(57)【要約】【課題】電極対向面のうち、液体収容容器の液面レベルを検知可能とする検知域を大きくすることができ、さらに、電極間の液体残りによる液体収容容器の液面レベルの誤検知が生じない液体レベルセンサ、及びこの液体レベルセンサを有する液体レベルセンサユニットを提供する。【解決手段】本発明の液体レベルセンサ１００は、第１電極１２１ｍ，１２１ｎ及び第２電極１２２ｍ，１２２ｎによってコンデンサを構成する検知部１２０と、この液体レベルセンサ１００を使用に供したときに、検知部１２０の下方に位置する補助部１３０とを有する。さらに、第１電極１２１ｍ，１２１ｎ及び第２電極１２２ｍ，１２２ｎの電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの下端１２１ｅ〜１２１ｇ，１２２ｅ〜１２２ｇと補助対向面１３４〜１３９の上端１３４ｃ〜１３９ｃとは接している。【選択図】　図１
2004037343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極及び第２電極を備え、上記第１電極の電極対向面と上記第２電極の電極対向面とを所定の間隙を介して対向させてコンデンサを構成する検知部を有し、
液体収容容器の液面レベルを、上記電極対向面間に毛細管現象によって入る液体の電極間液面レベルに基づいて検知する
液体レベルセンサであって、
この液体レベルセンサを上記液体収容容器に取り付け、上記液体収容容器を使用に供する姿勢に設置したとき、
上記検知部よりも下方に位置し、間隙を介して互いに対向する少なくとも１対の補助対向面であって、
その上端が上記電極対向面の下端と接し、
上記液体収容容器の液面を徐々に上昇させ、この液面が上記補助対向面の下端に達したとき、毛細管現象により上記補助対向面間に上記液体が入り、上記液体が上記液体収容容器の液面レベルより高い補助面間液面レベルまたは上記電極間液面レベルを構成する補助対向面を含む
補助部を有し、
上記第１電極及び上記第２電極のうち、少なくとも上記第１電極は上記補助部と絶縁してなる
液体レベルセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載の液体レベルセンサであって、
前記補助対向面は、前記液体収容容器の液面が上記補助対向面の下端に達したとき、前記液体が上記補助対向面の上端よりも低い前記補助面間液面レベルを構成する寸法を有する
液体レベルセンサ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体レベルセンサであって、
前記電極対向面と前記補助対向面とが面一である
液体レベルセンサ。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の液体レベルセンサであって、
前記電極対向面の上端側から下端側に向かって上記液体レベルセンサを見たとき、上記電極対向面と前記補助対向面とが交差するように両者が配置されてなる液体レベルセンサ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の液体レベルセンサであって、
前記第１電極及び前記第２電極は平板形状であり、互いに平行に配置されて前記コンデンサを構成してなる
液体レベルセンサ。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の液体レベルセンサであって、前記検知部を収容するケーシング部材を有し、
前記補助部は上記ケーシング部材の底部を構成し、
前記液体収容容器内の液体は、上記補助部の前記補助対向面間より上記ケーシング部材の内部と外部とを出入りする
液体レベルセンサ。
【請求項７】
第１電極及び第２電極を備え、上記第１電極の電極対向面と上記第２電極の電極対向面とを所定の間隙を介して対向させてコンデンサを構成する検知部を有し、
液体収容容器の液面レベルを、上記電極対向面間に毛細管現象によって入る液体の電極間液面レベルに基づいて検知する
液体レベルセンサであって、
この液体レベルセンサを上記液体収容容器に取り付け、上記液体収容容器を使用に供する姿勢に設置したとき、
上記検知部よりも下方に位置し、間隙を介して互いに対向する少なくとも１対の補助対向面であって、
その上端が上記電極対向面の下端と接し、
上記電極対向面間に上記液体が入る上記液体収容容器の液面レベルから上記液体収容容器の液面レベルを徐々に低下させ、上記液体収容容器の液面レベルを上記補助対向面の下端まで低下させたとき、上記電極対向面間には上記液体が残ることなく、上記補助対向面間に入った上記液体が補助面間液面レベルを構成する補助対向面を含む
補助部を有し、
上記第１電極及び上記第２電極のうち、少なくとも上記第１電極は上記補助部と絶縁してなる
液体レベルセンサ。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の液体レベルセンサと、
上記液体レベルセンサの出力信号を変換処理する信号処理部と、
前記液体収容容器に固定される取付部と、
上記液体レベルセンサを保持し、上記取付部に固定されるブラケットと、
を備える液体レベルセンサユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体収容容器の液面レベルを検知するための液体レベルセンサ、及びこの液体レベルセンサを有する液体レベルセンサユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、第１電極と第２電極とを対向させてコンデンサを構成した検知部を有する、静電容量タイプの液体レベルセンサが知られている。この静電容量タイプの液体レベルセンサは、第１電極と第２電極との間隙を満たす液体の液面レベルの変化に応じた、検知部で構成されるコンデンサの静電容量変化に基づいて液面レベルを検知している。このような液体レベルセンサとしては、例えば、図８に示すような、第１電極１１と第２電極１２とを対向させてコンデンサを構成した検知部１３を有する液体レベルセンサ１０が挙げられる。この液体レベルセンサ１０は、例えば、オイルパン１６内の潤滑油１５の液面レベルＬ１を検知するために用いられる。具体的には、図８（ｂ）に示すように、第１電極１１の電極対向面１１ｂと第２電極１２の電極対向面１２ｂとの間隙を満たす潤滑用１５の電極間液面レベルＬ３に応じて検知部１３に生じるコンデンサの静電容量変化に基づいて、オイルパン１６の液面レベルＬ１を検知している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
