(57)【要約】【課題】不感領域を小さくして液位が低い範囲から検出できる液位検出装置を提供する。【解決手段】液位検出装置１は、基板１０と、基板１０に設けられ磁場を形成する１次コイル２０と、１次コイル２０による磁場内の基板１０に設けられ、電圧が誘起される複数の２次コイル３０，４０と、基板１０に沿って移動し、２次コイル３０，４０に対して相対移動されて非磁性金属部５１で遮蔽する位置を変えるスクリーン５０と、スクリーン５０に連動し液面上に浮上されるフロート８０と、フロート８０の移動により２次コイル３０，４０に誘起される電圧変化から液面の位置を演算する位置演算部６０と、を備えて構成され、フロート８０は、許容できる液面の高さＨを超えて作用する浮力でスクリーン５０と連動して液面上に浮上できる垂直方向の断面積Ｓを備えて構成される。【選択図】図１
2020106322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられ磁場を形成する１次コイルと、
前記１次コイルによる磁場内の前記基板に設けられ、電圧が誘起される複数の２次コイルと、
前記基板に沿って移動し、前記２次コイルに対して相対移動されて非磁性金属部で遮蔽する位置を変えるスクリーンと、
前記スクリーンに連動し液面上に浮上されるフロートと、
前記フロートの移動により前記２次コイルに誘起される電圧変化から前記液面の位置を演算する位置演算部と、を備え、
前記フロートは、許容できる前記液面の高さを超えて作用する浮力で前記スクリーンと連動して前記液面上に浮上できる垂直方向の断面積を備えている、
ことを特徴とする液位検出装置。
【請求項２】
前記フロートは、前記基板を中心に浮上可能とされる鍔状に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の液位検出装置。
【請求項３】
前記フロートは、前記基板を中心に浮上可能とされる鍔状に形成され、折り曲げ溝を備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載の液位検出装置。
【請求項４】
前記フロートは、前記鍔状の部分が複数に分割されて被検出液体容器内に装着可能に構成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の液位検出装置。
【請求項５】
前記フロートは、分割された分割部材同士がヒンジで折り畳み可能に構成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の液位検出装置。
【請求項６】
前記フロートは、前記分割された分割部材同士を折り畳み可能とするヒンジが形状記憶合金で構成されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の液位検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液位検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検出体（移動体）の位置を検出する位置検出装置として渦電流を利用したものが知られている。
例えば、特許文献１に開示された位置センサは、磁場を形成する１次コイル（励振巻線）と、磁場の存在下においてその中に電圧が誘起される２次コイル（感知巻線）と、磁場の存在下においてその内部に渦電流を発生して対向磁場を形成するスクリーンと、を備える。２次コイルに対してスクリーンは、相対移動させて遮蔽する程度を変えることで、２次コイルに誘起される電圧を変化させる。すなわち、スクリーンにより１次コイルと２次コイルの磁場の相互カップリングが減少するように遮蔽され、これにより、スクリーンが横切るときの２次コイルからの出力電圧の変化から位置を検出するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１５９１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の位置検出装置で液位を検出しようとすると、スクリーンと連動するフロートを設けてフロートの位置の変化から液位を検出するが、フロートが動くまでの液位は不感領域となって検出することができないという問題がある。
また、液位の検出範囲が大きい（長い）ほどフロートと連動するスクリーンが大きくなるため重量も大きくなり、一層不感領域が大きくなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、不感領域を小さくして液位が低い範囲から検出できる液位検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る液位検出装置は、
基板と、
前記基板に設けられ磁場を形成する１次コイルと、
前記１次コイルによる磁場内の前記基板に設けられ、電圧が誘起される複数の２次コイルと、
前記基板に沿って移動し、前記２次コイルに対して相対移動されて非磁性金属部で遮蔽する位置を変えるスクリーンと、
