JP5665381B2 - 液位センサ - Google Patents

Description

本明細書では、液位を検出する液位センサを開示する。

特許文献１に、矩形状の接地電極と、誘電体（絶縁層）と、信号電極（正電極）と、が積層された静電容量式の液位センサが開示されている。信号電極は、容器の深さ方向に間隔を開けて配置される複数個の正電極部分を有する。この液位センサは、液体が貯留されるタンク内に配置される。タンク内の液体の液位が変化すると、液体に浸かっている接地電極及び信号電極の長さが変化する。この結果、液位センサの静電容量、すなわち接地電極と信号電極との間の静電容量が変化する。このため、液位センサの静電容量を検知することによって、タンク内の液位を検出することができる。

特開２００７−２９８３６１号公報

この種の液位センサは、静電容量の変化に基づいて液位を検出する。このため、液位の検出精度を向上するためには、電極の表面積を大きくすることが考えられる。しかしながら、従来の液位センサの構造では、電極の表面積を大きくすると、絶縁層の面積も大きくなり、液位センサが大型化してしまう。このため、液位センサの大型化を抑制しながら、液位の検出精度を向上させることが望まれている。本明細書では、液位センサの大型化を抑制しつつ、より的確に液位の検出が可能となる静電容量式の液位センサを提供する。

発明者が詳細に検討した結果、液位センサで測定される静電容量には、絶縁層を挟んで対向する両電極の互いに対向する面（絶縁層の表面と接する面）の間で生じる静電容量と、一方の電極の側面（絶縁層の表面に対して交差する面）と他方の電極との間で生じる静電容量とが含まれることが判明した。両電極の互いに対向する面の間で生じる静電容量は、絶縁層の材質、厚さ等に大きく依存し、液体の液位による変化が比較的に小さい。これに対して、一方の電極の側面と他方の電極との間で生じる静電容量は、絶縁層の材質等の影響は少なく、液位の変化に依存して大きく変化する。

上記の知見を元に、発明者は、液位センサの大型化を抑制しながら、液体の液位によって液位センサの静電容量が大きく変化する液位センサを創作した。

本明細書によって開示される液位センサは、容器内に配置されて容器内の液体の液位を検出するための液位センサであって、絶縁層と、絶縁層の一方の面に固定されている第１の電極と、絶縁層の他方の面に固定されている第２の電極と、を備え、第１の電極は、一方の面上に間隔を開けて配置される複数個の第１電極部分を備え、第２の電極は、他方の面上に間隔を開けて配置される複数個の第２電極部分を備え、複数個の第１電極部分の少なくとも一部は、第１の電極部分の一部分が隣り合う第２電極部分の間に位置する絶縁層に固定されており、第１の電極部分の幅が隣り合う第２電極部分の隙間より大きく、複数個の第２電極部分の少なくとも一部は、第２の電極部分の一部分が隣り合う第１電極部分の間に位置する絶縁層に固定されており、第２の電極部分の幅が隣り合う第１電極部分の隙間より大きい。
本明細書によって開示される他の液位センサは、容器内に配置されて容器内の液体の液位を検出するための液位センサである。この液位センサは、絶縁層と、第１の電極と、第２の電極と、を備える。第１の電極は、絶縁層の一方の面に固定されている。第２の電極は、絶縁層の他方の面に固定されている。第１の電極は、絶縁層の一方の面上に間隔を開けて配置される複数個の第１電極部分を備える。第２の電極は、絶縁層の他方の面上に間隔を開けて配置される複数個の第２電極部分を備える。複数個の第１電極部分の少なくとも一部は、その少なくとも一部分が、隣り合う第２電極部分の間に位置する絶縁層に固定されている。複数個の第２電極部分の少なくとも一部は、その少なくとも一部分が、隣り合う第１電極部分の間に位置する絶縁層に固定されている。

