JPH0318894Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動車の燃料あるいはエンジンオイル
等液槽中の各種液体の液位を、該液槽中の液体と
大気の熱伝導差によつて検知する液面検出器に関
するもので、以下図面の実施例について説明す
る。

第１図において１は液槽の適当な部位に装着さ
れる金属の本体１ａと、該本体の取付ねじ１a′の
下方に設けられた段座面１a″から液槽内に突出す
るように延設される有底の保護筒１ｂとからな
る。２は板状のセラミツクヒータ（以下、板状ヒ
ータと略称する）で、同図Ｂに示されるように特
公昭51−22659号公報に開示されたセラミツクグ
リーンシートの片面にモリブデン等耐熱金属粉末
を含むペーストによつて発熱要素となる所望の導
電パターンを印刷し、この上に同質のセラミツク
グリーンシートを積層、圧着して一体化し、予め
上記導電パターンの両端末に通ずる上下いずれか
のグリーンシートに設けた一対の小孔に該導電パ
ターンと同質の金属ペーストを充填してスルーホ
ールと呼ばれる導電孔を形成した後、非酸化性雰
囲気中において焼結し、薄膜の発熱要素を内封し
た板状セラミツクの発熱体を製造する手法を応用
して製作したものを示し、高アルミナ磁器等から
なる本体２ａの内部に埋設されたスパイラル状の
発熱要素２ｂの一端、ここでは外端２b′から上端
面に設けられた第１のスルーホール２ｃに接続す
る狭小な入力電極面２ｄと、上記発熱要素２ｂの
一端、ここでは内端２b″から底面に設けられた第
２のスルーホール２c′に接続して該底面の略々全
域を覆う接地電極面２ｅと、該接地電極面２ｅか
ら本体２ａの側壁を経て上端面に伸びて上記入力
電極面２ｄとの間に絶縁間隔を保持して同一面上
に対向する感温座面２e′をそれぞれ真空蒸着等の
金属化法によつて形成し、底面の接地電極面２ｅ
を上記有底の保護筒１ｂの内底面にロー着等（図
示省略）によつて互いに熱伝導性よく接合する。
次に３は上記板状ヒータ２の上面に形成された狭
小な入力電極面２ｄにロー着等によつて植設した
入力リード線、４は両主表面に金属化電極面４
ａ，４a′を設けたサーミスタで一方の電極面４ａ
を上記板状ヒータ２の上面に設けた感温座面２
e′にロー着等によつて積層して接合して互いに熱
伝導性よく結合し他方の電極面４a′には上記サー
ミスタ４が受けた温度を対抗値で報知する信号リ
ード線５が同じくロー着等によつて植設されてい
る。６は上記入力リード線３及び信号リード線５
の絶縁を保持するため保護筒１ｂの内部に充填さ
れたシリコン樹脂等の絶縁性充填材を示し、この
充填材６を充填した後、また場合によつては充填
前において上記保護筒１ｂに、上記板状ヒータ２
及びサーミスタ４を設けた底面から上方への熱伝
導を抑制する径小部１b′をローリング加工等によ
つて形成する。１b″は径小部１b′によつて区域さ
れてなる保護筒の末端部である。３ａ，５ａは上
記入力リード線３、信号リード線５と接続する入
力端子及び信号端子、７は上記本体１ａの上端の
開口部に嵌着し上記入力端子３ａ及び信号端子５
ａを固定する絶縁端子である。

こゝで上記入力端子３ａを電源に接続すれば入
力リード線３、入力電極面２ｄ、第１のスルーホ
ール２ｃ、スパイラル状発熱要素の外端２b′、そ
の内端２b″、第２のスルーホール２c′、接地電極
面２ｅを経て主体金具１に至り接地される加熱回
路を構成して板状ヒータ２を発熱させる。

一方、信号端子５ａ側には信号リード線５から
サーミスタ４、板状ヒータ２上の感温座面２e′と
導通する該板状ヒータ２の底面の接地電極面２ｅ
を経て上記主体金具１に至り、上記板状ヒータ２
の温度上昇を抵抗値によつて検出する検知回路が
構成される。

