JPH10289640A - 圧力スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弱い圧力で作動するとともに、高い耐久性を
確保して高い信頼性を得ることができ、さらに高性能化
を図れるような小型かつ安価な圧力スイッチを提供する
こと。 【解決手段】 圧力スイッチ１０では、流体導入管３２
を通じて袋体２６内部に導入された空気に圧力が生じる
と、袋体２６は膨張される。袋体２６の膨張は、袋体２
６の周側を囲繞して設けられた外装ケース２４により下
向きに案内され、作動子４０を介して、袋体２６の下方
に位置するスイッチ本体２８の操作部３６を押圧する。
スイッチ本体２８は、操作部３６の押圧により下端部に
設けられた３つの端子３８の相互間を電気的に接続また
は開放する。この圧力スイッチ１０では、構成が簡単な
ので小型化やコスト低減を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体の圧力を感知
して作動する小型な圧力スイッチに係り、特に、前記流
体の圧力に応じて電気的な導通状態の制御を行う装置に
適用することができる圧力スイッチに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、新建材から発生するホルムアルデ
ヒドなどといった人体に有害なガスが大きな問題となっ
ており、これに伴い、空気中に含まれる有害ガスを分析
調査する要望が高まっている。そこで、従来から空気中
の有害ガスを捕集するためのガス捕集装置の研究開発が
進められている。

【０００３】そして、本発明者らは、鋭意研究開発の結
果、操作が簡単で使い勝手のよいガス捕集装置を発明
し、先に特願平８−３０８０９０号などにおいて出願し
た。図５は、本発明者らが発明したガス捕集装置を概略
的に示したものである。このガス捕集装置は、捕集液２
が収容された捕集容器４と、この捕集容器４内部に外部
の空気を導入するエアポンプ６と、捕集容器４内部に通
過した空気が溜め込まれる一定の容積を有するガスバッ
ク８とを備え、エアポンプ６の駆動により、調査の対象
となる空気を外部から捕集容器４内に導入して捕集液２
の液中をバブリングさせながら通過させて、空気中に含
まれている有毒ガスを捕集液２の液中に溶け込ませて濃
縮捕集するものである。この装置では、捕集液２を通過
した空気がガスバック８内部に溜め込まれるようになっ
ているため、ガスバック８内部が溜め込んだ空気で満た
されるまで空気の導入を行うことで、捕集液２に対し一
定量の空気を通過させることができ、調査した空気の体
積を容易に知ることができる。そして、これに併せて化
学的な分析により捕集液２液中の有毒ガス量を測定する
ことで、調査の対象となった空気の有毒ガス濃度を算出
することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ガス捕
集装置では、ガスバック８内部が一定量の空気で満たさ
れた際に、エアポンプ６の駆動を自動的に停止させて空
気の導入を中止させるとともに、同時にブザーを作動し
てこのことを報知することができれば、さらに使い勝手
が良く、より正確な測定が可能な装置とすることができ
る。

【０００５】そこで、従来は、ガスバック８内部の圧力
を検出する圧力センサを設け、ガスバック８内部が一定
量の空気で満たされたときの圧力を検出して、これに応
じてエアポンプ６の駆動電源の供給を停止させるように
していた。しかしながら、圧力センサを用いた場合に
は、圧力センサ以外に、圧力センサの検出信号を増幅す
る信号増幅器や、これら圧力センサ及び信号増幅器の電
源、並びにリレーなど、他の構成部品が多数必要であ
り、装置の大型化やコストアップを招いていた。そこ
で、圧力を感知して作動する一般に市販された既存の圧
力スイッチを用いることが考えられたが、サイズが小さ
くても４０ｍｍ×４０ｍｍ×１０ｍｍとあまりにも大き
く、装置への組み込みが容易でなかった。また、前記圧
力スイッチの中には、ガスバック内部が一定量の空気で
満たされたときに生じるような弱い圧力で作動するもの
がないとともに、スイッチ機能が２端子間の導通をＯＮ
／ＯＦＦ制御するだけの極めて低機能なものであり、エ
アポンプの駆動電源をＯＦＦすることとブザーの電源を
ＯＮすることとを同時に行うことができなかった。さら
に、耐久性及び信頼性の面でも満足するものはなかっ
た。

【０００６】一方、圧力スイッチについて新たに研究開
発するとなると、高度な製造技術が別途必要となる上、
用途が限定され他の分野への応用があまり利かない割に
膨大なコスト及び時間がかかり、開発メリットがほとん
どなかった。