オイルパン１６の液面レベルＬ１を的確に検知するためには、電極対向面１１ｂ，１２ｂの間隙を小さくして検知部１３で構成されるコンデンサの静電容量を大きくする必要がある。ところが、第１，第２電極１１，１２の電極対向面１１ｂ，１２ｂの間隙を０．５〜２．０ｍｍ程度に狭くした場合には、オイルパン１６の液面レベルＬ１を検知するのに不都合が生じてしまう。具体的には、図８（ａ）に示す状態から、オイルパン１６の液面レベルＬ１を検知部１３の下方より上昇させると、図８（ｂ）に示すように、電極対向面１１ｂ，１２ｂの下端１１ｃ，１２ｃに液面レベルＬ１が達したとき、毛細管現象によって潤滑油１５が電極対向面１１ｂ，１２ｂの間隙に入り込む。これによって、図８（ｂ）に示すように、電極間液面レベルＬ３はオイルパン１６の液面レベルＬ１よりＨ２だけ高くなってしまう。
【０００４】
このため、電極対向面１１ｂ，１２ｂのうち、下端１１ｃ，１２ｃから毛細管現象による液体の這い上がり高さＨ２の位置までは、液面レベルＬ１を検知可能とする検知域として用いることができない。特に、電極対向面１１ｂ，１２ｂの高さ寸法の小さい（例えば１０ｍｍ以下）検知部１３を有する小型の液体レベルセンサ１０では、検知域が小さくなるために、オイルパン１６の液面レベルＬ１を検知することが困難となる虞があった。
また、図８（ｃ）に示すように、第１，第２電極１１，１２の電極対向面１１ｂ，１２ｂの間隙を０．５〜２．０ｍｍ程度に狭くした液体レベルセンサ１０では、オイルパン１６の液面レベルＬ１が徐々に低下し、第１，第２電極対向面１１ｂ，１２ｂの下端１１ｃ，１２ｃよりオイルパン１６の液面レベルＬ１が下がったときに、電極対向面１１ｂ，１２ｂの下端１１ｃ，１２ｃ付近の間隙にオイル残り１５ｂ（以下、液体残りとも言う）が生じることがあった。このため、このオイル残り１５ｂによって、液面レベルの誤検知が発生する虞があった。
【０００５】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、電極対向面のうち、液体収容容器の液面レベルを検知可能とする検知域を大きくすることができ、さらに、電極間の液体残りによる液体収容容器の液面レベルの誤検知が生じない液体レベルセンサ、及びこの液体レベルセンサを有する液体レベルセンサユニットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
その解決手段は、第１電極及び第２電極を備え、上記第１電極の電極対向面と上記第２電極の電極対向面とを所定の間隙を介して対向させてコンデンサを構成する検知部を有し、液体収容容器の液面レベルを、上記電極対向面間に毛細管現象によって入る液体の電極間液面レベルに基づいて検知する液体レベルセンサであって、この液体レベルセンサを上記液体収容容器に取り付け、上記液体収容容器を使用に供する姿勢に設置したとき、上記検知部よりも下方に位置し、間隙を介して互いに対向する少なくとも１対の補助対向面であって、その上端が上記電極対向面の下端と接し、上記液体収容容器の液面を徐々に上昇させ、この液面が上記補助対向面の下端に達したとき、毛細管現象により上記補助対向面間に上記液体が入り、上記液体が上記液体収容容器の液面レベルより高い補助面間液面レベルまたは上記電極間液面レベルを構成する補助対向面を含む補助部を有し、上記第１電極及び上記第２電極のうち、少なくとも上記第１電極は上記補助部と絶縁してなる液体レベルセンサである。
【０００７】
本発明の液体レベルセンサは、液体レベルセンサを使用に供したときに検知部の下方に位置し、しかも自身の上端が電極対向面の下端と接触する補助対向面を備える補助部を有する。このような補助対向面を備えることにより、毛細管現象について言えば、電極対向面を下方に延ばしたものと同様になる。つまり、液体収容容器の液面レベルを下方から上昇させると、この補助対向面の下端に達したとき、毛細管現象により補助対向面間に液体が入って這い上がり、この液体が液体収容容器の液面レベルより高い補助面間液面レベルを構成する。さらに液体収容容器の液面レベルを上昇させると、補助面間液面レベルも同様に上昇する。そして、補助面間液面レベルが補助対向面の上端に達しても、この上端は電極対向面の下端と接しているため、毛細管現象による液面の上昇が途切れるなど制限されることはない。従って、さらに液体収容容器の液面レベルを上昇させると、同様に電極間液面レベルも上昇することになる。
【０００８】
しかも、液体収容容器の液面レベルを、補助面間液面レベルが補助対向面の上端、つまりこれに接する電極対向面の下端に達するようにした場合、たとえ、液体が電極対向面の下端に接したという点では同じでも、補助部及び補助対向面を有さない従来の電極対向面とは異なり、毛細管現象によって電極対向面を液体がさらに這い上がるということはない。もともとこの液体は補助対向面間を毛細管現象によって這い上がり、電極対向面の下端に達しているからである。
このため、例えば、補助対向面の高さを、液体収容容器の液面レベルがこの補助対向面の下端に達したときの毛細管現象による這い上がり高さ以上としている場合には、電極間液面レベルが電極対向面の下端から上端までの間でいずれの高さをもとりうるので、電極対向面の下端から上端までの全域を液面レベルの検知域として用いることができる。
【０００９】
また、補助対向面の高さ寸法がこの這い上がり高さより小さい場合には、液体収容容器の液面レベルが補助対向面の下端に達すると、毛細管現象により電極対向面間の一部にまで液体が這い上がり、電極間液面レベルを構成してしまう。しかし、それでも、補助対向面が無い場合に比して、補助対向面の高さ分だけ液面レベルの検知域を大きくすることができる。
電極間液面レベルとは、対向する電極対向面の間に液体が入ったとき、この液体がこの電極対向面間に構成する液面レベルをいう。また、補助面間液面レベルとは、対向する補助対向面の間に液体が入ったとき、この液体がこの補助対向面間に構成する液面レベルをいう。
