特開 2017-54778 圧力スイッチモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-54778(P2017-54778A)

(43)【公開日】2017年3月16日

(54)【発明の名称】圧力スイッチモジュール

(51)【国際特許分類】

   H01H 35/34 20060101AFI20170224BHJP

【ＦＩ】

   H01H35/34 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-179723(P2015-179723)

(22)【出願日】2015年9月11日

(71)【出願人】

【識別番号】000143949

【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】濱邉 義弘

【テーマコード（参考）】

5G056

【Ｆターム（参考）】

5G056DA04

5G056DB04

5G056DD44

5G056DE01

5G056DG02

5G056DG07

(57)【要約】

【課題】本発明の目的は、複数の圧力検出を行うダイヤフラムを使用した圧力スイッチモジュールにおいて、配線あるいは検出ＩＣを簡素化できる圧力スイッチモジュールを提供することである。
【解決手段】圧力スイッチモジュール２００は、作動媒体の圧力に応じて反転動作するダイヤフラム１１１、及び、ダイヤフラム１１１の反転動作に応じて所定のパラメータを出力する１対の電極１２１、１２２をそれぞれ有する複数の圧力スイッチ１００を備える。複数の圧力スイッチ１００のそれぞれから出力される複数の１対の電極１２１、１２２の全てが１対の導線２２５に集約されて静電容量検出ＩＣ１２４に接続される。静電容量検出ＩＣ１２４は、複数の圧力スイッチ１００のあらゆる組み合わせで異なる値になるように設定された所定のパラメータの変化量に基づき、複数の圧力スイッチ１００の全てのＯＮ／ＯＦＦを検出するように構成される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

作動媒体の圧力に応じて反転動作するダイヤフラム、及び、
前記ダイヤフラムの反転動作に応じて所定のパラメータを出力する１対の電極
をそれぞれ有する複数の圧力スイッチと、
前記所定のパラメータに基づき前記複数の圧力スイッチの全てのＯＮ／ＯＦＦを検出する少なくとも１つの検出ＩＣと
を備え、
前記複数の圧力スイッチの前記ダイヤフラムの反転動作の前後の前記所定のパラメータの変化量が、前記複数の圧力スイッチのあらゆる組み合わせで異なる値になるように設定され、
前記複数の圧力スイッチのそれぞれから出力される複数の前記１対の電極の全てが１対の導線に集約されて前記少なくとも１つの検出ＩＣに接続され、前記少なくとも１つの検出ＩＣは、前記複数の圧力スイッチのあらゆる組み合わせで異なる値になるように設定された前記所定のパラメータの変化量に基づき、前記複数の圧力スイッチの全てのＯＮ／ＯＦＦを検出するように構成されることを特徴とする圧力スイッチモジュール。

【請求項2】

前記複数の圧力スイッチの前記ダイヤフラムの反転動作の前後の前記所定のパラメータの変化量が、
ａ＝ｚｘ⁰、ｂ＝ｚｘ¹、ｃ＝ｚｘ²、ｄ＝ｚｘ³、ｅ＝ｚｘ⁴、ｆ＝ｚｘ⁵、…（ｘ＞１、ｚ＞０、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，…は、前記複数の圧力スイッチの前記ダイヤフラムの反転前後の前記所定のパラメータの変化量）
であることを特徴とする請求項１に記載の圧力スイッチモジュール。

【請求項3】

前記ダイヤフラムは金属製のダイヤフラムであって、
前記所定のパラメータの変化量は、前記金属製のダイヤフラムと、前記金属製のダイヤフラムの大気圧側に絶縁被膜を介して設けられた固定電極との間の静電容量の変化量であることを特徴とする請求項１に記載の圧力スイッチモジュール。

【請求項4】

作動媒体の圧力に応じて反転動作するダイヤフラムをそれぞれ有し、
前記ダイヤフラムの反転動作に応じて所定のパラメータをそれぞれ出力するように構成された複数の圧力スイッチを備え、
前記複数の圧力スイッチの前記ダイヤフラムの反転動作の前後の前記所定のパラメータの出力値が、前記複数の圧力スイッチのそれぞれのＯＮ／ＯＦＦ状態に基づいてあらゆる組み合わせで異なる値になるように設定され、
前記複数の圧力スイッチの前記所定のパラメータの出力値に基づき、前記複数の圧力スイッチの全てのＯＮ／ＯＦＦ状態を検出するように構成されることを特徴とする圧力スイッチモジュール。

