JP2020067323A - センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】液体の状態を精度よく検出する。【解決手段】液体状態センサ10では、液体状態センサ10の外郭を構成するケースユニット12が、金属製のケース14と、外側電極52の一端部及び内側電極62の一端部とを覆う金属製のカバー18と、を含んで構成されている。また、カバー18の開口端部が、ケース14のカバー固定部14G内に嵌入されて、カバー18がケース14に固定されている。このため、カバー18がケース14に接触しており、ケース14及びカバー18が導通されている。これにより、ケースユニット12(ケース14及びカバー18)が、ケースユニット12内に収容された電極基板アッシー20に対して、静電気や電磁波などの電気的ノイズを遮蔽するシールド部材として機能する。したがって、液体状態センサ10において液体の状態を精度良く検出することができる。【選択図】図1
Description
本発明は、センサに関する。
下記特許文献1には、油等の液体の状態を検出するためのセンサが記載されている。このセンサは、円筒状の第1電極(内側電極)と、第1電極の径方向外側に配置された円筒状の第2電極(外側電極)と、を含んで構成されている。そして、第1電極及び第2電極が、ケース内において絶縁体に組付けられると共に、第1電極及び第2電極の先端部が、ケースから突出された状態で露出されている。
そして、センサを用いて、油等の液体の状態を検出するときには、第1電極及び第2電極の先端部を液体に浸漬させて、液体における第1電極と第2電極との間の静電容量等をセンサによって検出するようになっている。
しかしながら、上記センサでは、以下に示す点において改善の余地がある。すなわち、上記センサでは、第1電極及び第2電極の先端部が、ケースから露出されている。このため、センサによって液体の状態を検出するときには、静電気や電磁波などの電気的ノイズが第1電極及び第2電極の先端部に印可されて、液体の状態を精度よく検出できなくなる虞がある。
本発明は、上記事実を考慮して、液体の状態を精度よく検出できるセンサを提供することを目的とする。
本発明の1またはそれ以上の実施形態は、液体の状態を検出するセンサであって、筒状に形成された金属製のケースと、前記ケースの一端部の内部に配置され、前記ケースの軸方向に延在された筒状を成すと共に、一端部が前記ケースの一端部から前記ケースの軸方向一方側へ突出された外側電極と、前記外側電極の径方向内側に配置され、前記ケースの軸方向に延在されると共に、一端部が前記ケースの一端部から前記ケースの軸方向一方側へ突出された内側電極と、前記ケースの一端部に設けられ、前記外側電極の一端部及び前記内側電極の一端部を覆うと共に、液体を内部に流入させるためのカバー側連通孔を有する金属製のカバーと、を備えたセンサである。
本発明の1またはそれ以上の実施形態は、前記外側電極の一端が、前記内側電極の一端よりも前記ケースの軸方向一方側に配置されていることを特徴とするセンサである。
本発明の1またはそれ以上の実施形態は、前記カバーは、筒状に形成されており、前記カバーの側壁には、前記カバー側連通孔が形成され、前記外側電極の一端部の側壁には、前記外側電極の内部と外部とを連通するための電極側連通孔が形成されており、前記電極側連通孔が、前記カバー側連通孔よりも小径であることを特徴とするセンサである。
本発明の1またはそれ以上の実施形態は、前記電極側連通孔の中心が、前記カバー側連通孔の中心よりも前記外側電極の他端側に配置されているセンサである。
本発明の1またはそれ以上の実施形態は、前記カバーの径方向外側から見て、前記カバー側連通孔と前記電極側連通孔とが重なって配置されているセンサである。
本発明の1またはそれ以上の実施形態は、前記カバー側連通孔が、前記カバーの径方向内側へ向かうに従い前記ケースの軸方向他方側へ傾斜する方向に沿って貫通されており、前記電極側連通孔が、前記外側電極の径方向内側へ向かうに従い前記ケースの軸方向他方側へ傾斜する方向に沿って貫通されているセンサである。
本発明の1またはそれ以上の実施形態は、前記カバー側連通孔の内径が前記カバーの径方向内側へ向かうに従い小さくなるように、前記カバー側連通孔の内周面が傾斜されているセンサである。
本発明の1またはそれ以上の実施形態は、前記電極側連通孔の内径が前記外側電極の径方向内側へ向かうに従い小さくなるように、前記電極側連通孔の内周面が傾斜されているセンサである。
上記構成のセンサによれば、液体の状態を精度よく検出できる。
以下、図面を用いて本実施の形態に係る「センサ」としての液体状態センサ10について説明する。図1〜図3に示されるように、液体状態センサ10は、液体状態センサ10の外郭を構成するケースユニット12と、ケースユニット12の内部に収容された電極基板アッシー20と、を含んで構成されている。また、電極基板アッシー20は、油等の液体の状態を検出するための略円筒状の外側電極52及び内側電極62を有しており、外側電極52と内側電極62とが同軸上に配置されている。すなわち、液体状態センサ10は、所謂同軸円筒型電極センサとして構成されている。
そして、液体状態センサ10が、検出した液体の検出値を、液体状態センサ10に接続された外部のコントローラへ出力するようになっている。具体的には、液体状態センサ10の外側電極52及び内側電極62を液体に浸漬させて、液体状態センサ10が、外側電極52と内側電極62との間の液体の電気的パラメータを検出値としてコントローラへ出力するようになっている。より詳しくは、液体状態センサ10が、外側電極52と内側電極62との間の液体の静電容量を検出値としてコントローラへ出力し、コントローラが液体の比誘電率を算出するようになっている。また、液体状態センサ10が、外側電極52と内側電極62との間の液体の抵抗値を検出値としてコントローラへ出力し、コントローラが液体の導電率を算出するようになっている。
以下、液体状態センサ10の各構成について説明する。
以下、液体状態センサ10の各構成について説明する。
(ケースユニット12について)
図1〜図3に示されるように、ケースユニット12は、ケースユニット12の本体を構成するケース14と、後述する外側電極52及び内側電極62の先端部(一端部)を覆うカバー18と、を含んで構成されている。
図1〜図3に示されるように、ケースユニット12は、ケースユニット12の本体を構成するケース14と、後述する外側電極52及び内側電極62の先端部(一端部)を覆うカバー18と、を含んで構成されている。
<ケース14について>
ケース14は、金属製とされると共に、全体として略段付き円筒状に形成されている。そして、図面において適宜示される矢印A方向側を、ケース14の軸方向一方側としており、矢印B方向側を、ケース14の軸方向他方側としている。また、以下の説明では、ケース14の軸方向に対して直交する方向を第1方向(図1〜図3の矢印C方向及び矢印D方向)としており、ケース14の軸方向から見て、第1方向に対して直交する方向を第2方向(図1〜図3の矢印E方向及び矢印E方向)としている。さらに、ケース14の軸方向から見て、ケース14の軸線ALを通過し且つ第1方向に沿った線を基準線CL(図5参照)としている。
ケース14は、金属製とされると共に、全体として略段付き円筒状に形成されている。そして、図面において適宜示される矢印A方向側を、ケース14の軸方向一方側としており、矢印B方向側を、ケース14の軸方向他方側としている。また、以下の説明では、ケース14の軸方向に対して直交する方向を第1方向(図1〜図3の矢印C方向及び矢印D方向)としており、ケース14の軸方向から見て、第1方向に対して直交する方向を第2方向(図1〜図3の矢印E方向及び矢印E方向)としている。さらに、ケース14の軸方向から見て、ケース14の軸線ALを通過し且つ第1方向に沿った線を基準線CL(図5参照)としている。
ケース14は、ケース14の一端部(図1〜図3の矢印A方向側の端部)を構成する略円筒状の小径部14Aと、ケース14の軸方向他方側の部分を構成する大径部14Bと、を含んで構成されている。大径部14Bは、ケース14の軸方向他方側へ開放され且つ小径部14Aよりも大径の略有底円筒状に形成されている。そして、小径部14A及び大径部14Bが同軸上に配置されており、小径部14Aの内部と大径部14Bの内部とが連通された状態で、小径部14Aが大径部14Bの底壁14Cに接続されている。
