CN1287613A - 液面检测装置和其所采用的导体电极的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种液面检测装置,其具有较强的性能变差抵抗性的接点部,或导体电极,该液面检测装置1包括活动件,该活动件由随燃料箱2内部的液面而动作的浮子9和臂10构成;接点部7,其设置于随该活动件的运动而运动的滑动体8上;绝缘主板6,其上形成导体电极4,接点部7在该导体电极4上实现滑动,上述接点部7由不包含Ag(银)的合金形成。

Description

液面检测装置和其所采用的导体电极的制造方法
本发明涉及检测车辆中的燃料箱内的液量的液面检测装置和其所采用的导体电极的制造方法，特别是涉及设置于滑动体上的接点部或设置于绝缘主板上的导体电极的改进。
在过去，下述液面检测装置是公知的，该液面检测装置包括活动件，其活动件由随着燃料箱内的液面而上下移动的浮子形成；接点部，其设置于随该活动件移动而产生滑动的滑动体上；绝缘主板，其上形成导体电极，该导体电极具有对应该接点部滑动轨道的规定的排列布线图案形状；液面的上下移动通过活动件传递给滑动件，由此，滑动体的接点部在导体电极上滑动的同时，与该导体电极相接触，所接触的导体电极中的电阻值随位置发生变化，由此，可检测燃料箱内的液量。
在这样的液面检测装置中，接点部的材料一般采用AgPd(银钯)合金，AgCu(银铜)合金，AgNi(银镍)合金等。另外，人们知道，如日本实用新型公告第1682/1992号文献所公开的那样，上述导体电极4由AgPd(银钯)粉末与玻璃的混合体形成，由这样的混合体构成的导体电极是这样形成的，即将Ag(银)粉末，钯(Pd)粉末与玻璃粉末混合，形成膏状体，将该膏状体涂敷于绝缘主板上，在干燥后对其进行焙烧。Ag(银)的电阻值较小，其导电性优良，但是在于燃料中的使用中，上述性能会因为例如：燃料中的硫磺成份，水份，酒精成份等而变差，或产生腐蚀，造成导通不良，这样在接点部中，便采取添加Pd(钯)，Cu(铜)，Ni(镍)等抵抗性能变差，耐腐蚀性物质，形成合金的措施，另外在导体电极中，采取添加由Pd(钯)形成的，并具有性能变差抵抗性，耐腐蚀性的物质，形成混合体，对付性能变差和腐蚀性的措施。
但是，在接点部或导体电极中，这样的抵抗性能变差，耐腐蚀的措施是不够的，比如当燃料是汽油时，由于其硫磺成份，可将Ag(银)成份硫化，从而形成造成接触不良的原因。为此，人们希望提供硫化等的性能变差抵抗性较强的接点部或导体电极。另外，在此方面，为了防止包含Ag(银)的合金的性能变差，则在比如，上述日本实用新型公告第1682/1992号文献或日本实用新型公开第40821/1994号文献中提出了下述方案，即在由Ag(银)合金形成的导体电极上覆盖具有性能变差抵抗性的防护用导电性保护膜，但是添加保护膜便产生下述缺点，即无法避免成本的增加或工序次数的上升。
于是，本发明的目的在于提供一种包括硫化等性能变差抵抗性较强的接点部或导体电极的液面检测装置，或提供一种该液面检测装置所采用的导体电极的制造方法，另外特别是本发明提供一种在抑制成本的增加或工序次数的上升的同时，使其具有性能变差抵抗性或耐腐蚀较强的接点部或导体电极的液面检测装置，或提供一种该液面检测装置所采用的导体电极的制造方法。
