JP2002055005A - 温度センサ付圧力スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部構造が簡素で信頼性が高く、組み付け配
線が容易で低コストな温度センサ付圧力スイッチを提供
する。 【解決手段】 先端部に温度センサ１３を収納した円筒
状の作動部材９を反転板１、３の中央部を貫通するよう
に配置し、温度センサ１３の電気配線を作動部材９内を
通して開口端９ｂ側より取り出し、直接ターミナル部１
４、１５に接続したので、内部構造が簡素で信頼性が高
く、組み付け配線が容易で低コストな温度センサ付圧力
スイッチ１００を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は温度センサ付圧力ス
イッチに関するものであり、例えば車両用空調装置の冷
凍サイクルにおいて冷媒温度の検出器に適用する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用空調装置では、コンデンサ
の冷却ファン制御は、高圧冷媒配管の圧力により反転板
が作動してスイッチのＯＮ、ＯＦＦを行う圧力スイッチ
で行われてきたが、あらかじめ設定された圧力でしか作
動しないため、設定圧力に応じて多種類のスイッチを用
意する必要があった。また、運転状態により設定値を変
更することは不可能だった。

【０００３】これに対して、圧力センサを使用すると運
転状態により設定値を変更することが可能になるが、コ
ストが高くなることから、特開平１１−３０６９３６号
公報に開示されるように、圧力スイッチにサーミスタを
内蔵し、冷媒温度からそれに相当する圧力を求めること
ができる圧力検出器が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダイヤ
フラム部より検出冷媒側にサーミスタを固定すると、反
転板、ホルダ等の可動部品を越えてサーミスタと反対側
にあるターミナルまで配線する必要が有る。そのためセ
ンサハウジングの内部に複雑な配線経路を設け、小さな
圧力スイッチ内部での結線作業が必要となり、組み付け
性、信頼性が低下するという問題点があった。また、従
来の圧力スイッチからの変更点も多くなりコスト高にな
るという問題点もあった。

【０００５】本発明は前記問題点に鑑み、内部構造が簡
素で信頼性が高く、組み付け配線が容易で低コストな温
度センサ付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】本発明は前記課題を解決
するため、請求項１ないし請求項４に記載の技術的手段
を採用する。

【０００７】請求項１に記載の発明によれば、ダイヤフ
ラム（１８）及び受圧動作機構（１、２、３、４、１
０）の中央部を貫通すると共に、一端側に開口部（９
ｂ）を有する作動部材（９）を設け、作動部材（９）の
他端側内部に温度センサ（１３）を配置し、温度センサ
（１３）の電気配線（１３ａ）を作動部材（９）の開口
部（９ｂ）側よりターミナル部（１４、１５）へ取り出
す構成としたので、温度センサ（１３）の電気配線（１
３ａ）を作動部材（９）内を通して直接ターミナル部
（１４、１５）に接続することができ、内部構造が簡素
で信頼性が高く、組み付け配線が容易で低コストな温度
センサ付圧力スイッチを提供することができる。

【０００８】請求項２に記載の発明によれば、作動部材
（９）は、ダイヤフラム（１８）、プレート（１０）と
気密固定されると共に、受圧動作機構（１、２、３、
４）と摺動可能に設置されるので、ダイヤフラム（１
８）よりも内側に検出流体が流れ込むことはなく、また
電気接点を開閉する開閉スイッチ（７、８）をスムーズ
に開閉することができる。

【０００９】請求項３に記載の発明によれば、受圧動作
機構（１、２、３、４、１０）は、受圧力に応じて反り
形状を反転するそれぞれ皿状の低圧反転板（３）と高圧
反転板（１）を有し、ダイヤフラム（１８）の表面に加
わる検出流体の圧力に応じて両反転板（３、１）が順次
反転し、開閉スイッチ（７、８）の開閉を行わせるよう
に構成されているので、開閉スイッチ（７、８）を確実
に作動させ、電気接点を確実に開閉することができる。

