JPH06168653A - 圧力スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】接点のオンオフ動作を素早く行って接点の劣化
を低減することができ、小形で簡単に構成することがで
きる圧力スイッチを提供する。 【構成】流体圧を受けるダイヤフラムの動きに応じて可
動接点を動作させる圧力スイッチである。可動接点７ａ
が皿ばね７の上面に設けられ、皿ばね７が、荷重を受け
て変位する際の変位−荷重曲線において２つの変曲点が
生じるように形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関等の油圧を検
出する油圧スイッチ等に適用され、流体圧に応じてオン
オフ作動する圧力スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、内燃機関用の油圧スイッチとし
て、従来、油圧を導入して印加する位置にダイアフラム
を配置し、ダイアフラムの動きに応じて作動する作動部
材に当接して、或は直接ダイアフラムに接触する位置に
可動接点部材を設け、油圧に応じて可動接点部材をオン
オフ作動させる油圧スイッチが知られている（例えば、
実開昭６０−１７０９３４号公報等参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の油圧
スイッチの可動接点部材は、ダイアフラム或は作動部材
と共にたわむ板ばね或は金属板から形成されていたた
め、油圧の上昇や低下に応じて可動接点部材が動く速度
が非常に遅く、電気回路のオンオフ動作が緩慢になっ
て、接点に悪影響を与える恐れがあった。

【０００４】特に、油圧スイッチの接点を含む電気回路
にモータが接続され、その接点にモータの初期電流など
比較的大きい電流が流れる場合、接点の劣化が著しく、
寿命が短くなる問題があった。

【０００５】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、接点のオンオフ動作を素早く行って接点の劣化を低
減することができ、小形で簡単に構成することができる
圧力スイッチを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の圧力スイッチは、流体圧を受けるダイヤフ
ラムの動きに応じて可動接点を動作させる圧力スイッチ
において、可動接点が皿ばねの上面に設けられ、皿ばね
が、荷重を受けて変位する際の変位−荷重曲線において
２つの変曲点が生じるように形成されていることを特徴
とする。

【０００７】

【作用】このように構成された圧力スイッチでは、流体
圧がダイヤフラムに印加され、ダイヤフラムがたわむこ
とにより、皿ばねの一部が変位してその上の可動接点が
動き、オンオフ動作する。この時、皿ばねは、荷重を受
けて変位する際の変位−荷重曲線において２つの変曲点
が生じるように形成されているため、オンオフ作動する
際、皿ばねの一部が急速に変位し、その上の可動接点が
急速にオンからオフ又はオフからオンに移動する。この
ため、接点を含む回路に比較的大きい電流が流れる場合
であっても、接点の劣化を防止し、接点の寿命をのばす
ことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【０００９】図１は本発明の圧力スイッチを適用した油
圧スイッチの縦断面図を示し、１は内燃機関等の被取付
部に取付けられる取付部であり、中央に圧力の導入孔１
ａを有し、金属で形成される。取付部１の上部にダイヤ
フラム２が取付けられ、ダイヤフラム２は取付部１の内
部空間を上から閉鎖するように張設される。

【００１０】さらに、取付部１の上に、円筒形で金属製
のケース３がダイヤフラム２の周縁部を押えるように固
定され、取付部１の上縁部を内側にかしめるようにし
て、ケース３は取付けられる。４は合成樹脂製の作動部
材であり、ケース３内におけるダイヤフラム２の上に載
置され、上部にロッド部４ａが突設される。

【００１１】作動部材４の外周部には段差部を介して小
径部４ｂが形成され、ケース３内における小径部４ｂに
コイルばね５が外嵌され、コイルばね５上に押え板６が
配設される。押え板６は合成樹脂により皿状に形成さ
れ、皿を伏せる状態でコイルばね５上に載置される。ま
た、押え板６の中央に孔が設けられ、作動部材４のロッ
ド部４ａがその孔に挿通する。

