JP2007285787A - Liquid condition detection sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体の状態を検知するための検知電極が設けられた検出素子をハウジング内に収容した液体状態検知センサに関するものである。 The present invention relates to a liquid state detection sensor in which a detection element provided with a detection electrode for detecting a liquid state is accommodated in a housing.
従来より、一対の電極から形成されるコンデンサの静電容量の変化に基づき、液体の状態の検知を行う液体状態検知センサが知られている。そして、このようなセンサに用いられる検出素子には、プリント基板に一対の検知電極を形成して構成される検出素子や、一対の検知電極を絶縁フィルムで封着して構成される検出素子などが知られている。こうした検出素子は内部を液体が循環可能な液体状態検知センサのハウジング内に収容され、ハウジング内を流通する液体の状態の検出を行う。 Conventionally, a liquid state detection sensor that detects a liquid state based on a change in capacitance of a capacitor formed by a pair of electrodes is known. The detection element used in such a sensor includes a detection element configured by forming a pair of detection electrodes on a printed board, a detection element configured by sealing a pair of detection electrodes with an insulating film, and the like It has been known. Such a detection element is housed in a housing of a liquid state detection sensor in which liquid can circulate, and detects the state of the liquid flowing in the housing.
こうした液体状態検知センサとして、自身を液体収容容器に取り付ける側となるベース側のハウジング(ハウジングベース)上に検出素子を取り付け、キャップ側のハウジング(ハウジングキャップ)を検出素子の周囲を覆うように被せてハウジングベースに係合させることで、検出素子をハウジング内に収容する構造を有するものが知られている。 As such a liquid state detection sensor, a detection element is mounted on a base-side housing (housing base) which is a side to which the liquid container is attached, and a cap-side housing (housing cap) is covered so as to cover the periphery of the detection element. It is known that the detection element is accommodated in the housing by being engaged with the housing base.
ところで、液体状態検知センサの検出素子として液体の液面レベルを検出するレベル検出素子を用いた場合、略リニアな液面レベルを検知するには、レベル検出素子を、液面レベルの変位方向(鉛直方向)に沿って一対の検知電極が配置されるように直立した状態で、ハウジングベース上に配置させる必要がある。このとき、検知電極の末端に接続される端子部は鉛直方向下方に配置されることとなる。そして、液面レベルの低い状態でも検出を可能とする目的で、レベル検出素子として検知電極および端子部を絶縁フィルムに封着した可撓性を有するものの場合、端子部が形成された領域を水平方向に折り曲げ検知電極の配置位置をハウジングベース側に近づける構成が検討されている(例えば、特許文献1,2参照。)。 By the way, when a level detection element that detects the liquid level of the liquid is used as the detection element of the liquid state detection sensor, in order to detect a substantially linear liquid level, the level detection element is moved in the displacement direction of the liquid level ( It is necessary to arrange on the housing base in an upright state so that a pair of detection electrodes are arranged along the vertical direction. At this time, the terminal portion connected to the end of the detection electrode is arranged downward in the vertical direction. For the purpose of enabling detection even in a state where the liquid level is low, in the case where the level detection element has flexibility in which the detection electrode and the terminal portion are sealed on the insulating film, the region where the terminal portion is formed is horizontal. A configuration in which the bending detection electrode is disposed closer to the housing base side in the direction has been studied (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
この特許文献1,2に記載のオイルレベルセンサ(液体状態検知センサ)では、レベル検出素子を保護するセンサキャップ(ハウジングキャップ)を有底筒状に形成し、その開口端側(ハウジングベースに臨む側)の外壁の一部を外方に膨らませた膨出部を設けると共に、レベル検出素子の電極端子部が形成された領域を水平方向に折り曲げ、その折り曲げた部分を膨出部内に収容して、外部への露出から保護している。
しかしながら、特許文献1および2のオイルレベルセンサのハウジングキャップは、レベル検出素子の端子部を収容する膨出部を有するために側面視L字状の形態となる。しかし、この形態ではキャップ形状のバランスが良好とはいえず、ハウジングキャップをハウジングベースに安定して取り付けにくい側面が多少なりともあった。また、ハウジングキャップを樹脂等から形成した場合、側面視L字状の形態では、成形後のキャップに反りが比較的生じ易いため、その観点からもハウジングキャップをハウジングベースに安定して取り付けにくくなる。 However, since the housing cap of the oil level sensor of Patent Documents 1 and 2 has a bulging portion that accommodates the terminal portion of the level detection element, it has an L-shape when viewed from the side. However, in this configuration, the balance of the cap shape is not good, and there are some side surfaces where it is difficult to stably attach the housing cap to the housing base. Further, when the housing cap is formed of resin or the like, in the L-shaped form in side view, the cap after molding is relatively likely to be warped. From this viewpoint, it is difficult to stably attach the housing cap to the housing base. .
