(57)【要約】【課題】  緩衝部材が膨潤してもリード線と超音波発振素子との接続部に引張力が作用することを抑制できる液面検出装置を提供する。【解決手段】  緩衝部材４の外周に、スリーブ５を嵌合させ、さらにスリーブ５外周面とリード線６の間に予め隙間Ｃを設けている。この構成によれば、緩衝部材４が燃料１４により膨潤し緩衝部材４からスリーブ５に対してスリーブ５の外周に向かう力が作用しても、樹脂管からなるスリーブ５の外径寸法増加は極わずかに抑制される。これにより、緩衝部材４が燃料１４により膨潤しても、リード線６に外力は全く作用しない。したがって、リード線６と超音波センサ３の電極３３との接続部に引張力が作用して接続部が破損することを確実に阻止できる燃料液面検出装置１を実現することができる。【選択図】        図２
2006090810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯蔵するタンク内の底部に超音波発振素子を配置し、
前記超音波発振素子から発射された超音波の前記タンク内の液面における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液面検出装置であって、
前記超音波発振素子を収容する有底状のケースと、
前記ケースの開口端部に取り付けられて前記ケースを密閉するカバーとを備え、
前記超音波発振素子はその発振面を前記ケースの底面に密着させて配置され、
前記発振面の反対側の面である背面と前記カバーとの間には緩衝部材が両者に当接して配置され、
前記超音波発振素子を外部と電気的に接続するためのリード部材が前記超音波発振素子から前記カバーに向かって延出され、
前記ケース内において、前記リード部材は前記緩衝部材の外周側に前記緩衝部材との間に隙間を形成して配置されることを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
液体を貯蔵するタンク内の底部に超音波発振素子を配置し、
前記超音波発振素子から発射された超音波の前記タンク内の液面における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液面検出装置であって、
前記超音波発振素子を収容する有底状のケースと、
前記ケースの開口端部に取り付けられて前記ケースを密閉するカバーとを備え、
前記超音波発振素子はその発振面を前記ケースの底面に密着させて配置され、
前記発振面の反対側の面である背面と前記カバーとの間には緩衝部材が両者に当接して配置され、
前記超音波発振素子を外部と電気的に接続するためのリード部材が前記超音波発振素子から前記カバーに向かって延出され、
前記緩衝部材にはその外周を覆うスリーブが装着され、
前記ケース内において前記リード部材は前記スリーブの外周側に配置されることを特徴とする液面検出装置。
【請求項３】
前記スリーブの内壁面と前記緩衝部材の外周面との間に部分的に隙間が形成されることを特徴とする請求項２に記載の液面検出装置。
【請求項４】
前記スリーブは前記カバーと一体的に形成されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の液面検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク内の液体の液面位置を検出するための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。
【背景技術】
【０００２】
従来、タンク内の液体の液面レベルを検出する液面検出装置としては、たとえば、タンク１に深さ方向に細い管状の伝送管を装着し、この伝送管の底部の水密ケースに超音波振動子を装着し、超音波振動子から超音波を発射し且つ超音波の液面からの反射波を超音波振動子で受信することにより液面を正確に計測するものがある。（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述した液面検出装置においては、超音波振動子と水密ケースの底面との間に充填材を設けて、超音波振動子から漏れる超音波パルスを吸収している。
【特許文献１】特開平６−２４９６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の液面検出装置の構成においては、充填材はタンク内の液体に浸漬されている。また、充填材としては、たとえば柔軟な樹脂材料あるいはゴム材料が用いられている。一方、超音波振動子を外部の電気回路と接続するためのリード線が超音波振動子の電極から引き出され、充填材の近傍に配設されている。
【０００５】
ここで、タンク内の液体が燃料、たとえばガソリンあるいは軽油等である場合、充填材が燃料により膨潤して体積が増加する。この充填材の形状変化に伴い、充填材によりリード線が引っ張られリード線と超音波振動子との接続部に引張力が作用し、リード線と超音波振動子との接続部が破損する可能性がある。
【０００６】
