JP4672153B2 - 三動作形圧力スイッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍空調システムにおいて冷媒システムに異常高圧や異常低圧が発生したとき、これを検知し、電気回路を開にする機能と、上記とは独立に冷凍システムに附随する他の電気回路の開閉という第３の機能を併せ持つ三動作形圧力スイッチに関する。
【０００２】
特に、この第３の機能は、冷凍サイクル中に設けた凝縮器のファンモーターをオン・オフさせる場合に用いる。
【０００３】
【従来の技術】
この出願の出願人は、既に上記機能を有する三動作形圧力スイッチを提案している（特公平７−１１４０９４号公報参照）。
【０００４】
上記従来の三動作形圧力スイッチの構成および動作を、図３、図４を用いて説明する。図３は、従来の三動作形圧力スイッチの構成の概略を示す縦断面図であり、図４は、その作動圧力特性を示す特性図である。なお、図３に示される三動作形圧力スイッチは、天地を逆にして示されている。
【０００５】
図３に示すように、従来の三動作形圧力スイッチのスイッチは、ハウジング１と、スイッチケース２と、ダイヤフラム２２と、第１のスナップディスク部３と、第１の摺動受部材４と、第２のスナップディスク部５と、第２の摺動受部材６と、第３のスナップディスク部７と、第２の作動棒２４と、第１の作動棒２３と、第１の電気スイッチ部ＳＷ１と、第２の電気スイッチ部ＳＷ２とを、図のように組立てて構成される。
【０００６】
ハウジング１は、亜鉛メッキした軟鋼またはアルミニウム合金を用いて形成され、上方に同軸に冷凍システムに連通する通路Ｐが設けられており、冷媒の圧力をハウジング内にある圧力受容室に導入する。
【０００７】
スイッチケース２は、ガラス繊維強化ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）などの絶縁性の材料を用いて形成され、隔壁Ａを介して、スイッチの機能部品を収納する上部空洞Ｂと、隔壁Ａを貫通して下方に伸びる２組のターミナル１２，１３および１９（一方のみ図示）が相互に直交する形で計４本収納される下部空洞Ｃに分けられている。
【０００８】
スイッチケース２の上部空洞Ｂがハウジング１と組み合わされ、ハウジング１の下方端を図面に示すようにかしめて固定され、内部に圧力スイッチ部を収納する空間Ｂが形成される。下部空洞Ｃの外壁は、冷凍システムの電気系のコネクターと組み合わされる。
【０００９】
ダイヤフラム２２は、例えばポリイミド樹脂の薄膜を用いて形成され、ハウジング１とスイッチケース２の組みつけの際に弾性材料でできたガスケット２１を用いて、ハウジング１とスイッチケース２間に気密に固定される。ダイヤフラム２２は、空間Ｂと通路Ｐに連通する流体空間とを分離し、冷媒ガスがスイッチケース内に侵入することを防ぐとともに、冷媒圧力をスイッチケース内の圧力伝達諸部材に伝達する役割を果たす。
【００１０】
この三動作形圧力スイッチに用いる第１〜第３のスナップディスク部は、いずれも、一面側に突出した部分を有し周囲に傾斜部を有する皿状に形成され、その突出部側の方向から所定の値を越える圧力が加えられると突出部が逆の方向に反転し、その圧力が前記所定の値よりも低い値以下に下がると初期の位置に再び反転するヒステリシス特性を持った、いわゆる反転板を用いて構成される。
【００１１】
スナップディスク部を複数枚の反転板を用いて構成することにより、耐久性を向上させるとともに作動値のバラツキを小さくする形状設計ができるが、各々のスナップディスクの相互に接触する面に摩擦が生じ、作動が不安定となるおそれがある。この摩擦を軽減するために、積み重ねたスナップディスクの界面に僅かの量の二硫化モリブデン固体パウダーを含有する潤滑材を塗布することによって、作動をきわめて安定させることができる。
【００１２】
第１のスナップディスク部（反転板）３は、複数枚の反転板が積層されダイヤフラム２２の下面に凸状部および傾斜部の上面が当接するように、その周辺が第１の摺動受部材４の上面に設けたスナップディスク受部に収納され、外周壁４ａの内側面で係止される。
【００１３】
第１のスナップディスク部３は、中間の圧力ＰＭ、ＰＭ−ΔＰＭを感知する働きを有する。
【００１４】
第１の摺動受部材４は、上面にスナップディスク受部を形成する外周壁４ａを、下面に同心円状の環状突起部４ｂを、中心に中空孔２７を有し、外周がスイッチケース２の内壁部に直接摺動する。第１の摺動受部材４の外周壁４ａの内側面でスナップディスク受部に収容された第１のスナップディスク部３の周辺部を係止する。中空孔２７を貫通して第１の作動棒２３が配置される。環状突起部４ｂは、第２のスナップディスク部５の上面傾斜部に当接するよう配置される。
【００１５】
第２のスナップディスク部（反転板）５は、３枚のスナップディスクを用いて形成され、中心部に空孔Ｈを有し、上面の傾斜部に第１の受け部材４の環状突起部４ｂが当接する。第２のスナップディスク部５の中心軸に設けた空孔Ｈは、第１の作動棒２３を干渉することなく貫通させる。通常空孔を有するスナップディスクはその作動のバラツキが大きいということおよび耐久性が劣るという欠点を有するが、３枚１組の構成にして作動圧における耐圧を三分割する形で受け、かつ個々の形状設計に自由度をもたせて作動のバラツキをおさえることができる。この場合、既述のように、スナップディスクの接触面に二硫化モリブデン固体を含有する潤滑剤を焼付けることにより、スナップディスク接触面相互の摩擦を軽減することができる。
【００１６】
第２のスナップディスク５は、第２の摺動受部材６の上面に設けたスナップディスク受部に支持されその周辺部が外周壁６ａの内側面に係止されている。
【００１７】
第２のスナップディスク部５は、高圧カットオフ圧力ＰＨ、ＰＨ−ΔＰＨを検知する働きを有する。
【００１８】
第２の摺動受部材６は、上面にスナップディスク受部とその周囲の外周壁６aと、中心部に第２のスナップディスク５の中心空孔Ｈと同心の中心軸孔２８とを有するとともに、下面に中心軸孔２８の周囲から突出した中央突起部２５を有し、第２のスナップディスク部５をスナップディスク受部上に載置し、その周辺部を外周壁６aの内側面で係止する。第２の摺動受部材６の外周がスイッチケース２の内壁部に直接摺動する。中心軸孔２８は、第１の摺動受部材４の中心軸孔２７よりも大きい直径とされ、実質的に上下区別のない円筒形状の第２の作動棒２４が貫通してそれぞれ下方に伸びている。記第１の作動棒２３は、この第２の作動棒２４を貫通している。
【００１９】
中央突起部２５の根元の部分に階段状の平坦部を設けて、そこに第３のスナップディスク部７の中心軸空孔３０を組み合わせる。
【００２０】
第３のスナップディスク部７は、第１のスナップディスク３および第２のスナップディスク５と同様に、ダイヤフラム２２側に凸状の第１の形態を有し、第２の摺動受部材６の中央突起部２５の根元部に設けられた平坦部に組み合うような中心軸空孔３０を有し、この組み合いによって流体圧力からの力をダイヤフラム２２、第１の摺動受部材４および第２の摺動受部材６を経由して受ける。第３のスナップディスク部（反転板）７は、中央突起部２５の側面に内周部が組み合うとともに、外周部がスイッチケース２の内壁段部に係止される。
【００２１】
第３のスナップディスク部７は、低圧カットオフ圧力ＰＬ、ＰＬ＋ΔＰＬを感知する働きを有している。
【００２２】
スイッチケース２の内壁に段差２６を設けることにより、第１の摺動受部材４および第２の摺動受部材６の摺動長さに制限を設けてあり、第３のスナップディスク７は、一旦変形した後、過度の力をうけることがなく、第３のスナップディスク７の作動が経時的にその機能を損なわないようにされている。
【００２３】
第２の作動棒２４は、その中心軸部に第１の作動棒２３を貫通させる中空孔２９を有しており、上端が第２のスナップディスク部５の下面に当接し、第２の摺動受部材６の中心軸孔２８を貫通する。第２の作動棒２４は、第２のスナップディスク５の変形による力を伝達する。
