JP3328640B2

JP3328640B2 - 超音波センサの取付構造

Info

Publication number: JP3328640B2
Application number: JP2000158446A
Authority: JP
Inventors: 木修鈴; 子誠金; 岸行雄片; 崎秀崇木; 橋哲夫高; 本政雄岩
Original assignee: Azbil Corp; Kasuga Denki Inc
Current assignee: Azbil Corp; Kasuga Denki Inc
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2002-09-30
Anticipated expiration: 2020-05-29
Also published as: JP2001336967A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波センサの取
付構造に係り、より詳しくは、液体収納容器内の液面を
検出するために探触子ケースを容器の外側底面部に透過
材を介して取り付けた構造に関するものである。

【０００２】

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

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

【０００４】図２５は、このように、探触子ケースを容
器の外側底面部に取り付けた超音波液面検出装置の構成
例を示す説明図である。この図において、略円筒状で上
部及び底面部に曲面が形成されている容器（ＬＰＧタン
ク）１が支持脚２を介して床面３上に設置されており、
容器１の外側底面部の中央位置に探触子ケース（樹脂
製）４が取り付けられている。容器１の内部には液体
（ＬＰＧガス）５が収容されており、探触子ケース４内
の探触子から発射された発射波６は液面７で反射し、反
射波８となって探触子に受信されるようになっている。

【０００５】探触子により受信された超音波信号は制御
部９に送られ、ここでＡ／Ｄ変換処理、液面距離演算処
理等の各種処理が行われるようになっている。この制御
部９には、上記の各種処理を行うための回路の他に、外
部に液面検出信号を送信する送信回路、外部からの指令
信号を受信する受信回路、及び容器１に取り付けられて
いるバルブ等の各種機器（図示せず）を制御するための
制御回路などが配設されている。

【０００６】そして、制御部９は電話回線１０を介して
管理コンピュータ１１に接続されている。管理コンピュ
ータ１１では、制御部９から送られてくる液面検出信号
に基づき、容器１内の液面７高さを監視しており、この
液面７が一定レベル以下に低下すると、制御部９に制御
指令信号を送り、容器１内に液体５を補充するようにし
ている。

【０００７】ところで、上記のように、容器１の外側に
探触子ケース４を配置する構成を採用する場合、探触子
ケース４及び容器１の各密着面間には、液体５と略同等
の超音波透過特性を有するグリース状の透過材を介在さ
せるようにしている。これは、もし各密着面間に空気層
が存在すると、この部分で超音波が透過し難くなり液面
の検出精度に大きな影響を与えてしまうため、このよう
な透過材を各密着面間に充填することにより空気層の存
在を排除するようにしたものである。したがって、各密
着面間に透過材を充填するにあたっては、透過材ができ
るだけ均一に且つ隙間なく分布するように介在させるこ
とが強く要求されることになる。

【０００８】しかし、一方、容器１の底面部は、内部圧
力による応力が底面部に集中するのを極力回避するため
曲面が形成された形状となっている。したがって、探触
子ケース４及び容器１の外側底面部の各密着面間に上記
の透過材を均一に且つ隙間なく分布させることは実際に
は極めて困難であり、所望の検出精度を得られない場合
が多くなっていた。そこで、本願の出願人は、探触子ケ
ースの周縁部にスカート状の軟質樹脂製パッキン部材を
取り付け、この探触子ケース及び容器外側底面部の各密
着面間に透過材を封入することによりセンサ精度を向上
させる構造をこれまでに提案している（特願平１１−２
６１０８４号）。

【０００９】図２６は、この構造を示した断面図であ
る。この図において、探触子ケースの容器１側の端部に
は中間部よりもやや小径の頭部４ａが形成されており、
この頭部４ａの周囲に軟質樹脂製のパッキン１２が取り
付けられている。そして、頭部４ａの内部に探触子１３
が配設されている。容器１と探触子ケース４との間に
は、液体５と略同等の超音波透過特性を有する透過材１
４が介在しており、双方の密着面１ａ，４ｂ間において
はこの透過材１４が均一且つ隙間なく分布した状態とな
っている。なお、図２６においては、図示を省略してあ
るが、探触子ケース４及びパッキン１２は適当な押圧手
段により容器１側に押圧されている。

【００１０】図２７は、図２６におけるパッキン１２の
形状を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦
断面図である。この図に示すように、パッキン１２は略
リング形状のものであり、筒体部１２ａと、この筒体部
１２ａの一端側に形成されたスカート部１２ｂとから構
成されている。そして、パッキン１２はエラストマーの
ような軟質樹脂により形成されており、曲面を有する容
器１の外側底面部の形状に合わせて容易に変形し得るよ
うになっている。また、この従来例では探触子ケース４
はポリウレタンにより形成されており、パッキン１２は
図２７に示すような単独の部材として製作された後、こ
の探触子ケース４に接着される構造である場合が通常で
あるが、探触子ケース４とパッキン１２とを成型（２重
成型）により一体的に形成することもできる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
な従来の構造は、次のような点でなお改善の余地を有す
るものであった。

【００１２】（１）センサ精度を一定以上向上させるの
が困難な場合がある。この理由としては、本願の発明者
の調査により、次のようなことが推測されている。第１
に、容器１の外側底面部の曲面の曲率が大きな場合と小
さな場合とでは密着面間の透過材の分布状態にばらつき
が出てしまい、均一な分布とならない場合が生じること
が原因と考えられる。第２に、センサ取付作業の際の巧
拙により密着面間の透過材の中に気泡が混入してしま
い、この気泡のためにセンサ精度が低下してしまう場合
が生じることも原因と考えられる。

【００１３】（２）超音波センサは、できるだけ容器１
底面の中心位置に真っ直ぐな姿勢で正確に取り付けるこ
とが好ましい。しかし、容器１がＬＰＧタンクのような
密閉圧力容器である場合、超音波センサの取り付け個所
である底面部は曲面となっているため、既設の容器１に
対しては超音波センサを真っ直ぐな姿勢で中心位置に正
確に取り付けることが困難である。また、容器１の設置
方式としては図２８（ａ）に示すような縦置き方式と図
２８（ｂ）に示すような横置き方式とがあるが、横置き
方式の場合には底面部の曲率が大きなものとなるため、
姿勢を傾斜させることなく取り付けることは一層困難と
なる。

【００１４】（３）超音波センサの取り付け個所は容器
１の底面部であるため、容器１に対する取付作業が困難
となり、現場の作業員に多大な労力を強いる結果となっ
ている。また、容器１を工場で製作する際に同時に超音
波センサを取り付けてしまう場合には、容器１設置直後
の現場での取付作業は不要となるが、メインテナンス時
にはやはり現場の作業員に多大な労力を強いる結果とな
る。

【００１５】（４）超音波センサが取り付けられる容器
１の種類としては種々のものがあり、したがって容器１
の板厚の値も種々のものとなる。そのため、この板厚の
値に対応した運転周波数（共振周波数）の超音波センサ
を取り付けなければならない。なお、本願の出願人は、
特願平１１−１５８９９号において、板厚の値に応じて
超音波センサの運転周波数の値を自動調整する技術を提
案しているが、この運転周波数の値を自動調整する構成
を採用すると、コストアップを招く結果となる。

【００１６】（５）図２９に示すように、容器１の姿勢
が一定以上傾いた状態となった場合、液面７からの反射
波８を超音波センサが受信できなくなり、液面検出がで
きなくなることが起こり得る。