【０００７】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、弱い圧力で作動するとともに、
高い耐久性を確保して高い信頼性を得ることができ、さ
らに高性能化を図れるような小型かつ安価な圧力スイッ
チを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の請求項１に係る圧力スイッチにあっては、流
体の圧力を感知して作動する圧力スイッチであって、該
流体が内部に導入され該流体の圧力により膨張可能に形
成された袋体と、該袋体の周側を囲繞して設けられ、該
袋体の膨張をその軸方向に沿って案内する中空筒体状の
ガイド部材と、該袋体の膨張方向に対向して設けられ、
該袋体の膨張に応じて押圧される操作部を有して、該操
作部が押圧されることに応じて２または３つ以上の端子
の相互間を電気的に接続または開放する押圧式のスイッ
チ本体とを備えたことを特徴とする。

【０００９】前記圧力スイッチでは、袋体が内部に導入
された流体の圧力により膨張すると、袋体は、その周側
を囲繞して設けられた中空筒体状のガイド部材により、
その膨張がガイド部材の軸方向に沿って案内される。一
方、袋体の膨張方向に対向して設けられた押圧式のスイ
ッチ本体は、その操作部が袋体の膨張に応じて押圧され
て、２または３つ以上の端子の相互間を電気的に接続ま
たは開放する。このような構成の圧力スイッチでは、袋
体の膨張によりスイッチ本体の操作部を押圧して、２ま
たは３以上の端子の相互間を接続または開放するように
なっているので、構成が簡単であるのでコストの低減化
や小型化を図ることができる。また、袋体の膨張はガイ
ド部材により案内されるので、流体の圧力が弱くてもこ
れを感知することができる。また、スイッチ本体部とし
ては、例えばマイクロスイッチなどの高耐久性を有する
安価で高性能な市販のスイッチを用いることができるた
め、コストの低減化をさらに図れるとともに、高い耐久
性を確保することができ、高い信頼性を得ることができ
る。また、スイッチ本体を他のスイッチ構成を有するも
のに置き換えれば、スイッチ機能を簡単に切り替えるこ
とができ、多用途化を図れ、汎用性が高い。

【００１０】また、請求項２に係る圧力スイッチにあっ
ては、エアポンプにより外部の空気を捕集液の液中に導
入しつつバブリングさせて該空気中に含まれる目的ガス
を該捕集液の液中に溶け込ませて捕集するとともに、該
捕集液に導入された該空気を所定の容積を有するガスバ
ックの内部に溜め込み、該ガスバック内部が該空気で満
たされたときに該空気の導入を中止するガス捕集装置に
おいて、請求項１に記載の前記圧力スイッチは、前記袋
体が該ガスバック内に連通されて空気が前記流体として
内部に導入されるとともに、前記スイッチ本体が、前記
操作部が押圧されることに応じて共通端子と２つの切換
端子との間を択一的に接続または開放するものであり、
該ガス捕集装置に付設されたブザー及び該エアポンプと
これらに作動電力を供給する電源との間に介設され、該
各切換端子がそれぞれ該ブザー側及び該エアポンプ側
に、また該共通端子が該電源側にそれぞれ接続され、該
ガスバック内部が該空気で満たされた際に該袋体が該ガ
スバック内部の圧力により膨張して、該エアポンプと該
電源との間の電気的な導通状態を接続状態から開放状態
に、他方、該ブザーと該電源との間の電気的な導通状態
を開放状態から接続状態にそれぞれ切り換えることを特
徴とする。

【００１１】前述したような構成を有する圧力スイッチ
がこのようなガス捕集装置に適用されたことで、ガスバ
ック内部が一定量の空気で満たされた際に、エアポンプ
の駆動を自動的に停止させて空気の導入を中止させると
ともに、同時にブザーを作動してこのことを報知するこ
とができるので、ガス捕集装置を使い勝手が良く正確な
測定が可能な装置とすることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る圧力スイッチ
の実施形態について、添付図面に基づき詳述する。な
お、本実施の形態では、本発明に係る圧力スイッチを、
特に、前述したガス捕集装置に適用した場合の一実施形
態について詳しく説明し、ガス捕集装置については、前
述したものと同一の構成要素には同一符号を付すものと
する。