【００１０】
本発明の液体レベルセンサでは、第１電極及び第２電極のうち、少なくとも第１電極は補助部と絶縁している。このようにしたので、対向する補助対向面が検知部で構成されるコンデンサの一部をなすことがない。このため、検知部で構成されるコンデンサの静電容量に補助対向面間の液体が影響を与えることがなく、検知部で構成されるコンデンサの静電容量の変化を精度良く検知することができる。
【００１１】
このような検知部及び補助部の構成としては、補助部の全体を絶縁性の樹脂やセラミックで形成し、検知部と当接させるようにしたものが挙げられる。また、金属を絶縁性の樹脂被膜やガラス皮膜で覆ったもので補助部を形成し、検知部と当接させるようにしても良い。また、上記検知部を構成する第２電極を下端側に延長して、この第２電極の延長部分を補助部の一部とすると共に、この延長部分の補助対向面と対向する補助対向面を、補助部の一部をなす絶縁性の部材で構成するようにして、液体レベルセンサを構成するようにしても良い。絶縁性の部材は第１電極とは絶縁しているので、対向する補助対向面が検知部で構成されるコンデンサの一部をなすことがないからである。また、第１電極が補助部と絶縁していれば良いので、上記絶縁性の部材に代えて、絶縁性部材と金属部材で第２電極の延長部分がなす補助対向面に対向する補助対向面を構成するようにしても良い。
【００１２】
さらに、上記液体レベルセンサであって、前記補助対向面は、前記液体収容容器の液面が上記補助対向面の下端に達したとき、前記液体が上記補助対向面の上端よりも低い前記補助面間液面レベルを構成する寸法を有する液体レベルセンサとすると良い。
【００１３】
本発明の液体レベルセンサでは、液体収容容器の液面をセンサの下方より上昇させると、次のようになる。まず、液体収容容器の液面が補助対向面の下端に達すると、毛細管現象により補助対向面間に液体が入り込む。このとき、本発明の液体レベルセンサでは、補助対向面間に入った液体によって構成される補助面間液面レベルが、補助対向面の上端よりも低くなる。さらに液体収容容器の液面レベルを高くすると、それに応じて補助面間液面レベルも高くなる。そして、補助面間液面レベルが補助対向面の上端に達すると、この補助対向面内の液体が、この上端と同じ高さである電極対向面の下端に接触することになる。さらに、液体収容容器の液面レベルが高くなると、次には、電極対向面間に毛細管現象によって液体が入り込み、この液体は液体収容容器の液面レベルより高い電極間液面レベルを構成することとなる。
【００１４】
前述したように、補助面間液面レベルが補助対向面の上端に達することで、液体が電極対向面の下端に接触したとしても、もともとこの液体は補助対向面間を毛細管現象で這い上がった液体であるから、電極対向面間を毛細管現象でさらに這い上がることがない。そして、さらに、液体収容容器の液面レベルが上昇すると、それにつれて、電極間液面レベルも上昇する。かくして、本発明の液体レベルセンサでは、電極対向面の下端から上端までの全域を液面レベルの検知域として用いることができる。
【００１５】
さらに、上記いずれかの液体レベルセンサであって、前記電極対向面と前記補助対向面とが面一である液体レベルセンサとすると良い。
【００１６】
本発明の液体レベルセンサでは、電極対向面と補助対向面とが面一になっている。つまり、電極対向面と補助対向面とは、同一面上に隣り合って配置されている。このため、電極間及び補助面間を液体の液面が上下に変動する際、電極と補助部との境界付近での液面の変動がスムーズとなる。
本発明の液体レベルセンサとしては、例えば、２枚の平板形状の電極（１枚の第１電極と１枚の第２電極）を平行に配置してコンデンサを構成したものを検知部とし、この平板形状の電極と等しい板厚の２枚の絶縁性の樹脂板を補助部とし、平板形状の電極と樹脂板とが面一となるように、平板形状の電極の下端面と樹脂板の上端面とを当接させたものが挙げられる。なお、この場合、平板形状の電極と樹脂板との板厚は等しくなくても良く、２枚の平板形状の電極の電極対向面と２枚の樹脂板の補助対向面とが面一であれば足りる。また、樹脂板に代えて、絶縁性のセラミック板や、金属板を絶縁性の樹脂被膜で覆い平板形状の電極と絶縁したもの等を用いても良い。さらに、上記いずれの場合においても、平板形状の電極と樹脂板等とは２組である必要はなく、３組以上としても良い。また、平板形状の第１電極及び樹脂板等と、１枚の平板形状の第２電極とを対向させることにより、第２電極のうち第１電極に対向する部分と第１電極とで検知部を構成し、第２電極のうち樹脂板等に対向する部分と樹脂板等とで補助部を構成しても良い。
【００１７】
さらに、前記いずれかの液体レベルセンサであって、前記電極対向面の上端側から下端側に向かって上記液体レベルセンサを見たとき、上記電極対向面と前記補助対向面とが交差するように両者が配置されてなる液体レベルセンサとすると良い。
【００１８】
前述したように、補助対向面の上端が電極対向面の下端と接していれば、毛細管現象による補助対向面間の液面の上昇が補助対向面の上端と電極対向面の下端との境界で途切れることはなく、液体収容容器の液面の上昇と共に連続的に電極対向面間を上昇していく。従って、補助対向面の上端が電極対向面の下端と接していれば、補助対向面と電極対向面とが面一でなくても良い。従って、本発明の液体レベルセンサのように、電極対向面の上端側から下端側に向かって液体レベルセンサを見たとき、電極対向面と補助対向面とが交差するように両者を配置しても、電極対向面と補助対向面との境界で毛細管現象による液面の上昇が途切れることはなく、液体収容容器の液面の上昇と共に連続的に電極対向面間を上昇していく。このため、本発明の液体レベルセンサでも、電極対向面の下端から上端までの全域を液面レベルの検知域とし、あるいは、補助対向面の高さ分だけ検知域を拡げることができる。
【００１９】
本発明の液体レベルセンサのように、電極対向面と補助対向面とを配置することは、次のような場合に特に有効となる。
