流体液位传感器的制作方法

1.本公开涉及用于计量汽车燃料箱内的燃料量的流体液位传感器。


背景技术：

2.许多汽车包括内燃发动机，所述内燃发动机经由燃烧将诸如汽油或柴油等液体燃料转换成机械动力。这些车辆包括储存液体燃料的燃料箱。在燃料箱内有流体液位传感器，所述流体液位传感器被配置为测量箱内的燃料量。流体液位传感器可与控制器通信，所述控制器被配置为将传感器读数解释为一定百分比的剩余燃料。计量器可设于车辆的内部内并且被配置为显示燃料箱内的燃料百分比。


技术实现要素：

3.根据一个实施例，一种流体液位传感器包括：壳体；基板，所述基板由所述壳体支撑并且限定完全穿过所述基板的厚度的弧形狭槽；以及导电迹线，所述导电迹线设置在所述基板的后侧上。接触电刷(wiper)总成设置在与所述基板的前侧相邻处并且包括相对于所述基板枢转的臂和附接到所述臂的接触电刷。所述接触电刷具有延伸穿过所述狭槽的细长颈部以及头部，所述头部附接到所述颈部并且与所述迹线接触以闭合电路，其中所述接触电刷被配置为响应于所述臂的枢转而沿着所述狭槽移动并且滑过所述迹线以改变所述电路的电阻来输出流体液位读数。
4.根据另一个实施例，一种流体液位传感器包括基板，所述基板限定弧形狭槽并且具有设置在所述基板的后侧上的导电迹线。接触电刷总成包括相对于所述基板枢转的臂和附接到所述臂的电接触件。所述接触件延伸穿过所述狭槽并且抵靠所述迹线设置以形成电路，所述电路具有取决于所述接触件在所述狭槽内的周向位置的电阻以输出流体液位读数。
5.根据又一个实施例，一种流体液位传感器包括：壳体，所述壳体限定容座；以及卡，所述卡设置在所述容座中并且具有前侧和后侧。所述卡限定弧形狭槽，所述弧形狭槽沿周向延伸穿过所述卡并且从所述前侧轴向地延伸到所述后侧。导电迹线设置在所述卡的后侧上。所述传感器的接触电刷总成包括枢转地附接到所述壳体并与所述卡的所述前侧间隔开的臂。接触电刷具有：基部，所述基部附接到所述臂；颈部，所述颈部以倾斜角度从所述基部轴向地向外突出以延伸穿过所述狭槽；以及头部，所述头部附接到所述颈部并且与所述迹线接触以闭合电路。所述颈部远离所述臂弹性地变形以在所述头部与所述迹线之间产生有力的接触。浮子附接到所述臂并且被配置为随着流体液位而上升和下降以使所述臂相对于所述壳体枢转，其中所述臂的枢转改变了所述接触电刷在所述狭槽内的位置。
附图说明
6.图1示出了流体液位传感器的分解图。
7.图2a示出了流体液位传感器的接触电刷臂和接触电刷的透视图。
8.图2b示出了图2a的放大视图，其更详细地示出了接触电刷。
9.图3a是流体液位传感器的卡的前视图。
10.图3b是卡的示出导电迹线的后视图。
11.图4是示出通过卡接收的接触电刷的透视图。
具体实施方式
12.本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其他实施例可采用各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节并不解释为限制性，而仅解释为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考附图中的任一者示出和描述的各种特征可与一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确地示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导相一致的特征的各种组合和修改对于特定应用或实施方式来说可能是期望的。
13.参考图1，流体液位传感器20被配置为设置在燃料箱内。传感器20包括壳体22，所述壳体被配置为固定在燃料箱内。壳体22支撑包括卡24的电阻器元件，所述卡可为陶瓷卡或其他电绝缘材料的形式。壳体22可包括特征件26，所述特征件被配置为保持陶瓷卡24静止。如下文将更详细描述的，陶瓷卡24具有设置(例如，印刷)在卡的后侧上的导电迹线。导电迹线电连接到与传感器连接器30附接的导线28。
14.接触电刷总成32包括枢转地连接到壳体的臂34和支撑在臂34上的接触电刷36。接触电刷(即，电接触件)与陶瓷卡24的迹线接合。接触电刷臂34相对于壳体22的旋转使接触电刷扫过迹线，从而改变电路的电阻以产生指示燃料液位的可读信号。接触电刷臂34经由连接杆38与浮子36机械地连接。浮子36相对于燃料是有浮力的，并且随着燃料液位上下移动。浮子的上下移动使臂34旋转，并且因此使接触电刷相对于迹线滑动以输出可解释为燃料液位读数的不同电阻。
