JP4828911B2

JP4828911B2 - 液状態検知センサ

Info

Publication number: JP4828911B2
Application number: JP2005302292A
Authority: JP
Inventors: 享史山本; 美邦佐藤; 威夫笹沼
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2005-10-17
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2025-10-17
Also published as: JP2007113914A

Description

本発明は、タンク（液体収容容器）内に収容される液体の液位や濃度等の状態を検知（検出）する液状態検知センサ（以下、単にセンサともいう）に関する。

ディーゼル自動車から排出される排気ガスには、一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）以外に窒素酸化物（ＮＯｘ）が含まれている。そこで、近年、この有害な窒素酸化物（ＮＯｘ）を無害なガスに還元することが行われている。例えば、ディーゼル自動車の排気ガス排出用のマフラーの途中にＮＯｘ選択還元（ＳＣＲ）触媒を設置し、別途車両に設けた液体収容容器（以下、タンクともいう）に還元剤溶液として尿素水を入れ、この尿素水を上記触媒へ噴射するようにして、ＮＯｘをＮ_２等の無害なガスに還元するシステムが提案されている。このシステムでは、尿素水自体が無くなった場合にはＮＯｘ還元反応を促すことができずにＮＯｘの大量な排出を起こしてしまう。また、このシステムでは、ＮＯｘを酸化還元により分解する効果を高めるためには尿素水が特定の濃度範囲にあることが必要とされ、とくに濃度範囲３２．５％が最適とされている。こうしたことから、尿素水を収容するタンク（以下、液体収容容器又は収容容器ともいう）には、収容される尿素水の液位（以下、水位ともいう）や濃度を測定するセンサを設け、尿素水の残量が規定量以下となった場合や規定濃度範囲外となった場合に警報を発する等の措置が講じられている。

この種の液状態検知センサでは、電極等からなる検知部（検出部）を測定対象である液（液体）を収容しているタンク内（液中）の所定位置に配置するため、センサ自体をタンクに取付ける（固定する）のが普通である（特許文献１）。この特許文献１に記載されたセンサでは、検知部を、管状に形成された支持部の先端又は先端側に設け、その支持部の基端部に設けられた矩形平板状の取付け部（ベース部）をタンクの天板又は蓋部に取り付ける構成とされている。なお、特許文献１に記載のものは、液状態検知センサの一例であり、尿素溶液の尿素濃度識別装置（センサ）である。

この特許文献１に記載されたセンサでは、これをタンク上部の開口部へ取付けるための平板状の取付け部の上に、検知回路用の回路基板が搭載（配置）されている。このセンサでは、回路基板や支持部（管）内に通されている配線等を保護するため、この回路基板等をカバーする直方体のボックス状の保護カバー（蓋部材）が取付けられる構造とされている。そして、その保護カバーは、センサをタンクに取付ける際に、センサ自体の取り付けと同時に固定される構造とされている。すなわち、このセンサにおいては、取付け部をなすベース部材の周囲に、複数のねじ部材挿通部として貫通孔（穴）が形成されている。一方、この取付け部をなすベース部材の上の回路基板に被せられる保護カバーには、その下側の開口の外周に沿ってフランジを備えており、このフランジには、取付け部のねじ部材挿通部である貫通孔と同様の貫通孔が同じ配置で設けられている。これにより、センサのタンクへの取り付けにおいては、その取付け部であるベース部材をタンクの開口部の周縁にあてがい、そのベース部材の回路基板の上に保護カバーを被せ、或いは、保護カバーを被せたベース部材をタンクの開口部の周縁にあてがい、両者のねじ部材挿通部（貫通孔）を一致させ、その状態の下で、ねじ部材をねじ部材挿通部に通してタンクにねじ込むこととされていた。このように、特許文献１に記載されたセンサでは、保護カバーは、センサをタンクに取付ける際において同時に固定する構成とされていた。
特開２００５−８４０２６号公報の図１〜図３

