(57)【要約】【課題】第１部材と第２部材との間に設けられた環状シール部材を軸方向に挟圧して圧縮変形させることにより両部材間をシールする環状継手部のシール構造において、環状シール部材をスムーズに変形させて確実なシール性能を得られるようにする。【解決手段】圧力スイッチ１は、圧力流体通路と連通するハウジング１０と、ハウジングに固定されたスイッチケース２０と、ハウジングの内部空間に収容されるダイヤフラム３０と、ハウジングとダイヤフラムの周辺部との間に介在するシール部材２５と、スナップディスク３１，３２に印加される圧力に応じたスナップ動作によって開閉動作するスイッチレバー４１，４２とを備える。ハウジング１０に設けられたシール部材保持部１６の底面６５には、断面円弧状の環状突起７０が設けられており、この突起７０によって環状シール部材２５を圧縮変形させることによりシール性能の向上と環状シール部材２５の横ずれを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と当該第１部材に組み合わされる第２部材とを連結する環状継手部のシール構造であって、前記両部材間に設けられた保持部に保持される環状シール部材を軸方向に挟圧して圧縮変形させることによりシールするものにおいて、前記保持部には、前記環状シール部材を軸方向に圧縮する断面円弧状の環状突起を設けたことを特徴とする環状継手部のシール構造。
【請求項２】
前記保持部は、前記第１部材又は前記第２部材に一体的に立設されており前記環状シール部材の径方向内側への移動を規制する環状内壁を備えていることを特徴とする請求項１記載の環状継手部のシール構造。
【請求項３】
前記保持部の前記環状内壁は、前記環状シール部材が軸方向に挟圧されて圧縮変形された状態において前記環状シール部材の径方向内側に密着することを特徴とする請求項２記載の環状継手部のシール構造。
【請求項４】
圧力流体通路と連通する通路及び該通路に連通する内部空間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、前記ハウジングの内部空間に収容されるダイヤフラムと、前記ハウジングと前記ダイヤフラムの周辺部との間に介在する環状シール部材と、外部から印加される圧力に応じてスナップ動作して異なる形態間を移行するスナップディスクと、該スナップディスクを受ける受け部材と、前記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とを備えた圧力スイッチであって、前記ハウジングと前記スイッチケースとの間のシール構造に請求項１乃至３のいずれかのシール構造を適用したことを特徴とする圧力スイッチ。
【請求項５】
前記ハウジングと前記スイッチケースとの間であって前記環状シール部材の外側の部位には、前記環状シール部材から漏れる前記圧力流体を溜める蓄圧スペースが形成されていることを特徴とする請求項４記載の圧力スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば圧力スイッチに適用され、第１部材と第２部材とを連結する環状継手部の内部を流通する圧力流体が漏れるのを防止するシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用空調装置等の冷凍サイクルには、その冷凍サイクルにおける冷媒圧が一定の圧力値以下又は一定の圧力値以上になったときに圧縮機の機能を停止させて冷凍サイクルを保護する圧力スイッチが用いられている。この種の圧力スイッチとして、図３，図４に示される圧力スイッチが提案されている。
【０００３】
図３は圧力スイッチの構造を示す断面図である。図４は図３の円Ｂで囲まれた部分の拡大断面図である。
【０００４】
図において、圧力スイッチ１は、内部空間を有するハウジング１０と、弾性力を有するシール部材２５と、スイッチケース２０とを備えている。
【０００５】
ハウジング１０は、一端から流体を導入する通路１１と、他端に開口する内部空間と、シール部材保持部１６とを有している。
【０００６】
シール部材２５は、例えばニトリルブタジエンゴムからなる環状の弾性体として構成され、シール部材保持部１６に保持される。
【０００７】
スイッチケース２０は、ハウジング１０の他端部にシール部材２５を介して押圧固定されている。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、圧力スイッチ機構が配置される一端部が開口した中空部と、電気接続のための他端部開口を有しており、中空部と他端部開口は仕切り壁２３によって仕切られている。
【０００８】
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、例えばポリブチレンテレフタレート（Polybuthylene terephthalate ：ＰＢＴ）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（一方のみ図示）とから構成されている。
