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Die Offenbarung der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-012180 , die am 24. Januar 2011 eingereicht wurde, und der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-095301 , die am 21. April 2011 eingereicht wurde, einschließlich Beschreibung, Zeichnungen und Ansprüchen, sind hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit einbezogen.
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Hintergrund
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Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung und insbesondere eine Flüssig keitsstanderfassungsvorrichtung zum automatischen Bestimmen einer Restmenge einer Flüssigkeit, die in einem Kraftstofftank für Transportmittel, beispielsweise Kraftfahrzeuge und Flugzeuge, vorrätig ist, durch Bestimmen des Flüssigkeitsniveaus.
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Es ist eine Flüssigkeitsstanderfassungvorrichtung zum Erfassen eines Flüssigkeitsniveaus in einem Kraftstofftank, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, bekannt, bei der sich ein Schwimmer abhängig von dem Flüssigkeitsniveau derart vertikal bewegt, dass ein Schwimmerarm auf einer Widerstandsplatte gleitet, und daher das Flüssigkeitsniveau in ein elektrisches Potentialunterschied umwandelt, wodurch das Flüssigkeitsniveau festgestellt wird.
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Ein Beispiel der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung wird nachfolgend beschrieben. 1 ist ein elektrisches Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Sensors, der bei der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung und dem Stand der Technik verwendet wird, darstellt. 2 ist eine Darstellung, die einen Aufbau der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung und dem Stand der Technik darstellt. 3 ist eine Darstellung, die einen Aufbau eines Regelwiderstands in dem Sensor gemäß der Erfindung und dem Stand der Technik zeigt.
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Der Sensor 2 der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung 1 umfasst einen Regelwiderstand 3 (variablen Widerstand), der einen Widerstandswert dadurch ändert, dass die Kontaktpunkte 19 und 20, wie nachfolgend beschrieben, sich im Zusammenwirken mit einer Veränderung des Flüssigkeitsniveaus innerhalb eines hermetisch abgedichteten Behälters T bewegen. Der Regelwiderstand 3 ist in Reihe mit einem Festwiderstand 7 verbunden und dieser ist wiederum mit einem Stromversorgungsschaltkreis 4 verbunden, der eine vorbestimmte Spannung an den Regelwiderstand 3 und den Festwiderstand 7 anlegt.
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Der Sensor 2 umfasst, wie in den 2 und 3 dargestellt, eine Widerstandsplatte 13, die an einem Basisrahmen 12 befestigt ist, und ein Gleitkontaktelement 14, das mit einem verbundenen Ende eines Schwimmerarms 11 verbunden ist, der auch ein freies Ende aufweist, das mit einem Schwimmer 10 verbunden ist, der derart ausgebildet ist, dass er auf einer Oberfläche einer Flüssigkeit durch die Auftriebskraft der Flüssigkeit schwimmt. Die Widerstandsplatte 13 des Sensors 2 ist mit einem ersten elektrisch leitenden Muster 15 und einem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 versehen. Das erste und das zweite elektrisch leitende Muster 15 und 16 sind parallel zueinander in einer Bogenform um eine Drehwelle 21 des Schwimmerarms 11 angeordnet. Ein elektrisch leitender Abschnitt 17 für die Ein-/Ausgabe ist mit einem Ende des ersten elektrisch leitenden Musters 15 verbunden und ein elektrisch leitender Abschnitt 18 für die Ein-/Ausgabe ist mit einem Ende des zweiten elektrisch leitenden Musters 16 verbunden.
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Das erste elektrisch leitende Muster 15 besteht aus einer Mehrzahl von elektrisch leitenden, länglichen Segmenten 15a, die in einer Umfangsrichtung der Bogenform in einem vorbestimmten Intervall angeordnet sind, und einem Widerstand 15b, der die elektrisch leitenden Segmente 15a miteinander verbindet. Das zweite elektrisch leitende Muster 16 besteht auch aus einer Mehrzahl von elektrisch leitenden, länglichen Segmenten 16a, die in einer Umfangsrichtung der Bogenform in einem vorbestimmten Intervall angeordnet sind, und einem Verbindungselement 16b, das die elektrisch leitenden Segmente 16a elektrisch leitend miteinander verbindet.
