JP2016091886A

JP2016091886A - 圧力スイッチ

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Publication number: JP2016091886A
Application number: JP2014227033A
Authority: JP
Inventors: 賢一松山; Kenichi Matsuyama; 理宮川; Osamu Miyagawa; 義弘濱邉; Yoshihiro Hamabe
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2016-05-23
Anticipated expiration: 2034-11-07
Also published as: US9941083B2; CN105590790A; JP6346846B2; CN105590790B; US20160133408A1

Abstract

【課題】圧力スイッチにおいて、反転したダイヤフラムの湾曲部の頂点と固定接点との間に異物が侵入した場合であっても、ダイヤフラムおよび固定接点との相互間の確実な電気的接続を図ることができ、しかも、ダイヤフラムの湾曲部の頂点の固定接点に対する接触位置を、接触抵抗を増大させることがない安定した接触位置にすることができること。【解決手段】圧力スイッチにおけるダイヤフラム２０Ｂが反転した場合、固定接点１３における十字状の当接面１３ｂｔが、ダイヤフラム２０Ｂにおける円環状の接点部２０ｂｒに４箇所で当接されるもの。【選択図】図５

Description

本発明は、ダイヤフラムを備える圧力スイッチに関する。

空調装置等においては、一般に、配管内の冷媒、炭酸ガス等の圧力を検出し、検出出力を送出するための圧力スイッチを配管に備えている。圧力スイッチは、特許文献１にも示されるように、継手管の一端を介して冷媒通路に接続されるケーシング組立体と、ケーシング組立体における受圧室としての感圧室を仕切るダイヤフラム群と、ダイヤフラム群の変位に応じてケーシング組立体内に配される可動接点および固定接点を近接または離隔可能とするロッドとを含んで構成されている。このような構成において、上述の可動接点に向かい合う固定接点の上面には、格子状の多点接点が形成されている。これにより、固定接点と可動接点との間に、繊維、コンタミ等の異物が侵入しても、異物は多点接点間の凹部に押し込まれるので固定接点と可動接点との導通が保証され、導通不良の発生が回避されることとなる。

また、圧力スイッチにおいては、例えば、特許文献２にも示されるように、上述の作動ピンのような作動力伝達部材が省略されるもとで、上述のような可動接点に代えて、湾曲したダイヤフラムの中央部が反転され固定接点に対し接触、または、離隔するように構成されるものが提案されている。上述のダイヤフラムは、その湾曲部が固定接点に向かい合うように、ボディの凹部内に装着されるインシュレータ部材の押圧部により保持されている。

特開２００２−２７９８７５号公報特開平１０−１３４６８１号公報

上述の特許文献２に示されるような、圧力スイッチの場合、反転したダイヤフラムの湾曲部の頂点と固定接点との間に異物が侵入した場合、反転したダイヤフラムの湾曲部の頂点と固定接点とが一点で接触しているのでダイヤフラムおよび固定接点との相互間の電気的接続が不安定となる虞がある。また、反転したダイヤフラムの湾曲部の頂点と固定接点とが一点で接触している場合、反転したダイヤフラムの湾曲部の頂点の位置が、製造誤差に起因して固定接点の平坦な面に対し偏倚した状態でダイヤフラムの湾曲部の頂点が接触した場合、ダイヤフラムの湾曲部の頂点の位置が、安定した接触位置とならないので接触抵抗の増大および導通信頼性を損なう虞もある。

以上の問題点を考慮し、本発明は、圧力スイッチであって、反転したダイヤフラムの湾曲部の頂点と固定接点との間に異物が侵入した場合であっても、ダイヤフラムおよび固定接点との相互間の確実な電気的接続を図ることができ、しかも、ダイヤフラムの湾曲部の頂点の固定接点に対する接触位置を、接触抵抗を増大させることがない安定した接触位置にすることができる圧力スイッチを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係る圧力スイッチは、固定接点部を有する接続端子を内側に収容するハウジングと、作動圧力が供給される管路に連通する受圧室と、受圧室の圧力に応じて変位せしめられ、受圧室内の圧力が所定値以上の場合、固定接点部に当接される可動接点部を有するダイヤフラムを備えるダイヤフラムアッセンブリーと、を備え、ダイヤフラムに形成された可動接点部および固定接点部のうちの少なくとも一方が、放射状に分岐した複数の当接面を有することを特徴とする。

また、ダイヤフラムの可動接点部の当接面は、円環状に形成され、固定接点部の当接面が、略十字状に形成されてもよく、さらに、ダイヤフラムの可動接点部の当接面は、円環状に形成され、固定接点部の当接面が、略Ｙ字状に形成されてもよい。

