JP2008288354A - 可変抵抗器 - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗体と導体との間の拡散現象の影響を低減して測定分解能精度を向上すること。
【解決手段】絶縁基板１１上に形成される抵抗体１２と、この抵抗体１２の延在方向に並べて配置される複数の導体１３とを備え、複数の導体１３上を摺動ブラシＢが摺動する可変抵抗器１０において、複数の導体１３のうち特定の導体は、当該導体の端部のみで抵抗体１２に接続されることを特徴とする。例えば、特定の導体の端部は、抵抗体１２に突出して形成されたタップ部に接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、可変抵抗器に関し、特に、自動車などの燃料タンクの液面の高さを測定する液面レベルセンサなどに好適な可変抵抗器に関する。

従来、自動車などの燃料タンク等においては、アームの一端に取り付けたフロートを燃料液面に浮かせる一方、燃料残量に対応するフロートの上下運動に応じてアームの他端に設けた摺動ブラシを基板上で摺動させる液面レベルセンサが既知となっている（例えば、特許文献１参照）。この基板上には、図４に示すように、抵抗体４１が形成されており、当該抵抗体４１には定電圧が印加されている。また、抵抗体４１からは複数の独立した導体４２が導出されており、それぞれの導体４２から中間の出力電圧が取り出せるように構成されている。そして、これらの複数の導体４２上を摺動ブラシが摺動することでフロートの高さに応じた出力電圧を検出できるように構成されている。

一方、近年、適切な給油のタイミング、現在の燃料残量で走行可能な距離、並びに、走行実績に基づく燃費等を運転者に通知するなどの利用目的のため、燃料タンク内の燃料残量を正確に把握することが要請されている。このような要請に対応するためには、液面レベルセンサにおける測定分解能精度を向上することが必要となる。上述した構成を有する液面レベルセンサにおいて、測定分解能精度は、抵抗体４１から導出される導体４２の本数によって決定されるものである。従って、測定分解能精度を向上するためには、抵抗体４１の長さに対して導体４２の本数を可能な限り多く形成することが必要となる。
特開２００６−２０８０２４号公報

抵抗体４１の長さに対して導体４２の本数を多くするためには、導体４２同士の間隔を狭く形成する必要がある。しかしながら、この間隔をある程度以上に狭く形成した場合には、抵抗体４１と導体４２との接続部分近傍において、両者に含まれるバインダー（ガラスバインダー）中の金属酸化物粉と銀粉とによる拡散現象が発生し得る（図４に示す拡散現象箇所４３参照）。このような拡散現象が発生した箇所では電気抵抗値が急激に減少するために、所望の電気抵抗や所定の電気的特性を得ることが困難となる。従って、このような拡散現象が無視できる範囲でしか測定分解能精度を向上することができないという問題がある。

本発明はかかる問題点に鑑みて為されたものであり、抵抗体と導体との間の拡散現象の影響を低減して測定分解能精度を向上することができる可変抵抗器を提供することを目的とする。

本発明の可変抵抗器は、絶縁基板上に形成される抵抗体と、前記抵抗体の延在方向に並べて配置される複数の導体とを備え、前記複数の導体上を摺動ブラシが摺動する可変抵抗器であって、前記複数の導体のうち特定の導体は、当該導体の端部のみで前記抵抗体に接続されることを特徴とする。

この構成によれば、複数の導体のうち特定の導体は、当該導体の端部のみで前記抵抗体に接続されることから、抵抗体と導体との接続に伴う拡散現象が発生する箇所を抵抗体の端部に限定することができる。これにより、所望の範囲を著しく外れた電気抵抗が変化することや電気的特性が著しく劣化する不具合を回避することができるので、抵抗体と導体との間の拡散現象の影響を低減して測定分解能精度を向上することが可能となる。

上記可変抵抗器においては、前記抵抗体に、前記特定の導体の端部が接続されるタップ部を形成することが好ましい。この場合には、特定の導体の端部がタップ部に接続されることから、抵抗体と導体との接続に伴う拡散現象が発生する箇所をタップ部に限定することができる。これにより、所望の範囲を著しく外れた電気抵抗が変化することや電気的特性が劣化する不具合を回避することができるので、抵抗体と導体との間の拡散現象の影響を低減して測定分解能精度を向上することが可能となる。

また、上記可変抵抗器において、前記複数の導体のうち両端部に配置される導体は、前記抵抗体の延在方向の端部における幅全域に亘って当該抵抗体に接続されることが好ましい。この場合には、両端部に配置される導体が抵抗体の端部における幅全域に亘って接続されることから、抵抗体に必要な定電圧を確実に印加することが可能となる。

