall 40 is uniform over almost the entire area of the wall 40. What is necessary is just to set suitably.

図6には、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1の変形例の部分断面図を示す。図6は、図2中のIII−III線断面図に相当するものである。   In FIG. 6, the fragmentary sectional view of the modification of the fuel liquid level detection apparatus 1 by one Embodiment of this invention is shown. 6 corresponds to a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.

図7は、図6中のVII−VII線断面図である。   7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.

この変形例では、収納ケース4の薄肉部42に図6に示すように、4本のリブ43を放射状に設けている。リブ43を設けることにより、薄肉部42の強度を向上させることができる。   In this modification, four ribs 43 are provided radially on the thin portion 42 of the storage case 4 as shown in FIG. By providing the rib 43, the strength of the thin portion 42 can be improved.

この場合、壁40の振幅が、壁40のほぼ全域において一様となり且つ薄肉部42の十分な強度が確保できるように、リブ43の形状である厚さ寸法t3および高さ寸法W、リブ43の個数、薄肉部42の厚さ寸法t2を適宜設定すればよい。   In this case, the amplitude of the wall 40 is uniform over almost the entire area of the wall 40, and the thickness dimension t3 and the height dimension W, which are the shapes of the ribs 43, and the ribs 43 so that sufficient strength of the thin wall portion 42 can be secured. And the thickness dimension t2 of the thin portion 42 may be set as appropriate.

図8には、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1における他の変形例の部分断面図を示す。   In FIG. 8, the fragmentary sectional view of the other modification in the fuel liquid level detection apparatus 1 by one Embodiment of this invention is shown.

本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1においては、薄肉部42の厚さt2を一様に形成している。   In the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention, the thickness t2 of the thin portion 42 is uniformly formed.

これに対して、他の変形例においては、薄肉部42の厚さt2を変化させている。すなわち、図8に示すように、壁40の内周側から外周側に向かうに連れて、薄肉部42の厚さt2が徐々に薄くなるように形成している。   On the other hand, in another modified example, the thickness t2 of the thin portion 42 is changed. That is, as shown in FIG. 8, the thickness t <b> 2 of the thin portion 42 is gradually reduced from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the wall 40.

これにより、壁40の内面41と薄肉部42との境界部分における厚さの急激な変化を緩和してこの部分における応力集中を緩和しつつ、壁40から燃料8中に伝播される超音波のエネルギを、超音波の伝播経路であるガイド部51の径方向のほぼ全域において、一様且つ高レベルとして、液面81からの反射波のエネルギを高めて超音波センサ3による検出信号レベルを高め、高精度な液面81検出が可能な燃料液面検出装置を実現することができる。   As a result, an abrupt change in thickness at the boundary portion between the inner surface 41 of the wall 40 and the thin portion 42 is alleviated, and stress concentration in this portion is alleviated, while the ultrasonic wave propagating from the wall 40 into the fuel 8 is reduced. The energy is made uniform and high in almost the entire radial direction of the guide 51 that is the propagation path of the ultrasonic wave, and the energy of the reflected wave from the liquid surface 81 is increased to increase the detection signal level by the ultrasonic sensor 3. Thus, it is possible to realize a fuel liquid level detection device capable of detecting the liquid level 81 with high accuracy.

なお、以上説明した本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1、その変形例および他の変形例においては、超音波センサ3の収納ケース4への固定に、ばね14の弾性力を利用しているが、これに限定する必要はなく、他の方法により超音波センサ3を収納ケース4へ固定してもよい。たとえば、接着剤を用いてもよい。   In the fuel liquid level detection device 1 according to the embodiment of the present invention described above, and its modifications and other modifications, the elastic force of the spring 14 is used to fix the ultrasonic sensor 3 to the storage case 4. However, the present invention is not limited to this, and the ultrasonic sensor 3 may be fixed to the storage case 4 by other methods. For example, an adhesive may be used.

