JPH09293435A - 圧力スイッチ - Google Patents

圧力スイッチ

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JPH09293435A
JPH09293435A JP8107259A JP10725996A JPH09293435A JP H09293435 A JPH09293435 A JP H09293435A JP 8107259 A JP8107259 A JP 8107259A JP 10725996 A JP10725996 A JP 10725996A JP H09293435 A JPH09293435 A JP H09293435A
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JP
Japan
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switch
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resin
pressure
pressure switch
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JP8107259A
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English (en)
Inventor
Keiji Sasaki
慶治 佐々木
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Fujikoki Corp
Original Assignee
Fujikoki Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/24Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow
    • H01H35/34Switches operated by change of fluid pressure, by fluid pressure waves, or by change of fluid flow actuated by diaphragm
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車のエンジンルーム内などの高温の使用
環境で長期間使用しても受け部材にクリープ現象を生じ
ない圧力スイッチを提供する。 【解決手段】 圧力流体通路と連通する通路11を有す
るハウジング10と、該ハウジングに固定されたスイッ
チケース20と、前記ハウジングおよび前記スイッチケ
ースからなる内部空間に収容されるダイヤフラム30
と、加えられる圧力に応じてスナップ動作して二つの形
態間を移行するスナップディスク31と、スナップディ
スクを受ける受け部材50と、スナップディスクのスナ
ップ動作によって開閉動作するスイッチ部材41〜44
からなる圧力スイッチにおいて、前記受け部材50をポ
リフェニレンサルファイド(PPS)樹脂で構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として自動車用
冷房装置の冷凍サイクルに用い、その冷凍サイクルにお
ける冷媒圧が、一定の圧力値以下または一定の圧力値以
上になったとき圧縮機の機能を停止させてシステムを保
護する圧力スイッチの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】本出願人は、特公平7−101583号
公報および特公平7−114094号公報に示される圧
力スイッチを提案している。このような圧力スイッチの
構成を断面図として示す図1を用いて説明する。圧力ス
イッチは、流体が流入し圧力伝達を可能にする流体通路
11が上部に設けられた軸対称形のハウジング10と、
圧力スイッチ機構と、スイッチケース20とから構成さ
れる。スイッチケース20は、例えばガラス繊維で補強
されたポリブチルテレフタレート樹脂などの電気絶縁性
材料から構成され、前記圧力スイッチ機構が配置される
上部が開口した中空部と、電気接続のための下部開口を
有しており、中空部と下部開口は仕切り壁23によって
仕切られている。
【0003】上記圧力スイッチ機構は、例えばポリイミ
ド樹脂フィルムからなるダイヤフラム30と、鋼からな
る第1のスナップディスク31と、ポリブチレンテレフ
タレート(Polybuthylene terephthalate:以下、PB
Tという)樹脂からなる受け部材50と、鋼からなる第
