JP2004012140A

JP2004012140A - 圧力検知器

Info

Publication number: JP2004012140A
Application number: JP2002161796A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Hamano; 浜野　和博; Hitoshi Shimomura; 下村　等
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】圧力検知器本来の圧力検知性能を損ねることなく、脈動による誤作動や機能障害の発生を効果的に回避し、しかも、脈動防止のための部品点数や組付け工数、配管工数の増加を最小限に止めた実用的な圧力検知器を提供すること。
【解決手段】受圧室１９を有し、受圧室１９の圧力を検知する圧力検知器であって、受圧室１９を画定する本体ケース１３に継手管２８の一端を気密接続し、この継手管２８の本体ケース１３に対する接続端部２８Ａの管内に絞り部材２９をかしめ装着する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圧力検知器に関し、特に、圧力スイッチ、圧力センサ等の圧力検知器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
検知器本体ケースによって画定された受圧室を有し、受圧室の圧力を検知する圧力検知器として、受圧室の圧力に応じて開閉する電気接点を含む圧力スイッチや、受圧室の圧力を電気量に変換するピエゾ素子等による圧力・電気変換素子を含む圧力センサが知られている。
【０００３】
上述の圧力検知器は、プロセスやシステムにおける検知対象の圧力が導圧通路によって受圧室に導かれることにより、圧力の検知を行うから、検知対象の圧力が脈動成分を含むと、脈動成分の影響を受け、脈動成分に応答して誤作動することがある。
【０００４】
空調装置や冷蔵庫等の冷凍サイクル装置において、圧縮機の吐出圧異常上昇時に圧縮機を緊急停止（高圧カット）するために、圧縮機の吐出側に設けられる高圧スイッチ（圧力スイッチ）では、本来は高圧カットしない圧力値であるにも拘わらず、脈動によって瞬間的に設定値を超えた圧力が高圧スイッチに作用すると、高圧カットが作動し、システムを停止させる誤作動が生じる。また、このような圧縮機の高圧スイッチでは、液圧縮の脈動による高圧が圧力感知部に作用し、圧力スイッチの機能を損ねる原因になる。
【０００５】
受圧室に対する脈動の伝播を低減するために、管継手にオリフィス通路を形成したり、絞り部材を組み込むことが、特開昭５６−９７６９２号公報や特開平９−２５７１８６号公報に示されている。また、圧力測定装置の導圧管路に絞り部材を入れ、圧力測定装置に脈動が作用することを低減することが特開昭５６−１２９８３４号公報に示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
検知対象の圧力が導圧通路によって受圧室に導かれることにより、圧力の検知を行う圧力スイッチや圧力センサ等の圧力検知器において、圧力検知器本来の圧力検知性能を損ねることなく、脈動による誤作動や機能障害の発生を効果的に防止するためには、絞り部材の配置部位や絞り通路形状の選定に関して考察する必要がある。
【０００７】
しかし、このことに関して、従来のものでは、充分になされておらず、圧力検知器が脈動の影響を受けて圧力検知器が誤作動や機能障害を生じることについて、改善しなくてはならない。
【０００８】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、圧力検知器本来の圧力検知性能を損ねることなく、脈動による誤作動や機能障害の発生を効果的に回避し、しかも、脈動防止のための部品点数や組付け工数、配管工数の増加を最小限に止めた実用的な圧力検知器を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による圧力検知器は、受圧室を有し、前記受圧室の圧力を検知する圧力検知器であって、前記受圧室を画定する検知器本体ケースに継手管の一端が気密接続され、当該継手管は、前記検知器本体ケースに対する接続端にて前記受圧室に直接連通し、検知対象の圧力を前記受圧室に導く導圧通路をなしており、前記継手管の前記検知器本体ケースに対する接続端部の管内に絞り部材が固定装着されている。
【００１０】
