(57)【要約】【課題】通常の環境での使用ではもちろん、ガソリンなどの硫黄成分存在下での使用であっても、長期に亘って信頼性の高い電気接点材料、及び、組付け費用を増加させることなく１つの接点であっても、長寿命で信頼性の高い摺動式液面検出器を提供する。【解決手段】クロムを１３重量％以上で、かつ、３０重量％以下含む鉄−クロム合金とモリブデンとからなり、かつ、モリブデンを０．５重量％以上３重量％以下含有する電気接点材料。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロムを１３重量％以上で、かつ、３０重量％以下含む鉄−クロム合金とモリブデンとからなり、かつ、モリブデンを０．５重量％以上３重量％以下含有することを特徴とする電気接点材料。
【請求項２】
上記鉄−クロム合金がクロムを１６重量％以上含有することを特徴とする請求項１に記載の電気接点材料。
【請求項３】
上記鉄−クロム合金がクロムを２５重量％以上含有することを特徴とする請求項２に記載の電気接点材料。
【請求項４】
液面の変動に追従して動作するフロートと、該フロートの動きに連動する摺動接点と、電気抵抗体を有する固定接点とを備え、固定接点上を摺動する摺動接点と、電気抵抗体とによって生じる電気抵抗値により該タンク内の液面位置を検知する液面検出器であって、
上記固定接点と摺動接点との少なくとも一方が請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気接点材料からなることを特徴とする摺動式液面検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気接点材料、特に摺動接点に適した電気接点材料に関する。また、このような電気接点材料を用いた摺動式液面検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のガソリンタンクなどの摺動式液面検出器（液面計）としては、液面の変動に追従して動作するフロート、及び、そのフロートの動きに連動して大きくなる、あるいは、小さくなる電気抵抗値を出力する可変抵抗器を備えてなる摺動式液面検出器が用いられてきた。
【０００３】
可変抵抗器としては、フロートの動きに連動する摺動接点と、電気抵抗体を有する固定接点とを備え、固定接点上を摺動する摺動接点の位置に応じて出力される電気抵抗値により該タンク内の液面位置を検知する液面検出器が用いられている。
【０００４】
ここで、従来技術（特開平１１−３３７３８７号公報（特許文献１））に係る液面検出器で用いられる可変抵抗器について、図３を用いて説明する。
【０００５】
図３は、上記公開公報に開示されている摺動式液面検出器の可変抵抗器の構成を示し、図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、それぞれ要部正面図および要部断面図である。これらの図において、摺動式液面検出器は、セラミックよりなる絶縁基板１０６上に適宜間隔をおいて、複数の導体パターン１０４からなる放射状の配列を、例えば印刷により形成し、かつ、導体パターン１０４からなる配列の一部を電気抵抗体１０５が複数列に渡ってたとえば印刷により被着している。
【０００６】
導体パターン１０４上からなる固定接点上を摺動する摺動接点である２つの摺動接点１１１及び１１２が摺動接点として、加締め手段によって固定されている接点板１０８は液面の位置に従うフロートの動きと連動して図示しない軸を中心に回動し、液面の位置に応じた、複数列の導体パターン１０４の導体のいずれかと摺動により接触し、電気抵抗体１０５の一方の端と摺動接点を備えた接点板１０８との間に形成される電気抵抗値は液面に応じた値となる。
【０００７】
ここで、接点同士が摺動により摩耗し、接点の消滅等によって測定ができなくなる、誤った値となる等の障害が発生することがある。
【０００８】
さらに、これら接点部がガソリン等に含まれる硫黄分によって硫化、劣化による接触不良になり、やはり測定ができなくなる、誤った値となる等の障害が発生することがある。
【０００９】
後者の問題点に関しては、この従来公報記載の技術では、２つの摺動接点１１１及び１１２としては、銀パラジウム（ＡｇＰｄ）合金、銀ニッケル（ＡｇＮｉ）合金、銀錫（ＡｇＳｎ）合金、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）合金のうち、いずれかを組み合わせた接点材料を用いるよう提案されてる。これらの材料による摺動接点１１１及び１１２は、加締め手段によって固定され、任意の組み合わせで用いられる。材質の異なる２接点による接触により、個々の材料の特性を補完して、耐久性および接触信頼性を向上させている。
【００１０】