前記スクリーンに連動し液面上に浮上されるフロートと、
前記フロートの移動により前記２次コイルに誘起される電圧変化から前記液面の位置を演算する位置演算部と、を備え、
前記フロートは、許容できる前記液面の高さを超えて作用する浮力で前記スクリーンと連動して前記液面上に浮上できる垂直方向の断面積を備えている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、不感領域を小さくして液位が低い範囲から検出できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の液位検出装置の一実施形態にかかる概略斜視図である。
【図２】一実施形態にかかる基板の平面図である。
【図３】一実施形態にかかり、（ａ）は２次コイルの交差部の平面図、（ｂ）は交差部の断面図である。
【図４】一実施形態にかかる概略構成図である。
【図５】一実施形態にかかり、（ａ）は一方の２次コイルの説明図、（ｂ）はもう一方の２次コイルの説明図、（ｃ）は９０度の位相差を有する２つの２次コイルによる位置検出の説明図である。
【図６】一実施形態の位置演算部の概略ブロック図である。
【図７】他の一実施形態にかかり、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）はヒンジ部分の拡大断面図、（ｃ）は折り畳み状態の概略斜視図である。
【図８】一実施形態にかかり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略平面図である。
【図９】他の一実施形態にかかる概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の一実施形態に係る液位検出装置を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
液位検出装置１は、図１および図２に示すように、基板１０と、基板１０に設けられ磁場を形成する１次コイル２０と、１次コイル２０による磁場内の基板１０に設けられ、電圧が誘起される複数の２次コイル３０，４０と、基板１０に沿って移動し、２次コイル３０，４０に対して相対移動されて非磁性金属部５１で遮蔽する位置を変えるスクリーン５０と、スクリーン５０に連動し液面上に浮上されるフロート８０と、フロート８０の移動により２次コイル３０，４０に誘起される電圧変化から液面の位置を演算する位置演算部６０と、を備えて構成され、フロート８０は、許容できる液面の高さＨを超えて作用する浮力でスクリーン５０と連動して液面上に浮上できる垂直方向の断面積Ｓを備えて構成されている。
【００１１】
本実施形態の液位検出装置１は、液体が入れられる容器、例えば自動車の燃料タンクなどの液位の検出に用いられ、上下方向に往復移動するフロート８０にスクリーン５０を連動させて非磁性金属部５１により２次コイル３０，４０を遮蔽する位置を変え、所定の範囲の液位を検出する。
【００１２】
液位検出装置１は、例えば図１に示すように、基板１０などが円柱状のケース７０内に収容され、ケース７０の外側に円筒状のスクリーン５０が配置されており、ケース７０の円柱側面をガイドとして円筒状のスクリーン５０がフロート８０に連動して往復移動する。
液位検出装置１では、基板１０は、図２に示すように、長方形の板状に形成され、基板１０の長手方向がスクリーン５０の移動方向（液位検出方向）である上下方向とされる。基板１０は、液位検出範囲に応じた長手方向の大きさを有している。
基板１０は、例えば、セラミックスなどからなる絶縁性を有する長方形の板状とされ、基材に１次コイル２０および２次コイル３０，４０が印刷された後、焼成により形成される。基板１０には、各種配線が印刷され、各種電子部品が実装されている。基板１０に実装される各種電子部品は、液位検出装置１の位置の演算などを行う位置演算部６０を構成するＤＳＰ（Digital Signal Processor）６１、ノイズを抑えるセラミックコンデンサを備える保護回路６２、各種電子部品に接続される回路を構成する抵抗やコンデンサなどである。なお、図６中、６３はコネクタ、６４は電源である。また、ＡＤＣはアナログ・デジタルコンバータ（Analog to Digital Converter）、ＤＡＣはデジタル・アナログコンバータ（Digital to Analog Converter）である。
【００１３】
１次コイル２０は、図２に示すように、基板１０の長方形の外周に沿って導体２１が略矩形の環状のパターンに形成される。１次コイル２０は、一端２１ａが基板１０の長手方向の一端部（上端部）に配置され、基板１０の外周に沿って環状に巻かれるパターンに形成されており、他端２１ｂが基板１０の長手方向の一端部に戻るように配置されている。
