JP4746479B2 - 静電式液体状態検知装置 - Google Patents
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Description
また、第1−1電極、第1−2電極、第2−1電極及び第2−2電極は、それぞれ上記の要件を満たしていれば、その形態等は適宜変更できる。例えば、これらの電極は、板状のプリント基板やフレキシブルプリント基板、フィルム基板などの基板における銅箔などによる導体層として実現してもよいし、棒状や筒状、平板状等の形態の金属体として実現することもできる。
また、配線基板及び接続部を水平に配置しているので、測定部を鉛直としながらも、装置の低背化を図ることができる。また、装置のうち、測定部(第1−1電極等)よりも下位に位置する部分の鉛直方向寸法を小さくすることができ、液体の液位が低い場合でも、液位や液体の誘電率などを適切に測定可能な装置とすることができる。
しかも、この装置では、可撓性基板を用いているので、第1−1電極等のほか、第1−1電極端子等、及び第1−1電極接続層を、同じ基板上に形成しながらも、屈曲部を設けて、測定部を鉛直に保持する一方、接続部を配線基板と平行に配置でき、組立容易である。また、リード線の引き回し等による場合に比して、工数増加や信頼性低下をも防止できる。
より前記第2−1導通路及び前記第2−2導通路を接地電位とした状態で、前記第1静電容量を測定する第1静電容量測定手段と、前記第2−1導通路及び前記第2−2導通路の少なくともいずれかを接地電位とはしない状態で、かつ、前記第1接地手段により前記第1−1導通路及び前記第1−2導通路を接地電位とした状態で、前記第2静電容量を測定する第2静電容量測定手段と、を含む静電式液体状態検知装置である。
その上、前述したように、第1構成部寄生容量、第2構成部寄生容量自体が小さくなるので、より効果的にこれらの寄生容量の影響を抑制できる。よって、液体の状態を更に正確に検知できる。
また、配線基板及び接続部を水平に配置しているので、測定部を鉛直としながらも、装置の低背化を図ることができる。また、装置のうち、測定部(第1−1電極等)よりも下位に位置する部分の鉛直方向寸法を小さくすることができ、液体の液位が低い場合でも、液位や液体の誘電率などを適切に測定可能な装置とすることができる。
しかも、この装置では、可撓性基板を用いているので、第1−1電極等のほか、第1−1電極端子等、及び第1−1電極接続層を、同じ基板上に形成しながらも、屈曲部を設けて、測定部を鉛直に保持する一方、接続部を配線基板と平行に配置でき、組立容易である。また、リード線の引き回し等による場合に比して、工数増加や信頼性低下をも防止できる。
また、各電極端子152t等は、第1−1電極端子158tと第1−2電極端子159tとの間に第2−1電極端子152tが位置し、第2−1電極端子152tと第2−2電極端子153tとの間に第1−2電極端子159tが位置するように配置されている。
このように配置するため、第2−1電極接続線152fは、第2−1電極132から、第1−1電極端子158tよりも、図6(a)中、下方、即ち、第1−1電極138及び第1−2電極139から遠ざかる部位を経由して、第1−1電極端子158tを包囲して、第2−1電極端子152tに至る形態とされている。つまり、第2−1電極接続線152fを、第1−1電極端子158tを包囲する上述の形態とすることにより、各電極132等、各電極接続配線152f等、及び、各電極端子152t等を、基板131の同一層内に形成しながらも、第1−1電極端子158t、第2−1電極端子152t、第1−2電極端子159t、及び、第2−2電極端子153tを、この順に、列置することができている。
かくして、この液面レベルセンサ100では、接続部130Cが、水平に配置した配線基板124と平行に配置されているので、図5に示すように、各リードピン158r等を用いて、各電極接続線158f等、ひいては各電極138等を、配線基板124上の検知回路161に容易かつ確実に電気的接続をすることができる。
