(57)【要約】【課題】  フィルム部の撓み変形に伴う検出誤差が生じがたく、測定対象液体以外の物質による検出誤差が生じがたい液状態検出素子および液状態検出センサを提供する。【解決手段】  レベル検出素子１１は、フィルム部２９に導電性材料からなる補強部を設け、とりわけその補強部２９を構成する一対の並列補強部２５を、一対の検出用電極１３を挟み込むようにフィルム部２９の側縁に沿って配置したことから、フィルム部２９が長手方向に対し撓み変形しがたく、検出用電極１３における電極間距離が変化し難くなる。また、補強部２９の接地用端子２６をグランドラインに接地することで、検出用電極１３を出入りする電気力線の分布範囲を狭くできる。これにより、一対の検出用電極１３にて測定される静電容量が、ケーシング３１の寄生容量の影響によって変化するのを抑制でき、ひいてはオイルレベルの検出誤差が生じるのを抑制することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延びる可撓性の絶縁材料からなるフィルム部と、
該フィルム部の同一面上に並設されると共に、前記長手方向に延びる一対の検出用電極と、を備え、
前記検出用電極の少なくとも一部が測定対象液体に浸漬されて、前記一対の検出用電極における電極間の静電容量に基づいて前記測定対象液体の状態を検出する液状態検出素子であって、
前記フィルム部のうち前記検出用電極よりも外側に、導電性材料からなる補強部を備えており、
前記補強部は、
グランドラインに接続される接地用端子部と、
前記一対の検出用電極を挟み込むように、前記フィルム部の側縁に沿って前記長手方向に延びる一対の並列補強部と、を有すること、
を特徴とする液状態検出素子。
【請求項２】
前記補強部の前記並列補強部は、前記長手方向に直交する幅方向における幅寸法が、前記検出用電極の幅寸法よりも大きく形成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の液状態検出素子。
【請求項３】
前記補強部は、前記一対の並列補強部それぞれの一端部を連結する連結補強部を備えること、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の液状態検出素子。
【請求項４】
前記検出用電極および前記補強部は、同一種類の導電性材料で形成されること、
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の液状態検出素子。
【請求項５】
前記フィルム部の前記同一面上に並設されると共に、前記一対の検出用電極の配置位置とは異なる高さに配置される一対の基準電極を備え、前記一対の並列補強部は、前記一対の基準電極をも挟み込むように設けられていること、
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の液状態検出素子。
【請求項６】
長手方向に延びる可撓性の絶縁材料からなるフィルム部と、該フィルム部の同一面上に並設されると共に、前記長手方向に延びる一対の検出用電極と、を有する液状態検出素子と、
前記液状態検出素子を支持する支持体と、を備え、
前記液状態検出素子の少なくとも一部が測定対象液体に浸漬されることにより、前記検出用電極の少なくとも一部が測定対象液体に浸漬されて、前記一対の検出用電極における電極間の静電容量に基づいて前記測定対象液体の状態を検出する液状態検出センサであって、
前記液状態検出素子は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の液状態検出素子で構成されており、
前記支持体は、前記フィルム部の表面および裏面を支持する支持部を有し、前記フィルム部に設けられる前記一対の並列補強部それぞれの少なくとも一部を前記支持部上に配置させて前記液状態検出素子を支持すること、
を特徴とする液状態検出センサ。
【請求項７】
前記支持体は、立設されたピンを有し、前記液状態検出素子は、前記フィルム部を貫通する貫通孔を有しており、前記ピンを前記貫通孔に挿入することで前記液状態検出素子を前記支持体に位置決めした
ことを特徴とする請求項６に記載の液状態検出センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム部と一対の検出用電極とを備え、検出用電極の少なくとも一部が測定対象液体に浸漬されて、一対の検出用電極における電極間の静電容量に基づいて測定対象液体の状態を検出する液状態検出素子、およびこのような液状態検出素子を備える液状態検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一対の検出用電極を備えて、この電極間の静電容量の変化に基づき、液体の状態検出を行う液状態検出素子および液状態検出センサが知られている。
液状態検出素子は、例えば、プリント基板に一対の検出用電極を形成して構成される液状態検出素子や、一対の検出用電極を絶縁フィルムで封着して構成される液状態検出素子がある（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
なお、プリント基板を用いて構成される液状態検出素子は、プリント基板の厚さ寸法が大きくなるため、小型化（薄型化）が要求される用途には不向きであるが、絶縁フィルムを用いて構成される液状態検出素子は、厚さ寸法が小さいことから、小さい配置スペースであっても配置することができ、小型化（薄型化）の要求に応えることができる。
【特許文献１】特開昭６３−０７９０１６号公報（プリント基板１，検出回路５）
