JPH07220593A - 圧力スイッチ - Google Patents
圧力スイッチInfo
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- JPH07220593A JPH07220593A JP3324694A JP3324694A JPH07220593A JP H07220593 A JPH07220593 A JP H07220593A JP 3324694 A JP3324694 A JP 3324694A JP 3324694 A JP3324694 A JP 3324694A JP H07220593 A JPH07220593 A JP H07220593A
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Landscapes
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 応差の小さいマイクロスイッチを使用した場
合においても、安定した正確な動作が可能な圧力スイッ
チを提供することを目的とする。 【構成】 本発明の第一態様の圧力スイッチは、ハウジ
ング1と、この内に内蔵され流体圧力によって動作する
動作部材3と、この動作部材3の動作によってON-OFF駆
動されるマイクロスイッチ5と、動作部材3を流体圧力
に抗する方向に付勢する動作圧力設定バネ7と、動作圧
力設定バネ7と係合し、動作部材3の動作開始圧力を設
定する動作圧力調整手段9とを具備する。マイクロスイ
ッチ5はON-OFF動作におけるヒステリシスストロークで
ある応差を有し、上記マイクロスイッチ5と動作部材3
間には、マイクロスイッチ5の応差を拡大するための応
差拡大バネ15が設けられていることを特徴とする。
合においても、安定した正確な動作が可能な圧力スイッ
チを提供することを目的とする。 【構成】 本発明の第一態様の圧力スイッチは、ハウジ
ング1と、この内に内蔵され流体圧力によって動作する
動作部材3と、この動作部材3の動作によってON-OFF駆
動されるマイクロスイッチ5と、動作部材3を流体圧力
に抗する方向に付勢する動作圧力設定バネ7と、動作圧
力設定バネ7と係合し、動作部材3の動作開始圧力を設
定する動作圧力調整手段9とを具備する。マイクロスイ
ッチ5はON-OFF動作におけるヒステリシスストロークで
ある応差を有し、上記マイクロスイッチ5と動作部材3
間には、マイクロスイッチ5の応差を拡大するための応
差拡大バネ15が設けられていることを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、流体の圧力を検知して
ON-OFFする圧力スイッチに関する。特には、ON-OFFする
圧力差を調整できる、いわゆる差圧調整方式等の圧力ス
イッチにおいて、応差の小さいマイクロスイッチを用い
た場合でも、正確な動作が可能な圧力スイッチに関す
る。
ON-OFFする圧力スイッチに関する。特には、ON-OFFする
圧力差を調整できる、いわゆる差圧調整方式等の圧力ス
イッチにおいて、応差の小さいマイクロスイッチを用い
た場合でも、正確な動作が可能な圧力スイッチに関す
る。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来の圧力スイッチの内部構造
を摸式的に示す図である。ハウジング1内には、基本的
に軸状の動作部材3が、その軸方向に若干の距離動ける
ように内蔵されている。この動作部材3は、図の下側か
ら、ピストン21、フランジ27及び軸部28から構成
されている。アームA37,アームB39は軸部28に
固設されている。
を摸式的に示す図である。ハウジング1内には、基本的
に軸状の動作部材3が、その軸方向に若干の距離動ける
ように内蔵されている。この動作部材3は、図の下側か
ら、ピストン21、フランジ27及び軸部28から構成
されている。アームA37,アームB39は軸部28に
固設されている。
【0003】ピストン21の下面は、流体圧力を受ける
受圧面となっている。ピストン21は、流体圧力と、動
作部材3全体にかかるバネ力と、のバランスに応じ、シ
リンダ23内で、上下に移動する。ピストン21とシリ
ンダ23間には、流体圧力がハウジング内に侵入しない
ようにするシール25が設けられている。
受圧面となっている。ピストン21は、流体圧力と、動
作部材3全体にかかるバネ力と、のバランスに応じ、シ
リンダ23内で、上下に移動する。ピストン21とシリ
ンダ23間には、流体圧力がハウジング内に侵入しない
ようにするシール25が設けられている。
【0004】ピストン21の上部には、フランジ27が
当接している。このフランジ27は、ハウジング1に固
定された当接面29及びエンドプレート31間で、上下
方向に動けるようになっている。しかし、そのストロー
クは、図中のS(フランジ27上面と、エンドプレート
31の下面との隙間)に制限される。流体圧力が低い場
合、動作部材3は動作圧力設定バネ7によって下方向に
押されているので、フランジ27は当接面29に押し付
けられている。流体圧力が設定圧力よりも高くなると
(流体圧力が動作圧力設定バネ7の圧縮力に勝つと)、
ピストン21やフランジ27等は上方向に移動し、最後
は、フランジ27の上面がエンドプレート31の下面に
当接して、動作部材3はそれ以上は上に動かない。
当接している。このフランジ27は、ハウジング1に固
定された当接面29及びエンドプレート31間で、上下
方向に動けるようになっている。しかし、そのストロー
クは、図中のS(フランジ27上面と、エンドプレート
31の下面との隙間)に制限される。流体圧力が低い場
合、動作部材3は動作圧力設定バネ7によって下方向に
押されているので、フランジ27は当接面29に押し付
けられている。流体圧力が設定圧力よりも高くなると
(流体圧力が動作圧力設定バネ7の圧縮力に勝つと)、
ピストン21やフランジ27等は上方向に移動し、最後
は、フランジ27の上面がエンドプレート31の下面に
