JP2006194615A - Liquid level sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料タンク内に装着されて液面レベルを検出する液面レベルセンサに関し、特に、液面レベルの変位に応じて2つの導体板上をそれぞれ摺動する2つの接点を有する2接点タイプの液面レベルセンサに関する。 The present invention relates to a liquid level sensor that is mounted in a fuel tank and detects a liquid level, and in particular, has two contacts each having two contacts that slide on two conductor plates in accordance with displacement of the liquid level. Type liquid level sensor.
通常、車両等の燃料タンク内には燃料の残量を検出するための液面レベルセンサが装着されている。この種の液面レベルセンサとして、構造簡易性や信頼性確保等の観点から、2接点タイプの液面レベルセンサが普及している。 Usually, a liquid level sensor for detecting the remaining amount of fuel is mounted in a fuel tank of a vehicle or the like. As this type of liquid level sensor, a two-contact type liquid level sensor has become widespread from the viewpoints of structural simplicity and ensuring reliability.
図4は、この種の液面レベルセンサの全体概略図である。図5は、この種の液面レベルセンサの部分正面図である。図4に示すように、液面に浮かぶフロート140がフロートアーム130の先端部に支持され、このフロートアーム130の基端部が液面レベルセンサ100の本体に、回転軸X1を中心にして回転自在に支持されている。液面レベルセンサ100の本体には、検出盤101と、この検出盤101上をフロートアーム130の回転に連動して回転する摺動アーム102が設けられている。
FIG. 4 is an overall schematic view of this type of liquid level sensor. FIG. 5 is a partial front view of this type of liquid level sensor. As shown in FIG. 4, a
詳しくは、図5に示すように、検出盤101の基板101a上には、摺動アーム102の回転軸X1から離間した領域に第1導体板104及び第2導体板105が設けられている。詳しくは、第1導体板104は導電体104a及び抵抗体104bから構成され、第2導体板105は導電体105aから構成される。抵抗体104bの一端には、電源に至る電源側端子110が設けられ、導電体105aの一端には、GND(グランド又はグラウンド)に至るGND側端子111が設けられている。なお、導電体104a及び105aは、例えば、摺動方向に間隔を置いて配置された複数のセグメントを含んで構成されている。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
摺動アーム102には、この摺動アーム102の回転運動にともなって上記導電体104a及び導電体105a上をそれぞれ摺動する第1接点120及び第2接点121が設けられている。第1接点120及び第2接点121は、互いに電気的に接続されている。これら第1接点120及び第2接点121を介して、導電体104aと導電体105aとが電気的に接続される。第1接点120及び第2接点121は、エンプティ端部108からフル端部109まで摺動する。なお、この種の液面レベルセンサは、特許文献1でも詳細に示されている。
The
このような構成において、液面レベルに応じて摺動アーム102が回転すると、これにともなって第1接点120及び第2接点121はそれぞれ、導電体104a(第1導体板104)及び導電体105a(第2導体板105)上を摺動する。そうすると、所定の液面レベルにおいて、第1接点120及び第2接点121はそれぞれ導電体104a及び導電体105aを構成する所定のセグメントに接触する。特に、導電体104aを構成する複数のセグメントはそれぞれ、抵抗体104b上の異なる所定部位に接続されているので、液面レベルに応じて、第1接点120と電源側端子110との間の抵抗値が変化することになる。この抵抗値を、例えば、電源側端子110とGND側端子111と間で、電圧値として検出することにより、液面レベルを検出することができる。
ところで、この種の液面レベルセンサによって、検出対象となる燃料には、硫化成分をはじめとして不純物が含有されることが多い。このため、第1接点120及び第2接点121の材料として、銀や銅合金等の安価な金属材料を用いると、不純物により酸化反応が発生して、各接点120、121が腐食することが多い。そうすると、各接点120、121と各導体板103、104との間に接触不良が発生し、正確な液面レベル検出が困難になる。
By the way, the fuel to be detected by this type of liquid level sensor often contains impurities such as sulfur components. For this reason, when an inexpensive metal material such as silver or copper alloy is used as the material of the
このため、接点120、121の材料として、耐食性に優れる金(以下、Auともよぶ)を含有する金属材料を用いた液面レベルセンサが、特許文献2等で提案されている。しかしながら、この種の液面レベルセンサにおける両接点120、121に対して共に、場合によっては、両導体板104、105に対して共に金、或いは、金以外でも比較的耐食性に優れるを含有する金属材料を含有する金属材料を用いると、大幅なコストアップを招いてしまう。
For this reason, a liquid level sensor using a metal material containing gold (hereinafter also referred to as Au) having excellent corrosion resistance as a material for the
すなわち、従来、この種の2接点タイプの液面レベルセンサにおいて、検出性能とコストアップ抑制を両立させることは困難であると考えられていた。 That is, conventionally, it has been considered that it is difficult to achieve both detection performance and cost increase suppression in this type of two-contact type liquid level sensor.
