JP2504081Y2 - 圧力スイツチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この考案は、例えば、ガス圧の計器類に装備されるよ
うな圧力スイッチに関し、さらに詳しくはガス圧等の流
体圧を検出する圧力スイッチに関する。

（ロ）従来の技術 一般に、60ミリ水柱（60mmH2O）程度の微圧で作動る
ように設計された微圧作動用の圧力スイッチは、圧力変
化を検出するための受圧素子としてダイヤフラム、金属
ベローズ等を用いたものが知られているが、このうちダ
イヤフラムを用いた圧力スイッチは、ガス圧の変化に対
応するダイヤフラムの反転作動により、これに追従する
プランジャを介してスイッチング操作している。

ところで、このダイヤフラムの取付けに際しては、通
常、ダイヤフラムの外周縁部を、固定部材で挟持固定し
て取付けているが、この場合はダイヤフラムを両側より
挟持した際の加圧力を受けて歪が発生しやすく、この歪
がダイヤフラムの反転作動に支障をきたし、ダイヤフラ
ムの性能を低下させる原因となっていた。

また、挟持固定したダイヤフラムの一部を例えば実公
昭54-20601号公報に記載のようにアルゴン溶接して取付
ける場合、あるいは単に溶接や溶着してダイヤフラムを
取付けているが、この場合は溶接による熱サイクルの影
響を受けて、ダイヤフラムが熱歪を起こしていた。ま
た、接着材の場合は、この接着材の収縮による歪が発生
する問題を有していた。

（ハ）考案の目的 この考案は、ダイヤフラムの外周縁部を断面門形に形
成して２段構造の熱歪吸収部を設けることで、ダイヤフ
ラムを溶接して固定しても、ダイヤフラムの反転部に熱
歪が発生せず、常に安定したスイッチ特性を維持するこ
とができる圧力スイッチの提供を目的とする。

（ニ）考案の構成 この考案は、流体の圧力変化に対応して中央部が反転
作動するダイヤフラムと、このダイヤフラムの反転作動
面に接して追従移動するプランジャと、このプランジャ
の移動に基づいてスイッチング操作されるスイッチ部と
を備え、上記ダイヤフラムの外周縁部は、反転部の外周
に起立する円筒状の第１熱歪吸収部と、この第１熱歪吸
収部の上端部から外側方に延出する平坦なフランジ部
と、このフランジ部の外周縁から垂設した第２熱歪吸収
部とを一体に連設して、断面門形に形成し、上記第２熱
歪吸収部の下端が固定部材に溶接された圧力スイッチで
あることを特徴とする。

（ホ）考案の作用 この考案は、ダイヤフラムの外周縁部に形成した第２
熱歪吸収部の下端が例えば受圧ケースおよびスイッチケ
ース等の固定部材に溶接されて取付けられたとき、溶接
時のダイヤフラムに対する熱歪は、第１、第２の熱歪吸
収部による断面門形の形状を歪めることで吸収する。

（ヘ）考案の効果 この考案によれば、ダイヤフラムの取付けに際して、
ダイヤフラムの外周縁部に形成した第２熱歪吸収部の下
端を固定部材に溶接して取付けるため、この時に発生す
る熱歪を、第２熱歪吸収部と第１熱歪吸収部との２段構
造で形成される断面門形の形状を歪めさせて吸収するこ
とで、確実に吸収対応するため、ダイヤフラムの反転部
に対する熱歪の発生を完全に防止することができる。

しかも、上述の取付け時に発生する溶接熱は、ダイヤ
フラムの中央反転部に対して熱影響を与えない外側方の
離間位置にあって、反転部までの比較的長い距離により
外方への熱分散が図れると共に、固定部材側で熱吸収さ
れ、ダイヤフラムの反転部に熱影響を与えることも防止
できる。

このため、ダイヤフラムの反転部は安定して反転作動
し、微小な圧力変化に反転作動するダイヤフラムの取付
けに適した固定構造となる。

（ト）実施例 この考案の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。

図面は圧力スイッチを示し、第１図および第２図にお
いて、この圧力スイッチ11は、受圧ケース12と、この受
圧ケース12に固着されたスイッチベース13とを備えてい
る。

上述の受圧ケース12は、金属製の筒状体に形成され、
この筒状体の上端にスイッチ取付け用のフランジ14を有
し、このフランジ14の上面に、中央部に受圧孔15を備え
た保護板16を上方より装着し、下方よりスイッチベース
13を固着して一体化する。

