KR101252672B1 - 연료 레벨 센서 가변 레지스터 조립체 - Google Patents

Abstract

가변 레지스터 조립체는 바람직하게 연료 레벨 센서와 함께 사용하기 위해 적합하게 되고 반경방향으로 항하여 이격된 복수의 전도성 접촉 세그먼트를 포함하는 아치형 저항 구역을 포함하고 있고, 또한 아암 및 아암에 의해 지지된 적어도 두개의 접촉자를 포함하는 와이퍼를 포함하고 있으며, 상기 적어도 두개의 접촉자가 전도성 접촉 세그먼트의 인접한 하나와 접촉이 단락되기 전에 전도성 접촉 세그먼트의 하나와 접촉하도록 상기 적어도 두개의 접촉자는 아암에 배열된다. 바람직하게, 상기 적어도 두개의 접촉자는 서로에 대하여 측방향으로 옵셋되거나 및/또는 전도성 접촉 세그먼트에 대하여 각도를 이루어 배향된다.

연료 레벨 센서, 가변 레지스터, 아암, 접촉자, 플로트, 와이퍼

Description

연료 레벨 센서 가변 레지스터 조립체{FUEL LEVEL SENSOR VARIABLE RESISTOR ASSEMBLY}

도 1 은 연료 레벨 센서 메카니즘의 실시예를 포함하는 연료 펌프 모듈을 구비한 연료 탱크를 포함하고 있는 자동차의 개략도;

도 2 는 연료 레벨 센서 메카니즘을 도시하고 있는 연료 펌프 모듈의 부분적인 확대 사시도;

도 3 은 도 2의 연료 레벨 센서 메카니즘의 레지스터 카드의 평면도;

도 4 는 도 1의 연료 레벨 센서 메카니즘의 와이퍼 새들에 의해서 지지된 와이퍼의 정면도;

도 5 는 레지스터 카드와 접촉 상태에 있을 때 작동 높이로 편향된 와이퍼를 도시하고 있는 도 4의 와이퍼 및 와이퍼 새들의 평면도;

도 6 은 도 3의 와이퍼의 접촉자의 확대 측면도;

도 7 은 직선으로 정렬된 접촉자를 포함하고 있는 종래 기술의 평면도;

도 8 은 인접한 전도성 접촉 세그먼트를 포함하고 있는 부분적으로 도시된 저항 구역에 놓인 일직선으로 정렬된 종래 기술의 와이퍼 접촉자의 부분적인 개략도;

도 9 는 인접한 전도성 접촉 세그먼트를 포함하는 저항 구역에 엇갈려서 또 는 측방향으로 옵셋되어 놓인 도 3의 와이퍼의 접촉자의 개략도;

도 10 은 변경 실시예의 와이퍼의 평면도;

도 11 은 인접한 전도성 접촉 세그먼트를 포함하고 있는 저항 구역에 놓인 도 10의 변경 실시예 와이퍼의 각도를 갖는 접촉자의 개략도;

도 12 는 또 다른 실시예의 와이퍼의 평면도; 및

도 13 은 인접한 전도성 접촉 세그먼트를 포함하는 저항 구역에 놓인 것으로 도시되어 있고, 각도를 이루고 엇갈려 있는 변경 실시예의 와이퍼 접촉자의 개략도.

본 발명은 자동차 연료 레벨 센서에 관한 것이며, 특히 연료 레벨 센서용 가변 레지스터 조립체에 관한 것이다.

가변 레지스터 조립체는 자동차의 연료 탱크내의 연료 레벨의 변화를 검출하기 위하여 연료 레벨 센서와 함께 사용된다. 일반적인 가변 레지스터 조립체는 연료 탱크내의 연료 레벨의 변화에 반응하는 플로트에 부착되어 있는 와이퍼의 기계적인 운동에 의해 그 저항값이 변화되도록 가변적인 레지스터를 포함하고 있다. 일반적인 가변 레지스터 조립체는 와이퍼, 세라믹 기판을 포함하고 있는 레지스터 카드, 기판에 별개로 위치된 2개의 터미널, 및 터미널과 전기적으로 연결되는 기판의 별개의 2개의 아치형 저항 구역을 포함할 수 있다. 아치형 저항 구역은 복수의 전도성 접촉 세그먼트로 분할될 수 있다. 와이퍼는 가변 레지스터를 완성하기 위하여 저항 구역을 연결하고, 레지스터 카드에 대하여 피벗가능하게 장착되며, 가로질러 이동할 때 아치형 저항 구역과 접촉하기 적합하게 되어 있는 하나 이상의 접촉자를 가지고 있다.

일반적인 연료 레벨 센서는 플로트의 위치에 따라 레지스터의 저항값을 변경하도록 액추에이터 아암에 의해서 가변 레지스터 조립체의 와이퍼에 연결된 플로트를 포함하고 있다. 연료 탱크내의 연료의 레벨이 변화될 때, 플로트 부재와 액추에이터 아암이 이동하여 와이퍼를 아치형 저항 구역 위로 미끄러지게 함으로써 터미널 사이의 가변 레지스터의 유효 길이를 변경시키고, 이에 의해 가변 레지스터의 유효 저항을 변화시킨다. 저항의 변화에 따라 레지스터 카드의 출력 전압이 변경되고, 따라서 연료 레벨 표시기에서 "Full(충만함)"으로부터 "Empty(비어 있음)"으로의 변화를 나타낸다.

