JPH01318926A - 摺動式検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐摩耗性、はんだ付性に優れた導体層を有す
る摺動式検出器に関する。

〔従来技術〕

例えば、自動車用の燃料液面レベルを検出する液面検出
器は、後述する本発明に関する第１図及び第２図に示す
ごとく、基板１上に摺動部２１とはんだ材部２２とから
なる導体層２と、上記摺動部２１とはんだ材部２２との
間に設けた抵抗層３（第１図中ドツトを付した部分）と
を一般けると共に、上記摺動部２１上を摺動する摺動子
５を設けたものである。この摺動子５は、燃料タンク内
の燃料液面レベルに応じて上下動する浮子に連結されて
いる。また、上記はんだ材部２２には燃料計メータに連
結したリード線２５を接続する。そして、上記液面レベ
ルの変動に伴って、上記浮子を介して上記摺動子５が摺
動部２１上を摺動する。

同図の弧状部分（符号５１）が、該摺動子５の摺動軌道
を示す、また、該摺動子５の位置は、上記抵抗層３によ
り抵抗値に変換され１送信ユニツトから電気信号により
燃料計メータに送信され、燃料量として表示される。

しかして、従来においては、上記導体層２は。

セラミックス等の基板１上に厚膜印刷を施し、これを加
熱、焼付けすることにより形成したものである。なお、
抵抗層３は、上記基板ｌ上に電気抵抗物質を含む印刷ペ
ーストを印刷、焼付けすることにより形成する。

しかして、前記導体層２に関して、その厚膜印刷に用い
る印刷ペーストは、ガラス等の無機物質が通常ｌＯ〜２
０％（重量比、以下同じ）、Ａｇ（娘）、Ｐｄ（パラジ
ウム）、　Ｎｉ　にッケル）等の電導物質が６０〜７０
％、残部ビしクルよりなる。

そして、上記導体層２において、摺動部２１は摺動子５
が絶えずその上面に接触摺動するため。

優れた耐摩耗性が要求される。そのため、従来は。

耐摩耗性向上のために、上記ガラス等の無機物質を３０
〜４０％に増量して用いられることがあった。

〔解決しようとする課題〕

ところで、該導体層２において、摺動部２１と同時に厚
膜印刷されるはんだ何部２２は、前記のごとく燃料計メ
ータに連結するリード線２５をはんだ付するため、優れ
たはんだ付性が要求される。

そして、上記のごとくガラス等の無機物質を増加すると
、導体層２の耐摩耗性が向上するが、−方その増加によ
ってはんだ何部２２におけるはんだ付性が低下してしま
う。即ち、はんだ付は強度が充分得られない、また、上
記ガラス等を増加すると耐摩耗性自体についてもそのバ
ラツキが大きく、製品の信頼性に欠ける。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、優れた耐摩耗性
とはんだ付性を有する導体層を設けた摺動式検出器を提
供しようとするものである。

〔課題の解決手段］ 本発明は、基板上に導体層を焼付形成し、該導体層上を
摺動子が摺動するように構成した摺動式検出器において
、上記導体層は酸化マンガンと。

Ａｇ、Ｐｄ等の電導物質とガラス等の無機物質とビヒク
ルよりなるペーストを印刷、焼付けしたものであること
を特徴とする摺動式検出器にある。

本発明において、酸化マンガンとしてはＭｎ。

Ｏａ　、　Ｍ　ｎ　Ｏｘ　、　Ｍ　ｎ　Ｏ等のマンガン
酸化物の粉末を用いる。該粉末の粒径は２〜５μｍとす
ることが好ましい。また、印刷ペースト中の酸化マンガ
ン量は０．３〜２．５％とすることが好ましい。

また、電導物質としては、Ａｇ、Ｐｄ等を用いる。この
中、Ｐｄはガソリン等微量のＳ（イオウ）を含む液体燃
料に対し、酸化、硫化等に対する耐腐触性に優れている
ために、電導性は良いが耐腐食性に劣るＡｇとブレンド
する。印刷ペースト中における該電導物質の量は、導体
層としての電導性確保のため４５〜７５％用いる。

また、前記無機物置としては、ガラスの他、酸化ビスマ
スなどを用いる。印刷ペースト中における該無機物質と
しては、１０〜３０％用いる。１０％未満では導体層の
耐摩耗性が低く、３０％を越えるとはんだ付性が低下す
るおそれがある。また、ビヒクルとしては、印刷性を考
慮して１５〜２５％用いる。また、基板上に厚膜印刷し
た印刷ペーストは、８２５〜８７５°Ｃに加熱して、基
板上に焼付ける。