【００１７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、超音波センサのセンサ精度を向上させ、超音波セ
ンサの正確且つ容易な取付を可能にし、運転周波数の調
整作業を不要にし、容器が傾斜した状態となっても液面
検出を行うことが可能な、超音波センサの取付構造を提
供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、探触子が内部に
配設された探触子ケースが、超音波透過特性を良好にす
るための透過材を介在させた状態で液体収納容器の外側
底面部に取り付けられており、この透過材は、探触子ケ
ースの周縁部に取り付けられたスカート状の軟質樹脂製
パッキン部材により、前記探触子ケース及び前記外側底
面部の各密着面間に封入されている超音波センサの取付
構造において、前記軟質樹脂製パッキン部材に、前記各
密着面間に封入された透過材の一部を外部に逃がすため
の透過材逃がし孔を複数個形成した、ことを特徴とす
る。

【００１９】請求項２記載の発明は、探触子が内部に配
設された探触子ケースが、超音波透過特性を良好にする
ための透過材を介在させた状態で液体収納容器の外側底
面部に取り付けられており、この透過材は、探触子ケー
スの周縁部に取り付けられたスカート状の軟質樹脂製パ
ッキン部材により、前記探触子ケース及び前記外側底面
部の各密着面間に封入されている超音波センサの取付構
造において、前記探触子ケースを、バネ手段を介して略
カップ形状の金属製センサケース内部に弾性的に保持す
ると共に、押圧手段によりこの金属製センサケースを前
記液体収納容器の外側底面部側へ押圧して、前記軟質樹
脂製パッキン部材、前記探触子ケース、及び前記金属製
センサケースの開口端部を前記液体収納容器の外側底面
部に当接させ、しかも、この金属製センサケースの開口
端部にこの外側底面部と接触する４個の爪部を互いに等
間隔で形成した、ことを特徴とする。

【００２０】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記押圧手段は、前記液体収納容器に取り
付けられた取付部材に軸支された回動レバーと、前記回
動レバーの基端部に螺着され、所定の方向へのネジ回し
動作により前記金属製センサケースの前記液体収納容器
に対する押圧力をこの回動レバーの先端部に与える着脱
用操作ノブと、から構成されるものである、ことを特徴
とする。

【００２１】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、前記回動レバーの先端部付近には、前記着
脱用操作ノブについてのネジ回し量の目安を与える目安
ギャップをが形成されている、ことを特徴とする。

【００２２】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、前記目安ギャップに、前記回動レバーの先
端部付近に大きな弾性を与えるための目安バネを取り付
けた、ことを特徴とする。

【００２３】請求項６記載の発明は、請求項３乃至５の
いずれかに記載の発明において、前記液体収納容器は床
面に対して立設された支持脚を有しており、前記取付部
材は、床面に対して水平な方向に移動できるように、固
定金具を介してこの支持脚に固定されている、ことを特
徴とする。

【００２４】請求項７記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記押圧手段は、超音波センサを収納する
略カップ形状の金属製センサ収納ケースと、このセンサ
収納ケースの開口端部付近に配設され、前記液体収納容
器の外側底面部に吸着した状態でこのセンサ収納ケース
の内面が前記超音波センサを前記外側底面部側へ向けて
押圧するように押圧力を与える永久磁石と、から構成さ
れるものである、ことを特徴とする。

【００２５】請求項８記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記押圧手段は、前記液体収納容器の外側
底面部に一方の端部が臨むように複数本のネジ部材の他
方の端部が螺着された支持ベースと、前記ネジ部材の一
方の端部に自在に向きを変えられるように支持された磁
石収納部材と、これら磁石収納部材の内部に収納され、
前記液体収納容器の外側底面部に吸着される永久磁石
と、前記支持ベースに螺着され、所定の方向へのネジ回
し動作により超音波センサを前記液体収納容器に対して
押圧する押圧ノブと、から構成されるものである、こと
を特徴とする。

【００２６】請求項９記載の発明は、請求項７又は８記
載の発明において、前記永久磁石が、前記液体収納容器
の外側底面部に吸着した状態で互いに等間隔になるよう
に４個配設されている、ことを特徴とする。

【００２７】請求項１０記載の発明は、探触子が内部に
配設された探触子ケースが、超音波透過特性を良好にす
るための透過材を介在させた状態で液体収納容器の外側
底面部に取り付けられており、この透過材は、探触子ケ
ースの周縁部に取り付けられたスカート状の軟質樹脂製
パッキン部材により、前記探触子ケース及び前記外側底
面部の各密着面間に封入されている超音波センサの取付
構造において、前記液体収納容器の外側底面部に、内周
面にネジが形成された取付座を設け、外周面にネジが形
成されたカップ状のセンサホルダをこの取付座に螺着
し、このセンサホルダ内部に超音波センサを配設した、
ことを特徴とする。

【００２８】請求項１１記載の発明は、探触子が内部に
配設された探触子ケースが、超音波透過特性を良好にす
るための透過材を介在させた状態で液体収納容器の外側
底面部に取り付けられており、この透過材は、探触子ケ
ースの周縁部に取り付けられたスカート状の軟質樹脂製
パッキン部材により、前記探触子ケース及び前記外側底
面部の各密着面間に封入されている超音波センサの取付
構造において、前記液体収納容器の外側底面部に取付孔
を形成し、この取付孔に対してカップ状のセンサホルダ
の頭部を外側から内側へ向けてくぐり抜けさせた状態で
このセンサホルダの基端部を前記外側底面部に溶着し、
このセンサホルダ内部に超音波センサを配設した、こと
を特徴とする。

【００２９】請求項１２記載の発明は、請求項１０又は
１１記載の発明において、前記センサホルダの超音波セ
ンサの当接面は平坦に形成されたものである、ことを特
徴とする。

【００３０】

【発明の実施の形態】図１は、第１の発明の実施形態の
構造を示す断面図であり、図２は図１におけるパッキン
１２の形状を示す説明図である。これらの図に示されて
いるように、パッキン１２のスカート部１２ｂには３個
の透過材逃がし孔１２ｃが等間隔で形成されている。な
お、図１及び図２の構成は、既述した図２６及び図２７
とほぼ同様であり、異なっているのはパッキン１２に透
過材逃がし孔１２ｃが形成されている点のみである。し
たがって、その他の構成要素についての重複した説明は
省略する。

【００３１】図３は、センサ精度について従来例と第１
の発明とを対比した説明図であり、（ａ）は図２６及び
図２７の構成（すなわちパッキン１２に透過材逃がし孔
を形成していない構成）に基づく反射波受信信号レベル
の特性図、（ｂ）は図１及び図２の構成（すなわちパッ
キン１２に透過材逃がし孔１２ｃを形成した構成）に基
づく反射波受信信号レベルの特性図である。（ａ）では
７８０ｍＶの信号レベルであるのに対し、（ｂ）では２
Ｖの高い信号レベルとなっており、センサ精度が大きく
向上したものとなっている。

【００３２】このように、パッキン１２に透過材逃がし
孔１２ｃを形成することによりセンサの性能が大きく向
上する理由は、第一に、密着面１ａ，４ｂ間に存在する
余分な透過材１４がこの透過材逃がし孔１２ｃを通って
パッキン１２の外部へきれいに除去され、密着面１ａ，
４ｂ間に透過材１４の薄くて均一な皮膜が形成されるか
らであると考えられる。また、第２に、パッキン１２の
内側に透過材１４を湛えた状態でパッキン１２及び探触
子ケース４を容器１の底面部に当接する際に、どうして
もある程度の空気が気泡となって透過材１４内に混入し
てしまうが、押圧手段により一定以上の押圧力によって
パッキン１２及び探触子ケース４を容器１の底面側に押
圧する過程で、この気泡の大部分が透過材逃がし孔１２
ｃを通って外部に排出されることも大きな理由と考えら
れる。

