KR20060130831A - 연료 레벨 센더 유니트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료의 액면 높이에 따라 부유하는 뜨개와 연동하는 가변 저항체의 저항 변화에 의해 연료의 잔량을 감지하는 레벨 센더 유니트에 관한 것으로, 연료를 보관하기 위한 연료 탱크(1) 내에 가이드부재(2)에 의해 고정되는 몸체부(11)와; 상기 몸체부(11)에 고정되는 기판 일면에 도전성 라인 패턴(120)이 인쇄된 저항체 카드(110)와; 상기 몸체부(11)에 상기 도전성 라인 패턴(120) 상단에서 회동 가능하게 힌지 체결되며, 연료의 액면 높이에 따라 부유하는 뜨개(20)가 와이어 암(21)으로 고정되는 리테이너(130)와; 상기 리테이너(130)에 고정되며, 상기 도전성 라인 패턴(120)과 점접촉되는 접점(141)이 형성된 도전성 재질의 와이퍼(140)로 구성되되, 상기 도전성 라인 패턴(120)과 상기 와이퍼(140) 중에 어느 하나의 재질은 Au계열로 구성함으로써, 연료 내에 잔류하는 황에 의한 내식성을 가지면서도 제품의 단가 상승을 최소화할 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

레벨 센더 유니트, 도전성 라인 패턴, 와이퍼, 접점, 황, 부식, Au.

Description

연료 레벨 센더 유니트{Fuel level sender unit}

도 1은 일반적인 연료탱크 내부 단면 구조를 보여주는 도면,

도 2는 일반적인 레벨 센더 유니트를 보여주는 도면,

도 3은 본 발명의 레벨 센더 유니트에 있어 저항체 카드의 일례를

보여주는 도면,

도 4는 본 발명의 레벨 센더 유니트에 있어 와이퍼 조립체의 일례를

보여주는 도면,

도 5는 시험유 내에서 도체의 재질에 따른 가변 저항체에서의

신호 형태를 보여주는 그래프,

도 6은 도 4의 A 부분의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 세라믹기판 120 : 도전성 라인 패턴

130 : 리테이너 140 : 와이퍼

141 : 접점

본 발명은 연료 레벨 센더 유니트에 관한 것으로, 특히 연료의 액면 높이에 따라 부력에 의해 부유하는 뜨개와 연동하는 가변 저항체의 저항 변화에 의해 연료의 잔량을 감지하는 레벨 센더 유니트에 관한 것이다.

도 1을 참고하면, 레벨 센더 유니트(10)는 연료탱크(1) 내측 상단에 고정된 가이드부재(2)에 고정되며, 일단에 뜨개(20)가 고정된 와이어 암(21)이 회동 가능하게 구비된다.

뜨개(20)는 부력에 의해 연료의 액면 높이에 따라 상하 이동하며, 뜨개(20)의 상하 이동은 와이어 암(21)의 회전 운동으로 전달된다.

한편, 와이어 암(21)이 회동 가능하게 힌지 체결되는 레벨 센더 유니트(10) 내에는 와이어 암(21)의 회전에 따라 저항 값이 변하는 가변 저항이 구비된다.

구체적으로 도 2를 참고하면, 몸체부(11)는 가이드부재(미도시)에 의해 연료탱크 내측에 고정되며, 와이어 암(21)의 상단부에 끼워 조립되는 리테이너(12)의 상단이 몸체부(11)에 회동 가능하게 조립된다.

또한, 몸체부(11)에는 기판 일면에 도전성 라인 패턴(13a)이 인쇄된 저항체 카드(13)가 고정되며, 리테이너(12)에는 도전성 라인 패턴(13a)과 대면하도록 도전성 재질의 와이퍼(미도시)가 구비된다.

와이퍼에는 도전성 라인 패턴(13a)과 점접촉하도록 접점이 돌출 형성된다.

한편, 레벨 센더 유니트에는 와이어(31)(32)가 연결되어 와이퍼의 회전 상태에 따라 두 와이어 끝단 사이의 변화되는 저항 신호를 감지하여 전송하도록 구성된다.

도전성 라인 패턴과 와이퍼에 연결된 와이어(31)(32)들은 연료 표시장치로 연결되어 연료탱크 내에 남아 있는 잔여 연료량을 표시하게 된다.

이와 같이 구성된 가변저항을 이용한 접촉식 연료게이지는 연료탱크(1) 내에 남아 있는 연료량에 따라 뜨개(20)가 고정된 와이어 암(21)이 회전하게 되며, 와이어 암(21)의 회전 각도에 따라 와이퍼의 접점과 도전성 라인 패턴(13a)의 상대적인 위치가 변화하며, 이에 따른 저항값의 변화에 의한 전기적인 신호를 감지하여 연료 게이지에는 남아 있는 잔여 연료량이 표시된다.

