JP3757862B2

JP3757862B2 - 車両用検出装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP3757862B2
Application number: JP2001392245A
Authority: JP
Inventors: 誠波多野; 清三郎川嶋
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2021-12-25
Also published as: JP2003194620A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両、たとえば自動車に搭載されて種々の物理量を検出する車両用検出装置及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用検出装置としては、たとえば、特開昭６２−１１３０２１号公報に開示される液面レベルセンサがある。この液面レベルセンサは、パイプ内に磁力によりオンオフされるスイッチ手段を収容し、液面レベルに応じてパイプ外周に沿って移動するフロートに磁石を一体的に取付け、液面レベルに応じてスイッチ手段をオンまたはオフさせて液面レベルを検出するものである。この液面レベルセンサにおいては、車両側に液面レベルセンサに取付けるための台座にパイプが固定されると共に、スイッチ手段を外部に接続するためのリード線が台座を貫通して引き出されている。ここで、パイプ内において車両の振動によりスイッチ手段が損傷することを防止するために、パイプ内には樹脂がスイッチ手段が埋没するように充填されている。この樹脂は硬化後も或る程度の柔軟性を有する樹脂が好ましく、たとえばシリコン樹脂が用いられている。一方、台座とリード線間にも、台座とリード線間の気密を確保し、且つリード線を保持するために樹脂が充填されている。この樹脂は強度が必要なため、たとえばエポキシ樹脂が用いられている。
【０００３】
一般に、上述のスイッチ手段、たとえばリードスイッチに流れる電流を制限するために、車両用検出装置内において、スイッチ手段には抵抗素子が直列に接続されている。この抵抗素子の抵抗体としては、精度の点から酸化金属皮膜が用いられている。また、リード線の絶縁皮膜材料としては、柔軟性、耐油性、コストの点からクロロプレンゴムが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のエポキシ樹脂は微量ながら塩素を含有している。そのためエポキシ樹脂の硬化処理工程における高温（２００℃前後）条件下にて、エポキシ樹脂が熱分解して塩素ガスが発生する可能性がある。さらに、リード線の絶縁皮膜材料としてクロロプレンゴムを用いた場合には、クロロプレンゴムがエポキシ樹脂の硬化処理時に熱分解して塩素ガスが発生する可能性がある。車両用検出装置内において塩素ガスが発生すると、この塩素ガスは、シリコン樹脂内に浸透して抵抗器に達し、さらに抵抗素子の塗膜の隙間から抵抗体に達する。そのため、抵抗体である酸化金属が塩素により腐蝕されて、抵抗素子の抵抗値が大幅に変化して、車両検出装置が正常に作動しなくなる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記のような点に鑑みなされたもので、その目的は、車両用検出装置に内臓される抵抗素子の抵抗体として炭素皮膜を用いることにより、塩素による抵抗体の腐食を抑制して、常に正常な作動を維持できる車両用検出装置、並びに該車両用検出装置を製造するための製造方法を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成する為に以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