【００２４】
第１の作動棒２３は、上端が第１のスナップディスク部３の下面に当接し、第１の摺動受部材４の中空孔２７、第２のスナップディスク部５の空孔Ｈおよび第２の作動棒２４の内部を貫通する。第１の作動棒２３は、第２の摺動受部材６、第２の作動棒２４および第２の電気スイッチ部ＳＷ２と干渉することなく下方に伸びて第１の電気スイッチ部ＳＷ１のスイッチレバー１８に力を伝達する。
【００２５】
第１の電気スイッチ部ＳＷ１は、第１の作動棒２３の下端に係合するスイッチレバー１８の先端部に設けた第１の可動接点１５とこれに接離する固定接点１４とからなる。第１の電気スイッチ部ＳＷ１は、スイッチケース２の上部空洞Ｂの最底部に設置され、スイッチケース２の下方空洞Ｃに伸びる２個１対のターミナル１２、ターミナル１３に固定点をもち、上方にバイアス力を有するスイッチレバー１８、スイッチレバーの１８の他の一端にあってその上方の面にとりつけられている可動接点１５および可動接点１５に向き合う固定接点１４から成る。固定接点１４とターミナル１２は、同一点でスイッチケース２に固定されている。
【００２６】
第２の電気スイッチ部ＳＷ２は、第２の作動棒２４の下端に係合する第２のスイッチレバー１６の先端部に設けた第２の可動接点１０と、中央突起部２５の下端部に係合する第３のスイッチレバー１７の先端部に設けられ第２の可動接点１０に接離する第３の可動接点１１とからなる。
【００２７】
第２の電気スイッチ部ＳＷ２は、一端が固定端８に固定された第１のスイッチレバー１７と、その先端にとりつけた第１の可動接点１１と、第１のスイッチレバー１７とほゞ平行にかつ第１のスイッチレバーより下方に配置されるとともに一端が固定端に固定されて配置された第２のスイッチレバー１６と、第２のスイッチレバー１６の先端に第１の可動接点１１と向き合うように取り付けた第２の可動接点１０より成る。第１のスイッチレバー１７の固定端８および第２のスイッチレバー１６の固定端９は、第２の対のターミナル１９と電気的に接続されている。
【００２８】
この第２の対のターミナル１９は、スイッチケースの隔壁Ａを通し下方に伸びており、第１の対のターミナル１２，１３と直角に交差するように配置される。したがって図面においてはその一方のターミナル１９のみが示されている。
【００２９】
第１のスナップディスク部３は、圧力ＰＭ以下では図に示す上に突の外形円錐台状の安定形態であるが、圧力ＰＭ以上の流体圧をダイヤフラム２２を介してその上面に受けると、スナップ作用で中心軸部が下方に変位した第２の形態へ移行する。この変位は、第１の作動棒２３を下方に押しやり第１の電気スイッチ部ＳＷ１のスイッチレバー１８を押して接点１４および接点１５を電気的に開とする。
【００３０】
第１のスナップディスク部（反転板）３は、流体圧がＰＭ−△ＰＭにまで回復すると第２の形態から原形に復し、この結果、第１の作動棒２３を経由して第１の電気スイッチ部ＳＷ１のスイッチレバー１８を押していた力はなくなる。これによって、上記のＰＭに達したときと逆に作用し、第１の電気スイッチ部ＳＷ１の固定接点１４および可動接点１５を電気的に閉とする。
【００３１】
第２のスナップディスク部５は、流体圧力が上昇して一定値ＰＨに達すると、スナップ作用により図に示す上に凸の第１の安定形態から中心軸部が下方に変位する第２の形態に移行する。この運動は第２の作動棒２４によって第２の電気スイッチＳＷ２の第２のスイッチレバー１６に伝達される。
【００３２】
この第２の作動棒２４は、第２のスナップディスク５が圧力ＰＨでスナップ作用を伴なって第２の形態に変形するとき、その運動を第２の電気スイッチの第２のスイッチレバー１６の中央部に伝え、スイッチレバーの上向きのバイアス力に抗して、第２の可動接点１０を下向きに押しやる。
【００３３】
第３のスナップディスク部７の周辺部は、スイッチケース内壁に設けた受部位に収容される。流体圧力がＰＬ＋△ＰＬより低いときは図に示した形態をとるが、流体圧力がＰＬ＋△ＰＬに達するとスナップ作用を伴ない、その中心部が下方に変位する第２の形態に移行する。
【００３４】
この作動によって、第２の摺動受部材６は下方に摺動し、その中央突起部２５も下方に運動する。この運動は第２の電気スイッチ部ＳＷ２のスイッチレバー１７に伝達され、第２の電気スイッチ部ＳＷ２は閉となる。流体圧力が一旦高い正常圧に達した後再び低い異常圧ＰＬに下ると、第３のスナップディスクは原形に復し、それによって第２の摺動受部材６を上方に押しあげる。このため中央突起部２５は第２の電気スイッチ部ＳＷ２に及ぼす力を失ない、第２の電気スイッチ部ＳＷ２は開となる。
【００３５】
このような構成を有する三動作形圧力スイッチの動作を、図４を用いて説明する。流体圧力ＰＬ＋ΔＰＬがダイヤフラム２２に加わると、第１のスナップディスク部３，第１の摺動受部材４，第２のスナップディスク部５，第２の摺動受部材６を経て第３のスナップディスク部７に荷重が作用する。この荷重により第３のスナップディスク部７は電気スイッチ部側へスナップ動作し、第２の摺動受部材６が電気スイッチ部側へ移動し、第２の摺動受部材６の中央突起部２５が第２の電気スイッチ部ＳＷ２の第１のスイッチレバー１７を押し下げ、第１の可動接点１１を第２の可動接点１０に接触させて第２の電気スイッチ部ＳＷ２を閉路する。
【００３６】
このとき、第２の摺動受部材６の外周付近の下面は、スイッチケース２の内部に設けた段差２６に支持され、これ以上電気スイッチ側へ移動しない。
【００３７】
さらに、流体圧力が高まり圧力ＰＭに達すると、第１のスナップディスク部３がスイッチ部側へスナップ動作し、第１の作動棒２３が第１の電気スイッチ部ＳＷ１側に移動して、第１の電気スイッチ部ＳＷ１のスイッチレバー１８を押し下げ、可動接点１５を固定接点１４から引き離し、第１の電気スイッチ部ＳＷ１を開路する。
【００３８】
流体圧力がさらに圧力ＰＨに高まると、第１の摺動受部材４が電気スイッチ側に移動して第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂが第２のスナップディスク部５を電気スイッチ側にスナップ動作させ、第２の作動棒２４が第１の電気スイッチＳＷ１の第２のスイッチレバー１６を押し下げ、第２の可動接点１０を第１の可動接点１１から引き離し、第２の電気スイッチ部ＳＷ２を開路するように作動させる。
【００３９】
流体圧力がＰＨからＰＨ−ΔＰＨまで低下すると、第２のスナップディスク部５は復帰し、第２の作動棒２４の押し下げ力が減少して第２のスイッチレバー１６が自己の復元力により上方へ移動することにより第２の可動接点１０が第１の可動接点１１に接触し、第２の電気スイッチ部ＳＷ２は閉路する。
【００４０】
さらに、流体圧力がＰＭ−ΔＰＭまで低下すると、第１のスナップディスク部３が第２の形態から復帰して第１の作動棒２３の押し下げ力が解除され、第１のスイッチレバー１８がその復元力によって復帰し、可動接点１５が固定接点１４に押し当てられ、第１の電気スイッチ部ＳＷ１は、閉路状態に移行する。
【００４１】
さらに、流体圧力がＰＬまで低下すると、第３のスナップディスク部７が第２の形態から復帰して第２の摺動受部材６の中央突起部２５の押し下げ力が解除され、第１のスイッチレバー１７の復元力によって第２の可動接点１１が第１の可動接点１０から引き離され、第２の電気スイッチ部ＳＷ２が開路状態に移行する。
【００４２】
この場合、圧力設定数の数値はいずれもゲージ圧で、ＰＨ：２．６５ＭＰａ、ＰＨ−△ＰＨ：２．１５ＭＰａ、ＰＬ＋△ＰＬ：２５０ＫＰａ、ＰＬ：２１０ＫＰａ、ＰＭ：１．４７ＭＰａ、ＰＭ−△ＰＭ：１．０８ＭＰａである。
【００４３】
このようにして、三動作形圧力スイッチをそれぞれヒステリシス特性を有して三動作させることができる。
【００４４】
上記構成の三動作形圧力スイッチは、以下の寸法で構成される。
スナップディスク：外径；１５ｍｍ、厚さ；０，２５４ｍｍ、凸部径８ｍｍ、凸部高さ；０．７１ｍｍ。
