專利名稱：壓力開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要用于安置在車輛上冷卻裝置的制冷循環(huán)里的壓力開關(guān)結(jié)構(gòu)，該壓力開關(guān)的安置用來當(dāng)制冷循環(huán)里的致冷劑壓力大于或等于預(yù)定壓力，或者小于或等于預(yù)定壓力時，停止壓縮機(jī)并保護(hù)該系統(tǒng)。
一個傳統(tǒng)的這種類型的壓力開關(guān)顯示在圖2和圖3中。
圖2是一垂直橫剖視圖，它顯示了壓力開關(guān)的結(jié)構(gòu)。圖3是一放大橫剖視圖，它顯示了由虛線A包圍的圖2的一部分。在兩幅圖中，壓力開關(guān)表示在與實際應(yīng)用位置倒置的位置上。
附圖中，壓力開關(guān)100包括一帶有一內(nèi)部空間的殼體1，一開關(guān)箱體2，一隔膜3，一第一彈性盤(Snap disk)41，一第二彈性盤(Snap disk)42，一接收元件5，一工作軸6，一第一開關(guān)桿7和一第二開關(guān)桿8。
殼體1包括一配備在殼體一端用于引進(jìn)流體的通道11，一向殼體另一端開放的內(nèi)部空間12，一用于固定密封元件29的制動器15，和一密封支承元件16。
密封元件29由一環(huán)形彈性體構(gòu)成，該環(huán)形彈性體可由例如丁腈橡膠制成，并且該密封元件由密封支承元件16支承。
開關(guān)箱體2由電絕緣材料制成，該材料例如是由玻璃纖維加強(qiáng)的聚丁烯對苯二酸樹酯，開關(guān)箱體2具有一個形成于其一端的開口部分，該開口部分通過位于開口部分和殼體1的另一端之間的密封元件29機(jī)械地壓緊固定于殼體1的另一端。
開關(guān)箱體2包括一端開放的內(nèi)部空間21，其中安置一壓力開關(guān)機(jī)構(gòu)，還包括用于電聯(lián)接的形成于開關(guān)箱體2另一端的開口22。該內(nèi)部空間21和開口22由一隔開壁分隔開。
用于引導(dǎo)接收元件5的引導(dǎo)壁24形成于內(nèi)部空間21周圍。在引導(dǎo)壁24上，隔開壁側(cè)形成有一限制臺階25，它向內(nèi)突出用以限制接收元件5朝向隔開壁的運動。
此外，一個用于支承第二彈性盤42的邊緣部分、并帶有一較小直徑的支承臺階26，向內(nèi)形成在限制臺階25的隔開壁側(cè)。
存儲在開關(guān)箱體2內(nèi)部空間21里的壓力開關(guān)機(jī)構(gòu)包括一個例如由聚酰亞胺樹脂薄膜制成的隔膜3；一由鋼材制成的第一彈性盤41；一例如由聚對苯二酸丁二酯(PBT)樹酯制成的接收元件5；一由鋼制成的第二彈性盤42；一例如由陶瓷制成的工作軸6；一第一開關(guān)桿7；一第二開關(guān)桿8；和一對終端9。
壓力開關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)隔膜3的周邊放置于開關(guān)箱體2內(nèi)部空間21周壁的一端部27上，其通過一密封元件29氣密地固定于配備在殼體1上的密封支承元件16上。
接收元件5是盤形的，并且在盤表面的邊緣部分上形成有一向上突出的外壁51。一個穿透孔52在接收元件5的中心區(qū)域穿過其前后表面，并且一中央伸出部分53在接收元件5的后表面圍繞穿透孔52伸出。
接收元件5存儲在內(nèi)部空間里，于是它沿著開關(guān)箱體的中軸線方向滑動，并且該接收元件5由開關(guān)箱體2的引導(dǎo)壁24導(dǎo)引。
第一彈性盤41的安置使其與隔膜3接觸，它由接收元件5的表面支承，并且由外壁51定位。工作軸6存儲在接收元件5的穿透孔52里，并且與第一彈性盤41的后表面相接觸，而且該工作軸6還伸向第二開關(guān)桿8。
在接收元件5的中央伸出部分53外部，裝配有一個在凸形第二彈性盤42中部的中央開口43。中央伸出部分53的端部安置在第一開關(guān)桿7的中部表面對面。
