JP4240844B2

JP4240844B2 - 摺動式検出器

Info

Publication number: JP4240844B2
Application number: JP2001142212A
Authority: JP
Inventors: 篤安田; 真二津田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-10-24
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2021-05-11
Also published as: DE10152029A1; DE10152029B4; US6571627B2; US20020046601A1; JP2002202179A; FR2815707A1; FR2815707B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は摺動式検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の摺動式検出器においては、摺動子が、その接点にて、基板上に形成した導体層の各電極の表面に沿い摺動するように構成したものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記摺動式検出器において、摺動子の接点や各電極の形成材料としては、一般に、銀パラジウム合金材料や銀ニッケル合金材料が採用されている。このため、当該検出器により、例えば、自動車の燃料タンク内の液体燃料を検出する場合、この液体燃料が硫化成分を有する不純物を含んでいると、銀パラジウム合金材料や銀ニッケル合金材料が硫化成分と反応して接点や各電極が硫化してしまう。その結果、接点と電極との間の摺動面に絶縁膜が形成されて電気的接触不良を招き、最悪の場合には、接点と電極との間が電気的に開放状態となる。
【０００４】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、摺動式検出器において、複数条の電極とこれら各電極の表面に沿い摺動する摺動子の接点との間の電気的接触を、耐硫化性を適正に確保して、良好に維持することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、摺動式検出器において、複数条の電極やこれら各電極の表面に沿い摺動する摺動子の接点がこれら相互間の摺動で摩耗することをも考慮して、各電極及び摺動子の接点の一方を、耐硫化性に優れる金成分と耐摩耗性金属成分とからなる合金材料により形成することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決にあたり、請求項１に記載の発明に係る摺動式検出器は、車両に装備されて硫化成分を含む液体燃料を収容してなる燃料タンク（１０）内に設けられる基板（３０）と、この基板上に設けてなる抵抗層（４０）と、基板上にて抵抗層から並行に延出してなる複数条の電極（５０）と、基板又はその近傍の静止部材に支持されて複数条の電極の各表面に沿い摺動可能な接点（６２）を有する摺動子（６０）と、燃料タンク内の燃料の液面の変位に応じて変位するフロート（８０）とを備えて、摺動子はフロートに連結されてこのフロートの変位に応じて接点を複数条の電極の各表面に沿い摺動させる。
【０００７】
当該摺動式検出器において、複数の電極はガラス入り銀合金材料により形成されており、接点は、金材料或いは金合金材料により形成されており、接点が複数の電極の各表面を摺動した際に該各電極のうち接点との各摺動部位が、接点を形成する金材料により被覆されることを特徴とする。
【０００８】
このように、複数の電極はガラス入り銀合金材料により形成され、また、接点は金材料或いは金合金により形成されている。このため、上述のように接点が各電極の表面を摺動すると、各電極の表面のうち接点との各摺動部位が、接点を形成する金材料でもって、あたかも金めっきされたかのように膜状に被覆される。これにより、耐硫化性を確保しつつ、接点の電極との電気的接触が常に良好に維持され得る。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の摺動式検出器において、ガラス入り銀合金材料は、銀成分とパラジウム成分とのガラス入り合金材料であることを特徴とする。これにより、請求項１に記載の発明の作用効果をより一層確保できる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の摺動式検出器において、金合金材料は、金成分と耐摩耗性金属成分との合金材料により形成されており、金成分が金合金材料に含まれる量は、９８重量％以上９９．５重量％以下の範囲内であることを特徴とする。
