JP5233932B2 - 液面検出装置、及び、その製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液面の高さを検出する液面検出装置、及び、その製造方法に関するものである。

従来、例えば特許文献１に示されるように、本体部と、液面に浮くフロートと、本体部に対して回動可能な回転部と、回転部とフロートとを連結してフロートの上下運動を回転部の回転運動に変換するアームと、回転部に内蔵されたマグネットと、本体部に内蔵され、マグネットの磁束密度を測定することにより本体部に対する回転部の回転角度を検出するホールＩＣと、を備える液面検出装置が提案されている。上記した液面検出装置は、回転部の回転による、ホールＩＣに内蔵されたホール素子に印加されるマグネットの磁束密度の変動に応じて、ホール素子から出力される電気信号が変動することを利用して、液面の高さを検出する構成となっている。

この液面検出装置は、上記した構成要素の他に、ホールＩＣを電気的に保護するチップ素子と、ホールＩＣと外部とを電気的に接続するターミナルと、を有する。チップ素子はチップコンデンサなどを有し、半田を介してターミナルに機械的及び電気的に接続されている。ターミナルはホルダによって保持されており、ホルダが設けられたターミナルは、本体部にインサート成形されている。

特開２００８−１４９１７号公報

ところで、特許文献１に示される液面検出装置では、ホルダ及びターミナルによって、チップ素子を収納するための凹部が形成されており、この凹部内には、本体部の射出成形時の熱によって半田が溶融することを保護する保護樹脂部が形成されている。この保護樹脂部は、凹部内に液状のエポキシ樹脂を注入した後、固化することで形成される。

チップ素子をターミナルに半田接続するために、上記した凹部の体格が大きくなると、凹部内に注入されるエポキシ樹脂の注入量が多くなり、エポキシ樹脂の固化時の応力、及びエポキシ樹脂と半田との線膨張係数差に起因する応力が増大する。これらの応力が増大すると、半田の耐久寿命が低減し、チップ素子とターミナルとの電気的な接続信頼性が低減する、という問題が生じる。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、チップ素子（保護素子）とターミナルとの電気的接続信頼性の低下が抑制された液面検出装置、及び、その製造方法を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液面に浮かぶフロートと、マグネットが内蔵された回転部と、フロートと回転部とを連結して、液面の変動によるフロートの上下運動を、回転部の回転運動に変換するアームと、該回転部の回転に伴う、マグネットの磁束密度の印加方向の変動に基づいて、回転部の回転角度を検出する角度検出部、該角度検出部を電気的に保護する保護素子、該保護素子と角度検出部とを電気的に接続し、角度検出部と外部とを電気的に接続する複数のターミナル、複数のターミナルを一体的に保持し、ターミナルの強度を補強するホルダ、及び角度検出部と、保護素子と、ターミナルと、ホルダとを被覆し、且つ、回転部が回動可能に設けられたモールド部材を有する本体部と、を備える液面検出装置であって、保護素子は、ターミナル及びホルダによって形成された凹部の底面に配置され、半田を介してターミナルと機械的及び電気的に接続されており、凹部内には、半田を被覆することで、モールド部材の成形時の熱から半田を保護する、液状部材が固化してなる保護部と、凹部内の容量を低減する、保護部内に少なくとも一部が埋め込まれたスペーサと、が設けられていることを特徴とする。

このように本発明では、スペーサの少なくとも一部が保護部内に埋め込まれている。これによれば、凹部内に注入される液状部材の注入量がスペーサによって低減されるので、液状部材が固化するときの応力や、保護部と半田との線膨張係数差に起因する応力（以下、これらの応力を、まとめて内力と示す）が、半田に印加されることが低減される。これにより、半田の耐久寿命の低下が抑制され、保護素子とターミナルとの電気的接続信頼性の低下が抑制される。

請求項２に記載のように、スペーサは、保護素子の周囲に配置され、保護素子の中心位置を通り、凹部の底面に対して垂直な中心線と、スペーサによって囲まれた空間の中心位置を通り、凹部の底面に対して垂直な中心線とが一致しており、スペーサによって囲まれた空間、保護素子、及び半田それぞれは、中心線に対して垂直な対称線を介して線対称となっている構成が好ましい。

例えば、スペーサによって囲まれた空間、保護素子、及び半田それぞれが、対称線を介して非対称な場合、スペーサによって囲まれた空間における、対称線を介した一方の空間に注入される液状部材の注入量よりも、対称線を介した他方の空間に注入される液状部材の注入量の方が少なくなる。すると、内力は、一方の空間のほうが、他方の空間よりも大きくなるので、一方から他方に作用する内力が半田に印加され、これによって半田の耐久寿命が低下する虞がある。