2のスナップディスク32と、作動棒54と、第1のス
イッチレバー41と、第2のスイッチレバー42と、一
対の端子40とから構成されている。圧力スイッチ機構
のダイヤフラム30の周辺部が、スイッチケース20の
上辺に載置されパッキング25を介してハウジング10
との間に機密に固定されている。
【0004】受け部材50は、円盤形状をしており、円
盤の上部周縁部に外壁51が立上り、中心部に中空孔5
2が穿がたれ、下面には中空孔の周囲壁を下方突出させ
た中央突起部53が設けられている。この受け部材50
は、スイッチケース20の内部空間に上下方向に摺動自
在に収容される。スイッチケース20の内部空間の内壁
には、受け部材50の下方への動きを制限する段状部2
1が設けられ、さらにその下方には、直径の小さい段状
部22が設けられており、第2のスナップディスク32
の周縁部を支持している。
【0005】ダイヤフラム30に当接して、受け部材5
0の外壁51に支持された第1のスナップディスク31
が配置される。第1のスナップディスク31の下面に
は、受け部材50の中空孔52に収容され、第2のスイ
ッチレバー42の上方に伸びる作動棒54が位置してい
る。受け部材50の中央突起部53の外側には、凸状の
第2のスナップディスク32の中央の孔32aが組み合
い、かつ中央突起部53の下端部は第1のスイッチレバ
ー41の中央部上面に対向している。
【0006】第1のスイッチレバー41の先端部には、
接点43が、第2のスイッチレバー42の先端には接点
44が互いに対向して設けられており、スイッチを構成
している。第1のスイッチレバー41および第2のスイ
ッチレバー42には、一対の端子40がそれぞれ接続さ
れ、仕切り壁23を貫通して下部開口部に引き出されて
いる。
【0007】このような構成の圧力スイッチは以下のよ
うに動作する。流体通路12を介してダイヤフラム30
へ加えられる流体圧力がダイヤフラム30を下方へ押し
下げ、第1のスナップディスク31を支持する受け部材
50は下方に押し下げられる。この圧力が例えば250
KPaに達すると、第2のスナップディスク32は、ダ
イヤフラム側に凸状の第1の形態である図示の状態から
第2の形態である中央部が下方に変位した状態に移行
し、これによって受け部材50は、流体圧力に押されて
下方に移動し、中央の突起部53は第1のスイッチレバ
ー41を押圧してスイッチを閉成させる。下方に移動し
てきた受け部材50は、スイッチケース20の内壁にあ
る段状部21突き当たり、流体圧がそれ以上あがっても
下方への移動は規制される。したがって第2のスナップ
ディスク32はそれ以上の力を受けうることはなく、機
能を失うような不必要な変形を生じない。圧力が減じ
て、流体圧力が210KPaに減じると、第2のスナッ
プディスク32は、第2の形態から図示の第1の形態に
移行し、受け部材50は上方に移行し、中央突起部53
が第1のスイッチレバー41を押すことをやめるので、
スイッチは開放となる。
【0008】受け部材が段状部21につき当たり、スイ
ッチが閉となった状態でさらに流体圧が上昇し、2.7
MPaに上昇すると、第1のスナップディスク31は、
図示のダイヤフラム側に凸状になった第1の形態から、
中央部下方にやや突出した第2の形態に変化し、その分
の変位を作動棒54を経由して第2のスイッチレバー4
2に伝達して押し下げ、スイッチを開放する。
【0009】このように、提案した圧力スイッチは、所
定の圧力で閉成動作し、それよりも高い圧力および低い
圧力の2点で開放動作するスイッチが得られる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】このようなスイッチを
自動車用冷房装置の冷凍サイクルに用いるときには、圧
力スイッチを例えば100℃高温が持続するエンジンル
ーム内に配置することとなる。従来の圧力スイッチは、
受け部材50の材料に既述のようにPBT樹脂を採用し
ていたが、圧力スイッチの使用環境が例えば100℃と
なりこれが長時間続くと、第1のスナップディスク31
の荷重を受ける受け部材50の外壁51の根本付近に、
例えば、図5の破線の丸印Aに示すようなクリープが生
じ、スナップディスクが受け部材の表面に食い込む現象
を生じることが見出された。受け部材50の外壁51の
根本付近にこのようなクリープが生じると、スナップデ
ィスク31の周辺部が受け部材50の外壁51の根本付
近に生じた食込みによって、圧力スイッチが所定の動作
をしないおそれのあることが見出された。
【0011】本発明は、圧力スイッチの使用環境によっ
ては受け部材にクリープが生じることを見出したことに
基づき、自動車のエンジンルーム内で長期間使用しても