工作軸6例如由陶瓷制成，并且其端表面的周邊區(qū)域可倒角，該倒角可以是如圖中所示的直線形的，也可以是圓弧形的。
第一開關(guān)桿7由可導(dǎo)電的彈性體形成，如磷青銅，并且桿7的一個端部分固定在內(nèi)部空間21的周壁上。一觸點71配備在第一開關(guān)桿7的另一端，一開口72形成于上述第一開關(guān)桿7的一端和另一端的中間區(qū)域，工作軸6穿過開口72。
第二開關(guān)桿8由可導(dǎo)電的彈性體構(gòu)成，如磷青銅，并且桿8的一個端部分固定在內(nèi)部空間21的周壁上。一觸點81配備在第二開關(guān)桿8的另一端，一接觸部分82形成于上述第二開關(guān)桿8的一端和另一端之間的中間區(qū)域，工作軸6的端表面接觸該接觸部分82。
一對終端9分別連接于第一開關(guān)桿7和第二開關(guān)桿8，該終端穿過隔開壁23，并可以從開口22取出。
第一開關(guān)桿7和第二開關(guān)桿8構(gòu)成了開關(guān)機(jī)構(gòu)。
如圖3所示，配備于第二開關(guān)桿8的接觸部分82例如由沖壓加工制成，并且該接觸部分82的表面構(gòu)成為一個平的表面89。
現(xiàn)在將解釋上述已有技術(shù)中壓力開關(guān)的操作。
通過流體通道11施加在隔膜3上的流體壓力推動隔膜3向下，并且支承第一彈性盤41的接收元件5被推動向下。當(dāng)這一壓力達(dá)到例如0.25MPa時，起初處于伸向隔膜方向的第一位置上的第二彈性盤42(如圖中所示)，轉(zhuǎn)換到盤的中央部分移向隔開壁的第二位置上。當(dāng)彈性盤42移動后，接收元件5由流體壓力推動并移向隔開壁，并且中央伸出部分53加壓第一開關(guān)桿7，由此接通開關(guān)。
向隔開壁移動的接收元件5將碰撞到形成在開關(guān)箱體2內(nèi)壁上的限制臺階25，即使在流體壓力再升高時，臺階25也限制接收元件向隔開壁進(jìn)一步的移動。這樣，第二彈性盤42將不承受另外的壓力，并且盤42可免于任何造成其功能損壞的不必要的變形。
當(dāng)壓力減小并且流體壓力低于0.21MPa時，第二彈性盤42從第二位置轉(zhuǎn)換到第一位置(如圖中所示)，接收元件5向通道11移動，并且中央伸出部分53將不再壓靠第一開關(guān)桿7。這樣，開關(guān)被打開。
在接收元件5碰撞到限制臺階25并且開關(guān)被接通的狀態(tài)下，當(dāng)流體壓力升至2.7MPa后，第一彈性盤41由伸向隔膜方向的第一位置(如圖中所示)，變換至其中央部分伸向隔開壁的第二位置。該移動通過工作軸6傳遞給第二開關(guān)桿8，第二開關(guān)桿8被推下，這樣就打開了開關(guān)。
如上述解釋，該已有技術(shù)的壓力開關(guān)操作是在預(yù)定壓力下接通開關(guān)，在高于或低于預(yù)定壓力的兩種壓力值下打開開關(guān)。
如上述解釋的已有技術(shù)壓力開關(guān)100具有一帶有平表面89的、形成于第二開關(guān)桿8上的接觸部分82。當(dāng)形成壓力開關(guān)的元件精度不良、或壓力開關(guān)結(jié)構(gòu)的裝配精度不良時，工作軸6的端表面可能與接觸部分82的表面不平行，例如圖4所示，這就造成了軸6的偏置。
圖4是一示意圖，它顯示工作軸與形成于開關(guān)桿上的接觸部分相接觸的典型情況，在圖中，實線顯示工作軸的位置不平行于接觸部分表面的狀態(tài)(偏置)，雙點劃線顯示工作軸在平行位置上與接觸部分表面相接觸的狀態(tài)。如圖4中所示，很清楚，最好工作軸6的端面61的一個寬區(qū)域，接觸形成于第二開關(guān)桿8上接觸部分82的表面89。
然而，當(dāng)開關(guān)的裝配精度或元件的精度不良時，工作軸6的中軸線63很容易傾斜，并且不與接觸部分82的表面89垂直相交，如圖4的實線所示。在這種情況下，工作軸6將偏置，并且只有工作軸6的端表面61周邊上的點62與接觸部分82的表面89相接觸。