【００１０】請求項４に記載の発明によれば、センサハ
ウジング（１６、１９）は、検出流体を導入する圧力導
入口（２０）を設けた圧力導入部（１６ａ）を有し、作
動部材（９）の閉塞した先端部（９ａ）が圧力導入口
（２０）の先端近傍まで延長されているので、圧力導入
口（２０）付近の検出流体の温度を正確に測ることがで
きる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態を説明する。

【００１２】図１は本発明に係る温度センサ付圧力スイ
ッチ１００の実施形態の構成を示す中心軸に沿った横断
面図である。

【００１３】また、図２は図１の上面図である。

【００１４】また、図３は図１の反対方向からの横断面
図（図２中の断面ＩＩＩ−ＩＩＩ）である。 また、図
４は低圧反転板の反転状態（低圧ＯＮ）を示す、図１と
同方向から見た中心軸に沿った横断面図である。

【００１５】また、図５は高圧反転板の反転状態（高圧
ＯＦＦ）を示す、図１と同方向から見た中心軸に沿った
横断面図である。

【００１６】図１において、温度センサ付圧力スイッチ
１００の外枠は、センサハウジングとしてボデー１６と
ケース１９により構成する。

【００１７】ボデー１６は、亜鉛メッキした軟鋼または
アルミニウム合金を用いている。このボデー１６の上方
端を、ケース１９の外周に形成した凸部１９ａにかしめ
てケース１９に固定する。ボデー１６の下方の圧力導入
部１６ａには冷凍サイクルの冷媒通路に連通する圧力導
入口２０があり、冷媒の圧力が、ボデー１６内の空洞Ｄ
に導入できるようになっている。

【００１８】通常、この種の温度センサ付圧力スイッチ
１００は、冷凍サイクルにおいてレシーバと膨張弁との
間の冷媒配管中に配置される。

【００１９】また、ケース１９はガラス繊維強化ポリブ
チレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）で作られている。
このケース１９は前記ＰＢＴには限らないが、絶縁性の
材料で作らなければならない。

【００２０】ケース１９は隔壁Ａを介して下部空洞Ｂと
上部空洞Ｃに分かれていて、下部空洞Ｂはボデー１６と
組み合う。この下部空洞Ｂに以下に記述する機能部品を
収納する。

【００２１】上部空洞Ｃの部分は、後述する第３、第２
のターミナル２２（図２、図３参照）、１５と共にコネ
クターを構成し、圧力スイッチの信号を図示しない冷凍
サイクルの制御装置に出力する。

【００２２】ボデー１６とケース１９の組み付けの際に
ゴム状物質でできたパッキン１７を用いて、ダイヤフラ
ム１８の周囲を気密に固定する。このダイヤフラム１８
は冷媒がケース１９内に侵入することを防ぐと共に、冷
媒圧力をケース１９内の圧力伝達諸部材に伝達する役割
を果たし、その材質としてはポリイミド樹脂の薄膜を用
いている。

【００２３】高圧ホルダ２は、ケース１９内を軸方向に
摺動可能に配置されている。高圧ホルダ２の高圧ホルダ
外周壁部２ａには、３枚の反転板を重ねた円形皿状の高
圧反転板１の外周部が収納されている。この高圧反転板
１を複数枚で構成すると耐久性が向上すると共に作動値
のバラツキを小さくする形状設計ができるという利点が
ある。複数枚を用いる時の欠点は各々の反転板の相互に
接触する面に摩擦が生ずることである。この摩擦を軽減
するためには、この界面に僅かの量の二硫化モリブデン
固体パウダーを含有する潤滑材を塗布すればよい。これ
によって極めて作動が安定する。

【００２４】上記反転板は、その突出部側の方向から所
定の値を越える圧力が加えられると突出部が逆の方向に
反転し、またその圧力が前記所定の値よりも低い値以下
に下がると初期の位置に再び反転するヒステリシス特性
を持った、いわゆるスナップディスクである。