当接して、動作部材3はそれ以上は上に動かない。
【0005】フランジ27の上部には、軸部3が接続さ
れている。軸部3の上端41は、マイクロスイッチ5の
ボタン51に当接している。このボタン51は、軸部3
の上端41によって駆動される。なお、本明細書にいう
マイクロスイッチとは、小型の0N-OFFスイッチとの意味
である。ただし、“小型の”というのは“圧力スイッチ
に用いられる程度の”という意味であって、これによっ
て、本発明が限定されるものではない。
れている。軸部3の上端41は、マイクロスイッチ5の
ボタン51に当接している。このボタン51は、軸部3
の上端41によって駆動される。なお、本明細書にいう
マイクロスイッチとは、小型の0N-OFFスイッチとの意味
である。ただし、“小型の”というのは“圧力スイッチ
に用いられる程度の”という意味であって、これによっ
て、本発明が限定されるものではない。
【0006】軸部28に固設されているアームA37
と、ハウジング1に設けられている動作圧力調整手段9
との間には、動作圧力設定バネ7が、アームAを下方向
に付勢するように設けられている。動作圧力調整手段9
は、ハウジング1に対して、動作圧力設定バネ7の伸縮
方向に可動となっており、動作圧力設定バネ7の初期長
さ(自由長さから初期圧縮長さを引いた値)、並びに、
初期圧縮力を定める。
と、ハウジング1に設けられている動作圧力調整手段9
との間には、動作圧力設定バネ7が、アームAを下方向
に付勢するように設けられている。動作圧力調整手段9
は、ハウジング1に対して、動作圧力設定バネ7の伸縮
方向に可動となっており、動作圧力設定バネ7の初期長
さ(自由長さから初期圧縮長さを引いた値)、並びに、
初期圧縮力を定める。
【0007】軸部28に固設されているもう1本のアー
ム(アームB39)は、動作部材3の移動方向(図の
上)に、dの隙間を置いて、差圧ピックアップ47と対
向している。この隙間dは、差圧ピックアップ調整手段
48によって調整可能になっている。アームB39(動
作部材3)が流体圧力に押されてdだけ上昇すると、ア
ームB39は差圧ピックアップ47と接する。
ム(アームB39)は、動作部材3の移動方向(図の
上)に、dの隙間を置いて、差圧ピックアップ47と対
向している。この隙間dは、差圧ピックアップ調整手段
48によって調整可能になっている。アームB39(動
作部材3)が流体圧力に押されてdだけ上昇すると、ア
ームB39は差圧ピックアップ47と接する。
【0008】この状態からアームB39がさらに上昇す
るためには、差圧調整バネ11に押し勝つ必要がある。
すなわち、この段階から後は、動作部材3は、動作圧力
設定バネ7と差圧調整バネ11との両方のバネに対抗し
て上昇する。差圧調整手段13は、差圧調整バネ11の
初期長さ、ならびに、初期圧縮力を定める。
るためには、差圧調整バネ11に押し勝つ必要がある。
すなわち、この段階から後は、動作部材3は、動作圧力
設定バネ7と差圧調整バネ11との両方のバネに対抗し
て上昇する。差圧調整手段13は、差圧調整バネ11の
初期長さ、ならびに、初期圧縮力を定める。
【0009】図4は、図3の従来の圧力スイッチの動作
特性を示すグラフである。横軸は動作部材ストローク
(マイクロスイッチピストンストロークでもある)を表
し、縦軸は流体圧力を表す。図中の折れ曲がった太い実
線A−B−C−D−Eが圧力スイッチの動作特性を表
す。なお、図中では、マイクロスイッチのピストンの動
作抵抗力や、各部の摩擦等によるヒステリシスは無視さ
れている。
特性を示すグラフである。横軸は動作部材ストローク
(マイクロスイッチピストンストロークでもある)を表
し、縦軸は流体圧力を表す。図中の折れ曲がった太い実
線A−B−C−D−Eが圧力スイッチの動作特性を表
す。なお、図中では、マイクロスイッチのピストンの動
作抵抗力や、各部の摩擦等によるヒステリシスは無視さ
れている。
【0010】原点0(圧力0、ストローク0)の状態で
は、図3に示されているように、動作部材3は、動作圧
力設定バネ7の初期圧縮力を受けており、フランジ27
の下面が当接面29に押し付けられている。ここから流
体圧力が上がって、流体圧力による押上力が、動作圧力
設定バネ7の初期圧縮力と、等しくなった状態が、線A
の上端のU点である。
は、図3に示されているように、動作部材3は、動作圧
力設定バネ7の初期圧縮力を受けており、フランジ27
の下面が当接面29に押し付けられている。ここから流
体圧力が上がって、流体圧力による押上力が、動作圧力
設定バネ7の初期圧縮力と、等しくなった状態が、線A
の上端のU点である。
【0011】さらに流体圧力が上がると、動作部材は徐
々に上にストロークを始める。このときの状態が線Bの
状態である。線Bの上方向の傾きは、動作圧力設定バネ
7のバネ定数を表す。線Bの途中で(圧力低下時におい
て)マイクロスイッチがOFFとなる点Vが存在する。
々に上にストロークを始める。このときの状態が線Bの
状態である。線Bの上方向の傾きは、動作圧力設定バネ
7のバネ定数を表す。線Bの途中で(圧力低下時におい
て)マイクロスイッチがOFFとなる点Vが存在する。
【0012】動作部材が、差圧ピックアップ分dだけス
トロークすると、アームB39が、差圧ピックアップ4
7に当たる。このときの特性点がWである。この後は、
差圧調整バネ11も効き始める。まず、線Cに示されて
いるように、差圧調整バネの初期圧縮力分だけ流体圧力
が上昇するまで、動作部材のストロークは一定である。
次に、動作部材のストローク単位長さあたりのバネ抵抗
力増が増し、特性線の勾配のキツイ線Dの領域に入る。
線Dの途中には(圧力上昇時において)マイクロスイッ
チがONとなる点Yが存在する。
トロークすると、アームB39が、差圧ピックアップ4
7に当たる。このときの特性点がWである。この後は、
差圧調整バネ11も効き始める。まず、線Cに示されて
いるように、差圧調整バネの初期圧縮力分だけ流体圧力
が上昇するまで、動作部材のストロークは一定である。
次に、動作部材のストローク単位長さあたりのバネ抵抗
