JP2009117217A - Diaphragm for pressure switch, and pressure switch with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハウジング内を二室に画成しこれら二室の圧力差により作動して何れか一室に収容されたスイッチを駆動する圧力スイッチ用ダイアフラム及びこれを備えた圧力スイッチに関する。 The present invention relates to a pressure switch diaphragm that defines a housing in two chambers and operates by a pressure difference between the two chambers to drive a switch accommodated in one of the chambers, and a pressure switch including the diaphragm.
給湯器やボイラ等のガスが燃焼するときには空気ファンが回転して排気ガスを排出するが、故障等により空気ファンが回転せず停止した状態のままガスが燃焼した場合、最適な燃焼制御が行えなくなるおそれがある。このため、空気ファンからの送風を検出するべく風圧を外力として伝達し、接点の接触動作を行う圧力スイッチが用いられている。 When the gas from a water heater or boiler burns, the air fan rotates and exhausts the exhaust gas. However, if the gas burns while the air fan is not rotating due to a failure, etc., the optimal combustion control can be performed. There is a risk of disappearing. For this reason, a pressure switch that transmits the wind pressure as an external force and detects the contact of the contacts is used to detect the air blown from the air fan.
図9は、上記圧力スイッチの一例を示す断面図で、圧力スイッチは、容器としての中空のハウジング1の下部を形成する有底円筒形状のハウジング2、ハウジング2に装着固定されて中空の筐体の上部を形成する有底円筒形状のカバー3、ハウジング2に収容されたスナップアクション機構からなるスイッチ4、ハウジング2とカバー3との間に介挿されてスイッチ4が収容されたハウジング2側に低圧室5を気密に画成すると共にカバー3側に高圧室6を気密に画成し、かつスイッチ4を作動させるための外力伝達機構としてのダイアフラム7等により構成されている。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of the pressure switch. The pressure switch is mounted on and fixed to the bottomed
ダイアフラム7は、センタプレート8の外周縁部にシールダイアフラム9の内周縁部が固定されており、センタプレート8の下面中央においてプランジャ8aが圧力室5に突出した状態で形成されている。シールダイアフラム9の外周縁部は、ハウジング2の外周縁部2bとカバー3の外周縁部3bとの間に挟持されて気密に固定されている。
The
圧力スイッチ4は、低圧室5内に配置された基台上に取り付けられ、スナップアクション機構を構成する板ばね4aの中心位置に一体形成された可動片にプランジャ8aの先端部が当接する作動点4bが設けられている。低圧室5は、ハウジング2に形成された気体導入孔としてのポート2aを介して大気に開放され、高圧室6は、カバー3に形成された気体導入孔としてのポート3aを介して前記給湯器の排気管(煙道)に連通接続される。
The
そして、低圧室5と高圧室6の圧力差(差圧)が生じると、ダイアフラム7がその差圧を受けることによりセンタプレート8の上面に外力が加わる。この外力はシールダイアフラム9の膜9aを変位させてセンタプレート8を押し下げ、プランジャ8aが当接する作動点4bに対して駆動力として作用する。ダイアフラム7から駆動力を伝達された板ばね4aは、接点4cの切り換え動作を行う。これにより、スイッチ4をオン/オフさせて前記空気ファンの回転/回転停止を検出する。
When a pressure difference (differential pressure) occurs between the
ダイアフラム7は、図9及び図10に示すように、樹脂部材からなる円板状のセンタプレート8の外周縁部に環状をなすシリコンゴム製のシールダイアフラム9の内周縁部が気密に接合固定されて形成されており、下面中央位置にスイッチ4を作動させるためのプランジャ8aが形成され、外周縁部の上面に全周に亘り断面四角形の嵌合溝8bが形成されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
シールダイアフラム9は、環状をなす膜9aの内周縁部及び外周縁部の下面に全周に亘り断面四角形の嵌合凸部9b及び嵌合凸部9cが形成されている。そして、シールダイアフラム9の嵌合凸部9bをセンタプレート8の嵌合溝8bに嵌め込み、嵌合溝8bの内側に全周に亘り立設形成されたリブ8cを熱でカシメて嵌合凸部9bの下面9b’を嵌合溝8bの底面8b’に密着させ気密に固定して一体化している。
The