また、本実施例の液面レベルセンサ100では、配線基板124及び接続部130Cを水平に配置しているので、測定部130Sを鉛直としながらも、センサ100全体の低背化を図ることができる。また、センサ100のうち、測定部130Sよりも、具体的には、各電極138等よりも下位に位置する部分の鉛直方向Vの寸法を小さくすることができ、オイルOLの液位が低い場合でも、オイルOLの液位や誘電率などを適切に測定可能である。
しかも、このセンサ100では、可撓性のフィルム電極基板131を用いているので、各電極138等のほか、各電極端子158t等、及び各電極接続線158fを、同じ基板131上に形成しながらも、屈曲部130Cを設けて、測定部130Sを鉛直に保持する一方、接続部130Cを配線基板124と平行に配置できるので、組立容易である。
また、第2電極用グランド接続回路171は、2つのスイッチング素子(トランジスタ)172c,172dを有しており、マイコン165からの指令信号(シールド切替タイミング信号)に応じて、測定電極(第2−1電極132及び第2−2電極133)からグランドラインに至る電流経路を通電状態または開放状態のいずれかに設定する。
最初に図6に示すフィルム電極基板131の製造について説明する。まず、銅箔がその一面に貼り付けられたポリイミド基板に対して、公知のエッチング加工を行い、フィルム131b上に導体層131dが形成された状態とする(図6(b)中、下側部分)。その後、このフィルム131b及び導体層131dの上からエポキシ樹脂ペーストEPが塗られたフィルム131cを貼り付け、これらを接着する。この状態で乾燥した後、公知の方法を用いて、上部貫通孔131f及び中央部貫通孔131eを穿孔すると共に、第2−1電極端子152t、第2−2電極端子153t、ガード電極端子157t、第1−1電極端子158t及び第1−2電極端子159tの中央にも穴開け加工を行い、フィルム電極基板131を完成させる。
例えば、上記実施形態の液体レベルセンサ100では、第2−2電極133を第2−21電極133b及び第2−22電極133cの2つに分け、第2−1電極132と合わせて3つの電極により、2つのコンデンサCP2b,CP2cを構成する形態とした。しかし、第2−2電極を分けないで、第2−1電極と第2−2電極の2つの電極を対向させて1つのコンデンサを構成する形態としてもよい。
124 配線基板
131 フィルム電極基板(可撓性基板)
130S (フィルム電極基板の)測定部
130C (フィルム電極基板の)接続部
130B (フィルム電極基板の)屈曲部
132 第2−1電極
133 第2−2電極
133b 第2−21電極
133c 第2−22電極
138 第1−1電極
139 第1−2電極
152 第2−1導通路
152t 第2−1電極端子
152f 第2−1電極接続線(第2−1電極接続層)
152r 第2−1リードピン(第2−1構成部)
153 第2−2導通路
153t 第2−2電極端子
153f 第2−2電極接続線(第2−2電極接続層)
153r 第2−2リードピン(第2−2構成部)
158 第1−1導通路
158t 第1−1電極端子
158f 第1−1電極接続線(第1−1電極接続層)
158r 第1−1リードピン(第1−1構成部)
159 第1−2導通路
159t 第1−2電極端子
159f 第1−2電極接続線(第1−2電極接続層)
159r 第1−2リードピン(第1−2構成部)
161 検知回路
165 マイコン(第1静電容量測定手段,第2静電容量測定手段)
170 第1電極用グランド接続回路(第1接地手段)
171 第2電極用グランド接続回路(第2接地手段)
OL オイル(液体)
CP1,CP2,CP2b,CP2c コンデンサ
Cs1,Cs2 静電容量
Cc1,Cc2 構成部寄生容量
G1 第1間隙
G2 第2間隙
Claims (10)
- 液体に少なくとも自身の一部を浸漬して、前記液体の状態を検知する静電式液体状態検知装置であって、
対をなす第1−1電極及び第1−2電極であって、これらの間に前記液体の状態に応じて変化する第1静電容量が発生するように配置された第1−1電極及び第1−2電極と、
