JPH0521807Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、流体の圧力変化に応答したダイヤフ
ラムの変形により対をなす接点間を接離させるよ
うにした圧力スイツチに関する。

（従来の技術） 従来より小形の圧力スイツチとして第８図に示
すダイヤフラム式のものが供されている。この第
８図において、１は例えばガラス製の基板で、こ
れの上面中央部には対をなす固定接点２及び３が
互に所定間隔を存して形成されており、この場
合、各固定接点２及び３は当該基板１の周縁部ま
で引出されている。また、固定接点２及び３にお
ける上記のような引出し部分上には、リード線接
続用のパツト部２ａ及び３ａが夫々設けられてい
る。４は例えばシリコン単結晶より成るダイヤフ
ラム基板で、これは枠状部４ａと薄肉なダイヤフ
ラム４ｂとを一体に有し、その枠状部４ａを前記
基板１上に気密に接着することによつて、ダイヤ
フラム４ｂ及び基板１間に気密な空間が存するよ
うに設けられている。このダイヤフラム４ｂは、
上面（外側面）が受圧面をなすもので、その下面
には前記固定接点２及び３双方と所定距離を存し
て対向するように可動接点５が設けられている。

従つて、上記のように構成された圧力スイツチ
を使用した場合、その空気圧が正常な状態では、
ダイヤフラム４ｂが第８図中矢印Ｐ方向の圧力を
受けて撓み変形するため、固定接点２及び３間が
可動接点５により橋絡されてオン状態となる。こ
れに対して、空気圧が低下してダイヤフラム４ｂ
が復帰変形したときには、可動接点５による固定
接点２及び３間の橋絡が解除されてオフ状態に切
換えられる。

（考案が解決しようとする課題） 上記従来構成の圧力スイツチでは、被検出圧力
が限度以下に低下したこと、つまりオフ状態に切
換つたことを検知するためには、固定接点２及び
３間に常時電流を流しておく必要があり、このた
め余分な電力を消費するという問題点があつた。
また、上記のように電流を流し続けた場合には、
固定接点２，３及び可動接点５の接点材料の拡散
に起因した溶着障害を来たす虞がある問題点もあ
つた。

本考案は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、被検出圧力が限度以下に低下し
たことを検知する場合に、余分な電力を消費する
虞がないと共に、寿命に対する信頼性の向上を実
現できる圧力スイツチを提供するにある。

［考案の構成］ （課題を解決するための手段） 本考案は上記目的を達成するために、凹部の周
囲に枠状の台座部を有する基台、及びこの基台の
台座部上に前記凹部を気密に閉鎖するよう装着さ
れた弾性変形可能な平板状の接点用基板を夫々設
けると共に、この接点用基板上に第１の接点を設
け、さらに、薄肉のダイヤフラムを有し周囲部が
前記接点用基板上にスペーサ部を介して気密に接
着されることにより上記ダイヤフラムの受圧面と
反対側の面及び接点用基板間に所定の間〓が存す
るダイヤフラム基板、このダイヤフラム基板の受
圧面と反対側の面に常時において前記第１の接点
と接触するように形成された第２の接点、及び前
記ダイヤフラム基板の受圧面と反対側の面に前記
第２の接点を囲み且つ頂部が前記接点用基板に当
接する凸条部を夫々設ける構成とし、前記第１及
び第２の接点間でスイツチング機能を得るように
したものである。

この場合、ダイヤフラム基板には、ダイヤフラ
ムの受圧面側に、その反対側の面に設けられた凸
条部と対応するように厚肉部を一体に形成するこ
とが望ましい。

（作用） ダイヤフラムの受圧面に圧力が加わつていない
状態においては、第１及び第２の接点が互に接触
したオン状態にある。これに対して、ダイヤフラ
ムの受圧面に圧力が加わつた状態では、そのダイ
ヤフラムが接点用基板方向へ撓み変形し、これに
応じて凸条部が上記接点用基板を押し下げるよう
になるため、その接点用基板は基台の凹部内へ入
り込むように撓み変形する。このとき、ダイヤフ
ラム側における凸条部に囲まれた部分、つまり第
２の接点が設けられた部分は、その凸条部の剛性
によつて略原形を止どめた状態に保持されるが、
接点用基板側においては第１の接点が設けられた
部分が湾曲した状態に陥没変形するため、第１及
び第２の接点間の接触状態が解除されてオフされ
るようになる。要するに、被検出圧力が低下した
ときにオン状態に切換わるものであり、従つて被
検出圧力が限度以下に低下したことを検知する場
合に、従来のように余分な電力を消費する虞がな
くなる。

また、ダイヤフラムの受圧面側に前記凸条部と
対応するように厚肉部を一体に形成した場合に
は、ダイヤフラム側における凸条部に囲まれた部
分（第２の固定接点が設けられた部分）の剛性が
一層高くなるため、その部分の変形が少なくなつ
て第１及び第２の接点間の接触状態の解除動作が
確実に行なわれるようになる。