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Das Gleitkontaktelement 14 ist mit den Kontaktpunkten 19 und 20 versehen, die elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Auch die Drehwelle 21, die an dem verbundenen Ende des Schwimmerarms 11 angeordnet ist, ist mit dem Gleitkontaktelement 14 verbunden. Der Schwimmerarm 11 dreht um die Drehwelle 21 als Stützpunkt in einer Pfeilrichtung Y von 3, dadurch dass ermöglicht wird, dass der Schwimmer 10, der auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmt, sich gemäß einer Flüssigkeitsmenge, die von einem Flüssigkeitsniveau bei vollständig gefülltem Tank verbraucht wurde, nach unten bewegt. In Antwort auf eine solche Drehung des Schwimmerarms 11 dreht auch das Gleitkontaktelement 14 sich in der Pfeilrichtung Y von 3. Aufgrund solch einer Drehung des Gleitkontaktelements 14 gleitet jeder Kontaktpunkt 19 und 20 auf jedem der elektrisch leitenden Segmente 15a und 16, die auf dem ersten elektrisch leitenden Muster 15 und dem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 angeordnet sind und wird mit diesen elektrisch leitend in Kontakt gebracht. Eine Länge des Widerstandelements 15b, das in einem Schaltkreis zwischen dem elektrisch leitenden Abschnitt 17 für die Ein/-Ausgabe, der mit dem ersten elektrisch leitenden Muster 15 verbunden ist, und dem elektrisch leitenden Abschnitt 18 für die Ein-/Ausgabe, der mit dem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 verbunden ist, angeordnet ist, wird daher verändert und ein Widerstandswert des Schaltkreises ändert sich somit (d. h., der Widerstandswert des Regelwiderstands 3 von 1 ändert sich). Wie oben beschrieben, besteht der Regelwiderstand 3 aus dem ersten elektrisch leitenden Muster 15, dem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 und dem Gleitkontaktelement 14.
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Ein Unterschied des elektrischen Potentials zwischen den elektrisch leitenden Abschnitten 17 und 18 für die Ein-/Ausgabe, der hervorgerufen wird, wenn eine Spannung an dem Regelwiderstand 3 anliegt, wird durch den Sensor 2 festgestellt und ein Ausgabesignal des Sensors 2 wird an einen Verarbeitungsschaltkreis 5 gesendet. Der Verarbeitungsschaltkreis 5 zeigt dann eine Restmenge der Flüssigkeit, basierend auf dem Ausgabesignal des Sensors 2 an einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise ein Messinstrument 6, analog oder durch einen Balkengraph an. Ein Festwiderstand kann in dem Messinstrument auf einem Kabel zum Verbinden des Messinstrumentes 6 mit dem Verarbeitungsschaltkreis 5 angeordnet sein.
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Bei solch einer Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung wird im Allgemeinen eine Silber-Palladium (AgPd) Legierung, eine Silber-Kupfer (AgCu) Legierung, eine Silber-Nickel (AgNi) Legierung und dergleichen als Werkstoff für die Kontaktpunkte verwendet. Die elektrisch leitenden Segmente werden beispielsweise aus einer Mischung aus Silber-Palladium Pulver (AgPd) und Glas hergestellt und werden durch Mischen von Silberpulver, Palladiumpulver und Glaspulver zur Bildung einer Paste und durch Drucken der erzielten Paste auf die Widerstandsplatte, durch Trocknen und nachfolgendem Sintern hergestellt.
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Die Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung kann jedoch für einen Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs verwendet werden, das als Kraftstoff ein Elektrolyt (Alkohol), beispielsweise Ethanol und Methanol, oder ein Benzin, das solch ein Elektrolyt enthält, verwendet. Silber (Ag) weist einen geringeren elektrischen Widerstand und eine sehr gute Leitfähigkeit auf, die Kontaktpunkte und die elektrisch leitenden Segmente, die solch ein Silber enthalten, können jedoch durch eine Schwefelkomponente, durch Wasser und eine Alkoholkomponente und dergleichen im Kraftstoff sich verschlechtern oder verschleißen, so dass eine Fehlfunktion, bei der aufgrund der schlechten elektrischen Leitfähigkeit die Messung nicht ausgeführt werden kann oder ein falscher Wert bestimmt wird, usw. hervorgerufen wird. Ferner gibt es aufgrund der heutigen Kraftstoffsituation in der Welt viele Möglichkeiten, dass Kraftstoff mit vielerlei Zusammensetzungen verwendet wird, so dass es notwendig ist, ein zuverlässiges Kraftstoffsystem bereitzustellen, das solch eine Fehlfunktion verhindern kann. Um die Verschlechterung und Verschleiß der elektrisch leitenden Segmente und der Kontaktpunkte zu verhindern, sind Technologien bekannt, bei denen Abschnitte der elektrisch leitenden Segmente, auf denen die Kontaktpunkte gleiten, mit einer Gold (Au) enthaltenden Legierung beschichtet werden (z. B. siehe Patent-Dokumente 1 und 2).
