JP2008204896A - 感圧スイッチ装置及び感圧スイッチ装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性、耐油性に優れ、酸化しやすいゴムにより密閉容器を形成しても密閉容器内の圧力低下を防止できる感圧スイッチ装置を提供する。
【解決手段】本発明の感圧スイッチ装置は、密閉容器２と、密閉容器の互いに対向する内面に互いに間隔を隔てて対向するよう設けられた一対の電極３；４とを備え、密閉容器２に加わる圧力によって電極３と電極４とが接触可能に形成された感圧スイッチ装置１において、密閉容器２がジエン系ゴム又はエチレンプロピレンゴムにより形成され、密閉容器２内に窒素ガス１０（不活性ガス）が充填されたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐久性、耐油性に優れ、酸化しやすいゴムにより密閉容器を形成しても密閉容器内の圧力低下を防止可能な感圧スイッチ装置に関する。

密閉容器内に、密閉容器に加わる圧力によって導通接触するとともに密閉容器への圧力が除去されることで互いに離れる電極を備えた感圧スイッチ装置として以下のようなものが知られている。
シース（密閉容器）の密閉空間内に不活性ガスのような加圧流体を充填して密閉空間内の流体圧を外気圧よりも高く設定した感圧スイッチ装置（例えば、特許文献１参照）。
シリコンゴムにより形成された密閉容器の密閉空間内に不活性ガスが充填された感圧スイッチ装置（例えば、特許文献２参照）。
密閉容器の密閉空間内に、密閉空間内の導電面を形成する導電性物質に対して不活性の窒素ガスを封入した感圧スイッチ装置（例えば、特許文献３参照）。
特開２００１−６０４２３号公報 特表平１１−５０５９５９号公報 特開平１０−１９９３６８号公報

従来の感圧スイッチ装置は、不活性ガスが密閉容器の密閉空間内に充填された構成を備えるので、電極の酸化被膜形成を防止できるととともに、密閉容器の内面の酸化を防止できる。
しかしながら、特許文献１の感圧スイッチ装置の密閉容器は、シリコン、塩ビ、ゴムなどを用いて形成されるので、ゴムの種類によっては、耐久性、耐油性に劣る。また、特許文献２の感圧スイッチ装置においても、密閉容器がシリコンゴムにより形成されているので、耐久性、耐油性に劣る。さらに、特許文献３の感圧スイッチ装置では、密閉容器の材質が不明である。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、耐久性、耐油性に優れ、酸化しやすいゴムにより密閉容器を形成しても密閉容器内の圧力低下を防止できる感圧スイッチ装置を提供する。

本発明の感圧スイッチ装置は、密閉容器と、密閉容器の互いに対向する内面に互いに間隔を隔てて対向するよう設けられた一対の電極とを備え、密閉容器に加わる圧力によって電極と電極とが接触可能に形成された感圧スイッチ装置において、密閉容器がジエン系ゴム又はエチレンプロピレンゴムにより形成され、密閉容器内に不活性ガスが充填されたことを特徴とする。
密閉容器がニトリル−ブタジエンゴムにより形成されたことも特徴とする。
不活性ガスが窒素ガスであることも特徴とする。
本発明の感圧スイッチ装置の製造方法は、密閉容器内の空気を不活性ガスに置換することによって、密閉容器内に不活性ガスを充填したことも特徴とする。
密閉容器内の空気を不活性ガスに置換する際に、空気の入った密閉容器に密閉容器の内外に貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔に筒棒を差し込み、この筒棒に真空ポンプを繋いで密閉容器内を減圧した後に筒棒に不活性ガスのボンベを繋いで密閉容器内に不活性ガスを注入する操作を複数回に分けて行うことによって、密閉容器内に不活性ガスを充填したことも特徴とする。
不活性ガス雰囲気下で密閉容器を成形したことも特徴とする。

本発明の感圧スイッチ装置によれば、密閉容器がジエン系ゴムにより形成され、密閉容器内に不活性ガスが充填された構成を備えたので、耐久性、耐油性に優れ、酸化しやすいゴムにより密閉容器を形成しても密閉容器内の圧力低下を防止できる。
密閉容器がニトリル−ブタジエンゴムにより形成されたので、耐久性、耐油性に優れる。
不活性ガスとして窒素ガスを使用したので、コストを低減できる。
本発明の感圧スイッチ装置の製造方法は、密閉容器内の空気を不活性ガスに置換することによって、密閉容器内に不活性ガスを充填したので、密閉容器を容易に製造できる。
筒棒に真空ポンプを繋いで密閉容器内を減圧した後に筒棒に不活性ガスのボンベを繋いで密閉容器内に不活性ガスを注入する操作を複数回に分けて行うことによって、密閉容器内に不活性ガスを充填したので、電極を変形させることなく、高品質の密閉容器を容易に製造できる。
不活性ガス雰囲気下で密閉容器を成形したので、電極の酸化被膜形成防止効果、及び、密閉容器内の内部圧力低下防止効果のより高い感圧スイッチ装置を得ることができる。

