JPH04101338U

JPH04101338U - 圧力スイツチ

Info

Publication number: JPH04101338U
Application number: JP1370091U
Authority: JP
Inventors: 敏治晨; 和宏梅田
Original assignee: ワコー電子株式会社
Priority date: 1991-02-18
Filing date: 1991-02-18
Publication date: 1992-09-01

Abstract

(57)【要約】【目的】高圧・高温下でも十分な耐久性を確保するこ
とができる構造を備えた隔膜式の圧力スイッチを提供す
る。【構成】圧力検出部のダイヤフラム４は、複数枚の樹脂
製フィルム９が積層状に重ねられるとともに、これら樹
脂製フィルム９，９間に該フィルムよりも柔軟性を有す
る柔軟層１０が介装されており、これにより、作動圧力
によるダイヤフラム４の変形時の応力が分散し、高圧・
高温下でも十分な耐久性を確保する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、液体などの圧力が所定の値に達したときに電気設定を開閉する圧力スイッチに関し、さらに詳細には、自動車ブレーキの倍力機構の油圧など比較的高い圧力で作動する圧力スイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

自動車の液圧回路、例えばエアコンディショナの冷却液回路に使用される圧力スイッチは、圧力検出部にダイヤフラムが用いられた隔膜式のもので、該ダイヤフラムが上記冷却液の液圧を受けて変形し、この受けた圧力を他の部品に伝え、最終的に電気スイッチを作動させるように構成されている。

【０００３】また、上記ダイヤフラムは合成樹脂フィルム製のもので、具体的には図８(a) に示すように、極薄の樹脂製フィルムａが１枚または複数枚積層された構造とされていた。なお、圧力媒体が樹脂製フィルムａを劣化させる場合には、図８(b) に示すように、上記樹脂製フィルムａに耐薬品性保護皮膜ｂをコーティングしたフィルムを使用していた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような構造では以下に述べるような問題があり、その改良が要望されていた。

【０００５】すなわち、上記ダイヤフラムは、圧力スイッチが使用されるシステムの圧力の上昇・下降により繰り返し変形するため、その耐久性維持が重要であるところ、エアコンディショナの冷却液の圧力のように比較的低い圧力（５０kg/cm ²以下）で作動する場合は、樹脂製フィルムａのみからなるものでも十分な耐久性（５０万回〜１００万回の変形に耐え得る）を確保することができた。

【０００６】しかし、近年、圧力スイッチが使用されるシステムの圧力が高くなる傾向にあり、これに伴ってダイヤフラムに加わる圧力も大きくなり、十分な耐久性を確保できなくなってきていた。例えば、自動車ブレーキの倍力機構の油圧ポンプのスイッチとして使用される圧力スイッチの場合、作動圧力である油圧回路の油圧が１００kg/cm ²以上と高く、かつ圧油の温度も１２０°Ｃと比較的高温であるため、上記のような樹脂製フィルムのみからなるダイヤフラムでは１０万回以下の変形で破損してしまい、実用に供し得なくなっていた。

【０００７】本考案は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、高圧・高温下でも十分な耐久性を確保することができる構造を備えた圧力スイッチの提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案の圧力スイッチは、圧力検出部にダイヤフラムが用いられた隔膜式のもので、該ダイヤフラムは、複数枚の樹脂製フィルムが積層状に重ねられるとともに、これら樹脂製フィルム間に該フィルムよりも柔軟性を有する柔軟層が介装されていることを特徴とする。

【０００９】前記樹脂製フィルムと柔軟層の積層状態は、単に重ね合わせるだけの非固定的な単純積層、または相互に固定的な接着積層、あるいはこれら両者の組み合わせである。

【００１０】前記樹脂製フィルムとしてはポリイミドフィルム等が用いられ、前記柔軟層としてはゴム層や柔軟性接着剤層等が用いられる。

【００１１】

【作用】

ダイヤフラムを、複数枚の樹脂製フィルムと中間層からなる多層化し、該中間層を樹脂製フィルムより柔軟性の高い材質の柔軟層とすることにより、作動圧力によるダイヤフラムの変形時の応力を分散させて、その耐久性の向上を図る。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案に係る実施例を図面に基づいて説明する。

