JPH0224929A - 冷媒流体圧力スイッチ - 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〕 本発明は冷凍システムの電気的回路の開閉に用いる圧力
スイッチの改良に関するものである。

〔従来の技術〕

冷凍システムにおいて、その冷凍システム内の圧力が異
常値になるとシステム保護のためその主要機器たとえば
圧縮機の電源を切ることを目的とする圧力スイッチが一
般ｌこ用いられている。

これ等の圧力スイッチのうちある一定圧力以下において
はスイッチ−オフＪこする低圧カットオフ、ある一定圧
力以上はスイッチをオフにする高圧カットオフスイッチ
はほとんどすべての冷凍システムに用いられ、上記機能
を２機能、３機能複合したものもまた使用されている。

これ等のスイッチのうち第２図は低圧カットオフスイッ
チである。圧力媒体とスイッチ機構を内蔵するスイッチ
ケース内部を可撓性を有するポリイミドフィルムなどの
ダイヤフラムＩで区分し、ダイヤフラムを圧力媒体に対
して、圧力伝達素子２を介して上方に付勢するバイアス
ばね３を用い、圧力室側の圧力が一定圧以上になるとス
イッチの可動接点４と固定接点５が接続され、一定圧以
下ｌこなるとこの接続が断たれる構造になっている。

従来のこの種のスイッチの最大の欠点は冷凍システム内
の冷媒の多くはポリイミドフィルムなどのプラスチク膜
に対して透過性があシ、このため特に透過性の小さいＲ
１２を用いる冷凍システムにはゾ用途が限られていた。

Ｒ１２以外の冷媒を用いる冷凍システムに対しては第３
図１こ示す金属ダイヤフラム１０の周辺部を溶接したス
イッチが用いられて来た。

第３図に示すスイッチは高圧カットオフスイッチであシ
、このようなスイッチ１ｃＦｉ、その圧力による形態変
更がスナップ作用であるため、有効な特性を示すがスイ
ッチの開閉圧力差の小さくかつダイヤフラムに働く圧力
の小さい低圧カットオフ、スイッチ用としてＬ−旦製作
した後のキヤリプレーシ四ン工程をいれたシわされさ圧
力調整用スプリングを内蔵させるなどの製作上の困難さ
をともなっていた。

ところで、近年フロンガス規制が製造量・販売量ともに
画際的に実施されることになｊＤ、Ｒ１２はオゾン層破
壊に関与するものとして規制対象となった。一方、Ｒ２
２は規制外である。従って冷凍システムの冷媒はＲ１２
からＲ２２への移行またはＲ１２の代替冷凍例えばＲ１
３４＆の使用ｌこ向うかＲ１２を使用する場合はそのろ
うえいがきびしく規制されることになろう。

そこでプラスチクフィルムダイヤフラムの使用について
は何等かの改善を施さなければならない。

ガス透過性を改善する方法としては金属フィルムとプラ
スチクフィルムを積層する技術思想は、本発明者等によ
って提案され、これは本発明とは別に開示されている。

ガス透過性を改善するため金属フィルムｔこよってガス
透過を防ぎダイヤフラムの変形応力はプラスチク１こ受
けもたせるというのが上記技術思想の基本であるが、そ
れを実施する（こあたシ特に問題となるのは、ダイヤフ
ラムをスイッチを構成するハウジング及びスイッチケー
スと一体化する部分の構造である。

すなわちこれ等の一体化構造がガス透過性と〈シ返し変
形をするダイヤフラムの耐久性の最弱点となっているか
らである。

従来のプラスチクダイヤフラムのみをシールしていたと
きの上記一体化の構造は第２図（こ示すものであった。

すなわちスイッチケース６の上頂面（実際には円環状の
部分）にダイヤフラムＩの周辺をのせ、ハウジングの内
側壁とハウジングの肩部およびダイヤフラム表面で形成
する空間内にＯリングガスケットＧを挿入してハウジン
グ７の下部端をスイッチケース外側面にかしめて固定す
るという方法をとった。

