(57)【要約】【課題】本発明は、検出部の長さが被測定液による膨潤や温度変化によって伸縮した場合でも、液位の測定に誤差が生じたり、液位の測定が不可能になったりするということのない信頼性の高いセンサ装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明のセンサ装置は、検出部２１の下部をカバーケース３１に設けた金属端子３２に接続するとともに、前記検出部２１の上部における円筒状部３６とカバーケース３１の上部とをコイルバネからなる弾性体３７を介して接続することにより、被測定液による膨潤や温度変化による検出部２１の長さの変化を前記弾性体３７によって吸収させるようにしたものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有するフィルム状の検出部と、この検出部の主面に設けられた液位検出電極と、カバーケースとを備え、前記検出部の主面と前記カバーケースとが一定の間隔を保つように前記検出部を前記カバーケースの内部に収納するとともに、前記カバーケースは内部と外部とを連通させ、さらに前記検出部の上部と下部を前記カバーケースに接続するとともに、前記検出部の上部と前記カバーケースとの接続と、前記検出部の下部と前記カバーケースとの接続のうち、少なくとも一方の接続を弾性体を介して行うようにしたセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に保管された液体の液位や液質を検出するセンサ装置に関し、特に自動車、建築機械等のエンジンオイルや燃料の液位や液質を検出するセンサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車、建築機械等のエンジンオイルや燃料の液位等を検出するセンサ装置としては図８、図９、図１０に示すようなものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
図８は従来のセンサ装置１を自動車のオイルタンクに取り付けた状態を示す断面図であり、この図８に示すように、従来のセンサ装置１は自動車のエンジンのオイルタンク２の底部にその長手方向が鉛直上向きになるように取り付けられ、そして、このオイルタンク２内のオイル３の液位を検知するのに用いられる。このセンサ装置１はベース部材４と、このベース部材４から突出するように配置された中空構造をなす略筒状のカバー５とを有し、そして、この中空構造をなす略筒状のカバー５は検出部６と、この検出部６を鉛直方向に保持する支持体７とを包囲している。また、この略筒状のカバー５の基端部には周囲のオイル３をカバー５の内外に流通させるための連通孔（図示せず）が形成され、さらに、このカバー５の先端部には空気抜きのための連通孔８が形成されているものである。
【０００４】
図９は従来のセンサ装置１に用いられる検出部６の平面図を示したもので、この図９に示すように、検出部６は基端から先端にかけて、長手方向に順に、幅広の第１矩形部９ｈ、先細の台形状のテーパ部９ｐおよび幅狭の第２矩形部９ｎが連結される形状の可撓性を有するポリイミドからなるフィルム部９を有しており、そして、このフィルム部９上には一対の液位検出電極１０と、一対の基準電極１１と、これらの電極の外側に配置されるグランド電極１２とが設けられている。また、このフィルム部９の先端近傍で、幅方向中央に位置する部分には、長手方向の長い楕円形状の貫通孔１３が設けられ、さらにテーパ部９ｐには円形状の貫通孔１４が設けられているものである。
【０００５】
図１０は従来のセンサ装置１に用いられる支持体７に検出部６を組み込んだ状態を示す斜視図である。この図１０において、検出部６上に形成した液位検出電極１０等の電極の図示は省略している。そして、この支持体７は、長手方向に沿って形成された複数の支持部１５により、フィルム部９を交互に挟み込む形態でフィルム部９を支持している。また、この支持体７は、フィルム部９の上部に位置する貫通孔１３に上部支持ピン１６を、中央部に位置する貫通孔１４に中央部支持ピン１７をそれぞれ挿入した上で、超音波溶着により加締め、そして、下部挟持部１８でフィルム部９の基端を挟み込むことにより、フィルム部９の全体を支持している。
【０００６】
