(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロアーカバー及びアッパーカバー間に、金属製薄板を積層して形成した感圧反転板を配してなる圧力応動板をスイッチ本体筒内に設け、前記ロアーカバー側から加わる圧力の大きさに応じて前記感圧反転板の反転作動部を前記アッパーカバーから離間した状態と当接した状態との間で反転動作させ、前記感圧反転板の反転動作を作動軸を介してスイッチケース内に設けたスイッチに伝達する高圧圧力スイッチにおいて、
前記感圧反転板を構成する積層された金属製薄板のうち前記作動軸の下端が当接される側の少なくとも１枚の金属製薄板に孔をあけ、該孔あけ金属製薄板に当たらないように該孔を通じて前記作動軸の下端を孔なし金属製薄板に当接させるようにした
ことを特徴とする高圧圧力スイッチ。
【請求項２】
スイッチ本体筒の一側に耐圧壁を介して流体導入孔を有する接続筒を設け、前記スイッチ本体筒内において前記耐圧壁上に順次ロアーカバー、金属製薄板を積層して形成した感圧反転板、アッパーカバーからなる圧力応動板及び耐圧補強板を重合して固定し、前記耐圧補強板上にスイッチケースを重ねて固定し、前記アッパーカバーと前記耐圧補強板に作動軸の貫通孔を形成し、前記耐圧補強板の貫通孔の周囲に形成された位置規制用環状台部が前記アッパーカバーの貫通孔の周囲に当接し、前記ロアーカバーの貫通孔の周囲と前記耐圧壁との間がＯリングに密封され、前記耐圧補強板に形成された厚肉補強部が前記スイッチケース内に位置するようにし、前記ロアーカバー側から加わる圧力の大きさに応じて前記感圧反転板の反転作動部を前記アッパーカバーから離間した状態と当接した状態との間で反転動作させ、前記感圧反転板の反転動作を前記作動軸を介して前記スイッチケース内に設けたスイッチに伝達する高圧圧力スイッチにおいて、
前記感圧反転板を構成する積層された金属製薄板のうち前記作動軸の下端が当接される側の少なくとも１枚の金属製薄板に孔をあけ、該孔あけ金属製薄板に当たらないように該孔を通じ前記作動軸の下端を孔なし金属製薄板に当接するようにした
ことを特徴とする高圧圧力スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は高圧圧力スイッチに係り、特に、例えば車両のパワーステアリングシステム、ブレーキシステムの油圧ユニットの圧力制御用スイッチとして適用され、圧力が一定限度を越えたときに信号を発生し、圧力の上昇を中断させ、圧力が一定限度を下回ったときに信号を発生し、圧力を上昇させる機能を備えたダイヤフラム式の高圧圧力スイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の高圧圧力スイッチとして、例えば実開平６−１３０３６号公報に開示された図４に示すようなものが知られている。同図において、１は金属製のスイッチ本体筒であり、一側に耐圧壁２を介して流体導入孔３ａを有する接続筒３が連接され、耐圧壁の内面にはＯリング収容環状溝２ａを介して外側に支持台部２ｂが形成されている。スイッチ本体筒１の他側には軸方向に延長するスカート部１ｂが設けられている。
【０００３】
圧力応動板４は、高い作動圧力を得られるように所定枚の金属製薄板を積層して構成した感圧反転板４ａを有する。この感圧反転板４ａを構成する各金属製薄板４ａ1 は、図５に示すように、中央部に大きな曲率半径の球面状の凹部４ａ11が形成され、外周部が平坦にされた円板状に形成されている。このような円板状の金属製薄板を所定枚数積層してなる感圧反転板４ａを上下から同一径の金属製のアッパーカバー４ｂと金属製のロアーカバー４ｃとにより挟み付ける共に、その外周部が溶接により一体化されている。アッパーカバー４ｂには、感圧反転板４ａの反転によって駆動される作動軸５を挿通する貫通孔４ｂ1 が形成され、またロアーカバー４ｃには、金属製薄板の球面状の凹部４ａ11によって形成される感圧反転板４ａの反転作動部４ａ’の進入を許容する大径の貫通孔４ｃ1 が形成されている。
【０００４】