【００１４】
これにより、接点は、柔らか過ぎることなくかつ硬過ぎることなく耐硫化性及び耐摩耗性を確保できるように構成される。従って、請求項１又は２に記載の発明の作用効果を達成できるのは勿論のこと、接点は、各電極と摺接しても摩耗しにくい。このため、電極と接点との電気的接触が常に良好に確保され得る。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の摺動式検出器において、耐摩耗性金属成分は、コバルト成分、パラジウム成分或いはニッケル成分であることを特徴とする。これにより、請求項３に記載の発明の作用効果をより一層確実にし得る。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明によれば、請求項３又は４に記載の摺動式検出器において、金成分が金合金材料に含まれる量は、９８重量％であることを特徴とする。これによっても、請求項３又は４に記載の発明と同様の作用効果を達成できる。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明によれば、請求項３又は４に記載の摺動式検出器において、金成分が金合金材料に含まれる量は、９９重量％であることを特徴とする。これにより、請求項３又は４に記載の発明の作用効果を最も良好に確保し得る。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明によれば、請求項３又は４に記載の摺動式検出器において、金成分が金合金材料に含まれる量は、９９．５重量％であることを特徴とする。これによっても、請求項３又は４に記載の発明の作用効果を確保できる。
【００３４】
また、請求項８に記載の発明に係る摺動式検出器では、車両に装備されて硫化成分を含む液体燃料を収容してなる燃料タンク（１０）内に設けられる基板（３０）と、この基板上に設けてなる抵抗層（４０）と、基板上にて抵抗層から並行に延出してなる複数条の電極（５０）と、基板又はその近傍の静止部材に支持されて複数条の電極の各表面に沿い摺動可能な接点（６２）を有する摺動子（６０）と、燃料タンク内の燃料の液面の変位に応じて変位するフロート（８０）とを備えて、摺動子はフロートに連結されてこのフロートの変位に応じて接点を複数条の電極の各表面に沿い摺動させる。
【００３５】
当該摺動式検出器において、複数の電極は、ガラス入り銀合金材料により形成され、接点は、金材料、或いは金成分と耐摩耗性金属成分との金合金材料により形成されており、接点が複数の電極の各表面を摺動した際に該各電極のうち接点との各摺動部位が、接点を形成する金材料により被覆されることを特徴とする。
【００３７】
また、請求項９に記載の発明によれば、請求項８に記載の摺動式検出器において、ガラス入り銀合金材料は、銀成分とパラジウム成分とのガラス入り合金材料であることを特徴とする。
【００３８】
これにより、請求項８に記載の発明の作用効果を達成し得るのは勿論のこと、請求項２に記載の発明の作用効果を達成できる。
【００３９】
また、請求項１０に記載の発明によれば、請求項８又は９に記載の摺動式検出器において、耐摩耗性金属成分は、コバルト成分、パラジウム成分或いはニッケル成分であることを特徴とする。これにより、請求項８又は９に記載の発明の作用効果をより一層確実にし得る。
【００４０】
なお、上記手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面により説明する。図１は、本発明が自動車用燃料計としての摺動式検出器に適用される例を示している。摺動式検出器は、自動車の燃料タンク１０内に配設されている。なお、燃料タンク１０内には、液体燃料としてのガソリンが収容されており、このガソリンには、硫化成分が含まれている。
【００４２】
