(57)【要約】【課題】  尿素水タンク内に誤って軽油などの尿素水溶液よりも比重の小さい液体燃料が収容され、尿素水溶液の液面が尿素水センサより下方にまで低下している場合に、適正な尿素水溶液が尿素水タンク内に収容されていると誤検知する不具合を防止できる尿素水センサを提供する。【解決手段】  本発明の尿素水センサ１は、発熱抵抗体を有する検知部（昇温検知部５１０）と、その検知部の周囲を包囲する包囲部材５８とを備えている。包囲部材５８の貫通孔の少なくともいずれかは、直径３．５ｍｍ以上（好ましくは５．０ｍｍ以上）の仮想円板（第１仮想円板）Ｋを内側に配置することが可能な形態であり、尿素水センサ１を尿素水タンク１０に取り付けた姿勢にしたとき、仮想円板Ｋの少なくとも一部が検知部（昇温検知部５１０) よりも鉛直方向下方Ｙ１に位置する配置とされた下方貫通孔５８Ｈ６である。【選択図】  図２
2008203243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿素水タンク内に収容された尿素水溶液に浸漬されて、上記尿素水タンク内に収容された液体が上記尿素水溶液であるか、これと熱伝導率の異なる異種液体であるかを検知する検知部と、
上記検知部の周囲を取り囲む包囲部材であって、自身を貫通する１または複数の貫通孔を有する包囲部材と、
を備える尿素水センサであって、
上記包囲部材の上記貫通孔の少なくともいずれかは、
直径３．５ｍｍ以上の第１仮想円板を内側に配置することが可能な形態であり、
上記尿素水センサを上記尿素水タンクに取り付けた姿勢にしたとき、上記第１仮想円板の少なくとも一部が上記検知部よりも鉛直方向下方側に位置する配置された
下方貫通孔である
尿素水センサ。
【請求項２】
尿素水タンク内に収容された尿素水溶液に浸漬されて、上記尿素水タンク内に収容された液体が上記尿素水溶液であるか、これと熱伝導率の異なる異種液体であるかを検知する検知部と、
上記検知部の周囲を取り囲む包囲部材であって、自身を貫通する複数の貫通孔を有する包囲部材と、
を備える尿素水センサであって、
上記包囲部材の上記複数の貫通孔は、上記尿素水センサを取り付けた姿勢にしたとき、上記検知部よりも鉛直方向下方側に位置する下方側貫通孔と、検知部の下端よりも鉛直方向上方側に位置する上方側貫通孔とを含んでおり、
上記下方側貫通孔の内側に配置することが可能な第１仮想円板の最大直径は、上記上方側貫通孔の内側に配置することが可能な第２仮想円板の最大直径よりも大きい
尿素水センサ。
【請求項３】
請求項２に記載の尿素水センサであって、
前記第１仮想円板の最大直径は、前記第２仮想円板の最大直径の２倍以下である
尿素水センサ。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の尿素水センサであって、
前記第１仮想円板の最大直径は、３．５ｍｍ以上である
尿素水センサ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の尿素水センサであって、
前記包囲部材の前記下方貫通孔は、
上記尿素水センサを前記姿勢にしたとき、前記第１仮想円板が鉛直方向下方を向く形態とされてなる
尿素水センサ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の尿素水センサであって、
前記包囲部材は、上記尿素水センサを前記姿勢にしたとき、鉛直方向下方を向く底部を有する有底筒状をなしており、
前記下方貫通孔は、前記底部に配置されてなる
尿素水センサ。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の尿素水センサであって、
上記尿素水センサを前記姿勢にしたとき、
前記下方貫通孔の前記第１仮想円板の鉛直方向下方に、上記第１仮想円板に対向する整流対向面を有する整流部材であって、
上記整流対向面は、これを鉛直方向上方の上記第１仮想円板に向けて投影したとき、上記第１仮想円板の全体を上記整流対向面の投影領域内に含む形態とされ、
上記整流対向面と上記第１仮想円板との距離を３．０ｍｍ以上としてなる
整流部材を備える
尿素水センサ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の尿素水センサであって、
前記検知部は、
自身の温度に応じて抵抗値が変化する発熱抵抗体が、セラミック絶縁基体内に液密に封止されてなる昇温部を有する
尿素水センサ。
【請求項９】
請求項８に記載の尿素水センサであって、
前記昇温部は、
平板形状をなし、最も発熱面積の大きな昇温部主面と、これの反対側に位置する昇温部裏面と、を有し、
上記尿素水センサが前記整流部材を備えているとき、
前記包囲部材は、少なくとも、前記下方貫通孔を除く前記貫通孔のいずれもが、上記昇温部主面及び上記昇温部裏面と正対しない位置に配置されてなり、
上記尿素水センサが上記整流部材を備えていないとき、
前記包囲部材は、前記下方貫通孔を含む前記貫通孔のいずれもが、上記昇温部主面及び上記昇温部裏面と正対しない位置に配置されてなる
尿素水センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、尿素水センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ディーゼル自動車から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する排ガス浄化装置において、ＮＯｘ選択還元（ＳＣＲ）触媒を用いることがあるが、その還元剤として尿素水溶液が用いられている。この還元反応を効率良く行うためには、尿素濃度が３２．５ｗｔ％の尿素水溶液を用いると良いことが知られている。しかしながら、ディーゼル自動車に搭載される尿素水タンクに収容される尿素水溶液では、経時変化などにより、その尿素濃度が変化してしまうことがある。また、尿素水タンク内に、誤って異種溶液（軽油など）や水などを混入してしまう虞もある。このような現状に鑑み、尿素水タンク内の尿素水溶液の尿素濃度を管理するべく、尿素水センサ（尿素濃度識別装置）が提案されている（例えば、特許文献1 参照）。
【特許文献１】特開２００５−８４０２６号公報
【０００３】
特許文献１の尿素濃度識別装置では、自動車の走行中にも、尿素溶液の尿素濃度を正確にしかも迅速に識別することの可能な尿素溶液の識別装置を提供するとしている。すなわち、濃度識別センサー部に、金属フインを備えた傍熱型濃度検知部及び液温検知部（検知部）を有している。さらに、この濃度識別センサー部（液体濃度検知素子）には、金属フインを囲むように尿素溶液導入路を形成するカバー部材、及び、上下端面板に流通孔を形成した包囲体が付設されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように構成するのは、一般に、濃度検知素子（濃度識別センサー部）の検知部（傍熱型濃度検知部及び液温検知部）の周囲には、タンク内などに貯留された尿素溶液全体の濃度、温度などの状態を適切に反映した尿素溶液が位置している必要があるため、この検知部の周囲では、尿素溶液が適切に尿素水センサ（尿素濃度識別装置）の外部の尿素溶液と液交換できるように、液の流通がなされている必要があり、一方、検知部の周囲の尿素溶液が、激しく移動する場合には、この影響で、濃度、温度など尿素溶液の状態を適切に検知することが困難となり、濃度の測定値の誤差が大きくなる虞があるからである。
【０００５】
ところで、給油所で運転者や作業者が、尿素水タンクを軽油タンクと勘違いして、尿素水タンク内に誤って軽油を注入してしまう虞がある。なお、軽油は尿素水溶液に比べて比重が小さいので、尿素水タンク内に軽油が混入した場合、尿素水溶液が鉛直方向下側、軽油が鉛直方向上側に位置することになる。この場合において、尿素水溶液が使用により減少し、その液面が尿素水センサより下方にまで低下した状態で、振動などの影響で尿素水タンク内の液体（尿素水溶液及び軽油）が激しく動くと、尿素水溶液の液滴が包囲部材（包囲体）内に進入してしまうことがあった。