【請求項5】

前記複数の圧力スイッチに接続された抵抗の抵抗値が、
ａ＝ｚｘ⁰、ｂ＝ｚｘ¹、ｃ＝ｚｘ²、ｄ＝ｚｘ³、ｅ＝ｚｘ⁴、ｆ＝ｚｘ⁵、…（ｘ＞１、ｚ＞０、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，…は、前記複数の圧力スイッチに接続された抵抗の抵抗値）
であることを特徴とする請求項４に記載の圧力スイッチモジュール。

【請求項6】

前記ダイヤフラムは金属製のダイヤフラムであって、
前記所定のパラメータの出力値は、前記金属製のダイヤフラムと、前記金属製のダイヤフラムの反転動作に応じて接触する接触電極とに接続された抵抗を流れる電流の変化量であることを特徴とする請求項４に記載の圧力スイッチモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力スイッチモジュールに係り、特に、ダイヤフラムの変位を検出することにより圧力の変化を検出する複数の圧力スイッチから構成される圧力スイッチモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

冷暖房、空調、自動車、及び、産業装置用のシステムの制御に際して、作動媒体の圧力を検出するダイヤフラム式の圧力スイッチが知られている。ダイヤフラム式の圧力スイッチでは、接点式の圧力スイッチが知られているが、接点式の圧力スイッチでは、接点間に異物（絶縁物）が噛み込むことにより導通不良が発生するという問題があるため、静電容量検出式、光検出式、磁気検出式、歪検出式などの無接点式の圧力スイッチも使用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−１７１６１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

また、自動変速機に設けられている摩擦要素を作動させる作動油圧を制御する油圧制御装置も知られている。油圧制御装置は、作動油圧に応じてオンまたはオフする油圧スイッチから出力された信号に基づいて作動油圧を制御する。引用文献１には、複数の作動油圧を検出するために、複数の接点式の油圧スイッチ、ハウジング、接続回路、及び、板部材などを備える油圧スイッチモジュールが開示されている。

【0005】

引用文献１に示すような、複数の圧力検出を行うダイヤフラムを使用した圧力スイッチモジュールでは、複数の検出箇所に配置したそれぞれのダイヤフラムの圧力状態を把握する必要がある。その場合、各検出箇所を個別に測定し、また、個別に出力する必要があり、配線が複雑化するという問題がある。

【0006】

従って、本発明の目的は、複数の圧力検出を行うダイヤフラムを使用した圧力スイッチモジュールにおいて、配線を簡素化できる圧力スイッチモジュールを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の圧力スイッチモジュールは、作動媒体の圧力に応じて反転動作するダイヤフラム、及び、上記ダイヤフラムの反転動作に応じて所定のパラメータを出力する１対の電極をそれぞれ有する複数の圧力スイッチと、上記所定のパラメータに基づき上記複数の圧力スイッチの全てのＯＮ／ＯＦＦを検出する少なくとも１つの検出ＩＣとを備え、上記複数の圧力スイッチの上記ダイヤフラムの反転動作の前後の上記所定のパラメータの変化量が、上記複数の圧力スイッチのあらゆる組み合わせで異なる値になるように設定され、上記複数の圧力スイッチのそれぞれから出力される複数の上記１対の電極の全てが１対の導線に集約されて上記少なくとも１つの検出ＩＣに接続され、上記少なくとも１つの検出ＩＣは、上記複数の圧力スイッチのあらゆる組み合わせで異なる値になるように設定された上記所定のパラメータの変化量に基づき、上記複数の圧力スイッチの全てのＯＮ／ＯＦＦを検出するように構成されることを特徴とする。

【0008】

また、上記複数の圧力スイッチの上記ダイヤフラムの反転動作の前後の上記所定のパラメータの変化量が、ａ＝ｚｘ⁰、ｂ＝ｚｘ¹、ｃ＝ｚｘ²、ｄ＝ｚｘ³、ｅ＝ｚｘ⁴、ｆ＝ｚｘ⁵、…（ｘ＞１、ｚ＞０、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，…は、上記複数の圧力スイッチの上記ダイヤフラムの反転前後の上記所定のパラメータの変化量）であるものとしてもよい。

