(57)【要約】【課題】  １つのセンサで多点レベルを検出する場合や検出信号が多い場合にも小型化できるとともに構成が簡単で生産性に優れた安価なセンサを提供する。【解決手段】  導体（１ａ）およびこれを取り囲む絶縁層（１ｂ）を含む電線（１）の導体（１ａ）の一部を露出させるとともに、露出部を導電性樹脂（２）で被覆して電極部（Ａ）を形成する。そして、電極部（Ａ）から離反する絶縁層（１ｂ）の所望の箇所に導電性フランジ（３）を取付ける。【選択図】  図１    
2005241475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電部材およびこれを取り囲む絶縁層を含む電線を主体とする液面センサにおいて、該導電部材の一部を導電性樹脂で直接被覆して形成した電極部、および該電極部から該電線の長手方向に沿って離反する該絶縁層の所望の箇所に取付けた導電性フランジを含むことを特徴とする液面センサ。
【請求項２】
該導電性フランジの上部および／または下部にスリーブが設けられている請求項１に記載の液面センサ。
【請求項３】
該導電性樹脂および／または導電性フランジが導電性フッ素樹脂からなる請求項１または２に記載の液面センサ。
【請求項４】
該導電性フランジが該絶縁層に熱融着により固定されている請求項１〜３のいずれかに記載の液面センサ。
【請求項５】
該導電性フランジにリード線が接続されている請求項１〜４のいずれかに記載の液面センサ。
【請求項６】
該電線が単芯または２芯以上の多芯タイプである請求項１〜５のいずれかに記載の液面センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性を有する液体の液面レベルを検出するための液面センサに関し、特に水や薬液等の液体の液面レベルを検出するのに適した液面センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、導電性を有する液体の液面レベルを検出する電極式液面センサ（以下、単に“センサ”と称することがある）には、単芯、または２芯以上の多芯ケーブルが利用されている。前者の例は特開２００１−９９６９３号公報に示され、また後者の例（同軸ケーブル）は特開平７−３２５０５６号公報あるいは特開平１１−３０４５６５号公報に示されている。
最近では単一の液面センサにて、複数箇所の液面レベルを検出する３個以上の電極部からなる多点式液面センサ、あるいは、液面レベルを高精度に検出する複数の検出信号を印加して検出を行なう、３個以上の電極部からなる静電容量式液面センサが使用されてきている。
これらの液面センサの一例として、２箇所の液面レベルを検出するため、２重外部導体構造の同軸ケーブルを使用し、１つの内部導体と２つの外部導体を電極部とすることにより、３個の電極部を構成した液面センサが提案されている。
ところが、これらの液面センサは単一の液面センサ内部に３個の電極部を設けるので、構造が複雑となり、結果的には製造工数の増加および製品の歩留まり悪化という製造・品質上の問題を生じている。
もちろん上記の構造は、1箇所の液面レベルを検出する液面センサを複数個併用した多点式液面センサと比較すれば、ある程度の小型化、スペース削減ができているといえるものの、さらに小型で、構成がシンプルで安価な液面センサが切望されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の課題は小型かつ構成が簡単で生産性に優れた安価なセンサを提供することにある。    
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者等は、液面センサの位置固定用フランジを導電性とし、これを電極部群の１つとして利用することに着目することにより、従来の問題を容易に解消するに至った。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、導電フランジを電極部として活用するようにしたので、センサを大幅に小型化できる。同時に、その構造も簡単になり、製品のコストダウン化が実現されるばかりでなく作業性が格段に改善されるので、生産性も一層向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明を、単芯電線を適用した、電極が２つの液面センサの例について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の液面センサの一例を示す正面図である。