また、小径部14Aの内部は、後述する外側電極52及び内側電極62等を収容するための第1収容部14Dとして構成されており、大径部14Bの内部は、後述する第1基板80及び第2基板90等を収容するための第2収容部14Eとして構成されている。
大径部14Bの底壁14Cの中心部には、後述するモールドベース32と嵌合される嵌合凹部14Fが形成されている。嵌合凹部14Fは、ケース14の軸方向他方側へ開放された凹状を成すと共に、ケース14の軸方向から見て、小径部14Aよりも大径の円形状に形成されている。
ケース14(小径部14A)の一端側の開口部には、内周面において、後述するカバー18を固定するためのカバー固定部14Gが形成されている。カバー固定部14Gは、縦断面視で、小径部14Aの軸方向一方側及び径方向内側へ開放された段差状に形成されており、小径部14Aの周方向全周に亘って形成されている。
一方、ケース14(大径部14B)の他端側の開口部には、金属製の蓋16が設けられている。蓋16は、ケース14の軸方向一方側へ開放された略有底円筒状に形成されており、蓋16の側壁が大径部14Bの開口部内に嵌入されている。そして、蓋16が、蓋固定ネジS1によって、大径部14Bの開口端部に締結固定されている。これにより、大径部14Bの開口部が蓋16によって閉塞されている。また、蓋16の底壁には、後述する外部コネクタ92を配置するためのコネクタ孔部16Aが貫通形成されている。
<カバー18について>
カバー18は、金属製とされると共に、ケース14の軸方向他方側へ開放された略有底円筒状に形成されている。このカバー18の外径寸法は、ケース14のカバー固定部14Gの内径寸法と略一致している。そして、カバー18の開口端部が、カバー固定部14G内に嵌入されて、カバー18がケース14に固定されている。すなわち、カバー18がケース14に接触しており、ケース14、蓋16、及びカバー18が導通されている。これにより、ケース14、蓋16、及びカバー18が、液体状態センサ10に対して電気的ノイズを抑制するためのシールド部材としても構成されている。
カバー18は、金属製とされると共に、ケース14の軸方向他方側へ開放された略有底円筒状に形成されている。このカバー18の外径寸法は、ケース14のカバー固定部14Gの内径寸法と略一致している。そして、カバー18の開口端部が、カバー固定部14G内に嵌入されて、カバー18がケース14に固定されている。すなわち、カバー18がケース14に接触しており、ケース14、蓋16、及びカバー18が導通されている。これにより、ケース14、蓋16、及びカバー18が、液体状態センサ10に対して電気的ノイズを抑制するためのシールド部材としても構成されている。
カバー18の側壁には、複数(本実施の形態では、4箇所)の「カバー側連通孔」としてのサイド連通孔18Aが、カバー18の径方向に貫通形成されている。サイド連通孔18Aは、略円形状に形成されると共に、カバー18の周方向に等間隔(90度毎)に配置されている。また、カバー18の底壁の中心部には、略円形状の先端側連通孔18Bが貫通形成されている。これにより、サイド連通孔18A及び先端側連通孔18Bによってカバー18の内部と外部とが連通されている。
(電極基板アッシー20について)
図2〜図6に示されるように、電極基板アッシー20は、電極センサ部30と、支持プレート74と、第1基板80と、第2基板90と、を含んで構成されている。そして、支持プレート74、第1基板80、及び第2基板90が、電極センサ部30に組付けられている。
図2〜図6に示されるように、電極基板アッシー20は、電極センサ部30と、支持プレート74と、第1基板80と、第2基板90と、を含んで構成されている。そして、支持プレート74、第1基板80、及び第2基板90が、電極センサ部30に組付けられている。
<電極センサ部30について>
図7(A)及び(B)にも示されるように、電極センサ部30は、モールドベース32と、外側電極ユニット50と、内側電極ユニット60と、を含んで構成されている。
図7(A)及び(B)にも示されるように、電極センサ部30は、モールドベース32と、外側電極ユニット50と、内側電極ユニット60と、を含んで構成されている。
[モールドベース32について]
モールドベース32は、樹脂材(絶縁材)によって構成されて、電極センサ部30(電極基板アッシー20)の骨格を構成している。モールドベース32は、第1方向から見て、ケース14の軸方向他方側へ開放された略Y字形ブロック状に形成されて、ケース14の第1収容部14D及び第2収容部14Eの内部に配置されている。具体的には、モールドベース32は、モールドベース32の一端側(図7(A)の矢印A方向側)の部分を構成する電極保持モールド部34と、モールドベース32の他端側(図7(A)の矢印B方向側)の部分を構成する基板固定モールド部36と、を含んで構成されている。
モールドベース32は、樹脂材(絶縁材)によって構成されて、電極センサ部30(電極基板アッシー20)の骨格を構成している。モールドベース32は、第1方向から見て、ケース14の軸方向他方側へ開放された略Y字形ブロック状に形成されて、ケース14の第1収容部14D及び第2収容部14Eの内部に配置されている。具体的には、モールドベース32は、モールドベース32の一端側(図7(A)の矢印A方向側)の部分を構成する電極保持モールド部34と、モールドベース32の他端側(図7(A)の矢印B方向側)の部分を構成する基板固定モールド部36と、を含んで構成されている。
「電極保持モールド部34について」
電極保持モールド部34は、後述する外側電極ユニット50及び内側電極ユニット60を保持するための電極保持部34Aと、モールドベース32(電極基板アッシー20)をケース14に固定するためのフランジ部34Bと、を含んで構成されている。
電極保持モールド部34は、後述する外側電極ユニット50及び内側電極ユニット60を保持するための電極保持部34Aと、モールドベース32(電極基板アッシー20)をケース14に固定するためのフランジ部34Bと、を含んで構成されている。
電極保持部34Aは、ケース14(の小径部14A)と同軸上に配置された略円柱状に形成されている。このため、軸線ALが電極保持部34Aの軸線としても構成されている。また、電極保持部34Aの直径寸法は小径部14Aの内径寸法と略一致しており、電極保持部34Aが、ケース14の第1収容部14Dの全体を埋めるように、小径部14A内に配置されている。これにより、電極保持部34Aによって小径部14Aの開口部が閉塞されている。
なお、電極保持部34Aの外周面には、モールドベース32の成形時にモールドベース32の金型からの抜けを良好にするための抜きテーパが形成されており、電極保持部34Aの一端側(図2及び図3の矢印A方向側)の直径が他端側(図2及び図3の矢印B方向側)の直径と比べて僅かに小さくなっている。そして、電極保持部34Aの他端側の外周部が小径部14Aの他端部の内周面に密着した状態で、電極保持モールド部34が第1収容部14D内に嵌入されている。これにより、第2収容部14E内の気密性を電極保持モールド部34によって確保するようになっている。
また、電極保持部34Aの一端面は、ケース14の小径部14Aの開口端面と面一に配置されている。一方、電極保持部34Aの他端部は、ケース14の第1収容部14Dからケース14の軸方向他方側へ突出され、第2収容部14Eの一端部内に配置されている。
フランジ部34Bは、電極保持部34Aの他端部から電極保持部34Aの径方向外側へ延出されて、ケース14の第2収容部14Eの一端部に配置されている。具体的には、フランジ部34Bは、電極保持部34Aの軸方向を板厚方向とし且つ第1方向を長手方向とする略トラック形板状に形成されている。このフランジ部34Bの外周部には、電極センサ部30(電極基板アッシー20)をケース14に固定するための複数(本実施の形態では、3箇所)の第1〜第3カラー38,40,42が一体に設けられている。この第1〜第3カラー38,40,42は、金属製とされると共に、フランジ部34Bの板厚方向を軸方向とした略円筒状に形成されている。そして、第1〜第3カラー38,40,42の軸方向両端面が、フランジ部34Bから露出した状態で、第1〜第3カラー38,40,42が、フランジ部34Bに埋設されている。