シールダイアフラム9の外周縁部の嵌合凸部9cは、2点鎖線で示すようにハウジング2の外周縁部2bの上面に全周に亘り形成された断面四角形の嵌合溝2cに嵌め込まれ、カバー3の外周縁部3bの下面3b’を押し付けて嵌合凸部9cの下面9c’を環状溝2cの底面2c’に密着させ、かつカバー3の外周縁部3bに周方向に所定の間隔を存して立設された複数の孔3dにハウジング2の外周縁部2bの上面に周方向に沿って各孔3dと対応して形成された複数のピン状の突起部2dを貫通させて先端部を熱でカシメて気密に固定する(例えば、特許文献1参照)。
The
シールダイアフラム9は、シリコンゴムを射出成形することで形成されており、図11にシールダイアフラム9を成形する金型の一例を示す。金型10は、上金型11と下金型12からなり、上金型11の中央に溶融したシリコンゴムの注入口11aが形成されており、下金型12の上面にシールダイアフラム9の膜9aを形成するための深さの浅い環状の凹部(キャビティ)12aと、この環状の凹部12aの内周縁部、外周縁部に嵌合凸部9b、9cを形成するための断面四角形状をなす環状の凹部(キャビティ)12b,12cが形成されている。
The
そして、図示しない射出装置から上金型11の注入口11aに矢印で示すように溶融状態で注入(充填)されたシリコンゴムは、円板状に広がって環状の凹部12b,環状の凹部12a,環状の凹部12cへと順次流れ込んで充填され円板状のシールダイアフラムを形成し、冷却された後に金型10から取り出されて内周縁部の嵌合凸部9bの内側の円板部分が除去されて環状のシールダイアフラム9が形成される。
しかしながら、上述した構造のダイアフラム7は、図10に示すようにシールダイアフラム9の内周縁部の嵌合凸部9bが断面四角形状をなしているためにセンタプレート8の嵌合溝8bに嵌め込んでリブ8cを熱でカシメて一体化する際に、嵌合凸部9bが図10に矢印で示す方向に変形するための逃げ場が無く、しかもシリコンゴムは変形し難いために断面四角形状の嵌合凸部9bが潰れ難く殆ど変形しないために下面9b’と嵌合溝8bの底面8b’とのシール力が小さくなり、シール性(密着性)が低い。また、下面9b’の全面を潰すためにはカシメ力(押圧力)を大きくすることが必要であり、熱カシメによる固定が困難となる。シールダイアフラム9の外周縁部の断面四角形状の嵌合凸部9cについても同様である。
However, the
また、シールダイアフラム9の内周縁部の嵌合凸部9b及び外周縁部の嵌合凸部9cが断面四角形状をなしているために図11に示すように射出成形により成形する際に成形性が悪く、成形不良が多いという問題がある。
Moreover, since the fitting convex
即ち、上金型11の注入口11aから注入された溶融したシリコンゴムは、円板状をなして同心的に広がって下金型12の断面四角形状をなす環状の凹部(キャビティ)12b内に図12(a)に線A,B,C,Dで示すように順次流れ込み、更に線E,Fで示すように環状の凹部(キャビティ)12aを通して同図(b)に示すように外側の断面四角形状をなす環状凹部(キャビティ)12c内に線G,H,Iで示すように順次流れ込んで充填される。
That is, the molten silicon rubber injected from the
しかしながら、金型の構造上溶融したシリコンゴムが下金型12の内側の断面四角形状の凹部(キャビティ)12b内に流れ込んだときに当該凹部12bの下端の両側隅部12b’,12b’にエアトラップ(空気が押し込まれた部位)12e,12fが発生する。外側の環状の凹部(キャビティ)12cにおいても同様に下端の両側隅部12c’,12c’にエアトラップ12g,12hが発生する。尚、外側の環状の凹部(キャビティ)12cの上端の外側隅部には上金型11との間に図示しない複数のエア抜き用の隙間(小孔)が形成されており、エアトラップは発生しない。
However, when the silicon rubber melted due to the structure of the mold flows into the concave portion (cavity) 12b having a quadrangular cross section inside the
このようにシールダイアフラム9を成形する際にエアトラップが発生すると、形成されたシールダイアフラム9の嵌合凸部9b,9cの先端両側の隅部の表面が粗くなったり、隅部が欠けたり、或いは隅部に気泡ができ易くなる。このため、シールダイアフラムの成形不良が多くなり歩留まりが悪くなる。
When an air trap occurs when molding the
本発明の目的は、シールダイアフラムの内周縁部をセンタプレートの外周縁部に気密に接合固定し、外周縁部をハウジングの周縁部に挟持して気密に固定するダイアフラムのシール力の向上を図るようにした圧力スイッチ用ダイアフラム及びこれを備えた圧力スイッチを提供することにある。 An object of the present invention is to improve the sealing force of a diaphragm in which the inner peripheral edge of the seal diaphragm is airtightly bonded and fixed to the outer peripheral edge of the center plate, and the outer peripheral edge is sandwiched between the peripheral edges of the housing and fixed in an airtight manner. Another object is to provide a pressure switch diaphragm and a pressure switch including the same.
