(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液からなる液体または電解液を含有する液体の液面レベルを検出する液面レベル検出装置であって、
前記液体の液面レベルの変位に応じて変位するフロートと、
絶縁基板上に複数の導電セグメントを有する抵抗体が設けられた抵抗板と、
前記複数の導電セグメントに接触する接点と該接点が一端に固着された接点ばねとを有し、前記液体の液面レベルの変位に応じて前記接点が前記複数の導電セグメント上を摺接する摺動体と、
前記フロートと前記摺動体とを連結し、前記フロートの変位に応じて前記摺動体を作動させるフロートアームと、
を備え、
前記摺動体の接点ばねと前記フロートアームとが、該接点ばねと該フロートアームとの間で電気化学反応が生じないように同一の金属で形成され、
前記金属が、前記液体に含まれる酸素と反応して不動態の酸化被膜を形成するステンレス鋼またはチタンであることを特徴とする液面レベル検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液面レベル検出装置に関し、より詳細には、エタノール、メタノール、等といった電解液（アルコール）そのもの、或いは該電解液を含有するガソリンを燃料とする自動車の燃料タンクの液面の高さを検出可能な液面レベル検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の燃料タンクの液面高さを検出する液面レベル検出装置として、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体に設けられた接点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高さを検出するようにした液面レベル検出装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。特許文献１に記載の液面レベルセンサは、液面レベルセンサの具体的構造について記載されており、部品点数の削減および小型化を意図したものである。また、特許文献２に記載の摺式検出器は、電極および接点の材料を規制し、自動車の燃料に含まれる硫化成分などの不純物による接点の硫化を防止して電気的接触の確保を図っている。
【特許文献１】特許第３８９８９１３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】
【０００３】
ところで、液面レベル検出装置は、エタノール、メタノール、等といった電解液（アルコール）そのもの、或いは該電解液を含有するガソリンを燃料とする自動車の燃料タンクに用いられる場合がある。従来の液面レベル検出装置は、摺動体がバネ用洋白やバネ用リン青銅などの銅合金であり、フロートアームが亜鉛メッキ鋼線で製作されたものが多く、このような液面レベル検出装置が電解液や電解液を含有するガソリンに浸漬されると、銅合金製の摺動体が電解液と反応して腐食する問題があった。また、電解液中に溶出した銅が、亜鉛メッキされたフロートアームに付着し、電気的な接続がないため、反応性が銅ほどは高くない亜鉛を溶かす現象が生じ、耐久性を低下させる問題があった。
【０００４】
特許文献１に開示されている液面レベルセンサは、液面レベルセンサの構造を具体化することによって部品点数の削減および小型化を図ったものであるが、液面レベルを検出する液体として、電解液や電解液を含有するガソリンなどは想定しておらず、接点を含む摺動体の材質について言及されていない。また、特許文献２に記載の摺式検出器は、電極をガラス入り銀合金材料により形成すると共に、接点を金材料或いは金合金材料により形成して、燃料に含まれる硫化成分などによる接点および電極の硫化防止を図っているが、接点以外の金属部品の劣化問題について、更には、電解液や電解液を含有する燃料については考慮されていない。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電解液に浸漬される等した際の金属部品の腐食・劣化を防止して、エタノールやエタノール混合ガソリンを燃料とする自動車の液面レベルを長期間に亘って精度良く検出することができる液面レベル検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した目的を達成するために、本発明に係る液面レベル検出装置は、下記（１）を特徴としている。
（１）  電解液からなる液体または電解液を含有する液体の液面レベルを検出する液面レベル検出装置であって、
前記液体の液面レベルの変位に応じて変位するフロートと、
絶縁基板上に複数の導電セグメントを有する抵抗体が設けられた抵抗板と、
前記複数の導電セグメントに接触する接点と該接点が一端に固着された接点ばねとを有し、前記液体の液面レベルの変位に応じて前記接点が前記複数の導電セグメント上を摺接する摺動体と、