この構成によれば、第１の電極と第２の電極の互いに対向する面の間に生じる静電容量を減少させる一方で、第１の電極と第２の電極のうちの一方の電極の側面と他方の電極の間に生じる静電容量を増加させることができる。したがって、液位センサの静電容量が、一方の電極の側面と他方の電極の間に液体が存在するのか気体が存在するのかによって大きく変化する。このため、的確に液位を検知することができる。また、第１電極部分と第２電極部分の配置を変えることで液位検出精度を上げているため、第１の電極と第２の電極の表面積の増大を抑制することができる。このため、液位センサの大型化を抑制することができる。

複数個の第１電極部分のそれぞれ及び複数個の第２電極部分のそれぞれは、容器の深さ方向に伸びていてもよい。この構成によれば、容器内の液体の液位が下がっていく際に、各電極部分上に液体内の異物が堆積することを防止するこができる。

複数個の第１電極部分のそれぞれ及び複数個の第２電極部分のそれぞれは、容器の深さ方向に垂直な方向に伸びていてもよい。複数個の第１電極部分は、容器の深さ方向に並んで配置されていてもよい。複数個の第２電極部分は、容器の深さ方向に並んで配置されていてもよい。この構成を採用することによって、絶縁層に固定される第１電極部分及び第２電極部分の面積を効率的に大きくすることができる。このため、液位センサの大型化を抑制しながら、液位センサの静電容量を大きくすることができる。

複数個の第１電極部分の少なくとも一部には、絶縁層と反対側の面上に、少なくとも１組の電極群が配置されていてもよい。その電極群は、第１の電極と接続される第３の電極と、第２の電極と接続される第４の電極とが絶縁層を挟んで配置されていてもよい。この構成によっても、液位センサの静電容量が大きくすることができる。

絶縁層と第１の電極と第２の電極とは、円筒形状に形成されていてもよい。第２の電極は、接地されていてもよい。上記の円筒形状の外周側から、第２の電極、絶縁層、第１の電極の順に配置されていてもよい。この構成によれば、外部からの電気的なノイズを第２の電極（接地電極）でシールドすることができる。このため、ノイズによって、静電容量の測定結果がばらつくことを防止することができる。

実施例１の液位センサの正面図を示す。 図１のII-II断面の断面図を示す。 実施例２の液位センサの正面図を示す。 図３のIV-IV断面の断面図を示す。 実施例３の液位センサの斜視図を示す。 実施例４の液位センサの断面図を示す。 変形例の液位センサの断面図を示す。 変形例の液位センサの断面図を示す。 変形例の液位センサの断面図を示す。

下記に説明する実施例の主要な特徴を最初に列記する。
（１）正電極は、容器の深さ方向に伸びる複数個の正電極部分を備える。複数個の正電極部分は、正電極部分の延伸方向に垂直な方向に等間隔を開けて配置されている。接地電極は、容器の深さ方向に伸びており、複数個の正電極部分と同じ個数の接地電極部分を備える。複数個の接地電極部分は、接地電極部分の延伸方向に垂直な方向に等間隔を開けて配置されている。複数個の正電極部分のうち、端に位置する１個の正電極部分以外の正電極部分は、隣り合う接地電極部分の間に位置する絶縁層に固定されている。複数個の接地電極部分のうち、端に位置する１個の接地電極部分以外の接地電極部分は、隣り合う正電極部分の間に位置する絶縁層に固定されている。
（２）正電極は、容器の深さ方向に垂直な方向に伸びる複数個の正電極部分を備える。複数個の正電極部分は、正電極部分の延伸方向に垂直な方向に等間隔を開けて配置されている。接地電極は、容器の深さ方向に垂直な方向に伸びており、複数個の正電極部分と同じ個数の接地電極部分を備える。複数個の接地電極部分は、接地電極部分の延伸方向に垂直な方向に等間隔を開けて配置されている。複数個の正電極部分のうち、端に位置する１個の正電極部分以外の正電極部分は、隣り合う接地電極部分の間に位置する絶縁層に固定されている。複数個の接地電極部分のうち、端に位置する１個の接地電極部分以外の接地電極部分は、隣り合う正電極部分の間に位置する絶縁層に固定されている。