このような保護カバーの取付け構造を有するセンサは、その構造上、それが製品として出荷され、タンクに取付けられるまでの輸送、或いは保管等の過程においては、保護カバーがセンサ本体とは分離した状態にあった。このため、そのカバーが保護すべき回路基板等は、輸送等の過程においては保護がないことから、様々な外力や衝撃を受け易く、結果としてタンクへの取り付け前に、それらが損傷を受けることがあるといった問題があった。加えて、その輸送等の過程において、部品としての保護カバーが分離していることから、その紛失や変形を招きやすく、センサの取付けに際してトラブルの原因となることがあった。

こうした問題の対策としては、例えば、センサをタンクへ取付けるのとは別のねじ部材で、予め保護カバーをベース部材にねじ止め（固定）しておき、そのように組立てた状態で出荷することが考えられる。しかし、そのような組み立て構造では、別のねじ部材を要する分、部品点数が多くなる。また、ねじ込み工程を要することから著しいコストの増大を招くといった重大な欠点がある。他方、ねじ止めではなく、溶接によってカバーをベース部材に固定しておくことも考えられる。しかし、溶接による場合には、保護カバー及びベース部材の素材が制約を受けることになる上に、溶接によりそのベース部材が熱歪み（変形）を起こすことから、これをタンク（又はその蓋部材）の表面にあてがって取り付ける際にはその取付けの安定性ないしシール性が悪くなるといった重大な問題がある。さらに、溶接工程が増えることから、センサのコストの大幅な上昇を招いてしまう。

本発明のセンサは、こうした問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ネジ部材等の別部品や溶接等の工程を要することなく、保護カバーをベース部材に簡易、迅速に取り付け得るようにし、もって、輸送等において回路基板が損傷を受けることのないセンサを、簡易、迅速に、低コストで得られるようにすることにある。

前記の目的を達成するために請求項１に記載の本発明は、タンク内に収容された液の状態を検知するための液状態検知センサであって、
検知部をタンク内に保持した状態でセンサ自身をタンクに取付けるためのベース部材と、該ベース部材上に搭載されると共に、前記検知部と電気的に接続された回路基板と、この回路基板を覆うようにして前記ベース部材に取付けられる保護カバーとを備えてなるものにおいて、
前記ベース部材は、その外周寄り部位に、センサ自身をタンクに取付けるためのネジ部材を挿通させるためのネジ部材挿通部を備えていると共に、該ベース部材の央部を包囲するようにこのネジ部材挿通部よりも内側において側壁を立設してなるケース状部位を備えており、しかも、この側壁の外壁面には凸部が設けられており、
さらに、前記回路基板は、前記ケース状部位の内側において前記ベース部材上に搭載されていると共に、該ケース状部位の内側に充填された樹脂で埋められている一方、
前記保護カバーは、バネ性を有する金属板から形成されると共に、前記ケース状部位に外嵌されるその開口の周縁に連なるスリットが設けられており、該保護カバーが、前記ケース状部位に外嵌して押込まれることによって前記凸部によって押し広げられるように弾性変形すると共に、前記凸部に対応する部位に該凸部が嵌合する貫通孔又は凹部を備えてなるものを使用したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記保護カバーの前記貫通孔又は前記凹部に対する前記ケース状部位の前記凸部の嵌合が、該保護カバーがその嵌合のための押込み方向と逆方向に引かれた際に外れない抜け止め構造とされていることを特徴とする請求項１に記載の液状態検知センサである。

請求項３に記載の発明は、前記保護カバーは、前記ケース状部位に外嵌されるその開口の周縁の外側に対し、前記ベース部材の前記ネジ部材挿通部のいずれかに対応する部位にカバー側ネジ部材挿通部を備えたフランジを外向きに突出して備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液状態検知センサである。

請求項４に記載の発明は、前記保護カバーの外側に、前記回路基板に配線コードを介して電気的に接続されてなる外部回路接続用のコネクタを取付けるためのコネクタ取付け部が、該保護カバーと一体で形成されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに１項に記載の液状態検知センサである。