本发明的液面检测装置包括活动件，其随着燃料箱内的液面而动作；接点部，其设置于随该活动件的运动而运动的滑动体上；绝缘主板，其上形成导体电极，在该导体电极上，上述接点部实现滑动，上述接点部由不包含Ag(银)的合金形成，由此很难产生因硫化等造成的接点部的性能变差的情况，从而提高接点部的耐久性。作为不包含Ag的合金，如果具有在燃料中的性能变差抵抗性，则可包括所有的合金，但是作为这种合金，以CuNi(铜镍)作为主要成份的合金，或以CuNiZn(铜镍锌)作为主要成份的合金，或者包含它们的合金的成本是较低的，同时性能变差抵抗性也较高，从而最好采用这些合金。另外，特别是采用以CuNiZn(铜镍锌)作为主要成份的合金因下述原因而具有多项优点，该原因指可通过Zn(锌)抑制氧化，并且同时具有对燃料中的酒精成份，水分均优良的抵抗性。
此时，由于将导体电极一侧覆盖具有耐腐蚀性的导电性保护膜，则不仅可使接点部一侧，而且使导体电极一侧的性能变差抵抗性提高，作为这样的导电性保护膜，如果可保护导体电极，则可包括所有的导电性保护膜，但是该导电性保护膜可通过比如，镀Ni(镍)的方式形成。
再有，本发明的液面检测装置所采用的导体电极的制造方法包括下述步骤：涂敷步骤，即将包含AgPd(银钯)合金的粉末的粉体与玻璃粉体混合形成的膏状体涂敷于绝缘主板上；焙烧步骤，即对涂敷于上述绝缘主板上的上述膏状体进行焙烧，由此可获得性能变差抵抗性较高的导体电极，此外也不必象过去那样，添加导电性保护膜，从而可抑制成本的增加，或工序次数的上升。
还有，本发明的液面检测装置包括活动件，其随燃料箱内部的液面而动作；接点部，其设置于随该活动件的运动而运动的滑动体上；绝缘主板，其上形成导体电极，上述接点部在该导体电极上实现滑动，上述导体电极由AgPd(银钯)合金粉末与玻璃的混合体形成，由此难于产生硫化等的性能变差情况，从而可提高导体电极的耐久性，另外也不必象过去那样，添加导电性保护膜，从而可抑制成本的增加，或工序次数的上升。虽然AgPd(银钯)合金粉末也可仅仅为AgPd(银钯)合金，但是，还可在以该合金为主要成份的粉体中，追加或添加其它物质的粉末成份。
另外，上述AgPd(银钯)为主要成份的合金中的Pd(钯)的重量百分比，约大于40％，则与Pd(钯)的重量百分比约小于40％的合金相比较，可保持优良的性能变差抵抗性。
此时，如果上述接点部一侧由以铜和镍为主要成份的合金，或以铜，镍和锌为主要成份的合金形成，则还可使导体电极一侧的性能变差抵抗性提高，可进一步提高耐久性。
还有，本发明通过使上述接点部的硬度小于上述导体电极，可抑制膜厚较薄的导体电极的磨耗，耐久性优良。另外，在此场合，由于使接点部形成于单独安装在滑动体的接点部件上，所以与象过去那样的，使其本身形成滑动体的导电板的规定位置局部发生变形，而形成接点部的场合相比较，接点部的厚度不依赖于滑动体的厚度，由此，可增加接点部的厚度，从而形成可抵抗因相对导体电极，硬度较小而造成的磨耗的接点部。
再有，本发明包括活动件，其随燃料箱内部的液面而动作；接点部，其设置于随该活动件的运动而运动的滑动体上；绝缘主板，其上形成导体电极，在该导体电极上，上述接点部可实现滑动，上述接点部由银以外的第一导电物质，以及下述Pd(钯)以外的第二导电物质的合金形成，该第二导电物质具有在燃料中的性能变差抵抗性，或耐腐蚀性，由此可获得成本较低，同时可使性能变差抵抗性，耐腐蚀性提高。还有，作为第一导电物质，最好采用Cu(铜)，其电阻值较小，导电性优良，另外可降低成本。此外，作为第二导电物质，最好采用Ni(镍)，其性能变差抵抗性，耐腐蚀性较高，此外可实现低成本。另外，通过使上述接点部包含锌，则可提高耐氧化性，并且可保持对燃料中的酒精成份，水分均优良的抵抗性。
图1～图5表示本发明的第一实施例，图1为液面检测装置的主要部分的正面图，图2为将该主要部分放大的正面图，图3为沿图2中的A-A线剖开的剖视图，图4为表示图2中的滑动体背面的正面图，图5为表示将本发明的液面检测装置用作液面检测传感器的液量显示系统的一个实例的方框图。图6和图7表示本发明的第二实施例，图6为表示导体电极主要部分的剖视图，图7为表示导体电极的制造步骤的方框图。
