JPH02165529A - 圧力スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は圧力スイッチ、特に、車両のタイヤ内圧の減圧
警報装置のセンサーに用いるに好適な圧力スイッチに関
するものである。

（従来の技術） この種タイヤ内圧の減圧警報装置のセンサーに用いられ
る圧力スイッチは、第５図に示すように構成する。即ち
、ダイアフラム１及び一方の接点２が先端に取付けられ
た接点棒３を支持体４に取付けて逆圧室５を形成した後
に、逆圧封入口６から逆圧室５内に規定の圧力、通常タ
イヤ内圧とほぼ同一、例えば２　、５　ｋｇ／　ｃｒａ
″の圧力になるまでガスを封入した後、鋼球７により封
入口６を封鎖して溶接する。次いで前記接点棒３及び支
持体４を６角ナツトを兼用する匣体８内に固着し、内部
にエポキシ樹脂９を充填する。次いで匣体８に発振コイ
ル又は共振コイル９及びコンデンサＩＯを収納する匣体
１１をＯ−リング１２を介して螺青する。コイル９は磁
性体のコア１３に巻装する。

（発明が解決しようとする課り しかし、この場合にはダイアフラムｌと支持体４との溶
接部１４にピンホールが生じ易く、ここから樹脂９を通
し、又は匣体８の側壁１５を通してガスがリークしやす
くなる。この側壁１５にはＯリング！２を２箇所に設け
ているが０リング１２によるシールは不充分である。又
、逆圧室５内の容積が微小のため、僅かなリークでも圧
力の低下は太き（なる。

更に、ダイアフラムｌで圧力差の検出能力を高めるため
にはダイアフラムｌの直径を大きくせざるを得ず、従っ
て、ダイアフラムＩの直径を１５ｍｍ＋〜２０ＩＩＩＩ
ｌとすると、側壁１５の表面に設けられたネジ部の直径
は３０ＩＩＩＩＩ〜３５ｆｆｉ１１を越える大きなもの
となる。

又、逆圧室５の圧力低下と相俟って製作後のタイヤ内圧
低下の検出精度は徐々に低下する。即ち、タイヤ空気圧
が、例えば、正規の内圧で２．５ｋｇ／ｃｍ″であれば
逆圧室５のガス圧もほぼ同一の２．５ｋｇ　／　ｃｒｒ
ｒ　”であり、接点２はダイアフラム１に常時接触して
いる。タイヤの内圧が０．５ｋｇ／ｃｍ”低下したとき
接点２が外れ、スイッチオフになり、池の回路と併用で
警報を出すように設定しているものとすると、ダイアフ
ラムｌの動作圧が２　、０　ｋｇ／ｃｍ　’であるとき
、逆圧室５の圧力が０．５ｋｇ／ｃｍ”低下すればタイ
ヤ内圧が１．５ｋｇ／ｃｍ″まで低下しないとスイッチ
がオフ状態とはならず、警報を発しない不都合が生じる
ようになる。

かかる欠点を除去するため、即ち、検出能力の経時変化
を押さえるため、又、小型、軽量、廉価を目的とするも
のとして第６図に示すような圧力スイッチが開発されて
いる。即ち、段付きの匣体２０の底面にダイアフラム２
１をカップ状に伏せて嵌合しかつ半田付けして気密室を
構成し、ダイアフラム２１の中央部に接点２２を設けた
後、中央部に雌ネジブツシュ２３を介して調整自在のネ
ジ式接点棒２４が固着されたセラミック製の接点棒支持
板２５を嵌合して固着し逆圧室に相当する気密室２６を
画成し、支持板２５の上にエポキシ樹脂２７を充填して
圧力スイッチを構成している。第５図に示す圧力スイッ
チでは大気圧より高いタイヤ内圧と同一のガス圧を有す
る逆圧室を設けたことによる不具合があったので、第６
図の圧力スイッチでは逆圧室、即ち、気密室２６は大気
圧と同一の圧力としている。

史に、雰囲気温度の高低変化で逆圧家相当部の空気の膨
張（圧力増加）及び縮小（圧力減少）による空気の流出
、流入を抑制すべく、接点棒２３の支持板２５上部にエ
ポキシ等の樹脂を注入固化させているが、特に圧力スイ
ッチ製作時よりも高温になったとき、気密室２６内の膨
張した空気がリークし、結局低温ないし常温になると、
大気圧以下となり、検出精度が低下する。

