(57)【要約】【課題】細長い絶縁性の樹脂フィルムに、抵抗体からなるヒータ配線を形成した面状構造の液面センサ素子において、液面検知の応答性を高めつつ、樹脂フィルムの長手方向における撓み変形を抑制可能な液面センサ素子を提供する。【解決手段】樹脂フィルム１０内に、この樹脂フィルム１０の長手方向に沿って延びる発熱部３と、樹脂フィルム１０の長手方向における剛性を増大させるための補強部６と、補強部６と発熱部３を連結する連結部９とを埋設する。そして、補強部６の第１補強部４、連結部９の第１連結部７、発熱部３によってヒータ配線１３を形成する。このとき、第１補強部４および第１連結部７の単位長さ当りの抵抗値を、発熱部３の同抵抗値よりも小さく設定する。これにより、樹脂フィルム１０（ひいては液面センサ素子１１）の撓み変形を防止でき、発熱部３での昇温を従来に比して素早くさせて、液面検知の応答性を高めることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータ配線を長手方向に延びる絶縁性の樹脂フィルムに形成した面状構造をなし、液体への浸漬度合に応じて前記ヒータ配線の抵抗値が変化する液面センサ素子であって、
前記樹脂フィルムには、
前記長手方向に延びる発熱部と、前記長手方向に延び、当該樹脂フィルムの長手方向における剛性を増大させるための補強部と、前記補強部と前記発熱部とが電気的に接続して前記ヒータ配線を形成するために、該補強部の先端と該発熱部の先端とを連結する連結部とが、形成されており、
前記ヒータ配線をなす該補強部および該連結部の単位長さ当りの抵抗値が、該発熱部の単位長さ当りの抵抗値よりも小さく設定されている
ことを特徴とする液面センサ素子。
【請求項２】
前記補強部は、前記発熱部の両側において前記長手方向に延びる形態で形成されており、該補強部の少なくとも１つの先端と前記発熱部の先端とが前記連結部にて連結されて前記ヒータ配線を形成している請求項１に記載の液面センサ素子。
【請求項３】
前記発熱部、前記補強部および前記連結部は、前記樹脂フィルム内に埋設されている請求項１又は請求項２に記載の液面センサ素子。
【請求項４】
前記ヒータ配線をなす前記発熱部、前記補強部および前記連結部は同一材質にて一体成形されており、このヒータ配線をなす該補強部および該連結部の線幅が、該発熱部の線幅よりも太く設定されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液面センサ素子。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の液面センサ素子と、
前記液面センサ素子の前記ヒータ配線に電流を流し、このヒータ配線の端子間電圧を計測して、液面信号を出力するセンサ回路部と、
を備える液面検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器に貯えられたオイル、燃料、水その他の液体の液面レベルを検知する液面検知装置、およびこれに用いる液面センサ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、抵抗体に電流を流して自己発熱させ、これに基づいて液面レベルを検知する液面検知装置が知られている（特許文献１、２参照）。この液面検知装置では、抵抗体が液体中に浸漬されている場合、液体を通じて放熱が促進されるために抵抗体を通電したとしても、抵抗体の温度があまり高くならない。一方、抵抗体が空気中に保持されている場合には、液体に浸漬されている場合に比して、放熱され難くなることから、抵抗体の温度が相対的に高くなる。これを利用して、抵抗体の両端に現れる端子電圧を測定したり、抵抗体のブリッジを形成しつつそのブリッジ回路の出力信号を測定して、液面レベルを検知するのである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２−２６４８２７号公報（図１、４、６）
【特許文献２】
特開平１−３０８９２３号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１では、抵抗体として細径のニッケルワイヤを用い、このニッケルワイヤをピンやスペーサに巻き付け、空中に張り渡して液面センサ素子を構成している。このため、この液面センサ素子を、例えば自動車のオイルパンに取付けてオイルレベルを測定（検知）するために使用した場合、車両の振動の影響によりワイヤが切断（断線）し易く、信頼性に優れるものではなかった。また、上記特許文献２では、セラミック基板を支持体として、その基板上に抵抗体を形成して液面センサ素子を構成している。この特許文献２の液面センサ素子では、抵抗体をセラミック基板上に形成しているため、振動による上記断線の問題は解消できるものの、支持体である基板の熱容量が大きいが故に抵抗体の昇温が遅くなりがちで、抵抗体に通電を開始してから液面レベルを検知するまでに時間がかかる（換言すれば、液面検知の応答性に劣る）といった問題があった。なお、セラミック基板の肉厚を薄くして熱容量を下げることも考えられるが、セラミック基板の製造上限界があるため、セラミック基板を支持体に用いる液面センサ素子に代わるものが必要であった。