また、以上説明した本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1、その変形例および他の変形例においては、ガイドパイプ5をアルミニウムダイカスト用合金から、ガイドパイプ6をステンレス鋼管からそれぞれ形成しているが、これらの材質に限る必要は無く、他の材質から形成してもよい。   Further, in the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention described above, and its modified examples and other modified examples, the guide pipe 5 is formed from an aluminum die casting alloy, and the guide pipe 6 is formed from a stainless steel pipe. However, it is not necessary to limit to these materials, and they may be formed from other materials.

また、以上説明した本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1、その変形例および他の変形例においては、収納ケース4とガイドパイプ5とを別部品として形成し、両者を組み付けているが、収納ケース4とガイドパイプ5とを一体的に1個の部品として形成してもよい。たとえば、樹脂材料により一体成型により形成してもよい。   Moreover, in the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention described above, and its modified examples and other modified examples, the storage case 4 and the guide pipe 5 are formed as separate parts, and both are assembled. However, the storage case 4 and the guide pipe 5 may be integrally formed as one component. For example, you may form by integral molding with a resin material.

また、以上説明した本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1、その変形例および他の変形例においては、ガイドパイプ5およびガイドパイプ6別部品として形成し、両者を組み付けているが、ガイドパイプ5およびガイドパイプ6を一体的に1個の部品として形成してもよい。   Further, in the fuel liquid level detection device 1 according to the embodiment of the present invention described above, the modified example and other modified examples, the guide pipe 5 and the guide pipe 6 are formed as separate parts, and both are assembled. The guide pipe 5 and the guide pipe 6 may be integrally formed as one piece.

また、本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1におけるガイドパイプ6を省略してもよい。   Further, the guide pipe 6 in the fuel liquid level detection device 1 according to one embodiment of the present invention may be omitted.

また、以上説明した本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1、その変形例および他の変形例においては、反射面52形状を単純な平面状としているが、これを凹面状、つまり発振面31および液面81の両方に向かって凹であるような形状としてもよい。   Further, in the fuel level detecting device 1 according to the embodiment of the present invention described above, and its modified examples and other modified examples, the reflecting surface 52 has a simple planar shape, but this is a concave surface, that is, an oscillation. The shape may be concave toward both the surface 31 and the liquid surface 81.

また、以上説明した実施形態は、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。すなわち、車両に搭載される他の液体、たとえば、エンジンオイル、ブレーキフルードあるいはウィンドウォッシャ液等の液面検出に用いてもよい。さらには、液体輸送用車両に備えられた液体輸送用タンク内の液面を検出するために適用してもよい。   Moreover, although embodiment described above demonstrated the case where the liquid level detection apparatus for vehicles of this invention was applied to the fuel level detection apparatus 1 of a motor vehicle, it applied to other than the fuel level detection apparatus 1 as an example. Also good. In other words, it may be used for detecting the level of other liquids mounted on the vehicle, such as engine oil, brake fluid or window washer fluid. Furthermore, you may apply in order to detect the liquid level in the tank for liquid transportation with which the vehicle for liquid transportation was equipped.