- Patent-Dokument 1: JP-A-2003-287456
- Patent-Dokument 2: JP-A-2009-162694
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Die Technik gemäß den Patent-Dokumenten 1 und 2 weist eine Maßnahme gegen Verschlechterung und für Verschleißbeständigkeit der elektrisch leitenden Segmente auf, stellt jedoch keine ausreichende Gegenwirkung bereit, da die beschichtete Lage über die Zeit dünn werden kann. Um ausreichende Maßnahmen gegen die Beeinträchtigung und den Verschleiß sicherzustellen, ist es notwendig, dass eine große Menge an Gold (beispielsweise ungefähr 40% der Masse oder mehr in den elektrisch leitenden Segmenten) enthalten ist, wodurch das Problem auftritt, dass die Kosten erhöht sind.
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Zusammenfassung
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung bereitzustellen, bei der sogar dann, wenn eine Schwefelkomponente, beispielsweise im Benzin, als auch in einer normalen Umgebung vorhanden ist, die Verschleißbeständigkeit erzielt und ein Anstieg der Herstellungskosten verhindert werden können.
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D. h., die Aufgabe der Erfindung ist durch die folgenden Aspekte (1) bis (6) gelöst.
- (1) Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung umfassend
eine Widerstandsplatte, die eine Mehrzahl von elektrisch leitenden, länglichen Segmenten aufweist, die auf dieser ausgebildet sind,
einen Schwimmer, der derart ausgebildet ist, dass er entsprechend einer Verlagerung eines zu messenden Flüssigkeitsniveaus nach oben und unten bewegt wird,
einen Schwimmerarm aufweist, der an einem Ende an dem Schwimmer befestigt ist, und der am anderen Ende so drehbar abgestützt ist, dass es im Zusammenwirken der aufwärts und abwärts gerichteten Bewegung des Schwimmers gedreht wird, und einen Kontaktpunkt, der derart ausgebildet ist, dass er auf den mehreren elektrisch leitenden Segmenten im Zusammenwirken mit einer Drehung des Schwimmerarms abhängig von dem Flüssigkeitsniveau gleitet,
wobei die Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten mehrere erste Segmente, die aus einem ersten Metallwerkstoff hergestellt sind, der wenigstens Silber (Ag) und Palladium (Pd) enthält, und mehreren zweiten Segmenten, die aus einem zweiten Metallwerkstoff hergestellt sind, der im Wesentlichen Gold (Au) enthält, umfasst.
- (2) Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß Aspekt (1), wobei eine erste Segmentgruppe, die wenistens ein erstes Segment umfasst, und eine zweite Segmentgruppe, die wenistens ein zweites Segment umfasst, abwechselnd angeordnet sind.
- (3) Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß Aspekt (1) oder (2),
wobei die ersten Segmente Basisabschnitte, die die Widerstandsplatte kontaktieren, und obere Abschnitte, die jeweils auf dem Basisabschnitt angeordnet sind, umfassen, und
wobei die Basisabschnitte aus dem ersten Metallwerkstoff hergestellt sind und die oberen Abschnitte aus dem zweiten Metallwerkstoff hergestellt sind.
- (4) Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß irgend einem der Aspekte (1) bis (3), wobei der zweite Metallwerkstoff massemäßig Gold (Au) in einem Bereich von 95% oder mehr enthält.
- (5) Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß irgend einem der Aspekte (1) bis (4), wobei der zweite Metallwerkstoff eine Glaskomponente enthält.
- (6) Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß irgend einem der Aspekte (1) bis (5), wobei der erste Metallwerkstoff Gold (Au) enthält.