【００３３】このように、第１の発明によれば、密着面
１ａ，４ｂ間に封入された透過材１４の一部を外部に逃
がすための透過材逃がし孔１２ｃを軟質樹脂製のパッキ
ン１２に複数個形成する構成としたので、従来構成に比
べてセンサ精度を大幅に向上させることができる。な
お、上記の実施形態では、透過材逃がし孔１２ｃがパッ
キン１２に形成される個数は３個となっているが、この
個数はパッキン１２及び探触子ケース４の大きさや、容
器１底面部の曲率の相違に基づいて適宜選択することが
可能である。

【００３４】図４は、第２の発明の実施形態の構造を示
す断面図である。この第２の発明以降では、第１の発明
における探触子１３、探触子ケース４、及びパッキン１
２等をケース部材及びカバー部材等で覆った超音波セン
サ１５の取付構造につき説明する。図４において、超音
波センサ１５は、上部に鍔部１６ａが形成された軟質樹
脂製の外側カバー１６を有している。この外側カバー１
６は、内部に台座１７ａが形成されると共に上部に爪部
１７ｂが形成されている金属製のセンサケース１７を覆
っている。

【００３５】図６は、このセンサケース１７の外観形状
を示す斜視図である。この図に示すように、センサケー
ス１７は、上部が開口された略カップ形状となってお
り、爪部１７ｂは開口端部に４個形成されている。この
爪部１７ｂの幅は下方へ行くにしたがって広くなってお
り、爪部１７ｂ同士の間にはなだらかな曲線が形成され
ている。したがって、各爪部１７ｂは充分な強度を有し
ており、ある程度の強い押圧力で容器１の外側底面部に
押圧されても変形又は破損されないようになっている。

【００３６】図７は、図６のセンサケース１７の平面図
である。この図において、中心Ｃを通る任意のラインＣ
S1を中央に挟んで２つの爪部１７ｂのなす角度が９０度
となっている。すなわち、４個の爪部１７ｂが開口端面
上で等間隔に形成された状態となっている。

【００３７】図４に戻って説明を続けると、台座１７ａ
上には円筒形のクッション材１８が載置されており、探
触子ケース４及びパッキン１２はこのクッション材１８
の内側に嵌装された状態となっている。クッション材１
８の上端部は鍔部１６ａの端面よりもやや上方へ突出
し、パッキン１２の上端部はこのクッション材１８の上
端部よりもやや上方へ突出した状態となっている。そし
て、センサケース１７の内側底面部と探触子ケース４の
外側底面部との間にはコイルバネ１９が取り付けられて
おり、探触子ケース４はこのコイルバネ１９及びクッシ
ョン材１８によりセンサケース１７内で弾性的に保持さ
れた状態となっている。なお、図４では図面が煩雑とな
るのを避けるため、パッキン１２の透過材逃がし孔１２
ｃの図示を省略してあるが、第２の発明以降の構成では
透過材逃がし孔１２ｃが形成されている場合及び形成さ
れていない場合の双方を含むものとする。

【００３８】また、センサケース１７には、ケーブル２
１の一端側が接続されたコネクタ２０が取り付けられて
おり、このコネクタ２０と探触子１３とは配線材（図示
せず）により接続されている。ケーブル２１の他端側
は、図示を省略してあるコントローラに接続されてお
り、このケーブル２１及び配線材を介してコントローラ
と探触子１３との間で信号の送受信が行われるようにな
っている。この場合、コネクタ２０と探触子１３との間
に介在する配線材は金属製のセンサケース１７に覆われ
た状態となっているため、センサケース１７は結果的に
はシールド機能を有する結果となっている。したがっ
て、図４の構成は超音波センサ１５の外部からのノイズ
等の影響を排除できるという副次的効果を有するものと
なっている。

【００３９】次に、上記のように構成される超音波セン
サ１５を、その上方に位置する容器１の外側底面部に取
り付ける作業につき説明する。作業員は、まず、探触子
ケース４の上端面及びパッキン１２の内側に形成される
空間に透過材１４を満たした後、図示を省略してある押
圧手段（この押圧手段の具体的構成は図１０以降におい
て説明する。）により超音波センサ１５を容器１の外側
底面部に向けて押圧していく。すると、パッキン１２の
上端が容器１の外側底面部に当接するためクッション材
１８が縮小する方向に変形し、探触子ケース４はセンサ
ケース１７の底面部に向かって沈み込んで行く状態とな
る。このとき、上記の空間に満たされた透過材１４のう
ち余分なものがはみ出され、多孔質のクッション材１８
はこのはみ出した透過材１４を吸収する（既述したよう
に、パッキン１２に透過材逃がし孔１２ｃが形成されて
いる場合は、空間内の余分な透過材１４と共に、気泡も
空間外へ排出される。）。

【００４０】作業員がなおも超音波センサ１５を容器１
へ向けて押圧していくと探触子ケース４はコイルバネ１
９のバネ力に抗してなおもセンサケース１７の底面部に
向かって沈み込み、やがて図５に示すように、４個の爪
部１７ｂが容器１の外側底面部に接触した状態となる。
ここで、作業員はそれ以上超音波センサ１５を押圧せ
ず、４個の爪部１７ｂが軽く容器１の外側底面部に接触
するように超音波センサ１５を押圧手段により仮止め状
態となるようにしておく。

【００４１】そして、作業員は、このときの４個の爪部
１７ｂの接触状態によって容器１の中心位置をある程度
把握することができる。その理由につき説明すると、例
えば、図２８（ｂ）に示したように容器１が横置きされ
ている場合につき考えてみる。図８は、この横置きされ
た容器１の底面図であり、（ａ）は超音波センサ１５が
正規に取り付けられた状態を示し、（ｂ）は超音波セン
サ１５が正規の状態から角度がずれて取り付けられた状
態を示している。すなわち、図８（ａ）の状態では、超
音波センサ１５のラインＣS1と容器１の軸線ＣT1とが一
致しており、４個の爪部１７ｂの全てが同時に容器１の
外側底面部に接触しているためぐらつかない状態となっ
ている。一方、図８（ｂ）の状態では、超音波センサ１
５のラインＣS1が容器１の軸線ＣT1から角度θ1だけず
れており、１個又は２個の爪部１７ｂが容器１の外側底
面部から浮き上がっているためぐらついた状態となって
いる。作業員は、図８（ｂ）のぐらついた状態となって
いるか否かについては容易に判断することができるの
で、もし、このようなぐらついた状態となっていれば超
音波センサ１５を適当な角度だけ回し、図８（ａ）のよ
うなぐらつかない状態とすることができる。