【００１３】実施例１本考案に係る圧力スイッチを図１に示し、該圧力スイッチは、具体的には自動車ブレーキの倍力機構に使用されるもので、ハウジング１内に圧力検出部Ａとスイッチ部Ｂを備えてなり、これら両者Ａ，Ｂは中蓋２によって区画されている。

【００１４】圧力検出部Ａは、圧力室３、ダイヤフラム４、ストッパ５、ガイド板６および作動ディスク７を主要部として備えている。圧力室３は、上記ハウジング１の上部に設けられ、圧力導入路３ａを介して上記倍力機構の油圧回路（図示省略）に連通可能とされている。３０は圧力導入路３ａを油圧回路の所定箇所に連結するための雄ねじ部、３１はこの雄ねじ部３０を螺進退操作するための六角頭部である。

【００１５】ダイヤフラム４は、上記圧力室３内に導入される油圧Ｐをガイド板６に伝達するためのもので、上記圧力室３とスイッチ部Ｂのスイッチ室８を隔絶している。該ダイヤフラム４は、図２(a) に示すように、２枚の樹脂製フィルム９，９の間に柔軟層１０が介装されてなる積層構造とされ、各層の積層状態は単に重ね合わせられる非固定的な単純積層とされている。

【００１６】上記樹脂製フィルム９は、具体的にはポリイミドフィルムであって、一例としては、カプトン（商品名：東レ・デュポン株式会社製）やユーピレックス（商品名：宇部興産株式会社製）などの市販品が使用可能である。なお、該樹脂製フィルム９の材質が圧力媒体により劣化する場合には、少なくともダイヤフラム４の圧力室側表面４ａとなる面に、図２(b) または図２(c) に示すような耐薬品性処理を施される。

【００１７】つまり、図２(b) においては、上記圧力室側表面４ａとなる樹脂製フィルム９の面に、テフロン等の耐薬品性保護皮膜４０がコーティングされている。また図２(c) においては、上記圧力室側表面４ａとなる樹脂製フィルム９の面に、テフロン等の耐薬品性に優れるフィルム４１が単純積層または接着積層されている。

【００１８】柔軟層１０は、樹脂製フィルム９よりも柔軟性の高い材質からなり、具体的にはシリコンゴムのようなゴム層が使用されている。なお、このゴム層に代えて柔軟性の高いフィルムを柔軟層１０として使用してもよい。

【００１９】３２は圧力室３の内面とダイヤフラム４との間に密着状に介装されたＯリングであって、上記圧力室３内の圧油がスイッチ室８側へ洩れるのを防止している。ストッパ５は、上記ダイヤフラム４の裏面４ｂ側を支持するもので、その中心部分にダイヤフラム４の中央変形部１１の変形（矢符Ｘ方向）を許容するための孔部５ａが設けられている。

【００２０】ガイド板６は、上記ダイヤフラム４の中央変形部１１の変形量（油圧変化量）を作動ディスク７に伝達するためのもので、中蓋２の円筒凹部２ａ内で矢符Ｘ方向へ摺動可能に装着されている。該ガイド板６の表面側中央部には凸部６ａが設けられ、これが上記ダイヤフラム４の中央変形部１１に当接されている。また、ガイド板６の裏面側には、環状リブ６ｂが設けられている。

【００２１】作動ディスク７は、スイッチ部Ｂのガイドピン１２を作動させるためのものであって、上記中蓋２の円筒凹部２ａ内の底部に着座されている。該作動ディスク７は矢符Ｘ方向に弾性変形可能で、その断面形状は図示のごとく圧力室３側へ膨出状とされている。

【００２２】上記ガイドピン１２は、上記圧力検出部Ａとスイッチ部Ｂを連係するためのものであって、上記中蓋２の中央貫通孔２ｂに矢符Ｘ方向へ往復動可能に保持されている。

【００２３】スイッチ部Ｂは、上記スイッチ室８内に収納されるスイッチ１５を備える。このスイッチ１５は、固定金具１６と可動金具１７からなり、上記ガイドピン１２によりＯＮ−ＯＦＦ開閉動作される。これら両金具は、上記ハウジング１に嵌合固定されるベース１８に取り付けられており、固定金具１６は、固定接点１６ａを備えるとともに、接続端子１９ａに電気的に接続されている。