これに対して、請求項２に記載の発明の場合、対称線を介した一方の空間に注入される液状部材の注入量と、対称線を介した他方の空間に注入される液状部材の注入量とが等しくなる。したがって、液状部材の注入量の差に起因する内力が、半田に印加されることが抑制され、半田の耐久寿命の低減が抑制される。

請求項３に記載のように、保護部の全てが凹部内に配置され、スペーサの全てが保護部内に埋め込まれた構成が良い。これによれば、スペーサの一部が保護部から露出された構成とは異なり、保護部から露出されたスペーサにモールド部材の射出成形時の樹脂の圧入応力が作用し、この圧入応力が、保護部を介して半田に印加することが抑止される。また、スペーサの全てが保護部内に埋め込まれるので、スペーサの一部が保護部内に埋め込まれた構成と比べて、スペーサと凹部との接合強度を高めることができる。

請求項４に記載のように、スペーサの構成材料は、ホルダの構成材料と同じであるのが好ましい。スペーサの構成材料と凹部の構成要素であるホルダの構成材料とが異なる場合、スペーサとホルダとの間に線膨張係数差に起因する応力が生じる。この応力は、保護部を介して半田に印加されるので、この応力によって半田の耐久寿命が低下する虞がある。これに対して、本発明では、スペーサとホルダの構成材料が同じなので、上記した応力が半田に印加されることが抑止される。これにより、上記した応力によって半田の耐久寿命が低減することが抑止される。

なお、保護部の構成材料である液状部材は、請求項５に記載のように、紫外線硬化樹脂を主として含む樹脂が好ましい。例えば、液状部材が熱硬化性樹脂の場合、液状部材を固化するために、液状部材に熱を印加しなくてはならない。液状部材に印加された熱は、液状部材の近くに位置するターミナルと半田に伝達され、この熱によって、ターミナルと半田とが熱膨張する。ターミナルと半田との線膨張係数は異なるので、ターミナルと半田との線膨張係数差に起因する応力がそれぞれに発生し、この応力によって半田の耐久寿命が低下する虞がある。これに対して、請求項５に記載の発明では、液状部材として紫外線硬化樹脂を主として含む樹脂を適用しているので、熱硬化性樹脂とは異なり、液状部材を固化するために、液状部材に熱を印加しなくとも良い。これにより、液状樹脂を固化する際に、ターミナルと半田との線膨張係数差に起因する応力が発生することが抑止され、この応力によって半田の耐久寿命が低減することが抑止される。

請求項６に記載のように、保護素子はチップ素子であり、保護部によって被覆された構成が良い。これによれば、保護素子がリードを有する一般的なコンデンサや抵抗体を有する構成と比べて、保護素子の体格の増大を抑制することができる。また、上記したようなチップ素子の場合、モールド部材を射出成形する際の樹脂の注入圧力によって損傷する虞があるが、本発明では、チップ素子が保護部によって被覆されている。これにより、モールド部材を射出成形する際の注入圧力がチップ素子に直接印加されることが抑制され、チップ素子に機械的な損傷が生じることが抑制される。

請求項７に記載のように、チップ素子は、角度検出部に高電圧が印加されることを抑制するチップコンデンサ、及び、角度検出部に過電流が流れることを抑制するチップレジスタの少なくとも１つを有する構成を採用することができる。これによれば、高電圧パルスによる電気的な損傷、及び、過電流による電気的な損傷の少なくとも１つが、角度検出部に生じることを保護素子によって抑制することができる。

角度検出部を電気的に保護する構成としては、例えば請求項８に記載のように、ターミナルは、グランドと接続される接地ターミナルと、電源と接続される電源ターミナルと、角度検出部の出力信号を外部に出力する信号ターミナルと、を有し、保護素子は、角度検出部に高電圧が印加されることを抑制するチップコンデンサを有し、チップコンデンサは、一端が接地ターミナルと電気的に接続され、他端が信号ターミナルと電気的に接続された第１チップコンデンサと、一端が接地ターミナルと電気的に接続され、他端が電源ターミナルと電気的に接続された第２チップコンデンサと、を有する構成を採用することができる。これによれば、電源ターミナル、若しくは信号ターミナルに生じた高電圧パルスが角度検出部に印加される前に、上記した高電圧パルスを、チップコンデンサと接地ターミナルとを介してグランドに放出することができる。

なお、上記したように、チップ素子が保護部によって被覆された液面検出装置は、請求項９に記載のように、車両に搭載することができる。液面検出装置を車両に搭載した場合、車両の振動やその他の原因に起因する外力が液面検出装置に印加されるが、これら外力からも、保護素子が保護部によって保護される。これにより、外力によって、保護素子に機械的な損傷が生じることが抑制される。

上記した液面検出装置は、請求項１０若しくは請求項１２に記載の製造方法によって製造することができる。なお、請求項１０に記載の製造方法と、請求項１２に記載の製造方法とは、保護部成形工程が異なる。