【特許文献２】特開平４−２５８７２５号公報（静電容量式レベルセンサ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、絶縁フィルムはその性質上可撓性を有することから、プリント基板に比べて剛性が非常に低く、特許文献２のように単に一対の検出用電極を設けただけでは長手方向に撓み変形が生じ易いという問題がある。特に、液状態検出素子を自動車のオイルタンクに取り付けて、液状態検出素子をオイルタンク内に立てるようにし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、液状態検出素子（詳細には、絶縁フィルム）が変形すると、絶縁フィルム内に配置される検出用電極間の距離が変化してしまい、液状態の変化に対する静電容量の変化特性が、変形前の当初形状における変化特性とは異なる変化特性を示すために、液状態の検出結果に誤差が生じる虞がある。
【０００５】
他方、液状態検出素子は、樹脂等からなるケーシングや当該液状態検出素子を支持するための支持体と共に液状態検出センサを構成して使用されることが多い。この液状態検出センサは、例えば、液面レベル（換言すれば、液体量）を検出する用途や、液体の劣化状態を検出する用途などに用いられる。
【０００６】
しかし、この液状態検出センサにおいては、液状態検出素子の周囲あるいは近傍にケーシングや支持体が配置されるため、ケーシングや支持体の寄生容量の影響により検出用電極間の静電容量の正確な測定に影響が及び、液状態の検出結果に誤差が生じることになる。なお、ケーシングや支持体の寄生容量とは、ケーシングや支持体を構成する材質そのものが持ちうる誘電率によって、検出用電極間の静電容量測定時に余分に発生してしまう容量のことをいう。
【０００７】
そこで、本発明はこうした問題に鑑みなされたものであり、可撓性のフィルム部に一対の検出用電極を配置した液状態検出素子であって、フィルム部の撓み変形に伴う検出誤差が生じがたく、また、測定対象液体以外の物質の影響による検出誤差が生じがたい液状態検出素子を提供すること、およびそのような液状態検出素子を備える液状態検出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】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、長手方向に延びる可撓性の絶縁材料からなるフィルム部と、該フィルム部の同一面上に並設されると共に、長手方向に延びる一対の検出用電極と、を備え、検出用電極の少なくとも一部が測定対象液体に浸漬されて、一対の検出用電極における電極間の静電容量に基づいて測定対象液体の状態を検出する液状態検出素子であって、フィルム部のうち検出用電極よりも外側に導電性材料からなる補強部を備えており、補強部は、グランドラインに接続される接地用端子部と、一対の検出用電極を挟み込むように、前記フィルム部の側縁に沿って前記長手方向に延びる一対の並列補強部と、を有すること、を特徴とする液状態検出素子である。
【０００９】
この液状態検出素子は、フィルム部に導電性材料からなる補強部を設け、とりわけその補強部を構成する一対の並列補強部を、一対の検出用電極を挟み込むようにフィルム部の側縁に沿って配置したことから、フィルム部が長手方向に対して撓み変形し難くなり、一対の検出用電極における電極間距離が変化し難くなる。このように、検出用電極の電極間距離が変化し難くなることで、液状態の変化に対する静電容量の変化特性が当初の形状における変化特性とは異なる変化特性となるのを抑制でき、液状態検出において検出誤差が生じるのを防止できる。
【００１０】
また、補強部は、導電性材料で構成されると共に接地用端子部を備えることから、接地用端子部をグランドラインに接地（電気的に接続）することで、一方の検出用電極から他方の検出用電極に向かう電気力線の分布状態を変更できる。つまり、フィルム部のうち検出用電極よりも外側部分に、グランド電位に接続された補強部を配置することで、検出用電極と補強部との間で入出力される電気力線が生じるため、検出用電極間における電気力線の分布範囲が狭くなるように、分布状態を変更できる。
【００１１】
これにより、例えば、液状態検出素子がケーシングの内部に配置される場合や液状態検出素子が支持体に支持される場合であっても、一対の検出用電極間の静電容量が、ケーシングあるいは支持体の寄生容量の影響によって変化するのを抑制できる。
【００１２】
つまり、この液状態検出素子は、接地される補強部を備えることにより、自身の直近領域における状況変化（誘電率の変化）に応じて検出用電極の静電容量が変化し易く、自身から離れた領域における状況変化（誘電率の変化）に対して検出用電極の静電容量が変化し難くなる。
【００１３】
これにより、液状態検出素子は、直近領域に配置される測定対象液体に応じて静電容量が変化し易くなり、液状態の検出精度を向上できる。また、液状態検出素子は、離れた領域に配置される物質（ケーシングなど）の影響を受け難くなるため、検出用電極について、他方の検出用電極以外の物質との間に生じる寄生容量を減少でき、液状態の検出誤差が生じるのを抑制できる。特に、本発明では、フィルム部の撓み変形を防止することを目的に一対の検出用電極を挟み込むように配置させた一対の並列補強部を、グランド電位に接続させてガード電極としても機能させることによって、検出用電極間の静電容量の測定精度を高めることができ、液状態の検出精度を効果的に高めることができる。
【００１４】
なお、液状態検出素子により検出可能な液体状態としては、例えば、液体の劣化状態（オイルの劣化状態など）や液面レベル状態（液体量）、液体の濃度など、液体自体の性質変化による誘電率の変化や、液体の有無による誘電率の変化などに伴い、検出用電極間の静電容量が変化する液体状態を挙げることができる。
