JP4203678B2

JP4203678B2 - 圧力スイッチ

Info

Publication number: JP4203678B2
Application number: JP2006331110A
Authority: JP
Inventors: 寛川上; 和宏倉原
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2026-12-07
Also published as: CN101197223A; US20080291035A1; TWI342362B; TW200835855A; KR100930615B1; US7663496B2; CN101197223B; DE102007058597B4; JP2008146945A; KR20080052494A; DE102007058597A1

Description

本発明は、検出部によって検知された圧力流体の圧力値が予め設定された圧力値と一致した際に検出信号を出力する圧力スイッチに関する。

従来から、例えば、負圧流体を吸着用パッド等の吸着搬送手段に対して供給することにより、ワークを吸着用パッドによって吸引しながら所定位置に搬送することが行われている。この場合、吸着用パッドに対して供給された負圧流体の圧力値が所定圧に到達してワークが確実に吸着されたか否かを確認するために、圧力スイッチが用いられている。この圧力スイッチでは、一般的に、半導体圧力センサからなる検出部を備え、この検出部に対して付与される圧力によって変化する抵抗値に基づいて流体の圧力を検出し、前記検出部によって検出された圧力値が予め設定された設定圧力値と一致したときにワークが吸着されたものと判断して検出信号を出力している。

このような圧力スイッチは、例えば、検出部が収容された本体部の圧力取入口に管継手を介して真空配管が着脱自在に接続され、前記真空配管を流通する負圧流体が前記本体部に導入されることにより、前記負圧流体の圧力を検出している（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−３７４７３号公報

ところで、特許文献１に開示されたような圧力スイッチでは、一般的に、本体部と真空配管とを接続する管継手が金属製材料から形成され、この金属製材料からなる管継手が前記本体部に対して加締め等によって接続されている。しかしながら、このような管継手の接続構造では、該管継手の形状が複雑となるために製造コストや加工時間が増大するため生産性の低下を招くこととなる。

また、検出部が収容される本体部は、樹脂製材料から形成されていることが多いため、金属製の管継手を接続するにあたって所定の強度を確保する必要があり、例えば、金属製のワッシャを前記本体部と管継手との間に設けて強度を増大させているが、その組み付け工数が増大すると共に、部品点数の増大に伴って組付バラツキが生じることがある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、樹脂製材料からなる継手を用いることによりコストの低減を図ることができ、且つ、前記継手をハウジングに対して簡便且つ確実に連結することが可能な圧力スイッチを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、圧力流体の圧力を検出する検出部を有し、前記検出部によって検出された圧力値に基づいた出力信号を出力する圧力スイッチにおいて、
樹脂製材料からなり、前記検出部が収容されるハウジングと、
前記圧力流体が流通する通路を有し、前記圧力流体の供給される配管が接続される継手と、
樹脂製材料から形成され、前記ハウジングと継手とを接続する接続部材と、
前記接続部材の端部に半径方向に傾動自在に形成され、前記ハウジングの孔部に係合される爪部と、前記爪部の半径内側への変位を規制するストッパとを有し、前記ハウジングに対して前記接続部材を接続する連結手段と、
を備え、
前記ストッパは円筒状に形成され、前記孔部に係合した爪部の変位を前記ストッパによって規制することにより、前記爪部を介して前記接続部材が前記ハウジングに対して保持されることを特徴とする。

本発明によれば、ハウジングと継手とを接続可能な接続部材を樹脂製材料から形成し、該接続部材の端部に、前記ハウジングの孔部に係合される爪部を半径方向に傾動自在に設けると共に、連結手段を構成するストッパによって前記爪部の半径内側への変位を規制可能としている。そして、ハウジングの孔部に爪部が挿入された状態でストッパによって半径内側への変位を規制することによって前記爪部によるハウジングに対する前記接続部材の連結状態が保持される。

従って、樹脂製材料からなる接続部材を設けると共に、爪部とストッパとから構成される連結手段によって、該接続部材を樹脂製材料からなるハウジングに対して簡便且つ確実に連結することができる。その結果、金属製材料からなる継手を本体部に加締めて固定していた従来の圧力スイッチと比較し、該継手に対する加締め加工が不要となるためコストの削減を図ることができる。

また、互いに接続されるハウジングと接続部材とがそれぞれ樹脂性材料から形成されているため、接続部位の強度を増大させる必要がなく、圧力スイッチにおけるハウジングと継手とを接続する構造を簡素化することができる。そのため、従来の圧力スイッチと比較し、部品点数の削減を図ることが可能となり、且つ、組み付けを行う際のバラツキを抑制することができる。