本発明のセンサにおいては、前記保護カバーを、前記ケース状部位に外嵌して押し込むことで、該保護カバーが弾性変形すると共に、前記貫通孔又は前記凹部に該ケース状部位の前記凸部が嵌合された状態で該保護カバーが該ケース状部位に取付けられる。したがって、このような保護カバー取付け構造を備えてなるセンサによれば、ネジ部材等の別部品や溶接等の工程を要することなく、保護カバーはベース部材のケース状部位に簡易、迅速に取り付けられる。すなわち、本発明のセンサによれば、保護カバーのベース部材への取付けにより輸送等において回路基板が損傷を受けることのないセンサが、簡易、迅速に、したがって低コストで得られる。なお、本発明のセンサのタンクへの取付けに当たっては、回路基板を搭載したベース部材に保護カバーを取付けてなる状態のものにおいて、そのベース部材をタンクの取付け部位にあてがうようにし、取付け用ネジ部材をベース部材のネジ部材挿通部に挿通してタンクにねじ込めばよい。

請求項２に記載のセンサのような抜け止め構造としたことで、保護カバーはケース状部位に安定して取付けられる。また、請求項３に記載のように、前記保護カバーに、カバー側ネジ部材挿通部を備えたフランジを設けておくことで、このフランジのネジ部材挿通部からネジ部材を挿通してベース部材と共にタンクにねじ込むことで、センサのタンクへの取付けと同時に、前記保護カバーを前記ベース部材に固定することができるため、その固定の確実性も図られる。さらに、請求項１に記載のように、保護カバーは弾性変形し易くなるため、ベース部材に対する取付けの容易化が図られる。

本発明を具体化した液状態検知センサの一実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。ただし、本形態では静電容量式の液体レベル（液位）センサ１とした具体化したものについて説明する。

本実施の形態の液体レベルセンサ（以下、単にセンサともいう）１は、ディーゼル自動車の排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元に使用される尿素水を収容したタンクＴに取り付けられ、その内部の液体の状態の検知（尿素水の水位の測定）をするために使用されるものである。図１〜３に示したように、本形態のセンサ１は、下向きに延びる筒状電極１０とその内側に配置された円柱状の内部電極２０からなる検知部をタンクＴ内に垂下状に保持した状態で、センサ１自体をタンクＴの天板（又は上方の蓋部）に、そのベース部材３０を介して取付けられている。ただし、ベース部材３０は、図４、５に示したように、略矩形状の基板部位３１を備えるとともに、その外周縁から所定の幅を介して、その上面には、平面視、矩形状の側壁３３ａ〜３３ｄが一定高さで立設され、ケース状部位３４をなしている。そして、詳しくは後述するが、図２，３に示したように、このケース状部位３４内であって、ベース部材３０の上には検知部より得られる静電容量情報から尿素水の水位を検出し、その検出結果を外部回路（例えばＥＣＵ）に出力するための回路基板６０が搭載（配置）されており、この回路基板６０をカバーするように、ボックス状（凹状）の保護カバー７０がケース状部位３４に外嵌され、ベース部材３０に取付けられている。

このようなベース部材３０は、図２、３、５に示したように、絶縁材からなる環状（筒状）のホルダ５０を介して、筒状電極１０および内部電極２０を互いに接触させずに固定（支持）するとともに、上方に設けられた直方体形状のケース状部位３４内に回路基板６０を搭載して、センサ１をタンクＴに取付けるところであり、以下に詳述するように形成されている。すなわち、本形態のセンサ１において、ベース部材３０は、ケース状部位３４の底部３４ａをなす基板部位３１の中央において開口する平面視、円形の開口部３２から、ケース状部位３４の底部の裏面において下向きに突出する円筒状の筒状部３５を備えている。この筒状部３５は、その外周面のうちの先端（図１下端）から所定の長さ範囲が、基端（図２上端）寄り部位（大径部）３５ａより小径の小径部３５ｂとされている。また、ベース部材３０のケース状部位３４の外側には、基板部位３１の外周寄り部位がフランジを呈しており、その適所には、上下に貫通する貫通孔３６を備えている。この貫通孔３６はセンサ自身をタンクＴに取付けるためのネジ部材８１を挿通させるためのネジ部材挿通部であり、本形態では、基板部位３１の平面視、短辺寄り部位であってその四つのコーナー寄り部位と、基板部位３１の平面視、長辺をなす部位の中間部位の６箇所に設けられている。なお、基板部位３１の裏面は、筒状部３５を除いて平面とされている。また、この基板部位３１は、平面視、その四コーナーは円弧状に丸められており、短辺中央には切り欠き状凹部３１ｂが設けられている（図４参照）。