図面を参照して実施例１の液位センサ１０を説明する。図１，２に示すように、液位センサ１０は、正電極１２と、接地電極１６と、絶縁層１４と、絶縁板１８と、絶縁膜２０と、を備える。なお、図１では、液位センサ１０の正電極１２側の面に被覆されている絶縁膜２０は、図示を省略している。図２に示すように、液位センサ１０は、図２の下側から絶縁板１８、接地電極１６、絶縁層１４、正電極１２、絶縁膜２０の順に積層されている。正電極１２は絶縁層１４の一方の面１４ａに接着されており、接地電極１６は絶縁層１４の他方の面１４ｂに接着されている。なお、図１において、液位センサ１０の下方に示される接地電極１６ｖは、液位センサ１０の構成の理解を助けるために示された仮想の接地電極１６であり、実際の接地電極１６を、図の下方に移動させたものである。接地電極１６ｖは、正電極１２の下方に配置されるものではなく、正電極１２と同一の高さに配置されている。

正電極１２は、複数個（実施例では６個）の第１正電極部分１２ａと、複数個（実施例では２個）の第２正電極部分１２ｂと、端子１２ｃと、を備える。各第１正電極部分１２ａは、液位センサ１０が容器（図示省略）内に配置された状態で、容器の深さ方向に平行に伸びる。複数個の第１正電極部分１２ａの形状及び寸法は、同一である。複数本の第１正電極部分１２ａは、第１正電極部分１２ａの延伸方向（容器の深さ方向）に対して垂直な方向に等間隔に配置されている。隣り合う第１正電極部分１２ａの間隔は、第１正電極部分１２ａの幅（図１の左右方向の長さ）よりも若干小さい。各第２正電極部分１２ｂは、第１正電極部分１２ａに対して垂直な方向に伸びている。１個の第２正電極部分１２ｂは、複数個の第１電極部分１２ａのそれぞれの上端に接続され、複数個の第１正電極部分１２ａを電気的に接続している。他の１個の第２正電極部分１２ｂは、複数個の第１電極部分１２ａの下端に接続され、複数個の第１電極部分１２ａを電気的に接続している。図１における左端の第１正電極部分１２ａの上端には、端子１２ｃが接続されている。正電極１２は、端子１２ｃに接続されたハーネスを介して液位検出回路（ともに図示省略）に接続される。

接地電極１６（接地電極１６ｖ）は、正電極１２と同一の形状及び寸法を有する。即ち、接地電極１６は、複数個の第１接地電極部分１６ａと、複数個の第２接地電極部分１６ｂと、端子１６ｃと、を備える。複数個の第１接地電極部分１６ａは、正電極１２における複数個の第１正電極部分１２ａに相当する。各第１接地電極部分１６ａは、第１正電極部分１２ａと同様に、容器の深さ方向に平行に伸びる。複数個の第２接地電極部分１６ｂは、正電極１２における第２正電極部分１２ｂに相当する。端子１６ｃが正電極１２における端子１２ｃに相当する。接地電極１６は、端子１６ｃに接続されたハーネスを介して、液位検出回路に接続される。なお、端子１６ｃは、図１における右端の第１接地電極部分１６ａの上端に接続されている。端子１６ｃは、端子１２ｃの付近に配置されない。これにより、端子１６ｃと端子１２ｃとの間に、電荷が蓄積されることを防止することができる。

図１に示すように、接地電極１６は、各第１接地電極部分１６ａが絶縁層１４を挟んで各第１正電極部分１２ａと対向する位置から、第１接地電極部分１６ａの延伸方向に対して垂直な方向にずれた状態で配置されている。図２に示すように、接地電極１６は、各第１接地電極部分１６ａの幅方向（図２の左右方向の長さ）の中央位置が隣り合う第１正電極部分１２ａの間隔の中央位置と一致するように配置されている。上述したように、隣り合う第１正電極部分１２ａの間隔は、第１正電極部分１２ａの幅よりも小さく、第１接地電極部分１６ａの幅よりも小さい。従って、各第１接地電極１６ａの左右の端部は、絶縁層１４を挟んで、第１正電極部分１２ａと対向している。