上記した従来のセンサ装置１は、略筒状のカバー５をオイル３に浸漬するとともに、検出部６にオイル３を接触させ、液位検出電極１０と、基準電極１１の静電容量を検知することによりオイル３の液位を検出するものである。
【０００７】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２２１４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記した従来のセンサ装置１を自動車等に適用して、エンジンオイル等の被測定液の液位を検知する時、ポリイミドフィルムからなる検出部６は常に被測定液中に浸漬されるとともに、使用状態によっては非常に高温の環境や低温の環境に曝される可能性がある。このような場合、検出部６の長さは被測定液による膨潤や温度変化によって伸縮するもので、例えば、検出部６が伸張する場合には、検出部６は複数の支持部１５、上部支持ピン１６、中央部支持ピン１７および下部挟持部１８の４ヶ所で支持されているため、検出部６はたわんで支持体７から離脱することになり、この場合、液位の変化がないにもかかわらず、液位検出電極１０や基準電極１１で測定される静電容量に変動が生じるため、液位の測定に誤差が発生することがある。また、検出部６が収縮する場合には、検出部６が破断して液位検出電極１０と基準電極１１による液位の測定が不可能になるという問題点を有していた。
【００１０】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、検出部の長さが被測定液による膨潤や温度変化によって伸縮した場合でも、液位の測定に誤差が生じたり、液位の測定が不可能になったりするということのない信頼性の高いセンサ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【００１２】
本発明の請求項１に記載の発明は、可撓性を有するフィルム状の検出部と、この検出部の主面に設けられた液位検出電極と、カバーケースとを備え、前記検出部の主面と前記カバーケースとが一定の間隔を保つように前記検出部を前記カバーケースの内部に収納するとともに、前記カバーケースは内部と外部とを連通させ、さらに前記検出部の上部と下部を前記カバーケースに接続するとともに、前記検出部の上部と前記カバーケースとの接続と、前記検出部の下部と前記カバーケースとの接続のうち、少なくとも一方の接続を弾性体を介して行うようにしたもので、この構成によれば、検出部の上部と下部をカバーケースに接続するとともに、前記検出部の上部と前記カバーケースとの接続と、前記検出部の下部と前記カバーケースとの接続のうち、少なくとも一方の接続を弾性体を介して行うようにしているため、前記検出部には常に長手方向の張力が加えられることになり、これにより、前記検出部の主面に設けられた液位検出電極と前記カバーケースとの位置関係を常に一定に保つことができるため、液位の測定に誤差が発生するということはなくなる。さらに、被測定液による膨潤や温度変化によって生じた検出部の長さの変化は検出部とカバーケースとを接続する弾性体によって吸収させるようにしているため、検出部が伸張した場合でも検出部がたわむということはなくなり、また、検出部が収縮した場合でも検出部が破断するということはなくなり、その結果、信頼性の高いセンサ装置を容易に提供することができるという作用効果を有するものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明のセンサ装置は、可撓性を有するフィルム状の検出部と、この検出部の主面に設けられた液位検出電極と、カバーケースとを備え、前記検出部の主面と前記カバーケースとが一定の間隔を保つように前記検出部を前記カバーケースの内部に収納するとともに、前記カバーケースは内部と外部とを連通させ、さらに前記検出部の上部と下部を前記カバーケースに接続するとともに、前記検出部の上部と前記カバーケースとの接続と、前記検出部の下部と前記カバーケースとの接続のうち、少なくとも一方の接続を弾性体を介して行うようにしているため、前記検出部には常に長手方向の張力が加えられることになり、これにより、前記検出部の主面に設けられた液位検出電極と前記カバーケースとの位置関係を常に一定に保つことができるため、液位の測定に誤差が発生するということはなくなり、また、被測定液による膨潤や温度変化によって生じた検出部の長さの変化は検出部とカバーケースとを接続する弾性体によって吸収させるようにしているため、被測定液による膨潤や温度変化によって前記検出部が伸縮した場合でも、検出部がたわんで前記検出部とカバーケースとの間隔が変化したり、検出部が破断するということはなくなり、その結果、信頼性の高いセンサ装置を容易に提供することができるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）（ｂ）本発明の実施の形態１におけるセンサ装置の検出部の表側平面図および裏側平面図