例えば、電極対向面を構成する４枚の平板電極（この場合、第１電極と第２電極とが２枚ずつとなる）に対し、補助対向面を構成する板を樹脂板で形成する場合に有効となる。コンデンサの小型化（薄型化）のため、平板電極を薄く（例えば、板厚０．５ｍ）すると、補助対向面を電極対向面と面一にする場合は、樹脂板の板厚を平板電極と同様に薄くしなければならない。このため、樹脂板の強度が不十分となり、樹脂板が変形する虞がある。これに対し、本発明の液体レベルセンサのように、具体的には、電極対向面の上端側から下端側に向かって液体レベルセンサを見たとき、樹脂板と平板電極とが直交するように両者を配置すると、一般的にコンデンサ及び平板電極の幅寸法は厚さ寸法に比して十分大きいので、補助対向面の間隙に留意すれば足り、平板電極の板厚に左右されないで樹脂板の板厚を設定することができる。すなわち、強度的に十分な板厚の樹脂板を用いて、隣り合う樹脂板の間隙を平板電極の間隙と等しくなるように配置することが可能である。つまり、本発明の液体レベルセンサでは、板厚などの電極の寸法に影響されないで、補助対向面を構成する板（樹脂板）の板厚など補助対向面を構成する補助部の寸法を適切に設定することができる。
【００２０】
さらに、上記いずれかの液体レベルセンサであって、前記第１電極及び前記第２電極は平板形状であり、互いに平行に配置されて前記コンデンサを構成してなる液体レベルセンサとすると良い。
【００２１】
本発明の液体レベルセンサでは、平行平板電極によってコンデンサを形成している。このようなコンデンサでは、小型（薄型）でも比較的大きな静電容量を確保することができる。このため、本発明では、小型（薄型）のコンデンサを用いても、僅かな液面レベルの変化によって検知可能な静電容量の変化が生じるので、液面レベルを精度良く検出することができる。ゆえに、本発明の液体レベルセンサでは、検知部の小型化、ひいてはセンサの小型化が可能となる。
【００２２】
さらに、上記いずれかの液体レベルセンサであって、前記検知部を収容するケーシング部材を有し、前記補助部は上記ケーシング部材の底部を構成し、前記液体収容容器内の液体は、上記補助部の前記補助対向面間より上記ケーシング部材の内部と外部とを出入りする液体レベルセンサとすると良い。
【００２３】
液体収容容器の液面には気泡が存在することが多く、この気泡が電極間に入り込んだ場合、検知部で構成されるコンデンサの静電容量変化に基づいて正確な液面レベルを検知できなくなる虞がある。これに対し、本発明の液体レベルセンサでは、検知部をケーシング部材内に収容しているので、液体収容容器の液面と検知部の液面とはケーシング部材によって隔離される。さらに、前述したように、この液体レベルセンサを使用に供する姿勢にしたときには、補助対向面の間隙が検知部より下方に位置する。その上、液体は、補助部の補助対向面間よりケーシング部材の内外を出入りする。このため、液体収容容器の液面レベルが検知部で測定できる範囲に位置するときは、補助対向面の下端が液体収容容器の液面レベルより下位に位置するので、液体収容容器の液面が泡立っているとしても、補助対向面の間隙からケーシング部材内に気泡が入り込みにくい。従って、本発明の液体レベルセンサは、液面レベルを正確に検知することができる。
【００２４】
他の解決手段は、第１電極及び第２電極を備え、上記第１電極の電極対向面と上記第２電極の電極対向面とを所定の間隙を介して対向させてコンデンサを構成する検知部を有し、液体収容容器の液面レベルを、上記電極対向面間に毛細管現象によって入る液体の電極間液面レベルに基づいて検知する液体レベルセンサであって、この液体レベルセンサを上記液体収容容器に取り付け、上記液体収容容器を使用に供する姿勢に設置したとき、上記検知部よりも下方に位置し、間隙を介して互いに対向する少なくとも１対の補助対向面であって、その上端が上記電極対向面の下端と接し、上記電極対向面間に上記液体が入る上記液体収容容器の液面レベルから上記液体収容容器の液面レベルを徐々に低下させ、上記液体収容容器の液面レベルを上記補助対向面の下端まで低下させたとき、上記電極対向面間には上記液体が残ることなく、上記補助対向面間に入った上記液体が補助面間液面レベルを構成する補助対向面を含む補助部を有し、上記第１電極及び上記第２電極のうち、少なくとも上記第１電極は上記補助部と絶縁してなる液体レベルセンサである。
【００２５】
補助対向面を有しない従来の液体レベルセンサでは、液体収容容器の液面レベルを徐々に低下させると、電極対向面の下端より液体収容容器の液面レベルが下がったときに、電極対向面の下端付近の間隙に液体残りが生じることがあった。このため、この液体残りによって液面レベルの誤検知が発生する虞があった。
これに対し、本発明の液体レベルセンサでは、補助対向面の上端が電極対向面の下端と接するようにしている。また、本発明の液体レベルセンサでは、電極対向面間に液体が入る液体収容容器の液面レベルから、液体収容容器の液面レベルを徐々に低下させ、液体収容容器の液面レベルを補助対向面の下端まで低下させたとき、電極対向面間に液体が残ることがなく、補助対向面間に入った液体が補助対向面の上端より低い補助面間液面レベルを構成する。また、液体収容容器の液面レベルをさらに低下させたとき、補助対向面間に液体残りが生じることはあっても、この液体残りが第１、第２電極間の静電容量に影響することはない。このため、本発明の液体レベルセンサでは、液体残りによる液面レベルの誤検知を防止することが可能となる。
【００２６】
本発明の液体レベルセンサでは、第１電極及び第２電極のうち、少なくとも第１電極は補助部と絶縁している。このようにしたので、対向する補助対向面が検知部で構成されるコンデンサの一部をなすことがのない。このため、検知部で構成されるコンデンサの静電容量に補助対向面間の液体が影響を与えることがなく、検知部で構成されるコンデンサの静電容量の変化を精度良く検知することができる。
【００２７】
さらに、上記いずれかの液体レベルセンサであって、前記電極対向面と前記補助対向面とが面一である液体レベルセンサとすると好ましい。この液体レベルセンサでは、電極対向面と補助対向面とが面一になっているため、電極間及び補助面間を液体の液面が上下に変動する際、電極と補助部との境界付近での液面の変動がスムーズとなる。
【００２８】