上述した課題を解決するために、本発明に係る圧力スイッチ用ダイアフラムは、
ハウジング内を二室に画成しこれら二室の圧力差により作動して何れか一室に収容されたスイッチを駆動する圧力スイッチ用ダイアフラムにおいて、
前記ダイアフラムは、円板状をなし外周縁部に全周に嵌合溝が形成されたセンタプレートと、環状をなし内周縁部に全周に亘って前記嵌合溝に気密に嵌合固定される嵌合凸部を有し、かつ外周縁部に全周に形成され前記ハウジングの外周縁部に全周に形成された嵌合溝に全周に亘って嵌合されて気密に支持される嵌合凸部を有したシールダイアフラムからなり、
前記シールダイアフラムの内周縁部又は外周縁部の少なくとも一方の嵌合凸部の前記センタプレート又はハウジングの嵌合溝の底面と対向する先端が断面凸形の曲面をなしていることを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, a diaphragm for a pressure switch according to the present invention includes:
In the pressure switch diaphragm which defines the inside of the housing in two chambers and operates by the pressure difference between the two chambers to drive the switch accommodated in one of the chambers,
The diaphragm has a disc shape and has a center plate in which a fitting groove is formed on the entire outer periphery of the outer periphery, and an annular shape and is fitted and fixed in the fitting groove on the inner periphery on the entire periphery. And is fitted over the entire circumference in a fitting groove formed on the outer peripheral edge of the housing and formed on the outer peripheral edge of the housing. It consists of a seal diaphragm with a fitting convex part,
The tip of the fitting convex portion of at least one of the inner peripheral edge portion or the outer peripheral edge portion of the seal diaphragm facing the bottom surface of the center plate or the fitting groove of the housing has a curved surface with a convex cross section. .
シールダイアフラムの内周縁部に形成された嵌合凸部をセンタプレートの外周縁部に形成された嵌合溝に嵌め込んで接合し、この接合部を熱でカシメて嵌合凸部の先端を嵌合溝の底面に密着させて一体化する。嵌合凸部は、先端が凸形の曲面をなしていることにより変形前の形状に比べて変形して潰れ易くなり、かつ変形する際に嵌合溝内において逃げ場が確保されることで良好に変形して嵌合溝の底面に密着する。また、シールダイアフラムの外周縁部に形成された嵌合凸部をハウジングの外周縁部に形成された嵌合溝に嵌め込み、カバーの外周縁部の下面を押し付けて固定する。嵌合凸部は、先端が凸形の曲面をなしていることにより変形前の形状に比べて変形して潰れ易くなり、かつ変形する際に嵌合溝内において逃げ場が確保されることで良好に変形して嵌合溝の底面に密着する。これにより、大きなシール力を有するダイアフラムを形成することが可能となる。 The fitting protrusion formed on the inner peripheral edge of the seal diaphragm is fitted into the fitting groove formed on the outer peripheral edge of the center plate and joined, and the joint is caulked with heat to fix the tip of the fitting convex. Integrate by closely contacting the bottom surface of the fitting groove. The fitting convex part has a convex curved surface, which makes it easier to deform and crush compared to the shape before deformation, and it is good because the escape space is secured in the fitting groove when deforming And is in close contact with the bottom surface of the fitting groove. Further, the fitting convex portion formed on the outer peripheral edge portion of the seal diaphragm is fitted into the fitting groove formed on the outer peripheral edge portion of the housing, and the lower surface of the outer peripheral edge portion of the cover is pressed and fixed. The fitting convex part has a convex curved surface, which makes it easier to deform and crush compared to the shape before deformation, and it is good because the escape space is secured in the fitting groove when deforming And is in close contact with the bottom surface of the fitting groove. Thereby, it is possible to form a diaphragm having a large sealing force.