そこで、ハウジングキャップのうち、検出素子を介して端子部を収容する膨出部と反対側に位置する外面にも外方に膨らませた膨出部を設けることが考えられる。このようにすることで、取り付け方向と直交する断面をとってみたときのハウジングキャップの形態を中心軸に対して略対称にすることができ、キャップ形状のバランスを良好なものにすることができるからである。しかしながら、特許文献1,2にも記載されているように、近年のオイルレベルセンサ(液体状態検知センサ)では、オイル(液体)の温度を検出する温度検出素子が併設されるが、この温度検出素子を収容する温度検出素子収容部をハウジングベースに設けるが故に、簡単にハウジングキャップの形態を中心軸に対して略対称の構造となるように形成することはできなかった。 Therefore, it is conceivable to provide a bulging portion bulging outward on the outer surface of the housing cap located on the opposite side of the bulging portion that accommodates the terminal portion via the detection element. By doing in this way, the form of the housing cap when taking a cross section orthogonal to the mounting direction can be made substantially symmetrical with respect to the central axis, and the balance of the cap shape can be made favorable. Because. However, as described in Patent Documents 1 and 2, a recent oil level sensor (liquid state detection sensor) is provided with a temperature detection element for detecting the temperature of oil (liquid). Since the temperature detection element accommodating portion for accommodating the element is provided in the housing base, it has not been possible to easily form the housing cap so as to have a substantially symmetrical structure with respect to the central axis.
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、温度検出素子を収容する温度検出素子収容部をハウジングベースに設けた場合にも、ハウジングキャップをハウジングベース上に安定して直立させた状態で保持することができる液体状態検知センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and even when a temperature detection element accommodating portion for accommodating a temperature detection element is provided on the housing base, the housing cap is stably upright on the housing base. An object of the present invention is to provide a liquid state detection sensor that can be held in a wet state.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明の液体状態検知センサは、液体の状態を検知するための検知電極が配置された長手方向に延びる面状の検知領域部と、前記検知電極と電気的に接続される端子部が配置され、前記検知領域部の一端に連結すると共に前記長手方向に直交する向きに延びる面状の端子領域部とを有する検出素子と、前記長手方向に延びる内部空間を有し、前記検出素子を前記内部空間に収容するハウジングキャップと、前記液体の温度を検出するための温度検出素子と、前記ハウジングキャップが装着されるハウジングベースであって、前記長手方向に沿って立設して前記検出素子の前記端子部に接続される端子接続部を含むリードピンと、前記端子接続部が立設する向きと同じ向きに立設すると共に、内部に前記温度検出素子を収容する温度検出素子収容部とを有するハウジングベースと、を備える液体状態検知センサであって、前記ハウジングキャップは、前記ハウジングベース側の端部のうちで前記検出素子の主面と向かい合う位置にて、前記主面から遠ざかる方向に外方に膨らみ、前記端子接続部を覆う第1膨出部と、前記ハウジングベース側の端部のうちで前記検出素子の前記主面の反対側に面する裏面と向かい合う位置にて、前記裏面から遠ざかる方向に外方に膨らみ、前記温度検出部収容部を外部に露出させるための貫通孔が形成された第2膨出部と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a liquid state detection sensor according to a first aspect of the present invention includes a planar detection region portion extending in a longitudinal direction in which a detection electrode for detecting a liquid state is disposed, and the detection electrode And a detection element having a planar terminal area connected to one end of the detection area and extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction, and extending in the longitudinal direction. A housing cap having an internal space and accommodating the detection element in the internal space; a temperature detection element for detecting the temperature of the liquid; and a housing base to which the housing cap is mounted, the longitudinal direction A lead pin including a terminal connection portion that is erected along and connected to the terminal portion of the detection element, and is erected in the same direction as the terminal connection portion is erected, And a housing base having a temperature detecting element accommodating portion for accommodating the temperature detecting element, wherein the housing cap is formed on the main surface of the detecting element among the end portions on the housing base side. A first bulging portion that bulges outward in a direction away from the main surface at the facing position and covers the terminal connection portion, and an end portion on the housing base side opposite to the main surface of the detection element And a second bulge portion that bulges outward in a direction away from the back surface at a position facing the back surface facing the surface, and has a through-hole for exposing the temperature detection portion housing portion to the outside. It is characterized by.
また、請求項2に係る発明の液体状態検知センサは、請求項1に記載の発明の構成に加え、前記第1膨出部と前記第2膨出部とは、前記ハウジングキャップの前記ハウジングベース側の端部の周囲を取り巻く環状に形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the liquid state detection sensor according to the first aspect, in addition to the configuration of the first aspect, the first bulging portion and the second bulging portion are the housing base of the housing cap. It is formed in the cyclic | annular form surrounding the circumference | surroundings of the edge part of the side.
また、請求項3に係る発明の液体状態検知センサは、請求項1または2に記載の発明の構成に加え、前記第1膨出部には、前記ハウジングキャップの外部と前記内部空間との間で前記液体を流通させるための孔状の流通孔もしくは溝状の第1液体流通部が形成され、前記第2膨出部には、前記第1膨出部における前記第1液体流通部の形成位置に対し対称となる位置に、前記第1液体流通部と同形状の第2液体流通部が形成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, the first bulge portion includes a liquid state detection sensor between the outside of the housing cap and the internal space. A hole-like flow hole or a groove-shaped first liquid flow part for flowing the liquid is formed in the second bulge part, and the first liquid flow part is formed in the first bulge part. A second liquid circulation part having the same shape as the first liquid circulation part is formed at a position symmetrical to the position.
