JP2017021001A - Liquid level detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、容器に貯留された液体の液面位置を検出する液面検出装置に関する。 The present invention relates to a liquid level detection device that detects a liquid level position of a liquid stored in a container.
従来から、容器に貯留された液体の液面位置を検出する液面検出装置が知られている。例えば特許文献1に記載された液面検出装置は、容器の高さ方向に並べられた複数のセンサ電極と、この鉛直方向に沿って延びた第一接地電極とを有している。この液面検出装置においては、基板部の表面に各センサ電極及び第一接地電極の両方が設けられており、これらセンサ電極と第一接地電極との間の静電容量に基づいて液面レベルが検出されるようになっている。また、この液面検出装置は、第一接地電極と同様に鉛直方向に延びた第二接地電極を有しており、この第二接地電極は、基板部の裏面に設けられている。基板部の内部には、センサ電極に接続された配線が設けられており、この配線が各接地電極によりシールドされた状態になっていることで、液面位置の変化による配線容量の変化が防止されるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid level detection device that detects a liquid level position of a liquid stored in a container is known. For example, the liquid level detection device described in
しかしながら、基板部の表面にセンサ電極及び第一接地電極が設けられ、基板部の裏面に第二接地電極が設けられた構成では、基板部の内部の配線を2つの接地電極によりシールドできるものの、センサ電極の設置スペースが限られてしまう。この場合、センサ電極と第一接地電極との対向面積が制限されるため、液面位置の検出精度を向上させることに関して改善の余地がある。 However, in the configuration in which the sensor electrode and the first ground electrode are provided on the surface of the substrate portion and the second ground electrode is provided on the back surface of the substrate portion, although the wiring inside the substrate portion can be shielded by the two ground electrodes, The installation space for the sensor electrode is limited. In this case, since the facing area between the sensor electrode and the first ground electrode is limited, there is room for improvement with respect to improving the detection accuracy of the liquid level.
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、容器の内部に貯留された液体の液面位置の検出について、液面検出装置による検出精度を高めつつ、容器内に設けられる電極ユニットの小型化を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a liquid level position of a liquid stored in the container while increasing the detection accuracy by the liquid level detection device. The purpose is to reduce the size of the electrode unit.
以下、課題を達成するための発明の技術的手段について、説明する。なお、発明の技術的手段を開示する特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The technical means of the invention for achieving the object will be described below. The reference numerals in parentheses described in the scope of claims and this column disclosing technical means of the invention indicate the correspondence with the specific means described in the embodiment described in detail later. It is not intended to limit the technical scope of the invention.
上述の課題を解決するために開示された発明は、
容器(12,13)の内部に設けられた電極ユニット(21)と、
電極ユニットから静電容量を検出することで、容器の内部に貯留された液体の液面位置(L)を検出する液面検出部(22,23,26)と、
を備え、
電極ユニットは、
容器の高さ方向に並べられた複数の検出電極(34a,34b)と、
複数の検出電極を収納した状態で、複数の検出電極のそれぞれと対向している収納電極(32)と、
収納電極の内部空間(32a)において複数の検出電極を支持した電極支持部(35)と、
を有しており、
複数の検出電極においては、電極支持部を挟んで対向する2つの検出電極を少なくとも有する検出電極群(39)が、容器の高さ方向に複数並べられており、
液面検出部は、
複数の検出電極と収納電極との間の静電容量に基づいて液面位置を検出するものであることを特徴とする。
The invention disclosed in order to solve the above problems
An electrode unit (21) provided inside the container (12, 13);
A liquid level detection unit (22, 23, 26) for detecting the liquid level position (L) of the liquid stored in the container by detecting capacitance from the electrode unit;
With
The electrode unit
A plurality of detection electrodes (34a, 34b) arranged in the height direction of the container;
A storage electrode (32) facing each of the plurality of detection electrodes in a state of storing the plurality of detection electrodes;
An electrode support (35) supporting a plurality of detection electrodes in the internal space (32a) of the storage electrode;
Have
In the plurality of detection electrodes, a plurality of detection electrode groups (39) having at least two detection electrodes facing each other across the electrode support portion are arranged in the height direction of the container,
The liquid level detector
The liquid level position is detected based on the capacitance between the plurality of detection electrodes and the storage electrode.
この発明によれば、複数の検出電極群が収納電極の内部に配置されているため、仮に容器内において泡や液面の揺れが発生していたとしても、これら泡や液面の揺れが検出電極群に到達しにくくなっている。このため、泡や液面の揺れにより液面位置の検出精度が低下するということを抑制できる。すなわち、液面検出装置による検出精度を高めることができる。 According to the present invention, since a plurality of detection electrode groups are arranged inside the storage electrode, even if bubbles or liquid level fluctuations occur in the container, these bubble or liquid level fluctuations are detected. It is difficult to reach the electrode group. For this reason, it can suppress that the detection precision of a liquid level position falls by bubble and the fluctuation | variation of a liquid level. That is, the detection accuracy by the liquid level detection device can be increased.
しかも、検出電極群においては、少なくとも2つの検出電極が横並びに配置されているため、全ての検出電極を上下に並べるという必要がない。このため、一組の検出電極を設置するためのスペースの高さ寸法を低減できる。また、例えば検出電極群の各検出電極が電極支持部の一側方において横並びに配置された構成とは異なり、一組の検出電極が互いに干渉することでそれぞれの大きさや形状が制限されるということを回避できる。したがって、静電容量を適正に確保できるように検出電極群の各検出電極と収納電極との対向面積を保持したまま、電極ユニットの小型化を実現できる。 In addition, in the detection electrode group, since at least two detection electrodes are arranged side by side, it is not necessary to arrange all the detection electrodes vertically. For this reason, the height dimension of the space for installing a set of detection electrodes can be reduced. Also, for example, unlike the configuration in which the detection electrodes of the detection electrode group are arranged side by side on one side of the electrode support portion, the size and shape of each detection electrode are limited by the interference of a pair of detection electrodes. You can avoid that. Accordingly, it is possible to reduce the size of the electrode unit while maintaining the facing area between each detection electrode and the storage electrode of the detection electrode group so that the capacitance can be appropriately secured.