さらに、前記いずれかの液体レベルセンサであって、前記電極対向面の上端側から下端側に向かって上記液体レベルセンサを見たとき、上記電極対向面と前記補助対向面とが交差するように両者が配置されてなる液体レベルセンサとすると好ましい。この液体レベルセンサでは、前述したのと同様に、電極の板厚に影響されないで、強度等を考慮して、補助対向面を構成する補助部の寸法を適切に設定することができる。
【００２９】
さらに、上記いずれかの液体レベルセンサであって、前記第１電極及び前記第２電極は平板形状であり、互いに平行に配置されて前記コンデンサを構成してなる液体レベルセンサとすると好ましい。この液体レベルセンサでは、平行平板電極によってコンデンサを形成しているので、小型（薄型）でも比較的大きな静電容量を確保することができる。このため、僅かな液面レベルの変化によって検知可能な静電容量の変化が生じるので、液面レベルを精度良く検出することができる。ゆえに、この液体レベルセンサでは、検知部の小型化、ひいてはセンサの小型化が可能となる。
【００３０】
さらに、上記いずれかの液体レベルセンサであって、前記検知部を収容するケーシング部材を有し、前記補助部は上記ケーシング部材の底部を構成し、前記液体収容容器内の液体は、上記補助部の前記補助対向面間より上記ケーシング部材の内部と外部とを出入りする液体レベルセンサとすると好ましい。この液体レベルセンサでは、液体収容容器内の液面と検知部の液面とはケーシング部材によって隔離される。さらに、液面レベルが検知部で測定できる範囲に位置するときは、補助対向面の下端が液面レベルより下位に位置するので、液体収容容器の液面が泡立っているとしても、補助対向面の間隙からケーシング部材内に気泡が入り込みにくい。従って、本発明の液体レベルセンサは、気泡が電極間に入り込みにくくなるので、液面レベルを正確に検知することができる。
【００３１】
他の解決手段は、上記いずれかの液体レベルセンサと、上記液体レベルセンサの出力信号を変換処理する信号処理部と、前記液体収容容器に固定される取付部と、上記液体レベルセンサを保持し、上記取付部に固定されるブラケットと、を備える液体レベルセンサユニットである。
【００３２】
本発明の液体レベルセンサユニットは、前述したような液体レベルセンサを有しているため、電極対向面のうち液体収容容器の液面レベルを検知可能とする検知域を大きくすることができる。あるいは、電極対向面間に液体残りが生じないので、液体残りによる液体収容容器の液面レベルの誤検知が発生しない。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の液体レベルセンサ１００は、図１に示すように、第１複合電極１２１及び第２複合電極１２２によって構成される検知部１２０と、補助部１３０及びケーシング本体部１１０からなるケーシング部材１４０とを有する液体レベルセンサである。この液体レベルセンサ１００は、図２（ｂ）に示すように、ケーシング部材１４０を固定するブラケット１６０、第１，第２複合電極１２１，１２２に各々接続されるシールド線１８１，１８２、及び信号処理部を構成する電子部品を搭載する配線基板１８０を内部に収容する第２ケーシング部材１５１を含む取付部１５０と共に一体化されて、液体レベルセンサユニット１９０を構成する。この液体レベルセンサユニット１９０は、例えば、図２（ａ）に示すように、エンジンのオイルパン１６に取付けられ、オイルパン１６内の潤滑油１５の液面レベルＬ１を検知するために用いられる。なお、図２（ａ）において、オイルパン１６内には、潤滑油１５を吸引するためのストレーナ２８５が設置されている。
【００３４】
この液体レベルセンサ１００の主要部の分解斜視図を図３に示すように、第１複合電極１２１は、互いに対向する第１電極１２１ｍ，１２１ｎが連結部１２１ｐによって一体となった上面視コの字状を呈するステンレス製の複合電極であり、第１電極１２１ｍ，１２１ｎの上端及び下端の中央には、それぞれ小突起部１２１ｈ，１２１ｋが設けられてる。第２複合電極１２２も同様に、互いに対向する第２電極１２２ｍ，１２２ｎが連結部１２２ｐによって一体となった上面視コの字状を呈するステンレス製の複合電極であり、第２電極１２２ｍ，１２２ｎの上端及び下端の中央には、それぞれ小突起部１２２ｈ，１２２ｋが設けられてる。この第１複合電極１２１と第２複合電極１２２とは、図３及び図１（ｃ）に示すように、第２電極１２２ｍの電極対向面１２２ｂと第１電極１２１ｎの電極対向面１２１ｂ，第１電極１２１ｎの電極対向面１２１ｃと第２電極１２２ｎの電極対向面１２２ｃ，第２電極１２２ｎの電極対向面１２２ｄと第１電極１２１ｍの電極対向面１２１ｄがそれぞれ対向するように配置されている。そして、これらの電極対向面間に生じる小コンデンサを並列接続することで合成してコンデンサを構成し、これを検知部１２０としている。
【００３５】
補助部１３０は、絶縁性の樹脂製、略直方体形状であり、図４に示すように、中央には４つの電極固定用貫通孔１３１が形成され、その両側には貫通孔１３２が６つずつ形成されている。この貫通孔１３２は、後述するが、ケーシング部材１４０内部への潤滑油１５の出入口を兼ねる。なお、それぞれの貫通孔１３２を構成している内壁面のうち、上面視長尺で図４中左右方向に延びる対向面をそれぞれ補助対向面１３４，１３５，１３６，１３７，１３８，１３９とする。この補助対向面１３４〜１３９の間隙は、それぞれ１．０ｍｍである。なお、補助対向面１３４〜１３９がコンデンサの一部を構成することはない。
【００３６】
第１，第２複合電極１２１，１２２と補助部１３０とは、第１，第２複合電極１２１，１２２の小突起部１２１ｋ，１２２ｋが補助部１３０の電極固定用貫通孔１３１に嵌合することによって固定される。このとき、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である図１（ｃ）に示すように、第１，第２複合電極１２１，１２２の互いに対向する電極対向面１２１ｂと１２２ｂ，１２１ｃと１２２ｃ，１２１ｄと１２２ｄの間隙は、補助対向面１３４〜１３９の間隙と同様に、それぞれ１．０ｍｍとなる。すなわち、本実施形態の液体レベルセンサ１００では、補助対向面１３４〜１３９と電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄとを面一としている。なお、本実施形態では、補助部１３０を絶縁性の樹脂で形成しているため、補助対向面１３４〜１３９によって、検知部１２０で構成されるコンデンサの一部をなすことがない。