図１及び図２は最良の形態を示し、図１は感圧スイッチ装置の断面を示し、図２は感圧スイッチ装置の外観を示す。感圧スイッチ装置は、例えば、ロボットや機械装置周辺の危険エリアに作業者等が立ち入ったことを検知するために、ロボットや機械装置周辺に敷設されている。

図１及び図２を参照し、感圧スイッチ装置の構造を説明する。感圧スイッチ装置１は、密閉容器２、電極３；４、絶縁体５を備える。密閉容器２は、ジエン系ゴムとしてのニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）により形成される。密閉容器２は、表ゴム６、裏ゴム７、縁ゴム８を備える。表ゴム６と裏ゴム７とが、同じ大きさの矩形シート状に形成される。縁ゴム８は、表ゴム６や裏ゴム７の矩形の辺縁部に対応した矩形リング状に形成される。縁ゴム８が、互いに対向するよう配置された表ゴム６の矩形の辺縁部と裏ゴム７の矩形の辺縁部との間を密閉状態に塞ぐように表ゴム６の辺縁部と裏ゴム７の矩形の辺縁部とに接着剤や加硫により接着されたことによって、密閉容器２が形成される。シート状（面状）の電極３が表ゴム６の内面に取り付けられ、シート状の電極４が裏ゴム７の内面に取り付けられる。これら表裏で一対の電極３；４は、金属板としての亜鉛めっき鋼板により形成される。複数の絶縁体５が、互いに間隔を隔てて点在するように一方の電極４の内面に固定して設けられることによって、複数の絶縁体５及び後述の不活性ガス１０が、一方の電極４の内面と他方の電極３の内面との対向間隔を一定間隔に保持する。

密閉容器２内には、不活性ガスとしての窒素ガス１０が充填される。窒素ガス１０の充填方法としては、密閉容器２に密閉容器２の外部と内部とに通じる図外の貫通孔を形成し、この貫通孔に図外の筒棒（中空針）を差し込み、この筒棒に図外の真空ポンプを接続し、真空ポンプを駆動して密閉容器２内を減圧してから窒素ガスを充填する。すなわち、密閉容器２内を真空にした場合に１気圧の圧力が密閉容器２に加わって電極３；４が変形してしまうことを防止するために、密閉容器２内を１／３気圧程度減圧して窒素ガス１０を注入する操作を複数回行うことによって密閉容器２内の空気を窒素ガス１０に置換する。

例えば、空気の入った密閉容器２の縁ゴム８に直径１ｍｍの貫通孔を形成しておき、筒の直径１．２ｍｍのコック（開閉栓）付きの筒棒を貫通孔に差し込んで、圧力計を備えた真空ポンプと筒棒とをホースで繋ぎ、密閉容器２内を４００ｍｍＨｇまで減圧する。次にコックを止めて、窒素ボンベと筒棒とをホースで繋ぎ、密閉容器２内に７６０ｍｍＨｇまで窒素を入れる。この動作を５回以上繰り返し、密閉容器２内の酸素濃度は１％以下となる。このようにして窒素で密閉容器２内を常圧（大気圧）に戻し、硬度の高い弾性体にシアノアクリレート系接着剤を塗布して貫通孔にを差し込んで貫通孔を塞ぐことで、密閉容器２内の空気が窒素ガス１０に置換された感圧スイッチ装置１を製造できる。このように密閉容器２内の空気を窒素ガスに置換して密閉容器２内に窒素ガスを充填したことによって、電極３；４を変形させることなく、高品質の密閉容器２を容易に製造できる。

各電極３；４にはそれぞれリード線１１；１２が接続され、各リード線１１；１２が図外の制御装置に接続される。よって、密閉容器２に加えられた圧力で電極３；４同士が互いに接触すると、電極３；４間に電流が流れたことを制御装置が検出して、制御装置がロボットや機械装置を停止させる。密閉容器２への圧力が除去されればニトリル−ブタジエンゴムの弾性により密閉容器２が元の状態に瞬時に復元して電極３；４間が離れる。

