(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間と該空間を外部空間に連通する開口と周囲に設けた立上部を有する本体と、内部に圧力スイッチ組立体を収容する空間を有し前記本体にかしめ固定されるスイッチケースと、前記本体とスイッチケースによって形成される内部空間を作動圧力空間と基準圧力空間に２分するダイヤフラムと、該ダイヤフラムと前記スイッチケースによって形成された基準圧力空間に配置された作動棒案内部材および前記ダイヤフラムに接する作動棒ならびに該作動棒によって開閉されるスイッチとから構成される圧力スイッチにおいて、
前記ダイヤフラムが、絞り加工された基準圧力空間側に突出する突出部とその周辺部に位置する平坦部を有し、作動圧力空間が所定の圧力となると突出部が逆方向に反転動作するものであり、
ダイヤフラム受部材の上面に前記ダイヤフラムを載置し、その上に前記ダイヤフラムの突出部の上方への突出量を規制し、かつ、中央部に開口を有するストッパを載置して周辺を押さえて周囲を溶接することによって、前記ダイヤフラムを支持部材に一体化し、このとき前記ダイヤフラムの突出部の上面が前記ストッパ下面の開口周囲に設けた段部を形成する稜線に当たって、前記ダイヤフラムの突出部と前記平坦部の境界線が下方に押し下げられるように構成することを特徴とする圧力スイッチ。
【請求項２】
前記ダイヤフラムが、周辺に設けた平坦部が該ダイヤフラムの突出部の上方への突出量を規制するストッパと前記ダイヤフラム受部材とに挾まれ、これらの周辺を溶接して一体化されていることを特徴とする請求項１記載の圧力スイッチ。
【請求項３】
作動圧力空間が負圧になると前記ダイヤフラムの突出部が急激に反転動作することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧力スイッチ。
【請求項４】
作動圧力空間が冷凍サイクルの圧縮機の吸い込み側に接続されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の圧力スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、冷凍サイクルに装備されて圧縮機の入力側の冷媒の圧力が負圧となったときに動作する圧力スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、冷凍サイクルの圧縮機の吸い込み側の圧力がなんらかの原因で負圧になった状態で運転を継続すると、圧縮機が焼き付くおそれがある。このような問題に対処するために、圧力スイッチを用いて圧縮機の吸い込み側の負圧を検出し、圧縮機の運転を停止させることが提案されている。
【０００３】
このような圧力スイッチは、合成樹脂製のダイヤフラムとコイルバネを用いて構成され、コイルバネの圧力を調整することによって所定の圧力で動作させるようにしており、圧力スイッチごとに圧力調整工程が必要なものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、任意の動作圧力を容易に得ることができ、圧力スイッチごとの圧力調整工程を必要としない圧力スイッチを提供することを目的とする。
【０００５】
【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、内部空間と該空間を外部空間に連通する開口と周囲に設けた立上部を有する本体と、内部に圧力スイッチ組立体を収容する空間を有し前記本体にかしめ固定されるスイッチケースと、前記本体とスイッチケースによって形成される内部空間を作動圧力空間と基準圧力空間に２分するダイヤフラムと、該ダイヤフラムと前記スイッチケースによって形成された基準圧力空間に配置された作動棒案内部材および前記ダイヤフラムに接する作動棒ならびに該作動棒によって開閉されるスイッチとから構成される圧力スイッチにおいて、前記ダイヤフラムが、絞り加工された基準圧力空間側に突出する突出部とその周辺部に位置する平坦部を有し、作動圧力空間が所定の圧力となると突出部が逆方向に反転動作するものであり、
ダイヤフラム受部材の上面に前記ダイヤフラムを載置し、その上に前記ダイヤフラムの突出部の上方への突出量を規制し、かつ、中央部に開口を有するストッパを載置して周辺を押さえて周囲を溶接することによって、前記ダイヤフラムを支持部材に一体化し、このとき前記ダイヤフラムの突出部の上面が前記ストッパ下面の開口周囲に設けた段部を形成する稜線に当たって、前記ダイヤフラムの突出部と前記平坦部の境界線が下方に押し下げられるように構成することを特徴とする圧力スイッチである。
【０００６】