【００１３】図１は、このようなガス捕集装置に本発明
に係る圧力スイッチ１０を適用した場合の一実施形態を
示したものであり、特に、エアポンプ６とガスバック８
との接続部周辺を示したものである。ここで、本発明に
係る圧力スイッチ１０は、図１に示すように、エアポン
プ６とガスバック８との間を結んで介設されエアポンプ
６からガスバック８内部に溜め込まれる空気が流通する
連結チューブ１２の中間部から延出された分岐部１２ａ
に接続され、ガスバック８内部の圧力を感知して作動す
るように設けられている。また、このガス捕集装置には
ブザー１４が付設されていて、圧力スイッチ１０は、こ
のブザー１４及びエアポンプ６と、これらに対し作動電
力を供給する電源１６との間に介設され、ブザー１４及
びエアポンプ６の作動をＯＮ／ＯＦＦ制御するようにな
っている。すなわち、この圧力スイッチ１０には、電源
１６から延出された電源ライン１８と、当該スイッチ１
０から延出されてブザー１４及びエアポンプ６を介して
再び電源１６に接続されるブザー側ライン２０及びエア
ポンプ側ライン２２が接続されていて、電源ライン１８
に対してブザー側ライン２０及びエアポンプ側ライン２
２を電気的に接続したり開放したりするようになってい
る。

【００１４】以下にこの圧力スイッチ１０について詳し
く説明する。この圧力スイッチ１０は、図２及び３に示
すように、主に、中空筒体状に成形された外装ケース２
４と、外装ケース２４の内側上方部に配設された袋体２
６と、外装ケース２４の内側下方部に配設された押圧式
のスイッチ本体２８とからなる。

【００１５】ここで、袋体２６は、例えばゴム膜などの
可撓性を有する素材により膨縮可能に形成された逆釣り
鐘形状を呈した袋状の収容体であり、例えば市販の医療
用指サックなどから構成され、内部に空気を気密に収容
することができる収容部２６ａを有している。袋体２６
の上端開口周縁部は、外装ケース２４の上側開口端部２
４ａと、その内側にこれを閉塞して収装されたゴム製の
栓体３０との間に密着状態で挟み込まれて係止されてい
る。栓体３０には、その中央部を貫通して流体導入管３
２が設けられている。この流体導入管３２の先端部に
は、前記連結チューブ１２の分岐部１２ａが接続され、
袋体２６の収容部２６ａとガスバック８内部とを連通
し、袋体２６の収容部２６ａに空気が導入されるように
なっている。そして、袋体２６は、その収容部２６ａ内
に導入された空気に圧力が導入されていないときには、
図２に示すように全体が撓んだ状態となっており、流体
導入管３２を介して収容部２６ａ内の空気に圧力が導入
されると、図３に示すように膨らんで体積が増加し外形
形状が大きくなる。そして、収容部２６ａ内の空気から
圧力が消失すると再び元の撓んだ状態に戻る。

【００１６】一方、外装ケース２４は、袋体２６の周側
を囲繞して設けられていて、本発明に係るガイド部材と
して機能するようになっている。すなわち、この外装ケ
ース２４は、袋体２６が膨らんだときには、袋体２６の
膨らみをその内壁２４ｂで側方から規制する一方、軸方
向、ここでは下方への膨らみについては許容するように
なっている。これによって、袋体２６は、外装ケース２
４の内壁２４ｂによって押圧式のスイッチ本体２８側へ
と案内されながら膨らむ。また、外装ケース２４の内壁
２４ｂには、外部との流通を確保するための連通孔３３
が形成されていて、袋体２６の膨張収縮に応じて外装ケ
ース２４と袋体２６との間に介在する空気が連通孔３３
を通じて外部と給排されるようになっている。なお、本
発明に係るガイド部材については、外装ケース２４と別
部材に構成してもよい。