１次コイル２０は、例えばアルミニウム（Al）、銀パラジウム（Ag/Pd）や金（Au）等を印刷することで形成され、交流電源（高周波電源）により励振磁場を発生する。励振磁場の強さは、１次コイル２０の巻線数によって変えることができ、必要に応じて巻線数が設定される。１次コイル２０は、基板１０の表面に形成する場合に限らず、基板１０を多層構造、例えば２層構造等とし、各層にそれぞれ１次コイル２０を設けるようにしても良い。こうすることで、基板１０に多くの巻線数を確保して励振磁場を強くすることができ、しかも１次コイル２０を各層で重なるように配置することで基板１０を大きくすることなく小型化を図ることもできる。
【００１４】
また、１次コイル２０は、図４に示すように、基板１０を２層構造として基板１０ａの裏面、または基板１０ｂの表面に１次コイル２０を設けることで基板１０の表裏面から同一の距離として中間に設けるようにしても良い。
こうすることで、基板１０の１次コイル２０と対向してスクリーン５０を配置する場合に、基板１０とスクリーン５０とのギャップＧ１，Ｇ２を表裏で略同一に設定することができる。
【００１５】
２次コイル３０，４０は、図２および図５（ａ）、（ｂ）に示すように、１次コイル２０により形成される磁場内に設けられ、１次コイル２０の磁場によって電圧が誘起されるように基板１０上に形成される。２次コイル３０，４０は、１次コイル２０と同様に、基板１０上に、例えばアルミニウム（Al）、銀パラジウム（Ag/Pd）や金（Au）等を印刷することで形成され、１次コイル２０の環状に巻かれた巻線の内側に配置される。
【００１６】
２次コイル３０，４０は、１次コイル２０の磁場によって、電圧が誘起される２つのコイルで構成され、ＳＩＮ曲線に基づく２次コイル３０と、ＣＯＳ曲線に基づく２次コイル４０とで構成されて９０度の位相差を有した状態となっている。すなわち、２次コイル３０は、一端３１ａが基板１０の長手方向の一端部（上端部）に配置され、基板１０の長手方向に沿ってＳＩＮ曲線に基づく２次コイル３０として形成され、基板１０の他端部（下端部）で折り返すように形成される。折り返された２次コイル３０の他端３１ｂは、基板１０の一端部に戻るように配置されて形成されている。２次コイル４０は、一端４１ａが基板１０の長手方向の一端部（上端部）に配置され、基板１０の長手方向に沿ってＣＯＳ曲線に基づく２次コイル４０として形成され、基板１０の他端部（下端部）で折り返すように形成される。折り返された２次コイル４０の他端４１ｂは、基板１０の一端部に戻るように配置されて形成されている。
これにより、２つの２次コイル３０，４０は、９０度位相差を備えてＳＩＮ曲線およびＣＯＳ曲線の０度から３６０度の曲線の範囲で形成され、この角度範囲が液位の検出範囲に対応している。したがって、液位の検出範囲を大きく（長く）する場合には、９０度位相差を備えて０度から３６０度のＳＩＮ曲線およびＣＯＳ曲線を引き延ばした状態で基板１０に形成するようにする。
【００１７】
基板１０上で１次コイル２０の内側に形成される２次コイル３０，４０は、ＳＩＮ曲線およびＣＯＳ曲線で構成されることから２次コイル３０，４０の導体３１，４１同士が交差する交差部Ｃが生じる（図２参照）。交差部Ｃでは、それぞれの導体３１，４１を接続状態とし、しかも絶縁性を確保する必要がある。
液位検出装置１では、図３に示すように、一方の導体、例えば導体３１を基板１０上に配置し、交差部Ｃの導体３１上に絶縁層Ａを形成し、絶縁層Ａの上に交差する他方の導体、例えば導体４１を形成する。絶縁層Ａは、例えば、二酸化ケイ素（SiO2）や五酸化タンタル、（Ta2O5）等が用いられる。
【００１８】
具体的な工程は、基板１０上に一方の下側の導体３１を交差部Ｃで接続された状態で形成（印刷）するとともに、他方の上側の導体４１を交差部Ｃの両側まで形成（印刷）し、交差部Ｃで断続する状態で形成する。
この後、交差部Ｃの上側の導体３１を覆うように絶縁層Ａを形成（印刷）する。
次いで、絶縁層Ａを覆い断続した導体４１の間を接続する接続導体Ｂを形成（印刷）し、必要に応じて全体を焼成することで、基板１０上で交差する導体３１，４１を、絶縁層Ａを挟む両側で接続する。これにより、交差部ＣごとにＶＩＡホールの形成の必要がなく、液位検出装置１の構造を簡素化することができる。また、基板１０に形成する２次コイル３０，４０の厚さを抑えることができ、液位検出装置１の厚さ方向についての小型化を図ることもできる。
なお、２次コイル３０，４０の交差部Ｃは、これまでと同様に、ＶＩＡホールを形成して接続するようにしても良い。
【００１９】
このような基板１０は、図１に示すように、円柱状のケース７０内に収容されている。
スライダ５０は、図１に示すように、円柱状のケース７０の円柱側面に沿って基板１０の長手方向（上下方向）に沿って相対移動する円筒状のスライダとして構成される。スライダ（スクリーン）５０は、基板１０上に形成された２次コイル３０，４０を囲むように対向した状態で、２次コイル３０，４０の一部を覆って相対往復移動可能とされ、上下に往復移動されるフロート８０に連結されて連動する。