本発明は、上記圧力スイッチにおいて、前記ダイヤフラムが、周辺に設けた平坦部が該ダイヤフラムの突出部の上方への突出量を規制するストッパと前記ダイヤフラム受部材とに挾まれ、これらの周辺を溶接して一体化して構成した。
【０００７】
本発明は、上記圧力スイッチにおいて、ストッパの下面に設けた段部を形成する稜線がダイヤフラムの突出部の上面に接してダイヤフラムの突出部と平坦部の境界線を下方に押し下げるように構成した。
【０００８】
本発明は、上記圧力スイッチにおいて、作動圧力空間が負圧になるとダイヤフラムの突出部が急激に反転動作するように構成した。
さらに、本発明は、上記圧力スイッチにおいて、作動圧力空間を冷凍サイクルの圧縮機の吸い込み側に接続した。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態にかかる、圧力スイッチの構造を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる圧力スイッチの通常の状態を示す縦断面図であり、図２は、作動圧力空間が負圧となった状態での縦断面図であり、図３および図４は、ダイヤフラムの変形の態様を模式的に説明する拡大断面図である。
【００１０】
圧力スイッチ１は、本体１０と、スイッチケース２０と、ダイヤフラム３０と、ダイヤフラム支持部材４０と、作動棒案内部材５０と、スイッチ６０とを有して構成される。
【００１１】
本体１０は、例えば、アルミニウムを用いて形成される。本体１０は、下部に垂下部１１を有し、内部にスイッチ組立体を収容する空間と、周囲に立上部１４を有する容器として構成される。
空間には、作動棒案内部材５０の底面５３を受ける案内部材受面１５と、ダイヤフラム支持部材４０を受ける支持部材受面１６と、Ｏリングを受けるＯリング受面１７と、底面１８が設けられている。
【００１２】
底面１８には、例えば冷媒の配管に連通する貫通孔１２が設けられ、内部空間を冷媒配管に連通させている。
立上部１４の上端は肉薄に形成され、かしめ部として機能する。
【００１３】
スイッチケース２０は、フェノール樹脂などの絶縁性物質を用いて形成され、本体部分２１と、ソケット部２２と、かしめ受部２３と、当り面２４と、ターミナル引出孔２５とを有している。
本体部分２１には、下方内側にスイッチを収容する空間が形成され、空間と外部とはターミナル引出孔２５を介して外部空間と連通している。
本体部分２１の外周下面に平坦な当り面２４が形成され、後述する作動棒案内部材５０の上面に載置されて、かしめ受部２３に本体１０の立上部１４をかしめて、本体１０と案内部材５０とスイッチケース２０が一体に固定されている。
【００１４】
ダイヤフラム３０は、例えば、厚み０．１ｍｍのステンレススチールを用いて形成され、薄い円板形状を有している。さらに、ダイヤフラム３０は、しぼり加工されて一方側に０．１ｍｍ程度の突出部３２が設けられるとともに、周辺には平坦部３３が形成されている。さらに、ダイヤフラム３０は、平坦部３３と突出部３２との境界線３１を有している。
このダイヤフラム３０は、作動圧力空間に加えられる圧力が基準圧力空間に加えられる圧力より低い所定の圧力、例えば負圧になったときに急速に反転するように構成されている。
【００１５】
ダイヤフラム支持部材４０は、例えばステンレススチールを用いて形成されるストッパ４１と例えばステンレススチールを用いて形成されるダイヤフラム受部材４５とでダイヤフラム３０を挾んで構成され、その周囲をアーク溶接して一体化している。
ストッパ４１は、中央部に開口４２を有しており、下面に断部が設けられ、段部の立上部に円形の稜線４３を有している。
ダイヤフラム受部材４５は、扁平な環状に形成され上面内側に円形の稜線４６を有している。
【００１６】
動作棒案内部材５０は、例えばフェノール樹脂を用いて形成され、中心部に作動棒が挿入される案内孔５１を有するほぼ円板状に形成される。この案内孔５１の周囲には立上部５２が形成され作動棒の案内距離を大きくしている。
【００１７】
スイッチケース２０の内部空間に配置されるスイッチ６０は、固定接点６１とスイッチレバー６３の先端に取り付けられた可動接点６２とから構成され、スイッチレバー６３の根本は、スイッチケース２０のターミナル引出孔２５に挿入固定された銅からなるターミナル６５の根本６６にかしめまたは溶接等によって固定されている。
固定接点６１は、銅製のターミナル６１３に固定された銅製の支持材６１２上に固定された銀合金からなるコンタクト６１１から構成される。ターミナル６１３は、スイッチケース２０に固定されている。
可動接点６２は、例えばベリリウム−銅合金製のスイッチレバー６３の先端に設けた開口に固定された銅製の支持材６２２上に固定された銀合金製のコンタクト６２１から構成される。
【００１８】