【００１７】他方、押圧式のスイッチ本体２８は、外装
ケース２４の下方部内側にその内周に密着シールして収
装されたゴム製の取付部材３４を介して固定されてい
る。スイッチ本体２８は、外装ケース２４内表面に袋体
６側に向いて設けられた操作部３６と、外装ケース２４
の外側に表出して設けられた２または３つ以上の端子３
８とを有している。操作部３６は、スイッチ本体２８に
内蔵されたバネやスプリングなどの付勢部材（図示外）
によりスイッチ本体２８の外側へと付勢されていて、押
圧されたときには図３に示すようにスイッチ本体２８内
方へと押し込まれる一方、押圧が解放されたときには再
び元の位置に戻る仕組みになっている。そして、この操
作部３６と袋体２６との間には、袋体２６の膨張力をス
イッチ本体２８の操作部３６に伝達する作動子４０が設
けられている。この作動子４０は、上下２つの板部材４
０ａ，４０ｂをヒンジ部４０ｃを介して連結して伸縮自
在に構成したもので、その下端部がスイッチ本体２８の
操作部３６近傍にヒンジ部４０ｄを介して接続され、ま
た、上側の板部材４０ａが袋体２６の外底面に当接され
て設けられている。そして、この作動子４０は、袋体２
６の膨らみによりヒンジ部４０ｃを介して外装ケース２
４の下向きに収縮され、その下側の板部材４０ｂが操作
部に当接してこれを押圧する。一方、袋体２６が縮んだ
際には、前記操作部３６は、押圧から解放されるので、
スイッチ本体２８に内蔵された付勢部材の付勢力によっ
て、外側方向に押し出されて作動子４０の下側の板部材
４２ｂに当接してこれを押圧して作動子４０を伸長させ
る。これによって、袋体２６は収縮する方向に押し戻さ
れて外形が小さくなり元の状態に戻る。このように操作
部３６は、袋体２６の膨張収縮に応じて押圧されたりま
たは解放されたりする。

【００１８】そして、スイッチ本体２８は、このように
操作部３６が押圧または解放されることに応じて、スイ
ッチ本体の各端子３８を相互にに電気的に接続されたり
開放されたりする。つまり、スイッチ本体２８のスイッ
チ構成は、図４に示すように、複数の端子３８の内の１
つが共通端子３８ａとなっていて、この共通端子３８ａ
に対して、前記端子３８の中の２つが切換端子３８ｂと
して択一的に接続される、いわゆる切換スイッチ構成に
なっていて、操作部３６が押圧されたときには、切換端
子３８ｂの一方が共通端子３８ａに接続され他方が開放
される一方、操作部３６が解放されたときには切換端子
３８ｂの他方が共通端子３８ａに接続され一方が開放さ
れる。このようなスイッチ本体２８としては、一般的に
市販されているマイクロスイッチを用いるのが好まし
い。

【００１９】そして、前記圧力スイッチ１０では、共通
端子３８ａが前記電源ライン１８に、各切換端子３８ｂ
がそれぞれ前記ブザー側ライン２０及びエアポンプ側ラ
イン２２に接続されていて、空気の圧力により袋体が膨
張したときに、エアポンプ６と電源１６との間の電気的
導通状態を接続状態から開放状態に、また、ブザー１４
と電源１６との間の電気的導通状態を開放状態から接続
状態にそれぞれ切り換えるようになっている。したがっ
て、前記ガス捕集装置においては、ガスバック８内部が
一定量の空気で満たされた際に、エアポンプ６の駆動を
自動的に停止させて空気の導入を中止させるとともに、
同時にブザー１４を作動させこのことを報知することが
できる。

【００２０】以上のような構成を有する圧力スイッチ１
０では、袋体２６の膨張によりスイッチ本体２８の操作
部３６を押圧して、２または３つ以上の端子３８間を接
続または開放するようになっているので、構成が簡単
で、コストの低減化や小型化を容易に図ることができ
る。また、袋体２６の膨張は外装ケース２４によって案
内されるので、前記ガス捕集装置に適用される場合のよ
うに感知する圧力が弱くてもこれを十分に感知すること
ができる。また、スイッチ本体２８としては、市販のマ
イクロスイッチを用いることができるので、高い耐久性
を確保して高い信頼性を得ることができるとともに、ス
イッチ本体２８を他のスイッチ構成を有するものに置き
換えれば、スイッチの切換機能を簡単に変更することが
でき、多用途化を図れ、汎用性が高い。また、圧力スイ
ッチ１０が作動する圧力は、前記スイッチ本体２８を例
えば付勢部材の付勢力などから適宜選択することによっ
て簡単に設定変更することができる。

