防塵兼防水スイッチ

本発明は、特に原動機付車両のシートベルト装置のシートベルトバックルにおいて使用される防塵兼防水スイッチに関しており、およびシートベルトバックル内に差込まれる安全ベルトの舌状体を指す。

特許文献1からは、安全装置の監視のために配置される、マイクロスイッチを備えた安全ベルトの施錠装置が知られており、マイクロスイッチが閉鎖位置に同時にある、接錠装置の二つの機能場所においてのみ閉じられ、安全装置の機能要素の解放のために調節される姿勢をとるように、マイクロスイッチは施錠装置の閉鎖経過において互いに独立して関与する二つの機能部品と連結されている。

さらに有限会社フィルマ・エドアルド・ハルトマンからはベルトを締める際に使用されるスイッチが知られている。このスイッチは二重接点スイッチであり、この二重接点スイッチの接点バネあるいは接点舌状部は、無負荷の状態では接点に相互に当接しており、かつ接点を作っている。その際に両舌状部の内の一方は、開閉の信頼性を高めるために二重接点舌状部として構成されている。スイッチは側方ではシートベルトバックル内に配置されているように構成され、ベルト舌状部を差込む際に絶縁材料から成るスライダは接点舌状部間で押動かされるように構成されている。このスライダはベルト舌状部が噛合った後にスイッチの接点舌状部間に留まり、それにより接続を切る。従って安全ベルトが取付けられ、かつバックル内できちんと閉鎖されていることが示される。

接点舌状部間における絶縁材料から成るスライダの移動を可能にするために、スイッチは上方に開いたケーシングを備えているので、外側から、シートベルトバックルのケーシングを通って、例えば液体あるいは固体粒子などの異物が侵入する恐れがある。

これにより安全機能に影響を与える恐れがある。その理由は接点の中断が、誤ってバックル内でのベルト舌状部の的確な閉鎖を信号で知らせてしまうことにある。

接点領域の間のスライダの差込みを容易にするために、接点舌状部は上側の領域では外側に彎曲して構成されている。これにより上側の領域では近似のV字形状が生じる。侵入する異物はこの領域に堆積し、かつスライダによって直接接点領域内にもたらされる。

さらにこのスイッチの場合、製造の際の自動化組立はできない。その理由は、接点舌状部がスイッチケーシング内に差込まれ、接点舌状部が取付け後、ある設定された張力がかかるように接点舌状部が構成されている前に、接点舌状部が対応するケーブルと接続しなければならないことにある。接続したケーブルにより、接点舌状部は十分手作業でスイッチケーシング内に差込まねばならない。

特許文献2は、安全ベルトの固定状態に関する信号ユニットを開示している。信号ユニットは電子部品とスイッチのための弾性の接点薄板を備えている回路基板から成る。回路基板は、シートベルトのバックルの外側の面に固定されているケーシング内に組込まれている。ケーシング内において、旋回レバー(フリッパ要素)は旋回支軸に支承されており、この旋回支軸は、旋回レバーの滑動面上でのベルト舌状部の縁部の滑動を用いて、ベルト舌状部をベルトバックル内に差込む際に、信号ユニットの接点空間内へのねじりコイルバネの作用に逆らって回され、接点が接続する。

べルト舌状部の差込み兼長手方向の移動は、接点の接続のために直接使用できるのではなく、旋回レバーを介して、概して旋回レバーに対して垂直な方向に変形されねばならないので、ベルト舌状体滑動縁部においてあり得るまくれによる、旋回レバーの滑動面の激しい磨耗の危険が耐用年数の経過において明らかになりこのことはスイッチ機能に影響を与える。

旋回レバーは側方でスイッチケーシングから突出しているので、旋回レバーは外部の影響(傷)により壊される恐れがあるので、安全状態に関する的確な気配はもはや保証されていない。