【００１２】押え板６の上に皿ばね７が載置される。こ
の皿ばね７は、図３に示すように、中央に孔を有し、そ
の変位−荷重曲線が２つの変曲点を持って弾性ヒステリ
シス変形を行うように形成され，その上面に２個の可動
接点７ａが固定される。

【００１３】即ち、図５は、皿ばね７に上下から荷重を
かけた際の皿の上縁部（外周縁部）と下縁部（内周縁
部）の変位と荷重の関係を示したグラフであるが、この
グラフに示すように、皿ばね７は、その上下方向に荷重
を受けたとき、変位−荷重曲線が２つの変曲点を介して
変化する。つまり、皿ばね７に印加する荷重を増加させ
た場合、図５のように、先ず、ａ点からｂ点を経てｃ点
に進み、ｃ点から変曲点（平坦部）を通ってｄ点に移
り、ｄ点からｅ点に進み、荷重を減少させた場合、ｅ点
からｄ点を経てｆ点に進み、ｆ点から変曲点（平坦部）
を通ってｂ点に移り、ａ点に戻るようにヒステリシスを
もって変位する。

【００１４】このような２つの変曲点を有する皿ばね７
は、その高さと板厚との比が一定の範囲内に入る形状と
することにより製作することができ、例えば、厚さ約
０．１５mmのステンレス板を使用し、高さが約０．４m
m、外径が約２１mm、内径が約６mmの形状に成形され
る。

【００１５】皿ばね７の上には合成樹脂製で円筒形のホ
ルダー８が配設される。ホルダー８はケース３内の定位
置まで上から挿入され、その状態で皿ばね７を所定の小
荷重で押えてセットされる。ホルダー８内には抵抗体層
９を表面に形成した基板１１が縦に取付けられる。ロッ
ド部４ａの一部には、コ字状の通電ブラシ１０が基板１
１に向けて取付けられ、その通電ブラシ１０の先端が抵
抗体層９の表面に接触する。

【００１６】ホルダー８の上に合成樹脂製のコネクタ部
１２が、ケース３の上部を閉鎖するように配設され、ケ
ース上部をかしめることにより固定される。コネクタ部
１２には２本の固定接点部材１３が下向きに取付けら
れ、固定接点部材１３の下端部には皿ばね７の可動接点
７ａに対向して接点１３ａが取付けられる。固定接点部
材１３の上部はコネクタ部１２内の端子１４に接続さ
れ、コネクタ部内の別の端子１５は基板１１上の抵抗体
層９に各々接続される。

【００１７】このように構成された圧力スイッチは、図
４に示すように、内燃機関１７の油圧を検出する位置に
取付けられ、そのコネクタ部１２の端子１４、１４が、
燃料ポンプ駆動用のモータ１８とバッテリー１９に接続
され、抵抗体層９の端子１５が圧力計の計器２０とバッ
テリー１９に接続される。

【００１８】内燃機関１７の始動により、その内部の油
圧が上昇し、圧力スイッチの取付部１内に印加される
と、図６に示すように、ダイヤフラム２が上方にたわ
み、作動部材４を上昇させる。作動部材４の上昇によ
り、コイルばね５を介して押え板６が押し上げられ、押
え板６によりその上の皿ばね７が上に反るように変形し
ていく。

【００１９】この時、図５のグラフに示すように、皿ば
ね７は、その内径部が、荷重の増加と共に約０．２mmま
で徐々に上に変位し、ｃ点に達すると、その荷重で急速
に約０．４mmまで変位し、その後、再び荷重の増大と共
に徐々に変位する。このため、通常の板ばねを使用して
変位させた場合に比べ、皿ばね７の可動接点７ａは急速
に固定側の接点１３ａに向けて進み、油圧が所定の圧力
に達すると、可動接点７ａは接点１３ａに当接して（図
６）、モータ１８の電気回路がオンする。