よって本発明は、上述した現状に鑑み、検出性能を低下させることなく、コストアップを抑制することができる液面レベルセンサを提供することを課題としている。 Therefore, in view of the present situation described above, an object of the present invention is to provide a liquid level sensor that can suppress an increase in cost without degrading detection performance.
上記課題を解決するためになされた請求項1記載の液面レベルセンサは、電源側に一端が接続された、所定の抵抗を有する第1導体板と、グランド側に一端が接続された、所定の抵抗を有する第2導体板と、液面レベルの変位に応じて前記第1導体板上及び前記第2導体板上をそれぞれ摺動する、互いに電気的に接続された第1接点及び第2接点と、を有し、前記第1導体板及び前記第2導体板の一端から得られる電気量に基づいて、前記液面レベルを検出する液面レベルセンサであって、酸化極としてふるまっている前記第2接点側に使用する金属材料よりも、還元極としてふるまっている前記第1接点に使用する金属材料の方を、耐食性の低い金属材料で構成した、ことを特徴とする。 The liquid level sensor according to claim 1, which has been made to solve the above-described problem, includes a first conductor plate having one end connected to the power supply side and having a predetermined resistance, and one end connected to the ground side. A second conductor plate having the above resistance, a first contact electrically connected to each other, and a second contact sliding on the first conductor plate and the second conductor plate in accordance with the displacement of the liquid level. A liquid level sensor that detects the liquid level based on the amount of electricity obtained from one end of the first conductor plate and the second conductor plate, and acts as an oxidation electrode. The metal material used for the first contact serving as the reducing electrode is made of a metal material having low corrosion resistance than the metal material used for the second contact side.
請求項1記載の発明によれば、酸化極としてふるまっている第2接点側に使用する金属材料と、還元極としてふるまっている第1接点に使用する金属材料を同等にするのではなく、還元極としてふるまっている第1接点に使用する金属材料の方を、より耐食性の低い金属材料で構成している。すなわち、還元極としてふるまっている第1接点は、基本的に酸化すなわち腐食しずらいので、この第1接点にまで、酸化極としてふるまっている第2接点に使用している金属材料と同等の金属材料を用いる必要はなく、この第1接点に、酸化極としてふるまっている第2接点に使用している金属材料よりも耐食性の低い金属材料を使用しても、検出性能が低下することがない。 According to the first aspect of the present invention, the metal material used for the second contact side serving as the oxidation electrode and the metal material used for the first contact serving as the reduction electrode are not equalized but reduced. The metal material used for the first contact acting as a pole is made of a metal material having lower corrosion resistance. That is, the first contact acting as the reduction electrode is basically difficult to oxidize or corrode, so that the first contact is equivalent to the metal material used for the second contact acting as the oxidation electrode. There is no need to use a metal material, and even if a metal material having a lower corrosion resistance than the metal material used for the second contact serving as the oxidation electrode is used for the first contact, the detection performance may deteriorate. Absent.
