JP2013088353A - 摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】抵抗値を誤検出することのない高信頼性の摺動抵抗式センサを実現し、したがってこれにより高信頼性の液面レベル検出装置を提供する。
【解決手段】絶縁基板22と絶縁基板22に対して可動する摺動体30とから成る摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置10であって、絶縁基板22は、複数の導電セグメント20Lと、導電セグメント20Lと電気的接続された抵抗体20Cとを備え、摺動体30は、フロート30Fと、一端にフロート30Fが連結され、他端が回動可能に設けられたフロートアーム30Wと、フロートアーム30Wの回動により複数の導電セグメント20Lの上を接触しながら移動する可動接点30C1とを備えた摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置10において、複数の各導電セグメント20L、20L間の絶縁基板22に貫通溝20Mを形成した
【選択図】図2
【解決手段】絶縁基板22と絶縁基板22に対して可動する摺動体30とから成る摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置10であって、絶縁基板22は、複数の導電セグメント20Lと、導電セグメント20Lと電気的接続された抵抗体20Cとを備え、摺動体30は、フロート30Fと、一端にフロート30Fが連結され、他端が回動可能に設けられたフロートアーム30Wと、フロートアーム30Wの回動により複数の導電セグメント20Lの上を接触しながら移動する可動接点30C1とを備えた摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置10において、複数の各導電セグメント20L、20L間の絶縁基板22に貫通溝20Mを形成した
【選択図】図2
Description
本発明は、液面レベル検出装置に関するもので、特に、摺動抵抗式センサを用いて自動車の燃料タンクの液面の高さを検出する信頼性の高い液面レベル検出装置に関する。
従来、自動車の燃料タンクの液面高さを検出する液面レベル検出装置として、液面レベルに応じて上下移動するフロートによって摺動体に設けられた接点を抵抗板上で摺動させ、液面レベルを電位差(抵抗差)に変換して液面高さを検出するようにした液面レベル検出装置が知られている(例えば、特許文献1)。
〈従来の液面レベル検出装置〉
図6は特許文献1に係る従来の液面レベル検出装置の平面図である。
同図において、液面レベル検出装置100は、燃料タンク内の燃料の液面の高さを検出するために自動車に搭載されるものであって、固定部200と摺動体30から構成される。
なお、ここで使用する3桁の数字は従来装置のもの、2桁の数字は従来装置にも本発明にも用いられるものを意味している。
図6は特許文献1に係る従来の液面レベル検出装置の平面図である。
同図において、液面レベル検出装置100は、燃料タンク内の燃料の液面の高さを検出するために自動車に搭載されるものであって、固定部200と摺動体30から構成される。
なお、ここで使用する3桁の数字は従来装置のもの、2桁の数字は従来装置にも本発明にも用いられるものを意味している。
〈固定部200〉
固定部200は、固定部フレーム21と、固定部フレーム21に固定された絶縁基板220とから構成される。
固定部200は、固定部フレーム21と、固定部フレーム21に固定された絶縁基板220とから構成される。
《固定部フレーム21》
固定部フレーム21は、絶縁基板220を固定的に取り付け、かつ摺動体30を回動可能に取り付け、さらに、絶縁基板220の2本の導電パターン20D(20D1、20D2)とそれぞれ電気的に接続された状態で出力端子30T1、30T2を取り付けている。
固定部フレーム21は、絶縁基板220を固定的に取り付け、かつ摺動体30を回動可能に取り付け、さらに、絶縁基板220の2本の導電パターン20D(20D1、20D2)とそれぞれ電気的に接続された状態で出力端子30T1、30T2を取り付けている。
《絶縁基板220》
絶縁基板220は絶縁性物質で構成されており、その表面に導電性に優れ且つ耐劣化および耐腐食性に優れた銀パラジウムからなる計測パターン20Pと、基板端部から計測パターン20Pまで延びる2本の導電パターン20D(20D1、20D2)とを備えている。
絶縁基板220は絶縁性物質で構成されており、その表面に導電性に優れ且つ耐劣化および耐腐食性に優れた銀パラジウムからなる計測パターン20Pと、基板端部から計測パターン20Pまで延びる2本の導電パターン20D(20D1、20D2)とを備えている。
《計測パターン20P》
計測パターン20Pは、細長い長尺体から成る導電セグメント20Lが多数本、弧状を成すように並列配置された第1摺動部20Aと、第1摺動部20Aから間隔をあけて同じく弧状に形成された第2摺動部20Bと、弧状の第1摺動部20Aの上に載置されて、第1摺動部20Aの各導電セグメント20Lと電気的接続がなされた抵抗体20Cと、からなる。
計測パターン20Pは、細長い長尺体から成る導電セグメント20Lが多数本、弧状を成すように並列配置された第1摺動部20Aと、第1摺動部20Aから間隔をあけて同じく弧状に形成された第2摺動部20Bと、弧状の第1摺動部20Aの上に載置されて、第1摺動部20Aの各導電セグメント20Lと電気的接続がなされた抵抗体20Cと、からなる。