スライダ５０は、図１、図８（ａ）に示すように、基板１０が収容されたケース７０を囲んだ円筒内面に非磁性金属部５１が設けられ、非磁性金属部５１で２次コイル３０，４０の一部を覆うことができるようにしてある。スライダ５０は、ケース７０の円柱側面に沿って上下方向に往復移動するとともに、中心軸を中心に回転することができ、回転する場合であっても円筒内面に非磁性金属部５１を設けることで、２次コイル３０，４０に対向して一部を覆う状態に変化は生じない。
非磁性金属部５１は、渦電流で磁化しない非磁性金属材料、例えばアルミニウム（Al）や銅（Cu）が用いられ、金属箔としてスライダ５０の内面に設けられる。これにより、フロート８０に連動するスライダ５０の上下移動により非磁性金属部５１により遮蔽される２次コイル３０，４０の位置を変えることができる。その結果、非磁性金属部５１によって２次コイル３０，４０を覆うことで渦電流が発生して対向磁場を形成し、１次コイル２０と２次コイル３０，４０との間の電磁カップリングを減少するように遮蔽する。
【００２０】
このようなスライダ５０の非磁性金属部５１による２次コイル３０，４０の遮蔽により、図５（ｃ）に示すように、２次コイル３０，４０に誘起される電圧Ｖsin，Ｖcosは変化し、１次コイル２０に交流電圧が印加される場合、２次コイル３０，４０からの出力は変調された交流電圧となり、スライダ５０が横切る位置によって２次コイル３０，４０からの出力電圧が変化する。この電圧変化から位置演算部６０によってスライダ５０の位置（液位）を演算で求めることができる。なお、演算の詳細は後述する。
したがって、スライダ５０の往復移動方向の幅、すなわち非磁性金属部５１の幅（上下の幅）は、基板１０の一端（下端）で２次コイル３０，４０を覆った状態から他端（上端）まで移動する間に２次コイル３０，４０からの出力電圧の変化がＳＩＮ曲線およびＣＯＳ曲線の０度から３６０度の範囲の間を変化させることができるように設定される。
【００２１】
液位検出装置１は、フロート８０を備える。フロート８０は、図１に示すように、スライダ５０の下端部に連結され、液面上に浮上して液位の変化に応じて上下方向に往復動する。フロート８０は、発泡ゴムなどで樹脂成形されて構成される。フロート８０は、液体によって生じる浮力によって液面上を移動するが、液位の高さが低いと浮力が小さく、浮上するまでの液面の高さＨを検出することができない、不感領域となる。そこで、フロート８０は、許容できる液面の高さ（不感領域の液面高さ）Ｈを超えて作用する浮力Ｆでスクリーン（スライダ）５０と連動して液面上に浮上できる垂直方向の断面積Ｓ（以下、単に断面積Ｓとする。）を備えている。フロート８０は、例えば、鍔状に形成され、高さが低く断面積Ｓの大きな円板状に形成されている。フロート８０は、許容できる不感領域の液面高さＨより液位が大きく（高く）なった場合の浸漬高さｈによって生じる浮力Ｆでフロート８０がスライダ５０とともに浮上し始めて移動できるように設定される。
ここで、液の密度をρとし、液に浸漬されるフロート８０の体積をＶ（＝ｈ×Ｓ）、重力加速度をｇ、フロートの質量をＭ１、スライダ５０の質量をＭ２とすれば、浮力が重力より大きい必要があり、下記の関係を満たす必要がある。
ρ×Ｖ×ｇ＞（Ｍ１＋Ｍ２）×ｇ
Ｖ＞（Ｍ１＋Ｍ２）／ρ
したがって、フロート８０は、液への浸漬高さｈを小さくし、断面積Ｓを大きくして体積Ｖを大きくすることで、不感領域の液面高さＨを小さくすることができる。ここでは、浸漬高さｈと不感領域の液面高さＨは、略等しくなる。
【００２２】
フロート８０の浸漬高さｈ（≒不感領域の液面高さＨ）について、試算した結果を以下に示す。
フロートを、鍔部を含まない（スライダ部のみの）形状とし、外径が３０ｍｍで内径が２０ｍｍ、高さが２５ｍｍの発泡ゴム（密度ρが０．３ｇ／ｃｍ３）、液体を水（密度ρが１ｇ／ｃｍ３）とした場合の不感領域の液面高さＨは、７．６ｍｍであった。
これに対し、フロート８０の直径を６０ｍｍとした場合のフロート８０の浮上に必要な浸漬高さｈは、１．７ｍｍとなった。これにより、フロート８０の断面積Ｓを大きくすることで不感領域の液面高さＨを約４．５分の１（７．６ｍｍ→１．７ｍｍ）に低減することができることを確認した。
なお、フロート８０の断面形状は、円形に限るものでなく、他の形状であっても良いが、液位の変化に応じて傾くことなどがなくスムーズにケース７０の円柱側面に沿って移動できる形状であれば良い。また、本実施形態では、フロート８０の浸漬高さｈが低いことから高さ方向の断面形状は、一様であるが、必ずしも一様である必要はなく、浸漬高さがｈであれば一様でない形状としても良い。
また、フロート８０と連動するスライダ５０は、フロート８０に加えてスライダ５０をフロートとして機能させるように同一材料で一体構造とするようにしても良い。
【００２３】
位置演算部６０は、図６に示すように、位置の演算などを行うＤＳＰ６１、ノイズを抑えるセラミックコンデンサを備える保護回路６２、各種電子部品に接続される回路を構成する抵抗やコンデンサなどを備える。位置演算部６０は、図２に示すように、基板１０上の１次コイル２０および２次コイル３０，４０側に配置される。
