(57)【要約】【課題】  半田を使わずに信頼性の高い電気的接続を行うことが可能な液面検出装置を提供する。【解決手段】  液面に浮くフロートと、このフロートの変動に応じた電気信号を出力する硬質配線基板５と、硬質配線基板５が固定されるフレーム４と、硬質配線基板５に形成された接続用のランド８と外部回路とを接続する端子９とを備え、端子９がランド８と電気的に接続される接触片４４を有し、端子９に接触片４４の反接触方向への移動を防止する移動防止部Ｄを複数箇所設けた。【選択図】  図７
2005241532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液面に浮くフロートと、前記フロートの変動に応じた電気信号を出力する硬質配線基板と、前記硬質配線基板が固定されるフレームと、前記硬質配線基板に形成された接続用のランドと外部回路とを接続する端子とを備え、
前記端子が前記ランドと電気的に接続される接触片を有し、
前記端子に前記接触片の反接触方向への移動を防止する移動防止部を複数箇所設けたことを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
前記接触片が前記ランドと接触する接触部を有し、前記移動防止部が前記接触片の前記反接触方向への移動を防止する第１の移動防止部と、前記接触部の前記反接触方向への移動を防止する第２の移動防止部とからなることを特徴とする請求項１記載の液面検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液面検出装置に関するもので、特にフロートを備えた液面検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の液面検出装置にあっては、例えば下記特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載の液面検出装置は、絶縁基板上に抵抗体を印刷し、前記抵抗体上を燃料タンク内の液面に浮かぶフロートの移動に応じて摺動接点が移動する構成で、前記絶縁基板上の抵抗体に接続される出力取出用の端子の接続部先端に、前記絶縁基板端部を挟持するバネ性を持った一対の取付片を離間して設け、前記端子の接続部を前記絶縁基板に半田付けしたものである。
【特許文献１】実開昭６２−１９２２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の液面検出装置の場合、前記端子と前記絶縁基板との接続に半田付けを行うには、半田付けの工程が必要になり、作業効率が悪く、コスト上昇を招くという問題点があった。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、半田を使わずに信頼性の高い電気的接続を行うことが可能な液面検出装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、液面に浮くフロートと、前記フロートの変動に応じた電気信号を出力する硬質配線基板と、前記硬質配線基板が固定されるフレームと、前記硬質配線基板に形成された接続用のランドと外部回路とを接続する端子とを備え、前記端子が前記ランドと電気的に接続される接触片を有し、前記端子に前記接触片の反接触方向への移動を防止する移動防止部を複数箇所設けたことを特徴とする。
【０００５】
また本発明は、前記接触片が前記ランドと接触する接触部を有し、前記移動防止部が前記接触片の前記反接触方向への移動を防止する第１の移動防止部と、前記接触部の前記反接触方向への移動を防止する第２の移動防止部とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、初期の目的を達成でき、半田を使わずに信頼性の高い電気的接続を行うことが可能な液面検出装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１から図９は、本発明の一実施形態を示すものである。
【０００８】