〈第1摺動部20A〉
第1摺動部20Aは、摺動方向に間隔を置いて複数の導電セグメント20Lが配置され、更に、各導電セグメント20Lの上を摺動部分を除いて抵抗体20Cが弧状に一体的に覆い、各導電セグメント20Lと電気的接続がなされている。したがって、隣接する導電セグメント20Lは、抵抗体20Cを介して互いに接続されている。第1摺動部20Aは出力端子30T1と導電パターン20D1を介して電気的に接続されている。
摺動体30のフロートアーム30Wが回動することでその第1接点30C1が第1摺動部20Aの各導電セグメント20Lの上を摺動するようになる。
第1摺動部20Aは、摺動方向に間隔を置いて複数の導電セグメント20Lが配置され、更に、各導電セグメント20Lの上を摺動部分を除いて抵抗体20Cが弧状に一体的に覆い、各導電セグメント20Lと電気的接続がなされている。したがって、隣接する導電セグメント20Lは、抵抗体20Cを介して互いに接続されている。第1摺動部20Aは出力端子30T1と導電パターン20D1を介して電気的に接続されている。
摺動体30のフロートアーム30Wが回動することでその第1接点30C1が第1摺動部20Aの各導電セグメント20Lの上を摺動するようになる。
〈第2摺動部20B〉
第2摺動部20Bは、導電性材料(銀パラジウム)によって弧状に形成されている。摺動方向に間隔を置いて複数の導電セグメント20Lが配置され、各導電セグメント20Lの両端は互いに連結され、最終的にすべての導電セグメント20Lは電気的に接続されている。摺動体30のフロートアーム30Wが回動することでその第2接点30C2は第2摺動部20Bの各導電セグメント20Lの上を摺動するようになる。第1摺動部20Aの導電セグメント20Lとおよび第2摺動部20Bの導電セグメント20Lは軸穴30L(図9、図10)に挿入された回動軸を中心とした各放射線上にそれぞれ1個ずつ直列に配列されている。したがって、第1接点30C1が第1摺動部20Aの導電セグメント20Lの上を摺動するときはこれと同期して第2接点30C2も第2摺動部20Bの導電セグメント20Lの上を摺動し、第1接点30C1が第1摺動部20Aの導電セグメント20Lを離脱するときはこれと同期して第2接点30C2も第2摺動部20Bの導電セグメント20Lを離脱するようになっている。
第2摺動部20Bは出力端子30T2と導電パターン20D2を介して電気的に接続されている。
第2摺動部20Bは、導電性材料(銀パラジウム)によって弧状に形成されている。摺動方向に間隔を置いて複数の導電セグメント20Lが配置され、各導電セグメント20Lの両端は互いに連結され、最終的にすべての導電セグメント20Lは電気的に接続されている。摺動体30のフロートアーム30Wが回動することでその第2接点30C2は第2摺動部20Bの各導電セグメント20Lの上を摺動するようになる。第1摺動部20Aの導電セグメント20Lとおよび第2摺動部20Bの導電セグメント20Lは軸穴30L(図9、図10)に挿入された回動軸を中心とした各放射線上にそれぞれ1個ずつ直列に配列されている。したがって、第1接点30C1が第1摺動部20Aの導電セグメント20Lの上を摺動するときはこれと同期して第2接点30C2も第2摺動部20Bの導電セグメント20Lの上を摺動し、第1接点30C1が第1摺動部20Aの導電セグメント20Lを離脱するときはこれと同期して第2接点30C2も第2摺動部20Bの導電セグメント20Lを離脱するようになっている。
第2摺動部20Bは出力端子30T2と導電パターン20D2を介して電気的に接続されている。
〈抵抗体20C〉
抵抗体20Cは耐硫化性に優れ、且つエタノール、メタノール、等の電解液に晒されても電気分解による劣化や腐食が生じにくい酸化ルテニウムからなる抵抗層で、第1摺動部20Aの各導電セグメント20Lの上を端部から所定の摺動部分を除いて、弧状に一体的に覆い、かつ各導電セグメント20Lと電気的接続がなされている。
これにより、出力端子30T1には、導電パターン20D1を介して第1摺動部20A(すなわち、抵抗体20C、抵抗体20Cと接続された導電セグメント20L)が接続されている。
抵抗体20Cは耐硫化性に優れ、且つエタノール、メタノール、等の電解液に晒されても電気分解による劣化や腐食が生じにくい酸化ルテニウムからなる抵抗層で、第1摺動部20Aの各導電セグメント20Lの上を端部から所定の摺動部分を除いて、弧状に一体的に覆い、かつ各導電セグメント20Lと電気的接続がなされている。
これにより、出力端子30T1には、導電パターン20D1を介して第1摺動部20A(すなわち、抵抗体20C、抵抗体20Cと接続された導電セグメント20L)が接続されている。
〈摺動体30〉
摺動体30には測定すべき液面レベルSの変位に応じて上下移動するフロート30Fとフロート30Fの上下移動に伴って回動するフロートアーム30Wとフロートアーム30Wの回動に伴って計測パターン20P上を移動する接点部30Cが備わっており、フロートアーム30Wの先端に、燃料タンク内で燃料の液面に浮かぶフロート30Fが支持されている。フロートアーム30Wの基端側(反フロート30F側)は図6における紙面と垂直方向の紙面の裏側に直角に曲げられて、固定部フレーム20に設けられた軸受け部(図示なし)に回動自在に支持されている。
したがって、燃料の液面に浮かぶフロート30Fが液面の上昇に応じて上昇すると、フロートアーム30Wはその軸受け部を中心に時計回りに回動し、その第1接点30C1および第2接点30C2はそれぞれ基板21上に形成された第1摺動部20Aと第2摺動部20Bの上を摺動しながら上昇する。