力増が増し、特性線の勾配のキツイ線Dの領域に入る。
線Dの途中には(圧力上昇時において)マイクロスイッ
チがONとなる点Yが存在する。
【0013】さらに、流体圧力が上がって、動作部材が
ストロークして、動作部材のフランジ27がエンドプレ
ート31と当接する(ストロークS)と、流体圧力がそ
れ以上上がっても動作部材はストロークしなくなる(線
E領域)。
ストロークして、動作部材のフランジ27がエンドプレ
ート31と当接する(ストロークS)と、流体圧力がそ
れ以上上がっても動作部材はストロークしなくなる(線
E領域)。
【0014】前述した動作部材ストロークにおけるマイ
クロスイッチON点(点Y)- OFF 点(点V)のヒステリ
シスストローク差がマイクロスイッチの応差である。ま
た、点Yと点Vの流体圧力差が圧力スイッチの動作差圧
である。ピックアップ調整手段48を調整することによ
り差圧ピックアップの量dを調整できる。また、差圧調
整バネの初期圧縮力を調整することにより、差圧の大き
さを調整できる。
クロスイッチON点(点Y)- OFF 点(点V)のヒステリ
シスストローク差がマイクロスイッチの応差である。ま
た、点Yと点Vの流体圧力差が圧力スイッチの動作差圧
である。ピックアップ調整手段48を調整することによ
り差圧ピックアップの量dを調整できる。また、差圧調
整バネの初期圧縮力を調整することにより、差圧の大き
さを調整できる。
【0015】なお、図中には示されていないが、マイク
ロスイッチ中にトグル機構を設けたり、フランジ27と
エンドプレート31間にベルビルスプリグ(ペコン、ペ
コンと反転する板バネ)を入れたりして、動作特性のヒ
ステリシスを改善し、圧力スイッチ動作の安定性を高め
ることも行われている。また、差圧調整バネは、動作部
材3を流体圧力に抗する方向の逆方向に設けられる場合
もある。
ロスイッチ中にトグル機構を設けたり、フランジ27と
エンドプレート31間にベルビルスプリグ(ペコン、ペ
コンと反転する板バネ)を入れたりして、動作特性のヒ
ステリシスを改善し、圧力スイッチ動作の安定性を高め
ることも行われている。また、差圧調整バネは、動作部
材3を流体圧力に抗する方向の逆方向に設けられる場合
もある。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般市場で
流通しているマイクロスイッチは、その応差が0.1mm 以
下のものが多い。この0.1mm という小さい応差のなか
に、差圧調整のピックアップポイント(図4の点W)を
入れるように、圧力スイッチを設計・製造・調整するこ
とは、極めて困難である。たとえ初期設定はできたとし
ても、わずかな部品の摩擦や、温度変化による機構の膨
張・収縮のために、設定がくるい、安定して長期間の使
用に供することは困難であった。その対策として、レバ
ー機構を、動作部材の軸部上端41とマイクロスイッチ
のボタン51との間に入れて、マイクロスイッチの応差
を拡大して動作部材のストローク応差としている圧力ス
イッチが多い。あるいは、長応差タイプのマイクロスイ
ッチ(応差0.3mm 〜0.4mm )を特に選定(又は特注)す
ることもある。
流通しているマイクロスイッチは、その応差が0.1mm 以
下のものが多い。この0.1mm という小さい応差のなか
に、差圧調整のピックアップポイント(図4の点W)を
入れるように、圧力スイッチを設計・製造・調整するこ
とは、極めて困難である。たとえ初期設定はできたとし
ても、わずかな部品の摩擦や、温度変化による機構の膨
張・収縮のために、設定がくるい、安定して長期間の使
用に供することは困難であった。その対策として、レバ
ー機構を、動作部材の軸部上端41とマイクロスイッチ
のボタン51との間に入れて、マイクロスイッチの応差
を拡大して動作部材のストローク応差としている圧力ス
イッチが多い。あるいは、長応差タイプのマイクロスイ
ッチ(応差0.3mm 〜0.4mm )を特に選定(又は特注)す
ることもある。
【0017】しかし、上記レバー機構を設ける結果、圧
力スイッチの機構が複雑・大型になると同時に、安定動
作に対する不安定要素が多くなっていた。また、長応差
型のマイクロスイッチを用いる場合には、使用しうるマ
イクロスイッチが限定されるとともに、マイクロスイッ
チの価格が高くなっていた。
力スイッチの機構が複雑・大型になると同時に、安定動
作に対する不安定要素が多くなっていた。また、長応差
型のマイクロスイッチを用いる場合には、使用しうるマ
イクロスイッチが限定されるとともに、マイクロスイッ
チの価格が高くなっていた。
【0018】本発明は、応差の小さいマイクロスイッチ
を使用した場合においても、安定した正確な動作が可能
な圧力スイッチを提供することを目的とする。
を使用した場合においても、安定した正確な動作が可能
な圧力スイッチを提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第一態様の圧力スイッチは、ハウジング
と、このハウジング内に内蔵され流体圧力によって動作
する動作部材と、この動作部材の動作によってON-OFF駆
動されるマイクロスイッチと、動作部材を流体圧力に抗
する方向に付勢する動作圧力設定バネと、動作圧力設定
バネと係合し、動作部材の動作開始圧力を設定する動作
圧力調整手段とを具備する圧力スイッチであって;上記
マイクロスイッチはON-OFF動作におけるヒステリシスス
トロークである応差を有し、上記マイクロスイッチと動
作部材間には、マイクロスイッチの応差を拡大するため
の応差拡大バネが設けられていることを特徴とする。な
お、応差拡大バネは、マイクロスイッチと動作部材間に
直接介装されてもよいが、何らかの部材を介して間接的
に設けられてもよい。また、本発明においても、マイク
ロスイッチと動作部材間にレバー(力伝達方向変換用
等)を設けることを排除するものではない。
め、本発明の第一態様の圧力スイッチは、ハウジング
と、このハウジング内に内蔵され流体圧力によって動作
する動作部材と、この動作部材の動作によってON-OFF駆