金属製の耐圧補強板６の中心部には作動軸５を挿通し案内する貫通孔６ａが形成され、アッパーカバー４ｂ側において貫通孔６ａの周囲にアッパーカバー４ｂに当接する位置規制用環状台部６ｂとその外側におけるＯリング収容環状溝６ｃが形成され、スイッチケース７側において厚肉補強部６ｄの外側にＯリング収容環状溝６ｅと支持台部６ｆを介してスカート部６ｇが軸方向に延長して形成されている。
【０００５】
合成樹脂製のカップ状スイッチケース７には、上板部を貫通して電気信号用端子８，９が設けられ、一方の端子８に接続して固定接点１０が設けられ、他方の端子９から延びる可動ばね１１の先端に可動接点１２が設けられており、固定接点１０と可動接点１２によってスイッチ１４を構成している。
【０００６】
上記構成において、スイッチ本体筒１内に外周部を溶接して予め一体化した感圧反転板４ａ、アッパーカバー４ｂ及びロアーカバー４ｃからなる重合体である圧力応動板４を収容すると共にアッパーカバー４ｂ上に耐圧補強板６を重ね、スカート部１ｂの自由端部を耐圧補強板６のテーパ状係合部６ｈ上に加締めてこれらを強固に固定する。
【０００７】
次いで、作動軸５を貫通孔６ａ内に挿入して、スイッチケース７を耐圧補強板６上に重ね、スカート部６ｇの自由端部を係合部７ａに加締めてスイッチケース７を固定する。なお、上記組み立て過程において、各Ｏリング収容環状溝には予めＯリング１３が装着される。
【０００８】
上記組み立て状態において、ロアーカバー４ｃの貫通孔の周囲にＯリングが密着していて差圧をスイッチ本体筒１で受ける構造となっているので、ロアーカバー４ｃの変形が防止され、耐圧補強板６は肉厚補強部６ｄにより高圧に耐える十分な強度を有し、更には該耐圧補強板６の貫通孔６ａの周囲における位置規制用環状台部６ｂがアッパーカバー４ｂにおける貫通孔４ｂ1 の周囲に正確に当接するので、アッパーカバー５の変形を確実に防止し、この際において、ロアーカバー４ｃの貫通孔４ｃ1 が圧力応動板４の反転作動部４ａ1 の進入を許容すると共に耐圧補強板６の厚肉補強部６ｄがスイッチケース７内に進入する構成となっているので全体を小型に構成することが可能となっている。因みに、圧力応動板４の寸法の一例を示すと、直径Ａが２１mm、厚さＤが4.９７１mm、各カバーの厚さｄが１mm、各金属製薄板の厚さｔが0.１２７mmである。
【０００９】
上述したように、スイッチ本体筒１内に設けた圧力応動板４の動作を作動軸５を介してスイッチケース７内に設けたスイッチ１４に伝達する高圧圧力スイッチにおいて、スイッチ本体筒１の一側に耐圧壁２を介して流体導入孔３ａを有する接続筒３を設け、スイッチ本体筒１内において耐圧壁２上に順次ロアーカバー４ｃ、感圧反転板４ａ、アッパーカバー４ｂからなる圧力応動板４及び耐圧補強板６を重合して固定し、耐圧補強板６上にスイッチケース７を重ねて固定し、アッパーカバー４ｂと耐圧補強板６に作動軸５を挿通するための貫通孔４ｂ1 ，６ａを形成し、耐圧補強板６の貫通孔６ａの周囲に形成された位置規制用環状台部６ｂがアッパーカバー４ｂの貫通孔４ｂ1 の周囲に当接し、ロアーカバー４ｃの貫通孔４ｃ1 の周囲と耐圧壁２との間がＯリングに密封され、耐圧補強板６に形成された厚肉補強部６ｄが該スイッチケース７内に位置するようにしてなるものであるから、十分な耐圧構造を有していて高い圧力状態における正確な動作を保持することが可能であり、しかもこれを小型に構成することができて、自動車内における極めて限られた空間内に装備するのに効果的である。
【００１０】
上述した構成において、圧力応動板４の感圧反転板４ａは、図６（ａ）に示すように、その反転作動部４ａ1 がロアーカバー４ｃの貫通孔４ｃ1 に進入するように成形され、ストッパとして働くアッパーカバー４ｂとの間に隙間ｇが形成されるようになっている。そして、感圧反転板４ａの反転作動部４ａ1 にロアーカバー４ｃ側から流体圧力が加わり、その圧力が所定の作動圧力以上になると、感圧反転板４ａの反転作動部４ａ1 はこの圧力に負けて一瞬のうちに図６（ｂ）に示すように、その上面がアッパーカバー４ｂの下面に当接するような状態に反転する。このような状態で、感圧反転板４ａの反転作動部４1 には図６（ａ）に復元する復元力が働いており、感圧反転板４ａの反転作動部４ａ1 に加わっている流体圧力が所定以下に低下すると、感圧反転板４ａの反転作動部４ａ1 が再反転して図６（ａ）の状態に復元するようになる。