前記フロートと前記摺動体とを連結し、前記フロートの変位に応じて前記摺動体を作動させるフロートアームと、
を備え、
前記摺動体の接点ばねと前記フロートアームとが、該接点ばねと該フロートアームとの間で電気化学反応が生じないように同一の金属で形成され、
前記金属が、前記液体に含まれる酸素と反応して不動態の酸化被膜を形成するステンレス鋼またはチタンであること。
【０００７】
上記（１）の構成の液面レベル検出装置によれば、摺動体の接点ばねとフロートアームとが液面レベルを検出する液体に対して耐食性を有する材料から形成されているので、該液体によって腐食されることがなく、これにより構成部材の劣化が防止されて優れた耐久性を維持することができる。
また、接点ばねとフロートアームとが、ステンレス鋼で形成されているものでは、ステンレス鋼に含まれるクローム（Ｃｒ）が、電解液や電解液を含有する燃料に含まれる酸素（Ｏ２）と反応して、構成部材の表面に高い耐食性を有する酸化被膜（不動態層）を形成する。また、チタンも、ステンレスと同様に、酸化皮膜（不働態皮膜）を金属表面に形成する。これにより構成部材の腐食劣化が防止されて優れた耐久性を維持することができる。
また、接点ばねとフロートアームとが、同一金属で形成されているため、両者間に電位化学反応が生じることがなく、エタノールなどの電解液に対して高い耐久性を維持することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ステンレス鋼またはチタンからなる接点ばねとフロートアームとの表面に形成される不動態の酸化被膜が、電解液や電解液を含有する燃料に対して耐食性を有しているので、これらの液体によって腐食されることがなく、優れた耐久性を維持することができる。また、本発明によれば、接点ばねとフロートアームとを同一金属で形成し、両者間の酸化還元電位を同一にして電位化学反応を防止しているので、これによって高い耐久性を有する液面レベル検出装置が得られる。
【０００９】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施形態である液面レベル検出装置の構成を示す平面図、図２は図１における摺動体の斜視図、図３は摺動体の側面図、図４は摺動体の平面図、そして図５は摺動体の裏面図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の液面レベル検出装置１００は、燃料タンク内の燃料の液面の高さを検出するために自動車に搭載されるものであって、測定すべき液面レベル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。
【００１３】
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。
【００１４】
抵抗板１２には、導電性に優れ且つ耐劣化および耐腐食性に優れた銀パラジウム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からなる。
【００１５】
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の導電セグメント２３が配置され、更に、複数の導電セグメント２３上には、抵抗体２４が弧状に形成されている。抵抗体２４は耐硫化性に優れ、且つエタノール、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にくい酸化ルテニウムからなる抵抗層である。隣接する導電セグメント２３は、抵抗体２４を介して互いに接続されている。
【００１６】
第２摺動部２２は、導電性材料（銀パラジウム）によって弧状に形成されている。第１摺動部２１および第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。
【００１７】
図２〜図５に示すように、摺動体１３は、アームホルダ２５と、接点ばね２６と、接点ばね２６の一端に固着された第１接点２７および第２接点２８と、を備える。アームホルダ２５は、互いに平行に形成された上部保持部２５ａと下部保持部２５ｂとが連結部２５ｃによって連結され、側面視において略コの字型に成形されている（図３参照）。アームホルダ２５は、合成樹脂を射出成型することにより成形される。
【００１８】
上部保持部２５ａおよび下部保持部２５ｂには、フロートアーム１１の基端側を挿通させる軸穴２９が貫通して形成されている。また、上部保持部２５ａの上面には、一対の側壁２５ｄが立設されており、該一対の側壁２５ｄによって軸穴２９に挿通されたフロートアーム１１の側面を挟持する。これにより、アームホルダ２５（摺動体１３）は、液面レベルの変位によるフロートアーム１１の回動に伴って回動する。フロートアーム１１は、ステンレス鋼線を折曲げ成形して製作されている。