【００１５】
次に、上述の液状態検出素子においては、請求項２に記載のように、補強部の並列補強部は、長手方向に直交する幅方向における幅寸法が、検出用電極の幅寸法よりも大きく形成されているとよい。
【００１６】
つまり、並列補強部の幅寸法を大きく確保することで、補強部としての物理的な強度を増大でき、フィルム部の撓み変形に起因する検出誤差の発生をより適切に防止することができる。
【００１７】
また、並列補強部の幅寸法を大きく確保することで、検出用電極における測定対象液体以外の物質の寄生容量に対する電気的な遮蔽効果を増大でき、液状態の検出精度の向上を図ることができる。
【００１８】
次に、上述の液状態検出素子においては、請求項３に記載のように、補強部は、一対の並列補強部それぞれの一端部を連結する連結補強部を備えるとよい。
【００１９】
つまり、補強部として一対の並列補強部に加えて、両検出用電極の一端部を連結する連結補強部を設けることで、フィルム部が幅方向に変形することについても効果的に防止できる。
【００２０】
これにより、検出用電極間の距離が変化するのを防止でき、液状態の変化に対する検出用電極間における静電容量の変化特性が、当初の電極間距離における変化特性とは異なる変化特性を示すのを抑制できるため、液状態の検出結果に誤差が生じるのを防止できる。
【００２１】
次に、上述の液状態検出素子においては、請求項４に記載のように、検出用電極および補強部は、同一種類の導電性材料で形成されるとよい。
つまり、検出用電極および補強部を同一の導電性材料で形成する場合には、液状態検出素子の製造工程において、検出用電極の形成処理と補強部の形成処理とを別々の工程で実施するのではなく、同一工程において、検出用電極および補強部を同時に形成することができる。
【００２２】
次に、上述の液状態検出素子においては、請求項５に記載のように、フィルム部の同一面上に並設されると共に、一対の検出用電極の配置位置とは異なる高さに配置される一対の基準電極を備え、一対の並列補強部は、一対の基準電極をも挟み込むように配置されるとよい。
【００２３】
ところで、液状態検出素子として、一対の検出用電極とは別に一対の基準電極を設け、検出用電極間の静電容量と基準電極間の静電容量との両者に基づき液状態を検出するものがある。そして、このような基準電極を検出用電極が設けられるフィルム部に一体的に設けた場合、フィルム部の撓み変形によって基準電極の電極間の距離が変化すると、基準電極間の静電容量の測定精度が低下し、液状態の検出精度に誤差が生じることがある。
これに対し、本発明では、フィルム部の撓み変形を抑制するための並列補強部を一対の検出用電極を挟み込むように配置させるだけでなく、一対の基準電極をも挟み込むように配置させるようにしている。これにより、検出用電極に加えて基準電極の電極間距離が変化するのが防止され、検出用電極間の静電容量と基準電極間の静電容量とに基づいて液状態を検出する場合の精度を高めることができる。
【００２４】
次に、上記目的を達成するためになされた請求項６に記載の発明は、長手方向に延びる可撓性の絶縁材料からなるフィルム部と、該フィルム部の同一面上に並設されると共に、長手方向に延びる一対の検出用電極と、を有する液状態検出素子と、液状態検出素子を支持する支持体と、を備え、液状態検出素子の少なくとも一部が測定対象液体に浸漬されることにより、検出用電極の少なくとも一部が測定対象液体に浸漬されて、一対の検出用電極における電極間の静電容量に基づいて測定対象液体の状態を検出する液状態検出センサであって、液状態検出素子は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の液状態検出素子で構成されており、支持体は、フィルム部の表面および裏面を支持する支持部を有し、前記フィルム部に配置される一対の並列補強部それぞれの少なくとも一部を支持部上に配置させて液状態検出素子を支持すること、を特徴とする液状態検出センサである。
【００２５】
この液状態検出センサは、液状態検出素子として、上述（請求項１から請求項５のいずれかに記載）の液状態検出素子を備えていることから、液状態検出素子（フィルム部）の撓み変形に伴う検出誤差が生じ難く、また、支持体の寄生容量の影響による検出誤差が生じ難いという効果を発揮することができる。
【００２６】
そして、この液状態検出センサは、液状態検出素子を支持する支持体として、フィルム部の表面および裏面を支持する支持部を有し、フィルム部に配置される一対の並列補強部それぞれの少なくとも一部を支持部に配置させることで液状態検出素子の支持を行う支持体を備えることに特徴がある。つまり、この液状態検出センサにおいては、液状態検出素子のうちで剛性が高められた一対の並列補強部それぞれの少なくとも一部を支持体の支持部に配置させる状態で、支持部間に液状態検出素子を介在させている。
【００２７】
このことから、液状態検出センサは、使用に供して液状態検出素子を支持体に安定して支持させることができ、補強部によってフィルム部の剛性を高めた効果と相俟って、液状態検出素子の撓み変形を有効に抑制することができる。また、この液状態検出センサは、液状態検出素子が支持体の支持部から脱落し難い構造となり、液状態検出素子の脱落による検出誤差が生じるのを防止できる。
【００２８】
なお、支持体の支持部によって液状態検出素子のフィルム部の表面および裏面を支持する形態としては、例えば、支持部がフィルム部に接触しつつ、フィルム面の両面から液状態検出素子（フィルム部）を挟み付ける形態がある。また、他の形態としては、支持部が液状態検出素子の厚さ寸法よりも間隙寸法が大きい間隙部分を備えて、その間隙部分に液状態検出素子（フィルム部）が隙間嵌めとなるように介在させる形態を採ることもできる。つまり、支持体の支持部は、液状態検出素子の移動範囲を検出精度の誤差が生じない範囲内に制限できる形状であれば良く、特定の形状に限定されることはない。