【図２】同センサ装置のカバーケースの斜視図
【図３】（ａ）（ｂ）同センサ装置の一部破断正面図および一部破断側面図
【図４】（ａ）〜（ｃ）同センサ装置の組立工程の前半部を表す組立工程図
【図５】（ａ）〜（ｃ）同センサ装置の組立工程の後半部を表す組立工程図
【図６】本発明の実施の形態２におけるセンサ装置のカバーケースの斜視図
【図７】（ａ）（ｂ）同センサ装置の正面図および側面図
【図８】従来のセンサ装置を自動車のオイルタンクに取り付けた状態を示す断面図
【図９】同センサ装置に用いられる検出部の平面図
【図１０】同センサ装置の支持体に検出部を組み込んだ状態を表す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１におけるセンサ装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態１におけるセンサ装置に用いられる検出部の表側平面図および裏側平面図である。この図１（ａ）（ｂ）において、２１は検出部で、この検出部２１は下端部から上端部にかけて、長手方向に順に第１の幅広矩形部２２ａ、幅狭矩形部２２ｂおよび第２の幅広矩形部２２ｃが連結される形状で、かつ厚さが約１２０μｍの可撓性を有するポリイミド等からなるフィルム部２２を有している。そして、この検出部２１の一方の主面上には下端部から上部にかけて、カーボン、銀等により櫛歯形状に構成された厚さが約１５μｍの第１の液位検出電極２３、第２の液位検出電極２４からなる液位検出電極が設けられている。また、前記検出部２１の他方の主面上には処理回路部２５が設けられている。そして、前記第１、第２の液位検出電極２３，２４と処理回路部２５とはリード線２６、スルーホール２７、リード線２８によって接続されている。さらに、前記処理回路部２５の出力側はリード線２９によってスルーホールランド端子３０に接続されている。液位や液質の測定時には前記検出部２１は被測定液中に浸漬されるもので、第１の液位検出電極２３と、第２の液位検出電極２４の静電容量を検知することにより被測定液の液位を検出するものである。
【００１７】
図２は前記検出部２１の主面とカバーケースとが一定の間隔を保つように前記検出部２１を内部に収納するカバーケースの斜視図である。この図２において、３１はエンジニアリングプラスチック等からなる中空円筒状のカバーケースで、このカバーケース３１の下部には２本の金属端子３２が圧入等の方法により設けられ、さらにこのカバーケース３１の上方と下方には各々第１のスリット３３と、第２のスリット３４とが構成され、カバーケース３１の内部と外部とを連通させているものである。前記第１のスリット３３の底部には爪部３５が設けられている。
【００１８】
図３（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態１におけるセンサ装置の一部破断正面図および一部破断側面図であり、そして、ここでは、内部構造を明らかにするためにカバーケース３１の一部を破断して示している。この図３（ａ）（ｂ）において、検出部２１を構成するフィルム部２２における第１の幅広矩形部２２ａは図２に示すカバーケース３１の下方に設けた第２のスリット３４に挿入され、かつ前記金属端子３２は検出部２１の下部におけるスルーホールランド端子３０に挿入されて半田等で電気的、機械的に直接接続されているものである。また、図２に示す第１のスリット３３の底部に設けられた爪部３５はカバーケース３１の内側に折り曲げられている。さらに、図１（ａ）に示すフィルム部２２における第２の幅広矩形部２２ｃは幅方向に平行な線の周りに折り曲げられた後、重ね合わせ部分を熱溶着することにより円筒状部３６を形成している。さらにまた、前記円筒状部３６と爪部３５との間にはコイルバネからなる弾性体３７が圧縮された状態で挿入されているものである。