請求項１０に記載の発明では、保護部形成工程において、凹部内にスペーサを設けた後、半田が被覆され、且つスペーサの少なくとも一部が埋設されるように、液状部材を凹部内に注入し、液状部材を固化することで保護部を形成する。これによれば、液状部材を凹部内に注入する前に、モールド部材の射出成形時の熱から半田を保護するための保護部の厚さ（液状部材の液面と半田との間の長さ）を確保するのに必要な液状部材の注入量が決定されるので、液状部材を凹部内に注入した後に、凹部内にスペーサを設ける製造方法と比べて、液状部材の注入量を容易に調整することができる。

これに対して、請求項１２に記載の発明では、保護部形成工程において、液状部材を、半田が被覆されるように所定量注入した後に、液状部材内に少なくとも一部が埋設されるように、凹部内にスペーサを設け、液状部材を固化することで保護部を形成する。これによれば、液状部材の注入圧力がスペーサに印加されないので、液状部材の注入圧力によるスペーサの配置位置の変動を抑制することができる。

なお、請求項１０に記載の製造方法においては、請求項１１に記載のように、保護部形成工程において、スペーサを凹部内の所定位置に保持した状態で、液状部材を凹部内に注入するのが良い。これによれば、液状部材の注入圧力によってスペーサの配置位置が変動することが抑制される。

第１実施形態に係る液面検出装置の概略構成を示す正面図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 本体部の拡大断面図である。 凹部を説明するための平面図である。 図４に示すＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

以下、本発明に係る液面検出装置を、車両の燃料タンク内の燃料の液面の高さを検出する燃料レベルゲージに適用した場合の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る液面検出装置の概略構成を示す正面図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、本体部の拡大断面図である。図４は、凹部を説明するための平面図である。図５は、図４に示すＶ−Ｖ線に沿う断面図である。なお、図４及び図５では、便宜上、後述する保護部６２を省略している。

液面検出装置１００は、図１及び図２に示すように、要部として、フロート１０と、回転部２０と、アーム３０と、本体部４０と、を有する。

フロート１０は、燃料Ｘ１の液面Ｘ２に浮かぶ比重を有するものである。本実施形態に係るフロート１０は、円筒形状を成し、その中空内にアーム３０の一端が差し込まれて、アーム３０と連結されている。

回転部２０は、マグネット２１を内蔵するものであり、後述するモールド部材４５（本体部４０）に回動可能に設けられている。回転部２０は、中空を有する筒部２２と、該筒部２２におけるモールド部材４５の構成要素である第１被覆部４５ａとの対向面の裏面に設けられた嵌合部２３と、を有する。筒部２２の内部に、リング形状のマグネット２１が内蔵されており、嵌合部２３に、アーム３０の他端が嵌合されている。

アーム３０は、フロート１０と回転部２０とを機械的に連結するものである。液面Ｘ２の変動に伴ってフロート１０が上下運動すると、この上下運動がアーム３０を介して回転部２０に伝達されて、回転部２０が本体部４０に対して回転運動する。回転部２０が回転すると、その回転に伴ってマグネット２１も回転し、筒部２２の中空内に形成される磁束密度の印加方向が変動する。図２に示すように、後述する角度検出部４１は、筒部２２の中空内に配置されるので、回転部２０の回転（液面Ｘ２の変動によるフロート１０の上下動）に伴って、角度検出部４１に印加される磁束密度の印加方向が変動するようになっている。

本体部４０は、図３に示すように、回転部２０の回転に伴う、マグネット２１の磁束密度の印加方向の変動に基づいて、回転部２０の回転角度を検出する角度検出部４１と、該角度検出部４１を電気的に保護する保護素子４２と、該保護素子４２と角度検出部４１とを電気的に接続し、角度検出部４１と外部とを電気的に接続する複数のターミナル４３と、複数のターミナル４３を一体的に保持し、ターミナル４３の強度を補強するホルダ４４と、角度検出部４１、保護素子４２、ターミナル４３、及びホルダ４４を被覆するモールド部材４５と、を有する。

角度検出部４１は、回転部２０（マグネット２１）の回転に伴う磁束密度の変化に応じた電気信号を出力するホール素子（図示略）と、該ホール素子の出力信号を増幅する増幅素子（図示略）と、を有するホールＩＣである。

保護素子４２は、チップ素子であり、２つのチップコンデンサ４２ａ，４２ｂを有する。これらチップコンデンサ４２ａ，４２ｂは、高電圧パルスが角度検出部４１に印加されることを抑制する機能を果たす。