【００４２】但し、上述したのは容器１の軸線方向に対
する超音波センサ１５のズレのみであり、容器１の円周
方向に対しては超音波センサ１５がズレてしまう可能性
は残っている。つまり、図９は横置きされた容器１の側
面図であり、（ａ）は超音波センサ１５が正規に取り付
けられた状態（超音波センサ１５の軸線ＣS2と容器１の
ラインＣT2とが一致している。）を示し、（ｂ）は超音
波センサ１５が正規の状態から角度がずれて取り付けら
れた状態（超音波センサ１５の軸線ＣS2が容器１のライ
ンＣT2から角度θ2だけずれている。）を示している。
そして、図９（ａ）の状態及び図９（ｂ）の状態のいず
れも超音波センサ１５はぐらつかない状態であり得るた
め、作業員は爪部１７ｂの接触状態によっては図９
（ｂ）の状態となっていることを判別することはできな
い。そのため、作業員は図９（ｂ）の状態となっていな
いかどうかについての判別は目視によって行うことにな
る。しかし、容器１の外側底面部に超音波センサ１５を
固定する場合に、最も回避しなければならない事態は図
８（ｂ）のようなぐらついたままの状態で超音波センサ
１５を固定してしまうことであるが、４個の爪部１７ｂ
によってこのような事態を確実に回避することが可能と
なる。したがって、図９（ｂ）の状態を作業員の目視に
より判別しなければならないとはいえ、図４の構成によ
る効果は充分に大きなものと言える。特に、既設の容器
１に超音波センサ１５を取り付ける場合やメインテナン
スを行う場合、作業員は狭いスペース内での作業を強い
られるために、上記の４個の爪部１７ｂの接触状態によ
って容器１の軸線方向に対するズレを容易に判別するこ
とができるというのは大きな利点と言える。

【００４３】上記のように、４個の爪部１７ｂの接触状
態によって容器１の中心位置をある程度把握した後、作
業員は、それまで超音波センサ１５を仮止め状態にして
いた押圧手段に対して更に締め付けをきつくして、超音
波センサ１５を容器１の外側底面部に確実に固定する。
このとき、４個の爪部１７ｂには押圧手段からの押圧力
が強く加わることになるが、既述したように、これらの
爪部１７ｂは充分な強度を有するものであるため、変形
したり破損したりすることはない。そして、探触子ケー
ス４は、コイルバネ１９のバネ力によって容器１側へ向
かって押圧されているので、探触子ケース４の上端面及
びパッキン１２の内面と容器１の外側底面部との間に介
在している透過材１４の皮膜は薄く均一なものとなり、
充分なセンサ精度を保持した状態となっている。また、
鍔部１６ａも容器１の外側底面部に強く押し付けられた
状態となっているため、充分な防塵効果を保持した状態
となっている。

【００４４】以上のように、この第２の発明によれば、
開口端部に等間隔で形成された４個の爪部を有する金属
製センサケース内に探触子ケースを弾性的に保持して超
音波センサを構成し、この超音波センサを押圧手段によ
り液体収納容器の外側底面部に固定する構成としている
ので、作業員はこの超音波センサを容器底面部の中央位
置に容易に取り付けることが可能となる。また、この金
属製センサケースは結果的にシールド機能を有するもの
となっているため、外部からのノイズの影響を受けにく
くなるという副次的効果を期待することができる。

【００４５】次に、第３の発明の実施形態を図１０及び
図１１に基づき説明する。この第３の発明は、第２の発
明において説明が省略されていた押圧手段の一例を明ら
かにするものである。図１０は、この実施形態の正面図
であり、図１１は図１０の底面図である。なお、超音波
センサ１５は第２の発明において説明したのと同様のも
のである。

【００４６】図１０において、容器１の外側底面部に取
付部材２２の上端部が溶接により固着されており、この
取付部材２２の下端部には軸部材２３により回動レバー
２４が回動自在に軸支されている。回動レバー２４の基
端部２４ａには着脱用操作ノブ２５のネジ部２５ａが螺
着されており、このネジ部２５ａの先端部は取付部材２
２の側面部に当接した状態となっている。回動レバー２
４の先端部２４ｂは、これから取り付けられようとする
超音波センサ１５の下方に位置しており、また、この先
端部２４ｂ付近には目安ギャップ２４ｃが形成されてい
る。この目安ギャップ２４ｃは、作業員が着脱用操作ノ
ブ２５を回して先端部２４ｂにより超音波センサ１５を
押さえ付ける場合に、どの程度の力が超音波センサ１５
に加わっているかの目安を与えるものである。すなわ
ち、先端部２４ｂに加わる力によって回動レバー２４の
目安ギャップ２４ｃ近傍部分が弾性変形し、目安ギャッ
プ２４ｃが狭まる。目安ギャップ２４ｃがほぼ閉じたと
きに超音波センサ１５を押さえ付ける力が最適になるよ
うに、目安ギャップ２４ｃの寸法・形状が定められてい
る。また、このような目安ギャップ２４ｃを形成するこ
とにより、先端部２４ｂにある程度のバネ性を与えるこ
ともできる。これら取付部材２２、回動レバー２４、着
脱用操作ノブ２５等により、超音波センサ１５を容器１
の外側底面部に押圧固定するための押圧手段が構成され
ている。

【００４７】このような押圧手段による超音波センサ１
５の押圧固定につき説明すると、作業員は、まず、超音
波センサ１５の取付位置及び取付姿勢を定めた後、この
超音波センサ１５をその状態で片手により保持し、もう
一方の手で着脱用操作ノブ２５を右ネジ方向（時計方
向）に回していく。すると、ネジ部２５ａと螺着してい
る基端部２４ａは着脱用操作ノブ２５に引き寄せられる
ため、回動レバー２４は軸部材２３を中心として反時計
回り方向に回転する。したがって、先端部２４ｂは２点
鎖線で示した位置まで上昇して超音波センサ１５の底面
を容器１側へ向けて押圧する状態となる。作業員は、更
に着脱用操作ノブ２５を回し続け、目安ギャップ２４ｃ
が予め定められた状態に変形した時点で着脱用操作ノブ
２５のネジ回し動作を終了する。この状態では、先端部
２４ｂが目安ギャップ２４ｃのバネ効果により超音波セ
ンサ１５を弾性的に押さえ付けた状態となっているの
で、ある程度の振動や衝撃にも耐え得る固定構造となっ
ている。なお、超音波センサ１５を容器１から取り外す
場合は着脱用操作ノブ２５を逆方向に回せばよい。

【００４８】この第３の発明では、着脱用操作ノブ２５
を回すだけで超音波センサ１５を容易に着脱することが
できるので、狭いスペースで作業する作業員の労力を大
きく軽減することができる。ただし、図１０に示した構
成は、取付部材２２を容器１に溶接しなければならない
ため、既設の容器１よりも新規に製作しようとする容器
１に対して好適なものと言える。なお、目安ギャップ２
４ｃを形成したことにより、回動レバー２４の先端部２
４ｂにはある程度のバネ性が与えられているが、このバ
ネ性を大きなものとするために、図１２に示すように、
目安ギャップ２４ｃ内に一対の突起部２４ｄを設け、こ
の一対の突起部２４ｄに目安バネ２６を係止させるよう
にすることもできる。これによれば、先端部２４ｂは充
分に大きなバネ性を確保することができるので、振動や
衝撃に対しても強い固定構造を得ることができる。

【００４９】次に、第４の発明の実施形態を図１３乃至
図１５に基づき説明する。この第４の発明の構造は、既
設の容器１に適用可能なものであり、また、回動レバー
２４を水平方向に移動させることができるものである。
図１３はこの第４の発明の実施形態についての正面図、
図１４は図１３の一部についての拡大斜視図、図１５は
図１４のＡ−Ａ矢視図である。これらの図において、横
置きされた容器１は、Ｌ形アングル部材により形成され
た支持脚２により床面に設置されており、この支持脚２
に、固定金具２７がネジ２８及び係止ボルト２９を用い
て固定されている。