請求項1に係る発明の液体状態検知センサでは、ハウジングベース上で検出素子の端子領域部を、検知領域部の長手方向と直交する向きに折り曲げた状態で保持することができるので、検知領域部の下端側をハウジングベースの上面に近づけて配置させることができる。さらに製造過程において、端子領域部が水平方向となるので接続部とリードピンの端子接続部との接続を容易に行うことができ、作業性を高めることができる。この構成により端子領域部の端子部が検出素子の直立位置から水平に離れた位置に配置されることとなるため、検出素子の主面側のハウジングキャップの端部を膨らませて第1膨出部を形成すれば、端子部ごと端子領域部を覆って保護することができる。また、温度検出素子を収容する温度検出素子収容部を、ハウジングベース上で端子領域部に干渉しないように検出素子の裏面側にて突出させれば、ハウジングベース上で検出素子と温度検出素子の配置をコンパクトにまとめることができる。 In the liquid state detection sensor according to the first aspect of the present invention, the terminal region portion of the detection element can be held on the housing base in a state of being bent in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the detection region portion. It is possible to dispose the lower end side of the housing close to the upper surface of the housing base. Furthermore, in the manufacturing process, since the terminal region portion is in the horizontal direction, the connection portion and the terminal connection portion of the lead pin can be easily connected, and workability can be improved. With this configuration, since the terminal portion of the terminal region portion is disposed horizontally away from the upright position of the detection element, the end portion of the housing cap on the main surface side of the detection element is expanded so that the first bulge portion If it forms, it can cover and protect a terminal area | region part with a terminal part. Further, if the temperature detection element accommodating portion for accommodating the temperature detection element protrudes on the back surface side of the detection element so as not to interfere with the terminal region portion on the housing base, the detection element and the temperature detection element on the housing base. The arrangement can be summarized in a compact manner.
また、本発明では、ハウジングキャップのうち、検出素子の主面と向かい合う位置に上記第1膨出部を設けるのに加えて、検出素子の裏面と向かい合う位置に第2膨出部を設けている。これにより、ハウジングキャップの中心軸を含むようにして長手方向に沿ったキャップ断面をとったときのキャップの形態を、中心軸線に対して略対称の形態とすることができる。これにより、キャップ形状のバランスは従来と比して良好なものとなる。そして、第2膨出部に貫通孔を設け、温度検出素子収容部を挿通させれば、第2膨出部と温度検出素子収容部とが干渉することなく、温度検出素子収容部を外部に露出させることができ、温度検出の際の妨げとならない。また温度検出素子の周囲を貫通孔の内壁で囲って保護することもでき好適である。 In the present invention, in addition to providing the first bulging portion at a position facing the main surface of the detection element in the housing cap, a second bulging portion is provided at a position facing the back surface of the detection element. . Thereby, the shape of the cap when the cap cross section along the longitudinal direction is taken so as to include the central axis of the housing cap can be made substantially symmetrical with respect to the central axis. Thereby, the balance of the cap shape becomes better than the conventional one. And if a through-hole is provided in the 2nd bulge part and a temperature detection element accommodating part is penetrated, a 2nd bulge part and a temperature detection element accommodating part do not interfere, but a temperature detection element accommodating part is outside. Can be exposed and does not interfere with temperature detection. Further, the temperature detection element can be protected by being surrounded by the inner wall of the through hole.
なお、第2膨出部の温度検出素子との干渉位置を切り欠くことによって干渉を解消した場合、切り欠かれた残部の剛性が低下してしまい、例えばハウジングキャップを樹脂等から形成した場合、成型後に反りが生じたときに、切り欠きを挟んで残部間に開きが生ずる虞がある。しかし、本発明では、上述したように、温度検出素子との干渉位置を貫通孔として形成しているので、第2膨出部全体としての剛性を維持することができる。さらに第1膨出部と第2膨出部とがハウジングキャップの中心軸に対して略対称に形成されるため成型時の内部応力が緩和され、成形後のハウジングキャップの反りが防止される。従って、この観点からもハウジングキャップのキャップ形状のバランスが従来に比して良好なものとなり、ハウジングベースへの取り付け安定性を高めることができる。 In addition, when the interference is eliminated by notching the position of interference with the temperature detection element of the second bulging portion, the rigidity of the notched remaining portion is reduced, for example, when the housing cap is formed from a resin or the like, When warping occurs after molding, there is a possibility that an opening may occur between the remaining portions with the notch interposed therebetween. However, in the present invention, as described above, since the interference position with the temperature detection element is formed as a through hole, the rigidity of the entire second bulging portion can be maintained. Further, since the first bulging portion and the second bulging portion are formed substantially symmetrically with respect to the central axis of the housing cap, the internal stress during molding is relieved, and warping of the housing cap after molding is prevented. Therefore, also from this viewpoint, the balance of the cap shape of the housing cap becomes better than the conventional one, and the mounting stability to the housing base can be improved.