【００２０】一方、作動部材４の上昇と共に、通電ブラ
シ１０が抵抗体層９上を摺動し、端子１５、１５間の抵
抗値を変化させることによって、その間に印加された電
圧値が変化し、計器２０の指針がその電圧に応じて回動
し、対応した油圧値を指示する。

【００２１】内燃機関の停止等により、油圧が低下する
と、ダイヤフラム２が図１の状態に戻り、作動部材４が
下降すると共に、コイルばね５、押え板６を介して皿ば
ね７が図１の状態に復帰する。この時、図５のグラフに
示すように、皿ばね７は、その内径部が、荷重の減少と
共に約０．３mmまで徐々に下に変位し、ｄ点に達する
と、その荷重で急速に約０．１mmまで変位し、その後、
再び荷重の低下と共に徐々に変位する。このため、通常
の板ばねを使用して変位させた場合に比べ、皿ばね７の
可動接点７ａは急速に固定側の接点１３ａから離れ（図
１）、モータ１８の電気回路がオフする。

【００２２】このように、油圧の上昇時、所定の荷重を
受けた皿ばね７が急速に変位し、油圧の下降時、所定の
荷重まで低下した際、皿ばね７が急速に変位して、接点
のオンオフを行うため、モータ１８のように比較的大電
流が流れる負荷が接続された場合であっても、可動接点
７ａ，接点１３ａの劣化を防止してその寿命を増加させ
ることができる。

【００２３】また、皿ばね７は比較的小形に形成できる
ため、スイッチイング動作の良好なマイクロスイッチ等
の小形スイッチを内蔵する場合に比べ、油圧スイッチを
充分に小形化することができる。

【００２４】なお、上記実施例では、油圧計器用に、抵
抗体層９と通電ブラシ１０を設けたが、計器２０を使用
しない場合、抵抗体層９と通電ブラシ１０は設けなくて
もよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧力スイ
ッチによれば、流体圧を受けるダイヤフラムの動きに応
じて可動接点を動作させる圧力スイッチにおいて、可動
接点が皿ばねの上面に設けられ、皿ばねが、荷重を受け
て変位する際の変位−荷重曲線において２つの変曲点が
生じるように形成されるから、オンオフ作動する際、皿
ばねの一部が急速に変位し、その上の可動接点が急速に
オンからオフ又はオフからオンに移動する。このため、
接点を含む回路に比較的大きい電流が流れる場合であっ
ても、接点の劣化を防止し、接点の寿命をのばすことが
できる。

【００２６】また、皿ばねは通常の板ばねと同様に小形
にできるため、接点にマイクロスイッチ等を使用する場
合に比べ、遥かに必要とするスペースが小さく、圧力ス
イッチを小形化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した油圧スイッチの縦断面図であ
る。

【図２】図１のII−II断面図である。

【図３】皿ばね７の斜視図である。

【図４】油圧スイッチの電気回路接続図である。

【図５】皿ばね７の変位−荷重曲線を示すグラフであ
る。

【図６】作動時の油圧スイッチの縦断面図である。

【符号の説明】

２−ダイヤフラム、４−作動部材、７−皿ばね、７ａ−
可動接点、１３−固定接点部材、１３ａ−接点。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体圧を受けるダイヤフラムの動きに応
   じて可動接点を動作させる圧力スイッチにおいて、 該可動接点が皿ばねの上面に設けられ、該皿ばねが、荷
   重を受けて変位する際の変位−荷重曲線において２つの
   変曲点が生じるように形成されていることを特徴とする
   圧力スイッチ。
2. 【請求項２】 前記ダイヤフラム上に作動部材が配設さ
   れ、該作動部材上にコイルばねを介して押え板が配設さ
   れ、前記皿ばねが該押え板によって押され、該皿ばねの
   一部が変位して、該皿ばね上の可動接点をオンオフさせ
   ることを特徴とする請求項１記載の圧力スイッチ。