사용시에 현존하는 연료 레벨 센서는 문제점을 갖고 있다. 예를 들면, 와이퍼가 저항 구역의 인접한 전도성 접촉 세그먼트 사이에 놓여 순간적으로 접촉하지 않을 때, 현존하는 연료 레벨 센서는 엉뚱하게 작동할 수 있다. 바꾸어 말하면, 가변 레지스터의 일부가 순간적으로 개방되거나 차단되면 연료 레벨 센서로부터 레벨 표시기로 출력한 전압이 급격히 상승하게 된다. 또 다른 문제점으로서, 아치형 저항 구역의 각진 전도성 접촉 세그먼트에 와이퍼 접촉자 코너부가 걸리는 문제점을 갖고 있다. 와이퍼가 저항 구역을 가로질러 지나갈 때, 접촉자의 날카로운 코 너부가 각진 전도성 접촉 세그먼트에 걸리게 되어 가변 레지스터의 원활하지 않은 작동을 야기한다.

연료 레벨 센서 가변 레지스터 조립체는 레지스터의 임의의 개방 회로 상태를 방지하기 위하여 연속적인 접촉을 유지하면서 가로질러 이동하도록 구성된 와이퍼 및 저항 구역을 포함하고 있다. 저항 구역은 반경방향으로 향하여 이격되어 있는 복수의 전도성 접촉 세그먼트를 포함하고 있고, 와이퍼는 아암 및 아암에 의해 지지된 적어도 두개의 접촉자를 포함하고 있다. 접촉자는 임의의 시점에서 반경방향으로 향하여 이격되어 있는 복수의 전도성 접촉 세그먼트 중 적어도 두개의 인접한 세그먼트와 공동으로 접촉하도록 아암에 배열되고, 접촉자가 적어도 두개의 인접한 세그먼트 중의 제2 접촉 세그먼트와 접촉이 단락되기 전에 적어도 두개의 인접한 세그먼트 중의 제1 접촉 세그먼트와 접촉하게 되므로 가변 레지스터 조립체의 개방 회로 상태를 방지한다. 바람직하게, 적어도 두개의 접촉자는 서로에 대하여 측방향으로 옵셋 및/또는 반경방향으로 향한 전도성 접촉 세그먼트에 대하여 각도를 이루고 배향되어 있다.

본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다양한 액체 레벨 센서에 용이하게 적용가능하고, 개방 회로 상태를 방지하고, 상대적으로 고가의 금속을 사용하는 것을 최소화하며, 상대적으로 간단한 설계와 경제적인 제조 및 조립으로 이루어지고, 내구성과 신뢰성이 있으며 오랜 사용 수명을 갖는 가변 레지스터 조립체를 제공하는 것을 포함하는 본 발명의 특정 실시예에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 목적, 특징 및 장점은 명세서의 기재 내용을 통해 당업자에게 명확하게 이해될 것이다. 본 발명을 실시한 다양한 다른 장치들은 상술한 목적, 특징 및 장점의 일부 또는 전부를 달성할 수 있을 것이다.

본 발명의 상술한 목적, 특징 및 장점은 이하에 설명되는 바람직한 실시예의 상세한 설명, 청구범위 및 첨부 도면으로부터 분명하게 이해될 것이다.

(실시예)

도면을 상세하게 참조하면, 도 1은 액체 탄화수소 연료(14)를 저장하고 기계적으로 자동차(10)를 구동하는 내연 엔진(18)에 연료 라인(6)을 통하여 연료(14)를 공급하기 위한 연료 탱크 조립체(12)를 포함하고 있는 자동차(10)를 개략적으로 도시하고 있다. 연료 탱크 조립체(12)는 연료를 수용하기 위한 연료 탱크(20) 및 배선(26)을 통하여 자동차 배터리(24)에 의해 전기적으로 작동되고 연료 탱크(20)로부터 엔진(18)에 연료(14)를 공급하도록 연료 탱크(20)내에 장착된 연료 펌프 모듈(22)을 포함한다. 연료 펌프 모듈(22)은 또한 연료 탱크(20)내의 연료(14)의 레벨을 검출하고 자동차(10)의 탑승 공간내의 운전자에 의해 관측 또는 사용되는 연료 레벨 표시기(32)에 연료 레벨을 나타내는 신호를 배선(30)을 통하여 보내기 위한 연료 레벨 센서(28)를 포함한다.

연료 펌프 모듈(22)이 연료 탱크(20)에 완전히 조립되었을 때, 모듈(22)의 플랜지(34)는 연료 탱크 벽(38)의 구멍(36)과 밀봉되어 결합되고 연료 펌프 모듈(22)은 하나 이상의 포스트(40) 및 하우징(42)에 의해서 플랜지(34)로부터 연료 탱크(20)내에 매달려진다. 하우징(42)은 연료 탱크(20)내의 연료(14)를 연료 펌프 (50)의 연료 입구(48)에 연결된 연료 필터(46)와 연통시키기 위한 연료 입구(44)를 갖고 있다. 연료 펌프(50)는 플랜지(24)의 연료 공급 피팅(54)을 통하여 연료 라인(16)과 연통시키는 출구 튜브(52)에 연결되어 있는 연료 출구(51)를 갖고 있다. 커넥터(58)와 관련된 전기적인 도선(55, 56)은 플랜지를 통하여 뻗어 연료 펌프(50)를 구동하는 전기 모터(60) 및 연료 레벨 센서(28)에 전력을 제공한다.