上記したように、検出素子のうちでハウジングベースから直立される検知領域部を、内部空間に収容するハウジングキャップは、ハウジングベースから直立状に突出した形態となる。ここで請求項2に係る発明のように、ハウジングキャップのハウジングベース寄りの端部において、周囲を取り巻く環状をなすように第1膨出部と第2膨出部とを構成すれば、キャップ形状のバランスを一層良好なものにすることができ、また、成型時の内部応力がより効果的に緩和され、成型後の反りを防止することができる。従って、ハウジングベースへのハウジングキャップの取り付け安定性を、より確実に得ることができる。 As described above, the housing cap that houses the detection region portion standing upright from the housing base among the detection elements in the internal space has a form protruding upright from the housing base. If the first bulging portion and the second bulging portion are configured so as to form an annular shape surrounding the periphery at the end portion of the housing cap near the housing base as in the invention according to claim 2, the cap shape Can be further improved, and the internal stress at the time of molding can be more effectively relaxed, and warping after molding can be prevented. Therefore, the mounting stability of the housing cap to the housing base can be obtained more reliably.
そして請求項3に係る発明のように、第1膨出部に第1液体流通部を設け、第2膨出部にも、第1膨出部における第1液体流通部の形成位置と対称となるように第2液体流通部を設ければ、ハウジングキャップの内外にハウジングキャップ内外への液体の流通を円滑に行わせることができ、液体の状態の検知精度を高く維持することができる。 And like the invention which concerns on Claim 3, the 1st liquid circulation part is provided in the 1st bulge part, and the formation position of the 1st liquid circulation part in the 1st bulge part is also symmetrical to the 2nd bulge part. If the second liquid circulation part is provided as described above, the liquid can be smoothly circulated in and out of the housing cap, and the detection accuracy of the liquid state can be maintained high.
以下、本発明を具体化した液体状態検知センサの一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図1〜図8を参照して、液体の状態を検知するセンサの一例として、液体のレベルを検知する液体レベルセンサ100の構造について説明する。
Hereinafter, an embodiment of a liquid state detection sensor embodying the present invention will be described with reference to the drawings. First, the structure of a
図1は、液体レベルセンサ100を正面、右側面および平面から見た斜視図である。図2は、液体レベルセンサ100の右側面図である。図3は、液体レベルセンサ100の平面図である。図4は、自動車のオイルパンの底部OPに取り付けた状態の液体レベルセンサ100を、図3の一点鎖線A−Aにおいて矢視方向から見た断面図である。図5は、フィルム電極基板からなるレベル検出素子160の平面図である。図6は、レベル検出素子160を支持した支持部材200を正面、左側面および平面から見た斜視図である。図7は、ハウジングベース140にハウジングキャップ120を組み付け途中の状態を示す液体レベルセンサ100を、正面、右側面および平面から見た斜視図である。図8は、ハウジングキャップ120をハウジングベース140に組み付け途中の状態を示す液体レベルセンサ100の右側面図である。
FIG. 1 is a perspective view of the
図1〜図3に示すように、本実施の形態の液体レベルセンサ100は、樹脂製のハウジングベース140と、このハウジングベース140から突出するように配設された略筒状のハウジングキャップ120とから構成されるハウジング内に、液体のレベルを検知するレベル検出素子160(図4参照)が収容された構成を有する。この液体レベルセンサ100は、例えば自動車エンジンのオイルパンなどに取り付けられ、オイルパン内に溜められたオイルの液面レベルを略リニアに検知するのに用いられる。具体的には図4に示すように、レベル検出素子160を内部に収容したハウジングキャップ120がオイルパン内に挿入され、自身の軸線O方向を鉛直方向Vと一致させた状態で、その先端部122が上方側となるようにオイルパンの底部OPにハウジングベース140を組み付けて使用され、オイルOLの液面レベルの検知が行われる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
まず、レベル検出素子160について説明する。図5に示すレベル検出素子160は、ポリイミドからなる可撓性を有する樹脂製フィルム内に、銅などの導電性材料からなる電極が封止された公知のフィルム電極基板の形態を有する。このレベル検出素子160は、平面視、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、比較的幅広の幅広矩形部161、先細の台形状のテーパ部162、および比較的幅狭の細長矩形部163が連続して配置された形状を有している。そしてフィルム内には、平面上に4つの検知用電極、すなわち基準電極171,172および検出電極173,174と、接地電極175とが配置されている。なお、レベル検出素子160が、本発明における「検出素子」に相当する。