本実施形態による液面検出装置１は、図示しない燃料タンク内に配置されるものである。前記燃料タンク内には燃料などの液体が貯められている。液面検出装置１は、図１〜図４に示すように前記液体の液面に浮く図示しないフロートと連動するフロートアーム２と、このフロートアーム２の回動に伴って動くアームホルダ３と、このアームホルダ３を回動可能に軸支するフレーム４と、このフレーム４に固定される硬質配線基板５と、この硬質配線基板５上を摺動する摺動接点６と、この摺動接点６を有しアームホルダ３に固定される接点保持部材７と、硬質配線基板５に形成されたランド８と電気的に接続する端子９と、この端子９と図示しない外部回路とを接続するリード線１０とを備えている。
【０００９】
液面検出装置１は、前記液面の変動に伴い前記フロート、フロートアーム２及びアームホルダ３を介して摺動接点６が硬質配線基板５上を摺動することで硬質配線基板５に設けた図示しない抵抗体によって生じる電気出力をリード線１０により、図示しない外部回路に出力するものである。
【００１０】
フロートアーム２は金属製の棒状で、その先端に前記フロートを備えている。また、他方の端部１１は折り曲げられている。
【００１１】
アームホルダ３は合成樹脂材料からなり、図２に示すように、回動支点となる支軸部１２を備えている。この支軸部１２は胴部１３を備えており、胴部１３の両端には軸部１４が設けられている。また、支軸部１２の軸方向の中心には貫通した孔１５が形成されており、この孔１５の軸方向に対して垂直方向の断面形状は「Ｄ」字形状であり、アームホルダ３をフレーム４に組み付けるときのアームホルダ３の動きを阻止する仮固定部である。なお、支軸部１２の軸部１４はフレーム４の後述する一対の軸受部によって軸支される。
【００１２】
また、アームホルダ３の胴部１３に保持腕片１６が突出形成されており、この保持腕片１６は胴部１３（支軸部１２）の軸方向に対して垂直方向に突出している。
【００１３】
アームホルダ３にはフロートアーム２が固定されている。詳しくは、アームホルダ３の保持腕片１６には、フロートアーム２を保持する係止片１７と支持部１８とが設けられている。係止片１７は、その断面形状が略「Ｃ」字形状からなり、図３で示すように水平方向に開放している開口１９を備えている。また、支持部１８は、図２に示すようにフロートアーム２の折り曲げられた端部１１が貫通する貫通孔２０を備えている。この係止片１７と支持部１８とによってフロートアーム２はアームホルダ３に位置決め固定されている。
【００１４】
また、保持腕片１６の背面には接点保持部材７が固定されている。この接点保持部材７は熱溶着部２１によって固定されている。接点保持部材７は金属材料からなり、この接点保持部材７には、硬質配線基板５上を摺動する摺動接点６がプレス加工により形成されている。なお、本実施形態においては、摺動接点６は３つの接点を１組とした接点群を２組備えている（図５参照）。
【００１５】
フレーム４は合成樹脂材料からなり、第１フレーム４ａと第２フレーム４ｂとから構成されている。第１フレーム４ａは配線基板５の周囲を囲む壁部２２を備え、図２で示すように、上方が開放した箱形状であり、その内部に硬質配線基板５を収納している。第２フレーム４ｂは平板状で、窓２３を備えており、この窓２３を通じてフロートアーム２やアームホルダ３の一部を露出するものである。この第１，第２フレーム４ａ，４ｂそれぞれにはアームホルダ３を回動可能に軸支するために、アームホルダ３の軸部１４を受ける第１，第２の軸受部２４，２５が形成されている。この第１，第２の軸受部２４，２５間にフロートアーム２と接点保持部材７とを備えたアームホルダ３の保持腕片１６が位置している。
【００１６】
第２フレーム４ｂには図３に示すように、係止爪２６を備えた弾性片２７が設けられており、図３では、弾性片２７は２つしか示されていないが、本実施形態では、弾性片２７は４つ設けられている。第１フレーム４ａには、係止爪２６が係合する係止部２８が同じく４つ設けられている。また、第１フレーム４ａには図１に示すように、４本のピン２９，３０が突出形成されており、第２フレーム４ｂにはこのピン２９，３０が貫通する孔３１，３２が設けられている。なお、ピン２９，３０と孔３１，３２とは溶着固定部を構成し、ピン２９，３０は孔３１，３２に挿入後、熱溶着して固定される。また、ピン２９と孔３２は位置決め部材をも兼ねている。
【００１７】
第１，第２フレーム４ａ，４ｂの組み付け固定は、係止爪２６と係止部２８とを係合させて仮固定し、孔３１，３２から露出したピン２９，３０の端部を熱溶着により変形させることで完了する。
【００１８】