【００２５】高圧ホルダ２の上面部には第１の環状突起
部２ｂが円形皿状の低圧反転板３と接して設けられてい
る。

【００２６】低圧反転板３は低圧カットオフ圧力を感知
してスナップ作用により形態を変更させるものであり、
低圧反転板３の外周上面部がケース１９の内側に形成し
た段部１９ｂに係止するように設けられる。

【００２７】高圧反転板１、高圧ホルダ２、低圧反転板
３は、それぞれ円筒状の作動部材９の軸方向に摺動可能
に組み付けられている。

【００２８】円筒状の高圧作動棒４は、高圧反転板１の
反転変位により、高圧ホルダ２及び作動部材９に対して
軸方向に摺動可能に高圧ホルダ２の内周に挿入されてい
る。

【００２９】高圧ホルダ２の上面には中央突起部２ｃが
設けられており、その外周面には低圧反転板３の中央
部、具体的には円形中心部に開けられた穴が摺動可能に
設けられている。また、高圧ホルダ２の上面に設けられ
た第１の環状突起部２ｂには低圧反転板３の下面が接し
ている。

【００３０】一端が第１、第３のターミナル１４、２２
（図２、図３参照）に電気接続された第１の接点用レバ
ー５及び第２の接点用レバー６の先端には、それぞれ開
閉スイッチをなす第１の接点７及び第２の接点８が固定
されている。そして第１、第２の接点用レバー５、６の
中間部５ａ、６ａは貫通穴を設けた幅広形状をなし、貫
通穴５ａに高圧作動棒４と作動部材９が摺動自在に配設
されている。また、貫通穴６ａに作動部材９が摺動自在
に配設されている。そこで高圧ホルダ２が上方へ摺動す
ると、中央突起部２ｃが第１の接点用レバー５を押し上
げ、第１の接点７を押し上げる。また、高圧作動棒４が
さらに上方へ摺動すると、高圧作動棒４の端部４ａが第
２の接点用レバー６を押し上げ、第２の接点８を押し上
げる。

【００３１】円筒状の作動部材９の先端部９ａには温度
センサ１３が収納され、高圧反転板１と高圧作動棒４の
内周に摺動可能に挿入されている。

【００３２】プレート１０の中心部には作動部材９が圧
入にて気密に固定されており、プレート１０の上面には
第２の環状突起部１０ａが設けられ、高圧反転板１の下
面に接している。このプレート１０は、作動部材９及び
樹脂薄膜のダイヤフラム１８と連動し、ケース１９内を
軸方向に摺動する。

【００３３】空洞Ｄ側と高圧反転板１側とを確実にシー
ルするため、ゴム製のＯリング１２とリング１１とを用
い、リング１１を作動部材９の外周全域にわたってカシ
メることにより、リング１１と作動部材９とを固定する
と共に、Ｏリング１２とリング１１との間にダイヤフラ
ム１８を挟む形で圧接し、シール性を高めている。