さらに、爪部を、接続部材の端部に周方向に沿って所定間隔離間して複数設け、爪部の内周側に、ストッパの装着される装着溝を形成することにより、前記装着溝に装着された円筒状のストッパによって前記爪部の半径内側への変位を規制することができると共に、前記接続部材を介して前記継手とハウジングとを好適に連結することが可能となる。

さらにまた、爪部の端部に、半径外方向に膨出した膨出部を有し、前記膨出部をハウジングの側面に係止させることにより、前記爪部を前記ハウジングに対して確実に固定することが可能となる。

またさらに、爪部が、ストッパによって孔部の内周面に向かって半径外方向に押圧され、前記孔部に対して嵌合させることにより、前記爪部を介して接続部材が前記ハウジングの孔部に連結され、該接続部材の軸線方向に沿った変位が規制されると共に、該接続部材がハウジングに対して回転変位することも阻止される。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、ハウジングと継手とを接続可能な接続部材を樹脂製材料から形成し、該接続部材の端部に、前記ハウジングの孔部に係合される爪部を半径方向に傾動自在に設けると共に、連結手段を構成するストッパによって前記爪部の半径内側への変位を規制可能とすることにより、前記接続部材をハウジングに対して簡便且つ確実に連結することができると共に、金属製材料からなる継手を採用していた従来の圧力スイッチと比較してコストの削減を図ることができる。また、ハウジング及び接続部材を樹脂性材料から形成することにより、接続部位の強度を増大させる必要がないため、圧力スイッチにおけるハウジングと継手とを接続する構造を簡素化して部品点数の削減を図ることができ、且つ、組み付けを行う際のバラツキを抑制することが可能となる。

本発明に係る圧力スイッチについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る圧力スイッチを示す。

この圧力スイッチ１０は、図１〜図４に示されるように、ハウジング１２と、該ハウジング１２の内部に設けられる制御基板１４と、該制御基板１４に設けられ、圧力流体（例えば、負圧流体）の圧力を検出する検出部１６と、前記ハウジング１２の孔部３０に装着される継手ホルダ（接続部材）１８と、前記継手ホルダ１８に接続されて流体が流通する継手２０とを含む。

ハウジング１２は、図１に示されるように、ディスプレイ２２及び操作ボタン２４が設けられるプレート状のカバー２６と、前記カバー２６に連結され、前記制御基板１４等が内部に収容される有底箱状のケース２８とからなる。ケース２８には、制御基板１４及び検出部１６が収容された状態でその開口部にカバー２６が装着されることによって閉塞されて前記ケース２８が密閉される。

また、ケース２８の底部（側面）２８ａ（図３参照）には、略中央部に貫通した孔部３０が形成され、該孔部３０に継手ホルダ１８が装着される。

制御基板１４は、ケース２８の内部に底部２８ａと略平行に固定され、ディスプレイ２２及び操作ボタン２４が電気的に接続される。なお、ディスプレイ２２は、例えば、検出部１６によって検出された圧力流体の圧力値を表示可能に設けられ、操作ボタン２４は、例えば、モードの設定操作等を行うために設けられる。

検出部１６は、ケース２８の孔部３０に臨むように制御基板１４の側面に装着され、前記制御基板１４に対して電気的に接続されている。この検出部１６は、例えば、半導体圧力センサからなり、該検出部１６に対して付与される圧力流体の圧力によって変化する抵抗値に基づいて前記圧力を検出可能としている。

センサホルダ３２は、断面略Ｔ字状に形成され、その一端部に形成されて制御基板１４に対して検出部１６を取り囲むように装着されるベース部３４と、前記ベース部３４から突出し、その内部に圧力流体が流通する通路３６を有する筒部３８とからなる。

ベース部３４の内部には検出部１６が収容される空間部４０を備え、該空間部４０が筒部３８の通路３６と連通している。筒部３８は、ベース部３４の略中央に設けられ、制御基板１４から離間する方向に向かって所定高さで一直線上に形成されると共に、その軸線上に沿って通路３６が形成されている。すなわち、通路３６は、空間部４０内に配設された検出部１６に臨むように配置されている。

継手ホルダ１８は、円筒状に形成され、略中央部に軸線方向に沿って貫通した貫通孔（通路）４２を有する。継手ホルダ１８の一端部は、ハウジング１２の孔部３０に挿入自在に形成され、貫通孔４２の外周側に半径方向に縮径自在な複数の係止爪（爪部）４４が設けられる。この係止爪４４は、継手ホルダ１８の周方向に沿って等間隔離間して配置されると共に、その先端には半径外方向に膨出した膨出部４６を有する。すなわち、係止爪４４は、膨出部４６を有する先端が半径内方向に傾動自在に設けられる。

