專利名稱：液位檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過檢測液位來測量燃料的剩余量的接觸式液位檢測裝置，并且更特別地涉及一種實(shí)現(xiàn)高可靠性液位檢測的液位檢測裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，已知的是，在一種用于檢測汽車燃料箱的液位的液位檢測裝置中，為了檢測液位，通過利用上下移動的浮子隨著液位的上下移動而使得設(shè)置在滑動體處的觸點(diǎn)在電阻板上滑動而將液位轉(zhuǎn)換成電位差(參見，例如專利文獻(xiàn)1)。在如圖12所示的液位檢測裝置中，連接于浮子121的臂120根據(jù)液面S的位置變化而樞轉(zhuǎn)地運(yùn)動。設(shè)置在與臂120 —體地移動的滑動體110處的觸點(diǎn)111和112在電阻板 130的導(dǎo)體電極150A和150B上滑動接觸。通過檢測相應(yīng)改變的電壓值來檢測液位。特別地，在該液位檢測裝置100中，由圖中未示出的Ag/Pd型導(dǎo)體電路部構(gòu)成的電阻板燒結(jié)在鋁基板上。滑動體110的金屬觸點(diǎn)111和112與電阻板130接觸并在該電阻板130上滑動?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1JP-A-2009-853
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題在所述液位檢測裝置中，因?yàn)樾纬蓪?dǎo)體電路部的材料通常含有Ag/Pd之外的玻璃成分，所以特別是由于與導(dǎo)體電路部分摩擦而使觸點(diǎn)的磨損快速地進(jìn)行。另一方面，在觸點(diǎn) 111和112被觸點(diǎn)簧片140A和140B推動的時(shí)候，該觸點(diǎn)111和112在電阻板130 —側(cè)處與導(dǎo)體電極150A和150B接觸。特別地，為了確保平滑的接觸和滑動操作，觸點(diǎn)111和112 的與導(dǎo)體電極150A和150B接觸的部分通常形成為具有R形狀的剖面。因此，觸點(diǎn)111和 112以點(diǎn)接觸的方式與導(dǎo)體電極150A和150B接觸。由于作為施加于觸點(diǎn)的力的表面壓力極大，所以觸點(diǎn)被劇烈地磨損。另一方面，在上述液位檢測裝置中，觸點(diǎn)和滑動部的磨損還隨著它們的使用的進(jìn)行。結(jié)果，觸點(diǎn)111和112以及導(dǎo)體電極150A和150B的接觸部分的面積逐漸增大。從而，由于表面壓強(qiáng)逐漸減小，所以磨損最終降低，并且磨損作用緩慢地達(dá)到正常。針對上述事實(shí)，期望減小當(dāng)觸點(diǎn)開始在上述導(dǎo)體電極上滑動接觸一段之間時(shí)(觸點(diǎn)重復(fù)滑動100000次的初期滑動階段)所施加于該觸點(diǎn)的壓力，以便降低當(dāng)觸點(diǎn)在導(dǎo)體電極上滑動接觸時(shí)的磨損。針對上述事實(shí)進(jìn)行了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種一直實(shí)現(xiàn)高可靠性的液位檢測的液位檢測裝置，其中通過降低初期滑動階段的強(qiáng)烈磨損并且從滑動的初期階段賦予穩(wěn)定的磨損特性，使觸點(diǎn)隨著時(shí)間的變化穩(wěn)定。解決問題的手段
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，一種液位檢測裝置包括下面的特征(1)至(6)。(1)提供一種液位檢測裝置，包括電阻板，該電阻板具有設(shè)置在絕緣基板上的多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段，并且電阻器與該多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段電連接；以及滑動體，該滑動體具有與所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段接觸，并且隨著液面位置的變化而在所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段上滑動的觸點(diǎn)，其中，所述滑動體的觸點(diǎn)具有與所述導(dǎo)電區(qū)段相接觸的平坦頂部，并且當(dāng)該觸點(diǎn)在所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段上滑動時(shí)，該觸點(diǎn)與所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段的頂部產(chǎn)生面接觸。