また、ケース状部位３４の側壁３３ａ〜３３ｄのうち、本形態では、平面視、長辺をなす側壁３３ｃ、３３ｄの外壁面の基板部位３１寄りの位置に凸部３７が突出するように設けられている。この凸部３７は、それ自体の正面視（図１）において矩形をなしている。ただし、この凸部３７は、縦断面において側壁３３ｃ、３３ｄの上端側から基板部位３１に向かうにしたがってその突出量が増大する鋸刃状を呈している（図３参照）。これは、詳細は後述するが、保護カバー７０の貫通孔７５にこの凸部３７が嵌合するのを容易とすると共に、その嵌合後においては、保護カバー７０がその嵌合における押込み方向と逆方向に引かれた際にも外れない抜け止め構造となるようにしたものである。なお、この凸部３７は本形態では側壁３３ｃ、３３ｄのそれぞれに同一高さ部位で、左右に対称に２箇所設けられている。一方、ケース状部位３４の内側には、平面視、短辺をなす対向する側壁３３ａ、３３ｂに沿う形で、平面視矩形状の棚（隆起部）３８が、ケース状部位３４内の底部３４ａの上に形成されており、各棚３８の中央には、後述するようにして内部電極２０を固定するためのねじ穴３９が形成されている。さらに、ケース状部位３４の側壁３３ａ〜３３ｄの内側の平面視、四隅には回路基板６０を支持する支持部４１が形成されており、その例えば対角に位置するものには回路基板６０を固定するためのねじ穴４２が形成されている。

本形態では、このようなベース部材３０の筒状部３５の小径部３５ｂに筒状電極１０の上端部を外嵌して溶接により固定し、そのベース部材３０における開口部３２、すなわち、筒状部３５の内側に対し、円筒状部５２の上端部に平面視矩形のフランジ５１を備えた絶縁材からなるホルダ５０を内挿し、そのフランジ５１をケース状部位３４内の底部３４ａの上面であって、開口部３２の周縁に回転不能にして係合させている。そして、そのホルダ５０の内周面には、内部電極２０を内挿し、その基端部（図示上端）の外周に設けられたフランジ２３をホルダ５０の図示上の端面５５に係合させ、絶縁板（樹脂板）５６をそのフランジ２３の上に配置すると共に、その絶縁板５６の上に押え板５７を載置し、ネジ部材５８ａを押え板５７の貫通孔５７ａを通して、ケース状部位３４内の棚３８におけるねじ穴３９にねじ込むことで、内部電極２０を固定している。

なお、内部電極２０の基端部のフランジ２３の端面２４には、本例では２本の端子２８が回路基板６０に向かって突出するように設けられており、図５に示すように、この端子２８は、絶縁板５６の貫通孔５６ｂ及び押え板５７の貫通孔５７ｂを通されて上方に延び、回路基板６０の端子（スルーホール端子）６０ｔを通され、ハンダ付けにより回路基板６０に固定されている。そして、回路基板６０は、その対角方向の角コーナーにネジ部材５８ｂが通され、支持部４１のねじ穴４２にねじ込まれて固定されている。なお、回路基板６０に接続された配線コード６１は、次記するように保護カバー７０をケース状部位３４に外嵌する際に外部に引き出され、本形態では同配線コード６１の先端に取り付けられた外部回路接続用のコネクタ６２を保護カバー７０に取り付けている。詳しくは、後述する。なお、回路基板６０からはグランド側の電極が、図示はしないが、ベース部材３０に接続されており、これによって筒状電極１０がグランド側に電気的に接続されるように構成されている。なお、このようにして回路基板６０を搭載した後、ケース状部位３４の内側にはその上端位置まで図示はしないが樹脂が充填されている。