〔発明が解決しようとする課題〕

この方法をそのまま金属膜とグラスチク膜との重ねあわ
せダイヤフラムを使用する場合ｊこ用いると、プラスチ
クダイヤフラム周辺部とスイッチケース上端円環表面の
ずれ、プラスチクダイヤフラムＩと金属ダイヤフラムの
ずれ、０リング力スケツトの位置ずれなどの不安定要素
が多くガス透過性やダイヤフラムの耐久性に好ましくな
い結果を与える。またガスケットが挿入され圧縮される
空間を規定する寸法はもとのガスケットの厚みに対して
第２図に示すような寸法Ｂ、（ダイヤフラム厚み）Ｃ，
Ｄがあシ、要素が３つあるため圧縮代のバラツキ原因と
なる。スイッチ全体の組み込みに際しても上記のように
主要部品間のズレを排除しなげれば目的とする気密シー
ルが保持できない。本発明は上記の諸問題を解決するた
め次の手段をとる。

〔課題を解決するための手段〕

感圧スイッチの圧力導入部とスイッチ機構内蔵部を隔離
するダイヤフラムを圧力流体側に金属薄膜、スイッチ機
構内蔵部側１こプラスチク薄膜を配置するように構成し
、ダイヤフラムとハウジングとスイッチケースを組みつ
ける部分は、スイッチケース上端部に外周立ち上り部と
、その内周側に平担な棚部を設げ、棚部にプラスチクダ
イヤフラムの周辺部を置きそのプラスチク表面のスイッ
チケースと接しない側（ζ金属ダイヤフラムを置き、底
面をダイヤフラム金属表面、側面をスイッチケースの上
端外周立ち上）部、及び頂面をハウジングｌこよって形
成される空間部にリング状ガスケットを挿入しハウジン
グ部の下端面をスイッチケース外側面にかしめつけるこ
と１こよって一体化する。

なお望ましくは一体化を行なう際スイッチケース部の内
蔵諸部品を下方から組みつげ、その後１こダイヤフラム
をプラスチク薄膜、金属薄膜、順序でスイッチケース上
端棚部に置き、その周辺部にリング状ガスケットを置き
最後ｌこハウジングをその上に置いてハウジング下端部
をかしめる方法で製造する。

〔作用〕

圧力導入室とスイッチ等の内機部品を組み込んだ部分と
は金属ダイヤフラムとプラスチクダイヤフラムの＠層ダ
イヤフラムで仕切られ通常の意味でのガス透過性のない
構造となっている。またダイヤフラム周辺部のシール構
造はスイッチケース上端部が外周部に立上り壁とその対
面のハウジング壁および底面金属薄膜で構成される空間
が、０リングガスケツトの圧縮挿入部分になるためこの
部分を通してのガスの透過はガス透過径路が非常に長く
なりほとんど透過の可能性がない。

しかもガスケット内蔵空間の形状が単Ｎ！１こなったた
め圧縮代を現定する寸法はＸ、Ｙの二要素に減じ圧縮代
のばらつきが小さくなる。

このようにして本発明圧力スイッチはガス透過がない状
況のもとで、流体圧がある一定圧力になるとダイヤフラ
ムがバイアスばねの抗力に抗して変形し圧力伝達素子を
下方Ｊこ押し、ターミナルＪこ設けられた接点と圧力伝
達素子の下面ζこ設けられた接点が接続しスイッチオン
となる。一方圧力が低下すると圧力伝達素子はバイアス
ばねの力によって上に押しあげられ上記ターミナルに設
けられた接点と圧力伝達素子に設けられた接点は離間す
る。

〔実施例〕

第１図１こよって本発明の望ましい一実施例を説明する
。

この実施例は流体圧力が２．１〜／７（ゲージ圧）正こ
到達したとき電気回路をオンにしそれより高い流体圧力
の状態下では電気回路をオンの１まに保ち、逆ｉこ流体
圧力が２．　Ｏｋｇ７ｃｄ　（ゲージ圧）！こ低下した
とき電気回路をオフにし、再び流体圧力が２．１　ｋＶ
ａｒＩ（ゲージ圧）Ｊこ到達するまでは電気回路をオフ
に保つような機能を目的としたものである。通常冷凍シ
ステムの低圧カットオフ保護スイッチとしての用途を有
する。

本実施例においてスイッチの外枠部分は亜鉛りロメート
メッキを施し九ノ葛つジングＩＩをスイッチケースｒｘ
ｌこかしめることにより構成するスイッチケースＩ２の
圧力流体導入空間とは逆の面すなわち第１図の状況では
底面にあたる部分に調節ねじＩ３をねじ込む。この調整
ねじＩ３はバイアススプリング１４の圧縮長さを調整し
上記電気回路の開閉圧力の設定を行なう際に用いる。調
節ねじＩ３に接する金属製のばねおさえ部品Ｉ５および
バイアススプリングＺ４をスイッチケースＩ２に設けら
れた下部空洞部に配置する。このバイアススプリングは
、スイッチケーズ上部空洞部に配置した部品から伝達さ
れる流体圧力による力に抗して、望ましい設定点でスイ
ッチの開閉が行なわれるように上記諸部品を上方に付勢
する力を与える。