（実施例） 以下、本考案の一実施例について第１図乃至第
７図を参照しながら説明する。

第１図及び第２図には本実施例による圧力スイ
ツチ１１のモデル構造が夫々縦断正面図及び縦断
側面図により示されている。これら第１図及び第
２図において、１２はシリコン単結晶或はガラス
等により形成された矩形状の基台で、これには第
７図にも示すように、矩形状の凹部１２ａがエツ
チング加工等により形成されており、以てその凹
部１２ａの周囲に枠状の台座部１２ｂを有した形
状となつている。１３は弾性変形可能な平板状の
接点用基板で、これは例えば厚さ数μm〜数＋μm
程度のガラス薄板より成り、前記台座部１２ｂ上
に前記凹部１２ａを気密に閉鎖した状態で接着さ
れている。尚、この場合の接着には例えば陽極接
合法が用いられる。

上記接点用基板１３上には、第６図にも示すよ
うに、例えばPt／Ti製の金属薄膜より成る一対
の第１の接点１４及び１５が互に所定間隔を存し
て形成されており、これら各接点１４及び１５
は、接点用基板１３の中央部からその一辺部方向
に伸びる形状となつている。また、接点用基板１
３上における上記一辺部寄り部位には、第６図に
示すように互に所定間隔を存し且つ第１の接点１
４及び１５と所定のギヤツプＧを存した状態の薄
膜状電極１６及び１７（例えばPt／Ti製）が形
成されており、これら電極１６及び１７上には、
リード線接続用の例えばAu或はＡより成るパ
ツト部１６ａ及び１７ａが夫々形成されている。
尚、上記接点１４，１５、電極１６，１７及びパ
ツト部１６ａ，１７ａは、蒸着或はスパツタリン
グ技術を利用して形成される。

１８は例えばシリコン単結晶より成る矩形状の
ダイヤフラム基板で、これは、スペーサ部たる脚
部１９ａを一体に有する矩形枠状部１９内に、薄
肉状のダイヤフラム２０を一体に有した形状とな
つている。このとき、上記ダイヤフラム２０は、
例えば異方性エツチングによつて形成されるもの
で、斯かるダイヤフラム２０の撓み量は、その厚
さ寸法及び面積によつて決定される。これの全域
を酸化することによつて、SiO₂より成る絶縁膜
２１が形成されている。そして、ダイヤフラム基
板１８にあつては、その周囲部が前記接点用基板
１３上に脚部１９ａ及び絶縁膜２１を介して気密
に接着され、以てダイヤフラム２０における受圧
面と反対側の面（つまり下面）と接点用基板１３
間に所定の間〓が存するように構成されている。
尚、この場合の接着にも陽極接合法が用いられ
る。

さて、以下においては、上記ダイヤフラム基板
１８に関係した具体的構成において第５図及び第
６図も参照しながら説明する。即ち、２２はダイ
ヤフラム２０の下面中央部における絶縁膜２１上
に蒸着或はスパツタリング等により形成された金
属薄膜（例えばPt／Ti）製の第２の接点で、こ
れは、常時において前記第１の接点１４及び１５
に接触してこれらの間を橋絡するように構成され
ている。また、２３はダイヤフラム２０の下面に
おける絶縁膜２１上に一体に突設されたコ字状の
凸条部で、これは、絶縁膜２１の形成工程におい
てエツチング加工等により同時に形成されるもの
であり、上記第２の接点２２を囲み且つ常時にお
いて頂部が接点用基板１３に当接するように構成
されている。２４ａ，２４ｂ及び２５ａ，２５ｂ
は脚部１９ａの下面における絶縁膜２１上に蒸着
或はスパツタリング等により形成された金属薄膜
（例えばPt／Ti）製の補助電極である。この場
合、補助電極２４ａ及び２４ｂは、前記ギヤツプ
Ｇ（第６図参照）に相当した寸法だけ離間して設
けられて夫々前部第１の接点１４及び電極１６に
当接するように構成され、補助電極２５ａ及び２
５ｂは、同じく上記ギヤツプＧに相当した寸法だ
け離間して設けられて夫々前記第１の接点１５及
び電極１７に当接するように構成されている。２
６ａ及び２６ｂはダイヤフラム基板１８に形成さ
れた拡散抵抗で、これらは夫々補助電極２４ａ，
２４ｂ間及び２５ａ，２５ｂ間を接続するように
構成されている。そして、第４図にも示した２７
はダイヤフラム２０の受圧面側である上面側にこ
れと一体に形成された厚肉部で、これはその反対
側の面に設けられた前記凸条部２３と対応するよ
うに位置されている。