【０００９】
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の一端部側に載置され、シール部材２５を介してハウジング１０に設けたシール部材保持部１６との間に気密に固定されている。
【００１０】
受け部材５０は、円盤形状をしており、その下部周縁部に外壁５１が下方に突出して設けられ、中心部に中空孔５２が穿設され、上面には中空孔５２の周囲壁を上方に突出させた中央突起部５３が設けられている。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ている。
【００１１】
スイッチケース２０の内部空間の内壁には、受け部材５０の上方への動きを制限する段状部２１が設けられ、さらにその上方には、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。
【００１２】
受け部材５０の外壁５１に支持された第１のスナップディスク３１はダイヤフラム３０の上面に当接するように配置されている。第１のスナップディスク３１の上面には、受け部材５０の中空孔５２に収容されるとともに第２のスイッチレバー４２の下方に延びる作動棒５４が配置されている。
【００１３】
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が嵌合され、かつ中央突起部５３の上端部は第１のスイッチレバー４１の中央部下面に対向している。
【００１４】
第１のスイッチレバー４１の一方の端部に設けられた接点４３と、第２のスイッチレバー４２の一方の端部に設けられた接点４４とが互いに対向しており、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、各端子４０は仕切り壁２３を貫通して他端部開口側に突出している。
【００１５】
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１１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を上方へ押し上げ、第１のスナップディスク３１を支持する受け部材５０は上方に押し上げられる。この圧力が例えば２５０ＫＰａに達すると、第２のスナップディスク３２は、ダイヤフラム３０側に凸状の第１の形態（図示の形態）から上方に凸状の第２の形態に移行し、これによって受け部材５０は、流体圧力に押されて上方に移動し、中央の突起部５３は第１のスイッチレバー４１を押圧して前記スイッチを閉成させる。
【００１６】
上方に移動した受け部材５０は、スイッチケース２０の内壁にある段状部２１突き当たると、流体圧がそれ以上上昇しても上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は受け部材５０からそれ以上の力を受けることはなく、機能を損なうような不必要な変形を生じない。
【００１７】
流体通路１１からの圧力が２１０ＫＰａに減じると、第２のスナップディスク３２は、前記第２の形態から図示の第１の形態に移行し、受け部材５０は下方に移動し、中央突起部５３が第１のスイッチレバー４１を押圧しなくなるので、前記スイッチが開放となる。
【００１８】
受け部材５０が段状部２１に突き当たり、前記スイッチが閉となった状態で更に流体圧が上昇し、２．７ＭＰａに上昇すると、第１のスナップディスク３１は、ダイヤフラム３０側に凸状になった第１の形態（図示の形態）から、中央部が上方にやや突出した第２の形態に変化し、その変位が作動棒５４を介して第２のスイッチレバー４２に伝達され、スイッチを開放する。
【００１９】
このように、上記圧力スイッチ１では、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動作が得られる。
【００２０】
上記の圧力スイッチ１においては、ハウジング１０の開放端寄りの外周部分に薄肉部６０が形成されており、ハウジング１０にスイッチケース２０を開放端面６４側から軸方向に嵌合させて、ハウジング１０の大径部６１ａと小径部６１ｂとの間の段差に突出部６３が突き当たるまでスイッチケース２０をハウジング１０の内部に挿入し、この状態で、薄肉部６０を突出部６３に沿って折り曲げてカシメることにより、ハウジング１０をスイッチケース２０の開放端面６４側に取り付け固定する。
【００２１】
スイッチケース２０をハウジング１０に取り付け固定した状態では、スイッチケース２０の開放端面６４とハウジング１０の継手部５５の底面６５との間に所定の間隙が形成されるが、この間隙には環状で且つ断面矩形のシール部材２５が収容される。ダイヤフラム３０の外周部をスイッチケース２０の開放端面６４とシール部材２５との間に挟んでシール部材２５に軸方向の力を作用させて圧縮変形させることによってダイヤフラム３０が固定される。同時に、当該シール部材２５の変形に基づくシール圧にてスイッチケース２０とハウジング１０との環状継手部５５をシールしている。