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping description may be abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the corresponding component in each embodiment. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configuration of the other embodiment described above can be applied to the other part of the configuration. In addition, not only combinations of configurations explicitly described in the description of each embodiment, but also the configurations of a plurality of embodiments can be partially combined even if they are not explicitly specified unless there is a problem with the combination. .
(第一実施形態)
図1に示すように、車両に搭載されたエンジン10は、シリンダヘッド11、クランクケース12及びオイルパン13を有しており、車両の走行用動力源となる内燃機関である。シリンダヘッド11は、その内部空間としてシリンダ11aを有しており、このシリンダ11a内をピストン14が上下方向に摺動するようになっている。ピストン14は、コネクティングロッド15を介してクランクシャフト16に接続されている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, an
シリンダヘッド11、クランクケース12及びオイルパン13は、エンジン10の本体部を形成しており、オイルパン13にはエンジンオイル等のオイル18が貯留されている。このオイル18は、ピストン14の摺動部、コネクティングロッド15及びクランクシャフト16の軸受け部等の潤滑を行う潤滑油であり、容器としてのオイルパン13に貯留された液体に相当する。エンジン10においては、オイル18の液面位置である液面位Lがオイルパン13の上端よりも高い位置に上昇することも想定される。この場合には、オイルパン13に加えてクランクケース12により容器が構成されていることになる。また、液面位Lを液面レベルや液面高さと称することもできる。
The
エンジン10に対しては、静電容量に基づいてオイル18の液面位hを検出する液面検出装置20が設けられている。液面検出装置20は、オイルパン13の内部に設けられた電極ユニット21と、電極ユニット21の電気的な状態を切り替えるユニット切替部22と、電極ユニット21の静電容量を検出するための静電容量検出部23と、静電容量検出部23の検出結果に基づいて液面位Lを算出する演算処理部24と、ユニット切替部22の動作制御を行う切替処理部25とを有している。
The
液面検出装置20の電気的な構成について簡単に説明する。液面検出装置20においては、回路構成として、静電容量検出部23がユニット切替部22を介して電極ユニット21に接続されている。演算処理部24は静電容量検出部23に接続されており、静電容量検出部23の検出信号が演算処理部24に入力される。切替処理部25はユニット切替部22に接続されており、切替処理部25からユニット切替部22に指令信号が入力される。液面検出装置20は、マイクロコンピュータ等の制御部を含んで構成された制御装置26を有しており、演算処理部24及び切替処理部25はこの制御装置26に含まれている。なお、ユニット切替部22、静電容量検出部23及び制御装置26が、液面位Lを検出する液面検出部を構成している。
The electrical configuration of the liquid
電極ユニット21は、全体として縦長状になっており、オイルパン13の高さ方向、すなわち上下方向に延びている。このため、オイル18の貯留量が増減した場合には、オイル18の液面位Lが電極ユニット21の長手方向に変位することになる。なお、電極ユニット21は、ブラケットを介してクランクケース12及びオイルパン13に固定されている。
The
図2、図3に示すように、電極ユニット21は、複数の電極が集合した電極集合体31と、電極集合体31との間に静電容量を発生させる共通電極32とを有している。電極集合体31は全体として縦長状になっており、共通電極32は縦長の矩形筒状になっている。共通電極32は、耐油性を有するステンレス鋼等の金属材料により形成されており、幅寸法が奥行き寸法よりも大きい扁平状になっている。電極集合体31は、その幅方向が共通電極32の幅方向に一致する向きで、共通電極32の内部空間32aに収納されている。共通電極32の長さ寸法は電極集合体31の長さ寸法より大きくなっており、電極集合体31は共通電極32から上方及び下方のいずれにも突出しない状態になっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
電極集合体31は、共通電極32の長手方向に沿って並べられた複数の検出電極34a,34bと、これら検出電極34a,34bを支持した電極支持体35とを有している。電極支持体35は、全体として縦長の矩形板状になっており、本実施形態では、電極支持体35において、検出電極34a,34bのうち表側検出電極34aが設けられた方の板面を表面と称し、裏側検出電極34bが設けられた方の板面を裏面と称する。検出電極34a,34bは、共通電極32と同様に、耐油性を有するステンレス鋼等の金属材料により形成されており、横長の矩形板状になっている。検出電極34a,34bは、それぞれ等間隔で配置されており、互いに平行に延びている。
The
検出電極34a,34bの幅寸法は電極支持体35の幅寸法より小さくなっており、検出電極34a,34bは、電極支持体35の幅方向の中央位置に配置されている。この場合、電極支持体35は、その幅方向において検出電極34a,34bよりも側方に突出した状態になっている。
The width dimensions of the
電極支持体35は、互いに対向する一対の絶縁部36a,36bと、これら絶縁部36a,36bの間に設けられた中間電極37とを有している。絶縁部36a,36bは、耐油性を有する樹脂等の絶縁材料により矩形板状に形成されている。中間電極37は、共通電極32や検出電極34a,34bと同様に、耐油性を有するステンレス鋼等の金属材料により形成されており、絶縁部36a,36bと同じ大きさ及び形状を有している。絶縁部36a,36bと中間電極37とは板面同士で重ねられており、絶縁部36a,36bの各外側板面が検出電極34a,34bの取り付け面になっている。中間電極37は、検出電極34a,34bのそれぞれと絶縁部36a,36bを挟んで対向している。
The
共通電極32は、その幅方向に延びた一対の幅板部32b,32cと、その奥行き方向に延びた一対の奥行き板部32dとを有している。一対の幅板部32b,32cのうち、表側に設けられた表側幅板部32bは表側検出電極34aと対向しており、裏側に設けられた裏側幅板部32cは裏側検出電極34bと対向している。
The
電極ユニット21においては、幅板部32b,32cと検出電極34a,34bと中間電極37とが互いに平行に延びている。表側検出電極34aは、表側幅板部32bと中間電極37との間に配置されており、この表側検出電極34aと表側幅板部32b及び中間電極37との間のそれぞれに静電容量が生じやすくなっている。また、裏側検出電極34bは、裏側幅板部32cと中間電極37との間に配置されており、この裏側検出電極34bと裏側幅板部32c及び中間電極37との間のそれぞれに静電容量が生じやすくなっている。
In the
電極集合体31は、共通電極32の厚み方向及び幅方向の両方について中央位置に配置されている。表側検出電極34aと表側幅板部32bとの間の離間距離D1は、裏側検出電極34bと裏側幅板部32cとの間の離間距離D2に同じになっている。これら離間距離D1,D2は、奥行き板部32dと検出電極34a,34bとの間の離間距離D3とほぼ同じ大きさになっている。この場合、電極集合体31と幅板部32b,32cとの間の離間距離が適正に確保されているため、この離間距離が小さ過ぎる場合に比べて、電極集合体31と幅板部32b,32cとの間でオイル18の毛細管現象が発生しにくくなっている。このため、共通電極32の内側と外側とで液面位Lとが異なるという液面かい離の発生が抑制される。なお、離間距離D1〜D3をギャップと称することもできる。
The
ちなみに、離間距離D1,D2は、離間距離D3より大きくなっていてもよい。この場合、毛細管現象の抑制効果を高めることができる。 Incidentally, the separation distances D1 and D2 may be larger than the separation distance D3. In this case, the effect of suppressing capillary action can be enhanced.
図4に示すように、電極ユニット21においては、複数の検出電極34a,34bのうち、電極支持体35を挟んで対向する一対の検出電極34a,34bにより検出電極群39が構成されている。検出電極群39は、電極支持体35の長手方向に沿ってN個並べられており、各検出電極群39の中心線Oが等間隔で配置されている。1つの検出電極群39においては、表側検出電極34aと裏側検出電極34bとが同じ高さ位置に配置されており、これら検出電極34a,34bの各中心部を中心線Oが通っている。また、一対の検出電極34a,34bは、検出電極群39ごとに電気経路により電気的に接続されている。
As shown in FIG. 4, in the
電極ユニット21の長手方向を上下方向とした場合、上下に隣り合う検出電極群39においては、上側の検出電極群39の検出電極34a,34bが、下側の検出電極群39の検出電極34a、34bよりも高い位置にある。この場合、上下に隣り合う検出電極群39の間には、いずれの検出電極34a,34bも存在しない隙間領域SPが設けられている。この隙間領域SPは、上下に隣り合う表側検出電極34aの間の表側隙間と、上下に隣り合う裏側検出電極34bの間の裏側隙間とを有しており、これら表側隙間及び裏側隙間は、電極支持体35を挟んで重なった位置に配置されている。
When the longitudinal direction of the
検出電極34a,34bを接続した電気経路は、電気配線としての電極線41a,41bを含んで構成されている。電極線41aは、表側検出電極34aに接続された表側電極線41aであり、電極線41bは、裏側検出電極34bに接続された裏側電極線41bである。
The electrical path connecting the
なお、共通電極32が複数の検出電極34a,34bを収納した収納電極に相当し、共通電極32の内部空間32aが収納空間に相当し、電極支持体35が電極支持部に相当し、検出電極34a,34bが収納電極に対向した検出電極に相当する。また、電極支持体35においては、中間電極37が支持電極に相当し、絶縁部36a,36bが支持絶縁部に相当する。
The
図2、図3に示すように、検出電極34a,34bには、電極線41a,41bを接続するための接続孔42a,42bが形成されており、接続孔42a,42bには、電極線41a,41bに接続されたコネクタ部材43が挿入されている。コネクタ部材43は、検出電極34a,34bと同様に、耐油性を有するステンレス等の金属材料により形成されており、検出電極34a,34bと電極線41a,41bとを電気的に接続している。
As shown in FIGS. 2 and 3,
接続孔42aは、表側検出電極34aに配置された表側接続孔42aであり、接続孔42bは、裏側検出電極34bに配置された裏側接続孔42bである。接続孔42a,42bは、複数の検出電極34a,34bのそれぞれに1つずつ形成されており、これら接続孔42a,42bは、互いに電極支持体35の幅方向にずれていることで上下に重ならない位置に配置されている。
The
例えば、表側検出電極34aについて説明する。最下位の表側検出電極34aにおいては一端寄りの位置に表側接続孔42aが配置され、最上位の表側検出電極34aにおいては、最下位の表側検出電極34aとは反対側の端部寄りの位置に表側接続孔42aが配置されている。そして、中間位置の各表側検出電極34aにおいては、最上位の表側検出電極34aに近い表側検出電極34aほど最下位の表側検出電極34aとは反対側の端部に近い位置に表側接続孔42aが配置されている。
For example, the front
表側電極線41aは表側絶縁部36aの内部に配置されており、裏側電極線41bは裏側絶縁部36bの内部に配置されている。この場合、電極線41a,41bは、検出電極34a,34b及び中間電極37のそれぞれに対して絶縁部36a,36bにより電気的に絶縁された状態になっている。また、コネクタ部材43は、検出電極34a,34bの接続孔42a,42bから絶縁部36a,36bの内部に入り込んだ状態で、電極線41a,41bに接続されている。
The front
電極線41a,41bは、検出電極34a,34bと中間電極37との間に配置されている。この場合、これら検出電極34a,34b及び中間電極37によるシールド効果が電極線41a,41bに付与されることで、電極線41a,41bに印加される電圧等にノイズが発生することが抑制される。