(2)在根據(jù)上述(1)的液位檢測裝置中，所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段以大致相等的間隔設(shè)置在所述絕緣基板上；并且所述觸點(diǎn)的頂部具有當(dāng)所述觸點(diǎn)在所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段上滑動時(shí)該觸點(diǎn)與不超過兩個(gè)相鄰導(dǎo)電區(qū)段產(chǎn)生接觸的形狀。(3)在根據(jù)上述O)的液位檢測裝置中，所述觸點(diǎn)的頂部具有圓形，并且當(dāng)所述導(dǎo)電區(qū)段的寬度W是200 [ μ m]，且相鄰導(dǎo)電區(qū)段的間隔D是200 [ μ m]時(shí)，該頂部的直徑φ滿足0.5 < (p[mm] < 0.6。(4)在根據(jù)上述O)的液位檢測裝置中，所述觸點(diǎn)的頂部具有圓形，并且當(dāng)所述導(dǎo)電區(qū)段的寬度W是200[ μ m]，且相鄰導(dǎo)電區(qū)段的間隔D是200 [ μ m]時(shí)，初期滑動階段中的頂部的直徑φ滿足0.5 < cp[mm]< 0.7。(5)在根據(jù)上述(1)至(4)的任意一項(xiàng)的液位檢測裝置中，所述電阻板的與所述觸點(diǎn)產(chǎn)生接觸的導(dǎo)電區(qū)段的頂部具有平坦形狀，并且當(dāng)所述觸點(diǎn)與所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段滑動接觸時(shí)，所述導(dǎo)電區(qū)段的頂部與所述觸點(diǎn)的頂部產(chǎn)生面接觸。(6)在根據(jù)上述(5)的液位檢測裝置中，其中在所述觸點(diǎn)在所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段上滑動時(shí)的初期滑動階段中，所述導(dǎo)電區(qū)段的頂部隨著所述觸點(diǎn)的頂部的滑動由于磨損而變成平坦形狀。根據(jù)上述(1)的液位檢測裝置，通過使接觸導(dǎo)電區(qū)段的觸點(diǎn)的頂部平坦而減少了觸點(diǎn)在初期滑動階段中的劇烈磨損。從而，從滑動的初期階段賦予穩(wěn)定的磨損特性并且使觸點(diǎn)隨時(shí)間的變化穩(wěn)定?？梢砸恢睂?shí)現(xiàn)高可靠性的液位檢測裝置。根據(jù)上述O)的液位檢測裝置，由于觸點(diǎn)的頂部具有使觸點(diǎn)不同時(shí)接觸三個(gè)或三個(gè)以上相鄰的導(dǎo)電區(qū)段這樣的尺寸，所以對于該裝置可以維持高水平的液位檢測精度。根據(jù)上述(3)的液位檢測裝置，由于大大降低了施加于觸點(diǎn)頂部的每單位面積的力，并且觸點(diǎn)具有使該觸點(diǎn)不同時(shí)接觸三個(gè)或三個(gè)以上相鄰的導(dǎo)電區(qū)段的尺寸，所以可以維持高水平的液位檢測精度。根據(jù)上述的液位檢測裝置，在導(dǎo)電區(qū)段的頂部沒有變得平坦的初期滑動階段中，即使觸點(diǎn)的頂部的直徑φ小于0. 7[mm]，觸點(diǎn)的頂部也可以具有使觸點(diǎn)不同時(shí)接觸三個(gè)或三個(gè)以上相鄰導(dǎo)電區(qū)段這樣的尺寸。根據(jù)上述(5)的液位檢測裝置，通過使觸點(diǎn)的與導(dǎo)電區(qū)段接觸的頂部以及與導(dǎo)電區(qū)段的與觸點(diǎn)接觸的頂部二者平坦，能夠大大降低在初期滑動階段中觸點(diǎn)和導(dǎo)電區(qū)段的磨損。根據(jù)上述(6)的液位檢測裝置，盡管沒有特殊加工導(dǎo)電區(qū)段，但是通過在初期滑動階段中在觸點(diǎn)的平坦頂部上的滑動接觸，導(dǎo)電區(qū)段的頂部變得自然而且平坦。結(jié)果，無需加工應(yīng)當(dāng)成為導(dǎo)電區(qū)段的頂部的部分，就能夠大大降低在導(dǎo)電區(qū)段的頂部已經(jīng)變得平坦之后觸點(diǎn)和導(dǎo)電區(qū)段二者的磨損。發(fā)明效果在本發(fā)明的液位檢測裝置中，通過使觸點(diǎn)的與導(dǎo)電區(qū)段接觸的頂部平坦，降低了初期滑動階段中觸點(diǎn)的劇烈磨損。從而，從滑動的初期階段開始賦予穩(wěn)定的磨損特性，并且使觸點(diǎn)隨時(shí)間的變化穩(wěn)定。能夠一直實(shí)現(xiàn)高可靠性的液位檢測。上面已經(jīng)簡要描述了本發(fā)明。通過參考附圖來閱讀本發(fā)明的下述實(shí)施例，本發(fā)明的詳情將變得更加顯而易見。