また、嵌合凸部が断面略U字形状をなしていることにより、従来の断面が四角形状の場合に比べて表面積が小さいため離型性が良い。また、嵌合凸部が断面略U字形状をなしていることにより、断面四角形状に比べて低圧で樹脂の充填が可能となる。更に、断面四角形状に比べて金型の表面積が小さいため、金型への微小なばり付着によるピンホールが発生し難い等のメリットがある。 Moreover, since the fitting convex part has a substantially U-shaped cross section, the surface area is small as compared with the case where the conventional cross section is a square shape, so that the releasability is good. Further, since the fitting convex portion has a substantially U-shaped cross section, the resin can be filled at a lower pressure than the quadrangular cross section. Furthermore, since the surface area of the mold is smaller than that of the quadrangular cross section, there is an advantage that pinholes due to adhesion of minute flashes to the mold are less likely to occur.
好ましくは、前記シールダイアフラムは内側縁部の嵌合凸部の先端が断面凸形の曲面をなしているのが良い。 Preferably, the seal diaphragm has a curved surface with a convex section at the tip of the fitting convex portion at the inner edge.
シールダイアフラムのセンタプレートの外周縁部と接合する内周縁部に形成された嵌合凸部の前記センタプレートの嵌合溝の底面と対向する先端を凸形の曲面とすることにより、嵌合凸部と嵌合溝の底面との間のシール力が大きくなり、センタプレートとの接合部を確実にシールすることが可能となる。 A fitting convex portion formed on an inner peripheral edge portion joined to an outer peripheral edge portion of the center plate of the seal diaphragm has a convex curved surface at a tip facing the bottom surface of the fitting groove of the center plate. The sealing force between the portion and the bottom surface of the fitting groove is increased, and the joint portion with the center plate can be reliably sealed.
また、本発明の請求項2に係る圧力スイッチ用ダイアフラムは、請求項1に記載の圧力スイッチ用ダイアフラムにおいて、
前記シールダイアフラムはシリコンゴムで形成されていることを特徴としている。
Moreover, the diaphragm for pressure switches which concerns on
The seal diaphragm is formed of silicon rubber.
シリコンゴムは、耐久性、耐食性、薬品性に優れており、当該シリコンゴムにより形成したダイアフラムを、種々の環境下で使用する圧力スイッチに適用することが可能である。 Silicon rubber is excellent in durability, corrosion resistance, and chemical properties, and a diaphragm formed of the silicon rubber can be applied to a pressure switch used in various environments.
また、本発明の請求項3に係る圧力スイッチ用ダイアフラムは、請求項1又は請求項2に記載の圧力スイッチ用ダイアフラムにおいて、
前記シールダイアフラムは射出成形により形成されていることを特徴としている。
Moreover, the diaphragm for pressure switches which concerns on
The seal diaphragm is formed by injection molding.
シールダイアフラムを射出成形により形成することで等方性を有し、耐久性に優れた多数のシールダイアフラムを形成することが可能である。また、コストの低減が図られる。 By forming the seal diaphragm by injection molding, it is possible to form a large number of seal diaphragms having isotropic properties and excellent durability. Further, the cost can be reduced.
また、本発明の請求項4に係る圧力スイッチは、
ハウジング内を二室に画成しこれら二室の圧力差により作動するダイアフラムで何れか一室に収容されたスイッチを駆動する圧力スイッチにおいて、
前記請求項1乃至請求項3の何れかに記載の圧力スイッチ用ダイアフラムを備えたことを特徴としている。
A pressure switch according to
In the pressure switch that drives the switch housed in one of the chambers with a diaphragm that is defined by the pressure difference between the two chambers in the housing.
The pressure switch diaphragm according to any one of claims 1 to 3 is provided.
シリコンゴムは、耐久性、耐食性及び耐薬品性に優れており、圧力スイッチにシリコンゴムで形成したダイアフラムを使用することで、特に半導体製造装置等において使用される腐食性を有するガスの圧力スイッチ等にこのダイアフラムを適用することが可能である。 Silicon rubber is excellent in durability, corrosion resistance, and chemical resistance, and by using a diaphragm made of silicon rubber for the pressure switch, it has a corrosive gas pressure switch especially used in semiconductor manufacturing equipment etc. It is possible to apply this diaphragm.