対をなす第2−1電極及び第2−2電極であって、これらの間に前記液体の他の状態に応じて変化する第2静電容量が発生するように配置された第2−1電極及び第2−2電極と、
前記第1静電容量及び前記第2静電容量を検知すると共に、これら第1静電容量及び第2静電容量に基づいて前記液体の状態を検知する検知回路が形成された配線基板と、
前記第1−1電極から前記検知回路に至る第1−1導通路と、
前記第1−2電極から前記検知回路に至る第1−2導通路と、
前記第2−1電極から前記検知回路に至る第2−1導通路と、
前記第2−2電極から前記検知回路に至る第2−2導通路と、を備え、
前記第1−1導通路、前記第1−2導通路、前記第2−1導通路、及び、前記第2−2導通路は、
前記第1−1導通路の一部を構成する第1−1構成部、前記第1−2導通路の一部を構成する第1−2構成部、前記第2−1導通路の一部を構成する第2−1構成部、及び、前記第2−2導通路の一部を構成する第2−2構成部であって、
一列に、かつ、互いに平行に延び、
前記第1−1構成部と前記第1−2構成部との間の第1間隙と前記第2−1構成部と前記第2−2構成部との間の第2間隙とが等しくされて、
前記第1−1構成部と前記第1−2構成部との間に発生する第1構成部寄生容量と前記第2−1構成部と前記第2−2構成部との間に発生する第2構成部寄生容量とが等しくされてなる
第1−1構成部、第1−2構成部、第2−1構成部、及び、第2−2構成部を含む
静電式液体状態検知装置。 - 請求項1に記載の静電式液体状態検知装置であって、
前記第1−1構成部、前記第1−2構成部、前記第2−1構成部、及び、前記第2−2構成部は、
前記第1−1構成部と前記第1−2構成部との間に前記第2−1構成部が位置し、
前記第2−1構成部と前記第2−2構成部との間に前記第1−2構成部が位置するように配置されてなる
静電式液体状態検知装置。 - 請求項1に記載の静電式液体状態検知装置であって、
前記第1−1構成部、前記第1−2構成部、前記第2−1構成部、及び、前記第2−2構成部は、
それぞれ、空気よりも誘電率の高い誘電体で包囲された、第1−1リードピン、第1−2リードピン、第2−1リードピン、及び、第2−2リードピンである
静電式液体状態検知装置。 - 請求項2に記載の静電式液体状態検知装置であって、
前記第1−1構成部、前記第1−2構成部、前記第2−1構成部、及び、前記第2−2構成部は、
それぞれ、空気よりも誘電率の高い誘電体で包囲された、第1−1リードピン、第1−2リードピン、第2−1リードピン、及び、第2−2リードピンであり、
前記第1−1導通路は、前記第1−1電極と前記第1−1リードピンとの間に、前記第1−1リードピンにハンダ付け接続した第1−1電極端子及びこれに接続した第1−1電極接続層を含み、
前記第1−2導通路は、前記第1−2電極と前記第1−2リードピンとの間に、前記第1−2リードピンにハンダ付け接続した第1−2電極端子及びこれに接続した第1−2電極接続層を含み、
前記第2−1導通路は、前記第2−1電極と前記第2−1リードピンとの間に、前記第2−1リードピンにハンダ付け接続した第2−1電極端子及びこれに接続した第2−1電極接続層を含み、
前記第2−2導通路は、前記第2−2電極と前記第2−2リードピンとの間に、前記第2−2リードピンにハンダ付け接続した第2−2電極端子及びこれに接続した第2−2電極接続層を含み、
前記第1−1電極、前記第1−2電極、前記第2−1電極、前記第2−2電極、前記第1−1電極接続層、前記第1−2電極接続層、前記第2−1電極接続層、前記第2−2電極接続層、前記第1−1電極端子、前記第1−2電極端子、前記第2−1電極端子、及び、前記第2−2電極端子は、単一の基板の同一層上に配置されてなり、
前記第2−1電極接続層は、前記第2−1電極から、前記第1−1電極端子よりも前記第1−1電極及び第1−2電極から遠ざかる部位を経由し、前記第1−1電極端子を包囲して、前記第2−1電極端子に至る形態を有してなる
静電式液体状態検知装置。 - 請求項3または請求項4に記載の静電式液体状態検知装置であって、
前記第1−1導通路は、前記第1−1電極と前記第1−1リードピンとの間に、前記第1−1リードピンにハンダ付けした第1−1電極端子及びこれに接続した第1−1電極接続層を含み、