この摺動式検出器は、支持板２０を備えており、この支持板２０は、燃料タンク１０の内壁にその開口部１１の近傍にて支持されている。また、当該摺動式検出器は、図１及び図２にて示すごとく、電気絶縁性基板３０を備えており、この基板３０は、支持板２０の表面に取り付けられている（図１参照）。
【００４３】
また、当該摺動式検出器は、図２にて示すごとく、抵抗層４０、複数条の電極５０及び摺動子６０を備えている。抵抗層４０は、図２にて示すごとく、基板３０の表面に設けられている。複数条の電極５０は、基板３０の表面に抵抗層４０の図２にて図示下側端部から互いに並行に延出するように設けられている。ここで、各電極５０は銀パラジウム合金材料により形成されている。
【００４４】
摺動子６０は、長手状の導電性コンタクトプレート６１と、円柱状接点６２とにより構成されている。コンタクトプレート６１は、その回動基部６１ａにて、支持板２０の表面に、基板３０の近傍にて、図１にて図示上下方向に回動可能に支持されている。接点６２は、複数条の電極５０に摺接可能に対向するように、コンタクトプレート６１の先端部に嵌着されている。
【００４５】
本実施形態においては、接点６２は、金成分とコバルト成分とからなる金合金材料により形成されている。ここで、当該金合金材料中に含まれる金成分の量は９９重量％であり、コバルト成分の量は１重量％である。また、上記金合金材料中の金成分は、銀パラジウム合金材料や銀ニッケル合金材料に比べて、ガソリン中の硫化成分には非常に化学反応しにくい耐硫化性に優れた材料であることを考慮し、耐硫化性金属成分として上記金合金材料に採用されている。
【００４６】
また、上記金合金材料中のコバルト成分は、金成分が軟質であることを考慮して、上記所要の硬さをもたせるために、耐摩耗性金属成分として上記金合金材料に採用されている。また、上述した金成分とコバルト成分とが上記金合金材料において占める各量は、接点６２の耐硫化性及び耐摩耗性を適正に確保できる量である。なお、コンタクトプレート６１は、摺動式検出器の負側端子の役割を果たし、抵抗層４０の図２にて図示右端部４１は、摺動式検出器の正側端子の役割を果たす。
【００４７】
また、摺動式検出器は、図１にて示すごとく、ロッド状の電気絶縁性アーム７０及びフロート８０を備えている。アーム７０は、その内端部７１にて、コンタクトプレート６１の回動基部６１ａに一体的に連結されており、このアーム７０は、コンタクトプレート６１の回動基部６１ａを中心として、支持板２０の表面に沿いコンタクトプレート６１と共に一体的に回動可能となっている。
【００４８】
フロート８０は、アーム７０の外端部７２に相対回動可能に連結されている。フロート８０は、燃料タンク１０内のガソリンの液面上に浮遊しており、このフロート８０は、ガソリンの液面の変位（当該ガソリンの残量に対応する）に応じて変位する。
【００４９】
このように構成した本実施形態において、フロート８０は、燃料タンク１０内のガソリンの液面の変位に応じて変位すると、この変位に伴い、アーム７０が、コンタクトプレート６１の回動基部６１ａを中心として、支持板２０の表面に沿い回動する。これに伴い、上述のようにアーム７０と一体的に連結されているコンタクトプレート６１が、アーム７０の上記回動に伴い回動し、接点６２が、コンタクトプレート６１の回動に応じて各電極５０の表面を摺動する。これにより、抵抗層４０のうち接点６２の摺動量で決まる電極５０と抵抗層４０の右端部４１との間に位置する抵抗部の抵抗値でもって、ガソリンの残量が検出される。
【００５０】
ここで、燃料タンク１０内のガソリンが接点６２に付着することが多いが、上述のように接点６２が上記金合金材料により形成されているから、接点６２が、銀パラジウム合金材料や銀ニッケル合金材料に比べ、ガソリン中の硫化成分とは非常に化学反応しにくい。このため、上記ガソリンに含まれる硫化成分による絶縁膜が接点と各電極との摺動面に発生したりすることなく適正な耐硫化性を確保して、接点６２の電極５０との電気的接触が常に良好に維持され得る。従って、上記ガソリンの残量の検出が常に良好になされ得る。また、上記金合金材料は、コバルト成分を上述のように含むために、硬く、摩耗しにくい。よって、接点６２は適正な耐摩耗性を確保してその長寿命化され得る。
【００５１】