【００５０】固定金具２７は、図１４及び図１５に図示
されるように、折曲形成された固定部２７ａ及び係止部
２７ｂを有しており、係止部２７ｂがＬ形アングル部材
の一方の側端部に係止された状態で固定部２７ａがネジ
２８によりネジ止めされることにより支持脚２に固定さ
れている。更に、補強固定部材としての係止ボルト２９
が固定金具２７を挿通しており、略Ｕ字形状に屈曲した
先端部がＬ形アングル部材の他方の側端部に係止された
状態で、ネジ部２９ａが蝶ナット３１と螺着している。
なお、係止ボルト２９の先端部には、Ｌ形アングル部材
との間で充分な摩擦力を確保するために、塩化ビニル等
の被覆部材３０が被せられている。

【００５１】また、固定金具２７の中央部には、支持脚
２から離間する方向に延びる支持部２７ｃが設けられて
おり、この支持部２７ｃの上段側及び下段側には２つの
長孔２７ｄが形成されている。この長孔２７ｄをボルト
３２が挿通しており、このボルト３２により取付部材２
２Ａが支持部２７ｃに支持されている。そして、この取
付部材２２Ａに回動レバー２４が軸支されている。な
お、取付部材２２Ａには目盛り３３が設けられており、
取付部材２２Ａ及び回動レバー２４の平行移動量及び平
行方向における位置を直ちに知ることができるようにな
っている。

【００５２】上記のような構成によれば、作業員は超音
波センサ１５を容器１に取り付ける場合の位置決め時
に、ボルト３２を弛めた状態で取付部材２２Ａを水平方
向に移動させることができるので、回動レバー２４の先
端部を常に超音波センサ１５の中央付近に接触する状態
で押圧させることができる。したがって、図１０のよう
に、取付部材２２が容器１に固着され、回動レバー２４
の位置も固定されていた構成に比べて、より適切に超音
波センサ１５を固定することができ、作業員の労力を軽
減することができる。

【００５３】次に、第５の発明の実施形態を図１６乃至
図１８に基づき説明する。この第５の発明の構造は、押
圧手段の１つとして永久磁石を用いることにより、超音
波センサ１５の取付をより簡易且つ迅速に行おうとする
ものである。図１６は、この第５の発明の実施形態の縦
断面図、図１７は図１６のＢ−Ｂ矢視図である。

【００５４】これらの図において、容器１の下方に略カ
ップ形状で金属製のセンサ収納ケース３４が取り付けら
れている。このセンサ収納ケース３４は、内部にセンサ
収納室３４ａを有しており、超音波センサ１５はその底
面がセンサ収納ケース３４の内側底面３４ｂと当接した
状態でセンサ収納室３４ａ内に配置されている。そし
て、センサ収納室３４ａの周囲の開口端部付近には４つ
の磁石収納室３４ｃが互いに等間隔で形成されており、
この磁石収納室３４ｃ内に磁石支持部材３５に支持され
た永久磁石３６が収納されている。

【００５５】図１８は、上記の磁石支持部材３５の形状
を示す斜視図である。この図に示すように、磁石支持部
材３５は、磁石載置部３５ａ、側壁部３５ｂ、取付部３
５ｃにより形成されており、取付部３５ｃにはボルト部
材３７を挿通させるための取付孔３５ｄが穿設されてい
る。

【００５６】そして、図１６に示したように、磁石収納
室３４ｃの側壁部には長孔３４ｄが設けられており、ボ
ルト部材３７がこの長孔３４ｄ及び磁石支持部材３５の
取付孔３５ｄを挿通して磁石支持部材３５を固定してい
る。なお、永久磁石３６の底面は磁石支持部材３５の磁
石載置部３５ａ上に接着剤によって固着されている。

【００５７】次に、この第５の発明の実施形態における
作業員の取付作業につき説明する。まず、作業員は、ボ
ルト部材３７を締め付けているナットを弛めておく。こ
れにより、ボルト部材３７は長孔３４ｄの最下端部に位
置することになるため、永久磁石３６の吸着面はセンサ
収納ケース３４の開口端面よりもやや下方に落ち込んだ
状態となる。次いで、作業員は、容器１の外側底面部上
における超音波センサ１５の取付位置を確定した後、こ
の位置に超音波センサ１５を押さえ付けた状態で、超音
波センサ１５の底面部をセンサ収納ケース３４の内側底
面３４ｂ上に載せる。

【００５８】このとき、永久磁石３６はセンサ収納ケー
ス３４の開口端面よりも下方に落ち込んでいるため、超
音波センサ１５とセンサ収納ケース３４との間の相対的
位置関係が定まらないうちに永久磁石３６が容器１に吸
着してしまう事態を防ぐことができる。そして、超音波
センサ１５とセンサ収納ケース３４との間の相対的位置
関係（通常、両者の軸心が一致するような位置関係）が
定まったならば、作業員はセンサ収納ケース３４の外側
底面部を一方の手で容器１側へ向けて押さえ付けなが
ら、他方の手で４個の永久磁石３６を一つづつ順に持ち
上げて容器１に吸着させる。

【００５９】このときの各永久磁石３６の吸着力によっ
って、超音波センサ１５の外側底面部はセンサ収納ケー
ス３４の内側底面３４ｂによって容器１側に向けて押圧
されることになり、超音波センサ１５の容器１に対する
固定が行われたこととなる。そして、作業員はボルト部
材３７をナット部材により締め付け、全ての取付作業を
終了させる。

【００６０】この第５の発明によれば、永久磁石３６の
吸着力を利用して超音波センサの液体収納容器に対する
取り付けを行っているので、作業員の取り付け作業はよ
り簡単なものとなっている。また、超音波センサ１５自
体は既述したように、金属製センサケース１７によるシ
ールド機能を持っているが、この第５の発明では超音波
センサ１５が更に金属製センサ収納ケース３４で覆われ
ているために、２重のシールド機能を持っていることに
なる。したがって、一層ノイズに強い超音波センサの取
付構造を実現することが可能になっている。

【００６１】なお、この実施形態では永久磁石３６が等
間隔に４個配設されている。これは、図８において、４
個の爪部１７ｂの接触状態により、取り付け位置が容器
１の中心となっているか否かを判別できることを説明し
たが、これと同様の理由に基づくものである。尤も、一
旦永久磁石３６が容器１に吸着してしまった後は、その
吸着位置を移動させることは必ずしも容易ではないため
（木ハンマ等によりセンサ収納ケース３４を少しずつ叩
きながら移動させることが考えられる）、爪部１７ｂの
場合ほどにはこの４個という数の遵守が強く要請される
わけではなく、４個以外の数となる構成を採用すること
も可能である。

【００６２】次に、第６の発明の実施形態を図１９及び
図２０に基づき説明する。この第６の発明の構造は、第
５の発明と同様に、押圧手段の１つとして永久磁石を用
いることにより、超音波センサ１５の取付をより簡易且
つ迅速に行おうとするものであるが、この第６の発明で
は、永久磁石３６を容器１に吸着させた後でも超音波セ
ンサ１５の取り付け位置を容易に調整することが可能な
構成としてある（第５の発明では、一旦、永久磁石３６
を容器１に吸着させた後は、木ハンマ等でセンサ収納ケ
ース３４を叩いて微調整が行える程度である。）。図１
９は、この第６の発明の実施形態の縦断面図、図２０は
図１９の底面図である。

