JP5081715B2

JP5081715B2 - 圧力スイッチ

Info

Publication number: JP5081715B2
Application number: JP2008123386A
Authority: JP
Inventors: 直彦伊東
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2028-05-09
Also published as: JP2009272220A

Description

本発明は、例えば自動車等に用いられ、負圧等の圧力でオン・オフ動作する圧力スイッチに関する。

図５は、例えば、特許文献１に記載された従来の圧力スイッチを示している。

この圧力スイッチは、第１ボディ１１０と、第２ボディ１２０と、ダイヤフラム１５０と、バネ受金具１７０と、コイルスプリング１３５と、可動接点１６０と、固定接点１３７とを備えている。

第１ボディ１１０と第２ボディ１２０との間には内部空間１３０が形成され、その内部空間１３０にダイヤフラム１５０が配設されることで、ダイヤフラム１５０により前記内部空間１３０が、第１ボディ１１０側の圧力室１３１と第２ボディ１２０側の動作室１３２に二分されている。

ダイヤフラム１５０は、その外周部１５２が、第１ボディ１１０と第２ボディ１２０の挟持部１１２、１２２間に挟持されることにより、中央部１５１が可動な状態で固定されている。そして、可動接点１６０は、ダイヤフラム１５０の動作室１３２に面する側の中央部に固定され、固定接点１３７は、第２ボディ１２０の動作室１３２に面する部分の可動接点１６０に対向する位置に配設されている。

また、バネ受金具１７０は、ダイヤフラム１５０の圧力室１３１に面する側の中央部に配設されており、そのバネ受金具１７０と第１ボディ１１０にねじ込み固定したバネ受ネジ１７５との間に、ダイヤフラム１５０および可動接点１６０を動作室１３２側に付勢するコイルスプリング１３５が介装されている。

この場合、第１ボディ１１０が導電性材料で構成されることにより負極となっている。また、可動接点１６０は、ダイヤフラム１５０の中央貫通孔１５３に、裏面に突設したボス部１６１を嵌め込み、更にそのボス部１６１の先端１６２をバネ受金具１７０の貫通孔に加締めることで、ダイヤフラム１５０およびバネ受金具１７０と一体に結合されており、同時にバネ受金具１７０およびコイルスプリング１３５を通して、負極である第１ボディ１１０に電気的に接続されている。

従って、圧力室１３１の圧力変化に応動してダイヤフラム１５０が変位し、そのダイヤフラム１５０の動作により、負極側の可動接点１６０と正極側の固定接点１３７が接触したり離間したりすることにより、ＯＮ・ＯＦＦ信号を取り出すことができる。

この圧力スイッチはボディアース型のものであるが、固定接点を正極側固定接点と負極側固定接点の２つ設け、可動接点が２つの固定接点を導通するか否かでＯＮ・ＯＦＦ信号を取り出す形式のものもある。その形式の場合、ダイヤフラムを通して可動接点を負極側（第１ボディ）に導通させる必要がないので、ダイヤフラムの中央貫通孔を廃止できる利点が得られる。

また、例えば、特許文献２に、その形式の圧力スイッチが示されている。この圧力スイッチでは、ダイヤフラムの動作室側の面の中央部に複数のキノコ型の係止突起を設け、それらの係止突起を、カップ型に形成した可動接点の底板の貫通孔に係合させることにより、可動接点をダイヤフラムに固定している。
特開平２０００−１２３６９２号公報（図２）特開平１０−３０２５９２号公報（図１）

ところで、この種の圧力スイッチでは、ダイヤフラムで二分された圧力室と動作室との間の気密性保持が必要である。この点、前記特許文献１に記載の圧力スイッチでは、ダイヤフラム１５０の中央貫通孔１５３に可動接点１６０のボス部１６１を貫通させているので、ダイヤフラム１５０の外周部１５２の挟持部分Ａの気密性を保持する必要がある上に、可動接点１６０とダイヤフラム１５０の貫通部分Ｂの気密性保持も必要であり、気密性保持箇所が２箇所あるため、信頼性維持のための品質管理が大変であった。

また、前記特許文献２に記載の圧力スイッチの場合は、ダイヤフラムに中央貫通孔を設けずに済むので、気密性保持箇所が減る分だけ、信頼性維持のための品質管理がたやすくできるようになる。しかし、ダイヤフラムに設けた突起を可動接点に設けた貫通孔に係合させる必要があるので、突起の貫通箇所を避けるように固定接点との接触部を設ける必要があり、従って、可動接点の形状をカップ型などの複雑な形状にせざるを得ない上、固定接点の位置も自由に決められない。また、突起と貫通孔の係合であるから、可動接点の取付状態が安定しないこともあり、その場合は、ガタつきや脱落を起こすおそれもある。また、突起と貫通孔を位置合わせして組み付ける必要があるので、組み付けに注意が必要である。