接点薄板の接点領域は、ケーシングにより侵入する土粒子から保護されるが、上方から滴下する液体はケーシング内の旋回レバーのためにある開口部により、特に旋回レバーを介して接点不良となる恐れがある接点内に流入する可能性がある。

旋回レバー支承位置での粉塵および液体による耐用年数および蓄積の経過におけるねじりコイルバネの疲労とこの疲労から結果として生じるねじり旋回レバーの剛性は、同様に 信頼性のある接点の切替えを困難にする恐れがある。

旋回レバーとねじりコイルバネの必要な用途によりスイッチの価格は上がる。

ベルトバックルの外側面に信号ユニットを取付けることにより、ベルトバックルのための所要床面積は増える。ベルトバックルに信号ユニットを固定することは、環境、温度および外部の機械的要求によって影響を受ける。それに加えて、外部から比較的容易に手を付けることができる旋回レバーの損傷の危険は、操作者による不適切な取扱いのために生じる。

相対的に複雑な開閉接点の形状により、回路基板上での開閉接点の自動装備は極めて困難である。さらにスイッチ接点の信号ユニットへの一体化により、同じ型の製造個数は制限される。その理由は信号ユニットの仕様が自動車に依存しており、これにより自動化された生産が困難になるからである。

特許文献3にはスイッチを備えた安全ベルトのバックルが記載されており、この安全ベルトのバックルは、その端部がベルト舌状体に差込まれていない場合に合致する二つの弾性の接点薄板から成る。開閉はベルトバックルケーシングのピン上で支承された回転アクチュエータにある二つの彎曲経路により行われる。回転アクチュエータは、ベルト舌状体により、ねじりコイルバネの作用とは逆にベルトバックル内にベルト舌状体を差込む際に、彎曲経路が接点薄板の端部を偏向させ、それにより接点を開くように回転させられる。回転は回転アクチュエータに垂直に高く起立した、ベルト舌状体と噛合うピンを介して行われる。スイッチの復帰は、ねじりコイルバネの作用に逆らった回転アクチュエータの自動的戻り運動と、ベルト舌状体を引いた後の接点薄板のスプリングバックにより行われる。接点薄板はベルトバックル内に一体化されているが、独自のスイッチケーシング内にはない。

さらに接点を開閉するために、ここではベルト舌状体の差込みの長手方向移動は直接は使用できない。ねじりコイルバネを備えた回転アクチュエータの様式の別の方向転換部品が必要である。これによりスイッチの価格は上がる。

接点と回転アクチュエータは、侵入する土粒子と滴下する液体から保護されていない。このことは、ピンの支承部におけるごみの堆積の結果としての、接点の汚れと回転アクチュエータの可動性の制限により機能は阻害される恐れがある。耐用年数の経過におけるねじりコイルバネの疲労あるいは破損によっても機能障害は発生する。

ケーシング内への接点薄板の自動組立は、実施可能ではない。その理由は、接点薄板に配線を接続するための作業はケーシング内へ組込んだ後にはできず、従って接点薄板は組込む前にケーブルと接続しなければならない。

特許文献4からは二つの接点薄板を備えたベルトバックル用のスイッチが知られており、第一の接点薄板はその接点を形成する端部に向かって二重接点舌状部として構成されており、第二の接点薄板は、接点形成端部においてハンマー状の領域を備えた接点バネとして構成されている。両接点薄板の接点領域は、異物から十分に保護された、スイッチケーシングの上側のケーシング内部空間内にある。この空間の下方には、接点バネが弓形の領域を含んでおり、この弓形の領域は、スイッチケーシングの対応する開口部通って、ケーシング内部空間から側方に配置されたスイッチの一部である管路内に突出している。この管路内で、ベルト舌状部をベルトバックル内へ差込む際に、ベルトバックルの一部をなすスライダが移動され、管路内に突出している接点バネの弓形の領域に当たる。その際に、接点バネは弾性力に逆らい、ケーシング内部空間の方向に偏向され、接点バネの接点を形成する端部における電気的開閉経過は、第一の接点薄板を備えた二重接点舌状部と協働して構成されている。