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、緩衝部材が膨潤してもリード線と超音波発振素子との接続部に引張力が作用することを抑制できる液面検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
本発明の請求項１に記載の液面検出装置は、液体を貯蔵するタンク内の底部に超音波発振素子を配置し、超音波発振素子から発射された超音波のタンク内の液面における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液面検出装置であって、超音波発振素子を収容する有底状のケースと、ケースの開口端部に取り付けられてケースを密閉するカバーとを備え、超音波発振素子はその発振面をケースの底面に密着させて配置され、発振面の反対側の面である背面とカバーとの間には緩衝部材が両者に当接して配置され、超音波発振素子を外部と電気的に接続するためのリード部材が超音波発振素子からカバーに向かって延出され、ケース内において、リード部材は緩衝部材の外周側に緩衝部材との間に隙間を形成して配置されることを特徴としている。
【０００９】
上述の構成によれば、緩衝部材が液体中に浸漬されることによって膨潤して体積が増加した場合でも、緩衝部材の体積増加分は緩衝部材とリード部材間の隙間を減少させることに費やされる。
【００１０】
これにより、緩衝部材がリード部材に接触してリード部材が引っ張られることを防止することができる。したがって、超音波発振素子とリード部材との接続部に引張力が作用することを抑制できる液面検出装置を実現することができる。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の液面検出装置は、液体を貯蔵するタンク内の底部に超音波発振素子を配置し、超音波発振素子から発射された超音波のタンク内の液面における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液面検出装置であって、超音波発振素子を収容する有底状のケースと、ケースの開口端部に取り付けられてケースを密閉するカバーとを備え、超音波発振素子はその発振面をケースの底面に密着させて配置され、発振面の反対側の面である背面とカバーとの間には緩衝部材が両者に当接して配置され、超音波発振素子を外部と電気的に接続するためのリード部材が超音波発振素子からカバーに向かって延出され、緩衝部材にはその外周を覆うスリーブが装着され、ケース内においてリード部材はスリーブの外周側に配置されることを特徴としている。
【００１２】
上述の構成によれば、緩衝部材が液体中に浸漬されることによって膨潤して体積が増加した場合緩衝部材の径方向寸法増加はスリーブにより抑制され、緩衝部材がリード部材に接触することがない。
【００１３】
これにより、緩衝部材がリード部材に接触してリード部材が引っ張られることを防止することができる。したがって、超音波発振素子とリード部材との接続部に引張力が作用することを抑制できる液面検出装置を実現することができる。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の液面検出装置は、スリーブの内壁面と緩衝部材の外周面との間に部分的に隙間が形成されることを特徴としている。
【００１５】
上述の構成によれば、緩衝部材が液体中に浸漬されることによって膨潤して体積が増加した場合、緩衝部材の体積増加分は緩衝部材とスリーブ間の隙間を減少させることに費やされる。したがって、緩衝部材の体積増加分が緩衝部材とスリーブ間の隙間の体積より大きくなって初めて緩衝部材からスリーブへスリーブを外側に押す力が作用するので、緩衝部材が膨潤した場合、請求項２に記載の液面検出装置の場合と比べて、緩衝部材からスリーブに作用するスリーブ外側への力を確実に低減することができる。
【００１６】
これにより、カバーがリード部材に接触してリード部材が引っ張られることを確実に防止することができる。したがって、超音波発振素子とリード部材との接続部に引張力が作用することを抑制できる液面検出装置を実現することができる。
【００１７】
本発明の請求項４に記載の液面検出装置は、スリーブはカバーと一体的に形成されることを特徴としている。
【００１８】
これにより、液面検出装置を構成する部品点数を低減して、液面検出装置の製造工数およびコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の第１実施形態による液面検出装置について、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。
【００２０】
（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。
【００２１】
図２は、図1中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００２２】
