JPH0521808Y2 - - 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
ラムの変形により可動接点及び固定接点間を接離
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４図に示
すダイヤフラム式のものが供されている。この第
４図において、１は例えばガラス製の基台で、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は当該基台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
基台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）が流体の圧力を受ける受圧面をな
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、被検出圧力（ダイヤフラム４ｂ
の受圧面側の圧力）が所定レベル以上ある状態で
は、ダイヤフラム４ｂが第４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、被検出圧力が低下してダイヤ
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らの接点材料の拡
散に起因した溶着障害を来たす虞もあつた。

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、余分は電力を消費する
虞がないと共に、寿命に対する信頼性の向上を実
現できる等の効果を奏す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を設け、その台座
部上に、前記凹部と対応した位置に片持ち状のカ
ンチレバーを一体に有する薄肉状ガラス板を気密
に接着し、このガラス基板上に、薄肉のダイヤフ
ラムを有したダイヤフラム基板の周囲部を気密に
接着することにより上記ダイヤフラムの受圧面と
反対側の面及び前記カンチレバー間に所定の間〓
が存するようにした上で、上記ダイヤフラム基板
における前記ダイヤフラムの受圧面と反対側の面
に前記カンチレバーと当接する押圧用突起を設
け、さらに前記カンチレバーの自由端部側に前記
ダイヤフラム基板の下面と対向する可動接点を設
けると共に、前記ダイヤフラム基板の下面に常時
において前記可動接点と接触する固定接点を設
け、前記可動接点及び固定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、ガラス板を、基台及びダイヤフラム
基板間を陽極接合させるための接着層として構成
しても良い。

（作用） ダイヤフラムの受圧面に圧力が加わつていない
常時においては、カンチレバーの自由端部側に設
けられた可動接点とダイヤフラム基板に設けられ
た固定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カンチレバー方
向へ撓み変形し、これに応じて押圧用突起が上記
カンチレバーを押し下げるため、そのカンチレバ
ーは基台の凹部内へ入り込むように撓み変形す
る。このため、可動接点及び固定接点間の接触状
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、カンチレバーを一体に有したガラス板
が、基台及びダイヤフラム基台間を陽極接合させ
るための接着層として構成された場合には、その
接着時における基台及びダイヤフラム基板間の寸
法縮減量が小さくなるから、各部寸法の狂いを少
なくできて設定動作圧力の精度向上を実現でき
る。

（実施例） 以下、本考案の一実施例について第１図乃至第
３図を参照しながら説明する。

第１図には本実施例による圧力スイツチ１１の
モデル構造が断面図により示されている。この第
１図において、１２は例えばシリコン単結晶によ
り形成された矩形状の基台で、これには矩形状の
凹部１２ａがエツチング加工等により形成され、
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は例えば厚さ数
μm〜数十μm程度の薄肉に形成された矩形状のガ
ラス板で、これは基台１２の台座部１２ｂ上に陽
極接合により気密に接着されている。このとき、
ガラス板１３には、第２図にも示すように、基台
１２の凹部１２ａと対応した位置に切欠部１３ａ
により画定された片持ち状のカンチレバー１４が
一体に形成されている。尚、上記カンチレバー１
４は、基台１２に陽極接合された状態のガラス板
１３をエツチング加工することにより形成され
る。

そして、前記カンチレバー１４の自由端部側の
上面には、Pt／Ti或はAu／Cr製の金属薄膜より
成る矩形状可動接点１５が形成されている。ま
た、ガラス板１３上の一辺部寄りの位置には、第
２図に示すように、例えばPt／Ti或はAu／Crよ
り成る一対の電極膜１６及び１７が互に所定間隔
を存して形成されており、これら各電極膜１６及
び１７上には、例えばＡ或あAuより成るボン
デイングパツト１８及び１９が形成されている。
尚、上記可動接点１５、電極膜１６及び１７、ボ
ンデイングパツト１８及び１９は、スパツタリン
グ或は真空蒸着により形成される。

２０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、スペーサとして機
能する脚部２１ａを一体に有する矩形枠状部２１
内に、薄肉状のダイヤフラム２２を一体に有した
形状となつている。このとき、ダイヤフラム２２
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２２の撓み量は、そ
の厚さ寸法及び面積によつて決定される。そし
て、ダイヤフラム基板２０にあつては、その周囲
部が前記ガラス板１３上に脚部２１ａ部分での陽
極接合により気密に接着され、以てダイヤフラム
２２における受圧面と反対側の面（つまり下面）
とカンチレバー１４との間に所定の間〓が存する
ように構成されている。尚、ダイヤフラム基板２
０の外形寸法は、これがガラス基板１３に接着さ
れた状態において、そのガラス板１３上のボンデ
イングパツト１８及び１９の近傍部分（第１図中
右方部分）が外部に露出するように構成されてい
る。また、ダイヤフラム２２は、前記カンチレバ
ー１４に対応するように位置されるが、前記可動
接点１５とは対応しないようになつている。