또한 도 1을 참조하면, 바람직하게 연료 레벨 센서(28)는 센서 베이스(68)에 의해서 피벗가능하게 지지되고 대략 직각으로 구부러진 베이스 단부(66)를 갖는 길다란 플로트 아암(64)을 가지고 있는 와이퍼 플로트 메카니즘(62)을 포함한다. 플로트 아암(64)의 플로트 말단부(70)는 또한 대략 직각으로 구부러져 있고, 부력이 있는 또는 속이 빈 플라스틱 플로트(72)를 피벗가능하게 지지한다. 부유 플로트(72)는 형태가 전체적으로 평탄한 사각형 또는 원통형이며 연료 탱크(20)내에 수용된 연료(14)의 표면에 뜨게 된다. 플로트 아암(64)의 길이는 연료 탱크(20)의 형태 또는 깊이에 의해서 정해지며 플로트(72)를 최대 높이와 최소 높이(즉, 연료 탱크가 충만한 상태와 빈 상태) 사이의 연료(14)의 표면에 뜨도록 허용하기에 충분한 길이가 되어야 한다. 연료 레벨이 변경될 때, 플로트(72)는 연료(14)의 표면과 함께 상승 또는 하강하여 플로트 아암(64)을 베이스 단부(66)에 대하여 피벗시키고, 따라서 연료 레벨 센서(28)의 일부를 가로질러 전기적인 전도성 와이퍼 또는 접촉자(도시 생략)을 미끄러지게 하거나 또는 문지름으로써 도선(56) 및 배선(30)에 의해 연료 레벨 표시기(32)까지 전달되는 연료 레벨 신호를 발생시킨다.

이제 도 2 및 3을 참조하면, 연료 레벨 센서(28)는 가변 저항 요소로 인쇄된 세라믹 기판(76)으로 구성되어 있고 센서 베이스(68)에 의해 지지된 가변 레지스터 카드(74)를 포함한다. 도선(56)은 세라믹 기판(76)에 인쇄된 전도성 연결 패드(78, 79)에 납땜된다. 가변 레지스터 카드(74)는, 또한 전체적으로 반원 또는 호 형상이며 플로트 아암(64)의 피벗 축선에 대하여 동심으로 배열된 세라믹 기판(76)에 인쇄된 저항 구역(82)을 포함한다. 호 형상이라는 용어는 아크를 가로질러 피벗가능한 방식으로 이동하는 접촉자와 실질적으로 중단없는 접촉을 도모하는 형상을 포함한다. 대안으로, 저항 구역(82)은 임의의 적합한 소정 형상 및/또는 형태가 될 수 있다. 전도성 연결 패드(78, 79)를 저항 구역(82)과 전기적으로 연통시키기 위하여 제1 및 제2 인쇄 배선 또는 전기적인 전도성 경로(80, 81)가 세라믹 기판(76)에 인쇄된다.

저항 구역(82)은 전도성 제1 접촉 아크(84) 및 전도성 제2 접촉 아크(86)를 접촉 아크(84, 86)는 바람직하게 빈 공간에 의해서 분리되는 복수의 전도성 접촉 세그먼트(88, 90)를 형성하도록 분할된다. 아크(84, 86)는 바람직하게 플로트 아암(64)의 피벗 지점을 나타내는 공통 중심(C)을 공유한다. 가상의 반경방향 라인(83, 85)는 중심(C)에 대하여 반경방향으로 배향된 세그먼트를 나타내는 각각 제1 접촉 아크(84)의 세그먼트(87) 및 제2 접촉 아크(86)의 세그먼트(88)에 대응한다. 또한, 당해 기술분야에 공지되어 있는 바와 같이 제조 편의를 도모하는 것으로서 저항 구역(82)과 전기적인 연결을 위해 다수의 전도성 테스트 패드(92)가 제공된다. 마찬가지로, 접촉 아크(84, 86)의 대향하는 단부에서 측방향으로 대향하는 전도성 접촉 세그먼트는 그 사이의 다른 전도성 접촉 세그먼트(88, 90)보다 크고, 당 해 기술분야에 공지되어 있는 바와 같이 테스트 패드뿐만 아니라 전도성 접촉 세그먼트(88,90)로서 사용될 수 있다.

저항 구역(82)은 또한 접촉 아크(84, 86)에 대응하는 레지스터 트레이스(89, 91)를 포함하며, 복수의 전도성 접촉 세그먼트(84, 86)는 대응하는 레지스터 트레이스(89, 91)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 당해 기술분야에 공지된 바와 같이, 레지스터 트레이스(89, 91)는 접촉 아크(84, 86)의 유효 저항을 인쇄 배선(80, 81)에 연결되어 있는 아크(84, 86)의 단부로부터 마주하여 배치된 다른 단부까지 점진적으로 증가시킬 수 있다.

