(57)【要約】【課題】  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。【解決手段】  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た。これにより、壁４０の剛性を、中央部から外周部付近にかけてほぼ均一として、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、液面８１からの反射波のエネルギを高めることにより超音波センサ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。【選択図】        図２
2005140545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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）。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【特許文献１】特開平１１−１５３４７１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
図２は、図１中のＩＩ部拡大断面図である。
【００２９】
図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
以下に、燃料液面検出装置１の構成について説明する。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
図７は、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】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。
【図２】図１中のＩＩ部拡大断面図である。
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】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５】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。
【図６】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。
【図７】図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】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。
【符号の説明】
【００８７】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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