しかしながら、上述の従来技術では、２接点化によって接点材料費が上昇すると共に、加締めなど組付け費用が増加するという問題が生じるとともに、前者の問題点である、接点同士が摺動により摩耗して生じる、接点の消滅等による障害の防止はできなかった。
【００１１】
また、ここで特開２００２−２０２１７９公報（特許文献２）に開示されているように、摺動接点に耐硫化性と耐摩耗性を両立させる合金としてＡｕ−Ｃｏを用いた場合、高価な金を使用しているため、コストアップとなるとともに、硬度が低い金合金を使用しているため、摩耗が激しく寿命が短いと云う問題が生じる。
【特許文献１】特開平１１−３３７３８７号公報
【特許文献２】特開２００２−２０２１７９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記した従来の問題点を改善する、即ち、通常の環境での使用ではもちろん、ガソリンなどの硫黄成分存在下での使用であっても、長期に亘って信頼性の高い電気接点材料、及び、組付け費用を増加させることなく１つの接点であっても、長寿命で信頼性の高い摺動式液面検出器を提供することを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の電気接点材料は、上記課題を解決するために、請求項１に記載の通り、クロムを１３重量％以上で、かつ、３０重量％以下含む鉄−クロム合金とモリブデンとからなり、かつ、モリブデンを０．５重量％以上３重量％以下含有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の電気接点材料は、請求項２に記載の通り、請求項１に記載の電気接点材料において、上記鉄−クロム合金がクロムを１６重量％以上含有することを特徴とする。
さらに本発明の電気接点材料は、請求項３に記載の通り、請求項２に記載の電気接点材料において、上記鉄−クロム合金がクロムを２５重量％以上含有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の摺動式液面検出器は、上記課題を解決するために、請求項４に記載の通り、液面の変動に追従して動作するフロートと、該フロートの動きに連動する摺動接点と、電気抵抗体を有する固定接点とを備え、固定接点上を摺動する摺動接点と、電気抵抗体とによって生じる電気抵抗値により該タンク内の液面位置を検知する液面検出器であって、上記固定接点と摺動接点との少なくとも一方が請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気接点材料からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の、本発明に係る電気接点材料は、通常の環境での使用ではもちろん、ガソリンなどの硫黄成分存在下での使用であっても、耐摩耗性が高く、かつ、極めて腐食を受けにくいので信頼性の高い電気接点材料であるとともに、硫黄成分存在下での摺動される接点への応用において、硫黄成分とモリブデンとの化学反応によって生じる二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）が母材金属である高クロム鋼と硫黄との反応のバリアとして機能するため、さらに耐硫化性が向上する。
【００１７】
さらに生じた二硫化モリブデンは潤滑剤として機能するため、摺動接点としての摺動において動作がなめらかであり、かつ、接点の摩耗が防止されると云う効果も同時に得られる。
【００１８】
請求項４に記載の、本発明に係る液面検出器は、通常の環境での使用ではもちろん、ガソリンなどの硫黄成分存在下での使用であっても、接点が極めて腐食を受けにくいので信頼性の高い液面検出器であり、さらに硫黄存在下での使用では硫黄成分とモリブデン成分との化学反応によって生じる二硫化モリブデンが潤滑剤として機能するため、接点に連動するフロートの動きも動作がなめらかで液面の変動への追随が良好となってより正確な計測が可能となり、かつ、接点の摩耗が防止され、長寿命となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の電気接点材料は、クロムを１３重量％以上、かつ、３０重量％以下含む鉄−クロム合金とモリブデンとからなり、かつ、モリブデンを０．５重量％以上３重量％以下含有する。
【００２０】
上記の鉄−クロム合金においてクロムの含有量が１３重量％未満であると硫化などに対する充分な防食性が得られない。クロムの含有量が１６重量％以上であるとより高い防食性が得られるが、さらに高い防食性を得るためはクロムを２５重量％以上含有することが好ましい。なお、クロムの含有量は３０重量％以下であることが、加工性及び組み付け性を確保するため、また、材料費を抑えるために好ましい。