また、係止爪４４の外周面４４ａは、継手ホルダ１８の他端部側から膨出部４６側に向かって徐々に拡径するテーパ状に形成される。

貫通孔４２は、継手ホルダ１８の一端部側に形成され、センサホルダ３２の筒部３８が挿入される第１孔部４８と、該第１孔部４８に隣接して拡径した第２孔部５０と、継手ホルダ１８の他端部側に形成されて前記第２孔部５０より拡径した第３孔部５２とを含む。

また、第１孔部４８と第２孔部５０との境界部位に第１段部５４が形成されると共に、前記第２孔部５０と第３孔部５２との境界部位に第２段部５６が形成される。なお、第１及び第２孔部４８、５０は、前記貫通孔４２の軸線と略直交する平面状に形成される。

そして、貫通孔４２を構成する第２及び第３孔部５０、５２に継手２０が挿入された際、継手２０の一部が第１及び第２段部５４、５６に当接することによって係止される（図３参照）。

さらに、貫通孔４２には、第１孔部４８の内周面に沿って形成された環状溝を介してＯリング５８が装着され、前記貫通孔４２にセンサホルダ３２の筒部３８が挿入された際に前記Ｏリング５８が前記筒部３８の外周面に当接する。これにより、継手ホルダ１８における貫通孔４２とセンサホルダ３２における筒部３８との間からの圧力流体の漏出が阻止され、前記継手ホルダ１８の内部の気密が保持されることとなる。

継手ホルダ１８の一端部には、図４及び図５に示されるように、貫通孔４２と係止爪４４との間に環状の凹部（装着溝）６０が設けられ、前記凹部６０には断面略Ｕ字状に形成されたキャップ（ストッパ）６２が挿入される。キャップ６２は、凹部６０内において係止爪４４の内周面に当接し、該係止爪４４の半径内方向への変位を規制している。

キャップ６２は、略中央部に孔部６４が形成され、前記継手ホルダ１８に装着された際にセンサホルダ３２の筒部３８が挿通される。すなわち、この筒部３８は、キャップ６２の孔部６４を介して継手ホルダ１８の貫通孔４２へと挿入されることとなる。

また、円筒状に形成されたキャップ６２の外周面には、先端に向かって徐々に縮径するテーパ面６６が形成され、前記キャップ６２が前記テーパ面６６から凹部６０に挿入される。すなわち、継手ホルダ１８の係止爪４４が、キャップ６２のテーパ面６６によって徐々に半径外方向へと押し出されて該キャップ６２の外周面によって前記継手ホルダ１８の軸線と略平行な状態で保持される。換言すれば、キャップ６２は、継手ホルダ１８を構成する係止爪４４の半径内方向への変位を規制するストッパ手段として機能する。

さらに、キャップ６２により貫通孔４２の一部が覆われるため、該貫通孔４２に装着されたＯリング５８の脱落が好適に防止される（図４参照）。

一方、継手ホルダ１８の外周面には、該継手ホルダ１８と継手２０とを連結する連結ピン７２の挿入される一組のピン孔７４ａ、７４ｂが形成され、該ピン孔７４ａ、７４ｂは前記継手ホルダ１８の軸線を中心として略対称となる位置に一直線上に形成される。

連結ピン７２は、略Ｕ字状に形成され、所定間隔離間した一組のピン部７６の端部側からピン孔７４ａの一方へと挿入し、継手ホルダ１８の内部を通じて他方のピン孔７４ｂへと挿通される。

継手２０は、軸線方向に沿って所定長さで形成された円筒体からなり、その一端部が継手ホルダ１８の他端部に連結ピン７２によって接続されると共に、他端部には、流体の流通する配管７７が着脱自在に接続されている。なお、この継手２０は、その一端部と他端部とが一直線上に配置されたストレート状の継手に限定されるものではなく、例えば、断面略Ｌ字状に折曲されたエルボ状の継手としてもよい。

この継手２０の内部には、配管７７を通じて圧力流体が流通する管路７８が形成され、前記継手２０が継手ホルダ１８に接続された際に、前記管路７８が前記継手ホルダ１８の貫通孔４２と連通すると共に、継手２０の他端部における管路７８と貫通孔４２とが一直線上に配置される。