【０００５】
そこで、ニッケル−鉄合金など温度によって抵抗値が変化する感温抵抗体からなるヒータ配線を、絶縁性の樹脂フィルム上に形成（或いは埋設）して液面センサ素子とし、これを用いる液面検知装置が考えられる。より具体的には、細長い樹脂フィルムに、ヒータ配線を長手方向に沿って延びるように形成して面状構造の液面センサ素子とすることが考えられる。樹脂フィルムはセラミック基板に比して薄膜形成が容易であるため、このような樹脂フィルムをヒータ配線の支持体に用いることで、ヒータ配線の強度を補強しつつ支持体の熱容量を小さくすることができ、ひいては液面検知の応答性に優れる液面レベル素子（液面検知装置）とすることができる。
【０００６】
しかしながら、樹脂フィルムを支持体に用いてヒータ配線の強度を補強したとしても、樹脂フィルム自身はセラミック基板に比して剛性が非常に低いため、長手方向に撓み変形が生じ易い点に問題がある。特に、液面レベル素子を自動車のオイルパン等に取付けて使用する場合には、車両の振動の影響によって上記撓み変形が助長され易い。そして、支持体である樹脂フィルムに長手方向における撓み変形が生じると、同じ長手方向に延びるヒータ配線がその撓み変形の影響を受けて屈曲し、ヒータ配線に亀裂が入り断線を招来することにつながる。
【０００７】
また、この樹脂フィルムを用いた液面レベル素子において、液面検知の応答性を高めるには、ヒータ配線の発熱部における断面積をできるだけ小さく（換言すれば、発熱部の単位長さ当りの抵抗値をできるだけ小さく）することが好ましい態様となる。しかし、単純にヒータ配線の断面積を小さくしたのでは、上記撓み変形に伴う断線発生の頻度が上昇してしまうといった問題もある。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みなされたものであって、細長い絶縁性の樹脂フィルムに、自身の温度によって抵抗値が変化する抵抗体（感温抵抗体）からなるヒータ配線を形成した面状構造の液面センサ素子において、液面検知の応答性を高めつつ、樹脂フィルムの長手方向における撓み変形を抑制しヒータ配線の断線が生じ難い液面センサ素子、およびこれを用いた液面検知装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、ヒータ配線を長手方向に延びる絶縁性の樹脂フィルムに形成した面状構造をなし、液体への浸漬度合に応じて前記ヒータ配線の抵抗値が変化する液面センサ素子であって、
前記樹脂フィルムには、
前記長手方向に延びる発熱部と、前記長手方向に延び、当該樹脂フィルムの長手方向における剛性を増大させるための補強部と、前記補強部と前記発熱部とが電気的に接続して前記ヒータ配線を形成するために、該補強部の先端と該発熱部の先端とを連結する連結部とが、形成されており、
前記ヒータ配線をなす該補強部および該連結部の単位長さ当りの抵抗値が、該発熱部の単位長さ当りの抵抗値よりも小さく設定されている液面センサ素子である。
【００１０】
本発明の液面センサ素子では、長手方向に延びる絶縁性の樹脂フィルムにおいて、同長手方向に延びる発熱部の他、この樹脂フィルムの長手方向における剛性を増大させるための補強部を備える。このような補強部を形成することで、支持体である樹脂フィルムの剛性が増大するため、振動に伴う樹脂フィルムの長手方向における撓み変形が抑制され、発熱部に亀裂が生じたり断線する不具合を防止することができる。
【００１１】
また、本発明の液面センサ素子では、この補強部を単に樹脂フィルムに形成するだけではなく、発熱部の先端と自身の先端とを連結部を介して連結してヒータ配線を形成するようにしており、補強部および連結部を発熱部に電流を流すための通電経路の一部に用いている。このように補強部および連結部を通電経路（ヒータ配線）の一部とすることで、補強部を設ける場合にも樹脂フィルム（液面センサ素子）の小型化を図ることができる。また、このように長手方向に延びる発熱部及び補強部の互いの先端を、連結部を介して接続することで、例えばヒータ配線（発熱部）を通電するための通電端子との接続を、樹脂フィルムの片側（後端側）から行うことができ、配線の取出しを容易にすることも可能となる。
【００１２】
