JP5590695B2 - 摺動式液面レベルセンサの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、自動車やオートバイ、バス、トラック等の各種車両の燃料タンク内に収容されているガソリンや軽油等の燃料の残量を検知する摺動式液面レベルセンサの製造に関する。
従来、自動車の燃料タンクの燃料の液面レベル（残量）を検出する液面レベルセンサとして、燃料の液面に浮遊し、液面レベルに応じて上下移動するフロートによって摺動アームを抵抗板上で摺動させ、液面レベルを電位差に変換して液面レベルを検出するようにした摺動式液面レベルセンサが知られている（例えば特許文献１参照）。
図１は摺動式液面レベルセンサの一例を示す概略構成図であるが、摺動式液面レベルセンサ１００は、燃料タンク内の燃料の液面に浮遊して液面の変位に応じて上下移動するフロート１０と、フロートアーム１１と、抵抗板１２と、摺動体１３とを備える。
より具体的には、フロートアーム１１の先端に、燃料タンク内で燃料の液面に浮かぶフロート１０が支持されている。図１において紙面と垂直方向に曲げられたフロートアーム１１の基端側は、フレーム１５に設けられた軸受け部（不図示）に回動自在に支持されている。フレーム１５には、抵抗板１２と、フロートアーム１１の回転に連動して抵抗板１２上をスライドする摺動体１３とが設けられている。
抵抗板１２には、銀パラジウム等からなる導電パターン２０が設けられている。導電パターン２０は、絶縁基板１２Ａ上に形成された弧状の第１摺動部２１と、弧状の第２摺動部２２とからなる。第１摺動部２１は、摺動体１３の摺動方向に間隔を置いて複数条の電極２３を弧状に配置し、全電極２３を横断するように被覆する帯状の抵抗体２４を形成して構成されている。第２摺動部２２は、複数条の電極を弧状に配置し、各電極の上端及び下端を連結して構成されている。また、第１摺動部２１及び第２摺動部２２は、出力端子３０、３１にそれぞれ電気的に接続されている。
摺動体１３は、アームホルダ２５と、バネ状のコンタクト片の先端部に設けられた第１接点２７及び第２接点２８とを備える。第１接点２７が第１摺動部２１上を摺動し、第２接点２８が第２摺動部２２上を摺動する。そして、両接点２７、２８間に生じた電圧からフロートアーム１３の変位量を求めてフロート１０の位置を検出する。
従来の摺動式液面レベルセンサでは、接点を銅系導電性材料で形成し、摺動部と摺動する面に金または金合金からなるメッキ層で被服して摺動部との接触抵抗を低げたり、出荷時など実使用時までの期間における接触信頼性を得ている。しかしながら、メッキ層の厚さは通常１μｍ程度であり、液面レベルセンサを作動させると短期間で消失してしまい、金または金合金による接触信頼性は極く初期に限られている。
接点全体を金または金合金で形成することも考えられるが、非常に高価になる。
そこで、本発明は、金または金合金によるメッキ層を形成した接点に比べて接触信頼性を長く維持でき、更に金または金合金製の接点に比べて安価な摺動式液面レベルセンサを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は下記の摺動式液面レベルセンサの製造方法を提供する。
（１）抵抗体の絶縁基板上の摺動部を構成する電極上を、燃料の液面を浮遊するフロートの変位に連動する摺動体に設けられた接点が摺動することにより、燃料タンク内における燃料の残量を検知する摺動式液面レベルセンサの製造方法において、
前記抵抗体の形成は、
一つの絶縁基板上の複数個所に、各摺動式液面レベルセンサの前記摺動部を構成する導電性材料からなる複数条の電極を形成する工程と、
前記電極の表面に金または金合金からなる塊を押し付けながら摺動させ、前記電極の微細な凹部に金または金合金が押し込まれるように、金または金合金を転着させる工程と、
前記絶縁基板を、個々の摺動式液面レベルセンサ用に分割する工程と
を含み、
前記接点は、金または金合金でメッキされていない導電性材料からなる
ことを特徴とする摺動式液面レベルセンサの製造方法。
（１）抵抗体の絶縁基板上の摺動部を構成する電極上を、燃料の液面を浮遊するフロートの変位に連動する摺動体に設けられた接点が摺動することにより、燃料タンク内における燃料の残量を検知する摺動式液面レベルセンサの製造方法において、
前記抵抗体の形成は、
一つの絶縁基板上の複数個所に、各摺動式液面レベルセンサの前記摺動部を構成する導電性材料からなる複数条の電極を形成する工程と、
前記電極の表面に金または金合金からなる塊を押し付けながら摺動させ、前記電極の微細な凹部に金または金合金が押し込まれるように、金または金合金を転着させる工程と、