【００２２】
しかしながら、こうして組み立てられた圧力スイッチ１においては、圧縮状態にあるシール部材２５が継手部５５をシールしていても、冷媒が当該シール部２５から僅かに漏れてシール部材２５よりも外側で且つスイッチケース２０とハウジング１０との間に形成されるスペース６８に溜まることがある。このスペース６８に溜まる冷媒の圧力（蓄圧）は、シール部材２５の外周面に作用し、シール部材２５に横ずれを生じさせようとする。
【００２３】
このようなシール部材２５の横ずれを防ぐため、ハウジング１０には、開口部側の外壁から内側に一定距離を置いて環状の内壁６７が形成されている。ハウジング１０の開口部側の外壁の内面である小径部６１ｂと環状の内壁６７の外面との間であって、且つ小径部６１ｂと内壁６７の外面とを繋ぐ底面６５とスイッチケース２０の開放端面６４との間には環状空間が形成され、この環状空間に上記シール部材２５が収容される。内壁６７の高さは、変形後のシール部材２５の高さよりも低く設定されており、シール部材２５の弾性変形によるシール圧力を確保している。シール部材２５から漏れた冷媒の圧力がシール部材２５に外側から作用しても、シール部材２５の径方向内側への横ずれは内壁６７によって阻止される。
【００２４】
シール部材２５の中心軸方向の寸法、即ち、厚みは、継手部５５の底面６５からの環状内壁６７の突出高さよりも大きく、かつ、スイッチボックス２０の開放端面６４と継手部５５の底面６５との間の間隙よりも小さい寸法に形成され、シール部材２５の内径は内壁６７の外径に対応する寸法で形成されている。
【００２５】
しかしながら、ハウジング１０やスイッチケース２０、及び環状のシール部材２５等の部品の製作誤差や組み立て誤差に起因して、或いはシール部材２５の圧縮が不十分であると、シール部材２５の径方向の変形が十分でなく、シール部材２５の内周面と内壁６７の外面との間に隙間が生じることがある。このような隙間が生じていると、シール部材２５の横ずれ生じることがあり、シール部の安定性が欠ける場合が生じる。また、シール不良による冷媒の漏れを生じて信頼性が低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開平１１−３５３９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
そこで、この発明の目的は、第１部材と当該第１部材に組み合わされる第２部材との間に設けられた環状シール部材を軸方向に挟圧して圧縮変形させることにより両部材間をシールする環状継手部のシール構造において、環状シール部材をスムーズに変形させて確実なシール性能を得られるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
この発明による環状継手部のシール構造は、第１部材と当該第１部材に組み合わされる第２部材とを連結する環状継手部のシール構造であって、前記両部材間に設けられた保持部に保持される環状シール部材を軸方向に挟圧して圧縮変形させることによりシールするものにおいて、前記保持部には、前記環状シール部材を軸方向に圧縮する断面円弧状の環状突起を設けたことを特徴としている。
【００２９】
この環状継手部のシール構造は、例えば、圧力流体通路と連通する通路及び該通路に連通する内部空間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、前記ハウジングの内部空間に収容されるダイヤフラムと、前記ハウジングと前記ダイヤフラムの周辺部との間に介在する環状シール部材と、外部から印加される圧力に応じてスナップ動作して異なる形態間を移行するスナップディスクと、該スナップディスクを受ける受け部材と、前記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とを備えた圧力スイッチの前記ハウジングと前記スイッチケースとの間のシール構造に適用することができる。
【発明の効果】
【００３０】
この発明によれば、環状シール部材を保持する保持部に環状シール部材を軸方向に圧縮する断面円弧状の環状突起が設けられているので、第１部材と第２部材とを組み合わせて環状シール部材を軸方向に圧縮すると、全体的な軸方向の弾性圧縮に加えて、保持部の環状突起が環状シール部材に食い込んで環状シール部材を積極的に且つ局部的に圧縮変形させ、環状シール部材はスムーズに無理なく変形して保持部に密着する。その結果、環状シール部材の安定した圧縮性が得られるとともに環状シール部材が径方向にもずれにくいので、確実なシール性能が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、この発明による環状継手部のシール構造を適用した圧力スイッチの一例を示す縦断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ部を拡大して示す部分拡大断面図である。
【図３】図３は、従来の圧力スイッチの一例を示す縦断面図である。