【０００６】
しかるに、本発明者が検討したところ、包囲部材の下部に、液流通のための貫通孔を設けていても、包囲部材内に進入した尿素水溶液を適切に包囲部材の外部に排出することができず、包囲部材の外部（周囲）には軽油が位置しているのに、包囲部材の内部にのみ尿素水溶液が溜まり、検知部が尿素水溶液で囲まれた状態となることがあった。すると、尿素水溶液の液面が検知部より下方にまで低下し、尿素水タンク内に誤って注入した軽油が触媒に供給されかねない異常事態にも拘わらず、尿素水センサが、尿素水タンク内には適正な尿素水溶液が収容されていると誤検知する虞があった。また、ガソリンなどの尿素水溶液よりも比重の小さい液体燃料を、誤って尿素水タンク内に注入してしまった場合も、上述のように軽油を注入した場合と同様の問題が生じる虞があった。
【０００７】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、尿素水タンク内に誤って軽油などの尿素水溶液よりも比重の小さい液体燃料が収容され、尿素水溶液の液面が尿素水センサより下方にまで低下している場合に、適正な尿素水溶液が尿素水タンク内に収容されていると誤検知する不具合を防止できる尿素水センサ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】
【０００８】
その解決手段は、尿素水タンク内に収容された尿素水溶液に浸漬されて、上記尿素水タンク内に収容された液体が上記尿素水溶液であるか、これと熱伝導率の異なる異種液体であるかを検知する検知部と、上記検知部の周囲を取り囲む包囲部材であって、自身を貫通する1 または複数の貫通孔を有する包囲部材と、を備える尿素水センサであって、上記包囲部材の上記貫通孔の少なくともいずれかは、直径３．５ｍｍ以上の第１仮想円板を内側に配置することが可能な形態であり、上記尿素水センサを上記尿素水タンクに取り付けた姿勢にしたとき、上記第１仮想円板の少なくとも一部が上記検知部よりも鉛直方向下方側に位置する配置とされた下方貫通孔である尿素水センサである。
【０００９】
本発明の尿素水センサでは、包囲部材の貫通孔の少なくともいずれかを、直径３．５ｍｍ以上の第１仮想円板が内包される下方貫通孔としている。これにより、前述のように、尿素水タンク内に誤って軽油などの尿素水溶液よりも比重の小さい液体燃料（異種液体）が収容された状態で、尿素水溶液の液滴が包囲部材内に進入しても、下方貫通孔を通じて尿素水溶液を包囲部材の外部に排出でき、包囲部材の外部（周囲）と同様に、検知部の周囲に軽油などの尿素水溶液よりも比重の小さい液体燃料を位置させることができる。
【００１０】
従って、本発明の尿素水センサでは、尿素水タンク内に誤って軽油などの尿素水溶液よりも比重の小さい液体燃料が収容され、尿素水溶液の液面が検知部より下方にまで低下した場合に、適正な尿素水溶液が尿素水タンク内に収容されていると誤検知する不具合を防止できる。すなわち、尿素水タンク内に誤って軽油などの尿素水溶液よりも比重の小さい液体燃料（尿素水溶液と熱伝導率が異なる異種液体にも該当する）が収容されている場合に、尿素水溶液と熱伝導率の異なる異種液体が収容されていることを、適切に検知することができる。
【００１１】
なお、本発明の尿素水センサは、ディーゼル自動車に搭載される尿素水タンクに装着して用いることが多いため、尿素水タンクを軽油タンクと間違えて、特に、軽油が、尿素水タンク内に誤って注入される危険陸が高い。これに対し、本発明の尿素水センサでは、上述のように、尿素水タンク内に誤って異種液体（軽油）が収容されていることを、適切に検知することができるので、例えば、尿素水タンク内に誤って注入した軽油が触媒に供給されてしまう不具合を防止することができる。
【００１２】
また、下方貫通孔の形態としては、例えば、直径３．５ｍｍ以上の円形の貫通孔や、短径が３．５ｍｍ以上の長円形の貫通孔や、幅３．５ｍｍ以上の複数のスリットが互いに交差してなる貫通孔や、直径３．５ｍｍ以上の円形の貫通孔とこの貫通孔から放射状に延びるスリットとからなる貫通孔などが挙げられる。なお、下方貫通孔としては、直径３．５ｍｍ以上の第１仮想円板を内側に配置する形態であれば良いが、尿素水タンクが静止状態（換言すれば、尿素水センサが静止状態）であるときに、尿素水タンク内に誤って軽油などの尿素水溶液よりも比重の小さい液体燃料が収容された状態で、尿素水溶液の液滴が包囲部材内に進入したとしても、下方貫通孔を通じて尿素水溶液を排出できることが好ましい。その観点から、第１仮想円板としては、直径が５．０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１３】
また、他の解決手段は、尿素水タンク内に収容された尿素水溶液に浸漬されて、上記尿素水タンク内に収容された液体が上記尿素水溶液であるか、これと熱伝導率の異なる異種液体であるかを検知する検知部と、上記検知部の周囲を取り囲む包囲部材であって、自身を貫通する複数の貫通孔を有する包囲部材と、を備える尿素水センサであって、上記包囲部材の上記複数の貫通孔は、上記尿素水センサを取り付けた姿勢にしたとき、上記検知部よりも鉛直方向下方側に位置する下方側貫通孔と、検知部の下端よりも鉛直方向上方側に位置する上方側貫通孔とを含んでおり、上記下方側貫通孔の内側に配置することが可能な第１仮想円板の最大直径は、上記上方側貫通孔の内側に配置することが可能な第２仮想円板の最大直径よりも大きい尿素水センサである。
【００１４】
本発明の尿素水センサでは、包囲部材に設けられる複数の貫通孔として、検知部よりも鉛直方向下方側に位置する下方側貫通孔と、検知部の下端よりも鉛直方向下端より上方側に位置する上方側貫通孔とを設け、下方側貫通孔を上方側貫通孔に対して特定関係を満たす大きさに設定している。具体的には、下方側貫通孔の内側に配置することが可能な第１仮想円板の最大直径が、上記上方側貫通孔の内側に配置することが可能な第２仮想円板の最大直径よりも大きい関係を満たすように、互いの貫通孔が設定されている。
【００１５】
尿素水センサを取り付けた姿勢にしたとき、上方側貫通孔はその位置関係から尿素水溶液の液滴を導入するように主に機能するが、この上方側貫通孔に対し下方側貫通孔を、上記特定関係を満たす大きさに設定することで、尿素水タンク内に誤って軽油などの尿素水溶液よりも比重の小さい液体燃料が収容された状態で尿素水溶液の液滴が包囲部材内に進入しても、下方貫通孔を通じて尿素水溶液を包囲部材の外部に排出できる。
従って、本発明の尿素水センサでは、尿素水タンク内に誤って軽油などの尿素水溶液よりも比重の小さい液体燃料が収容され、尿素水溶液の液面が検知部より下方にまで低下した場合に、適正な尿素水溶液が尿素水タンク内に収容されていると誤検知する不具合を防止できる。
【００１６】
なお、前記第１仮想円板の最大直径は、前記第２仮想円板の最大直径の２倍以下であると良い。第１仮想円板の最大直径の大きさを、第２仮想円板の最大直径に対して過度に大きくすると、尿素水タンクに収容される尿素水溶液に、振動（例えば、ディーゼル自動車の運転中に生じる振動）がかかって鉛直方向下方側から上方に向かう液流が生じた場合に、下方貫通孔を通じて液流の影響が検出部に及び、検出部の検知精度が低下する虞があるがある。そこで、尿素水溶液の液滴を導入するように主に機能する上方側貫通孔に内包される第２仮想円板の最大直径を基準にして、下方側貫通孔に内包される第１仮想円板の最大直径を２倍以下にすることで、液流の影響が検出部に及び難くすることが可能となる。
【００１７】