제2 접촉 아크(86)가 제1 접촉 아크(84)와 대응하여 반경방향 안쪽으로 이격되어 있으므로 플로트 아암(64)에 의해서 지지된 비전도성 와이퍼 새들(96)의 바닥쪽에 장착되어 있는 전기적인 와이퍼(94)는, 부유 플로트(72)가 연료 레벨의 변화에 반응할 때 플로트 아암(64)이 카드(74)를 가로질러 지나감으로써 소정의 하나 이상의 제1 접촉 아크(84)의 전도성 접촉 세그먼트(88)와 제2 접촉 아크(86)의 일부를 접촉시켜 전기적으로 연결한다. 경로(80, 81)는 와이퍼(94)와 접촉하지 않게 된다. 또한, 당업자는 분할되는 대신에 연속적인 전도성 접촉 아크로서 접촉 아크(84, 86) 중의 하나가 제공될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 어떤 경우에는 가변 레지스터 카드(74)의 가변 레지스터는 실질적으로 저항 구역(82) 및 와이퍼(94)를 포함할 수 있다.

가변 레지스터 카드(74)의 여러가지 요소는 용융 재료의 침적, 화학적인 에칭 및/또는 세라믹 기판(76)의 코팅, 별도로 제조된 요소를 세라믹 기판(76)에 부 착하거나 접착하는 등의 당해 기술분야에 공지된 임의의 적합한 프로세스를 사용하여 제조될 수 있으며, 이러한 프로세스가 언급한 것으로 제한되는 것은 아니다. 어떤 경우에는 제1 및 제2 접촉 아크(84, 86), 특히 복수의 전도성 접촉 세그먼트(88, 90)는 모두 바람직하게 Dupont? 7484 또는 4597 재료 및 이와 유사한 두꺼운 필름 전도성 물질로 구성된다. 레지스터 트레이스(89, 91)는 바람직하게 추가적으로 전도성 접촉 세그먼트(88)의 반경방향 바깥쪽 부분 및 다른 전도성 접촉 세그먼트(90)의 반경방향 안쪽 부분 위에 최상부 층으로 침적되는 Dupont? 2000 계열 또는 이와 유사한 두꺼운 필름 레지스터 글레이즈로 구성된다.

도 4 및 5는 연료 레벨 센서 메카니즘(62)의 와이퍼 새들(96)에 의해서 지지되는 와이퍼(94)를 도시한다. 와이퍼 새들(96)은 바람직하게 아세탈 플라스틱 재료 또는 다른 적합한 폴리머 재료와 같은 전기적으로 비전도성의 적합한 재료로 구성되며, 새들(96)의 피벗 축선을 형성하고 직경방향으로 대향하는 리테이너 아암(102)을 갖고 있는 원통형 허브(100)를 포함한다. 또한 와이퍼 새들(96)은 허브(100)로부터 반경방향으로 뻗어 있고 아암(104)으로부터 축선방향으로 뻗은 탄성적인 가지부(106)를 통해 플로트 아암(64)에 새들(96)를 부착하는 아암(104)을 포함한다. 아암(104)은 아암(104)의 중간 섹션으로 가로질러 뻗어 일체로 되어 있는 와이퍼 홀더(108)를 포함한다. 와이퍼 홀더(108)는 일체로 융기된 쇼울더(110)에서 종결된다. 바람직하게, 와이퍼(94)는 새들(96)의 융기된 쇼울더(110)내에 인서트 몰딩되어 있지만, 임의의 다른 적합한 방식으로 부착될 수 있다.

와이퍼(94)는 바람직하게 구리 합금 또는 다른 적합한 전도성 재료와 같은 금속으로 구성되며 아암(112)의 반경방향으로 이격된 분기부(116, 118)를 연결하는베이스 부분(114)을 가진 두 갈래로 갈라진 아암(112)을 포함한다. 제1 분기부(116)는 가변 레지스터의 제1 접촉 아크(84)와 대응하고, 제2 분기부(118)는 가변 레지스터의 제2 접촉 아크(86)와 대응한다. 제1 분기부(116)는 제1 및 제2 접촉자(124, 126)를 지지하는 반경방향으로 이격된 제1 및 제2 핑거(120, 122)로 두 갈래로 갈라진다. 마찬가지로, 제2 분기부(118)은 제1 및 제2 접촉자(134, 136)를 지지하는 반경방향으로 이격된 핑거(130, 132)로 두 갈래로 갈라진다. 도 5에 도시된 바와 같이, 조립체에서 외팔보식으로 지지된 와이퍼(94)의 분기부(116, 118)는 작동 위치 또는 아암(104)을 향한 방향으로 탄성적으로 굽혀지거나 또는 휘어진다.