前記絶縁基板を、個々の摺動式液面レベルセンサ用に分割する工程と
を含み、
前記接点は、金または金合金でメッキされていない導電性材料からなる
ことを特徴とする摺動式液面レベルセンサの製造方法。
本発明の摺動式液面レベルセンサは、摺動部の電極に金または金合金が転着されているため、金または金合金による接点信頼性を確保でき、しかも電極の微細な凹部に金または金合金が入り込むため前記接点信頼性をより長期に維持できる。更には、接点が導電性材料からなるため、金または金合金製の接点に比べて安価となる。
以下、本発明に関して詳細に説明する。
本発明において、摺動式液面レベルセンサの構造、構成には制限がなく、例えば、図１に示した摺動式液面レベルセンサ１００を例示することができる。そして、本発明では、抵抗板１２を下記に示す工程に従い形成する。
図２に基本的な工程のフローチャートを示すが、抵抗板１２の形成に当たり、先ず、従来と同様にして絶縁基板１２Ａ上に第１摺動部２１及び第２摺動部２２をそれぞれ形成して導体パターン２０を形成する。
絶縁基板１２Ａには、例えば、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＢｅＯ、ＢＮ、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ムライト、ステアタイト、コーディライト等のセラミックス基板、あるいはガラスエポキシ基板等を使用できる。
この絶縁基板１２Ａの上に、導電ペーストを用いて弧状に印刷し、レベリング処理した後、乾燥、焼成する。導電ペーストとして、例えば、銀、パラジウム、コバルト、ニッケル、タングステン、モリブデン、金、白金等の粉末をそれぞれ単独で、あるいは複数種を適宜組み合わせ、ソーダガラスや硼珪酸ガラスとともに溶剤に分散させたものを使用できる。中でも、銀粉とパラジウム粉末とを含む導電ペーストが好ましい。パラジウムは耐蝕性や耐摩耗性に優れる金属である。また、印刷法としてはスクリーン印刷が好ましく、レベリング処理は室温で数分〜数十分程度放置すればよい。焼成条件は、ガラスの種類に応じて適宜選択する。
第1摺動部２１には、上記で形成された電極２３を横断するように抵抗体２４が形成される。抵抗体２４を形成するには、例えば、酸化ルテニウム粉末とガラスフリットとを分散混練した抵抗ペーストを用いて電極２３上に印刷し、レベリング処理した後、乾燥、焼成する。酸化ルテニウムは、耐硫化性に優れ、エタノールやメタノール等の電解液に晒されても電気分解による劣化や腐食が生じ難いという利点を有する。また、印刷法としてはスクリーン印刷が好ましく、レベリング処理は室温で数分〜数十分程度放置すればよい。焼成条件は、ガラスの種類に応じて適宜選択する。
焼成後に、抵抗体２４に、レーザートリミング等のトリミング処理を行って所定の抵抗値に調整する。そして、トリミング処理後、検査工程に送られる。
これらの一連の工程により抵抗板１２が得られるが、本発明では更に第１摺動部２１及び第２摺動部２２に金または金合金を転着させる。転着は、金または金合金の塊を各摺動部２１，２２の表面に押し付けながら摺動させればよい。
金または金合金の転着量には制限はないが、転着量が多いほど効果が高まる。一方で、転着量が多くなると金または金合金の使用量が多くなり、コスト高となる。また、金または金合金の転着状況は、目視で十分に確認できる。
各摺動部を形成する電極には微細な凹凸が多数形成されており、転着により金または金合金がこれらの凹部にも押し込まれるため、金または金合金をメッキした場合に比べて付着が多く、耐久性に優れる。また、金または金合金が各摺動部の表面に点状に散在するため、使用量が少なくて済むという利点も有する。
実際の抵抗体１２の製造では、大面積の絶縁基板１２Ａを用い、第１摺動２１及び第２摺動部２２を一度に多数箇所に形成した後、所定の大きさに分割する。そのため、分割した個々の抵抗板１２に対して金または金合金を転着してもよいし、大面積の絶縁基板１２Ａに多数形成した第１摺動部２１及び第２摺動部２２に対して金または金合金を一度に転着し、その後分割してもよい。
本発明において、摺動式液面レベルセンサ１００を構成する抵抗板１２以外の部材には制限がないが、第１摺動部２１及び第２摺動部２２に金または金合金を転着させたため、摺動体１３の接点２７，２８を金または金合金製にしたり、金または金合金でメッキする必要はない。これまで接点材料には、燃料と接触するため、耐硫化性を有することから銅ニッケル合金が多用されているが、金または金合金メッキを施すことなく、そのままで接点２７，２８を形成することができる。接点２７，２８が摺動部上を摺動した際に、誘導部２１，２２に転着した金または金合金が接点２７，２８へと転移することもあり、接点２７，２８は金または金合金で部分的に被覆された状態となり、導通が良くなったり、接点２７，２８の酸化や硫化を防ぐことができるようになる。