絶縁板１８は、液位センサ１０の接地電極１６側の面に配置されている。絶縁膜２０は、液位センサ１０の正電極１２側を被覆している。液位センサ１０は、絶縁板１８と絶縁膜２０とによって、外部と電気的に絶縁されている。

次いで、液位センサ１０の使用状態について説明する。液位センサ１０は、例えば、自動車の燃料タンク内に配置されて使用される。端子１２ｃに接続された液位検出回路は、一定周波数の信号を正電極１２に供給する。液位検出回路は、正電極１２に信号を供給している間に、液位センサ１０の静電容量を測定し、燃料タンク内の燃料の液位を検出する。

図２に示すように、液位センサ１０の静電容量は、第１正電極部分１２ａと第１接地電極部分１６ａとが互いに対向している領域における静電容量Ｃ２と、第１接地電極部分１６ａの上面側において、第１正電極部分１２ａと第１接地電極部分１６ａとが対向していない領域における静電容量Ｃ１と、を含む。また、液位センサ１０の静電容量は、第１正電極部分１２ａの下面側において、第１正電極部分１２ａと第１接地電極部分１６ａとが対向していない領域における静電容量Ｃ３をさらに含む。燃料タンク内の燃料の液位が変化すると、燃料に浸かっている液位センサ１０の長さが変化する。この結果、液位センサ１０の静電容量のうち、静電容量Ｃ１が大きく変化する。即ち、静電容量Ｃ１の電荷を蓄える領域の正電極１２と接地電極１６との間に、燃料が存在するのか、燃料タンク内の気体が存在するのかによって、静電容量Ｃ１が大きく変化する。一方において、燃料に浸かっている液位センサ１０の長さが変化しても、静電容量Ｃ２，Ｃ３はほとんど変化しない。静電容量Ｃ２，Ｃ３の電荷を蓄える正電極１２と接地電極１６との間には、燃料タンク内の燃料又は気体が入らない。このため、静電容量Ｃ２，Ｃ３は、絶縁層１４、絶縁板１８の材質、厚さ等によって決定されるからである。

液位センサ１０では、第１正電極部分１２ａは、隣り合う第１接地電極部分１６ａの間に位置する絶縁層１４に固定されている。また、第１接地電極部分１６ａは、隣り合う第１正電極部分１２ｃの間に位置する絶縁層１４に固定されている。詳細には、接地電極１６は、第１接地電極部分１６ａと第１正電極部分１２ａとが重なった状態から、各第１接地電極部分１６ａの幅（図２の左右方向の長さ）の中央位置が隣り合う第１正電極部分１２ａの間隔の中央位置と一致する距離だけずれた状態で配置されている。この結果、第１接地電極部分１６ａと第１正電極部分１２ａとが絶縁層１４を挟んで対向する領域は、従来と比較して小さい。例えば、特許文献１の技術では、正電極は、その全域において、接地電極と対向している。このため、容器内の液位によってあまり変化しない静電容量（静電容量Ｃ２）が比較的に大きい。この結果、液位センサ１０全体の静電容量のうち、液位よる変化が小さい静電容量の割合が大きくなる。これに対して、液位センサ１０では、液位による変化量が小さい静電容量Ｃ２を小さく抑えることができる。この結果、液位センサ１０全体の静電容量のうち、静電容量Ｃ１の占める割合が大きくなる。このため、液位センサ１０の感度を向上させることができる。この結果、液位センサ１０の静電容量を測定することによって、的確に液位を検知することができる。

第１正電極部分１２ａと第１接地電極部分１６ａとは、容器（燃料タンク）の深さ方向に平行に伸びている。このため、容器内の液体の液位が下がった場合に、液体内の異物が各電極部分１２ａ，１６ａ上に堆積することを防止することができる。

液位センサ１０は、絶縁板１８及び絶縁膜２０によって、外部と絶縁されている。このため、外部の電気的ノイズがシールドされる。この結果、電気的ノイズによって、液位が誤検出されることを防止することができる。