上述のスイッチベース13は、受圧ケース12より小径の
円柱形に設けられ、このスイッチベース13に、受圧ケー
ス連結用のスイッチケース24と、相対向する第１リード
端子25と、第２リード端子26とをインサート成形し、こ
れらはインサートされてスイッチベース13の外部に露出
する。スイッチベース13の外周面には、スイッチケース
24の外端部を突設させ、下面には各リード端子25,26を
垂設させ、さらに上面凹部に対してはプランジャガイド
板27を装着している。

スイッチケース24は、金属材にてスイッチベース13よ
り大径の有底筒状体に形成され、この底部がインサート
されて周面部が露出し、この周面露出部で、スイッチベ
ース13の上部側を覆うべく突出し、この突出した上部の
上端面および外周面が、受圧ケース12の下端に形成され
た下端内周溝19と対応する連結面に設けられる。

そして、上下に連結される両ケース12,24間に上記受
圧孔15が連通する受圧室17が形成され、この受圧室17に
金属製のダイヤフラム18が反転作動自由にセットされ
る。

ダイヤフラム18は、微圧で反転作動可能な極薄の金属
円板形を有し、この中央部分を反転部18aとする外周部
に段付き状の熱歪吸収部18bを形成しており、第３図に
示すように、この熱歪吸収部18bは、反転部18aの外周に
アールを介して起立する第１熱歪吸収部18cと、この第
１熱歪吸収部18cの上端部からアールを介して外側方に
延出する平坦なフランジ部18dと、このフランジ部18dの
外周縁から垂設した第２熱歪吸収部18eとを一体に連設
して、断面門形に形成している。

そして、このダイヤフラム18の取付けに際しては、こ
の断面門形の熱歪吸収部18bを、第３図に示すように、
受圧ケース12の下端内周溝19とスイッチケース24の上端
部との間に挟み込んで、その下端に露出する第２熱歪吸
収部18eの挟持部分下端を外側からレーザ溶接20して、
受圧ケース12とスイッチケース24とダイヤフラム18とを
一体化し、かつこの挟み込み部をシールしている。図
中、21はストッパ円板で、ダイヤフラム18の無負荷時の
反転位置を規制する。

これにより、ダイヤフラム18の取付け時に発生する溶
接熱が、ダイヤフラム18の中央反転部18aに対して熱影
響を与えない外側方の離間位置にあり、この結果、外方
に熱分散されると共に、溶接部の両ケース12,24側で熱
吸収され、しかも、この時に発生する熱歪を断面門形に
屈曲形成した第２熱歪吸収部18eと第１熱歪吸収部18cと
の２段吸収構造により吸収対応するため、ダイヤフラム
18の反転部18aに対する熱歪の発生を完全に防止するこ
とがてきる効果がある。

上述のスイッチベース13の上面に装着したプランジャ
ガイド板27の中心部には、上下方向の摺動孔28が貫通さ
れ、これにプランジャ29が挿嵌される。また、プランジ
ャガイド板27の下面側のスイッチベース13の内部には空
室30を有しており、この空室30内にプランジャ29の下端
が突入すると共に、空室30内に第１リード端子25の内端
部を介して延出された可動接点片31が、該プランジャ29
と対応してスイッチング操作される。

プランジャ29は、該プランジャ29の頭部を受圧室17内
に位置させ、この頭部はプランジャガイド板27に挿嵌さ
れている軸部よりも、はるかに大径の円板部に拡大し、
かつ上面の広面周縁部を上向きに突設して環状の周縁突
起32を形成し、この周縁突起32をダイヤフラムの反転部
18aと接触対応させる。

これにより、ダイヤフラム18の反転時に、周縁突起32
がダイヤフラム18と広範囲で均一に接触対応して応力分
散化を図り、ダイヤフラム18に対する接触安定性を高め
て、ダイヤフラム18の繰返し特性を安定させている。

ところで、上述のスイッチベース13にインサートされ
た両リード端子25,26は、内端が空室30内の左右より導
出され、第１リード端子25の内端には可動接点34を備え
た可動接点片31が連結され、第２リード端子26の内端に
は固定接点33が形成されて、これら可動接点34と固定接
点33とが空室30内の上下方向で対向して設けられる。

上述の可動接点片31は、極薄の導電板バネ材にて形成
され、この基端部が第１リード端子25の内端に弾性支点
として連結され、これより延出する遊端部が上方に付勢
されて延出し、この延出端部がプランジャ29の下端と対
応する押圧対応部35に設定され、中間部の上面が可動接
点34に設定されている。