【0009】

また、上記ダイヤフラムは金属製のダイヤフラムであって、上記所定のパラメータの変化量は、上記金属製のダイヤフラムと、上記金属製のダイヤフラムの大気圧側に絶縁被膜を介して設けられた固定電極との間の静電容量の変化量であるものとしてもよい。

【0010】

上記課題を解決するために、本発明の圧力スイッチモジュールは、作動媒体の圧力に応じて反転動作するダイヤフラムをそれぞれ有し、上記ダイヤフラムの反転動作に応じて所定のパラメータをそれぞれ出力するように構成された複数の圧力スイッチを備え、上記複数の圧力スイッチの上記ダイヤフラムの反転動作の前後の上記所定のパラメータの出力値が、上記複数の圧力スイッチのそれぞれのＯＮ／ＯＦＦ状態に基づいてあらゆる組み合わせで異なる値になるように設定され、上記複数の圧力スイッチの上記所定のパラメータの出力値に基づき、上記複数の圧力スイッチの全てのＯＮ／ＯＦＦ状態を検出するように構成されることを特徴とする。

【0011】

また、上記複数の圧力スイッチに接続された抵抗の抵抗値が、ａ＝ｚｘ⁰、ｂ＝ｚｘ¹、ｃ＝ｚｘ²、ｄ＝ｚｘ³、ｅ＝ｚｘ⁴、ｆ＝ｚｘ⁵、…（ｘ＞１、ｚ＞０、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，…は、上記複数の圧力スイッチに接続された抵抗の抵抗値）であるものとしてもよい。

【0012】

また、上記ダイヤフラムは金属製のダイヤフラムであって、上記所定のパラメータの出力値は、上記金属製のダイヤフラムと、上記金属製のダイヤフラムの反転動作に応じて接触する接触電極とに接続された抵抗を流れる電流の変化量であるものとしてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、複数の圧力検出を行うダイヤフラムを使用した圧力スイッチモジュールにおいて、配線を簡素化でき、あるいは、検出ＩＣを使用する場合には、検出ＩＣの構成を簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る圧力スイッチモジュールを構成する圧力スイッチの構成を示す図である。

【図2】図１に示す圧力スイッチを複数備える本発明の第１の実施形態に係る圧力スイッチモジュールの構成を示す上面図である。

【図3】図２のＩＩＩ−ＩＩＩに示す断面図である。

【図4】静電容量検出回路のブロック図である。

【図5】本発明の第２の実施形態に係る圧力スイッチモジュールの検出回路の構成を示す図である。

【図6】図５に示す検出回路の動作状態の組み合わせ表を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明に実施形態を、図面を参照して説明する。

【0016】

まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る圧力スイッチモジュール２００を構成する圧力スイッチ１００の構成を示す図である。

【0017】

図１において、圧力スイッチ１００は、冷暖房、空調、自動車、及び、産業装置用の作動媒体の圧力を供給する管路１１と、作動媒体の圧力を封止するＯリング１２を有する作動媒体供給アセンブリ１０に取り付けられて使用される。

【0018】

圧力スイッチ１００は、ダイヤフラムアセンブリ１１０と、静電容量検出部１２０と、ダイヤフラムアセンブリ１１０及び静電容量検出部１２０を保持し、作動媒体供給アセンブリ１０に固定する固定部１３０とを備える。

【0019】

ダイヤフラムアセンブリ１１０は、管路１１から供給された作動媒体の圧力の変化に従い変位するダイヤフラム１１１と、ダイヤフラム１１１の管路１１側に配置され作動媒体を封止するＯリング１１２と、Ｏリング１１２と密着し作動媒体を封止する隔膜１１３とを備える。