逆に、液面が降下すると、フロートアーム30Wは軸受け部を中心に反時計回りに回動し、第1接点30C1および第2接点30C2は第1摺動部20Aと第2摺動部20Bの上を摺動しながら降下する。
摺動体30には測定すべき液面レベルSの変位に応じて上下移動するフロート30Fとフロート30Fの上下移動に伴って回動するフロートアーム30Wとフロートアーム30Wの回動に伴って計測パターン20P上を移動する接点部30Cが備わっており、フロートアーム30Wの先端に、燃料タンク内で燃料の液面に浮かぶフロート30Fが支持されている。フロートアーム30Wの基端側(反フロート30F側)は図6における紙面と垂直方向の紙面の裏側に直角に曲げられて、固定部フレーム20に設けられた軸受け部(図示なし)に回動自在に支持されている。
したがって、燃料の液面に浮かぶフロート30Fが液面の上昇に応じて上昇すると、フロートアーム30Wはその軸受け部を中心に時計回りに回動し、その第1接点30C1および第2接点30C2はそれぞれ基板21上に形成された第1摺動部20Aと第2摺動部20Bの上を摺動しながら上昇する。
逆に、液面が降下すると、フロートアーム30Wは軸受け部を中心に反時計回りに回動し、第1接点30C1および第2接点30C2は第1摺動部20Aと第2摺動部20Bの上を摺動しながら降下する。
〈摺動体30を構成する各部品〉
次に、摺動体30が上記のように回動するためのこれを構成する各部品について説明する。図7は図6における摺動体の斜視図であり、図8はその側面図、図9は平面図、図10は裏面図である。図7〜図10において、摺動体30は、アームホルダ30Hと、接点用バネ30S(30S1、30S2)と、第1接点用バネ30S1の一端に固着された第1接点30C1および第2接点用バネ30S2の一端に固着された第2接点30C2と、を備えている。
次に、摺動体30が上記のように回動するためのこれを構成する各部品について説明する。図7は図6における摺動体の斜視図であり、図8はその側面図、図9は平面図、図10は裏面図である。図7〜図10において、摺動体30は、アームホルダ30Hと、接点用バネ30S(30S1、30S2)と、第1接点用バネ30S1の一端に固着された第1接点30C1および第2接点用バネ30S2の一端に固着された第2接点30C2と、を備えている。
《アームホルダ30H》
アームホルダ30H(図7、図8)は合成樹脂を射出成型することにより成形され、互いに平行に形成された上部保持部30Aと下部保持部30Bとが連結部30Cによって連結され、側面視において略コの字型に成形されている。
アームホルダ30H(図7、図8)は合成樹脂を射出成型することにより成形され、互いに平行に形成された上部保持部30Aと下部保持部30Bとが連結部30Cによって連結され、側面視において略コの字型に成形されている。
《上部保持部30Aおよび下部保持部30B》
上部保持部30Aおよび下部保持部30Bには、フロートアーム30Wの基端側を挿通させる軸穴30Lが貫通して形成されている。
また、上部保持部30Aの上面には、一対の側壁30Dが立設されており、軸穴30Lに挿通されたフロートアーム30Wの側面をこの一対の側壁30Dによって挟持している。フロートアーム30Wは、ステンレス鋼線を折曲げ成形して製作されている。
これにより、アームホルダ30H(摺動体30)は、液面レベルSの変位によるフロートアーム30Wの回動に伴って回動することができる。
上部保持部30Aおよび下部保持部30Bには、フロートアーム30Wの基端側を挿通させる軸穴30Lが貫通して形成されている。
また、上部保持部30Aの上面には、一対の側壁30Dが立設されており、軸穴30Lに挿通されたフロートアーム30Wの側面をこの一対の側壁30Dによって挟持している。フロートアーム30Wは、ステンレス鋼線を折曲げ成形して製作されている。
これにより、アームホルダ30H(摺動体30)は、液面レベルSの変位によるフロートアーム30Wの回動に伴って回動することができる。
《接点用バネ30S》
接点用バネ30Sは、高い耐食性を有するステンレス鋼の薄板により略V字型の第1接点用バネ30S1と第2接点用バネ30S2とが平行に形成されて成り、第1接点用バネ30S1および第2接点用バネ30S2は、根元の連結部30S3(図8)で連結されて電気的に導通している。連結部30S3はアームホルダ30Hの上部保持部にインサート成型されて固定されている。
第1接点用バネ30S1の先端には、第1摺動部20A上を摺動する第1接点30C1が固着され、第2接点用バネ30S2の先端には、第2摺動部20B上を摺動する第2接点30C2が固着されている。
第1接点30C1および第2接点30C2は、金または金合金から形成される。或いは、銅や銅合金で形成し、その表面に金または金合金のメッキを施してもよい。
接点用バネ30Sは、導電性および弾性を有し、弾性力によって第1接点30C1および第2接点30C2をそれぞれ第1摺動部20Aおよび第2摺動部20Bに押圧する。摺動体30の第1接点30C1が対向する第1摺動部20Aの導電セグメント20Lに接触し、第2接点30C2が対向する第2摺動部20Bの導電セグメント20Lに接触することで、接点用バネ30S(30S1、30S2、そして連結部30S3)を介して第1摺動部20Aと第2摺動部20Bとが電気的に接続される。
