(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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導体板上及び第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１２０及び第２接点１２１と、を有し、第１導体板及び第２導体板の一端から得られる電気量に基づいて、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第２接点１２１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１２０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する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
ことを特徴とする液面レベルセンサ。
【請求項２】
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、
ことを特徴とする液面レベルセンサ。
【請求項３】
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、
ことを特徴とする液面レベルセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【特許文献１】特開２００３−６５８２７号公報
【特許文献２】特開２００２−２０２１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【発明の効果】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】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。
【図２】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】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。
【図４】この種の液面レベルセンサの全体概略図である。
【図５】この種の液面レベルセンサの部分正面図である。
【符号の説明】
【００３４】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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