図３は、図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００２３】
図４は、本発明の第１実施形態による燃料液面検出装置１における電気回路構成を説明する模式図である。
【００２４】
燃料液面検出装置１は、図１に示すように、液体である燃料１４を貯蔵するタンクとしての燃料タンク２、超音波発振素子である超音波センサ３、超音波センサ３から発せられた超音波の伝播経路を形成するガイドパイプ９、ガイドパイプ９内を進行してきた超音波を液面１４ａに向けて反射する反射板１１、反射板１１および液面１４ａ間の超音波伝播経路を形成するガイドパイプ１０等から構成されている。これらの、超音波センサ３、ガイドパイプ９、反射板１１、およびガイドパイプ１０は、ボディ１２に一体的に収容保持されるとともに、ボディ１２を介して、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。また、超音波センサ３は、図１に示すように、ケースであるブラケット７に固定され、このブラケット７を介してボディ１２に取り付けられている。
【００２５】
すなわち、燃料液面検出装置１は、機能的な見地から見て、大きくは、超音波センサ３を中心とした超音波送受信機能要素と、超音波センサ３と燃料１４の液面１４ａ間における超音波伝播経路を形成する超音波伝播経路機能要素の２つの機能要素から構成されている。
【００２６】
以下に、本発明の第１実施形態による燃料液面検出装置１の構成について説明する。
【００２７】
先ず、超音波センサ３を中心とした超音波送受信機能要素について説明する。
【００２８】
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）等により円盤状に形成されている。超音波センサ３の表面３１および裏面３２には、図２に示すように、外部と電気的に接続される電極３３が形成されている。両電極３３は、それぞれ超音波センサ３の表面３１のほぼ全面および裏面３２のほぼ全面に亘って形成されている。超音波センサ３は、両電極３３間に電圧を印加されると、上述したピエゾ効果により板厚方向である軸方向（図２において左右方向）に振動して超音波を発射する。両電極３３には、両電極３３を外部に電気的に接続するためのリード部材であるリード線６がそれぞれ接続されている。各リード線６は、それぞれ電極３３にはんだ付けされている。
【００２９】
上述したようにリード線６が装着された超音波センサ３は、ケースであるブラケット７内に収納保持されている。ブラケット７は、たとえば樹脂材料から略有底円筒状に形成され、図２に示すように、その底部７１に、超音波センサ３が配置されている。ブラケット７の底部７１と反対側の開口端部７２（図２中において右端）には、ストッパ８が装着されている。
【００３０】
ストッパ８は、たとえば樹脂材料から形成され、図２に示すように、その係止爪８２をブラケット７の係止孔７３に係止させてブラケット７に固定されている。また、ストッパ８には、超音波センサ３に接続されたリード線６をストッパ８の外側へ延出させるための貫通孔８１が設けられている。ストッパ８のブラケット７と反対側（図２の右側）表面には、図２に示すように、コネクタ部８３が形成されている。コネクタ部８３には導電性材料からなるターミナル８４が配設されている。ターミナル８４には、一端が超音波センサ３の電極３３に接続されたリード線６の他端が、はんだ付け等により接続されている。コネクタ部８３に、外部の電気回路から延出されている図示しないコネクタを係合させることにより、超音波センサ３は外部の電気回路と電気的に接続される。また、ストッパ８と超音波センサ３との間には、緩衝部材４が配置されている。
【００３１】
緩衝部材４は、柔軟な樹脂材料あるいはゴム材料等から形成されている。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、緩衝部材４は、ニトリルゴムから形成されている。緩衝部材４単体でのその軸方向（図２の左右方向）における自然長Ｌは、ブラケット７の軸方向（図２の左右方向）における超音波センサ３（詳しくは電極３３）と開口端部７２間の長さ寸法Ｌ１（図２参照）よりも大きく設定されている。このため、ブラケット７内に超音波センサ３および緩衝部材４が重ねて挿入され、続いてブラケット７にストッパ８が取り付けられると、緩衝部材４は、圧縮され弾性変形する。この弾性力により、超音波センサ３はブラケット７に押し付けられるので、超音波センサ３はブラケット７内の所定位置に固定される。また、緩衝部材４の外周には、カバーであるスリーブ５が嵌合されている。さらに、緩衝部材４には、超音波センサ３の電極３３に当接する端面のリード線６と電極３３の接続部に対応する部分に、図２に示すように、切欠き４１が設けられている。これにより、リード線６と電極３３の接続部、およびリード線６に緩衝部材４が押圧接触して、リード線６と電極３３の接続部が損傷を受けることを防止している。なお、緩衝部材４は、超音波センサ３から背後（図２における右方）へ漏れる超音波パルスを吸収する役目も果たしている。これにより、超音波センサ３から発射される超音波パルスは、ガイドパイプ９内へ向けて（図２の左方に向けて）のみ進行する。