図面を参照して実施例２の液位センサ５０を説明する。図３，４に示すように、液位センサ５０は、正電極５２と、接地電極５６と、絶縁層５４と、絶縁板５８と、絶縁膜６０と、を備える。図４に示すように、液位センサ５０は、図４の下側から、絶縁板５８、接地電極５６、絶縁層５４、正電極５２、絶縁膜６０の順に積層されている。なお、図３では、液位センサ５０の正電極５２側の面に被覆されている絶縁膜６０は、図示を省略している。正電極５２は絶縁層５４の一方の面５４ａに接着されており、接地電極５６は絶縁層５４の他方の面５４ｂに接着されている。また、図３において、液位センサ５０の右方に示される接地電極５６ｖは、液位センサ５０の構成の理解を助けるために示された仮想の接地電極５６であり、実際の接地電極５６を、図の右方に移動させたものである。接地電極５６ｖは、正電極５２の右方に配置されるものではなく、左右方向において正電極５２と同一の位置に配置されている。

正電極５２は、複数個（実施例では２６個）の第１正電極部分５２ａと、複数個（実施例では２個）の第２正電極部分５２ｂと、端子５２ｃと、を備える。各第２正電極部分５２ｂは、液位センサ５０が容器（図示省略）内に配置された状態で、容器の深さ方向に平行に伸びる。各第１正電極部分５２ａは、第２正電極部分５２ｂの延伸方向（容器の深さ方向）に垂直な方向に伸びている。複数個の第１正電極部分５２ａは、第２正電極部分５２ｂの延伸方向に等間隔に配置されている。複数個の第１正電極部分５２ａの左端（図３に示す左端）は、１個の第２正電極部分５２ｂによって電気的に接続されている。複数個の第１正電極部分５２ａの右端（図３に示す右端）は、他の１個の第２正電極部分５２ｂによって電気的に接続されている。図３における左端の第２正電極部分５２ａの上端には、端子５２ｃが接続されている。正電極５２は、端子５２ｃに接続されたハーネスを介して、液位検出回路（図示省略）に接続される。

接地電極５６（接地電極５６ｖ）は、複数個（実施例では２６個）の第１接地電極部分５６ａと、複数個（実施例では２個）の第２接地電極部分５６ｂと、端子５６ｃと、を備える。接地電極５６の外形は、正電極５２の外形と同一の形状及び寸法を有する。第２接地電極部分５６ｂは、第２正電極部分５２ｂと同一形状及び寸法を有する。各第２接地電極部分５６ｂは、第２正電極部分５２ａと同様に、容器の深さ方向に平行に伸びる。各第１接地電極部分５６ａは、第２接地電極部分５６ｂの延伸方向（容器の深さ方向）に垂直な方向に伸びている。第１接地電極部分５６ａの個数は、第１正電極部分５２ａの個数に等しい。複数個の第１接地電極部分５６ａは、第２接地電極部分５６ｂの延伸方向に等間隔に配置されている。第１接地電極部分５６ａの幅（図３の上下方向の長さ）は、隣り合う第１正電極部分５２ａの間隔よりも小さい。また、隣り合う第１接地電極部分５６ａの間隔は、第１正電極部分５２ａの幅よりも大きい。図３における右端の第２接地電極部分５６ａの上端には、端子５６ｃが接続されている。接地電極５６は、端子５６ｃに接続されたハーネスを介して、液位検出回路に接続される。なお、端子５６ｃは、端子５２ｃの付近に配置されていない。これにより、端子５６ｃと端子５２ｃとの間に、電荷が蓄積されることを防止することができる。

図３に示すように、接地電極５６は、各第１接地電極部分５６ａが各第１正電極部分５２ａと絶縁層５４を挟んで対向する位置から、液位センサ１０の長手方向（容器の深さ方向）にずらして配置されている。図４に示すように、接地電極５６は、各第１接地電極部分５６ａの幅方向（図４の左右方向の長さ）の中央が隣り合う第１正電極部分５２ａの間隔の中央位置と一致するように配置されている。上述したように、隣り合う第１正電極部分５２ａの間隔は、第１接地電極部分５６ａの幅よりも大きく、第１接地電極部分５６ａは、絶縁層５４を挟んで対向する領域を有していない。