動されるマイクロスイッチと、動作部材を流体圧力に抗
する方向に付勢する動作圧力設定バネと、動作圧力設定
バネと係合し、動作部材の動作開始圧力を設定する動作
圧力調整手段とを具備する圧力スイッチであって;上記
マイクロスイッチはON-OFF動作におけるヒステリシスス
トロークである応差を有し、上記マイクロスイッチと動
作部材間には、マイクロスイッチの応差を拡大するため
の応差拡大バネが設けられていることを特徴とする。な
お、応差拡大バネは、マイクロスイッチと動作部材間に
直接介装されてもよいが、何らかの部材を介して間接的
に設けられてもよい。また、本発明においても、マイク
ロスイッチと動作部材間にレバー(力伝達方向変換用
等)を設けることを排除するものではない。
【0020】
【作用】応差拡大バネのバネ定数をKa 、初期圧縮力を
Fa 、マイクロスイッチボタンの初期動作抵抗をRp
(Rp >Fa )、マイクロスイッチボタンの抵抗拡大係
数(バネ定数)をKp 、動作部材のストロークをSa 、
マイクロスイッチがONするときの圧縮量Sx 、マイクロ
スイッチボタンがONするまでのストロークをSp とす
る。マイクロスイッチがONする際における、それらの力
のつり合いの関係式は以下となる。 Rp +Kp Sp =Fa +Ka Sx ‥‥‥(1) これより、以下となる。 Sx =(Rp −Fa )/Ka +Sp ×Kp /Ka ‥‥‥(2) 動作部材のストロークSa は、Sa =Sp +Sx である
から、以下となる。 Sa =Sp +Sx =(Rp −Fa)/ Ka +(1+Kp/Ka)Sp ‥‥‥(3) ここで、Ka をKp より小さく、例えば2分の1に、設
定すれば、以下となる。 Sa =(Rp −Fa )/Ka +3Sp ‥‥‥(4)
Fa 、マイクロスイッチボタンの初期動作抵抗をRp
(Rp >Fa )、マイクロスイッチボタンの抵抗拡大係
数(バネ定数)をKp 、動作部材のストロークをSa 、
マイクロスイッチがONするときの圧縮量Sx 、マイクロ
スイッチボタンがONするまでのストロークをSp とす
る。マイクロスイッチがONする際における、それらの力
のつり合いの関係式は以下となる。 Rp +Kp Sp =Fa +Ka Sx ‥‥‥(1) これより、以下となる。 Sx =(Rp −Fa )/Ka +Sp ×Kp /Ka ‥‥‥(2) 動作部材のストロークSa は、Sa =Sp +Sx である
から、以下となる。 Sa =Sp +Sx =(Rp −Fa)/ Ka +(1+Kp/Ka)Sp ‥‥‥(3) ここで、Ka をKp より小さく、例えば2分の1に、設
定すれば、以下となる。 Sa =(Rp −Fa )/Ka +3Sp ‥‥‥(4)
【0021】ここで(Rp −Fa )/Ka は定数(設計
と調整で決まる)と考えれば、Saは、Sp を3倍+α
に拡大した関係となる。このように、応差拡大バネとマ
イクロスイッチの諸特性を選択することにより、マイク
ロスイッチボタンのストロークを拡大して動作部材のス
トロークとすることができる。したがって、マイクロス
イッチのヒステリシスストロークである応差も、動作部
材のストロークの段階で拡大された動作部材応差とする
ことができる。このため、応差の小さいマイクロスイッ
チを使用した場合においても、動作部材のストロークに
おける応差を大とすることができるので、安定して正確
な動作が可能な圧力スイッチを提供できる。
と調整で決まる)と考えれば、Saは、Sp を3倍+α
に拡大した関係となる。このように、応差拡大バネとマ
イクロスイッチの諸特性を選択することにより、マイク
ロスイッチボタンのストロークを拡大して動作部材のス
トロークとすることができる。したがって、マイクロス
イッチのヒステリシスストロークである応差も、動作部
材のストロークの段階で拡大された動作部材応差とする
ことができる。このため、応差の小さいマイクロスイッ
チを使用した場合においても、動作部材のストロークに
おける応差を大とすることができるので、安定して正確
な動作が可能な圧力スイッチを提供できる。
【0022】本発明の第二態様の圧力スイッチは、ハウ
ジングと、このハウジング内に内蔵され流体圧力によっ
て動作する動作部材と、この動作部材の動作によってON
-OFF駆動されるマイクロスイッチと、動作部材を流体圧
力に抗する方向に付勢する動作圧力設定バネと、この動
作圧力設定バネと係合し、動作部材の動作開始圧力を設
定する動作圧力調整手段と、を具備する圧力スイッチで
あって、上記マイクロスイッチと動作部材間に、弾性部
材が設けられていることを特徴とする。
ジングと、このハウジング内に内蔵され流体圧力によっ
て動作する動作部材と、この動作部材の動作によってON
-OFF駆動されるマイクロスイッチと、動作部材を流体圧
力に抗する方向に付勢する動作圧力設定バネと、この動
作圧力設定バネと係合し、動作部材の動作開始圧力を設
定する動作圧力調整手段と、を具備する圧力スイッチで
あって、上記マイクロスイッチと動作部材間に、弾性部
材が設けられていることを特徴とする。
【0023】上記弾性部材は、バネ(応差拡大バネであ
ってもよい)やゴム等の弾性を有する部材である。この
弾性部材の作用を、図5を参照しつつ説明する。弾性部
材がない場合、マイクロスイッチは動作部材に押され
て、図5のマイクロスイッチのストロークフォースカー
ブに従って動作する。圧力スイッチにおいて、圧力が微
速度で変化する場合、動作部材は微速度でストローク
し、従ってマイクロスイッチの接触不完全領域を長時間
を要して微速度でストロークする。そしてマイクロスイ
ッチの接触不完全がしばしば問題となる。
ってもよい)やゴム等の弾性を有する部材である。この
弾性部材の作用を、図5を参照しつつ説明する。弾性部
材がない場合、マイクロスイッチは動作部材に押され
て、図5のマイクロスイッチのストロークフォースカー
ブに従って動作する。圧力スイッチにおいて、圧力が微
速度で変化する場合、動作部材は微速度でストローク
し、従ってマイクロスイッチの接触不完全領域を長時間