なお、位置演算部６０は、基板１０の反対側に配置することもでき、反対側の基板１０上に配置し、１次コイル２０および２次コイル３０，４０と重なる位置に配置することで、液位検出装置１を小型化（上下の長さを短縮）することができる。
位置演算部６０は、１次コイル２０および２次コイル３０，４０と重なる位置の基板１０上に配置する場合には、２次コイル３０，４０で誘起される電圧に影響が及ぶことになるが、その影響を、予め校正しておくことで排除し、影響のない液位を検出できるようにする。
【００２４】
位置演算部６０は、図６に示すように、２次コイル３０，４０に誘起される電圧Ｖsin，Ｖcosがアナログ・デジタルコンバータＡＤＣによってアナログ信号からデジタル信号に変換されてＤＳＰ６１に入力され、スライダ（スクリーン）５０の直線位置に基づく２次コイル３０の電圧Ｖsinと２次コイル４０の電圧Ｖcosとによってスライダ５０の位置による曲線上の角度から、角度に代えて直線位置を演算する。すなわち、２次コイル３０，４０のＳＩＮ曲線およびＣＯＳ曲線の０度から３６０度の範囲を液位検出範囲とし、２次コイル３０の電圧Ｖsinと２次コイル４０の電圧Ｖcosとから演算される曲線上の角度を、液位に変換して求める。
【００２５】
このように、液位検出装置１による液位の検出は、ケース７０の固定板７１を容器内に固定し（図８（ａ）参照）、スライダ５０がフロート８０と接続されて連動して移動するようにする。そして、基板１０上の１次コイル２０に発振器（Oscillator）が生成した交流信号が印加された状態としておく。
液位により浮上するフロート８０に連動してスライダ５０が上下方向に直線移動すると、非磁性金属部５１により遮蔽される２次コイル３０，４０の位置が変化し、基板１０上の２次コイル３０，４０を覆うことで渦電流が発生して対向する磁場が形成される。
対向する磁場により１次コイル２０と２次コイル３０，４０との間の電磁カップリングを減少する。これにより、２次コイル３０，４０に誘起される電圧は変化し、２次コイル３０，４０からの出力は変調された交流電圧となり、スライダ５０が横切る位置によって２次コイル３０，４０からの出力電圧Ｖsin，Ｖcosが変化する。この電圧変化から位置演算部６０によってスライダ５０の位置、すなわち、液位を演算によって求めることができる。
【００２６】
このような液位検出装置１によれば、液体が入れられる容器の液位が低い場合で合ってもフロート８０の浸漬高さがｈとなれば、スライダ５０を浮上させる浮力を得ることができ、不感領域の液面高さＨを極力小さくすることができる。
これにより、不感領域を小さくして液位が低い範囲から検出することができる。
【００２７】
このような液位検出装置１では、フロート８０の高さｈが低く断面積Ｓが大きい鍔状（平板形状）であるため、液体の容器などへの装着が困難になる場合がある。
そこで、液位検出装置１では、図７に示すように、フロート８０Ａが両側で折り畳むことができるように構成してあり、同図（ｃ）に示すように、折り畳んだ状態で液体の容器などに装着することで、これまでと同様に容器内への装着が容易にできるようにしている。
フロート８０Ａは、３つに分割されて中央部材（分割部材）８１と両側の端部材（分割部材）８２とで構成され、中央部材８１にヒンジ８３を介して端部材８２が取り付けられて上側に折り畳むことができるようにしてある。ヒンジ８３は、例えば、形状記憶合金で構成され、常温（例えば、６０℃以下）で折り曲げた状態とし、加熱すること（例えば、１００℃以上）で平板状に戻るようにするものを用いる（図７（ｂ）参照）。こうすることで、フロート８０Ａを折り畳んだ状態で容器への取り付け穴から容器内に入れた後、ドライヤーなどの熱風で加熱することで平板状に戻すことができる。なお、ヒンジ８３に用いる形状記憶合金を変え、高温（例えば、１００℃以上）で折り畳んだ状態となり、常温（例えば、６０℃以下）で平板状に戻るものを用いるようにしても良く、液位の検出時に平板状のフロート８０Ａを構成できれば良い。したがって、液体の容器の使用環境などを考慮してヒンジ８３として使用する形状記憶合金を選択すれば良い。形状記憶合金としては、例えばＮｉ−Ｔｉ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｏ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金、Ｃｕ−Ａｌ−Ｚｎ合金などを挙げることができ、使用環境の温度により回復温度が適正なものを選択する。
なお、ヒンジ８３としては、形状記憶合金を用いるものに限らず、他の構成であっても良く、取り付け穴から容器内に入れるときに折り畳むことができ、容器内に入れた後、ストッパやロックなどで平板状に保持できるようにしたものであっても良い。
また、図示省略したが、フロート８０Ａの分割方向を変え、ケース７０を中心に放射方向に複数に分割して円形の中央部材８１と扇形の端部材８２とで形成し、中央部材８１の外周側を支点として弾性変形させて折り曲げるようにし、容器内に装着するようにしても良い。なお、分割数は、適宜決定すれば良く、分割方向も放射方向に限るものでなく、取り付け穴の形状などにより定めれば良い。