當(dāng)偏置發(fā)生時，只有軸6末端表面61周邊上的點62與接觸部分82的表面89相接觸，并且點62將反復(fù)承受集中的壓力。在長期使用后，點62的一部分將可能被削剝和損傷。
當(dāng)這種問題發(fā)生時，不僅損壞了開關(guān)操作的精度，而且也將接觸功能毀壞了。
本發(fā)明目的是要解決上述問題。本發(fā)明的目標(biāo)是在不大改變已有技術(shù)壓力開關(guān)的設(shè)計的前提下提供一種壓力開關(guān)，它可以在沒有不必要地改進(jìn)元件的裝配精度條件下很容易地裝配，并且它具有高度的可靠性。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明在權(quán)利要求1中揭示了一種壓力開關(guān)，它包括一配備有開關(guān)觸點的開關(guān)桿，和一由流體壓力驅(qū)動的、用于打開和關(guān)閉所述開關(guān)觸點的工作軸。所述開關(guān)桿包括一使所述工作軸與之相接觸的接觸部分，其中所述接觸部分形成有一球形表面。
本發(fā)明在權(quán)利要求2中揭示了一種按照權(quán)利要求1的壓力開關(guān)，其中所述球形表面具有在2.0mm至0.5mm范圍內(nèi)的曲率半徑。
本發(fā)明在權(quán)利要求3中揭示了一種按照權(quán)利要求1的壓力開關(guān)，其中所述球形表面具有在2.0mm至1.5mm范圍內(nèi)的曲率半徑。
本發(fā)明在權(quán)利要求4中揭示了一種按照權(quán)利要求1的壓力開關(guān)，其中所述工作軸接觸所述球形表面的區(qū)域從所述工作軸的端部分向內(nèi)安置。


圖1是放大的橫剖視圖，它顯示本發(fā)明壓力開關(guān)的一個實施例的主要部分結(jié)構(gòu)(即工作軸和開關(guān)桿的形狀)；圖2是垂直的橫剖視圖，它說明壓力開關(guān)的結(jié)構(gòu)；圖3是放大的橫剖視圖，它部分地顯示壓力開關(guān)中工作軸和開關(guān)桿接觸部分的結(jié)構(gòu)；圖4是放大的橫剖視圖，它部分地顯示已有技術(shù)壓力開關(guān)中工作軸和開關(guān)桿接觸部分之間接觸的狀況。
按照本發(fā)明的壓力開關(guān)優(yōu)選實施例將參考圖1解釋如下。圖1是一橫剖視圖，它顯示本發(fā)明壓力開關(guān)的主要部分的結(jié)構(gòu)，其中顯示了工作軸6和配備在開關(guān)桿8上的接觸部分82的放大視圖，未顯示在附圖中的本發(fā)明壓力開關(guān)的其它結(jié)構(gòu)與圖2中的相同。
如圖1所示，本發(fā)明壓力開關(guān)100的特征在于，與工作軸6接觸的形成于第二開關(guān)桿8上的接觸部分82具有與已有技術(shù)壓力開關(guān)中的接觸部分不同的形狀。
如圖1所示，與工作軸6相接觸的接觸部分82具有一球形表面。通過使接觸部分82的表面構(gòu)成一球面形狀，即使當(dāng)工作軸6的中軸線63由于低劣的裝配精度或相似情況產(chǎn)生傾斜時，工作軸6的端表面61將在接觸點64處與接觸部分82的球形表面83相接觸。
換言之，上述接觸點64位于直線85與球形表面83的交點上，該直線85引自球形表面的中心點84，平行于傾斜的工作軸6的中軸線63。由于接觸點64是從工作軸6端表面61的周邊62向內(nèi)經(jīng)過距離D形成的，所以在周邊62區(qū)域附近無應(yīng)力集中。因此，即使當(dāng)裝配精度相對低劣時，工作軸6的周邊62將不會削剝。
現(xiàn)在，由本發(fā)明人進(jìn)行的有關(guān)工作軸6相對于接觸部分82球形表面83曲率半徑的削剝(破損)的研究結(jié)果解釋如下。