第1カラー38は、電極保持部34Aに対して第1方向一方側(図3、図5、図6、及び図7(B)の矢印C方向側)に配置されており、電極保持部34Aの軸方向から見て、第1カラー38の中心が基準線CL上に配置されている(図5、図6、及び図7(B)参照)。また、第2カラー40及び第3カラー42は、電極保持部34Aに対して第1方向他方側(図5、図6、及び図7(B)の矢印D方向側)に配置されると共に、電極保持部34Aの軸方向から見て、基準線CLを基準にして第2方向において対称を成す位置に配置されている(図5、図6、及び図7(B)参照)。そして、第1〜第3カラー38,40,42内に固定ネジS2がケース14の軸方向他方側から挿入されて、固定ネジS2によってフランジ部34B(すなわち、電極基板アッシー20)がケース14に固定されている。
また、フランジ部34Bには、第1〜第3カラー38,40,42に対して径方向内側の位置において、インロー部34B1が形成されている。インロー部34B1は、フランジ部34Bの板厚方向一方側(図2〜図4の矢印A方向側)へ突出されると共に、電極保持部34Aの軸方向から見て、電極保持部34Aと同軸上に配置された円形状に形成されている。また、インロー部34B1の直径は、ケース14の嵌合凹部14Fの内径と略一致しており、インロー部34B1のフランジ部34Bからの突出量が、電極保持部34Aのフランジ部34B(インロー部34B1)からの突出量に比べて大幅に小さくなっている。そして、電極センサ部30のケース14への固定状態では、インロー部34B1がケース14の嵌合凹部14F内に嵌入されている。これにより、ケース14に対するモールドベース32の同軸度をインロー部34B1及び嵌合凹部14Fによって確保するようになっている。
また、インロー部34B1には、ケース用シール溝部34B2が形成されている。ケース用シール溝部34B2は、電極保持部34Aの軸方向一方側へ開放された溝状に形成されると共に、電極保持部34Aの軸方向から見て、インロー部34B1の外周面と同心円状を成す円環状に形成されている。このケース用シール溝部34B2内には、ケース用シール部材44(広義には、「ケース用シール部」として把握される要素である)が収容されている。このケース用シール部材44は、ゴム等の弾性体によって構成され且つ円環状に形成されたOリングとして構成されている。そして、ケース用シール部材44が、ケース14の嵌合凹部14Fの底面によって押圧されて、嵌合凹部14Fの底面及びケース用シール溝部34B2の内周面に密着した状態で、ケース用シール溝部34B2内に収容されている。これにより、電極センサ部30とケース14との間をケース用シール部材44によってシールしている。
「基板固定モールド部36について」
基板固定モールド部36は、電極保持モールド部34と一体に形成されて、ケース14の第2収容部14Eの外周部に配置されている。図7(A)及び(B)に示されるように、基板固定モールド部36は、一対の固定片36Aを含んで構成されており、一対の固定片36Aは、軸線ALを基準として第2方向において対称に構成されている。このため、以下の説明では、軸線ALに対して第2方向一方側(図7(A)及び(B)の矢印E方向側)の固定片36Aについて説明し、軸線ALに対して第2方向他方側(図7(A)及び(B)の矢印F方向側)の固定片36Aの説明については省略する。
基板固定モールド部36は、電極保持モールド部34と一体に形成されて、ケース14の第2収容部14Eの外周部に配置されている。図7(A)及び(B)に示されるように、基板固定モールド部36は、一対の固定片36Aを含んで構成されており、一対の固定片36Aは、軸線ALを基準として第2方向において対称に構成されている。このため、以下の説明では、軸線ALに対して第2方向一方側(図7(A)及び(B)の矢印E方向側)の固定片36Aについて説明し、軸線ALに対して第2方向他方側(図7(A)及び(B)の矢印F方向側)の固定片36Aの説明については省略する。
固定片36Aは、第2方向を板厚方向とし且つ電極保持部34Aの軸方向を長手方向とする略矩形板状に形成されて、電極保持モールド部34のフランジ部34Bにおける外周部(第2方向一方側の端部)から電極保持部34Aの軸方向他方側へ延出されている。これにより、一対の固定片36Aが、第2方向に離間した状態で、第2方向に対向して配置されている。
また、固定片36Aの幅方向(第1方向に沿った方向)の中央部が、第2方向から見て、電極保持部34Aの軸線ALに一致するように、第1方向における固定片36Aの位置が設定されている。さらに、固定片36Aの幅方向両端面は、後述する第1基板80及び第2基板90を載置するための載置面36Bとして構成されており、載置面36Bは、第1方向に対して直交する方向に沿って配置されている。
一対の固定片36Aの先端部(図7(A)及び(B)の矢印B方向側の端部)には、後述する第1基板80及び第2基板90を固定するための先端側基板固定部36Cが形成されている。先端側基板固定部36Cは、固定片36Aから第2方向他方側(すなわち、一対の固定片36Aの対向方向側)へ突出されると共に、固定片36Aの幅方向に沿って延在されている。すなわち、先端側基板固定部36Cが、固定片36Aから電極保持部34A(ケース14)の径方向内側へ突出されている。この先端側基板固定部36Cには、第1方向を軸方向とする金属製のナット46が一体に設けられている。具体的には、ナット46の軸方向両端面が、固定片36Aの載置面36Bから露出された状態で、ナット46が先端側基板固定部36Cに埋設されている。
また、固定片36Aの基端部(図7(A)及び(B)の矢印A方向側の端部)には、後述する第1基板80及び第2基板90を固定するための基端側基板固定部36Dが形成されている。基端側基板固定部36Dは、固定片36Aから第2方向他方側へ突出されると共に、固定片36Aの幅方向に沿って延在されている。すなわち、基端側基板固定部36Dが、固定片36Aから電極保持部34A(ケース14)の径方向内側へ突出されている。この基端側基板固定部36Dには、第1方向を軸方向とする金属製のナット48が一体に設けられている。具体的には、ナット48の軸方向両端面が、固定片36Aの載置面36Bから露出された状態で、ナット48が基端側基板固定部36Dに埋設されている。さらに、基端側基板固定部36Dは、電極保持モールド部34のフランジ部34Bに接続されて、固定片36Aとフランジ部34Bとを連結している。すなわち、固定片36Aの基端部の肉厚が、固定片36Aの他の部分の肉厚と比べて厚く設定されている。
さらに、固定片36Aの長手方向中間部(具体的には、長手方向中央部よりも基端側の部分)には、第1方向から見て、第2方向一方側へ略クランク状に屈曲された屈曲部36Eが形成されている。これにより、第1方向から見て、先端側基板固定部36Cが基端側基板固定部36Dに対して電極保持部34A(ケース14)の径方向外側に配置されている。
また、固定片36Aの幅方向中間部には、補強リブ36Fが一体に形成されている。補強リブ36Fは、固定片36Aから第2方向他方側へ突出されると共に、固定片36Aの長手方向に延在されている。
[外側電極ユニット50について]
図2〜図4、及び図8に示されるように、外側電極ユニット50は、外側電極52と、外側ターミナル54と、を含んで構成されており、外側電極ユニット50(外側電極52及び外側ターミナル54)が、インサート成形によってモールドベース32(の電極保持モールド部34)に一体に形成されている。これにより、モールドベース32と外側電極ユニット50とがユニット化されている。
図2〜図4、及び図8に示されるように、外側電極ユニット50は、外側電極52と、外側ターミナル54と、を含んで構成されており、外側電極ユニット50(外側電極52及び外側ターミナル54)が、インサート成形によってモールドベース32(の電極保持モールド部34)に一体に形成されている。これにより、モールドベース32と外側電極ユニット50とがユニット化されている。
「外側電極52について」