このような構成とすることにより、検出部２１の下部は金属端子３２によってカバーケース３１に固定された状態となり、そして、コイルバネからなる弾性体３７によって検出部２１の上部の円筒状部３６には常に上方向の力が付加されることになるため、前記検出部２１の一つの主面に設けられた液位検出電極２３，２４と前記カバーケース３１との位置関係を常に一定に保つことができ、これにより、液位の測定に誤差が発生するということはなくなるものである。さらに、被測定液による膨潤や温度変化によって生じた検出部２１の長さの変化はコイルバネからなる弾性体３７によって吸収させるようにしているため、検出部２１が伸張した場合でも検出部２１がたわむということはなく、また、検出部２１が収縮した場合でも検出部２１が破断するのを防止することができるものである。
【００１９】
図４（ａ）〜（ｃ）と図５（ａ）〜（ｃ）を用いて本発明の実施の形態１におけるセンサ装置の組立方法を説明する。なお、図４、図５では煩雑さを避けるために検出部２１の液位検出電極２３，２４等の図示は省略している。まず、図４（ａ）に示すように、検出部２１を構成するフィルム部２２の上端に位置する第２の幅広矩形部２２ｃの両端部を、検出部２１の長手方向に平行な点線３８の周りに前方に曲率を保ちながら曲げる。図４（ｂ）はこのようにして曲げ部３９を形成した状態を示すものである。
【００２０】
次に、図４（ｃ）に示すように、コイルバネからなる弾性体３７を前記曲げ部３９に嵌挿する。
【００２１】
次に、図５（ａ）に示すように、検出部２１をカバーケース３１内にカバーケース３１の下端開口部から挿入し、曲げ部３９をカバーケース３１の上端開口部よりも上方に突出した状態で、図５（ｂ）に示すように前記第１のスリット３３に設けた爪部３５をカバーケース３１の内側に折り曲げた後、フィルム部２２における第２の幅広矩形部２２ｃをコイルバネからなる弾性体３７の上部に引き出す。
【００２２】
最後に、図５（ｃ）に示すように、フィルム部２２における第２の幅広矩形部２２ｃを、図５（ｂ）に示す幅方向に平行な点線４０の周りに曲率を保ちながら折り曲げた後、その重ね合わせ部分を熱溶着して円筒状部３６を形成するものである。
【００２３】
以上の説明から明らかなように本発明の実施の形態１におけるセンサ装置では、可撓性を有するフィルム状の検出部２１と、この検出部２１の一つの主面に設けられた液位検出電極２３，２４と、カバーケース３１とを備え、前記検出部２１の主面と前記カバーケース３１とが一定の間隔を保つように前記検出部２１を前記カバーケース３１の内部に収納するとともに、前記カバーケース３１は内部と外部とを連通させ、さらに前記検出部２１の下部をカバーケース３１に直接接続して固定するとともに、前記検出部２１の上部における円筒状部３６とカバーケース３１の上部とをコイルバネからなる弾性体３７を介して接続するようにしているため、前記検出部２１には常に長手方向、すなわち、上方向の張力が加えられることになり、これにより、前記検出部２１の一つの主面に設けられた液位検出電極２３，２４と前記カバーケース３１との位置関係を常に一定に保つことができるため、液位の測定に誤差が発生するということはなくなるものである。さらに、被測定液による膨潤や温度変化によって生じた検出部２１の長さの変化はコイルバネからなる弾性体３７によって吸収させるようにしているため、検出部２１が伸張した場合でも検出部２１がたわむということはなく、また、検出部２１が収縮した場合でも検出部２１が破断するということはなくなり、その結果、信頼性の高いセンサ装置を容易に提供することができるものである。
【００２４】
なお、上記本発明の実施の形態１におけるセンサ装置では、検出部２１の下部とカバーケース３１の下部を直接接続して固定するとともに、検出部２１の上部における円筒状部３６とカバーケース３１の上部とをコイルバネからなる弾性体３７を介して接続するようにしたものについて説明したが、検出部２１の上部とカバーケース３１の上部を直接接続して固定するとともに、検出部２１の下部とカバーケース３１の下部とをコイルバネ等の弾性体を介して接続したもの、あるいは検出部２１の上部における円筒状部３６とカバーケース３１の上部とをコイルバネ等の弾性体を介して接続するとともに、検出部２１の下部とカバーケース３１の下部とをコイルバネ等の弾性体を介して接続するようにしたものにおいても、上記本発明の実施の形態１と同様の効果が得られるものである。