第１の摺動受部材：外径；１７．４ｍｍ、スナップディスク受部の内径；１５．２ｍｍ、スナップディスク受部の深さ；０．８０ｍｍ、環状突起部を形成する頂点の直径；１２ｍｍ。
第２の摺動受部材：外径；１７．４ｍｍ、スナップディスク受部の内径；１５．２ｍｍ、スナップディスク受部の深さ；０．８５ｍｍ。
【００４５】
このような三動作形圧力スイッチにおいては、第２のスナップディスク部５を上記形状を有するスナップディスクを３枚重ねて形成している。しかしながらスナップディスク部５を組立てるにあたって、スナップディスクの枚数が増えるにしたがって、それぞれのスナップディスクの位置併せが困難になり工数の増加を引き起こすとともに、部品点数の増加を招き、コストの引き下げを妨げる一因となっている。
【００４６】
この問題を解決するために、第２のスナップディスク部を従来と同じスナップディスクを２枚積み重ねて構成すると、動作圧力が低下し同じ動作条件の三動作形圧力スイッチを得ることができない。２枚のスナップディスクで第２のスナップディスク部を形成した三動作形圧力スイッチを従来のスイッチと同じ動作条件とするためには、スナップディスクを反転圧力の高い従来と異なる仕様のものとしなければならないという問題がある。
【００４７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、従来の三動作形圧力スイッチの形状・構造・仕様を大幅に変えることなしに、まったく同じ作動条件を維持しつつ部品点数を減じた三動作形圧力スイッチを提供することを目的とする。
【００４８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、２枚のスナップディスクを使用して第２のスナップディスク部を形成した三動作形圧力スイッチにおいて、該スナップディスク部に流体の圧力を伝達する第１の摺動受部材の下面に設けた環状突起部の頂点が、該第２のスナップディスク部の周辺部に近い部分に位置するようにしたことを特徴とする。
【００４９】
すなわち、本発明は、流体圧力を導入する通路を有するハウジングと、該ハウジングと組み合うスイッチケースと、前記ハウジングと前記スイッチケースとの間に気密に固定されたダイヤフラムと、該ダイヤフラムの下面に上面が当接する第１の反転板と、該第１の反転板の周辺部を後記第１の摺動受部材の外周壁内側面で係止し、下面に環状突起部を有すると共に中心に中空孔を有し、外周が前記スイッチケースの内壁部に直接摺動する第１の摺動受部材と、前記環状突起部に上面が当接し、中心部に空孔を有する第２の反転板と、該第２の反転板の周辺部を後記第２の摺動受部材の外周壁内側面で係止し、中心部に前記空孔と同心の中心軸孔を有すると共に下面に前記中心軸孔の周囲から突出した中央突起部を有し、外周が前記スイッチケースの内壁部に直接摺動する第２の摺動受部材と、前記中央突起部の側面に内周部が組み合うと共に外周部が前記スイッチケースの内壁段部に係止された第３の反転板と、上端が前記第２の反転板の下面に当接し、前記第２の摺動受部材の中心軸孔を貫通する第２の作動棒と、上端が第１の反転板の下面に当接し、前記中空孔、空孔および前記第２の作動棒の内部を貫通する第１の作動棒と、該第１の作動棒の下端に係合する第１の可動接点およびこれに接離する固定接点からなる第１の電気スイッチ部と、前記第２の作動棒の下端に係合する第２の可動接点および該第２の可動接点に接離し前記中央突起部に係合する第３の可動接点とからなる第２の電気スイッチ部とを備えてなる三動作形圧力スイッチにおいて、前記第２の反転板を２枚の反転板を積み重ねて形成したものにするとともに、前記第２の反転板の外径をＳｄとし、前記第１の摺動受部材の下面に設けた環状突起部の頂点が描く円の直径をＲｄとしたときに、外径Ｓｄと直径Ｒｄの比（Ｒｄ／Ｓｄ）を０．８＜（Ｒｄ／Ｓｄ）＜０．９とした。
【００５０】
また、本発明は、前記三動作形圧力スイッチにおいて、
前記第２の反転板の外径が１５ｍｍであり、前記第１の摺動受部材の下面に設けた環状突起部の頂点が描く円の直径Ｒｄを１２ｍｍ＜Ｒｄ＜１３．５ｍｍとした。
【００５１】
さらに、本発明は、 流体圧力を導入する通路を有するハウジングと、該ハウジングと組み合うスイッチケースと、前記ハウジングおよび前記スイッチケース間に気密に固定されたダイヤフラムと、該ダイヤフラムの下面に上面が当接する第１の反転板と、該第１の反転板の周辺部を後記第１の摺動受部材の外周壁内側面で係止し、下面に環状突起部を有すると共に中心に中空孔を有し、外周が前記スイッチケースの内壁部に直接摺動する第１の摺動受部材と、前記環状突起部に上面が当接し、中心部に空孔を有する第２の反転板と、該第２の反転板の周辺部を後記第２の摺動受部材の外周壁内側面で係止し、中心部に前記空孔と同心の中心軸孔を有すると共に下面に前記中心軸孔の周囲から突出した中央突起部を有し、外周が前記スイッチケースの内壁部に直接摺動する第２の摺動受部材と、前記中央突起部の側面に内周部が組み合うと共に外周部が前記スイッチケースの内壁段部に係止された第３の反転板と、上端が前記第２の反転板の下面に当接し、前記第２の摺動受部材の中心軸孔を貫通する第２の作動棒と、上端が前記第１の反転板の下面に当接し、前記中空孔、前記空孔および前記第２の作動棒の内部を貫通する第１の作動棒と、該第１の作動棒の下端に係合する第１の可動接点およびこれに接離する固定接点からなる第１の電気スイッチ部と、前記第２の作動棒の下端に係合する第２の可動接点および該第２の可動接点に接離し前記中央突起部に係合する第３の可動接点からなる第２の電気スイッチ部とを備えてなる三動作形圧力スイッチにおいて、
前記第２の反転板を２枚の反転板を積み重ねて形成したものにするとともに、
前記第２の摺動受部材のスナップディスク受部の内径をＨＳｄとし、前記第１の摺動受部材の下面に設けた環状突起部の頂点が描く円の直径をＲｄとしたときに、内径ＨＳｄと直径Ｒｄの比（Ｒ。加えて、本発明は前記三動作形圧力スイッチにおいて、前記第２の摺動受部ｄ／ＨＳｄ）を０．７９＜（Ｒｄ／ＨＳｄ）＜０．８９とした材のスナップディスク受部の内径ＨＳｄが１５．２ｍｍであり、前記第２の反転板の外径が１５ｍｍであり、前記第１の摺動受部材の下面に設けた環状突起部の頂点が描く円の直径Ｒｄを１２ｍｍ＜Ｒｄ＜１３．５ｍｍとした。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる三動作形圧力スイッチについて説明する。圧力スイッチ自体の構成およびその動作は、図３に示した従来の三動作形圧力スイッチと、以下の相違点を除き同じである。
【００５３】
すなわち、本発明にかかる三動作形圧力スイッチは、第２のスナップディスク部５を２枚のスナップディスクを積層して形成した点、第１の摺動受部材４の下面に設けた環状突起部４ｂの頂点の直径Ｒｄを１２ｍｍを超え１３．５ｍｍ未満（１２ｍｍ＜Ｒｄ＜１３．５ｍｍ）とした点、第２の摺動受部材６のスナップディスク受部の深さを０．６０ｍｍとした点で、従来の三動作形圧力スイッチの構造と相違している。
【００５４】
図１の部分縦断面図を用いて、本発明にかかる三動作形圧力スイッチの第１の摺動受部材４と、第２のスナップディスク部５と、第２の摺動受部材６の大きさの関係を説明する。第１の摺動受部材４は、外径Ｈｄを１７．４ｍｍとし、スナップディスク受部の内径を１５．２ｍｍとし、下面に設けた環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄを１３ｍｍとした。また、第２のスナップディスク部５を形成する２枚のスナップディスクは、それぞれ、厚さｔを０．２５４ｍｍ、外径Ｓｄを１５ｍｍ、凸部の直径Ｍｄを８ｍｍ、凸部の高さＭｈを０．７１ｍｍとした。また、第２の摺動受部材６は、外径Ｈｄを１７．４ｍｍとし、スナップディスク受部の内径ＨＳｄを１５．２ｍｍとし、スナップディスク受部の深さ、すなわち外周壁６ａの高さＨｈを０．６ｍｍとした。
【００５５】