【図４】図４は、図３のＢ部を拡大して示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明による環状継手部のシール構造を圧力スイッチに適用した具体的な実施例の構成を、図１，図２を用いて説明する。図１は本発明による環状継手部のシール構造が適用された圧力スイッチの構造を示す断面図であり、図２は図１の円Ａ内を拡大して示した図である。図１に示す圧力スイッチ１は、図３に示した従来の圧力スイッチと同じスイッチ動作を行うものであるが、ハウジング１０に設けた環状シール部材保持部１６の底面６５には、その一部に、環状で且つ径方向断面が円弧状の突起７０を設けた点に特徴を有しており、その他の点では図３に示した圧力スイッチと同様の構成を有しているので、同一部分には同一符号を付すことで再度の説明を省略する。
【００３３】
環状シール部材２５は、その材質として、例えば、ニトリルブタジエンゴムから構成され、全体形状として厚みが１．７ｍｍ程度の円環状のシール部材である。環状シール部材２５を軸方向に切断した断面形状は好ましくは矩形であるが、これに限らない。環状シール部材保持部１６は外壁の小径部６１ｂの内面に対向する環状の内壁６７を備えている。内壁６７は、少なくとも０．３ｍｍの高さがあれば、内部空間側に横ずれしてきた環状シール部材２５が内壁６７を乗り越えることがない。また内壁６７の高さが、０．９ｍｍを越えると、ハウジング１０側に変位してきたダイヤフラム３０との間に間隙を維持することが困難となってスイッチ動作に支障をきたすおそれがある。内壁６７の高さは、これらの値の範囲内であればよい。
【００３４】
また、環状シール部材２５が正常に配置された場合（ハウジング１０とスイッチケース２０との間に挟圧されて圧縮変形を受けたとき）には、内壁６７との間には、例えば、０．４ｍｍ程度の間隙が形成されていてもよいが、図２に示すように、環状シール部材２５の内周面が内壁６７の外周面と密着した状態としてもよい。この場合には、環状シール部材２５の横ずれを完全に防止することができ、環状継手部５５のシール性能の安定性を向上することができる。
【００３５】
環状突起７０の形状については、完全な円弧でなくても、頂部分及び裾部分がなだらかに隆起した形状、或いは裾部分がなだらかに湾曲した台形状であってもよく、要は環状シール部材２５の横ずれを防止するが、環状シール部材２５がスムーズに変形できる形状であればいかなる形状でもよい。
【００３６】
本発明にかかる圧力スイッチを上記のように構成することによって、ハウジング１０とスイッチケース２０との間に挟圧されて環状シール部材２５が軸方向に圧縮変形を受けるときには、環状シール部材２５は環状突起７０が押し込まれる変形を受け、環状シール部材２５は経時変化等によって劣化してもシール部材保持部１６に確実に位置しており、気密機能を維持することができる。また、環状シール部材２５を漏れた圧力流体が環状シール部材２５の外側でハウジング１０とスイッチケース２０との間の隙間（蓄圧スペース６８）に溜まり、その圧力によって環状シール部材２５を内側に移動させようとしても、環状シール部材２５の位置決めの作用を有する環状突起７０によって、そのような横ずれを防止することができる。このように、環状突起７０による変形によって、シール性能及び安定性を向上させることができる。
【００３７】
環状突起７０については、ハウジング１０を型成形をするときに、一体成形することにより、簡単に製造することができる。
【００３８】
上記の説明では、２動作型の圧力スイッチに本発明を適用した場合について説明したが、本発明は３動作型の圧力スイッチにも当然に適用することができる。さらに、上記の説明では、内壁６７を円環状としたが、シール部材２５がシール部材保持部１６から脱落して内部空間側へ移動して気密性が損なわれるのを防ぐことができれば、必ずしも完全な円環状である必要はなく、一部を欠いた形状であっても良い。
【００３９】
更に、本発明は、圧力スイッチだけではなく、膨張弁や切換弁のように、内部に冷媒のような圧力流体が通過する各種の弁の環状継手部や、圧力流体の一部を導入して当該圧力流体の圧力や温度等の特性を取り出す環状継手部等に適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  圧力スイッチ
１０  ハウジング（第１の部材）
１６  保持部
２０  スイッチケース（第２の部材）
２５  環状シール部材
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（スイッチ部材）
４２  第２のスイッチレバー（スイッチ部材）
５０  受け部材
５５  環状継手部
６７  環状内壁
６８  蓄圧スペース
７０  環状突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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