圖1是示出了本發(fā)明實(shí)施例的液位檢測裝置的平面圖。圖2是示出了圖1的滑動體的透視圖。圖3是滑動體的側(cè)視圖。圖4A是示出了本發(fā)明的觸點(diǎn)的側(cè)視圖，而圖4B是該觸點(diǎn)的平面圖。圖5A是示出了本發(fā)明的觸點(diǎn)(觸點(diǎn)的直徑φ是0.3[mm])與導(dǎo)體區(qū)段的導(dǎo)體圖形的關(guān)系的說明圖，而圖5B是示出了本發(fā)明的觸點(diǎn)(觸點(diǎn)的直徑φ是0.6 [mm])與導(dǎo)體區(qū)段的導(dǎo)體圖形的關(guān)系的說明圖。圖6是圖5的VI-VI線剖視圖。圖7A是用于圖示出在滑動開始之前與觸點(diǎn)滑動接觸的導(dǎo)體區(qū)段的形狀的側(cè)視圖，而圖7B是用于圖示出在初期滑動階段中與觸點(diǎn)滑動接觸的導(dǎo)體區(qū)段的形狀的側(cè)視圖。圖8A是用于圖示出在滑動開始之前本發(fā)明的導(dǎo)體區(qū)段與觸點(diǎn)的接觸狀態(tài)的側(cè)視圖，而圖8B是用于圖示出在初期滑動階段中本發(fā)明的導(dǎo)體區(qū)段與觸點(diǎn)的接觸狀態(tài)的側(cè)視圖。圖9是當(dāng)通過利用本發(fā)明的液位檢測裝置和傳統(tǒng)的液位檢測裝置進(jìn)行比較試驗(yàn)時(shí)所獲得的滑動次數(shù)與磨損量的關(guān)系的圖表。圖10是示出了通過利用本發(fā)明的液位檢測裝置對各種不同觸點(diǎn)直徑檢測接觸面積和表面壓強(qiáng)的結(jié)果的表格。圖11是示出了圖10所示的各個(gè)觸點(diǎn)直徑與表面壓強(qiáng)[N/mm2]的關(guān)系的圖表。圖12示出了傳統(tǒng)的液位檢測裝置的平面圖。附圖標(biāo)號1 液位檢測裝置10 框架20 電阻板20A 絕緣基板20B 導(dǎo)電圖形21 第一滑動部22 第二滑動部23 導(dǎo)電區(qū)段23A 平坦表面
24電阻器
25A、25B輸出端子
30滑動體
31臂保持器
31A上保持部
31B下保持部
31C互連部
311軸孔
32觸點(diǎn)簧片
32A第一觸點(diǎn)保持部
32B第二觸點(diǎn)保持部
32C基端部
33第一觸點(diǎn)
33A接觸部
33B固定部
34第二觸點(diǎn)
41浮子
40浮子臂
L燃料
P絕緣異物
S液面
α中央部(平坦部)
β周邊部
Y外延部
φ直徑(接觸寬度)
具體實(shí)施例方式
下面，將參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的各實(shí)施例。圖1是示出了本發(fā)明實(shí)施例的液位檢測裝置的平面圖。圖2是示出了圖1的滑動體的透視圖。圖3是滑動體的側(cè)視圖。 圖4A是示出了本發(fā)明的觸點(diǎn)的側(cè)視圖，而圖4B是該觸點(diǎn)的平面圖。圖5A是示出了本發(fā)明的觸點(diǎn)(觸點(diǎn)的直徑φ是0.3[mm])與導(dǎo)體區(qū)段的導(dǎo)體圖形的關(guān)系的說明圖，而圖5B是示出了本發(fā)明的觸點(diǎn)(觸點(diǎn)的直徑φ是0.6[mm])與導(dǎo)體區(qū)段的導(dǎo)體圖形的關(guān)系的說明圖。圖 6是圖5的VI-VI線剖視圖。圖7A和圖7B分別是用于圖示出在滑動開始之前以及在初期滑動階段中與觸點(diǎn)滑動接觸的導(dǎo)體區(qū)段的形狀的側(cè)視圖。圖8A和圖8B分別是用于圖示出在滑動開始之前以及在初期滑動階段中本發(fā)明的導(dǎo)體區(qū)段與觸點(diǎn)的接觸狀態(tài)的側(cè)視圖。圖 9是當(dāng)通過利用本發(fā)明的液位檢測裝置和傳統(tǒng)的液位檢測裝置進(jìn)行比較試驗(yàn)時(shí)所獲得的滑動次數(shù)與磨損量的關(guān)系的圖表。圖10是示出了通過利用本發(fā)明的液位檢測裝置對各種不同觸點(diǎn)直徑檢測接觸面積和表面壓強(qiáng)的結(jié)果的表格。圖11是示出了圖10所示的各個(gè)觸點(diǎn)直徑與表面壓強(qiáng)[N/mm2]的關(guān)系的圖表。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的液位檢測裝置1。為了檢測在圖之外的燃料箱內(nèi)的液體 (燃料)L的液面S的高度，將液位檢測裝置1安裝在汽車上。