次に、上記実施形態の変形例について説明すると、この変形例においては、上記実施形態にて述べた複数の電極５０は、それぞれ、上記実施形態とは異なり、ガラス入り銀パラジウム合金材料により形成されている。ここで、当該ガラス入り銀パラジウム合金材料は、銀成分とパラジウム成分とのガラス入り合金材料である。また、上記実施形態にて述べた接点６２は、上記実施形態とは異なり、金材料により形成されている。その他の構成は上記実施形態と同様である。
【００５２】
このように構成した本変形例において、上記実施形態にて述べたと同様に、接点６２が、コンタクトプレート６１の回動に応じて各電極５０の表面を摺動すると、抵抗層４０のうち接点６２の摺動量で決まる電極５０と抵抗層４０の右端部４１との間に位置する抵抗部の抵抗値でもって、ガソリンの残量が検出される。
【００５３】
ここで、上述のごとく、複数の電極５０はガラス入り銀パラジウム合金材料により形成され、また、接点６２は金材料により形成されている。このため、上述のように接点６２が各電極５０の表面を摺動すると、各電極５０の表面のうち接点６２との各摺動部位が、接点６２を形成する金材料でもって、あたかも金めっきされたかのように膜状に被覆される。これは、各電極５０のガラス入り成分に起因して、接点６２を形成する金材料が各電極５０の表面のうち接点６２との各摺動部位に薄く膜状に付着することによるものである。これにより、ガソリンに含まれる硫化成分による絶縁膜が接点と各電極との摺動面に発生したりすることなく耐硫化性を確保しつつ、接点６２の電極５０との電気的接触が常に良好に維持され得る。その他の作用効果は、接点６２の耐摩耗性に伴う作用効果を除き、上記実施形態と同様である。
【００５４】
なお、上記変形例においては、接点６２を金材料で形成した例について説明したが、これに代えて、接点６２を、上記実施形態にて述べた金合金材料（金成分とコバルト成分とからなる合金材料）で形成するようにしてもよい。これによれば、接点６２を形成する金合金材料が上記変形例とは異なり硬くなるが、当該金合金材料中の金成分が上記変形例にいう接点６２の形成材料である金材料と実質的に同様の作用を発揮することから、接点６２の耐摩耗性による作用効果を上記実施形態と同様に確保した上で、上記変形例と同様の作用効果を達成できる。
【００５５】
また、上記変形例においては、各電極５０の形成材料をガラス入り銀パラジウム合金材料とした例について説明したが、これに限ることなく、各電極５０を、パラジウム成分以外の金属成分であるニッケル成分等を含むガラス入り銀合金材料であってもよい。
【００５６】
また、本発明の実施にあたり、上記液体燃料は硫化成分を含む軽油であってもよく、この場合にも、上記実施形態と同様の作用効果を達成できる。
【００５７】
また、本発明の実施にあたり、上記実施形態にて述べた上記金合金材料中の金成分の量は、９９重量％に限ることなく、９９±０．１重量％であってもよい。これに伴い、上記金合金材料中のコバルト成分の量は、金成分の量９９±０．１重量％が１００重量％を満たすように増減するようにすればよい。
【００５８】
また、本発明の実施にあたり、上記実施形態或いは上記変形例にて述べた上記金合金材料において、コバルト成分に代えて、パラジウム成分或いはニッケル成分その他の耐摩耗性金属成分を採用するようにしても、上記実施形態或いは上記変形例と同様の作用効果を達成できる。
【００５９】
また、本発明の実施にあたり、上記金合金材料中、耐硫化及び耐摩耗の双方を確保するためには、金成分の量は、９８重量％であってもよく、また、９９．５重量％であってもよい。なお、コバルト成分の量は、上記金合金材料中、金成分が９８重量％のとき２重量％であり、金成分が９９．５重量％のとき０．５重量％である。一般的には、上記金合金材料中に含まれる金成分及びコバルト成分の各重量は、接点６２の耐硫化及び耐摩耗の双方を本発明の実施上良好に確保できる範囲、つまり上記金合金材料が柔らか過ぎずかつ硬過ぎない範囲であればよく、金成分を例にとれば、金成分の重量が９８重量％以上９９．５重量％以下であれば、接点６２の耐硫化及び耐摩耗の双方を良好に確保でき、金成分の重量が約９９重量％のとき、接点６２の耐硫化及び耐摩耗の双方を最も良好に確保できる。
【００６０】
また、本発明の実施にあたり、複数の電極５０は、上記実施形態にて述べた材料とは異なり、銀ニッケル合金材料でそれぞれ形成してもよい。
【００６１】
また、本発明の実施にあたり、自動車に限ることなく自動二輪車やバス車両等の各種車両の燃料タンク内の液体燃料（硫化成分を含む）の残量検出に使用される摺動式検出器に本発明を適用してもよい。