First, the
一対の検出電極173,174は、レベル検出素子160の細長矩形部163からテーパ部162にかけて、レベル検出素子160の長手方向に沿って所定間隔を有し略平行となるように列設されている。検出電極173は直線状の検出電極174の長手側の両端それぞれと対向するようにレベル検出素子160の先端側で折り返された略U字状をなし、両電極間で、オイルOL(図4参照)の液面レベルに応じて静電容量の変化するコンデンサを構成している。
The pair of
また、一対の基準電極171,172は、レベル検出素子160の幅広矩形部161において、互いに噛み合うクシ状をなし、所定間隔をあけて配置されている。基準電極171,172は常時オイルOL(図4参照)に浸漬される位置に配置され、両電極間でオイルOLの誘電率に応じて静電容量の変化するコンデンサを構成している。なお、上記した検出電極173,174が、本発明における「検知電極」に相当する。
In addition, the pair of
これら基準電極171,172および検出電極173,174が形成された領域、すなわち、細長矩形部163からテーパ部162を介し幅広矩形部161の先端側までの領域は検知領域部168と称される。図4に示すように、レベル検出素子160は、後述するハウジングベース140上で、この検知領域部168の長手方向を垂直方向に直立させた状態で保持される。
A region where the
また、図5に示すように、幅広矩形部161の基端側の領域は端子領域部169と称され、この領域には、後述する配線基板155との電気的な接続を行うための5つの矩形の接続端子181〜185が幅方向に一列に整列して形成されている。そして図5における平面側のフィルムは、各接続端子181〜185の配置位置に対応する位置がそれぞれ開口されており、各接続端子181〜185が露出されている。各接続端子181〜185には孔が形成され、後述するリードピン156の端子接続部561(図4参照)が挿入されて半田付けがなされる。図4に示すように、レベル検出素子160は後述するハウジングベース140上で、端子領域部169を、主面165側に向けて屈曲させた状態で保持される。なお、接続端子181〜185が、本発明における「端子部」に相当する。また、レベル検出素子160の端子領域部169が屈曲されている側に面する面を便宜上「主面165」とし、反対側の面を「裏面166」とする。
Further, as shown in FIG. 5, a region on the base end side of the wide
そして図5に示すように、基準電極171,172は、それぞれリード部176,177を介し、接続端子181,182のそれぞれと電気的に接続されている。検出電極173,174も同様に、それぞれリード部178,179を介し、接続端子183,184のそれぞれと電気的に接続されている。
As shown in FIG. 5, the
さらに、レベル検出素子160の周縁には、基準電極171,172および検出電極173,174を囲むように接地電極175が配設されている。この接地電極175は、レベル検出素子160を収容する樹脂製のハウジングキャップ120や、そのハウジングキャップ120内でレベル検出素子160を支持する後述の支持部材200の固有の誘電率が、基準電極171,172や検出電極173,174の静電容量を測定する際に寄生容量として影響するのを防止するためのものである。この接地電極175は、接続端子185と電気的に接続されている。
Further, a
また、細長矩形部163における接地電極175の先端近傍で幅方向の中央には、レベル検出素子160の長手方向を長径とする長円状の取付孔191が設けられている。この取付孔191は、後述する支持部材200にレベル検出素子160を組み付ける際の位置決めと組み付け後の支持を行うために設けられており、テーパ部162における接地電極175上にも同様の取付孔192が2箇所に設けられている。
In addition, an
次に、支持部材200について説明する。図6に示す、支持部材200は、上記したフィルム状のレベル検出素子160の長手方向、すなわち検出電極173,174の延設方向(図5参照)が組み付け時の鉛直方向V(図4参照)となるように、レベル検出素子160(詳細には検知領域部168)をハウジングベース140上にて直立支持するための部材である。支持部材200は66ナイロンからなり、レベル検出素子160の平面形状に近似する背板部201を有する。そして、この支持部材200には、背板部201の長手側の両端をレベル検出素子160の取り付け面側に向けてそれぞれ折り返した枠形状の外枠部202が形成されている。背板部201にはレベル検出素子160の検知領域部168の裏面166(図5参照)側が対向配置される。このとき、背板部201上で、基準電極171,172および検出電極173,174(図5参照)の形成位置に対応する位置には、それらの電極が覆われないように、板面を貫通する電極露出穴207が形成されている。そして、支持部材200の基端側において、外枠部202は背板部201の厚み方向両側に拡幅されており、外面に、自身をハウジングベース140に固定するための固定爪208が形成されている。
Next, the
また、外枠部202の内面側には互いに内側に向け突出する一対の爪部203が設けられ、背板部201からレベル検出素子160が浮き上がらないように、背板部201と爪部203と間でレベル検出素子160の細長矩形部163(図5参照)の縁部分を挟み込んでいる。さらに背板部201には、レベル検出素子160の取付孔191に係合する上部支持ピン204と、2つの取付孔192に係合する中央部支持ピン205とが設けられている。これら上部支持ピン204および中央部支持ピン205に対し超音波加締めが行われることにより、レベル検出素子160は背板部201に固定される。また、背板部201の基端には、レベル検出素子160が取り付けられる面側に2本の素子挟持部206が突設されている。レベル検出素子160は、主面165側を上側にして検知領域部168と端子領域部169との間で屈曲され、検知領域部168が背板部201に支持され、端子領域部169が素子挟持部206に支持されることによって、支持部材200に支持される。
In addition, a pair of
次に、ハウジングベース140について説明する。ハウジングベース140は、後述するハウジングキャップ120や、レベル検出素子160を支持した支持部材200を保持すると共に、自身をオイルパンの底部OP(図4参照)に固定する部材である。図4に示すように、ハウジングベース140は、ベース本体部141と、図示しない外部機器(例えばECU)と接続するためのコネクタ端子157を含むコネクタ部142と、レベル検出素子160の各接続端子181〜185(図6参照)に接続されるリードピン156とコネクタ端子157との間に介在する配線基板155とを有する。
Next, the