絶縁板５８は、液位センサ５０の接地電極５６側の面に配置されている。絶縁膜６０は、液位センサ５０の正電極５２側を被覆している。液位センサ５０は、絶縁板５８と絶縁膜６０とによって、外部と電気的に絶縁されている。

なお、液位センサ５０は、液位センサ１０と同様に使用される。図４に示すように、液位センサ５０の静電容量は、第１接地電極部分５６ａの上面側において、第１正電極部分５２ａと第１接地電極部分５６ａとが対向していない領域における静電容量Ｃ４を含む。また、液位センサ５０の静電容量は、第１正電極部分５２ａの下面側において、第１正電極部分５２ａと第１接地電極部分５６ａとが対向していない領域における静電容量Ｃ５をさらに含む。また、液位センサ５０では、第１正電極部分５２ａと第１接地電極部分５６ａとが対向している領域がないため、実施例１における静電容量Ｃ２は無視できるほど小さい。

液位センサ５０によっても、実施例１の液位センサ１０と同様に、感度を向上させることができる。特に、液位センサ５０では、静電容量Ｃ２が、静電容量Ｃ４と比較して無視できる程度に小さい。このため、より顕著に静電容量Ｃ４の変化を検知することができる。この結果、液位センサ５０を用いることによって、より的確に液位を検出することができる。

また、第１正電極部分５２ａと第１接地電極部分５６ａは、容器（燃料タンク）の深さ方向に垂直な方向に伸びている。この構成によれば、液位センサ５０の寸法を大きくすることなく、第１正電極部分５２ａ及び第１接地電極部分５６ａが電荷を蓄えるための領域を大きくすることができる。この結果、液位センサ５０の静電容量を大きくすることが可能となる。

図面を参照して実施例３の液位センサ１００を説明する。実施例３では、実施例１と異なる点について説明する。図５に示すように、液位センサ１００は、実施例１の液位センサ１０を円筒形状に変形した状態と同一の電極部１０２を備える。即ち、電極部１０２は、その外周から順に、絶縁板（絶縁板１８）、接地電極（接地電極１６）、絶縁層（絶縁層１４）、正電極（正電極１２）、絶縁膜（絶縁膜２０）の順に積層されている。正電極は、端子１０４を有する。接地電極は、端子１０６を有する。端子１０４，１０６は、絶縁板から伸びる端子支持部１０８に固定されている。端子１０４，１０６及び端子支持部１０８は、柔軟に変形可能である。端子１０４，１０６の端部は、図示省略した液位検出回路に組み込まれている。この結果、端子と液位検出回路とを接続するためのハーネス及びハーネスを液位検出回路に接続するための差込部を設ける必要がない。

実施例１の液位センサ１０では、複数個の第１正電極部分１２ａのうち、右端以外の第１正電極部分１２ａは、隣り合う第１接地電極部分１６ａの間の絶縁層１４に固定されている。一方において、実施例３の液位センサ１００では、複数個の第１正電極部分の全てが隣り合う第１接地電極部分の間の絶縁層に固定されている。同様に、実施例１の液位センサ１０では、複数個の第１接地電極部分１６ａのうち、左端以外の第１接地電極部分１６ａは、隣り合う第１正電極部分１２ａの間の絶縁層１４に固定されている。一方において、実施例３の液位センサ１００では、複数個の第１接地電極部分の全てが隣り合う第１正電極部分の間の絶縁層に固定されている。

液位センサ１００によっても、実施例１の液位センサ１０と同様に、液位センサ１００の感度を上げることができる。

電極部１０２は、接地電極を正電極の外側になるように形成されている。このため、外部からの電気的なノイズを接地電極によりシールドすることができる。

液位センサ１００では、正面から見たときの寸法を、液位センサ１０よりも大きくすることなく、液位センサ１０と比較して、各電極を大きくすることができる。このため、液位センサ１００の静電容量を大きくすることができる。

端子１０４，１０６は、端子支持部１０８に固定されている。このため、端子１０４，１０６間の距離を一定に維持することができる。この結果、端子１０４，１０６間に電荷が蓄えられることを防止することができる。