さらに、本発明の液面センサ素子では、ヒータ配線をなす補強部および連結部の単位長さ当りの抵抗値を、発熱部の抵抗値よりも小さく形成している。つまり、本発明では、ヒータ配線を、発熱部の他に補強部および連結部を用いて形成しているものの、液面検知部にあたる発熱部以外の補強部および連結部の単位長さ当り抵抗値を、発熱部の同抵抗値よりも小さく設定しているのである。これにより、ヒータ配線に通電を行った際の補強部、連結部の発熱が抑制され、樹脂フィルムの長手方向に沿って延びる発熱部の温度上昇を素早くすることができる。したがって、液面検知の応答性を高めることができる。
【００１３】
なお、本発明に用いる樹脂フィルムとしては、ヒータ配線を絶縁しつつ保持できる材質であればいずれのもので良い。但し、測定対象の液体に浸漬した場合に、実質的に変質が生じない材質を選択するのが好ましい。さらに、樹脂フィルムの有する熱伝導率や比熱などを考慮して選択するのが好ましい。具体的には、ポリイミドやポリアミド、ポリイミドアミド等が挙げられる。また、ヒータ配線を形成するための発熱部、補強部および連結部は、温度によって抵抗値が変化する物質であればいずれも用いることができる。但し、測定の容易さを考慮すると、相対的に大きな抵抗温度係数を有する材質、具合的には、白金、ニッケル、鉄あるいはこれらを主成分とする合金組成物（例えば、ニッケル−鉄合金など）を用いるのが好ましい。
【００１４】
また、ヒータ配線における発熱部の長手方向に延びる形状としては、直線状に延びる一本線状である他、蛇行状に延びたりする形状であったり、長手方向に長い部分を複数有する折り返し線形状であっても良い。なお、液面検知に対する応答性をより高めつつ、液面検知の直線性を得るには、発熱部は、直線状に延びる一本線状にて形成されることが好ましい。
【００１５】
また、樹脂フィルムの長手方向に沿って延びつつ、樹脂フィルムの長手方向における剛性を増大させるための補強部は、一つのみで形成されていてもよいが、複数個により形成されていてもよい。そして、補強部が複数個にて形成される場合には、そのうちの少なくとも１つの先端が、連結部を介して発熱部の先端に連結してヒータ配線を形成すればよい。なお、この補強部の長手方向に延びる形状としては、直線状で延びる一本線状である他、蛇行状に延びたりする形状であってもよい。また、補強部が複数個にて形成される場合には、ヒータ配線をなす補強部以外の補強部は、樹脂フィルムの長手方向に剛性を増大させる機能を果たす材質であればその材質は特に限定されず、絶縁性を有する材質にて形成しても良い。
【００１６】
さらに、ヒータ配線をなす補強部および連結部の単位長さ当りの抵抗値を、発熱部の同抵抗値よりも小さく設定するにあたって、その具体的手段は特に限定されないが、補強部および連結部の線幅を発熱部のそれよりも大きくしたり、補強部および連結部の厚みを発熱部のそれよりも厚くしたりして、補強部および連結部の断面積を発熱部のそれよりも大きく設定することで達成することができる。また、補強部および連結部の材質を発熱部のそれと異ならせて達成することもできる。
【００１７】
また、上述した液面センサ素子であって、前記補強部は、前記発熱部の両側において前記長手方向に延びる形態で形成されており、該補強部の少なくとも１つの先端と前記発熱部の先端とが前記連結部にて連結されて前記ヒータ配線を形成している液面センサ素子とすると良い。
【００１８】
このように、補強部を１つではなく複数個設けると共に、これら補強部を樹脂フィルムの長手方向に沿って延びる発熱部の両側に形成することにより、樹脂フィルムの長手方向への撓み変形を良好に抑制することができ、発熱部に亀裂や断線が生じるのを有効に防ぐことができる。なお、発熱部の両側に形成される補強部は、少なくとも１つが発熱部に連結してヒータ配線を形成すればよく、必ずしも複数個の補強部全てがヒータ配線を形成するものである必要はない。
【００１９】
さらに、上述した液面センサ素子であって、前記発熱部、前記補強部および前記連結部は、前記樹脂フィルム内に埋設されている液面センサ素子であると良い。
【００２０】
このように、発熱部、補強部および連結部を樹脂フィルム内に埋設させることによって、測定対象の液体に浸漬した場合に、これらが腐食或いは変質することを有効に抑制することができ、液面センサ素子の信頼性を高めることができる。
【００２１】
さらに、上述した液面センサ素子であって、前記ヒータ配線をなす前記発熱部、前記補強部および前記連結部は同一材質にて一体成形されており、このヒータ配線をなす該補強部および該連結部の線幅が、該発熱部の線幅よりも太く設定されている液面センサ素子であると良い。
【００２２】