上記課題を解決するためになされた請求項2記載の液面レベルセンサは、電源側に一端が接続された、所定の抵抗を有する第1導体板と、グランド側に一端が接続された、所定の抵抗を有する第2導体板と、液面レベルの変位に応じて前記第1導体板上及び前記第2導体板上をそれぞれ摺動する、互いに電気的に接続された第1接点及び第2接点と、を有し、前記第1導体板及び前記第2導体板の一端から得られる電気量に基づいて、前記液面レベルを検出する液面レベルセンサであって、酸化極としてふるまっている前記第1導体板に使用する金属材料よりも、還元極としてふるまっている前記第2導体板に使用する金属材料の方を、耐食性の低い金属材料で構成した、ことを特徴とする。
The liquid level sensor according to
請求項2記載の発明によれば、酸化極としてふるまっている第1導体板側に使用する金属材料と、還元極としてふるまっている第2導体板に使用する金属材料を同等にするのではなく、還元極としてふるまっている第2導体板に使用する金属材料の方を、より耐食性の低い金属材料で構成している。すなわち、還元極としてふるまっている第2導体板は、基本的に酸化すなわち腐食しずらいので、この第2導体板にまで、酸化極としてふるまっている第1導体板に使用している金属材料と同等の金属材料を用いる必要はなく、この第2導体板に、酸化極としてふるまっている第1導体板に使用している金属材料よりも耐食性の低い金属材料を使用しても、検出性能が低下することがない。 According to the second aspect of the present invention, the metal material used for the first conductor plate serving as the oxidation electrode is not equivalent to the metal material used for the second conductor plate serving as the reduction electrode. The metal material used for the second conductor plate acting as the reducing electrode is made of a metal material having lower corrosion resistance. That is, the second conductor plate acting as the reduction electrode is basically difficult to oxidize or corrode, so the metal material used for the first conductor plate acting as the oxidation electrode up to the second conductor plate. It is not necessary to use a metal material equivalent to the above, and even if a metal material having lower corrosion resistance than the metal material used for the first conductor plate acting as the oxidation electrode is used for the second conductor plate, the detection performance Will not drop.
上記課題を解決するためになされた請求項3記載の液面レベルセンサは、請求項2記載の液面レベルセンサにおいて、酸化極としてふるまっている前記第2接点側に使用する金属材料よりも、還元極としてふるまっている前記第1接点に使用する金属材料の方を、耐食性の低い金属材料で構成した、ことを特徴とする。
The liquid level sensor according to claim 3, which has been made to solve the above-described problem, is a liquid level sensor according to
請求項3記載の発明によれば、請求項2記載の発明に加えて、酸化極としてふるまっている第2接点側に使用する金属材料よりも、還元極としてふるまっている第1接点に使用する金属材料の方を、耐食性の低い金属材料で構成している。
According to the invention described in claim 3, in addition to the invention described in
請求項1記載の発明によれば、酸化極としてふるまっている第2接点側に使用する金属材料と、還元極としてふるまっている第1接点に使用する金属材料を同等にするのではなく、還元極としてふるまっている第1接点に使用する金属材料の方を、より耐食性の低い金属材料で構成している。すなわち、還元極としてふるまっている第1接点は、基本的に酸化すなわち腐食しずらいので、この第1接点にまで、酸化極としてふるまっている第2接点に使用している金属材料(耐食性に優れるため高価である)と同等の金属材料を用いる必要はなく、この第1接点に、酸化極としてふるまっている第2接点に使用している金属材料よりも耐食性の低い金属材料を使用しても、検出性能が低下することがない。したがって、検出性能を低下させることなく、コストアップを抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, the metal material used for the second contact side serving as the oxidation electrode and the metal material used for the first contact serving as the reduction electrode are not equalized but reduced. The metal material used for the first contact acting as a pole is made of a metal material having lower corrosion resistance. That is, since the first contact acting as the reduction electrode is basically difficult to oxidize or corrode, the metal material used for the second contact acting as the oxidation electrode up to the first contact (corrosion resistance). It is not necessary to use a metal material equivalent to that which is expensive because of its superiority, and a metal material having lower corrosion resistance than the metal material used for the second contact acting as an oxidation electrode is used for the first contact. However, the detection performance does not deteriorate. Therefore, an increase in cost can be suppressed without degrading the detection performance.