最終的には、出力端子30T1と出力端子30T2の間に、抵抗体20Cのうち出力端子30T1側の抵抗体始点からフロートアーム30Wの第1接点30C1が接触している導電セグメント20Lの部位の抵抗までが接続されることになる。
接点用バネ30Sは、高い耐食性を有するステンレス鋼の薄板により略V字型の第1接点用バネ30S1と第2接点用バネ30S2とが平行に形成されて成り、第1接点用バネ30S1および第2接点用バネ30S2は、根元の連結部30S3(図8)で連結されて電気的に導通している。連結部30S3はアームホルダ30Hの上部保持部にインサート成型されて固定されている。
第1接点用バネ30S1の先端には、第1摺動部20A上を摺動する第1接点30C1が固着され、第2接点用バネ30S2の先端には、第2摺動部20B上を摺動する第2接点30C2が固着されている。
第1接点30C1および第2接点30C2は、金または金合金から形成される。或いは、銅や銅合金で形成し、その表面に金または金合金のメッキを施してもよい。
接点用バネ30Sは、導電性および弾性を有し、弾性力によって第1接点30C1および第2接点30C2をそれぞれ第1摺動部20Aおよび第2摺動部20Bに押圧する。摺動体30の第1接点30C1が対向する第1摺動部20Aの導電セグメント20Lに接触し、第2接点30C2が対向する第2摺動部20Bの導電セグメント20Lに接触することで、接点用バネ30S(30S1、30S2、そして連結部30S3)を介して第1摺動部20Aと第2摺動部20Bとが電気的に接続される。
最終的には、出力端子30T1と出力端子30T2の間に、抵抗体20Cのうち出力端子30T1側の抵抗体始点からフロートアーム30Wの第1接点30C1が接触している導電セグメント20Lの部位の抵抗までが接続されることになる。
〈液面レベルを検出する原理〉
このように、フロートアーム30Wの第1接点30C1は第1摺動部20Aの導電セグメント20Lの上を摺動し、同時に第2接点30C2は第2摺動部20Bの導電セグメント20Lの上を摺動し、そして第1接点30C1と第2接点30C2は連結部30S3において互いに電気的に接続されているので、フロートアーム30Wがある回動状態で出力端子30T1と出力端子30T2の間には抵抗体20Cの始点から第1接点30C1が接触している導電セグメント20Lと接続されている抵抗までが接続されることになり、抵抗値が判る。そこで、予め作成されている抵抗値対液面レベルのテーブルから、検出された抵抗値を基に液面レベルSを知ることができる。
フロートアーム30Wの回動に伴って出力端子30T1と出力端子30T2の間に接続される抵抗の数が増減するので、その抵抗値により液面レベルSを検出することができる。
このように、フロートアーム30Wの第1接点30C1は第1摺動部20Aの導電セグメント20Lの上を摺動し、同時に第2接点30C2は第2摺動部20Bの導電セグメント20Lの上を摺動し、そして第1接点30C1と第2接点30C2は連結部30S3において互いに電気的に接続されているので、フロートアーム30Wがある回動状態で出力端子30T1と出力端子30T2の間には抵抗体20Cの始点から第1接点30C1が接触している導電セグメント20Lと接続されている抵抗までが接続されることになり、抵抗値が判る。そこで、予め作成されている抵抗値対液面レベルのテーブルから、検出された抵抗値を基に液面レベルSを知ることができる。
フロートアーム30Wの回動に伴って出力端子30T1と出力端子30T2の間に接続される抵抗の数が増減するので、その抵抗値により液面レベルSを検出することができる。
〈従来装置の問題点〉
図11(A)は図6において矩形のブロック11Aで囲った部分の拡大図、図11(B)は図11(A)のC−C矢視断面図である。図11(A)において、従来の絶縁基板220上には第1摺動部20Aと、第1摺動部20Aから間隔をあけて第2摺動部20Bが形成されており、さらに第1摺動部20Aには第1摺動部20Aの端部側を露出させた残りを抵抗体20Cで覆い、かつ各導電セグメント20Lと電気的に接続している。この第1摺動部20Aの露出部を縦断面で見ると図11(B)のように、絶縁基板220上には第1摺動部20Aの各導電セグメントが一定の間隔をあけて配置されている。
図11(A)は図6において矩形のブロック11Aで囲った部分の拡大図、図11(B)は図11(A)のC−C矢視断面図である。図11(A)において、従来の絶縁基板220上には第1摺動部20Aと、第1摺動部20Aから間隔をあけて第2摺動部20Bが形成されており、さらに第1摺動部20Aには第1摺動部20Aの端部側を露出させた残りを抵抗体20Cで覆い、かつ各導電セグメント20Lと電気的に接続している。この第1摺動部20Aの露出部を縦断面で見ると図11(B)のように、絶縁基板220上には第1摺動部20Aの各導電セグメントが一定の間隔をあけて配置されている。
《導電性異物Pmの堆積の問題》
図12は従来の基板上を接点が摺動する状況を説明する断面図で、図12(A)は未使用時、図12(B)および図12(C)は使用時を示している。未使用時の第1摺動部20Aの各導電セグメントは図12(A)のように断面で山形となっている。
ところが、使用時に、第1接点30C1が第1摺動部20Aの各導電セグメントの山形の頂部を擦りながら移動するため、図12(B)のように導電セグメントの頂部が削られて導電性異物Pmが発生する。このようにして削られた導電性異物Pmは導電セグメントの近傍に堆積し、最終的に隣接する導電セグメントとの間を導電性異物Pmが埋めることがおこる。隣接する導電セグメントとの間は本来、抵抗体20Cで接続されるべきところ、このように隣接する導電セグメントとの間が導電性異物Pmで埋められると、ある導電セグメントと隣接する導電セグメントまでの抵抗体20Cが短絡されるので、この部位に第1摺動部20Aが存在することとになり、フロート30Fがそのような液面になくてもあるように誤検出がおきてしまう。