The
次に、液面検出装置20の電気的な構成について、図4を参照しつつ説明する。
Next, the electrical configuration of the liquid
液面検出装置20においては、複数の検出電極群39のそれぞれについて個別に静電容量を検出することが可能になっている。静電容量検出部23は、検出電極群39と共通電極32との間に直流電圧を印加する直流電源部23aと、この直流電源部23aに直列に接続された抵抗23bと、これら直流電源部23a及び抵抗23bに対し接続された電圧計測部23cとを有している。
In the liquid
ユニット切替部22は、共通電極32を直流電源部23aの負極側に接続した負接続部22aと、検出電極群39に対する直流電源部23aの接続状態を切り返すスイッチ部22bとを有している。負接続部22aは電気経路であり、共通電極32と直流電源部23aとを導通状態で保持している。スイッチ部22bは、検出電極群39を直流電源部23aの正極側に接続した正状態と、負極側に接続した負状態とに移行可能であり、検出電極群39ごとに設けられている。この場合、スイッチ部22bは、検出電極群39と同じN個だけ設けられており、一対の検出電極34a,34bが1つのスイッチ部22bに接続されている。なお、正状態が電源側状態に相当し、負状態が収納側状態に相当する。
The
ここで、共通電極32及び中間電極37は、グラウンドGNDに接続されていることで接地されている。このため、直流電源部23aの負極側は、負接続部22aを通じて接地されていることになる。また、検出電極群39は、その対応するスイッチ部22bが負状態にある場合に接地されていることになる。
Here, the
切替処理部25は、指令信号を出力することでユニット切替部22の各スイッチ部22bを個別に動作させることが可能になっている。例えば、複数の検出電極群39のうち、下からk段目の検出電極群39だけに直流電源部23aから電圧を印加する場合には、k段目の検出電極群39に対応したスイッチ部22bを正状態に移行させる一方で、その他のN−1個の検出電極群39に対応したN−1個のスイッチ部22bを負状態に移行させる。なお、図4〜図7においては、複数のスイッチ部22bの左からの並び順を、検出電極群39の下からの並び順に対応させて図示している。
The switching
図5に示すように、1段目である最下位の検出電極群39だけに電圧を印加する場合、最も左のスイッチ部22bだけが正状態に移行されることで、ユニット切替部22が第一状態に移行する。図6に示すように、2段目の検出電極群39だけに電圧を印加する場合、左から2番目のスイッチ部22bだけが正状態に移行されることで、ユニット切替部22が第二状態に移行する。図7に示すように、N段目である最上位の検出電極群39だけに電圧を印加する場合、左からN番目である最も右のスイッチ部22bだけが正状態に移行されることで、ユニット切替部22が第N状態に移行する。
As shown in FIG. 5, when a voltage is applied only to the lowest-order
図8では、ユニット切替部22が第k状態にある。この場合、k段目の検出電極群39だけに電圧が印加されており、この検出電極群39と共通電極32及び中間電極37との間に静電容量が生じている。この場合の等価回路においては、k段目の検出電極群39と共通電極32及び中間電極37との間に仮想コンデンサC1,C2が存在している。また、上述したように、共通電極32及び中間電極37がグラウンドGNDに接地されているため、これら共通電極32及び中間電極37の電圧がゼロレベルで安定し、電圧計測部23cの計測値にノイズが発生しにくくなっている。
In FIG. 8, the
また、この場合、上述したようにk段目以外の段の検出電極群39もグラウンドGNDに接地されており、k段目の検出電極群39と他の段の検出電極群39との間に仮想コンデンサC3,C4が存在している。k段目の検出電極群39については、その上下に隣り合うk+1段目及びk−1段目の各検出電極群39との間に仮想コンデンサC3が存在するのはもちろんのこと、更に離れたk−2段目等の検出電極群39との間にも仮想コンデンサC4が存在する。
In this case, as described above, the
電圧計測部23cは、仮想コンデンサC1〜C4の充電電圧を計測値Vとして計測しており、この計測値Vと、仮想コンデンサC1〜C4の合成静電容量Cと、電荷Qとの関係は、V=Q/Cになっている。ここで、仮想コンデンサC1〜C4は直流電源部23aに対して並列に接続され、且つ共通電極32の仮想コンデンサC1が他の仮想コンデンサC2〜C4に比べて十分に大きい場合には、合成静電容量Cが仮想コンデンサC1よりも小さくなる。この場合、k段目以外の段の検出電極群39及び中間電極37を共通電極32に接続することで、電圧計測部23cの計測値Vが増幅し、その結果、計測値Vに基づいて合成静電容量Cを算出する際の算出精度が向上する。
The
制御装置26は、オイル18の液面位Lを検出する液面検出処理を実行する。液面検出処理は、各検出電極群39のそれぞれについて個別に静電容量を検出し、これら静電容量を比較することで液面位Lを取得するものである。なお、制御装置26は、液面検出処理を所定間隔で繰り返し実行する。
The
図9において、ステップS101では、複数の検出電極群39のいずれを静電容量の検出対象とするのかを示す段数kをゼロに設定する。ステップS102では、段数kの値をインクリメントする。
In FIG. 9, in step S <b> 101, the number k of stages indicating which of the plurality of
ステップS103では、k段目の検出電極群39を対象として電圧印加処理を行う。この処理では、切替処理部25から指令信号を出力させることで、k段目の検出電極群39に対応したスイッチ部22bを正状態に移行させる。なお、k段目の検出電極群39が第一電極群に相当する。
In step S103, a voltage application process is performed on the
ステップS104では、k段目以外の段の検出電極群39全てを対象として接地処理を行う。この処理では、切替処理部25から指令信号を出力させることで、k段目以外の段の検出電極群39に対応して全てのスイッチ部22bを負状態に移行させる。なお、k段目以外の段の検出電極群39が第二電極群に相当する。
In step S104, the grounding process is performed on all the
制御装置26はステップS103,S104を実行する機能を有しており、この機能が移行部に相当する。特に、ステップS103を実行する機能が第一移行部に相当し、ステップS104を実行する機能が第二移行部に相当する。
The
ステップS105では、演算処理部24において、k段目の検出電極群39を対象として合成静電容量を静電容量Ckとして算出する。ここでは、電圧計測部23cの計測結果に基づいて、k段目の検出電極群39と、その他の段の検出電極群39、共通電極32及び中間電極37との間に生じた静電容量を算出する。
In step S105, the
ステップS106では、演算処理部24において、静電容量Ckがあらかじめ定められた閾値Th以上であるか否かを判定する。閾値Thとしては、オイル18の誘電率ε等から算出された算出値や、データベースに基づいて推定された推定値が用いられる。静電容量Ckが閾値Th以上である場合、ステップS107に進み、演算処理部24において液中処理を行うことで、k段目の検出電極群39が液中にある旨をメモリ等の記憶部に記憶する。k段目の検出電極群39が液中にある場合としては、この検出電極群39全体がオイル18に浸かっている場合や、検出電極群39の少なくとも下端部がオイル18に浸かっている場合が挙げられる。
In step S106, the
静電容量Ckが閾値Th以上でない場合、ステップS108に進み、演算処理部24において気中処理を行うことで、k段目の検出電極群39が気中にある旨を記憶部に記憶する。k段目の検出電極群39が気中にある場合としては、この検出電極群39がオイル18に浸かっていない場合が挙げられる。
When the electrostatic capacitance Ck is not equal to or greater than the threshold Th, the process proceeds to step S108, and the
ステップS107,S108にてk段目の検出電極群39の状態が記憶された後、ステップS109に進み、段数kが検出電極群39の個数Nより小さいか否かを判定する。段数kが個数Nより小さい場合、全ての検出電極群39についての状態判定が終了していないとして、ステップS102に戻る。上述したように、ステップS102では段数kをインクリメントするため、前回よりも1個上の検出電極群39を対象として、ステップS103〜S108の処理により状態判定を行う。
After the state of the k-th
そして、ステップS109にて段数kが個数N以上と判定した場合、全ての検出電極群39について状態判定が終了したとして、ステップS110に進む。ステップS110では、演算処理部24において液面位Lの高さ位置を算出する。ここでは、記憶部の記憶データに基づいて、液中にある検出電極群39のうち最上段の検出電極群39の段数を判定する。
If it is determined in step S109 that the number of stages k is equal to or greater than the number N, it is determined that the state determination has been completed for all the
次に、電極集合体31の製造手順について説明する。
Next, the manufacturing procedure of the
まず、複数の電極集合体31の検出電極34a,34bをまとめて作成することを目的として、図10に示すように、絶縁部36a,36bとして使用する複数の絶縁板材45を、それぞれの上端及び下端の位置を揃えて作業台等の上に平行に並べる。絶縁板材45には、接続孔42a,42bとして使用する複数の小孔46を複数形成しておく。そして、検出電極34a,34bとして使用するステンレス製の金属箔テープ47を、複数の絶縁板材45にかけ渡すようにしてこれら絶縁板材45の片面に複数列だけ取り付ける。その後、隣り合う絶縁板材45の境界部において各金属箔テープ47の切断や切削などを行うことで、金属箔テープ47により検出電極34a,34bを形成する。この場合、絶縁板材45を絶縁部36a,36bとして使用することになる。
First, for the purpose of collectively creating the
絶縁部36a,36bにおいて、検出電極34a,34bとは反対側の面には、エッチング加工を行うことで電極線41a,41bを形成する。その後、小孔46に対してコネクタ部材43を挿入することで、検出電極34a,34bと電極線41a,41bとを電気的に接続する。この場合、小孔46を接続孔42a,42bとして使用することになる。
In the insulating
なお、図10は、電極集合体31の製造過程の一例を図示したものに過ぎないため、図2とは検出電極34a,34bの数や形状が異なっている。
Note that FIG. 10 is merely an example of the manufacturing process of the
そして、中間電極37の表側及び裏側のそれぞれに対して絶縁部36a,36bを取り付けることで、電極集合体31を製造する。この電極集合体31においては、絶縁板材45及びテープ片により絶縁部36a,36b及び検出電極34a,34bが形成されている。この場合、検出電極34a,34bが金属箔テープ47により形成されているため、例えば検出電極34a,34bがエッチング加工により形成された場合に比べて、エッチング液の使用料を削減できる。このため、電極集合体31を製造する際の環境への負担を軽減できる。また、エッチング加工に比べて検出電極34a,34bの厚み寸法を大きくすることが可能であり、強固な検出電極34a,34bを製造することができる。さらに、金属箔テープ47の側端面により検出電極34a,34bの上端面及び下端面が切削面として形成されるため、この切削面を形成するためにエッチング加工を行う必要がない。
Then, the
なお、金属箔テープ47に代えてステンレス製の金属板材を、複数の絶縁板材45にかけ渡すようにしてこれら絶縁板材45に複数列だけ貼り付けてもよい。この場合でも、各金属板材を切断することで検出電極34a,34bを形成することができる。
In place of the
ここまで説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。 The operational effects of the first embodiment described so far will be described below.
