(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述の特許文献2に示されるような、圧力スイッチの場合、反転したダイヤフラムの湾曲部の頂点と固定接点との間に異物が侵入した場合、反転したダイヤフラムの湾曲部の頂点と固定接点とが一点で接触しているのでダイヤフラムおよび固定接点との相互間の電気的接続が不安定となる虞がある。また、反転したダイヤフラムの湾曲部の頂点と固定接点とが一点で接触している場合、反転したダイヤフラムの湾曲部の頂点の位置が、製造誤差に起因して固定接点の平坦な面に対し偏倚した状態でダイヤフラムの湾曲部の頂点が接触した場合、ダイヤフラムの湾曲部の頂点の位置が、安定した接触位置とならないので接触抵抗の増大および導通信頼性を損なう虞もある。
【0006】
以上の問題点を考慮し、本発明は、圧力スイッチであって、反転したダイヤフラムの湾曲部の頂点と固定接点との間に異物が侵入した場合であっても、ダイヤフラムおよび固定接点との相互間の確実な電気的接続を図ることができ、しかも、ダイヤフラムの湾曲部の頂点の固定接点に対する接触位置を、接触抵抗を増大させることがない安定した接触位置にすることができる圧力スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述の目的を達成するために、本発明に係る圧力スイッチは、固定接点部を有する接続端子を内側に収容するハウジングと、作動圧力が供給される管路に連通する受圧室と、
受圧室の圧力に応じて変位せしめられ、受圧室内の圧力が所定値以上の場合、固定接点部に当接される可動接点部を有するダイヤフラムを備えるダイヤフラムアセンブリーと、を備え、ダイヤフラムの可動接点部に形成された当接面は、円環状に形成され、固定接点部が、略Y字状に形成される複数の当接面と、当接面の周辺に窪みと、を有することを特徴とする。
【0008】
また、本発明に係る圧力スイッチは、固定接点部を有する接続端子を内側に収容するハウジングと、作動圧力が供給される管路に連通する受圧室と、受圧室の圧力に応じて変位せしめられ、受圧室内の圧力が所定値以上の場合、固定接点部に当接される可動接点部を有するダイヤフラムを備えるダイヤフラムアセンブリーと、を備え、ダイヤフラムの可動接点部に形成された当接面は、略十字状に形成され、固定接点部が、円環状に形成される複数の当接面と、当接面の周辺に窪みと、を有することを特徴とする。
【0009】
さらに、本発明に係る圧力スイッチは、固定接点部を有する接続端子を内側に収容するハウジングと、作動圧力が供給される管路に連通する受圧室と、受圧室の圧力に応じて変位せしめられ、受圧室内の圧力が所定値以上の場合、固定接点部に当接される可動接点部を有するダイヤフラムを備えるダイヤフラムアセンブリーと、を備え、ダイヤフラムの可動接点部に形成された当接面は、略Y字状に形成され、固定接点部が、円環状に形成される複数の当接面と、当接面の周辺に窪みと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明に係る圧力スイッチによれば、ダイヤフラムの可動接点部に形成された当接面は、円環状に形成され、固定接点部が、略Y字状に形成される複数の当接面と、当接面の周辺に窪みと、を有することによって可動接点部および固定接点部の当接面が互いに複数の箇所で均等の圧力で当接することとなるので反転したダイヤフラムの湾曲部の頂点と固定接点との間に異物が侵入した場合であっても、ダイヤフラムおよび固定接点との相互間の確実な電気的接続を図ることができ、しかも、ダイヤフラムの湾曲部の頂点の固定接点に対する接触位置を、接触抵抗を増大させることがない安定した接触位置にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】本発明に係る圧力スイッチの一例の構成を示す断面図である。
【
図2】(A)は、
図1に示される例に用いられる固定接点の一例の外観を示す斜視図であり(B)は、(A)に示される例の変形例の外観を示す斜視図である。
【
図3】
図2(A)に示される固定接点の構造を示す断面図である。
【
図4】
図1に示される例における動作説明に供される断面図である。
【
図5】
図4に示される構成の一部を拡大して示す部分拡大図である。
【
図6】
図4に示される固定接点およびダイヤフラムを破断して示す斜視図である。
【
図7】ダイヤフラムの動作説明に供される図である。
【
図8】固定接点のダイヤフラムの可動接点に対する相対位置を示す図である。
【
図9】(A)は、
図1に示される例に用いられる固定接点の他の一例の外観を示す斜視図であり、(B)は、(A)に示される例の変形例の外観を示す斜視図である。