ターミナル６５が挿入されるターミナル引出孔２５は、大気圧を内部空間に導入して基準圧力空間とする機能を有している。
【００１９】
ダイヤフラム受部材４５の上面にダイヤフラム３０を載置し、その上にストッパ４１を載置して周辺を押さえて周囲を溶接することによって、ダイヤフラムを支持部材４０に一体化する。このときダイヤフラム３０の突出部３２の上面がストッパ４１の稜線４３に当って、図３に示すように境界線３１が下方に押し下げられる。
ダイヤフラム３０の材質と厚みと突出部３２の高さと境界線３１の位置、およびストッパ４１の稜線４３の位置、ならびに受部材４５の稜線４６の位置の組合せによって、ダイヤフラムを反転させる圧力および反転したダイヤフラムを元に戻す圧力を任意に一意的に設定することができ、圧力スイッチ組立時に作動圧力を調整する工程を省略することができる。
【００２０】
これらの部材を用いて圧力スイッチを組み立てる工程を説明する。
ダイヤフラム支持部材４０に一体化されたダイヤフラム３０を、本体１０のＯリング受面１７上に配置したＯリング７１と支持部材受面１６上に載置する。
次いで、作動棒案内部材５０を本体１０の案内部材受面１５上に配置し、案内孔５１に作動棒５５を挿入する。
その後、スイッチを組み立てたスイッチケース２０を作動棒案内部材５０上に載置し、本体１０の立上部１４をかしめて、本体１０とスイッチケース２０を一体化して、ダイヤフラム３０によって内部空間が作動圧力空間１３と基準圧力空間２６に分けられた圧力スイッチ１を構成する。
【００２１】
図１および図３に示すように、この圧力スイッチ１は、通常の状態ではダイヤフラム３０が基準圧力空間２６側に突出しており、ダイヤフラム３０の突出部３２の上面に接した動作棒５５は、スイッチレバー６３を押し上げ、スイッチ６０をオフとしている。
例えば、冷媒回路の圧縮機の吸い込み側の圧力がなんらかの原因で負圧になると、ダイヤフラム３０は大気圧によって反転し、図２および図４に示すように、作動圧力空間１３側に突出し、作動棒５５は下方に降下し、スイッチ６０のスイッチレバー６３を押し上げる力が解除され、可動接点６２が固定接点６１に接してスイッチ６０がオンとなり、作動圧力空間が負圧となった信号を出力する。
【００２２】
以上の説明では、基準圧力空間を大気に連通させた例を説明したが、基準圧力空間２６を密閉し、所定の圧力に維持することによって、大気圧の変動の影響を除いた圧力スイッチとすることができる。
【００２３】
また、本発明の圧力スイッチは、スイッチ６０の固定接点６１と可動接点６２の配置を逆にすることによって、圧力が減少したときにオフとなる圧力スイッチとすることができる。
【００２４】
さらに、本発明のスイッチは、ダイヤフラムなどの形状を変更することによって、負圧で動作する以外に、作動圧力空間の圧力が減少したときに動作する圧力スイッチとすることができる。
【００２５】
加えて、本発明の圧力スイッチは、冷凍サイクルの圧縮機の吸い込み側の負圧の検出以外に、任意の空間の圧力の低下の検出にも用いることができる。
【００２６】
さらにまた、上記の実施の形態にかかる圧力スイッチでは、ダイヤフラム支持部材４０とダイヤフラム３０とダイヤフラム受け部材４５の周囲を溶接するときに溶接の開始点と終了点とは２度溶接されることとなり、真円が確保できなくなるおそれがあり、ハウジング１０内に組み込むときにダイヤフラム３０の心出しが正確になされなくなるおそれが考えられる。このことは作動棒５５がダイヤフラム３０の中心に位置しなくなり、動作圧力に誤差を生じるおそれが考えられる。
また、ダイヤフラム支持部材４０とダイヤフラム３０とダイヤフラム受け部材４５の周囲を溶接すると周壁の上下端部に突出部を生じるおそれがある。このような突出部が生じると、組立体を本体１０のダイヤフラム受部材受面１６に支持する個所および組立体上に作動棒案内部材５０を載置する個所に間隙が形成され、正確なスイッチングが行われなくなるおそれが考えられる。
【００２７】
このような問題点を解決する本発明の第２の実施の形態にかかる圧力スイッチの構造を、図５を用いて説明する。
この実施の形態にかかる圧力スイッチは、第１の実施の形態にかかる圧力スイッチに比較して、
▲１▼  ダイヤフラム支持部材４０の周囲上面に一段下がった段部４５を、ダイヤフラム受部材４５の周囲下面に一段上がった段部４９を設けた点、
▲２▼  ダイヤフラム受部材４５の形状を、稜線４６から斜め下方に垂れ下がる立下部４７とその先端部付近をダイヤフラム支持部材４１と平行にした部分に開口４８を有する底の中心部が抜けた皿状とした点、
▲３▼  本体１０の底面１８の貫通孔１２が開口する周囲に突起１９を設け、ダイヤフラム受部材４５に設けた開口４８を案内して嵌め合わせるようにした点、