本形態では、図２に示すようにホルダ５０の内外周面には、それぞれ周溝が形成されており、液密及び気密用のリングパッキング５３，５４が装填されて、筒状部３５の内周面とホルダ５０の外周面、そしてホルダ５０の内周面と内部電極２０の外周面との各隙間のシールを確保している。また、液体レベルセンサ１の先端側（図１における下端側）にあたる、筒状電極１０の先端部内には、ブッシュ状の弾性体（本例ではゴム製弾性体）２５が圧入され、内部電極２０をその先端において弾性的に支持している。なお、その弾性体２５は、外周面に設けられた抜け止め用凸部２５ａを、筒状電極１０の周面に等角度間隔で、３箇所設けらた貫通孔（開口部）１５に嵌り込ませて、抜け止めとされている。因みに、本形態において、内、外電極１０、２０及びベース部材３０は、金属製（例えばＳＵＳ３０４製）であるが、内部電極２０の表面には、例えばフッ素系樹脂からなる絶縁膜（図示せず）が３００μｍ程度の厚さでコーティングによって形成されている。また、筒状電極１０の周面の適所（図示上端寄り部位）には空気抜き穴や縦長のスリット１４，１６が、それぞれ形成されており、内外に液体（尿素水）又はガス（空気）が自由に出入りできるようにされている。

さて次に、このようにケース状部位３４の内側において回路基板６０が搭載されたベース部材３０には、次に説明するような保護カバー７０が外嵌されて取付けられる。この保護カバー７０について、図１〜図３、図５〜図８を参照しながら詳細に説明する。本形態における保護カバー７０は、バネ性を有する金属板（例えば厚み０．５〜５ｍｍのステンレス鋼板）から、図示下側が開口された直方体のボックス状にプレス成形によって形成されている。この保護カバー７０は、その各側壁７３ａ〜７３ｄがケース状部位３４の側壁３３ａ〜３３ｄに若干の隙間を保持し、或いは隙間なく外嵌され、回路基板６０をカバーするように形成されている。本形態では保護カバー７０は、各側壁７３ａ〜７３ｄの下端側の開口の周縁に外向きに突出するフランジ７４ａ〜７４ｄが形成されている。ただし、これらのフランジは、保護カバー７０がベース部材３０に取り付けられた際、その基板部位３１の４コーナー寄り部位に設けられた貫通孔３６を塞がないように、対応する部位が切除されている（図５〜図８参照）。また、平面視、長辺をなす各側壁７３ｃ、７３ｄの下縁に設けられたフランジ７４ｃ、７４ｄの長手方向の中央であって、保護カバー７０をケース状部位３４に外嵌した際においてベース部材３０の基板部位３１の長辺の中間部位に設けられた貫通孔３６に対応する部位には、カバー側ネジ部材挿通部をなす貫通孔７６が設けられている。ただし、この貫通孔７６は、フランジ７４ｃ、７４ｄの長手方向に対して直角方向に若干長い長孔とされている。

そして、この保護カバー７０のうち、平面視においてコーナーをなす隣接する側壁の境界部には図示下側の開口の周縁に連なるスリット（切込み）Ｓが入れらており、各側壁７３ａ〜７３ｄはそれぞれがその下縁側から外方に開脚状に弾性変形できるように形成されている。すなわち、本形態の保護カバー７０は、図９に示したように、ケース状部位３４の図示上端側から外嵌して押込まれることによって、その取付けが行われるが、このようにスリットＳを入れておくことで、開口の周縁をなす各側壁７３ｃ、７３ｄの下端が、ケース状部位３４の側壁３３ｃ、３３ｄの外壁に形成された凸部３７に当たって容易に押し広げられるように形成されている。そして、これが押込まれた際においては、そのフランジ７４ａ〜７４ｄが、ベース部材３０の基板部位３１の上面に当接状となり、その際において、凸部３７に対応する各側壁７３ｃ、７３ｄ部位に、凸部３７が嵌合する正面視矩形をなす貫通孔７５が窓状に形成されている。