図12は従来の基板上を接点が摺動する状況を説明する断面図で、図12(A)は未使用時、図12(B)および図12(C)は使用時を示している。未使用時の第1摺動部20Aの各導電セグメントは図12(A)のように断面で山形となっている。
ところが、使用時に、第1接点30C1が第1摺動部20Aの各導電セグメントの山形の頂部を擦りながら移動するため、図12(B)のように導電セグメントの頂部が削られて導電性異物Pmが発生する。このようにして削られた導電性異物Pmは導電セグメントの近傍に堆積し、最終的に隣接する導電セグメントとの間を導電性異物Pmが埋めることがおこる。隣接する導電セグメントとの間は本来、抵抗体20Cで接続されるべきところ、このように隣接する導電セグメントとの間が導電性異物Pmで埋められると、ある導電セグメントと隣接する導電セグメントまでの抵抗体20Cが短絡されるので、この部位に第1摺動部20Aが存在することとになり、フロート30Fがそのような液面になくてもあるように誤検出がおきてしまう。
《絶縁性異物Piの堆積の問題》
また、図12(C)のように、雰囲気中に浮遊する絶縁性異物Piが第1摺動部20Aの導電セグメントの近傍に堆積することも考えられる。
そうすると、第1接点30C1が絶縁性異物Piの上に乗り上げてしまうと第1接点30C1が導電セグメントから離れてしまうので、この部位に第1摺動部20Aがあっても、それが検出できなくなり、フロート30Fがその液面にあってもないように誤検出がおきてしまう。また、第1接点30C1が絶縁性異物Piの上に乗り上げなくても、絶縁性異物Piが第1接点30C1や導電セグメントに付着することで接触抵抗が増大し、抵抗値が増加して、製品の信頼性を低下させる可能性があった。
また、図12(C)のように、雰囲気中に浮遊する絶縁性異物Piが第1摺動部20Aの導電セグメントの近傍に堆積することも考えられる。
そうすると、第1接点30C1が絶縁性異物Piの上に乗り上げてしまうと第1接点30C1が導電セグメントから離れてしまうので、この部位に第1摺動部20Aがあっても、それが検出できなくなり、フロート30Fがその液面にあってもないように誤検出がおきてしまう。また、第1接点30C1が絶縁性異物Piの上に乗り上げなくても、絶縁性異物Piが第1接点30C1や導電セグメントに付着することで接触抵抗が増大し、抵抗値が増加して、製品の信頼性を低下させる可能性があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、雰囲気中に導電性異物Pmや絶縁性異物Piがあっても、誤検出することのない高信頼性の摺動抵抗式センサを実現し、もって高信頼性の液面レベル検出装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本願発明(1)および(2)は次のことを特徴としている。
(1)絶縁基板と前記絶縁基板に対して可動する摺動体とから成る摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置であって、前記絶縁基板は、複数の導電セグメントと、前記導電セグメントと電気的接続された抵抗体とを備え、前記摺動体は、フロートと、一端に前記フロートが連結され、他端が回動可能に設けられたフロートアームと、前記フロートアームの回動により前記複数の導電セグメント上を接触しながら移動する可動接点とを備えた摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置において、前記複数の各導電セグメント間の絶縁基板に貫通溝を形成したこと。
(2)絶縁基板と前記絶縁基板に対して可動する摺動体とから成る摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置であって、前記絶縁基板は、複数の導電セグメントと、前記導電セグメントと電気的接続された抵抗体とを備え、前記摺動体は、フロートと、一端に前記フロートが連結され、他端が回動可能に設けられたフロートアームと、前記フロートアームの回動により前記複数の導電セグメント上を接触しながら移動する可動接点とを備えた摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置において、前記複数の各導電セグメント間の絶縁基板に凹部を形成したこと。
(1)絶縁基板と前記絶縁基板に対して可動する摺動体とから成る摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置であって、前記絶縁基板は、複数の導電セグメントと、前記導電セグメントと電気的接続された抵抗体とを備え、前記摺動体は、フロートと、一端に前記フロートが連結され、他端が回動可能に設けられたフロートアームと、前記フロートアームの回動により前記複数の導電セグメント上を接触しながら移動する可動接点とを備えた摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置において、前記複数の各導電セグメント間の絶縁基板に貫通溝を形成したこと。