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Gemäß der Erfindung umfasst die Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten, die die Widerstandsplatte bilden, mehrere erste Segmente, die aus einem ersten Metallwerkstoff hergestellt sind, der wenigstens Silber (Ag) und Palladium (Pd) enthält, und mehrere zweite Segmente, die aus einem zweiten Metallwerkstoff hergestellt sind, der im Wesentlichen Gold (Au) enthält. Es ist daher möglich, eine Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung bereitzustellen, die selbst dann ausreichende Verschleißbeständigkeit aufweist, wenn ein Kraftstoff verwendet wird, der eine große Menge einer Schwefelkomponente enthält, oder wenn ein Kraftstoff verwendet wird, der viele gemischte Bestandteile aufweist. Die elektrisch leitenden Segmente und die Kontaktpunkte unterliegen insbesondere einem sehr geringen Abrieb aufgrund Gleitens aufeinander, und der Anteil des ersten Metallwerkstoffs kann daher verringert werden, da Gold (Au), das aufgrund Abrieb am zweiten Metallwerkstoff abgetragen wird, an die Gleitflächen transferiert wird. Gold (Au), das aufgrund Abrieb an den zweiten Segmenten abgetragen wird, wird nämlich an die Gleitflächen der ersten Segmente und die Kontaktpunkte weitertransportiert. Das Weiterleiten des Golds (Au) tritt zwischen den elektrisch leitenden Segmenten und den Kontaktpunkten auf. Da das Gold (Au) an die Gleitflächen weitergeleitet wird, kann eine Verschlechterung aufgrund der Schwefelung einer Schwefelkomponente, ein Verschleiß, eine Oxidation und dergleichen verhindert werden. Die Kontaktleitfähigkeit zwischen den elektrisch leitenden Segmenten und den Kontaktpunkten kann daher besser aufrechterhalten werden, so dass ein Kontaktfehler verhindert werden kann. Ferner ist es nicht notwendig, dass Gold (Au) für die Gesamtheit der elektrisch leitenden Segmente zu verwenden, wodurch die Herstellungskosten der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung verringert werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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In den begleitenden Zeichnungen ist/sind
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1 ein elektrisches Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Sensors veranschaulicht, der bei einer Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung und dem Stand der Technik verwendet wird,
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2 eine Darstellung, die einen Aufbau einer Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung und dem Stand der Technik veranschaulicht,
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3 eine Darstellung, die einen Aufbau eines Regelwiderstands in einem Sensor gemäß der Erfindung und dem Stand der Technik zeigt,
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4A und 4B Darstellungen, die einen Aufbau der elektrisch leitenden Segmente gemäß einer ersten Ausführungsform der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung der Erfindung veranschaulichen, wobei 4A eine teilweise vergrößerte Ansicht der elektrisch leitenden Segmente und 4B ein Querschnitt entlang einer Linie IVa-IVa von 4A ist, und
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5A und 5B Schaltbilder, die einen Aufbau der elektrisch leitenden Segmente gemäß einer zweiten Ausführungsform der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung der Erfindung darstellen, wobei 5A eine teilweise vergrößerte Ansicht der elektrisch leitenden Segmente und 5B ein Querschnitt entlang einer Linie Va-Va von 5A ist.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben. Eine Basisstruktur einer Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung wurde im Detail bei den Beschreibungen zu dem Stand der Technik unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 beschrieben, wird jedoch nochmals beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst ein Sensor 2 der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung 1 einen Regelwiderstand 3, der einen Widerstandswert dadurch verändert, dass sich Kontakte 19 und 20, wie nachfolgend beschrieben, in Zusammenwirken mit einer Veränderung des Flüssigkeitsniveaus innerhalb eines hermetisch abgedichteten Behälters T bewegen. Der Regelwiderstand 3 ist in Reihe mit einem Festwiderstand 7 geschaltet und dieser ist wiederum mit einem Stromversorgungsschaltkreis 4 verbunden, der eine vorbestimmte Spannung an den Regelwiderstand 3 und den Festwiderstand 7 abgibt.
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Der in den 2 und 3 gezeigte Sensor 2 umfasst einen Basisrahmen 12, eine Widerstandsplatte 13, die an dem Basisrahmen 12 angebracht ist, und ein Gleitkontaktelement 14. Das Gleitkontaktelement 14 ist mit einem proximalen Ende eines Schwimmerarms 11 verbunden, der auch ein distales Ende aufweist, das an einem Schwimmer 10 befestigt ist, der derart ausgebildet ist, dass er auf einer Oberfläche einer Flüssigkeit aufgrund der Auftriebskraft schwimmt. Die Widerstandsplatte 13 des Sensors 2 ist mit einem ersten elektrisch leitenden Muster 15 und einem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 versehen. Das erste und das zweite elektrisch leitende Muster 15 und 16 sind parallel zueinander in einer Bogenform um eine Drehwelle 21 des Schwimmerarms 11 angeordnet. Ein elektrisch leitender Abschnitt für die Ein-/Ausgabe ist einerseits mit einem Ende des ersten elektrisch leitenden Musters 15 verbunden und ein elektrisch leitender Abschnitt 18 für die Ein-/Ausgabe ist andererseits mit einem Ende des zweiten elektrisch leitenden Musters 16 verbunden.