ターミナル４３は、電源と接続される電源ターミナル４３ａと、グランドと接続される接地ターミナル４３ｂと、角度検出部４１の出力信号を外部に出力する信号ターミナル４３ｃと、を有する。図４に示すように、これら３つのターミナル４３ａ〜４３ｃそれぞれは、リード４１ａ〜４１ｃを介して、角度検出部４１と機械的及び電気的に接続されている。電源ターミナル４３ａは電源リード４１ａと接続され、接地ターミナル４３ｂは接地リード４１ｂと接続され、信号ターミナル４３ｃは信号リード４１ｃと接続されている。また、図５に示すように、電源ターミナル４３ａは第１チップコンデンサ４２ａの一端と接続され、接地ターミナル４３ｂは第１チップコンデンサ４２ａの他端及び第２チップコンデンサ４２ｂの一端と接続され、信号ターミナル４３ｃは第２チップコンデンサ４２ｂの他端と接続されている。このように、電源ターミナル４３ａと接地ターミナル４３ｂとが第１チップコンデンサ４２ａを介して電気的に接続されているので、電源ターミナル４３ａを介して伝達される、電源電圧の変動に起因する高電圧パルスと、静電気に起因する高電圧パルスとを、第１チップコンデンサ４２ａを介してグランドに放出することができる。また、接地ターミナル４３ｂと信号ターミナル４３ｃとが第２チップコンデンサ４２ｂを介して電気的に接続されているので、信号ターミナル４３ｃを介して伝達される、静電気に起因する高電圧パルスを、第２チップコンデンサ４２ｂを介してグランドに放出することができる。なお、ターミナル４３ａ〜４３ｃとリード４１ａ〜４１ｃとは、かしめや溶接などによって機械的及び電気的に接続され、ターミナル４３ａ〜４３ｃとチップコンデンサ４２ａ，４２ｂとは、図５に示すように、半田６１を介して機械的及び電気的に接続されている。

ホルダ４４は、図３及び図４に示すように、３つのターミナル４３ａ〜４３ｃそれぞれを一体的に保持する保持部４４ａと、角度検出部４１を収容する収容部４４ｂと、を有する。保持部４４ａは、ターミナル４３ａ〜４３ｃそれぞれの長手方向と、自身の長手方向とが沿う矩形状を成し、その一部に、ターミナル４３ａ〜４３ｃそれぞれの表面の一部が露出する凹部６０が形成されている。収納部４４ｂは、ターミナル４３ａ〜４３ｃの一端側に開口し、軸方向がターミナル４３ａ〜４３ｃに対して垂直な方向に沿う有底筒状を成す。

図５に示すように、凹部６０の底面は、保持部４４ａと、ターミナル４３ａ〜４３ｃとによって形成され、凹部６０の側面は、保持部４４ａによって形成されている。この凹部６０内には、保護素子４２と、半田６１と、保護部６２と、スペーサ６３とが設けられる。凹部６０内の構成は、後で詳説する。

モールド部材４５は、ターミナル４３ａ〜４３ｃにおける、外部との電気的な接続部位を除く部位を被覆する第１被覆部４５ａと、角度検出部４１が収容された収容部４４ｂを被覆する第２被覆部４５ｂと、を有する。第２被覆部４５ｂは、収納部４４ｂの軸方向と、自身の軸方向とが沿う筒形状を成す。第２被覆部４５ｂの径は、筒部２２（回転部２０）が第２被覆部４５ｂ（本体部４０）に対して回動可能な程度に、筒部２２の内径よりも短くなっており、第２被覆部４５ｂの軸方向の長さは、筒部２２が第２被覆部４５ｂから抜け落ちることを防止する止め輪４５ｃが装着可能な程度に、筒部２２の軸方向の長さよりも長くなっている。筒部２２が第２被覆部４５ｂに挿入された状態において外部に露出される第２被覆部４５ｂの外周には、リング状の溝部４５ｄが形成されており、この溝部４５ｄに、上記した止め輪４５ｃが装着されている。

次に、本実施形態に係る液面検出装置１００の液面Ｘ２の高さを検出する原理を説明する。図２に示すように、角度検出部４１は、筒部２２の中空内に配置されて、筒部２２に内蔵されたマグネット２１の磁束密度が角度検出部４１に印加されるようになっている。したがって、液面Ｘ２の変動に伴ってフロート１０が上下運動し、この上下運動に伴って回転部２０が回転運動し、その回転運動に伴って筒部２２の中空内に形成されるマグネット２１の磁束密度の印加方向が変動すると、角度検出部４１のホール素子に印加される磁束密度が変動する。ホール素子は、自身に印加される磁束密度の変動を電気信号の変動に変換する磁電変換素子なので、液面Ｘ２の変動は、ホール素子から出力される電気信号の変動に変換される。このホール素子から出力された液面Ｘ２の高さに依存する電気信号は、増幅素子によって増幅され、この増幅された電気信号が、信号ターミナル４３ｃを介して外部に出力される。信号ターミナル４３ｃは、マイコン（図示略）と接続されており、このマイコンは、検出された電気信号に基づいて、車両に搭載された燃料計（図示略）を作動する。