【００３２】
カバーであるスリーブ５は、金属材料あるいは高強度樹脂材料から円筒状に形成されている。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、スリーブ５は、薄肉の樹脂管から形成されている。スリーブ５の外径寸法Ｄ１（図２参照）は、本発明の第１実施形態による燃料液面検出装置１の完成状態において、図２に示すように、両リード線５とのあいだに隙間Ｃが形成されるように設定されている。また、スリーブ５の内径寸法ｄ３（図２参照）は、緩衝部材４単体での直径寸法Ｄよりもわずかに小さく設定されている。そのため、緩衝部材４にスリーブ５が装着されると、緩衝部材４は径方向に圧縮され弾性変形する。この弾性力により、スリーブ５が緩衝部材４に固定される。また、緩衝部材４外周のスリーブ５との嵌合部には、図２に示すように、部分的に隙間Ｋが形成されている。この隙間Ｋは、緩衝部材４にその直径が直径寸法Ｄよりも小さい小径部４２を設けることにより形成されている。
【００３３】
次に、本発明の第１実施形態による燃料液面検出装置１における超音波伝播経路機能要素の構成について説明する。
【００３４】
超音波センサ３が取り付けられたブラケット７は、その底部７１を、超音波伝播経路の一部を形成するガイドパイプ９の一端側（図１において右側）に当接させて、ボディ１２に取り付けられている。すなわち、ブラケット７は、超音波センサ３の軸方向とガイドパイプ９の軸方向とを一致させてボディ１２に取り付けられる。これにより、リード線６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が振動して超音波センサ３が発射され、この超音波はブラケット７の底部７１を経て燃料１４中に伝播される。一方、この超音波が液面１４ａあるいは後述する段部９１で反射した反射波がガイドパイプ９内を進行してブラケット７に入射すると、その圧力作用により底部７１が振動しその振動は超音波センサ３に伝えられ超音波センサ３が振動する。これにより、超音波センサ３は電圧を発生し、それがリード線６を介して外部に出力信号として出力される。
【００３５】
ガイドパイプ９は、金属材料から形成され、ガイドパイプ９の一端側（図１において右側）は、超音波センサ３を保持固定しているブラケット７に当接している。本発明の第１実施形態による燃料液面検出装置１では、ガイドパイプ９は、アルミニウムダイカスト用合金により形成されている。また、ガイドパイプ９は、その軸線Ａと直交する方向における断面形状が、図３に示すように、円形に形成されるとともに、その超音波センサ３側端部（図１の右端）における内径寸法がｄ１、後述する反射板１１側端部（図１の左端）における内径寸法がｄ２となっている。また、ガイドパイプ９は、その軸線Ａと直交する方向における断面積が、超音波センサ３から遠ざかるに連れて、すなわち図１において右端から左方向に向かうに連れて小さくなるように形成されている。言い換えると、ガイドパイプ９は、その軸線Ａと直交する方向における断面の直径が、超音波センサ３から遠ざかるに連れて小さくなるように形成されている。すなわち、図１に示すように、ｄ１＞ｄ２という関係が成り立っている。また、ガイドパイプ９には、図１に示すように、段部９１が形成されている。段部９１は、図３に示すように、リング状に形成されるとともに、超音波センサ３に対向する面として形成されている。したがって、超音波センサ３から発射された超音波の一部は段部９１に入射する。この超音波は、段部９１で反射して超音波センサ３に向かって進み、超音波センサ３に入射することになる。
【００３６】
また、ガイドパイプ９の超音波センサ３と反対側（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１４ａに向けて反射する反射壁である反射板１１が、図１に示すように、配置されている。反射板１１は、金属材料から形成されている。本発明の第１実施形態による燃料液面検出装置１では、反射板１１は、鉄系金属、たとえばステンレス鋼板により形成されている。反射板１１は、図１に示すように、その反射面１１ａに入射した超音波センサ３から発射された超音波を、液面１４ａへ向けて反射する。すなわち、反射板１１は、ガイドパイプ９の軸線Ａ上を進む超音波を、液面１４ａへの入射角が０°となる方向、つまり液面１４ａに直交する方向に向けて反射するように設置されている。すなわち、反射面１１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。
【００３７】