【００１１】
上述のように圧力応動板４の感圧反転板４ａが所定以上の流体圧力の作用によって図６（ａ）から（ｂ）に示すように反転すると、これによって作動軸５を上昇させてスイッチ１４をオフさせ、作動圧力以下に低下すると（ｂ）から（ａ）に復元し、これによって作動軸５が下降してスイッチ１４がオンするようになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような感圧反転板４ａの反転動作が例えば２００万〜３００万回繰り返されると、図６（ｃ）に示すように、感圧反転板４ａを構成している金属製薄板のうちの作動軸５側の何枚かが浮き上がってしまう。これは、感圧反転板４ａの反転作動部４ａ1 が反転する毎に、その上面がアッパーカバー４ｂの下面に当接し、そこに大きな衝撃が加わってへたりが生じるためと考えられる。何れにしてもこのような状態が生じると、作動軸５の下端が当接している感圧反転板４ａの反転作動部４ａ1 の基準面が高くなって、スイッチ１４が正常に機能しなくなるという問題があった。
【００１３】
今、感圧作動板４ａに作用する流体圧力を横軸に、作動軸５の移動量を縦軸にとってスイッチング動作を示す図７（ａ）を参照し、金属製薄板にへたりが生じていない正常時の動作を説明する。図７（ａ）において、流体圧力が上昇して反転圧力Ｆ1 になると、感圧反転板４ａが反転して作動軸５がスイッチ切り換え位置を横切ってオン領域からオフ領域に移動し、流体圧力が下降して復帰圧力Ｆ2 になると、感圧反転板４ａが復元して作動軸５がスイッチ切り換え位置を横切ってオフ領域からオン領域に移動することにより、所謂ヒステリシスを持つことになるので、チャタリングのないスイッチング動作が可能になっている。
【００１４】
しかし、金属製薄板にへたりが生じた場合には、作動軸５は金属製薄板の浮き分高い位置にあるため、図７（ｂ）に示すように、流体圧力が反転圧力Ｆ1 まで上昇したときには、作動軸５はスイッチ切り換え位置を横切ってオン領域からオフ領域に移動してしまうようになり、液体圧力がこのスイッチ切り換え位置を横切って変化するとこれに応じてスイッチ１４がオン−オフする、所謂チャタリング動作が行われるようになって、スイッチ１４が正常に機能しなくなる。
【００１５】
よって本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、感圧反転板を構成する積層金属製薄板のうちの作動軸側のものにへたりが生じても、スイッチの機能を正常に保てるようにして、長寿命化を図った高圧圧力スイッチを提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明により成された高圧圧力スイッチは、ロアーカバー及びアッパーカバー間に、金属製薄板を積層して形成した感圧反転板を配してなる圧力応動板をスイッチ本体筒内に設け、前記ロアーカバー側から加わる圧力の大きさに応じて前記感圧反転板の反転作動部を前記アッパーカバーから離間した状態と当接した状態との間で反転動作させ、前記感圧反転板の反転動作を作動軸を介してスイッチケース内に設けたスイッチに伝達する高圧圧力スイッチにおいて、前記感圧反転板を構成する積層金属製薄板のうち前記作動軸の下端が当接される側の少なくとも１枚の金属製薄板に孔をあけ、該孔あけ金属製薄板に当たらないように該孔を通じ前記作動軸の下端を孔なし金属製薄板に当接させるようにしたことを特徴としている。
【００１７】