【００１９】
接点ばね２６は、高い耐食性を有するステンレス鋼の薄板により略Ｖ字型の第１接点保持部２６ａと第２接点保持部２６ｂとが平行に形成されており、第１接点保持部２６ａおよび第２接点保持部２６ｂは、基端部２６ｃで連結されて電気的に導通する。基端部２６ｃは、アームホルダ２５の上部保持部２５ａにインサート成型されて固定されている。第１接点保持部２６ａの先端には、第１摺動部２１上を摺動する第１接点２７が固着され、第２接点保持部２６ｂの先端には、第２摺動部２２上を摺動する第２接点２８が固着されている。第１接点２７および第２接点２８は、金または金合金から形成される。或いは、銅や銅合金で形成し、その表面に金または金合金のメッキを施してもよい。
【００２０】
接点ばね２６は、導電性および弾性を有し、弾性力によって第１接点２７および第２接点２８をそれぞれ第１摺動部２１および第２摺動部２２に押圧する。摺動体１３の第１接点２７が、対応する導電セグメント２３に接触し、第２接点２８が、対応する第２摺動部２２に接触することで、接点ばね２６を介して第１摺動部２１と第２摺動部２２とが電気的に接続される。
【００２１】
本実施形態の液面レベル検出装置１００によれば、第１接点２７および第２接点２８を除く摺動体１３の構成部材である接点ばね２６とフロートアーム１１とが、いずれもステンレス鋼から形成されているので、液面レベル検出装置１００が電解液や電解液を含有するガソリンなどに浸漬されても、ステンレス鋼に含まれるクローム（Ｃｒ）が電解液に含まれる酸素（Ｏ２）と反応して不動態の酸化被膜が接点ばね２６およびフロートアーム１１の表面に形成されて、電解液による腐食が防止される。
【００２２】
従来の液面レベル検出装置が電解液に浸漬されると、接点を除く摺動体の構成部材がバネ用洋白やバネ用リン青銅などの銅合金であり、フロートアームが亜鉛メッキ鋼線であるので、異種金属のイオン化傾向の違いによって該金属間に電位差が生じ、この電位差に応じて電気化学反応が発生して金属が腐食される。更に、該金属間に電圧が印加されていると、金属の酸化還元作用が促進されて溶液中のイオン濃度が変化する。
【００２３】
しかし、本発明の液面レベル検出装置１００は、接点２７、２８を除く摺動体１３の構成部材である接点ばね２６およびフロートアーム１１は、いずれもステンレス鋼（同一の材料）であるので、酸化還元電位が同じであり、両者間における電気化学反応が生じることはなく、腐食が防止される。尚、接点ばね２６およびフロートアーム１１は、いずれか一方の材料がステンレス鋼であれば、ある程度の耐食性を期待できるが、両者を同一材料とすることが更に望ましい。
【００２４】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、前述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００２５】
上記の実施形態においては、接点ばね２６はステンレス鋼から形成されたものとして説明したが、これに限定されることはなく、電解液に対して高い耐食性を示す材料であればよく、例えば、チタンを用いることもできる。チタンは、ステンレスと同様に、酸化皮膜（不働態皮膜）を金属表面に形成するため、耐食性に優れる。
また、耐食性に優れたニッケル合金を用いても良い。例えば、石油化学や酸洗浄などの装置で実績のあるハステロイＢ（ハステロイ：ヘインズ社の商標）やハステロイＣなどである。
或いは、バネ用洋白やバネ用リン青銅などの銅合金で形成し、その表面に電解液との反応性が低いニッケルや金などのメッキを施して銅、銅合金の溶出を防止することもできる。この場合、フロートアーム１１の材質は、接点ばね２６と同一材質として両者間の酸化還元電位を同じにすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態である液面レベル検出装置の構成を示す平面図である。
【図２】図１における摺動体の斜視図である。
【図３】摺動体の側面図である。
【図４】摺動体の平面図である。
【図５】摺動体の裏面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０：フロート
１１：フロートアーム
１２Ａ：絶縁基板
１２：抵抗板
１３：摺動体
２３：導電セグメント
２４：抵抗体
２６：接点ばね（接点を除く摺動体の構成部材）
２７：第１接点
２８：第２接点
１００：液面レベル検出装置
【図１】
0005078461.tif 000002
【図２】
0005078461.tif 000003
【図３】
0005078461.tif 000004
【図４】
0005078461.tif 000005
【図５】
0005078461.tif 000006