本発明によるとハウジング内を二室に画成しこれら二室の圧力差により作動して何れか一室に収容されたスイッチを駆動する圧力スイッチ用ダイアフラムにおいて、センタプレートの外周縁部の嵌合溝に嵌合するシールダイアフラムの内周縁部の嵌合凸部又はハウジングの周縁部の嵌合溝に嵌合するシールダイアフラムの外周縁部の少なくとも一方の嵌合凸部を変形し易くすることにより、嵌合凸部の先端と嵌合溝の底面との間のシール力を大きくすることができる。この結果、気密性に優れた圧力スイッチを構成することが可能となる。 According to the present invention, in the diaphragm for a pressure switch that defines the inside of the housing in two chambers and operates by the pressure difference between the two chambers to drive the switch accommodated in one of the chambers, the outer peripheral edge of the center plate is fitted. By facilitating deformation of at least one fitting convex portion of the inner peripheral edge portion of the seal diaphragm fitted into the groove or the outer peripheral edge portion of the seal diaphragm fitted into the fitting groove at the peripheral edge portion of the housing. And the sealing force between the front-end | tip of a fitting convex part and the bottom face of a fitting groove can be enlarged. As a result, a pressure switch with excellent airtightness can be configured.
以下、本発明の一実施形態に係る圧力スイッチ用ダイアフラムについて図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る圧力スイッチ用ダイアフラム(以下、単に「ダイアフラム」という)21の上面図、図2は図1に示すダイアフラム21の下面図、図3は、図1に示すダイアフラムの一部断面図である。
Hereinafter, a diaphragm for a pressure switch according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a top view of a pressure switch diaphragm (hereinafter simply referred to as “diaphragm”) 21 according to the present invention, FIG. 2 is a bottom view of the
ダイアフラム21は、円板状のセンタプレート22と、環状のシールダイアフラム23からなり、シールダイアフラム23の膜23aの内周縁部23bがセンタプレート22の上面22aの外周縁部22dに気密に接合された状態で固定されている。また、センタプレート22の下面22bの中央位置にプランジャ22cが下方に延出して形成されている。
The
センタプレート22は、上面22aの外周縁部22dに全周に亘り図4に示すような断面四角形の嵌合溝22eが形成されており、この嵌合溝22eの内側にリブ22fが全周に亘って立設されている。そして、嵌合溝22eの内周面とリブ22fの外周面が面一とされている。このセンタプレート22は、樹脂部材により形成されている。
The
シールダイアフラム23は、円板状の膜23aの内周縁部23bの下面に全周に亘り図3に示すような嵌合凸部23dが形成されており、膜23aの外周縁部23cの下面に全周に亘り図2及び図3に示すような嵌合凸部23eが形成されている。
The
内周縁部23bの嵌合凸部23dは、図4に示すように高さがセンタプレート22の嵌合溝22eの深さよりも僅かに高く、幅が嵌合溝22eの幅よりも僅かに狭く形成されている。そして、嵌合凹部23dの嵌合溝22eの底面22e’と対向する先端23d’が断面凸形の曲面をなしている。
As shown in FIG. 4, the fitting
外周縁部23cの嵌合凸部23eも嵌合凸部23dと同様に後述する図5に示す嵌合溝2cの底面2c’と対向する先端23e’が断面凸形の曲面をなす形状に形成されており、その高さが後述する図6に示すハウジング2の外周縁部2bに全周に亘って形成された断面四角形の嵌合溝2cの深さよりも僅かに高く、幅が当該嵌合溝2cの幅よりも僅かに狭く形成されている。
Similarly to the fitting
このように嵌合凸部23d,23eの嵌合溝22e,2cの底面22e’,2c’と対向する先端23d’,23e’の形状を断面凸形の曲面とすることにより、これらの嵌合溝22e,2c内において変形し易くなると共に変形する際の逃げ場が確保され、先端23d’,23e’と嵌合溝22e,2cの底面22e’,2c’との間のシール力を大きくすることが可能となる。このシールダイアフラム23は、シリコンゴムにより形成され、射出成形により形成される。
In this manner, the shapes of the
シールダイアフラム23は、内周縁部23cの嵌合凸部23dを図4に示すようにセンタプレート22の嵌合溝22eに嵌め込み、当該嵌合溝22eの内側に全周に亘って立設形成されたリブ22fを熱でカシメて図5に示すように嵌合凸部23dの先端23d’を嵌合溝22eの底面22e’に密着させて一体化する。
As shown in FIG. 4, the sealing