本発明の一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。1 is a partial cross-sectional view of a fuel level detecting device 1 according to an embodiment of the present invention. 図1中のII部拡大断面図である。It is the II section expanded sectional view in FIG. 図2中のIII−III線断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line in FIG. 本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1における収納ケース4の壁40の振幅を表すグラフである。It is a graph showing the amplitude of the wall 40 of the storage case 4 in the fuel liquid level detection apparatus 1 by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1における電気回路構成を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the electric circuit structure in the fuel liquid level detection apparatus 1 by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1の変形例の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the modification of the fuel liquid level detection apparatus 1 by one Embodiment of this invention. 図6中のVII−VII線断面図である。It is the VII-VII sectional view taken on the line in FIG. 本発明の一実施形態による燃料液面検出装置1における他の変形例の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the other modification in the fuel liquid level detection apparatus 1 by one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃料液面検出装置(車両用液面検出装置)
2 燃料タンク(タンク)
21 底面(底部)
3 超音波素子(超音波発振素子)
31 発振面
4 ケース
40 壁
40a 表面(外表面)
41 内面
42 薄肉部
43 リブ
44 突起部
45 係止部
5 ガイドパイプ
51 ガイド部
52 反射面
54 固定孔
55 係止部
6 ガイドパイプ(円筒)
7 リード線
8 燃料(液体)
81 液面
82 最高液面
9 制御回路
91 パルス発生回路
92 演算回路
93 駆動回路
10 表示部
11 イグニッションスイッチ
12 バッテリ
13 プラグ
13a 突起部
13b 貫通孔
13c 貫通孔
14 ばね
A、B 伝播経路
d 内径
D 直径
H 液面高さ
Hmax 最大液面高さ
K 長さ
P、S 曲線
t1、t2 厚さ寸法
t3 厚さ寸法
W 高さ寸法
1 Fuel level detector (Vehicle level detector)
2 Fuel tank (tank)
21 Bottom (bottom)
3 Ultrasonic element (Ultrasonic oscillator)
31 Oscillation surface 4 Case 40 Wall 40a Surface (outer surface)
41 Inner surface 42 Thin portion 43 Rib 44 Projection portion 45 Locking portion 5 Guide pipe 51 Guide portion 52 Reflecting surface 54 Fixing hole 55 Locking portion 6 Guide pipe (cylindrical)
7 Lead wire 8 Fuel (liquid)
81 Liquid level 82 Maximum liquid level 9 Control circuit 91 Pulse generation circuit 92 Arithmetic circuit 93 Drive circuit 10 Display unit 11 Ignition switch 12 Battery 13 Plug 13a Protrusion 13b Through hole 13c Through hole 14 Spring A, B Propagation path d Inner diameter D Diameter H Liquid level height Hmax Maximum liquid level height K Length P, S Curve t1, t2 Thickness dimension t3 Thickness dimension W Height dimension

Claims (3)

液体を貯蔵するタンクと、
前記タンク内の底部に配置される超音波発振素子と、
前記超音波発振素子を収容保持する収納ケースとを備え、
前記超音波発振素子は、その発振面を前記収納ケースの壁の内面に密着させて固定され、前記超音波発振素子が発する超音波を前記壁外表面から前記液体中に伝播させ、この超音波の前記液面で反射された反射波を前記超音波発振素子により受信して前記液面位置を検出する車両用液面検出装置であって、
前記壁には、前記壁の厚さが薄い薄肉部が環状且つ前記超音波発振素子と同心上に形成され、環状の前記薄肉部の内径は前記発振面の直径と同等もしくはわずかに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 oscillator disposed at the bottom of the tank;
A storage case for storing and holding the ultrasonic oscillation element;
The ultrasonic oscillating element is fixed with its oscillating surface being in close contact with the inner surface of the wall of the storage case, and the ultrasonic wave generated by the ultrasonic oscillating element is propagated from the outer wall surface into the liquid. A vehicle liquid level detection device that receives the reflected wave reflected by the liquid level by the ultrasonic oscillation element and detects the liquid level position,
The wall is formed with a thin-walled portion having a thin wall thickness and concentric with the ultrasonic oscillation element, and an inner diameter of the annular thin-walled portion is formed to be equal to or slightly larger than the diameter of the oscillation surface. A liquid level detecting device for a vehicle.
前記薄肉部には、前記薄肉部の半径方向に延びるリブが設けら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 detection device for a vehicle according to claim 1, wherein the thin portion is provided with a rib extending in a radial direction of the thin portion. 前記壁の前記発振面と反対側の表面は全体が平面であ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。   3. The vehicular liquid level detection device according to claim 1, wherein the surface of the wall opposite to the oscillation surface is entirely flat. 4.
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