また、保護カバー７０の平面視、短辺をなす一方の側壁７３ａには、回路基板６０から引き出された配線コード６１とつながるコネクタ６２を取り付けるためのＴ字形状を呈するコネクタ取付け部７８が形成されている。本形態では、コネクタ取付け部７８は、打抜き形成により、その基端部を幅広部７９として外方に押出すように屈曲させ、この幅広部７９より先端側を一定の幅で細くした幅狭板片部８０として、これを側壁７３ａに平行に設けている。しかして、本形態においてコネクタ６２は、図１０に示したように、この幅狭板片部８０の両側をコネクタ６２がその腹部の両側に沿って設けられたフック６３にて挟むようにして、その板片部８０の先端からスライドして取り付けられるようされており、その取付け後は、図７等に示されるように構成されている。なお、幅広部７９は、そのスライドによる取付けにおけるストッパをなすところである。また、幅狭板片部８０には矩形の貫通孔８１が設けられているが、ここには、図１０に示したように、スライドして取り付けられるコネクタ６２の腹部に設けられた凸部６５が嵌合して、その取付け後の分離防止が図られている。

また、平面視、短辺をなす他方の側壁７３ｂには、図８，９に示したように、その側壁７３ｂの幅方向の中央に、所定の幅をなす切り欠き部７１が縦にフランジ７４ｂを分割する形で設けられている。この切り欠き部７１は、保護カバー７０がケース状部位３４に外嵌されて取り付けられた際、その切り欠き部７１の奥所（図示上方）がケース状部位３４の側壁３３ｂの上端より上に位置して開口７２が存在するように形成されており（図８参照）、回路基板６０から引き出される配線コード６１はこの開口７２から引き出されるように形成されている。

しかして、本形態では図９に示したように、この保護カバー７０を、回路基板６０を搭載してなるケース状部位３４に被せるように外嵌して押し込む。すると、保護カバー７０は、その開口の周縁（フランジの内縁）がケース状部位３４の側壁３３ｃ、３３ｄの外壁に設けられた凸部３７に当たって、外方に押し広げられるように弾性変形する。さらに押込むことで、保護カバー７０の貫通孔７５にその凸部３７が嵌合し、保護カバー７０は元の形状に戻り、ベース部材３０に抜け止状に取り付けられる。かくして、保護カバー７０は図１や図８に示したように、ケース状部位３４に外嵌され、ベース部材３０に取付けられる。なお、この取り付けに際しては、上記もしたように、配線コード６１が保護カバー７０の切り欠き部７１に配置されるようにしておく。こうすることで、取付け後にはそれが開口７２を通ることなる。したがって、その後は、保護カバー７０の外側を引回し、図１０に示したように、コネクタ６２がその腹部の両側に沿って設けられたフック６３を介して、コネクタ取付け部７８の幅狭板片部８０の両側を挟むようにして、その板片部８０の先端からスライドさせ、その取り付けをする。図６はコネクタ６２を取付ける前のコネクタ取付け部７８側から見た保護カバー７０の斜視図であり、図７はその取付け後のコネクタ６２側から見た斜視図である。

上記したように本形態では、保護カバー７０を、ケース状部位３４に外嵌して押し込むことで、保護カバー７０が弾性変形してその貫通孔７５に、ケース状部位３４の凸部３７が嵌合することから、保護カバー７０はケース状部位３４に簡易迅速に取付けられる。すなわち、このような保護カバー取付け構造を備えてなる本形態のセンサによれば、ネジ部材等の別部品や溶接等の工程を要することなく、保護カバー７０はベース部材３０のケース状部位３４に簡易、迅速に取り付けられる。なお、実際には、この保護カバー７０はケース状部位３４をカバーするように外嵌して一気に押し込むことで、瞬時にその嵌合ができる。かくして、輸送等において回路基板６０及びケース状部位３４内に充填された樹脂が損傷を受けることのないセンサが、簡易、迅速に、したがって低コストで得られる。