該液位檢測裝置1包括框架 10、電阻板20、滑動體30和浮子臂40。隨著燃料箱內(nèi)液體(燃料)L的液面S的位置變化而上下運(yùn)動的浮子41整體地支撐在浮子臂40的末端處。電阻板20和滑動體30設(shè)置在框架10中。連同浮子臂40的旋轉(zhuǎn)一起，滑動體30 在電阻板20的導(dǎo)電圖形20B(下面描述)上滑動。在電阻板20上設(shè)置導(dǎo)電圖形20B，該導(dǎo)電圖形20B由具有優(yōu)異導(dǎo)電性以及優(yōu)異耐變質(zhì)性和耐腐蝕性的銀鈀(AgPd)制成。導(dǎo)電圖形20B包括形成在絕緣基板20A上的弧形第一滑動部21和弧形第二滑動部22。在第一滑動部21中，具有大略梳齒狀的導(dǎo)電區(qū)段23在滑動體30的滑動方向上以一定間隔排布，并且在導(dǎo)電區(qū)段23上形成弧形電阻器M。該電阻器M是由氧化釕制成的電阻層，氧化釕具有優(yōu)異的耐硫性并且即使當(dāng)暴露于例如乙醇和甲醇這樣的電介質(zhì)時(shí)也不易于因電解而變質(zhì)和腐蝕。相鄰的導(dǎo)電區(qū)段23經(jīng)由電阻器M、觸點(diǎn)簧片32、第一觸點(diǎn)33 和第二觸點(diǎn)34而連接在一起(觸點(diǎn)簧片32、第一觸點(diǎn)33和第二觸點(diǎn)34將在下面描述)。 第一滑動部21電連接于輸出端子25A。在第二滑動部22中，具有大略梳齒狀的導(dǎo)電區(qū)段23在滑動體30的滑動方向上以一定間隔排布，并且通過導(dǎo)電材料(銀鈀)形成弧形的第二滑動部22。第二滑動部22電連接于輸出端子25B。如圖2和圖3所示，滑動體30具有臂保持器31、觸點(diǎn)簧片32、固定于該觸點(diǎn)簧片 32的一端的第一觸點(diǎn)33和第二觸點(diǎn)34。當(dāng)從側(cè)面觀看時(shí)，臂保持器31形成為大致U狀(見圖2和圖3)。上保持部31A和下保持部31B形成為彼此平行，并且通過互連部31C相互連接。本實(shí)施例的臂保持器31通過噴射成型合成樹脂而形成。用于使浮子臂40的基端側(cè)穿過的軸孔311貫穿上保持部31A和下保持部31B而形成(見圖2)。此外，浮子臂40的基端側(cè)在垂直于圖1的紙面的垂直方向上彎曲，并且將該基端側(cè)插過軸孔311。此外，在上保持部31A上設(shè)定一對側(cè)壁312，并且穿過軸孔311的浮子臂40被保持在所述一對側(cè)壁312之間。因此，臂保持器31 (滑動體30)隨著液面S的位置變化而與浮子臂40 —起樞轉(zhuǎn)地運(yùn)動。通過將不銹鋼線彎曲成預(yù)定形狀來形成本實(shí)施例的浮子臂40。如圖2所示的觸點(diǎn)簧片32是通過由具有高耐腐蝕性的不銹鋼制成的薄片而形成。 大致V形的第一觸點(diǎn)保持部32A和第二觸點(diǎn)保持部32B形成為彼此平行。通過基端部32C 來連接該第一觸點(diǎn)保持部32A和第二觸點(diǎn)保持部32B，使得第一觸點(diǎn)保持部32A和第二觸點(diǎn)保持部32B電連接在一起。通過夾物模壓使基端部32C固定于臂保持器31的上保持部 31A。用于在第一滑動部21上滑動的第一觸點(diǎn)33固定于第一觸點(diǎn)保持部32A的末端， 并且用于在第二滑動部22上滑動的第二觸點(diǎn)34固定于第二觸點(diǎn)保持部32B的末端。第一觸點(diǎn)33和第二觸點(diǎn)34由金或金合金制成?；蛘呤堑谝挥|點(diǎn)33和第二觸點(diǎn)34可以由銅或銅合金制成，在這種情況下，將金或金合金電鍍在銅或銅合金基板的表面上。如上所述，第一觸點(diǎn)33和第二觸點(diǎn)34固定于觸點(diǎn)簧片32的第一觸點(diǎn)保持部32A
7和第二觸點(diǎn)保持部32B。特別地，第一觸點(diǎn)33和第二觸點(diǎn)34嵌合并固定在設(shè)置于第一觸點(diǎn)保持部32A和第二觸點(diǎn)保持部32B的末端處的孔(圖中未示出)中。第一觸點(diǎn)33和第二觸點(diǎn)34分別具有圖4所示的特定形狀。S卩，本實(shí)施例的第一觸點(diǎn)33具有大致的倒T狀剖面。其下部是接觸部33A，其中部是用于固定于觸點(diǎn)簧片32的固定部，并且其上部是錐狀部33C，該錐狀部的底表面是與固定部3 接觸的部分，并且當(dāng)將第一觸點(diǎn)33固定到第一觸點(diǎn)保持部32A和第二觸點(diǎn)保持部 32B時(shí)，該錐狀部使得易于將第一觸點(diǎn)33插入到設(shè)置在第一觸點(diǎn)保持部32A和第二觸點(diǎn)保持部32B處的孔(圖中未示出)中。