次に、本実施形態に係る本体部４０の製造方法を説明する。先ず、ホルダ４４を射出成形するための金型内に、それぞれの表面が面一となるように、ターミナル４３ａ〜４３ｃを並列配置する。そして、金型内に、溶融した熱可塑性樹脂を圧入して、この熱可塑性樹脂を冷却固化する。これにより、ホルダ４４が形成されると共に、ターミナル４３ａ〜４３ｃがホルダ４４によって一体的に保持され、凹部６０が形成される。以上が、ホルダ形成工程である。

ホルダ形成工程終了後、リード４１ａ〜４１ｃそれぞれの一端が接続された角度検出部４１を収納部４４ｂ内に配置し、収納部４４ｂ内から飛び出したリード４１ａ〜４１ｃそれぞれの他端を、それぞれに対応するターミナル４３ａ〜４３ｃと機械的及び電気的に接続する。以上が、接続工程である。

接続工程終了後、凹部６０の底面にチップコンデンサ４２ａ，４２ｂを実装する。その際、第１チップコンデンサ４２ａの一端と電源ターミナル４３ａとを半田６１によって接続し、第１チップコンデンサ４２ａの他端と接地ターミナル４３ｂとを半田６１によって接続するとともに、第２チップコンデンサ４２ｂの一端と接地ターミナル４３ｂとを半田６１によって接続し、第２チップコンデンサ４２ｂの他端と信号ターミナル４３ｃとを半田６１によって接続する。以上が、実装工程である。

実装工程終了後、凹部６０内の所定位置にスペーサ６３を設けて、凹部６０内に、紫外線硬化樹脂を主として含む液状部材を注入する。この際、スペーサ６３の配置位置が変動しないように、スペーサ６３を凹部６０の底面に押し付けた状態で、液状部材を所定量注入する。液状部材は、少なくとも、モールド部材４５の射出成形時の熱から半田６１を保護するための保護部６２の厚さ（液状部材の液面と半田６１との間の長さ）が十分に確保されるまで注入する。本実施形態では、凹部６０が液状部材によって満たされるまで注入することで、半田６１の全てと、スペーサ６３の全てとを液状部材内に埋設する。液状部材を注入し終えた後、液状部材に紫外線を照射することで液状部材を固化して、保護部６２を形成する。以上が、保護部形成工程である。

保護部形成工程終了後、モールド部材４５を射出成形するための金型内に、ホルダ４４によって一体的に保持されたターミナル４３ａ〜４３ｃを配置する。そして、金型内に溶融した熱可塑性樹脂を圧入して、この熱可塑性樹脂を冷却固化する。これにより、ターミナル４３ａ〜４３ｃがインサートされたモールド部材４５が成形される。以上が、インサート成形工程である。

上記工程を経ることで、本実施形態に係る本体部４０が形成される。なお、本実施形態に係る液面検出装置１００を形成するには、先ず、フロート１０と回転部２０とをアーム３０を介して連結する。次に、モールド部材４５の第２被覆部４５ｂに、回転部２０の筒部２２の中空を挿入する。最後に、回転部２０がモールド部材４５から抜け落ちることを防止する止め輪４５ｃを溝部４５ｄに装着する。以上により、本実施形態に係る液面検出装置１００が形成される。

次に、凹部６０内の構成を説明する。上記したように、凹部６０内には、保護素子４２と、半田６１と、保護部６２と、スペーサ６３とが設けられている。スペーサ６３は、保護部６３の構成材料よりも線膨張係数が小さい、凹部６０の構成要素であるホルダ４４と同一の材料によって構成されており、スペーサ６３の平面形状は、図４に示すように、「口」の字状の第１空間Ｓ１と、同じく「口」の字状の第２空間とを足し合わせた「日」の字状となっている。そして、図５に示すように、スペーサ６３は、凹部６０の底面における半田６１が設けられていない部位と接触しており、凹部６０の底面に対して垂直な方向の長さが、凹部６０の側面の長さよりも短くなっている。

図４及び図５に示すように、第１空間Ｓ１の中心位置を通り、凹部６０の底面に対して垂直な中心線と、第１チップコンデンサ４２ａの中心位置を通り、凹部６０の底面に対して垂直な中心線とが一致するように、第１空間Ｓ１内に第１チップコンデンサ４２ａが設けられている。そして、第１空間Ｓ１、第１チップコンデンサ４２ａ、及び第１空間Ｓ１内に配置された半田６１それぞれは、第１空間Ｓ１の中心位置と第１チップコンデンサ４２ａの中心位置とを通り、凹部６０の底面に垂直な第１中心線に対して垂直な第１対称線を介して、線対称となっている。これにより、第１空間Ｓ１内に注入される液状部材も、第１対称線を介して線対称となり、第１空間Ｓ１内に設けられた保護部６２も、第１対称線を介して線対称となっている。