受け部材にクリープ現象を生じない圧力スイッチを提供
することを目的とする。
【0012】
【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、圧力スイッチのスナップディスクを受け
る受け部材を、高温の使用環境下で剪断力が繰返し加わ
る状態で長時間使用してもクリープを生じない材料で構
成した。さらに、本発明は、高温の使用環境下で剪断力
が繰返し加わる状態で長時間使用してもクリープを生じ
ない材料として、ポリフェニレンスルフィド(Polyphen
ylene sulfide:PPS)樹脂を用いた。
【0013】
【発明の実施の形態】上記課題を解決するため、本発明
は、圧力流体通路と連通する通路を有するハウジング
と、該ハウジングに固定されたスイッチケースと、前記
ハウジングおよび前記スイッチケースからなる内部空間
に収容されるダイヤフラムと、加えられる圧力に応じて
スナップ動作して2の形態を移行するスナップディスク
と、スナップディスクを受ける受け部材と、スナップデ
ィスクのスナップ動作によって開閉動作するスイッチ部
材からなる圧力スイッチにおいて、前記受け部材をPP
S樹脂またはPEEK樹脂もしくはポリエーテルスルフ
ォン(Polyethel sulfone:PES樹脂で構成した。
【0014】
【実施例】本発明にかかる圧力スイッチの具体的な実施
例の構成を、図1を用いて説明する。本発明にかかる圧
力スイッチは、既述の従来スイッチと同様の構成を有し
ている。従来技術の圧力スイッチは、スイッチ受け部材
50をPBT樹脂で構成するとともに作動棒にフェノー
ル樹脂を用いた。本発明の第1の実施例では、スイッチ
受け部材50をPPS樹脂で構成するとともに作動棒に
セラミックを用いた。本発明の第2の実施例では、スイ
ッチ受け部材50をPPS樹脂で構成するとともに作動
棒にフェノール樹脂を用いた。
【0015】本発明に用いるPPS樹脂は、図2の表に
示すように、従来受け部材用に用いているPBT樹脂に
比べて、耐熱性が優れ、高強度、高剛性であり、高温下
での物性低下が少ない特徴を持っている。すなわち、引
張強さ、引張伸び、曲げ弾性率、硬度、LU規格で測定
した荷重−たわみ温度、線膨張率、吸水率は、いずれも
受け部材として本発明の樹脂の方が従来のPBT樹脂よ
りも優れており、成形収縮率および体積低効率は両者に
相違が無かった。
【0016】さらに、図3に示すように、PPS樹脂は
PBT樹脂に比べ、温度が上昇しても曲げ弾性率が高い
値を示し、高い温度での使用環境に適している。すなわ
ち、PBT樹脂が100℃で約3kgf/cm2の曲げ
弾性率を有しているのに対し、PPS樹脂は100℃で
10.5kgf/cm2の曲げ弾性率を有している。さ
らに温度が上昇しても曲げ弾性率が高い値を示す樹脂と
して、図3に示すようにポリエーテルエーテルケトン
(Polyethel ethel ketone:PEEK)樹脂、および、
ポリエーテルスルフォン(Polyethel sulfone:PE
S)樹脂がある。PEEK樹脂は100℃で9kgf/
cm2強の、PES樹脂は100℃で約8.5kgf/
cm2の曲げ弾性率を有しているので、PPS樹脂と同
様にクリープの発生を少なく押えることができる。
【0017】図1に示す構造を有する圧力スイッチの受
け部材として、PPS樹脂、PEEK樹脂、ポリエーテ
ルスルフォン(Polyethel sulfone:PES樹脂を用い
た実施例1〜4の圧力スイッチと、従来のPBT樹脂を
用い作動棒としてフェノール樹脂を用いた圧力スイッチ
をそれぞれ20台づつ資料として用意し、それぞれ10
台づつを高圧耐久試験および高温加圧放置試験に供し
た。高圧耐久試験は、100℃で10kgf/cm2
と36kgf/cm2Gの圧力を繰返し与え、1万回で
半数の5台をそれぞれ分解し、残り半数の5台をそれぞ
れ3万回まで試験して分解して、反転リフト量の変化、
復帰リフト量の変化、首出し量の変化の各特性の変化お
よび受け部材のスナップディスク当たり部の形状変化を
観察した。また、高温加圧放置試験は、100℃で30
kgf/cm2Gの圧力を加えて放置し、114時間で
半数の5台をそれぞれ分解し、残り半数の5台をそれぞ
れ270時間まで試験して分解して、反転リフト量の変
化、復帰リフト量の変化、首出し量の変化の各特性の変
化および受け部材のスナップディスク当たり部の形状変
化を観察した。
【0018】これらの試験結果を、図4に示す。図4に
おいて、第1の動作点は流体の圧力が上昇しスナップデ
ィスクがスナップ動作を開始する位置をいい、第2の動
作点は上昇した流体の圧力が降下してスナップディスク
がスナップ位置から復帰する位置をいい、オンオフ位置