また、継手２０の外周面には、環状のピン溝８０が前記継手２０の軸線に対して対称となる位置に形成され、前記ピン溝８０に連結ピン７２のピン部７６がそれぞれ挿通される。すなわち、継手２０の一端部が継手ホルダ１８の貫通孔４２に挿入され、第１及び第２段部５４、５６に係止された状態で、前記継手ホルダ１８における一方のピン孔７４ａから連結ピン７２を挿入することにより、前記連結ピン７２のピン部７６がそれぞれ継手２０のピン溝８０に係合される。これにより、継手２０と継手ホルダ１８との軸線方向に沿った相対変位が連結ピン７２によって規制され、前記継手２０と継手ホルダ１８とが接続される。

本発明の実施の形態に係る圧力スイッチ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に前記圧力スイッチ１０の組み付け方法について簡単に説明する。なお、ハウジング１２を構成するカバー２６に予めディスプレイ２２、操作ボタン２４及び制御基板１４等が組み付けられている状態とする。

先ず、図６Ａに示されたハウジング１２を構成するケース２８の孔部３０に対して継手ホルダ１８の一端部を挿入し（図６Ｂ参照）、係止爪４４を前記孔部３０を介してケース２８の底部２８ａから内側に突出させる（図６Ｃ参照）。この際、係止爪４４は、孔部３０の内周面によって一旦半径内方向に押圧されて縮径し（図６Ｂ参照）、膨出部４６が前記ケース２８の底部２８ａに対して突出することにより再び半径外方向に若干だけ拡径する。

そして、継手ホルダ１８の貫通孔４２にＯリング５８を装着すると共に、継手ホルダ１８の凹部６０にケース２８側からキャップ６２を挿入することにより、係止爪４４が半径外方向に押圧されて半径内方向への変位が規制される（図６Ｄ参照）。これにより、係止爪４４の膨出部４６がケース２８の底部２８ａに係合され、継手ホルダ１８がケース２８に対して連結される（図４参照）。

また、これと同時に、係止爪４４の外周面４４ａがテーパ状に形成されているため、前記キャップ６２によって半径外方向に押圧されることにより前記係止爪４４は、その外周面４４ａが孔部３０の内周面を変形させるように傾動して嵌合される。

すなわち、膨出部４６が底部２８ａに係合された状態で係止爪４４の半径内方向へとの変位が規制されるため、前記係止爪４４が孔部３０内へと移動することがなく、ケース２８に対して固定されると共に、前記係止爪４４の外周面４４ａが孔部３０に対して嵌合されているため、該係止爪４４を含む継手ホルダ１８の回転変位も規制されることとなる。

次に、検出部１６を含むセンサホルダ３２の装着された制御基板１４をカバー２６と共に上方からケース２８に対して装着する（図４参照）。これにより、制御基板１４、センサホルダ３２がケース２８の内部に収容されると共に、前記カバー２６によって開口したケース２８の端部が閉塞される（図３参照）。また、センサホルダ３２の筒部３８が継手ホルダ１８の第１孔部４８に挿入され、該筒部３８の外周面がＯリング５８によって囲繞される。そのため、センサホルダ３２と継手ホルダ１８との間の気密が確実に保持される。

最後に、継手ホルダ１８の貫通孔４２に継手２０の一端部を挿入し、第１及び第２段部５４、５６に対して当接させることにより該継手２０を位置決めすると共に、連結ピン７２を継手ホルダ１８における一方のピン孔７４ａから挿入して他方のピン孔７４ｂへと挿通させることにより、該継手ホルダ１８の内部に挿入された継手２０のピン溝８０にピン部７６が挿通されるため、前記継手ホルダ１８と継手２０とが一体的に連結される。

次に、このように組み付けられた圧力スイッチ１０の動作並びに作用効果について説明する。

先ず、図示しない圧力流体供給源（例えば、コンプレッサ）から配管７７へと圧力流体が供給され、前記圧力流体が前記配管７７を通じて継手２０内の管路７８へと流通する。そして、管路７８から継手ホルダ１８の貫通孔４２へと流通した圧力流体が、センサホルダ３２の通路３６を通じて空間部４０へと導入される。これにより、空間部４０に収容された検出部１６に対して圧力流体の圧力が付与され、その圧力によって変化した抵抗値を制御基板１４へと出力することによって前記抵抗値の変化に基づいて前記圧力流体の圧力が算出される。この圧力流体の圧力値が制御基板１４からディスプレイ２２へと出力されて表示されると共に、前記圧力値に基づいた出力信号が外部へと出力される。