ケーシング内部空間から接点バネの弓形の領域を案内するのに必要な、スイッチケーシングの開口部のために、ケーシング内部空間のための粉塵の保護と、それによりケーシング内部空間にある両接点薄板の接点を形成する領域のための保護とを達成することはできない。

加えて、付加的に外部からベルトバックル内に侵入する異物による摩擦作用が高まると、スライダにより接点バネの弓形の領域に作用する長手方向の力の、接点バネの偏向に必要な横方向の力の中への必要な方向迂回に基づいて、スライダの厚さとケーシング内部空間から側方に配置された管路内への接点バネの弓形領域の突出のための寸法に関する、許容値の制限された最大値の同時の存在における、スライダがこの領域に当たる際の摩擦力による接点バネの弓形領域の変形は、除外することができない。このことによる結果として極端な場合、スイッチ機能は妨害される。

独国特許出願公開第4338485号明細書

米国特許第6002325号明細書

米国特許第4163128号明細書

欧州特許第1485276号明細書

本発明の根底をなす課題は、原動機付車両内の支援システムのシートベルトのバックルにおいて使用され、シートベルトのバックル内に差込まれる安全ベルトの舌状部の適格なロック状態(閉鎖)を示す防塵兼防水スイッチを、接点領域が入り込む異物から十分に保護されており、この接点領域がその後の十分自動的なケーブルの接続によりスイッチを製造する際の完全自動組立に適しているように構成することである。

本発明によればこの課題は、二つの接点薄板を備えた、特にシートベルト舌状部がシートベルトバックル内に挿入されかつ的確にロックされていることを示すための原動機付車両の支援システムのシートベルトのバックルのための防塵兼防水スイッチであって、前記接点薄板の接点を行う領域が、異物から保護される、スイッチケーシングのケーシング内部空間内に配置されており、接点がスライダの移動により、ケーシング内部空間(2)の側方に配置された管路内でスイッチ切替え可能であるように構成されていることにより解決される。固定式接点薄板とバネ式接点薄板から成る接点薄板は、作動シャックルによりスイッチ切替え可能であり、作動シャックルは、その屈曲部と共に管路に向いたケーシング内部空間の側を貫通し、かつその他方の端部でもってスイッチケーシング内で旋回可能に支承されている。作動シャックルが旋回支承するための空洞部は、ケーシング内部空間からは空間的に分離して配置されている。

一方の端部では変形した半円形の領域を備え、他方の端部では同じ方向にある二重の彎曲部を備えた、平らな長方形の金属板帯状片から成る作動シャックルは、スイッチに必要な力を接点バネに加え、半円形の領域はスイッチケーシングの嵌合している溝と協働して、作動シャックルのための旋回支承部を形成し、作動シャックルの他方の端部は、第一の彎曲部を用いて、管路に向いたケーシング内部空間の側壁の間隙を通ってケーシング内部空間内に案内され、第二の彎曲部のために、管路の方向における作動シャックルの運動は制限される。管路内へのスライダの運動の結果として、ケーシング内部空間内に突出する作動シャックルの端部を介してバネ式接点薄板は曲げられ、それにより接点部は接続がもたらされる。作動シャックルはスプリングワイヤから成ってもよい。

作動シャックルの屈曲部は間隙を通って案内され、それにより粉塵あるいは水が入るのを最小限にすることができる。

屈曲部の領域に可撓な合成樹脂材料から成る薄膜を作動シャックルの屈曲部の領域に取付けることにより、スイッチの絶対的な粉塵と水の封隙が達せられ、薄膜は作動シャックルの屈曲部の貫通に対して間隙を閉鎖する。

作動シャックルがスイッチケーシングから離れることに抗する位置の保証と異物がケーシング内部空間に侵入することに抗するケーシング内部空間の封隙は、スイッチケーシングの上側に組立てられるケーシング蓋により行われる。