【００２８】
また、容器内への装着を容易とするフロート８０Ｂは、図８に示すように、折り曲げ溝８４を設けることで、折り曲げ易くしている。折り曲げ溝８４は、例えばフロート８０Ｂの上面に２本のＶ溝を形成して略３等分となるように配置する。こうすることで、折り曲げ溝８４を中心に上側に弾性変形させて折り曲げることが容易となり、折り曲げた状態で容器の取り付け穴から容器内に入れ、折り曲げ状態を解放することで平板状に戻すようにする。
これにより、フロート８０Ｂは、高さｈが低く断面積Ｓが大きい鍔状（平板形状）であっても、折り曲げ溝８４を中心に両側を折り曲げることで、液体の容器などへの装着を容易に行うことができる。
なお、フロート８０Ｂに形成する折り曲げ溝８４は、上記の例では折り曲げ溝８４をフロート８０Ｂに２本形成するようにしたが、さらに折り曲げ溝８４の本数を増やすようにしても良く、一層無理なく折り曲げることができる。
【００２９】
次に、本発明の液位検出装置の他の実施形態について図９により説明する。
液位検出装置１Ａは、基板１０が収容されるケース７０Ａの形状が異なるとともに、ケース７０Ａに沿って上下方向に往復移動するスライダ（スクリーン）５０Ａの形状が異なっている。なお、他の構成は、既に説明した液位検出装置１の構成と略同一であり、以下に、相違する構成を中心に説明する。
なお、フロート８０の折り畳みや折り曲げ等の構成についても適用できることは言うまでもない。
【００３０】
液位検出装置１Ａは、例えば図９に示すように、基板１０などが直方体状のケース７０Ａ内に収容され、ケース７０Ａの外側を取り囲むように矩形環状のスライダ５０Ａが配置されており、ケース７０Ａの直方体側面をガイドとして矩形環状のスライダ５０Ａがフロート８０に連動して往復移動する。
【００３１】
スライダ５０Ａは、図９に示すように、基板１０の表裏面と対向する内面に非磁性金属部５１Ａが設けられ、基板１０の２次コイル３０，４０との間にギャップＧが形成される。非磁性金属部５１Ａと２次コイル３０，４０とのギャップＧは、小さい方の側のギャップＧが渦電流の発生に大きく影響することになる。
例えば、図４に示したように、基板１０を多層構造の基板１０ａ，１０ｂとし、多層の基板１０ａ，１０ｂの中間に２次コイル３０，４０を配置することで、２次コイル３０，４０に対するギャップＧ１，Ｇ２を一定にすることもできる。すなわち、２次コイル３０，４０は、１次コイル２０と同様に、基板１０を２層構造として基板１０ａの裏面、または基板１０ｂの表面に２次コイル３０，４０を設けることで、基板１０の２次コイル３０，４０から同一のギャップＧ１，Ｇ２とすることができる。
こうすることで基板１０の２次コイル３０，４０と表裏両面で対向して配置されるスライダ（スクリーン）５０ＡとのギャップＧ１，Ｇ２を基板１０の厚さの影響を受けずに表裏で略同一に設定することができる。
【００３２】
また、例えば、基板１０の表面に２次コイル３０，４０を形成した場合、表側のギャップＧ１に対して裏側のギャップＧ２が基板１０の厚さの分だけ大きくなるが、この場合には、スライダ５０Ａの移動をガイドするガイド（ケース７０Ａ（図４では図示せず））によって表裏のギャップＧ１，Ｇ２が一定になるように調整するようにしても良い。
液位検出装置１Ａでは、基板１０の表裏面を囲む両側にスライダ５０Ａを配置し、スライダ５０Ａの内面に非磁性金属部５１Ａを設けることで、基板１０が環境温度などの影響で反った場合でも、片側だけのスライダの場合には、非磁性金属部５１Ａが離れたり、接近してギャップＧが変動し、２次コイル３０，４０に誘起される電圧が変動し不安定になる。しかし、この液位検出装置１Ａのように、基板１０を囲むスライダ５０Ａの両側に非磁性金属部５１Ａを設けることで、例え基板１０に反りが生じて変形して一方のギャップＧ１（Ｇ２）が大きくなっても他方のギャップＧ２（Ｇ１）が小さくなり、２次コイル３０，４０に誘起される電圧を両側のスライダ５０で所定以上に確保することができる。すなわち、スライダ５０Ａを基板１０の両面に配置することで、スライダ５０Ａと基板１０とのギャップＧ１，Ｇ２が変動しても２次コイル３０，４０に誘起される電圧強度の変動の影響を抑えることができ、所定以上の、誘起される電圧を確保することができる。これにより、検出精度を確保して位置を検出することができる。
【００３３】
また、基板１０の表裏面と平行に非磁性金属部５１Ａを配置することで、円筒状のスライダ５０の内面に沿って環状に非磁性金属部５１を設ける場合に比べて基板１０とのギャップを小さくすることができ、２次コイル３０，４０に誘起される電圧強度を大きくし、大きな誘起される電圧を確保することができる。これにより、検出精度を確保して液位を検出することができる。
なお、液位検出装置１Ａでは、基板１０とスライダ５０ＡとのギャップＧ１，Ｇ２は、小さい方が誘起される電圧が大きくなるが、例えば、１．５〜１．０ｍｍに設定される。