前記第1−2導通路は、前記第1−2電極と前記第1−2リードピンとの間に、前記第1−2リードピンにハンダ付けした第1−2電極端子及びこれに接続した第1−2電極接続層を含み、
前記第2−1導通路は、前記第2−1電極と前記第2−1リードピンとの間に、前記第2−1リードピンにハンダ付けした第2−1電極端子及びこれに接続した第2−1電極接続層を含み、
前記第2−2導通路は、前記第2−2電極と前記第2−2リードピンとの間に、前記第2−2リードピンにハンダ付けした第2−2電極端子及びこれに接続した第2−2電極接続層を含み、
前記第1−1電極、前記第1−2電極、前記第2−1電極、前記第2−2電極、前記第1−1電極接続層、前記第1−2電極接続層、前記第2−1電極接続層、前記第2−2電極接続層、前記第1−1電極端子、前記第1−2電極端子、前記第2−1電極端子、及び、前記第2−2電極端子は、単一の可撓性基板上に配置されてなり、
前記配線基板は、平板状で、水平に配置されてなり、
前記可撓性基板は、
前記第1−1電極、前記第1−2電極、前記第2−1電極、及び、前記第2−2電極を含み、鉛直に配置されてなる測定部と、
前記測定部よりも下位に位置し、前記第1−1電極端子、前記第1−2電極端子、前記第2−1電極端子、及び、前記第2−2電極端子を含み、前記配線基板と平行に配置されてなる接続部と、
前記第1−1電極接続層、前記第1−2電極接続層、前記第2−1電極接続層、及び、前記第2−2電極接続層の少なくとも一部を含み、前記測定部と前記接続部の間に介在し、屈曲してなる屈曲部と、を有してなる
静電式液体状態検知装置。 - 液体に少なくとも自身の一部を浸漬して、前記液体の状態を検知する静電式液体状態検知装置であって、
対をなす第1−1電極及び第1−2電極であって、これらの間に前記液体の状態に応じて変化する第1静電容量が発生するように配置された第1−1電極及び第1−2電極と、
対をなす第2−1電極及び第2−2電極であって、これらの間に前記液体の他の状態に応じて変化する第2静電容量が発生するように配置された第2−1電極及び第2−2電極と、
前記第1静電容量及び前記第2静電容量を検知すると共に、これら第1静電容量及び第
2静電容量に基づいて前記液体の状態を検知する検知回路が形成された配線基板と、
前記第1−1電極から前記検知回路に至る第1−1導通路と、
前記第1−2電極から前記検知回路に至る第1−2導通路と、
前記第2−1電極から前記検知回路に至る第2−1導通路と、
前記第2−2電極から前記検知回路に至る第2−2導通路と、を備え、
前記第1−1導通路、前記第1−2導通路、前記第2−1導通路、及び、前記第2−2導通路は、
前記第1−1導通路の一部を構成する第1−1構成部、前記第1−2導通路の一部を構成する第1−2構成部、前記第2−1導通路の一部を構成する第2−1構成部、及び、前記第2−2導通路の一部を構成する第2−2構成部であって、
一列に、かつ、互いに平行に延び、
前記第1−1構成部と前記第1−2構成部との間に前記第2−1構成部が位置し、
前記第2−1構成部と前記第2−2構成部との間に前記第1−2構成部が位置するように配置されてなる
第1−1構成部、第1−2構成部、第2−1構成部、及び第2−2構成部を含み、
前記検知回路は、
前記第1−1導通路及び前記第1−2導通路を接地電位とする第1接地手段と、
前記第2−1導通路及び前記第2−2導通路を接地電位とする第2接地手段と、
前記第1−1導通路及び前記第1−2導通路の少なくともいずれかを接地電位とはしない状態で、かつ、前記第2接地手段により前記第2−1導通路及び前記第2−2導通路を接地電位とした状態で、前記第1静電容量を測定する第1静電容量測定手段と、
前記第2−1導通路及び前記第2−2導通路の少なくともいずれかを接地電位とはしない状態で、かつ、前記第1接地手段により前記第1−1導通路及び前記第1−2導通路を接地電位とした状態で、前記第2静電容量を測定する第2静電容量測定手段と、を含む
静電式液体状態検知装置。 - 請求項6に記載の静電式液体状態検知装置であって、
前記第1−1構成部と前記第1−2構成部との間の第1間隙と前記第2−1構成部と前記第2−2構成部との間の第2間隙とが等しくされて、