外側電極52は、ケース14の小径部14Aよりも小径の略円筒状に形成されている。そして、外側電極52が、小径部14Aと同軸上に配置されて、ケース14の第1収容部14D内において、電極保持モールド部34の電極保持部34Aと一体に形成されている。具体的には、外側電極52の一端側(図2及び図3の矢印A方向側)の部分が、電極保持部34Aの一端面からケース14の軸方向一方側へ突出された状態で、外側電極52の他端側(図2及び図3の矢印B方向側)の部分が電極保持部34Aに埋設されている。これにより、ケース14と外側電極52との間が、電極保持モールド部34によって絶縁された状態で、外側電極52が、第1収容部14D内において、電極保持部34Aに保持されている。また、外側電極52の一端部は、カバー18の内部に配置されており、外側電極52の他端は、電極保持部34Aの軸方向中央部よりも電極保持部34Aの一端側に配置されている。
外側電極52は、ケース14の小径部14Aよりも小径の略円筒状に形成されている。そして、外側電極52が、小径部14Aと同軸上に配置されて、ケース14の第1収容部14D内において、電極保持モールド部34の電極保持部34Aと一体に形成されている。具体的には、外側電極52の一端側(図2及び図3の矢印A方向側)の部分が、電極保持部34Aの一端面からケース14の軸方向一方側へ突出された状態で、外側電極52の他端側(図2及び図3の矢印B方向側)の部分が電極保持部34Aに埋設されている。これにより、ケース14と外側電極52との間が、電極保持モールド部34によって絶縁された状態で、外側電極52が、第1収容部14D内において、電極保持部34Aに保持されている。また、外側電極52の一端部は、カバー18の内部に配置されており、外側電極52の他端は、電極保持部34Aの軸方向中央部よりも電極保持部34Aの一端側に配置されている。
外側電極52の一端側の部分には、複数(本実施の形態では、4箇所)の電極側連通孔52Aが外側電極52の径方向に貫通形成されている。電極側連通孔52Aは、カバー18のサイド連通孔18Aよりも小径の円形状に形成されると共に、外側電極52の周方向に等間隔(90度毎)に配置されている。また、外側電極52の周方向における、電極側連通孔52Aとサイド連通孔18Aとの位置が一致しており、電極側連通孔52Aの中心がサイド連通孔18Aの中心に対してケース14の軸方向他方側にずれた位置に配置されている。具体的には、カバー18の径方向から見て、電極側連通孔52Aとサイド連通孔18Aとが重なるように、電極側連通孔52Aがサイド連通孔18Aに対してケース14の軸方向他方側にずれて配置されている。これにより、液体状態センサ10の使用時に、カバー18を液体に浸漬させることで、液体が、サイド連通孔18A及び電極側連通孔52A内を流れて、外側電極52の内側に流入されるようになっている。
また、外側電極52の一端面には、第1方向一方側及び他方側の部分において、一対の外側位置決め溝部52Bが形成されている。外側位置決め溝部52Bは、外側電極52の軸方向一方側へ開放された溝状に形成されると共に、外側電極52の一端部を第1方向に貫通している。この外側位置決め溝部52Bは、外側電極52の周方向における外側電極52のモールドベース32に対する相対位置を決めるための溝部として構成されている。具体的には、電極センサ部30のインサート成形時に、金型に形成された凸部(図示省略)が外側位置決め溝部52B内に嵌まり込んで、外側電極52の周方向における外側電極52のモールドベース32に対する相対位置が決まるようになっている。
また、外側電極52の他端側の部分には、電極センサ部30の成形後における外側電極52(外側電極ユニット50)のモールドベース32からの抜けを防止するための複数(本実施の形態では、2箇所)の抜け止め孔52Cが貫通形成されている。抜け止め孔52Cは、円形状に形成されて、外側電極52の周方向に180度離間して配置されている。具体的には、一対の抜け止め孔52Cが第1方向に対向して配置されている。そして、電極センサ部30の成形時にモールドベース32の樹脂が抜け止め孔52C内に流入して、当該樹脂が抜け止め孔52Cの全体を埋めている(図3参照)。
さらに、外側電極52の他端部には、第2方向一方側の外周部において、後述する外側ターミナル54を外側電極52に固定するための外側ターミナル用凹部52Dが形成されている。この外側ターミナル用凹部52Dは、外側電極52の径方向外側(第2方向一方側)へ開放され且つ外側電極52の軸方向に沿った溝状に形成されると共に、外側電極52の軸方向他方側へ開放されている。
「外側ターミナル54について」
図2、図4、及び図8に示されるように、外側ターミナル54は、外側電極52の軸方向に延在された略丸棒状に形成されている。そして、外側ターミナル54の一端部(図2、図4、及び図8の矢印A方向側の端部)が、外側電極52の外側ターミナル用凹部52D内に配置されて、溶接等によって外側電極52に固定されている。外側ターミナル54の長手方向中間部には、第2方向一方側へ略クランク状に屈曲された屈曲部54Aが形成されており、外側ターミナル54の他端部(図2、図4、及び図8の矢印B方向側の端部)が、外側ターミナル54の一端部に対して外側電極52の径方向外側(第2方向一方側)に配置されている。
図2、図4、及び図8に示されるように、外側ターミナル54は、外側電極52の軸方向に延在された略丸棒状に形成されている。そして、外側ターミナル54の一端部(図2、図4、及び図8の矢印A方向側の端部)が、外側電極52の外側ターミナル用凹部52D内に配置されて、溶接等によって外側電極52に固定されている。外側ターミナル54の長手方向中間部には、第2方向一方側へ略クランク状に屈曲された屈曲部54Aが形成されており、外側ターミナル54の他端部(図2、図4、及び図8の矢印B方向側の端部)が、外側ターミナル54の一端部に対して外側電極52の径方向外側(第2方向一方側)に配置されている。
そして、外側ターミナル54の他端部が、モールドベース32の電極保持モールド部34からケース14の軸方向他方側へ突出された状態で、外側ターミナル54が電極保持モールド部34に一体に形成されている。これにより、ケース14と外側ターミナル54との間が、電極保持モールド部34によって絶縁された状態で、外側ターミナル54が、第1収容部14D及び第2収容部14E内において、電極保持モールド部34に保持されている。また、外側ターミナル54の他端部は、モールドベース32の一対の固定片36Aの間において、ケース14の第2収容部14E内に配置されている。
[内側電極ユニット60について]
図2〜図4、及び図9に示されるように、内側電極ユニット60は、内側電極62と、内側ターミナル64と、を含んで構成されており、内側電極ユニット60(内側電極62及び内側ターミナル64)が、インサート成形によってモールドベース32の電極保持モールド部34に一体に形成されている。これにより、モールドベース32と内側電極ユニット60とがユニット化されている。
図2〜図4、及び図9に示されるように、内側電極ユニット60は、内側電極62と、内側ターミナル64と、を含んで構成されており、内側電極ユニット60(内側電極62及び内側ターミナル64)が、インサート成形によってモールドベース32の電極保持モールド部34に一体に形成されている。これにより、モールドベース32と内側電極ユニット60とがユニット化されている。
「内側電極62について」
内側電極62は、外側電極52よりも小径の略シャフト状に形成されて、外側電極52の軸方向に沿って延在されている。具体的には、内側電極62は、一端部(図2〜図4、及び図9の矢印A方向側の端部)が閉塞された略有底円筒状に形成されている。また、内側電極62は、外側電極52の径方向内側において、外側電極52と同軸上に配置されて、ケース14の第1収容部14Dの全体を挿通するように第1収容部14D内に配置されている。すなわち、軸方向における内側電極62の長さが外側電極52の長さと比べて長くなっている。
内側電極62は、外側電極52よりも小径の略シャフト状に形成されて、外側電極52の軸方向に沿って延在されている。具体的には、内側電極62は、一端部(図2〜図4、及び図9の矢印A方向側の端部)が閉塞された略有底円筒状に形成されている。また、内側電極62は、外側電極52の径方向内側において、外側電極52と同軸上に配置されて、ケース14の第1収容部14Dの全体を挿通するように第1収容部14D内に配置されている。すなわち、軸方向における内側電極62の長さが外側電極52の長さと比べて長くなっている。