図２を用いて、第２のスナップディスク部５における第１の摺動受部材４の環状突起部の頂点が描く円の直径Ｒｄ（ｍｍ）と、作動圧力（ＭＰａＧ）の関係を、スナップディスクの枚数をパラメータにして示す。第１の摺動受部材４の環状突起部の頂点が描く円の直径Ｒｄは、スナップディスクの傾斜面に流体圧力が加えられる力点を意味している。また、スナップディスクの周辺部が支持される点すなわちスナップディスクの外径Ｓｄは支点を意味している。図において、横軸の環状突起部直径Ｒｄの下に記載したのは、力点（第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄ）と支点（スナップディスクの外径Ｓｄ）の比（Ｒｄ／Ｓｄ）を示しており、さらにその下に記載したのは、第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄと第１の摺動受部材４のスナップディスク受部の内径ＨＳｄの比（Ｒｄ／ＨＳｄ）を示している。
【００５６】
図２に示すように、従来の三動作形圧力スイッチにおいては、スナップディスクを３枚重ねて用いており、スナップディスクの直径Ｓｄは１５ｍｍであり、第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄは１２ｍｍ（Ｒｄ／Ｓｄ＝０．８）であるので、作動圧力は３．１４ＭＰａＧとなる。この作動圧力を２枚のスナップディスクを積み重ねて得ようとするときには、第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄを１３ｍｍ（Ｒｄ／Ｓｄ＝０．８７）とすればよい。また、１枚のスナップディスクにより同等の作動圧力を得ようとするときには、第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄを１４ｍｍ（Ｒｄ／Ｓｄ＝０．９３）に設定しなければならず、これでは環状突起部４ｂが第２の摺動受部材６の外周壁６ａと干渉し、正確に作動させることができない。
【００５７】
なお、２枚のスナップディスクを用いる場合も、第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄを１３．５ｍｍ（Ｒｄ／Ｓｄ＝０．９）とすると、同様に環状突起部４ｂが第２の摺動受部材６の外周壁６ａと干渉するおそれがあるので、第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄは１３．５ｍｍ（Ｒｄ／Ｓｄ＝０．９）未満としなければならない。
【００５８】
このように、本発明は、第１の摺動受部材４に設けた環状突起部４ｂの頂点の直径Ｒｄを、３枚のスナップディスクを用いた場合よりも大きく、すなわち、１２ｍｍを超え１３．５ｍｍ未満（１２ｍｍ＜Ｒｄ＜１３．５ｍｍ）とし、換言すれば、第１の摺動受部材４の環状突起４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄと第２のスナップディスク５の直径Ｓｄとの比（Ｒｄ／Ｓｄ）を０．７３を超え０．９未満とすること、さらに、第１の摺動受部材４の環状突起４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄと第２の摺動受部材４のスナップディスク受部の内径ＨＳｄとの比（Ｒｄ／ＨＳｄ）を０．７２を超え０．８９未満とすることにより、３枚のスナップディスクを用いた場合と同等の作動圧力を得ることができる。
【００５９】
よって、スナップディスクの組立てを３枚の場合に比し容易にすることができるとともに、従来の三動作形圧力スイッチの構成要素の内第１の摺動受部材４の環状リブの大きさと、第２の摺動受部材のスナップディスク受部の深さを変更するだけで、部品点数を削減することができ、三動作形圧力スイッチの製造コストを引き下げることができる。
【００６０】
図５および図６を用いて、本発明が適用される三動作形圧力スイッチの他の形態を説明する。この形態は、第１の電気スイッチ部ＳＷ１の構造を、流体圧力が圧力ＰＭを超える閉路され、圧力ＰＭ−ΔＰＭに低下すると開路する構成としたものであり、第１の電気スイッチ部ＳＷ１の固定接点１４を可動接点１５よりも第１のスナップディスク部３から離れた点に設けて構成している。その他の構成は図４に示した形態と同様である。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の三動作形圧力スイッチとほぼ同じ動作を行う三動作形圧力スイッチを、構成部品の大幅な形状の変更を行うことなしに、スナップディスクの数を減少して構成することができ、製造コストを下げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる三動作形圧力スイッチの構造を説明する部分拡大縦断面図。
【図２】スナップディスクの動作特性図。
【図３】三動作形圧力スイッチの構造を説明する部分拡大縦断面図。
【図４】三動作形圧力スイッチの作動圧力特性を説明する図。
【図５】三動作スイッチの他の形態を説明する縦断面図。
【図６】図５に示した三動作形圧力スイッチの作動圧力特性を説明する図。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ スイッチケース
３ 第１のスナップディスク
４ 第１の摺動受部材
５ 第２のスナップディスク
６ 第２の摺動受部材
７ 第３のスナップディスク
８ 固定端
９ 固定端
１０ 第１の可動接点
１１ 第２の可動接点
１２ ターミナル
１３ ターミナル
１４ 固定接点
１５ 可動接点
１６ 第２の電気スイッチ部の第２のスイッチレバー
１７ 第２の電気スイッチ部の第１のスイッチレバー
１８ 第１の電気スイッチ部のスイッチレバー
１９ ターミナル
２１ ガスケット
２２ ダイヤフラム
２３ 第１の作動捧
２４ 第２の作動捧
２５ 中央突起部
２６ 段差
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍空調システムにおいて冷媒システムに異常高圧や異常低圧が発生したとき、これを検知し、電気回路を開にする機能と、上記とは独立に冷凍システムに附随する他の電気回路の開閉という第３の機能を併せ持つ三動作形圧力スイッチに関する。
【０００２】
特に、この第３の機能は、冷凍サイクル中に設けた凝縮器のファンモーターをオン・オフさせる場合に用いる。
【０００３】
【従来の技術】
この出願の出願人は、既に上記機能を有する三動作形圧力スイッチを提案している（特公平７−１１４０９４号公報参照）。
【０００４】
上記従来の三動作形圧力スイッチの構成および動作を、図３、図４を用いて説明する。図３は、従来の三動作形圧力スイッチの構成の概略を示す縦断面図であり、図４は、その作動圧力特性を示す特性図である。なお、図３に示される三動作形圧力スイッチは、天地を逆にして示されている。
【０００５】
図３に示すように、従来の三動作形圧力スイッチのスイッチは、ハウジング１と、スイッチケース２と、ダイヤフラム２２と、第１のスナップディスク部３と、第１の摺動受部材４と、第２のスナップディスク部５と、第２の摺動受部材６と、第３のスナップディスク部７と、第２の作動棒２４と、第１の作動棒２３と、第１の電気スイッチ部ＳＷ１と、第２の電気スイッチ部ＳＷ２とを、図のように組立てて構成される。
【０００６】
ハウジング１は、亜鉛メッキした軟鋼またはアルミニウム合金を用いて形成され、上方に同軸に冷凍システムに連通する通路Ｐが設けられており、冷媒の圧力をハウジング内にある圧力受容室に導入する。
【０００７】
スイッチケース２は、ガラス繊維強化ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）などの絶縁性の材料を用いて形成され、隔壁Ａを介して、スイッチの機能部品を収納する上部空洞Ｂと、隔壁Ａを貫通して下方に伸びる２組のターミナル１２，１３および１９（一方のみ図示）が相互に直交する形で計４本収納される下部空洞Ｃに分けられている。
【０００８】