【００２１】
本発明の電気接点材料においてモリブデンの添加量は全体の０．５重量％以上３重量％以下とすることが必要である。モリブデンの添加量が０．５重量％未満であると充分に高い耐食性が得られず、また３重量％超であると加工性、組み付け性が著しく劣る。
【００２２】
このような合金としては、ＪＩＳ規格中ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ４４７ＪＩ、ＳＵＳＸＭ２７等が知られており、用いることができる。また、鉄、クロム及びモリブデンの各金属を、あるいは、鉄及びクロムからなる合金及びモリブデンを、黒鉛坩堝にいれ、高周波溶解炉等にて、真空または不活性ガス雰囲気中で溶融（１６００〜１７００℃程度）し、５〜２０分攪拌し、黒鉛やセラミックスの型を用いて鋳造することでも作製することができる。
【００２３】
本発明に係る電気接点材料は原則として、鉄、クロム及びモリブデンから構成されるが、本発明の効果が損なわれない限りにおいて微量な他の成分が含まれていても良い。
【００２４】
上記のようにして得られる、本発明に係る電気接点材料は、一般に板状、棒状などの素材形状を経て、所望の接点形状とすることができ、あるいは、溶融させた合金を鋳型を用いて鋳造するなどして、直接、所望の接点形状とすることができる。
【００２５】
ここで本発明に係る電気接点材料を用いた摺動式液面検出器の例について図を用いて述べる。
【００２６】
図１および図２は、それぞれ、本発明に係る摺動式液面検出器１を示す正面図および部分拡大断面図である。摺動式液面検出器１は、液面の変動に追従して動作するフロート、該フロートの動きに連動する摺動接点と、電気抵抗体を有する固定接点とを備え、電気抵抗体にはその長手方向に複数の固定接点が接続され、これら固定接点上を摺動する摺動接点と、電気抵抗体とによって生じる電気抵抗値により該タンク内の液面位置を検知する液面検出器であって、上記固定接点と摺動接点との少なくとも一方が本発明に係る電気接点材料からなる。この摺動式液面検出器１は樹脂製のフレーム２、金属製のフロートアーム３、樹脂製のホルダー４、接点板５、フロート６および抵抗体７とから構成される。
【００２７】
フロートアーム３の一方の端部、つまり、摺動軸部３ａは、ホルダー４の取付部４ａに設けられる取付穴４ａ１に挿入され、かつ、フロートアーム３の中間部３ｂは、取付部４ａから延長して形成される爪部４ｂで挟持固定されると共に、フレーム２の取付部２ａに設けられた取付穴２ａ１に回動可能に挿入される。また、フロートアーム３の他方の端部、つまり先端部３ｃには、フロート６が取り付けられている。
【００２８】
ホルダー４は、フロートアーム３の摺動軸部３ａでフレーム２に連結されかつフレーム２の取付部２ａに取り付けられるコイルバネ８で付勢されることにより、フレーム２の取付部２ａとホルダー４の取付部４ａが接触しないが、ホルダー４の爪部４ｂからさらに折り曲げ延長された断面コ字状部４ｃが、フレーム２の円弧状端部２ｂを挟み込むようにフロートアーム３の揺動ストロークにわたって接触することにより、フレーム２に対してフロートアーム３と一体になって回動できるように取り付けられている。接点板５は弾性を有し、ホルダー４に固定され、その先端部に加締め手段等によって摺動接点５ａが固定されている。摺動接点５ａは、接点板５の弾性により付勢されて、それぞれがフレーム２に取り付けられている抵抗体７に接続されている複数の固定接点７ａのうち、フロートアーム３の回動位置に対応する接点と接触している。
【００２９】
この摺動式液面検出器１は、液体を貯蔵するタンク（図示しない）内に取り付けられ、液面の変動によりフロート６が上下動すると、フロートアーム３は、取付穴２ａ１の回りに所定の角度範囲（すなわち、液面の最低点と最高点（Ｆ点）の範囲）内で回動する。この回動によりフロート６の位置に対応して接点板５の摺動接点５ａの端面が抵抗体７に接続されている複数の固定接点７ａ上を摺動し、このとき摺動接点５ａとは複数の固定接点７ａのうちのいずれか１つと電気的に接触し、抵抗体７の一端と摺動接点５ａ間の抵抗値の変化はセンサ回路（図示せず）で検出されるので、液面変動量を示す検出信号を取り出すことができる。この例では複数の摺動接点５ａが本発明に係る電気接点材料からなっている。
【実施例】
【００３０】
電気接点材料はクロムを５重量％、１０重量％、１３重量％、１６重量％、２０重量％、２５重量％あるいは３０重量％を含む７種類のクロム−鉄合金を原料として、これらに対して、得られる材料のモリブデン含有量が０．３、０．５、１、２、３あるいは５重量％となるように配合した合金を得て表１及〜表３に合金組成として示す材料を得た。
【００３１】