【0020】

ダイヤフラム１１１は、第１の実施形態の圧力スイッチモジュール２００の圧力スイッチ１００では、ダイヤフラム１１１と後述する固定電極１２２との間の静電容量を測定し、静電容量の変動からダイヤフラム１１１の変位を検出し、ダイヤフラム１１１の変位により管路１１から供給された作動媒体の圧力を検出するため、金属製のものを使用する。また、本発明の圧力スイッチモジュール２００では、後述するように、複数の圧力スイッチ１００ａ乃至１００ｆのそれぞれから出力される複数の１対の電極の全てが１対の導線に集約されて１つの静電容量検出ＩＣ１２４に接続され、１つの静電容量検出ＩＣ１２４で複数の圧力スイッチ１００ａ乃至１００ｆの全てのＯＮ／ＯＦＦを検出するため、ダイヤフラム１１１に、反転動作、すなわち、スナップアクションするばね性を有するものを使用することが必須である。スナップアクションするダイヤフラム１１１を使用した場合には、管路１１からの作動媒体の圧力が設定値未満である場合には、下側に膨らんだ形状をなし、管路１１からの作動媒体の圧力が設定値以上になると、この作動媒体の圧力により下側に膨らんだ形状から上側に膨らんだ形状に可逆的に反転する。

【0021】

Ｏリング１１２は、後述する支持部材１３１の開口部１３１ａの周辺に設けられた凹部１３１ｄに配置され、後述する隔膜１１３と共に、支持部材１３１とダイヤフラム１１１との間の作動媒体を封止する。

【0022】

隔膜１１３は、ダイヤフラム１１１の管路１１側に貼り付けられ、ダイヤフラム１１１と共に変位し、Ｏリング１１２と密着し作動媒体側の気密を保持する。

【0023】

静電容量検出部１２０は、ダイヤフラム１１１の一部に電気的に接続される可動電極１２１と、ダイヤフラム１１１の大気圧側に設けられる固定電極１２２と、固定電極１２２のダイヤフラム１１１側に取り付けられた絶縁被膜１２３と、可動電極１２１及び固定電極１２２とリード線１２５を介して電気的に接続され、ダイヤフラム１１１と固定電極１２２との間の静電容量を検出する静電容量検出ＩＣ１２４とを備える。可動電極１２１と固定電極１２２は、１対の電極を構成する。

【0024】

可動電極１２１は、金属製のダイヤフラム１１１の例えば可動の少ない外周部に電気的に接続される金属部品である。可動電極１２１は、リード線１２５を介して静電容量検出ＩＣ１２４と接続され、これによりダイヤフラム１１１は静電容量検出におけるコンデンサの１対の電極の一方を形成する。なお、可動電極１２１の形状は、ここでは、金属製のダイヤフラム１１１の外周部の全周を覆うように形成されるが、この形状には限定されず、ダイヤフラム１１１の外周部の大部分を樹脂製のストッパーで覆い、その一部に可動電極を配置して、金属製のダイヤフラム１１１に接続するようにしてもよい。

【0025】

固定電極１２２は、ダイヤフラム１１１に接触することなく、ダイヤフラム１１１の大気圧側を覆うような平板形状を有する金属部品である。固定電極１２２は、リード線１２５を介して静電容量検出ＩＣ１２４と接続され、これにより固定電極１２２は静電容量検出におけるコンデンサの１対の電極の他方を形成する。なお、固定電極１２２の形状は、第１の実施形態の形状に限定されず、平板形状、凹形状等、静電容量検出ＩＣ１２４と電気的に接続され、コンデンサの１対の電極の他方を形成できる形状であればよい。

【0026】

絶縁被膜１２３は、ダイヤフラム１１１と固定電極１２２の間に配置され、静電容量検出におけるコンデンサの誘電体の役割を果たす。このため、絶縁被膜１２３は、材質及び厚さに応じて静電容量が変化するため、後述する静電容量検出回路４００の回路構成に合わせて、材質及び厚さが選択される。なお、固定電極１２２とダイヤフラム１１１が接触するのを防止するため、ラバー、ポリイミドフィルム等の衝撃吸収素材を使用してもよい。また、絶縁被膜１２３は、スパッタリング・ＣＶＤ・ＰＶＤなどにより絶縁コーティングして形成するものとしてもよい。また、ここでは絶縁被膜１２３は固定電極１２２の表面に貼り付けるものとしたが、これには限定されず、ダイヤフラム１１１の大気圧側に貼り付けるものとしてもよい。

【0027】

静電容量検出ＩＣ１２４は、本発明の圧力スイッチモジュール２００では、後述するように、複数の圧力スイッチ１００ａ乃至１００ｆに対して、少なくとも１つ設けられるため、外部に配置されるものとする。また、静電容量検出ＩＣ１２４に組み込まれる回路構成である静電容量検出回路４００については、図４を使用して後述する。