さらにまた、ダイヤフラムの可動接点部の当接面は、略十字状に形成され、固定接点部の当接面が円環状に形成されてもよく、そして、ダイヤフラムの可動接点部の当接面は、略Ｙ字状に形成され、固定接点部の当接面が円環状に形成されてもよい。

本発明に係る圧力スイッチによれば、ダイヤフラムに一体成形された可動接点部および固定接点部のうちの少なくとも一方が、放射状に分岐した複数の当接面を有することによって可動接点部および固定接点部の当接面が互いに複数の箇所で均等の圧力で当接することとなるので反転したダイヤフラムの湾曲部の頂点と固定接点との間に異物が侵入した場合であっても、ダイヤフラムおよび固定接点との相互間の確実な電気的接続を図ることができ、しかも、ダイヤフラムの湾曲部の頂点の固定接点に対する接触位置を、接触抵抗を増大させることがない安定した接触位置にすることができる。

本発明に係る圧力スイッチの一例の構成を示す断面図である。（Ａ）は、図１に示される例に用いられる固定接点の一例の外観を示す斜視図であり（Ｂ）は、（Ａ）に示される例の変形例の外観を示す斜視図である。図２（Ａ）に示される固定接点の構造を示す断面図である。図１に示される例における動作説明に供される断面図である。図４に示される構成の一部を拡大して示す部分拡大図である。図４に示される固定接点およびダイヤフラムを破断して示す斜視図である。ダイヤフラムの動作説明に供される図である。固定接点のダイヤフラムの可動接点に対する相対位置を示す図である。（Ａ）は、図１に示される例に用いられる固定接点の他の一例の外観を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示される例の変形例の外観を示す斜視図である。図１に示される例に用いられる固定接点のさらなる他の一例の外観を示す斜視図である。図１に示される例に用いられるダイヤフラムの他の一例を示す斜視図である。図１に示される例に用いられるダイヤフラムのさらなる他の一例を示す斜視図である。

図１は、本発明に係る圧力スイッチの一例の要部を示す。

圧力スイッチは、例えば、図示が省略される油圧装置または空気、冷媒、水等を供給する配管に、接続継手２８を介して取り付けられる。

圧力スイッチは、図１に示されるように、常開型スイッチであり、接続継手２８の一端に結合されるダイヤフラムアッセンブリー２０と、接続継手２８と連結され、後述する接続端子１２を内蔵するケース１０と、ケース１０内に配され後述するダイヤフラム２０Ｂの変位に応じてダイヤフラム２０Ｂの可動接点２０ｂｒに当接または離隔可能とされる接続端子１２の固定接点１３と、を主な要素として含んで構成されている。

ハウジングとしてのケース１０は、例えば、樹脂材料で成形され、接続端子１２の固定接点１３が収容される凹部１０Ａを内側に有している。接続端子１２の外部接続部は、ケース１０の孔を通じて外側に形成される窪み内に突出している。接続端子１２の外部接続部は、図示が省略される圧力検出回路に接続されている。これにより、ダイヤフラム２０Ｂの反転に応じてダイヤフラム２０Ｂの可動接点２０ｂｒが、図４に示されるように、固定接点１３に当接される場合、所定の電流がダイヤフラム２０Ｂを通じて接続継手２８に流れることにより、圧力検出回路は、後述する受圧室内の圧力が所定の圧力に到達したことを検出することとなる。

ダイヤフラムアッセンブリー２０は、接続継手２８の流路２８ａに連通する受圧室２８ＣＨとケース１０の開口端部との間を仕切るように配置されている。ダイヤフラムアッセンブリー２０は、ケース１０の開口端部周縁およびＯリング１８に当接するアッパプレート２０Ａと、接続継手２８の受圧室の周縁およびＯリング２４に当接するロアプレート２０Ｃと、互いに向かい合うアッパプレート２０Ａとロアプレート２０Ｃとの間に挟持されるダイヤフラム２０Ｂと、を主な要素として構成されている。

アッパプレート２０Ａは、プレス成形、切削加工、ダイキャスト、鍛造等により、例えば、金属材料で環状に成形されている。

ロアプレート２０Ｃは、プレス成形、切削加工、ダイキャスト、鍛造等により、例えば、金属材料で環状に成形されている。接続継手２８において、ロアプレート２０Ｃの孔の周縁には、Ｏリング２５が挿入される環状の溝が、接続継手２８の受圧室２８ＣＨの周縁に同心上に形成されている。接続継手２８の流路２８ａに連通する受圧室２８ＣＨは、ダイヤフラム２０Ｂの表面と、ロアプレート２０Ｃの内周部と、接続継手２８の内周部とにより形成されている。その際、ダイヤフラム２０Ｂの外周縁は、アッパプレート２０Ａおよびロアプレート２０Ｃ相互間に挟持される。