【００２５】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２におけるセンサ装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図６は本発明の実施の形態２におけるセンサ装置のカバーケースの斜視図、図７（ａ）（ｂ）は同センサ装置の正面図および側面図を示したものである。なお、この実施の形態２におけるセンサ装置では、上記した実施の形態１におけるセンサ装置の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付し、その説明は省略する。
【００２７】
図６において、３１は円筒をその軸に平行な平面で切断した形状を有する、エンジニアリングプラスチック等からなるカバーケースで、このカバーケース３１の下部には２本の金属端子３２が圧入等の方法により設けられ、さらにこのカバーケース３１の下方にはスリット３４が構成されている。また、カバーケース３１の上方には長爪部４１が設けられている。
【００２８】
図７（ａ）（ｂ）において、検出部２１を構成するフィルム部２２における第１の幅広矩形部２２ａは図６に示すカバーケース３１の下方に設けたスリット３４に挿入され、かつ前記金属端子３２は検出部２１の下部におけるスルーホールランド端子３０に挿入されて半田等で電気的、機械的に直接接続されている。また、図１（ａ）に示すフィルム部２２における第２の幅広矩形部２２ｃは幅方向に平行な線の周りに折り曲げられた後、重ね合わせ部分を熱溶着することにより円筒状部３６を形成している。さらに、図６に示す長爪部４１をカバーケース３１の内側に折り曲げることにより、その先端部を上下に変形させようとすると復元力が働く弾性体３７を形成している。そして、前記円筒状部３６は前記弾性体３７を下方に変形させた状態で固定されている。
【００２９】
このような構成とすることにより、検出部２１の下部は金属端子３２によってカバーケース３１に固定された状態となり、そして、前記長爪部４１をカバーケース３１の内側に折り曲げることにより形成した弾性体３７によって検出部２１の上部の円筒状部３６には常に上方向の力が付加されることになるため、前記検出部２１の一つの主面に設けられた液位検出電極２３，２４と前記カバーケース３１との位置関係を常に一定に保つことができ、これにより、液位の測定に誤差が発生するということはなくなるものである。さらに、被測定液による膨潤や温度変化によって生じた検出部２１の長さの変化は、前記長爪部４１をカバーケース３１の内側に折り曲げることにより形成した弾性体３７によって吸収させるようにしているため、検出部２１が伸張した場合でも検出部２１がたわむということはなく、また、検出部２１が収縮した場合でも検出部２１が破断することがなくなり、その結果、信頼性の高いセンサ装置を容易に提供することができるものである。さらにまた、本発明の実施の形態２においては、コイルバネ等の弾性体部材を別途使用しないため、センサ装置の製造コストの低減が図れるとともに小形化も可能となるという効果も得られるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明に係るセンサ装置は、被測定液による膨潤や温度変化によって生じた検出部の長さの変化を弾性体によって吸収することにより、前記検出部が伸縮した場合でも、検出部がたわんでこの検出部とカバーケースとの間隔が変化したり、検出部が破断したりするということはなくなるため、信頼性の高いセンサ装置を容易に提供することができるという効果を有するものであり、特に、自動車、建築機械等のエンジンオイルや燃料の液位を検出するセンサ装置として有用なものである。
【符号の説明】
【００３１】
２１  検出部
２３，２４  液位検出電極
３１  カバーケース
３７  弾性体
【図１】
2011021936.tif 000003
【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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【図１０】
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