즉, 이러한 접촉식 연료게이지는 저항체 카드(13) 상에 인쇄된 도전성 라인 패턴(13a)과 와이퍼에 돌출 형성된 접점 사이의 접촉에 의한 전기적인 저항 값에 의해 잔여 연료량을 구할 수 있는 것이다.

따라서, 종래에는 대전성을 좋게 하기 위하여 도전성 라인 패널 및 도전성의 와이퍼 재질로써 Ag를 주로 사용하며, 여기에 마모에 의한 손실을 줄이고자 다른 이종의 합금을 사용하여 경도를 증대한다. 또한, 제품의 단가를 줄이기 위해 Cu계열의 합금을 사용하기도 한다.

한편, 자동차용 연료에는 특성상 황성분을 자체적으로 가지게 되며, 정유과 정에서 탈황처리를 하지만, 완전히 제거하기 어려우며, 따라서 연료 내에 포함된 황성분으로 인하여 Ag 및 Cu계열의 성분들이 황과 반응하여 부식이 발생할 수 있다.

이에 최근에는 황에 대한 내식성을 증대시키기 위하여 접촉 부위에 Ag의 함량을 줄이거나 접촉 부위가 없는 비접촉식 연료게이지에 대한 연구가 진행되고 있기도 하다.

그러나, 접촉부에 Ag나 Cu계열의 함량을 줄이면서 대전성을 유지하기 위해서는 고가의 Au계열을 사용하게 되며, 또한 미세한 두께로 Au계열의 도체를 사용하는 경우에는 내구성의 문제가 있어 제품의 단가 상승이 불가피한 문제점이 있다.

다음으로, 비접촉식 연료게이지는 사용되는 센서나 그 구조상 저가의 연료게이지에는 적합하지 않게 되어 주로 고급 차종에만 일부 적용되는 형편이다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 연료의 액면 높이에 따라 부유하는 뜨개의 높이 변화에 따라 저항값이 가변되는 저항체가 구비된 접촉식 연료 레벨 센더 유니트에 있어 제품의 단가 상승을 최소화하면서 황에 대한 내식성을 갖는 연료 레벨 센더 유니트를 제공하고자 한다.

이러한 목적으로 달성하기 위한 본 발명의 연료 레벨 센더 유니트는 연료를 보관하기 위한 연료 탱크 내에 가이드부재에 의해 고정되는 몸체부와; 상기 몸체부에 고정되는 기판 일면에 도전성 라인 패턴이 인쇄된 저항체 카드와; 상기 몸체부에 상기 도전성 라인 패턴 상단에서 회동 가능하게 힌지 체결되며, 연료의 액면 높이에 따라 부유하는 뜨개가 와이어 암으로 고정되는 리테이너와; 상기 리테이너에 고정되며, 상기 도전성 라인 패턴과 점접촉되는 접점이 형성된 도전성 재질의 와이퍼로 구성되되, 상기 도전성 라인 패턴과 상기 와이퍼 중에 어느 하나의 재질은 Au계열로 구성됨으로써 달성된다.

또한, 다른 실시예에 의한 본 발명의 연료 레벨 센더 유니트는 연료를 보관하기 위한 연료 탱크 내에 가이드부재에 의해 고정되는 몸체부와; 상기 몸체부에 고정되는 기판 일면에 도전성 라인 패턴이 인쇄된 저항체 카드와; 상기 몸체부에 상기 도전성 라인 패턴 상단에서 회동 가능하게 힌지 체결되며, 연료의 액면 높이에 따라 부유하는 뜨개가 와이어 암으로 고정되는 리테이너와; 상기 리테이너에 고정되며, 상기 도전성 라인 패턴과 점접촉되는 접점이 형성된 도전성 재질의 와이퍼로 구성되되, 상기 와이퍼의 접점의 재질은 Au계열로 구성됨으로써 달성될 수가 있다.

다음으로, 또 다른 실시예에 의한 본 발명의 연료 레벨 센더 유니트는 연료를 보관하기 위한 연료 탱크 내에 가이드부재에 의해 고정되는 몸체부와; 상기 몸체에 고정되는 기판 일면에 도전성 라인 패턴이 인쇄된 저항체 카드와; 상기 몸체부에 상기 도전성 라인 패턴 상단에서 회동 가능하게 힌지 체결되며, 연료의 액면 높이에 따라 부유하는 뜨개가 와이어 암으로 고정되는 리테이너와; 상기 리테이너 에 고정되며, 상기 도전성 라인 패턴과 점접촉되는 접점이 형성된 도전성 재질의 와이퍼로 구성되되, 상기 와이퍼의 접점은 표면에 Au계열이 접합된 도전성의 이종재질 접합 구조를 가짐으로써 달성될 수가 있다.