また、スライダ５０Ａを基板１０の表裏両側に配置することで、両側のスライダ５０Ａで２次コイル３０，４０に誘起される電圧を加算して得ることができ、片方の場合に比べて二倍の大きさの誘起される電圧を確保することができ、検出精度を確保して位置を検出することができる。また、誘起される電圧を今までと同様とする場合には、検出精度を確保しながら、スライダ５０Ａの長手方向の幅、すなわち非磁性金属部５１の移動方向の幅を半分にすることができ、液位検出装置１Ａをコンパクトにし、小型化を図ることができる。
【００３４】
このように構成した液位検出装置１Ａでは、液面の検出は、液体の容器内の液位の変化に応じて液面に浮上するフロート８０の位置が変化し、フロート８０に連動するスライダ５０Ａが移動するにより検出する。
基板１０上の１次コイル２０に発振器（Oscillator）が生成した交流信号が印加された状態としておく。
フロート８０に連動するスライダ５０Ａが液位に応じてケース７０Ａをガイドとして直線移動すると、非磁性金属部５１Ａにより遮蔽される２次コイル３０，４０の位置が変化し、基板１０の表裏両側の非磁性金属部５１Ａによって２次コイル３０，４０を覆うことで渦電流が発生して対向する磁場が形成される。
対向する磁場により１次コイル２０と２次コイル３０，４０との間の電磁カップリングを減少する。これにより、２次コイル３０，４０に誘起される電圧は変化し、２次コイル３０，４０からの出力は変調された交流電圧となり、スライダ５０Ａが横切る位置によって２次コイル３０，４０からの出力電圧が変化する。
この電圧変化から位置演算部６０によってフロート８０に連動するスライダ５０Ａの位置を演算によって求めることができる。
【００３５】
液位検出装置１Ａは、設置される液体の容器内の温度環境により、高温になる場合、基板１０に反りが生じることがあるが、基板１０が反りにより変形して一方のギャップＧ１（Ｇ２）が大きくなっても他方のギャップＧ２（Ｇ１）が小さくなり（図９参照）、２次コイル３０，４０に誘起される電圧を表裏両側の非磁性金属部５１Ａによって加算されて所定以上に確保することができる。
これにより、スライダ５０Ａを基板１０の表裏両側に配置することで、スライダ５０Ａと基板１０とのギャップＧ１，Ｇ２が変動しても２次コイル３０，４０に誘起される電圧強度の影響を加算することで抑えることができ、所定以上の誘起される電圧の強度を確保して検出精度を高めて液位を検出することができる。
また、スライダ５０Ａを基板１０の表裏両側に配置することで、両側のスライダ５０Ａで２次コイル３０，４０に誘起される電圧を加算して得ることができ、片方の場合に比べて二倍の強度の誘起される電圧を確保することができ、安定した検出精度を確保して液位を検出することができる。また、誘起される電圧を今までと同様とする場合には、検出精度に影響を及ぼすことなく、スライダ５０Ａの長手方向の幅、すなわち非磁性金属部５１Ａの上下方向の幅を半分にすることができ、液位検出装置１Ａをコンパクトにし、小型化を図ることができる。
【００３６】
以上のように構成した液位検出装置１は、基板１０と、基板１０に設けられ、磁場を形成する１次コイル２０と、１次コイル２０による磁場内の基板１０に設けられ、電圧が誘起される複数の２次コイル３０，４０と、基板１０に沿って移動し、２次コイル３０，４０に対して相対移動されて非磁性金属部５１で遮蔽する位置を変えるスクリーン５０と、スクリーン５０に連動し液面上に浮上されるフロート８０と、フロート８０の移動により２次コイル３０，４０に誘起される電圧変化から液面の位置を演算する位置演算部６０と、を備え、フロート８０は、許容できる液面の高さＨを超えて作用する浮力でスクリーン５０と連動して液面上に浮上できる垂直方向の断面積Ｓを備えて構成されている。
かかる構成によれば、不感領域として許容できる液面の高さＨに対してフロート８０の高さ（浸漬高さ）ｈと垂直方向の断面積Ｓによってスクリーン５０を浮上させる浮力を確保することができ、不感領域の高さＨを小さくして液位が低い範囲から液位を検出することができる。
【００３７】
液位検出装置１は、フロート８０が基板１０を中心に浮上可能とされる鍔状に形成されている。
かかる構成によれば、フロート８０の高さｈが小さく垂直方向の断面積Ｓの大きな形状とすることができ、基板１０を中心に浮上することで、スムーズに移動させることができる。これにより、不感領域Ｈを小さくして液位が低い範囲から検出することができる。
【００３８】
液位検出装置１は、フロート８０Ｂが基板１０を中心に浮上可能とされる鍔状に形成され、折り曲げ溝８４を備えている。
かかる構成によれば、フロート８０Ｂの高さｈが小さく垂直方向の断面積Ｓの大きな形状としても折り曲げ溝８４によって折り曲げることができ、垂直方向の断面積Ｓの大きなフロート形状であってもこれまでと同様の取り付け穴から液体の容器内に装着することができる。これにより、不感領域の高さＨを小さくして液位が低い範囲から検出することができる。