ダイヤフラムアッセンブリー２０は、アッパプレート２０Ａおよびロアプレート２０Ｃがダイヤフラム２０Ｂを挟持した状態で外周縁が溶接により接合されることによって、一体とされることにより得られる。これにより、溶融部が、アッパプレート２０Ａおよびロアプレート２０Ｃの外周部に形成される。なお、低圧で使用する場合などは、必ずしも溶接により接合する必要はなく、例えば、接続継手２８のカシメによる固定のみで構成されても良い。

ダイヤフラム２０Ｂは、例えば、接続継手２８内の流路２８ａを通じて供給される流体に対する耐食性を有する薄板金属材料、例えば、ステンレス鋼板で成形されている。また、ダイヤフラム２０Ｂは、例えば、薄板圧延鋼板で作られた後、ニッケル等のメッキ処理が施されても良い。これにより、ダイヤフラム２０Ｂの接触抵抗の低減、耐食性および耐摩耗性の向上が図られる。

ダイヤフラム２０Ｂは、図６に拡大されて示されるように、アッパプレート２０Ａおよびロアプレート２０Ｃに挟持されるフランジ部２０ｂｆと、反転可能な、即ち、弾性変位可能な可動部２０ｂｍとから構成されている。所定の曲率半径を有する可動部２０ｂｍにおける固定接点１３に向かい合う表面の頂点には、円環状の当接面を有する接点部２０ｂｒが、プレス加工により、一体に成形されている。接点部２０ｂｒは、ダイヤフラム２０Ｂが反転した場合、図５に部分的に拡大されて示されるように、固定接点１３における十字状の当接面１３ｂｔに当接するように、可動部２０ｂｍの表面から所定の高さだけ隆起している。

本明細書中で用いられる用語「反転」の意味は、ダイヤフラム２０Ｂの形状が平坦もしくは、下に凸状となる状態から徐々に凸状となる状態、および、平坦もしくは下に凸状となる状態から急峻に凸状となる状態を含む意味である。

なお、上述の例においては、ダイヤフラムアッセンブリー２０は、アッパプレート２０Ａおよびロアプレート２０Ｃと、ダイヤフラム２０Ｂとから構成されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、ダイヤフラムアッセンブリーが、アッパプレート２０Ａおよびダイヤフラム２０Ｂから構成されてもよく、または、ロアプレート２０Ｃおよびダイヤフラム２０Ｂから構成されてもよい。さらに、ダイヤフラムアッセンブリー２０に代えて、ダイヤフラム２０Ｂだけが、直接的にＯリングを介してケース１０および接続継手２８に挟持されるように構成されてもよい。

固定接点１３は、図２（Ａ）に拡大されて示されるように、例えば、銅系金属、または、鉄系金属で作られ、接続端子１２の下端に結合される円柱部１３Ａと、円柱部１３Ａの下端に一体に成形される円錐台状の当接部１３Ｂとから構成されている。当接部１３Ｂの表面には、図３に示されるように、例えば、所定の膜厚を有する金または銀等の貴金属の被覆層１３ｂｓが形成されている。

当接部１３Ｂの端面は、図２（Ａ）に拡大されて示されるように、９０°間隔で放射状に分岐した部分からなる略十字状の当接面１３ｂｔを有している。当接部１３Ｂの平坦な端面における当接面１３ｂｔの周辺の４箇所には、窪み１３ｂｄが形成されている。なお、斯かる当接部１３Ｂの端面における当接面１３ｂｔは、斯かる例に限られることなく、例えば、図２（Ｂ）に示されるように、所定の曲率半径を有する凸状の円弧面で形成される当接面１４ｂｔで形成されてもよい。

図２（Ｂ）において、固定接点１４は、例えば、銅系金属、または、鉄系金属で作られ、接続端子１２の下端に結合される円柱部１４Ａと、円柱部１４Ａの下端に一体に成形される円錐台状の当接部１４Ｂとから構成されている。当接部１４Ｂの表面には、例えば、所定の膜厚を有する金または銀等の貴金属の被覆層が形成されている。当接部１４Ｂの端面は、図３（Ｂ）に拡大されて示されるように、９０°間隔で放射状に分岐した部分からなる略十字状の当接面１４ｂｔを有している。当接部１４Ｂの平坦な端面における当接面１４ｂｔの周辺の４箇所には、窪み１４ｂｄが形成されている。