<제1실시예>

본 발명의 제1실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고로, 접촉식 연료게이지의 구조는 종래기술에서 설명하였으므로 중복되는 설명은 생략하도록 하며, 이하 설명에서는 본 발명의 요부 구성만을 중심으로 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 레벨 센더 유니트에 있어 저항체 카드의 바람직한 일례를 보여주는 도면으로, 일정 크기의 세라믹기판(110)에는 도전성 라인 패턴(120)이 인쇄되며, 구체적으로 도전성 라인 패턴(120)은 일정 간격을 가지며 비연속적으로 세라믹기판(110)에 인쇄된 다수의 도전성의 세그먼트(121)와, 이 다수의 세그먼트(121)를 연속적으로 연결하는 저항체(122)로 이루어진다.

도 4는 본 발명의 레벨 센더 유니트에 있어 와이퍼 조립체의 바람직한 일례를 보여주는 도면으로, 합성수지 등과 같은 절연 재질의 리테이너(130)에는 일측에 도전성의 와이퍼(140)가 고정되며 타측에는 와이어 암이 끼워 조립될 수 있도록 고정 돌기(131)가 돌출 형성된다.

또한, 리테이너(130)에는 센더 몸체부에 힌지 고정될 수 있도록 힌지공(132a)이 형성된 힌지부(132)가 구비된다.

와이퍼(140)에는 도전성 라인 패턴(120)의 세그먼트(121)들과 점접촉되는 접점(141)이 돌출 형성된다. 또한, 와이퍼(140)가 리테이너(130)에 고정 시에 접점(141)이 위치한 하단부가 일정한 경사를 갖도록 함으로써 와이퍼(140) 하단이 탄성 지지되어 접점(141)이 도전성 라인 패턴(120)에 밀착되어 동작이 이루어질 수 있도록 한다.

도전성 라인 패턴(120)과, 이 도전성 라인 패턴(120)과 접촉하는 와이퍼(140)의 접점(141)은 대전성을 유지하면서도 황에 대한 부식을 방지하기 위하여 모두 Au가 사용될 수도 있으나, 본 발명에서는 도전성 라인 패턴(120) 또는 접점을 포함하는 와이퍼(140) 중에 어느 하나의 재질만을 Au계열로 사용하는 것을 기술상의 특징으로 한다.

도 5는 시험유 내에서 도체의 재질에 따른 가변 저항체에서의 신호 형태를 보여주는 그래프로서, 황 원소(elemental sulfur) 시험유에서 도전성 라인 패턴과 와이퍼가 침전된 상태에서 회전 작동 시에 신호의 형태를 보여주고 있다.

도 5a는 종래와 같이 도전성 라인 패턴과 와이퍼 모두가 Ag계열인 경우를 보여주는 실험 결과이며, 도 5b는 본 발명의 경우로서 도전성 라인 패턴의 재질은 Ag계열이며 와이퍼 재질이 Au계열인 경우를 보여주는 실험 결과이며, 도 5c는 비교 예를 위하여 도전성 라인 패턴 및 와이퍼의 재질이 모두 Au계열인 경우를 보여주는 실험 결과이다.

즉, 도 5a의 실험 결과로부터 도전성 라인 패턴과 와이퍼가 모두 Ag계열인 경우에는 구동 시에 전 구간에 걸쳐 신호의 변동이 심하게 발생되는 것을 확인할 수가 있다.

반면에, 도 5b의 실험 결과로부터 도전성 라인 패턴 또는 와이퍼 중에 어느 하나의 재질만을 Au계열로 사용하더라도 신호의 변동이 발생되지 않음을 확인할 수가 있으며, 특히 도 5c와 같이 도전성 라인 패턴과 와이퍼의 재질을 모두 Au계열로 사용한 경우와 비교하더라도 신호 형태에 있어 큰 차이를 보이지 않음을 확인할 수가 있다.

이와 같이 본 발명에서는 대전성을 유지하면서도 황에 대한 부식을 방지하기 위하여 도전성 라인 패턴과 와이퍼의 재질을 모두 Au계열로 사용할 필요가 없이, 도전성 라인 패턴 또는 와이퍼 중에 어느 하나의 재질만을 Au계열로 사용하더라도 충분한 효과를 발휘할 수가 있다.

<제2실시예>

다음으로, 본 발명의 제2실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 제2실시예에서는 제1실시예와 동일하나, 도전성 라인 패턴과 와이퍼 중에 특히, 와이퍼의 접점 재질을 Au계열로 사용함을 기술상의 특징으로 한다.