第一実施形態によれば、電極集合体31が共通電極32の内部空間32aに収納されているため、仮にオイル18に気泡が発生していても、その気泡が検出電極34a,34bに接触しにくくなっている。また、仮にオイル18の液面が波立っていても、その波が検出電極34a,34bに接触しにくくなっている。したがって、気泡や波により液面位Lの検出精度が低下するということを共通電極32により抑制できる。しかも、表側検出電極34aと裏側検出電極34bとの間に電極支持体35が配置されているため、これら検出電極34a,34bを上下に並べなくても検出電極34a,34bが互いに干渉するということを回避できる。この場合、検出電極34a,34bの大きさや形状について自由度を高めつつ、電極ユニット21の小型化を実現できる。
According to the first embodiment, since the
第一実施形態によれば、検出電極34a,34bに対して共通電極32及び中間電極37が配置されているため、例えば中間電極37が配置されていない構成に比べて、電圧計測部23cの計測値が増幅する。このため、計測値を用いて静電容量及び液面位Lを検出する際の検出精度を高めることができる。しかも、中間電極37は電極支持体35に含まれているため、電極支持体35による検出電極34a,34bの支持強度を高めることができる。したがって、電極支持体35が撓んで共通電極32と検出電極34a,34bとの離間距離D1〜D3とが意図せずに変化して液面位Lの検出精度が低下するということを抑制できる。
According to the first embodiment, since the
第一実施形態によれば、電極支持体35において絶縁部36a,36bの内部に電極線41a,41bが配置されている。この場合、検出電極34a,34bと中間電極37との絶縁を行う専用部材と、電極線41a,41bの絶縁を行う専用部材とを別々に配置する必要がないため、電極支持体35を製造する際の材料費を低減することが可能になる。
According to the first embodiment, the
第一実施形態によれば、切替処理部25が複数のスイッチ部22bの状態を個別に切り替えることが可能であるため、検出電極34a,34bのそれぞれについて個別に直流電源部23aの電圧を印加することができる。このため、検出電極34a,34bごとに静電容量を検出することが容易になる。
According to the first embodiment, since the switching
第一実施形態によれば、ユニット切替部22が第k状態にある場合、k段目以外の段の検出電極群39が共通電極32に導通されているため、これら検出電極群39の分だけ電圧計測部23cの計測値が増幅する。このため、計測値を用いて静電容量及び液面位Lを検出する際の検出精度を高めることができる。
According to the first embodiment, when the
第一実施形態によれば、共通電極32がグラウンドGNDに接地されているため、共通電極32の電圧がゼロレベルで安定しやすくなる。この場合、電圧計測部23cの計測値を用いて静電容量を検出する際にその検出精度を高めることができる。また、中間電極37及びk段目以外の段の検出電極群39もグラウンドGNDに接地されているため、これら中間電極37や検出電極群39により電圧計測部23cの計測値がノイズ等により不安定になることを抑制できる。
According to the first embodiment, since the
第一実施形態によれば、隣り合う検出電極群39においては、それぞれの検出電極34a,34bが上下に離間しているため、液面位Lが2つ以上の検出電極群39に跨った状態が発生しにくくなっている。このため、検出電極群39ごとに静電容量を検出することで、液面位Lの検出精度を高めることができる。
According to the first embodiment, in the adjacent
第一実施形態によれば、電極集合体31が共通電極32から内周側に離間しているため、電極集合体31の周囲において液面位Lが不均一になることが抑制される。また、共通電極32の内部空間32aに気泡が存在していたとしても、その気泡の存在状態が電極集合体31の周囲において不均一になることが抑制される。これらのことにより、電極ユニット21を用いて液面位Lの検出精度を高めることができる。
According to the first embodiment, since the
(第二実施形態)
上記第一実施形態では、上下に隣り合う検出電極群39の間に隙間領域SPが設けられていたが、第二実施形態では、隙間領域SPが設けられていない。本実施形態では、上記第一実施形態との相違点を中心に説明を行う。
(Second embodiment)
In the first embodiment, the gap region SP is provided between the
図11に示すように、電極集合体31においては、検出電極34a,34bの中心線Oa,Obが等間隔で配置されており、表側検出電極34aの中心線Oaの間隔と裏側検出電極34bの中心線Obの間隔とは同じになっている。一方で、これら中心線Oa,Obは異なる高さ位置に配置されている。具体的には、表側の中心線Oaは、上下に隣り合う裏側の中心線Obの中央位置にある。この場合、表側の中心線Oaは、上下に隣り合う裏側検出電極34bの間の高さ位置にあり、裏側の中心線Obは、上下に隣り合う表側検出電極34aの間の高さ位置にある。上下に隣り合う中心線Oaと中心線Obとの間隔は、中心線Oa同士の間隔及び中心線Ob同士の間隔をピッチpとした場合に、2/pになっている。
As shown in FIG. 11, in the
検出電極群39においては、表側検出電極34aの中心線Oaが裏側検出電極34bの中心線Obよりも高い位置に配置されており、表側検出電極34aが上側検出電極に相当し、裏側検出電極34bが下側検出電極に相当する。表側検出電極34aは裏側検出電極34bよりも上方に延出しており、裏側検出電極34bは表側検出電極34aよりも下方に延出している。この場合、k段目の検出電極群39の表側検出電極34aの上部は、k+1段目の検出電極群39の裏側検出電極34bの下部に電極支持体35を挟んで対向している。同様に、k段目の検出電極群39の裏側検出電極34bの下部は、k−1段目の検出電極群39の表側検出電極34aの上部に電極支持体35を挟んで対向している。したがって、液面位Lに対する浸水状態が、表側検出電極34aと裏側検出電極34bとで異なることになる。なお、図11においては、検出電極34a,34bの組み合わせをハッチングを用いて図示している。
In the
電極支持体35には、検出電極34a,34bに電気的に接続された電極端子48が設けられている。電極端子48は、電極支持体35の表面及び裏面のそれぞれにおいて電極支持体35の上部に配置されており、電極線41a,41bを介して検出電極34a,34bに接続されている。複数の電極端子48のうち、表側検出電極34aに接続された電極端子48は電極支持体35の表面に配置されており、裏側検出電極34bに接続された電極端子48は電極支持体35の裏面に配置されている。
The
本実施形態では、上記第一実施形態とは異なり、一対の検出電極34a,34bがそれぞれ別々のスイッチ部22bに接続されている。このため、制御装置26は、検出電極群39について、一対の検出電極34a,34bの浸水状態を個別に検出することが可能になっている。また、検出電極34a,34bがそれぞれ上下に8個ずつ並べられており、複数の表側中心線Oaの高さ位置を下から順に高さL1〜L8と称し、複数の裏側中心線Obの高さ位置を下から順に高さL0.5〜L7.5と称する。
In the present embodiment, unlike the first embodiment, the pair of
例えば、液面位Lが高さL3.5〜L4の間にある場合、4段目以下の各検出電極群39の検出電極34a,34bがいずれもオイル18に浸かっている可能性が高い。ここで、液面位Lが高さL3.5よりも低い場合には、4段目の検出電極群39について、裏側検出電極34bがオイル18に浸かっている一方で、表側検出電極34aがオイル18に浸かっていない可能性が高い。また、液面位Lが高さL4よりも高い場合には、4段目の検出電極群39の検出電極34a,34bがいずれもオイル18に浸かっている可能性が高いのに加えて、5段目の検出電極群39の裏側検出電極34bもオイル18に浸かっている可能性も高い。以上のことから、制御装置26は、液面位Lが高さL3.5〜L4の間にあると算出する。
For example, when the liquid level L is between the heights L3.5 and L4, there is a high possibility that the
本実施形態のように、8個ずつの表側検出電極34aと裏側検出電極34bとが2/pだけ異なる高さ位置にある構成では、例えばこれら検出電極34a,34bが同じ高さ位置に配置された構成に比べて、液面位Lの分解能が二倍の16に設定されている。また、検出電極34a,34bについては、高さ寸法と幅寸法との比がほぼ1:2に設定されている。これに対して、例えば裏側検出電極34bが設けられていない構成では、電極支持体35を大型化させずに分解能を16に設定するには、16個の表側検出電極34aを上下に並べる必要がある。この場合、表側検出電極34aについて、高さ寸法と幅寸法との比を1:4に近い値に設定する必要があり、表側検出電極34aの高さ寸法が小さい分だけ液面位Lの検出精度が低下してしまう。また、液面位Lの検出結果に表側電極線41aの静電容量が誤差として含まれやすくなってしまう。
In the configuration in which each of the eight front-
電極線41a,41bは、電極集合体31の厚み方向において検出電極34a,34bに重なる位置ではなく、電極集合体31の幅方向において検出電極34a,34bの側方位置に配置されている。この場合、接続孔42a,42bは、検出電極34a,34bの両側端のいずれかの端部寄りの位置に配置されている。
The
第二実施形態によれば、表側検出電極34aと裏側検出電極34bとが電気経路によって接続されていないため、これら検出電極34a,34bのそれぞれについての静電容量に基づいて液面位Lを検出することができる。しかも、表側検出電極34aと裏側検出電極34bとで高さ位置が異なるため、3段階の液面位Lの検出に、1つの検出電極群39の静電容量を利用することができる。これにより、液面位Lを検出する際の分解度を高めることができる。
According to the second embodiment, since the front
(第三実施形態)
上記第二実施形態では、1つの検出電極群39が表側検出電極34a及び裏側検出電極34bを1つずつ有していたが、第三実施形態では、1つの検出電極群39が表側検出電極34a及び裏側検出電極34bを複数ずつ有している。本実施形態では、上記第二実施形態との相違点を中心に説明を行う。