上記目的を達成するため本発明により成された高圧圧力スイッチはまた、スイッチ本体筒の一側に耐圧壁を介して流体導入孔を有する接続筒を設け、前記スイッチ本体筒内において前記耐圧壁上に順次ロアーカバー、金属製薄板を積層して形成した感圧反転板、アッパーカバーからなる圧力応動板及び耐圧補強板を重合して固定し、前記耐圧補強板上にスイッチケースを重ねて固定し、前記アッパーカバーと前記耐圧補強板に作動軸の貫通孔を形成し、前記耐圧補強板の貫通孔の周囲に形成された位置規制用環状台部が前記アッパーカバーの貫通孔の周囲に当接し、前記ロアーカバーの貫通孔の周囲と前記耐圧壁との間がＯリングに密封され、前記耐圧補強板に形成された厚肉補強部が前記スイッチケース内に位置するようにし、前記ロアーカバー側から加わる圧力の大きさに応じて前記感圧反転板の反転作動部を前記アッパーカバーから離間した状態と当接した状態との間で反転動作させ、前記感圧反転板の反転動作を前記作動軸を介して前記スイッチケース内に設けたスイッチに伝達する高圧圧力スイッチにおいて、前記感圧反転板を構成する積層金属製薄板のうち前記作動軸の下端が当接される側の少なくとも１枚の金属製薄板の孔をあけ、該孔あけ金属製薄板に当たらないように該孔を通じ前記作動軸の下端を前記孔を通じ孔なし金属製薄板に当接するようにしたことを特徴としている。
【００１８】
【作用】
上記構成において、金属製薄板を積層して形成した圧力応動板の感圧反転板の反転作動部がアッパーカバーから離間した状態と当接した状態との間で反転動作し、この反転動作の繰り返しよってアッパーカバーに対して繰り返し当接される作動軸が当接される側の金属製薄板がへたって浮き上がることがあっても、作動軸の下端が当接される側の少なくとも１枚の金属製薄板に孔があけられ、孔あけ金属製薄板に当たらないようにこの孔を通じ作動軸の下端を孔なし金属製薄板に当接させるようにしているので、孔あき金属製薄板の浮きは作動軸の位置に影響を及ぼすことがなくなっている。
【００１９】
また、上記構成により、十分な耐圧構造を有していて高い圧力状態における正確な動作を保持することが可能であり、しかもこれを小型に構成することができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明による高圧圧力スイッチの一実施例を示す断面図であり、同図において、図４について上述した従来のものと同等の部分には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。図１に示す本発明により成された高圧圧力スイッチは、感圧反転板４ａを構成している金属製薄板のうちの作動軸５側の２枚に、作動軸５の径よりも僅かに大きな径の孔４１があけられている以外、図４のものと同一である。
【００２１】
上述した構成において、スイッチ本体筒１の一側に耐圧壁２を介して設けた接続筒３の流体導入孔３ａを通じて、流体圧力が感圧反転板４ａの反転作動部４ａ1 にロアーカバー４ｃ側から図２（ａ）に矢印で示すように加わり、その圧力が所定の作動圧力以上になると、感圧反転板４ａの反転作動部４ａ1 はこの圧力に負けて一瞬のうちに（ｂ）に示すように、その上面がアッパーカバー４ｂの下面に当接するような状態に反転する。このような状態で、感圧反転板４ａの反転作動部４1 には図２（ａ）の状態に復元する復元力が働いており、感圧反転板４ａの反転作動部４ａ1 に加わっている流体圧力が所定以下に低下すると、感圧反転板４ａの反転作動部４ａ1 が再反転して図２（ａ）の状態に復元するようになる。
【００２２】
上述のように圧力応動板４の感圧反転板４ａが所定以上の流体圧力の作用によって図２（ａ）から（ｂ）に示すように反転すると、これによって作動軸５を上昇させてスイッチ１４をオフさせ、作動圧力以下に低下すると（ｂ）から（ａ）に復元し、これによって作動軸５が下降してスイッチ１４がオンするようになる。そして、感圧反転板４ａの反転動作が例えば２００万〜３００万回繰り返されると、図２（ｃ）に示すように、感圧反転板４ａを構成している金属製薄板のうちの作動軸５側の２枚が浮き上がるが、作動軸５の下端が当接されている３枚目の金属製薄板には浮きはほとんど現れない。浮いている２枚の金属製薄板には孔４１があけられ、作動軸５の下端は３枚目の金属製薄板に当接されているので、作動軸５は図２（ａ）に示す当初の基準面の高さ位置に保たれるようになり、反転動作が２００万〜３００万回と繰り返されてもスイッチ１４は正常に機能することができる。