を要して微速度でストロークする。そしてマイクロスイ
ッチの接触不完全がしばしば問題となる。
【0024】弾性部材の効果によって、マイクロスイッ
チスイッチがONする場合、動作部材が微速度でストロー
クしていても、弾性部材に内蔵されたバネ力によって不
完全領域を一気に通過する。マイクロスイッチがOFF す
る場合は、弾性部材がないと、マイクロスイッチが動作
部材に抑制されてスナップアクションを起こすことがで
きないが、弾性部材を付けると、弾性部材の自由度によ
って、マイクロスイッチがスナップアクションを発生す
ることが可能になり、接触不完全領域に伴う問題の解決
ができる。
チスイッチがONする場合、動作部材が微速度でストロー
クしていても、弾性部材に内蔵されたバネ力によって不
完全領域を一気に通過する。マイクロスイッチがOFF す
る場合は、弾性部材がないと、マイクロスイッチが動作
部材に抑制されてスナップアクションを起こすことがで
きないが、弾性部材を付けると、弾性部材の自由度によ
って、マイクロスイッチがスナップアクションを発生す
ることが可能になり、接触不完全領域に伴う問題の解決
ができる。
【0025】本発明の圧力スイッチにおいては、さら
に、上記動作部材の動作開始後、所定のピックアップの
後に、動作部材を流体圧力に抗する方向又はその逆方向
に付勢する差圧調整バネ、及び、上記ピックアップ量、
及び/又は、差圧調整バネの初期圧縮力を調節する差圧
調整手段を有し、上記マイクロスイッチのON動作時の流
体圧力とOFF 動作時の流体圧力との差圧を、上記差圧調
整手段によって調整可能にすることもできる。
に、上記動作部材の動作開始後、所定のピックアップの
後に、動作部材を流体圧力に抗する方向又はその逆方向
に付勢する差圧調整バネ、及び、上記ピックアップ量、
及び/又は、差圧調整バネの初期圧縮力を調節する差圧
調整手段を有し、上記マイクロスイッチのON動作時の流
体圧力とOFF 動作時の流体圧力との差圧を、上記差圧調
整手段によって調整可能にすることもできる。
【0026】差圧調整バネの効き始める差圧作用点は、
マイクロスイッチの応差内に設定しなければならない。
応差の小さなマイクロスイッチでも、本発明の応差拡大
バネによって動作部材の応差が拡大されるので、差圧作
用点の設定がしやすくなり、長期間安定して作動するこ
とができ、レバー機構などの複雑な機構を有しないシン
プルな圧力スイッチを提供できる。
マイクロスイッチの応差内に設定しなければならない。
応差の小さなマイクロスイッチでも、本発明の応差拡大
バネによって動作部材の応差が拡大されるので、差圧作
用点の設定がしやすくなり、長期間安定して作動するこ
とができ、レバー機構などの複雑な機構を有しないシン
プルな圧力スイッチを提供できる。
【0027】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1は、
本発明の一実施例に係る圧力スイッチの構成を摸式的に
表した図である。図1の圧力スイッチにおいては、大部
分の構成は図3の圧力スイッチと同じである。両図にお
いて、同じ部品・部分は同じ符号で示されている。
本発明の一実施例に係る圧力スイッチの構成を摸式的に
表した図である。図1の圧力スイッチにおいては、大部
分の構成は図3の圧力スイッチと同じである。両図にお
いて、同じ部品・部分は同じ符号で示されている。
【0028】図1の圧力スイッチにおいて、軸部28の
上端41と、マイクロスイッチ5のボタン51との間
に、応差拡大バネ15が設けられている。この点のみ
が、図3の圧力スイッチとの違いである。この応差拡大
バネ15の作用は上述したとおりである。
上端41と、マイクロスイッチ5のボタン51との間
に、応差拡大バネ15が設けられている。この点のみ
が、図3の圧力スイッチとの違いである。この応差拡大
バネ15の作用は上述したとおりである。
【0029】図2は、本発明の他の一実施例に係る圧力
スイッチの内部構造を示す断面図である。この圧力スイ
ッチの基本的な機構は、ベルビルスプリング71を除い
て、図1の圧力スイッチの機構と同じである。
スイッチの内部構造を示す断面図である。この圧力スイ
ッチの基本的な機構は、ベルビルスプリング71を除い
て、図1の圧力スイッチの機構と同じである。
【0030】図2の圧力スイッチにおいては、ハウジン
グが上下2つに分割されている(下部ハウジング1と上
部ハウジング1’)。両ハウジングは、ボルト等(図示
されず)で強固に連結されている。ハウジング内には、
下からピストン21、バネリテーナ77、操作軸83か
らなる動作部材3が内蔵されている。操作軸83の周囲
には動作圧力設定バネ7が、同軸に配置されている。マ
イクロスイッチ5は、応差拡大バネ15を介して、バネ
リテーナ77の動作より駆動される。
グが上下2つに分割されている(下部ハウジング1と上
部ハウジング1’)。両ハウジングは、ボルト等(図示
されず)で強固に連結されている。ハウジング内には、
下からピストン21、バネリテーナ77、操作軸83か
らなる動作部材3が内蔵されている。操作軸83の周囲
には動作圧力設定バネ7が、同軸に配置されている。マ
イクロスイッチ5は、応差拡大バネ15を介して、バネ
リテーナ77の動作より駆動される。
【0031】動作部材3のピストン21回りを説明す
る。ピストン21はシリンダ23と圧力ポート61の内
部に、上下方向に摺動自在に嵌め込まれている。圧力ポ
ート61の内孔62には、流体圧力(油圧等)が導入さ
れ、内孔62の絞り63を経て、流体圧力がピストン2
1の下面にかかるようになっている。この流体圧力は、
ピストン21と圧力ポート上部孔64内面との間に介装
されたシール25(Oリング、Uパッキン、バックアッ
プリング等)でシールされている。シリンダ23は、ピ
ストン21をガイドするためのものである。なお、圧力
ポート61は、ハウジング1にネジ固定されている。
る。ピストン21はシリンダ23と圧力ポート61の内
部に、上下方向に摺動自在に嵌め込まれている。圧力ポ
ート61の内孔62には、流体圧力(油圧等)が導入さ