接觸部33A是與第一滑動部21的導(dǎo)電區(qū)段23接觸并在該導(dǎo)電區(qū)段23上滑動的部分。該接觸部33A由位于該接觸部33A頂部的中央部α、圍繞該中央部α而設(shè)置的周邊部β以及進(jìn)一步圍繞該周邊部β而設(shè)置的外延部Y構(gòu)造而成。與傳統(tǒng)觸點(diǎn)的弧形剖面不同，該中央部α具有在水平方向(圖4(Α)中的左右方向)上的平坦表面，并且該表面如圖4(B)所示為圓形。此外，如圖5(A)和圖5(B)所示，中央部α的尺寸被限制為即使當(dāng)導(dǎo)電區(qū)段23移動時(shí)也僅僅允許同時(shí)接觸不超過兩個(gè)導(dǎo)電區(qū)段。即，當(dāng)中央部α接觸更多導(dǎo)電區(qū)段23時(shí)，第一觸點(diǎn)33與第二觸點(diǎn)34之間的電阻值變大，并且液位的檢測精度受到影響。從而，通過將與第一觸點(diǎn)33或第二觸點(diǎn)34同時(shí)接觸的導(dǎo)電區(qū)段23的數(shù)量限制為相鄰的兩個(gè)，來減小對液位的檢測精度的影響。此外，作為第一觸點(diǎn)33或第二觸點(diǎn)34與導(dǎo)電區(qū)段23接觸時(shí)的壓力，基于觸點(diǎn)簧片32的彎曲量來設(shè)定并賦予預(yù)定的載荷。在本發(fā)明中，與傳統(tǒng)的點(diǎn)接觸的中央部相比，由于中央部α由平坦表面構(gòu)成，所以能夠穩(wěn)定并確保與導(dǎo)電區(qū)段23的預(yù)定的接觸面積。從而，能夠以期望的表面壓強(qiáng)抵著導(dǎo)電區(qū)段23按壓第一觸點(diǎn)33或第二觸點(diǎn)34。在本實(shí)施例的第一觸點(diǎn)33中，直徑[mm]滿足下列公式的表面形成為接觸部33A 的中央部α。即，在本實(shí)施例中，如圖6所示，當(dāng)導(dǎo)電區(qū)段23的寬度W平均為200μπι，并且導(dǎo)電區(qū)段23之間的間隔D是200 μ m時(shí)，作為第一觸點(diǎn)33的接觸寬度的直徑(φ)滿足下列公式。
0.5 <cp[mm] < 0.7 …⑴優(yōu)選，直徑(φ)滿足下列公式。
0.5 <cp[mm] < 0.6 ...(2)下面描述得到公式(1)和O)的過程。如圖7(A)所示，每個(gè)導(dǎo)電區(qū)段23在初期滑動階段開始之前都具有大致的弧形剖面。如圖7(B)所示，每個(gè)導(dǎo)電區(qū)段23的中央部(頂部)由于使用時(shí)的滑動操作而被磨損 (磨損了量S)，并且逐漸形成大致平坦的表面(下文中，平坦表面23A)。該平坦表面23A 逐漸擴(kuò)展(該平坦表面23A的寬度w能夠擴(kuò)展至不超過一個(gè)導(dǎo)電區(qū)段的寬度W)。從而，當(dāng)每個(gè)導(dǎo)電區(qū)段23的頂部形成平坦表面23A并且第一觸點(diǎn)33和第二觸點(diǎn)34的中央部α具有滿足上面公式(1)或O)的形狀時(shí)，如下所述，降低了第一和第二觸點(diǎn)33和34以及導(dǎo)電區(qū)段23由于其接觸而導(dǎo)致的磨損，并且維持了期望的液位檢測精度。如圖4所示，周邊部β具有大致R狀的弧形剖面，以便在每個(gè)作為電阻板20的大略梳齒狀導(dǎo)體電極的導(dǎo)電區(qū)段23上順利地滑動。此外，外延部Y形成為具有傾斜的剖面。此外，盡管主要描述了第一觸點(diǎn)33，但是第二觸點(diǎn)34也具有同樣的構(gòu)造，并且對各導(dǎo)體區(qū)段23進(jìn)行同樣的操作。下面，描述本實(shí)施的作用。在本實(shí)施例的液位檢測裝置中，圖2所示的觸點(diǎn)簧片32具有導(dǎo)電性和彈性，并且分別通過抵著第一滑動部21和第二滑動部22的導(dǎo)電區(qū)段的彈性力來按壓第一觸點(diǎn)33和第二觸點(diǎn)34。因此，圖1所示的滑動體30的第一觸點(diǎn)33在特定時(shí)間接觸第一滑動部21的與該第一觸點(diǎn)33相對的導(dǎo)電區(qū)段23，并且第二觸點(diǎn)34在特定時(shí)間接觸第二滑動部22的與該第二觸點(diǎn)34相對的導(dǎo)電區(qū)段。以這種方式，第一滑動部21與第二滑動部32經(jīng)由觸點(diǎn)簧片32而彼此電連接。當(dāng)液位的高度改變時(shí)，浮子41相應(yīng)地上下運(yùn)動。因此，滑動體30與導(dǎo)電區(qū)段23 的接觸位置相對地變化。結(jié)果，由于電阻板20的電阻值經(jīng)由滑動體30和導(dǎo)電區(qū)段23而改變，所以基于此時(shí)從輸出端子25A和25B輸出的電壓的波動來檢測液位的高度。