また、第１フレーム４ａには、第１の軸受部２４の近傍にピン（突出壁）３３を備えており、第２フレーム４ｂには、第２の軸受部２５の近傍に孔３４を備えている。このピン３３と孔３４は図２に示すように凹凸嵌合し、ピン３３を孔３４に挿入することにより、各フレーム４ａ，４ｂの位置決めを行うものであると共に、第１，第２の軸受部２４，２５の近傍に設けたことにより、第１，第２の軸受部２４，２５の軸心がずれないようにするものである。
【００１９】
なお、第１フレーム４ａに設けた壁部２２の内、図２中の左側の壁部２２にその一部を切り欠いた切り欠き３５が形成されている。この切り欠き３５の両端には、フロートアーム２の回動範囲を規制する当接部３６を備えている。当接部３６はフロートアーム２が当接することで、フロートアーム２の回動範囲を規制するものである。なお、フロートアーム２ではなく、アームホルダ３が当接部３６に当接し、回動範囲を規制するものであってもよい。そして、切り欠き３５は、第１フレーム４ａと第２フレーム４ｂとを組み付けた状態でガイド部３７を構成するものである（図２参照）。このガイド部３７により、フロートアーム２は回動軸方向の動きを抑えることができる。また、当接部３６の近傍にはピン３０と孔３２が設けられている。このために、フロートアーム２に回動軸方向に過度の力が加わり、ガイド部３７に当たり第１，第２フレーム４ａ，４ｂに力が加わっても、当接部３６の近傍にピン３０，３２を配置したことにより、係止爪２６と係止部２８の係合も外れない強固な構造を得ることができる。
【００２０】
第１，第２フレーム４ａ，４ｂへのアームホルダ３の組み付けを以下に説明する。第１フレーム４ａの第１の軸受部２４に、アームホルダ３の軸部１４を挿入する。この状態ではアームホルダ３が動いてしまい、第２フレーム４ｂを第１フレーム４ａに組み付けることができない。そこで、アームホルダ３の孔１５に組み立て補助具である図示しないピンを挿入し、アームホルダ３の動きを阻止する。アームホルダ３を仮固定した状態で、第２フレーム４ｂを第１フレーム４ａに組み付ける。第２フレーム４ｂを第１フレーム４ａに組み付けると同時に、第２フレーム４ｂの第２の軸受部２５にアームホルダ３の軸部１４が挿入されて、第１，第２フレーム４ａ，４ｂへのアームホルダ３の組み付けが完了する。
【００２１】
フロートアーム２のアームホルダ３への組み付けは、第１，第２フレーム４ａ，４ｂにアームホルダ３を組み付けた状態で行われる。これは、液面検出装置１を他機種に適用する場合に、フロートアーム２が機種毎に長さなどの形状が異なるため、製造工程を共通化し組み立て性をよくするためである。
【００２２】
フロートアーム２のアームホルダ３への組み付け方法は、ガイド部３７からフレーム４内に挿入され、次いで、図６で示すように、フロートアーム２をアームホルダ３に対して矢印方向に組み付けるものである。つまり、フロートアーム２の端部１１を支持部１８の貫通孔２０に挿入し、同時にアームホルダ３の係止片１７を弾性変形させてフロートアーム２がアームホルダ３に組み付けられる。以上のように組み付けることにより、フロートアーム２をアームホルダ３に容易に組み付けることができる。このフロートアーム２をアームホルダ３に組み付けるときに、アームホルダ３が軸部１４を中心として回動しないように、窓２３からアームホルダ３の回動を阻止する図示しない組み立て補助具を挿入して、フロートアーム２を組み付けている間、アームホルダ３を保持している。
【００２３】
なお、図示はしていないが、アームホルダ３の孔１５に組み立て補助具を挿入し、アームホルダ３の回動を阻止するようにしても良い。この場合、第２フレーム４ｂの窓２３を設けなくてもよい。
【００２４】
硬質配線基板５はセラミックスからなり、第１フレーム４ａに固定されている。第１フレーム４ａには、矩形の硬質配線基板５の相対する一辺にそれぞれ係止する係止爪３８，３９を備えた弾性片４０，４１を備えている。この係止爪３８，３９を備えた弾性片４０，４１により、硬質配線基板５は第１フレーム４ａの壁部２２に設けられた突起４２に押しつけられて固定される。
【００２５】