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Das erste elektrisch leitende Muster 15 besteht aus einer Mehrzahl von elektrisch leitenden, länglichen Segmenten 15a, die in einer Umfangsrichtung der Bogenform in einem vorbestimmten Intervall angeordnet sind, und einem Widerstand 15b, der die elektrisch leitenden Segmente 15a elektrisch leitend miteinander verbindet. Ferner besteht das zweite elektrisch leitende Muster 16 aus einer Mehrzahl von elektrisch leitenden, länglichen Segmenten 16a, die in einer Umfangsrichtung der Bogenform in einem vorbestimmten Intervall angeordnet sind, und einem Verbindungselement 16b, das die elektrisch leitenden Segmente 16a elektrisch leitend miteinander verbindet. Das erste elektrisch leitende Muster 15 und das zweite elektrisch leitende Muster 16 sind voneinander beabstandet angeordnet.
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Das Gleitkontaktelement 14 weist zwei Rahmen auf, die um das proximale Ende des Schwimmerarms 11 konzentrisch angeordnet sind. Diese zwei Rahmen sind jeweils mit Kontakten 19 und 20, die elektrisch leitend miteinander verbunden sind, versehen. Die Drehwelle 21, die an dem proximalen Ende des Schwimmerarms 11 angeordnet ist, ist ferner mit dem Gleitkontaktelement 14 verbunden.
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Der Schwimmerarm 11 dreht um die Drehwelle 21 als Drehpunkt in einer Pfeilrichtung Y von 3, wodurch ermöglicht ist, dass der Schwimmer 10 auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmt, um sich von einer Position des Flüssigkeitsniveaus bei einem vollgetankten Zustand entsprechend dem Wert der verbrauchten Flüssigkeit nach unten zu bewegen. Zusammen mit der Drehung des Schwimmerarms 11 dreht das Gleitkontaktelement 14 in der Pfeilrichtung Y von 3. Durch die Drehbewegung des Gleitkontaktelements 14 gleitet der Kontaktpunkt 19 auf den elektrisch leitenden Segmenten 15a, die an dem ersten elektrisch leitenden Muster 15 angeordnet sind, und wird mit diesen elektrisch leitend in Kontakt gebracht, und der Kontaktpuntk 20 gleitet auf den elektrisch leitenden Segmenten 16a, die an dem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 angeordnet sind, und wird mit diesen elektrisch leitend in Kontakt gebracht. Daher wird die Länge des Widerstands 15b, der in einem Schaltkreis zwischen dem elektrisch leitenden Abschnitt 17 für die Ein-/Ausgabe, der mit dem ersten elektrisch leitenden Muster 16 verbunden ist, und dem elektrisch leitenden Abschnitt 18 für die Ein-/Ausgabe, der mit dem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 verbunden ist, angeordnet ist, verändert und somit ein Widerstandswert des Schaltkreises verändert (d. h., der Widerstandswert des Regelwiderstands 3 von 1 ändert sich). Wie oben beschrieben, besteht der Regelwiderstand 3 aus dem ersten elektrisch leitenden Muster 15, dem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 und dem Gleitkontaktelement 14.
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Ein Unterschied des elektrisch leitenden Potentials zwischen den elektrisch leitenden Abschnitten 17 und 18 für die Ein-/Ausgabe, das hervorgerufen wird, wenn eine Spannung an dem Regelwiderstand 3 anliegt, wird durch den Sensor 2 festgestellt und ein Ausgabesignal des Sensors 2 wird an einen Verarbeitungsschaltkreis 5 gesendet. Dann zeigt der Verarbeitungsschaltkreis die Restmenge der Flüssigkeit, basierend auf dem Ausgabesignal des Sensors 2, an einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise einem Messinstrument 6, mittels analoger Darstellung oder eines Balkendiagramms an. Es kann auch ein Festwiderstand in dem Messinstrument 6 an einem Kabel zum Verbinden des Messinstrumentes 6 mit dem Verarbeitungsschaltkreis 5 angeordnet sein.
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Gemäß der Erfindung umfasst die Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten 15a und 16a, die, wie oben beschrieben, angeordnet sind, mehrere erste Segmente, die aus einem ersten Metallwerkstoff hergestellt sind, der wenigstens Silber (Ag) und Palladium (Pd) enthält, und mehrere zweite Segmente, die aus einem zweiten Metallwerkstoff, der im Wesentlichen Gold (Au) enthält, hergestellt sind.
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Die 4A und 4B sind Darstellungen, die einen Aufbau von elektrisch leitenden Segmenten gemäß einer ersten Ausführungsform der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung der Erfindung veranschaulichen, wobei 4A ein teilweise vergrößerte Ansicht der elektrisch leitenden Segmente und 4B ein Querschnitt entlang der Linie IVa-IVa von 4A ist.