このバイアスばねの長さはターミナル上端曲げ部分１６
．１６＆に対する後述するばねうげ材の変位制限と調節
ねじｚｓによって設定可能になっている。

ばねの上方正こけばねとその下面で組み合うばねうげ材
Ｚ７を置く。ばねうけ材は圧力伝達素子Ｉ８と組み合い
、圧力伝達素子による下方への力とバイアスばねの上方
への力がつシあった位置ｌこ止まる。ただしその上方へ
の変位はターミナル１９．２０の上端曲は部分１６，１
６１４こよって制限をうける。前記ターミナル１９．２
０をスイッチケースの貫通孔に通す、ターミナル対の上
端はほぼ直角に内側に曲げてスイッチケースの上部空間
に設けられた第１の棚部２Ｉに固定する。

ターミナルの上端曲げ部１６．１６＊の上表面は本発明
圧力スイッチの固定接点となる。ターミナルの上方のス
イッチケース１２の上部空洞部に、圧力伝達素子Ｉ８を
配置する。

この圧力伝達素子の下部金属部分２２＃′ｉ圧力伝達素
子と一体となつて動きかつ可動接点としての機能をもつ
。２．１　ｋｇ／７の圧力で圧力伝達素子が下方ｌこ押
されるとき固定接点と接触し再びその圧力が２．０　ｋ
ｇ／ｄ以下になるとバイアスばねの力ｌこより固定接点
から離れる。

圧力伝達素子Ｉ８はその上頂面はプラスチクダイヤフラ
ム２３と接しダイヤフラムを介しての流体圧力を下方１
こ伝達する。一方のその下端部は下部の金属部分２２を
貫通する突起部２４を形成しばねうけ部材Ｉ７の中空部
と組み合っている。この突起部２４によって圧力伝達素
子Ｉ８をスイッチケースの中心部に位置させる。

圧力伝達素子１８の上部外周部はスイッチケースの上部
空洞部の内壁面を摺動する。スイッチケースの最上部は
外周立上り部２５と棚部２６を設け、棚部１こ接してプ
ラスチクダイヤフラム２３の周辺部を支持させる。更に
金属ダイヤフラム２７をプラスチクダイヤフラム２３の
上表面１こ積層させる。スイッチケース上面部に明瞭に
立上り部２５と棚部２６を設けたので、スイッチのかし
め工程ｌこおいてダイヤフラムがずれるおそれはない。

金属ダイヤフラムの周辺部上面に、スイッチケース外周
立上り部２５に接してガスケット２８を配置する。ガス
ケット２８は本実施例ではクロロプレンゴム材質のＯリ
ングを用いた。

金属ダイヤフラムは１０．ｕｍ厚のＳ［ＪＳ３０４Ｌ　
Ｍ１プラスチクダイヤフラムには５０μｍ厚ポリイミド
フィルムを用いた。

上記構成体に上方から）・ウジング１１をかぶせその下
方周辺部をスイッチケースの肩部にかしめ上記ガスケッ
トの圧縮によりスイッチヶースダイヤ７ラムハウジング
を気密に一体化する。

上記に述べた順序の組立工程はスイッチの姿勢を一貫し
て第１図に示す上下方向を保ちかつ下方の部品から屓を
追って組み立てるため部品のずれ、（Ｉ＃に問題となる
スイッチケースとダイヤフラムのずれを含む）ダイヤフ
ラム同志のずれは発生しない。

このように組み立てた本実施例のスイッチはシステム冷
媒がＲ２２の場合でもほとんどガス透過性を示すことは
ない。

このため、ハウジング上部に圧力流体が入シ、その圧力
が増加するとバイアスばね力に抗してダイヤフラム・圧
力伝達素子が下方への力をうけ２、１　ｋｇ／ｃｄに流
体圧力が到達すると伝達素子の下方に固定して設けられ
た可動接点がターミナルの上表面に設けられた固定接点
に接続し、ターミナルに接続されている電気回路はオン
となる。一方、−旦圧力がか＼った系が何等かの理由で
圧力を失い、その圧力が２．０　ｋｇ／ｃｔＡに到する
と圧力伝達素子Ｉ８はバイアスばね１４の上方への力に
抗し得す上方に押しやられ接点を１間する。従ってター
ミナルに接続筋れた電気回路はオフとなる。