以上のように、本実施の形態では、円筒状の継手ホルダ１８を樹脂製材料から形成し、該継手ホルダ１８を介して継手２０をハウジング１２に接続可能としている。この継手ホルダ１８の一端部に、半径外方向に膨出した膨出部４６を有する複数の係止爪４４を傾動自在に設け、前記ハウジング１２の孔部３０に前記一端部を挿入することによって該係止爪４４を前記のケース２８の底部２８ａに係合させる。そして、係止爪４４の内周側に形成された継手ホルダ１８の凹部６０にキャップ６２を挿入することにより、前記係止爪４４の半径内方向への変位を規制し、前記係止爪４４による継手ホルダ１８のハウジング１２に対する係合状態を保持することができる。

このように、樹脂製材料からなる継手ホルダ１８を用い、その係止爪４４をハウジング１２の孔部３０に係合させた状態でキャップ６２を装着することにより、前記継手ホルダ１８を樹脂製材料からなるハウジング１２に対して簡便且つ確実に連結することが可能となる。その結果、金属製材料からなる継手を本体部に加締めて固定していた従来の圧力スイッチと比較し、該継手に対する加締め加工が不要となるため製造コストの削減を図ることができると共、製造時間の短縮を図ることができる。

また、継手ホルダ１８の一端部をハウジング１２の孔部３０に挿入し、複数の係止爪４４を該ハウジング１２の底部２８ａに係合させた状態でキャップ６２を凹部６０に挿入するという簡便な作業で確実に連結させることができると共に、樹脂製材料からなる継手ホルダ１８を、ハウジング１２に対して直接連結することができるため、従来の圧力スイッチのように金属製のワッシャを設けて接続部分の強度増大を図る必要がなく、部品点数の削減を図ることが可能となり、且つ、組付バラツキも抑制することができる。

さらに、継手ホルダ１８を樹脂製材料から形成することにより、従来の圧力スイッチと比較して部品コストの削減を図ることができる。

またさらに、キャップ６２は、継手ホルダ１８の一端部を覆うように装着されているため、該継手ホルダ１８の貫通孔４２に装着されたＯリング５８が外部へと脱落することが防止される。

本発明に係る圧力スイッチは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本発明の実施の形態に係る圧力スイッチの外観斜視図である。図１に示す圧力スイッチの分解斜視図である。図１の圧力スイッチを別の方向から見た一部切欠斜視図である。図２に示す圧力スイッチにおいて継手ホルダ近傍を示す拡大縦断面図である。図２の圧力スイッチにおける継手ホルダ、キャップ、Ｏリングを別の方向から見た一部分解斜視図である。図６Ａ〜図６Ｄは、継手ホルダをハウジングに対して組み付ける際の組付順序を示す拡大縦断面図である。

符号の説明

１０…圧力スイッチ１２…ハウジング
１４…制御基板１６…検出部
１８…継手ホルダ２０…継手
２６…カバー２８…ケース
３２…センサホルダ３６…通路
３８…筒部４０…空間部
４２…貫通孔４４…係止爪
４６…膨出部６０…凹部
６２…キャップ７２…連結ピン
７７…配管７８…管路

Claims

圧力流体の圧力を検出する検出部を有し、前記検出部によって検出された圧力値に基づいた出力信号を出力する圧力スイッチにおいて、
樹脂製材料からなり、前記検出部が収容されるハウジングと、
前記圧力流体が流通する通路を有し、前記圧力流体の供給される配管が接続される継手と、
樹脂製材料から形成され、前記ハウジングと継手とを接続する接続部材と、
前記接続部材の端部に半径方向に傾動自在に形成され、前記ハウジングの孔部に係合される爪部と、前記爪部の半径内側への変位を規制するストッパとを有し、前記ハウジングに対して前記接続部材を接続する連結手段と、
を備え、
前記ストッパは円筒状に形成され、前記孔部に係合した爪部の変位を前記ストッパによって規制することにより、前記爪部を介して前記接続部材が前記ハウジングに対して保持されることを特徴とする圧力スイッチ。
請求項１記載の圧力スイッチにおいて、
前記爪部は、前記接続部材の端部に周方向に沿って所定間隔離間して複数設けられ、前記爪部の内周側には、前記ストッパの装着される装着溝が形成されることを特徴とする圧力スイッチ。
請求項１又は２記載の圧力スイッチにおいて、
前記爪部の端部には、半径外方向に膨出した膨出部を有し、前記膨出部が前記ハウジングの側面に係止されることを特徴とする圧力スイッチ。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力スイッチにおいて、
前記爪部は、前記ストッパによって前記孔部の内周面に向かって半径外方向に押圧され、前記孔部に対して嵌合されることを特徴とする圧力スイッチ。