【００２１】ところで、前記実施の形態では、袋体２６
として逆釣り鐘形状を呈したものが挙げられていたが、
本発明ではこれに限らず、他の形状を呈していてもよ
い。また、圧力スイッチ１０をガス捕集装置に適用した
場合について説明したが、本発明ではこれに限らず、他
の用途に利用されてもよい。そして、本発明に係る圧力
スイッチを作動させる流体としては、前記空気以外に他
の種類の気体や液体であってもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上発明の実施の形態で説明したように
本発明に係る圧力スイッチによれば、流体が導入される
袋体の膨張によりスイッチ本体の操作部を押圧して、２
または３以上の端子の相互間を接続または開放するよう
になっており、構成が簡単なので、小型化を図ることが
でき、装置への組み込みを容易にすることができるとと
もに、コストの低減化を図れ、安価な圧力スイッチとす
ることができる。また、袋体の膨張はガイド部材によっ
て案内されるので、流体の圧力が弱くてもこれを感知す
ることができ、高性能化を図ることができる。また、ス
イッチ本体としては、例えばマイクロスイッチなどの高
耐久性を有する安価で高性能な市販のスイッチを用いる
ことができるため、コストの低減化をさらに図れるとと
もに、高い耐久性を確保することができ、高い信頼性を
得ることができる。また、スイッチ本体部を他のスイッ
チ構成を有するものに置き換えれば、スイッチ機能を簡
単に変更することができ、多用途化を図れ、汎用性が高
い。

【００２３】また、この圧力スイッチが、目的ガスを捕
集するために、エアポンプにより捕集液の液中でバブリ
ングさせつつ通過させた空気を所定の容積を有するガス
バックの内部に満たされるまで溜め込んで捕集を終了さ
せるガス捕集装置に適用されて、ガス捕集装置に付設さ
れたブザー及びエアポンプと電源との間に介設され、ブ
ザー及びエアポンプの作動をＯＮ／ＯＦＦ制御すること
で、ガスバック内部が一定量の空気で満たされた際に、
エアポンプの駆動を自動的に停止させて空気の導入を中
止させるとともに、同時にブザーを作動してこのことを
報知することができ、ガス捕集装置を使い勝手が良く正
確な測定が可能な装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧力スイッチをガス捕集装置に用
いた場合の一実施形態を示した構成図である。

【図２】本発明に係る圧力スイッチの一実施形態を示し
た断面図である。

【図３】図２に示した圧力スイッチが作動したときの状
態を示した断面図である。

【図４】本発明に係る圧力スイッチの押圧式スイッチ本
体のスイッチ構成の一例を示した回路図である。

【図５】本発明者らが先に発明したガス捕集装置の構成
を示した概略構成図である。

【符号の説明】

２ 捕集液 ４ 捕集容器 ６ エアポンプ ８ ガスバック １０ 圧力スイッチ １４ ブザー １６ 電源 ２４ 外装ケース（ガイド部材） ２６ 袋体 ２８ スイッチ本体 ３２ 流体導入管 ３６ 操作部 ３８ 端子 ４０ 作動子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の圧力を感知して作動する圧力スイ
   ッチであって、 該流体が内部に導入され該流体の圧力により膨張可能に
   形成された袋体と、 該袋体の周側を囲繞して設けられ、該袋体の膨張をその
   軸方向に沿って案内する中空筒体状のガイド部材と、 該袋体の膨張方向に対向して設けられ、該袋体の膨張に
   応じて押圧される操作部を有して、該操作部が押圧され
   ることに応じて２または３つ以上の端子の相互間を電気
   的に接続または開放する押圧式のスイッチ本体とを備え
   たことを特徴とする圧力スイッチ。
2. 【請求項２】 エアポンプにより外部の空気を捕集液の
   液中に導入しつつバブリングさせて該空気中に含まれる
   目的ガスを該捕集液の液中に溶け込ませて捕集するとと
   もに、該捕集液に導入された該空気を所定の容積を有す
   るガスバックの内部に溜め込み、該ガスバック内部が該
   空気で満たされたときに該空気の導入を中止するガス捕
   集装置において、 請求項１に記載の前記圧力スイッチは、前記袋体が該ガ
   スバック内に連通されて空気が前記流体として内部に導
   入されるとともに、前記スイッチ本体が、前記操作部が
   押圧されることに応じて共通端子と２つの切換端子との
   間を択一的に接続または開放するものであり、該ガス捕
   集装置に付設されたブザー及び該エアポンプとこれらに
   作動電力を供給する電源との間に介設され、該各切換端
   子がそれぞれ該ブザー側及び該エアポンプ側に、また該
   共通端子が該電源側にそれぞれ接続され、該ガスバック
   内部が該空気で満たされた際に該袋体が該ガスバック内
   部の圧力により膨張して、該エアポンプと該電源との間
   の電気的な導通状態を接続状態から開放状態に、他方、
   該ブザーと該電源との間の電気的な導通状態を開放状態
   から接続状態にそれぞれ切り換えることを特徴とする請
   求項１に記載の圧力スイッチ。