在图1中，液面检测装置1收纳于燃料箱2内部，其设置于安装在燃料箱2的开口部的安装板3上。
在安装板3的下侧，安装有检测部，该检测部由通过陶瓷形成的绝缘主板6和滑动体8形成，该绝缘主板6通过涂敷方式形成导体电极4和电阻体5，该滑动体8包括在导体电极4上滑动的接点部7。
如图2所示，导体电极4由在绝缘主板6上，按照适当间距，沿接点部7的回转轨道呈扇形排列的多个电极布线图案44形成。
电阻体5是按照下述方式进行涂敷的，该方式为：对以比如，氧化钌作为主要成份的涂敷层进行焙烧，如图2所示，连续地覆盖构成导体电极4的多列电极布线图案44中的每个部分。
如图3，图4所示，接点部7由滑动部71和接点部件73形成，该滑动部71处于相对导体电极4的滑动接触位置，该接点部件73在与滑动部71相反的一侧，具有加固部72，该接点部通过该加固部72，以加固方式固定于滑动体8上。
上述滑动体8由具有弹性的金属板，比如由磷青铜形成的金属板构成，其按照下述方式支承固定，该方式为：其可随活动件而运动，该活动件由对应于燃料的液面，而上下移动的浮子9和臂10构成，相对绝缘主板6而安装固定于该滑动体8上的接点部7按照可对应于上述液面而在绝缘主板6上运动的方式，支承固定。
于是，液面的上下移动通过浮子9和臂10传递给滑动体8，该接点部7在导体电极4上进行滑动，由此绝缘主板6上的导体电极4与接点部7相接触，在所接触的导体电极4(电极布线图案44)的位置与一端侧之间，形成的有效电阻值将发生变化，从而确定流过接点部7与导体电极4之间的电流值。图5表示下述一个实例，在该实例中，可通过在图中未示出的输出端子，将该电流值的变化作为检测信号输出，将这样的液面检测装置用作液量显示系统的传感部。
即在图5中，标号100表示微型计算机，标号101表示驱动器，其对应于上述微型计算机100的指令信号，输出规定的电压，标号102表示下述显示部，该显示部由对应于驱动器101发出的驱动电压输出，使指针P摆动的，比如交叉线圈式仪表构成，通过微型计算机100，驱动器101，可将液面检测装置1的检测信号，转换为对应于液量的驱动信号，根据该驱动信号，使显示部102中的指针P旋转至规定的偏转角度，从而使上述显示部显示燃料箱2内部的液量，在此场合，液面检测装置1设置于如上所述的燃料箱2内部，并可通过例如对应于汽油等的燃料量，在浸泡于燃料中的状态下使用。
该液量显示系统为下述的微型控制式液量显示系统，在该系统中，通过微型计算机100，驱动器101，将流过上述的接点部7与导体电极4之间的电流值，转换为驱动电压，根据该驱动电压，确定显示部102中的指针P的指示值，该系统与已有的所谓电池直接型的直线式系统相比较，使流过接点部7与导体电极4之间的电流值按照通过图中未示出的电路部件，比如电阻器而减小的方式设定，在燃料为汽油的场合下，特别具有因容易受到接点部7或导体电极4的硫化而造成影响的性质。
于是，在本实施例中，由于通过实验等发现下述情况，该情况指作为接点部7的材料，过去一般所采用的AgPd(银钯)合金，AgCu(银铜)合金，AgNi(银镍)合金中的Ag(银)成份与硫化等性能变差的其中一个原因十分相关，这样对接点部(接点部件)的材料进行了如下改进。
即在本实施例中，具有接点部7的接点部件73由以本身具有硫化等的性能变差抵抗性的不含银的合金，比如以CuNi(铜镍)作为主要成份的合金，或以CuNiZn(铜镍锌)作为主要成份的合金形成，由这样的材料形成的接点部7借助与上述的滑动体8不同的部件，以加固方式，安装固定于滑动体8上。