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Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten 15a, die das erste elektrisch leitende Muster 15 bilden, das auf der Widerstandsplatte 13 vorgesehen ist, mehrere erste Segmente 152, die aus einem ersten Metallwerkstoff, der wenigstens Silber (Ag) und Palladium (Pd) enthält, hergestellt sind, und mehrere zweite Segmente 154, die aus einem zweiten Metallwerkstoff hergestellt sind, der im Wesentlichen Gold (Au) enthält. Wie in den 4A und 4B dargestellt, sind die ersten Segmente 152 und die zweiten Segmente 154 im Allgemeinen parallel zueinander und abwechselnd angeordnet und bilden insgesamt eine Bogenform (siehe 3).
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Wenn der erste Metallwerkstoff wenigstens Silber (Ag) und Palladium (Pd) enthält, ist es möglich, die Härte der ersten Segmente 152 zu verbessern, um einen Widerstand gegen Abnutzung zu erzielen und ein elektrisch leitendes Muster zu bilden, das eine sehr gute Leitfähigkeit aufweist.
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Gemäß der Erfindung wird Gold (Au) dem ersten Metallwerkstoff hinzugefügt. Durch Hinzufügen von Gold (Au) kann die Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung mit einer größeren Verschleißfestigkeit bei einem Kraftstoff, beispielsweise Benzin, erzielt werden.
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Wenn die Wirkungen der Erfindung nicht nachteilig beeinflusst werden, können auch andere Metallwerkstoff dem ersten Metallwerkstoff hinzugefügt werden. Die anderen Metallwerkstoffe umfassen beispielsweise Kobalt (Co), Nickel (Ni), Ruthenium (Ru), Kupfer (Cu) und Platin (Pt). Die anderen Metallwerkstoffe können einzeln oder als eine Kombination aus zwei oder mehr Metallwerkstoffen verwendet werden.
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Der zweite Metallwerkstoff, der die zweiten Segmente 154 bildet, enthält im Wesentlichen Gold (Au). Es ist bevorzugt, wenn massemäßig 95% oder mehr an Gold (Au) und insbesondere Gold in einem Bereich von 98% oder mehr vorhanden ist. Wenn der zweite Metallwerkstoff massemäßig 95% oder mehr an Gold (Au) enthält, ist es möglich, die Wirkung gegen Verschlechterung und Verschleiß signifikant zu verbessern.
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Der zweite Metallwerkstoff enthält ferner vorzugsweise eine Glaskomponente. Aufgrund der Verwendung der Glaskomponente ist die Härte der elektrisch leitenden Segmente verbessert. Die Glaskomponente umfasst beispielsweise Borosilikatglas und Bismutoxid.
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Gemäß der Erfindung können, wenn die Wirkungen der Erfindung nicht nachteilig beeinflusst werden, andere Metallwerkstoffe dem zweiten Metallwerkstoff hinzugefügt werden. Die anderen Metallwerkstoffe umfassen beispielsweise Kobalt (Co), Nickel (Ni), Ruthenium (Ru), Kupfer (Cu) und Platin (Pt). Die anderen Metallwerkstoffe können einzeln oder in einer Kombination aus zwei oder mehr Metallwerkstoffen verwendet werden. Die anderen Metallwerkstoffe sind vorzugsweise massemäßig in einem Bereich von 5% oder weniger in dem zweiten Metallwerkstoff enthalten.
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Nachfolgend wird ein Verfahren zum Fomren des elektrisch leitenden Musters beschrieben.
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Zunächst wird Pulver des ersten Metallwerkstoffs mit einem Bindemittel in einem Lösemittel vermischt, um daraus eine Paste zu bilden. Die Paste wird auf die Widerstandsplatte 13 durch beliebige Mittel, beispielsweise Siebdruck, aufgedruckt und dann getrocknet. Hierbei wird der erste Metallwerkstoff, der in einer pastösen Form zubereitet ist, gedruckt, während Freiräume an den Positionen, an denen die zweiten Segmente ausgebildet werden, verbleiben.
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Dann wird Pulver des zweiten Metallwerkstoffs mit einem Bindemittel in einem Lösemittel vermischt, um eine Paste zu bilden. Die Paste wird in ähnlicher Weise auf die Positionen der Widerstandsplatte 13, an denen die zweiten Segmente ausgebildet werden, durch beliebige Mittel, beispielsweise Siebdrucken, aufgedruckt. Dann erfolgt ein Trocknen.
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Schließlich wird die gesamte Widerstandsplatte gesintert und so wird das elektrisch leitende Muster, das die daran ausgebildeten ersten Segmente und zweiten Segmente aufweist, gebildet.