(Third embodiment)
In the second embodiment, one
図12に示すように、表側検出電極34a及び裏側検出電極34bが2つずつ横並びに配置されている。2つの表側検出電極34aについては、一方が他方よりも高い位置に配置されており、2つの裏側検出電極34bについても、一方が他方よりも高い位置に配置されている。この場合、低い位置にある方の表側検出電極34aであっても、高い位置にある方の裏側検出電極34bよりも高い位置にある。この場合、上記第二実施形態で説明したことと同様の原理により、7段階の液面位Lの検出に1つの検出電極群39の静電容量を利用することができる。これにより、液面位Lを検出する際の分解度を更に高めることができる。
As shown in FIG. 12, two front
上記第一実施形態と同様に、検出電極34a,34bには接続孔42a,42bが形成され、これら接続孔42a,42bに電極線41a,41bが接続されている。図13に示すように、表側絶縁部36aにおいて、上下方向に一列に並べられた複数の表側検出電極34aの各表側接続孔42aは、互いに上下に重ならない位置に配置されている。この場合、各表側電極線41aは表側絶縁部36aの裏面側において横並びに配置されている。
Similarly to the first embodiment,
次に、本実施形態の電極集合体31の製造手順について説明する。図14に示すように、上記第一実施形態と同様に複数の絶縁板材45を平行に並べる。そして、検出電極34a,34bとして使用するステンレス製の金属板材49を、隣り合う一対の絶縁板材45を跨いだ状態でこれら絶縁板材45に取り付ける。その後、隣り合う絶縁板材45の境界部において金属板材49を切断するなどして、金属板材49により検出電極34a,34bを形成する。この場合、絶縁板材45を絶縁部36a,36bとして使用することになる。
Next, the manufacturing procedure of the
ここで、金属板材49を取り付ける前に、一対の絶縁板材45をそれぞれの上端及び下端の位置が揃わないように並べておく。これにより、一対の絶縁板材45のうち一方を表側絶縁部36aとして使用し、他方を裏側絶縁部36bとして使用した場合に、表側検出電極34aと裏側検出電極34bとの高さ位置をずらすことが可能になる。また、複数の絶縁板材45を並べた場合には、絶縁板材45同士の境界部が横並びに複数配置され、各境界部を跨ぐ金属板材49も横並びに複数配置される。この場合、横並びに隣り合う金属板材49の高さ位置をずらすことで、例えば1つの表側絶縁部36aにおいて、2つの表側検出電極34aの高さ位置をずらすことが可能になる。これは、二種類の電極列を1つおきに並べて同時に製造することにもなり、複数の金属板材49を並べる配置作業を容易化できる。
Here, before attaching the
絶縁板材45においては、その長手方向に延びる中心線を軸として線対称になるように、検出電極34a,34bに小孔46を配置する。この場合、ドリル等の工具を用いて小孔46を形成する際の加工パターンが単純になり、工具の移動量を小さくすることができる。
In the insulating
(第四実施形態)
第四実施形態では、図15〜図17に示すように、共通電極32にスリット52が複数設けられている。本実施形態では、上記第一実施形態との相違点を中心に説明を行う。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 15 to 17, a plurality of
スリット52は、共通電極32の幅板部32b,32cを貫通した横長形状の貫通孔であり、これら幅板部32b,32cのそれぞれにおいて、上下方向に沿って所定間隔で複数並べられている。スリット52においては、その天井面52aと底面52bとが共通電極32の幅方向及び奥行き方向の両方において互いに平行に延びている。表側幅板部32bの各スリット52と裏側幅板部32cの各スリット52は、内部空間32aや電極集合体31を挟んで対向している。スリット52は、共通電極32の幅方向において中央位置に配置されている。
The
スリット52の幅寸法は、検出電極34a,34bの幅寸法よりも大きくなっている一方で、電極支持体35の幅寸法よりも小さくなっている。本実施形態では、電極支持体35は、1つの絶縁板材により形成されており、この絶縁板材の表面に表側検出電極34aが取り付けられ、裏面に裏側検出電極34bが取り付けられている。
The width dimension of the
スリット52は、共通電極32の奥行き方向において検出電極34a,34bに対向しない位置に配置されている。具体的には、スリット52は、上下方向において隣り合う検出電極34a,34bの間の高さ位置に配置されている。この場合、スリット52は、上側の検出電極34a,34bの下端よりも低い位置に配置されているとともに、下側の検出電極34a,34bの上端よりも高い位置に配置されている。
The
電極ユニット21においては、上記第一実施形態とは異なり、検出電極34a,34bと幅板部32b,32cとの離間距離D1,D2が、検出電極34a,34bと奥行き板部32dとの離間距離D3よりも小さくなっている。この場合、本実施形態の離間距離D1,D2は、上記第一実施形態の離間距離D1,D2よりも小さくなっている。すなわち、電極集合体31と幅板部32b,32cとの離間距離は、本実施形態の方が上記第一実施形態よりも小さくなっている。また、共通電極32は底部32eを有している。このため、内部空間32aは、下方には開放されておらず、上方に向けて開放されている。
In the
第四実施形態によれば、共通電極32にスリット52が設けられているため、例えば幅板部32b,32cと電極集合体31との間でオイル18の毛細管現象が生じにくくなっている。しかも、上下に隣り合うスリット52の間の高さ位置に共通電極32が配置されているため、仮に上下に隣り合うスリット52の間において毛細管現象が発生したとしても、その発生範囲を1つの共通電極32の上端と下端との間に制限することができる。このように、共通電極32の内部空間32aにおいて、毛細管現象により液面位Lが複数の検出電極34a,34bの間を上下に移動するということが抑止されるため、液面位Lの検出精度を高めることができる。
According to the fourth embodiment, since the
さらに、共通電極32の内部空間32aにおいて毛細管現象が発生しにくくなっているため、電極集合体31と幅板部32b,32cとの離間距離を極力小さくすることができる。このため、電極ユニット21の更なる小型化を実現することができる。
Furthermore, since the capillary phenomenon is less likely to occur in the
(第五実施形態)
第五実施形態では、図18〜図20に示すように、電極集合体31の位置保持を行うセパレータ53a,53bが共通電極32の内部空間32aに設けられている。本実施形態の電極ユニット21は、上記第一実施形態の電極ユニット21に上記第二実施形態の電極集合体31を適用したものになっており、本実施形態では、上記第一実施形態及び上記第二実施形態との相違点を中心に説明を行う。
(Fifth embodiment)
In the fifth embodiment, as shown in FIGS. 18 to 20,
セパレータ53a,53bは、耐油性を有する樹脂等の絶縁材料により形成されており、電極ユニット21の幅方向において電極集合体31を挟んで一対になっている。一対のセパレータ53a,53bは、互いに離間しており、それぞれ上下方向に延びている。
The
セパレータ53a,53bは、電極支持体35の側端部が嵌合した嵌合凹部54を有している。嵌合凹部54は、上下方向に延びた溝部であり、電極支持体35の側端部のほぼ全体が嵌合凹部54に入り込んだ状態になっている。セパレータ53a,53bは、その外周面が共通電極32の内周面に重なっていることで、共通電極32に対する相対的な移動が規制されている。この場合、電極集合体31がセパレータ53a,53bを介して共通電極32に固定された状態になっている。なお、セパレータ53a,53bを、共通電極32に対する電極支持体35の位置保持を行う位置保持部と称することもできる。
第五実施形態によれば、共通電極32に対する電極支持体35の相対的な移動がセパレータ53a,53bにより規制されている。この場合、電極集合体31と共通電極32との離間距離が電極ユニット21の揺れや電極支持体35の撓みなどによって変化するということが、上下方向において電極集合体31の全体について抑制されるため、液面位Lの検出精度を高めることができる。
According to the fifth embodiment, the relative movement of the
(第六実施形態)
第六実施形態では、図21、図24に示すように、第五実施形態において、電極ユニット21が共通電極32の上方位置に設けられたフタ部61を有している。本実施形態では、上記第五実施形態との相違点を中心に説明を行う。
(Sixth embodiment)
In the sixth embodiment, as shown in FIGS. 21 and 24, in the fifth embodiment, the
フタ部61は、全体として短尺の円柱状に形成されており、共通電極32の内部空間32aを上方から塞いだ状態になっている。フタ部61には、電極支持体35の上端部が固定されており、この電極支持体35は、フタ部61から下方に延びた状態になっている。フタ部61の下面には、共通電極32の上端部に沿って延びたフタ溝部62が設けられており、共通電極32は、フタ溝部62に下方から入り込んだ状態でフタ部61に対して固定されている。この場合、フタ部61は、共通電極32の上端部に対する電極集合体31の上端部の位置保持を行っており、上側保持部と称することができる。
The
共通電極32は、電極支持体35の下端部を保持する下端保持部63を有している。図22、図23に示すように、共通電極32の下端部においては、一対の奥行き板部32dの離間距離が電極支持体35の幅寸法より小さくなっており、下端保持部63が一対の奥行き板部32dのそれぞれに設けられている。下端保持部63は、電極支持体35の側端部が嵌合した嵌合凹部を有しており、この嵌合凹部は、奥行き板部32dの下端部から上方に向けて溝状に延びている。電極支持体35は、その側端部の少なくとも下端が下端保持部63の嵌合凹部に入り込んだ状態になっていることで、下端保持部63により位置保持されている。
The
図21に示すように、共通電極32は、上方及び下方に向けて開放された筒状になっており、上方にフタ部61が設けられていることで内部空間32aは下方に向けて開放されている。また、共通電極32の幅板部32b,32cには、それぞれの上端部から下方に向けて延びた切り欠き部64が設けられている。この場合、共通電極32においては、オイル18が出入りする油抜け孔が下端開放部及び切り欠き部64により形成されている。