【００６２】
また、本発明の実施にあたり、燃料計に限ることなく、例えば、オイル（硫化成分を含む）の残量を検出する計器としての摺動式検出器に本発明を適用してもよい。
【００６３】
また、本発明の実施にあたり、自動車用摺動式検出器に限ることなく、一般に、可変抵抗素子と、この可変抵抗素子の複数条の電極に摺接する摺動子とを備える摺動式検出器に本発明を適用してもよい。
【００６４】
また、本発明の実施にあたり、摺動子６０の接点６２に代えて、複数条の電極５０を上記金合金材料により形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る摺動式検出器が自動車の燃料タンク内に設けられた状態を示す部分断面側面図である。
【図２】上記摺動式検出器の基板、抵抗層、各電極、摺動子及びアームを示す部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
１０…燃料タンク、３０…基板、４０…抵抗層、５０…電極、
６０…摺動子、６２…接点、７０…アーム、８０…フロート。

Claims

車両に装備されて硫化成分を含む液体燃料を収容してなる燃料タンク（１０）内に設けられる基板（３０）と、
この基板上に設けてなる抵抗層（４０）と、
前記基板上にて前記抵抗層から並行に延出してなる複数条の電極（５０）と、
前記基板又はその近傍の静止部材に支持されて前記複数条の電極の各表面に沿い摺動可能な接点（６２）を有する摺動子（６０）と、
前記燃料タンク内の燃料の液面の変位に応じて変位するフロート（８０）とを備えて、
前記摺動子は前記フロートに連結されてこのフロートの変位に応じて前記接点を前記複数条の電極の各表面に沿い摺動させる摺動式検出器において、
前記複数の電極はガラス入り銀合金材料により形成されており、前記接点は、金材料或いは金合金材料により形成されており、前記接点が前記複数の電極の各表面を摺動した際に該各電極のうち前記接点との各摺動部位が、前記接点を形成する金材料により被覆されることを特徴とする摺動式検出器。
前記ガラス入り銀合金材料は、ガラス入り銀成分とパラジウム成分との合金材料であることを特徴とする請求項１に記載の摺動式検出器。
前記金合金材料は、金成分と耐摩耗性金属成分との合金材料により形成されており、前記金成分が前記金合金材料に含まれる量は、９８重量％以上９９．５重量％以下の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の摺動式検出器。
前記耐摩耗性金属成分は、コバルト成分、パラジウム成分或いはニッケル成分であることを特徴とする請求項３に記載の摺動式検出器。
前記金成分が前記金合金材料に含まれる量は、９８重量％であることを特徴とする請求項３又は４に記載の摺動式検出器。
前記金成分が前記金合金材料に含まれる量は、９９重量％であることを特徴とする請求項３又は４に記載の摺動式検出器。
前記金成分が前記金合金材料に含まれる量は、９９．５重量％であることを特徴とする請求項３又は４に記載の摺動式検出器。
車両に装備されて硫化成分を含む液体燃料を収容してなる燃料タンク（１０）内に設けられる基板（３０）と、
この基板上に設けてなる抵抗層（４０）と、
前記基板上にて前記抵抗層から並行に延出してなる複数条の電極（５０）と、
前記基板又はその近傍の静止部材に支持されて前記複数条の電極の各表面に沿い摺動可能な接点（６２）を有する摺動子（６０）と、
前記燃料タンク内の燃料の液面の変位に応じて変位するフロート（８０）とを備えて、
前記摺動子は前記フロートに連結されてこのフロートの変位に応じて前記接点を前記複数条の電極の各表面に沿い摺動させる摺動式検出器において、
前記複数の電極は、ガラス入り銀合金材料により形成され、前記接点は、金材料、或いは金成分と耐摩耗性金属成分との金合金材料により形成されており、前記接点が前記複数の電極の各表面を摺動した際に該各電極のうち前記接点との各摺動部位が、前記接点を形成する金材料により被覆されることを特徴とする摺動式検出器。
前記ガラス入り銀合金材料は、銀成分とパラジウム成分とのガラス入り合金材料であることを特徴とする請求項８に記載の摺動式検出器。
前記耐摩耗性金属成分は、コバルト成分、パラジウム成分或いはニッケル成分であることを特徴とする請求項８又は９に記載の摺動式検出器。