反射板１１から液面１４ａ間の超音波伝播経路を形成する筒状の第２経路部材であるガイドパイプ１０は、金属材料から形成されている。本発明の第１実施形態による燃料液面検出装置１では、ガイドパイプ１０は、ステンレス鋼管から形成されている。また、ガイドパイプ１０は、その軸線Ｂと直交する方向における断面形状が円形に形成されるとともに、その直径が全長に亘り一様に直径寸法ｄ３に形成されている。ガイドパイプ１０の直径寸法ｄ３は、ガイドパイプ９の反射板１１側端部における直径寸法ｄ２と等しく形成されている。また、ガイドパイプ１０の液面１４ａ側先端位置は、図１に示すように、燃料タンク２内の燃料１４貯蔵量が最大時、つまり満タン時における液面１４ｂよりも、所定長さだけ上方に突き出すように設定されている。
【００３８】
以上説明した、燃料液面検出装置１における超音波伝播経路機能要素としてのガイドパイプ９、反射板１１およびガイドパイプ１０は、ボディ１２に装着されている。ボディ１２は、本発明の第１実施形態による燃料液面検出装置１においては樹脂材料、たとえば、燃料タンク２内の燃料１４に対して安定性に優れる樹脂材料から形成されている。ボディ１２は、上述の各構成部品相互の位置関係を高精度に維持しつつそれらを保持固定している。さらに、ボディ１２には、超音波センサ３を収容保持しているブラケット７が取り付けられ、上述した各構成部品を燃料タンク２の底面２１に固定する機能を果たしている。また、ガイドパイプ９、反射板１１およびガイドパイプ１０は、ボディ１２に保持固定された状態において、ガイドパイプ９の軸線Ａとガイドパイプ１０の軸線Ｂとが、図１に示すように、反射板１１の反射面１１ａ上において交差するような位置関係を形成している。
【００３９】
次に、本発明の第１実施形態による燃料液面検出装置１の電気回路構成について図４に基づき説明する。
【００４０】
図４の電気回路構成図に示すように、制御回路１５は、イグニッションスイッチ１７を介してバッテリ１８に接続されている。また、制御回路１５は、超音波センサ３が接続されている。また、制御回路１５は、表示部１６が接続されている。
【００４１】
制御回路１５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１５ａ、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１５ｂ、および演算回路１５ｂにより算出された液面位置信号に基づき表示部１６を駆動する駆動信号を出力する駆動回路１５ｃから構成されている。制御回路１５は、イグニッションスイッチ１７がＯＮされてバッテリ１８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。
【００４２】
表示部１６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１６は、制御回路１５の駆動回路１５ｃに駆動されて演算回路１５ｂにより算出された液面１４ａ位置、すなわち燃料タン内２の燃料１４残量を運転者が視認可能に表示する。
【００４３】
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説明する。
【００４４】
パルス発生回路１５ａ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１４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の振動がブラケット７の底部４２へ伝わり、さらにブラケット７の外側の表面から超音波が燃料１４中に発射される。この超音波の一部は、ガイドパイプ９内を進行して段部９１に入射する。そこで反射されて、再び超音波センサ３の発振面３１に入射する。一方、超音波センサ３から燃料１４中に発射されたパルス状超音波の一部は、ガイドパイプ９内を進行して反射面１１ａに入射する。そこで反射されて、ガイドパイプ１０内を液面１４ａへ向かって進む。さらに、液面１４ａで反射されて、往路と同一の経路、すなわちガイドパイプ１０、反射面１１ａ、ガイドパイプ９を経て超音波センサ３に入射する。
【００４５】
すなわち、超音波センサ３は、パルス発生回路１５ａに駆動されて１つの超音波パルスを発射すると、それに対応して、上述したように２つの反射パルス、つまり段部９１からの反射パルスと液面１４ａからの反射パルスとを受信する。超音波センサ３から段部９１までの伝播経路長さは、図１から明らかなように、超音波センサ３から液面１４ａまでの伝播経路長さよりも短いので、超音波センサ３は、先ず、段部９１からの反射パルスを受信し、次に、液面１４ａからの反射パルスを受信する。超音波センサ３は、これらの反射パルスを受信する度に電圧信号を発生し、この電圧信号は演算回路１５ｂに入力される。
【００４６】
演算回路１５ｂは、パルス発生回路１５ａがパルス状電圧信号を発してから上述の２つの反射パルスを検出するまでの時間をそれぞれ算出する。
【００４７】