As shown in FIG. 21, the
図24に示すように、本実施形態の静電容量検出部23は、検出電極群39と共通電極32との間に交流電流を流す交流電源部23dと、この交流電源部23dに直列に接続された電流計測部23eとを有している。電流計測部23eは、インピーダンス解析部であり、計測した電流値に基づいてインピーダンス及び静電容量を算出するためのものである。
As shown in FIG. 24, the
ユニット切替部22は、交流電源部23dに接続された1つの電源側端子65と、検出電極34a,34bに接続された複数の電極側端子66とを有しており、これら端子65,66によりスイッチ部が構成されている。ユニット切替部22においては、電源側端子65が1つの電極側端子66と導通可能であり、電源側端子65の導通対象が複数の電極側端子66のいずれかに切り替えられるようになっている。このため、上記第一実施形態とは異なり、k段目の検出電極群39に交流電流が供給されている場合に、k段目以外の検出電極群39は接地されていない状態になっている。また、共通電極32も交流電源部23dの負側に接続されているものの、グラウンドGNDには接地されていない。
The
第六実施形態によれば、共通電極32に対する電極支持体35の相対的な移動が、フタ部61及び下端保持部63により規制されている。この場合、共通電極32に対して電極集合体31が傾きにくくなっているため、これら共通電極32と検出電極34a,34bとの離間距離が意図せずに変化することを抑制できる。これにより、液面位Lの検出精度を高めることができる。
According to the sixth embodiment, the relative movement of the
第六実施形態によれば、電極支持体35の上端及び下端をフタ部61及び下端保持部63により支持させることで、電極支持体35が座折変形することを抑制できる。ここで、クランクケース12及びオイルパン13に貯留されるオイル18は、例えば燃料タンクに貯留される燃料に比べると増減しにくい。この場合、電極ユニット21がフタ部61及び下端保持部63を有していても、液面位Lがフタ部61や下端保持部63の高さ位置に重なる可能性が低い。このため、これらフタ部61や下端保持部63の存在によって液面位Lの検出精度が低下するということが生じにくくなっている。
According to the sixth embodiment, the
(第七実施形態)
第七実施形態では、図25、図26に示すように、第六実施形態において、共通電極32が電極支持体35の中間部分を保持する中間保持部68を有している。本実施形態では、上記第六実施形態との相違点を中心に説明を行う。
(Seventh embodiment)
In the seventh embodiment, as shown in FIGS. 25 and 26, in the sixth embodiment, the
中間保持部68は、フタ部61と下端保持部63との間の中央位置において、一対の奥行き板部32dのそれぞれに設けられている。中間保持部68は、下端保持部63と同様に、電極支持体35の側端部が嵌合した嵌合凹部を有しており、この嵌合凹部は、上下方向に溝状に延びている。電極支持体35は、その幅方向において側方に突出した側方凸部69を有している。この側方凸部69は、検出電極34a,34bを挟んで一対配置されており、これら側方凸部69は、それぞれ中間保持部68の嵌合凹部に嵌合している。電極支持体35は、側方凸部69が中間保持部68の嵌合凹部に入り込んだ状態になっていることで、中間保持部68により位置保持されている。
The
本実施形態では、電極ユニット21の長さ寸法が上記第六実施形態の電極ユニット21の長さ寸法より大きくなっている。この場合、電極集合体31の検出電極34a,34bは、上記第六実施形態の検出電極34a,34bの倍の数である16個だけ上下方向に並べられている。
In this embodiment, the length dimension of the
電極ユニット21は、上記第六実施形態のようにクランクケース12及びオイルパン13内に設置されているのではなく、燃料タンク内に設置されており、液面検出装置20は、液体としての燃料の液面レベルを検出可能になっている。燃料タンクにおいて液面レベルを電極ユニット21を使用して検出する場合、電極支持体35の長さ寸法が燃料タンクの大きさや形状に合わせて大きい値に設定されている。この場合、例えば上記第六実施形態の電極ユニット21に比べて、電極支持体35が座折しやすいと考えられるが、この座折の発生を中間保持部68と側方凸部69との嵌合により抑制できる。
The
ここで、燃料タンクでの燃料の貯留量は、オイルパン13等でのオイル18の貯留量に比べて多い。これに対して、電極集合体31及び共通電極32の長さ寸法を十分に大きくすることで、燃料タンクでの液面レベルの上限値よりも高い位置にフタ部61を配置し、下限値よりも低い位置に下端保持部63を配置することが可能になる。この構成では、上限位置及び下限位置の両方について、電極集合体31と共通電極32との相対位置が意図せずに変化することが規制される。このため、燃料を補充した場合の液面レベルや、燃料が残り少なくなってきた場合の液面レベルについて、検出精度が低下するということを抑制できる。
Here, the amount of fuel stored in the fuel tank is larger than the amount of
(第八実施形態)
第八実施形態では、図27、図28に示すように、共通電極32が横断面筒状ではなく横断面U字状に形成されている。本実施形態の液面検出装置20は、上記第六実施形態の液面検出装置20に上記第五実施形態の電極ユニット21を適用したものになっており、本実施形態では、上記第五実施形態及び上記第六実施形態との相違点を中心に説明を行う。
(Eighth embodiment)
In the eighth embodiment, as shown in FIGS. 27 and 28, the
共通電極32は、内部空間32aを側方に向けて開放した側方開放部71を有している。側方開放部71は、共通電極32の上端部と下端部とにかけ渡された状態になっており、共通電極32は、上記第五実施形態のように奥行き板部32dを一対有しているのではなく、奥行き板部32dを1つだけ有している。
The
本実施形態では、一対のセパレータ53a,53bのうち第一セパレータ53aが共通電極32の内部空間32aに収納されている一方で、第二セパレータ53bは、側方から側方開放部71を塞いだ状態になっている。この場合、第二セパレータ53bは、側方開放部71を通じて内部空間32aに入り込んでいるとともに、共通電極32から側方に突出した状態になっている。第二セパレータ53bは側方開放部71に嵌合しており、その状態で、第二セパレータ53bの嵌合凹部54に嵌合した電極支持体35を位置保持している。
In the present embodiment, of the pair of
共通電極32の内周面には、銅などの金属材料により形成されたメッキ層72が重ねられている。メッキ層72は、共通電極32の内周面全体に対して設けられている。
A
(第九実施形態)
上記第一実施形態では、検出電極34a,34bがステンレス等の金属材料により形成されていたが、第九実施形態では、検出電極34a,34bがカーボンファイバーとしての炭素繊維等のカーボン材料により形成されている。本実施形態では、上記第一実施形態との相違点を中心に説明を行う。
(Ninth embodiment)
In the first embodiment, the
検出電極34a,34bは、カーボン材料により形成された電極本体と、この電極本体を覆う薄膜とを有している。薄膜は、あらゆる元素の中で最も酸化力が強いフッ素で電極本体の表面を酸化することで形成されるものであり、C−F結合の有機フッ素化合物の薄膜になっている。本実施形態の薄膜は、下記の生成反応式(1)に示すフッ化グラファイトにより形成されている。なお、フッ素は、ハロゲン族で最も小さな原子であることに起因して、電気陰性度が大きく、酸素を含め全元素の中で最も酸化力が大きくなっている。
The
nC+(n/2)F2→(CF)n…(1)
有機フッ素化合部は電気絶縁体であり、検出電極34a,34bにおいては絶縁被覆として作用する。このため、検出電極34a,34bに例えば金属くずが付着しても電気短絡が抑止される。また、有機フッ素化合物は化学的に安定しており、接触角が120度以上であることに起因して水分や油分をはじく性質を有している。このため、検出電極34a,34bにおいては、オイル18の表面張力による液面位Lの上昇が抑止される。さらに、この場合、オイル18中においてスラッジが薄膜に付着しにくくなっているため、複数の検出電極34a,34bに跨るようにスラッジが固着して検出電極34a,34bによる液面位計測が困難になるということが抑止される。
nC + (n / 2) F2 → (CF) n (1)
The organic fluorine compound part is an electrical insulator and acts as an insulating coating on the
有機フッ素化合物は、オイル18と同じ有機化合物になっている。ここで、有機フッ素化合物の誘電率が2.0であるのに対して、オイル18の誘電率は2.0〜2.5であると想定される。この場合、検出電極34a,34bにおいては、有機フッ素化合物である薄膜がオイル18と同等として電荷が計測されるため、液面位Lを検出する上で薄膜が妨げになりにくくなっている。しかも、電極本体に対する電気絶縁体の塗布により薄膜が形成された構成に比べて、薄膜の厚み寸法についての精度を高めることができる。
The organic fluorine compound is the same organic compound as the
なお、有機フッ素化合物により薄膜を形成する場合、有機フッ素化合物の酸化反応が激しくなることが想定される。これに対して、例えば十分に減圧した雰囲気中、又は不活性ガスで希釈したフッ素ガスの雰囲気中に電極本体を晒すことで、有機フッ素化合物の反応速度を抑制することが好ましい。 In addition, when forming a thin film with an organic fluorine compound, it is assumed that the oxidation reaction of an organic fluorine compound becomes intense. On the other hand, for example, it is preferable to suppress the reaction rate of the organic fluorine compound by exposing the electrode body in an atmosphere of sufficiently reduced pressure or an atmosphere of fluorine gas diluted with an inert gas.