はスナップ動作によって接点がオンオフする位置をい
い、その変化量をμmの単位で示す。図4に示すよう
に、本発明にかかる圧力スイッチはいずれも従来の圧力
スイッチに比べ動作点の変化量を1/2以下に低減する
ことができ、使用環境で長時間繰返し使用しても、スナ
ップディスクがクリープによって受け部材に食い込んで
生じる圧力スイッチの誤動作の恐れを低下させることが
できる。
【0019】以上の実施例では、圧力スイッチとして、
2個のスナップディスクを用いた2動作型の圧力スイッ
チを例にとって説明したが、本発明は、この例に限定さ
れるものではなく、特公平7−114094号公報に示
される3動作型の圧力スイッチであっても、1個のスナ
ップディスクを用いた1動作型の圧力スイッチであって
も、スナップディスクを受ける受け部材を有する圧力ス
イッチのいずれにも用いることができる。
【0020】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、圧力ス
イッチを高温の使用環境で長時間繰返し使用したとき
に、スナップディスクの周縁部を受ける受け部材の外壁
部の根本にクリープが発生するのを防ぐことができ、圧
力スイッチの動作特性の劣化を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の圧力スイッチの1実施例を示す断面
図。
【図2】本発明に用いる材料の特性を説明する図表。
【図3】本発明に用いる材料の曲げ弾性率の温度に対す
る特性を説明する特性図
【図4】本発明の効果を説明する図表。
【図5】従来の圧力スイッチにおけるクリープの発生を
説明する一部拡大断面図。
【符号の説明】
1 圧力スイッチ 10 ハウジング 20 スイッチケース 25 パッキング 30 ダイヤフラム 31 第1のスナップディスク 32 第2のスナップディスク 40 端子 41 第1のスイッチレバー 42 第2のスイッチレバー 50 受け部材 51 外壁 53 中央突起部 54 作動棒

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧力流体通路と連通する通路を有するハ
    ウジングと、該ハウジングに固定されたスイッチケース
    と、前記ハウジングおよび前記スイッチケースからなる
    内部空間に収容されるダイヤフラムと、加えられる圧力
    に応じてスナップ動作して二つの形態間を移行するスナ
    ップディスクと、スナップディスクを受ける受け部材
    と、スナップディスクのスナップ動作によって開閉動作
    するスイッチ部材からなる圧力スイッチにおいて、前記
    受け部材を高温の使用環境下で剪断力が繰返し加わる状
    態で長時間使用してもクリープを生じない材料で構成し
    たことを特徴とする圧力スイッチ
  2. 【請求項2】 圧力流体通路と連通する通路を有するハ
    ウジングと、該ハウジングに固定されたスイッチケース
    と、前記ハウジングおよび前記スイッチケースからなる
    内部空間に収容されるダイヤフラムと、加えられる圧力
    に応じてスナップ動作して二つの形態間を移行するスナ
    ップディスクと、スナップディスクを受ける受け部材
    と、スナップディスクのスナップ動作によって開閉動作
    するスイッチ部材からなる圧力スイッチにおいて、前記
    受け部材をポリフェニレンスルフィド(Polyphenylene
    sulfide:PPS)樹脂で構成したことを特徴とする圧
    力スイッチ。
JP8107259A 1996-04-26 1996-04-26 圧力スイッチ Abandoned JPH09293435A (ja)

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JP8107259A JPH09293435A (ja) 1996-04-26 1996-04-26 圧力スイッチ
TW085113465A TW318252B (en) 1996-04-26 1996-11-02 Pressure-sensitive switch
US08/740,894 US5917164A (en) 1996-04-26 1996-11-04 Pressure-sensitive switch with polyphenylene sulfide resin receiving member
KR1019970001892A KR100440626B1 (ko) 1996-04-26 1997-01-23 압력감지스위치

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