嵌合凸部23dは、先端23d’が凸形の曲面をなしていることにより図5に点線で示す変形前の形状に比べて変形して潰れ易くなり、かつ変形する際に嵌合溝22d内において逃げ場が確保されることで良好に変形して嵌合溝22eの底面22e’に密着する。これにより、大きなシール力を有するダイアフラムを形成することが可能となる。
The fitting
このダイアフラム21は、例えば図9に示した圧力スイッチ1のダイアフラム7に代えてハウジング(ハウジング)2内に収容され、外周縁部23cの嵌合凸部23eが図6に示すようにハウジング2の外周縁部2bの上面に全周に亘って形成された断面四角形の嵌合溝2cに嵌め込まれ、カバー3の外周縁部3bの下面3b’を押し付けて嵌合凸部23eの先端23e’を環状溝2cの底面2c’に密着させ、かつカバー3の外周縁部3bに周方向に所定の間隔を存して立設された複数の孔3dにハウジング2の外周縁部2bの上面に周方向に沿って各孔3dと対応して形成された複数のピン状の突起部2dを貫通させて先端部を熱でカシメて固定する。
The
嵌合凸部23eは、先端23e’が凸形の曲面をなしていることにより図6に点線で示す変形前の状態から実線で示すように変形して潰れ、かつ変形する際に嵌合溝2c内において逃げ場が確保されることで良好に変形して嵌合溝2cの底面2c’に密着する。これにより、大きなシール力を有する圧力スイッチを形成することが可能となる。
The
尚、図5及び図6において、嵌合凸部23d,23eの先端23d’,23e’の変形量は分かり易くするために誇張して描いてあり、実際には嵌合溝22eの底面22e’、嵌合溝2cの底面2c’とは線シールに近いものである。そして、センタプレート22の嵌合溝22eとシールダイアフラム23の嵌合凸部23dとの接合部、及びシールダイアフラム23の嵌合凸部23eとハウジング2の嵌合溝2cの固定部は、カシメ構造と線シール構造とを組み合わせることにより、大きなシール力を有するダイアフラムとすることができる。
5 and 6, the deformation amounts of the
次に、シールダイアフラム23の成形金型及び成形方法について図7及び図8に基づいて簡単に説明する。図7に示すように金型30は、上金型31と下金型32からなり、上金型31は、中央に上方に開口し溶融したシリコンゴムを注入(充填)するための注入口31aが形成されており、下金型32は、上面にシールダイアフラム23の膜23aを形成するための環状の浅い凹部(キャビティ)32aと、この環状の凹部32aの内周縁部、外周縁部に嵌合凸部23d,23eを形成するための環状の凹部(キャビティ)32b,32cが同心的に形成されている。
Next, a molding die and a molding method for the
そして、これらの環状の凹部32b,32cの断面形状は、シールダイアフラム23の嵌合凸部23d,23eの先端23d’,23e’の凸形の曲面と対応して底面32b’,32c’が凹形の曲面をなす略U字形状に形成されている。尚、外側の環状の凹部(キャビティ)32cの上端の外側隅部には上金型31との間に図示しない複数のエア抜き用の隙間(小孔)が形成されている。
The cross-sectional shapes of the
そして、図示しない射出装置から金型30の上金型31の注入口31aに矢印で示すように溶融した状態のシリコンゴムを注入(充填)する。溶融した状態のシリコンゴムは、円板状に広がって図8(a)に示すように下金型32の内側の断面略U字形状をなす環状の凹部(キャビティ)32b内に線A,B,C,Dで示すように順次円滑に流れ込んで充填される。凹部32bは、底面32b’が凹曲面をなす断面略U字形状をなしていることにより、溶融したシリコンゴムが凹曲面に沿って円滑に充填され、底部両側隅部にエアトラップが発生することが防止される。
Then, molten silicon rubber is injected (filled) into the
更に、溶融したシリコンゴムは、環状の凹部32bに充填された後、線E,Fで示すように環状の凹部(キャビティ)32aを通して同図(b)に示すように外側の断面略U字形状をなす環状の凹部(キャビティ)32c内に線G,H,Iで示すように順次流れ込んで充填される。凹部32cは、底面32c’が凹曲面をなす断面略U字形状をなしていることにより、溶融したシリコンゴムが凹曲面に沿って順次円滑に流れ込んで充填され、底部両側隅部にエアトラップが発生することが防止される。前述したように外側の環状の凹部(キャビティ)32cの上端の外側隅部には上金型31との間に複数のエア抜き用の隙間(小孔)が形成されていることにより、上端外側にエアトラップが発生しない。
Further, after the melted silicon rubber is filled in the
また、シールダイアフラム23の内周縁部の嵌合凸部23d及び外周縁部の嵌合凸部23eが断面略U字形状をなしていることにより、断面四角形状の場合に比べて表面積が小さいため離型性が良い。また、断面四角形状に比べて低圧で金型30に溶融したシリコンゴムを充填することが可能となる。更に、断面四角形状に比べて金型30の環状の凹部(キャビティ)32b,32cの表面積が小さいため、金型への微小なばり付着によるピンホールが発生し難い。
Moreover, since the fitting
この結果、形成されたシールダイアフラム23の嵌合凸部23d,23eの先端23d’,23e’の表面が滑らかになり、欠けたり気泡が発生したりすることが無くなり、成形不良が少なくなる。これにより、歩留まりが良くなる。
As a result, the surfaces of the
上述したようにしてシールダイアフラムを射出成形し、冷却した後金型30から取り出して内周縁部23bの嵌合凸部23dの内側の円板部分を除去してシリコンゴム製の環状のシールダイアフラム23を形成する。
As described above, the seal diaphragm is injection-molded, cooled, and then taken out from the