この圧力検知器によれば、絞り部材が継手管の検知器本体ケースに対する接続端部の管内に固定装着され、絞り部材が継手管による導圧通路において最も受圧室に近い位置に配置されるから、絞り部材を通過した後の受圧室側の内容積が小さく、受圧室に脈動が伝わることが絞り部材によって効果的に抑制され、絞り部材による圧力検知の応答性の低下も最小限に止められる。
【００１１】
この発明による圧力検知器で用いられる絞り部材は、小径のオリフィス通路と、前記オリフィス通路より前記受圧室側に位置し前記オリフィス通路より大径の拡散通路とを有しているものであることが好ましく、受圧室に脈動が伝わることが効果的に抑制される。
【００１２】
この発明による圧力検知器では、前記受圧室はダイヤフラムにより区画されているものであってよく、前記受圧室の圧力に応じて開閉する電気接点を含む圧力スイッチ、あるいは前記受圧室の圧力を電気量に変換する圧力・電気変換素子を含む圧力センサとして構成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１はこの発明による圧力検知器を圧力スイッチとして適用した一つの実施形態を示している。
【００１４】
圧力スイッチ１０は、かしめリング部材１１によって互いに結合された端子台１２と本体ケース１３とによる検出器本体ケース１４を有している。端子台１２と本体ケース１３との間には、中間ガイド部材１５、ストッパ部材１６、ダイヤフラム１７とがＯリング１８を挟んで気密に共締め状態で固定されている。
【００１５】
ダイヤフラム１７は本体ケース１３との間に受圧室１９を区画している。ダイヤフラム１７は、受圧室１９の圧力に応じて反転動作、すなわち、スナップアクションするばね性を有する金属製のものであり、受圧室１９の圧力が設定値未満である場合には、図示されているように下側に膨らんだ形状をなし、受圧室１９の圧力が設定値以上になると、この圧力によって下側に膨らんだ形状より上側に膨らんだ形状に可逆的に反転する。
【００１６】
中間ガイド部材１５は作動ピン２０を上下動可能に支持している。作動ピン２０は、下端にてダイヤフラム１７の中央部に当接し、ダイヤフラム１７の反転動作に応じて上下動する。
【００１７】
端子台１２にはＨ端子２１とＣ端子２２が取り付けられている。端子台１２は内部に電気接点室２３を画定しており、電気接点室２３には、Ｈ端子２１の内部端に固定された固定接点子２４と、Ｃ端子２２の内部端に一端を固定されたばね性を有する可動接点板２５および当該可動接点板２５の先端に取り付けられた可動接点子２６とが設けられている。
【００１８】
固定接点子２４と可動接点子２６とは上下に相対向しており、可動接点板２５の中間部に作動ピン２０の上端が当接していることにより、ダイヤフラム１７が、図示されているように、下側に膨らんだ形状をなしている状態の時には、固定接点子２４と可動接点子２６とが導通接触し、これに対し、ダイヤフラム１７が上側に膨らんだ形状をなしている状態の時には、可動接点子２６が固定接点子２４より離れる。
【００１９】
本体ケース１３には中央貫通孔２７が貫通形成されている。中央貫通孔２７には銅管等による継手管２８の一端部２８Ａが差し込まれており、この継手管２８の一端部２８Ａが溶接、ろう付け等によって本体ケース１３に気密に固着されている。継手管２８は、本体ケース１３に対する接続端（一端部２８Ａ）にて受圧室１９に直接連通しており、検知対象の圧力を受圧室１９に導く導圧通路をなしている。
【００２０】
継手管２８の本体ケース１３に対する接続端部の管内には絞り部材２９がローリングかしめ部３０によって固定装着されている。絞り部材２９は、小径のオリフィス通路３１と、オリフィス通路３１より受圧室１９側に位置しオリフィス通路３１より大径の拡散通路３２とを互いに直列に有している。
【００２１】
絞り部材２９の各部の寸法は、継手管２８の他端部２８Ｂより脈動が受圧室１９に伝わることを防止、抑制するために最適な値に設定されるものであり、継手管２８の内径が５ｍｍ程度である場合、オリフィス通路３１の内径が０．５ｍｍ、拡散通路３２の内径は１．０〜１．５ｍｍ、オリフィス通路３１の通路長が３ｍｍ、拡散通路３２の通路長が１０〜１２ｍｍ程度に設定される。
【００２２】
オリフィス通路３１の内径が０．５ｍｍ程度の極小径のドリル穴明けの場合、ドリルの強度上の問題により、オリフィス通路３１の通路長、換言すれば、ドリル工具長をさほど長くすることができず、通常のドリル穴明け加工では、ドリル工具長は３〜５ｍｍ程度が限界になる。このことに対して、絞り部材２９を継手管２８の管内に適切にかしめ固定するためには、絞り部材２９が、ある程度の軸長を有している必要があり、３〜５ｍｍの軸長では不十分である。