【００２９】
また、上記液状態検出センサにおいては、請求項７に記載のように、支持体は、立設されたピンを有し、液状態検出素子は、フィルム部を貫通する貫通孔を有しており、ピンを貫通孔に挿入することにより、液状態検出素子を支持体に位置決めさせるとよい。
【００３０】
この液状態検出センサは、支持体に形成したピンをフィルム部に形成した貫通孔に挿入することで、液状態検出素子を支持体に位置決めするようにしているため、液状態の検出を行う一対の検出用電極の位置を支持体に対し確実に位置決めすることができる。したがって、支持体を用いて液状態検出素子を支持させる液状態検出センサを量産する場合にも、液状態の検出を行う検出用電極の支持体での配置位置が個体間でばらつくのを抑制することができ、ひいては同一品番の液状態検出センサにおける検出精度の個体間のばらつきを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明の実施形態を、図面と共に説明する。
〔実施形態１〕
本実施形態では、オイルを収容するオイルタンクに設置されて、オイルタンク内のオイルレベル（液面レベル）を検出するオイルレベルセンサ１について説明する。なお、オイルレベルは、オイルタンクに収容されているオイルの収容量に応じて変化する。
【００３２】
図１に、オイルレベルセンサ１のうち一部の内部構造を表すオイルレベルセンサ１の一部破断断面図を示す。
オイルレベルセンサ１は、一対の検出用電極を有するレベル検出素子１１と、レベル検出素子１１を収容すると共にレベル検出素子１１の位置決めを行うケーシング３１と、を備えて構成されている。
【００３３】
なお、図１では、ケーシング３１のうちレベル検出素子１１が配置される部分の内部構造を表すために、オイルレベルセンサ１の一部およびレベル検出素子１１を断面図として表している。
【００３４】
まず、オイルレベルセンサ１のうちレベル検出素子１１について説明する。
図２に、レベル検出素子１１を表す説明図（断面図）を示す。
レベル検出素子１１は、可撓性の絶縁材料（ポリイミドなど）からなる長方形のフィルム部２９と、フィルム部２９の内部に埋設される導電性材料（銅など）からなる各種電極（一対の検出用電極１３、一対の基準電極１７、接地用電極２７）と、フィルム部２９の内部において各種電極の外側部分に形成される補強部２１と、を備えている。つまり、一対の検出用電極１３、一対の基準電極１７、接地用電極２７、補強部２１は、２枚のポリイミドからなるフィルムに封止されており、且つ２枚のフィルムを積層することで構成されるフィルム部２９の同一面上に並んで配置されている。
【００３５】
一対の検出用電極１３は、それぞれ長尺形状に形成されると共に、長手方向に対して平行となる状態で並列に配置されている。このように並列に配置された一対の検出用電極１３は、自身の周囲に配置される物質の誘電率に応じて電極間の静電容量が変化するという特性がある。そのため、一対の検出用電極１３における電極間の静電容量（以下、検出用電極１３の静電容量ともいう）は、検出用電極１３の長手方向寸法のうちオイルへの浸漬部分の割合（検出用電極１３のオイル浸漬割合）に応じて変化する。
【００３６】
つまり、検出用電極１３の静電容量と検出用電極１３のオイル浸漬割合との間には相関関係があり、検出用電極１３の静電容量に基づいて、検出用電極１３のオイル浸漬割合を特定することができる。このことから、検出用電極１３を備えるレベル検出素子１１は、設置領域（オイルタンクの内部）におけるオイルレベル（液面レベル）の検出に利用することができる。
【００３７】
一対の基準電極１７は、検出用電極１３よりは短いものの長尺形状に形成されると共に、フィルム部２９のうち検出用電極１３よりも先端側（図における下側）において、長手方向に対して平行となる状態で並列に配置されている。このように並列に配置された一対の基準電極１７は、検出用電極１３と同様に、自身の周囲に配置される物質の誘電率に応じて電極間の静電容量が変化する特性がある。また、基準電極１７は、検出用電極１３よりも先端側に形成されており、オイルタンク内では底部側に配置されることから、自身の全体が常にオイルに浸漬される位置に配置される。このため、一対の基準電極１７における電極間の静電容量（以下、基準電極１７の静電容量ともいう）は、オイルの誘電率のみに依存して変化することになる。
【００３８】
なお、オイルが劣化により変質した場合や、種類の異なるオイルが追加して収容される場合には、同じオイルレベルであってもオイルの誘電率が変化することから、検出用電極１３の静電容量のみに基づいてオイルレベルを検出したのでは、検出精度が低下することになる。
【００３９】
そこで、本実施形態では、基準電極１７を用いて検出した静電容量を基準値とし、この基準値となる静電容量と検出用電極１３の静電容量の両者を用いてオイルレベルを検出するようにしている。これにより、オイルの劣化などに起因してオイルの誘電率が変化した場合でも、オイルレベルを適切に検出することが出来る。
【００４０】
なお、検出用電極１３および基準電極１７は、それぞれ厚さ寸法が５０［μｍ］であり、幅寸法Ｗ１が２．０［ｍｍ］に形成されている。
また、レベル検出素子１１は、２つの検出用電極１３のそれぞれの後端部（図２における上側端部）からフィルム部２９の後端に向けて延設される２つのレベル用リード部１５と、２つの基準電極１７のそれぞれの後端部（図２における上側端部）からフィルム部２９の後端にかけて延設される２つの基準用リード部１９と、を備えている。