【００６３】これらの図において、支持ベース３８は中
央のノブ取付部３８ａと、このノブ取付部３８ａの周り
に等間隔に形成されている４つのボルト取付部３８ｂと
を有している。各ボルト取付部３８ｂの先端側には、一
方の端部に当接部３９ａが形成されたスタッドボルト３
９が挿通しており、このスタッドボルト３９の他方の端
部はボルト取付部３８ｂの下面側でナット４０と螺着し
ている。

【００６４】各スタッドボルト３９の当接部３９ａ付近
にはカップ形状の磁石収納部材４１が、その開口部を容
器１側に向けて取り付けられており、この磁石収納部材
４１の内部に永久磁石３６が配設されている。この磁石
収納部材４１には永久磁石３６を載置するための台座が
形成されており、永久磁石３６はこの台座上に接着材に
より固着されている。当接部３９ａは孔４１ａをくぐり
抜けて磁石収納部材４１内の永久磁石３６の下方に位置
し、永久磁石３６の下面に当接できるようになってい
る。そして、孔４１ａは、スタッドボルト３９の径より
も大きく形成されているため、磁石収納部材４１は当接
部３９ａ付近を中心として自在に向きを変えることがで
きるようになっている。

【００６５】また、ノブ取付部３８ａの中央部を押圧ノ
ブ４３のネジ部４３ａが挿通しており、このネジ部４３
ａはノブ取付部３８ａの上面側においてナット４２と螺
着している。そして、ネジ部４３ａの先端が超音波セン
サ１５の底面に当接した状態となっている。

【００６６】次に、この第６の発明の実施形態における
作業員の取付作業につき説明する。まず、作業員は、予
め４本のスタッドボルト３９及び押圧ノブ４３を組み付
けておく。そして、作業員は、容器１の外側底面部上の
超音波センサ１５取付位置と思われる位置が押圧ノブ４
３の位置と一致するように、スタッドボルト３９を介し
て支持ベース３８に支持された４個の永久磁石３６を容
器１に対して吸着させる。このとき、磁石収納部材４１
は当接部３９ａ付近を中心として自在に向きを変えられ
るようになっているので、容器１の曲率が大きな場合で
あっても、永久磁石３６は容器１の底面形状に応じて向
きを変えることができ、充分な吸着力を保持することが
できる。

【００６７】次いで、作業員は、スタッドボルト３９同
士の間から超音波センサ１５を差し込み、容器１の外側
底面部における取付位置と思われる位置に超音波センサ
１５の上面を押し当てる。そして、作業員は、前述した
４個の爪部１７ｂの接触状態に基づき超音波センサ１５
の取付位置を確定した後、この確定した位置に超音波セ
ンサ１５を押さえ付けた状態で、押圧ノブ４３を回して
ネジ部４３ａの先端により超音波センサ１５の底面を押
圧する。このとき、支持ベース３８の位置がナット４０
から浮き上がった状態となっていれば再度ナット４０の
締め付けを行うようにする。これにより、全ての取付作
業が終了する。

【００６８】このように、この第６の発明の実施形態で
は、最初に支持ベース３８に組み付けられた永久磁石３
６を容器１の外側底面部に吸着させておき、この状態で
超音波センサ１５の取付位置を確定した後、押圧ノブ４
３により最終的な固定を行う構成となっているので、曲
面が形成されている容器１底面上での超音波センサ１５
の微妙な位置決めを容易に行うことができる。

【００６９】なお、先の第５の実施形態では、永久磁石
３６（図１０参照）の吸着力が内側底面３４ｂを介して
超音波センサ１５の底面部に伝達されるようになってい
るため、この第５の実施形態における永久磁石３６は、
超音波センサ１５に対する直接的な押圧手段を構成する
ということができる。しかし、この第６の実施形態にお
ける永久磁石３６（図１９参照）は、単に容器１の外側
底面部に支持ベース３８及びスタッドボルト３９を取り
付ける役目を果たしているだけであり、実際に超音波セ
ンサ１５に押圧力を加えているのは押圧ノブ４３であ
る。したがって、第６の発明の実施形態における永久磁
石３６は、厳密には押圧手段とは言い難いと考える余地
もあるが、本明細書では「押圧手段」を広く捉え、超音
波センサ１５を直接に押圧する直接的構成要素と、この
押圧に間接的に寄与する間接的構成要素との双方を含む
意味で使用している。

【００７０】次に、第７の発明及び第８の発明の各実施
形態につき説明する。これらの発明は、容器１側の構造
を改良することにより、超音波センサ１５の取付作業の
容易化を図ると共に、超音波センサ１５の種々のタイプ
における運転周波数を共通化しようとするものである。
したがって、この第７の発明及び第８の発明は、容器１
を新規に製作しようとする場合に適用可能なものであ
る。

【００７１】図２１は、第７の発明の実施形態の構成を
示す断面図である。容器１の底面部の中央には、内周面
にネジ１ｃを有する円筒状の取付座１ｂが形成されてい
る。一方、この取付座１ｂの内側には外周面にネジ４４
ａを有するカップ状のセンサホルダ４４が配置されてお
り、ネジ１ｃ，４４ａ同士の螺着により、センサホルダ
４４が１ｂに固着されている。

【００７２】センサホルダ４４の内部には超音波センサ
１５が配設されており、この超音波センサ１５は支持部
材４５に取り付けられた押圧ノブ４３により押圧されて
固定されている。図２３は、図２１の底面図であり、こ
の支持部材４５の形状を示すものである。この図に示す
ように、支持部材４５は４つの細長いネジ取付部４５ａ
と、中央のノブ取付部４５ｂとにより形成されている。
そして、各ネジ取付部４５ａの先端側はネジ４６により
センサホルダ４４の鍔部４４ｂに取り付けられている。
また、図２１に示されるように、ノブ取付部４５ｂの上
面側にはナット４２が溶着されており、押圧ノブ４３の
ネジ部４３ａの先端部はこのナット４２を挿通して、超
音波センサ１５の底面部を押圧している。

【００７３】センサホルダ４４は、容器１と同一又は同
等の材質により形成されており、板厚ｔは容器１内の圧
力に充分耐え得るように予め設定された値となってい
る。また、超音波センサ１５と当接する内側の当接面４
４ｃは平坦面となっている。

【００７４】次に、この第７の発明の実施形態における
超音波センサ１５の取り外し及び取付作業につき説明す
る。なお、本発明は新規に製作された容器１を適用対象
とするものであるから、容器１の工場出荷時又は容器１
の現場据え付け時には既に図２１に示した状態で超音波
センサ１５が取り付けられている。したがって、実際に
超音波センサ１５の取り外し及び取り付けを行うのはメ
インテナンス時である。

【００７５】まず、超音波センサ１５の取り外しを行う
場合、作業員は４個のネジ４６を弛め、支持部材４５の
鍔部４４ｂに対する固定を解除するだけで、超音波セン
サ１５をセンサホルダ４４内から簡単に取り出すことが
できる。

【００７６】そして、超音波センサ１５のメインテナン
スが終了した後、作業員は超音波センサ１５をセンサホ
ルダ４４内に収納した状態で、支持部材４５のネジ取付
部４５ａをネジ４６により鍔部４４ｂに取り付ける。こ
のとき、押圧ノブ４３のネジ部４３ａの先端はナット４
２の上端面と同一高さかやや突出する程度としておき、
超音波センサ１５の底面にぶつからないようにしてお
く。