〔作用及び効果〕

本発明においては、導体層に酸化マンガンを含存させて
いるので、その摺動部は高い耐摩耗性を有し５またはん
だ何部は高いはんだ付性１強度の高いはんだ付を確保す
ることができる。そのため。

本発明によれば、耐摩耗性、はんだ付性に優れた導体層
を有する摺動式検出器を提供することができる。

また９本発明において、酸化マンガン添加により上記効
果が得られるのは３次の理由によると思われる。即ち、
酸化マンガンの添加により、ガラス等の無機物質同志が
焼成時に溶融、凝集することが少なく、また該無機物質
とセラミック基板（Ａ１２０ｓなど）との反応がそれ程
進行しない。

そして、逆に酸化マンガンとガラス等の無機物質。

或いは基板との反応が生じ、ガラス等の無機物質同志の
ａ集、無機物質粒子の基板界面への移行が起こり難くな
ると推定される（第３図、４図の写真参照）。

また１本発明は前記燃料のみならず、水、アルコール等
の各種液体の液面検出器、角度検出器等前記導体層と摺
動子とを一組とする各種摺動式検出器に利用することが
できる。

〔実施例〕

第１実施例 本例にかかる摺動式検出器につき、第１図及び第２図を
用いて説明する。

本例の摺動式検出ＷＳｌは、同図に示すごとく。

燃料液面検出器に用いるものである。同図に関しては、
１１１記（従来技術の項）において説明した。

そこで、ここでは上記導体層２の形成につき述べる。導
体層２の形成は、セラミック基板ｌの上に、印刷ペース
トをスクリーンにより厚膜印刷し。

加熱、焼付することにより行った。印刷ペーストは、後
述の第２実施例の第１表に示すごとく、酸化マンガンと
、ガラス等の無機物質と、Ａｇ及びＰｄからなる電導物
質と、ビヒクルを混合したも°　　のを用いた。厚膜印
刷の後、セツティング（レベリング）を２５°Ｃで１０
分間行い、更に乾燥を１５０°Ｃで１０分間行った。そ
して、空気導入型焼成炉により８５０°Ｃで、ｉｏ分間
ピーク、６０分サイクルの条件下で焼成し、基板１上に
導体層２を焼付、形成した。なお、この焼付の際、前記
ビヒクルは燃焼等により除去され、導体層２は酸化マン
ガン、無機物質、Ａｇ、Ｐｄにより構成されその後、　
Ｒ’ｕＯｚ　　（酸化ルテニウム）系の厚膜抵抗ペース
トを用いて、上記と同条件により抵抗層３（第１図中、
ドツトを付した部分）を前記と同様に焼付、焼成した。

第２実施例 第１実施例に示した処理条件により、ガラス等の無機物
質量を変化させて、導体層を焼付、形成し、その耐摩耗
性、はんだ付性を評価した。これら（Ｎα１〜５）の形
成条件及び評価結果を第１表に示す。

また、同表には、比較のため、酸化マンガンを含有せず
ガラス等の無機物質も少量の従来の導体層（ＮａＣ１）
　、及び酸化マンガンを含有せずガラス等の無機物質を
増量した他の従来の導体層（Ｎｏ。

Ｃ２）・についても示した。

また、上記において、酸化マンガンとしては粒径的３μ
ｍのＭｎ、Ｏ，粉末、無機物質としてはガラス、Ｍ化ビ
スマスの混合物を、またＡｇ、Ｐｄは粒径的０．　１μ
ｍのものを、またビヒクルとしてはエチルセルローズを
用いた。

また、評価に関して、耐摩耗性は、第１図の導体層２に
おける摺動部２１上を、摺動子５が下記の規定回数摺動
した後の導体層の残存膜厚（μｍ）により示す。該導体
層の当初のＩＩｉ、厚は１２〜１４μｍであった。また
、この耐摩耗性試験において、摺動子５はＡｇ７０％〜
Ｐｄ３０％合金を用い、接点圧１５ｇ、温度２０±５℃
、摺動部２１における軌道上の１往復は１秒で、２５万
サイクルの摺動を行った。摺動子５と摺動部２１間の通
電条件は、７ボルトの直流電池、５５Ωの固定抵抗を直
列接続することにより行った。

また、はんだ付性に関しては、第５図に示すごとく、基
板ｌ上に設けた導体層であるはんだ打部２２上に、リー
ド線２５としての直径０．８ｍｓのスズメツキ軟銅線を
はんだ６により接合し、垂直方向への引張速度１０ｍ／
分、２０±５℃の条件下で接着力（ｋｇ）を測定した。