【００４１】
レベル用リード部１５は、自身の後端部に接続用端子部１６を備え、基準用リード部１９は、自身の後端部に接続用端子部２０を備えている。レベル用リード部１５および基準用リード部１９は、レベル検出素子１１がケーシング３１に支持される際に、接続用端子部１６および接続用端子部２０がそれぞれ異なる金属リード部材３３（図１参照）に接続されることで、金属リード部材３３を介して、オイルレベルセンサ１の外部に備えられる各種外部機器と接続される。
【００４２】
接地用電極２７は、フィルム部２９のうち検出用電極１３よりも後端側（図における上側）であって、２本のレベル用リード部１５に挟まれる位置に形成されている。また、接地用電極２７は、自身の後端部に接地用端子部２８を備えている。接地用電極２７は、レベル検出素子１１がケーシング３１に支持される際に、接地用端子部２８が金属リード部材３３（図１参照）に接続されることで、金属リード部材３３を介して、グランドライン（接地電位ライン）に接続される。
【００４３】
なお、接地用電極２７がグランドラインに接地されると、一対のレベル用リード部１５の電極間における静電容量が小さくなる。これにより、検出用電極１３の静電容量を測定する際に、レベル用リード部１５の静電容量が浮遊容量として悪影響を与えるのを抑制できる。
【００４４】
補強部２１は、導電性材料（銅など）からなり、フィルム部２９のうち検出用電極１３および基準電極１７よりも外側部分に形成されている。また、補強部２１は、検出用電極１３の長手方向に対して平行となる状態で並列に配置される一対の並列補強部２５と、基準電極１７よりも先端側に形成される連結補強部２３と、を備えている。
【００４５】
一対の並列補強部２５は、フィルム部２９のうち、基準電極１７および基準用リード部１９よりも外側に配置されている。つまり、一対の並列補強部２５は、一対の検出用電極１３、レベル用リード部１５、基準用リード部１９および基準電極１７を挟み込むように、且つフィルム部２９の側縁に沿って延びるように配置されている。
【００４６】
なお、補強部２１の並列補強部２５は、厚さ寸法が５０［μｍ］となり、フィルム面における幅寸法Ｗ２が２．２［ｍｍ］となるように、形成されている。
連結補強部２３は、一対の並列補強部２５の先端部分をそれぞれ接続するように、フィルム部２９のフィルム面における幅方向（図２における左右方向）に延びるよう形成されている。
【００４７】
なお、補強部２１の連結補強部２３は、厚さ寸法が５０［μｍ］となり、フィルム面において自身の長手方向に直交する方向の高さ寸法Ｗ３が１．０［ｍｍ］となるように、形成されている。
【００４８】
補強部２１は、並列補強部２５の後端部分に、グランドラインに接続される接地用端子部２６を備えている。レベル検出素子１１がケーシング３１に支持される際に、接地用端子部２６が金属リード部材３３（図１参照）に接続されることにより、補強部２１は、金属リード部材３３を介して、グランドライン（接地電位ライン）に接続される。
【００４９】
次に、オイルレベルセンサ１のうちケーシング３１について説明する。
なお、図１におけるオイルレベルセンサ１のうちＡ−Ａ視断面を表した断面図を、図３に示す。なお、図３におけるオイルレベルセンサ１のうちＢ−Ｂ視断面を表す断面図が、図１における破断断面部に相当する。
【００５０】
図１および図３に示すように、ケーシング３１は、絶縁性を有する合成樹脂（例えば、６−６ナイロンなど）からなる第１半円柱部材３５および第２半円柱部材３７を組み合わせることで、軸線方向に延びる長尺状の略筒型形状に形成されると共に、自身の内部にレベル検出素子１１を配置するための内部空間４３を備えて構成されている。
【００５１】
ケーシング３１は、自身の軸線方向先端側（図１における下側）に、外部から内部空間４３に通じる複数の先端側貫通孔３９を備え、自身の軸線方向略中央部に、内部空間４３に通じる複数の中央側貫通孔４１を備えている。つまり、ケーシング３１は、先端側貫通孔３９および中央側貫通孔４１を通じて、自身の外部と内部空間４３との間における物質（オイルや空気など）の移動ができるように構成されている。
【００５２】
なお、この先端側貫通孔３９と中央側貫通孔４１は、ケーシング３１にレベル検出素子１１を配置した状態下にて、レベル検出素子１１の径方向周囲の部位に対応しない位置に設けられている。これは、ケーシング３１の内部に出入りするオイルがレベル検出素子１１に直接衝突しないようにして、振動などによる瞬時的なオイルレベルの変化に伴う検出誤差の発生を防止するためである。
【００５３】
また、ケーシング３１は、自身の軸線方向後端側（図１における上側）に、径方向外向きに延設される鍔部４５と、外部機器につながる機器側コネクタが接続されるコネクタ部４７と、を備えている。鍔部４５は、オイルレベルセンサ１をオイルタンクに取り付ける際に、オイルタンクの外表面に当接して、オイルタンクにおけるオイルレベルセンサ１（ケーシング３１）の挿入方向位置を定めるために備えられている。コネクタ部４７は、各金属リード部材３３に電気的に接続される金属端子と、機器側コネクタと嵌合可能な形状のコネクタ枠部と、を備えて構成されており、レベル検出素子１１の各電極から外部機器に至る電流経路を形成するために備えられている。
【００５４】
さらに、ケーシング３１は、図３に示すように、第１半円柱部材３５と第２半円柱部材３７との間に、隙間空間となる２つの支持部４９を備えている。支持部４９は、自身の隙間間隔寸法Ｗ４がレベル検出素子１１の厚さ寸法よりも大きく形成されている。
【００５５】
そして、レベル検出素子１１は、自身の幅方向における両側縁部がそれぞれ支持部４９に配置されることで、ケーシング３１の内部空間４３における配置位置が決定される。