도 4 및 5를 참조하면, 접촉자(124, 126, 134, 136)는 바람직하게 크기가 실질적으로 같거나 비슷하고, 일직선으로 정렬되어 있지 않지만 허브(100)의 중심(C')으로부터 뻗은 방사선(R)에 대하여 실질적으로 교차되는 방향을 따라 측방향으로 또는 둘레방향으로 옵셋되어 있다. 바람직하게, 제1 분기부(116)의 제1 핑거(120)는 제2 핑거(122)보다 길다. 어떤 경우에, 아래에서 상세히 설명되는 목적을 위해 제1 분기부(116)의 제1 접촉자(124)는 제2 접촉자(126)로부터 엇갈려 측방향으로 옵셋되어 있고, 제2 분기부(118)의 제1 접촉자(134)는 제2 접촉자(136)로부터 엇갈려 측방향으로 옵셋되어 있다.

제1 분기부(116)의 제1 접촉자(122)를 나타내는 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 접촉자는 기본 반경(140) 및 코너 반경(142)을 포함한다. 바람직하게, 코너 반경(142)에 대한 기본 반경(140)의 비율은 1:4 이지만, 적절히 더 작거나 더 클 수 있다. 기본 반경(140)은 개별적인 접촉 아크의 전도성 접촉 세그먼트와 접촉하도록 의도된 것이다. 바람직하게, 각각의 접촉자(124, 126, 128, 130)는 금, 백금과 같은 고가의 금속 또는 고가의 금속 합금으로 구성되지만, 임의의 적합한 전도성 재료로 구성될 수도 있다. 또한 바람직하게, 각각의 접촉자(124, 126, 128, 130)는 아암(112)에 용접 또는 납땜되지만, 각각의 접촉자를 아암(112)에 견고하게 부착하고 접촉자와 아암 사이에 양호한 전기 전도성을 제공하는 다른 적합한 부착 방법이 고려될 수 있다.

도 7은 아암(312)의 이격된 분기부(316, 318)를 연결하는 베이스 부분(314)을 갖고 있는 두 갈래로 갈라진 와이퍼 아암(312)을 포함하는 종래기술의 와이퍼(294)를 도시하고 있다. 제1 분기부(316)는 제1 및 제2 접촉자(324, 326)를 각각 지지하는 이격된 제1 및 제2 핑거(320, 322)로 두 갈래로 갈라진다. 마찬가지로, 제2 분기부(318)은 제1 및 제2 접촉자(334, 336)를 각각 지지하는 이격된 핑거(330, 332)로 두 갈래로 갈라진다. 모든 접촉자(324, 326, 334, 336)은 크기가 실질적으로 같거나 비슷하고 일직선으로 정렬되어 있으며, 엇갈려 측방향으로 옵셋되어 있지 않다.

도 8은 종래기술의 개방 회로 문제점을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 두개의 접촉자(324, 326)의 접촉자 표면 구역 또는 "접촉면"은 인접한 전도성 접촉 세그먼트(288)을 포함하는 접촉 아크(284) 위에 중첩된다. 접촉자(324, 326)는 반경 또는 방사선(283')을 따라 정렬되고, 인접한 세그먼트(288)와 포개지는 대신에 그 사이에 배치된다. 따라서, 도시된 바와 같이 접촉자(324, 326)가 그 사이에 놓 일 때 하나 이상의 갭이 접촉자(324, 326)와 세그먼트(288) 사이에 존재할 수 있으며, 일시적으로 인접한 세그먼트(288)와 접촉하지 않는다. 바꾸어 말하면, 분기부(316)는 접촉 아크(284)의 세그먼트(288)로부터 적어도 일시적으로 전도성의 연결이 분리되고, 따라서 가변 레지스터는 일시적으로 개방 또는 중단되며 이에 의해 전압이 급격한 상승을 야기한다. 동일한 문제점이 도 7에 도시된 다른 분기부(318)의 핑거(330, 332)와 접촉자(334, 336)에 적용된다.

접촉 아크의 세그먼트와 기본 반경 사이에 접촉을 유지하는 대신에 접촉자(324, 326)가 코너 반경의 상에서 회전하는 경우에 개방 회로 문제는 특히 심각하며, 이에 의해 각각의 접촉 아크와 접촉하기 위한 접촉면이 더욱 작아진다. 이러한 문제점에 대한 하나의 해결 방안은, 접촉자(324, 326)가 인접한 세그먼트 사이에 들어가는 것을 방지하기 위하여 접촉자(324, 326)의 크기를 단순히 증가시키는 것이다. 그러나, 접촉자는 비교적 고가의 정밀한 금속으로 구성되기 때문에, 이러한 해결 방안은 상대적으로 비용이 많이 들어 적합하지 않다.

도 9는 인접한 전도성의 접촉 세그먼트(88)를 포함하는 접촉 아크(84) 위에 중첩된 두개의 접촉자(124, 126)의 접촉자 표면 구역 또는 "접촉면"을 도시하고 있다. 이러한 예시적인 실시예에 따라, 접촉자(124, 126)가 항상 공동으로 접촉 아크(84)의 두개의 인접한 세그먼트(88)와 접촉 상태에 있도록 접촉자(124, 126)를 분기부(116)에 배열하는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 임의의 시점에서 접촉자(124, 126)의 적어도 하나는 두개의 인접한 세그먼트(88)의 제1 세그먼트와 접촉하고, 접촉자(124, 126)의 다른 하나는 두개의 인접한 세그먼트(88)의 제2 세그먼 트와 접촉하며, 접촉자(124, 126)는 공동으로 제2 접촉 세그먼트와 접촉이 단락되지 전에 제1 접촉 세그먼트와 접촉한다. 그러므로, 분기부(116)는 항상 접촉 아크(84)의 세그먼트(88)의 적어도 하나와 접촉하고, 동일한 해결 방안이 다른 분기부(118)의 접촉자(134, 136) 및 핑거(130, 132)에 적용되며, 이에 의해 가변 레지스터의 개방 회로 상태를 방지한다. 도시된 바와 같이, 접촉자(124, 126)는 인접한 세그먼트(88) 사이에 반경방향으로 뻗은 가상선(83')에 대하여 사각형으로 배열된다.