【００７７】次いで、作業員は片方の手の指を支持部材
４５のネジ取付部４５ａ同士の間からセンサホルダ４４
内に差し込み、超音波センサ１５の上面をセンサホルダ
４４の当接面４４ｃに当接させる。この場合、当接面４
４ｃは平坦に形成されているので、作業員は、図８にお
いて説明したような４個の爪部１７ｂの接触状態により
中心位置を把握するような作業を行う必要はない（更に
言えば、この第７及び第８の発明においては、センサケ
ース１７の開口端部に爪部１７ｂを形成しなくてもよ
い。）。

【００７８】そして、作業員は、もう一方の手で押圧ノ
ブ４３を回してネジ部４３ａを上昇させ、ネジ部４３ａ
の先端部により超音波センサ１５の底面部を押圧させ
る。これにより、超音波センサ１５の上面とセンサホル
ダ４４の当接面４４ｃとの当接が確実に保持され、取り
付け作業が終了する。

【００７９】上述したように、この図２１の構成によれ
ば、ネジ４６及び押圧ノブ４３のネジ止め及びネジ外し
作業のみにより、超音波センサ１５の着脱を容易に行う
ことが可能となり、作業員のメインテナンス時における
労力を軽減することができる。

【００８０】また、この第７の発明においては、図２１
の取付座１ｂやセンサホルダ４４及び支持部材４５等の
各部材寸法については、どのような規格及び種類の容器
１に対しても同一寸法を採用することができる。つま
り、大型の容器に対しても小型の容器に対しても、図２
１の構造については同一寸法のものを適用することがで
き、部材の共通化を促進することができる。したがっ
て、従来は容器１の板厚の相違に応じて異なる運転周波
数の超音波センサを使用していたが、この第７の発明で
は、どのようなタイプの容器に対してもセンサホルダ４
４の板厚ｔの寸法を同一の値とすることができるため、
運転周波数を同一の値に共通化することができる。

【００８１】更に、この第７の発明によれば、容器１の
板厚とは別個にセンサホルダ４４の板厚ｔを設定するこ
とが可能となるので、超音波センサ１５の機能を拡張す
ることも可能になる。つまり、図２９において既述した
ように、容器１がある程度以上傾斜すると、液面７から
の反射波８が容器１の壁面にぶつかってしまい、超音波
センサに到達しなくなる場合が起こり得る。そこで、こ
のように傾斜するおそれがある容器１に対しては図２１
の構成を採用することとし、板厚ｔの値を通常の場合と
は逆に大きくすると共に、運転周波数の値を低いものと
しておく。これにより、超音波センサ１５の指向性を拡
げることが可能になり、図２４に示すように、液面７か
らの反射波８を拾うことが可能な角度の発射波６を発射
することができるようになる。

【００８２】図２２は、第８の発明の実施形態の構成を
示す断面図である。この第８の発明は、第７の発明とほ
ぼ同様の機能を有するものであり、図２２において図２
１と同様の構成要素には同一符号を付して重複した説明
を省略するものとする。

【００８３】容器１の中央部には取付孔１ｄが形成さ
れ、カップ状のセンサホルダ４４Ａの頭部がこの取付孔
１ｄを外側から内側へ向けてくぐり抜けている。そし
て、センサホルダ４４Ａの基端部すなわち鍔部４４Ａａ
の端部が容器１の外側底面部と溶接されて固着されてい
る。その他の構成は図２１と同様である。

【００８４】この図２２の構成では、図２１のように、
内周面にネジ１ｃを有する取付座１ｂを容器１に形成す
る必要はなく、容器１には単に取付孔１ｄを設けるだけ
で済み、また、センサホルダ４４Ａの外周面にもネジを
形成する必要がない。したがって、製造上及びコスト上
の観点からはより有利なものとなっている。

【００８５】なお、上述してきた各発明の実施形態にお
いて、超音波センサ１５内において用いる透過材１４と
しては、原則として、流体状のものを使用することを想
定している。しかし、近時は、高分子ゲル状弾性体によ
り形成される所謂「ゲルシート」が市販されるに至って
いる。したがって、本発明の透過材１４としてこのよう
なゲルシートを採用することも可能である。但し、この
ゲルシートを採用した場合には、図１及び図２において
説明した透過材逃がし孔１２ｃをパッキン１２に設ける
必要はなくなる。

【００８６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、超音波
センサのセンサ精度を向上させ、超音波センサの正確且
つ容易な取付を可能にし、運転周波数の自動調整を不要
にし、容器が傾斜した状態となっても液面検出を行うこ
とが可能な、超音波センサの取付構造を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の実施形態の構造を示す断面図。

【図２】図１におけるパッキン１２の形状を示す説明図
であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図。

【図３】センサ精度について従来例と第１の発明とを対
比した説明図であり、（ａ）は図２６及び図２７の構成
に基づく反射波受信信号レベルの特性図、（ｂ）は図１
及び図２の構成に基づく反射波受信信号レベルの特性
図。

【図４】第２の発明の実施形態の構造を示す断面図。

【図５】図４における超音波センサ１５の取付作業につ
いての説明図であり、爪部１７ｂが容器１に接触した状
態を示す図。

【図６】図４及び図５におけるセンサケース１７の外観
形状を示す斜視図。

【図７】図６のセンサケース１７の平面図。

【図８】第２の発明の実施形態における取付作業につい
ての説明図であり、（ａ）は正規の取付状態を示し、
（ｂ）はズレた取付状態を示している。

【図９】第２の発明の実施形態における取付作業につい
ての説明図であり、（ａ）は正規の取付状態を示し、
（ｂ）はズレた取付状態を示している。

【図１０】第３の実施形態の構造を示す正面図。

【図１１】図１０の底面図。

【図１２】図１０における目安ギャップ２４ｃに目安バ
ネ２６を係止させた変形例を示す部分拡大図。

【図１３】第４の発明の実施形態の構造を示す正面図。

【図１４】図１３の一部についての拡大斜視図。

【図１５】図１４のＡ−Ａ矢視図。

【図１６】第５の発明の実施形態の構造を示す縦断面
図。

【図１７】図１６のＢ−Ｂ矢視図。

【図１８】図１６及び図１７における磁石支持部材３５
の形状を示す斜視図。

【図１９】第６の発明の実施形態の構造を示す縦断面
図。

【図２０】図１９の底面図。

【図２１】第７の発明の実施形態の構造を示す縦断面
図。

【図２２】第８の発明の実施形態の構造を示す縦断面
図。

【図２３】図２１及び図２２の底面図。

【図２４】図２１及び図２２の構成により超音波センサ
１５の指向性を拡げることが可能になることについての
説明図。

【図２５】探触子ケースを容器の外側底面部に取り付け
た超音波液面検出装置の構成例を示す説明図。

【図２６】本出願人により先に提案された従来の構造を
示す断面図。

【図２７】図２６におけるパッキン１２の形状を示す説
明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図。