【００２４】また、可動金具１７はバネ性を有し、その先端部に上記固定接点１６ａに弾発的に当接する可動接点１７ａを備えるとともに、接続端子１９ｂに電気的に接続されている。これら一対の接続端子１９ａ，１９ｂは、図示しないが、リード線を介して上記倍力機構の油圧ポンプの電気回路に接続される。

【００２５】しかして、以上のように構成された圧力スイッチにおいて、圧力検出部Ａには自動車ブレーキの倍力機構の油圧回路の油圧Ｐが常時作用し、この油圧Ｐが所定の値に達すると、ダイヤフラム４の中央変形部１１が矢符Ｘ方向へ変形する。すると、この変形に伴って、ガイド板６を介して作動ディスク７も変形し、ガイドピン１２が矢符Ｘ方向へ移動する。これにより、可動金具１７が弾性的に変形されて、可動接点１７ａは固定接点１６ａから離隔し、油圧ポンプの電気回路が開かれる。

【００２６】一方、油圧Ｐが所定値以下になると、再び、ダイヤフラム４の中央変形部１１が元の位置に弾性復帰し、これにより、上記可動金具１７も上記ガイドピン１２を押しながら弾性復帰して、可動接点１７ａは固定接点１６ａに当接し、油圧ポンプの電気回路が閉じられる。

【００２７】これらの動作が常時繰り返され、上記油圧が所定値に維持されるべく油圧ポンプが作動制御される。

【００２８】実施例２本例は図３に示し、実施例１のダイヤフラムの構造を若干変更したもので、樹脂製フィルム９，９の間に柔軟層１０が介在され、これらが柔軟性接着剤２０により接着された接着積層構造とされたものである。この柔軟性接着剤２０としては、シリコン系接着剤やウレタン系接着剤が好適に使用される。

【００２９】なお、樹脂製フィルム９が圧力媒体により劣化する場合は、実施例１と同様の保護皮膜や保護フィルムが設けられる。また、その他の構造は実施例１と同様である。

【００３０】実施例３本例は図４に示し、これも実施例１のダイヤフラムの構造を若干変更したもので、樹脂製フィルム９，９が柔軟層１０にて接着された接着積層構造とされたものである。この柔軟層１０としては、シリコン系接着剤やウレタン系接着剤またはシリコンゴム等のゴム系接着剤が好適に使用される。

【００３１】なお、樹脂製フィルム９が圧力媒体により劣化する場合は、実施例１と同様の保護皮膜や保護フィルムが設けられる。また、その他の構造は実施例１と同様である。

【００３２】実施例４本例は図５に示し、これもダイヤフラムの構造を変更したもので、樹脂製フィルム９，９を２枚使用し、これら樹脂製フィルムの中央部つまりダイヤフラム４の中央変形部１１のみに、上記柔軟層１０が介装されたものである。

【００３３】なお、樹脂製フィルム９が圧力媒体により劣化する場合は、実施例１と同様の保護皮膜や保護フィルムが設けられる。また、その他の構造は実施例１と同様である。

【００３４】実施例５本例は図６に示し、実施例４のダイヤフラムの構造を若干変更したもので、上記柔軟層１０の周囲部分に、ワッシャ２１が介装されたものである。

【００３５】なお、樹脂製フィルム９が圧力媒体により劣化する場合は、実施例１と同様の保護皮膜や保護フィルムが設けられる。また、その他の構造は実施例１と同様である。

【００３６】次に、本考案に係る圧力スイッチのダイヤフラムの耐久性を調べるために行った試験結果について説明する。

【００３７】Ａ，試験方法下記の各試料１〜１３をダイヤフラム４として装着した圧力スイッチ（図１）を用いて、これに１２０°Ｃの温度にて作動圧力１３０kg/cm ²を作用させ、上記ダイヤフラムの破損までの変形回数を測定した。なお、圧力媒体はブレーキ液を使用した。