また、硬質配線基板５は、その表面に細い電極を複数本、櫛歯状に配置した電極群４３と、この電極群４３を構成する電極の跨がって設けられる抵抗体（図示しない）と、端子９が電気的に接続するランド８とを備えている。電極群４３を構成する電極とランド８の材質は、銀パラジウム合金であり、前記抵抗体の材質は、酸化ルテニウムである。また、本実施形態においては、ランド８の表面には、金からなる表面層が形成されている。これら電極群４３やランド８や前記抵抗体並びに前記表面層は印刷にて形成後、焼成される。
【００２６】
端子９は導電性の板状の金属を、打ち抜き、折り曲げるなどの加工を施して形成したものである。本実施形態では、燐青銅にて形成されており、その表面に金メッキが施されている。
【００２７】
端子９は、図４に示すように硬質配線基板５のランド８と接触する弾性を有する接触片４４を備えている。
【００２８】
この接触片４４は、図７に示すように端子９と一体に形成されており、その先端部近傍の接触部４５には、筋状の切り欠き部４６を設けたことにより、２つに分岐している。この２つに分岐した接触部４５で確実にランド８に接触する構造である。
【００２９】
そして、端子９には接触部４５がランド８に接触する際に、接触部４５の前記接触方向とは反対側である反接触方向（図８中、上側）への移動を防止する移動防止部Ｄが一対の側面４７に２箇所設けられている。すなわち、本実施形態では移動防止部Ｄが接触片４４の中間部の上側に位置する保持片である第１の移動防止部４８と、後述する第２ガイドである第２の移動防止部とによって構成されている。これら第１の移動防止部４８、前記第２の移動防止部は接触片４４と当接し接触片４４が過度に弾性変形しないようにするものである。
【００３０】
なお、接触片４４の中間部には、図８や図９に示すように接触方向に折れ曲がった屈曲部４９が形成されており、この屈曲部４９が接触部４５とほぼ同じ高さなるように設定されている。そして、この屈曲部４９の表面側に保持片（第１の移動防止部）４８が位置している。
【００３１】
また、各側面４７には、硬質配線基板５の端部を保持するための略「コ」字形状からなる一対の保持部５０が形成されており、この保持部５０に硬質配線基板５の端部を挿入することで硬質配線基板５と端子９を位置決めして、且つ接触部４５が硬質配線基板５（ランド８）に確実に接続するようになっている。
【００３２】
そして、各保持部５０は硬質配線基板５の端部底面側を案内する一対の第１ガイド部５０ａと、硬質配線基板５の端部表面側を案内すると共に端子９と硬質配線基板５との組み付け時に接触部４５の前記反接触方向への移動を防止する一対の第２ガイド部（第２の移動防止部）５０ｂとを備えている。この場合、一対の第２ガイド部５０ｂはその先端側が先細りとなるように略「ハ」の字形状に折り曲げ加工されており、それぞれ各接触部４５の上側に位置している（図７参照）。
【００３３】
５１はフレーム４からの抜け止め用の係合部である突起であり、突起５１は端子９に一体に形成されている。また、この突起５１は弾性を有している。
【００３４】
また、図３中、フレーム４を構成する第１フレーム４ａには、端子９を収納する収納部５２が設けられており、この収納部５２内に突起５１が係合する係止部５３が設けられている。そして、突起５１が係止部５３に係合することで、端子９が第１フレーム４ａから抜けないように保持される。
【００３５】
５４はリード線１０の導電線１０ａを固定し、端子９と電気的な接続を行う第１固定部であり、５５はリード線１０の被覆部１０ｂを固定する第２固定部であり、第１，第２固定部５４，５５とも変形させて固定するものである。このように構成することにより、端子９と図示しない外部回路とをリード線１０を介して接続する。
【００３６】
また、端子９同士は互いに接触しないように、第１フレーム４ａに端子９毎に収納部５２を形成し、収納部５２間に隔離壁５６を備えている（図１参照）。また、この隔離壁５６は、端子９を第１フレーム４ａ（収納部５２）に取り付けるときの案内部材の役割を果たすこととなる。
【００３７】
端子９と硬質配線基板５のランド８との接続は、まず始めに、第１フレーム４ａに予め硬質配線基板５を装着しておき、第１フレーム４ａに設けた収納部５２に端子９を図３中の矢印方向に挿入する。すると、端子９の突起５１が係止部５３に係合され、端子９が第１フレーム４ａから抜けなくなると共に、各ガイド部５０ａ，５０ｂが硬質配線基板５の端部を狭持することで端子９が硬質配線基板５の端部に装着される。
【００３８】