本発明の請求項１に記載の車両用検出装置では、有底筒状のケースと、このケース内に配設されたセンサ部と、ケース内に配設され、センサ部と電気的に接続された抵抗素子と、センサ部および抵抗素子が埋没するようにケース内に充填されたシリコン樹脂と、ケースの開口部を介してケース外部に延出され、センサ部および／または抵抗素子を外部に接続する電線とを備え、ケースの開口部を密閉するようにケース内に充填されたエポキシ樹脂とを備える車両用検出装置であって、抵抗素子の抵抗体は、炭素皮膜であるような構成とした。これにより、エポキシ樹脂の硬化処理工程における、エポキシ樹脂あるいは電線の被覆材料の熱分解により発生した塩素ガスにより抵抗体が腐蝕されることが抑制されるので、車両用検出装置の正常な作動を維持することができる。ここで、請求項２のように電線の絶縁皮膜が塩素を含有する材質からなる場合、あるいは請求項３のように電線の絶縁皮膜がクロロプレンゴムからなる場合には、エポキシ樹脂および電線の絶縁皮膜の熱分解により発生した塩素ガスにより抵抗体が腐蝕されることが確実に抑制されるので、車両用検出装置の正常な作動を維持することができる。
【０００８】
本発明の請求項４に記載の車両用検出装置では、ケースの外周にケースに沿って液面レベルに応じて移動可能に嵌合された略ドーナッツ型のフロートと、フロートと一体的に移動可能にフロートに固定された磁石とを備え、センサ部は磁気検出素子から構成され、フロートがケースの外周に沿って移動すると、磁石が磁気検出素子を作動させ液面レベルを検出する構成とした。これにより、液面レベル検出用の車両用検出装置においても、エポキシ樹脂の硬化処理工程における、エポキシ樹脂あるいは電線の絶縁皮膜材料の熱分解により発生した塩素ガスにより抵抗体が腐蝕されることが抑制されるので、車両用検出装置の正常な作動を維持することができる。この場合、請求項５のように、磁気検出素子としてリードスイッチを用いることにより磁石の磁気を確実に検出することができる。
【０００９】
本発明の請求項６に記載の車両用検出装置では、センサ部は温度検出素子である構成としている。これにより、温度検出用の車両用検出装置においても、エポキシ樹脂の硬化処理工程における、エポキシ樹脂あるいは電線の被覆材料の熱分解により発生した塩素ガスにより抵抗体が腐食されることが抑制されるので、車両用検出装置の正常な作動を維持することができる。この場合、請求項７のように、温度検出素子としてのサーミスタを用いることにより温度を確実に検出することができる。
また、本発明の請求項８に記載の製造方法は、請求項１の車両用検出装置を製造する方法であって、そのケース内にセンサ部、抵抗素子、シリコン樹脂を配置した状態で、かつセンサ部および／または抵抗素子に電線を接続した状態でエポキシ樹脂を前記ケース内に充填した後、該エポキシ樹脂を硬化処理することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態による車両用検出装置を、自動車のエンジンに装着されて潤滑油の液面レベルを検出するオイルレベルセンサに適用した場合を例として、図に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態による車両用検出装置であるオイルレベルセンサ１の断面図である。図は、潤滑油の液面１０が最低位にある状態を示している。また、図１において、図の上方が自動車に搭載された状態における上方となっている。
【００１２】
オイルレベルセンサ１は、有底筒状のケースであるハウジング２が、図１に示すように、自動車のエンジンのオイルパン９の底面側に取付けられている。また、ハウジング２には、磁石４が取付けられたフロート３が、ハウジング２に沿って移動可能に嵌合されている。液面１０の変動に追随するフロート３が上下動すると、フロート３と一体的に磁石４も上下動するので、この磁石４に対向してハウジング２内に取付けられている磁気検出素子であるリードスイッチ６が作動する。このリードスイッチ６の作動によってフロート３の位置、すなわち潤滑油の液面１０レベルが検出される。
【００１３】
なお、図１は、潤滑油の液面１０が最低位にある状態を示している。
【００１４】
有底筒状のケースであるハウジング２は、たとえば樹脂等から形成されている。ハウジング２の底部側には、後述する磁気検出素子であるリードスイッチ６等を収容する収用部２ａが設けられている。