特別地，根據(jù)本實(shí)施例，與傳統(tǒng)弧形的點(diǎn)接觸相比，由于第一觸點(diǎn)33和第二觸點(diǎn) 34的中央部具有平坦表面，所以通過朝向?qū)щ妳^(qū)段23的穩(wěn)定壓力和與該導(dǎo)電區(qū)段23的面接觸，降低了第一觸點(diǎn)33和第二觸點(diǎn)34由于與導(dǎo)電區(qū)段23的接觸而引起的磨損，并且從初期滑動階段維持了預(yù)定的液位檢測精度。例如，如圖8(A)所示，在初期滑動階段中，即使當(dāng)細(xì)小的絕緣異物P潛入在第一觸點(diǎn)33(第二觸點(diǎn)34)與導(dǎo)電區(qū)段23之間的時(shí)候，也能夠通過連接于具有撓性的觸點(diǎn)簧片 32A (或32B)的第一觸點(diǎn)33 (或第二觸點(diǎn)34)的略微傾斜來確保第一觸點(diǎn)33 (或第二觸點(diǎn) 34)與導(dǎo)電區(qū)段23的導(dǎo)電接觸。另一方面，由于傳統(tǒng)觸點(diǎn)的末端形成為具有大致R狀剖面， 所以盡管利用觸點(diǎn)簧片能夠使觸點(diǎn)傾斜，但是如果細(xì)小的絕緣異物P被保持在點(diǎn)接觸的位置處，那么觸點(diǎn)與導(dǎo)電區(qū)段的導(dǎo)電被切斷，并且存在對液位測量有很大影響的可能性。特別地，由于傳統(tǒng)的觸點(diǎn)具有R狀剖面，所以在與大略梳齒狀導(dǎo)電區(qū)段的接觸操作中，由于觸點(diǎn)與該R狀剖面的滑動動作，觸點(diǎn)在滑動方向上容易發(fā)生滑移。結(jié)果，由于觸點(diǎn)從原始接觸位置的滑移導(dǎo)致的移動使接觸點(diǎn)與接觸區(qū)域偏移。結(jié)果，具有在每個(gè)導(dǎo)電區(qū)段的平坦表面的范圍內(nèi)存在強(qiáng)烈的非線性關(guān)系以及在液位測量時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤的可能性。另一方面，在本實(shí)施例中，由于第一和第二觸點(diǎn)33、34的接觸部分的中央部α具有平坦表面，所以能夠避免這種麻煩。此外，根據(jù)本實(shí)施例的液位檢測裝置，當(dāng)隨著使用時(shí)間的流逝而在導(dǎo)電區(qū)段23上形成如圖8(B)所示的平坦表面23Α的時(shí)候，即使當(dāng)同樣的細(xì)小的絕緣異物P 潛入在第一觸點(diǎn)33 (或第二觸點(diǎn)34)與導(dǎo)電區(qū)段23之間時(shí)，也能夠通過第一觸點(diǎn)33 (或第二觸點(diǎn)34)的極其細(xì)微的傾斜來確保第一觸點(diǎn)33 (或第二觸點(diǎn)34)與導(dǎo)電區(qū)段23導(dǎo)電接觸。從而，根據(jù)本實(shí)施例的液位檢測裝置，通過降低初期滑動階段時(shí)觸點(diǎn)的劇烈磨損并且從滑動的初期階段開始賦予穩(wěn)定的磨損特性，使得觸點(diǎn)隨時(shí)間的變化穩(wěn)定。從而，能夠一直實(shí)現(xiàn)高可靠性的液位檢測。接著，對于本發(fā)明的包括第一觸點(diǎn)33和第二觸點(diǎn)34的液位檢測裝置，以及設(shè)置有其末端與導(dǎo)電區(qū)段接觸并在該導(dǎo)電區(qū)段上滑動并且具有R狀剖面的傳統(tǒng)觸點(diǎn)的液位檢測裝置，圖示出了觸點(diǎn)和導(dǎo)電區(qū)段的滑動次數(shù)(N)與觸點(diǎn)的磨損量(δ ；見圖7(B))的關(guān)系。作為測試觸點(diǎn)和導(dǎo)電區(qū)段的滑動次數(shù)與觸點(diǎn)的磨損量(δ)的結(jié)果，得到了圖9中所示的函數(shù)。在圖9中，水平軸是滑動次數(shù)，而垂直軸是觸點(diǎn)的磨損量(從觸點(diǎn)頂部朝著觸點(diǎn)簧片的磨損量)。此外，圖像A表示本發(fā)明，而圖像B表示傳統(tǒng)的液位檢測裝置。因此，可知的是，與其觸點(diǎn)具有大致弧形剖面的傳統(tǒng)液位檢測裝置相比，由于本發(fā)明的液位檢測裝置第一觸點(diǎn)33和第二觸點(diǎn)34的中央部具有平坦表面，所以這些觸點(diǎn)在初期滑動階段中(100000次滑動之前)不會被劇烈磨損。換句話說，根據(jù)本發(fā)明中的相關(guān)關(guān)系得到了線性圖像。由于無論滑動次數(shù)，隨時(shí)間的磨損都幾乎相同，所以能夠得到穩(wěn)定的接觸和滑動動作。另一方面，對于傳統(tǒng)的液位檢測裝置，可知的是，在初期滑動階段(100000次滑動之前)會使觸點(diǎn)劇烈磨損。