【００３８】Ｂ．試料試料１（従来品）：カプトン３００Ｈフィルム（厚さ７５μm ）が、２枚単純積層されたもの。試料２（従来品）：カプトン（厚さ７５μm ）の両面にテフロン（厚さ２５μ m ）をコーティングされてなるカプトン５００Ｆフィルム（厚さ１２５μm ）が、２枚単純積層されたもの。

【００３９】試料３（従来品）：カプトン３００Ｈフィルム（厚さ７５μm ）が、２枚単純積層されるとともに、この積層フィルムの作動圧側にテフロン（厚さ５０μm ）が単純積層されたもの。試料４（従来品）：ユーピレックスＳフィルム（厚さ７５μm ）が、２枚単純積層されたもの。

【００４０】試料５（本考案品）：カプトン３００Ｈフィルム（厚さ７５μm ）とシリコンゴム（０．１mm）がシリコン系接着剤（厚さ５０μm ）にて貼り合わされるとともに、このシリコンゴムにカプトン３００Ｈフィルム（厚さ７５μm ）が単純積層されたもの。つまり、試料１に本考案を実施したもの。

【００４１】試料６（本考案品）：２枚のカプトン３００Ｈフィルム（厚さ７５μm ）が、シリコン系接着剤（厚さ２５μm ）にて貼り合わされるとともに、この積層フィルムの作動圧側にテフロン（厚さ５０μm ）が単純積層されたもの。つまり、試料３に本考案を実施したもの。

【００４２】試料７（本考案品）：２枚のカプトン３００Ｈフィルム（厚さ７５μm ）が、シリコン系接着剤（厚さ５０μm ）にて貼り合わされるとともに、この積層フィルムの作動圧側にテフロン（厚さ５０μm ）が単純積層されたもの。つまり、試料３に本考案を実施したもの。

【００４３】試料８（本考案品）：２枚のカプトン３００Ｈフィルム（厚さ７５μm ）が、ウレタン系接着剤（厚さ５０μm ）にて貼り合わされるとともに、この積層フィルムの作動圧側にテフロン（厚さ５０μm ）が単純積層されたもの。つまり、試料３に本考案を実施したもの。

【００４４】試料９（本考案品）：３枚のカプトン２００Ｈフィルム（厚さ５０μm ）がシリコン系接着剤（厚さ２５μm ）にて貼り合わされるとともに、この作動圧側にテフロン（厚さ５０μm ）が単純積層されたもの。つまり、試料３のフィルム厚み・枚数を変え、本考案を実施したもの。

【００４５】試料１０（本考案品）：２枚のユーピレックスＳフィルム（厚さ７５μm ）の間にシリコンゴム（０．１mm）が介装され、これらが単純積層されたもの。つまり、試料４に本考案を実施したもの。

【００４６】試料１１（本考案品）：ユーピレックスＳフィルム（厚さ７５μm ）とシリコンゴム（０．１mm）がシリコン系接着剤（厚さ５０μm ）にて貼り合わされるとともに、このシリコンゴムにユーピレックスＳフィルム（厚さ７５μm ）が単純積層されたもの。つまり、試料４に本考案を実施したもの。

【００４７】試料１２（本考案品）：２枚のユーピレックスＳフィルム（厚さ７５μm ）の間にシリコンゴム（０．１５mm）が介装され、これらが接着積層されたもの。つまり、試料４に本考案を実施したもの。試料１３（本考案品）：２枚のユーピレックスＳフィルム（厚さ５０μm ）がシリコン系接着剤（厚さ５０μm ）にて貼り合わされたもの。つまり、試料４のフィルムの厚みを変え、本考案を実施したもの。

【００４８】Ｃ，試験結果試験結果を図７に示す。ここに図中の回数は、各試料についてそれぞれ複数回の耐久試験を行って、その耐久回数の平均値をとってものである。この試験結果から、従来品（試料１〜４）は、いずれも変形回数が１０万回より少ない回数で破損してしまい、実用に供しえないことが判明した（合格ラインは２０万回）。

【００４９】特に、ダイヤフラム４がカプトンで、保護皮膜や保護フィルムのテフロンがない試料１では、上記カプトンが、本試験に圧力媒体として使用したブレーキ液により劣化してしまい、他のテフロンのあるカプトンを使用した試料２，３や、材質の違うユーピレックスを使用した試料４と比べて、耐久性が極端に悪かった。