즉, 저항체 카드는 일정크기의 세라믹기판(130)에 도전성 라인 패턴(120)이 인쇄된다. 이때, 도전성 라인 패턴(120)은 세라믹기판에 대한 접착력과 미세한 도체두께(9~14㎛)의 특성상 재질의 선정에 어려움이 있다. 즉, 도전성 라인 패턴(120)의 재질을 Au로 사용할 수도 있으나, 마모성 및 세라믹에 대한 접착력이 약하여 도포환경을 설정하는데 어려움이 있다.

따라서, 본 발명의 제2실시예에서는 와이퍼의 접점 재질을 Au계열로 사용하며, 도전성 라인 패턴의 재질은 세라믹기판에 대한 접착력이 우수하며, 내마모 및 대전성을 고려하여 AgPd를 사용할 수가 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 와이퍼의 접점만을 Au계열로 사용하며, 도전성 라인 패턴과 직접 접촉되지 않는 와이퍼 베이스의 재질은 저가의 CuNi계열을 사용하여 제품의 단가를 최소화할 수가 있는 장점이 있다.

즉, 도전성 라인 패턴과 직접 접촉되는 접점의 재질만을 Au계열로 사용하며, 접점을 지지하는 와이퍼 베이스의 재질은 CuNi계열로 사용하여 와이퍼 베이스와 접점을 도전성의 이종재질을 접합하여 사용할 수가 있다.

한편, 접점의 재질을 Au 100%로 사용할 수도 있으나, 이러한 경우에 내구성을 고려하여 접점의 크기를 크게 설정해야만 한다. 따라서, 접점의 경도 증대를 위하여 Au에 Pd, Ni, Cu, 또는 미량의 Ag를 합금하여 사용할 수가 있다.

이상과 같은 본 발명의 연료 레벨 센더 유니트는 가변저항을 이용한 접촉식 연료 레벨 센더 유니트에 있어 도전성 라인 패턴 또는 와이퍼 중에 어느 하나의 재질만을 Au로 사용함으로써, 연료 내에 잔류하는 황에 의한 내식성을 가지면서도 제품의 단가 상승을 최소화할 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims (6)

1. 연료를 보관하기 위한 연료 탱크 내에 가이드부재에 의해 고정되는 몸체부와;

   상기 몸체부에 고정되는 기판 일면에 도전성 라인 패턴이 인쇄된 저항체 카드와;

   상기 몸체부에 상기 도전성 라인 패턴 상단에서 회동 가능하게 힌지 체결되며, 연료의 액면 높이에 따라 부유하는 뜨개가 와이어 암으로 고정되는 리테이너와;

   상기 리테이너에 고정되며, 상기 도전성 라인 패턴과 점접촉되는 접점이 형성된 도전성 재질의 와이퍼로 구성되되,

   상기 도전성 라인 패턴과 상기 와이퍼 중에 어느 하나의 재질은 Au계열인 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센더 유니트.
2. 연료를 보관하기 위한 연료 탱크 내에 가이드부재에 의해 고정되는 몸체부와;

   상기 몸체부에 고정되는 기판 일면에 도전성 라인 패턴이 인쇄된 저항체 카드와;

   상기 몸체부에 상기 도전성 라인 패턴 상단에서 회동 가능하게 힌지 체결되며, 연료의 액면 높이에 따라 부유하는 뜨개가 와이어 암으로 고정되는 리테이너 와;

   상기 리테이너에 고정되며, 상기 도전성 라인 패턴과 점접촉되는 접점이 형성된 도전성 재질의 와이퍼로 구성되되,

   상기 와이퍼의 접점의 재질은 Au계열인 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센더 유니트.
3. 연료를 보관하기 위한 연료 탱크 내에 가이드부재에 의해 고정되는 몸체부와;

   상기 몸체부에 고정되는 기판 일면에 도전성 라인 패턴이 인쇄된 저항체 카드와;

   상기 몸체부에 상기 도전성 라인 패턴 상단에서 회동 가능하게 힌지 체결되며, 연료의 액면 높이에 따라 부유하는 뜨개가 와이어 암으로 고정되는 리테이너와;

   상기 리테이너에 고정되며, 상기 도전성 라인 패턴과 점접촉되는 접점이 형성된 도전성 재질의 와이퍼로 구성되되,

   상기 와이퍼의 접점은 표면에 Au계열이 접합된 도전성의 이종재질 접합 구조인 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센더 유니트.
4. 제3항에 있어서, 상기 와이퍼의 재질은 CuNi계열인 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센더 유니트.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 도전성 라인 패턴의 재질은 AgPd인 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센더 유니트.
6. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 접점은 Pd, Ni, Cu, 및 Ag 중에 어느 하나 이상이 Au와 합금된 도체인 것을 특징으로 하는 연료 레벨 센더 유니트.

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