スイッチケース２の上部空洞Ｂがハウジング１と組み合わされ、ハウジング１の下方端を図面に示すようにかしめて固定され、内部に圧力スイッチ部を収納する空間Ｂが形成される。下部空洞Ｃの外壁は、冷凍システムの電気系のコネクターと組み合わされる。
【０００９】
ダイヤフラム２２は、例えばポリイミド樹脂の薄膜を用いて形成され、ハウジング１とスイッチケース２の組みつけの際に弾性材料でできたガスケット２１を用いて、ハウジング１とスイッチケース２間に気密に固定される。ダイヤフラム２２は、空間Ｂと通路Ｐに連通する流体空間とを分離し、冷媒ガスがスイッチケース内に侵入することを防ぐとともに、冷媒圧力をスイッチケース内の圧力伝達諸部材に伝達する役割を果たす。
【００１０】
この三動作形圧力スイッチに用いる第１〜第３のスナップディスク部は、いずれも、一面側に突出した部分を有し周囲に傾斜部を有する皿状に形成され、その突出部側の方向から所定の値を越える圧力が加えられると突出部が逆の方向に反転し、その圧力が前記所定の値よりも低い値以下に下がると初期の位置に再び反転するヒステリシス特性を持った、いわゆる反転板を用いて構成される。
【００１１】
スナップディスク部を複数枚の反転板を用いて構成することにより、耐久性を向上させるとともに作動値のバラツキを小さくする形状設計ができるが、各々のスナップディスクの相互に接触する面に摩擦が生じ、作動が不安定となるおそれがある。この摩擦を軽減するために、積み重ねたスナップディスクの界面に僅かの量の二硫化モリブデン固体パウダーを含有する潤滑材を塗布することによって、作動をきわめて安定させることができる。
【００１２】
第１のスナップディスク部（反転板）３は、複数枚の反転板が積層されダイヤフラム２２の下面に凸状部および傾斜部の上面が当接するように、その周辺が第１の摺動受部材４の上面に設けたスナップディスク受部に収納され、外周壁４ａの内側面で係止される。
【００１３】
第１のスナップディスク部３は、中間の圧力ＰＭ、ＰＭ−ΔＰＭを感知する働きを有する。
【００１４】
第１の摺動受部材４は、上面にスナップディスク受部を形成する外周壁４ａを、下面に同心円状の環状突起部４ｂを、中心に中空孔２７を有し、外周がスイッチケース２の内壁部に直接摺動する。第１の摺動受部材４の外周壁４ａの内側面でスナップディスク受部に収容された第１のスナップディスク部３の周辺部を係止する。中空孔２７を貫通して第１の作動棒２３が配置される。環状突起部４ｂは、第２のスナップディスク部５の上面傾斜部に当接するよう配置される。
【００１５】
第２のスナップディスク部（反転板）５は、３枚のスナップディスクを用いて形成され、中心部に空孔Ｈを有し、上面の傾斜部に第１の受け部材４の環状突起部４ｂが当接する。第２のスナップディスク部５の中心軸に設けた空孔Ｈは、第１の作動棒２３を干渉することなく貫通させる。通常空孔を有するスナップディスクはその作動のバラツキが大きいということおよび耐久性が劣るという欠点を有するが、３枚１組の構成にして作動圧における耐圧を三分割する形で受け、かつ個々の形状設計に自由度をもたせて作動のバラツキをおさえることができる。この場合、既述のように、スナップディスクの接触面に二硫化モリブデン固体を含有する潤滑剤を焼付けることにより、スナップディスク接触面相互の摩擦を軽減することができる。
【００１６】
第２のスナップディスク５は、第２の摺動受部材６の上面に設けたスナップディスク受部に支持されその周辺部が外周壁６ａの内側面に係止されている。
【００１７】
第２のスナップディスク部５は、高圧カットオフ圧力ＰＨ、ＰＨ−ΔＰＨを検知する働きを有する。
【００１８】
第２の摺動受部材６は、上面にスナップディスク受部とその周囲の外周壁６aと、中心部に第２のスナップディスク５の中心空孔Ｈと同心の中心軸孔２８とを有するとともに、下面に中心軸孔２８の周囲から突出した中央突起部２５を有し、第２のスナップディスク部５をスナップディスク受部上に載置し、その周辺部を外周壁６aの内側面で係止する。第２の摺動受部材６の外周がスイッチケース２の内壁部に直接摺動する。中心軸孔２８は、第１の摺動受部材４の中心軸孔２７よりも大きい直径とされ、実質的に上下区別のない円筒形状の第２の作動棒２４が貫通してそれぞれ下方に伸びている。記第１の作動棒２３は、この第２の作動棒２４を貫通している。
【００１９】
中央突起部２５の根元の部分に階段状の平坦部を設けて、そこに第３のスナップディスク部７の中心軸空孔３０を組み合わせる。
【００２０】
第３のスナップディスク部７は、第１のスナップディスク３および第２のスナップディスク５と同様に、ダイヤフラム２２側に凸状の第１の形態を有し、第２の摺動受部材６の中央突起部２５の根元部に設けられた平坦部に組み合うような中心軸空孔３０を有し、この組み合いによって流体圧力からの力をダイヤフラム２２、第１の摺動受部材４および第２の摺動受部材６を経由して受ける。第３のスナップディスク部（反転板）７は、中央突起部２５の側面に内周部が組み合うとともに、外周部がスイッチケース２の内壁段部に係止される。
【００２１】
第３のスナップディスク部７は、低圧カットオフ圧力ＰＬ、ＰＬ＋ΔＰＬを感知する働きを有している。
【００２２】
スイッチケース２の内壁に段差２６を設けることにより、第１の摺動受部材４および第２の摺動受部材６の摺動長さに制限を設けてあり、第３のスナップディスク７は、一旦変形した後、過度の力をうけることがなく、第３のスナップディスク７の作動が経時的にその機能を損なわないようにされている。
【００２３】
第２の作動棒２４は、その中心軸部に第１の作動棒２３を貫通させる中空孔２９を有しており、上端が第２のスナップディスク部５の下面に当接し、第２の摺動受部材６の中心軸孔２８を貫通する。第２の作動棒２４は、第２のスナップディスク５の変形による力を伝達する。
【００２４】
第１の作動棒２３は、上端が第１のスナップディスク部３の下面に当接し、第１の摺動受部材４の中空孔２７、第２のスナップディスク部５の空孔Ｈおよび第２の作動棒２４の内部を貫通する。第１の作動棒２３は、第２の摺動受部材６、第２の作動棒２４および第２の電気スイッチ部ＳＷ２と干渉することなく下方に伸びて第１の電気スイッチ部ＳＷ１のスイッチレバー１８に力を伝達する。
【００２５】
第１の電気スイッチ部ＳＷ１は、第１の作動棒２３の下端に係合するスイッチレバー１８の先端部に設けた第１の可動接点１５とこれに接離する固定接点１４とからなる。第１の電気スイッチ部ＳＷ１は、スイッチケース２の上部空洞Ｂの最底部に設置され、スイッチケース２の下方空洞Ｃに伸びる２個１対のターミナル１２、ターミナル１３に固定点をもち、上方にバイアス力を有するスイッチレバー１８、スイッチレバーの１８の他の一端にあってその上方の面にとりつけられている可動接点１５および可動接点１５に向き合う固定接点１４から成る。固定接点１４とターミナル１２は、同一点でスイッチケース２に固定されている。
【００２６】
第２の電気スイッチ部ＳＷ２は、第２の作動棒２４の下端に係合する第２のスイッチレバー１６の先端部に設けた第２の可動接点１０と、中央突起部２５の下端部に係合する第３のスイッチレバー１７の先端部に設けられ第２の可動接点１０に接離する第３の可動接点１１とからなる。
【００２７】
第２の電気スイッチ部ＳＷ２は、一端が固定端８に固定された第１のスイッチレバー１７と、その先端にとりつけた第１の可動接点１１と、第１のスイッチレバー１７とほゞ平行にかつ第１のスイッチレバーより下方に配置されるとともに一端が固定端に固定されて配置された第２のスイッチレバー１６と、第２のスイッチレバー１６の先端に第１の可動接点１１と向き合うように取り付けた第２の可動接点１０より成る。第１のスイッチレバー１７の固定端８および第２のスイッチレバー１６の固定端９は、第２の対のターミナル１９と電気的に接続されている。
【００２８】
この第２の対のターミナル１９は、スイッチケースの隔壁Ａを通し下方に伸びており、第１の対のターミナル１２，１３と直角に交差するように配置される。したがって図面においてはその一方のターミナル１９のみが示されている。