【００５０】これに対して、本考案品（試料５〜１３）では、試料１と同様に、保護皮膜も保護フィルムもないカプトンを使用した試料５でも、破損までの変形回数が合格ラインの２０万回となっている。

【００５１】さらには、カプトンにて保護フィルムを設けた試料７，８，９や、ユーピレックスの試料１０，１１，１２，１３では、ほとんどが５０万回前後の変形回数となっており、従来品と比べ耐久性が大幅に向上し、十分に実用に供しうることが判明した。

【００５２】なお、本考案に係る圧力スイッチは図示例の自動車ブレーキの倍力機構の他、他の同様な機構や装置にも適用可能なことはもちろんである。

【００５３】また、ダイヤフラム４の具体的構造も、図示例に限定されない。例えば、各樹脂製フィルム９と柔軟層１０の積層状態は、図示のような単純積層と接着積層のいずれか一方に限られず、これらの組み合わせであってもよいし、樹脂製フィルム９の保護のための皮膜やフィルムを追加してもよい。さらに、樹脂製フィルム９は全て同一のものでなくてもよい。

【００５４】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案によれば、複数枚の樹脂製フィルムが積層状に重ねられるとともに、これら樹脂製フィルム間に該フィルムよりも柔軟性を有する柔軟層が介装されているから、作動圧力によるダイヤフラムの変形時の応力が分散され、比較的低圧下（５０kg/cm ²以下）ではもちろんのこと、高温・高圧下（１２０°Ｃ，１３０kg/cm ²程度）での使用においても、十分な耐久性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る圧力スイッチの内部構造を示す縦
断面図である。

【図２】図２(a),(b) および(c) はそれぞれ、同圧力ス
イッチの圧力検出部に使用される実施例１のダイヤフラ
ムの積層構造を示す拡大断面図である。

【図３】同圧力スイッチの圧力検出部に使用される実施
例２のダイヤフラムの積層構造を示す拡大断面図であ
る。

【図４】同圧力スイッチの圧力検出部に使用される実施
例３のダイヤフラムの積層構造を示す拡大断面図であ
る。

【図５】同圧力スイッチの圧力検出部に使用される実施
例４のダイヤフラムの積層構造を示す拡大断面図であ
る。

【図６】同圧力スイッチの圧力検出部に使用される実施
例５のダイヤフラムの積層構造を示す拡大断面図であ
る。

【図７】本考案に係る圧力スイッチのダイヤフラムと従
来のダイヤフラムとを比較して行った耐久性試験結果を
示すグラフである。

【図８】図８(a) および(b) はそれぞれ、従来の圧力ス
イッチのダイヤフラムの積層構造を示す拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

Ａ圧力検出部Ｂスイッチ部１ハウジング３圧力室４ダイヤフラム５ストッパ６ガイド板７作動ディスク８スイッチ室９樹脂製フィルム１０柔軟層１５スイッチ機構２０柔軟性接着剤

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】圧力検出部にダイヤフラムが用いられた
隔膜式のもので、該ダイヤフラムは、複数枚の樹脂製フ
ィルムが積層状に重ねられるとともに、これら樹脂製フ
ィルム間に該フィルムよりも柔軟性を有する柔軟層が介
装されていることを特徴とする圧力スイッチ。
【請求項２】前記樹脂製フィルムと柔軟層の積層状態
が単純積層である請求項１記載の圧力スイッチ。
【請求項３】前記樹脂製フィルムと柔軟層の積層状態
が接着積層である請求項１記載の圧力スイッチ。
【請求項４】前記樹脂製フィルムと柔軟層の積層状態
が単純積層と接着積層の組み合わせである請求項１記載
の圧力スイッチ。
【請求項５】前記樹脂製フィルムがポリイミドフィル
ムである請求項１記載の圧力スイッチ。
【請求項６】前記柔軟層がゴム層である請求項１記載
の圧力スイッチ。
【請求項７】前記柔軟層が柔軟性接着剤層である請求
項１記載の圧力スイッチ。