另外，在本实施例的场合，接点部7(接点部件73)的硬度小于导体电极4，比如，以其硬度小于Hv(维氏硬度)160(条件：100g5秒)设定。
按照上述方式，本实施例的液面检测装置1包括活动件，其由随燃料箱2内部的液面而动作的浮子9和臂10构成；接点部7，其设置于随该活动件的运动而运动的滑动体8上；绝缘主板6，其上形成导体电极4，上述接点部7在该导体电极4上实现滑动，接点部7由不包含Ag(银)的合金形成，由此，硫化等造成的接点部7的性能变差的情况难于发生，可提高接点部7的耐久性。
此外，在按照本实施例的方式，将液面检测装置1装配于微型控制式的液量显示系统中的场合，如上所述，与过去的电池直接型的所谓直线式的系统相比较，由于流过接点部7与导体电极4之间的电流值会减小，所以容易受到因接点部7的硫化等造成的影响，但是，由于接点部7由不含Ag(银)的合金形成，这样硫化等造成的接点部7的性能变差的情况难于发生，由此特别适合用于微型控制式液量显示系统。此外，此时，如果使流过接点部7与导体电极4之间的电流值的最大值小于40mA，则可抑制上述电阻器的发热，该电阻器连接于图中未示出的电池与液面检测装置1之间，其用于减小供向液面检测装置1的电压(电流)。
作为不含Ag(银)的合金，如果具有在燃料中的性能变差抵抗性，则可包括所有的合金，但是作为这种合金，由于与其它的材料相比较，成本较低，同时提高性能变差抵抗性，所以最好采用下述合金，该合金为CuNi(铜镍)合金，包含该合金的合金，CuNiZn(铜镍锌)合金，或包含该合金的合金。
还有，由于特别采用的是以CuNiZn(铜镍锌)为主要成份的合金，所以可通过Zn(锌)成份抑制氧化，并且对燃料中的酒精成份，水分均具有抵抗性，从而具有多项优点。
再有，在本实施例中，导体电极4的材料由一般的AgPd(银钯)玻璃形成，该AgPd(银钯)玻璃是这样形成的，即将Ag(银)粉末与钯(Pd)粉末混合，形成膏状，将该膏状体涂敷于绝缘主板4上，在干燥后对其进行焙烧，但是在担心包含Ag(银)的导体电极4一侧发生性能变差的场合，也可在导体电极4一侧覆盖具有耐腐蚀性的，图中未示出的导电性保护膜，比如覆盖Ni(镍)镀层。
另外，在本实施例中，通过使接点部7的硬度小于导体电极4，则可相对接点部7的厚度(比如，1mm)，抑制膜厚(比如，15μm)较小的导体电极4的磨耗，从而提高耐久性。
此时，特别是通过使接点部7的硬度小于Hv(维氏硬度)160(条件：100g5秒)，则可减小作用于导体电极4的应力，抑制导体电极4表面损伤的发生，可提高导体电极4的耐久性。
此外，在本实施例中，由于将接点部7形成于独立安装在滑动体8的接点部件73上，这样与象过去那样的，使本身形成滑动体的导电板的规定位置局部发生变形，然后形成接点部，或滑动体8本身由具有接点部7的，通过CuNi(铜镍)合金，或CuNiZn(铜镍锌)合金形成的导电板构成的场合相比较，接点部7的厚度不依赖于滑动体(导电板)8的厚度，由此，可增加接点部7的厚度，形成下述接点部7，该接点部7还可抵抗因其硬度小于导体电极4而造成的磨耗，从而可提高耐久性。
还有，本发明包括活动件，其由随燃料箱2内部的液面而动作的浮子9和臂10构成；接点部7，其设置于随该活动件的运动而运动的滑动体8上；绝缘主板6，其上形成导体电极4，上述接点部7在该导体电极4上实现滑动，接点部7由Ag(银)以外的第一导电物质，以及具有在燃料中的性能变差抵抗性或耐腐蚀性的，Pd(钯)以外的第二导电物质的合金形成，由此成本较低，同时可使性能变差抵抗性，耐腐蚀性提高。