【００２９】
第１のスナップディスク部３は、圧力ＰＭ以下では図に示す上に突の外形円錐台状の安定形態であるが、圧力ＰＭ以上の流体圧をダイヤフラム２２を介してその上面に受けると、スナップ作用で中心軸部が下方に変位した第２の形態へ移行する。この変位は、第１の作動棒２３を下方に押しやり第１の電気スイッチ部ＳＷ１のスイッチレバー１８を押して接点１４および接点１５を電気的に開とする。
【００３０】
第１のスナップディスク部（反転板）３は、流体圧がＰＭ−△ＰＭにまで回復すると第２の形態から原形に復し、この結果、第１の作動棒２３を経由して第１の電気スイッチ部ＳＷ１のスイッチレバー１８を押していた力はなくなる。これによって、上記のＰＭに達したときと逆に作用し、第１の電気スイッチ部ＳＷ１の固定接点１４および可動接点１５を電気的に閉とする。
【００３１】
第２のスナップディスク部５は、流体圧力が上昇して一定値ＰＨに達すると、スナップ作用により図に示す上に凸の第１の安定形態から中心軸部が下方に変位する第２の形態に移行する。この運動は第２の作動棒２４によって第２の電気スイッチＳＷ２の第２のスイッチレバー１６に伝達される。
【００３２】
この第２の作動棒２４は、第２のスナップディスク５が圧力ＰＨでスナップ作用を伴なって第２の形態に変形するとき、その運動を第２の電気スイッチの第２のスイッチレバー１６の中央部に伝え、スイッチレバーの上向きのバイアス力に抗して、第２の可動接点１０を下向きに押しやる。
【００３３】
第３のスナップディスク部７の周辺部は、スイッチケース内壁に設けた受部位に収容される。流体圧力がＰＬ＋△ＰＬより低いときは図に示した形態をとるが、流体圧力がＰＬ＋△ＰＬに達するとスナップ作用を伴ない、その中心部が下方に変位する第２の形態に移行する。
【００３４】
この作動によって、第２の摺動受部材６は下方に摺動し、その中央突起部２５も下方に運動する。この運動は第２の電気スイッチ部ＳＷ２のスイッチレバー１７に伝達され、第２の電気スイッチ部ＳＷ２は閉となる。流体圧力が一旦高い正常圧に達した後再び低い異常圧ＰＬに下ると、第３のスナップディスクは原形に復し、それによって第２の摺動受部材６を上方に押しあげる。このため中央突起部２５は第２の電気スイッチ部ＳＷ２に及ぼす力を失ない、第２の電気スイッチ部ＳＷ２は開となる。
【００３５】
このような構成を有する三動作形圧力スイッチの動作を、図４を用いて説明する。流体圧力ＰＬ＋ΔＰＬがダイヤフラム２２に加わると、第１のスナップディスク部３，第１の摺動受部材４，第２のスナップディスク部５，第２の摺動受部材６を経て第３のスナップディスク部７に荷重が作用する。この荷重により第３のスナップディスク部７は電気スイッチ部側へスナップ動作し、第２の摺動受部材６が電気スイッチ部側へ移動し、第２の摺動受部材６の中央突起部２５が第２の電気スイッチ部ＳＷ２の第１のスイッチレバー１７を押し下げ、第１の可動接点１１を第２の可動接点１０に接触させて第２の電気スイッチ部ＳＷ２を閉路する。
【００３６】
このとき、第２の摺動受部材６の外周付近の下面は、スイッチケース２の内部に設けた段差２６に支持され、これ以上電気スイッチ側へ移動しない。
【００３７】
さらに、流体圧力が高まり圧力ＰＭに達すると、第１のスナップディスク部３がスイッチ部側へスナップ動作し、第１の作動棒２３が第１の電気スイッチ部ＳＷ１側に移動して、第１の電気スイッチ部ＳＷ１のスイッチレバー１８を押し下げ、可動接点１５を固定接点１４から引き離し、第１の電気スイッチ部ＳＷ１を開路する。
【００３８】
流体圧力がさらに圧力ＰＨに高まると、第１の摺動受部材４が電気スイッチ側に移動して第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂが第２のスナップディスク部５を電気スイッチ側にスナップ動作させ、第２の作動棒２４が第１の電気スイッチＳＷ１の第２のスイッチレバー１６を押し下げ、第２の可動接点１０を第１の可動接点１１から引き離し、第２の電気スイッチ部ＳＷ２を開路するように作動させる。
【００３９】
流体圧力がＰＨからＰＨ−ΔＰＨまで低下すると、第２のスナップディスク部５は復帰し、第２の作動棒２４の押し下げ力が減少して第２のスイッチレバー１６が自己の復元力により上方へ移動することにより第２の可動接点１０が第１の可動接点１１に接触し、第２の電気スイッチ部ＳＷ２は閉路する。
【００４０】
さらに、流体圧力がＰＭ−ΔＰＭまで低下すると、第１のスナップディスク部３が第２の形態から復帰して第１の作動棒２３の押し下げ力が解除され、第１のスイッチレバー１８がその復元力によって復帰し、可動接点１５が固定接点１４に押し当てられ、第１の電気スイッチ部ＳＷ１は、閉路状態に移行する。
【００４１】
さらに、流体圧力がＰＬまで低下すると、第３のスナップディスク部７が第２の形態から復帰して第２の摺動受部材６の中央突起部２５の押し下げ力が解除され、第１のスイッチレバー１７の復元力によって第２の可動接点１１が第１の可動接点１０から引き離され、第２の電気スイッチ部ＳＷ２が開路状態に移行する。
【００４２】
この場合、圧力設定数の数値はいずれもゲージ圧で、ＰＨ：２．６５ＭＰａ、ＰＨ−△ＰＨ：２．１５ＭＰａ、ＰＬ＋△ＰＬ：２５０ＫＰａ、ＰＬ：２１０ＫＰａ、ＰＭ：１．４７ＭＰａ、ＰＭ−△ＰＭ：１．０８ＭＰａである。
【００４３】
このようにして、三動作形圧力スイッチをそれぞれヒステリシス特性を有して三動作させることができる。
【００４４】
上記構成の三動作形圧力スイッチは、以下の寸法で構成される。
スナップディスク：外径；１５ｍｍ、厚さ；０，２５４ｍｍ、凸部径８ｍｍ、凸部高さ；０．７１ｍｍ。
第１の摺動受部材：外径；１７．４ｍｍ、スナップディスク受部の内径；１５．２ｍｍ、スナップディスク受部の深さ；０．８０ｍｍ、環状突起部を形成する頂点の直径；１２ｍｍ。
第２の摺動受部材：外径；１７．４ｍｍ、スナップディスク受部の内径；１５．２ｍｍ、スナップディスク受部の深さ；０．８５ｍｍ。
【００４５】
このような三動作形圧力スイッチにおいては、第２のスナップディスク部５を上記形状を有するスナップディスクを３枚重ねて形成している。しかしながらスナップディスク部５を組立てるにあたって、スナップディスクの枚数が増えるにしたがって、それぞれのスナップディスクの位置併せが困難になり工数の増加を引き起こすとともに、部品点数の増加を招き、コストの引き下げを妨げる一因となっている。
【００４６】
この問題を解決するために、第２のスナップディスク部を従来と同じスナップディスクを２枚積み重ねて構成すると、動作圧力が低下し同じ動作条件の三動作形圧力スイッチを得ることができない。２枚のスナップディスクで第２のスナップディスク部を形成した三動作形圧力スイッチを従来のスイッチと同じ動作条件とするためには、スナップディスクを反転圧力の高い従来と異なる仕様のものとしなければならないという問題がある。
【００４７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、従来の三動作形圧力スイッチの形状・構造・仕様を大幅に変えることなしに、まったく同じ作動条件を維持しつつ部品点数を減じた三動作形圧力スイッチを提供することを目的とする。
【００４８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、２枚のスナップディスクを使用して第２のスナップディスク部を形成した三動作形圧力スイッチにおいて、該スナップディスク部に流体の圧力を伝達する第１の摺動受部材の下面に設けた環状突起部の頂点が、該第２のスナップディスク部の周辺部に近い部分に位置するようにしたことを特徴とする。
【００４９】