【
図10】
図1に示される例に用いられる固定接点のさらなる他の一例の外観を示す斜視図である。
【
図11】
図1に示される例に用いられるダイヤフラムの他の一例を示す斜視図である。
【
図12】
図1に示される例に用いられるダイヤフラムのさらなる他の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
図1は、本発明に係る圧力スイッチの一例の要部を示す。
【0013】
圧力スイッチは、例えば、図示が省略される油圧装置または空気、冷媒、水等を供給する配管に、接続継手28を介して取り付けられる。
【0014】
圧力スイッチは、
図1に示されるように、常開型スイッチであり、接続継手28の一端に結合されるダイヤフラムアッセンブリー20と、接続継手28と連結され、後述する接続端子12を内蔵するケース10と、ケース10内に配され後述するダイヤフラム20Bの変位に応じてダイヤフラム20Bの可動接点20brに当接または離隔可能とされる接続端子12の固定接点13と、を主な要素として含んで構成されている。
【0015】
ハウジングとしてのケース10は、例えば、樹脂材料で成形され、接続端子12の固定接点13が収容される凹部10Aを内側に有している。接続端子12の外部接続部は、ケース10の孔を通じて外側に形成される窪み内に突出している。接続端子12の外部接続部は、図示が省略される圧力検出回路に接続されている。これにより、ダイヤフラム20Bの反転に応じてダイヤフラム20Bの可動接点20brが、
図4に示されるように、固定接点13に当接される場合、所定の電流がダイヤフラム20Bを通じて接続継手28に流れることにより、圧力検出回路は、後述する受圧室内の圧力が所定の圧力に到達したことを検出することとなる。
【0016】
ダイヤフラムアッセンブリー20は、接続継手28の流路28aに連通する受圧室28CHとケース10の開口端部との間を仕切るように配置されている。ダイヤフラムアッセンブリー20は、ケース10の開口端部周縁およびOリング18に当接するアッパプレート20Aと、接続継手28の受圧室の周縁およびOリング24に当接するロアプレート20Cと、互いに向かい合うアッパプレート20Aとロアプレート20Cとの間に挟持されるダイヤフラム20Bと、を主な要素として構成されている。
【0017】
アッパプレート20Aは、プレス成形、切削加工、ダイキャスト、鍛造等により、例えば、金属材料で環状に成形されている。
【0018】
ロアプレート20Cは、プレス成形、切削加工、ダイキャスト、鍛造等により、例えば、金属材料で環状に成形されている。接続継手28において、ロアプレート20Cの孔の周縁には、Oリング25が挿入される環状の溝が、接続継手28の受圧室28CHの周縁に同心上に形成されている。接続継手28の流路28aに連通する受圧室28CHは、ダイヤフラム20Bの表面と、ロアプレート20Cの内周部と、接続継手28の内周部とにより形成されている。その際、ダイヤフラム20Bの外周縁は、アッパプレート20Aおよびロアプレート20C相互間に挟持される。
【0019】
ダイヤフラムアッセンブリー20は、アッパプレート20Aおよびロアプレート20Cがダイヤフラム20Bを挟持した状態で外周縁が溶接により接合されることによって、一体とされることにより得られる。これにより、溶融部が、アッパプレート20Aおよびロアプレート20Cの外周部に形成される。なお、低圧で使用する場合などは、必ずしも溶接により接合する必要はなく、例えば、接続継手28のカシメによる固定のみで構成されても良い。
【0020】
ダイヤフラム20Bは、例えば、接続継手28内の流路28aを通じて供給される流体に対する耐食性を有する薄板金属材料、例えば、ステンレス鋼板で成形されている。また、ダイヤフラム20Bは、例えば、薄板圧延鋼板で作られた後、ニッケル等のメッキ処理が施されても良い。これにより、ダイヤフラム20Bの接触抵抗の低減、耐食性および耐摩耗性の向上が図られる。
【0021】
ダイヤフラム20Bは、
図6に拡大されて示されるように、アッパプレート20Aおよびロアプレート20Cに挟持されるフランジ部20bfと、反転可能な、即ち、弾性変位可能な可動部20bmとから構成されている。所定の曲率半径を有する可動部20bmにおける固定接点13に向かい合う表面の頂点には、円環状の当接面を有する接点部20brが、プレス加工により、一体に成形されている。接点部20brは、ダイヤフラム20Bが反転した場合、
図5に部分的に拡大されて示されるように、固定接点13における十字状の当接面13btに当接するように、可動部20bmの表面から所定の高さだけ隆起している。
【0022】