再有，作为第一导电物质，最好采用Cu(铜)，其电阻值较小，导电性优良，另外可使成本较低。此外，作为第二导电物质，最好采用Ni(镍)，其性能变差抵抗性，耐腐蚀性较高，此外可使成本较低。再有，通过使接点部7包含Zn(锌)，可提高耐氧化性，并且可获得对燃料中的酒精成份，水分均优良的抵抗性。
在图6中，作为本发明的第二实施例，由于通过实验等发现下述情况，故将导体电极4的材料进行了如下改进，该下述情况指作为导体电极4的材料，与过去一般所采用的AgPd(银钯)玻璃中的Ag(银)成份与硫化等性能变差的一个原因十分相关。
即，在本实施例中，下述方面是与上述第一实施例相同的，该方面指其包括活动件，该活动件由随燃料箱2内部的液面而动作的浮子9和臂10构成；接点部7，其设置于随该活动件的运动而运动的滑动体8上；绝缘主板6，其上形成导体电极4，上述接点部7在该导体电极4上实现滑动，但是如图6所示，本实施例的导体电极4由AgPd(银钯)合金的粒子(粉末)200与玻璃300的混合体形成。
如图7所示，由AgPd(银钯)合金的粒子(粉末)200与玻璃300的混合体形成的导体电极4是通过下述步骤形成的，该步骤包括：混合步骤S1，即将AgPd(银钯)合金的粉末与玻璃300粉末混合，形成膏状体；涂敷步骤S2，即将该膏状体涂敷于上述绝缘主板6上；干燥步骤S3，即对所涂敷的膏状体进行干燥；焙烧步骤S4，即在比如850度的温度下对涂敷于绝缘主板6上的膏状体进行焙烧。
AgPd(银钯)合金可采用仅仅具有AgPd(银钯)的合金，或以其为主要成份的合金，其粉末是这样形成的，即预先形成Ag(银)与Pd(钯)的合金，在粉碎工序中对其进行处理，从而形成AgPd(银钯)合金的粉末，象过去那样，将Ag(银)粉末，钯(Pd)粉末与玻璃粉末进行混合，形成膏状体，并将该膏状体涂敷于绝缘主板上，在干燥后对其进行焙烧，在焙烧条件下，Ag(银)与Pd(钯)完全不形成合金，由此，如果与接点部7的摩擦而产生摩擦粉，则容易使Ag产生硫化，但是在本实施例中，由于将预先形成合金化的体形成粉末，从而可使Ag(银)与Pd(钯)的结合增强，进而形成硫化等的性能变差抵抗性较强的导体电极4。
另外，此时，最好AgPd(银钯)合金中的Pd(钯)的重量百分比超过40％，这样与Pd重量百分比小于40％的合金相比较，具有良好的性能变差抵抗性。
按照上述方式，本发明实施例的液面检测装置1包括活动件，其由随燃料箱2内部的液面而动作的浮子9和臂10构成；接点部7，其设置于随该活动件的运动而运动的滑动体8上；绝缘主板6，其上形成导体电极4，上述接点部7在该导体电极4上实现滑动，导体电极4由AgPd(银钯)合金的粒子(粉末)200与玻璃300的混合体形成，由此，硫化等性能变差的情况难于发生，从而提高接点部的耐久性，另外，不必象过去那样，添加导电性保护膜，可抑制成本的上升，或工序次数的增加。还有，AgPd(银钯)合金粉末也可仅仅为AgPd(银钯)合金，但是还可追加或添加其它的粉末物质。
再有，本实施例的导体电极4通过下述步骤形成，该步骤包括：混合步骤S1，即将AgPd(银钯)合金的粉末与玻璃粉末混合，形成膏状体；涂敷步骤S2，即将该膏状体涂敷于上述绝缘主板6上；干燥步骤S3，即对所涂敷的膏状体进行干燥；焙烧步骤S4，即对涂敷于绝缘主板6上的膏状体进行焙烧，这样可获得具有性能变差抵抗性较高的导体电极4，另外，不必象过去那样，添加导电性保护膜，可抑制成本的增加或工序次数的上升。还有，本实施例中所给出的各步骤S1～S4仅仅是一个实例，也可通过下述方式，获得导体电极4，该方式为：将AgPd(银钯)合金粉末与玻璃粉末混合，形成膏状体，将该膏状体涂敷于绝缘主板6上，对其进行焙烧。