れ、内孔62の絞り63を経て、流体圧力がピストン2
1の下面にかかるようになっている。この流体圧力は、
ピストン21と圧力ポート上部孔64内面との間に介装
されたシール25(Oリング、Uパッキン、バックアッ
プリング等)でシールされている。シリンダ23は、ピ
ストン21をガイドするためのものである。なお、圧力
ポート61は、ハウジング1にネジ固定されている。
【0032】バネリテーナ77回りを説明する。バネリ
テーナ77は、その下端面においてピストン21上面と
当接しており、同ピストンによって上方向に駆動され
る。バネリテーナ77の中央部外面からは、フランジ2
7がリング状に張り出している。このフランジ27の下
面には、ベルビルスプリング71の内周部上面が当接し
ている。ベルビルスプリング71の外周部は、ベルビル
スプリングリテーナ73(二つ割り構造)内に保持され
ている。
テーナ77は、その下端面においてピストン21上面と
当接しており、同ピストンによって上方向に駆動され
る。バネリテーナ77の中央部外面からは、フランジ2
7がリング状に張り出している。このフランジ27の下
面には、ベルビルスプリング71の内周部上面が当接し
ている。ベルビルスプリング71の外周部は、ベルビル
スプリングリテーナ73(二つ割り構造)内に保持され
ている。
【0033】バネリテーナ77の上面中央部の穴78に
は、操作軸83の下端の嵌合突起81が、ネジ等によ
り、強固に連結されている。また、バネリテーナ77の
上面の還状の凹部79には、動作圧力設定バネ7の下端
部が入り込んでいる。バネリテーナ77の外周部はフラ
ンジ27となっている。このフランジ27はベルビルス
プリングリテーナ73の上面と、上部ハウジング1’と
一体のエンドプレート31間で、上下方向にある長さ
(図1のS)ストローク可能になっている。フランジ2
7の作用は図1のフランジと同じである
は、操作軸83の下端の嵌合突起81が、ネジ等によ
り、強固に連結されている。また、バネリテーナ77の
上面の還状の凹部79には、動作圧力設定バネ7の下端
部が入り込んでいる。バネリテーナ77の外周部はフラ
ンジ27となっている。このフランジ27はベルビルス
プリングリテーナ73の上面と、上部ハウジング1’と
一体のエンドプレート31間で、上下方向にある長さ
(図1のS)ストローク可能になっている。フランジ2
7の作用は図1のフランジと同じである
【0034】動作圧力設定バネ7回りについて説明す
る。動作圧力設定バネ7の下端は、前述のように、バネ
リテーナ77の上面凹部79に入り込んでいる。動作圧
力設定バネ7の上端は、バネ押え84で押えられてい
る。バネ押え84の両端は、ハウジング1’の窓82か
ら外に出ており、上部ハウジング1の上部筒外面のオネ
ジ86に螺合するナット85で押えられている。オネジ
86、ナット85、バネ押え84は、動作圧力調整手段
9を形成する。このナット85の上下方向位置を調整す
ることによって、動作圧力設定バネ7の初期圧縮力を調
整できる。
る。動作圧力設定バネ7の下端は、前述のように、バネ
リテーナ77の上面凹部79に入り込んでいる。動作圧
力設定バネ7の上端は、バネ押え84で押えられてい
る。バネ押え84の両端は、ハウジング1’の窓82か
ら外に出ており、上部ハウジング1の上部筒外面のオネ
ジ86に螺合するナット85で押えられている。オネジ
86、ナット85、バネ押え84は、動作圧力調整手段
9を形成する。このナット85の上下方向位置を調整す
ることによって、動作圧力設定バネ7の初期圧縮力を調
整できる。
【0035】差圧調整機構91について説明する。差圧
調整機構91は、図2の圧力スイッチの最上部に設けら
れている。操作軸上端89の外周は、ハウジング1’内
面に嵌め込まれているリング状の操作軸ガイド87でガ
イドされている。操作軸上端89は、わずかな隙間(図
1のdに相当)で、差圧ピックアップ調整手段48の下
端面と対向している。同手段48は小さいネジ棒であ
り、バネ受け93中央部にネジ込まれている。このネジ
棒は、上端面に十字溝等が切られており、ドライバーで
上から回せるようになっている。
調整機構91は、図2の圧力スイッチの最上部に設けら
れている。操作軸上端89の外周は、ハウジング1’内
面に嵌め込まれているリング状の操作軸ガイド87でガ
イドされている。操作軸上端89は、わずかな隙間(図
1のdに相当)で、差圧ピックアップ調整手段48の下
端面と対向している。同手段48は小さいネジ棒であ
り、バネ受け93中央部にネジ込まれている。このネジ
棒は、上端面に十字溝等が切られており、ドライバーで
上から回せるようになっている。
【0036】差圧調整バネ11は、上述のバネ受け93
とバネ押え95間に挟持されている。バネ押え95は外
周面にオネジが切られており、ハウジング1’上面内面
に切られたメネジ94と螺合する。バネ押え95の上面
にはドライバー溝96が切られている。バネ押え95の
ネジ込み位置を調整することにより、差圧調整バネ11
の初期圧縮力を調整できる。
とバネ押え95間に挟持されている。バネ押え95は外
周面にオネジが切られており、ハウジング1’上面内面
に切られたメネジ94と螺合する。バネ押え95の上面
にはドライバー溝96が切られている。バネ押え95の
ネジ込み位置を調整することにより、差圧調整バネ11
の初期圧縮力を調整できる。
【0037】マイクロスイッチ5回りについて説明す
る。図2の圧力スイッチにおいては、マイクロスイッチ
5は、操作軸83と並行して、バネリテーナ77のフラ
ンジ27の動きを検知するように配置されている。そし
て、マイクロスイッチ5のボタン51とフランジ27と
の間には、応差拡大バネ15が介装されている。図2の
圧力スイッチにおいては、ピストン21、バネリテーナ
77、操作軸83は、一体となって動作する動作部材3
を形成しているので、バネリテーナ77のフランジ27
の位置を検出すれば、動作部材3の位置を検出できる。
る。図2の圧力スイッチにおいては、マイクロスイッチ
5は、操作軸83と並行して、バネリテーナ77のフラ