【００３７】
ケーシング本体部１１０は、図５に示すように、樹脂製、箱形状であり、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である図５（ｃ）に示すように、内壁面の上側には４つの凹部１１２が形成され、下側には２つの凸状のロック部１１１が対向して形成されている。そして、第１，第２複合電極１２１，１２２の小突起部１２１ｈ，１２２ｈが凹部１１２に嵌合し、ロック部１１１と補助部１３０の外側面に形成された突起部１３３（図４参照）とが係合することによって、図１に示すような、第１，第２複合電極１２１，１２２で構成される検知部１２０が、補助部１３０及びケーシング本体部１１０からなるケーシング部材１４０内に保持されて、液体レベルセンサ１００を構成している。なお、ケーシング本体部１１０には、内外部を連通して内部に入り込んだ気泡を抜くための気泡抜き用貫通孔１１０ｂが形成されている。
【００３８】
このような液体レベルセンサ１００では、図６（ｃ）に示すように、オイルパン１６の液面レベルＬ１の変化に応じて電極間液面レベルＬ３が変動するため、検知部１２０で構成されるコンデンサの静電容量が変化することになる。このため、本実施形態の液体レベルセンサ１００では、検知部１２０で構成されるコンデンサの静電容量の変化に基づいて、オイルパン１６の液面レベルＬ１を検知することができる。
【００３９】
本実施形態では、図６に示すように、液体レベルセンサ１００を使用に供したとき、検知部１２０の下方に補助対向面１３４〜１３９を備える補助部１３０が位置するようにしている。このため、オイルパン１６の液面レベルＬ１を液体レベルセンサ１００の下方から上昇させてゆき、補助対向面１３４〜１３９の下端１３４ｂ〜１３９ｂにオイルパン１６の液面レベルＬ１が達すると、図６（ａ）に示すように、毛細管現象によって潤滑油１５が補助対向面１３４〜１３９の間隙を這い上がる。そして、本実施形態では、図６（ａ）に示すように、補助面間液面レベルＬ２が、オイルパン１６の液面レベルＬ１よりＨ１だけ高くなる。このとき、補助対向面１３４〜１３９の上端１３４ｃ〜１３９ｃよりも補助面間液面レベルＬ２が低くなるように、補助対向面１３４〜１３９の高さ寸法が決められている。なお、さらにオイルパン１６の液面レベルＬ１を高くすると、それに応じてケーシング部材１４０内の液面レベルＬ２も、液面レベルＬ１よりＨ１だけ高い状態を維持しつつ高くなる（図６（ｂ）参照）。
【００４０】
さらに、本実施形態では、図６に示すように、補助対向面１３４〜１３９の上端１３４ｃ〜１３９ｃが電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの下端１２１ｅ〜１２１ｇ，１２２ｅ〜１２２ｇと接している。このため、図６（ｂ）に示すように、オイルパン１６の液面レベルＬ１を上昇させ、補助面間液面レベルＬ２が補助対向面１３４〜１３９の上端１３４ｃ〜１３９ｃに達すると、この潤滑油１５の液面は電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの下端１２１ｅ〜１２１ｇ，１２２ｅ〜１２２ｇにも接触する。このとき、この潤滑油１５は、もともと補助対向面１３４〜１３９の間隙を毛細管現象で這い上がったものであるから、電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの間隙を毛細管現象で大きく這い上がることがない。
【００４１】
そして、さらにオイルパン１６の液面レベルＬ１を高くすると、補助対向面１３４〜１３９の上端１３４ｃ〜１３９ｃと電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの下端１２１ｅ〜１２１ｇ，１２２ｅ〜１２２ｇとが接しているので、補助対向面１３４〜１３９の間隙を這い上がった潤滑油１５は、途切れることなく電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの間隙も毛細管現象により連続的に這い上がる。このため、電極間液面レベルＬ３も、液面レベルＬ１よりＨ１だけ高い状態を維持しつつ高くなる（図６（ｃ）参照）。従って、本実施形態の液体レベルセンサ１００では、電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの下端１２１ｅ〜１２１ｇ，１２２ｅ〜１２２ｇから上端１２１ｒ〜１２１ｔ，１２２ｒ〜１２２ｔまでの全域に渡って、オイルパン１６の液面レベルＬ１の検知域として用いることができる。
【００４２】
さらに、本実施形態の液体レベルセンサ１００では、図６に示すように、電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄと補助対向面１３４〜１３９とを面一にしている。このため、電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの間隙及び補助対向面１３４〜１３９の間隙を潤滑油１５が上下に変動する際、電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄと補助対向面１３４〜１３９との境界付近での潤滑油１５の液面の変動がスムーズである。
【００４３】
さらに、本実施形態の液体レベルセンサ１００では、検知部１２０をケーシング部材１４０内に収容して、図６（ｃ）に示すように、オイルパン１６の液面と検知部１２０の液面とをケーシング部材１４０によって隔離している。そして、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、電極間液面レベルＬ３が電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの下端１２１ｅ〜１２１ｇ，１２２ｅ〜１２２ｇより上方に位置し、検知部１２０で液面レベルＬ１を検知できる状態にあるときは、補助対向面１３４〜１３９の下端１３４ｂ〜１３９ｂが液面レベルＬ１より下位に位置する。
【００４４】