【００１５】
ハウジング２の収用部２ａの外周には、図１に示すように、略ドーナッツ型のフロート３が、収用部２ａの外周に沿って移動可能に嵌合されている。また、フロート３の内周側には、磁石４が固定されている。この磁石４はフェライト磁石等から略ドーナッツ型に形成されている。オイルレベルセンサ１が自動車のエンジンのオイルパン９に取付けられた状態で、オイルパン９内における潤滑油の液面レベル１０の変動に対応してフロート３が図１上下方向に動くと、磁石４もフロート３と一体に動く。また、フロート３は、樹脂等から形成され、磁石４が取付けられた状態で、潤滑油の液面１０に確実に浮かぶように見掛けの比重が設定されている。
【００１６】
ハウジング２の収用部２ａ内には、上述の磁石４に対応させて磁気検出素子であるリードスイッチ６が収容されている。リードスイッチ６は、固定接点（図示せず）と、磁気を受けると磁束の作用により弾性変形する可動接点（図示せず）とを有している。リードスイッチ６の周囲に磁気が無い状態、つまり、磁石４がリードスイッチ６から離れた位置にある時は、両接点は離れて開状態となっている。一方、磁気がある状態、つまり、磁石４がリードスイッチ６の近く、すなわち可動接点（図示せず）に対向する位置にある時は、可動接点が弾性変形して両接点が接触し閉状態となる。すなわち、磁気の有無によりスイッチの開閉動作が切替わる。そして、リードスイッチ６、リードスイッチ６に流れる電流を制限し両接点を保護するために抵抗素子である抵抗器７がプリント基板５上に実装されている。この抵抗器７の抵抗体は、炭素皮膜から形成されている。また、このプリント基板５には電線であるリード線８が接続され、このリード線８は、ハウジング２の開口部２ｂからオイルレベルセンサ１の外へ引き出されて、自動車（図示せず）の油量警告装置（図示せず）等に接続されている。このリード線８の絶縁皮膜材料としては、耐油性、柔軟性を確保するために塩素を含有する材質であるクロロプレンゴムが用いられている。
【００１７】
次に、本発明の一実施形態におけるオイルレベルセンサ１の作動について説明する。図２には、本発明の一実施形態によるオイルレベルセンサ１の電気回路構成を示す。
【００１８】
オイルレベルセンサ１は、オイルパン９内の潤滑油の液面１０レベルを検出して運転者が告知するための制御装置１６に接続されている。制御装置１６は、図２に示すように、イグニッションスイッチ１７がＯＮされてバッテリ１８から電力が供給されると作動状態となる。潤滑油の液面１０レベルの変動に追随してフロート３および磁石４が上下動すると、この磁石４の位置の変化に応じてリードスイッチ６の開閉が切替わる。それによる抵抗器７を流れる電流値の変化を制御装置１６が検出することにより液面１０レベルの変動が検出される。
【００１９】
ここで、リードスイッチ６と磁石４の位置関係、すなわち、図１における上下方向の位置関係について説明する。図１は、オイルパン９内の潤滑油の液面１０が最低位にある時の磁石４（フロート３）の位置を示している。この状態で、リードスイッチ６が作動、つまり開→閉となるように、収用部２内におけるリードスイッチ６の位置が設定されている。したがって、オイルパン９内の潤滑油量が十分有る場合は、フロート３は、液面１０に対応して図１の上方に移動しており、リードスイッチ６は開状態となっている。
【００２０】
したがって、オイルパン９内の潤滑油量が十分有る場合はリードスイッチ６が開状態となっており、抵抗器７に流れる電流は０である。一方、オイルパン９内の潤滑油量が減少して、液面１０レベルが最低位、つまり図１に示すような状態になると、リードスイッチ６は閉状態となり、抵抗器７には所定の電流が流れる。
【００２１】
次に、本発明の一実施形態におけるオイルレベルセンサ１の組付け方法について説明する。
【００２２】
ここまでに、プリント基板５には、リードスイッチ６、抵抗器７等が実装され、リード線８が接続されている。また、フロート３には磁石４が固定されている。
【００２３】