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Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung wird, wie oben beschrieben, Gold (Au), das aufgrund von Abrieb an den zweiten Segmenten 154 abgetragen wird, an die Gleitflächen der ersten Segmente 152 derart transferiert, dass eine Verschlechterung aufgrund Schwefelung der Schwefelkomponente, Verschleiß, Oxidation und dergleichen verhindert werden kann. Die Leitfähigkeit des Kontakts zwischen den elektrisch leitenden Segmenten 15a und dem Kontaktpunkt 19 kann daher derart günstiger aufrechterhalten bleiben, dass ein Kontaktausfall des Kontaktpunkts verhindert werden kann. Das abgetragene Gold (Au) wird ferner auch an den Kontaktpunkt 19 transferiert, an dem ein Abtrag erfolgt, wodurch ein Kontaktausfall des Kontaktpunkts verhindert werden kann. Da die ersten Segmente 152 aus dem ersten Metallwerkstoff, der Silber (Ag) und Palladium (Pd) enthält, hergestellt sind, ist es ferner nicht notwendig, Gold (Au) für die gesamten elektrisch leitenden Segmente 15a zu verwenden, wodurch die Verbrauchsmenge an Gold gegenüber dem bisherigen Stand der Technik verringt wird.
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Gemäß der Erfindung können die elektrisch leitenden Segmente 16a, die das zweite elektrisch leitende Muster 16 bilden, in ähnlicher Weise mehrere erste Segmente, die aus einem ersten Metallwerkstoff hergestellt sind, der wenigstens Silber (Ag) und Palladium (Pd) enthält, und mehrere zweite Segmente, die aus einem zweiten Metallwerkstoff hergestellt sind, der im Wesentlichen Gold (Au) enthält, umfassen. Hierbei kann die Wirkung gegen Verschleiß der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung weiter verbessert werden, wodurch ein Anstieg der Herstellungskosten verhindert wird.
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Die 5A und 5B sind Darstellungen, die einen Aufbau elektrisch leitender Segmente gemäß einer zweiten Ausführungsform der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung der Erfindung zeigen, wobei 5A eine teilweise vergrößerte Ansicht der elektrisch leitenden Segmente und 5B ein Querschnitt entlang der Linie Va-Va von 5A ist.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung umfasst in ähnlicher Weise die Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmente 15a, die das erste elektrisch leitende Muster 15 bilden, das auf der Widerstandsplatte 13 vorgesehen ist, mehrere erste elektrisch leitende Segmente 152 und mehrere zweite elektrisch leitende Segmente 154. Die ersten Segmente 152 und die zweiten Segmente 154 sind im Allgemeinen parallel zueinander und abwechselnd angeordnet und bilden insgesamt eine Bogenform (siehe 3).
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Bei der zweiten Ausführungsform, die in den 5A und 5B dargestellt ist, umfassen die ersten Segmente 152 Basiabschnitte 157, die die Widerstandsplatte 13 kontaktieren, und im Querschnitt rechtwinklig zu einer Längsrichtung der ersten Segmente 152 betrachtet, obere Abschnitte 155, die jeweils auf den Basisabschnitten angeordnet sind. Die Basisabschnitte 157 sind aus einem ersten Metallwerkstoff, der wenigstens Silber (Ag) und Palladium (Pd) enthält, hergestellt, und die oberen Abschnitte 155, die auch mit den Kontaktpunkten in Kontakt treten, sind aus einem zweiten Metallwerkstoff hergestellt, der im Wesentlichen Gold (Au) enthält.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform können für den ersten Metallwerkstoff und den zweiten Metallwerkstoff die gleichen Werkstoffe wie beim ersten Metallwerkstoff und beim zweiten Metallwerkstoff gemäß der ersten Ausführungsform verwendet werden.
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Bei einem Verfahren zum Formen des elektrisch leitenden Musters der zweiten Ausführungsform werden zunächst die Pulver des ersten Metallwerkstoffs mit einem Bindemittel in einem Lösemittel vermischt, um eine Paste zu bilden. Die Paste wird auf die Positionen der Widerstandsplatte 14, an denen die ersten Segmente 152 ausgebildet werden, durch beliebige Mittel, beispielsweise Siebdruck, aufgedruckt. Ein Trocknungsverfahren wird dann ausgeführt. Hierbei wird der erste Metallwerkstoff in einer Anwendungsdicke, die kleiner als eine Höhe der ersten Segmente 152 ist, gedruckt, wenn praktisch beendet.