【００２３】
上述のように金属製薄板に孔をあけた場合の感圧反転板４ａの上昇側作動圧（kgf/cm2 ）、下降側作動圧（kgf/cm2 ）及び圧力差（DIFF）を、孔有り金属製薄板の枚数が０、１及び２枚の各ケースについて示すと下表に示すようになり、表からは孔をあけることによって、金属製薄板のバネ力が小さくなって上昇側作動圧が低くなるが、下降側作動圧にはそれほどの低下がなく、結果として圧力差（DIFF）が小さくなることがわかる。よって、実際の使用に当たってはこれらを考慮して金属製薄板の枚数、孔あき金属製薄板の枚数などを選択すればよい。
【表１】
0003717537.tif 000002
【００２４】
また、感圧反転板４ａの反転動作が０回のときに作動軸５の下端が当接される金属製薄板の面を基準面として、その反転動作の回数に応じて変化する基準面の上昇値を、孔あき枚数０と２の場合についてプロットすると、図３のグラフに示すようになった。グラフから明らかなように、反転回数５００万回付近では、孔あき枚数２のときの上昇値は孔なし枚数０のときの約１／３になっている。
【００２５】
なお、上述した実施例では、孔なし金属製薄板を１８枚、孔あき金属製薄板を２枚により構成した感圧反転板４ａの例を示したが、本発明はこれに限らず、他の枚数の組合せも有効に使用することができる。いずれにしても、反転動作によってへたって浮きを生じる、作動軸の下端が当接される側の金属製薄板の少なくとも１枚に孔をあけることによって、この金属製薄板の浮き分作動軸の上昇を防ぐことができるようになる。
【００２６】
なお、図示の高圧圧力スイッチは常閉スイッチとなっているが、常開スイッチとして構成するができることは明らかである。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、作動軸の下端が当接される側の少なくとも１枚の金属製薄板に孔をあけ、この孔を通じ作動軸の下端を孔なし金属製薄板に当接させるようにし、金属製薄板のうちの作動軸側のものにへたりが生じても、孔あき金属製薄板の浮きが作動軸の位置に影響を及ぼさないようにしているので、スイッチの機能が正常に保たれて長寿命化が図られ、また十分な耐圧構造を有していて高い圧力状態における正確な動作を保持することが可能であり、しかもこれを小型に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高圧圧力スイッチの一実施例を示す断面図である。
【図２】図１の一部分を拡大した作用を説明するための断面図である。
【図３】本発明の効果を従来技術と比較して示すグラフである。
【図４】従来の高圧圧力スイッチの一例を示す断面図である。
【図５】図４中の金属製薄板を示す平面図である。
【図６】図４の一部分を拡大した従来の問題点を説明するための断面図である。
【図７】図４の高圧圧力スイッチのスイッチング動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１          スイッチ本体筒
２          耐圧壁
３          接続筒
３ａ        流体導入孔
４          圧力応動板
４１        孔
４ａ        感圧反転板
４ｂ        アッパーカバー
４ｂ1       貫通孔
４ｃ        ロアーカバー
４ｃ1       貫通孔
５          作動軸
６          耐圧補強板
６ａ        貫通孔
６ｄ        厚肉補強部
７          スイッチケース
１４        スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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