従つて、上記加熱回路に通電して板状ヒータ２
を発熱させればサーミスタ４も受熱して信号端子
５ａにそのときの温度を抵抗値として伝達する
が、上記板状ヒータ２の温度は上昇した後、これ
と接する保護筒１ｂの底面を含む部分の外部媒体
の熱伝達率差に応じて異なる温度に飽和し、上記
媒体が液体の場合はその比較的高い熱伝達率によ
つて比較的低温にて飽和状態に達する反面、大気
の場合はその著しく低い熱伝達率によつて高温に
おいて飽和するので検知回路に現われる抵抗値の
変化により、上記保護筒１ｂの外部底面が液体中
に浸漬しているか、大気中に曝されているかを検
知することができるので本体１ａの外側面の取付
ねじ１a′によつて液槽（図示省略）中の液体の下
限とする部位に装着すれば、該液槽中の液体が必
要な液位を維持しているか、補給して液位を高め
る必要があるかを検知することができるが、本考
案においては上記の通り保護筒１ｂの板状ヒータ
２及びサーミスタ４を内封した底部の上方に、該
部分から上方への熱伝達を抑制する径小部を設
け、これによつて上記保護筒１ｂの底部付近に形
成した末端部１b″を熱的に孤立させるようにした
から、サーミスタを板状のヒータに直接、接合す
ることによつてもたらされる該サーミスタの高い
応答性に加え、上記末端部分外部の媒体の違いに
よる温度変化に差異を生じて感度を高めるととも
に、サーミスタを気中雰囲気で所定の飽和温度を
保持するのに必要となる板状ヒータの消費電力を
小さくし、かつ主体金具を板状ヒータ側の加熱回
路及びサーミスタ側の検知回路の接地電極として
共用するから、回路及び装置を単純化して製造価
格を低減する等の優れた効果がある。

いま、前に述べたセラミツク発熱体の製造技術
を用い、直径10mm、厚さ１mmからなる円板状アル
ミナ磁器の内部にモリブデンの薄膜によつて形成
した抵抗値20Ωのスパイラル状薄膜耐熱金属の発
熱要素を有する図示した板状発熱体２と、Mn−
Fe−Ni系組成物からなる負特性のサーミスタ４
にそれぞれ入力リード線３、信号リード線５を植
設し、真ちゆう（７：３黄銅）からなる主体金具
の段座面１a″から下方に伸びる内径12mm、厚さ１
mm、長さ20mmの保護筒１ｂの内底面に積層、接合
しついで絶縁材６としてシリコンゴムを上記段座
面１a″を超える高さに充填し、かつ上記サーミス
タ４の上方約５mmの位置から上方へ約10mmの部分
をローリング加工によつて圧搾して外径約５mmの
径小部１b′を保護筒に形成した本考案の液面検出
器と、上記ローリング加工による径小部を設けず
他を全部同一としたものについて両者の特性を比
較した結果は次の通り前者の本考案品は優れた効
果を示した。

すなわち、両者の板状ヒータの表面温度を大気
中250℃において飽和させるに要する所望電力は
本考案品の場合12Wで止まつたのに対して、後者
の径小部を設けない場合は16Wを要し、またこの
板状ヒータの表面温度を大気中250℃において飽
和させた条件で120℃の油中に保護筒となる主体
金具の取付ねじ下の段座面１a″の下方の部分を浸
漬して板状ヒータを発熱させた場合における該板
状ヒータの表面温度は本考案品が200℃まで低下
してその間50℃の温度差を生じたのに対して、後
者の径心部を設けない場合の温度は220℃でその
間の温度差は30℃に止まつた。

本考案の液面検出器は板状ヒータ２とサーミス
タ４を内底部に互いに熱的に結合するように接合
して設けた保護筒１ｂの上記板状ヒータ２、サー
ミスタ４の上方において径小部を設けることによ
つて該保護筒１ｂの末端部を熱的に孤立させるよ
うにして上記の効果を奏するものであるが、保護
筒の径小部の材質を低熱伝導性とし末端部分に高
熱伝導性の材料を用いることによつて更にその効
果を高めることもできる。