そして、内側電極62が、電極保持モールド部34の電極保持部34Aと一体に形成されて、内側電極62の長手方向中間部が、電極保持モールド部34に埋設されている。すなわち、内側電極62の一端部が、電極保持部34Aからケース14の軸方向一方側へ突出されて、外側電極52の内部に配置されている。これにより、内側電極62の一端部が、外側電極52と同様に、カバー18の内側に配置されている。なお、内側電極62の一端部における電極保持部34Aからの突出量が、外側電極52の一端部における電極保持部34Aからの突出量に比べて小さく設定されている。つまり、内側電極62の一端が、外側電極52の一端に対して軸方向他方側に配置されて、外側電極52の一端部内に配置されている。これにより、電極センサ部30には、外側電極52の一端部と内側電極62の一端部との間において、ケース14の軸方向一方側へ開放された溝部31が形成されており、溝部31が外側電極52の周方向全周に亘って形成されている。一方、内側電極62の他端部(図2〜図4、及び図9の矢印B方向側の端部)は、電極保持モールド部34の中心部からケース14の軸方向他方側へ突出されて、ケース14の第2収容部14E内に配置されている。以上により、外側電極52と内側電極62との間が、電極保持モールド部34によって絶縁された状態で、内側電極62が、第1収容部14D内において、電極保持部34Aに保持されている。
また、内側電極62の一端面には、内側位置決め溝部62Bが形成されている。内側位置決め溝部62Bは、内側電極62の軸方向一方側へ開放された溝状に形成されると共に、内側電極62の一端部を第1方向に貫通している。この内側位置決め溝部62Bは、内側電極62の周方向における内側電極62のモールドベース32に対する相対位置を決めるための溝部として構成されている。具体的には、電極センサ部30の成形時に、金型に形成された凸部(図示省略)が内側位置決め溝部62Bが嵌まり込んで、内側電極62の周方向における内側電極62のモールドベース32に対する相対位置が決まるようになっている。
さらに、内側電極62の他端側の部分における外周部には、第2方向他方側の部分において、後述する内側ターミナル64を内側電極62に固定するための内側ターミナル用凹部62Dが形成されている。内側ターミナル用凹部62Dは、内側電極62の径方向外側(第2方向他方側)へ開放され且つ内側電極62の軸方向に延在された溝状に形成されている。また、内側ターミナル用凹部62Dは、外側電極52よりも、内側電極62の軸方向他方側に配置されている。
「内側ターミナル64について」
図2、図4、及び図8に示されるように、内側ターミナル64は、内側電極62の軸方向に延在された略丸棒状に形成されている。そして、内側ターミナル64の一端部(図2、図4、及び図8の矢印A方向側の端部)が、内側電極62の内側ターミナル用凹部62D内に配置されて、溶接等によって内側電極62に固定されている。内側ターミナル64の長手方向中間部には、第2方向他方側へ略クランク状に屈曲された屈曲部64Aが形成されており、内側ターミナル64の他端部(図2、図4、及び図8の矢印B方向側の端部)が、内側ターミナル64の一端部に対して内側電極62の径方向外側(第2方向他方側)に配置されている。
図2、図4、及び図8に示されるように、内側ターミナル64は、内側電極62の軸方向に延在された略丸棒状に形成されている。そして、内側ターミナル64の一端部(図2、図4、及び図8の矢印A方向側の端部)が、内側電極62の内側ターミナル用凹部62D内に配置されて、溶接等によって内側電極62に固定されている。内側ターミナル64の長手方向中間部には、第2方向他方側へ略クランク状に屈曲された屈曲部64Aが形成されており、内側ターミナル64の他端部(図2、図4、及び図8の矢印B方向側の端部)が、内側ターミナル64の一端部に対して内側電極62の径方向外側(第2方向他方側)に配置されている。
そして、内側ターミナル64の他端部が、モールドベース32の電極保持モールド部34からケース14の軸方向他方側へ突出された状態で、内側ターミナル64が電極保持モールド部34に一体に形成されている。これにより、ケース14と内側ターミナル64との間が、電極保持モールド部34によって絶縁された状態で、内側ターミナル64が、第1収容部14D及び第2収容部14E内において、電極保持モールド部34に保持されている。また、内側ターミナル64の他端部が、モールドベース32の一対の固定片36Aの間において、ケース14の第2収容部14E内に配置されている。
なお、内側ターミナル64の一端部の長さは、内側電極62の内側ターミナル用凹部62Dの長手方向の長さよりも短く設定されている。このため、電極センサ部30の成形時にモールドベース32の樹脂が内側ターミナル用凹部62Dの長手方向両端部内に流入して、当該両端部を埋めている(図2及び図4参照)。これにより、電極センサ部30の成形後における内側電極62(内側電極ユニット60)のモールドベース32からの抜けを、内側ターミナル用凹部62Dによって防止するように構成されている。
また、内側ターミナル64の直径と外側ターミナル54の直径とは同じ寸法に設定されており、ケース14の軸方向における、内側ターミナル64の他端と外側ターミナル54の他端との位置が略一致している。さらに、内側ターミナル64の他端部と外側電極52の他端部とが、電極保持部34Aの周方向に180度離間して配置されて、第2方向に並んで配置されている。
一方、図2及び図4に示されるように、前述したモールドベース32の電極保持モールド部34(電極保持部34A)における他端部には、内側電極62に対応する位置において、第1ザグリ部34A1が形成されている。第1ザグリ部34A1は、電極保持部34Aの軸方向他方側へ開放された凹状に形成されると共に、電極保持部34Aの軸方向から見て、内側電極62よりも大径の円形状に形成されている。これにより、内側電極62の他端部における径方向外側には、内側電極62と第1ザグリ部34A1とによって構成された電極用シール溝部34A2が形成されており、電極用シール溝部34A2が内側電極62の周方向全周に亘って形成されている。
電極用シール溝部34A2内には、電極用シール部材70が収容されている。この電極用シール部材70は、ゴム等の弾性体によって構成され且つ円環状に形成されたOリングとして構成されている。そして、電極用シール部材70が、後述する支持プレート74によって押圧されて、内側電極62及び第1ザグリ部34A1に密着した状態で、電極用シール溝部34A2内に収容されている。これにより、内側電極62の他端部と電極保持モールド部34との間を電極用シール部材70によってシールしている。
また、前述したモールドベース32の電極保持モールド部34(電極保持部34A)における他端部には、外側ターミナル54の他端部及び内側ターミナル64の他端部に対応する位置において、一対の第2ザグリ部34A3が各々形成されている。すなわち、第2ザグリ部34A3が、第1ザグリ部34A1に対して第2方向一方側及び他端側へそれぞれ形成されている。この第2ザグリ部34A3は、電極保持部34Aの軸方向他方側へ開放された凹状に形成されると共に、電極保持部34Aの軸方向から見て、外側ターミナル54及び内側ターミナル64よりも大径の円形状に形成されている。これにより、外側ターミナル54(内側ターミナル64)の他端部における径方向外側には、外側ターミナル54(内側ターミナル64)と第2ザグリ部34A3とによって構成されたターミナル用シール溝部34A4が形成されており、ターミナル用シール溝部34A4が外側ターミナル54(内側ターミナル64)の周方向全周に亘って形成されている。
ターミナル用シール溝部34A4内には、ターミナル用シール部材72が収容されている。このターミナル用シール部材72は、ゴム等の弾性体によって構成され且つ円環状に形成されたOリングとして構成されている。そして、ターミナル用シール部材72が、後述する支持プレート74によって押圧されて、外側ターミナル54(内側ターミナル64)及び第2ザグリ部34A3に密着した状態で、ターミナル用シール溝部34A4内に収容されている。これにより、外側ターミナル54(内側ターミナル64)の他端部と電極保持モールド部34との間をターミナル用シール部材72によってシールしている。