ンジ27の動きを検知するように配置されている。そし
て、マイクロスイッチ5のボタン51とフランジ27と
の間には、応差拡大バネ15が介装されている。図2の
圧力スイッチにおいては、ピストン21、バネリテーナ
77、操作軸83は、一体となって動作する動作部材3
を形成しているので、バネリテーナ77のフランジ27
の位置を検出すれば、動作部材3の位置を検出できる。
【0038】応差拡大バネ15の作用は、図1の応差拡
大バネと同じである。なお図1、2、3において、同じ
符号で示した部品・部分は、基本的に同じ作用をする。
図2の圧力スイッチにおいては、0.06mmの応差を有する
マイクロスイッチを用いて、操作軸の応差ストロークを
0.3mm と、5倍に拡大することができた。限られたスペ
ースで、応差を2〜3倍に拡大することは比較的容易で
あるが、従来の技術で5倍の拡大率を得るには、レバー
を2段にするなど複雑な機構が必要であった。本発明で
は、簡単な機構で、高倍率の応差拡大ができる。
大バネと同じである。なお図1、2、3において、同じ
符号で示した部品・部分は、基本的に同じ作用をする。
図2の圧力スイッチにおいては、0.06mmの応差を有する
マイクロスイッチを用いて、操作軸の応差ストロークを
0.3mm と、5倍に拡大することができた。限られたスペ
ースで、応差を2〜3倍に拡大することは比較的容易で
あるが、従来の技術で5倍の拡大率を得るには、レバー
を2段にするなど複雑な機構が必要であった。本発明で
は、簡単な機構で、高倍率の応差拡大ができる。
【0039】マイクロスィッチは、一般的には、トグル
スプリング機構等を内蔵し、スナップアクションでO
N、OFFするものであるが、マイクロスィッチの押し
ボタンが微速度でストロークされる場合、スナップアク
ションを発生する近傍では接触不完全がしばしば発生す
る。本発明においては、マイクロスイッチがスナップア
クションを発生するに必要な力に到達するまでは応差拡
大バネが圧縮し、応差拡大バネに蓄えられたストローク
方向の力によって、マイクロスイッチの不完全領域を一
気に通過することができる。マイクロスイッチがストロ
ークバックする場合は、応差拡大バネがないとすると、
マイクロスイッチは操作軸に抑制されているので、スナ
ップアクションを発生する領域に入っても、操作軸に追
従して微速度運動をする。ところが、応差拡大バネが追
加されたことによって、マイクロスイッチのスナップア
クションの力で応差拡大バネが圧縮するので、マイクロ
スイッチがスナップアクションで動作することが可能と
なり、不完全領域が解消される。マイクロスイッチの不
完全領域の解消の手段としては、他にベルビルスプリン
グなどによる方法がある。しかし、この実施例の手法
は、マイクロスイッチの応差の拡大と不完全領域の解消
の両者を一つの手段で同時に解決したのが大きな特徴で
ある。
スプリング機構等を内蔵し、スナップアクションでO
N、OFFするものであるが、マイクロスィッチの押し
ボタンが微速度でストロークされる場合、スナップアク
ションを発生する近傍では接触不完全がしばしば発生す
る。本発明においては、マイクロスイッチがスナップア
クションを発生するに必要な力に到達するまでは応差拡
大バネが圧縮し、応差拡大バネに蓄えられたストローク
方向の力によって、マイクロスイッチの不完全領域を一
気に通過することができる。マイクロスイッチがストロ
ークバックする場合は、応差拡大バネがないとすると、
マイクロスイッチは操作軸に抑制されているので、スナ
ップアクションを発生する領域に入っても、操作軸に追
従して微速度運動をする。ところが、応差拡大バネが追
加されたことによって、マイクロスイッチのスナップア
クションの力で応差拡大バネが圧縮するので、マイクロ
スイッチがスナップアクションで動作することが可能と
なり、不完全領域が解消される。マイクロスイッチの不
完全領域の解消の手段としては、他にベルビルスプリン
グなどによる方法がある。しかし、この実施例の手法
は、マイクロスイッチの応差の拡大と不完全領域の解消
の両者を一つの手段で同時に解決したのが大きな特徴で
ある。
【0040】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明は
以下の効果を発揮する。 応差の小さいマイクロスイッチを使用していても正
確かつ安定した動作の圧力スイッチを提供できる。 応差拡大バネのバネ定数の選択によって、マイクロ
スイッチの応差の拡大率を任意に選択できる。
以下の効果を発揮する。 応差の小さいマイクロスイッチを使用していても正
確かつ安定した動作の圧力スイッチを提供できる。 応差拡大バネのバネ定数の選択によって、マイクロ
スイッチの応差の拡大率を任意に選択できる。
【0044】 応差拡大バネは、レバー機能と比較し
て、小型、安価かつ信頼性が高い。 応差拡大バネが緩衝部材の役割を果たすので、マイ
クロスイッチの押しボタン(ピストン)の押しすぎのお
それがなく、マイクロスイッチへの過大押力が生じるこ
とがない。そのためマイクロスイッチを保護できる。 弾性部材によって、マイクロスィッチの接触不完全
領域を一気に通過でき、接触不完全が解消される。
て、小型、安価かつ信頼性が高い。 応差拡大バネが緩衝部材の役割を果たすので、マイ
クロスイッチの押しボタン(ピストン)の押しすぎのお
それがなく、マイクロスイッチへの過大押力が生じるこ
とがない。そのためマイクロスイッチを保護できる。 弾性部材によって、マイクロスィッチの接触不完全
領域を一気に通過でき、接触不完全が解消される。
【図1】本発明の一実施例に係る圧力スイッチの構成を
摸式的に表した図である。
摸式的に表した図である。
【図2】本発明の他の一実施例に係る圧力スイッチの内
部構造を示す断面図である。
部構造を示す断面図である。
【図3】従来の圧力スイッチの内部構造を摸式的に示す
図である。
図である。
【図4】図3の圧力スイッチの動作特性を示すグラフで
ある。
ある。
【図5】本発明に係る弾性部材の作用を説明する図であ
る。