第九の実施形態によれば、検出電極34a,34bの電極本体がカーボン材料により形成されているため、オイル18が有機酸等により酸性の状態になっていたとしても、電極本体が腐食等により溶けるということを抑制できる。また、オイルパン13内の高温によって電極本体の物性変化が生じるということを抑制できる。
According to the ninth embodiment, since the electrode main bodies of the
電極本体がカーボン材料により形成されている場合、ピストン14から漏れ出る排ガス中の高温水蒸気の酸素により電極本体が酸化され、電極本体の表面が一酸化炭素や二酸化炭素に物性変化して消耗するということが懸念される。これに対して、第九の実施形態によれば、有機フッ素化合物により形成された薄膜により電極本体が覆われているため、電極本体表面の腐食を抑制できる。また、フッ素の酸化力が強いため、薄膜により電極本体が覆われた状態を化学的に非常に安定させることができる。
When the electrode body is made of a carbon material, the electrode body is oxidized by oxygen of high-temperature steam in the exhaust gas leaking from the
(第十実施形態)
第十実施形態では、電極集合体31において、検出電極群39が表側検出電極34a及び裏側検出電極34bを複数ずつ有している。本実施形態では、上記第一実施形態との相違点を中心に説明を行う。
(Tenth embodiment)
In the tenth embodiment, in the
図29、図30に示すように、電極集合体31が検出電極群39a〜39gを有している。これら検出電極群39a〜39gは、表側検出電極34a及び裏側検出電極34bを2個ずつ有している。複数の検出電極34a,34bについては、上下に隣り合う検出電極が、それぞれ異なる検出電極群に含まれている。例えば、図29に示すように、検出電極群39bが有する2つの表側検出電極34aの間には、検出電極群39a,39cが有する表側検出電極34aが1つずつ配置されている。同様に、図30に示すように、検出電極群39bが有する2つの裏側検出電極34bの間には、検出電極群39a,39cが有する裏側検出電極34bが1つずつ配置されている。
As shown in FIGS. 29 and 30, the
検出電極群39a〜39gのそれぞれにおいては、表側検出電極34aと裏側検出電極34bとが上下にずれた状態で対向している。例えば、検出電極群39bにおいては、下側の表側検出電極34aが、2つの裏側検出電極34bの間の高さ位置に配置されており、上側の裏側検出電極34bは、2つの表側検出電極34aの間の高さ位置に配置されている。この場合、検出電極群39bにおいては、上側の表側検出電極34aと上側の裏側検出電極34bとが一対とされ、下側の表側検出電極34aと下側の裏側検出電極34bとが一対とされている。このため、検出電極群39bが、電極支持体35を挟んで対向する検出電極34a,34bを複数組有していることになる。
In each of the
なお、表側検出電極34aと裏側検出電極34bとが対向している構成としては、これら検出電極34a,34bの少なくとも一部が電極支持体35の厚み方向に重複した構成や、これら検出電極34a,34bが上下や左右にずれていることで電極支持体35の厚み方向に重複していない構成が挙げられる。
As the configuration in which the front
上記第一実施形態と同様に、複数の検出電極34a,34bは、検出電極群39ごとにユニット切替部22のスイッチ部22bに個別に接続されている。例えば、検出電極群39bについては、2つの表側検出電極34aのそれぞれから延びた各表側電極線41aと、2つの裏側検出電極34bのそれぞれから延びた各裏側電極線41bとが、互いに接続された状態でスイッチ部22bに接続されている。
As in the first embodiment, the plurality of
本実施形態でも、制御装置26により液面検出処理が行われることで、上記第一実施形態と同様に、液面位Lの高さ位置が算出される。本実施形態では、検出電極群39が互いに高さ位置の異なる4つの検出電極を有していることで、液面位Lの高さに応じて静電容量Ckが異なることになる。例えば、図30に示すように、液面位Lが高さ位置Ha,Hbにある場合を比較すると、検出電極群39cについては、液面位Lが高さ位置Hbにある場合の方がオイル18に浸かった検出電極の数が多いことに起因して静電容量Ckが大きくなる。
Also in the present embodiment, the liquid level detection process is performed by the
本実施形態によれば、検出電極群39が電極支持体35を挟んで対向する検出電極34a,34bを複数組有しているため、1つの検出電極群39により複数の高さ位置について液面位Lを検出することができる。また、検出電極群39においては、上下に並ぶ複数の検出電極34a,34bの間の高さ位置に、他の検出電極群39の検出電極が34a,34bが配置されているため、複数の検出電極群39のそれぞれの静電容量Ckに基づいて液面位Lの位置を精度良く算出することができる。
According to the present embodiment, since the
本実施形態によれば、1つの検出電極群39において2個の検出電極34a,34bの間に他の検出電極群39の検出電極34a,34bが配置されていることで、複数の検出電極群39が上下に順番には並んでいない。このため、複数の検出電極群39が上下に順番に並んだ構成に比べて、液面位Lを検出する際の分解能を維持した上で、検出電極34a,34bの材料費を1/3に削減可能になる。換言すれば、検出電極34a,34bの小型化を図っても液面検出装置20が感度不足になることを回避できる。この場合、エンジン10やオイルパン13が小型化されることで液面位Lの変化に対する液量の変化率が増大しても、液面位Lの検出に対する分解能が高められることで液量の検出精度を高めることができる。
According to the present embodiment, the
なお、本実施形態においては、1つの検出電極群39が検出電極34a,34bのそれぞれを3個以上有していてもよい。また、1つの検出電極群39に含まれる数が表側検出電極34aと裏側検出電極34bとで異なっていてもよい。
In the present embodiment, one
(第十一実施形態)
第十一実施形態では、複数の検出電極34a,34bについて、1つの検出電極群39に含まれる組み合わせがユニット切替部22により切り替えられるようになっている。本実施形態では、上記第十実施形態との相違点を中心に説明を行う。
(Eleventh embodiment)
In the eleventh embodiment, the combinations included in one
本実施形態では、図31に示すように、電極集合体31において複数の検出電極34a,34bのそれぞれが電極線41a,41b等を介してユニット切替部22に個別に接続されている。ユニット切替部22は、複数の検出電極34a,34bのうち、液面検出に際して電圧の印加対象となる検出電極34a,34bの組み合わせを切り替え可能な回路を有している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 31, in the
例えば、一段目と三段目と五段目との各検出電極34a,34bが電圧の印加対象とされた場合、これら6個の検出電極34a,34bが1つの検出電極群39に含まれることになる。また、ユニット切替部22により電圧の印加対象が切り替えられることで、二段目と四段目との各検出電極34a,34bが1つの検出電極群39に含まれることもある。なお、電極集合体31においては、検出電極34a,34bがそれぞれN個配置されている。
For example, when the
制御装置26は、上記第一実施形態と同様に、液面検出処理を実行する。ここでは、液面検出処理について図32を参照しつつ説明する。この液面検出処理では、複数の検出電極34a,34bのうち、三つの段について6個の検出電極34a,34bが1つの検出電極群39として選択される。三つの段について、下段ka、中段kb、上段kcが選択されることになる。
The
図32において、ステップS201では、静電容量の検出対象とする検出電極34a,34bを示す段ka,kb,kcをそれぞれ所定値に設定する。例えば、k=0、k=2、k=4に設定する。そして、ステップS202では下段kaのインクリメントを行い、ステップS203では中段kbのインクリメントを行い、ステップS204では上段kcのインクリメントを行う。その後、ステップS205〜S210では、上記第一実施形態のステップS103〜S108と同じ処理を行う。
In FIG. 32, in step S201, the steps ka, kb, kc indicating the
ただし、ステップS207では、段ka,kb,kcの合計6個の検出電極34a,34bの合成静電容量を静電容量Ckaとして算出する。1回目の処理においては、下段ka=1、中段kb=3、上段kc=5になっており、図31にハッチングで示した1段目、3段目、5段目の各検出電極34a,34bを1つの検出電極群39として静電容量Ckaを算出することになる。
However, in step S207, the total capacitance of the six
そして、ステップS208において、静電容量Ckaの判定に用いられる閾値Thは、6個の検出電極34a,34bのうち1つが液中にある場合の値に設定されている。このため、ステップS208では、1つの検出電極群39について、少なくとも1個の検出電極が液中にある場合にYES判定とされる。ステップS209の液中処理では、1つの検出電極群39について、液中にある検出電極の数を特定する処理を行う。ここでは、液中にある検出電極の数が2〜6個にある場合の閾値がそれぞれ記憶部に記憶されており、これら閾値のそれぞれと静電容量Ckaとを比較することで液中にある検出電極の数を算出する。
In step S208, the threshold Th used for determination of the capacitance Cka is set to a value when one of the six
ステップS211では、上段kcと下段kaとの差を検出電極34a,34bの各個数Nから引いた値を繰り返し数として算出し、下段kaが繰り返し数より小さくなったか否かを判定する。ここでは、下段kaが繰り返し数に達するまでステップS202〜S210の各処理を繰り返し行い、下段kaが繰り返し数に達した場合にステップS212に進み、液面位Lの高さ位置を算出する。
In step S211, a value obtained by subtracting the difference between the upper stage kc and the lower stage ka from the number N of each of the
本実施形態によれば、複数の検出電極34a,34bについて、1つの検出電極群39に含まれる組み合わせが変更されるため、液面検出処理に際しては、1個の検出電極34a,34bが複数の検出電極群39に含まれることになる。このため、液面位Lの検出については、検出電極34a,34bの数以上の分解能を実現できる。この場合、上記第十実施形態と同様に、検出電極34a,34bの小型化を図っても液面検出装置20が感度不足になることを回避できる。
According to the present embodiment, since the combination included in one
なお、本実施形態においては、1つの検出電極群39として設定される検出電極34a,34bの数がそれぞれ2個とされてもよく、4個以上とされてもよい。また、1つの検出電極群39として設定される数が表側検出電極34aと裏側検出電極34bとで異なっていてもよい。
In the present embodiment, the number of
(他の実施形態)
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
(Other embodiments)
Although a plurality of embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not construed as being limited to these embodiments, and various embodiments and combinations can be made without departing from the scope of the present invention. Can be applied.