【００２３】
内径が１．０〜１．５ｍｍ程度で、オリフィス通路３１の内径より大きい拡散通路３２は、当該拡散通路を加工するドリルの強度確保上、オリフィス通路３１に比して軸長を長いものとすることができる。この拡散通路３２の存在によって絞り部材２９の全体の軸長を、絞り部材２９を継手管２８の管内に適切にかしめ固定するために必要な長さに設定することができる。すなわち、拡散通路３２の存在は、絞り部材２９を継手管２８の管内に適切にかしめ固定するために役立つ。
【００２４】
上述の構成による圧力スイッチ１０では、継手管２８の他端部２８Ｂが検知対象の圧力通路に接続されることにより、検知対象の圧力が絞り部材２９のオリフィス通路３１、拡散通路３２を経て受圧室１９に導かれる。絞り部材２９による絞り効果によって検知対象の圧力の脈動成分が受圧室１９に直接伝わることがなくなる。
【００２５】
絞り部材２９は継手管２８の本体ケース１３に対する接続端部２８Ａの管内に固定装着され、絞り部材２９が継手管２８による導圧通路において最も受圧室１９に近い位置に配置されるから、絞り部材２９が継手管２８の他端部２８Ｂや昼間部に設置される場合に比して、絞り部材２９を通過した後の受圧室１９側の内容積が小さく、受圧室１９に脈動が伝わることが絞り部材２９によって効果的に抑制され、絞り部材２９による圧力検知の応答性の低下も最小限に止められる。
【００２６】
また、小径のオリフィス通路３１を通過した圧力は、その後、オリフィス通路３１より大径の拡散通路３２を通り、拡散しつつ受圧室１９に伝わるから、受圧室１９に脈動が伝わることがより効果的に抑制され、受圧室１９の圧力が脈動に対して安定し、受圧室１９における脈動の影響がより一層低減される。
【００２７】
これらのことにより、圧力スイッチ１０本来の性能を損ねることなく、脈動による圧力スイッチ１０の誤作動や機能障害の発生が効果的に防止される。
【００２８】
また、絞り部材２９を継手管２８の一端部２８Ａにかしめ装着するだけでよいので、脈動防止のために生じる部品点数や組付け工数、配管工数の増加が最小限に止められる。
【００２９】
図２は圧力スイッチ１０を空調装置の高圧スイッチとして使用する使用例を示している。図２において、５０は圧縮機、５１は四方弁、５２は室外熱交換器、５３は冷媒量調節用タンク、５４は液阻止弁、５５は電動膨張弁、５６は室内熱交換器、５７はガス阻止弁を各々示している。
【００３０】
高圧スイッチとして圧力スイッチ１０は圧縮機５０の吐出配管５８の途中に継手管２８によって接続される。この場合、圧力スイッチ１０は、圧縮機５０の吐出圧力に応動し、圧縮機５０の吐出圧異常上昇時には開成して圧縮機５０の運転を緊急停止する。この緊急停止動作が高圧カットである。
【００３１】
圧力スイッチ１０は、前述した通り、継手管２８の一端部２８Ａに絞り部材２９を有するものであるから、圧力スイッチ１０本来の性能を損ねることなく、脈動による誤作動（高圧カット）、すなわち、圧縮機５０の緊急停止や、機能障害を生じることがない。
【００３２】
図３はこの発明による圧力検知器を圧力センサとして適用した一つの実施形態を示している。圧力センサ１００は、かしめリング部材１０１によって互いに結合されたコネクタハウジング１０２とキャップ部材１０３とによる検出器本体ケース１０４と、上アイレット１０５と、下アイレット１０６と、Ｏリング１０７と、ヘッダ１０８と、後述する受圧室１１４の圧力を電気量に変換する圧力・電気変換素子である感圧素子１０９と、ＦＰＣ配線基板１１０と、接続端子１１１、１１２等を有している。
【００３３】
下アイレット１０６にはダイヤフラム１１３が取り付けられており、ダイヤフラム１１３はキャップ部材１０３との間に受圧室１１４を区画している。ダイヤフラム１１３は受圧室１１４とは反対側にオイル封入室１１５を画定しており、受圧室１１４の圧力がダイヤフラム１１３によってオイル封入室１１５の封入オイルを介して感圧素子１０９に伝えられる。
【００３４】
なお、オイル封入室１１５に対するオイルの充填は下アイレット１０６に形成されたオイル注入孔１１６より行われ、オイル注入後に封止ボール１１７によってオイル注入孔１１６が閉じられる。
【００３５】
キャップ部材１０４には中央貫通孔１１８が貫通形成されている。中央貫通孔１１８には銅管等による継手管１１９の一端部１１９Ａが差し込まれており、この継手管１１９の一端部１１９Ａが溶接、ろう付け等によってキャップ部材１０４に気密に固着されている。継手管１１９は、キャップ部材１０４に対する接続端（一端部１１９Ａ）にて受圧室１１４に直接連通しており、検知対象の圧力を受圧室１１４に導く導圧通路をなしている。