同じく、第２チップコンデンサ４２ｂは、第２空間Ｓ２の中心位置を通り、凹部６０の底面に対して垂直な中心線と、第２チップコンデンサ４２ｂの中心位置を通り、凹部６０の底面に対して垂直な中心線とが一致するように、第２空間Ｓ２内に設けられている。そして、第２空間Ｓ２、第２チップコンデンサ４２ｂ、及び第２空間Ｓ２内に配置された半田６１それぞれは、第２空間Ｓ２の中心位置と第２チップコンデンサ４２ｂの中心位置とを通り、凹部６０の底面に垂直な第２中心線に対して垂直な第２対称線を介して、線対称となっている。これにより、第２空間Ｓ２内に注入される液状部材も、第２対称線を介して線対称となり、第２空間Ｓ２内に設けられた保護部６２も、第２対称線を介して線対称となっている。

次に、本実施形態に係る液面検出装置１００の作用効果を説明する。上記したように、凹部６０内にスペーサ６３が設けられて、スペーサ６３が保護部６２内に埋設されている。これによれば、凹部６０内に注入される液状部材の注入量がスペーサ６３によって低減されるので、液状部材が固化するときの応力や、保護部６２と半田６１との線膨張係数差に起因する応力（以下、これらの応力を、まとめて内力と示す）が、半田６１に印加されることが低減される。これにより、半田６１の耐久寿命の低下が抑制され、保護素子４２とターミナル４３との電気的接続信頼性の低下が抑制される。

また、本実施形態では、第１空間Ｓ１内の構成が、第１対称線を介して線対称となっており、第２空間Ｓ２内の構成が、第２対称線を介して線対称となっている。例えば、第１空間Ｓ１内の構成が、第１対称線を介して非対称となっている場合、第１対称線を介した一方の空間の容量が、他方の空間の容量よりも小さくなる。すると、第１対称線を介した一方の空間内に注入される液状部材の注入量と、他方の空間内に注入される液状部材の注入量とに差が生じ、この注入量の差に起因する内力が半田６１に印加され、この内力によって半田６１の耐久寿命が低下する虞がある。これに対して、本実施形態で示した構成の場合、第１対称線を介した一方の空間に注入される液状部材の注入量と、第１対称線を介した他方の空間に注入される液状部材の注入量とが等しくなる。したがって、液状部材の注入量の差に起因する内力が、第１空間Ｓ１内に設けられた半田６１に印加されることが抑止される。もちろん、第２空間Ｓ２内に設けられた半田６１においても、第２空間Ｓ２内の構成が第２対称線を介して線対称となっているので、注入量の差に起因する内力が印加されることが抑止される。

本実施形態では、保護部６２の全てが凹部６０内に配置され、スペーサ６３の全てが保護部６２内に埋め込まれている。これによれば、スペーサ６３の一部が保護部６２から露出された構成とは異なり、保護部６２から露出されたスペーサ６３にモールド部材４５の射出成形時の熱可塑性樹脂の圧入応力が作用し、この圧入応力が、保護部６２を介して半田６１に印加することが抑止される。また、スペーサ６３の全てが保護部６２内に埋め込まれているので、スペーサ６３の一部が保護部６２内に埋め込まれた構成と比べて、スペーサ６３と凹部６０との接合強度を高めることができる。

本実施形態では、スペーサ６３とホルダ４４とが同一の材料によって構成されている。例えば、スペーサ６３とホルダ４４とが異なる材料によって構成されている場合、スペーサ６３とホルダ４４との間に線膨張係数差に起因する応力が生じる。この応力は、保護部６２を介して半田６１に印加されるので、半田６１の耐久寿命が低下する虞がある。これに対して、本実施形態では、スペーサ６３とホルダ４４とが同一の材料によって構成されているので、上記した応力が半田６１に印加されることが抑止され、上記した応力によって半田６１の耐久寿命が低減することが抑止される。

また、本実施形態では、保護部６２の構成材料である液状部材として、紫外線硬化樹脂を主として含む樹脂を採用している。例えば、液状部材が熱硬化性樹脂の場合、液状部材を固化するために、熱を液状部材に印加しなくてはならない。液状部材に印加された熱は、液状部材の近くに位置するターミナル４３と半田６１とに伝達され、この熱によって、ターミナル４３と半田６１とが熱膨張する。ターミナル４３と半田６１との線膨張係数は異なるので、ターミナル４３と半田６１との線膨張係数差に起因する応力がそれぞれに発生し、この応力によって半田６１の耐久寿命が低減する虞がある。これに対して、本実施形態では、液状部材として紫外線硬化樹脂を主として含む樹脂を採用している。これにより、液状部材を固化する際に、熱を液状部材に印加しなくとも良いので、ターミナル４３と半田６１との線膨張係数差に起因する応力が発生することが抑止され、この応力によって半田６１の耐久寿命が低減することが抑止される。