第２図はその実施例を示し、１１は本体１１ａ
と、径小部をなす管１１b′の末端に後で、述べる
板状ヒータ及びサーミスタを収納する末端部分を
なす径大の筐体１１b″をかしめ、ロー着等によつ
固定してなる有底筒状の保護筒１１ｂとからなる
主体金具で、上記管１１b′はステンレス等の低熱
伝性の金属によつて製作され、上端面に設けた径
大の鍔によつて本体１１ａの末端にかしめられる
か、図示を省略するが鍔を設けることなくロー着
等によつて一体に接合され、その反対側の末端に
おいて固定する上記径大の筐体１１b″は真ちゆう
等の高熱伝導性金属によつて製作される。２は板
状ヒータ、３は入力リード線、３ａは入力端子、
４はサーミスタ、５は信号リード線、５ａは信号
端子、６はシリコン樹脂等の絶縁性充填材、７は
絶縁蓋を示し、板状ヒータ２から絶縁蓋７に至る
これらの部材は第１図の場合と同様に組付けら
れ、入力端子３ａから主体金具１１に至り接地さ
れる加熱回路と、信号端子５ａから同じく主体金
具１１に至り接地される検知回路が構成され前と
同様に機能するが、本例においては板状ヒータ
２、サーミスタ３を収納する保護筒１１ｂの末端
部分を高熱伝導性金属からなる径大筐体１１b″に
よつて形成し、これから上方に伸びて本体１１ａ
に固定される径小の部分１１b′は低熱伝導性金属
の管によつて構成されるから、上記板状ヒータ２
とサーミスタ４の積層、接合による高い応答性及
び保護筒１１ｂのこれら板状ヒータ２、サーミス
タ４の上方を径小の管１１b′とした形状によつて
得られる効果の他に上記径大の筐体１１b″と径小
の管１１b′両者の熱伝導率の差異による効果が付
加されるから更に高い効果が得られる。

いま、主体金具１１の保護筒１１ｂの末端の筐
体１１b″の材質を真ちゆう（７：３黄銅）、その
上方の径小部１１ｂの材質をステンレス
（SUS304等）にした他は主体金具１１の本体１
１ａを含めて第１図の前例と同一材質かつ略々同
一寸法に製作した第２図に示した液面検出器の特
性を前と同一条件で測定した結果、板状ヒータの
表面温度を250℃に飽和させるに要する所要電力
は6Wとなつて6Wを更に節減し、また前と同様
120℃の油中に浸漬した場合における板状ヒータ
の表面温度も160℃まで低下し両者間に90℃の温
度差を生じ、第２図に示したものは第１図に示し
たものに比して更に消費電力を低減し、しかも高
い感度を示した。

なお、サーミスタの応答性を高めるため、該サ
ーミスタと積層、接合して主体金具の保護筒の内
底面に座定される板状ヒータ２に内封された発熱
要素２ｂの両端末を、それぞれ軸線方向のスルー
ホール２ｃ，２c′を通じて両主表面の入力電極面
２ｄ及び接地電極面２ｅに接続した態様を第１図
Ｂに示したが、上記スルーホールに代えて発熱要
素２ｂの両端末をそれぞれ側端まで延長したの
ち、側壁に沿う金属化面によつて入力電極面２
ｄ、接地電極面２ｅ及び感温座面２e′に導通して
もよい。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本考案の液面検出器の基本的態様を
示す縦断面図、同図Ｂはその底面付近を拡大して
示した縦断面図、第２図は他の実施例を示す縦断
面図で第１図と共通する部品は同一符号で示し
た。 １，１１……主体金具、１ａ，１１ａ……本
体、１ｂ，１１ｂ……保護筒、１b′，１１b′……
径小部、２……板状ヒータ、４……サーミスタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 主体金具本体１ａ，１１ａから液槽内に突出さ
   せる有底の保護筒１ｂ，１１ｂの内底面に、耐熱
   金属の薄膜からなり、内封された発熱要素２ｂの
   一端２b′を入力リード線３に接続する入力電極面
   ２ｄと、他端２b″を上記保護筒に接続、接地する
   接地電極面２ｅを具えた板状のセラミツクヒータ
   ２を座定すると共に、該接地電極面２ｅから伸
   び、上記入力電極面２ｄとの間に絶縁間隔を設け
   て形成した感温座面２e′上にサーミスタ４の一方
   の電極面４ａを積層、熱的に結合するように接合
   し、該サーミスタ４の他方の電極面４a′に接続し
   た信号リード線５と、上記入力リード線３との間
   の絶縁を保持すると共に上記主体金具の保護筒１
   ｂ，１１ｂに、該主体金具本体１ａ，１１ａの方
   向への熱伝達を抑制する径小部１b′，１１b′を設
   けたことを特徴とする液面検出器。