さらに、電極間液面レベルＬ３が電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの下端１２１ｅ〜１２１ｇ，１２２ｅ〜１２２ｇから上端１２１ｒ〜１２１ｔ，１２２ｒ〜１２２ｔの範囲で変動するときは、潤滑油１５は補助対向面１３４〜１３９の間隙、（換言すれば、図４に示す貫通孔１３２）を介して補助部１３０の下端から出入りする。このため、オイルパン１６の液面が泡立っていても、潤滑油１５の液体レベルセンサ１００への出入りはオイルパン１６の液面より気泡の少ない下方で行われるから、補助対向面１３４〜１３９の間隙からケーシング部材１４０内に気泡が入り込みにくくなっている。このように、本実施形態の液体レベルセンサ１００では、電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの間隙に気泡が入り込みにくいので、液面レベルＬ１を正確に検知することができる。
【００４５】
さらに、図６（ｃ）に示すように、電極間液面レベルＬ３が電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの下端１２１ｅ〜１２１ｇ，１２２ｅ〜１２２ｇより上方に位置する状態からオイルパン１６の液面レベルＬ１を徐々に低下させる。そして、図６（ａ）に示すように、オイルパン１６の液面レベルＬ１を補助対向面１３４〜１３９の下端１３４ｂ〜１３９ｂまで低下させる。このようにしても、本実施形態の液体レベルセンサ１００では、図６（ａ）に示すように、電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの下端１２１ｅ〜１２１ｇ，１２２ｅ〜１２２ｇ付近に潤滑油１５が残ることなく、電極間液面レベルＬ３が電極対向面１３４〜１３９の下端１２１ｅ〜１２１ｇ，１２２ｅ〜１２２ｇより下方までスムーズに低下した。このように、本実施形態の液体レベルセンサ１００では、電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの下端１２１ｅ〜１２１ｇ，１２２ｅ〜１２２ｇ付近に潤滑油１５が残ることによる液面レベルＬ１の誤検知をも防止することができる。
【００４６】
このような本実施形態の液体レベルセンサ１００及び液体レベルセンサユニット１９０は、次のようにして製造する。
まず、板厚０．５ｍｍのステンレス板を板厚方向の断面をとったときにコの字状を呈するように成形して、図３に示すような、第１，第２複合電極１２１，１２２を用意し、第１，第２複合電極１２１，１２２の端子１２１ｉ，１２２ｉにシールド線１８１，１８２を接続する。また、樹脂一体成型によって、図４に示すような略直方体形状の補助部１３０、及び図５に示すような箱状のケーシング本体部１１０を形成する。次いで、第１，第２複合電極１２１，１２２の小突起部１２１ｋ，１２２ｋを補助部１３０の電極固定用貫通孔１３１に嵌合させ、第１，第２複合電極１２１，１２２と補助部１３０とを固定する。このとき、図３に示すように、第１，第２複合電極１２１，１２２の第２電極１２２ｍと第１電極１２１ｎ，第１電極１２１ｎと第２電極１２２ｎ，第２電極１２２ｎと第１電極１２１ｍが互いに対向するように配置されてコンデンサが構成される。これを検知部１２０とする。
【００４７】
次いで、第１，第２複合電極１２１，１２２と補助部１３０とを一体にしたものをケーシング本体部１１０内に挿入し、第１，第２複合電極１２１，１２２の小突起部１２１ｈ，１２２ｈをケーシング本体部１１０の内側面の上側に形成されている凹部１１２に嵌合させると同時に、ケーシング本体部１１０の内側面の下側に形成されているロック部１１１と補助部１３０の外側面に形成されている突起部１３３（図４参照）とを係合させる。このとき、図１に示すような、第１，第２複合電極１２１，１２２からなる検知部１２０と、補助部１３０及びケーシング部１１０からなるケーシング部材１４０とが一体となった液体レベルセンサ１００が完成する。
【００４８】
この液体レベルセンサ１００は、ケーシング本体部１１０の取付孔１１３を用いて、図２（ｂ）に示すように、ブラケット１６０にリベット１７０を用いて固定される。そして、樹脂によって一体成型した第２ケーシング部材１５１の内部空間に、信号処理部を構成する電子部品を搭載した配線基板１８０を設置し、この配線基板１８０とシールド線１８１，１８２をハンダ付けによって電気的に接続する。その後、配線基板１８０等を樹脂によってモールドする。次いで、この状態の第２ケーシング部材１５１にアルミダイキャストで形成した取付台座１５５を取付けることによって、第２ケーシング部材１５１と取付台座とが一体となった取付部１５０が形成される。そして、液体レベルセンサ１００を備えたブラケット１６０と取付部１５０をリベットによって固定し、図２（ｂ）に示すような、液体レベルセンサ１００を有する液体レベルセンサユニット１９０が形成される。
【００４９】
この液体レベルセンサ１００を有する液体レベルセンサユニット１９０は、図２（ａ）に示すように、エンジンのオイルパン１６の底部に取付けられて、使用に供される。なお、第１，第２複合電極１２１，１２２の連結部１２１ｐ，１２２ｐの下端に突出して形成された端子１２１ｉ，１２２ｉ（図３参照）にはシールド線１８１，１８２が接続され、第１，第２複合電極１２１，１２２と配線基板１８０とを電気的に接続することによって、図６に示すように、検知部１２０で構成されるコンデンサの静電容量の変化に基づくオイルパン１６の液面レベルＬ１を検知できるようにしている。
【００５０】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記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、実施形態では、電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄと補助対向面１３４〜１３９とを面一にした。しかし、毛細管現象によって補助対向面１３４〜１３９の間隙を這い上がった潤滑油１５が、途切れることなく電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの間隙も毛細管現象により連続的に這い上がるようにするには、補助対向面１３４〜１３９の上端が電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの下端と接していれば足りる。