本実施形態に係る保護素子４２は、チップ素子である。これによれば、保護素子４２がリードを有する一般的なコンデンサや抵抗体を有する構成と比べて、保護素子４２の体格の増大を抑制することができる。なお、保護素子４２がチップ素子の場合、モールド部材４５を射出成形する際の熱可塑性樹脂の圧入圧力によって保護素子４２が損傷する虞がある。しかしながら、上記したように、保護素子４２が保護部６２内に埋設されるので、モールド部材４５を射出成形する際の圧入圧力が保護素子４２に直接印加されることが抑制され、保護素子４２に機械的な損傷が生じることが抑制される。また、保護素子４２が保護部６２によって保護された構成となっているので、本実施形態で示したように、液面検出装置１００を車両の燃料タンク内の燃料の液面の高さを検出する燃料レベルゲージに適用した場合においても、車両の振動やその他の原因に起因する外力によって、保護素子４２に機械的な損傷が生じることが抑制される。

本実施形態では、保護部形成工程において、凹部６０内にスペーサ６３を設けた後に、凹部６０内に液状部材を注入している。これによれば、液状部材を凹部６０内に注入する前に、モールド部材４５の射出成形時の熱から半田６１を保護するための保護部６２の厚さ（液状部材の液面と半田６１との間の長さ）を確保するのに必要な液状部材の注入量が決定されるので、液状部材を凹部６０内に注入した後に、凹部６０内にスペーサ６３を設ける製造方法と比べて、液状部材の注入量を容易に調整することができる。

また、本実施形態では、液状部材を凹部６０内に注入する際に、スペーサ６３の配置位置が変動しないように、スペーサ６３を凹部６０の底面に押し付けた状態で、液状部材を注入している。これによれば、液状部材の注入圧力によって、スペーサ６３の配置位置が変動することが抑制される。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態では、凹部６０が液状部材によって満たされた例を示した。しかしながら、モールド部材４５の射出成形時の熱から半田６１を保護するための保護部６２の厚さが十分に確保される場合、凹部６０内を液状部材によって満たさなくともよい。なお、凹部６０内が液状部材によって満たされない場合においても、スペーサ６３によって保護部６２の厚さを確保するための液状部材の注入量が低減される。これによれば、半田６１に印加される内力が低減されるので、半田６１の耐久寿命の低下が抑制される。

本実施形態では、保護素子４２が、チップコンデンサ４２ａ，４２ｂを有する例を示した。しかしながら、保護素子４２の構成としては上記例に限定されず、例えば、保護素子４２がチップコンデンサとチップレジスタを有する構成を採用することもできる。これによれば、高電圧パルスと、過電流とから、角度検出部４１を保護することができる。

本実施形態では、保護部形成工程において、凹部６０内にスペーサ６３を設けた後に、凹部６０内に液状部材を注入する例を示した。しかしながら、凹部６０内に液状部材を注入した後に、スペーサ６３を凹部６０内に設けてもよい。これによれば、液状部材の注入圧力がスペーサ６３に印加されないので、液状部材の注入圧力によってスペーサ６３の配置位置が変動することが抑制される。したがって、本実施形態で示したように、保護部形成工程において、スペーサ６３の位置が変動することを抑制するために、スペーサ６３を凹部６０の底面に押し付ける、という手間を省略することができる。なお、上記した製造方法の場合、液状部材の注入量は、凹部６０の容量と、保護素子４２の体積と、半田６１の体積と、スペーサ６３の体積とを計算することで、予め決定されている。

本実施形態では、本発明に係る液面検出装置１００が、自動車の燃料タンク内の燃料の液面の高さを検出する燃料レベルゲージに適用された例を示した。しかしながら、本発明に係る液面検出装置１００の適用としては、上記例に限定されず、例えば、民生用機器が備える液体容量機内の液面検出器に適用することができる。

１０・・・フロート
２０・・・回転部
２１・・・マグネット
３０・・・アーム
４０・・・本体部
４２・・・保護素子
６０・・・凹部
６１・・・半田
６２・・・保護部
６３・・・スペーサ
１００・・・液面検出装置

Claims (12)