例えば、上記可変抵抗器において、前記抵抗体及び複数の導体は、印刷により前記絶縁基板に形成される。この場合には、絶縁基板に印刷によって抵抗体及び複数の導体が形成されることから、抵抗体と導体との間の拡散現象の影響を低減して測定分解能精度を向上することができる可変抵抗器を簡単に製造することが可能となる。

本発明によれば、複数の導体のうち特定の導体は、当該導体の端部のみで抵抗体に接続され、拡散現象が発生する箇所が抵抗体の端部に限定され、この限定箇所のみで抵抗値の減少が生じるだけであることから、所望の範囲を著しく外れた電気抵抗が変化することや電気的特性が著しく劣化するのを回避することができるので、抵抗体と導体との間の拡散現象の影響を低減して測定分解能精度を向上することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る可変抵抗器１０の一例を示す模式図である。本実施の形態に係る可変抵抗器１０は、例えば、自動車などの燃料タンク内の燃料液面を測定する液面レベルセンサに適用される。なお、本実施の形態に係る可変抵抗器１０が適用される装置については、これに限定されるものではない。

図１に示すように、本実施の形態に係る可変抵抗器１０は、長方形状を有する絶縁基板（以下、単に「基板」という）１１を備えている。基板１１上には、一定の長さを有する抵抗体１２と、抵抗体１２の長手方向（延在方向）に並べて配置された複数の導体１３と、複数の導体１３から離間した位置に配置される導電路１４と、第１〜第３の電極１５ａ〜１５ｃと、抵抗体１２の各端部と第１及び第２の電極１５ａ及び１５ｂとを接続するリード線１６ａ及び１６ｂと、導電路１４の一端と第３の電極１５ｃとを接続するリード線１６ｃとが設けられている。

なお、抵抗体１２においては、燃料タンク内のガソリンに浸漬され得ることから、例えば、耐ガソリン性の高い無機系材料で構成されるサーメット抵抗体（ガラスバインダー中にＲｕＯｘ等の金属酸化物を混ぜて構成される抵抗体）が使用されている。複数の導体１３は、特定の導体１３の端部が抵抗体１２に接続された状態で、独立して基板１１上に形成されている。

本実施の形態に係る可変抵抗器１０においては、これらの構成（抵抗体１２、導体１３、導電路１４、電極１５及びリード線１６）を印刷により基板１１上に形成している。この場合において、抵抗体１２は、その一部が複数の導体１３の上に重ねられた状態で印刷されている。なお、これらの構成を基板１１に形成する手法については、これに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。

このような可変抵抗器１０が適用される液面レベルセンサは、例えば、燃料タンク等の燃料液面に浮かせるフロートと、フロートが端部に取り付けられる一定範囲を回動するアームと、アームの回転角度を検出する回転角度センサとを含んで構成される。本実施の形態に係る可変抵抗器１０は、この回転角度センサの一部として構成され、同じく回転角度センサの一部を構成する摺動ブラシＢの接触位置に応じて燃料液面を測定する。

摺動ブラシＢは、複数の導体１３の上面及び導電路１４の上面に接触し、燃料残量に対応するフロートの位置に応じて図１に破線で示す摺動範囲を摺動可能に構成されている。なお、抵抗体１２の上面でなく導体１３の上面に摺動ブラシＢを接触させるのは、抵抗体１２を構成するサーメット抵抗体上で摺動ブラシＢを摺動させた場合にその接触抵抗が高いことや、摺動ブラシＢを急速に磨耗する等の欠点を回避するためである。

図２は、本実施の形態に係る可変抵抗器１０の抵抗体１２と、複数の導体１３との接続部分について説明するための拡大図である。図２に示すように、抵抗体１２の下端部には、複数のタップ部１２１が形成されている。複数のタップ部１２１は、抵抗体１２の中央寄りの位置において図２に示す下方側に突出して形成されている。複数の導体１３は、抵抗体１２の長手方向の両端部に接続される一対の末端部導体１３１と、抵抗体１２のタップ部１２１に接続される複数の中央部導体１３２とで構成される。

末端部導体１３１においては、抵抗体１２の両端部がその幅全域に亘って重ねられている。このため、抵抗体１２と末端部導体１３１との接続部分の近傍においては、両者に含まれるバインダー中の金属酸化物粉と銀粉とによる拡散現象が発生することとなる。ここでは、図２に示すように、末端部導体１３１の内側部分に沿って拡散現象箇所２１が発生することとなる。しかしながら、この拡散現象箇所２１は、その近傍に同様に発生した拡散現象箇所が存在しないため、所望の範囲を著しく外れた電気抵抗の変化や電気的特性の劣化の原因となることはない。