なお、表１〜表３の合金組成欄において「Ｃｒ」の直前の「％」が付された数字が原料のクロム−鉄合金中のクロム含有量を重量％で示し、「Ｍｏ」の直前の「％」が付された数字が得られた材料中のモリブデン含有量を重量％で示す。
【００３２】
また、比較のため、これら鉄、クロム及びモリブデンからなる材料以外に１重量％のコバルトと９９重量％の金からなる金合金（特開２００２−２０２１７９公報に係る）からなる電気接点材料（表３中「Ａｕ−１％Ｃｏ」）、及び、銀７０重量％とパラジウム３０重量％とからなる銀合金（腐食性環境下に用いられている一般的な摺動接点用材料）（表３中「Ａｇ−３０％Ｐｄ」）とを用いた。
【００３３】
これら材料を切削や棒引きにより加工して直径約２ｍｍ、高さ約４ｍｍの円柱形状の接点材料として、加締めによって図１及び図２に示す摺動式液面検出器の摺動接点５ａとして固定した。このとき加工性が低く加工できなかったもの、あるいは、加工性は充分であったが加締めによる摺動式液面検出器への組み付けができなかったものは、「加工性・組み付け性」を「不良」として評価し、以降の耐久試験は行わなかった。また固定接点７ａとしては上記金７０重量％とパラジウム３０重量％とからなる金合金を用いた。
【００３４】
耐久試験は、ガソリン（硫黄含有量１００ｐｐｍ）内で、液面の最低点と最高点（Ｆ点）との間に該当する範囲での、長期間での使用を想定した１００万回摺動試験によって行った。
【００３５】
ここで摺動接点の摩耗量が６０μｍ以下、固定接点の摩耗量が４μｍ以下であると、それぞれ摺動式液面検出器での接点として、充分な耐久性があると評価され、また、増加接触抵抗が１００Ω以下であるとそれぞれ摺動式液面検出器での接点として、充分な電気的な接続安定性があると評価される。
【００３６】
また、摺動面の目視観察において変色がないと摺動式液面検出器での接点として充分な耐食性があると評価される。
【００３７】
さらに、接点材料費は原料として貴金属を用いてない場合を「安価」、貴金属を用いている場合を「高価」として評価した。これら評価結果を表１〜表３に示す。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
【表２】
2007093472.tif 000004
【００４０】
【表３】
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【００４１】
表１及び表２により本発明に係る電気接点材料を用いた摺動接点では、充分な加工性・組み付け性を有しながら、摺動接点としての自らの摩耗性が少なく、また、形成される硫化モリブデンによる優れた潤滑性効果により相手側の固定接点の摩耗量も低く抑えることができ、接触抵抗の増加量も小さく、さらに、腐食の程度を示す、外観の変色も少ない、あるいは、全くない、安価なものとなることが理解できる。ここで、固定接点は一般に印刷等により形成されている、非常に薄いものであり、このような固定接点の摩耗量を抑制することは接点の寿命・信頼性向上のため、極めて重要である。
【００４２】
なお、上記においては摺動式液面検出器での接点として評価を行ったが、本発明の電気接点材料は、硫黄酸化物（ＳＯＸ）の多い都市環境はもとより、工業地帯、温泉や火山地帯などの硫化雰囲気下における、モーター、スイッチあるいはリレー等で用いられる電気接点の電気接点材料として好適に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の電気接点材料は、耐摩耗性、耐食性に優れている上、硫黄成分を含む燃料の液面を検出する摺動式液面検出器等、硫黄成分存在環境で用いた場合には潤滑性が向上するので、摺動される相手方金属の摩耗をも防止するので、一般の電気接点としては勿論、特に硫黄成分を含む環境下等で特に好適に用い得る。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る電気接点材料を用いた摺動式液面検出器の例を示す図（正面図）である。
【図２】本発明に係る電気接点材料を用いた摺動式液面検出器の例を示す図（部分拡大断面図）である。
【図３】従来技術に係る電気接点材料を用いた摺動式液面検出器の例を示す図（部分拡大図）である。（Ａ）部分拡大図（正面）、（Ｂ）部分拡大図（側面）。
【符号の説明】
【００４５】
１      本発明に係る摺動式液面検出器
２      フレーム
３      フロートアーム
４      ホルダー
５      接点板
５ａ    摺動接点
６      フロート
７      抵抗体
７ａ    固定接点
【図１】
2007093472.tif 000006
【図２】
2007093472.tif 000007
【図３】
2007093472.tif 000008