1. 液面に浮かぶフロートと、
   マグネットが内蔵された回転部と、
   前記フロートと前記回転部とを連結して、液面の変動による前記フロートの上下運動を、前記回転部の回転運動に変換するアームと、
   該回転部の回転に伴う、前記マグネットの磁束密度の印加方向の変動に基づいて、前記回転部の回転角度を検出する角度検出部、該角度検出部を電気的に保護する保護素子、該保護素子と前記角度検出部とを電気的に接続し、前記角度検出部と外部とを電気的に接続する複数のターミナル、複数の前記ターミナルを一体的に保持し、前記ターミナルの強度を補強するホルダ、及び前記角度検出部と、前記保護素子と、前記ターミナルと、前記ホルダとを被覆するモールド部材を有し、前記回転部が回動可能に設けられた本体部と、を備える液面検出装置であって、
   前記保護素子は、前記ターミナル及び前記ホルダによって形成された凹部の底面に配置され、半田を介して前記ターミナルと機械的及び電気的に接続されており、
   前記凹部内には、前記半田を被覆することで、前記モールド部材の成形時の熱から前記半田を保護する、液状部材が固化してなる保護部と、前記凹部内の容量を低減する、前記保護部内に少なくとも一部が埋め込まれたスペーサと、が設けられていることを特徴とする液面検出装置。
2. 前記スペーサは、前記保護素子の周囲に配置され、
   前記保護素子の中心位置を通り、前記凹部の底面に対して垂直な中心線と、前記スペーサによって囲まれた空間の中心位置を通り、前記凹部の底面に対して垂直な中心線とが一致しており、
   前記スペーサによって囲まれた空間、前記保護素子、及び前記半田それぞれは、前記中心線に対して垂直な対称線を介して線対称となっていることを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
3. 前記保護部の全てが前記凹部内に配置され、前記スペーサの全てが前記保護部内に埋め込まれていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液面検出装置。
4. 前記スペーサの構成材料は、前記ホルダの構成材料と同じであることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の液面検出装置。
5. 前記液状部材は、紫外線硬化樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の液面検出装置。
6. 前記保護素子は、チップ素子であり、前記保護部によって被覆されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の液面検出装置。
7. 前記チップ素子は、前記角度検出部に高電圧が印加されることを抑制するチップコンデンサ、及び、前記角度検出部に過電流が流れることを抑制するチップレジスタの少なくとも１つを有することを特徴とする請求項６に記載の液面検出装置。
8. 前記ターミナルは、グランドと接続される接地ターミナルと、電源と接続される電源ターミナルと、前記角度検出部の出力信号を外部に出力する信号ターミナルと、を有し、
   前記保護素子は、前記角度検出部に高電圧が印加されることを抑制するチップコンデンサを有し、
   前記チップコンデンサは、一端が前記接地ターミナルと電気的に接続され、他端が前記信号ターミナルと電気的に接続された第１チップコンデンサと、一端が前記接地ターミナルと電気的に接続され、他端が前記電源ターミナルと電気的に接続された第２チップコンデンサと、を有することを特徴とする請求項７に記載の液面検出装置。
9. 車両に搭載されることを特徴とする請求項６〜８いずれか１項に記載の液面検出装置。
10. 請求項１〜９いずれかに記載の液面検出装置の製造方法であって、
    前記ホルダと、前記ホルダによって一体的に保持された複数の前記ターミナルとによって前記凹部が形成され、前記凹部内に前記保護素子が配置され、前記保護素子と前記ターミナルとが前記半田を介して機械的及び電気的に接続された状態において、
    前記凹部内に前記スペーサを設けた後、前記半田が被覆され、且つ前記スペーサの少なくとも一部が埋設されるように、前記液状部材を前記凹部内に注入し、前記液状部材を固化することで前記保護部を形成する保護部形成工程と、
    前記保護部形成工程終了後、前記モールド部材を射出成形する際に、溶融した熱可塑性樹脂が圧入される金型内に、前記ホルダによって一体的に保持された複数のターミナルを配置して、前記モールド部材内を成形するインサート成形工程と、を備えることを特徴とする液面検出装置の製造方法。
11. 前記保護部形成工程において、前記スペーサを前記凹部内の所定位置に保持した状態で、前記液状部材を前記凹部内に注入することを特徴とする請求項１０に記載の液面検出装置。
12. 請求項１〜９いずれかに記載の液面検出装置の製造方法であって、
    前記ホルダと、前記ホルダによって一体的に保持された複数の前記ターミナルとによって前記凹部が形成され、前記凹部内に前記保護素子が配置され、前記保護素子と前記ターミナルとが前記半田を介して機械的及び電気的に接続された状態において、
    前記液状部材を、前記半田が被覆されるように所定量注入した後に、前記液状部材内に少なくとも一部が埋設されるように、前記凹部内に前記スペーサを設け、前記液状部材を固化することで前記保護部を形成する保護部形成工程と、
    前記保護部形成工程終了後、前記モールド部材を射出成形する際に、溶融した熱可塑性樹脂が圧入される金型内に前記ホルダによって一体的に保持された複数のターミナルを配置して、前記モールド部材内を成形するインサート成形工程と、を備えることを特徴とする液面検出装置の製造方法。

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