これにより、図７に示されるように、二点鎖線で示される状態から実線で示されるように、ダイヤフラム２０Ｂが反転した場合、固定接点１３における十字状の当接面１３ｂｔが、図８に示されるように、４箇所で円環状の接点部２０ｂｒに当接されることとなる。従って、当接面１３ｂｔが、４箇所で円環状の接点部２０ｂｒに当接されるので万一、反転したダイヤフラムの頂点と固定接点１３の一部との間に異物が侵入した場合であっても、ダイヤフラムおよび固定接点との相互間の確実な電気的接続を図ることができる。即ち、１ヶ所で異物が噛み込んでも他点で確実に電気的接続を測ることができる。これは、仮に異物が噛みこむことにより、１箇所の接点が浮いてもダイヤフラムが撓むので他の複数の接点が固定接点１３に対し押し付けられ離隔されることがないからである。

また、十字状の当接面１３ｂｔが、図８に示されるように、４箇所で均等の圧力で円環状の接点部２０ｂｒに当接されるのでダイヤフラムの反転時の衝撃力が分散される。

斯かる構成において、受圧室２８ＣＨ内の圧力が、所定値未満の場合、図１に示されるように、ダイヤフラム２０Ｂの接点部２０ｂｒが固定接点１３における十字状の当接面１３ｂｔに対し離隔されている。これにより、上述の圧力検出回路は、所定の電流がダイヤフラム２０Ｂを通じて接続継手２８に流れないので受圧室２８ＣＨ内の圧力が、所定値未満であることを検出する。一方、受圧室２８ＣＨ内の圧力が、所定値以上の場合、ダイヤフラム２０Ｂの接点部２０ｂｒが固定接点１３における十字状の当接面１３ｂｔに対し当接される。これにより、上述の圧力検出回路は、所定の電流がダイヤフラム２０Ｂを通じて接続継手２８に流れるので受圧室２８ＣＨ内の圧力が、所定値以上であることを検出することとなる。

なお、上述の例において、固定接点１３の当接部１３Ｂの端面は、十字状の当接面１３ｂｔを有しているが、斯かる例に限られることなく、例えば、図９（Ａ）に拡大されて示されるように、固定接点２３の当接部２３Ｂの端面は、略Ｙ字状の当接面２３ｂｔを有するものであってもよい。

固定接点２３は、例えば、銅系金属、または、鉄系金属で作られ、接続端子１２の下端に結合される円柱部２３Ａと、円柱部２３Ａの下端に一体に成形される円錐台状の当接部２３Ｂとから構成されている。

略Ｙ字状の当接面２３ｂｔは、例えば、１２０°間隔で放射状に分岐した部分からなる。当接部２３Ｂの平坦な端面における当接面２３ｂｔの周辺の３箇所には、窪み２３ｂｄが形成されている。

このような場合、ダイヤフラム２０Ｂが反転した場合、固定接点２３におけるＹ字状の当接面２３ｂｔが、３箇所で円環状の接点部２０ｂｒに当接されることとなる。なお、斯かる当接部２３Ｂの端面における当接面２３ｂｔは、斯かる例に限られることなく、例えば、図９（Ｂ）に示されるように、所定の曲率半径を有する凸状の円弧面で形成される当接面２４ｂｔで形成されてもよい。

固定接点２４は、例えば、銅系金属、または、鉄系金属で作られ、接続端子１２の下端に結合される円柱部２４Ａと、円柱部２４Ａの下端に一体に成形される円錐台状の当接部２４Ｂとから構成されている。

略Ｙ字状の当接面２４ｂｔは、例えば、１２０°間隔で放射状に分岐した部分からなる。当接部２４Ｂの平坦な端面における当接面２４ｂｔの周辺の３箇所には、窪み２４ｂｄが形成されている。

このような場合、ダイヤフラム２０Ｂが反転した場合、固定接点２４におけるＹ字状の当接面２４ｂｔが、３箇所で円環状の可動接点部２０ｂｒに当接されることとなる。

さらに、固定接点は、図２（Ａ）および図９（Ａ）に示される例に限られることなく、例えば、図１０に拡大されて示されるように、固定接点３４は、例えば、銅系金属、または、鉄系金属で作られ、接続端子１２の下端に結合される円柱部３４Ａと、円柱部３４Ａの下端に一体に成形される円錐台状の当接部３４Ｂとから構成されてもよい。当接部３４Ｂの平坦な端面における環状（ドーナツ状）の当接面３４ｂｔには、窪み３４ｂｃが形成されている。なお、斯かる当接部３４Ｂの端面における当接面３４ｂｔは、斯かる例に限られることなく、例えば、所定の曲率半径を有する凸状の円弧面で形成されてもよい。