本明細書中で用いられる用語「反転」の意味は、ダイヤフラム20Bの形状が平坦もしくは、下に凸状となる状態から徐々に凸状となる状態、および、平坦もしくは下に凸状となる状態から急峻に凸状となる状態を含む意味である。
【0023】
なお、上述の例においては、ダイヤフラムアッセンブリー20は、アッパプレート20Aおよびロアプレート20Cと、ダイヤフラム20Bとから構成されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、ダイヤフラムアッセンブリーが、アッパプレート20Aおよびダイヤフラム20Bから構成されてもよく、または、ロアプレート20Cおよびダイヤフラム20Bから構成されてもよい。さらに、ダイヤフラムアッセンブリー20に代えて、ダイヤフラム20Bだけが、直接的にOリングを介してケース10および接続継手28に挟持されるように構成されてもよい。
【0024】
固定接点13は、
図2(A)に拡大されて示されるように、例えば、銅系金属、または、鉄系金属で作られ、接続端子12の下端に結合される円柱部13Aと、円柱部13Aの下端に一体に成形される円錐台状の当接部13Bとから構成されている。当接部13Bの表面には、
図3に示されるように、例えば、所定の膜厚を有する金または銀等の貴金属の被覆層13bsが形成されている。
【0025】
当接部13Bの端面は、
図2(A)に拡大されて示されるように、90°間隔で放射状に分岐した部分からなる略十字状の当接面13btを有している。当接部13Bの平坦な端面における当接面13btの周辺の4箇所には、窪み13bdが形成されている。なお、斯かる当接部13Bの端面における当接面13btは、斯かる例に限られることなく、例えば、
図2(B)に示されるように、所定の曲率半径を有する凸状の円弧面で形成される当接面14btで形成されてもよい。
【0026】
図2(B)において、固定接点14は、例えば、銅系金属、または、鉄系金属で作られ、接続端子12の下端に結合される円柱部14Aと、円柱部14Aの下端に一体に成形される円錐台状の当接部14Bとから構成されている。当接部14Bの表面には、例えば、所定の膜厚を有する金または銀等の貴金属の被覆層が形成されている。当接部14Bの端面は、
図3(B)に拡大されて示されるように、90°間隔で放射状に分岐した部分からなる略十字状の当接面14btを有している。当接部14Bの平坦な端面における当接面14btの周辺の4箇所には、窪み14bdが形成されている。
【0027】
これにより、
図7に示されるように、二点鎖線で示される状態から実線で示されるように、ダイヤフラム20Bが反転した場合、固定接点13における十字状の当接面13btが、
図8に示されるように、4箇所で円環状の接点部20brに当接されることとなる。従って、当接面13btが、4箇所で円環状の接点部20brに当接されるので万一、反転したダイヤフラムの頂点と固定接点13の一部との間に異物が侵入した場合であっても、ダイヤフラムおよび固定接点との相互間の確実な電気的接続を図ることができる。即ち、1ヶ所で異物が噛み込んでも他点で確実に電気的接続を測ることができる。これは、仮に異物が噛みこむことにより、1箇所の接点が浮いてもダイヤフラムが撓むので他の複数の接点が固定接点13に対し押し付けられ離隔されることがないからである。
【0028】
また、十字状の当接面13btが、
図8に示されるように、4箇所で均等の圧力で円環状の接点部20brに当接されるのでダイヤフラムの反転時の衝撃力が分散される。
【0029】
斯かる構成において、受圧室28CH内の圧力が、所定値未満の場合、
図1に示されるように、ダイヤフラム20Bの接点部20brが固定接点13における十字状の当接面13btに対し離隔されている。これにより、上述の圧力検出回路は、所定の電流がダイヤフラム20Bを通じて接続継手28に流れないので受圧室28CH内の圧力が、所定値未満であることを検出する。一方、受圧室28CH内の圧力が、所定値以上の場合、ダイヤフラム20Bの接点部20brが固定接点13における十字状の当接面13btに対し当接される。これにより、上述の圧力検出回路は、所定の電流がダイヤフラム20Bを通じて接続継手28に流れるので受圧室28CH内の圧力が、所定値以上であることを検出することとなる。
【0030】
なお、上述の例において、固定接点13の当接部13Bの端面は、十字状の当接面13btを有しているが、斯かる例に限られることなく、例えば、
図9(A)に拡大されて示されるように、固定接点23の当接部23Bの端面は、略Y字状の当接面23btを有するものであってもよい。
【0031】