도 10은 인접한 와이퍼 세그먼트 사이에 접촉자가 빠지는 것을 방지하고 비교적 작고 저렴한 접촉자의 사용을 허용하도록 설계된 변경 실시예의 와이퍼(94)를 도시하고 있다. 와이퍼(94)는 아암(512)의 이격된 분기부(516, 518)를 연결하는 베이스 부분(514)을 갖고 있는 두 갈래로 갈라진 와이퍼 아암(512)을 포함한다. 제1 분기부(516)는 제1 및 제2 접촉자(524, 526)를 각각 지지하는 이격된 각진 제1 및 제2 핑거(520, 522)로 두 갈래로 갈라진다. 마찬가지로, 제2 분기부(518)은 제1 및 제2 접촉자(534, 536)를 각각 지지하는 이격된 각진 핑거(530, 532)로 두 갈래로 갈라진다.

핑거(520, 522, 530, 532)는 바람직하게 와이퍼(494)의 하나 이상의 측방향으로 뻗은 축선(L, L')에 대하여 약 13도의 각도(A)로 구부려져 있다. 그러나 핑거는 10 내지 15도 사이의 각도, 또는 5 내지 30도 사이의 각도 또는 다른 적절한 각도로 구부려질 수 있다. 대안으로, 접촉자(524, 526, 534, 536)는 각진 것으로 하고 핑거(520, 522, 530, 532)는 직선 형태로 하면서 각진 접촉자를 수용하도록 크게 하는 것도 고려될 수 있다. 모든 접촉자(524, 526, 534, 536)는 크기가 동일하거나 또는 실질적으로 비슷하고 일직선으로 정렬되어 있으며, 엇갈려 측방향으로 옵셋되어 있지 않다.

도 11은 인접한 전도성의 접촉 세그먼트(88)를 포함하는 접촉 아크(84) 위에 중첩된 두개의 접촉자(524, 526)의 접촉자 표면 구역 또는 "접촉면"을 도시하고 있다. 이러한 예시적인 실시예에 따라, 접촉자(524, 526)의 적어도 대향하는 코너가 접촉 아크(84)의 인접한 세그먼트(88)와 접촉 상태에 있도록 접촉자(524, 526)를 각도를 이루게 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 임의의 시점에서 접촉자(524, 526)의 적어도 하나는 두개의 인접한 세그먼트(88)의 하나와 접촉한다. 그러므로, 분기부(516)는 항상 접촉 아크(84)의 세그먼트(88)의 적어도 하나와 접촉한다. 동일한 해결 방안이 다른 분기부(518)의 접촉자(534, 536) 및 핑거(530, 532)에 적용된다. 도시된 바와 같이, 접촉자(524, 526)는 사각형으로 배열되는 대신에 인접한 세그먼트(88) 사이에 반경방향으로 뻗은 가상선(83')에 대하여 각도를 이루고 배열된다. 따라서, 핑거 및/또는 접촉자가 가변 레지스터 카드(74)의 반경방향으로 향한 전도성의 접촉 세그먼트(88)에 대하여 각도를 이루게 된다.

도 12는 인접한 와이퍼 세그먼트 사이에 접촉자가 빠지는 것을 방지하고 비교적 작고 저렴한 접촉자의 사용을 허용하도록 설계된 다른 변경 실시예의 와이퍼(694)를 도시하고 있다. 와이퍼(94)는 아암(712)의 이격된 분기부(716, 718)를 연결하는 베이스 부분(714)을 갖고 있는 두 갈래로 갈라진 와이퍼 아암(712)을 포함한다. 제1 분기부(716)는 제1 및 제2 접촉자(724, 726)를 각각 지지하는 어긋나게 이격된 각진 제1 및 제2 핑거(720, 722)로 두 갈래로 갈라진다. 마찬가지로, 제2 분기부(718)은 제1 및 제2 접촉자(734, 736)를 각각 지지하는 이격된 각진 핑거(730, 732)로 두 갈래로 갈라진다.

핑거(720, 722, 730, 732)는 바람직하게 와이퍼(694)의 하나 이상의 측방향으로 뻗은 축선(L, L')에 대하여 약 13도의 각도(A)로 구부려져 있다. 그러나 핑거는 10 내지 15도 사이의 각도, 또는 5 내지 30도 사이의 각도 또는 다른 적절한 각도로 구부려질 수 있다. 대안으로, 접촉자(724, 726, 734, 736)는 각진 것으로 하고 핑거(720, 722, 730, 732)는 직선 형태로 하면서 각진 접촉자를 수용하도록 크게 하는 것도 고려될 수 있다.