(2)絶縁基板と前記絶縁基板に対して可動する摺動体とから成る摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置であって、前記絶縁基板は、複数の導電セグメントと、前記導電セグメントと電気的接続された抵抗体とを備え、前記摺動体は、フロートと、一端に前記フロートが連結され、他端が回動可能に設けられたフロートアームと、前記フロートアームの回動により前記複数の導電セグメント上を接触しながら移動する可動接点とを備えた摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置において、前記複数の各導電セグメント間の絶縁基板に凹部を形成したこと。
本願発明(1)および(2)によれば、雰囲気中に導電性異物Pmや絶縁性異物Piがあっても、導電性異物Pmや絶縁性異物Piが絶縁基板の中に取り込まれてしまって、可動接点や導電セグメントの近傍には導電性異物Pmや絶縁性異物Piが存在しなくなるため、接触抵抗の増加や接点障害(オープン、ショート、抵抗値変化)が生じず、したがって、抵抗値を誤検出することのない高信頼性の摺動抵抗式センサが得られ、したがってまた、高信頼性の液面レベル検出装置が得られる。
以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係る液面レベル検出装置を示す平面図である。
図1に示すように、本実施形態の液面レベル検出装置10は、燃料タンク内の燃料の液面の高さを検出するために自動車に搭載されるものであって、固定部20と摺動体30から構成される。固定部20は、固定部フレーム21と、固定部フレーム21に固定された絶縁基板22とから構成される。
絶縁基板22は本発明に係るものであり、従来装置の絶縁基板220とは異なるので、以下に説明するが、摺動体30は従来装置の摺動体30と同じ構成なので、摺動体30の説明は重複説明となるので、割愛する。
図1は本発明に係る液面レベル検出装置を示す平面図である。
図1に示すように、本実施形態の液面レベル検出装置10は、燃料タンク内の燃料の液面の高さを検出するために自動車に搭載されるものであって、固定部20と摺動体30から構成される。固定部20は、固定部フレーム21と、固定部フレーム21に固定された絶縁基板22とから構成される。
絶縁基板22は本発明に係るものであり、従来装置の絶縁基板220とは異なるので、以下に説明するが、摺動体30は従来装置の摺動体30と同じ構成なので、摺動体30の説明は重複説明となるので、割愛する。
〈絶縁基板22に貫通溝20Mを形成〉
図2(A)は図1において矩形のブロック2Aで囲った部分の拡大図、図2(B)は図2(A)のA−A矢視断面図である。図2(A)において、絶縁基板22上には第1摺動部20Aと、第1摺動部20Aから間隔をあけて第2摺動部20Bが形成されており、さらに第1摺動部20Aには第1摺動部20Aの端部側を露出させた残りを抵抗体20Cで覆い、かつ各導電セグメント20Lと電気的に接続している。以上は従来装置の絶縁基板220と同じである。本発明によれば、第1摺動部20Aの各導電セグメント20Lと隣接導電セグメント20Lとの間の絶縁基板22に貫通溝20Mを形成したのが特徴である。
図2(A)は図1において矩形のブロック2Aで囲った部分の拡大図、図2(B)は図2(A)のA−A矢視断面図である。図2(A)において、絶縁基板22上には第1摺動部20Aと、第1摺動部20Aから間隔をあけて第2摺動部20Bが形成されており、さらに第1摺動部20Aには第1摺動部20Aの端部側を露出させた残りを抵抗体20Cで覆い、かつ各導電セグメント20Lと電気的に接続している。以上は従来装置の絶縁基板220と同じである。本発明によれば、第1摺動部20Aの各導電セグメント20Lと隣接導電セグメント20Lとの間の絶縁基板22に貫通溝20Mを形成したのが特徴である。
《貫通溝20Mにより導電性異物Pmが堆積しなくなる。》
図3は本発明に係る基板上を接点が摺動する状況を説明する断面図で、図3(A)は未使用時、図3(B)および図3(C)は使用時を示している。未使用時の第1摺動部20Aの各導電セグメントは図3(A)のように断面で山形となっている。
ところが、使用時に、第1接点30C1が第1摺動部20Aの各導電セグメントの山形の頂部を擦りながら移動するため、図3(B)のように導電セグメントの頂部が削られて導電性異物Pmが発生する。しかしながらこのようにして削られた導電性異物Pmは本発明によって設けられた貫通溝20Mを通過して落下するため、導電セグメントの近傍に導電性異物Pmが堆積することはない。
したがって、導電セグメント間が導電性異物Pmで短絡されることがないので、誤検出がおきなくなる。
図3は本発明に係る基板上を接点が摺動する状況を説明する断面図で、図3(A)は未使用時、図3(B)および図3(C)は使用時を示している。未使用時の第1摺動部20Aの各導電セグメントは図3(A)のように断面で山形となっている。
ところが、使用時に、第1接点30C1が第1摺動部20Aの各導電セグメントの山形の頂部を擦りながら移動するため、図3(B)のように導電セグメントの頂部が削られて導電性異物Pmが発生する。しかしながらこのようにして削られた導電性異物Pmは本発明によって設けられた貫通溝20Mを通過して落下するため、導電セグメントの近傍に導電性異物Pmが堆積することはない。
したがって、導電セグメント間が導電性異物Pmで短絡されることがないので、誤検出がおきなくなる。
《貫通溝20Mにより絶縁性異物Piが堆積しなくなる。》