また、上記の尿素水センサであって、前記第１仮想円板の最大直径は、３．５ｍｍ以上である尿素水センサとすると良い。
第１仮想円板の最大直径を３．５ｍｍ以上に設定することで、尿素水タンク内に誤って軽油などの尿素水溶液よりも比重の小さい液体燃料が収容された状態で、尿素水溶液の液滴が包囲部材内に進入しても、下方貫通孔を通じて尿素水溶液を包囲部材の外部に良好に排出することができる。
【００１８】
なお、下方貫通孔としては、最大直径３．５ｍｍ以上の第１仮想円板を内側に配置する形態であれば良いが、尿素水タンクが静止状態（換言すれば、尿素水センサが静止状態）であるときに、尿素水タンク内に誤って軽油などの尿素水溶液よりも比重の小さい液体燃料が収容された状態で、尿素水溶液の液滴が包囲部材内に進入したとしても、下方貫通孔を通じて尿素水溶液を排出できることが好ましい。その観点から、第１仮想円板としては、最大直径が５．０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１９】
さらに、上記の尿素水センサであって、前記包囲部材の前記下方貫通孔は、上記尿素水センサを前記姿勢にしたとき、前記第１仮想円板が鉛直方向下方を向く形態とされてなる尿素水センサとすると良い。
【００２０】
本発明の尿素水センサでは、包囲部材の下方貫通孔が、尿素水センサを尿素水タンクに取り付けた姿勢において、第１仮想円板が鉛直方向下方を向く形態とされている。これにより、前述のように包囲部材内に進入した尿素水溶液を、包囲部材の外部に排出し易くなるので好ましい。
【００２１】
さらに、上記の尿素水センサであって、前記包囲部材は、上記尿素水センサを前記姿勢にしたとき、鉛直方向下方を向く底部を有する有底筒状をなしており、前記下方貫通孔は、前記底部に配置されてなる尿素水センサとすると良い。
【００２２】
本発明の尿素水センサでは、包囲部材が鉛直方向下方を向く底部を有しており、その底部に下方貫通孔が配置されている。これにより、尿素水タンクに収容される尿素水溶液に、振動（例えば、ディーゼル自動車の運転中に生じる振動）がかかって鉛直方向下方側から上方に向かう液流が生じた場合にも、包囲部材の底部にてその液流が検出部に及ぶのを軽減しながら、下方流通孔を通じて尿素水溶液を外部に排出することができる。
【００２３】
さらに、上記の尿素水センサであって、上記尿素水センサを前記姿勢にしたとき、前記下方貫通孔の前記第１仮想円板の鉛直方向下方に、上記第１仮想円板に対向する整流対向面を有する整流部材であって、上記整流対向面は、これを鉛直方向上方の上記第１仮想円板に向けて投影したとき、上記第１仮想円板の全体を上記整流対向面の投影領域内に含む形態とされ、上記整流対向面と上記第１仮想円板との距離を３．０ｍｍ以上としてなる整流部材を備える尿素水センサとすると良い。
【００２４】
尿素水タンク内に収容されている尿素水溶液は、振動（例えば、ディーゼル自動車の運転中に生じる振動）の影響により、鉛直方向下方側から上方に向かう液流が生じることがある。一方、前述のように、第１仮想円板が鉛直方向下方を向く下方貫通孔を包囲部材に設けた場合には、このような液流がその勢いを弱められることなく、下方貫通孔を通じて包囲部材内に進入する。この影響で、検知部の周囲の尿素水溶液が激しく動くことがあり、これによって、検知部において、尿素水タンク内に収容された液体が尿素水溶液であるか、これと熱伝導率の異なる異種液体であるかの検知を、適切に行うことができなくなる虞がある。
【００２５】
これに対し、本発明の尿素水センサでは、尿素水センサを尿素水タンクに取り付けた姿勢にしたとき、下方貫通孔の第１仮想円板の鉛直方向下方に、第１仮想円板に対向する整流対向面を有する整流部材を設けている。この整流部材の整流対向面は、これを鉛直方向上方の第１仮想円板に向けて投影したとき、第１仮想円板の全体を整流対向面の投影領域内に含む形態とされている。つまり、本発明の尿素水センサを尿素水タンクに取り付けた姿勢とし、尿素水センサの鉛直方向下方側から鉛直方向上方を見たとき、下方貫通孔に内包される第１仮想円板が、整流部材のうち整流対向面をなす部位に遮られて見えない状態としている。
【００２６】
従って、尿素水タンク内において、尿素水センサの鉛直方向下方側から鉛直方向上方に向かう液流が生じた場合でも、整流部材のうち整流対向面をなす部位の存在により、この液流が直接、下方貫通孔を通じて包囲部材内に進入することを防止することができる。これにより、このような液流が、検知部における、尿素水タンク内に収容された液体が尿素水溶液であるか、これと熱伝導率の異なる異種液体であるかの検知に及ぼす影響を、適切に抑制することができる。
【００２７】
しかも、本発明の尿素水センサでは、整流対向面と第１仮想円板との距離を３．０ｍｍ以上空けている。このようにすることで、前述のように包囲部材内に進入した尿素水溶液の液滴が、下方貫通孔を通じて包囲部材の外部に排出されるのを、整流部材（整流対向面）により妨げることがない。すなわち、前述のように包囲部材内に進入した尿素水溶液の液滴を、下方貫通孔を通じて、包囲部材の外部に適切に排出することもできる。
【００２８】
さらに、上記いずれかの尿素水センサであって、前記検知部は、自身の温度に応じて抵抗値が変化する発熱抵抗体が、セラミック絶縁基体内に液密に封止されてなる昇温部を有する尿素水センサとすると良い。
【００２９】
尿素水タンク内に誤って、尿素水溶液と熱伝導率の異なる異種液体が収容されている場合、この異種溶液を発熱抵抗体により加熱すると、熱伝導率の違いに起因して、尿素水溶液が収容されているときとは温度上昇率が異なることとなる。例えば、軽油など尿素水溶液よりも熱伝導率の小さい異種液体は、尿素水溶液に比べて、温度上昇率が小さくなる。
【００３０】
本発明の尿素水センサは、発熱抵抗体がセラミック絶縁基体内に液密に封止されてなる昇温部を有している。このため、発熱抵抗体を有する昇温部を、尿素水タンク内に収容されている液体に浸漬して発熱抵抗体に通電すると、当該液体の温度上昇率（すなわち、液種など）が発熱抵抗体の温度上昇に影響を与えることとなる。この発熱抵抗体は、自身の温度に応じた抵抗値を有するため、尿素水タンク内に収容されている液体の熱伝導率の違い（液種などの違い）により、所定の通電時間後の発熱抵抗体の抵抗値に違いが生じることとなる。従って、発熱抵抗体の抵抗値に対応して出力される出力値に基づいて、適切に、尿素水タンク内に収容された液体が尿素水溶液であるか、これと熱伝導率の異なる異種液体（軽油など）であるかを検知することができる。
【００３１】
ところで、前述の特許文献１（特開２００５−８４０２６号公報）の尿素濃度識別装置は、基板と感温体と絶縁層と発熱体と保護層とが、順に積層されてなる素子を有する傍熱型濃度検知部を備えている。この尿素濃度識別装置では、発熱体に所定時間通電を行い、その通電の前後において感温体により測定した発熱体の温度変化に基づいて、尿素濃度を検知する。
これに対し、本発明の尿素水センサは、上述のように、自身の温度に応じた抵抗値を有する発熱抵抗体を検知部に用いているので、発熱抵抗体の抵抗値に対応して出力される出力値に基づいて、尿素水タンク内に収容された液体が尿素水溶液であるか、これと熱伝導率の異なる異種液体であるかを検知することができる。従って、特許文献１の尿素濃度識別装置と異なり、発熱抵抗体の温度を検知する感温体を設ける必要がない。このため、本発明の尿素水センサは、特許文献１の尿素濃度識別装置と比較して、検知部の構成を簡略化し、小型化することができるので好ましい。
【００３２】
さらに、上記の尿素水センサであって、前記昇温部は、平板形状をなし、最も発熱面積の大きな昇温部主面と、これの反対側に位置する昇温部裏面と、を有し、上記尿素水センサが前記整流部材を備えているとき、前記包囲部材は、少なくとも、前記下方貫通孔を除く前記貫通孔のいずれもが、上記昇温部主面及び上記昇温部裏面と正対しない位置に配置されてなり、上記尿素水センサが上記整流部材を備えていないとき、前記包囲部材は、前記下方貫通孔を含む前記貫通孔のいずれもが、上記昇温部主面及び上記昇温部裏面と正対しない位置に配置されてなる尿素水センサとすると良い。