る。
1 ハウジング 3 動作部材 5 マイクロスイッチ 7 動作圧力設定
バネ 9 動作圧力調整手段 11 差圧調整バネ 13 差圧調整手段 15 応差拡大バ
ネ 21 ピストン 23 シリンダ 25 シール 27 フランジ 28 軸部 29 当接面 31 エンドプレート 37 アームA 39 アームB 41 軸部上端 45 当接部 47 差圧ピック
アップ 48 ピックアップ調整手段 51 マイクロス
イッチボタン
バネ 9 動作圧力調整手段 11 差圧調整バネ 13 差圧調整手段 15 応差拡大バ
ネ 21 ピストン 23 シリンダ 25 シール 27 フランジ 28 軸部 29 当接面 31 エンドプレート 37 アームA 39 アームB 41 軸部上端 45 当接部 47 差圧ピック
アップ 48 ピックアップ調整手段 51 マイクロス
イッチボタン
Claims (3)
- 【請求項1】 ハウジングと、 このハウジング内に内蔵され流体圧力によって動作する
動作部材と、 この動作部材の動作によってON-OFF駆動されるマイクロ
スイッチと、 動作部材を流体圧力に抗する方向に付勢する動作圧力設
定バネと、 この動作圧力設定バネと係合し、動作部材の動作開始圧
力を設定する動作圧力調整手段と、を具備する圧力スイ
ッチであって;上記マイクロスイッチはON-OFF動作にお
けるヒステリシスストロークである応差を有し、 上記マイクロスイッチと動作部材間には、マイクロスイ
ッチの応差を拡大するための応差拡大バネが設けられて
いることを特徴とする圧力スイッチ。 - 【請求項2】 ハウジングと、 このハウジング内に内蔵され流体圧力によって動作する
動作部材と、 この動作部材の動作によってON-OFF駆動されるマイクロ
スイッチと、 動作部材を流体圧力に抗する方向に付勢する動作圧力設
定バネと、 この動作圧力設定バネと係合し、動作部材の動作開始圧
力を設定する動作圧力調整手段と、を具備する圧力スイ
ッチであって;上記マイクロスイッチと動作部材間に、
弾性部材が設けられていることを特徴とする圧力スイッ
チ。 - 【請求項3】 さらに、上記動作部材の動作開始後、所
定のピックアップの後に、動作部材を流体圧力に抗する
方向又はその逆方向に付勢する差圧調整バネ、及び、上
記ピックアップ量、及び/又は、差圧調整バネの初期圧
縮力を調節する差圧調整手段を有し、 上記マイクロスイッチのON動作時の流体圧力とOFF 動作
時の流体圧力との差圧を、上記差圧調整手段によって調
整可能である請求項1又は2記載の圧力スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3324694A JPH07220593A (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | 圧力スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3324694A JPH07220593A (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | 圧力スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07220593A true JPH07220593A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=12381130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3324694A Pending JPH07220593A (ja) | 1994-02-07 | 1994-02-07 | 圧力スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07220593A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100505150B1 (ko) * | 2000-04-17 | 2005-08-03 | 한국델파이주식회사 | 분리형 로드를 갖는 압력 스위치 |
| CN113257618A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-08-13 | 顾诚 | 单稳开关、双调开关装置、双调型压力自动开关及控制方法 |
| KR20240000289A (ko) * | 2022-06-23 | 2024-01-02 | (주)아이엠씨시스템 | 압력 스위치 |
| US11915896B2 (en) | 2021-07-22 | 2024-02-27 | Eaton Intelligent Power Limited | Pressure switch piston |
-
1994
- 1994-02-07 JP JP3324694A patent/JPH07220593A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100505150B1 (ko) * | 2000-04-17 | 2005-08-03 | 한국델파이주식회사 | 분리형 로드를 갖는 압력 스위치 |
| CN113257618A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-08-13 | 顾诚 | 单稳开关、双调开关装置、双调型压力自动开关及控制方法 |
| US11915896B2 (en) | 2021-07-22 | 2024-02-27 | Eaton Intelligent Power Limited | Pressure switch piston |
| KR20240000289A (ko) * | 2022-06-23 | 2024-01-02 | (주)아이엠씨시스템 | 압력 스위치 |
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