請求項2記載の発明によれば、酸化極としてふるまっている第1導体板側に使用する金属材料と、還元極としてふるまっている第2導体板に使用する金属材料を同等にするのではなく、還元極としてふるまっている第2導体板に使用する金属材料の方を、より耐食性の低い金属材料で構成している。すなわち、還元極としてふるまっている第2導体板は、基本的に酸化すなわち腐食しずらいので、この第2導体板にまで、酸化極としてふるまっている第1導体板に使用している金属材料(耐食性に優れるため高価である)と同等の金属材料を用いる必要はなく、この第2導体板に、酸化極としてふるまっている第1導体板に使用している金属材料よりも耐食性の低い金属材料を使用しても、検出性能が低下することがない。したがって、検出性能を低下させることなく、コストアップを抑制することができる。 According to the second aspect of the present invention, the metal material used for the first conductor plate serving as the oxidation electrode is not equivalent to the metal material used for the second conductor plate serving as the reduction electrode. The metal material used for the second conductor plate acting as the reducing electrode is made of a metal material having lower corrosion resistance. That is, the second conductor plate acting as the reduction electrode is basically difficult to oxidize or corrode, so the metal material used for the first conductor plate acting as the oxidation electrode up to the second conductor plate. It is not necessary to use a metal material equivalent to (which is expensive because of excellent corrosion resistance), and this second conductor plate is a metal having a lower corrosion resistance than the metal material used for the first conductor plate acting as an oxidation electrode. Even if a material is used, the detection performance does not deteriorate. Therefore, an increase in cost can be suppressed without degrading the detection performance.
請求項3記載の発明によれば、請求項2記載の発明に加えて、酸化極としてふるまっている第2接点側に使用する金属材料よりも、還元極としてふるまっている第1接点に使用する金属材料の方を、耐食性の低い金属材料で構成している。したがって、検出性能を低下させることなく、よりコストアップを抑制することができる。
According to the invention described in claim 3, in addition to the invention described in
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明の実施形態に係る液面レベルセンサも、基本的な構造及び検出動作は、上記図4及び図5を用いた説明と同様であるので重複説明は省略する。但し、実施形態の液面レベルセンサは、第1接点120を構成する材料に大きな特徴がある。図1は、本発明の実施形態に係る液面レベルセンサの一部を概略的に示す図である。なお、図1は、図4に示したような構成の液面レベルセンサにおける、検出盤101の構成に対応するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The basic structure and detection operation of the liquid level sensor according to the embodiment of the present invention are the same as those described with reference to FIGS. However, the liquid level sensor of the embodiment has a great feature in the material constituting the
図1に示すように、実施形態の液面レベルセンサは、電源側に一端が接続された、所定の抵抗を有する第1導体板104と、グランド側に一端が接続された、所定の抵抗を有する第2導体板105と、液面レベルの変位に応じて第1導体板104上及び第2導体板105上をそれぞれ摺動する、互いに電気的に接続された第1接点120及び第2接点121と、を有する。そして、第1導体板104及び第2導体板105の一端から得られる電気量、例えば、抵抗値や電圧値に基づいて、液面レベルが検出される。
As shown in FIG. 1, the liquid level sensor of the embodiment has a
第1導体板104及び第2導体板105は、図5を用いて説明したように、第1導体板104側に抵抗体104bが含まれてもよいし、逆に、第2導体板105側に抵抗体が含まれてもよいし、両導体板104、105側に抵抗体が含まれてもよい。要は、第1導体板104及び第2導体板105の一端から得られる電気量に基づいて、液面レベルが検出されるようになっていればよい。
As described with reference to FIG. 5, the
本発明の特徴は、酸化還元反応に着目して、接点材料及び導体板材料を選定することであり、まず、図2及び図3を用いて、図1の還元極とふるまっている部位と、酸化極とふるまっている部位について考察する。図2(a)及び図2(b)は、第1導体板及び第2導体板の付着物を分析した結果を示すグラフである。図3(a)及び図3(b)は、第1接点及び第2接点の付着物を分析した結果を示すグラフである。なお、図2及び図3は共に、図1において、第1導体板104及び第2導体板105をAgPdを含有する金属材料で構成し、第1接点120及び第2接点121をCuNiを含有する金属材料で構成した場合の分析結果を示すものである。図2及び図3中、横軸はエネルギー(eV)であり、物質によりどの位置(エネルギー)にピークがでるかがわかっている。また、縦軸は、単位時間あたりのX線光子量(検出量)であり、物質の量が多いとこの縦軸の値が高くなる。