게다가, 접촉자(724, 726, 734, 736)는 바람직하게 크기가 동일하거나 또는 실질적으로 비슷하고 일직선으로 정렬되어 있지 않지만, 도 4에 도시된 배열과 유사하게 측방향으로 또는 둘레방향으로 옵셋되어 있다. 바람직하게, 제1 분기부(716)의 제1 핑거(720)는 제2 핑거(722)보다 길다. 어떤 경우에, 제1 분기부(716)의 제1 접촉자(724)는 제2 접촉자(726)로부터 엇갈려 측방향으로 옵셋되어 있고, 제2 분기부(718)의 제1 접촉자(734)는 제2 접촉자(736)로부터 엇갈려 측방향으로 옵셋되어 있다.

도 13은 인접한 전도성의 접촉 세그먼트(88)를 포함하는 접촉 아크(84) 위에 중첩된 두개의 접촉자(724, 726)의 접촉자 표면 구역 또는 "접촉면"을 도시하고 있다. 이러한 예시적인 실시예에 따라, 접촉자(724, 726)의 적어도 대향하는 코너가 접촉 아크(84)의 인접한 세그먼트(88)와 접촉 상태에 있도록 접촉자(724, 726)를 각도를 이루고 어긋나게 하는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 접촉자(724, 726)의 적어도 하나는 두개의 인접한 세그먼트(88)의 하나와 접촉한다. 그러므로, 분기부(716)는 항상 접촉 아크(84)의 세그먼트(88)의 적어도 하나와 접촉한다. 동일한 해결 방안이 다른 분기부(718)의 접촉자(734, 736) 및 핑거(730, 732)에 적용된다.

여기에 설명된 본 발명의 형태는 현재의 바람직한 실시예를 구성하지만, 다른 많은 형태가 가능하다. 본 발명의 가능한 모든 등가물의 형태 또는 세분화된 형태를 전부 여기에서 언급하도록 의도된 것은 아니다. 여기에 사용된 용어는 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이며, 청구범위에 정의된 본 발명의 사상 및 범주에서 벗어나지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

본 발명에 의하면 다양한 액체 레벨 센서에 용이하게 적용가능하고, 개방 회로 상태를 방지하고, 상대적으로 고가의 금속을 사용하는 것을 최소화하며, 간단한 설계와 경제적인 제조 및 조립으로 이루어지고, 내구성과 신뢰성이 있으며 오랜 사용 수명을 갖는 연료 레벨 센서 가변 레지스터 조립체를 제공할 수 있다.

Claims (23)

1. 반경 방향으로 배향되고 서로 이격된 전도성 접촉 세그먼트들을 갖고 있는 연료 레벨 센서 가변 레지스터용 와이퍼로서,

   아암; 및

   상기 아암에 의해 지지된 적어도 두 개의 접촉자를 구비하고,

   상기 적어도 두 개의 접촉자는, 서로에 대하여 측방향으로 옵셋(offset)되거나 또는 상기 가변 레지스터의 전도성 접촉 세그먼트에 대하여 각도를 이루면서 배향되거나 또는 서로에 대하여 측방향으로 옵셋되면서 상기 가변 레지스터의 전도성 접촉 세그먼트에 대하여 각도를 이루면서 배향되는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서 가변 레지스터용 와이퍼.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 아암은 외팔보식으로 지지되어 있고 이격된 분기부로 두 갈래로 갈라져 있는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서 가변 레지스터용 와이퍼.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 이격된 분기부는 각각 이격된 핑거로 두 갈래로 갈라져 있으며, 상기 이격된 핑거 각각은 상기 적어도 두 개의 접촉자 중의 하나를 지지하는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서 가변 레지스터용 와이퍼.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 이격된 핑거는 길이가 상이한 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서 가변 레지스터용 와이퍼.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 이격된 핑거는 각각 상기 아암의 적어도 하나의 측방향으로 뻗은 축선에 대하여 각도를 이루어 배향된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서 가변 레지스터용 와이퍼.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 접촉자는 상기 아암의 적어도 하나의 측방향으로 뻗은 축선에 대하여 10 내지 15도 사이의 각도로 배향되는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서 가변 레지스터용 와이퍼.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 접촉자는 서로에 대하여 측방향으로 옵셋되면서 상기 전도성 접촉 세그먼트에 대하여 각도를 이루면서 배향되는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서 가변 레지스터용 와이퍼.
8. 연료 레벨 센서용 가변 레지스터로서,