変形例1では、図33に示すように、上記第一実施形態において、表側検出電極34aの高さ位置と裏側検出電極34bの高さ位置とが異なっていてもよい。この構成は、上記第一実施形態の電極ユニット21を検出電極34a,34bの数を変更しないまま、上記第二実施形態に適用した構成になっている。
In
変形例2では、図34に示すように、上記第四実施形態において、スリット52が検出電極34a,34bに対向する高さ位置に配置されていてもよい。この場合、スリット52の高さ寸法は、検出電極34a,34bの高さ寸法より大きくされており、互いに対向するスリット52と検出電極34a,34bとにおいては、検出電極34a,34bがスリット52よりも上方及び下方に突出しない状態になっている。
In
変形例3では、上記第四実施形態において、スリット52の天井面52aと底面52bとが平行に延びていなくてもよい。例えば、図35に示すように、共通電極32の奥行き方向において底面52bが天井面52aに対して傾斜した構成とする。この構成の底面52bは、共通電極32の外周側に向けて斜め下方に延びたテーパ面になっている。この構成によれば、オイル18の表面張力によって液面位Lが変化することが底面52bの傾斜により抑制され、共通電極32の外側における液面位Lの変位に対する内部空間32aでの液面位Lの追従性を良好なものにすることができる。
In the third modification, the
また、この共通電極32の外周部においては、上下に隣り合うスリット52のうち、上側のスリット52の底面52bと下側のスリット52の天井面52aとにより鋭角部分が形成されている。これにより、内部空間32aでの液面位Lの追従性が向上しやすくなっている。なお、図35においては、電極集合体31の図示を省略している。
In the outer peripheral portion of the
変形例4では、図36に示すように、上記第四実施形態において、スリット52が共通電極32の幅方向Wに対して傾斜していてもよい。例えば、スリット52の天井面52a及び底面52bが幅方向Wに対して角度θだけ傾斜した構成とする。この構成では、天井面52a及び底面52bは、共通電極32の上端面及び下端面に対しても角度θだけ傾斜している。その一方で、スリット52の側端部は、共通電極32の側端面に平行に延びている。なお、図36においては、電極集合体31の図示を省略している。
In the fourth modification, as shown in FIG. 36, the
変形例5では、図37に示すように、上記第四実施形態において、スリット52に代えて、共通電極32の内周面が外周側に向けて凹むことで形成された内側凹部75が設けられていてもよい。内側凹部75は、共通電極32の幅方向に延びた横長形状になっており、上下に隣り合う検出電極34a,34bの間の高さ位置に配置されている。内側凹部75の凹み寸法は、共通電極32の外周部の厚み寸法のほぼ1/2になっている。この構成によれば、内側凹部75の配置部分において、電極集合体31と共通電極32との離間距離が大きくなっているため、内部空間32aにおいて毛細管現象による液面かい離の発生を抑制できる。
In
変形例6では、上記各実施形態のように一対の検出電極34a,34bが電気経路を通じて電気的に接続されているのではなく、検出電極群39が一対の検出電極34a,34bを接続した接続電極を有していてもよい。例えば、接続電極が一対の検出電極34a,34bにかけ渡されており、この接続電極が共通電極32の奥行き板部32dと対向した構成とする。この構成では、一枚の金属板が折り返されることで一対の検出電極34a,34b及び接続電極が形成されており、この接続電極と奥行き板部32dとの間にも静電容量が生じることになる。
In Modification 6, the pair of
変形例7では、上記各実施形態とは異なり、検出電極34a,34bと共通電極32と
が板面同士で対向していなくてもよい。例えば、共通電極32が円筒状に形成されていて
もよく、検出電極34a,34bが共通電極32に向けて突出した湾曲面を有していても
よい。これらの場合でも、検出電極34a,34bと共通電極32との間の静電容量に基
づいて液面位Lを検出することは可能である。
In the modified example 7, unlike the above-described embodiments, the
変形例8では、検出電極群39において一対の検出電極34a,34bが互いに平行に延びていなくてもよい。例えば、電極支持体35が円柱状や円筒状に形成された構成において、一対の検出電極34a,34bが互いの離間距離が不均一になる状態で電極支持体35を挟んで配置された構成とする。
In the modified example 8, in the
変形例9では、上記第一実施形態において、中間電極37の四方が絶縁部36a,36b等の支持絶縁部により囲まれていてもよい。例えば、支持絶縁部が筒状に形成され、その支持絶縁部の内部空間に中間電極37が配置された構成とする。この場合でも、中間電極37と検出電極34a,34bとが支持絶縁部により電気的に絶縁された構成を実現できる。
In the modified example 9, in the first embodiment, the four sides of the
変形例10では、上記第一実施形態において、1つのスイッチ部22bだけが正状態に移行するのではなく、複数のスイッチ部22bが正状態に移行してもよい。この場合、複数の検出電極群39を対象として静電容量を検出することになる。この構成でも、静電容量の検出対象になる複数の検出電極群39の組み合わせを変更していくことで、検出された静電容量に基づいて液面位Lを算出することが可能である。
In
変形例11では、上記各実施形態において、静電容量検出部23及び演算処理部24が各検出電極群39のそれぞれに対して個別に設けられていてもよい。この場合、演算処理部24は、各静電容量検出部23の検出結果を比較することで液面位Lを検出することができる。この構成では、ユニット切替部22及び切替処理部25を設ける必要がない。
In
変形例12では、上記第一実施形態において、k段目の検出電極群39の静電容量が検出される場合に、共通電極32やグラウンドGNDに接続される検出電極群39はk段目以外の全てでなくてもよい。例えば、k段目の検出電極群39に電圧が印加されている場合に、k+1段目及びk−1段目の各検出電極群39だけがグラウンドGNDに接地される構成とする。また、k段目が最下段や最上段でない場合に、最下段の検出電極群39や最上段の検出電極群39だけが共通電極32やグラウンドGNDに接続される構成とする。いずれの構成においても、スイッチ部22bが、正状態及び負状態に加えて、検出電極群39を直流電源部23aの正極側及び負極側のいずれにも接続しない中立状態に移行可能になっている。この場合、正状態及び負状態のいずれにも移行しないスイッチ部22bは、中立状態に移行されるようになっている。
In
変形例13では、共通電極32や中間電極37がグラウンドGNDに接地されておらず、スイッチ部22bが、負状態に移行することで検出電極群39をグラウンドGNDに接地してもよい。
In the modified example 13, the
変形例14では、上記第一実施形態において、上下に隣り合う検出電極群39の間に隙間領域SPが形成されているのであれば、一対の検出電極34a,34bは互いに上下にずれた位置に配置されていてもよい。例えば、表側検出電極34aの上端及び下端が裏側検出電極34bの上端及び下端よりも高い位置に配置された構成とする。
In the modified example 14, in the first embodiment, if the gap region SP is formed between the upper and lower adjacent
変形例15では、上記第二実施形態において、上下に隣り合う表側検出電極34aの各中心線Oaの間に裏側検出電極34bの中心線Obが配置されているのであれば、裏側の中心線Obは、上下に隣り合う表側の中心線Oaの中央に配置されていなくてもよい。
In the modified example 15, in the second embodiment, if the center line Ob of the back
変形例16では、上記各実施形態において表側検出電極34aと裏側検出電極34bとで大きさや形状が異なっていてもよい。
In the
12…クランクケース、13…オイルパン、20…液面検出装置、21…電極ユニット、22…ユニット切替部、22b…スイッチ部、23…静電容量検出部、23a…直流電源部、23d…交流電源部、26…制御装置、32…共通電極、32a…内部空間、34a…表側検出電極、34b…裏側検出電極、35…電極支持体、36a…表側絶縁部、36b…裏側絶縁部、37…中間電極、39…検出電極群、41a…表側電極線、41b…裏側電極線、52…スリット、65…電源側端子、66…電極側端子、SP…隙間領域。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記電極ユニットから静電容量を検出することで、前記容器の内部に貯留された液体の液面位置(L)を検出する液面検出部(22,23,26)と、
を備え、
前記電極ユニットは、
前記容器の高さ方向に並べられた複数の検出電極(34a,34b)と、
前記複数の検出電極を収納した状態で、前記複数の検出電極のそれぞれに対向している収納電極(32)と、
前記収納電極の内部空間(32a)において前記複数の検出電極を支持した電極支持部(35)と、
を有しており、
前記複数の検出電極においては、前記電極支持部を挟んで対向する2つの前記検出電極を少なくとも有する検出電極群(39)が、前記容器の高さ方向に複数並べられており、
前記液面検出部は、
前記複数の検出電極と前記収納電極との間の静電容量に基づいて前記液面位置を検出するものであることを特徴とする液面検出装置(20)。 An electrode unit (21) provided inside the container (12, 13);
A liquid level detector (22, 23, 26) for detecting a liquid level position (L) of the liquid stored in the container by detecting a capacitance from the electrode unit;
With
The electrode unit is
A plurality of detection electrodes (34a, 34b) arranged in the height direction of the container;
A storage electrode (32) facing each of the plurality of detection electrodes in a state of storing the plurality of detection electrodes;
An electrode support (35) supporting the plurality of detection electrodes in the internal space (32a) of the storage electrode;
Have
In the plurality of detection electrodes, a plurality of detection electrode groups (39) having at least two detection electrodes facing each other across the electrode support portion are arranged in the height direction of the container,
The liquid level detector
The liquid level detection device (20), wherein the liquid level position is detected based on capacitance between the plurality of detection electrodes and the storage electrode.
前記容器の高さ方向に沿って延びた状態で設けられ、前記収納電極に電気的に接続された支持電極(37)と、
前記支持電極と前記検出電極との間に設けられていることで、これら支持電極と検出電極とを電気的に絶縁した支持絶縁部(36a,36b)と、
を有していることを特徴とする請求項1に記載の液面検出装置。 The electrode support is
A support electrode (37) provided in a state extending along the height direction of the container and electrically connected to the storage electrode;
By being provided between the support electrode and the detection electrode, a support insulating part (36a, 36b) that electrically insulates the support electrode and the detection electrode;
The liquid level detection device according to claim 1, comprising:
前記スイッチ部の状態を前記複数の検出電極群のそれぞれについて個別に移行させる移行部(S103,S104)と、
を備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の液面検出装置。 A power supply state in which each detection electrode of the detection electrode group is electrically connected to a power supply unit (23a, 23d) to apply a voltage to each detection electrode of the detection electrode group, and the voltage is applied to each detection electrode of the detection electrode group. It is possible to shift to a storage side state in which each detection electrode of the detection electrode group is electrically connected to the storage electrode so as not to be applied, and switch portions (22b, 65, 66)
A transition unit (S103, S104) for individually transitioning the state of the switch unit for each of the plurality of detection electrode groups;
The liquid level detection device according to claim 1, wherein the liquid level detection device is provided.
前記複数の検出電極群のいずれかを静電容量の検出対象である第一電極群として、この第一電極群に対応した前記スイッチ部を前記電源側状態に移行させる第一移行部(S103)と、
前記複数の検出電極群のうち前記第一電極群とは異なるものを第二電極群として、この第二電極群に対応した前記スイッチ部を前記収納側状態に移行させる第二移行部(S104)と、
を有していることを特徴とする請求項4に記載の液面検出装置。 The transition unit is
A first transition unit (S103) that causes any one of the plurality of detection electrode groups to be a first electrode group that is a capacitance detection target and shifts the switch unit corresponding to the first electrode group to the power supply side state. When,
A second transition unit (S104) that shifts the switch unit corresponding to the second electrode group to the storage-side state, with the second electrode group being different from the first electrode group among the plurality of detection electrode groups. When,
The liquid level detection device according to claim 4, comprising:
前記容器の高さ方向に隣り合う前記検出電極群においては、上側の検出電極群の前記下側検出電極の少なくとも一部が、下側の検出電極群の前記上側検出電極に前記電極支持部を挟んで対向していることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の液面検出装置。 In the detection electrode group, one detection electrode is an upper detection electrode (34a) extending above the other detection electrode with respect to the pair of detection electrodes facing each other across the electrode support portion, The detection electrode is a lower detection electrode (34b) extending below one detection electrode,
In the detection electrode group adjacent in the height direction of the container, at least a part of the lower detection electrode of the upper detection electrode group has the electrode support portion on the upper detection electrode of the lower detection electrode group. The liquid level detection device according to any one of claims 1 to 6, wherein the liquid level detection device faces each other.
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