本発明の液面センサ素子では、ヒータ配線をなす各部を同一材質にて一体成形しつつ、補強部および連結部の線幅を発熱部のそれよりも太く設定している。このため、補強部および連結部の単位長さ当りの抵抗値が発熱部の同抵抗値よりも小さいヒータ配線を容易に形成することができると共に、発熱部よりも補強部自身の剛性を高めることができる。したがって、発熱部の断線がより有効に抑制された液面センサ素子を容易に得ることができる。また、本発明では、補強部および連結部の厚みを発熱部のそれよりも厚くするのではなく、補強部および連結部の線幅を発熱部のそれよりも太くして、上記各部の単位長さ当りの抵抗値を変化させることから、液面センサ素子の厚みを薄く維持することができる。
【００２３】
さらに、他の解決手段は、上述したいずれか１項に記載の液面センサ素子と、前記液面センサ素子の前記ヒータ配線に電流を流し、このヒータ配線の端子間電圧を計測して、液面信号を出力するセンサ回路部と、を備える液面検知装置である。
【００２４】
この液面検知装置では、液面センサ素子のヒータ配線に電流を流し、センサ回路部を用いて、ヒータ配線の端子間電圧から液面信号を得ることができる。この液面検知装置では、これに用いる液面センサ素子において、ヒータ配線を形成する支持体として細長い樹脂フィルムを用いても、補強部によって樹脂フィルムの長手方向における撓み変形を防止することができることから、液面検知部である発熱部を細く設定することができ、液面センサ素子の液面検知の応答性を高めることができる。このため、この液面検知装置によれば、液面検知の応答性に優れ、液面を素早くかつ正確に検知することができる。しかも、液面センサ素子の破損を生じ難く、信頼性が高い。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明の第１の実施形態を、図１〜図６を参照して説明する。図中に示す１は、本実施形態の液面検知装置であって、例えば自動車のオイルパンにその上方から吊り下げ状に取付けられ、オイルレベル（油面）を検知するために使用されるものである。このものは、長手方向（図１における上下方向）に延びる細長い絶縁性を有する樹脂フィルム１０内に、液面検知部である発熱部３と、樹脂フィルムの長手方向における剛性を増大させるための補強部６と、連結部９とを埋設した面状構造の液面センサ素子１１と、この液面センサ素子１１を収容して支持するケースを兼ねる円筒状のフィルム支持部材２１等から構成されている。
【００２６】
本実施形態において、フィルム支持部材２１は、図２〜図４における断面図に示したように、絶縁性を有する合成樹脂（例えば６−６ナイロン）からなる２つのハーフパイプ２２、２３を合わせることで筒状体とされている。このものは、筒状体の軸線Ｇを通る平面（又はその平面に平行な面）で２つに分割されたハーフパイプ２２、２３を、軸線Ｇ方向からみて、円をなすように重ね合せるようにして組み立てられ、略直円筒状となるように一体化されている。このフィルム支持部材（以下、筒状体ともいう）２１は、ハーフパイプ２２、２３における平面の適所に、内外に測定対象をなす液体（本実施形態ではオイル）又は空気が流通（出入り）可能の出入り口（以下、貫通孔ともいう）２５、２６を上下に備えている（図１、図２および図４のＦ−Ｆ線断面図参照）。但し、本実施形態では、貫通孔２５、２６は液面センサ素子１１に対応しない高さに設けられている。これは、筒状体２１内に出入りするオイルが液面センサ素子１１に直接衝突しないようにしたためである。また、フィルム支持部材２１を、液面センサ素子１１を覆う筒状体としているのは、振動に伴うオイルの波立ち等による突発的な油面変動があっても、筒状体内が安定した液位（オイルレベル）を保つようにするためである。なお、この筒状体２１のうちで、貫通孔２５と２６との間に位置する中空状の空間がオイル流路Ｒを形成している。
【００２７】
このような液面検知装置１をなすフィルム支持部材２１は、図１における下部の上下における一定範囲（フィルム支持領域）Ｌにおいて、図３に示したように、軸線Ｇ方向からみたとき、一方（図３の軸線に垂直な断面図における下側）のハーフパイプ２２における両側の合わせ面の外側寄り部位に凸部３２が設けられている。そして、他方のハーフパイプ２３における両側の合わせ面の外側寄り部位には、前記凸部３２が嵌まるように切り欠かれた断面Ｌ形の凹部３３が設けられている。そして、同図示下側におけるハーフパイプ２２の両側の合わせ面における凸部３２よりも内側に液面センサ素子１１を配置し、図示上側のハーフパイプ２３を被せるようにし、両者の凸部３２と凹部３３とを合わせるようにして嵌合するように構成されている。但し、このように合わせたとき、図３に示したように、ハーフパイプ２２、２３相互の合わせ面の内周面寄り部位に、微小の溝３５ができるように設定されており、この溝３５の側面（図３の上下の面）が、液面センサ素子１１の支持面３５ａ、３５ｂをなすように構成されている。即ち、この溝３５の側面が、液面センサ素子１１の厚み方向に対して向かい合う支持面３５ａ、３５ｂとされている。これにより、液面センサ素子１１の長手方向に沿う両端縁１２寄り部位の両面は、その溝３５内にて微小な隙間Ｋを保持し、液面センサ素子１１をこの支持面３５ａ、３５ｂ間に介装させた状態で支持するようにされている。