そして、プランジャ29が下動位置にある時、可動接点
片31を押し下げて両接点33,34間を離間し、両リード端
子25,26の導通を絶つ。一方、プランジャ29が上動位置
にある時、可動接点片31が上動して両接点33,34間を接
触させ、両リード端子25,26を短絡させる。

このとき、可動接点片31の中間部で接離する接点位置
は、遊端部に比べて基端部を弾性支点とするため、受圧
時の撓み量が小さくなり、この結果、遊端側よりも、こ
の中間位置での弾性抗力が強く働き、高い接点圧とな
り、安定したスイッチ特性が得られる。

このように、プランジャ29の上下動作に対応するスイ
ッチ部37がスイッチベース13内に構成され、このスイッ
チ部37のオン・オフ動作は、ガスその他の流体圧力の変
化に対応して反転作動するダイヤフラム18によってなさ
れる。この際、上下に対向する微小接点33,34部間は、
調整ネジ38によって、開閉操作に適した間隔に調整され
る。図中22は、リベットである。

このように構成された圧力スイッチは、流体圧を受け
た場合は、ダイヤフラム18の反転部18aが円弧形に変形
し、この変形面に押圧されたプランジャ29が可動接点片
31を押し下げて、両接点33,34間を離間し、一定の流体
圧の負荷を検知する。

そして、流体圧が降下した場合は、ダイヤフラム18の
反転部18aが元の状態に反転復帰し、これに基づいて可
動接点片31の付勢圧でプランジャ29を上方へ押し上げる
と共に、この可動接点片31に形成された可動接点34が上
方の固定接点33に接して導通され、流体圧の降下信号を
出力する。

ところで、スイッチ製作時のダイヤフラム18の取付け
に際しては、ダイヤフラム18の外周縁部に形成した第２
熱歪吸収部18eの下端をスイッチケース24および受圧ケ
ース12に溶接して取付けるため、この取付け時に発生す
る溶接熱は、ダイヤフラム18の中央反転部18aに対して
熱影響を与えない外側方の離間位置にあって、外方に熱
分散されると共に、溶接部の両ケース12,24側で熱吸収
され、しかも、この時に発生する熱歪を第２熱歪吸収部
18eと第１熱歪吸収部18cとの２段吸収構造で形成される
断面門形の形状を歪めさせて吸収対応するため、ダイヤ
フラム18の反転部18aに対する熱歪の発生に完全に防止
することができる。

このように、ダイヤフラム18の反転部18aには歪が発
生しないため、歪部分から流体が漏れるようなこともな
く、さらにダイヤフラム18の取付け時に断面門形の熱歪
吸収部18bを基準とする位置決め操作が容易となるた
め、組立性も向上し、ダイヤフラム18は常に安定して反
転作動し、微小な圧力変化を検出するダイヤフラム18の
取付けに適した固定構造となる。

この考案の構成と、上述の実施例において、 この考案の固定部材は、実施例の受圧ケース12および
スイッチケース24に対応するも、 この考案は、上述の実施例の構成のみに限定されるも
のではない。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示し、 第１図は圧力スイッチの縦断面図、 第２図は圧力スイッチの分解斜視図、 第３図はダイヤフラム取付け部の要部拡大断面図であ
る。 11……圧力スイッチ、12……受圧ケース 13……スイッチベース、18……ダイヤフラム 18a……反転部、18c……第１熱歪吸収部 18d……フランジ部、18e……第２熱歪吸収部 29……プランジャ、37……スイッチ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 岩切 憲雄 京都市右京区花園土堂町10番地 立石電 機株式会社内 (56)参考文献 実公 昭54−20601（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】流体の圧力変化に対応して中央部が反転作
   動するダイヤフラム（18）と、 このダイヤフラム（18）の反転作動面に接して追従移動
   するプランジャ（29）と、このプランジャ（19）の移動
   に基づいてスイッチング操作されるスイッチ部（37）と
   を備え、 上記ダイヤフラム（18）の外周縁部は、反転部（18a）
   の外周に起立する円筒状の第１熱歪吸収部（18c）と、 この第１熱歪吸収部（18c）の上端部から外側方に延出
   する平坦なフランジ部（18d）と、 このフランジ部（18d）の外周縁から垂設した第２熱歪
   吸収部（18e）とを一体に連設して、断面門形に形成
   し、 上記第２熱歪吸収部（18e）の下端が固定部材（12,24）
   に溶接された 圧力スイッチ。