【００３４】温度センサ１３の電気配線１３ａは、作動
部材９内を通り、開口部９ｂ側より取り出し、第１のタ
ーミナル１４、第２のターミナル１５に接続される。

【００３５】次に、本実施形態の作動と効果について説
明する。

【００３６】図１において、図１に描かれている状態
は、圧力導入口２０に大気圧相当がかかっている状態を
示しており、接点７、８はＯＦＦとなっている。この状
態から圧力導入口２０に冷媒圧力を導き、空洞Ｄ内の冷
媒圧力を徐々に上げていき、低圧設定値以上の圧力が加
わると図４に示す状態となり、プレート１０が作動部材
９と共に図中上側方向に摺動すると共に、高圧ホルダ２
も上側方向に摺動する。そのため、低圧反転板３が反転
し、高圧ホルダ２の中央突起部２ｃが第１の接点用レバ
ー５を押し上げるため、第１の接点７は第２の接点８に
押しつけられ、接点７、８は閉成してＯＮとなる。冷媒
圧力を更に上げていき、高圧設定値以上の圧力が加わる
と図５に示す状態となり、高圧ホルダ２が低圧反転板１
を介して段部１９ｂによって係止して、高圧ホルダ２は
摺動停止し、プレート１０より高圧反転板１に高圧力が
加わるようになる。そのため、高圧反転板１が反転し、
高圧作動棒４が上側方向に摺動してその端部４ａが第２
の接点用レバー６を押し上げるため、第２の接点８は第
１の接点７から引き離され、接点７、８はＯＦＦとな
る。

【００３７】次に冷媒圧力を徐々に下げていき、高圧設
定値からヒステリシス分だけ下がった圧力になると高圧
反転板１がもとの状態に戻り、高圧作動棒４が図中下側
方向へ下がるのに伴って第２の接点用レバー６も下がっ
てもとの状態に戻り、第２の接点８は第１の接点７に閉
成して、接点７、８はＯＮとなる。冷媒圧力を更に下げ
ていき、低圧設定値からヒステリシス分だけ下がった圧
力になると低圧反転板３がもとの状態に戻る。それに伴
って高圧ホルダ２及びプレート１０とも図中下側方向に
摺動し、第１の接点用レバー５も下がってもとの状態に
戻り、第１の接点７は第２の接点８から引き離され、接
点７、８はＯＦＦとなる。

【００３８】次に本実施形態の温度センサ付圧力スイッ
チの組付方法について説明する。

【００３９】先ず、作動部材９と第１のターミナル１４
及び第２のターミナル１５との電気接続を行う。その
後、第１の接点用レバー５、第２の接点用レバー６、低
圧反転板３、高圧ホルダ２、高圧作動棒４、高圧反転板
１の中心部に作動部材９を貫通させて順次組み付けてい
く。

【００４０】そして、プレート１０に作動部材９を圧入
し、Ｏリング１２、ダイヤフラム１８と共にリング１１
をカシメることで回転方向の位置決めなどは必要なく容
易に組み付けを行える。

【００４１】次に、温度センサ付圧力スイッチ１００を
用いた検出処理装置２００について図６のブロック線図
を用いて説明する。

【００４２】（１）温度センサ付圧力スイッチ１００に
おいて、第１の接点７と第２の接点８が一度ＯＦＦから
ＯＮ後に再びＯＦＦ（つまり、所定高圧時）となったと
き、直前の冷媒温度が高圧反転板１が反転作動する反転
作動圧力に相当する正常時の冷媒温度よりも低く、正常
時の冷媒温度との温度差が第１の設定温度以上ある場合
には、検出処理装置２００において異常と判定して、警
告手段３００より警告を出す異常判定手段２０１を設け
た。

【００４３】この異常判定手段２０１は、冷媒を適正量
よりも過大に入れすぎた場合、冷媒圧力が高くなりすぎ
ることに起因して、冷凍サイクル中のコンプレッサを断
続する電磁クラッチがＯＦＦになる、いわゆる高圧カッ
トが頻繁におこって冷房能力の低下を招く。しかも高圧
カットにより電磁クラッチのＯＮ、ＯＦＦが頻繁になっ
て部品の寿命が短くなるので、これを異常と判定し、警
告を発することにより、これらの問題を未然に防止する
ことができる。

【００４４】（２）前記冷媒温度が下がりすぎて第２の
設定温度以下となったとき、電磁クラッチ４００を切っ
てコンプレッサを停止するコンプレッサ作動停止手段２
０２を設けた。

【００４５】このコンプレッサ作動停止手段２０２は、
低温度の時にコンプレッサの潤滑が悪くなるので、コン
プレッサの摩耗防止等の保護のため、コンプレッサを停
止することによりコンプレッサの寿命を長くすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る温度センサ付圧力スイッチ１００
の実施形態の構成を示す中心軸に沿った横断面図であ
る。