第１表は、このテスト時において、はんだ６とはんだ何
部２２との間が剥離したとき、或いはばんだ６自身が破
壊したときの接着力を示す。

なお、上記耐摩耗性テストにおいては、残存膜厚が少な
くとも４μｍ以上は常に確保され、またはんだ付性テス
トにおいては５，０ｋｇ以上の接着力を有する場合を合
格とした。この接着力条件は装着環境、特に振動、加熱
等長期間の使用に耐え得ることを考慮したものである。

第１表より知られるごとく２本発明の導体層（Ｎαｌ−
５）において、耐摩耗性に関してはＮ１１１は若干低い
ものの４〜５μｍという安定した値を示し、また−２〜
５は安定した高い耐摩耗性を示している。随１の耐摩耗
性が若干低いのは、無機物質量が少ないためと考えられ
る。また、はんだ付性に関しては、ｋｌ〜５のいずれも
高い値を示している。

一方、比較例ｋｃ１は、はんだ付性は良いものの、耐摩
耗性が極めて低く、またｋｃ２は耐摩耗性に関しては２
〜９μｍという不安定な状態を示し、また、はんだ付性
に関しては劣っている。

実験例１ 上記第２実施例における２本発明にがかるＮα３の組成
を用いた導体層と、比較例としてのＮ［ｌＣ２の組成を
用いた導体層とを、前記と同様にして焼付形成した。そ
して、セラミック基板と導体層との境界近傍の粒子構造
につき、走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ、１８００倍）
を撮り、上記Ｎα３について第３図に、ＮａＣ２につい
て第４図に示した。

同図より知られるごとく１本発明のＮα３（第３図）の
導体層（上方）は、ガラス等の無機′Ｊ＃Ｊ質の粒子が
細かく、かつ均一に分散されている。これに対し、比較
例のｋｃ２（第４図）の導体層（上方）は、ガラス等の
無機物質の粒子が大きく、が　。

つ不均一に分散し、また該粒子が基板（下方）との界面
近くに移行していることが分る。

上記のごとく１本発明のＮα３の導体層は、無機物質の
粒子が小さく、かつ均一に分散しているので、安定した
優れた耐摩耗性を示すことが分る。

また比較例のＮａＣ２は、無機物質の粒子が大きく。

かつ不均一分散し、かつ基板方向に移行しているので、
耐摩耗性に劣り、また耐摩耗性が不安定であることが分
る。しかして、これらの粒子の小粒化、均一分散化は、
前記のごとく、ｆｌｉ化マンガン添加によりガラス等の
無機物質の凝集、移行が生じないためと思われる。

実験例２ 種々の無機酸化物を用い°ζ、前記第２実施例と同様に
導体層を焼付形成し、耐摩耗性をテストした。テスト条
件は第２実施例と同様である。また。

無機酸化物以外は、第１表のＮｏ、　４の組成と同じで
ある。

その結果を、第２表に示す、同表において、Ｎ１１６は
本発明例、ｋＣ３〜Ｃ７は比較例である。

同表より知られるごとく９本発明の導体層隘６は、９．
５〜１Ｏ８５μｍという優れた耐摩耗性を示している。

しかし、酸化マンガン以外の金属酸化物を用いた０３〜
Ｃ７の導体層は、いずれも３．５μｍ以下という低い耐
摩耗性しか示していない、このことよりも、酸化マンガ
ンは優れた添加剤であることが分る。

第２表

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は第１実施例を示し、第１図は摺動式
検出器の導体層及び抵抗層の配置状態を示す平面図、第
２図は導体層と摺動子との接触摺動状態を示す側面図、
第３図及び第４図は実験例１における本発明及び比較例
の導体層断面の粒子構造を示す走査型電子顕微鏡写真（
倍率１８００倍）、第５図ははんだ付性のテスト方法の
説明図である。 １１０．基板。 ２１１．導体層。 ２１．、、摺動部。 ２２、、、はんだ件部。 ３９０．抵抗層。 ５００．摺動子。 ５１、、、摺動軌道。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に導体層を焼付形成し，該導体層上を摺動子が摺
   動するように構成した摺動式検出器において，上記導体
   層は酸化マンガンと，Ａｇ，Ｐｄ等の電導物質とガラス
   等の無機物質とビヒクルよりなるペーストを印刷，焼付
   けしたものであることを特徴とする摺動式検出器。