【００３３】
尿素水タンク内に収容されている尿素水溶液は、振動（例えば、ディーゼル自動車の運転中に生じる振動）の影響により液流が生じることがある。一方、前述のように、検知部の周囲を取り囲む包囲部材には、貫通孔が形成されている。このため、尿素水タンク内で液流が生じた場合、この液流がその勢いを弱められることなく、貫通孔を通じて包囲部材内に進入することがある。このとき、包囲部材の貫通孔が、昇温部主面及び上記昇温部裏面と正対する位置に配置されている場合には、昇温部主面及び上記昇温部裏面に隣接する尿素水溶液が激しく動くことがあり、これによって、検知部において、尿素水タンク内に収容された液体が尿素水溶液であるか、これと熱伝導率の異なる異種液体であるかの検知を、適切に行うことができなくなる虞がある。
【００３４】
これに対し、本発明の尿素水センサでは、尿素水センサが整流部材を備えているとき、包囲部材は、少なくとも下方貫通孔を除く貫通孔のいずれもが、昇温部主面及び昇温部裏面と正対しない位置に配置されてなる。または、尿素水センサが整流部材を備えていないとき、包囲部材は、下方貫通孔を含む貫通孔のいずれもが、昇温部主面及び昇温部裏面と正対しない位置に配置されてなる。これにより、液流が貫通孔を通じて包囲部材内に進入しても、この液流が直接、昇温部主面及び昇温部裏面に突き当たることがなく、昇温部主面及び上記昇温部裏面に隣接する尿素水溶液が激しく動くことを防止することができる。従って、本発明の尿素水センサでは、尿素水タンク内で液流が生じた場合でも、検知部において、尿素水タンク内に収容された液体が尿素水溶液であるか、これと熱伝導率の異なる異種液体であるかの検知を、適切に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
（実施形態）
本発明を具体化した尿素水センサの一実施の形態について、以下に説明する。図１に示す本実施形態にかかる尿素水センサ１は、例えば、ディーゼルエンジンなどを搭載した自動車の排気ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を、尿素水溶液で還元して無害化する排気ガス浄化装置において、尿素水タンク１０内に収容された尿素水溶液ＬＱ１の尿素濃度や、尿素水溶液ＬＱ１の液面レベルＬＱＨを検知する装置として用いられる。
【００３６】
この尿素水センサ１（以下、単にセンサ１ともいう）は、基部２、及び、この基部２から図１において下方に延びるセンサ部３から構成されている。この尿素水センサ１は、その基部２を、破線で示す尿素水溶液ＬＱ１を収容してなる尿素水タンク１０の開口部１１周りに取り付け、センサ部３が鉛直方向Ｙ（図１において上下方向）に延びるような姿勢として、センサ部３を尿素水溶液ＬＱ１に浸漬させて用いる。
【００３７】
なお、本明細書では、特に断らない限り、センサ１を尿素水タンク１０に取り付けた姿勢（図１に示す姿勢）において、このセンサ１及び各部品の説明をするものとする。従って、センサ１を尿素水タンク１０に取り付けた姿勢にしたとき、図１に示すように、センサ１の軸線ＡＸに沿う方向（軸線方向）が鉛直方向Ｙ（図１において上下方向）となり、軸線ＡＸに沿う方向のうち、下方が鉛直方向下方Ｙ１、上方が鉛直方向上方Ｙ２となる。
【００３８】
尿素水センサ１のうち、基部２は、取付フランジ部２１、蓋体２５及びこれらに包囲された配線基板２２、外部接続ケーブル２４、及びこれを保持するブッシュ２３などを備える。また、センサ部３は、二重円筒状の液面レベルセンサ部４と、尿素濃度センサ部５とからなる。なお、図１に示すように、尿素水センサ１を尿素水タンク１０に取り付けた姿勢において、尿素濃度センサ部５が、液面レベルセンサ部４より鉛直方向下方Ｙ１に位置するように構成されている。
【００３９】
まず、基部２について詳細に説明する。取付フランジ２１は、金属からなり、尿素水センサ１を尿素水タンク１０の開口部１１に取付けるための台座として用いる。この取付フランジ２１には、図示しないボルト挿通孔が穿孔されており、尿素水センサ１（基部２)を尿素水タンク１０にボルトで固定できるように構成されている。
【００４０】
一方、図１において破線で示す配線基板２２は、この取付フランジ２１よりも鉛直方向上方Ｙ２に配置されている。この配線基板２２には、ＣＰＵや電気回路などを備える制御回路（図示省略）が形成されており、この制御回路は、液面レベルセンサ部４及び尿素濃度センサ部５と電気的に接続されると共に、外部接続ケーブル２４を介して外部の電気回路と接続可能となっている。また、この配線基板２２は、取付フランジ部２１に取付けられた蓋体２５によって覆われ、液密に保護されている。
【００４１】
この配線基板２２に形成された制御回路は、尿素濃度センサ部５のうち、図３に示す濃度センサ素子５１への通電により、内部ヒータ配線５１８の抵抗値に対応した出力信号に基づいて、具体的には、濃度センサ素子５１に所定の電流を流すことで内部ヒータ配線５１８の両端に生じる電位差（電圧値）に基づいて、尿素水溶液ＬＱ１の尿素濃度を検知する。
【００４２】
次に、センサ部３について説明する。前述したように、このセンサ部３は、液面レベルセンサ部４と尿素濃度センサ部５とからなる。このうち、まず、液面レベルセンサ部４について説明し、その後、尿素濃度センサ部５について説明する。
液面レベルセンサ部４は、図１に示すように、鉛直方向Ｙ（図１において上下方向）延びる円筒形状の外筒４１と、その内部に配置され、この外筒４１とは同軸であるが相対的に小径で円筒形状を有する内筒４２とを含む。外筒４１の内周面と内筒４２の外周面とは、所定間隔で離間している。
【００４３】
これらのうち、外筒４１は、金属からなり、液面レベルＬＱＨを検出するための一方の電極となっている。また、外筒４１は、図１に示すように、鉛直方向Ｙ（図１において上下方向）を長手方向とした細幅長円状のスリット４１５を有しており、内筒４２との間に、外部と連通した状態で、破線で示すように尿素水溶液ＬＱ１を収容できるようになっている。また、外筒４１のうち、その下方端４１Ｔは開口して下方端開口ＯＰをなす一方、上方端４１Ｂは溶接などにより取付フランジ２１に固着されている。
【００４４】
なお、本実施形態のセンサ１では、外筒４１を取付フランジ２１に溶接している。さらに、この取付フランジ２１を配線基板２２上に形成された制御回路（図示しない）におけるグランド電位に接続している。これによって、外筒４１をグランド電位としている。また、図２に拡大して示すように、外筒４１のうち下方端４１Ｔより若干上方に位置する保持部４１２と、内筒４２のうち下方側に位置する下端部４２１との間には、後述するゴムブッシュ５６が介在している。外筒４１の保持部４１２には、このゴムブッシュ５６の外周に形成した係合突起部５６２とそれぞれ係合して、このゴムブッシュ５６（尿素濃度センサ部５）を保持するための保持孔４１Ｈが、周方向の複数の所定位置（本実施形態では３箇所）に形成されている。さらに、保持孔４１Ｈよりも下方側には、外筒４１の内部との間で尿素水溶液ＬＱ１の流通を図るための流通孔４１Ｒが穿孔されている。
【００４５】
また、内筒４２も、金属からなり、液面レベルＬＱＨを測定するための他方の電極として、外筒４１と電気的に絶縁しつつ、この外筒４１と対向し、配線基板２２上の制御回路と電気的に接続されている。内筒４２の外周面４２Ｇは、例えば、ＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＥＴＦＥなどのフッ素系樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などからなる絶縁性被膜４３で被覆されており、内筒４２と外筒４１との間に尿素水溶液ＬＱ１が介在しても、外筒４１とは電気的に絶縁されるようになっている。