以上説明したように本発明によれば、ハウジング内を二室に画成しこれら二室の圧力差により作動して何れか一室に収容されたスイッチを駆動する圧力スイッチ用ダイアフラムにおいて、ダイアフラムは、円板状をなし外周縁部に全周に嵌合溝が形成されたセンタプレートと、環状をなし内周縁部に全周に亘って前記嵌合溝に気密に嵌合固定される嵌合凸部を有し、かつ外周縁部に全周に形成され前記ハウジングの外周縁部に全周に形成された嵌合溝に全周に亘って嵌合されて気密に支持される嵌合凸部を有したシールダイアフラムからなり、シールダイアフラムの内周縁部又は外周縁部の少なくとも一方の嵌合凸部の前記センタプレート又はハウジングの嵌合溝の底面と対向する先端が断面凸形の曲面をなしていることにより、嵌合凸部の先端が変形し易くなり、かつ変形する際に嵌合溝内において逃げ場が確保されることで良好に変形可能となり嵌合溝の底面に密着する。これにより、大きなシール力を有するダイアフラムを形成することが可能となる。 As described above, according to the present invention, in the diaphragm for a pressure switch that defines the inside of the housing in two chambers and operates by the pressure difference between the two chambers to drive the switch accommodated in one of the chambers, A center plate having a disc shape and a fitting groove formed on the outer periphery of the outer periphery, and a fitting that is annularly fitted and fixed to the fitting groove on the inner periphery of the inner periphery. A fitting projection that has a convex portion and is fitted over the entire circumference in a fitting groove formed on the outer peripheral edge of the entire circumference and formed on the outer peripheral edge of the housing. A seal diaphragm having a section, and a tip of the fitting convex portion of at least one of the inner peripheral edge portion and the outer peripheral edge portion of the seal diaphragm facing the bottom surface of the fitting groove of the center plate or the housing has a curved surface with a convex cross section. The fitting convex part End is easily deformed, and escape is in close contact with the bottom surface of the fitting groove becomes good deformable by being secured in the fitted groove at the time of deformation. Thereby, it is possible to form a diaphragm having a large sealing force.
また、シールダイアフラムのセンタプレートの外周縁部と接合する内周縁部に形成された嵌合凸部のセンタプレートの嵌合溝の底面と対向する先端を凸形の曲面とすることにより、嵌合凸部と嵌合溝の底面との間のシール力が大きくなり、センタプレートとの接合部を確実にシールすることが可能となる。 Also, by fitting the tip that faces the bottom of the fitting groove of the center plate of the fitting convex part formed on the inner peripheral edge part to be joined to the outer peripheral part of the center plate of the seal diaphragm, The sealing force between the convex portion and the bottom surface of the fitting groove is increased, and the joint portion with the center plate can be reliably sealed.
また、シリコンゴムは、耐久性、耐食性、薬品性に優れており、当該シリコンゴムにより形成したダイアフラムは、種々の環境における圧力スイッチに適用することが可能である。 Silicon rubber is excellent in durability, corrosion resistance, and chemical properties, and a diaphragm formed of the silicon rubber can be applied to pressure switches in various environments.
また、シールダイアフラムを射出成形により形成することで等方性を有し、耐久性に優れたシールダイアフラムを大量生産することが可能であり、コストの低減も図られる。 In addition, by forming the seal diaphragm by injection molding, it is possible to mass-produce seal diaphragms that are isotropic and have excellent durability, and cost can be reduced.