バネ式接点薄板を曲げることは、ケーシング内部空間において作動シャックルによりその長手方向に対して横方向に行われ、それにより変形が防げる。

バネ式接点薄板は、ほぼ平坦な曲げ部分として構成されており、これはスイッチを製造する際の自動組立に良い影響を与える。

スイッチ機能にとって十分自由な選定可能な作動シャックルの長さに基づいて、スライダのための作動シャックルの突き当り斜面は、相対的に平坦に構成されており、従ってスライダによるスイッチの操作が加える推力はわずかに保持できる。さらに作動シャックルに関するこの目的で、良好な滑走性を備えた材料あるいは表面の被膜は、バネ式接点薄板の電気的機能に必要な表面の被膜には依存しないで選定することができる。

実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。

非操作状態のスイッチを示す図である。

操作状態のスイッチを示図である。

接点及び作動シャックルを示す図である。

図1には、非操作状態の本発明によるスイッチの断面図が示してある。

閉鎖接点として設計されているスイッチは、スイッチケーシング1から成り、このスイッチケーシングはここでは図示していない蓋により閉鎖されている。スイッチは閉鎖されたケーシング内部空間2を備えており、このケーシング内部空間は固定接点薄板5とバネ式接点薄板6を収容し、かつ間隙10を介してのみ管路3に対して開口している。スイッチの下側の領域には、接続空間が設けられており、この接続空間には固定式接点薄板5とバネ式接点薄板6が閉鎖している。これらはここでは接続管と接続している。

作動シャックル7は一方では半円形の領域9を用いて溝8内で旋回可能に支承されている。他方では、屈曲部13が間隙10を貫通し、かつその円弧状の端部領域14でもってバネ式接点薄板6上にある。円弧状の端部領域14は、屈曲部13が間隙10からはみ出すのを防止する。

ベルト舌状体をベルトバックル内に差込んだ結果、スライダ4が管路3内で下降することによって、作動シャックル7は接点空間側の管路壁の方向に押圧される。その際に、円弧状の端部領域14はバネ式接点薄板6を押し、従って接触を終える。図2は操作状態のスイッチを示す。

図3は接点及び作動シャックル7を示す。

固定接点薄板5は複数の接点舌状部12備えているが、バネ式接点薄板6は幅の狭い架橋領域15および端部に配置されたハンマー状の領域11を備えている。ハンマー状に構成されたバネ式接点薄板6の領域11は、固定接点薄板5の接点舌状部12への当接面を左右側方部に形成しており、それによりスイッチの二つの接点を形成する。バネ式接点薄板6は、接触した状態でも、非接触の状態でも曲げ応力を受けた状態にある。非作動状態で、曲げ応力によって管路3において作動シャックル7の屈曲部の復帰動作が行われる。

このようにして構成されたスイッチは全自動で組立てることができる。対応するピックアンドプレース機械により、固定式接点薄板5、バネ式接点薄板6および作動シャックル7を組込むことができる。蓋を使用してスイッチケーシング1を閉鎖した後、スイッチはその機能を検査することができる。次いで、接続管を取付けることができる。これは、ケーシング1が接続空間の領域内では両側が開いているので、 圧着あるいは溶接により十分自動化される。

ケーシング内部空間2は、作動シャックル7の屈曲部13により貫通される間隙10に至るまで閉じられて構成されているので、粉塵と水のような異物は接点領域内に入り込むことはできない。従って汚染による機能損失を確実に守る。

1 スイッチケーシング 2 ケーシング内部空間 3 管路 4 スライダ 5 固定式接点薄板 6 バネ式接点薄板 7 作動シャックル 8 溝 9 半円形状の領域 10 スリット 11 ハンマー状の領域 12 接点舌状部 13 屈曲部 14 端部領域 15 架橋領域