【0028】

固定部１３０は、ダイヤフラム１１１と作動媒体供給アセンブリ１０との間の絶縁を確保し、圧力スイッチ１００を作動媒体供給アセンブリ１０に固定する支持部材１３１と、支持部材１３１の大気圧側に設けられた収容部１３１ｂを封止するカバー１３２と、支持部材１３１と作動媒体供給アセンブリ１０とを固定する複数の固定ネジ１３３と、複数の固定ネジ１３３のそれぞれの緩みを防止する複数のワッシャー１３４とを備える。

【0029】

支持部材１３１は、ダイヤフラム１１１と作動媒体供給アセンブリ１０との間の絶縁を確保するため、例えば樹脂材料で成形される。支持部材１３１には、管路１１に対応する直径を有する開口部１３１ａと、開口部１３１ａの周囲の大気圧側に設けられ、ダイヤフラムアセンブリ１１０、可動電極１２１、及び、固定電極１２２を収容する円筒形状の凹部である収容部１３１ｂと、収容部１３１ｂから周囲に広がり、固定ネジ１３３が挿入されるネジ穴１３１ｅを有し作動媒体供給アセンブリ１０に接触する外周部１３１ｃと、収容部１３１ｂの内部であって開口部１３１ａの周囲に設けられＯリング１１２を配置する凹部１３１ｄとが形成される。なお、支持部材１３１は、第１の実施形態の形状に限定されず、作動媒体供給アセンブリ１０の形状や、ダイヤフラム１１１の形状により様々な形状が適用できる。

【0030】

カバー１３２は、支持部材１３１の収容部１３１ｂに収容されたダイヤフラムアセンブリ１１０、可動電極１２１、及び、固定電極１２２の大気圧側に配置され、収容部１３１ｂを封止する。カバー１３２は、例えば樹脂材料で成形され、可動電極１２１、固定電極１２２を固定し、ダイヤフラム１１１に対して位置決めを行う。カバー１３２は、圧入、かしめ加工、あるいは、接着剤により収容部１３１ｂに固定する構成としてもよい。

【0031】

本発明の圧力スイッチモジュール２００を構成する圧力スイッチ１００の取り付け方法の一例として、先ず、ダイヤフラムアセンブリ１１０を組み立てる。次に、ダイヤフラムアセンブリ１１０の大気圧側に、可動電極１２１及び固定電極１２２を固定したカバー１３２を、支持部材１３１の収容部１３１ｂに収容し固定する。次に、リード線１２５を介して、可動電極１２１及び固定電極１２２と静電容量検出ＩＣ１２４を接続する。次に、支持部材１３１を複数の固定ネジ１３３及び複数のワッシャー１３４により作動媒体供給アセンブリ１０に固定する。なお、この取り付け方法は限定ではなく、作動媒体供給アセンブリ１０の形状や、静電容量の検出方法等により様々な方法が適用可能である。

【0032】

図２は、上述の圧力スイッチ１００を複数備える本発明の第１の実施形態に係る圧力スイッチモジュール２００の構成を示す図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩに示す断面図である。

【0033】

図２、図３において、圧力スイッチモジュール２００は、図１に示す圧力スイッチ１００を６個（圧力スイッチ１００ａ乃至１００ｆ）、作動媒体供給アセンブリ１０´上に配置した後、複数の圧力スイッチ１００ａ乃至１００ｆに共通の１つのカバー２３２を上部に配置して複数の固定ネジ１３３、及び、複数のワッシャー１３４により固定して構成される。ここでは、６個の圧力スイッチ１００ａ乃至１００ｆを設けるものとしたが、個数はこれには限定されず、幾つ設けるものとしてもよい。

【0034】

静電容量検出ＩＣ１２４は、圧力スイッチモジュール２００全体で１つだけ配置され、図２、図３に示すように複数の圧力スイッチ１００ａ乃至１００ｆの可動電極１２１及び固定電極１２２を含む１対の電極の全てが並列に１対の導線であるリード線２２５に集約されて静電容量検出ＩＣ１２４に接続される。