配線基板155はレベル検出素子160により検出された静電容量に基づいてオイルOLの液位レベルを検知する回路を実装するものであり、ベース本体部141の底面146側(図中下側)に凹部状に形成された基板収容部145内に収容される。配線基板155には5本のリードピン156が半田付けされており、それらリードピン156の先端部分である端子接続部561が基板収容部145の底壁を貫通し、ベース本体部141の上面147に直立状に列設されている。また、配線基板155には上記コネクタ端子157や温度センサ154のリード端子158等も半田付けされている。この配線基板155を収容した基板収容部145は内部に樹脂が充填され、アルミ等の金属からなる蓋部144によって閉蓋されている。なお、温度センサ154はオイルOLの温度を検知するためのものであり、本発明における「温度検出素子」に相当する。
The
また、図3に示すように、ベース本体部141の外縁には、ハウジングベース140をオイルパンの底部OP(図4参照)に取り付ける際にネジが挿通される3つの取付孔148が等間隔に配置されている。ベース本体部141の上面147で取付孔148よりも内周側には、円環状のパッキン150を配置するための円環状の凹部149が溝状に設けられており、この構造によりオイルパンの底部OPにハウジングベース140を取り付けた際の液密性が維持される。
Also, as shown in FIG. 3, three mounting
次に、図7に示すように、ハウジングベース140の上面147で凹部149より内周側の部位には一対の固定突起159が設けられている。固定突起159は、レベル検出素子160を支持する支持部材200を直立させた状態で固定できるように、支持部材200の外枠部202の基端側を外側から挟むように配置され、外枠部202に設けられた固定爪208(図6参照)が係合する構造を有している。固定突起159は、図4に示すように、支持部材200に支持されたレベル検出素子160の裏面166側が液体レベルセンサ100の前方側(図中左側)に配置されるように左右方向に並んで設けられており、支持部材200を固定する。
Next, as shown in FIG. 7, a pair of fixing
また、図7に示すように、固定突起159の配設位置の前方側には、配線基板155上に半田付けされる温度センサ154(図4参照)を収容するセンサ収容突起143が立設されている。図4に示すように、センサ収容突起143は、温度センサ154を収容したままオイルOL内に突き出し、オイルOLの温度測定を行えるようにしている。一方、図8に示すように、固定突起159の配設位置(図7参照)の後方側には、前述した5本のリードピン156の端子接続部561が、左右方向に並んで配置(図3参照)されている。なお、センサ収容突起143が、本発明における「温度検出素子収容部」に相当する。
Further, as shown in FIG. 7, a
そして図7に示すように、左右に並ぶ2つの固定突起159それぞれの外方側(外周側)には、ハウジングキャップ120の右側膨出部133および左側膨出部134に形成された係合孔136に挿入される板状の係合突起151がそれぞれ設けられている。図8に示すように、係合突起151は、後述するハウジングキャップ120の係合孔136内に突設された係合爪137,138のそれぞれと係合する係合凹部513,515を有している。
As shown in FIG. 7, the engagement holes formed in the
次に、ハウジングキャップ120について説明する。ハウジングキャップ120は66ナイロンからなり、図4に示すように、軸線O方向に沿って検知領域部168を直立させたレベル検出素子160を収容するための内部空間を有する。ハウジングキャップ120は、ハウジングベース140側に位置する基端部121側にて開口され、先端部122側が閉じられた有底筒状の形状を有する。図3に示すように、ハウジングキャップ120は、平面視、左右方向を幅方向とする略長方形状を有し、図1に示すように、先端部122から中央部123にかけての前側および後側の両側面において、幅方向の中央が円弧状(図3参照)に膨らんだ形状を有する。そして基端部121は、内部に収容するレベル検出素子160や支持部材200の形状(図5,図6参照)にあわせ、より幅広に形成されている。
Next, the
また、図4に示すように、基端部121の開口端寄りの部位には、その外周をさらに外方に膨らませた膨出部130が形成されている。膨出部130の一部を構成する前側膨出部132は、レベル検出素子160の裏面166側に対向するハウジングキャップ120の前面126側にて外方に膨らむように形成されている。同様に、膨出部130の一部を構成する後側膨出部131は、レベル検出素子160の主面165側に対向するハウジングキャップ120の背面125側にて外方に膨らむように構成されている。さらに図3に示すように、基端部121の左右には、膨出部130の一部を構成し、垂直方向(図中紙面表裏方向)に貫通する係合孔136を有する左側膨出部134および右側膨出部133が形成されている。そして、前側膨出部132、左側膨出部134、後側膨出部131および右側膨出部133はそれぞれ連結して配置され、膨出部130として基端部121の外周を取り巻く環状をなすように構成されている。なお、後側膨出部131が、本発明における「第1膨出部」に相当し、前側膨出部132が、本発明における「第2膨出部」に相当する。
Further, as shown in FIG. 4, a bulging
ところで、ハウジングキャップ120をハウジングベース140に装着した場合、図1,図3,図4に示すように、ハウジングキャップ120の基端部121において前面126側の幅方向中央の位置と対向する位置に、温度センサ154(図4参照)を収容したセンサ収容突起143が配置される。前側膨出部132には、そのセンサ収容突起143を挿通させるための貫通孔325が形成されており、センサ収容突起143の先端がオイルOL内に浸漬されるように構成されている。貫通孔325の周壁は前方側(図4において左側)の上部が切り欠かれた形状をなし、センサ収容突起143の先端が、より露出されている。
By the way, when the
一方、後側膨出部131において、前側膨出部132の貫通孔325の形成位置に対して対称となる位置には、段状の窪みが形成されている。この窪みの段を構成する部位には、背面125を水平方向に連続させた端子保護壁315が設けられている。後側膨出部131は、主面165側を内側にして屈曲されたレベル検出素子160の端子領域部169を、外方への露出から保護しており、端子保護壁315は上記窪みの部分において端子領域部169が露出されないようにしている。
On the other hand, in the rear