図面を参照して実施例４の液位センサ２００を説明する。液位センサ２００は、実施例１の液位センサ１０を備える。液位センサ２００は、さらに、正電極２０２と接地電極２０４と絶縁層２０６を備える。接地電極２０４は、正電極１２及び接地電極１６と同一の形状及び寸法を有する。接地電極２０４は、絶縁膜２０を挟んで正電極１２に対向して配置されている。なお、接地電極２０４は、その端子が正電極１２の端子１２ｃと対向しないように配置されている。接地電極２０４は、接地電極１６と電気的に接続されている。

正電極２０２は、接地電極２０４と同一の形状及び寸法を有する。正電極２０２は、絶縁層２０６を挟んで、接地電極２０４と対向して配置されている。即ち、正電極２０２と接地電極２０４は、正電極１２と接地電極１６の位置関係のように、ずらして配置されていない。なお、正電極２０２の端子は、接地電極２０４の端子と対向しないように配置されている。正電極２０２は、正電極１２と電気的に接続されている。

液位センサ２００でも、実施例１の液位センサ１０と同様に、感度を上げることができる。また、正電極２０２及び接地電極２０４を設けることによって、液位センサ２００の静電容量を大きくすることができる。

（変形例）
（１）実施例４では、正電極１２と正電極２０２との間の接地電極２０４は、正電極１２，２０２と同一の形状及び寸法を有している。しかしながら、図７に示すように、正電極１２と正電極２０２との間の接地電極２０４の第１接地電極部分２０４ａの幅（図７の左右方向）は、第１正電極部分１２ａ，２０２ａの幅よりも大きくてもよい。この構成によれば、第１接地電極部分２０４ａと第１正電極部分１２ａとが絶縁膜２０を挟んで対向しない範囲の静電容量を大きくすることができる。同様に、第１接地電極部分２０４ａと第１正電極部分２０２ａとが絶縁膜２０６を挟んで対向しない範囲の静電容量を大きくすることができる。即ち、液位によって大きく変化する静電容量を蓄える領域を大きくすることができる。この結果、液位センサ２００の感度を上げることができる。

（２）さらに、正電極１２上に積層される電極の構成は、実施例３や上記の変形例に限られない。例えば、図８，９に示すように、正電極１２上に、正電極３００、接地電極３０２、接地電極３０４の順に、各電極間に絶縁層３０６を挟んで積層されていてもよい。図８の例では、各電極３００，３０２，３０４は、正電極１２と同一の形状及び寸法を有している。正電極３００は、正電極１２に対して、図８の右側にずれた状態で配置されていてもよい。接地電極３０２は、正電極３００に対して、図８の左側にずれた状態で配置されていてもよい。この場合、接地電極３０２は、正電極１２の真上に配置されていてもよい。接地電極３０４は、接地電極３０２に対して、図８の右側にずれた状態で配置されていてもよい。この場合、接地電極３０４は、正電極３００の真上に配置されていてもよい。

（３）あるいは、図９の例では、正電極３００の第１正電極部分３００ａの幅（図９の左右方向）が、正電極１２の第１正電極部分１２ａの幅より大きくてもよい。接地電極３０２は、正電極１２と同一の形状及び寸法を有していてもよい。そして、接地電極３０４の第１接地電極部分３０４ａの幅は、接地電極３０２の第１接地電極部分３０２ａの幅よりも大きくてもよい。この場合、第１接地電極部分３０４ａの幅は、第１正電極部分３００ａの幅と等しくてもよい。この場合、第１正電極部分１２ａ，３０２ａ及び第１接地電極部分３０２ａ，３０４ａの幅の中央が重なるように配置されていてもよい。