このとき、ケーシング３１は、レベル検出素子１１のうち一対の並列補強部２５それぞれの少なくとも一部を支持部４９に配置することで、内部空間４３におけるレベル検出素子１１の位置決めを行う。これにより、ケーシング３１は、レベル検出素子１１のうち強度の高い部分（変形しがたい部分）を支持部４９で支持することができ、補強部２１を設けて可撓性を有するフィルム部２９の剛性を高めた効果と相俟って、レベル検出素子１１の撓み変形を有効に防止することができると共に、レベル検出素子１１が支持部４９から脱落するのを防止できる。
【００５６】
なお、支持部４９の隙間間隔寸法がレベル検出素子１１の厚さ寸法よりも大きいことから、ケーシング３１は、支持部４９の内面とレベル検出素子１１の外面との間に隙間が生じる状態で支持部４９によりレベル検出素子１１を厚さ方向に挟み込むと共に、２つの支持部４９によりレベル検出素子１１を幅方向に支持している。
【００５７】
そして、オイルレベルセンサ１は、測定対象領域であるオイルタンクに配置されると、オイルレベル（液面レベル）に応じた量のオイルが内部空間４３に取り入れられた状態となる。このとき、レベル検出素子１１は、オイルレベルに応じた割合だけオイルに浸漬される状態となり、検出用電極１３の静電容量は、オイルレベルに応じた値を示す。また、基準電極１７の静電容量は、オイルの誘電率に応じた値を示す。
【００５８】
なお、レベル検出素子１１は、グランドラインに接続（接地）された補強部２１を備えることで、検出用電極１３の静電容量および基準電極１７の静電容量に対して、ケーシング３１による寄生容量の影響を抑制できることから、オイルレベルを検出するにあたり、誤差の発生を抑えて、精度良く検出することが出来る。
【００５９】
そして、オイルレベルセンサ１に接続された外部機器は、検出用電極１３の静電容量と基準電極１７の静電容量に基づきオイルレベルを判定する処理を実行する。
ここで、レベル検出素子１１をケーシング３１の内部に配置した場合に、検出用電極１３を出入りする電気力線の分布状態を模式的に表した説明図を、図４に示す。
【００６０】
なお、図４では、補強部ＧＮＤ非接地状態における電気力線の分布状態を図の上側に表し、補強部ＧＮＤ接地状態における電気力線の分布状態を図の下側に表している。また、図４では、電気力線を点線で表しており、基準用リード部１９の図示を省略している。
【００６１】
図４に示すように、補強部ＧＮＤ非接地状態においては、検出用電極１３から出入りする電気力線は、広い範囲に分布しており、ケーシング３１を貫く部分が存在している。これに対して、補強部ＧＮＤ接地状態においては、検出用電極１３から出入りする電気力線の一部が、接地された補強部２１に出入りすることで、電気力線の分布範囲が狭くなるため、電気力線は、ケーシング３１を貫かない状態となる。
【００６２】
このように、電気力線がケーシング３１を貫かない状態となることで、検出用電極１３の静電容量がケーシング３１の誘電率によって影響を受けるのを抑制することができ、ケーシング３１による寄生容量の発生を抑制することが出来る。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態のレベル検出素子１１は、補強部２１を備えており強度が高いことから、フィルム部２９が撓み変形し難くなり、一対の検出用電極１３の電極間距離および一対の基準電極１７の電極間距離が、それぞれ変化し難いという特徴がある。このように、検出用電極の電極間距離が変化し難いことで、オイルレベルの変化に対する静電容量の変化特性が、レベル検出素子１１の当初形状における変化特性とは異なる変化特性となるのを抑制でき、オイルレベル検出において検出誤差が生じるのを防止できる。
【００６４】
また、補強部２１は、導電性材料（銅）で構成されると共に接地用端子部２６を備えることから、接地用端子部２６をグランドラインに接地（電気的に接続）することで、一方の検出用電極１３から他方の検出用電極１３に向かう電気力線の分布範囲および一方の基準電極１７から他方の基準電極１７に向かう電気力線の分布範囲が狭くなるように、その分布状態を変更できる。
【００６５】
これにより、レベル検出素子１１がケーシング３１の内部に配置される場合であっても、一対の検出用電極１３における電極間の静電容量や一対の基準電極１７における電極間の静電容量が、ケーシング３１の寄生容量の影響によって変化するのを抑制できる。
【００６６】
よって、本実施形態のレベル検出素子１１は、撓み変形に伴う検出誤差が生じ難く、また、測定対象液体であるオイル以外の物質（ケーシング３１）の影響による検出誤差が生じ難い液状態検出素子となる。
【００６７】
また、レベル検出素子１１は、並列補強部２５の幅寸法Ｗ２が、検出用電極１３および基準電極１７の幅寸法Ｗ１よりも大きいことから、補強部２１としての強度をより大きく確保でき、フィルム部２９の撓み変形に起因する検出誤差の発生をより適切に防止することができる。
【００６８】
なお、並列補強部２５は、検出用電極１３よりも幅寸法が小さい場合であっても、電気的な遮蔽効果を得ることができ、ケーシング３１の寄生容量の影響を抑えて、検出誤差を低減するという効果を得ることができる。
【００６９】
さらに、レベル検出素子１１は、検出用電極１３、基準電極１７および補強部２１が全て銅で形成されており、同一種類の導電性材料で形成されている。このことから、レベル検出素子１１の製造工程において、検出用電極１３および基準電極１７の形成処理（エッチング処理あるいは印刷処理）と、補強部２１の形成処理（エッチング処理あるいは印刷処理）とを別々の工程で実施するのではなく、同一工程において実施することができる。
【００７０】