また、図3(C)のように、雰囲気中に浮遊する絶縁性異物Piが第1摺動部20Aの導電セグメントの近傍に堆積することも考えられる。しかしながら、このように浮遊する絶縁性異物Piは本発明によって設けられた貫通溝20Mを通過して落下するため、導電セグメントの近傍に絶縁性異物Piが堆積することはない。
したがって、第1接点30C1の下に絶縁性異物Piが潜り込むことがおきないので、誤検出がおきなくなる。また、絶縁性異物Piが第1接点30C1や導電セグメント20Lに付着することもおきなくなり、接触抵抗が増大することはない。
また、図3(C)のように、雰囲気中に浮遊する絶縁性異物Piが第1摺動部20Aの導電セグメントの近傍に堆積することも考えられる。しかしながら、このように浮遊する絶縁性異物Piは本発明によって設けられた貫通溝20Mを通過して落下するため、導電セグメントの近傍に絶縁性異物Piが堆積することはない。
したがって、第1接点30C1の下に絶縁性異物Piが潜り込むことがおきないので、誤検出がおきなくなる。また、絶縁性異物Piが第1接点30C1や導電セグメント20Lに付着することもおきなくなり、接触抵抗が増大することはない。
〈絶縁基板22に凹部を形成〉
以上、本発明により絶縁基板22に貫通溝20Mを形成したが、貫通溝20Mではなくて絶縁基板22に凹部20Nを形成するようにしてもよい。
図4(A)は図2の貫通溝20Mに代わる凹部20Nを設けた基板の平面拡大図、図4(B)は図4(A)のB−B矢視断面図である。図4(A)および図4(B)において、絶縁基板22上には第1摺動部20Aの各導電セグメント20Lと隣接導電セグメント20Lとの間の絶縁基板22に凹部20Nを形成したのが特徴である。
使用時に、第1接点30C1が第1摺動部20Aの各導電セグメントの山形の頂部を擦りながら移動するため、図5(B)のように導電セグメントの頂部が削られて導電性異物Pmが発生する。しかしながらこのようにして削られた導電性異物Pmは凹部20Nに溜まるため、導電セグメントの近傍に導電性異物Pmが堆積することはなく、また、他の方向に飛散することもない。したがって、導電セグメント間が導電性異物Pmで短絡されることがないので、誤検出がおきなくなる。
また、図5(C)のように、雰囲気中に浮遊する絶縁性異物Piが導電セグメント20Lの近傍に降下しても凹部20Nに溜まるようになるため、導電セグメントの近傍に絶縁性異物Piが堆積することはなく、また、他の方向に飛散することもない。
このように、発生した導電性異物Pmや雰囲気中に浮遊する絶縁性異物Piは絶縁基板22の凹部20Nに溜まるので、第1接点30C1や導電セグメント20Lの近傍に堆積することはないし、また、他の場所に飛散することもなくなる。
以上、本発明により絶縁基板22に貫通溝20Mを形成したが、貫通溝20Mではなくて絶縁基板22に凹部20Nを形成するようにしてもよい。
図4(A)は図2の貫通溝20Mに代わる凹部20Nを設けた基板の平面拡大図、図4(B)は図4(A)のB−B矢視断面図である。図4(A)および図4(B)において、絶縁基板22上には第1摺動部20Aの各導電セグメント20Lと隣接導電セグメント20Lとの間の絶縁基板22に凹部20Nを形成したのが特徴である。
使用時に、第1接点30C1が第1摺動部20Aの各導電セグメントの山形の頂部を擦りながら移動するため、図5(B)のように導電セグメントの頂部が削られて導電性異物Pmが発生する。しかしながらこのようにして削られた導電性異物Pmは凹部20Nに溜まるため、導電セグメントの近傍に導電性異物Pmが堆積することはなく、また、他の方向に飛散することもない。したがって、導電セグメント間が導電性異物Pmで短絡されることがないので、誤検出がおきなくなる。
また、図5(C)のように、雰囲気中に浮遊する絶縁性異物Piが導電セグメント20Lの近傍に降下しても凹部20Nに溜まるようになるため、導電セグメントの近傍に絶縁性異物Piが堆積することはなく、また、他の方向に飛散することもない。
このように、発生した導電性異物Pmや雰囲気中に浮遊する絶縁性異物Piは絶縁基板22の凹部20Nに溜まるので、第1接点30C1や導電セグメント20Lの近傍に堆積することはないし、また、他の場所に飛散することもなくなる。
〈表面加工〉
さらに、導電セグメント20Lと隣接導電セグメント20Lとの間に落ちた導電性異物Pmおよび絶縁性異物Piが貫通溝20M又は凹部20Nに入り易くするため、表面加工して滑り易くしておくことが望ましい。
さらに、導電セグメント20Lと隣接導電セグメント20Lとの間に落ちた導電性異物Pmおよび絶縁性異物Piが貫通溝20M又は凹部20Nに入り易くするため、表面加工して滑り易くしておくことが望ましい。
〈テーパ加工〉
また、導電セグメント20Lと隣接導電セグメント20Lとの間に落ちた導電性異物Pmおよび絶縁性異物Piが貫通溝20M又は凹部20Nに入り易くするため、導電性異物Pmおよび絶縁性異物Piが貫通溝20M又は凹部20Nに向けて転がり落ちるようなテーパをつけておくのが望ましい。
また、導電セグメント20Lと隣接導電セグメント20Lとの間に落ちた導電性異物Pmおよび絶縁性異物Piが貫通溝20M又は凹部20Nに入り易くするため、導電性異物Pmおよび絶縁性異物Piが貫通溝20M又は凹部20Nに向けて転がり落ちるようなテーパをつけておくのが望ましい。
〈まとめ〉
導電性異物や絶縁性異物が基板に付着しても、これらを、絶縁基板に設けた貫通溝から排出したり、絶縁基板に設けた凹部に溜めることにより、接点や導電セグメントの部位から導電性異物や絶縁性異物を排除してしまうので、誤検出することのない高信頼性の摺動抵抗式センサが得られ、したがってまた、高信頼性の液面レベル検出装置が得られる。