因此，觸點(diǎn)和滑動動作變得不穩(wěn)定，初期滑動階段的檢測精度低，并且能夠確認(rèn)的是，精確的液位檢測精度是不可能的。接著，為了指定本發(fā)明的液位檢測裝置的第一觸點(diǎn)33或第二觸點(diǎn)34的最優(yōu)直徑， 對于與導(dǎo)電區(qū)段23接觸的觸點(diǎn)的直徑q>[mm]、其中觸點(diǎn)與導(dǎo)電區(qū)段23接觸的觸點(diǎn)的接觸面積[mm2]，以及作為取決于所述接觸面積的作用于觸點(diǎn)的每單位面積的力的表面壓強(qiáng)[N/ mm2]的關(guān)系進(jìn)行試驗(yàn)，來分別找出它們的最小值(MIN)、最大值(MAX)和平均值(AVE)。于是，得到圖10所示的結(jié)果。此外，為了找出觸點(diǎn)的直徑[mm]與表面壓強(qiáng)[N/mm2]的相關(guān)關(guān)系，基于圖10中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了圖11中的清楚地表示了它們的相關(guān)關(guān)系的圖像。因此，當(dāng)觸點(diǎn)的直徑φ是0.3至0.5 [mm]時(shí)，從圖10和圖11中的觸點(diǎn)與導(dǎo)電區(qū)段接觸的接觸面積和表面壓強(qiáng)能夠看出，表面壓強(qiáng)急劇減小。另一方面，當(dāng)觸點(diǎn)直徑(φ)超過 0.5[mm]時(shí)，表面壓強(qiáng)不會顯著降低，但是逐漸減少至接近0。因此，為了降低觸點(diǎn)的磨損， 發(fā)現(xiàn)期望滿足下面的關(guān)系。
0.5 < φ [mm]…⑶然而，當(dāng)為了減小表面壓強(qiáng)而增大φ的值時(shí)，觸點(diǎn)變得可能同時(shí)與三個(gè)或三個(gè)以上相鄰的導(dǎo)電區(qū)段接觸。在該情況下，隨著電阻值的增大，發(fā)生檢測精度的降低。此外，確認(rèn)的是，當(dāng)觸點(diǎn)同時(shí)接觸不超過兩個(gè)相鄰導(dǎo)電區(qū)段時(shí)，檢測精度不是問題。因此，如圖7所示，當(dāng)一個(gè)導(dǎo)電區(qū)段的寬度W是200 [ μ m]并且相鄰的導(dǎo)電區(qū)段的間隔D是200 [ μ m]時(shí)，發(fā)現(xiàn)期望觸點(diǎn)的直徑φ滿足下面的公式。
φ [mm] < D+W+D=0.6 ...(4)因此，在該實(shí)施例中，從上述公式C3)和(4)顯而易見的是，期望觸點(diǎn)的直徑φ具有
滿足下面公式的尺寸。
0.5 < φ [mm] < 0.6 ...(2)
此外，如圖7(B)所示，在導(dǎo)電區(qū)段的每個(gè)圖形中，當(dāng)形成平坦表面23A并且該平坦表面23A的寬度w達(dá)到200 [ μ m]，以避免上述觸點(diǎn)同時(shí)與三個(gè)或三個(gè)以上相鄰導(dǎo)電區(qū)段接觸的時(shí)候，需要觸點(diǎn)的直徑φ小于0. 6 [mm]。另一方面，當(dāng)平坦表面23A的寬度w小于200[ μ m]時(shí)，觸點(diǎn)的直徑φ還可能大于0.6[mm]。從而，當(dāng)考慮到在初期滑動階段時(shí)還沒有形成平坦表面23A時(shí)，還允許觸點(diǎn)的直徑φ滿足下面的公式。
0.5 < φ [mm] < 0.7 …⑴本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，并且能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮透倪M(jìn)。此外，只要能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明，上述實(shí)施例的每個(gè)組成部件的材料、形狀、尺寸、數(shù)值、形態(tài)、數(shù)量、布置等是任意的并且不受限制。例如，盡管圖4(B)中所示的第一和第二觸點(diǎn)33和34的中央部α具有圓形的平坦表面，但是其不特別被限制于圓形，只要滿足圖10和圖11中所示的接觸面積[mm2] 與表面壓強(qiáng)[N/mm2]的關(guān)系，并且觸點(diǎn)不同時(shí)與三個(gè)或三個(gè)以上相鄰導(dǎo)電區(qū)段接觸即可。盡管參考實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行各種變更和修改。