【図２】図１の上面図である。

【図３】図１の反対方向からの横断面図（図２中の断面
ＩＩＩ−ＩＩＩ）である。

【図４】低圧反転板の反転状態（低圧ＯＮ）を示す、図
１と同方向から見た中心軸に沿った横断面図である。

【図５】高圧反転板の反転状態（高圧ＯＦＦ）を示す、
図１と同方向から見た中心軸に沿った横断面図である。

【図６】本発明に係る温度センサ付圧力スイッチ１００
を用いた検出処理装置２００のブロック線図である。

【符号の説明】 １ 高圧反転板（反転板） ３ 低圧反転板（反転板） １、２、３、４、１０ 受圧動作機構 ７ 第１の接点（開閉スイッチ） ８ 第２の接点（開閉スイッチ） ９ 作動部材 ９ａ 先端部 １３ 温度センサ １３ａ 電気配線 １４ 第１のターミナル（ターミナル部） １５ 第２のターミナル（ターミナル部） １６、１９ センサハウジング １８ ダイヤフラム ２０ 圧力導入口 １００ 温度センサ付圧力スイッチ ２００ 検出処理装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサハウジング（１６、１９）と、 検出流体に対して前記センサハウジング（１６、１９）
   内をシールするダイヤフラム（１８）が配置されて、前
   記ダイヤフラム（１８）の表面に加わる前記検出流体の
   圧力に応じて動作する受圧動作機構（１、２、３、４、
   １０）と、 前記検出流体の温度を検知する温度センサ（１３）と、 前記受圧動作機構（１、２、３、４、１０）の動作に応
   じて電気接点を開閉する開閉スイッチ（７、８）とを、 前記センサハウジング（１６、１９）内に収納し、前記
   開閉スイッチ（７、８）及び前記温度センサ（１３）の
   電気配線を接続するターミナル部（１４、１５、２２）
   を前記センサハウジング（１６、１９）に設けた温度セ
   ンサ付圧力スイッチにおいて、 前記ダイヤフラム（１８）及び前記受圧動作機構（１、
   ２、３、４、１０）の中央部を貫通すると共に、一端側
   に開口部（９ｂ）を有する作動部材（９）を設け、該作
   動部材（９）の他端側内部に前記温度センサ（１３）を
   配置し、 前記温度センサ（１３）の電気配線（１３ａ）を前記作
   動部材（９）の前記開口部（９ｂ）側より前記ターミナ
   ル部（１４、１５）へ取り出す構成としたことを特徴と
   する温度センサ付圧力スイッチ。
2. 【請求項２】 前記作動部材（９）は、前記ダイヤフラ
   ム（１８）、プレート（１０）と気密固定されると共
   に、前記受圧動作機構（１、２、３、４）と摺動可能に
   設置されることを特徴とする請求項１に記載の温度セン
   サ付圧力スイッチ。
3. 【請求項３】 前記受圧動作機構（１、２、３、４、１
   ０）は、受圧力に応じて反り形状を反転するそれぞれ皿
   状の低圧反転板（３）と高圧反転板（１）を有し、前記
   ダイヤフラム（１８）の表面に加わる前記検出流体の圧
   力に応じて前記両反転板（３、１）が順次反転し、前記
   開閉スイッチ（７、８）の開閉を行わせるように構成さ
   れていることを特徴とする請求項１または請求項２のい
   ずれかに記載の温度センサ付圧力スイッチ。
4. 【請求項４】 前記センサハウジング（１６、１９）
   は、前記検出流体を導入する圧力導入口（２０）を設け
   た圧力導入部（１６ａ）を有し、前記作動部材（９）の
   前記閉塞した先端部（９ａ）が前記圧力導入口（２０）
   の先端近傍まで延長されていることを特徴とする請求項
   １に記載の温度センサ付圧力スイッチ。