【００２８】
本実施形態においてハーフパイプ２２、２３相互の一体化は次のようにしてなされるように構成されている。即ち、軸線Ｇ方向に間隔をおいた２箇所において、一方のハーフパイプ２２の内周面に、抜け止め付き凸部３７、３８が突出状に設けられており（図２および図５におけるＥ−Ｅ線断面図参照）、他方のハーフパイプ２３における対向する壁面には、この凸部３７、３８が嵌入される貫通孔３９、４０が設けられており（図２および図５におけるＥ−Ｅ線断面図参照）、ハーフパイプ２２、２３を合わせて一体化するように押し付け合わせることで、その貫通孔３９、４０に凸部３７、３８がそれぞれ抜け止め状に嵌入されて構成されている。なお、ハーフパイプ２２、２３は、側縁の合わせ面部（凹凸）と、この嵌入部位についての形状、構造が相違するが、他は基本的に同一の形状、構造のものとされている。
【００２９】
また、ハーフパイプ２２、２３におけるフィルム支持部材領域Ｌより上方は、詳しくは後述するが、液面センサ素子１１のヒータ配線１３に接続される中継線５１ａ、５１ｂを配置するための中継線配置領域Ｕとされている（図１参照）。さらに、ハーフパイプ２２、２３内の適所には、図４におけるＤ−Ｄ線断面図に示すように、２本の中継線５１ａ、５１ｂをそれぞれ支持するための支持部４８、４９が内向きに突出状に形成されている。
【００３０】
本実施形態の要部である面状構造の液面センサ素子１１は、以下のように形成されている。この液面センサ素子１１は、図１に示すように、一定の幅で細長い長方形状のポリイミドからなる２枚の樹脂フィルム１０の間に、厚さ５０μｍの鉄−ニッケル合金プレートからなる発熱部３、補強部６、連結部９が配置され、図示しない接着層（エポキシ樹脂製）を介して熱圧着されることで構成されている。但し、本実施形態では、各樹脂フィルム１０の厚さは１２．５μｍで、接着層の厚さは１５μｍとされており、液面センサ素子１１の厚さは、約１００μｍとなるように設定されている。
【００３１】
発熱部３は、樹脂フィルム１０の幅Ｗ方向（図１参照）の略中央に形成され、樹脂フィルム１０の長手方向に沿って直線状に延びる形状を有している。そして、補強部６は、発熱部３の両側（図１において発熱部３を介して左右側）において、樹脂フィルム１０の長手方向に沿って直線状に延びる形状を有する第１補強部４および第２補強部５の２つから構成されている。そして、この第１補強部４の先端４ａと発熱部３の先端３ａとは、第１連結部７を介して連結されており、第２補強部５の先端５ａと発熱部３の先端３ａとは、第２連結部８を介して連結されている。なお、本実施形態において、発熱部３、第１補強部４、第２補強部５、第１連結部７、第２連結部８の各部は、１枚の鉄−ニッケル合金プレートから一体に成形されており、各部ともに上述した厚さ（５０μｍ）の矩形断面状に形成されている。
【００３２】
ここで、発熱部３の後端３ｂと第１補強部４の後端４ｂには、後述する通電端子に相当する中継線５１ａ、５１ｂと各々接続するための通電接続部１４、１５が設けられており、一方の通電接続部１４から他方の通電接続部１５に向かって電流が流れるように配線が形成されている。つまり、本実施形態においては、発熱部３、第１連結部７、第１補強部４がヒータ配線１３を形成しており、通電接続部１４、発熱部３、第１連結部７、第１補強部４、通電接続部１５の順に電流が流れるように構成されている。そして、本実施形態の液面センサ素子１１では、図１から容易に判るように、発熱部３の線幅（具体的には、０．２２ｍｍ）に比べ、第１補強部４、第１連結部７の線幅（太さ）が太く設定されている（具体的には、第１補強部４：２．０ｍｍ、第１連結部７：６．０ｍｍ）。そのため、ヒータ配線１３をなす第１補強部４および第１連結部７の単位長さ当りの抵抗値は、発熱部３の単位長さ当りの抵抗値よりも小さく設定されている。それより、ヒータ配線１３に電流を流したときに、第１補強部４および第１連結部７での発熱は抑制されることになり、液面検知部である直線形状の発熱部３での発熱が良好のものとなると共に、ヒータ配線１３への通電開始後の発熱部３における温度上昇が素早いものとなる。なお、第２補強部５および第２連結部８については、ヒータ配線１３を形成するものではないが、第１補強部４および第１連結部７と略同等の線幅を有する形態で形成されてなる。
【００３３】
一方、樹脂フィルム１０は、上述したように長手方向に延びる細長形状をしている。このため、もし第１補強部４、第２補強部５を設けていない場合には、薄膜状の樹脂フィルム１０（ひいては液面センサ素子１１）が振動により長手方向に撓み変形を生じ易い形状となる。しかしながら、本実施形態の液面センサ素子１１においては、発熱部３の両側において第１補強部４、第２補強部５を有する。このため、発熱部３が単独で樹脂フィルム１０に存在している場合に比して、大幅に樹脂フィルム１０の長手方向における剛性が増大しており、樹脂フィルム１０の撓み変形を生じ難くさせ、その撓み変形に起因した発熱部３における亀裂や断線の発生が大幅に抑制される。