本申請基于2009年3月17日提交的日本專利申請(專利申請2009-064364)，其內(nèi)容通過以用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種液位檢測裝置，包括電阻板，該電阻板具有設(shè)置在絕緣基板上的多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段，并且電阻器與該多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段電連接；以及滑動體，該滑動體具有與所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段接觸，并且隨著液面位置的變化而在所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段上滑動的觸點(diǎn)，其中，所述滑動體的觸點(diǎn)具有與所述導(dǎo)電區(qū)段相接觸的平坦頂部，并且當(dāng)該觸點(diǎn)在所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段上滑動時(shí)，該觸點(diǎn)與所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段的頂部產(chǎn)生面接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位檢測裝置，其中，所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段以大致相等的間隔設(shè)置在所述絕緣基板上；并且其中，所述觸點(diǎn)的頂部具有當(dāng)所述觸點(diǎn)在所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段上滑動時(shí)該觸點(diǎn)與不超過兩個(gè)相鄰導(dǎo)電區(qū)段產(chǎn)生接觸的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液位檢測裝置，其中，所述觸點(diǎn)的頂部具有圓形，并且當(dāng)所述導(dǎo)電區(qū)段的寬度W是200 [ μ m]，且相鄰導(dǎo)電區(qū)段的間隔D是200 [ μ m]時(shí)，該頂部的直徑φ 滿足0.5 < cp[mm] < 0.6。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液位檢測裝置，其中，所述觸點(diǎn)的頂部具有圓形，并且當(dāng)所述導(dǎo)電區(qū)段的寬度W是200 [ μ m]，且相鄰導(dǎo)電區(qū)段的間隔D是200 [ μ m]時(shí)，初期滑動階段中的頂部的直徑φ滿足0.5 <cp[mm] < 0.7。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的液位檢測裝置，其中，所述電阻板的與所述觸點(diǎn)產(chǎn)生接觸的導(dǎo)電區(qū)段的頂部具有平坦形狀，并且當(dāng)所述觸點(diǎn)與所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段滑動接觸時(shí)，所述導(dǎo)電區(qū)段的頂部與所述觸點(diǎn)的頂部產(chǎn)生面接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液位檢測裝置，其中，在所述觸點(diǎn)在所述多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段上滑動時(shí)的初期滑動階段中，所述導(dǎo)電區(qū)段的頂部隨著所述觸點(diǎn)的頂部的滑動由于磨損而變成平坦形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液位檢測裝置，其中通過使滑動初期階段中觸點(diǎn)的嚴(yán)重磨損最小化并且從滑動初期階段開始賦予穩(wěn)定的磨損特性，使得觸點(diǎn)隨時(shí)間的變化穩(wěn)定?；瑒芋w(30)的觸點(diǎn)(33、34)具有與導(dǎo)電區(qū)段(23)接觸并且當(dāng)該觸點(diǎn)在多個(gè)導(dǎo)電區(qū)段(23)上滑動接觸時(shí)與該導(dǎo)電區(qū)段(23)的頂部產(chǎn)生面接觸的平坦頂部。
文檔編號G01F23/36GK102356304SQ201080012488
公開日2012年2月15日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者加藤昭雄, 大池利雄, 田中健一 申請人:矢崎總業(yè)株式會社