かように、従来の圧力スイッチでは、気密室又は逆圧室
に気体を封入して適切な逆圧を得、スイッチ圧力が絶対
温度にほぼ比例するようにしようとしても、エポキシ樹
脂のカバー材を通して気体が外部に漏れるため、長期に
亘りスイッチ圧−温度特性を一様に保つことができない
。

又、タイヤ内圧の減圧警報装置に使用するには大きさの
小さいほうが望ましいが１つのダイアフラムでは変位が
少な（、左程小型化することはできμい。

更に、ダイアフラムは連続的な厚さで供給されないため
、任意のスイッチ圧特性を得ることができない。

本発明は上述した欠点を除去し、温度変化に左右されず
、高精度の小型の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） 本発明圧力スイッチは、ハーメチックシール可能な基板
３０と、この基板３０に取付けられベローズ及びダイア
フラムの双方の特性を有し、一方の電気接点を構成する
導電性被膜が内面又は外面に施されたベロフラム３１と
、このベロフラム３１を囲んで設けられ気密室を画成す
る匡体３２と、前記ベロフラム３１のダイアフラム部３
３の中心に近接し、ベロフラム３１の内部又は外部に設
けられ他方の電気接点を構成する導電体３４とを具備し
、前記ベロフラム３１の内部又は外部にタイヤ内圧に対
する逆圧を加えるようにしたことを特徴とする。

本発明はベローズ及びダイアフラムの双方の特性を呈す
るベロフラムが開発されて変位を太き（取ることができ
、かつ、ハーメティック技術が進歩し、トランジスタ用
の取り付は基板を有効に使用して気体の完全な密封を行
うことができると言う事実をＪλとしてなしたものであ
る。

前記ベロフラム３１にはそのダイアフラム部３３の中心
にベロフラムの内方又は外方に突出する突起部３５を設
けてベロフラム接点、即ち、一方の電気接点を構成し得
るようにする。

又、前記ベロフラム３１には、そのダイアフラム部３３
の前記接点形成用突起３５とは反対側に追加の質量５５
を設けて圧力スイッチが遠心加速度にも感応し得るよう
にする。

かかるベロフラム３１の製造に際しては小型、軽量、高
精度の製品を得るために、以下に示すように電着法を用
いる。

まず最初に比較的低温度で溶融する金属、例えば、アル
ミニー−ムを用い、これに適宜の成型処理を施して所望
の寸法、形状のベロフラムの雌型又は雄型を準備する。

ベロフラム外部を接点とする場合には前記ベロフラム外
部形状を有する雌′ｔすを用い、これにまず最初厚さ１
〜３μｍに亘って金メッキ処理を施し、その後、この金
メッキ層の１−に、厚さ３０μｆｆ１−１００μｍに貰
って比較的高い融点をｆｒし、かつ、比較的硬質、高弾
性率を有し、耐食性に優れたニッケル等の金属のメッキ
処理を施す。

しかる後、雌型を溶融すると、所望のベロフラムを得る
ことができる。ベロフラムの内部を接点とする場合には
雄型を用いて上述した所と同様の過程でメッキ処理を施
して所望のベロフラムを得るようにする。この電着法を
用いれば、小型、軽量にして高精度、高信頼度のベロフ
ラムが得ることができる。

前記他方の電気接点を構成する導電体３４の接点面を平
坦面とする。

前記ベロフラム３１の内部又は外部に封入する気体の逆
圧はスイッチ圧が絶対温度にほぼ比例して変化し得るよ
うに調整する。

（作用） 前述したように、ベロフラム全体を高精度、高信頼度が
得られる電着法（メッキ法）によって造るため、任意の
スイッチ圧特性が得られるようにベロフラムと導電層戸
の合計の厚さを自由に調節することができ、従って小型
車用タイヤの低い圧力からトラック・バス用の高い圧力
まで同じ大きさのものに、上って造ることができる。

又、べＯ７−７ム３１を用いることにより小型化がｒｉ
Ｊ能であり、しかもダイアフラムの膜変位が大きくとれ
る。従って、スイッチ圧の精度を許しく向トさせること
ができる。