▲４▼  作動棒案内部材５０を、ダイヤフラム支持部材４０とダイヤフラム３０とダイヤフラム受部材４５の組立体を介して本体１０のダイヤフラム受材受面１７で支持するようにし、本体１０の案内部材受面１５には案内部材５０が支持されないようにした点、
▲５▼ダイヤフラム支持部材４０とダイヤフラム３０とダイヤフラム受部材４５の組立体の周囲と、この組立体を収容する本体１０の間に間隙２を設けた点、
▲６▼作動棒案内部材５０の周囲の上縁部に傾斜した面５４を設けＯリング７２を受けて、本体１０と基準圧力空間２６との間の気密性を高めた点、
の６点で相違している。
その他の点では、第１の実施の形態にかかる圧力スイッチと第２の実施の形態にかかる圧力スイッチの構造は、同様であり、同一部分には図１〜図４と同一の符号を附している。
【００２８】
このような構成とすることによって、ダイヤフラム支持部材４０とダイヤフラム３０とダイヤフラム受部材４５の周囲を溶接したときに、周囲の上下端部に突起ができたとしても、作動圧力空間１３と基準圧力空間２６との間の気密を確実に保持することができると共に動作寸法を適正に確保でき、圧力スイッチを正確に動作させることができる。また、ダイヤフラム支持部材４０とダイヤフラム３０とダイヤフラム受部材４５の組立体は、ダイヤフラム受部材４５の開口４８が、本体１０に設けた案内突起１９の周囲の案内面１９１に案内されて位置決めされるので、ダイヤフラム３０の中心を正確に本体１０の中心部に位置させることができ、ダイヤフラムの中心に作動棒５５を位置させることができる。
【００２９】
この実施の形態では、ダイヤフラム支持部材４０とダイヤフラム３０とダイヤフラム受部材４５を溶接したときに生じる突起の影響を亡くすために、ダイヤフラム支持部材４０とダイヤフラム受部材４５の周縁部に段部４４，４９を設けたが、図６に示すように、組立体の周囲の形状を第１の実施の形態と同様にするとともに、組立体の周縁部に対応する作動棒案内部材５０の下面とダイヤフラム受部材受面１６に、組立体の周縁部に生じる突起の当たりを逃げる環状の溝５６，１６１を設けても良い。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、任意の動作圧力を容易に得ることができ、圧力スイッチごとの圧力調整工程を必要としない圧力スイッチを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる圧力スイッチの通常の構造および形状を示す断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる圧力スイッチの動作時の構造および形状を示す断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる圧力スイッチの通常のダイヤフラムの形状を模式的に示す部分拡大断面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態にかかる圧力スイッチの動作時のダイヤフラムの形状を模式的に示す部分拡大断面図。
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかる圧力スイッチの通常の構造および形状を示す断面図。
【図６】本発明の第２の実施の形態にかかる圧力スイッチの他の形状を模式的に示す部分拡大断面図。
【符号の説明】
１  圧力スイッチ
２  間隙
１０  本体
１１  垂下部
１２  貫通孔
１３  作動圧力空間
１４  立上部
１５  案内部材受面
１６  支持部材受面
１６１  環状溝
１７  Ｏリング受面
１８  底面
１９  案内突起
１９１  案内面
２０  スイッチケース
２１  本体部分
２２  ソケット部
２３  かしめ受部
２４  当り面
２５  ターミナル引出孔
２６  基準圧力空間
３０  ダイヤフラム
３１  境界線
３２  突出部
３３  平坦部
４０  ダイヤフラム支持部材
４１  ストッパ
４２  開口
４３  稜線
４４  段部
４５  ダイヤフラム受部材
４６  稜線
４７  立下部
４８  開口
４９  段部
５０  作動棒案内部材
５１  作動棒案内孔
５２  立上部
５３  底面
５４  Ｏリング受斜面
５５  作動棒
５６  環状溝
６０  スイッチ
６１  固定接点
６２  可動接点
６３  スイッチレバー
６５  ターミナル
６６  ターミナルの根本
７１  Ｏリング
７２  Ｏリング
【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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