しかも、本形態では、保護カバー７０の貫通孔７５に対するケース状部位３４の凸部３７の嵌合が、保護カバー７０がその嵌合のための押込み方向と逆方向に引かれた際に外れない抜け止め構造とされていることから、輸送等の過程で保護カバー７０が分離することを確実に防止できるという効果もある。

なお、本形態のセンサは、これをタンクへの取付ける際には、所定のネジ部材８１をベース部材３０のネジ部材挿通部をなす貫通孔３６に挿通してタンクＴにねじ込めばよい。この場合、本形態では、保護カバー７０のフランジ７４ｃ、７４ｄのベース部材３０の貫通孔３６の位置にあわせて貫通孔７６を設けてあるため、この貫通孔７６からネジ部材８１をねじ込むことで、センサのタンクへの取付けと同時に、保護カバー７０をベース部材３０に強固に固定することができる。なお、この取付けにおいては、要すれば、タンクＴの天板、又は蓋の表面と、ベース部材３０の基板部位３１の間にパッキングＰを介在させて取付けてもよい。このようにタンクに取り付けられた本形態のセンサ１は、タンク内に保持された検知部である電極１０，２０を尿素水に液没させ、その電極間の静電容量を測定することで、液位の検出がなされる。

上記の形態では保護カバー７０の貫通孔７５に対するケース状部位３４の凸部３７の嵌合を、保護カバー７０がその嵌合のための押込み方向と逆方向に引かれた際に外れない抜け止め構造としたが、センサのタンクへの取付けと同時に、保護カバー７０をベース部材３０にネジ部材で固定するような場合には、センサをタンクへ取付ける迄の過程において保護カバーがベース部材から分離しない構造としてもよい。したがって、図１１に示したように、前記形態の鋸刃状の凸部３７に代えて、凸部３７を例えば球面状（半球面）のものとしておいて、側壁７３ｃの貫通孔７５に嵌合し易くしておいてもよいなど、凸部３７の形状は上記した形態のものに限定されるものではない。また、凸部３７の数やその配置位置についても、適宜のものとすればよい。なお、凸部３７の嵌合のみにより保護カバーを取り付ける場合には、フランジ７４ａ〜７４ｄやネジ部材挿通孔はなくともよい。

さらに、上記形態ではケース状部位３４に設けられた凸部３７が嵌合する保護カバー７０における部位を貫通孔７５としたが、この部位は貫通したものでなくともよい。すなわち、図１２に示したように、保護カバー７０の側壁７３ｃにおいて貫通することなくその内面において凹となす凹部７５ｂとしてもよい。また、上記したベース部材３０及び保護カバー７０におけるネジ部材挿通部は、独立した貫通孔３６，７６である場合を例示したが、ネジ部材８１による締付けに支障がない限り、例えば、図４中に２点鎖線で示したようにベース部材３０の基板部位３１の外周縁から切り込んだ形の切り欠き（凹部）３６ｂとしてもよい。

また、上記の形態では、保護カバー７０の隣接する側壁の境界部にスリットＳを入れたが、このスリットの設け方は、弾性変形により上記した嵌合構造が得られるものである限り、適宜の位置に設ければよい。また、上記においては直方体のボックス形状のものとしたが、これはケース状部位などにあわせて、適宜の形のボックス形状やドーム形状といった凹形状のものにおいて具体化できる。

また上記形態のセンサは、筒状電極１０と内部電極２０とで一対の電極をなす、静電容量式の液体レベルセンサにおいて液位を検知するものとして具体化したが、この他、液体の濃度、劣化度、品質或いは異物の混入度などを検知するセンサにおいても同様に具体化できる。さらに、本発明のセンサは、静電容量式のものに限られず、液体の各状態を検知することのできるセンサに広く適用できる。さらに、上記の形態では、検知部を上から下に垂下状に配置したものにおいて具体化したが、これとは逆にタンク等の液体収容容器の底において起立状に配置するセンサにおいても同様に具体化できる。