このような場合、固定接点３４と組み合わされるダイヤフラム３０Ｂは、図１１に拡大されて示されるように、アッパプレート２０Ａおよびロアプレート２０Ｃに挟持されるフランジ部３０ｂｆと、反転可能な、即ち、弾性変位可能な可動部３０ｂｍとから構成されている。所定の曲率半径を有する可動部３０ｂｍにおける固定接点３４に向かい合う表面の頂点には、十字状の接点部３０ｂｃが、例えば、プレス加工により、一体に成形されている。接点部３０ｂｃは、ダイヤフラム３０Ｂが反転した場合、固定接点３４における環状の当接面３４ｂｔに当接するように、可動部３０ｂｍの表面から所定の高さだけ隆起している。なお、斯かる接点部３０ｂｃの当接面は、斯かる例に限られることなく、例えば、所定の曲率半径を有する凹状の円弧面で形成されてもよい。

また、固定接点３４と組み合わされるダイヤフラム４０Ｂは、斯かる例に限られることなく、例えば、図１２に示されるように、アッパプレート２０Ａおよびロアプレート２０Ｃに挟持されるフランジ部４０ｂｆと、反転可能な、即ち、弾性変位可能な可動部４０ｂｍとから構成されている。所定の曲率半径を有する可動部４０ｂｍにおける固定接点３４に向かい合う表面の頂点には、Ｙ字状の接点部４０ｂｙが、プレス加工により、一体に成形されている。接点部４０ｂｙは、ダイヤフラム４０Ｂが反転した場合、固定接点３４における環状の当接面３４ｂｔに当接するように、可動部４０ｂｍの表面から所定の高さだけ隆起している。なお、斯かる接点部４０ｂｙの当接面は、斯かる例に限られることなく、例えば、所定の曲率半径を有する凹状の円弧面で形成されてもよい。

なお、本発明に係る圧力スイッチの一例においては、常開型スイッチに適用されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、常閉型スイッチに適用されてもよいことは勿論である。また、本発明に係る接点付きダイヤフラムを製造する方法の一例により製造された接点付ダイヤフラムが、接続継手２８を介して配管に接続される圧力スイッチに適用されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、特開平２−２２０３２０号公報または、特許第３０３１６７９号公報にも示されるような、圧力スイッチに適用されてもよい。さらに、上述の例においては、ダイヤフラムの接点部が、ダイヤフラムと一体に形成されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、接点部だけが他の部分に対し接合される構成がとられてもよい。

１０ケース
１２接続端子
１３、１４、２３、２４，３４固定接点
２０ｂｍ、３０ｂｍ、４０ｂｍ可動部
２０ダイヤフラムアッセンブリー
２０Ａアッパプレート
２０Ｂ，３０Ｂ、４０Ｂダイヤフラム
２０Ｃロアプレート
２８接続継手

Claims

固定接点部を有する接続端子を内側に収容するハウジングと、
作動圧力が供給される管路に連通する受圧室と、
前記受圧室の圧力に応じて変位せしめられ、該受圧室内の圧力が所定値以上の場合、前記固定接点部に当接される可動接点部を有するダイヤフラムを備えるダイヤフラムアッセンブリーと、を備え、
前記ダイヤフラムに形成された可動接点部および前記固定接点部のうちの少なくとも一方が、放射状に分岐した複数の当接面を有することを特徴とする圧力スイッチ。
前記ダイヤフラムの可動接点部の当接面は、円環状に形成され、前記固定接点部の当接面が、略十字状に形成されることを特徴とする請求項１記載の圧力スイッチ。
前記ダイヤフラムの可動接点部の当接面は、円環状に形成され、前記固定接点部の当接面が、略Ｙ字状に形成されることを特徴とする請求項１記載の圧力スイッチ。
前記ダイヤフラムの可動接点部の当接面は、略十字状に形成され、前記固定接点部の当接面が円環状に形成されることを特徴とする請求項１記載の圧力スイッチ。
前記ダイヤフラムの可動接点部の当接面は、略Ｙ字状に形成され、前記固定接点部の当接面が円環状に形成されることを特徴とする請求項１記載の圧力スイッチ。