A feature of the present invention is to select a contact material and a conductive plate material by paying attention to an oxidation-reduction reaction. First, using FIG. 2 and FIG. 3, a portion that acts as the reduction electrode of FIG. Consider the part that behaves as an oxidation electrode. FIG. 2A and FIG. 2B are graphs showing the results of analyzing deposits on the first conductor plate and the second conductor plate. FIGS. 3A and 3B are graphs showing the results of analyzing the deposits on the first contact and the second contact. 2 and FIG. 3 both in FIG. 1, the
図2(a)及び図2(b)を比較すれば明らかなように、第1導体板104よりも第2導体板105の方が、接点材料であるCuNiのピークが明確であることがわかる。これは、第2導体板105が還元極、第2接点121が酸化極としてふるまっていることを示している。
As is clear by comparing FIG. 2A and FIG. 2B, the
また、図3(a)及び図3(b)を比較すれば明らかなように、第2接点121よりも第1接点120の方が、導体板材料であるAgPdのピークが明確であることがわかる。これは、第1接点120が還元極、第1導体板104が酸化極としてふるまっていることを示している。
Further, as is clear from comparison between FIG. 3A and FIG. 3B, the
以上整理すると、図1において、酸化極としてふるまっているのは、第2接点121及び第1導体板104であり、逆に、還元極としてふるまっているのは、第1接点120及び第2導体板105であることがわかる。
In summary, in FIG. 1, the
したがって、酸化極としてふるまっている第2接点121及び第1導体板104を、最も酸化(ガソリン中では硫化)、腐食しずらい金単体、金を含有する金属材料、或いは、耐食性の優れた高価な金属材料で構成し、還元極としてふるまっている第1接点120及び第2導体板105は、いずれの金属でも酸化、腐食はしずらいので、敢えて高価な金属材料を用ないようにしている。よって、両接点及び両導体板に対して共に金等の耐食性の優れた高価な金属材料を使用しなくても、両接点及び両導体板共に腐食防止され、良好な検出性能を維持できる。各接点及び各導体板の材料については、後で例示する。
Therefore, the
なお、従来は、各導体板と各接点との間の付着現象を、両者の硬さや接圧に基づく磨耗現象で説明することが試みられていたが、これでは上述のような両接点での付着現象の違いは説明しきれず放置されていた。そこで、本発明は、酸化還元現象に着目することにより、付着現象の違いを解明して、これを接点及び導体板の材料の選定に応用したものである。 In the past, attempts have been made to explain the adhesion phenomenon between each conductor plate and each contact point based on the wear phenomenon based on the hardness and contact pressure of the two. The difference in the adhesion phenomenon could not be explained and was left alone. Therefore, the present invention focuses on the oxidation-reduction phenomenon, elucidates the difference in the adhesion phenomenon, and applies this to the selection of the material for the contact and the conductor plate.
一例として、還元極とふるまっている第1接点120は、ニッケル(Ni)及び銅(Cu)を含有する比較的耐食性の低い安価な金属材料で構成可能となる。例えば、第1接点120として、CuNi合金、CuZnNi合金、AgCuNi合金といった比較的耐食性の低い安価な金属材料が使用可能となる。なお、この場合、酸化極とふるまっている第2接点121としては、耐食性の高いAu単体、AuPd、AuCoといったAu系合金を用いることが好ましい。Au以外では、Pt、W等でも可能であるが、いずれも高価である。
As an example, the
また、還元極とふるまっている第2導体板105は、パラジウム(Pd)を含有する比較的耐食性の低い安価な金属材料で構成可能となる。例えば、第2導体板105として、は低PdのAg・Pdといった比較的耐食性の低い安価な金属材料が使用可能となる。なお、この場合、酸化極とふるまっている第1導体板104としては、耐食性の高いAu系合金やPtを用いることが好ましい。Au以外では、Pt、W等でも可能であるが、いずれも高価である。
Further, the
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、酸化還元反応に着目して、酸化極としてふるまっている第2接点121、第1導体板104側に使用する金属材料と、還元極としてふるまっている第1接点120、第2導体板105に使用する金属材料を同等にするのではなく、還元極としてふるまっている第1接点120、第2導体板105に使用する金属材料の方を、耐食性の低い安価な金属材料で構成している。すなわち、還元極としてふるまっている第1接点120、第2導体板105は、基本的に酸化すなわち腐食しずらいので(ガソリン中でも同様)、第1接点120、第2導体板105にまで、酸化極としてふるまっている第2接点121、第1導体板104に使用している耐食性に優れた高価な金属材料と同等の金属材料を用いる必要はなく、この第1接点120、第2導体板105に、酸化極としてふるまっている第2接点121、第1導体板104に使用している金属材料よりも耐食性の低い金属材料を使用しても、検出性能が低下することがない。したがって、2接点タイプの液面レベルセンサにおいて、検出性能を低下させることなく、コストアップを抑制することができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, focusing on the oxidation-reduction reaction, the
なお、本発明の液面レベルセンサは、車載用のみならず、地上に固定されたバルク等の残量検出にも適用可能である。 The liquid level sensor of the present invention can be applied not only to in-vehicle use but also to detection of a remaining amount such as a bulk fixed on the ground.