【0035】

複数の圧力スイッチ１００ａ乃至１００ｆのダイヤフラム１１１の反転動作前後の静電容量の変化量は、複数の圧力スイッチ１００ａ乃至１００ｆのあらゆる組み合わせで異なる値になるように設定される。このため、静電容量検出ＩＣ１２４は、複数の圧力スイッチ１００ａ乃至１００ｆのあらゆる組み合わせで異なる値に設定された静電容量の変化量を合算し、この合算された値に基づき、複数の圧力スイッチ１００ａ乃至１００ｆの全てのＯＮ／ＯＦＦを検出できるように構成される。

【0036】

つまり、複数の圧力スイッチ１００ａ乃至１００ｆにおいて、それぞれのダイヤフラム１１１の反転動作の前後の静電容量の変化量は、以下のように全ての組合せにおいて、「≠」となるように設定される。
ａ≠ｂ≠ｃ≠ｄ≠ｅ≠ｆ…
ａ≠ｂ＋ｃ、≠ｂ＋ｄ、≠ｂ＋ｅ、≠ｂ＋ｆ、≠ｃ＋ｄ、≠ｃ＋ｅ、≠ｃ＋ｆ、≠ｄ＋ｅ、≠ｄ＋ｆ、≠ｅ＋ｆ、≠…
ａ≠ｂ＋ｃ＋ｄ、≠ｂ＋ｃ＋ｅ、≠…
ａ≠ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ、≠ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｆ、≠…
ａ≠ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ、ｂ≠ａ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ、≠…
（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、…は、複数の圧力スイッチ１００ａ乃至１００ｆのダイヤフラム１１１の反転前後の静電容量の変化量である。）

【0037】

なお、全ての組み合わせにおいて、「≠」が成立する組み合わせとして以下の例を挙げることができる。
ａ＝ｚｘ⁰、ｂ＝ｚｘ¹、ｃ＝ｚｘ²、ｄ＝ｚｘ³、ｅ＝ｚｘ⁴、ｆ＝ｚｘ⁵、…（ｘ＞１、ｚ＞０）・・・（１）

【0038】

例えば、上記数式（１）でｘ＝２、ｚ＝１とすると、ダイヤフラムの反転前後の静電容量の変化量は、圧力スイッチ１００ａが１ｐＦ、圧力スイッチ１００ｂが２ｐＦ、圧力スイッチ１００ｃが４ｐＦ、圧力スイッチ１００ｄが８ｐＦ、圧力スイッチ１００ｅが１６ｐＦ、圧力スイッチ１００ｆが３２ｐＦとなる。この場合、静電容量検出ＩＣ１２４で検出した静電容量の変化量が、３ｐＦであれば、圧力スイッチ１００ａ、１００ｂがＯＮであることが検出できる。また、静電容量検出ＩＣ１２４で検出した静電容量の変化量が、１４ｐＦであれば、圧力スイッチ１００ｂ、１００ｃ、１００ｄがＯＮであることが検出できる。また、静電容量検出ＩＣ１２４で検出した静電容量の変化量が、４９ｐＦであれば、圧力スイッチ１００ａ、１００ｅ、１００ｆがＯＮであることが検出できる。

【0039】

なお、各圧力スイッチ１００ａ乃至１００ｆのダイヤフラム１１１の反転前後の静電容量の変化量は、ダイヤフラム１１１の径、固定電極１２２の径、絶縁被膜１２３の厚さ及び材料を変更することにより、調節できる。

【0040】

次に、静電容量検出ＩＣ１２４に組み込まれる回路構成である静電容量検出回路４００について説明する。

【0041】

図４は、静電容量検出回路４００のブロック図である。
図４において、静電容量検出回路４００は、発振回路４１０と、発振状態検出回路４２０と、出力回路４３０とを備える。可動電極１２１及び固定電極１２２は、静電容量検出回路４００の発振回路４１０の一部となるコンデンサとして接続される。発振回路４１０は、例えばＲＣ回路等で構成され、静電容量の変動により発振周波数が変動する。従って、ダイヤフラム１１１が変位し、静電容量が変動し、発振回路４１０の発振周波数が変動することになる。次に、ダイヤフラム１１１の変位に従い、発振周波数が変動すると、発振の開始あるいは停止が引き起こされる。発振回路４１０からの出力が発振状態検出回路４２０に入力され、上述の発振の開始あるいは停止が検出される。検出された検出信号は、出力回路４３０に入力され、増幅された後、外部に出力される。なお、静電容量検出回路４００は、例示であってこの構成には限定されず、ダイヤフラム１１１の変位を静電容量の変位として検出できればよい。