なお、本実施の形態に係る可変抵抗器１０において、末端部導体１３１に対して抵抗体１２の両端部がその幅全域に亘って重ねられた状態で接続するようにしたのは、抵抗体１２に必要な定電圧が確実に印加されるようにするためである。

一方、中央部導体１３２においては、タップ部１２１の先端部が、中央部導体１３２の先端部に重ねられた状態で抵抗体１２に接続されている。ここで、タップ部１２１と中央部導体１３との接続部分について図３を用いて説明する。図３は、図２に示すタップ部１２１と中央部導体１３２との接続部分の拡大図である。

図３に示すように、タップ部１２１と中央部導体１３２とは、同図に示す重なり部３１において両者の先端部が重ねられている。このため、この重なり部３１の近傍においては、両者に含まれるバインダー中の金属酸化物粉と銀粉とによる拡散現象が発生することとなる。ここでは、図３に示すように、重なり部３１の内側部分に沿って拡散現象箇所２２が発生することとなる。しかしながら、この拡散現象箇所２２は、タップ部１２１の範囲に限定されることから、拡散現象が発生した場合においても、この限定箇所でのみ抵抗値が減少するだけなので、所望の範囲を著しく外れた電気抵抗の変化や電気的特性の劣化の原因となることはない。

このように本実施の形態に係る可変抵抗器１０においては、複数の導体１３のうち中央部導体１３２を、その端部のみで抵抗体１２に接続するようにしたことから、抵抗体１２と導体１３との接続に伴う拡散現象が発生する箇所を抵抗体１２の端部に限定することができる。これにより、所望の範囲を著しく外れた電気抵抗が変化することや電気的特性が著しく劣化するのを回避することができるので、抵抗体１２と導体１３との間の拡散現象の影響を低減して測定分解能精度を向上することが可能となる。

特に、本実施の形態に係る可変抵抗器１０においては、タップ部１２１の先端部を中央部導体１３２の先端部に重ねた状態で抵抗体１２と導体１３とを接続するようにしたことから、拡散現象箇所２２をタップ部１２１の範囲に限定することができるので、抵抗体１２と導体１３との間の拡散現象の影響を低減して測定分解能精度を向上することが可能となる。

また、本実施の形態に係る可変抵抗器１０においては、抵抗体１２の両端部を、その幅全域に亘って末端部導体１３１に重ねた状態で抵抗体１２と導体１３とを接続するようにしたことから、抵抗体１２に必要な定電圧を確実に印加することが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態においては、中央部導体１３２の端部のみで抵抗体１２に接続する一例として、抵抗体１２に設けたタップ部１２１の先端部に、導体１３の中央部導体１３２の先端部が接続される場合について説明している。しかしながら、中央部導体１３２の端部のみで抵抗体１２に接続する構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、タップ部１２１を有しない抵抗体１２に、中央部導体１３２の端部のみが接続されるようにしても良い。この場合においても、抵抗体１２と導体１３との接続に伴う拡散現象が発生する箇所を抵抗体１２の端部に限定することができる。これにより、所望の範囲を著しく外れた電気抵抗が変化することや電気的特性が著しく劣化するのを回避することができるので、抵抗体１２と導体１３との間の拡散現象の影響を低減して測定分解能精度を向上することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る可変抵抗器の模式図である。 上記実施の形態に係る可変抵抗器の抵抗体と、複数の導体との接続部分について説明するための拡大図である。 図２に示すタップ部と中央部導体との接続部分の拡大図である。 従来の可変抵抗器の抵抗体と、複数の導体との接続部分について説明するための拡大図である。

符号の説明

１０ 可変抵抗器
１１ 絶縁基板（基板）
１２ 抵抗体
１２１ タップ部
１３ 導体
１３１ 末端部導体
１３２ 中央部導体
１４ 導電路
１５ａ〜１５ｃ 電極
１６ａ〜１６ｃ リード線
２１、２２ 拡散現象箇所
３１ 重なり部

Claims (4)

1. 絶縁基板上に形成される抵抗体と、前記抵抗体の延在方向に並べて配置される複数の導体とを備え、前記複数の導体上を摺動ブラシが摺動する可変抵抗器であって、前記複数の導体のうち特定の導体は、当該導体の端部のみで前記抵抗体に接続されることを特徴とする可変抵抗器。
2. 前記抵抗体に、前記特定の導体の端部が接続されるタップ部を形成したことを特徴とする請求項１記載の可変抵抗器。
3. 前記複数の導体のうち両端部に配置される導体は、前記抵抗体の延在方向の端部における幅全域に亘って当該抵抗体に接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の可変抵抗器。
4. 前記抵抗体及び複数の導体は、印刷により前記絶縁基板に形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の可変抵抗器。

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