【図２８】液体収納容器の設置方式の例を示す説明図で
あり、（ａ）は縦置き方式、（ｂ）は横置き方式を示し
ている。

【図２９】容器が一定以上傾き、液面検出ができなくな
った状態を示す説明図。

【符号の説明】

１容器１ａ密着面１ｂ取付座１ｃネジ１ｄ取付孔２支持脚３床面４探触子ケース４ａ頭部４ｂ密着面５液体６発射波７液面８反射波９制御部１０電話回線１１管理コンピュータ１２パッキン１２ａ筒対部１２ｂスカート部１２ｃ透過材逃がし孔１３探触子１４透過材１５超音波センサ１６外側カバー１６ａ鍔部１７センサケース１７ａ台座１７ｂ爪部１８クッション材１９コイルバネ２０コネクタ２１ケーブル２２取付部材２２Ａ取付部材２３軸部材２４回動レバー２４ａ基端部２４ｂ先端部２４ｃ目安ギャップ２４ｄ突起部２５着脱用操作ノブ２５ａネジ部２６目安バネ２７固定金具２７ａ固定部２７ａ固定部２７ｂ係止部２７ｃ支持部２７ｄ長孔２８ネジ２９係止ボルト３０被覆部材３１蝶ナット３２ボルト３３目盛り３４センサ収納ケース３４ａセンサ収納室３４ｂ内側底面３４ｃ磁石収納室３４ｄ長孔３５磁石支持部材３５ａ磁石載置部３５ｂ側壁部３５ｃ取付部３５ｄ取付孔３６永久磁石３７ボルト部材３８支持ベース３８ａノブ取付部３８ｂボルト取付部３９スタッドボルト３９ａ当接部４０ナット４１磁石収納部材４１ａ孔４２ナット４３押圧ノブ４３ａネジ部４４センサホルダ４４ａネジ４４ｂ鍔部４４ｃ当接面４４Ａセンサホルダ４４Ａａ鍔部４５支持部材４５ａネジ取付部４５ｂノブ取付部４６ネジＣS1 超音波センサ１５のラインＣS2 超音波センサ１５の軸線ＣT1 容器１の軸線ＣT2 容器１のライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木崎秀崇東京都三鷹市下連雀８丁目３番11号春日電機株式会社内 (72)発明者高橋哲夫東京都三鷹市下連雀８丁目３番11号春日電機株式会社内 (72)発明者岩本政雄東京都三鷹市下連雀８丁目３番11号春日電機株式会社内審査官森口正治 (56)参考文献特開平８−166277（ＪＰ，Ａ) 特開昭49−25962（ＪＰ，Ａ) 特開平１−313720（ＪＰ，Ａ) 特開平８−145764（ＪＰ，Ａ) 実公昭61−30175（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 23/00 - 25/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】探触子が内部に配設された探触子ケース
が、超音波透過特性を良好にするための透過材を介在さ
せた状態で液体収納容器の外側底面部に取り付けられて
おり、この透過材は、探触子ケースの周縁部に取り付け
られたスカート状の軟質樹脂製パッキン部材により、前
記探触子ケース及び前記外側底面部の各密着面間に封入
されている超音波センサの取付構造において、前記軟質樹脂製パッキン部材に、前記各密着面間に封入
された透過材の一部を外部に逃がすための透過材逃がし
孔を複数個形成した、ことを特徴とする超音波センサの取付構造。
【請求項２】探触子が内部に配設された探触子ケース
が、超音波透過特性を良好にするための透過材を介在さ
せた状態で液体収納容器の外側底面部に取り付けられて
おり、この透過材は、探触子ケースの周縁部に取り付け
られたスカート状の軟質樹脂製パッキン部材により、前
記探触子ケース及び前記外側底面部の各密着面間に封入
されている超音波センサの取付構造において、前記探触子ケースを、バネ手段を介して略カップ形状の
金属製センサケース内部に弾性的に保持すると共に、押
圧手段によりこの金属製センサケースを前記液体収納容
器の外側底面部側へ押圧して、前記軟質樹脂製パッキン
部材、前記探触子ケース、及び前記金属製センサケース
の開口端部を前記液体収納容器の外側底面部に当接さ
せ、しかも、この金属製センサケースの開口端部にこの
外側底面部と接触する４個の爪部を互いに等間隔で形成
した、ことを特徴とする超音波センサの取付構造。
【請求項３】前記押圧手段は、前記液体収納容器に取り
付けられた取付部材に軸支された回動レバーと、前記回
動レバーの基端部に螺着され、所定の方向へのネジ回し
動作により前記金属製センサケースの前記液体収納容器
に対する押圧力をこの回動レバーの先端部に与える着脱
用操作ノブと、から構成されるものである、ことを特徴とする請求項２記載の超音波センサの取付構
造。
【請求項４】前記回動レバーの先端部付近には、前記着
脱用操作ノブについてのネジ回し量の目安を与える目安
ギャップをが形成されている、ことを特徴とする請求項３記載の超音波センサの取付構
造。
【請求項５】前記目安ギャップに、前記回動レバーの先
端部付近に大きな弾性を与えるための目安バネを取り付
けた、ことを特徴とする請求項４記載の超音波センサの取付構
造。
【請求項６】前記液体収納容器は床面に対して立設され
た支持脚を有しており、前記取付部材は、床面に対して
水平な方向に移動できるように、固定金具を介してこの
支持脚に固定されている、ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の超
音波センサの取付構造。
【請求項７】前記押圧手段は、超音波センサを収納する
略カップ形状の金属製センサ収納ケースと、このセンサ
収納ケースの開口端部付近に配設され、前記液体収納容
器の外側底面部に吸着した状態でこのセンサ収納ケース
の内面が前記超音波センサを前記外側底面部側へ向けて
押圧するように押圧力を与える永久磁石と、から構成さ
れるものである、ことを特徴とする請求項２記載の超音波センサの取付構
造。
【請求項８】前記押圧手段は、前記液体収納容器の外側
底面部に一方の端部が臨むように複数本のネジ部材の他
方の端部が螺着された支持ベースと、前記ネジ部材の一
方の端部に自在に向きを変えられるように支持された磁
石収納部材と、これら磁石収納部材の内部に収納され、
前記液体収納容器の外側底面部に吸着される永久磁石
と、前記支持ベースに螺着され、所定の方向へのネジ回
し動作により超音波センサを前記液体収納容器に対して
押圧する押圧ノブと、から構成されるものである、ことを特徴とする請求項２記載の超音波センサの取付構
造。
【請求項９】前記永久磁石が、前記液体収納容器の外側
底面部に吸着した状態で互いに等間隔になるように４個
配設されている、ことを特徴とする請求項７又は８記載の超音波センサの
取付構造。
【請求項１０】探触子が内部に配設された探触子ケース
が、超音波透過特性を良好にするための透過材を介在さ
せた状態で液体収納容器の外側底面部に取り付けられて
おり、この透過材は、探触子ケースの周縁部に取り付け
られたスカート状の軟質樹脂製パッキン部材により、前
記探触子ケース及び前記外側底面部の各密着面間に封入
されている超音波センサの取付構造において、前記液体収納容器の外側底面部に、内周面にネジが形成
された取付座を設け、外周面にネジが形成されたカップ
状のセンサホルダをこの取付座に螺着し、このセンサホ
ルダ内部に超音波センサを配設した、ことを特徴とする超音波センサの取付構造。
【請求項１１】探触子が内部に配設された探触子ケース
が、超音波透過特性を良好にするための透過材を介在さ
せた状態で液体収納容器の外側底面部に取り付けられて
おり、この透過材は、探触子ケースの周縁部に取り付け
られたスカート状の軟質樹脂製パッキン部材により、前
記探触子ケース及び前記外側底面部の各密着面間に封入
されている超音波センサの取付構造において、前記液体収納容器の外側底面部に取付孔を形成し、この
取付孔に対してカップ状のセンサホルダの頭部を外側か
ら内側へ向けてくぐり抜けさせた状態でこのセンサホル
ダの基端部を前記外側底面部に溶着し、このセンサホル
ダ内部に超音波センサを配設した、ことを特徴とする超音波センサの取付構造。
【請求項１２】前記センサホルダの超音波センサの当接
面は平坦に形成されたものである、ことを特徴とする請求項１０又は１１記載の超音波セン
サの取付構造。