100 液面レベルセンサ
101 検出盤
104 第1導体板
105 第2導体板
120 第1接点
121 第2接点
100
Claims (3)
グランド側に一端が接続された、所定の抵抗を有する第2導体板と、
液面レベルの変位に応じて前記第1導体板上及び前記第2導体板上をそれぞれ摺動する、互いに電気的に接続された第1接点及び第2接点と、を有し、
前記第1導体板及び前記第2導体板の一端から得られる電気量に基づいて、前記液面レベルを検出する液面レベルセンサであって、
酸化極としてふるまっている前記第2接点側に使用する金属材料よりも、還元極としてふるまっている前記第1接点に使用する金属材料の方を、耐食性の低い金属材料で構成した、
ことを特徴とする液面レベルセンサ。 A first conductor plate having a predetermined resistance and having one end connected to the power supply side;
A second conductor plate having a predetermined resistance and having one end connected to the ground side;
A first contact and a second contact that are electrically connected to each other and slide on the first conductor plate and the second conductor plate in response to a displacement at a liquid level;
A liquid level sensor that detects the liquid level based on the amount of electricity obtained from one end of the first conductor plate and the second conductor plate,
The metal material used for the first contact acting as the reduction electrode is made of a metal material having low corrosion resistance, rather than the metal material used for the second contact side acting as the oxidation electrode.
A liquid level sensor characterized by that.
グランド側に一端が接続された、所定の抵抗を有する第2導体板と、
液面レベルの変位に応じて前記第1導体板上及び前記第2導体板上をそれぞれ摺動する、互いに電気的に接続された第1接点及び第2接点と、を有し、
前記第1導体板及び前記第2導体板の一端から得られる電気量に基づいて、前記液面レベルを検出する液面レベルセンサであって、
酸化極としてふるまっている前記第1導体板に使用する金属材料よりも、還元極としてふるまっている前記第2導体板に使用する金属材料の方を、耐食性の低い金属材料で構成した、
ことを特徴とする液面レベルセンサ。 A first conductor plate having a predetermined resistance and having one end connected to the power supply side;
A second conductor plate having a predetermined resistance and having one end connected to the ground side;
A first contact and a second contact that are electrically connected to each other and slide on the first conductor plate and the second conductor plate in response to a displacement at a liquid level;
A liquid level sensor that detects the liquid level based on the amount of electricity obtained from one end of the first conductor plate and the second conductor plate,
The metal material used for the second conductor plate serving as the reduction electrode is made of a metal material having low corrosion resistance, rather than the metal material used for the first conductor plate serving as the oxidation electrode.
A liquid level sensor characterized by that.
酸化極としてふるまっている前記第2接点側に使用する金属材料よりも、還元極としてふるまっている前記第1接点に使用する金属材料の方を、耐食性の低い金属材料で構成した、
ことを特徴とする液面レベルセンサ。 The liquid level sensor according to claim 2,
The metal material used for the first contact acting as the reduction electrode is made of a metal material having low corrosion resistance, rather than the metal material used for the second contact side acting as the oxidation electrode.
A liquid level sensor characterized by that.
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