【００４６】
この液面レベルセンサ部４で、尿素水溶液ＬＱ１の液面レベルＬＱＨを検知するには、図１に示すように、この液面レベルセンサ部４を尿素水溶液ＬＱ１に浸漬して、尿素水溶液ＬＱ１を、スリット４１５を通じて、外筒４１と内筒４２（絶縁性被膜４３）との間に流入させる。
すると、この液面レベルセンサ部４では、外筒４１と内筒４２との間において、液面レベルＬＱＨに応じて尿素水溶液ＬＱ１が存在する部分と存在しない部分とができるから、外筒４１と内筒４２との間に形成されるコンデンサの静電容量が液面レベルＬＱＨに応じて変化する。そこで、外筒４１と内筒４２との間に交流電圧を印加すると、この静電容量の大きさに応じた電流が流れるので、電流の大きさを知ることで尿素水溶液ＬＱ１の液面レベルＬＱＨを検知することができる。
【００４７】
次に、尿素濃度センサ部５について説明する。
尿素濃度センサ部５は、図１に示すように、液面レベルセンサ部４の鉛直方向下方Ｙ１に配置され、濃度センサ素子５１、ホルダ部材５５、包囲部材５８及びゴムブッシュ５６などから構成されている。
【００４８】
このうち、濃度センサ素子５１は、自身の下方端部分が突出する形態で、ホルダ部材５５に保持されている。また、この濃度センサ素子５１は、これにハンダ付けにより固着された接続端子５２及び接続ケーブル５３を介して（図２、図３参照）、配線基板２２に形成された制御回路と電気的に接続されている。一方、ホルダ部材５５は、これを取り囲む外筒４１との間に介在するゴムブッシュ５６により、外筒４１の保持部４１２に保持されている。さらに、包囲部材５８は、濃度センサ素子５１のうちホルダ部材５５から突出する下端部５１１を包囲するようにして、ホルダ部材５５の下方端部分（径小部５５３）に係合して保持されている。
【００４９】
まず、尿素濃度センサ部５のうち、濃度センサ素子５１（図３参照）について説明する。この濃度センサ素子５１は、平面視、矩形で平板状をなしており、アルミナセラミックスからなる平板状の２層のセラミック層５１９(５１９Ａ，５１９Ｂ）と、これらの間に液密に配置された内部配線５１６とを備える。この内部配線５１６は、幅広一対の内部リード配線５１７と、これらの間に配置され蛇腹状に折り返された内部ヒータ配線５１８とを含む。
【００５０】
また、この濃度センサ素子５１は、図２及び図３に示すように、ホルダ部材５５から突出される下端部５１１、この下端部５１１の鉛直方向上方Ｙ２に隣接してホルダ部材５５に挿通する挿通部５１２、さらに、この挿通部５１２の鉛直方向上方Ｙ２に位置する樹脂保持部５１３、及び、一対の接続端子５２がそれぞれハンダ付け接続されてなる上端部５１４に分けられる。
【００５１】
図３(ａ）に示すように、下端部５１１の内部には、内部ヒータ配線５１８が配置されている。従って、本実施形態においては、下端部５１１に、通電により昇温し、尿素水溶液ＬＱ１中の尿素の濃度を検知すると共に、尿素水タンク１０内に収容された液体が尿素水溶液ＬＱ１であるか、これと熱伝導率の異なる異種液体であるかを検知する昇温検知部５１０が含まれる。なお、下端部５１１は、図３(ｂ）に示すように、前述のセラミック層５１９Ａで構成される主面５１１Ａ、及び、これと平行で、セラミック層５１９Ｂで構成される裏面５１１Ｂを有している。さらに、昇温検知部５１０についてみると、この昇温検知部５１０は、主面５１１Ａに含まれる昇温部主面５１１ＡＳ、及び、裏面５１１Ｂに含まれる昇温部裏面５１１ＢＳを有している。
【００５２】
ところで、前述のセラミック層５１９のうち、一方のセラミック層５１９Ａは、他のセラミック層５１９Ｂよりも薄くされている。このため、通電により、昇温検知部５１０で、具体的には、内部ヒータ配線５１８で発生した熱は、セラミック層５１９Ｂに比して、相対的にセラミック層５１９Ａ側に伝えられやすく、外部の温度も、相対的に薄いセラミック層５１９Ａから内部ヒータ配線５１８に伝えられやすくされている。
【００５３】
接続端子５２は、所定形状の金属板をコ字状に折り曲げて形成されてなる。この接続端子５２のうち、その下端部５２１は、下方に向けて延びる形状とされており、濃度センサ素子５１の上端部５１４に形成された図示しないパッドにハンダ付けにより接続されて、この濃度センサ素子５１に固着されている。これにより、接続端子５２（下端部５２１)は、一方のセラミック層５１９Ａを貫通する図示しないビア導体を介して内部リード配線５１７に接続している。このため、一対の接続端子５２間に電圧を印加すると、内部リード配線５１７を通じて、主に内部ヒータ配線５１８が発熱する。この内部ヒータ配線５１８は、自身の温度に応じて抵抗値が変化する。
【００５４】
一方、接続端子５２のうち上端部５２２には、接続ケーブル５３のリード線５３２の芯線５３３がハンダ付けにより電気的、機械的に接続されている。この接続ケーブル５３は、図１に示すように、内筒４２内に挿通されて鉛直方向上方Ｙ２に延び、配線基板２２(制御回路）に接続されている。
【００５５】
また、ホルダ部材５５は、全体が絶縁性の樹脂材からなり、図２に示すように、自身を鉛直方向Ｙ（図２において上下方向）に貫通するホルダ貫通孔５５Ｈを有する中空状の部材である。このホルダ貫通孔５５Ｈは、上方から下方に向かう順に徐々に小径となる、内筒保持孔５５Ｈ１、第２段孔５５Ｈ２、及び第３段孔５５Ｈ３の３段円孔状の部分と、最も先端側（図中、下方）に位置する概略角孔状の素子保持孔５５Ｈ４とからなる。
【００５６】
このホルダ部材５５は、濃度センサ素子５１を保持している。具体的には、このホルダ部材５５の素子保持孔５５Ｈ４に濃度センサ素子５１の挿通部５１２が挿通され、第３段孔５５Ｈ３内に配置された濃度センサ素子５１の樹脂保持部５１３がこの第３段孔５５Ｈ３内に充填された封止樹脂５９により固定されている。なお、この封止樹脂５９により濃度センサ素子５１とホルダ部材５５との間の間隙が液密に封止されている。これにより、この濃度センサ素子５１のうち、内部に内部ヒータ配線５１８が配置されている下端部５１１が、ホルダ部材５５の素子保持孔５５Ｈ４から鉛直方向下方Ｙ１に突出した状態に配置される。
【００５７】
また、このホルダ部材５５は、図２に示すように、そのホルダ貫通孔５５Ｈの内筒保持孔５５Ｈ１の内側に、内筒４２の下端部４２１を保持しており、この内筒保持孔５５Ｈ１と第２段孔５５Ｈ２との間に位置する段状の内筒当接面５５Ｄで、内筒４２の下端４２２と当接して、内筒４２とホルダ部材５５との軸線方向（鉛直方向Ｙ）の位置決めを行っている。
ホルダ貫通孔５５Ｈの内筒保持孔５５Ｈ１には、２つのＯリング挿入溝５５Ｇ１，５５Ｇ２が凹設されており、これらの内部に配置されたＯリング５７１，５７２により、ホルダ部材５５と内筒５２（絶縁性被膜４３）との間を液密に封止すると共に、内筒４２を保持している。
【００５８】
また、上述のようにして、濃度センサ素子５１を保持しているホルダ部材５５ と内筒４２とが接続されているので、濃度センサ素子５１の上端部５１４の大部分、及び接続端子５２全体が、内筒４２内に配置される。この内筒４２の下端部４２１内には、ゴム状弾性を有する絶縁性の樹脂からなり、濃度センサ素子５１及び接続端子５２と内筒４２との間を絶縁しつつ、内筒４２内で濃度センサ素子５１及び接続端子５２を弾性的に保持するセパレータ５４が配置されている。
【００５９】
次に、尿素濃度センサ部５のうち、包囲部材５８について説明する。