なお、図1に示すように、ハウジングキャップ120の前側膨出部132の開口端近傍には、周囲のオイルOLをハウジングキャップ120の内外に流通するための2つの液体流通孔321が、貫通孔325の位置を挟んで2箇所に設けられている。そして、図3に示すように、後側膨出部131において、前側膨出部132の2つの液体流通孔321が形成された位置に対し対称となる位置に、上記同様の液体流通孔311がそれぞれ設けられている。また、ハウジングキャップ120の先端部122には空気抜きのための連通孔129が形成されており、ハウジングキャップ120の内外でのオイルOLの流通が円滑に行われるように構成されている。さらに、前側膨出部132の2つの液体流通孔321の間には、貫通孔325の内外にオイルOLを流通するための液体流通孔322も形成されている。なお、液体流通孔321が、本発明における「第2液体流通部」に相当し、液体流通孔311が、本発明における「第1液体流通部」に相当する。
As shown in FIG. 1, in the vicinity of the opening end of the front bulging
また、右側膨出部133および左側膨出部134に形成された係合孔136には、図8に示すように、内部に係合爪137,138が形成されている。前述したように、ハウジングキャップ120がハウジングベース140に装着される際には、係合爪137,138それぞれが係合突起151の係合凹部513,515に係合される。
Further, as shown in FIG. 8,
このような構造を有する液体レベルセンサ100をオイルパンの底部OPに取り付けて、オイルOLの状態を検知する方法について簡単に説明する。本実施の形態の液体レベルセンサ100は、図4に示すように、オイルパンの底部OPに固定され、レベル検出素子160の検出電極173,174の延設方向が鉛直方向Vと一致される。すなわち、オイルOLの液面レベルの変化に応じて検出電極173,174間でオイルOLに浸漬された部分と浸漬されない部分が生ずることとなる。
A method for detecting the state of the oil OL by attaching the
ところで、この検出電極173,174間に交流電圧が印加されると、両者間で電気力線が発生する。検出電極173,174間で形成されるコンデンサの静電容量は、発生した電気力線の通る空間の誘電率によって変化する。ここで、空気の誘電率と液体(本実施の形態の場合はオイルOL)の誘電率とが異なることから、検出電極173,174間に形成されるコンデンサの静電容量は、オイルOLに浸漬された部分において形成されるコンデンサの静電容量と、空気に曝された部分において形成されるコンデンサの静電容量との合成容量として求められる。つまり、検出電極173,174間でオイルOLに浸漬された部分と空気に曝された部分との比に応じて検出電極173,174間の静電容量が変化することとなる。本実施の形態の液体レベルセンサ100では予め検出電極173,174間の静電容量とオイルOLの液面レベルとの相関関係が求められており、これに基づくオイルOLの液面レベルの検知が行われる。
By the way, when an AC voltage is applied between the
なお、オイルOLは、経年変化や熱などによりその特性が変化したり、種類の異なるオイルOLが混合されることにより誘電率に変化を生ずる場合がある。このような場合においても正確な液面レベルの測定が行えるようにするため、レベル検出素子160には基準電極171,172が設けられている。この基準電極171,172は常に全体がオイルOLに浸漬された状態となるように配設されている。そして、基準電極171,172間に形成されるコンデンサの静電容量からオイルOLの誘電率を求め、これに基づき検出電極173,174間の静電容量に補正を行うことで、本実施の形態の液体レベルセンサ100では正確なオイルOLの液面レベルの検知が行われる。
Note that the characteristics of the oil OL may change due to aging, heat, or the like, or the dielectric constant may be changed by mixing different types of oils OL. In such a case, the
なお、本発明は各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、ハウジングキャップ120の膨出部130は基端部121の外周を取り巻く環状をなし、本実施の形態では平面視円形状に構成したが、これに限らず、平面視、矩形状でも多角形状であってもよい。しかし、ハウジングキャップ120が軸線O方向に対し倒れる方向に応力を受けた際に安定して直立状態を保つには、平面視円形状であることが好ましい。
Needless to say, the present invention can be modified in various ways. For example, the bulging
また、係合孔136および係合突起151からなる係合部位をハウジングキャップ120の内部空間に対し対称となるように2箇所に設けたが、3箇所以上設けてもよい。
Moreover, although the engagement part which consists of the
同様に、液体流通孔311は、後側膨出部131において1箇所のみ設けてもよいし、3箇所以上設けてもよいが、それぞれの形成位置に対し、前側膨出部132において対称となる位置に、液体流通孔321がそれぞれ形成されていることが望ましい。
Similarly, only one
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。さらに、液面レベルの検知を行うにあたって、検出電極173,174間の静電容量と基準電極171,172間の静電容量の他に、温度センサ154の出力情報をも含めてオイルOLの液面レベルの検知を行ってもよい。
Moreover, the liquid used as a measuring object should just be a liquid with a dielectric constant different from air, and is not restricted to the oil mentioned above, For example, gasoline, water, etc. can be mentioned. Further, in detecting the liquid level, the liquid of the oil OL including the output information of the
液体のレベルや劣化検知を行うことができる液体状態検知センサに適用できる。 The present invention can be applied to a liquid state detection sensor that can detect a liquid level and deterioration.