さて、以下においては、上記ダイヤフラム基板
２０に関係した具体的構成について第３図も参照
しながら説明する。即ち、２３は押圧用突起で、
これはダイヤフラム２２の下面中央部にエツチン
グにより形成され、以て常時においてカンチレバ
ー１４の途中部位に当接するように設けられてい
る。２４は台状凸部で、これはダイヤフラム基板
２０の下面における前記可動接点１５との対応部
位にエツチングにより形成されている。また、こ
のエツチング時には、台状凸部２４上に互に所定
距離を存して離間した突起２４ａ，２４ｂが同時
に形成される。２５及び２６はPt／Ti或はAu／
Cr製の固定接点で、これらは上記台状突部２４
上に突起２４ａ，２４ｂと対応するように形成さ
れ、以て常時において前記可動接点１５により橋
絡されるように構成されている。尚、各固定接点
２５及び２６は、ダイヤフラム基板２０における
枠状部２１内の下面を前記ボンデイングパツト１
８及び１９方向へ延びる形状に形成されている。
２７及び２８はPt／Ti或はAu／Cr製の補助電極
膜で、これらはダイヤフラム基板２０における枠
状部２１外の下面に前記ガラス基板１３側の電極
膜１６及び１７と夫々接続されるように形成され
ている。尚、上記固定接点２５及び２６、補助電
極膜２７及び２８は、同一の工程においてスパツ
タリング或は真空蒸着により形成される。一方、
２９及び３０はダイヤフラム基板２０に形成され
た拡散抵抗で、これらは夫々固定接点２５、補助
電極膜２７間及び固定接点２６、補助電極膜２８
間を接続するように設けられている。

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２２の上面に圧力が加わつてい
ない状態（第１図の状態）においては、固定接点
２５及び２６間が可動接点１５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、
電極膜１６及び１７間が、補助電極膜２７、拡散
抵抗２９、固定接点２５、可動接点１５、固定接
点２６、拡散抵抗３０、補助電極膜２８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２２の上面に第１図中矢印Ｐ方向の圧力が
加わつたときには、そのダイヤフラム２２がカン
チレバー１４方向へ撓み変形し、これに応じて押
圧用突起２３が上記カンチレバー１４を押し下げ
て撓み変形させる。すると、カンチレバー１４の
自由端部側に設けられた可動接点１５が固定接点
２５及び２６間の橋絡状態を解除するようにな
り、これによりオフ状態に切換わる。尚、圧力ス
イツチ１１における上記のようなオンオフ動作圧
力は、ダイヤフラム２２の厚さ寸法及び面積の他
に、押圧用突子２３の位置、突起２４ａ及び２４
ｂの高さ寸法を適宜に変えることによつて広い範
囲で任意に設定することができる。

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、ダイヤフラム２２
に矢印Ｐ方向の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２
２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
検知する場合に、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、しかも可動接点１５及び固
定接点２５，２６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。しかも、基台１２及びダイ
ヤフラム基板２０間を接着するために、カンチレ
バー１４用のガラス基板１３を接着層として利用
した陽極接合を行なう構成であるから、その接着
時における寸法減縮量が小さくなり、結果的に圧
力スイツチの動作圧力に関係する各部寸法の狂い
を少なくでき、設定動作圧力の精度が向上するよ
うになる。

［考案の効果］ 以上の説明によつて明らかなように請求項１の
圧力スイツチによれば、ダイヤフラムによつて被
検出圧力が限度以下に低下したことを検知する場
合に、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。

また、請求項２の圧力スイツチによれば、動作
圧力に関係した各部寸法の狂いを少なくできて、
設定動作圧力の精度を向上させ得るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本考案の一実施例を説明す
るためのもので、第１図は縦断側面図、第２図は
ガラス基板の平面図、第３図はダイヤフラム基板
の下面図である。また、第４図は従来例を示す縦
断側面図である。 図中、１１は圧力スイツチ、１２が基台、１２
ａは凹部、１２ｂは台座部、１３はガラス板、１
４はカンチレバー、１５は可動接点、１６，１７
は電極膜、２０はダイヤフラム基板、２１は枠状
部、２２はダイヤフラム、２３は押圧用突起、２
５，２６は固定接点、２７，２８は補助電極膜を
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気密に接着され前記凹部
   と対応した位置に片持ち状のカンチレバーを一
   体に有する薄肉状ガラス板と、薄肉のダイヤフ
   ラムを有し周囲部が前記ガラス板上に気密に接
   着されることにより上記ダイヤフラムの受圧面
   と反対側の面及び前記カンチレバー間に所定の
   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における前記ダイ
   ヤフラムの受圧面と反対側の面に前記カンチレ
   バーと当接するように設けられた押圧用突起
   と、前記カンチレバーの自由端部側に前記ダイ
   ヤフラム基板の下面と対向するように設けられ
   た可動接点と、前記ダイヤフラム基板の下面に
   常時において前記可動接点と接触するように設
   けられた固定接点とを具備し、前記可動接点及
   び固定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 ガラス板は、基台及びダイヤフラム基板間を
   陽極接合させるための接着層を構成することを
   特徴とする請求項１記載の圧力スイツチ。