包囲部材５８は、図２に示すように、有底円筒形状をなし、円筒状の側部５８１と、この側部５８１の下端側を閉塞する下端部（底部）５８２とを有している。このうち、側部５８１には、この包囲部材５８の内外に尿素水溶液ＬＱ１を流通可能とするため、図４〜図７に示すように、３つの円形状の液体流通孔５８Ｈ１，５８Ｈ２，５８Ｈ３、及び、円孔部５８Ｈ４１とこれから先端側に延びた長いスリット部５８Ｈ４２とからなる鍵穴状の液体流通孔５８Ｈ４が、周方向に均等に配置形成されている。なお、液体流通孔５８Ｈ１，５８Ｈ２，５８Ｈ３、及び、液体流通孔５８Ｈ４のうちの円孔部５８Ｈ４１は、図２、図４〜図７に示すように、尿素水センサ１を尿素水タンク１０に取り付けた姿勢にしたとき、いずれも濃度センサ素子５１の昇温検知部５１０の下端よりも鉛直方向上方側に位置する上方側貫通孔をなしているものである。本実施形態では、この上方側貫通孔である液体流通孔５８Ｈ１，５８Ｈ２，５８Ｈ３、及び、液体流通孔５８Ｈ４のうちの円孔部５８Ｈ４１の直径を３．０ｍｍとしている。換言すると、これら上方側貫通孔は、直径（最大直径）３．０ｍｍの仮想円板を内側に配置することが可能な形態をなしている。
【００６０】
また、下端部（底部）５８２にも、この包囲部材５８の内外に尿素水溶液ＬＱ１を流通可能とするため、その中央に１つ円形の下方貫通孔５８Ｈ６が形成されている。この下方貫通孔５８Ｈ６は、図２に示すように、尿素水センサ１を尿素水タンク１０に取り付けた姿勢にしたとき、鉛直方向下方を向く形態とされている。
なお、本実施形態では、下方貫通孔５８Ｈ６の直径を５．０ｍｍとしている。つまり、下方貫通孔５８Ｈ６は、図８に二点差線のハッチングで示すように、直径（最大直径）３．５ｍｍ以上（本実施形態では５．０ｍｍ）の仮想円板Ｋを内側に配置することが可能な形態をなしている。また、これら記載から分かるように、本実施形態では、下方貫通孔５８Ｈ６に内包される仮想円板Ｋの直径（最大直径）が、上方側貫通孔である液体流通孔５８Ｈ１，５８Ｈ２，５８Ｈ３、及び、液体流通孔５８Ｈ４のうちの円孔部５８Ｈ４１のそれぞれに内包される仮想円板の直径（最大直径）よりも大きく設定されていると共に、当該上方側貫通孔に内包される仮想円板の最大直径の２倍以下の大きさに設定されている。
【００６１】
ところで、給油所などで、ディーゼル自動車の運転者や作業者が、尿素水タンク１０を軽油タンクと勘違いして、図９に示すように、尿素水タンク１０内に誤って軽油ＬＱ２(異種液体）を注入してしまう虞がある。なお、軽油ＬＱ２は尿素水溶液ＬＱ１に比べて比重が小さいので、尿素水タンク１０内に軽油ＬＱ２が注入された場合、尿素水溶液ＬＱ１が鉛直方向下側、軽油ＬＱ２が鉛直方向上側に位置することになる。この場合において、尿素水溶液ＬＱ１が使用により減少し、その液面レベルＬＱＨが昇温検知部５１０の下端より下方にまで低下した状態で、振動などの影響で尿素水タンク１０内の液体（尿素水溶液ＬＱ１及び軽油ＬＱ２）が激しく動くと、図９に矢印で示すように、液体流通孔５８Ｈ１〜５８Ｈ４などを通じて、尿素水溶液ＬＱ１の液滴が包囲部材５８内に進入してしまうことがあった。
【００６２】
ところが、本発明者が調査したところ、包囲部材の下部に、液流通のための貫通孔を設けていても、包囲部材内に進入した尿素水溶液を適切に包囲部材の外部に排出することができず、包囲部材の外部凋囲）には軽油が位置しているのに、包囲部材の内部にのみ尿素水溶液が溜まり、検知部（昇温検知部）が尿素水溶液で囲まれた状態となることがあった。すると、尿素水溶液の液面レベルが検知部（昇温検知部）より下方にまで低下し、尿素水タンク内に誤って注入した軽油が触媒に供給されかねない異常事態にも拘わらず、尿素水センサが、尿素水タンク内には適正な尿素水溶液が収容されていると誤検知する虞があった。
【００６３】
（液抜け試験１)
そこで、包囲部材５８の下端部（底部）に設けた下方貫通孔５８Ｈ６の孔径を異ならせて、上述のようにして包囲部材５８内に進入した尿素水溶液ＬＱ１の液滴が、適切に外部に排出されるか否かを調査した。具体的には、下方貫通孔５８Ｈ６の直径を、３．０ｍｍ，３．５ｍｍ，４．０ｍｍ，５．０ｍｍに異ならせた点のみが異なる３種類の包囲部材に、それぞれ、ホルダ５５及び濃度センサ素子５１などを装着した、４種類のサンプル（順に、サンプル１，２，３，４とする）を用意した。なお、上方貫通孔である液体流通孔５８Ｈ１，５８Ｈ２，５８Ｈ３、及び、液体流通孔５８Ｈ４のうちの円孔部５８Ｈ４１の直径は３．０ｍｍとした。
【００６４】
次いで、これらのサンプルを、タンク内に収容した軽油であって、静止状態にある軽油中に浸漬し、包囲部材５８の液体流通孔５８Ｈ１〜５８Ｈ４を通じて、包囲部材５８の内部に、ゆっくりと尿素水溶液を注入していった。すると、下方貫通孔５８Ｈ６の直径を３．０ｍｍ，３．５ｍｍ，４．０ｍｍとしたサンプル１，２，３では、包囲部材５８の内部に尿素水溶液が次第に溜まってゆき、昇温検知部５１０の周囲にまで尿素水溶液が溜まってしまった。一方、下方貫通孔５８Ｈ６の直径を５．０ｍｍとしたサンプル４では、下方貫通孔５８Ｈ６からスムーズに尿素水溶液が抜けてゆき、昇温検知部５１０の周囲にまで尿素水溶液が溜まることはなかった。
【００６５】
（液抜け試験２)
次に、前述の液抜け試験１にて用意した４種類のサンプルを、軽油を収容したタンクに車両のアイドリング時の振動を想定した振動(本試験では、２０Ｈｚの振動）を付与した条件下で、タンク内の軽油中に浸漬し、ゆっくりと尿素水溶液を注入していった。すると、下方貫通孔５８Ｈ６の直径を３．０ｍｍとしたサンプル１では、包囲部材５８の内部に尿素水溶液が次第に溜まってゆき、昇温検知部５１０の周囲にまで尿素水溶液が溜まってしまった。一方、下方貫通孔５８Ｈ６の直径を３．５ｍｍ，４．０ｍｍ，５．０ｍｍとしたサンプル２，３，４では、下方貫通孔５８Ｈ６からスムーズに尿素水溶液が抜けてゆき、昇温検知部５１０の周囲にまで尿素水溶液が溜まることはなかった。
【００６６】
これらの結果より、下方貫通孔の直径を５．０ｍｍ以上とすることで、タンクが静止状態にある場合に、前述のように尿素水溶液の液滴が包囲部材内に進入しても、下方貫通孔を通じて包囲部材の外部に排出でき、包囲部材の外部（周囲）と同様に、昇温検知部５１０の周囲に軽油を位置させることができるといえる。また、下方貫通孔の直径を３．５ｍｍ以上とすることで、センサの通常使用時に、尿素水タンクに頻繁にかかるレベルの振動が及べば、尿素水溶液の液滴が包囲部材内に進入しても、下方貫通孔を通じて包囲部材の外部に排出でき、包囲部材の外部（周囲）と同様に、昇温検知部５１０の周囲に軽油を位置させることができるといえる。
【００６７】
本実施形態の尿素水センサ１では、前述のように、直径を５．０ｍｍの下方貫通孔５８Ｈ６を、包囲部材５８に設けている。従って、本実施形態の尿素水センサ１では、尿素水タンク１０内に誤って軽油ＬＱ２が収容され、尿素水溶液ＬＱ１の液面レベルＬＱＨが昇温検知部５１０より下方にまで低下した場合（図９参照）に、適正な尿素水溶液ＬＱ１が尿素水タンク１０内に収容されていると誤検知する不具合を防止できる。すなわち、尿素水タンク１０内に誤って異種液体（軽油ＬＱ２）が収容されていることを、適切に検知することができる。
【００６８】
なお、本液抜け試験では、下方貫通孔の形態を円形としたが、下方貫通孔の形態は円形に限らず、いずれの形態でも良い。従って、本試験の結果より、下方貫通孔を、直径３．５ｍｍ以上（好ましくは５．０ｍｍ以上）の仮想円板Ｋを内側に配置することが可能な形態とすれば良いと考えられる。例えば、図１２に示す包囲部材１５８のように、直径３．５ｍｍ以上の円形の貫通孔１５８Ｈ６１（この内側に仮想円板Ｋを配置可能）と、この貫通孔１５８Ｈ６１から放射状に延びる４つのスリット１５８Ｈ６２とからなる下方貫通孔１５８Ｈ６としても良い。また、図１４の包囲部材２５８に示すように、短径（図１３において左右方向の寸法）が３．５ｍｍ以上の長円形の下方貫通孔２５８Ｈ６としても良い。
【００６９】