【0042】

以上のように、第１の実施形態の圧力スイッチモジュールによれば、複数の圧力検出を行うダイヤフラムを使用した圧力スイッチモジュールにおいて、配線を簡素化でき、あるいは、検出ＩＣを使用する場合には、検出ＩＣの構成を簡素化できる。

【0043】

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

【0044】

図５は、本発明の第２の実施形態に係る圧力スイッチモジュールの検出回路５００の構成を示す図である。
図５において、第２の実施形態に係る圧力スイッチモジュールは、第１の実施形態の無接点式である静電容量検出式の圧力スイッチモジュール２００と異なり、金属製のダイヤフラムと、金属製のダイヤフラムの反転動作に応じて接触する接触電極から構成される接点式の圧力スイッチを複数備える圧力スイッチモジュールである。接点式の圧力スイッチは、金属製のダイヤフラムと接触電極とが接触すると、ＧＮＤにアース接続されるため、図５の検出回路５００に示されるスイッチ（ＳＷ）に対応する。このため、図５に示す、第２の実施形態に係る圧力スイッチモジュールの検出回路５００は、３個の圧力スイッチに対応するスイッチＳＷ１乃至ＳＷ３と、４つの抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒｚから構成される。なお、第２の実施形態の圧力スイッチモジュールは、３個の圧力スイッチから構成されるものとしたが、これには限定されず、圧力スイッチは２個でも、４個以上でも構わない。図５において、抵抗Ｒ１乃至Ｒ３は、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３にそれぞれ並列に接続され、並列に接続された抵抗とスイッチは、直列に接続され、さらに抵抗Ｒｚが直列に接続される。

【0045】

図６は、図５に示す検出回路５００の動作状態の組み合わせ表を示す図である。

【0046】

図６において、組み合わせ表は、抵抗Ｒ１の抵抗値をＡとし、抵抗Ｒ２の抵抗値をＢとし、抵抗Ｒ３の抵抗値をＣとして、第１の実施形態で示した数式（１）を適用した場合の各圧力スイッチがＯＮ／ＯＦＦ動作した場合の動作状態を示している。図６の左側の欄には、複数の圧力スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を示し、図６の中央の欄には、複数の圧力スイッチに関する抵抗値を示し、図６の右側の欄には、Ａ＝１ｋΩ、Ｂ＝２ｋΩ、Ｃ＝４ｋΩとした場合の合成抵抗値を示している。

【0047】

図６に示すように、複数の圧力スイッチに並列に接続された抵抗値が、第１の実施形態の静電容量の変化量と同様に、あらゆる組み合わせで異なる値になるように設定され、ダイヤフラムと接触電極との１対の電極の全てが直列に１対の導線に結線され、１つの検出ＩＣで電流値を測定することにより、複数の圧力スイッチの全てのＯＮ／ＯＦＦの検出を行うことができる。

【0048】

以上のように、第２の実施形態の圧力スイッチモジュールによっても、第１の実施形態の圧力スイッチモジュールと同様の効果を得ることができる。

【0049】

また、無接点式である静電容量検出式の圧力スイッチモジュールだけではなく、接点式の圧力スイッチモジュールにも本発明を適用することができる。

【0050】

以上説明したように、本発明の圧力スイッチモジュールによれば、無接点式である静電容量検出式の圧力スイッチモジュールだけではなく、接点式の圧力スイッチモジュールについても、配線を簡素化でき、あるいは、検出ＩＣを使用する場合には、検出ＩＣの構成を簡素化できる。

【符号の説明】

【0051】

１００ 圧力スイッチ
１１０ ダイヤフラムアセンブリ
１１１ ダイヤフラム
１１２ Ｏリング
１１３ 隔膜
１２０ 静電容量検出部
１２１ 可動電極
１２２ 固定電極
１２３ 絶縁被膜
１２４ 静電容量検出ＩＣ
１２５、２２５ リード線
１３０ 固定部
１３１ 支持部材
１３２、２３２ カバー
１３３ 固定ネジ
１３４ ワッシャー
２００ 圧力スイッチモジュール
４００ 静電容量検出回路
４１０ 発振回路
４２０ 発振状態検出回路
４３０ 出力回路
５００ 検出回路

【図5】

【図6】

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】