すなわち、本発明は、流体圧力を導入する通路を有するハウジングと、該ハウジングと組み合うスイッチケースと、前記ハウジングと前記スイッチケースとの間に気密に固定されたダイヤフラムと、該ダイヤフラムの下面に上面が当接する第１の反転板と、該第１の反転板の周辺部を後記第１の摺動受部材の外周壁内側面で係止し、下面に環状突起部を有すると共に中心に中空孔を有し、外周が前記スイッチケースの内壁部に直接摺動する第１の摺動受部材と、前記環状突起部に上面が当接し、中心部に空孔を有する第２の反転板と、該第２の反転板の周辺部を後記第２の摺動受部材の外周壁内側面で係止し、中心部に前記空孔と同心の中心軸孔を有すると共に下面に前記中心軸孔の周囲から突出した中央突起部を有し、外周が前記スイッチケースの内壁部に直接摺動する第２の摺動受部材と、前記中央突起部の側面に内周部が組み合うと共に外周部が前記スイッチケースの内壁段部に係止された第３の反転板と、上端が前記第２の反転板の下面に当接し、前記第２の摺動受部材の中心軸孔を貫通する第２の作動棒と、上端が第１の反転板の下面に当接し、前記中空孔、空孔および前記第２の作動棒の内部を貫通する第１の作動棒と、該第１の作動棒の下端に係合する第１の可動接点およびこれに接離する固定接点からなる第１の電気スイッチ部と、前記第２の作動棒の下端に係合する第２の可動接点および該第２の可動接点に接離し前記中央突起部に係合する第３の可動接点とからなる第２の電気スイッチ部とを備えてなる三動作形圧力スイッチにおいて、前記第２の反転板を２枚の反転板を積み重ねて形成したものにするとともに、前記第２の反転板の外径をＳｄとし、前記第１の摺動受部材の下面に設けた環状突起部の頂点が描く円の直径をＲｄとしたときに、外径Ｓｄと直径Ｒｄの比（Ｒｄ／Ｓｄ）を０．８＜（Ｒｄ／Ｓｄ）＜０．９とした。
【００５０】
また、本発明は、前記三動作形圧力スイッチにおいて、
前記第２の反転板の外径が１５ｍｍであり、前記第１の摺動受部材の下面に設けた環状突起部の頂点が描く円の直径Ｒｄを１２ｍｍ＜Ｒｄ＜１３．５ｍｍとした。
【００５１】
さらに、本発明は、 流体圧力を導入する通路を有するハウジングと、該ハウジングと組み合うスイッチケースと、前記ハウジングおよび前記スイッチケース間に気密に固定されたダイヤフラムと、該ダイヤフラムの下面に上面が当接する第１の反転板と、該第１の反転板の周辺部を後記第１の摺動受部材の外周壁内側面で係止し、下面に環状突起部を有すると共に中心に中空孔を有し、外周が前記スイッチケースの内壁部に直接摺動する第１の摺動受部材と、前記環状突起部に上面が当接し、中心部に空孔を有する第２の反転板と、該第２の反転板の周辺部を後記第２の摺動受部材の外周壁内側面で係止し、中心部に前記空孔と同心の中心軸孔を有すると共に下面に前記中心軸孔の周囲から突出した中央突起部を有し、外周が前記スイッチケースの内壁部に直接摺動する第２の摺動受部材と、前記中央突起部の側面に内周部が組み合うと共に外周部が前記スイッチケースの内壁段部に係止された第３の反転板と、上端が前記第２の反転板の下面に当接し、前記第２の摺動受部材の中心軸孔を貫通する第２の作動棒と、上端が前記第１の反転板の下面に当接し、前記中空孔、前記空孔および前記第２の作動棒の内部を貫通する第１の作動棒と、該第１の作動棒の下端に係合する第１の可動接点およびこれに接離する固定接点からなる第１の電気スイッチ部と、前記第２の作動棒の下端に係合する第２の可動接点および該第２の可動接点に接離し前記中央突起部に係合する第３の可動接点からなる第２の電気スイッチ部とを備えてなる三動作形圧力スイッチにおいて、
前記第２の反転板を２枚の反転板を積み重ねて形成したものにするとともに、
前記第２の摺動受部材のスナップディスク受部の内径をＨＳｄとし、前記第１の摺動受部材の下面に設けた環状突起部の頂点が描く円の直径をＲｄとしたときに、内径ＨＳｄと直径Ｒｄの比（Ｒ。加えて、本発明は前記三動作形圧力スイッチにおいて、前記第２の摺動受部ｄ／ＨＳｄ）を０．７９＜（Ｒｄ／ＨＳｄ）＜０．８９とした材のスナップディスク受部の内径ＨＳｄが１５．２ｍｍであり、前記第２の反転板の外径が１５ｍｍであり、前記第１の摺動受部材の下面に設けた環状突起部の頂点が描く円の直径Ｒｄを１２ｍｍ＜Ｒｄ＜１３．５ｍｍとした。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる三動作形圧力スイッチについて説明する。圧力スイッチ自体の構成およびその動作は、図３に示した従来の三動作形圧力スイッチと、以下の相違点を除き同じである。
【００５３】
すなわち、本発明にかかる三動作形圧力スイッチは、第２のスナップディスク部５を２枚のスナップディスクを積層して形成した点、第１の摺動受部材４の下面に設けた環状突起部４ｂの頂点の直径Ｒｄを１２ｍｍを超え１３．５ｍｍ未満（１２ｍｍ＜Ｒｄ＜１３．５ｍｍ）とした点、第２の摺動受部材６のスナップディスク受部の深さを０．６０ｍｍとした点で、従来の三動作形圧力スイッチの構造と相違している。
【００５４】
図１の部分縦断面図を用いて、本発明にかかる三動作形圧力スイッチの第１の摺動受部材４と、第２のスナップディスク部５と、第２の摺動受部材６の大きさの関係を説明する。第１の摺動受部材４は、外径Ｈｄを１７．４ｍｍとし、スナップディスク受部の内径を１５．２ｍｍとし、下面に設けた環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄを１３ｍｍとした。また、第２のスナップディスク部５を形成する２枚のスナップディスクは、それぞれ、厚さｔを０．２５４ｍｍ、外径Ｓｄを１５ｍｍ、凸部の直径Ｍｄを８ｍｍ、凸部の高さＭｈを０．７１ｍｍとした。また、第２の摺動受部材６は、外径Ｈｄを１７．４ｍｍとし、スナップディスク受部の内径ＨＳｄを１５．２ｍｍとし、スナップディスク受部の深さ、すなわち外周壁６ａの高さＨｈを０．６ｍｍとした。
【００５５】
図２を用いて、第２のスナップディスク部５における第１の摺動受部材４の環状突起部の頂点が描く円の直径Ｒｄ（ｍｍ）と、作動圧力（ＭＰａＧ）の関係を、スナップディスクの枚数をパラメータにして示す。第１の摺動受部材４の環状突起部の頂点が描く円の直径Ｒｄは、スナップディスクの傾斜面に流体圧力が加えられる力点を意味している。また、スナップディスクの周辺部が支持される点すなわちスナップディスクの外径Ｓｄは支点を意味している。図において、横軸の環状突起部直径Ｒｄの下に記載したのは、力点（第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄ）と支点（スナップディスクの外径Ｓｄ）の比（Ｒｄ／Ｓｄ）を示しており、さらにその下に記載したのは、第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄと第１の摺動受部材４のスナップディスク受部の内径ＨＳｄの比（Ｒｄ／ＨＳｄ）を示している。
【００５６】
図２に示すように、従来の三動作形圧力スイッチにおいては、スナップディスクを３枚重ねて用いており、スナップディスクの直径Ｓｄは１５ｍｍであり、第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄは１２ｍｍ（Ｒｄ／Ｓｄ＝０．８）であるので、作動圧力は３．１４ＭＰａＧとなる。この作動圧力を２枚のスナップディスクを積み重ねて得ようとするときには、第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄを１３ｍｍ（Ｒｄ／Ｓｄ＝０．８７）とすればよい。また、１枚のスナップディスクにより同等の作動圧力を得ようとするときには、第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄを１４ｍｍ（Ｒｄ／Ｓｄ＝０．９３）に設定しなければならず、これでは環状突起部４ｂが第２の摺動受部材６の外周壁６ａと干渉し、正確に作動させることができない。
【００５７】
なお、２枚のスナップディスクを用いる場合も、第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄを１３．５ｍｍ（Ｒｄ／Ｓｄ＝０．９）とすると、同様に環状突起部４ｂが第２の摺動受部材６の外周壁６ａと干渉するおそれがあるので、第１の摺動受部材４の環状突起部４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄは１３．５ｍｍ（Ｒｄ／Ｓｄ＝０．９）未満としなければならない。