また、本液抜け試験では、下方貫通孔を包囲部材の下端部（底部）に設けたが、下方貫通孔の位置は、包囲部材の下端部（底部）に限定されない。すなわち、包囲部材の内部に進入した尿素水溶液の液滴が、昇温検知部５１０の周囲にまで溜まらないように、外部に排出できる位置であれば良い。従って、下方貫通孔は、尿素水センサを尿素水タンク１０に取り付けた姿勢にしたとき、仮想円板Ｋの少なくとも一部が昇温検知部５１０よりも鉛直方向下方に位置する配置であれば良いと考えられる。
【００７０】
そのほか、包囲部材５８の側部５８１のうち、上端付近には、コ字状の切り込みを形成して内側に折り曲げた係止舌部５８３が４つ、周方向周りに均等に形成されている。このため、図１０に示すようにして、ホルダ部材５５の径小部５５３の外周に形成された包囲部材係止凹部５５Ｇ３に、包囲部材５８の係止舌部５８３を係止させることができる。これにより、この包囲部材５８の包囲部５８０が、濃度センサ素子５１の昇温検知部５１０を包囲するようにして配置される。
【００７１】
ところで、図４〜図７に示すように、昇温検知部５１０の周囲を取り囲む包囲部材５８の側部５８１には、液体流通孔５８Ｈ１，５８Ｈ２，５８Ｈ３，５８Ｈ４が、周方向に均等に配置形成されている。さらに、図８に示すように、包囲部材５８の下端部（底部）５８２には、下方貫通孔５８Ｈ６が形成されている。このため、尿素水タンク１０内で液流が生じた場合、この液流がその勢いを弱められることなく、液体流通孔５８Ｈ１〜５８Ｈ４及び下方貫通孔５８Ｈ６のいずれかを通じて、包囲部材５８内に進入することがある。
【００７２】
このとき、液体流通孔５８Ｈ１〜５８Ｈ４及び下方貫通孔５８Ｈ６のいずれかが、濃度センサ素子５１の昇温部主面５１１ＡＳ及び昇温部裏面５１１ＢＳと正対する位置に配置されている場合には、昇温部主面５１１ＡＳ及び昇温部裏面５１１ＢＳに隣接する液体が激しく動くことがある。これによって、昇温検知部５１０において、尿素水タンク１０内に収容された液体が尿素水溶液ＬＱ１であるか、これと熱伝導率の異なる異種液体（軽油など）であるかの検知、及び、尿素の濃度検知を、適切に行うことができなくなる虞がある。
【００７３】
これに対し、本実施形態の尿素水センサ１では、包囲部材５８は、図４〜図８に示すように、液体流通孔５８Ｈ１〜５８Ｈ４及び下方貫通孔５８Ｈ６のいずれもが、昇温部主面５１１ＡＳ（図５において破線のハッチングで示す部位）及び昇温部裏面５１１ＢＳ（図７において破線のハッチングで示す部位）と正対しない位置に配置されてなる。これにより、液体流通孔５８Ｈ１〜５８Ｈ４及び下方貫通孔５８Ｈ６を通じて、液流が包囲部材５８内に進入したとしても、この液流が直接、昇温部主面５１１ＡＳ及び昇温部裏面５１１ＢＳに突き当たることがなく、昇温部主面５１１ＡＳ及び昇温部裏面５１１ＢＳに隣接する液体が激しく動くことを防止することができる。
【００７４】
従って、本実施形態の尿素水センサ１では、尿素水タンク１０内で液流が生じた場合でも、昇温検知部５１０において、尿素水タンク１０内に収容された液体が尿素水溶液ＬＱ１であるか、これと熱伝導率の異なる異種液体（軽油など）であるかの検知、及び、尿素の濃度検知を、適切に行うことができる。なお、図４〜図８には、包囲部材５８を装着した尿素水センサ１において昇温検知部５１０の位置がわかるように、参考として濃度センサ素子５１を破線で示している。
【００７５】
さらに、濃度センサ素子５１及び包囲部材５８を保持したホルダ部材５５は、その外周面に適合する形態のホルダ保持孔５６Ｈを備える絶縁陸のゴムブッシュ５６に保持されている。このゴムブッシュ５６は、図２に示すように、その中央に上述のホルダ保持孔５６Hが形成され、外筒４１と嵌合可能な外径を有する円筒形状のブッシュ本体部５６１と、このブッシュ本体部５６１の外周の３カ所に均等に配置され、ブッシュ本体部５６１から径方向外側に向けて突出する係止突起部５６２とを有する。ブッシュ本体部５６１のホルダ保持孔５６Ｈは、ホルダ部材５５及び包囲部材５８と密着して、これらを保持可能な形状とされている。
【００７６】
このゴムブッシュ５６は、外筒４１の保持孔４１Ｈに係止突起部５６２を挿入係止することにより、外筒４１に保持されている。かくして、濃度センサ素子５１及び包囲部材５８を保持したホルダ部材５５は、ゴムブッシュ５６に保持され、このゴムブッシュ５６が外筒５１に保持されることにより、尿素濃度センサ部５全体が外筒４１の保持部４１２及び内筒４２の下端部４２１との間に保持される。
【００７７】
さらに、このブッシュ本体部５６１のうち、係止突起部５６２同士の間の外周面には、鉛直方向Ｙ（図２において上下方向）に延びる外周スリット５６１Ｇが多数溝設されている。この外周スリット５６１Ｇは、図２に示すように、ゴムブッシュ５６を外筒４１内に嵌め込むことにより、このブッシュ本体部５６１と外筒４１との間に、鉛直方向Ｙに尿素水溶液ＬＱ１の流通、及び気抱抜きを可能とする流通路を形成する。
【００７８】
さらに、外筒４１の先端部４１１には、整流部材６１が嵌め込まれている。この整流部材６１は、図２及び図１１に示すように、外径が外筒４１の内径よりも径小かつ包囲部材５８の外径よりも径大の、円板形状の遮蔽部６１１と、この遮蔽部６１１の周縁から、図２において斜め上方に延びて、外筒４１の先端部４１１に届く３つのブリッジ部６１２を有している。このブリッジ部６１２の先には、それぞれさらに、鉛直方向下方Ｙ１に反転して、外筒４１の先端部４１１の内周面４１Ｎに沿って配置される湾曲した板状の板状部６１３が設けられている。この板状部６１３の先端は、外筒４１の径方向外側に向けて折り曲げられて、係合爪部６１４とされている。
【００７９】
本実施形態のセンサ１では、図２に示すように、この整流部材６１は、板状部６１３の先端の係合爪部６１４を外筒４１の下方端４１Ｔに係合させた状態とし、板状部６１３のうちの溶接部６１３Ｗで外筒４１の先端部４１１にスポット溶接されている。これにより、整流部材６１の遮蔽部６１１で、外筒４１の下方端開口ＯＰのうちの一部（中央部分）を塞ぐ状態となる。
【００８０】
この整流部材６１の遮蔽部６１１は、包囲部材５８の下端部５８２に形成された下方貫通孔５８Ｈ６の鉛直方向下方Ｙ１に、下方貫通孔５８Ｈ６の仮想円板Ｋ
に対向する整流対向面６１１Ｂを有している。さらに、図２に示すように、この整流対向面６１１Ｂは、これを鉛直方向上方Ｙ２に（下方貫通孔５８Ｈ６に向けて）投影したとき、下方貫通孔５８Ｈ６（仮想円板Ｋ）の全体を整流対向面６１１Ｂの投影領域ＴＲ内に含む形態とされている。つまり、尿素水センサ１を尿素水タンク１０に取り付けた姿勢とし、尿素水センサ１の鉛直方向下方側（図２において下側）から鉛直方向上方Ｙ２を見たとき、下方貫通孔５８Ｈ６（仮想円板Ｋ）が、整流部材６１の遮蔽部６１１（整流部材６１のうち整流対向面６１１Ｂをなす部位）に遮られて見えない状態とされている。
【００８１】
このようにすることで、尿素水タンク１０内において、尿素水センサ１の鉛直方向下方側から鉛直方向上方Ｙ２に向かう液流が生じた場合でも、整流部材６１の遮蔽部６１１(整流部材６１のうち整流対向面６１１Ｂをなす部位）の存在により、この液流が直接、下方貫通孔５８Ｈ６を通じて包囲部材５８内に進入することを防止することができる。これにより、このような液流が、昇温検知部５１０における、尿素水タンク１０内に収容された液体が尿素水溶液ＬＱ１であるか、これと熱伝導率の異なる異種液体（軽油など）であるかの検知、及び、昇温検知部５１０での尿素濃度検知に及ぼす影響を、適切に抑制することができる。換言すれば、このような液流の影響で、昇温検知部５１０の周囲の尿素水溶液が激しく動くことを防止でき、これによって、昇温検知部５１０において、尿素水タンク１０内に収容された液体が尿素水溶液ＬＱ１であるか、これと熱伝導率の異なる異種液体（軽油など）であるかの検知、及び、尿素の濃度検知を、適切に行うことができる。
【００８２】