前記第1−1構成部と前記第1−2構成部との間に発生する第1構成部寄生容量と前記第2−1構成部と前記第2−2構成部との間に発生する第2構成部寄生容量とが等しくされてなる
静電式液体状態検知装置。 - 請求項6または請求項7に記載の静電式液体状態検知装置であって、
前記第1−1構成部、前記第1−2構成部、前記第2−1構成部、及び、前記第2−2構成部は、
それぞれ、空気よりも誘電率の高い誘電体で包囲された、第1−1リードピン、第1−2リードピン、第2−1リードピン、及び、第2−2リードピンである
静電式液体状態検知装置。 - 請求項8に記載の静電式液体状態検知装置であって、
前記第1−1導通路は、前記第1−1電極と前記第1−1リードピンとの間に、前記第1−1リードピンにハンダ付け接続した第1−1電極端子及びこれに接続した第1−1電極接続層を含み、
前記第1−2導通路は、前記第1−2電極と前記第1−2リードピンとの間に、前記第1−2リードピンにハンダ付け接続した第1−2電極端子及びこれに接続した第1−2電極接続層を含み、
前記第2−1導通路は、前記第2−1電極と前記第2−1リードピンとの間に、前記第2−1リードピンにハンダ付け接続した第2−1電極端子及びこれに接続した第2−1電極接続層を含み、
前記第2−2導通路は、前記第2−2電極と前記第2−2リードピンとの間に、前記第2−2リードピンにハンダ付け接続した第2−2電極端子及びこれに接続した第2−2電極接続層を含み、
前記第1−1電極、前記第1−2電極、前記第2−1電極、前記第2−2電極、前記第1−1電極接続層、前記第1−2電極接続層、前記第2−1電極接続層、前記第2−2電極接続層、前記第1−1電極端子、前記第1−2電極端子、前記第2−1電極端子、及び、前記第2−2電極端子は、単一の基板の同一層上に配置されてなり、
前記第2−1電極接続層は、前記第2−1電極から、前記第1−1電極端子よりも前記第1−1電極及び第1−2電極から遠ざかる部位を経由し、前記第1−1電極端子を包囲して、前記第2−1電極端子に至る形態を有してなる
静電式液体状態検知装置。 - 請求項8または請求項9に記載の静電式液体状態検知装置であって、
前記第1−1導通路は、前記第1−1電極と前記第1−1リードピンとの間に、前記第1−1リードピンにハンダ付けした第1−1電極端子及びこれに接続した第1−1電極接続層を含み、
前記第1−2導通路は、前記第1−2電極と前記第1−2リードピンとの間に、前記第1−2リードピンにハンダ付けした第1−2電極端子及びこれに接続した第1−2電極接続層を含み、
前記第2−1導通路は、前記第2−1電極と前記第2−1リードピンとの間に、前記第2−1リードピンにハンダ付けした第2−1電極端子及びこれに接続した第2−1電極接続層を含み、
前記第2−2導通路は、前記第2−2電極と前記第2−2リードピンとの間に、前記第2−2リードピンにハンダ付けした第2−2電極端子及びこれに接続した第2−2電極接続層を含み、
前記第1−1電極、前記第1−2電極、前記第2−1電極、前記第2−2電極、前記第1−1電極接続層、前記第1−2電極接続層、前記第2−1電極接続層、前記第2−2電極接続層、前記第1−1電極端子、前記第1−2電極端子、前記第2−1電極端子、及び、前記第2−2電極端子は、単一の可撓性基板上に配置されてなり、
前記配線基板は、平板状で、水平に配置されてなり、
前記可撓性基板は、
前記第1−1電極、前記第1−2電極、前記第2−1電極、及び、前記第2−2電極を含み、鉛直に配置されてなる測定部と、
前記測定部よりも下位に位置し、前記第1−1電極端子、前記第1−2電極端子、前記第2−1電極端子、及び、前記第2−2電極端子を含み、前記配線基板と平行に配置されてなる接続部と、
前記第1−1電極接続層、前記第1−2電極接続層、前記第2−1電極接続層、及び、前記第2−2電極接続層の少なくとも一部を含み、前記測定部と前記接続部の間に介在し、屈曲してなる屈曲部と、を有してなる
静電式液体状態検知装置。
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