最良の形態によれば、密閉容器２を、耐久性、耐油性に優れ、酸化しやすいニトリル−ブタジエンゴムにより形成したので、耐久性、耐油性に優れるとともに、密閉容器２内に窒素ガス１０が充填されたので、亜鉛めっき鋼板により形成された電極３；４の酸化被膜形成を防止でき、しかも、密閉容器２を形成するニトリル−ブタジエンゴムの内面の酸化を防止できる。つまり、密閉容器２の内面の酸化を防止できるために、酸素と密閉容器２の内面のゴムとが反応して密閉容器２内の内部圧力を低下させてしまうことを防止でき、一対の電極３；４同士が互いに接触したままの誤作動状態となるようなことを防止できて、性能維持期間の長い、所謂メンテナンスフリーな感圧スイッチ装置１を得ることできる。特に、密閉容器２をニトリル−ブタジエンゴムで形成した場合は、密閉容器２内が空気であるとニトリル−ブタジエンゴムが酸化しやすく、酸素とニトリル−ブタジエンゴムとが反応して密閉容器２内の内部圧力が早期に低下して一対の電極３；４同士が互いに接触したままの誤作動状態となってしまうので、頻繁にメンテナンスを行って密閉容器２内に空気を充填しなければならなくなるが、最良の形態によれば、密閉容器２を酸化しやすいニトリル−ブタジエンゴムにより形成した場合に密閉容器２内に窒素ガス１０を充填した構成によって、内部圧力低下の要因となるニトリル−ブタジエンゴムを用いて密閉容器２内の内部圧力低下防止効果の高い感圧スイッチ装置１を得ることが可能となった。

また、最良の形態によれば、不活性ガスとしてコストの安い窒素ガスを使用したので、感圧スイッチ装置のコストを低減できる。

尚、窒素雰囲気下で密閉容器２を製造すれば、密閉容器２内の窒素ガス濃度を１００％とできるので、電極３；４の酸化被膜形成防止効果、及び、密閉容器２内の内部圧力低下防止効果のより高い感圧スイッチ装置１を得ることができる。

密閉容器２を形成するジエン系ゴムとして、クロロプレンゴム（ＣＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）などを用いてもよい。
密閉容器２を形成するゴムとして、非ジエン系ゴムであるエチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）を用いてもよい。
不活性ガスとして、アルゴンガス、ネオンガスなどを用いてもよい。
絶縁体５を備えずに不活性ガス１０による圧力によって電極３；４の間隔が維持された構成の密閉容器２を備えた感圧スイッチ装置としてもよい。
本発明の構成は、特許文献２に開示されたダイヤフラムを備えた構成の感圧スイッチ装置にも適用できる。

感圧スイッチ装置の断面図（最良の形態）。 感圧スイッチ装置の斜視図（最良の形態）。

符号の説明

１ 感圧スイッチ装置、２ 密閉容器、３；４ 電極、１０ 窒素ガス（不活性ガス）。

Claims (6)

1. 密閉容器と、密閉容器の互いに対向する内面に互いに間隔を隔てて対向するよう設けられた一対の電極とを備え、密閉容器に加わる圧力によって電極と電極とが接触可能に形成された感圧スイッチ装置において、密閉容器がジエン系ゴム又はエチレンプロピレンゴムにより形成され、密閉容器内に不活性ガスが充填されたことを特徴とする感圧スイッチ装置。
2. 密閉容器がニトリル−ブタジエンゴムにより形成されたことを特徴とする請求項１に記載の感圧スイッチ装置。
3. 不活性ガスが窒素ガスであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の感圧スイッチ装置。
4. 密閉容器内の空気を不活性ガスに置換することによって、密閉容器内に不活性ガスを充填したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の感圧スイッチ装置の製造方法。
5. 密閉容器内の空気を不活性ガスに置換する際に、空気の入った密閉容器に密閉容器の内外に貫通する貫通孔を形成し、この貫通孔に筒棒を差し込み、この筒棒に真空ポンプを繋いで密閉容器内を減圧した後に筒棒に不活性ガスのボンベを繋いで密閉容器内に不活性ガスを注入する操作を複数回に分けて行うことによって、密閉容器内に不活性ガスを充填したことを特徴とする請求項４に記載の感圧スイッチ装置の製造方法。
6. 不活性ガス雰囲気下で密閉容器を成形したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の感圧スイッチ装置の製造方法。

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