100 液体レベルセンサ
120 ハウジングキャップ
131 後側膨出部
132 前側膨出部
140 ハウジングベース
141 ベース本体部
142 コネクタ部
143 センサ収容突起
154 温度センサ
156 リードピン
160 レベル検出素子
165 主面
166 裏面
168 検知領域部
169 端子領域部
171,172 基準電極
173,174 検出電極
181〜185 接続端子
311 液体流通孔
321 液体流通孔
325 貫通孔
561 端子接続部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記長手方向に延びる内部空間を有し、前記検出素子を前記内部空間に収容するハウジングキャップと、
前記液体の温度を検出するための温度検出素子と、
前記ハウジングキャップが装着されるハウジングベースであって、前記長手方向に沿って立設して前記検出素子の前記端子部に接続される端子接続部を含むリードピンと、前記端子接続部が立設する向きと同じ向きに立設すると共に、内部に前記温度検出素子を収容する温度検出素子収容部とを有するハウジングベースと、
を備える液体状態検知センサであって、
前記ハウジングキャップは、
前記ハウジングベース側の端部のうちで前記検出素子の主面と向かい合う位置にて、前記主面から遠ざかる方向に外方に膨らみ、前記端子接続部を覆う第1膨出部と、
前記ハウジングベース側の端部のうちで前記検出素子の前記主面の反対側に面する裏面と向かい合う位置にて、前記裏面から遠ざかる方向に外方に膨らみ、前記温度検出部収容部を外部に露出させるための貫通孔が形成された第2膨出部と、
を有することを特徴とする液体状態検知センサ。 A planar detection region portion extending in the longitudinal direction in which a detection electrode for detecting a liquid state is arranged, and a terminal portion electrically connected to the detection electrode are arranged and connected to one end of the detection region portion And a detection element having a planar terminal region extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction,
A housing cap having an internal space extending in the longitudinal direction, and housing the detection element in the internal space;
A temperature detecting element for detecting the temperature of the liquid;
A housing base to which the housing cap is mounted, wherein the terminal connection portion is erected along with a lead pin including a terminal connection portion that is erected along the longitudinal direction and is connected to the terminal portion of the detection element. A housing base that is erected in the same orientation as the orientation and has a temperature detection element accommodating portion for accommodating the temperature detection element therein,
A liquid state detection sensor comprising:
The housing cap is
A first bulging portion that bulges outward in a direction away from the main surface at a position facing the main surface of the detection element in the end portion on the housing base side, and covers the terminal connection portion;
Of the end portion on the housing base side, it swells outward in a direction away from the back surface at a position facing the back surface facing the opposite side of the main surface of the detection element, and the temperature detection unit housing portion is exposed to the outside. A second bulging portion in which a through hole for exposure is formed;
A liquid state detection sensor comprising:
前記第2膨出部には、前記第1膨出部における前記第1液体流通部の形成位置に対し対称となる位置に、前記第1液体流通部と同形状の第2液体流通部が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の液体状態検知センサ。
The first bulging portion is formed with a hole-shaped flow hole or a groove-shaped first liquid flow portion for flowing the liquid between the outside of the housing cap and the internal space.
A second liquid circulation part having the same shape as the first liquid circulation part is formed in the second bulge part at a position symmetrical to the formation position of the first liquid circulation part in the first bulge part. The liquid state detection sensor according to claim 1, wherein the liquid state detection sensor is provided.
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JP2006111533A JP2007285787A (en) | 2006-04-14 | 2006-04-14 | Liquid condition detection sensor |
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Country | Link |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012131476A (en) * | 2010-12-03 | 2012-07-12 | Toyota Motor Corp | Fuel tank structure |
KR101568376B1 (en) | 2012-02-15 | 2015-11-12 | 해성디에스 주식회사 | Water level sensor and water level sensing system of apparatus using same |
JP2019183657A (en) * | 2018-04-02 | 2019-10-24 | 愛三工業株式会社 | Liquid surface detector |
DE102019213393A1 (en) * | 2019-09-04 | 2021-03-04 | Zf Friedrichshafen Ag | Measurement arrangement, method and sensor housing for use with a sensor |
-
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- 2006-04-14 JP JP2006111533A patent/JP2007285787A/en active Pending
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