ところで、整流部材６１の遮蔽部６１１（整流対向面６１１Ｂ）と下方貫通孔５８Ｈ６（仮想円板Ｋ）との距離Ｌを近づけるほど、尿素水センサ１の鉛直方向下方側から鉛直方向上方Ｙ２に向かう液流が、直接、下方貫通孔５８Ｈ６を通じて包囲部材５８内に進入することを防止できるので好ましい。しかしながら、距離Ｌを近づけすぎると、前述のように、尿素水タンク１０内に軽油ＬＱ２が収容された状態で包囲部材５８内に尿素水溶液ＬＱ１の液滴が進入したときに、尿素水溶液ＬＱ１の液滴が下方貫通孔５８Ｈ６を通じて包囲部材５８の外部に排出されるのを、遮蔽部６１１（整流対向面６１１Ｂ）により妨げてしまう虞があった。
【００８３】
（液抜け試験３)
そこで、整流部材６１の遮蔽部６１１（整流対向面６１１Ｂ）と下方貫通孔５８Ｈ６(仮想円板Ｋ）との距離Ｌを異ならせて、先の液抜け試験１と同様に、包囲部材５８内に進入した尿素水溶液ＬＱ１の液滴が、適切に外部に排出できるか否かを調査した。具体的には、包囲部材として、下方貫通孔５８Ｈ６の直径を５．０ｍｍに統一した包囲部材５８を用い、距離Ｌを２．０ｍｍ，３．０ｍｍ，４．０ｍｍの３種類に異ならせた、３種類の尿素水センサ（順に、サンプル５，６，７とする）を用意した。
【００８４】
次いで、これらのサンプルを、静止軽油中に浸漬し、包囲部材５８の液体流通孔５８Ｈ１〜５８Ｈ４を通じて、包囲部材５８の内部に、ゆっくりと尿素水溶液を注入していった。すると、距離Ｌを２．０ｍｍとしたサンプル５では、包囲部材５８の内部に尿素水溶液が次第に溜まってゆき、昇温検知部５１０の周囲にまで尿素水溶液が溜まってしまった。一方、距離Ｌを３．０mm，４．０ｍｍとしたサンプル６，７では、下方貫通孔５８Ｈ６からスムーズに尿素水溶液が抜けてゆき、昇温検知部５１０の周囲にまで尿素水溶液が溜まることはなかった。
【００８５】
この結果より、整流部材６１の遮蔽部６１１（整流対向面６１１Ｂ）と下方貫通孔５８Ｈ６（仮想円板Ｋ）との距離Ｌを３．０ｍｍ以上とすることで、前述のように包囲部材５８内に進入した尿素水溶液ＬＱ１の液滴が、下方貫通孔５８Ｈ６を通じて包囲部材５８の外部に排出されるのを、遮蔽部６１１（整流対向面６１１Ｂ）により妨げることがないといえる。すなわち、距離Ｌを３．０ｍｍ以上とすることで、前述のように包囲部材５８内に進入した尿素水溶液ＬＱ１の液滴を、下方貫通孔５８Ｈ６を通じて、包囲部材５８の外部に適切に排出することもできるといえる。
【００８６】
次に、尿素水溶液ＬＱ１の尿素濃度検知にあたり、センサ１の尿素濃度センサ部５の動作について説明する。
本実施形態の尿素水センサ１では、配線基板２２上に構成された制御回路から、所定の大きさの電流を、所定時間（例えば７００ｍｓ）、尿素濃度センサ部５の濃度センサ素子５１に流し、その内部ヒータ配線５１８を発熱させる。すると、内部ヒータ配線５１８には、自身の抵抗値の大きさに対応した検出電圧が発生する。そこで、この検出電圧の変化を制御回路で検知して、尿素水溶液の濃度を検知する。
【００８７】
具体的には、濃度センサ素子５１への通電開始直後の検出電圧と、通電開始から所定時間経過後の検出電圧とを計測する。そして、この間の検出電圧の変化量を用いて、この変化量に対応する尿素水溶液の濃度を、予め得ておいた尿素水溶液の濃度と変化量との関係から得る。
【００８８】
ところで、軽油ＬＱ２は、尿素水溶液ＬＱ１に比べて熱伝導率が小さいため、尿素濃度の如何に関わらず、尿素水溶液ＬＱ１に比べて、検出電圧の変化量が大きくなる。従って、予め、様々
な濃度の尿素水溶液ＬＱ１について検出電圧の変化量を取得し、その最大値を闘値Ｑとして求めておき、現実の検出電圧の変化量が、闘値Ｑよりも大きくなった場合には、尿素水タンク１０内に軽油ＬＱ２が収容されていると判断することができる。一方、現実の検出電圧の変化量が、闘値Ｑ下である場合には、尿素水タンク１０内に尿素水溶液ＬＱ１が収容されていると判断することができ、上述のように、尿素濃度を得ることができる。
【００８９】
なお、本実施形態では、尿素水溶液ＬＱ１の濃度検知を、制御回路内のＣＰＵなどを用いて行っており、この制御回路で得られた濃度清報の信号は、外部接続ケーブル２４を通じて、外部回路（例えば、ＥＣＵ）に出力される。この外部回路では、入力された濃度清報の信号に基づいて、尿素水溶液ＬＱ１の濃度が適正範囲内であるか否かを判断し、適正な濃度範囲でない場合には、運転者にその旨を通知するなどの処理を適宜行う。また、尿素水タンク１０内に軽油ＬＱ２
が収容されていると判断した場合は、運転者にその旨を通知し、尿素水溶液への入れ替えを促すなどの処理を適宜行う。
【００９０】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、前述の実施形態では、尿素水センサ１として、液体レベルセンサ部４と尿素濃度センサ部５とを複合したタイプのセンサを例示した。しかし、液体レベルセンサとしての機能を有さないもの、さらには、外筒を備えないものに、本発明を適用することもできる。
【００９１】
また、前述の実施形態では、尿素濃度センサ部５において、尿素水溶液の濃度を検知する手法について説明したが、濃度センサ素子５１（内部ヒータ配線５１８）への通電直後の抵抗値から、尿素水溶液の液温を測定することもできる。従って、尿素水溶液の濃度のほか、液温を測定する液温センサとして用いることもできる。
また、前述の実施形態では、尿素水センサ１として、制御回路を搭載した配線基板２２を有するものを例示した。しかし、本発明の尿素水センサとしては、液体濃度検知素子やこれを保持するホルダ部材、包囲部材などを備えていればよく、制御回路を含まないタイプの尿素水センサをも含む。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施形態にかかる尿素水センサの部分破断断面図である。
【図２】実施形態にかかる尿素水センサのうち、尿素濃度センサ部の縦断面図である。
【図３】（ａ）は濃度センサ素子、接続端子及びリード線の各形態及び接続形態を示す説明図、（ｂ）は濃度センサ素子の先端部分の側面図である。
【図４】包囲部材の正面図である。
【図５】包囲部材の左側面図である。
【図６】包囲部材の背面図である。
【図７】包囲部材の右側面図である。
【図８】包囲部材の底面図である。
【図９】尿素水タンク１０内に、尿素水溶液ＬＱ１と軽油ＬＱ２とが収容されたときの説明図である。
【図１０】ホルダ部材と包囲部材との結合の様子を示す説明図である。
【図１１】整流部材の形状を示す斜視図である。
【図１２】他の形態の下方貫通孔１５８Ｈ６を示す図であり、包囲部材１５８の底面図である。
【図１３】他の形態の下方貫通孔２５８Ｈ６を示す図であり、包囲部材２５８の底面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１  尿素水センサ
１０  尿素水タンク
５１  濃度センサ素子
５８  包囲部材
５８Ｈ１，５８Ｈ２，５８Ｈ３，５８Ｈ４  液体流通孔（上方貫通孔、貫通孔）
５８Ｈ６  下方貫通孔（貫通孔）
６１  整流部材
５１０  昇温検知部（検知部、昇温部）
５１１  下端部
５１１ＡＳ  昇温部主面
５１１ＢＳ  昇温部裏面
５１８  内部ヒータ配線（発熱抵抗体）
５１９  セラミック層（セラミック絶縁基体）
６１１Ｂ  整流対向面
Ｋ  仮想円板（第１仮想円板）
ＬＱ１  尿素水溶液
ＬＱ２  軽油
【図１】
2008203243.tif 000003
【図２】
2008203243.tif 000004
【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】
2008203243.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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