導電性異物や絶縁性異物が基板に付着しても、これらを、絶縁基板に設けた貫通溝から排出したり、絶縁基板に設けた凹部に溜めることにより、接点や導電セグメントの部位から導電性異物や絶縁性異物を排除してしまうので、誤検出することのない高信頼性の摺動抵抗式センサが得られ、したがってまた、高信頼性の液面レベル検出装置が得られる。
10:液面レベル検出装置
20:固定部
21:固定部フレーム
22:絶縁基板
20P:計測パターン
20A:第1摺動部
20B:第2摺動部
20C:抵抗体
20L:導電セグメント
20M:貫通溝
20N:凹部
30:摺動体
30A:上部保持部
30B:下部保持部
30C:連結部
30C1:第1接点
30C2:第2接点
30D:側壁
30F:フロート
30H:アームホルダ
30L:軸穴
30S:接点用バネ
30S1:第1接点用バネ
30S2:第2接点用バネ
30S3:連結部
30T1、30T2:出力端子
30W:フロートアーム
20:固定部
21:固定部フレーム
22:絶縁基板
20P:計測パターン
20A:第1摺動部
20B:第2摺動部
20C:抵抗体
20L:導電セグメント
20M:貫通溝
20N:凹部
30:摺動体
30A:上部保持部
30B:下部保持部
30C:連結部
30C1:第1接点
30C2:第2接点
30D:側壁
30F:フロート
30H:アームホルダ
30L:軸穴
30S:接点用バネ
30S1:第1接点用バネ
30S2:第2接点用バネ
30S3:連結部
30T1、30T2:出力端子
30W:フロートアーム
Claims (2)
- 絶縁基板と前記絶縁基板に対して可動する摺動体とから成る摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置であって、
前記絶縁基板は、複数の導電セグメントと、前記導電セグメントと電気的接続された抵抗体とを備え、
前記摺動体は、フロートと、一端に前記フロートが連結され、他端が回動可能に設けられたフロートアームと、前記フロートアームの回動により前記複数の導電セグメント上を接触しながら移動する可動接点とを備えた摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置において、
前記複数の各導電セグメント間の絶縁基板に貫通溝を形成したことを特徴とする摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置。 - 絶縁基板と前記絶縁基板に対して可動する摺動体とから成る摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置であって、
前記絶縁基板は、複数の導電セグメントと、前記導電セグメントと電気的接続された抵抗体とを備え、
前記摺動体は、フロートと、一端に前記フロートが連結され、他端が回動可能に設けられたフロートアームと、前記フロートアームの回動により前記複数の導電セグメント上を接触しながら移動する可動接点とを備えた摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置において、
前記複数の各導電セグメント間の絶縁基板に凹部を形成したことを特徴とする摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011230949A JP2013088353A (ja) | 2011-10-20 | 2011-10-20 | 摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011230949A JP2013088353A (ja) | 2011-10-20 | 2011-10-20 | 摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013088353A true JP2013088353A (ja) | 2013-05-13 |
Family
ID=48532390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011230949A Pending JP2013088353A (ja) | 2011-10-20 | 2011-10-20 | 摺動抵抗式センサによる液面レベル検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013088353A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015152441A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-08-24 | 株式会社デンソー | 液面検出装置 |
-
2011
- 2011-10-20 JP JP2011230949A patent/JP2013088353A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015152441A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-08-24 | 株式会社デンソー | 液面検出装置 |
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