【００３４】
とりわけ、本実施形態では、第１補強部４および第２補強部５の線幅が、発熱部３の線幅よりも太く設定されているため、第１補強部４および第２補強部５自身の剛性が発熱部３に比して大きいため、より一層発熱部３の折損等を防ぐことができる。さらに、本実施形態では、液面センサ素子１１自身が、補強部６の存在により剛性が高まっているものであるが、加えて図３に示すように、この液面センサ素子１１の長手方向に沿う両側の端面１２寄り部位が、フィルム支持部材２１をなす両ハーフパイプ２２、２３を組み立てることで形成される溝３５における両側面のなす支持面３５ａ、３５ｂ間にて微小な空隙Ｋを保持して介装され、その状態で支持されるものである。このため、測定対象となる液面の流動が突発的に激しくなったりすることで、補強部６が形成されるにも関わらず長手方向における撓み変形が生じることがあったとしても、液面センサ素子１１の長手方向における撓み変形を溝３５の支持面３５ａ、３５ｂにて抑制することが可能となる。
【００３５】
また、本実施形態の液面センサ素子１１では、樹脂フィルム１０の長手方向の剛性を高めるための第１補強部４をヒータ配線１３の一部にも利用してなる。このため、補強部６を設けたことによる樹脂フィルム１０の幅Ｗ方向の寸法増加を抑えることができ、樹脂フィルム１０の剛性を高めつつも液面センサ素子１０の小型化が図ることができる。なお、このような液面センサ素子１１は、図３に示すように、ハーフパイプ２２における両側縁の凸部３２の内側における支持面３５ａにてその両側の端縁１２寄り部位が支持されるように、その幅（短辺長さ）Ｗが設定されており、長手方向の長さはフィルム支持領域Ｌ（図１参照）に収まる長さとされている。
【００３６】
さて、液面センサ素子１１におけるヒータ配線１３の通電接続部１４、１５には、図４に示すように、各中継線（具体的には、錫メッキされた黄銅製の端子）５１ａ、５１ｂがハンダ付けにて接続されている。この中継線５１ａ、５１ｂは、６−６ナイロン製のコネクタ部材５３にインサート成形されて保持されている。但し、このコネクタ部材５３は、フィルム保持部材２１の上方の内部に同軸状に収容される細軸部５４と、フィルム支持部材２１の上端部のフランジ２８に当接する大径部５５、およびソケット部５６とを有しており、ソケット部５６内において中継部５１ａ、５１ｂの外部端子部５０ａ、５０ｂを介して後述するセンサ回路部３００に接続されるように構成されている。
【００３７】
なお、このような本実施形態の液面検知装置１は、次のようにして組み立てられる。まず、所定厚さを有するニッケル−鉄合金プレートを準備し、このプレートに対してエッチングを施し、発熱部３、第１補強部４、第２補強部５、第１連結部７、第２連結部８が一体に成形されたパターン成形体を形成する。ついで、ポリイミドからなる樹脂フィルム１０にエポキシ樹脂からなる接着層を重ね、この接着層の表面上に上記パターン成形体を配置し、さらにパターン成形体の上にもう１枚のエポキシ樹脂からなる接着層、ポリイミドからなる樹脂フィルム１０の順に重ねて液面センサ素子前駆体を形成する。そして、２枚の樹脂フィルム１０にパターン成形体を挟んだ状態の液面センサ素子前駆体を熱圧着する。ついで、発熱部３の後端３ｂに接続される通電接続部１４および第１補強部４の後端４ｂに接続される通電接続部１５の所定箇所に貫通孔が形成されるように孔加工を施し、液面センサ素子１１を得る。
【００３８】
そして、このようにして得られた液面センサ素子１１の通電接続部１４、１５の貫通孔に対して、中継線５１ａ、５１ｂの下端部を挿通した上でハンダ付けを行う。ついで、この中継線５１ａ、５１ｂと一体をなすコネクタ部材５３と共に液面センサ素子１１を、一方のハーフパイプ２２内に収容するようにセットする。このとき、液面センサ素子１１はその支持領域Ｌ（図１参照）において、図５に示すように、その長手方向に沿う両側縁における凸部３２の内側の支持面３５ａに載るようにする。そして、図５に示すように、他方のハーフパイプ２３を被せて押し付ける。こうすることで、フィルム支持部材２１は嵌めころし状に一体化される（図２、図４のＥ−Ｅ断面図等参照）。
【００３９】