〔発明の効果〕

本発明のスイッチ構造をとることｉこより冷媒１の内蔵
部への侵入はなくなシ、従来この種のスイッチがほとん
ど使用されなかったＲ２２゜Ｒ５００，Ｒ５０２などの
冷媒を用いる冷凍システムに本構造のスイッチを用いる
ことが出来る。

本発明によれば圧縮代の管理が容易となシダイヤフラム
の構成要素が積層になって数量増加してもずれなどを生
じるおそれは少く製品の信頼性が向上する。更に本発明
の組立順序に従えば部品組付は時の脱落、誤組立などの
不具合が発生しない。

又本発明のシール構造は低圧カットオフスイッチの実施
例について詳ＭＪに記述し六が同様に２動作型の圧力ス
イッチまたは３動作型の圧力スイッチに有効に使用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧力スイッチの一実施例の概略の縦断面
図、第２図は従来の低圧カットオフスイッチの概略の縦
断面図で第３図は従来の金属ダイヤフラムを有する圧力
スイッチの概略の縦断面図である。 ＩＩ・・・ハウジング、Ｉ２・・・スイッチケース、Ｉ
３・・・調節ねじ、１４・・・バイアスばね、Ｉ６・・
・ばねおさえ部材、Ｉ６・・・ターミナル上端面は部、
Ｉ７・・・ばねうけ材、Ｉ８・・・圧力伝達素子、１９
゜２０・・・ターミナル、２３・・・プラスチクダイヤ
フラム、２５・・・外周立上り部、２６・・・棚部、２
７・・・金属ダイヤフラム、２８・・・ガスケット。 出願人代理人　方理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧力流体通路と連通する通路を有するハウジング
   部と、ハウジング部とその上端部で組み合わせ固定し、
   少くとも上部開口部を有するスイツチケース部と、スイ
   ツチケース部とスイツチケース部と上記ハウジング部の
   間にスイツチケース部への流体流入を遮断するためその
   周辺部を締めつけた金属箔膜とプラスチク膜の重ね合わ
   せダイヤフラムとそのダイヤフラムを締めつけの際に用
   いるガスケツトと、上記ダイヤフラムを介した圧力によ
   り上下動する圧力伝達素子と圧力伝達素子のダイヤフラ
   ム側とは反対側に配置した圧力伝達素子と一体化した可
   動接点部を有する接点保持板と圧力伝達素子と対抗し、
   バイアスばねにより付勢されているばねうけ部材とばね
   うけ部材と組み合い調節ねじによりその長さを微調整で
   きるバイアスばねと、一部がスイツチケース下端部より
   外部に突出しその上端部に上記可動接点と離接する固定
   設定を有する一対のターミナルをそなえた圧力スイツチ
   においてそのハウジングとダイヤフラム端部、スイツチ
   ケース及びガスケツトを用いたシール構造はケースの上
   端部に外周立ち上り部と棚部を設け、その棚部の上面に
   プラスチク・ダイヤフラム周辺部を置き更にその上部に
   金属ダイヤフラム周辺部を重ね更にゴム材質より成るガ
   スケツトをハウジングと、ケースの外周立ち上り部内面
   およびケース棚部で構成される空間に挿入し、ハウジン
   グをスイツチケース外周にかしめによって固定すること
   を特徴とする圧力スイツチ。
2. （２）圧力流体通路と連通する通路を有するハウジング
   部とハウジング部とその上端部で組み合わせ固定し少く
   とも上部開口部を有するスイツチケース部とスイツチケ
   ース部とスイツチケース部と上記ハウジング部の間にケ
   ース部への流体を遮断するためその周辺部を締めつけた
   金属箔膜とプラスチク膜の重ね合わせダイヤフラムとそ
   のダイヤフラムを締めつける際に用いるガスケツトを構
   成要素として有する圧力スイツチにおいてその流体シー
   ルの構造は、スイツチケースの上端部に外周立ち上り部
   とその内周側に棚部を設け棚部の上面にプラスチク・ダ
   イヤフラム周辺部を置き、プラスチクダイヤフラム周辺
   部に金属ダイヤフラムの周辺部を重ねガスケツトをハウ
   ジングとスイツチケース外周立上り部棚部で構成される
   空間に挿入しハウジングをスイツチケース外周にかしめ
   ることによって固定することを特徴とする圧力スイツチ
   。