この結果、レベル検出素子１１の製造工程における複数の工程を一つの工程に集約することができ、工程数を削減することができ、レベル検出素子１１の製造効率の向上を図ることができる。
【００７１】
なお、本実施形態においては、レベル検出素子１１が、特許請求の範囲に記載の液状態検出素子に相当している。また、ケーシング３１が、特許請求の範囲に記載の支持体に相当している。
【００７２】
〔実施形態２〕
次いで、本実施形態２にかかるオイルレベルセンサ１００について説明する。このオイルレベルセンサ１００は、図６に示すように、自動車エンジンのオイルタンク底部ＬＴに、その軸線ＡＸが鉛直方向Ｖと一致し、その先端が鉛直方向上向きになるように取り付けて使用にされ、オイルタンク内のオイルＯＬのレベルを検知するのに用いられる。
【００７３】
また、このオイルレベルセンサ１００は、図５および図６に示すように、樹脂製のベース部材１２１と、このベース部材１２１から突出するように配置された略筒状のセンサキャップ１１１とを含んでいる。中空の構造をなすこのセンサキャップ１１１は、一対の検出用電極１３３等をフィルム部１３２の内部に設けたレベル検出素子１３１と、このレベル検出素子１３１を鉛直方向に支持する支持体１８０とを包囲している。なお、センサキャップ１１１の基端部には、周囲のオイルＯＬをセンサキャップ１１１の内外に流通するための連通孔１１５が形成され、先端部には、空気抜きのための連通孔１１３が形成されている。
【００７４】
また、ベース部材１２１は、支持体１８０およびセンサキャップ１１１を支持している。これらをオイルタンク内に挿入した状態でベース部材１２１をオイルタンク底部ＬＴに固定することで、オイルレベルセンサ１００がオイルタンクに装着される（図６参照）。
【００７５】
本実施形態２にかかるオイルレベルセンサ１００のうち、まずレベル検出素子１３１について、図７（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。このレベル検出素子１３１は、図７（ａ）に示すように、基端（図中下端）から先端（図中上端）にかけて、長手方向に順に、比較的幅広の第１矩形部１３２ｈ、先細の台形状のテーパ部１３２ｐおよび比較的幅狭の第２矩形部１３２ｎが連結する形状のフィルム部１３２を有している。なお、フィルム部１３２は、上記実施形態１と同様に可撓性のポリイミドから形成されている。
【００７６】
そして、このフィルム部１３２の内部には、導電性材料（銅など）からなる各種電極（一対の検出用電極１３３、一対の基準電極１３９）と、各種電極の外側部分に配置される補強部１３７とを有している。つまり、一対の検出用電極１３３、一対の基準電極１３９、補強部１３７は、２枚のポリイミドからなるフィルムに封止されており、且つエポキシ樹脂ペーストＥＰを介して２枚のフィルムを積層、接着することで構成されるフィルム部１３２の同一面上に並んで配置されている（図７（ｂ）参照）。
【００７７】
一対の検出用電極１３３は、フィルム部１３２の長手方向に延びる形態をなし、フィルム部１３２の第２矩形部１３２ｎおよびテーパ部１３２ｐに配置されている。なお、一対の検出用電極１３３の一方は直線状をなし、他方はＵ字状をなしている。そして、一対の検出用電極１３３のうち一方は、四角形状に形成された第１電極端子１４１に第１電極接続線１４２を介して接続されており、他方は、四角形状に形成された第２電極端子１４３に第２電極接続線１４４を介して接続されている。
【００７８】
また、フィルム部１３２のうち、検出用電極１３３よりも基端側には、クシ歯状の一対の基準電極１３９が、互いに噛み合うようにして、一続きのギャップを形成して対向する形態で配置されている。この一対の基準電極１３９のうち一方は、四角形状に形成された第１基準電極端子１４５に第１基準電極接続線１４６を介して接続されており、他方も同様に、四角形状に形成された第２基準電極端子１４７に第２基準電極接続線１４８を介して接続されている。
なお、一対の検出用電極１３３にて測定される静電容量と、一対の基準電極１３９にて測定される静電容量との両者を用いてオイルレベルを検出する原理については、上記実施形態１にて説明したのと同様である。
【００７９】
補強部１３７は、導電性材料（銅など）からなり、フィルム部１３２のうち一対の検出用電極１３３および一対の基準電極１３９より外側部分に形成されている。また、補強部１３７は、検出用電極１３３の長手方向に対して平行となる状態で並列に配置される一対の並列補強部１５１と、検出用電極１３３よりも先端側に形成される連結補強部１５３とを備えている。一対の並列補強部１５１は、一対の検出用電極１３３、第１、２電極端子１４１、１４３、第１、２電極接続線１４２、１４４、一対の基準電極１３９、第１、２基準電極端子１４５、１４７、第１、２基準電極接続線１４６、１４８を挟み込むように配置されている。また、連結補強部１５３は、一対の並列補強部１５１の先端部分をそれぞれ連結するように、フィルム部１３２の幅方向に延びるように形成されている。
【００８０】
そして、補強部１３７は、四角形状に形成されたグランドラインに接続される接地用端子１５５を有しており、一対の並列補強部の後端がそれぞれ接地用端子１５５に接続されている。レベル検出素子１３１がベース部材１２１に組み付けられた際に、接地用端子１５５が配線部材１６１に接続されることになり、補強部１３７は、使用時に配線部材１６１を介してグランドライン（接地電位ライン）に接続される。
【００８１】
ここで、フィルム部１３２の先端近傍で、幅方向中央に位置する部分には、長手方向に長い楕円状の貫通孔１７１が設けられている。この上部貫通孔１７１は、フィルム部１３２を後述の支持部材１８０に組み付けるとき、このフィルム部１３２の位置決めをし、フィルム部１３２の先端側が浮き上がらないように保持するためのものである。さらに、テーパ部１３１ｈにも、フィルム部１３２の位置決めを行うための円形状の貫通孔１７３が設けられている。