（４）上記の実施例１において、隣り合う第１正電極部分１２ａの間隔は、第１接地電極部分１６ａの幅よりも大きくてよい。同様に、隣り合う第１接地電極部分１６ａの間隔は、第１正電極部分１２ａの幅よりも大きくてよい。即ち、第１正電極部分１２ａと第１接地電極部分１６ａとが、絶縁層１４を挟んで対向する領域がなくてもよい。また、上記の実施例２において、第１正電極部分５２ａ、第１接地電極部分５６ａの間隔、幅を調整することによって、第１正電極部分と第１接地電極部分とが、絶縁層を挟んで対向するようにしてもよい。第１正電極部分と第１接地電極部分とが対向するように配置するのか否かは、液位センサに要求される静電容量、感度に合わせて調整することができる。

（５）上記の各実施例では、第２正電極部分は、第１正電極部分の両端に１個ずつ設けられている。しかしながら、第２正電極部分は、第１正電極部分の一方の端のみ設けられていてもよい。第２接地電極部分も同様である。

（６）上記の各実施例では、第１正電極部分と第１接地電極部分とが同一の方向に伸びている。しかしながら、第１正電極部分が伸びる方向と第１接地電極部分が伸びる方向とは異なっていてもよい。例えば、液位センサは、実施例１の正電極１２と実施例２の接地電極５６とが絶縁層１４を挟んで積層された構成であってもよい。

（７）上記の各実施例では、接地電極側に絶縁板を設けている。これに代えて、絶縁膜２０と同様の絶縁膜を被覆してもよい。例えば、この構成を実施例１の液位センサ１０に採用すると、実施例１の液位センサ１０に蓄えられる静電容量Ｃ３が、液位によって大きく変化することになる。このため、液位センサ１０の感度をより高くすることができる。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：液位センサ
１２：正電極
１２ａ：第１正電極部分
１４：絶縁層
１６：接地電極
１６ａ：第１接地電極部分
１８：絶縁板
２０：絶縁膜
５０：液位センサ
５２：正電極
５２ａ：第１正電極部分
５４：絶縁層
５６：接地電極
５６ａ：第１接地電極部分
５８：絶縁板
６０：絶縁膜

Claims (5)

1. 容器内に配置されて前記容器内の液体の液位を検出するための液位センサであって、
   絶縁層と、
   前記絶縁層の一方の面に固定されている第１の電極と、
   前記絶縁層の他方の面に固定されている第２の電極と、を備え、
   前記第１の電極は、前記一方の面上に間隔を開けて配置される複数個の第１電極部分を備え、
   前記第２の電極は、前記他方の面上に間隔を開けて配置される複数個の第２電極部分を備え、
   前記複数個の第１電極部分の少なくとも一部は、前記第１の電極部分の一部分が隣り合う前記第２電極部分の間に位置する前記絶縁層に固定されており、前記第１の電極部分の幅が前記隣り合う前記第２電極部分の隙間より大きく、
   前記複数個の第２電極部分の少なくとも一部は、前記第２の電極部分の一部分が隣り合う前記第１電極部分の間に位置する前記絶縁層に固定されており、前記第２の電極部分の幅が前記隣り合う前記第１電極部分の隙間より大きい、液位センサ。
2. 前記複数個の第１電極部分のそれぞれ及び前記複数個の第２電極部分のそれぞれは、前記容器の深さ方向に伸びている、請求項１に記載の液位センサ。
3. 前記複数個の第１電極部分のそれぞれ及び前記複数個の第２電極部分のそれぞれは、前記容器の深さ方向に垂直な方向に伸びており、
   前記複数個の第１電極部分は、前記容器の深さ方向に並んで配置されており、
   前記複数個の第２電極部分は、前記容器の深さ方向に並んで配置されている、請求項１に記載の液位センサ。
4. 前記複数個の第１電極部分の少なくとも一部には、前記絶縁層と反対側の面上に、少なくとも１組の電極群が配置されており、
   その電極群は、前記第１の電極と接続される第３の電極と、前記第２の電極と接続される第４の電極とが絶縁層を挟んで配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の液位センサ。
5. 前記絶縁層と前記第１の電極と前記第２の電極とは、円筒形状に形成されており、
   第２の電極は、接地されており、
   前記円筒形状の外周側から、前記第２の電極、前記絶縁層、前記第１の電極の順に配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の液位センサ。

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