<支持プレート74について>
図3及び図4に示されるように、支持プレート74は、樹脂材によって構成されると共に、ケース14の軸方向を板厚方向とし且つ第2方向を長手方向とする略矩形板状に形成されている。この支持プレート74は、モールドベース32の一対の固定片36Aの間で且つモールドベース32の電極保持モールド部34に対してケース14の軸方向他方側に隣接して配置されている。
図3及び図4に示されるように、支持プレート74は、樹脂材によって構成されると共に、ケース14の軸方向を板厚方向とし且つ第2方向を長手方向とする略矩形板状に形成されている。この支持プレート74は、モールドベース32の一対の固定片36Aの間で且つモールドベース32の電極保持モールド部34に対してケース14の軸方向他方側に隣接して配置されている。
支持プレート74の幅方向(第1方向に沿った方向)の両端部には、一対の固定フランジ74Aが一体に形成されている。一対の固定フランジ74Aは、支持プレート74の幅方向両端部における電極保持モールド部34側の部分から、第1方向一方側及び第1方向他方側へそれぞれ突出されている。換言すると、支持プレート74の幅方向両端部が、段差状に形成されている。そして、第1方向一方側の固定フランジ74Aが、後述する第1基板80と電極保持モールド部34とによってケース14の軸方向に挟み込まれており、第1方向他方側の固定フランジ74Aが、後述する第2基板90と電極保持モールド部34とによってケース14の軸方向に挟み込まれている(図3参照)。これにより、支持プレート74が電極保持モールド部34に固定されている。
また、支持プレート74には、一対のターミナル用孔部74Bが貫通形成されており、外側ターミナル54の他端部及び内側ターミナル64の他端部が、ターミナル用孔部74Bに挿入されている。さらに、支持プレート74の略中央部には、円形状の挿入孔74Cが貫通形成されており、内側電極62の他端部が挿入孔74C内に挿入されている。
また、支持プレート74の固定状態では、支持プレート74が、モールドベース32の電極用シール溝部34A2及びターミナル用シール溝部34A4の開口部を閉塞している。また、この状態では、支持プレート74が、電極用シール部材70及びターミナル用シール部材72をケース14の軸方向一方側へ押圧して、電極用シール部材70(ターミナル用シール部材72)が、電極用シール溝部34A2(ターミナル用シール溝部34A4)内において弾性変形している。
<第1基板80について>
図5及び図6に示されるように、第1基板80は、第1方向を板厚方向とし且つケース14の軸方向を長手方向とした略矩形板状に形成されている。具体的には、第1基板80における長手方向一端部(図6の矢印A方向側端部)の幅寸法が、第1基板80における長手方向他方側の幅寸法より若干小さくなっている。また、第1基板80が、モールドベース32の固定片36Aにおける第1方向一方側の載置面36B上に載置されている。すなわち、第1基板80が、ケース14の第2収容部14E内において、ケース14の軸線ALに対して第1方向一方側に配置されている(図3及び図5参照)。そして、基板固定ネジS3が、モールドベース32の先端側基板固定部36Cのナット46及び基端側基板固定部36Dのナット48に螺合されて、第1基板80の4隅の角部が、固定片36Aに締結固定されている。また、第1基板80の固定状態では、第1基板80の長手方向一端部が、前述した支持プレート74の固定フランジ74Aをモールドベース32の電極保持モールド部34と共にケース14の軸方向に挟み込んでいる(図3参照)。
図5及び図6に示されるように、第1基板80は、第1方向を板厚方向とし且つケース14の軸方向を長手方向とした略矩形板状に形成されている。具体的には、第1基板80における長手方向一端部(図6の矢印A方向側端部)の幅寸法が、第1基板80における長手方向他方側の幅寸法より若干小さくなっている。また、第1基板80が、モールドベース32の固定片36Aにおける第1方向一方側の載置面36B上に載置されている。すなわち、第1基板80が、ケース14の第2収容部14E内において、ケース14の軸線ALに対して第1方向一方側に配置されている(図3及び図5参照)。そして、基板固定ネジS3が、モールドベース32の先端側基板固定部36Cのナット46及び基端側基板固定部36Dのナット48に螺合されて、第1基板80の4隅の角部が、固定片36Aに締結固定されている。また、第1基板80の固定状態では、第1基板80の長手方向一端部が、前述した支持プレート74の固定フランジ74Aをモールドベース32の電極保持モールド部34と共にケース14の軸方向に挟み込んでいる(図3参照)。
さらに、第1基板80の一側面(第1方向一方側の面)には、液体の状態を検出するときの電気的パラメータを切替えるための一対のリレー82(広義には、「電子部品」として把握される要素である)が実装されている。このリレー82は、ケース14の軸方向を長手方向とした略直方体状に形成されて、ケース14の軸方向から見て、基準線CLを基準として第2方向において対称を成す位置に配置されている。具体的には、ケース14の軸方向から見て、第1カラー38に挿入される固定ネジS2が、一対のリレー82の間に配置されて、電極基板アッシー20のケース14への固定時に、一対のリレー82と当該固定ネジS2とが、干渉しないように設定されている(図5参照)。
また、第1基板80の一側面には、第2方向一方側の端部において、第1基板80と、後述する第2基板90と、を接続するためのフラットケーブル100(広義には、「接続部材」として把握される要素である)用のケーブル用コネクタ84が実装されている。このケーブル用コネクタ84は、第1基板80の長手方向中間部に配置されている。
さらに、図3及び図4に示されるように、第1基板80の他側面には、長手方向一端部において、中継基板86が実装されている。この中継基板86は、ケース14の軸方向を板厚方向とした略矩形板状に形成されて、前述した支持プレート74に対してケース14の軸方向他方側に隣接して配置されている。すなわち、支持プレート74が中継基板86の台座として機能するように構成されている。
また、中継基板86には、前述した外側ターミナル54の他端部及び内側ターミナル64の他端部が挿入される一対のターミナル孔部86Aが貫通形成されている。そして、ターミナル孔部86A内に挿入された外側ターミナル54の他端部及び内側ターミナル64の他端部が、半田付けされて、中継基板86に接続されている。これにより、外側ターミナル54及び内側ターミナル64が、中継基板86を介して第1基板80に接続されている。
さらに、中継基板86の略中央部には、基板側連通孔86Bが貫通形成されており、基板側連通孔86Bは、内側電極62と同軸上に配置されている。これにより、内側電極62の内部とケース14の第2収容部14Eとが連通されている。そして、内側電極62の内部における一端部には、温度センサ102(図2及び図3参照)が設けられており、温度センサ102から延出されるケーブルが、中継基板86の基板側連通孔86Bを通過して第1基板80に接続されている。
<第2基板90について>
図2、図5、及び図6に示されるように、第2基板90は、第1方向を板厚方向とし且つケース14の軸方向を長手方向とした略矩形板状に形成されている。具体的には、第2基板90における長手方向一端部(図2及び図6の矢印A方向側端部)及び長手方向他端部(図2及び図6の矢印B方向側端部)の幅寸法が、第2基板90における長手方向中間部の幅寸法より若干小さくなっている。そして、第2基板90が、モールドベース32の固定片36Aにおける第1方向他方側の載置面36B上に載置されている。これにより、第2基板90が、ケース14の第2収容部14E内において、ケース14の軸線ALに対して第1方向他方側に配置されている。換言すると、第1基板80及び第2基板90が、第1方向に離間した状態で、第1方向に対向して(並んで)配置されている(図3及び図5参照)。そして、基板固定ネジ(図示省略)が、モールドベース32の先端側基板固定部36Cのナット46及び基端側基板固定部36Dのナット48に螺合されて、第2基板90の長手方向一端部の角部及び第2基板90の長手方向中間部における他端側の角部が、固定片36Aに締結固定されている。また、第2基板90の固定状態では、第2基板90の長手方向一端部が、前述した支持プレート74の固定フランジ74Aをモールドベース32の電極保持モールド部34と共にケース14の軸方向に挟み込んでいる(図3参照)。