図２は、本発明に係る液面センサの別の態様を示す正面図である。
図１において、（Ｓ）は液面センサ、（１）は単芯電線であって、該電線自体は周知の構造のものである。すなわち導電部材としての導体（１ａ）、および該導体（１ａ）を絶縁するための絶縁層（１ｂ）からなる電線である。
そして、この電線（１）の一方の端部では、導体（１ａ）の先端部が絶縁層（１ｂ）から所定の長さに渡って露出され、該露出部分が導電性樹脂（２）で直接被覆されて、１つの電極部（Ａ）が形成されている。（３）は液槽でのセンサの取付位置を固定するための絶縁層（１ｂ）の周囲に取付けられた導電性フランジであり、もう一つの電極部を構成する。
【０００７】
本発明の特徴は、導電性フランジ（３）をもう１つの検出電極部として利用し、電極部（Ａ）との間で液面を検出することにある。
すなわち、液槽の上方に位置する導電性フランジ（３）が検出液体に浸漬されている場合には、検出液体の電気抵抗は低抵抗であるので、電極部（Ａ）と導電性フランジ（３）間の抵抗値が低抵抗となる。他方、液面が下がり、該フランジ（３）が検出液体に浸漬されなくなると、電極部（Ａ）と導電性フランジ（３）間の抵抗値が高くなる。このことから、電極部（Ａ）と導電性フランジ（３）の間の抵抗値変化を検出することにより液面レベルを検出するものである。
こうすることで、電線（１）の内部には電極として１つの導体（１ａ）で済むので、従来のように、同軸ケーブルあるいは２芯の電線を使用する必要もなくなる。同時に、電線の構成が大幅に簡略化され、しかも形状についても、大幅に小型、細径化できる。
【０００８】
上記の態様において、導体（１ａ）としては通常、スズメッキ軟銅線、銅合金線、ステンレス合金線のような金属線が用いられる。この導体（１ａ）を被覆する絶縁層（１ｂ）の材質としては、当然のことながら耐熱性と耐薬品性を兼備した絶縁性樹脂が採用され、なかでもフッ素樹脂が好ましく用いられる。フッ素樹脂の具体例としては、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等が挙げられる。その中でもテトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）が特に好ましい。
また、電極部（Ａ）での露出した導体（１ａ）を被覆する導電性樹脂（２）としては、電線に適用される素材であれば特に制約はない。一般には、基材樹脂として、ポリ塩化ビニール、ポリエチレン、ポリアミドないしイミド、ポリエステル、および上述したフッ素系樹脂が適用できる。ただ、この場合も、絶縁層（１ｂ）の材質と同様、耐熱性と耐薬品性を兼備した樹脂、すなわち上述のフッ素系樹脂が好ましく用いられる。これらの樹脂には、導電剤として、カーボンブラック、銀、銅、およびニッケルなどを混入して、体積抵抗率で１０２Ωｃｍ以下の導電性樹脂とすればよい。このようにして、電極部（Ａ）での露出した導体（１ａ）を導電性樹脂（２）で直接被覆することにより、電極の腐食防止あるいは検出液体の毛細管現象による吸い上がり防止の利点が生じる。
導電性フランジ（３）の材質としては、各種金属、導電性樹脂が使用できるが、耐熱性と耐薬品性、さらには、後述の絶縁層（１ｂ）に固定する際の加工性を考慮すると、導電性フッ素樹脂がより好ましい。導電性フッ素樹脂としては、電極部（Ａ）での露出した導体（１ａ）を被覆する導電性樹脂（２）と同様、フッ素樹脂に導電剤を添加したものが好ましい。この導電性フランジ（３）を絶縁層（１ｂ）表面に固定するには、熱融着あるいは導電性樹脂による接着、圧入等の固定手段が採用されるが、加工性の点で熱融着手段が好ましい。この場合、導電性フランジ（３）と絶縁層（１ｂ）に、同一種類の樹脂を用いると、より好ましい熱融着効果が得られる。
以上の説明では、導電性フランジ（３）を絶縁層（１ｂ）表面に固定する例について示したが、導電性フランジ（３）が絶縁層（１ｂ）表面に沿って上下に可動可能な、フランジ可動式液面センサにおいても、同様の効果が得られる。
【０００９】
次に本発明の他の態様について説明する。
図２に示すように、この態様は、導電部材としての導体に同軸ケーブル（１）の内部導体（１ａ）と外部導体（１ｃ）とを適用し且つ、第三の電極部である導電性フランジ（３）の上部および下部にスリーブ（４）を一体的に付設したものである。なお（１ｄ）は保護被覆（シース）である。その他、同一記号の箇所は図１の構成と同じである。