しかして、上記構成の圧力スイツチ１１によれ
ば、ダイヤフラム２０の上面に圧力が加わつてい
ない状態（第１図及び第２図の状態）において
は、第１の接点１４及び１５間が第２の接点２２
によつて橋絡されたオン状態にある。つまり、こ
のオン状態では、電極１６及び１７間が、補助電
極２４ｂ，拡散抵抗２６ａ，補助電極２４ａ，第
１の接点１４、第２図の接点２２、第１の接点１
５、補助電極２５ａ、拡散抵抗２６ｂ、補助電極
２５ｂを介した経路により導通状態となる。これ
に対し、ダイヤフラム２０の上面に第３図中矢印
Ｐ方向の圧力が加わつたときには、同図に示すよ
うにダイヤフラム２０が接点用基板１３方向へ撓
み変形する。すると、凸条部２３が接点用基板１
３を押し下げるようになるため、その接点用基板
１３は基台１２の凹部１２ａ内に入り込むように
撓み変形する。このとき、ダイヤフラム２０には
凸条部２３及び厚肉部２７が設けられていて、こ
れらと対応した部分、つまり第２の接点２２が設
けられた部分の剛性が高いから、その部分は略原
形を止どめた状態に保持される。これに対して、
接点用基板１３側においては、第３図に示すよう
に、第１の接点１４及び１５が設けられた部分が
湾曲した状態に陥没変形するため、第２の接点２
２による第１の接点１４及び１５間の橋絡状態が
解除されてオフされるようになる。

従つて、上記構成の圧力スイツチ１１を使用し
た場合、圧力スイツチ１１は、空気圧が適正な状
態、つまりダイヤフラム２０に圧力が加わつた状
態ではオフ状態を呈し、また、空気圧が低下して
ダイヤフラム２０に加わる圧力が所定値以下に低
下した状態ではオンするようになる。このため、
空気圧の低下を検出する場合に、従来のように常
時電流を流しておく必要がなくなるものであり、
これにより電力の無駄な消費がなく、しかも第１
の接点１４，１５及び第２の接点２２間に電流を
継続して流した場合にこれらの接点材料の拡散に
起因して発生する溶着障害を来たすことがなくな
つて、寿命に好影響を与えるものである。

尚、上記実施例では、ダイヤフラム２０におけ
る第２の接点２２の配設部位の剛性を得るために
厚肉部２７を形成するようにしたが、凸条部２３
のみで十分な剛性が得られる場合には、上記厚肉
部２７を省いても良いものである。

［考案の効果］ 本考案によれは以上の説明によつて明らかなよ
うに、ダイヤフラムを利用した圧力スイツチにお
いて、被検出圧力が限度以下に低下したことを検
知する場合に、余分な電力を消費する虞がないと
共に、寿命に対する信頼性を向上させ得るという
実用的な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本考案の一実施例を説明す
るためのもので、第１図は縦断正面図、第２図は
縦断側面図、第３図は第１図と異なる状態で示す
縦断正面図、第４図はダイヤフラム基板の平面
図、第５図は同ダイヤフラム基板の下面図、第６
図は接点用基板の平面図、第７図は基台の平面図
である。また、第８図は従来例を示す縦断正面図
である。 図中、１１は圧力スイツチ、１２は基台、１２
ａは凹部、１２ｂは台座部、１３は接点用基板、
１４，１５は第１の接点、１８はダイヤフラム基
板、１９は枠状部、１９ａは脚部（スペーサ部）、
２０はダイヤフラム、２１は絶縁膜、２２は第２
の接点、２３は凸条部、２７は厚肉部を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 凹部の周囲に枠状の台座部を有する基台と、
   この基台の台座部上に前記凹部を気密に閉鎖す
   るように装着された弾性変形可能な平板状の接
   点用基板と、この接点用基板上に設けられた第
   １の接点と、薄肉のダイヤフラムを有し周囲部
   が前記接点用基板上にスペーサ部を介して気密
   に接着されることにより上記ダイヤフラムの受
   圧面と反対側の面及び接点用基板間に所定の間
   〓が存するように設けられたダイヤフラム基板
   と、このダイヤフラム基板の受圧面と反対側の
   面に常時において前記第１の接点と接触するよ
   うに形成された第２の接点と、前記ダイヤフラ
   ム基板の受圧面と反対側の面に前記第２の接点
   を囲み且つ頂部が前記接点用基板に当接するよ
   うに設けられた凸条部とを具備し、前記第１及
   び第２の接点間でスイツチング機能を得るよう
   にしたことを特徴とする圧力スイツチ。 ２ ダイヤフラム基板は、ダイヤフラムの受圧面
   側に、その反対側の面に設けられた凸条部と対
   応するように厚肉部が一体に形成されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の圧力スイツチ。