固定接点23は、例えば、銅系金属、または、鉄系金属で作られ、接続端子12の下端に結合される円柱部23Aと、円柱部23Aの下端に一体に成形される円錐台状の当接部23Bとから構成されている。
【0032】
略Y字状の当接面23btは、例えば、120°間隔で放射状に分岐した部分からなる。当接部23Bの平坦な端面における当接面23btの周辺の3箇所には、窪み23bdが形成されている。
【0033】
このような場合、ダイヤフラム20Bが反転した場合、固定接点23におけるY字状の当接面23btが、3箇所で円環状の接点部20brに当接されることとなる。なお、斯かる当接部23Bの端面における当接面23btは、斯かる例に限られることなく、例えば、
図9(B)に示されるように、所定の曲率半径を有する凸状の円弧面で形成される当接面24btで形成されてもよい。
【0034】
固定接点24は、例えば、銅系金属、または、鉄系金属で作られ、接続端子12の下端に結合される円柱部24Aと、円柱部24Aの下端に一体に成形される円錐台状の当接部24Bとから構成されている。
【0035】
略Y字状の当接面24btは、例えば、120°間隔で放射状に分岐した部分からなる。当接部24Bの平坦な端面における当接面24btの周辺の3箇所には、窪み24bdが形成されている。
【0036】
このような場合、ダイヤフラム20Bが反転した場合、固定接点24におけるY字状の当接面24btが、3箇所で円環状の可動接点部20brに当接されることとなる。
【0037】
さらに、固定接点は、
図2(A)および
図9(A)に示される例に限られることなく、例えば、
図10に拡大されて示されるように、固定接点34は、例えば、銅系金属、または、鉄系金属で作られ、接続端子12の下端に結合される円柱部34Aと、円柱部34Aの下端に一体に成形される円錐台状の当接部34Bとから構成されてもよい。当接部34Bの平坦な端面における環状(ドーナツ状)の当接面34btには、窪み34bcが形成されている。なお、斯かる当接部34Bの端面における当接面34btは、斯かる例に限られることなく、例えば、所定の曲率半径を有する凸状の円弧面で形成されてもよい。
【0038】
このような場合、固定接点34と組み合わされるダイヤフラム30Bは、
図11に拡大されて示されるように、アッパプレート20Aおよびロアプレート20Cに挟持されるフランジ部30bfと、反転可能な、即ち、弾性変位可能な可動部30bmとから構成されている。所定の曲率半径を有する可動部30bmにおける固定接点34に向かい合う表面の頂点には、十字状の接点部30bcが、例えば、プレス加工により、一体に成形されている。接点部30bcは、ダイヤフラム30Bが反転した場合、固定接点34における環状の当接面34btに当接するように、可動部30bmの表面から所定の高さだけ隆起している。なお、斯かる接点部30bcの当接面は、斯かる例に限られることなく、例えば、所定の曲率半径を有する凹状の円弧面で形成されてもよい。
【0039】
また、固定接点34と組み合わされるダイヤフラム40Bは、斯かる例に限られることなく、例えば、
図12に示されるように、アッパプレート20Aおよびロアプレート20Cに挟持されるフランジ部40bfと、反転可能な、即ち、弾性変位可能な可動部40bmとから構成されている。所定の曲率半径を有する可動部40bmにおける固定接点34に向かい合う表面の頂点には、Y字状の接点部40byが、プレス加工により、一体に成形されている。接点部40byは、ダイヤフラム40Bが反転した場合、固定接点34における環状の当接面34btに当接するように、可動部40bmの表面から所定の高さだけ隆起している。なお、斯かる接点部40byの当接面は、斯かる例に限られることなく、例えば、所定の曲率半径を有する凹状の円弧面で形成されてもよい。
【0040】
なお、本発明に係る圧力スイッチの一例においては、常開型スイッチに適用されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、常閉型スイッチに適用されてもよいことは勿論である。また、本発明に係る接点付きダイヤフラムを製造する方法の一例により製造された接点付ダイヤフラムが、接続継手28を介して配管に接続される圧力スイッチに適用されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、特開平2−220320号公報または、特許第3031679号公報にも示されるような、圧力スイッチに適用されてもよい。さらに、上述の例においては、ダイヤフラムの接点部が、ダイヤフラムと一体に形成されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、接点部だけが他の部分に対し接合される構成がとられてもよい。