本発明は、上記事情を考慮し、気密性保持箇所を少なくすることで、信頼性維持のための品質管理がたやすくできると共に、単純な構造でありながら、可動接点の取付部の安定と組付性の向上を図ることのできる圧力スイッチを提供することを目的とする。

請求項１の発明の圧力スイッチは、第１ボディと第２ボディとの間に形成された内部空間にダイヤフラムを配設し、該ダイヤフラムにより前記内部空間を前記第１ボディ側の圧力室と前記第２ボディ側の動作室に二分すると共に、前記ダイヤフラムの外周部を前記第１ボディと第２ボディとで挟持することにより、中央部が可動な状態で前記ダイヤフラムを固定し、更に前記ダイヤフラムの前記動作室に面する側の中央部に可動接点を固定すると共に、前記第２ボディの前記動作室に面する部分の前記可動接点に対向する位置に固定接点を配設し、前記圧力室の圧力変化に応動する前記ダイヤフラムの動作による前記可動接点と固定接点の接触および離間によりＯＮ・ＯＦＦ信号を取り出す圧力スイッチにおいて、前記可動接点を円盤状に形成すると共に、前記ダイヤフラムの前記動作室に面する板面の中央領域に、前記可動接点の外周縁を嵌め込み可能な断面逆Ｌ字形の環状の係止枠を一体に設け、前記可動接点を、前記ダイヤフラムの材料の柔軟性を利用して、その外周縁を前記環状の係止枠に嵌め込むことにより、その中央領域を前記固定接点と接触できるように露出させた状態で、前記ダイヤフラムに固定したことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の圧力スイッチであって、前記ダイヤフラムの前記圧力室に面する側の中央部にバネ受部を設けると共に、そのダイヤフラム側のバネ受部と前記第１ボディ側に設けたバネ受部との間に、前記ダイヤフラムおよび前記可動接点を前記動作室側に付勢するバネを介装したことを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項２に記載の圧力スイッチであって、前記ダイヤフラム側のバネ受部が２段の凸部で構成されており、その第１段目の凸部が、前記バネとして設けられたコイルスプリングの圧縮反力を受け止める板状凸部であり、その第２段目の凸部が、前記コイルスプリングの端部が嵌まることで該コイルスプリングの端部の横移動を規制する棒状凸部であることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、ダイヤフラムの板面に形成した係止枠に可動接点を固定しているので、従来の圧力スイッチ（特許文献１に記載のもの）において、可動接点を取り付けるために設けていたダイヤフラムの中央貫通孔を廃止することができる。従って、ダイヤフラムに中央貫通孔がないことから、ダイヤフラムの中央部での気密保持が不要となり、ダイヤフラムの気密保持箇所を外周部だけの１箇所にすることができる。その結果、気密保持箇所が少なくなる分だけ、気密保持の信頼性を高めることができる。

また、可動接点を円盤状に形成し、その外周縁を係止枠に嵌め込むことで、可動接点の中央領域を固定接点と接触できるように露出させているので、固定接点との接触箇所を露出面上の任意の位置に自由に設定することができ、それに応じて固定接点の位置を容易に決めることができる。また、可動接点を単純な円盤状に形成し、その外周縁を係止枠に嵌め込むことで、ダイヤフラムに固定しているので、単純な構成でありながら、従来の圧力スイッチ（例えば、特許文献２に記載のもの）のように、可動接点に貫通孔を開けてダイヤフラム側に形成した突起を嵌め込む場合と違って、安定した状態で、可動接点をダイヤフラムに確実に固定することができ、可動接点がガタついたり脱落したりするおそれもない。また、可動接点は円盤状であるので、どの方向からも係止枠に外周縁を嵌め込むことができ、貫通孔と突起を位置合わせした上で嵌め込むような面倒もない。