【００３６】
継手管１１９のキャップ部材１０４に対する接続端部の管内には絞り部材１２０がローリングかしめ１２１によって固定装着されている。絞り部材１２０は、小径のオリフィス通路１２２と、オリフィス通路１２２より受圧室１１４側に位置しオリフィス通路１２２より大径の拡散通路１２３とを有している。
【００３７】
この場合も、絞り部材１２０の各部の寸法は、継手管１１９の他端部１１９Ｂより脈動が受圧室１１４に伝わることを防止、抑制するために最適な値に設定される。
【００３８】
上述の構成による圧力センサ１００では、継手管１１９の他端部１１９Ｂが検知対象の圧力通路に接続されることにより、検知対象の圧力が絞り部材１２０のオリフィス通路１２２、拡散通路１２３を経て受圧室１１４に導かれる。絞り部材１２０による絞り効果によって検知対象の圧力の脈動成分が受圧室１１４に直接伝わることがなくなる。
【００３９】
絞り部材１２０は継手管１１９の本体ケース１３に対する接続端部１１９Ａの管内に固定装着され、絞り部材１２０が継手管１１９による導圧通路において最も受圧室１１４に近い位置に配置されるから、絞り部材１２０を通過した後の受圧室１１４側の内容積が小さく、受圧室１１４に脈動が伝わることが絞り部材１２０によって効果的に抑制され、絞り部材１２０による圧力検知の応答性の低下も最小限に止められる。
【００４０】
また、小径のオリフィス通路１２２を通過した圧力は、その後、オリフィス通路１２２より大径の拡散通路１２３を通り、拡散しつつ受圧室１１４に伝わるから、受圧室１１４に脈動が伝わることがより効果的に抑制され、受圧室１９の圧力が脈動に対して安定し、受圧室１９における脈動の影響がより一層低減される。
【００４１】
これらのことにより、圧力センサ１００本来の性能を損ねることなく、脈動による圧力センサ１００の誤作動や機能障害の発生が効果的に防止される。
【００４２】
また、絞り部材１２０を継手管１１９の一端部１１９Ａにかしめ装着するだけでよいので、脈動防止のために生じる部品点数や組付け工数、配管工数の増加が最小限に止められる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による圧力検知器によれば、圧力検知器本来の圧力検知性能を損ねることなく、脈動による誤作動や機能障害の発生を効果的に回避でき、しかも、脈動防止のために生じる部品点数や組付け工数、配管工数の増加を最小限に止めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による圧力検知器を圧力スイッチとして適用した一つの実施形態を示す断面図である。
【図２】この発明による圧力スイッチを空調装置の高圧スイッチとして使用する使用例を示する空調冷媒回路図である。
【図３】この発明による圧力検知器を圧力センサとして適用した一つの実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　圧力スイッチ
１３　本体ケース
１７　ダイヤフラム
１９　受圧室
２０　作動ピン
２４　固定接点子
２６　可動接点子
２８　継手管
２９　絞り部材
３１　オリフィス通路
３２　拡散通路
１００　圧力センサ
１０９　感圧素子
１１３　ダイヤフラム
１１４　受圧室
１１５　オイル封入室
１１９　継手管
１２０　絞り部材
１２２　オリフィス通路
１２３　拡散通路

Claims

受圧室を有し、前記受圧室の圧力を検知する圧力検知器であって、
前記受圧室を画定する検知器本体ケースに継手管の一端が気密接続され、当該継手管は、前記検知器本体ケースに対する接続端にて前記受圧室に直接連通し、検知対象の圧力を前記受圧室に導く導圧通路をなしており、
前記継手管の前記検知器本体ケースに対する接続端部の管内に絞り部材が固定装着されていることを特徴とする圧力検知器。
前記絞り部材は、小径のオリフィス通路と、前記オリフィス通路より前記受圧室側に位置し前記オリフィス通路より大径の拡散通路とを有していることを特徴とする請求項１記載の圧力検知器。
前記受圧室はダイヤフラムにより区画されていることを特徴とする請求項１または２記載の圧力検知器。
前記受圧室の圧力に応じて開閉する電気接点を含む圧力スイッチである請求項１〜３の何れか１項記載の圧力検知器。
前記受圧室の圧力を電気量に変換する圧力・電気変換素子を含む圧力センサである１〜３の何れか１項記載の圧力検知器。