図2、図5、及び図6に示されるように、第2基板90は、第1方向を板厚方向とし且つケース14の軸方向を長手方向とした略矩形板状に形成されている。具体的には、第2基板90における長手方向一端部(図2及び図6の矢印A方向側端部)及び長手方向他端部(図2及び図6の矢印B方向側端部)の幅寸法が、第2基板90における長手方向中間部の幅寸法より若干小さくなっている。そして、第2基板90が、モールドベース32の固定片36Aにおける第1方向他方側の載置面36B上に載置されている。これにより、第2基板90が、ケース14の第2収容部14E内において、ケース14の軸線ALに対して第1方向他方側に配置されている。換言すると、第1基板80及び第2基板90が、第1方向に離間した状態で、第1方向に対向して(並んで)配置されている(図3及び図5参照)。そして、基板固定ネジ(図示省略)が、モールドベース32の先端側基板固定部36Cのナット46及び基端側基板固定部36Dのナット48に螺合されて、第2基板90の長手方向一端部の角部及び第2基板90の長手方向中間部における他端側の角部が、固定片36Aに締結固定されている。また、第2基板90の固定状態では、第2基板90の長手方向一端部が、前述した支持プレート74の固定フランジ74Aをモールドベース32の電極保持モールド部34と共にケース14の軸方向に挟み込んでいる(図3参照)。
一方、第2基板90の長手方向他端部は、第1基板80の長手方向他端部よりもケース14の軸方向他方側へ突出されている。また、第2基板90の一側面(第1方向一方側の面)には、長手方向他端部において、外部コネクタ92が実装されている。外部コネクタ92は、ケース14の軸方向から見て、第1基板80と第2基板90との間に配置されている。また、外部コネクタ92は、第2基板90に対してケース14の軸方向他方側へ突出されて、蓋16のコネクタ孔部16A内に配置されている。
また、図5及び図6に示されるように、第2基板90の他側面には、第2方向一方側の端部において、ケーブル用コネクタ94が実装されている。このケーブル用コネクタ94は、第2基板90の長手方向中間部に配置されており、電極保持部34Aの軸方向において、ケーブル用コネクタ94の位置が、第1基板80のケーブル用コネクタ84の位置と略一致している。そして、第1基板80のケーブル用コネクタ84と第2基板90のケーブル用コネクタ94にフラットケーブル100が接続されて、第1基板80と第2基板90とが電気的に接続されている。これにより、液体状態センサ10が、外側電極ユニット50及び内側電極ユニット60によって検出した検出値を、外部のコントローラへ出力するようになっている。また、フラットケーブル100は、モールドベース32の固定片36Aの長手方向中間部とケース14(大径部14B)の側壁との間に配置されて、固定片36Aに沿うように配置されている。
(作用効果)
次に本実施の形態の液体状態センサ10の作用及び効果について説明する。
次に本実施の形態の液体状態センサ10の作用及び効果について説明する。
上記のように構成された液体状態センサ10では、ケース14の一端部にカバー18が設けられており、電極センサ部30における外側電極52の一端部及び内側電極62の一端部が、当該カバー18の内部に配置されている。具体的には、外側電極52の一端部の径方向内側に、内側電極62の一端部が配置されて、外側電極52の径方向において、内側電極62の一端部と外側電極52の一端部とが、所定の間隔を空けて配置されている。
そして、液体状態センサ10を用いて液体の状態を検出するときには、液体状態センサ10のカバー18(外側電極52の一端部及び内側電極62の一端部)を液体に浸漬させる。これにより、カバー18のサイド連通孔18A及び先端側連通孔18Bからカバー18の内部に液体が流入される。また、外側電極52の一端部には、複数の電極側連通孔52Aが形成されている。これにより、カバー18の内部に流入された液体が、外側電極52の電極側連通孔52Aから外側電極52の内部に流入されて、外側電極52と内側電極62との間の溝部31に流れ込む。
そして、液体状態センサ10が、溝部31内における液体の静電容量を検出し、検出値をコントローラへ出力する。また、液体状態センサ10が、溝部31内における液体の抵抗値を検出し、検出値をコントローラへ出力する。これにより、コントローラにおいて比誘電率及び導電率を算出して、液体の状態を判別する。
ここで、液体状態センサ10では、液体状態センサ10の外郭を構成するケースユニット12が、金属製のケース14と、外側電極52の一端部及び内側電極62の一端部とを覆う金属製のカバー18と、を含んで構成されている。また、カバー18の開口端部が、ケース14のカバー固定部14G内に嵌入されて、カバー18がケース14に固定されている。このため、カバー18がケース14に接触しており、ケース14及びカバー18が導通されている。これにより、ケースユニット12(ケース14及びカバー18)が、ケースユニット12内に収容された電極基板アッシー20に対して、静電気や電磁波などの電気的ノイズを遮蔽するシールド部材として機能する。したがって、液体状態センサ10において液体の状態を精度良く検出することができる。
また、上述のように、外側電極52の一端部及び内側電極62の一端部がカバー18によって覆われている。このため、液体の状態を検出するための外側電極52の一端部及び内側電極62の一端部をカバー18によって保護することができる。
また、液体状態センサ10では、外側電極52の一端が、内側電極62の一端に対してケース14の軸方向一方側に配置されている。すなわち、ケース14の軸方向における外側電極52の一端と内側電極62の一端との位置がずれている。これにより、液体状態センサ10によって液体の状態を一層精度良く検出することができる。
つまり、仮に、ケース14の軸方向における外側電極52の一端と内側電極62の一端との位置を一致させた場合には、外側電極52の一端と内側電極62の一端との間の電界が、迂回するような(回り込むような)電界になり、液体状態センサ10における検出精度が低下する可能性がある。
これに対して、本実施の形態では、外側電極52の一端が、内側電極62の一端に対してケース14の軸方向一方側に配置されて、ケース14の軸方向における外側電極52の一端と内側電極62の一端との位置がずれている。これにより、外側電極52と内側電極62との間において、上記のような電界の回り込みの発生を抑制できる。したがって、外側電極52と内側電極62とによって、液体の状態を一層精度良く検出することができる。
これに対して、本実施の形態では、外側電極52の一端が、内側電極62の一端に対してケース14の軸方向一方側に配置されて、ケース14の軸方向における外側電極52の一端と内側電極62の一端との位置がずれている。これにより、外側電極52と内側電極62との間において、上記のような電界の回り込みの発生を抑制できる。したがって、外側電極52と内側電極62とによって、液体の状態を一層精度良く検出することができる。
また、カバー18の側壁には、サイド連通孔18Aが貫通形成されており、外側電極52の一端部には、電極側連通孔52Aが貫通形成されている。これにより、カバー18の外部の液体を、サイド連通孔18A及び電極側連通孔52Aを介して、外側電極52と内側電極62との間の溝部31内に流入させて、液体の状態を外側電極52及び内側電極62によって検出することができる。さらに、電極側連通孔52Aがサイド連通孔18Aよりも小径に構成されている。このため、液体を検出するための外側電極52の表面積が小さくなることを抑制できる。以上により、外側電極52の表面積が小さくなることを抑制しつつ、液体を溝部31内に良好に流入させることができる。
また、外側電極52の電極側連通孔52Aがカバー18のサイド連通孔18Aに対して、外側電極52の軸方向他方側にずれて配置されている。このため、液体状態センサ10によって溝部31内の液体を検出するときの検出誤差を低減することができる。