請求項２の発明によれば、ダイヤフラムに形成したバネ受部で直接バネの力を受け止めるようにしているので、スプリング受金具が不要であり、部品点数の削減が図れる。

請求項３の発明によれば、第１段目の板状凸部でコイルスプリングの反力を受け止め、第２段目の棒状凸部でコイルスプリングの横ずれを防いでいるので、ダイヤフラムに確実にコイルスプリングの力を伝達することができると共に、ダイヤフラムに対してのスプリングの位置を安定して決めることができる。また、ダイヤフラムに直接スプリングが接しているので、スプリングのガタ付きを防ぐことができ、耐振動性能の向上が図れる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は実施形態の圧力スイッチの断面図、図２は同圧力スイッチにおけるダイヤフラムと可動接点の関係を示す図で、図２（ａ）は可動接点のみの構成を示す半断面図、図２（ｂ）はダイヤフラムのみの構成を示す半断面図、図２（ｃ）は可動接点とダイヤフラムを組み合わせた状態を示す半断面図、図３は第１ボディとダイヤフラムと可動接点およびスプリングの関係を示す概略断面図、図４はダイヤフラムの構成図で、図４（ａ）は動作室側（図１の上側）から見た斜視図、図４（ｂ）は圧力室側（図１の下側）から見た斜視図である。

図１に示すように、この圧力スイッチは、第１ボディ１０と、第２ボディ２０と、ダイヤフラム５０と、コイルスプリング（バネ）３５と、可動接点６０と、正極側と負極側の固定接点３７、３８とを備えている。

第１ボディ１０と第２ボディ２０との間には内部空間３０が形成され、その内部空間３０にダイヤフラム５０が配設されることで、ダイヤフラム５０により前記内部空間３０が、第１ボディ１０側の圧力室３１と第２ボディ２０側の動作室３２に二分されている。

ダイヤフラム５０は、図２〜図４に示すように、下面側を円環状に膨らませた外周部５２が、第１ボディ１０と第２ボディ２０の挟持部１２、２２間に挟持されることにより、中央部５１が可動な状態で固定されている。そして、可動接点６０は、ダイヤフラム５０の動作室３２に面する側の中央部に固定され、固定接点３７、３８は、第２ボディ２０の動作室３２に面する部分の可動接点６０に対向する位置に配設されている。

可動接点６０は円盤状に形成され、一方、ダイヤフラム５０の動作室３２に面する板面の中央領域には、可動接点６０の外周縁を嵌め込み可能な断面逆Ｌ字形の円環状の係止枠５５が一体に形成されている。そして、可動接点６０は、ダイヤフラム５０の材料の柔軟性を利用して、その外周縁を環状の係止枠５５に嵌め込むことにより、その中央領域を固定接点３７、３８と接触できるように係止枠５５の円形開口５６から露出させた状態で、ダイヤフラム５０に固定されている。

また、ダイヤフラム５０の圧力室３１に面する側の中央部にはバネ受部としての２段の凸部５３、５４が設けられており、そのダイヤフラム５０側の２段の凸部５３、５４と第１ボディ１０側の貫通孔にねじ込まれたバネ受ネジ３９との間に、ダイヤフラム５０および可動接点６０を動作室３２側に付勢するコイルスプリング３５が介装されている。

この場合、第１段目の凸部５３が、コイルスプリング３５の圧縮反力を受け止める円形の板状凸部として構成され、その第２段目の凸部５４が、コイルスプリング３５の端部が嵌まることで該コイルスプリング３５の端部の横移動を規制する円形の棒状凸部として構成されている。

次に作用を説明する。

この圧力スイッチでは、圧力室３１に、図１中の下方向の負圧が発生するとダイヤフラム５０が圧力を受ける。負圧が規定値に達すると、ダイヤフラム５０はスプリング３５の上向き荷重に打ち勝ち、下方向に変位する。このとき、ダイヤフラム５０と共に固定された可動接点６０も下向きに変位し、固定接点３７、３８から離間し、接点が開いた状態になり、ＯＮ状態からＯＦＦ状態になる。なお、図１は、負圧が作用していず、可動接点６０が固定接点３７、３８に接触している状態を示している。

以上の構成の圧力スイッチでは、ダイヤフラム５０の板面に形成した係止枠５５に可動接点６０を固定しているので、従来の圧力スイッチ（特許文献１に記載のもの）において、可動接点を取り付けるために設けていたダイヤフラムの中央貫通孔を廃止することができる。従って、ダイヤフラム５０に中央貫通孔がないことから、ダイヤフラム５０の中央部での気密保持が不要となり、ダイヤフラムの気密保持箇所を外周部（図３のＡで示す部分）だけの１箇所にすることができる。その結果、気密保持箇所が少なくなる分だけ、気密保持の信頼性を高めることができる。

また、可動接点６０を円盤状に形成し、その外周縁を係止枠５５に嵌め込むことで、可動接点６０の中央領域を固定接点３７、３８と接触できるように露出させているので、固定接点３７、３８との接触箇所を露出面上の任意の位置に自由に設定することができ、それに応じて固定接点３７、３８の位置を容易に決めることができる。