先ず、ハウジング２の上下を図１に示す方向とは逆、すなわち開口部２ｂを上方として、ハウジング２の収用部２ａ内にプリント基板５を挿入後、リードスイッチ６等の損傷を防止し絶縁性を確保するために、収用部２ａ内にシリコン樹脂１１を充填する。
【００２４】
次に、シリコン樹脂１１が硬化した後に、ハウジング２の開口部２ｂを密閉しリード線８を固定するために、ハウジング２内にエポキシ樹脂１２を充填し硬化させる。この時、図１に示すように、エポキシ樹脂１２はシリコン樹脂１１と直接接触している。また、エポキシ樹脂１２の硬化処理工程においては、オイルレベルセンサ１は所定時間だけ高温（たとえば２００℃）雰囲気中に保持される。
【００２５】
ところで、エポキシ樹脂１２およびリード線８の絶縁皮膜、本実施例の場合、塩素を含む材質として、たとえばクロロプレンゴムは、高温（たとえば２００℃）雰囲気中に保持されると熱分解して塩素ガスが発生する。従来の車両用検出装置では、抵抗器７の抵抗体として酸化金属皮膜、たとえば酸化錫皮膜を用いていた。このため、上述の塩素ガスが抵抗器７に到達し抵抗器７の塗装皮膜の下側に浸透して酸化金属が腐蝕され、このため抵抗器７の抵抗値が大幅に変化して車両検出装置が正常に作動しなくなる可能性があった。本発明の一実施形態によるオイルレベルセンサ１では、抵抗器７の抵抗体として従来の酸化金属皮膜の替わりに、塩素に対する耐腐蝕性に優れる材料として炭素皮膜を用いている。これにより、塩素ガスが抵抗器７に到達して浸透しても炭素皮膜は腐蝕されず、抵抗器７が腐蝕されることが抑制され、抵抗器７の抵抗値の変動が防止されて、オイルレベルセンサ１の正常な作動を維持することができる。
【００２６】
図３には、本発明の一実施形態によるオイルレベルセンサ１の抵抗器７、すなわち炭素皮膜抵抗の耐塩素腐蝕性試験結果を示すグラフである。この耐塩素腐蝕性試験は、抵抗器７を塩素ガス雰囲気の代用として塩酸水溶液中に浸漬して、抵抗値を測定したものである。図３において、横軸は、塩酸水溶液中への浸漬時間を表し、縦軸は、抵抗器７の抵抗値を表している。また、図３中の実線は、本発明の一実施形態によるオイルレベルセンサ１の抵抗器７、すなわち炭素皮膜抵抗を示し、破線は、従来の抵抗器である酸化金属皮膜抵抗を示している。図３に示すように、酸化金属皮膜抵抗では、塩酸水溶液浸漬後直ぐに腐蝕されて抵抗値が変化（増加）する。一方、炭素皮膜抵抗では塩酸水溶液浸漬後、その抵抗値はほとんど変化せず安定している。これから、炭素皮膜抵抗が優れた耐塩素腐蝕性を有することが明らかである。
【００２７】
エポキシ樹脂１２が硬化した後に、磁石４と一体化されたフロート３を、ハウジング２の収容部の外周に嵌合させる。
【００２８】
最後に、フロート３の保護およびハウジング２からの脱落防止のために、カバー１３をハウジング２に取付ける。以上で、オイルレベルセンサ１の組付けが完了する。
【００２９】
以上説明した、本発明の一実施形態によるオイルレベルセンサ１においては、抵抗器７の抵抗体として従来の酸化金属皮膜の替わりに、塩素に対する耐腐蝕性に優れる材料として炭素皮膜を用いている。これにより、塩素ガスが抵抗器７に到達して浸透しても炭素皮膜は腐蝕されず、抵抗器７が腐蝕されることが抑制され、抵抗器７の抵抗値の変動が防止されて、オイルレベルセンサ１の正常な作動を維持することができる。
【００３０】
なお、本発明の一実施形態によるオイルレベルセンサ１においては、磁気検出素子であるリードスイッチ６の個数を１個としているが、複数個設けてもよい。その場合、図４に示すように、複数のリードスイッチ６の上下方向の取付け位置を互いにずらすと共に、各リードスイッチ６に接続される抵抗器７１、７２の抵抗値を互いに異なる値とすることにより、検出する液面１０レベルを複数個設定することができる。
【００３１】
また、本発明の一実施形態によるオイルレベルセンサ１においては、磁気検出素子としてリードスイッチ６を用いているが、これ以外の磁気検出素子、たとえばＭＲＥ素子（磁気抵抗素子）、ホール素子（ホール効果素子）、あるいは磁気ダイオード等を用いてもよい。
【００３２】
また、本発明の一実施形態においては、車両用検出装置をオイルレベルセンサ１に適用した場合を例に説明したが、液面検出対象である液体は、オイル以外に水、潤滑油、各種薬品等であってもよい。