【００５８】
このように、本発明は、第１の摺動受部材４に設けた環状突起部４ｂの頂点の直径Ｒｄを、３枚のスナップディスクを用いた場合よりも大きく、すなわち、１２ｍｍを超え１３．５ｍｍ未満（１２ｍｍ＜Ｒｄ＜１３．５ｍｍ）とし、換言すれば、第１の摺動受部材４の環状突起４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄと第２のスナップディスク５の直径Ｓｄとの比（Ｒｄ／Ｓｄ）を０．７３を超え０．９未満とすること、さらに、第１の摺動受部材４の環状突起４ｂの頂点が描く円の直径Ｒｄと第２の摺動受部材４のスナップディスク受部の内径ＨＳｄとの比（Ｒｄ／ＨＳｄ）を０．７２を超え０．８９未満とすることにより、３枚のスナップディスクを用いた場合と同等の作動圧力を得ることができる。
【００５９】
よって、スナップディスクの組立てを３枚の場合に比し容易にすることができるとともに、従来の三動作形圧力スイッチの構成要素の内第１の摺動受部材４の環状リブの大きさと、第２の摺動受部材のスナップディスク受部の深さを変更するだけで、部品点数を削減することができ、三動作形圧力スイッチの製造コストを引き下げることができる。
【００６０】
図５および図６を用いて、本発明が適用される三動作形圧力スイッチの他の形態を説明する。この形態は、第１の電気スイッチ部ＳＷ１の構造を、流体圧力が圧力ＰＭを超える閉路され、圧力ＰＭ−ΔＰＭに低下すると開路する構成としたものであり、第１の電気スイッチ部ＳＷ１の固定接点１４を可動接点１５よりも第１のスナップディスク部３から離れた点に設けて構成している。その他の構成は図４に示した形態と同様である。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の三動作形圧力スイッチとほぼ同じ動作を行う三動作形圧力スイッチを、構成部品の大幅な形状の変更を行うことなしに、スナップディスクの数を減少して構成することができ、製造コストを下げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる三動作形圧力スイッチの構造を説明する部分拡大縦断面図。
【図２】スナップディスクの動作特性図。
【図３】三動作形圧力スイッチの構造を説明する部分拡大縦断面図。
【図４】三動作形圧力スイッチの作動圧力特性を説明する図。
【図５】三動作スイッチの他の形態を説明する縦断面図。
【図６】図５に示した三動作形圧力スイッチの作動圧力特性を説明する図。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ スイッチケース
３ 第１のスナップディスク
４ 第１の摺動受部材
５ 第２のスナップディスク
６ 第２の摺動受部材
７ 第３のスナップディスク
８ 固定端
９ 固定端
１０ 第１の可動接点
１１ 第２の可動接点
１２ ターミナル
１３ ターミナル
１４ 固定接点
１５ 可動接点
１６ 第２の電気スイッチ部の第２のスイッチレバー
１７ 第２の電気スイッチ部の第１のスイッチレバー
１８ 第１の電気スイッチ部のスイッチレバー
１９ ターミナル
２１ ガスケット
２２ ダイヤフラム
２３ 第１の作動捧
２４ 第２の作動捧
２５ 中央突起部
２６ 段差
Claims (4)
- 流体圧力を導入する通路を有するハウジングと、該ハウジングと組み合うスイッチケースと、前記ハウジングおよび前記スイッチケース間に気密に固定されたダイヤフラムと、該ダイヤフラムの下面に上面が当接する第１の反転板と、該第１の反転板の周辺部を後記第１の摺動受部材の外周壁内側面で係止し、下面に環状突起部を有すると共に中心に中空孔を有し、外周が前記スイッチケースの内壁部に直接摺動する第１の摺動受部材と、前記環状突起部に上面が当接し、中心部に空孔を有する第２の反転板と、該第２の反転板の周辺部を後記第２の摺動受部材の外周壁内側面で係止し、中心部に前記空孔と同心の中心軸孔を有すると共に下面に前記中心軸孔の周囲から突出した中央突起部を有し、外周が前記スイッチケースの内壁部に直接摺動する第２の摺動受部材と、前記中央突起部の側面に内周部が組み合うと共に外周部が前記スイッチケースの内壁段部に係止された第３の反転板と、上端が前記第２の反転板の下面に当接し、前記第２の摺動受部材の中心軸孔を貫通する第２の作動棒と、上端が前記第１の反転板の下面に当接し、前記中空孔、前記空孔および前記第２の作動棒の内部を貫通する第１の作動棒と、該第１の作動棒の下端に係合する第１の可動接点およびこれに接離する固定接点からなる第１の電気スイッチ部と、前記第２の作動棒の下端に係合する第２の可動接点および該第２の可動接点に接離し前記中央突起部に係合する第３の可動接点からなる第２の電気スイッチ部とを備えてなる三動作形圧力スイッチにおいて、
前記第２の反転板を２枚の反転板を積み重ねて形成したものにするとともに、前記第２の反転板の外径をＳｄとし、前記第１の摺動受部材の下面に設けた環状突起部の頂点が描く円の直径をＲｄとしたときに、外径Ｓｄと直径Ｒｄの比（Ｒｄ／Ｓｄ）を
０．８＜（Ｒｄ／Ｓｄ）＜０．９
としたことを特徴とする三動作形圧力スイッチ。 - 請求項１に記載の三動作形圧力スイッチにおいて、
前記第２の反転板の外径が１５ｍｍであり、前記第１の摺動受部材の下面に設けた環状突起部の頂点が描く円の直径Ｒｄを
１２ｍｍ＜Ｒｄ＜１３．５ｍｍ
としたことを特徴とする三動作形圧力スイッチ。 - 流体圧力を導入する通路を有するハウジングと、該ハウジングと組み合うスイッチケースと、前記ハウジングおよび前記スイッチケース間に気密に固定されたダイヤフラムと、該ダイヤフラムの下面に上面が当接する第１の反転板と、該第１の反転板の周辺部を後記第１の摺動受部材の外周壁内側面で係止し、下面に環状突起部を有すると共に中心に中空孔を有し、外周が前記スイッチケースの内壁部に直接摺動する第１の摺動受部材と、前記環状突起部に上面が当接し、中心部に空孔を有する第２の反転板と、該第２の反転板の周辺部を後記第２の摺動受部材の外周壁内側面で係止し、中心部に前記空孔と同心の中心軸孔を有すると共に下面に前記中心軸孔の周囲から突出した中央突起部を有し、外周が前記スイッチケースの内壁部に直接摺動する第２の摺動受部材と、前記中央突起部の側面に内周部が組み合うと共に外周部が前記スイッチケースの内壁段部に係止された第３の反転板と、上端が前記第２の反転板の下面に当接し、前記第２の摺動受部材の中心軸孔を貫通する第２の作動棒と、上端が前記第１の反転板の下面に当接し、前記中空孔、前記空孔および前記第２の作動棒の内部を貫通する第１の作動棒と、該第１の作動棒の下端に係合する第１の可動接点およびこれに接離する固定接点からなる第１の電気スイッチ部と、前記第２の作動棒の下端に係合する第２の可動接点および該第２の可動接点に接離し前記中央突起部に係合する第３の可動接点からなる第２の電気スイッチ部とを備えてなる三動作形圧力スイッチにおいて、
前記第２の反転板を２枚の反転板を積み重ねて形成したものにするとともに、前記第２摺動受部材のスナップディスク受部の内径をＨＳｄとし、前記第１の摺動受部材の下面に設けた環状突起部の頂点が描く円の直径をＲｄとしたときに、内径ＨＳｄと直径Ｒｄの比（Ｒｄ／ＨＳｄ）を
０．７９＜（Ｒｄ／ＨＳｄ）＜０．８９
としたことを特徴とする三動作形圧力スイッチ。 - 請求項３に記載の三動作形圧力スイッチにおいて、
前記第２の摺動受部材のスナップディスク受部の内径ＨＳｄが１５．２ｍｍであり、前記第２の反転板の外径が１５ｍｍであり、前記第１の摺動受部材の下面に設けた環状突起部の頂点が描く円の直径Ｒｄを１２ｍｍ＜Ｒｄ＜１３．５ｍｍとした
ことを特徴とする三動作形圧力スイッチ。
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