ここで、段部９１は、超音波センサ３に対して予め定められた位置に設けられている。すなわち、段部９１と超音波センサ３との距離が既知である。したがって、演算回路１５ｂは、パルス発生回路１５ａがパルス状電圧信号を発してから段部９１からの反射パルスを受信するまでの時間と段部９１と超音波センサ３との距離に基づいて、燃料１４中における超音波パルスの伝播速度を算出する。次に、このようにして算出した燃料１４中における超音波パルスの伝播速度とパルス発生回路１５ａがパルス状電圧信号を発してから液面１４ａからの反射パルスを受信するまでの時間とに基づいて、液面１４ａ位置、つまり図１中における液面１４ａ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１４残量を算出する。
【００４８】
駆動回路１５ｃは、表示部１６に演算回路１５ｂが算出した液面１４ａ高さＨあるいは燃料１４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１４ａ高さＨあるいは燃料１４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１６により燃料タンク２内の液面１４ａ高さＨあるいは燃料１４残量が表示される。
【００４９】
次に、本発明の第１実施形態による燃料液面検出装置１の特徴である、緩衝部材４の外周に配置されたスリーブ５の作用および効果について説明する。
【００５０】
本発明の第１実施形態による燃料液面検出装置１は、燃料タンク２内部の底面２１に固定されている。したがって、その使用中において、常に燃料１４中に浸漬されている。すなわち、超音波センサ３、緩衝部材４、スリーブ５は燃料１４中に浸漬されている。
【００５１】
ここで、緩衝部材４の材質として、燃料１４中において安定であるような材質が選定されてはいるが、燃料１４中に浸ることにより体積が増加する、いわゆる膨潤する。
【００５２】
このため、従来の液面検出装置においては、緩衝部材である充填材の近傍に配置されたリード線が膨潤した充填材に引っ張られ、リード線と超音波振動子との接続部に引張力が作用し、リード線と超音波振動子との接続部が破損する可能性がある、という問題があった。
【００５３】
これに対して、本発明の第１実施形態による燃料液面検出装置１は、緩衝部材４の外周に、スリーブ５を嵌合させている。この構成によれば、緩衝部材４が燃料１４により膨潤し緩衝部材４からスリーブ５に対してスリーブ５の外周に向かう力が作用しても、樹脂管からなるスリーブ５の外径寸法増加は極わずかに抑制される。さらに、本発明の第１実施形態による燃料液面検出装置１では、スリーブ５外周面とリード線６の間に予め隙間Ｃを設けている。
【００５４】
これにより、緩衝部材４が燃料１４により膨潤しても、リード線６に外力は全く作用しない。したがって、リード線６と超音波センサ３の電極３３との接続部に引張力が作用して接続部が破損することを確実に阻止することができるので、緩衝部材４が膨潤してもリード線６と超音波センサ３の電極３３との接続部に引張力が作用することを抑制できる燃料液面検出装置１を実現することができる。
【００５５】
なお、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、スリーブ５を樹脂材料から形成しているが、これに限定する必要は無い。緩衝部材４の膨潤により作用する力を受けた際の外径寸法増加が極わずかであるような他の材質、たとえばアルミニウムやステンレス等の金属、あるいはセラミックス等により形成してもよい。
【００５６】
（第２実施形態）
図５には、本発明の第２実施形態による燃料液面検出装置１の部分断面図を示す。
【００５７】
本発明の第２実施形態による燃料液面検出装置１では、図４に示すように、スリーブ５を、ストッパ８と一体的に形成している。すなわち、ストッパ８を樹脂材料から型成型により製作するとともに、スリーブ５を同じ型によりストッパ８と一体に成型している。
【００５８】
これにより、燃料液面検出装置１の構成部品点数および組付け工数を低減して、燃料液面検出装置１のコストを低減することができる。
【００５９】
（第３実施形態）
図６には、本発明の第３実施形態による燃料液面検出装置１の部分断面図を示す。
【００６０】
本発明の第３実施形態による燃料液面検出装置１では、図５に示すように、本発明の第２実施形態および第３実施形態による燃料液面検出装置１におけるスリーブ５を省略するとともに、緩衝部材４の外周面とリード線６との間に隙間Ｃ１を形成している。
【００６１】
この構成によれば、燃料１４のために膨潤して緩衝部材４の体積が増加しても、隙間Ｃ１の大きさは減少するものの緩衝部材４がリード線６に接触することはない。したがって、リード線６と超音波センサ３の電極３３との接続部に引張力が作用して接続部が破損することを確実に阻止することができる。
【００６２】
なお、以上説明した、本発明の第１〜第３実施形態による燃料液面検出装置１においては、緩衝部材４をニトリルゴムから形成しているが、これに限定する必要はなく、使用する燃料１４に対して安定であるような他の材質、たとえばフッ素ゴム、アクリルゴム等を用いてもよい。