【００３９】
液位検出装置１は、フロート８０が鍔状の部分で複数に分割されて（８１，８２）被検出液体容器内に装着可能に構成されている。
かかる構成によれば、フロート８０の高さｈが小さく垂直方向の断面積Ｓの大きな形状としても複数に分割することで、分割された部分を弾性変形させることが容易となり、垂直方向の断面積Ｓの大きなフロート形状であってもこれまでと同様の取り付け穴から液体の容器内に装着することができる。これにより、不感領域の高さＨを小さくして液位が低い範囲から検出することができる。
【００４０】
液位検出装置１は、フロート８０Ａが分割された分割部材８１、８２同士がヒンジ８３で折り畳み可能に構成されている。
かかる構成によれば、フロート８０Ａの高さｈが小さく垂直方向の断面積Ｓの大きな形状としても分割された部材８１，８２をヒンジ８３で折り畳むことができ、垂直方向の断面積Ｓの大きなフロート形状であってもこれまでと同様の取り付け穴から液体の容器内に装着することができる。これにより、不感領域の高さＨを小さくして液位が低い範囲から検出することができる。
【００４１】
液位検出装置１は、フロート８０Ａが分割された分割部材８１，８２同士を折り畳み可能とするヒンジ８３が形状記憶合金で構成されている。
かかる構成によれば、フロート８０Ａの高さｈが小さく垂直方向の断面積Ｓの大きな形状としても分割された分割部材８１，８２を折り畳むヒンジ８３を形状記憶合金とすることで、温度を管理することで、折り畳んだり、復元することができ、垂直方向の断面積Ｓの大きなフロート形状であってもこれまでと同様の取り付け穴から液体の容器内に装着することができる。これにより、不感領域の高さＨを小さくして液位が低い範囲から検出することができる。
【００４２】
以上の説明は、本発明を例示するものであって、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更、変形が可能であることは言うまでもない。
例えば、液位検出の範囲については、基板１０の大きさに応じて検出範囲を設定することができる。
また、液位の検出には、所定の液位の絶対値（移動距離）を検出する場合に限らず、その液位でのＯＮ−ＯＦＦ信号を得るための検出も含むものである。
また、上記の説明では、セラミック基板を用いた実施形態を例に説明したが、絶縁層をカプトン、導体を銅箔とすることで、ガラスエポキシ基板を用いることも可能である。
また、Ｖ溝の向きは取付方法や使用方法によって上下逆であっても差し支えない。
【符号の説明】
【００４３】
１，１Ａ              液位検出装置
１０                  基板
１０ａ，１０ｂ        多層基板
２０                  １次コイル
２１                  導体
２１ａ                一端
２１ｂ                他端
３０                  ２次コイル
３１                  導体
３１ａ                一端
３１ｂ                他端
４０                  ２次コイル
４１                  導体
４１ａ                一端
４１ｂ                他端
５０，５０Ａ          スライダ（スクリーン）
５１，５１Ａ          非磁性金属部
６０                  位置演算部
６１                  ＤＳＰ
６２                  保護回路（セラミックコンデンサ）
６３                  コネクタ
６４                  電源
７０，７０Ａ          ケース
７１                  固定板
８０，８０Ａ，８０Ｂ  フロート
８１                  中央部材（分割部材）
８２                  端部材（分割部材）
Ａ                    絶縁層
Ｂ                    接続導体
Ｃ                    交差部
Ｇ，Ｇ１，Ｇ２        ギャップ
Ｈ                    不感領域の高さ（許容できる液面の高さ）
ｈ                    フロートの浸漬高さ
Ｓ                    フロートの断面積
Vsin                  誘起電圧
Vcos                  誘起電圧
【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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【図９】
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