【００５１】
従って、図７に示すような、実施形態の補助部１３０のうち補助対向面の対向する向きを９０度変更した補助部２３０を用いて、電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの上端側から下端側に向かって液体レベルセンサを見たとき、補助対向面２３４〜２３９，２４１〜２４６と電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄとが直交するように配置しても良い。但し、補助対向面２３４，２３５の下端に潤滑油１５の液面が接し、毛細管現象によって潤滑油１５の液面が補助対向面２３４〜２４６、２４１〜２４６の間隙を這い上がる高さを等しくするため、補助対向面２３４〜２３９、２４１〜２４６の間隙を実施形態の補助対向面１３４〜１３９の間隙と同じ１．０ｍｍにすると良い。
【００５２】
さらに、実施形態の補助部１３０では、図４に示すように、電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄと補助対向面１３４〜１３９とを面一にするために、リブ１３２ｂ，１３２ｃを第１電極１２１ｍ，１２１ｎ及び第２電極１２２ｍ，１２２ｎと同じ板厚０．５ｍｍにした。これに対し、この補助部２３０では、第１電極１２１ｍ，１２１ｎ及び第２電極１２２ｍ，１２２ｎの板厚に左右されないで、図７に示すように、リブ２３２ｂ，２３２ｃを強度的に十分な厚み（例えば１．０ｍｍ）に設定することができる。また、電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄの上端側から下端側に向かって液体レベルセンサを見たとき、電極対向面１２１ｂ〜１２１ｄ，１２２ｂ〜１２２ｄとは直交しないで斜めに交差するような補助対向面を有する補助部でも、同様な効果を得ることができる。
【００５３】
また、実施形態では、上面視コの字状の第１，第２複合電極１２１，１２２を組合わせることにより、２枚の第１電極１２１ｍ，１２１ｎと２枚の第２電極１２２ｍ，１２２ｎによってコンデンサを構成する検知部１２０を形成した。しかし、コンデンサを構成できれば良く、第１電極と第２電極とはそれぞれ何枚ずつでも良い。
また、実施形態では、平板形状の第１電極１２１ｍ，１２１ｎ及び第２電極１２２ｍ，１２２ｎによってコンデンサを構成する検知部１２０を形成した。しかし、第１，第２電極は平板形状に限定されるものではなく、例えば、筒状の第２電極と、この内部に所定の間隙を設けて配置された第２電極より小径の筒状の第１電極とによってコンデンサを構成する検知部を形成するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態にかかる液体レベルセンサ１００示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はそのＡ−Ａ断面図である。
【図２】（ａ）は実施形態にかかる液体レベルセンサユニット１９０の使用時の様子を示す部分断面図、（ｂ）は液体レベルセンサユニット１９０の側面図である。
【図３】実施形態にかかる液体レベルセンサ１００の分解斜視図である。
【図４】実施形態にかかる液体レベルセンサ１００の補助部１３０を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はそのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】実施形態にかかる液体レベルセンサ１００のケーシング部１１０を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はそのＣ−Ｃ断面図である。
【図６】実施形態にかかる液体レベルセンサ１００の使用時の様子を示す図であり、（ａ）は液面レベルＬ１が補助部１３０の下端に達したときの端面図、（ｂ）は液面レベルＬ２が第１，第２複合電極１２１，１２２の下端に達したときの端面図、（ｃ）は液面レベルＬ１が第１，第２複合電極１２１，１２２の下端に相当する位置に達したときの端面図である。
【図７】他の形態にかかる補助部２３０を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はそのＤ−Ｄ断面図である。
【図８】従来の液体レベルセンサ１０について説明する説明図である。
【符号の説明】
１０，１００　液体レベルセンサ
１１，１２１ｍ，１２１ｎ　第１電極
１２，１２２ｍ、１２２ｎ　第２電極
１１ｂ，１２ｂ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ　電極対向面
１６　オイルパン（液体収容容器）
１１０　ケーシング本体部
１２０　検知部
１２１　第１複合電極
１２２　第２複合電極
１２１ｅ，１２１ｆ，１２１ｇ，１２２ｅ，１２２ｆ，１２２ｇ　電極対向面の下端
１２１ｒ，１２１ｓ，１２１ｔ，１２２ｒ，１２２ｓ，１２２ｔ　電極対向面の上端
１３０，２３０　補助部
１３４，１３５，１３６，１３７，１３８，１３９，２３４，２３５，２３６，２３７，２３８，２３９，２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６　補助対向面
１３４ｂ，１３５ｂ，１３６ｂ，１３７ｂ，１３８ｂ，１３９ｂ　補助対向面の下端
１３４ｃ，１３５ｃ，１３６ｃ，１３７ｃ，１３８ｃ，１３９ｃ　補助対向面の上端
１４０　ケーシング部材
１５０　取付部
１６０　ブラケット
１８０　配線基板（信号処理部）
１９０　液体レベルセンサユニット
Ｌ１　オイルパン１６の液面レベル（液体収容容器の液面レベル）
Ｌ２　補助面間液面レベル
Ｌ３　電極間液面レベル
【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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