本発明の液状態検知センサの実施の形態（液体レベルセンサ）の一部破断正面図。本発明の液状態検知センサの実施の形態の正面断面図。図１において凸部の嵌合状態を説明する縦断面図及び要部拡大図。ベース部材に内部電極を挿入した状態の平面図。ベース部材内に組み付けられる部品と保護カバーを上から見た分解斜視図。コネクタを取付ける前のコネクタ取付け部側から見た保護カバーの斜視図。図６においてコネクタ取付後のコネクタ側から見た保護カバーの斜視図。ベース部材に保護カバーを外嵌した状態の斜視図。ベース部材に保護カバーを外嵌する状態の説明用断面図。保護カバーのコネクタ取付け部にコネクタを取付けるときの説明用斜視図。ベース部材の凸部の別例を説明する部分断面図。ベース部材の凸部が嵌合する凹部を説明する部分断面図。

符号の説明

１液状態検知センサ
１０，２０電極（検知部）
３０ベース部材
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄケース状部位の側壁
３４ケース状部位
３６貫通孔（ネジ部材挿通部）
３７側壁の凸部
６０回路基板
６１配線コード
６２コネクタ
７０保護カバー
７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ保護カバーのフランジ
７５保護カバーにおけるケース状部位の凸部が嵌合する貫通孔
７５ｂ保護カバーにおけるケース状部位の凸部が嵌合する凹部
７６保護カバーのフランジの貫通孔（カバー側ネジ部材挿通部）
７８コネクタ取付け部
８１ネジ部材
Ｓ保護カバーのスリット
Ｔタンク（液体収容容器）
Ｇ軸線

Claims

タンク内に収容された液の状態を検知するための液状態検知センサであって、
検知部をタンク内に保持した状態でセンサ自身をタンクに取付けるためのベース部材と、該ベース部材上に搭載されると共に、前記検知部と電気的に接続された回路基板と、この回路基板を覆うようにして前記ベース部材に取付けられる保護カバーとを備えてなるものにおいて、
前記ベース部材は、その外周寄り部位に、センサ自身をタンクに取付けるためのネジ部材を挿通させるためのネジ部材挿通部を備えていると共に、該ベース部材の央部を包囲するようにこのネジ部材挿通部よりも内側において側壁を立設してなるケース状部位を備えており、しかも、この側壁の外壁面には凸部が設けられており、
さらに、前記回路基板は、前記ケース状部位の内側において前記ベース部材上に搭載されていると共に、該ケース状部位の内側に充填された樹脂で埋められている一方、
前記保護カバーは、バネ性を有する金属板から形成されると共に、前記ケース状部位に外嵌されるその開口の周縁に連なるスリットが設けられており、該保護カバーが、前記ケース状部位に外嵌して押込まれることによって前記凸部によって押し広げられるように弾性変形すると共に、前記凸部に対応する部位に該凸部が嵌合する貫通孔又は凹部を備えてなるものを使用したことを特徴とする液状態検知センサ。
前記保護カバーの前記貫通孔又は前記凹部に対する前記ケース状部位の前記凸部の嵌合が、該保護カバーがその嵌合のための押込み方向と逆方向に引かれた際に外れない抜け止め構造とされていることを特徴とする請求項１に記載の液状態検知センサ。
前記保護カバーは、前記ケース状部位に外嵌されるその開口の周縁の外側に対し、前記ベース部材の前記ネジ部材挿通部のいずれかに対応する部位にカバー側ネジ部材挿通部を備えたフランジを外向きに突出して備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液状態検知センサ。
前記保護カバーの外側に、前記回路基板に配線コードを介して電気的に接続されてなる外部回路接続用のコネクタを取付けるためのコネクタ取付け部が、該保護カバーと一体で形成されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに１項に記載の液状態検知センサ。