なお、本実施形態２にかかるレベル検出素子１３１において、上記補強部１３７を設けたことによる効果は、上述した実施形態１と同様であるため、省略する。
【００８２】
次いで、本実施形態２にかかるオイルレベルセンサ１００のうち支持体１８０について図８を参照して説明する。なお、図８は、レベル検出素子１３１を支持体１８０に組み付けた状態を示したものであるが、支持体１８０の構成を理解し易くするため、レベル検出素子１３１の検出電極１３３や補強部１３７等の各種導体の図示は省略している。
この支持体１８０は、６６ナイロンからなり、フィルム部１３２の周縁を支持可能なように、その平面形状に近似する枠の形状を有している。この支持体１８０は、左右の両枠部１８９から内側に向かって突出し、フィルム部１３２の側縁寄りの表面および裏面を交互に支持する支持部１８１、上部支持ピン１８３、中央部支持ピン１８５及び下部挟持部１８７を含んでいる。
【００８３】
この支持体１８０は、長手方向に沿って形成された複数の支持部１８１にてフィルム部１３２を交互に挟み込む形態で当該フィルム部１３２を支持する。さらに、この支持体１８０は、フィルム部１３２の上部貫通孔１７１に上部支持ピン１８３を、中央部貫通孔１７３に中央部支持ピン１８５をそれぞれ挿入させた上で、超音波溶着により加締め、下部挟持部１８７でフィルム部１３２の基端を挟み込むことにより、フィルム部１３２全体を支持している。なお、レベル検出素子１３１（フィルム部１３２）を支持体１８０に支持させるにあたっては、図示していないが、各支持部１８１上に、フィルム部１３２に設けられる一対の並列補強部１５１それぞれの少なくとも一部が配置される（跨る）ように、支持体１４１、レベル検出素子１３１の寸法が適宜調整されている。
【００８４】
ベース部材１２１の内部には、図５および図６に示すように、配線基板１６３が設けられており、レベル検出素子１３１の各電極端子１４１、１４３、１４５、１４７、１５５と配線基板１６３とは配線部材１６１を介して電気的に接続されている。また、ベース部材１２１は、コネクタ部１２３を有しており、コネクタ部１２３内に設けられたコネクタ端子１６５と配線基板１６３とが電気的に接続され、コネクタ端子１６５が図示しない外部機器と接続される。
【００８５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態１、２に限定されることなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、検出用電極、基準電極、補強部の各寸法は、上記数値に限定されるものではなく、検出対象や設置環境などの各種条件に応じて、適宜設定することができる。
【００８６】
また、測定対象となる液体は、空気とは異なる誘電率を持つ液体であればよく、上述したオイルに限られることはなく、例えば、ガソリンや水などを挙げることができる。
【００８７】
また、液体状態検出素子は、上述のレベル検出素子１１のように、２組の検出用電極（一対の検出用電極１３および一対の基準電極１７）を１つのフィルム部に一体に備える構成に限られることはない。例えば、一対の検出用電極１３を備える第１液状態検出素子と、一対の基準電極１７を備える第２液状態検出素子とを、それぞれ別々のフィルム部を用いて形成し、第１液状態検出素子および第２液状態検出素子を用いて、液状態（オイルレベル）を検出することもできる。
また、補強部を構成する材料は、銅に限られることはなく、例えば、４２Ｎｉ−Ｆｅ合金やステンレスなどを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】実施形態１にかかるオイルレベルセンサの一部破断断面図である。
【図２】実施形態１にかかるレベル検出素子を表す説明図である。
【図３】図１のオイルレベルセンサにおけるＡ−Ａ視断面を表した断面図である。
【図４】レベル検出素子をケーシングの内部に配置した場合に、検出用電極を出入りする電気力線の分布状態を模式的に表した説明図である。
【図５】実施形態２にかかるオイルレベルセンサの正面図である。
【図６】実施形態２にかかるオイルレベルセンサを自動車エンジンのオイルタンクに取り付けた状態の説明図である。
【図７】実施形態２にかかるレベル検出素子の説明図であり、（ａ）はレベル検出素子の平面図、（ｂ）はレベル検出素子の分解断面図（ＢＢ断面図）である。
【図８】実施形態２にかかる支持体にレベル検出素子を組み付けた状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８９】
１、１００…オイルレベルセンサ、１１、１３１…レベル検出素子、１３、１３３…検出用電極、１７、１３９…基準検出用電極、２１、１３７…補強部、２３、１５３…連結補強部、２５、１５１…並列補強部、２６、１５５…接地用端子部、２９、１３２…フィルム部、３１…ケーシング（支持体）、４３…内部空間、４９、１８１…支持部、１１１…センサキャップ、１７１…上部貫通孔１７１、１７３…中央部貫通孔、１８０…支持体、１８３…上部支持ピン、１８５…中央部支持ピン。
【図１】
2005221494.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005221494.tif 000007
【図６】
2005221494.tif 000008
【図７】
2005221494.tif 000009
【図８】
2005221494.tif 000010