15.参考图2a和图2b，接触电刷总成32包括臂34和被配置为与陶瓷卡24接合的接触电刷40。臂34包括围绕枢转轴线44枢转地连接到壳体22的中心部分42。臂的下部部分46包括用于联接到浮子36的杆38的特征件49。上部部分48支撑接触电刷40。在所示的实施例中，上部部分48限定矩形窗口或开口50。开口50可穿过接触电刷臂34的整个厚度。
16.接触电刷40包括连接到窗口的侧壁54的基部52。颈部55以倾斜角度从基部52延伸。颈部55可被弯曲以从侧壁54向外突出并远离臂34向前突出，使得颈部55的远端56从臂34的最外面58凸出。头部60附接到颈部55的远端56。头部60可为矩形的并且被定向成将长边附接到颈部55以产生基本上t字形形状的接触电刷40。接触电刷40由诸如金属的导电材料形成。示例金属包括铜、金、银和不锈钢。
17.参考图3a和图3b，卡24包括具有前侧72和后侧74的基板70。卡24设置在壳体22中，其中前面72面向接触电刷总成32。基板70限定完全穿过基板70的厚度的弧形狭槽76。弧形狭槽76可与中心轴线44同心。狭槽76包括形成狭槽76的周边的上部边缘78和下部边缘80。狭槽76包括第一端79和第二端81。扩大的开口83设于第二端81处。扩大的开口83可为被定向成在狭槽76的第二端81处形成t字形形状的大狭槽。主要狭槽76和扩大的开口83彼此是
连续的以形成单个连续的空隙空间或开口。主要狭槽76在径向上窄于扩大的开口83。
18.导电迹线82设置在卡24的后侧74上。迹线82可包括沿着上部边缘78延伸的第一迹线84和沿着底部边缘80设置的第二迹线86。迹线不延伸到扩大的开口，因为所述扩大的开口仅仅是用于总成的插入孔并且在传感器20的操作期间不会被利用。迹线84诸如通过焊料88连接到导线28a。迹线86诸如通过焊料90连接到导线28b。迹线82可由印刷到基板70上的导电油墨形成。
19.参考图4，接触电刷总成32定位在与卡24的前侧72相邻处。接触电刷40被接收在狭槽76内。在组装期间，可通过将头部60与扩大的开口83对准并穿过开口插入头部60来穿过卡24插入接触电刷40。开口83大于头部60，但是狭槽76的宽度100窄于头部60的宽度102。这防止接触电刷40被拉出卡并且允许头部60接触迹线84和86。也就是说，接触电刷40只能够在扩大的开口83处进行接收和移除。在组装状态下，颈部55的中间部分设置在狭槽中，并且头部60抵靠迹线82设置。当接触迹线84、86两者时，接触电刷40闭合电路104。当流体液位改变时，接触电刷40沿着槽76的长度沿周向行进，从而使接触电刷40扫过迹线82，由此改变电路104的电阻以提供指示变化的燃料液位的信号。接触电刷臂34的行进受到限制，使得接触电刷40保持在狭槽76内并且在传感器20的操作期间不准许重新进入扩大的开口83。
20.接触电刷40被预张紧并且弹性地变形以使头部60抵靠迹线82偏置。也就是说，接触电刷在组装期间远离臂34弯曲，并且自然而然地试图朝向臂34弹回，这是自然静止位置。这确保了头部60与迹线82之间的良好电接触，以提供传感器的更为可靠的操作。通过使头部60远离臂34挠曲，从而使颈部55弹性地弯曲来产生预张紧。这使颈部55处于弹性变形状态，并且在头部60与卡的后侧74之间产生有力的接触。更具体地，颈部55包括面向臂34的第一侧108和面向卡24的第二侧106(参见图2b)。预张紧使第一侧108处于张紧状态并且使第二侧106处于压缩状态。换句话说，头部60的自然静止位置比头部60在穿过卡24安装时的工作位置更靠近臂34。
21.穿过卡插入接触电刷40以将头部60推靠在卡的后侧上的迹线82上比迹线在卡的前侧上并且头部被预压缩的相反布置更为稳健。例如，在预压缩设计中，如果接触电刷朝向臂塑性地变形(例如，挤压变形)，则可能会导致接触不足。在本公开的设计中，接触电刷40被钩入狭槽中，因此接触电刷的任何无意中的挤压变形都不会影响传感器20的操作。
22.尽管上文描述了示例性实施例，但是这些实施例并不意图描述权利要求所涵盖的所有可能形式。在说明书中使用的字词是描述性而非限制性字词，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可做出各种改变。如前所述，各种实施例的特征可被组合来形成可能未明确描述或示出的本发明的另外的实施例。尽管各种实施例就一个或多个期望的特性而言可能已经被描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实施方式，但是本领域普通技术人员应认识到，可折衷一个或多个特征或特性来实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实施方式。这些属性可包括但不限于：强度、耐久性、可销售性、外观、包装、大小、可服务性、重量、可制造性、易组装性等。因此，就一个或多个特性而言被描述为不如其他实施例或现有技术实施方式期望的实施例处在本公开的范围内，并且对于特定应用来说可能是期望的。