この構成によれば、内部導体（１ａ）からなる電極部（Ａ）、外部導体（１ｃ）からなる電極部（Ｂ）、導電性フランジ（３）とで電極部の数が３個となる。その結果、電極部（Ａ）と導電性フランジ（３）間の抵抗値変化だけでなく、電極部（Ｂ）と導電性フランジ（３）間の抵抗値変化をも検知できるので、２箇所の液面レベルが検出できる。同時に、従来は２重外部導体構成の複雑な構造の同軸ケーブルで対応していたものが、本発明によれば、通常の外部導体が1つの同軸ケーブル（二軸ケーブル）で対応できるので、大幅に構成が簡素化でき、寸法も小型化できる。さらに、この構成によれば、導電性フランジ（３）の上部および下部にスリーブ（４）を一体的に付設したので、スリーブを有さない図１の場合と比較し、導電性フランジ（３）の絶縁層（１ｂ）への取付け精度が向上するとともに、取付けが容易になる。同時に取付け強度も向上するという効果がある。
スリーブ（４）の材質としては、絶縁層（１ｂ）の材質と同様、耐熱性と耐薬品性を兼備した樹脂、上述のフッ素系樹脂が好ましい。このスリーブ（４）は導電性フランジ（３）と一体あるいは別体のいずれでもよく、別体の場合には、熱融着等によりフランジ（３）に固定すればよい。
上記の構成のセンサを実際に液面センサとして機能させるためには、図２に示すように、導電性フランジ（３）にリード線（５）の導体が接続されるとともに、同軸ケーブル（１）の内部導体（１ａ）および外部導体（１ｃ）とを合わせた３本の導体は接続コネクタ等を介して外部の検知回路に接続される。この場合、同軸ケーブル（１）の内部導体（１ａ）および外部導体（１ｃ）はそのままリード線になるので、接続コネクタまでは、敢えて別のリード線は不要である。しかしながら、同軸ケーブル（１）の長さが極端に短い場合には、同軸ケーブル（１）の内部導体（１ａ）および外部導体（１ｃ）に別途リード線を接続した上で、接続コネクタを介して外部の検知回路に接続される。
図１ではリード線（５）を図示してないが、この場合も同様に導電性フランジ（３）にリード線（５）の導体が接続されるとともに、電線（１）の導体（１ａ）とを合わせた２本の導体は接続コネクタ等を介して外部の検知回路に接続される。
なお、導電性フランジ（３）にリード線（５）を取付けるには、公知のネジ止め、かしめ等各種の取付手段を適宜採用すればよい。
【００１０】
以上、本発明を、単芯電線および同軸ケーブルを適用した２つの例について述べてきたが、本発明を３芯以上の電線あるいは同軸ケーブル、その他の構成の多芯ケーブルに適用しても、上述した場合と同様に、小型で、構成がシンプルで安価な液面センサが得られることは言うまでもない。
【実施例】
【００１１】
以下に、本発明の液面センサの具体例を図１の場合について示す。
導体（１ａ）として、線径が１．２ｍｍのスズメッキ軟銅線を用い、その周りに絶縁層（１ｂ）としてＥＴＦＥ樹脂を０．３ｍｍの厚さで被覆して、外径が１．８ｍｍ、長さ５００ｍｍの電線（１）を用意した。この電線（１）の一方の端部で、導体（１ａ）を絶縁層（１ｂ）から１０ｍｍ露出させ、この露出部を導電性樹脂（２）である導電ＥＴＦＥ樹脂（体積抵抗率５０Ωｃｍ）で直接被覆して電極部（Ａ）を形成した。
次に、外径２６ｍｍ、内径２ｍｍ、厚さ１ｍｍの導電ＥＴＦＥ樹脂からなる導電性フランジ（３）を電線（１）の絶縁層（１ｂ）との接合面を熱融着して、所定位置（電極部（Ａ）から１３０ｍｍの位置）に固定し、一対の電極部として、電極部（Ａ）および導電性フランジ（３）を有する本発明の液面センサ（Ｓ）を得た。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明のセンサは耐熱性および耐薬品性に優れているだけでなく、非常に小型化されているので、医療用の小型薬液容器の液面センサ、あるいは複写機をはじめとした事務機器に採用される感光液等の処理液用液面センサにも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の液面センサの一例を示す正面図である。
【図２】本発明に係る液面センサの別の態様を示す正面図である。
【符号の説明】
【００１４】
Ｓ      液面センサ
１      電線
１ａ    電線（１）の導電部材（導体）
１ｂ     電線（１）の絶縁層
１ｃ    外部導体（導電部材）  
１ｄ    保護被覆（シース）
２         導電性樹脂
３      電極部となる導電性フランジ
４      導電性フランジ（３）に付設したスリーブ
５      導電性フランジ（３）に取付けたリード線
Ａ      電極部
Ｂ      電極部
【図１】
2005241475.tif 000003
【図２】
2005241475.tif 000004