还有，如果银钯AgPd(银钯)合金中的Pd(钯)的重量百分比，约大于40％，则与Pd(钯)的重量百分比约小于40％的合金相比较，可保持优良的性能变差抵抗性。
此外，作为第三实施例，虽然在图中未示出，但是，如果其包括活动件，该活动件由随燃料箱2内部的液面而动作的浮子9和臂10构成；接点部7，其设置于随该活动件的运动而运动的滑动体8上；绝缘主板6，其上形成导体电极4，上述接点部7在该导体电极4上实现滑动，导体电极4由AgPd(银钯)合金的粒子(粉末)200与玻璃300的混合体形成，接点部7由CuNi合金或CuNiZn合金形成，这样可使导体电极4和接点部7两者的性能变差抵抗性提高，从而形成制品的信赖程度较高的液面检测装置。
还有，同样在第二，第三实施例中，显然下述场合是有利的，在该场合，将液面检测装置1装配于微型控制式液量显示系统中。此外，在前述实施例中，采用由浮子9和臂10构成的活动件，但是，本发明也可适合用于下述的所谓正下型液面检测装置，在该装置中，将形成导体电极4的绝缘主板6垂直地设置于箱2上，在包围该绝缘主板6的浮子9的内壁上设置有具有接点部7的滑动体8。
本发明不限于机动车等车辆的液面检测装置，其可广泛地适用于按照浸泡于燃料等液体中的状态使用的液面检测装置。

Claims (13)

1．一种液面检测装置，其包括活动件，该活动件随燃料箱内部的液面而动作；接点部，其设置于随该活动件的运动而运动的滑动体上；绝缘主板，其上形成导体电板，接点部在该导体电极上可实现滑动，上述接点部由不包含银的合金形成。
2．根据权利要求1所述的装置，其特征在于上述接点部由包含铜和镍的合金，或包含铜，镍和锌的合金形成。
3．根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于上述导体电极上覆盖有导电性保护膜。
4．一种液面检测装置所采用的导体电极的制造方法，其包括下述步骤：
涂敷步骤，即将由包含银钯合金的粉末的粉体与玻璃粉体混合形成的膏状体涂敷于绝缘主板上；
焙烧步骤，即对涂敷于上述绝缘主板上的上述膏状体进行焙烧。
5．一种液面检测装置，其包括活动件，该活动件随燃料箱内部的液面而动作；接点部，其设置于随该活动件的运动而运动的滑动体上；绝缘主板，其上形成导体电极，上述接点部在该导体电极上实现滑动，上述导体电极由银钯合金粉末与玻璃的混合体形成。
6．根据权利要求4所述的方法或权利要求5所述的装置，其特征在于上述银钯合金的重量百分比可超过40％的钯。
7．根据权利要求5所述的装置，其特征在于上述接点部由包含铜和镍的合金，或包含铜，镍和锌的合金形成。
8．根据权利要求1～3，5～7中的任何一项所述的装置，其特征在于上述接点部的硬度小于上述导体电极。
9．根据权利要求8所述的装置，其特征在于上述接点部形成于固定在上述滑动体上的接点部件上。
10．一种液面检测装置，其包括活动件，该活动件随燃料箱内部的液面而动作；接点部，其设置于随该活动件的运动而运动的滑动体上；绝缘主板，其上形成导体电极，接点部可在该导体电极上实现滑动，上述接点部由银以外的第一导电物质，以及下述钯以外的第二导电物质的合金形成，该第二导电物质具有在燃料中的性能变差抵抗性，或耐腐蚀性。
11．根据权利要求10所述的装置，其特征在于上述第一导电物质由铜形成。
12．根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于上述第二导电物质由镍形成。
13．根据权利要求10～12所述的装置，其特征在于上述合金包含锌。
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