また、ハウジング内を二室に画成しこれら二室の圧力差により作動するダイアフラムで何れか一室に収容されたスイッチを駆動する圧力スイッチに本実施形態に記載の圧力スイッチ用ダイアフラムを備えることで、圧力スイッチの耐久性、耐食性及び耐薬品性が向上し、特に半導体製造装置等において使用される腐食性を有するガスの圧力スイッチ等に適用することが可能である。 In addition, the pressure switch diaphragm described in the present embodiment is provided in a pressure switch that drives the switch housed in any one of the diaphragms that are defined by the pressure difference between the two chambers and that is divided into two chambers. Thus, the durability, corrosion resistance, and chemical resistance of the pressure switch are improved, and the pressure switch can be applied to a corrosive gas pressure switch used in a semiconductor manufacturing apparatus or the like.
1 容器としての中空のハウジング
2 ハウジング
2a ポート(気体導入孔)
2b 外周縁部
2c 嵌合溝
2c’ 底面
2d ピン状の突起部
3 カバー
3a ポート(気体導入孔)
3b 外周縁部
3b’ 下面
3d 孔
4 スイッチ
4a 板ばね
4b 作動点
4c 接点
5 低圧室
6 高圧室
7 ダイアフラム
8 センタプレート
8a プランジャ
8b 嵌合溝
8b’ 底面
8c リブ
9 シールダイアフラム
9a 膜
9b,9c 嵌合凸部
9b’,9c’ 下面
10 金型
11 上金型
11a 注入口
12 下金型
12a,12b,12c 凹部(キャビティ)
12b’,12c’ 隅部
12e,12f,12g,12h エアトラップ
21 圧力スイッチ用ダイアフラム
22 センタプレート
22a 上面
22b 下面
22c プランジャ
22d 外周縁部
22e 嵌合溝
22e’ 底面
22f リブ
23 シールダイアフラム
23a 膜
23b 内周縁部
23c 外周縁部
23d,23e 嵌合凸部
23d’,23e’ 先端
30 金型
31 上金型
31a 注入口
32 下金型
32a,32b,32c 凹部(キャビティ)
32b’,32c’ 底面
A〜I 凹部12b,12c,32b,32cに溶融したシリコンゴムが流れ込んで充填される場合を模式的に示す線図
1 Hollow housing as
2b Outer
3b outer
12b ', 12c'
32b ', 32c' Bottom view A to I Diagrams schematically showing a case where molten silicon rubber flows into and fills the
Claims (4)
前記ダイアフラムは、円板状をなし外周縁部に全周に嵌合溝が形成されたセンタプレートと、環状をなし内周縁部に全周に亘って前記嵌合溝に気密に嵌合固定される嵌合凸部を有し、かつ外周縁部に全周に形成され前記ハウジングの外周縁部に全周に形成された嵌合溝に全周に亘って嵌合されて気密に支持される嵌合凸部を有したシールダイアフラムからなり、
前記シールダイアフラムの内周縁部又は外周縁部の少なくとも一方の嵌合凸部の前記センタプレート又はハウジングの嵌合溝の底面と対向する先端が断面凸形の曲面をなしていることを特徴とする圧力スイッチ用ダイアフラム。 In the pressure switch diaphragm which defines the inside of the housing in two chambers and operates by the pressure difference between the two chambers to drive the switch accommodated in one of the chambers,
The diaphragm has a disc shape and has a center plate in which a fitting groove is formed on the entire outer periphery of the outer periphery, and an annular shape and is fitted and fixed in the fitting groove on the inner periphery on the entire periphery. And is fitted over the entire circumference in a fitting groove formed on the outer peripheral edge of the housing and formed on the outer peripheral edge of the housing. It consists of a seal diaphragm with a fitting convex part,
The tip of the fitting convex portion of at least one of the inner peripheral edge or the outer peripheral edge of the seal diaphragm facing the bottom surface of the center plate or the fitting groove of the housing has a curved surface with a convex cross section. Diaphragm for pressure switch.
前記請求項1乃至請求項3の何れかに記載の圧力スイッチ用ダイアフラムを備えたことを特徴とする圧力スイッチ。 In the pressure switch that drives the switch housed in one of the chambers with a diaphragm that is defined by the pressure difference between the two chambers in the housing.
A pressure switch comprising the pressure switch diaphragm according to any one of claims 1 to 3.
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2007
- 2007-11-07 JP JP2007290226A patent/JP2009117217A/en active Pending
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