   반경방향으로 배향되고 이격된 전도성 접촉 세그먼트들을 포함하는 저항 구역; 및

   아암 및 상기 아암에 의해 지지된 적어도 두 개의 접촉자를 포함하는 와이퍼를 구비하고, 상기 적어도 두 개의 접촉자는, 상기 적어도 두 개의 접촉자가 항상 공동으로 상기 전도성 접촉 세그먼트들 중 적어도 두 개의 인접한 세그먼트와 접촉하도록 상기 아암에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서용 가변 레지스터.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 접촉자는 서로에 대하여 측방향으로 옵셋(offset)되거나 또는 상기 전도성 접촉 세그먼트에 대하여 각도를 이루면서 배향되거나 또는 서로에 대하여 측방향으로 옵셋되면서 상기 전도성 접촉 세그먼트에 대하여 각도를 이루면서 배향되는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서용 가변 레지스터.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 접촉자는 상기 전도성 접촉 세그먼트에 대하여 각도를 이루면서 배향되고 상기 전도성 접촉 세그먼트들 사이의 공간보다 더 작은 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서용 가변 레지스터.
11. 제 8 항에 있어서, 상기 와이퍼 아암은 외팔보식으로 지지되어 있고 이격된 분기부로 두 갈래로 갈라져 있는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서용 가변 레지스터.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 이격된 분기부는 각각 이격된 핑거로 두 갈래로 갈라져 있으며, 상기 이격된 핑거 각각은 상기 적어도 두 개의 접촉자 중의 하나를 지지하는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서용 가변 레지스터.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 이격된 핑거는 각각 상기 아암의 적어도 하나의 측방향으로 뻗은 축선에 대하여 각도를 이루어 배향된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서용 가변 레지스터.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 접촉자는 상기 전도성 접촉 세그먼트에 대하여 5 내지 45도 사이의 각도로 배향되는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서용 가변 레지스터.
15. 제 8 항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 접촉자는 서로에 대하여 측방향으로 옵셋되면서 상기 전도성 접촉 세그먼트에 대하여 각도를 이루면서 배향되는 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센서용 가변 레지스터.
16. 플로트 아암 메카니즘과 상기 플로트 아암 메카니즘의 베이스에 의해 지지된 가변 레지스터 카드를 포함하고 있는 가변 레지스터 연료 레벨 센서로서,

    상기 플로트 아암 메카니즘은:

    베이스;

    플로트; 및

    상기 플로트를 지지하는 플로트 단부 및 상기 베이스에 의해 피벗가능하게 지지된 베이스 단부를 갖고 있는 플로트 아암을 포함하고 있고,

    상기 가변 레지스터 카드는:

    적어도 부분적으로 세라믹 재료로 구성된 기판;

    상기 기판에 배치되며 반경방향으로 배향되고 실질적으로 같은 거리로 이격된 전도성 접촉 세그먼트들을 포함하고 있는 아치형 저항 구역; 및

    아암 및 상기 아암에 의해 지지된 적어도 두 개의 접촉자를 포함하는 와이퍼;를 포함하고 있고,

    상기 적어도 두 개의 접촉자는, 상기 적어도 두 개의 접촉자가 항상 공동으로 상기 저항 구역의 적어도 두 개의 인접한 접촉 세그먼트와 접촉하도록 상기 아암에 배열되고, 임의의 시점에서 상기 접촉자들 중 적어도 하나는 상기 적어도 두 개의 인접한 접촉 세그먼트 중 제1 접촉 세그먼트와 접촉하고 상기 접촉자들 중 적어도 다른 하나는 상기 두 개의 인접한 접촉 세그먼트 중 제2 접촉 세그먼트와 접촉하며, 상기 적어도 두 개의 접촉자는 공동으로 상기 제2 접촉 세그먼트와 접촉이 단락되기 전에 공동으로 상기 제1 접촉 세그먼트와 접촉하는 것을 특징으로 하는 가변 레지스터 연료 레벨 센서.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 접촉자는 서로에 대하여 측방향으로 옵셋(offset)되거나 또는 상기 전도성 접촉 세그먼트에 대하여 각도를 이루면서 배향되거나 또는 서로에 대하여 측방향으로 옵셋되면서 상기 가변 레지스터의 전도성 접촉 세그먼트에 대하여 각도를 이루면서 배향되는 것을 특징으로 하는 가변 레지스터 연료 레벨 센서.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 접촉자는 상기 전도성 접촉 세그먼트에 대하여 각도를 이루면서 배향되고, 상기 전도성 접촉 세그먼트들 사이의 공간보다 더 작은 것을 특징으로 하는 가변 레지스터 연료 레벨 센서.
19. 제 16 항에 있어서, 상기 와이퍼 아암은 외팔보식으로 지지되어 있고 이격된 분기부로 두 갈래로 갈라져 있는 것을 특징으로 하는 가변 레지스터 연료 레벨 센서.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 이격된 분기부는 각각 이격된 핑거로 두 갈래로 갈라져 있으며, 상기 이격된 핑거 각각은 상기 적어도 두 개의 접촉자 중의 하나를 지지하는 것을 특징으로 하는 가변 레지스터 연료 레벨 센서.
21. 제 19 항에 있어서, 상기 이격된 핑거는 각각 상기 아암의 적어도 하나의 측방향으로 뻗은 축선에 대하여 각도를 이루어 배향된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 레지스터 연료 레벨 센서.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 접촉자는 상기 전도성 접촉 세그먼트에 대하여 5 내지 45도 사이의 각도로 배향되는 것을 특징으로 하는 가변 레지스터 연료 레벨 센서.
23. 제 16 항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 접촉자는 서로에 대하여 측방향으로 옵셋되면서 상기 전도성 접촉 세그먼트에 대하여 각도를 이루면서 배향되는 것을 특징으로 하는 가변 레지스터 연료 레벨 센서.

Images