更に、トランジスタ用基体によるハーメティックシール
を行うことにより気体の封入（密封）が極めて容易さな
り、スイッチの温度特性が時間と共に変化しない。

又、ベロフラム３１のダイアフラム部３３の前記接点形
成用突起３５とは反対側に追加の質！Ｔｔ５５を設ける
ことにより遠心加速度にも感応させることができ、従っ
てタイヤ内圧の減圧警報装置に用いる場合には高速走行
時の検出感度を高めることができる。

（実施例） 第１図に示すように、本発明圧力スイッチでは、金属ベ
ース３０にベロフラム３１を例えば溶接等により固着し
て逆圧室３６を構成する。この金属ベース３０は例えば
トランジスタの取付は基板で構成し、ハーメティックシ
ールを簡単に行い得るようにする。ベロフラム３０のダ
イアフラム部３３にはその中央部に内方に突出する突出
部３５を一方の電気接点として設ける。又、このベロフ
ラム３１の外側には匣体３２を設け、これも金属ベース
３０に溶接等により固着して気密室３７を形成し得るよ
うにする。前記金属ベース３０にはその中央部に接点棒
３４を導電体としてベロフラム３１内に挿通し、その先
端の平坦面が前記突出部３５に近接して位置し得るよう
にする。この接点棒３４と金属ベース３０との間はガラ
スによるハーメティックシール３８を行う。更に、前記
金属ベース３０には逆圧送入バイブ３９を挿入しこれも
ガラスによるバーメチ°イックシールを行う。

この逆圧送入バイブ３９の遊端は前記逆圧室３６に所望
の圧力の気体を封入した後カシメて高温ハンダ４０を盛
って気密封止する。又、前記匣体３２の上方には車輪の
タイヤ内に連通ずる連通孔４Ｉを設ける。

かように構成した本発明圧力スイッチを車両のタイヤ内
圧の減圧警報装置に用いる場合には、第２図に示すよう
に、圧力スイッチの匣体３２の底面（第１図）を−Ｅ側
に向け、その上に磁性体より成るコア４５に巻装された
コイルと、抵抗４７と、コンデンサ４８とを載置し、圧
力スイッチとの電気的接続を行った後、エポキシ等の樹
脂５０で固形して圧力スイッチと発振器又は共振器とを
一体に構成する。

次に、本発明圧力スイッチの他の例を第３図につき説明
する。本例ではベロフラム３１を金属ベース３０に回行
しないで他の支持板５ｏに固着し、ベロフラム３０のダ
イアフラム部３３の突出部３３をベロフラム３０の外側
に設け、これを接点棒３４の先端の平坦面と接触可能と
する。又、ベロフラム３ｏの外側は金属ベース３０と匣
体３２とで囲んで気密室３７を形成し得るようにする。

本例ではベロフラム３０の内部の気密室３６を連通孔５
１を介して車両のタイヤ内に連通し得るようにする。

更に、本発明圧力スイッチの他の例を第４図につき説明
する。本例では金属ベース３０にベロフラム３１を第１
図につき説明した所と同様に固着し接点突出部３５もベ
ロフラム３１の内側に設けるが、このダイアフラム部３
３の前記突出部３５とは反対側に追加の質量５５を設け
る。かように追加の質量５５を設けることによりその遠
心加速度を利用して圧力調整を行うことができる。

一般に、車両は乗り心地を良くするために故意に規定値
以下の圧力で使用されることがある。タイヤ内圧の減圧
警報装置を具えている場合にはこのような故意の使用が
出来なくなる。本例によれハヘロフラム３Ｉに追加の質
量５５を設けることによりスイッチに遠心力特性を持た
せることができ、従って、低めの圧力使用から高速走行
に対応した高めの圧力使用まで一つの圧力スイッチで対
応させることかできる。

−に述したように構成した第１図に示す本発明圧力スイ
ッチの実際の数値例を以下に示す。

本発明圧力スイッチを乗用車の車輪に取り付ける場合を
例に取ると、タイヤの正規空気圧を２．５ｋｇ　／　ｃ
ｒａ　”とし、作動圧を２．５　ｋ−０，３ｋｇ／ｃｎ
＋″−２，２ｋｇ／ｃｍ″、最大公差上〇　、　Ｉ　ｋ
ｇ／ｃｍ’とする。この場合、使用する本発明ベロフラ
ム３１はそのベローズの高さ、即ち、前記金属ベース３
ｏからの高さは４ｍ＋ｙ＋、その最大外径、従ってダイ
アフラム３３の直径は７．５ｍｎ＋であり、ベロフラム
の金メッキ層の厚さはｌ　ｕｌ、ニッケルメッキ層の厚
さは６０μｍであった。