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Dann werden die Pulver des zweiten Metallwerkstoffs mit einem Bindemittel in einem Lösemittel vermischt, um eine Paste zu bilden. Die Paste wird in ähnlicher Weise über die oberen Abschnitte des ersten Metallwerkstoffs und auf Positionen, an denen die zweiten Segmente 154 gebildet werden, durch beliebige Mittel, beispielsweise Siebdruck, aufgedruckt. Hierbei wird, wie in 5B dargestellt, der zweite Metallwerkstoff vorzugsweise derart gedruckt, dass die ersten Segmente 152 und die zweiten Segmente 154, im Querschnitt rechtwinklig zu der Längsrichtung der ersten Segmente 152 betrachtet, die gleiche Höhe aufweisen.
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Dann wird eine Trocknungsverfahren ausgeführt und die gesamte Widerstandsplatte wird gesintert. Das elektrisch leitende Muster, das die ersten Segmente und die zweiten Segmente aufweist, wird so gebildet.
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Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird, wie oben beschrieben, Gold (Au), das aufgrund von Abrieb des zweiten Metallwerkstoffs, der die oberen Abschnitte 155 bildet, abgetragen wird, an die Gleitflächen der elektrisch leitenden Segmente 15a und den Kontaktpunkt 19 derart transferiert, dass eine Wirkung gegen Verschlechterung aufgrund Schwefelung einer Schwefelkomponente, Verschleiß, Oxidation und dergleichen verhindert werden kann. Die Kontaktleitfähigkeit zwischen den elektrisch leitenden Segmenten 15a und dem Kontaktpunkt 19 kann daher derart besser aufrechterhalten bleiben, dass ein Kontaktausfall verhindert werden kann. Ferner wird das abgetragene Gold (Au), das durch Abrieb abgetragen wurde, an den Kontaktpunkt 19 transferiert, wodurch die Verhinderung eines Kontaktausfalls weiter unterstützt wird. Da die Basisabschnitte 157 aus dem ersten Metallwerkstoff hergestellt sind, kann ein Abriebwiderstand der ersten Segmente 152 als Ganzes verbessert werden. Es ist daher nicht notwendig, Gold (Au) für alle elektrisch leitenden Segmente 15a zu verwenden, wodurch die Verbrauchsmenge an Gold im Vergleich zum Stand der Technik verringert wird. Da die ersten Segmente 152 und die zweiten Segmente 154 jeweils ungefähr die gleiche Höhe a aufweisen, kann ein Widerstand gegen Schwefelung und eine Kontaktstabilität an dem Kontaktpunkt verbessert werden, wodurch die oben beschriebenen Wirkungen ausreichend erzielt werden.
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Gemäß der Erfindung können die Kontaktpunkte 19 und 20 aus einer Silber-Palladium-Legierung (AgPd), einer Silber-Kupfer-Legierung (AgCu), einer Silber-Nickel-Legierung (AgNi), einer Silber-Kupfer-Nickel-Legierung (AgCuNi) und dergleichen hergestellt werden.
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Die Kontaktpunkte 19, 20 werden durch Bereiten einer geschmolzenen Legierung (Block), Ausbilden einer Stange oder eines Stabs aus dem Block, Ziehen der erzielten Stange oder des Stabs durch ein Formwerkzeug zu einem Draht und dann Ziehen des erzielten Drahtes auf einen vorbestimmten Durchmesser erreicht.
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Gemäß der Erfindung wird Gold (Au), das als Abrieb von den zweiten Segmenten abgetragen wird, auch an den Kontaktpunkten 19 und 20 abgelagert, an denen durch Gleiten ein Abtrag erfolgte. Es kann daher ein Kontaktausfall verhindert werden.
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Da die Verbrauchsmenge an wertvollem Gold verringert werden kann, können auch die Materialkosten für das Bauteil verringert werden, wodurch ein Anstieg der Herstellungskosten der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung verhindert werden kann.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern die ersten Segmente und die zweiten Segmente können derart angeordnet werden, dass eine erste Segmentgruppe, die wenigstens ein erstes Segment umfasst, und eine zweite Segmentgruppe, die wenigstens ein zweites Segment umfasst, abwechselnd zueinander angeordnet werden. Beispielsweise kann eine Reihe von zweiten Segmenten neben einer Mehrzahl von Reihen von ersten Segmenten angeordnet sein, oder eine Mehrzahl von Reihen von zweiten Segmenten kann neben einer Mehrzahl von Reihen von ersten Segmenten angeordnet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2011-012180 [0001]
- JP 2011-095301 [0001]
- JP 2003-287456 A [0011]
- JP 2009-162694 A [0011]