そして、この組立て段階において、液面センサ素子１１は、図３に示したように、その長手方向に沿う両側の端縁１２が、２つのハーフパイプ２２、２３の側縁にて形成される溝３５内において、その溝３５の側面をなす支持面３５ａ、３５ｂの間に介装され、微小な空隙Ｋを保持して支持される。なお、この空隙Ｋは、例えば０．１ｍｍとなるように設定されている。また、中継線５１ａ、５１ｂは、フィルム支持部材２１内の適所において、支持体４８、４９にて支持される（図４中のＤ−Ｄ線断面図参照）。そして、このような組立て仕掛品に対し、取付けネジ部６０を外周に有する筒状の取付け部材６１をフィルム支持部材２１の下方から外嵌しつつ、上端のフランジ２８に当接するまでスライドし、その後、取付け部材６１の上端部のカシメ用筒部６３を内側に曲げて下向きに押し付けることで、液面検知装置１が組み立てられる。
【００４０】
次に、液面センサ素子１１とセンサ回路部３００と電気的に接続した状態の回路構成を図６に示す。液面センサ素子１１は、上記フィルム支持部材２１内に収容された後に、センサ回路部３００と電気的に接続され最終的に液面検討装置１を構成するものとなる。センサ回路部３００は、ＣＰＵ３０１、定電流回路３０２および定電圧回路３０３を備える。ＣＰＵ３０１は、詳細は図示しないが、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路等を備えた公知のマイクロコンピュータであり、このＣＰＵに電力が投入された後に、ＣＰＵ３０１の動作及び定電流回路３０２の制御を行うためのプログラムが内蔵されている。定電流回路３０２は、このＣＰＵ３０１の制御端子ＣＮＴ１からの制御信号により、中継線５１ａ、５１ｂの外部端子部５０ａ、５０ｂを介して液面センサ素子１１のヒータ配線１３に流す電流をオン、オフすることができる回路である。また、定電圧回路３０３は、外部電源ＢＴからの電圧を所定電圧Ｖｃｃ（例えば５Ｖ）に変換するためのものである。
【００４１】
液面センサ素子１１のヒータ配線１３における発熱部３の後端３ｂと接続される通電接続部１４は、ＣＰＵ３０１の第１Ａ／Ｄ変換入力端子ＡＤ１および定電流回路３０２に電気的に接続される。また、ヒータ配線１３における他方の通電接続部１５は、ＣＰＵ３０１の入力端子ＣＯＭに接続され、接地電位にされる。
【００４２】
したがって、このセンサ回路部３００では、ケーブル１１３を通じて、外部電源ＢＴから電源電位Ｖｄおよび接地電位Ｖｓを供給すると、定電圧回路３０３により所定電圧Ｖｃｃが電源入力端子ＩＮ１に、接地電位Ｖｓが電源入力端子ＩＮ２に印加される。すると、ＣＰＵ３０１が内蔵するプログラムに従って動作を始める。ＣＰＵ３０１は、制御端子ＣＮＴ１から定電流回路３０２に制御信号を送信し、定電流回路３０２から定電流Ｉ１をヒータ配線１３に流させる。すると、ヒータ配線１３の発熱部３が発熱する。なお、ヒータ配線１３のうちで、第１補強部４および第１連結部７の線幅は、発熱部３のそれよりも太く設定されているため、第１補強部４および第１連結部７の発熱が抑制され、発熱部３が集中的に発熱することは、上述した通りである。これと共に、ヒータ配線１３の両端に、本実施形態に即して言えば通電接続部１４と１５との間に、逆起電力が発生するから、この逆起電力をＣＰＵ３０１の第１Ａ／Ｄ変換入力端子ＡＤ１に入力し、逆起電力の値Ｖｈを得る。定電流Ｉ１は既知であるので、これによりヒータ配線１３の抵抗値Ｒｈを算出することができる。
【００４３】
そして、このヒータ配線１３は、自身の温度によって抵抗値が変化するニッケル−鉄合金からなるため、この抵抗値Ｒｈによりヒータ配線１３の温度を知ることができる。ヒータ配線１３の温度（ヒータ配線１３の抵抗値Ｒｈ）は、オイルレベル（油面）に応じて増減することになるので、逆起電力の値Ｖｈを用いて、ＣＰＵ３０１においてオイルレベルを算出し、そのオイルレベルに応じたオイルレベル信号ＳＩＧ（液面信号に相当）を信号出力端子ＯＵＴから外部に出力する。ここで、上述したように、本実施形態では、発熱部３の線幅を、ヒータ配線１３をなす第１補強部４および第１連結部７のそれよりも細く設定しており、さらには補強部６の存在によって液面センサ素子１１の撓み変形が抑制されるために発熱部３の細さを従来よりも小さく設定しているので、発熱部３での発熱昇温を従来に比して素早く実行させることができる。そのため、本実施形態においては、ヒータ配線１３に通電を開始した後に、素早くヒータ配線１３の抵抗値Ｒｈを算出することが可能となり、オイルレベル検知に対する応答性を高めることができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、エンジン制御ユニットＥＣＵに向けてオイルレベル信号ＳＩＧを出力する。オイルレベル信号ＳＩＧとしては、オイルレベルを伝えられる信号であればいずれでも良いが、例えば、オイルレベルに応じたパルス幅を有するパルス信号を送信することができる。なお、この液面検知装置１の用途によっては、オイルレベル低下の警告信号を送出して、警告ランプを点灯させたり警報ブザーを鳴らすようにすることもできる。
【００４５】
（実施形態２）