【００６３】
また、以上説明した、本発明の第１〜第３実施形態による燃料液面検出装置１においては、ガイドパイプ９をアルミニウムダイカスト用合金から、ガイドパイプ１０をステンレス鋼管からそれぞれ形成しているが、これらの金属材料に限る必要は無く、他の種類の金属材料を用いても良い。たとえば、ガイドパイプ９を鉄鋼材料から、ガイドパイプ１０をアルミニウム管からそれぞれ形成してもよい。さらに、ガイドパイプ９およびガイドパイプ１０を金属材料以外の材質、たとえば樹脂材料やセラミックス材料等から形成してもよい。超音波を高効率で伝播させることができる材質であればよい。
【００６４】
また、以上説明した、本発明の第１〜第３実施形態による燃料液面検出装置１においては、ボディ１２に、超音波センサ３が固定されたブラケット７、ガイドパイプ９、反射板１１およびガイドパイプ１０を組み付ける構成としているが、このような構成に限る必要は無く、たとえば、ボディ１２の樹脂成型時にガイドパイプ９、反射板１１およびガイドパイプ１０を同時にインサート成型し、その後に、ボディ１２に超音波センサ３が固定されたブラケット７を組み付ける構成としてもよい。
【００６５】
また、以上説明した、本発明の第１〜第３実施形態による燃料液面検出装置１においては、ガイドパイプ９、ガイドパイプ１０および反射板１１をそれぞれ独立した部品として形成し、それらをボディ１２に組み付ける構成としているが、ガイドパイプ９、ガイドパイプ１０および反射板１１のうちの少なくともいずれか２つを一体的に１つの部品として形成してもよい。この場合、ボディ１２を省略して、ガイドパイプ９、ガイドパイプ１０および反射板１１のいずれかを介して燃料タンク２に固定する構成としてもよい。
【００６６】
また、本発明の第１〜第３実施形態による燃料液面検出装置１においては、ガイドパイプ９に段部９１を設けているが、特に段部９１を設けなくてもよい。この場合、たとえば、燃料タンク２内の燃料１４温度を温度センサ（図示せず）等により検出し、それにより燃料１４中の超音波伝播速度を補正して液面１４ａ高さＨを算出することにより、高精度で液面１４ａ高さＨを算出することができる。
【００６７】
また、以上説明した各実施形態は、本発明による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、あるい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。さらには、自動車・車両以外の各種民生用機器の液体容器における液面検出の用途に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料液面検出装置１における燃料タンク２の部分断面図である。
【図２】図1中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による燃料液面検出装置１における電気回路構成を説明する模式図である。
【図５】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。
【図６】本発明の第３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】
【００６９】
１    燃料液面検出装置（液面検出装置）
２    燃料タンク（タンク）
２１    底面（底部）
３    超音波センサ（超音波発振素子）
３１    表面
３２    裏面
３３    電極
４    緩衝部材
４１    切欠き
４２    小径部
５    スリーブ（カバー）
６    リード線（リード部材）
７    ブラケット（ケース）
７１    底部
７２    開口端部
７３    係止孔
８    ストッパ（ケース）
８１    貫通孔
８２    係止爪
８３    コネクタ部
８４    ターミナル
９    ガイドパイプ
９１    段部
１０    ガイドパイプ
１１    反射板
１１ａ    反射面
１２    ボディ
１３    電線
１４    燃料（液体）
１４ａ    液面
１４ｂ    液面
１５    制御回路
１５ａ    パルス発生回路
１５ｂ    演算回路
１５ｃ    駆動回路
１６    表示部
１７    イグニッションスイッチ
１８    バッテリ
Ａ    軸線
Ｂ    軸線
Ｃ    隙間
Ｃ１    隙間
Ｄ１    外径
ｄ１    内径
ｄ２    内径
ｄ３    内径
Ｈ    液面高さ
Ｋ    隙間
Ｌ１    長さ寸法
ｔ１    厚さ寸法
ｔ２    厚さ寸法
【図１】
2006090810.tif 000003
【図２】
2006090810.tif 000004
【図３】
2006090810.tif 000005
【図４】
2006090810.tif 000006
【図５】
2006090810.tif 000007
【図６】
2006090810.tif 000008