23.根据本发明，提供了一种流体液位传感器，所述流体液位传感器具有：壳体；基板，所述基板由所述壳体支撑并且限定完全穿过所述基板的厚度的弧形狭槽；导电迹线，所述
导电迹线设置在所述基板的后侧上；以及接触电刷总成，所述接触电刷总成设置在与所述基板的前侧相邻处并且包括相对于所述基板枢转的臂和附接到所述臂的接触电刷，所述接触电刷包括延伸穿过所述狭槽的细长颈部以及头部，所述头部附接到所述颈部并且与所述迹线接触以闭合电路，其中所述接触电刷被配置为响应于所述臂的枢转而沿着所述狭槽移动并且滑过所述迹线以改变所述电路的电阻来输出流体液位读数。
24.根据一个实施例，本发明的特征还在于浮子，所述浮子附接到所述臂并且被配置为随着流体液位而上升和下降以使所述臂枢转。
25.根据一个实施例，所述迹线沿着所述狭槽的周边的至少一部分延伸。
26.根据一个实施例，所述迹线包括沿着所述狭槽的一侧延伸的第一迹线和沿着所述狭槽的另一侧延伸的第二迹线。
27.根据一个实施例，所述狭槽具有：在一端处的扩大的开口，所述扩大的开口被配置为接收穿过其中的所述接触电刷；以及主要部分，所述主要部分窄于所述开口。
28.根据一个实施例，所述头部具有一定宽度，所述宽度宽于所述主要部分以抑制所述接触电刷从所述狭槽移除，并且窄于所述开口，使得所述头部只能够在所述开口处进行插入和移除。
29.根据一个实施例，所述接触电刷是t字形形状的。
30.根据一个实施例，所述头部宽于所述狭槽并且所述颈部窄于所述狭槽。
31.根据一个实施例，所述接触电刷远离所述臂预张紧，使得所述头部被推成与所述迹线接触。
32.根据一个实施例，所述颈部包括面向所述臂的第一侧和面向所述基板的第二侧，其中所述预张紧使所述第一侧处于张紧状态并且使所述第二侧处于压缩状态。
33.根据一个实施例，所述颈部以倾斜角度远离所述臂延伸。
34.根据一个实施例，所述基板是陶瓷卡，并且所述迹线是印刷到所述卡上的导电油墨。
35.根据本发明，提供了一种流体液位传感器，所述流体液位传感器具有：基板，所述基板限定弧形狭槽并且具有设置在所述基板的后侧上的导电迹线；以及接触电刷总成，所述接触电刷总成包括相对于所述基板枢转的臂和附接到所述臂的电接触件，所述接触件延伸穿过所述狭槽并且抵靠所述迹线设置以形成电路，所述电路具有取决于所述接触件在所述狭槽内的周向位置的电阻以输出流体液位读数。
36.根据一个实施例，所述狭槽延伸穿过所述基板的厚度。
37.根据一个实施例，所述接触件包括设置在所述狭槽中的颈部和与所述迹线接触的头部。
38.根据一个实施例，所述狭槽具有：在一端处的扩大的开口，所述扩大的开口被配置为接收穿过其中的所述接触件；以及主要部分，所述主要部分窄于所述开口。
39.根据一个实施例，所述接触件是t字形形状的，其中头部宽于所述主要部分并且窄于所述扩大的开口。
40.根据一个实施例，所述接触件弹性地变形，使得所述接触件被推靠在所述迹线上。
41.根据本发明，提供了一种流体液位传感器，所述流体液位传感器具有：壳体，所述壳体限定容座；卡，所述卡设置在所述容座中并且具有前侧和后侧，所述卡限定弧形狭槽，
所述弧形狭槽沿周向延伸穿过所述卡并且从所述前侧轴向地延伸到所述后侧；导电迹线，所述导电迹线设置在所述卡的后侧上；接触电刷总成，所述接触电刷总成包括枢转地附接到所述壳体并与所述卡的所述前侧间隔开的臂和附接到所述臂的接触电刷，所述接触电刷包括：基部，所述基部附接到所述臂；颈部，所述颈部以倾斜角度从所述基部轴向地向外突出以延伸穿过所述狭槽；以及头部，所述头部附接到所述颈部并且与所述迹线接触以闭合电路，其中所述颈部远离所述臂弹性地变形以在所述头部与所述迹线之间产生有力的接触；以及浮子，所述浮子附接到所述臂并且被配置为随着流体液位而上升和下降以使所述臂相对于所述壳体枢转，其中所述臂的枢转改变了所述接触电刷在所述狭槽内的位置。
42.根据一个实施例，所述狭槽具有：在一端处的扩大的开口，所述扩大的开口被配置为接收穿过其中的所述头部；以及主要部分，所述主要部分窄于所述开口和所述头部。