參考圖1，發(fā)明人的實驗是，研究在工作軸6的中軸線63、與接觸部分82的中軸線之間的間隔為0.1mm的情況下，關(guān)于接觸部分82的球形表面83的曲率半徑、與接觸點64和工作軸6的周邊62間的距離D之間的關(guān)系，在工作軸6的端表面61周邊62的周圍產(chǎn)生削剝的狀況。
結(jié)果是，當(dāng)曲率半徑等于或小于2.0mm，工作軸6端表面61的周邊62沒有削剝。另一方面，當(dāng)曲率半徑小于0.5mm時，通過實驗發(fā)現(xiàn)，由沖壓成形接觸部分82的加工精度降低，而且由于接觸部分82的區(qū)域減小，接觸部分通過與軸反復(fù)接觸而很容易被磨蝕。
即當(dāng)工作軸6和接觸部分82間的接觸點從工作軸6的周邊62內(nèi)移時，換言之，當(dāng)接觸點接近軸6的中軸線63時，壓力集中到周邊62處的可能性減小了，并且發(fā)生了工作軸6的削剝可能性也減小了。然而，由于接觸部分82的頂峰區(qū)域減小，工作軸6與接觸部分82間的接觸區(qū)域也減小了，這就導(dǎo)致了接觸部分82的磨蝕。
基于上述研究發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，配備在開關(guān)桿8上接觸部分82的球形表面的曲率半徑優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)在2.0mm至0.5mm范圍內(nèi)，并且從避免磨蝕和增進(jìn)可操作性的觀點來看，該曲率半徑應(yīng)當(dāng)在2.0mm至1.5mm范圍內(nèi)。
如上說明，按照本發(fā)明，工作軸6端表面的周邊62，即使在工作軸由于在裝配壓力開關(guān)時精度降低而傾斜的情況下，也不會產(chǎn)生削剝。因此，本發(fā)明提供了一種很容易裝配和高度可靠的壓力開關(guān)。
在以上解釋說明中，使用的是一個雙動作(two-action)壓力開關(guān)。然而，本發(fā)明不局限于該實施例，它還可應(yīng)用于其它壓力開關(guān)，如三動作(three-action)壓力開關(guān)。
如上說明，由于工作軸不會在使用中產(chǎn)生削剝，所以本發(fā)明提供了一種很容易裝配且高度可靠性的壓力開關(guān)。
并且，本發(fā)明提供了一種能夠精確轉(zhuǎn)換操作，而且與已有技術(shù)中壓力開關(guān)的設(shè)計改變不大的壓力開關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種壓力開關(guān)包括一配備開關(guān)觸點的開關(guān)桿；和一由流體壓力驅(qū)動的工作軸，以便打開和關(guān)閉所述開關(guān)觸點，所述開關(guān)桿包括使所述工作軸與之相接觸的接觸部分；其中所述接觸部分形成有一球形表面。
2.按照權(quán)利要求1的壓力開關(guān)，其中所述球形表面具有在2.0mm至0.5mm范圍內(nèi)的曲率半徑。
3.按照權(quán)利要求1的壓力開關(guān)，其中所述球形表面具有在2.0mm至1.5mm范圍內(nèi)的曲率半徑。
4.按照權(quán)利要求1的壓力開關(guān)，其中所述工作軸接觸所述球形表面的區(qū)域從工作軸的端部分向內(nèi)安置。
全文摘要
一種壓力開關(guān)包括一配備有開關(guān)觸點和工作軸接觸部分的開關(guān)桿;和一由流體壓力驅(qū)動的工作軸,以便關(guān)閉或打開所述開關(guān)觸點,其中所述接觸部分具有曲率半徑在2.0mm至0.5mm范圍內(nèi)的球形表面。
文檔編號H01H35/24GK1265515SQ0010167
公開日2000年9月6日 申請日期2000年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月17日
發(fā)明者古口真之 申請人:株式會社不二工機(jī)