【００３３】
また、本発明の一実施形態においては、車両用検出装置をオイルレベルセンサ１、つまり液面検出装置に適用しているが、他の車両用検出装置に適用することも可能である。たとえば、オイルレベルセンサ１におけるリードスイッチ６を温度検出素子、たとえばサーミスタ等に置換えることにより、エンジンの冷却水温センサ、あるいは潤滑油温センサに適用することができる。いずれの場合も、車両用検出装置に内蔵されて電気回路を構成する抵抗器７の抵抗体として炭素皮膜を用いることにより、車両用検出装置が高温状態に保持され（たとえばエポキシ樹脂の硬化処理工程等）た時に、エポキシ樹脂１２およびリード線８の絶縁皮膜であるクロロプレンゴムが熱分解して生じる塩素ガスによって抵抗器７の抵抗体が腐蝕されることを抑制することができる。したがって、抵抗器７の抵抗値の変動が防止されるので、オイルレベルセンサ１の正常な作動を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による車両用検出装置としてのオイルレベルセンサ１の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による車両用検出装置としてのオイルレベルセンサ１の電気回路構成図である。
【図３】本発明の一実施形態によるオイルレベルセンサ１の抵抗器７の耐塩素腐蝕性試験結果を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施形態による車両用検出装置としてのオイルレベルセンサ１の変形例の電気回路構成図である。
【符号の説明】
１オイルレベルゲージ（車両用検出装置）
２ハウジング（ケース）
２ａ収容部
３フロート
４磁石
５プリント基板
６リードスイッチ（センサ部、磁気検出素子）
７抵抗器（抵抗素子）
８リード線（電線）
９オイルパン
１０液面
１１シリコン樹脂
１２エポキシ樹脂
１６制御装置
７１抵抗器（抵抗素子）
７２抵抗器（抵抗素子）

Claims

有底筒状のケースと、
前記ケース内に配設されたセンサ部と、
前記ケース内に配設され前記センサ部と電気的に接続された抵抗素子と、
前記センサ部および前記抵抗素子が埋没するように前記ケース内に充填されたシリコン樹脂と、
前記ケースの前記開口部を介して前記ケース外部に延出され、前記センサ部および／または前記抵抗素子を外部に接続する電線とを備え、
前記ケースの前記開口部を密閉するように前記ケース内に充填されたエポキシ樹脂とを備える車両用検出装置であって、
前記抵抗素子の抵抗体は、炭素皮膜から形成されることを特徴とする車両用検出装置。
前記電線の絶縁被膜は塩素を含有する材質であることを特徴とする請求項１に記載の車両用検出装置。
前記電線の絶縁被膜はクロロプレンゴムであることを特徴とする請求項１に記載の車両用検出装置。
前記ケースの外周に前記ケースに沿って移動可能に嵌合された略ドーナッツ型のフロートと、
前記フロートと一体的に移動可能に前記フロートに固定された磁石とを備え、
前記センサ部は磁気検出素子から構成され、
前記フロートが前記ケースの外周に沿って移動すると、前記磁石が前記磁気検出素子を作動されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両用検出装置。
前記磁気検出素子はリードスイッチであることを特徴とする請求項４に記載の車両用検出装置。
前記センサ部は温度検出素子であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の車両用検出装置。
前記温度検出素子はサーミスタであることを特徴とする請求項６に記載の車両用検出装置。
請求項１の車両用検出装置を製造する方法であって、前記ケース内に前記センサ部、前記抵抗素子、シリコン樹脂を配置した状態で、かつ前記センサ部および／または抵抗素子に電線を接続した状態で前記エポキシ樹脂を前記ケース内に充填した後、該エポキシ樹脂を硬化処理することを特徴とする車両用検出装置の製造方法。