この際、図８に示すように第２ガイド部５０ｂの下方には接触部４５が位置している（つまり接触部４５の底部と第１ガイド部５０ａ表面とのクリアランスＳは硬質配線基板５の厚さＴよりも狭くなっている）ことから、接触部４５は硬質配線基板５の端部表面に乗り上がり、これにより接触部４５とランド８とが所定の接触圧を有するように電気接続される。
【００３９】
従って、接触部４５にはランド８との接触時に第２ガイド部５０ｂ側となる前記反接触方向側への弾性変形力が作用し、さらに接触部４５の弾性変形力は接触部４５に連なる接触片４４にも作用するため、結果として接触部４５を含む接触片４４全体が前記反接触方向に弾性変形する。ところが本実施形態では、接触部４５を含む接触片４４の前記反接触方向への移動により接触片４４の中間部が一対の保持片４８に接触し、保持片４８が接触片４４の反接触方向への変形を防止すると同時に、接触部４５が一対の第２ガイド部５０ｂに接触し、第２ガイド５０ｂが接触部４５の反接触方向への変形を防止するように構成されている。
【００４０】
つまり、前記弾性変形力は各保持片４８並びに各第２ガイド部５０ｂにそれぞれ均一に分散された状態で加わるため、接触片４４に局所的に接触圧が加わることが抑制され、これにより安定性があり、且つ信頼性の高い端子９と硬質配線基板５との接続構造が得られるものである。しかも、本実施形態では特にランド８と接触部４５との接触箇所に移動防止手段である第２ガイド部５０ｂを設けたことで、接触部４５が第２ガイド部５０ｂと硬質配線基板５との間に狭持されるため、端子９と硬質配線基板５との接触圧をより高めることができると共に、経時変化による接触圧の低下を確実に防止することが可能となる。
【００４１】
また本実施形態では、端子９の硬質配線基板５への装着時に接触片４４の反接触方向への移動を第１の移動防止部４８と第２の移動防止部５０ｂとによって防止した場合について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば接触片４４の反接触方向への移動を防止する移動防止部を端子９に３箇所以上設けてもよい。
【００４２】
また本実施形態では、アームホルダ３を第１，第２フレーム４ａ，４ｂの２つで支持していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばアームホルダが単一のフレームにより支持されるものであってもよい。
【００４３】
なお本実施形態では、フロートの変動をフロートアーム２を介して摺動接点６を伝える場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばフロートに摺動接点を設ける構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施形態による液面検出装置の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】同実施形態による第２フレームとアームホルダを外した状態の正面図である。
【図５】同実施形態によるフロートアームとアームホルダの裏面図である。
【図６】同実施形態によるフロートアームとアームホルダの正面図である。
【図７】同実施形態による端子の正面図である。
【図８】同実施形態による端子の側面図である。
【図９】図７のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    液面検出装置
４    フレーム
４ａ  第１フレーム
４ｂ  第２フレーム
５    硬質配線基板
８    ランド
９    端子
４４    接触片
４５    接触部
４６    切り欠き部
４７    側面
４８    第１の移動防止部（保持片）
４９    屈曲部
５０    保持部
５０ｂ  第２の移動防止部（第２ガイド）
Ｄ    移動防止部
【図１】
2005241532.tif 000003
【図２】
2005241532.tif 000004
【図３】
2005241532.tif 000005
【図４】
2005241532.tif 000006
【図５】
2005241532.tif 000007
【図６】
2005241532.tif 000008
【図７】
2005241532.tif 000009
【図８】
2005241532.tif 000010
【図９】
2005241532.tif 000011