ついで、第２の実施形態にかかる面状構造の液面センサ素子７１を、図７を参照して説明する。上述した第１の実施形態にかかる液面センサ素子７１は、図１に示したように、第１補強部４の先端４ａおよび第２補強部５の先端５ａが、第１連結部７、第２連結部８を介して発熱部３の先端３ａに接続するものであった。これに対して、本実施形態の液面センサ素子７１は、第２補強部７５の形態が第１の実施形態と異なるものである。従って、異なる部分を中心に説明し、同様な部分はその説明を省略する。
【００４６】
具体的に、本実施形態における液面センサ素子７１においては、第１補強部４は、第１連結部７を介して発熱部３と接続しているが、第２補強部７５は、樹脂フィルム１０の長手方向に沿って延びて形成されているだけで、発熱部３の先端３ａとは接続されていない。また、本実施形態においてヒータ配線１３をなす発熱部３、第１補強部４、第１連結部７は、第１の実施形態と同様にニッケル−鉄合金により形成されているが、第２補強部７５は、ステンレスからなる異種材質にて形成されている。しかし、このような第２実施形態の液面センサ素子７１においても、第１補強部４および第２補強部５の存在によって、樹脂フィルム１０ひいては液面センサ素子７１の長手方向における剛性が増大しており、液面センサ素子７１の長手方向における撓み変形を抑制することができる。
【００４７】
以上において、本発明を実施形態１、２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言うまでもない。
例えば、樹脂フィルムとしてポリイミドを用いたが、ポリアミド、ポリアミドイミドなどその他の材質からなる樹脂フィルムを用いることもできる。
【００４８】
また、樹脂フィルム１０の長手方向における剛性を高めるための補強部は、実施形態１および２に示したように、必ずしも複数本（具体的には２本）設ける必要はない。例えば、図７を援用して示すように、第２補強部７５を割愛し、ヒータ配線１３をなす第１補強部４のみからなる液面センサ素子としてもよい。さらに、実施形態１および２において、ヒータ配線１３をなす第１補強部４および第１連結部７の単位長さ当りの抵抗値を、発熱部３の単位長さ当りの抵抗値よりも小さく設定するにあたっては、各部の線幅を調整する手法に限定されない。具体的には、各部の線幅を略同等なものに調整した上で、第１補強部４および第１連結部７の厚さを、発熱部３のそれよりも厚く設定しても良い。このように各部の厚みを調整することでも、液面センサ素子の長手方向における撓み変形を抑制しつつ、第１補強部４および第１連結部７の発熱を抑制して発熱部３における発熱の促進を図ることができる。
【００４９】
また、上記実施形態１および２では、液面センサ素子１１、７１を自動車のオイルパンに取付けオイルレベルを検知するものに適用したが、本発明の液面センサ素子および液面検知装置の用途は、オイルレベルの検知に限定されず、各種の液体容器の液面検知（例えば、自動車のウインドウォッシャータンクにおけるウォッシャー液の量（液位））に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る面状構造の液面センサ素子を配置した液面検知装置の正面破断断面図およびその要部拡大図である。
【図２】図１の拡大図におけるＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図３】図１の拡大図におけるＢ−Ｂ線拡大断面図およびその要部の更なる拡大図である。
【図４】図１のＵ部の拡大図およびその各部の断面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ線断面における、上下のハーフパイプを組み合わせる前の図である。
【図６】実施形態１に係る液面センサ素子とセンサ回路部とを電気的に接続した回路構成（換言すれば、実施形態１に係る液面検知装置の回路構成）を示す回路図である。
【図７】実施形態２に係る面状構造の液面センサ素子の正面破断断面図である。
【符号の説明】
１・・・液面検知装置、３・・・発熱部、４・・・第１補強部、５、７５・・・第２補強部、６・・・補強部、７・・・第１連結部、８・・・第２連結部、９・・・連結部、１０・・・樹脂フィルム、１１、７１・・・液面センサ素子、１２・・・液面センサ素子の長手方向に沿う両側の端縁、１３・・・ヒータ配線、１４、１５・・・通電接続部、２１・・・フィルム支持体（筒状体）、２２、２３・・・支持部材分割体（ハーフパイプ）、３５・・・溝、３５ａ、３５ｂ・・・支持面、３００・・・センサ回路部。
【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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