また、可動接点６０を単純な円盤状に形成し、その外周縁を係止枠５５に嵌め込むことで、ダイヤフラム５０に可動接点６０を固定しているので、単純な構成でありながら、従来の圧力スイッチ（例えば、特許文献２に記載のもの）のように、可動接点に貫通孔を開けてダイヤフラム側に形成した突起を嵌め込む場合と違って、安定した状態で、可動接点６０をダイヤフラム５０に確実に固定することができ、可動接点６０がガタついたり脱落したりするおそれもない。

また、可動接点６０は円盤状であるので、どの方向からも係止枠５５に外周縁を嵌め込むことができ、従来のように貫通孔と突起を位置合わせした上で嵌め込むような面倒もない。

また、ダイヤフラム５０の下面に形成したバネ受部（２段の凸部５３、５４）で直接コイルスプリング３５の力を受け止めるようにしているので、従来例のようなバネ受金具が不要であり、部品点数の削減が図れる。

また、第１段目の板状の凸部５３でコイルスプリング３５の反力を受け止め、第２段目の棒状の凸部５４でコイルスプリング３５の横ずれを防いでいるので、ダイヤフラム５０に確実にコイルスプリング３５の力を伝達することができると共に、ダイヤフラム５０に対してのコイルスプリング３５の位置を安定して決めることができる。また、ダイヤフラム５０に直接コイルスプリング３５が接しているので、コイルスプリング３５のガタ付きを防ぐことができ、耐振動性能の向上が図れる。

本発明の実施形態の圧力スイッチの断面図である。同圧力スイッチにおけるダイヤフラムと可動接点の関係を示す図で、（ａ）は可動接点の構成を示す半断面図、（ｂ）はダイヤフラムの構成を示す半断面図、（ｃ）は可動接点とダイヤフラムを組み合わせた状態を示す半断面図である。同圧力スイッチにおける第１ボディとダイヤフラムと可動接点およびスプリングの関係を示す概略断面図である。同圧力スイッチにおけるダイヤフラムの構成図で、（ａ）は動作室側（図１の上側）から見た斜視図、（ｂ）は圧力室側（図１の下側）から見た斜視図である。従来の圧力スイッチの構成を示す断面図である。

符号の説明

１０第１ボディ
２０第２ボディ
３０内部空間
３１圧力室
３２動作室
３５コイルスプリング（バネ）
３７，３８固定接点
３９バネ受ネジ（バネ受部）
５０ダイヤフラム
５２中央部
５２外周部
５３第１段目の凸部（バネ受部）
５４第２段目の凸部（バネ受部）
５５係止枠
６０可動接点

Claims

第１ボディと第２ボディとの間に形成された内部空間にダイヤフラムを配設し、該ダイヤフラムにより前記内部空間を前記第１ボディ側の圧力室と前記第２ボディ側の動作室に二分すると共に、前記ダイヤフラムの外周部を前記第１ボディと第２ボディとで挟持することにより、中央部が可動な状態で前記ダイヤフラムを固定し、更に前記ダイヤフラムの前記動作室に面する側の中央部に可動接点を固定すると共に、前記第２ボディの前記動作室に面する部分の前記可動接点に対向する位置に固定接点を配設し、前記圧力室の圧力変化に応動する前記ダイヤフラムの動作による前記可動接点と固定接点の接触および離間によりＯＮ・ＯＦＦ信号を取り出す圧力スイッチにおいて、
前記可動接点を円盤状に形成すると共に、前記ダイヤフラムの前記動作室に面する板面の中央領域に、前記可動接点の外周縁を嵌め込み可能な断面逆Ｌ字形の環状の係止枠を一体に設け、前記可動接点を、前記ダイヤフラムの材料の柔軟性を利用して、その外周縁を前記環状の係止枠に嵌め込むことにより、その中央領域を前記固定接点と接触できるように露出させた状態で、前記ダイヤフラムに固定したことを特徴とする圧力スイッチ。
請求項１に記載の圧力スイッチであって、
前記ダイヤフラムの前記圧力室に面する側の中央部にバネ受部を設けると共に、そのダイヤフラム側のバネ受部と前記第１ボディ側に設けたバネ受部との間に、前記ダイヤフラムおよび前記可動接点を前記動作室側に付勢するバネを介装したことを特徴とする圧力スイッチ。
請求項２に記載の圧力スイッチであって、
前記ダイヤフラム側のバネ受部が２段の凸部で構成されており、その第１段目の凸部が、前記バネとして設けられたコイルスプリングの圧縮反力を受け止める板状凸部であり、その第２段目の凸部が、前記コイルスプリングの端部が嵌まることで該コイルスプリングの端部の横移動を規制する棒状凸部であることを特徴とする圧力スイッチ。