摺動式液面レベルセンサ１００は、上記の抵抗板１２、摺動体１３、フロートアーム１１、フロート１０等を組み立てて得られる。上記では、金または金合金を抵抗板１２の製造時に転着していたが、摺動式液面レベルセンサ１００の組み立て時の任意の時点で金又は金合金を転着してもよい。
以下に試験例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
（実施例１）
銀粉、パラジウム粉及びソーダガラスを含有する導電ペーストをスクリーン印刷法により絶縁基板に印刷、レベリング処理、乾燥、焼成して第１摺動部及び第２摺動部を形成した。次いで、酸化ルテニウムを含有する抵抗ペーストをスクリーン印刷法により第１摺動部を横断するように印刷、レベリング処理、乾燥、焼成して抵抗体を作製した。
銀粉、パラジウム粉及びソーダガラスを含有する導電ペーストをスクリーン印刷法により絶縁基板に印刷、レベリング処理、乾燥、焼成して第１摺動部及び第２摺動部を形成した。次いで、酸化ルテニウムを含有する抵抗ペーストをスクリーン印刷法により第１摺動部を横断するように印刷、レベリング処理、乾燥、焼成して抵抗体を作製した。
上記の抵抗板の第１摺動部及び第２摺動部の表面に、金の棒状体を押し付けながら複数回往復して摺動させて金を転着させた。
そして、上記の抵抗板、銅ニッケル製で金メッキしていない接点を有する摺動体を用いて摺動式液面レベルセンサＡを作製した。
（比較例１）
金を転着してない実施例１と同一の抵抗板と、銅ニッケル製で１μｍの厚さで金メッキを施した接点を有する摺動体を用いて摺動式液面レベルセンサＢを作製した。
金を転着してない実施例１と同一の抵抗板と、銅ニッケル製で１μｍの厚さで金メッキを施した接点を有する摺動体を用いて摺動式液面レベルセンサＢを作製した。
（耐久性試験）
摺動式液面レベルセンサＡ，Ｂを燃料タンクに装着し、この燃料タンクにガソリンを満タンに注入し、ポンプを用いてガソリンの液面を変動させて接点と摺動部とを摺接させた後、燃料タンクから取り出して接点及び抵抗板の摺動部を観察した。
摺動式液面レベルセンサＡ，Ｂを燃料タンクに装着し、この燃料タンクにガソリンを満タンに注入し、ポンプを用いてガソリンの液面を変動させて接点と摺動部とを摺接させた後、燃料タンクから取り出して接点及び抵抗板の摺動部を観察した。
摺動液面レベルセンサＡでは抵抗板の摺動部に転着させた金が残存していた。また、接点にも転移したと思われる金が点在していた。これに対し摺動式液面レベルセンサＢでは、摺動部の摩耗が見られた。
また、摺動式液面レベルセンサＡ，Ｂを燃料タンクに再度装着し、満タン状態からポンプでガソリンを吸引して液面を連続的に降下させ、そのときの電圧の変化を測定した。摺動式液面レベルセンサＡでは目立った測定値（液面）の変動が見られないのに対し、摺動式液面レベルセンサＢでは、摺動部の摩耗に起因すると思われる測定値の大きな変動が見られた。
１０：フロート
１１：フロートアーム
１２：抵抗板
１２Ａ：基板
１３：摺動体
２０：導電パターン
２１：第１摺動部
２２：第２摺動部
２３：電極
２４：抵抗体
２７：接点
２８：接点
１００：摺動式液面レベルセンサ
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２３：電極
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２７：接点
２８：接点
１００：摺動式液面レベルセンサ
Claims (1)
- 抵抗体の絶縁基板上の摺動部を構成する電極上を、燃料の液面を浮遊するフロートの変位に連動する摺動体に設けられた接点が摺動することにより、燃料タンク内における燃料の残量を検知する摺動式液面レベルセンサの製造方法において、
前記抵抗体の形成は、
一つの絶縁基板上の複数個所に、各摺動式液面レベルセンサの前記摺動部を構成する導電性材料からなる複数条の電極を形成する工程と、
前記電極の表面に金または金合金からなる塊を押し付けながら摺動させ、前記電極の微細な凹部に金または金合金が押し込まれるように、金または金合金を転着させる工程と、
前記絶縁基板を、個々の摺動式液面レベルセンサ用に分割する工程とを含み、
前記接点は、金または金合金でメッキされていない導電性材料からなる
ことを特徴とする摺動式液面レベルセンサの製造方法。
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