」−記数鎖側を前述し７た従来例の圧力スイッチの数値
例と比較すると明らかなように、本発明圧力スイッチは
著しく小４′！化することができた。

（発明の効果） −［−述したよう１−１本発明によれば、圧カスイ・ノ
チを小型化することができ、従ってタイヤバルブと同様
に圧力センサをリムに容易に取付けることができる。

又、タイヤは走行によって発熱したり、ブレーキ熱をう
けて温度が変化し、タイヤ内の密封圧が変化したりする
が、本発明によればこの変化に対応してスイッチ圧が変
化する圧力センサーを提供することができ、従って圧力
スイッチの検出精度を著しく向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧力スイッチの構成を示す断面図、 第２図は本発明圧力スイッチをタイヤ内圧の減圧警報装
置の共振器に設けると共に共振器の他の部品と共に一体
に構成した状態を示す断面図、第３図は本発明圧力スイ
ッチの他の例を示す断面図、 第４図は本発明圧力スイッチの変形例を示す断面図、 第５図は従来の圧力スイッチの一例の構成を示す断面図
、 第６図は従来の圧力スイッチの他の例の構成を示す断面
図である。 金属ヘース、３１　　・・・　ベロフラム匣体、　３３
　　・・・　ダイアフラム部接点棒、　３５　　・・・
　突出部 逆圧室（気密室）、３７　　・・・　気密室ガラスハー
メティックシール 逆圧送入バイブ ハンダ、　４１　　・・・　連通孔 コア＜ｍ性体）、４６　　・・・　コイル抵抗、　４８
　　・・・　コンデンサ エポキシ樹脂、　５ｏ　　・・・　支持体連通孔、　５
５　　・・・　追加の質量第４図 第１Ｎ タイヤ内置ハ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハーメチックシール可能な基板と、この基板に取付
   けられベローズ及びダイアフラムの双方の特性を有し、
   一方の電気接点を構成する導電性被膜が内面又は外面に
   施されたベロフラムと、このベロフラムを囲んで設けら
   れ気密室を画成する匡体と、前記ベロフラムのダイアフ
   ラム部の中心に近接し、ベロフラムの内部又は外部に設
   けられ他方の電気接点を構成する導電体とを具備し、前
   記ベロフラムの内部又は外部にタイヤ内圧に対する逆圧
   を加えるようにしたことを特徴とする圧力スイッチ。 ２、前記ベロフラムにはそのダイアフラム部の中心にベ
   ロフラムの内方又は外方に突出する突起部を設けるよう
   にしたことを特徴とする請求項１に記載の圧力スイッチ
   。 ３、前記ベロフラムには、そのダイアフラム部の前記接
   点形成用突起とは反対側に追加の質量を設けて遠心加速
   度にも感応し得るようにしたことを特徴とする請求項１
   に記載の圧力スイッチ。 ４、前記ベロフラムの内面又は外面に被着した導電膜を
   金メッキ層としたことを特徴とする請求項１に記載の圧
   力スイッチ ５、前記他方の電気接点を構成する導電体の接点面を平
   坦面としたことを特徴とする請求項１に記載の圧力スイ
   ッチ。 ６、前記ベロフラムの内部又は外部に封入する気体の逆
   圧はスイッチ圧が絶対温度にほぼ比例して変化するよう
   に調整することを特徴とする請求項１に記載の圧力スイ
   ッチ。 ７、前記ベロフラムは、比較的低融点の金属を用い、こ
   れに適宜の成型処理を施して所望の寸法及び形状のベロ
   フラムの雌型又は雄型を形成し、これら雌型又は雄型に
   厚さ１〜３μｍに亘って金メッキ処理を施し、その上に
   厚さ３０〜１００μｍに亘って比較的高融点、耐食性及
   び高弾性率を有する金属のメッキ処理を施し、その後、
   前記雌型又は雄型を溶融することによって製造するよう
   にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力ス
   イッチ。