すなわち、上述のように、外側電極52の一端部と内側電極62の一端部との間には、ケース14の軸方向一方側へ開放された円環状の溝部31が形成されている。このため、外側電極52の一端部と内側電極62の一端部を液体に浸漬させたときには、外側電極52と内側電極62との間の溝部31の底部側に、空気が残留する可能性がある。この場合には、溝部31内に残留した空気の影響によって、液体状態センサ10における検出誤差が発生する虞がある。
これに対して、本実施の形態では、外側電極52の電極側連通孔52Aがカバー18のサイド連通孔18Aに対して、外側電極52の軸方向他方側にずれて配置されている。換言すると、電極側連通孔52Aが溝部31の底部側に寄って配置されている。このため、仮に、外側電極52の軸方向における電極側連通孔52Aとサイド連通孔18Aとの位置を一致させた構成と比べて、溝部31内に流入された液体を、溝部31の底部側へ良好に導くことができる。これにより、溝部31の底部側に空気が残留することを抑制できる。したがって、液体状態センサ10における検出誤差を低減することができる。
また、カバー18の径方向から見て、サイド連通孔18Aと電極側連通孔52Aとが重なって配置されている。このため、サイド連通孔18Aを通過した液体が外側電極52の側壁に当たることを抑制して、当該液体を電極側連通孔52A内に流入させることができる。したがって、電極側連通孔52Aをサイド連通孔18Aに対して外側電極52の軸方向他方側にずらした構成にしても、液体を外側電極52と内側電極62の間の溝部31内へ良好に導くことができる。
(サイド連通孔18A及び電極側連通孔52Aの変形例について)
次に、図10を用いて、カバー18のサイド連通孔18A及び外側電極52の電極側連通孔52Aの変形例について説明する。
この図に示されるように、変形例では、サイド連通孔18Aが、カバー18の径方向内側へ向かうに従いカバー18の開口側(ケース14の軸方向他方側)へ傾斜する方向に沿って貫通形成されている。また、電極側連通孔52Aが、外側電極52の径方向内側へ向かうに従い外側電極52の他端側(ケース14の軸方向他方側)へ傾斜する方向に沿って貫通形成されている。また、サイド連通孔18Aと電極側連通孔52Aとが略同軸上に配置されている。
次に、図10を用いて、カバー18のサイド連通孔18A及び外側電極52の電極側連通孔52Aの変形例について説明する。
この図に示されるように、変形例では、サイド連通孔18Aが、カバー18の径方向内側へ向かうに従いカバー18の開口側(ケース14の軸方向他方側)へ傾斜する方向に沿って貫通形成されている。また、電極側連通孔52Aが、外側電極52の径方向内側へ向かうに従い外側電極52の他端側(ケース14の軸方向他方側)へ傾斜する方向に沿って貫通形成されている。また、サイド連通孔18Aと電極側連通孔52Aとが略同軸上に配置されている。
このため、サイド連通孔18A及び電極側連通孔52Aを通過する液体の流れを、溝部31の底部側へ向かう流れにすることができる。これにより、変形例では、溝部31の内部に流入された液体を、溝部31の底部側へ効果的に導くことができる。これにより、溝部31の底部に空気が残留することを効果的に抑制できる。したがって、液体状態センサ10における検出誤差を効果的に低減することができる。
なお、上記変形例では、サイド連通孔18Aと電極側連通孔52Aとが略同軸上に配置されているが、本実施の形態と同様に、電極側連通孔52Aをサイド連通孔18Aに対して外側電極52の軸方向他方側にずらして配置してもよい。
また、図示は省略するが、本実施の形態及び上記変形例において、サイド連通孔18Aの内径がカバー18の径方向内側へ向かうに従い小さくなるように、サイド連通孔18Aの内周面を傾斜させてもよい。これにより、サイド連通孔18A内を通過する液体の流速が、所謂ベンチュリー効果によって速くなる。したがって、液体をカバー18の内部へ良好に流入させることができる。
また、図示は省略するが、本実施の形態及び上記変形例において、電極側連通孔52Aの内径が外側電極52の径方向内側へ向かうに従い小さくなるように、電極側連通孔52Aの内周面を傾斜させてもよい。これにより、電極側連通孔52A内を通過する液体の流速が、所謂ベンチュリー効果によって速くなる。したがって、液体を外側電極52と内側電極62との間の溝部31内に良好に流入させることができる。
また、上記変形例では、サイド連通孔18A及び電極側連通孔52Aが、カバー18(外側電極52)の径方向に対して傾斜する方向に貫通しているが、サイド連通孔18A及び電極側連通孔52Aの一方を、カバー18(外側電極52)の径方向に対して傾斜する方向に貫通してもよい。
また、本実施の形態では、カバー18がケース14の軸方向他方側へ開放された略円筒状に形成されているが、カバー18の形状はこれに限らない。例えば、カバー18を、複数の金属製の線材によって構成した網状に形成してもよい。
また、本実施の形態では、外側電極52の電極側連通孔52Aが、カバー18のサイド連通孔18Aに対して外側電極52の軸方向他方側に配置されているが、外側電極52の軸方向における電極側連通孔52Aとサイド連通孔18Aとの位置を一致させてもよい。
10 液体状態センサ(センサ)
14 ケース
18 カバー
18A サイド連通孔(カバー側連通孔)
52 外側電極
52A 電極側連通孔
62 内側電極
14 ケース
18 カバー
18A サイド連通孔(カバー側連通孔)
52 外側電極
52A 電極側連通孔
62 内側電極
Claims (8)
- 液体の状態を検出するセンサであって、
筒状に形成された金属製のケースと、
前記ケースの一端部の内部に配置され、前記ケースの軸方向に延在された筒状を成すと共に、一端部が前記ケースの一端部から前記ケースの軸方向一方側へ突出された外側電極と、
前記外側電極の径方向内側に配置され、前記ケースの軸方向に延在されると共に、一端部が前記ケースの一端部から前記ケースの軸方向一方側へ突出された内側電極と、
前記ケースの一端部に設けられ、前記外側電極の一端部及び前記内側電極の一端部を覆うと共に、液体を内部に流入させるためのカバー側連通孔を有する金属製のカバーと、
を備えたセンサ。 - 前記外側電極の一端が、前記内側電極の一端よりも前記ケースの軸方向一方側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のセンサ。
- 前記カバーは、筒状に形成されており、前記カバーの側壁には、前記カバー側連通孔が形成され、
前記外側電極の一端部の側壁には、前記外側電極の内部と外部とを連通するための電極側連通孔が形成されており、前記電極側連通孔が、前記カバー側連通孔よりも小径であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセンサ。 - 前記電極側連通孔の中心が、前記カバー側連通孔の中心よりも前記外側電極の他端側に配置されている請求項3に記載のセンサ。
- 前記カバーの径方向外側から見て、前記カバー側連通孔と前記電極側連通孔とが重なって配置されている請求項4に記載のセンサ。
- 前記カバー側連通孔が、前記カバーの径方向内側へ向かうに従い前記ケースの軸方向他方側へ傾斜する方向に沿って貫通されており、
前記電極側連通孔が、前記外側電極の径方向内側へ向かうに従い前記ケースの軸方向他方側へ傾斜する方向に沿って貫通されている請求項3〜請求項5の何れか1項に記載のセンサ。 - 前記カバー側連通孔の内径が前記カバーの径方向内側へ向かうに従い小さくなるように、前記カバー側連通孔の内周面が傾斜されている請求項3〜請求項6の何れか1項に記載のセンサ。
- 前記電極側連通孔の内径が前記外側電極の径方向内側へ向かうに従い小さくなるように、前記電極側連通孔の内周面が傾斜されている請求項3〜請求項6の何れか1項に記載のセンサ。
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-
2018
- 2018-10-23 JP JP2018199036A patent/JP2020067323A/ja active Pending
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