【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、車両のトランスミッションに係り、特に、ギア選択に応答して電気出力を発生する手段に係る。 【０００２】 【従来の技術】従来から、トランスミッションハウジングの外部にロータリースイッチを取り付け、様々なリンク装置を介し車両運転者から機械的なギア選択の入力を受け、電子信号によりデコーダモジュールとトランスミッション電子制御ユニットにギア選択を出力することが行なわれてきている。 スイッチは所定数の電気接触セグメントを配備したクオドラント（ｑｕａｄｒａｎｔ）を備え、各々のセグメントの出力はデコーダモジュールに送られる。 トランスミッションの手動弁制御液圧操作は、戻止めレバーと称せられるインデックス送り爪を備えたプレートに機械的に連結されている。 このプレートはシャフトに装着され、シャフトと共に枢動運動可能である。 シャフトはトランスミッションハウジング壁を通り抜けており、トランスミッションハウジングの外部ではシャフトに対してスイッチバーが固定的に取り付けられ、車両運転者のギア選択に伴い、ロータリースイッチ内のスイッチバーはクオドラントを横切って所定位置まで移動し、１つまたはそれ以上の電気接触セグメントに係合する。 ある種の装置では、スロットル位置、出力シャフト速度、エンジン速度、エンジン負荷等に関する入力事項に加えて、電子制御によりギアの位置がモニターされている。 【０００３】このスイッチ装置は広く用いられているが、それにも限界があり幾つかの問題点も残されている。 スイッチハウジングをトランスミッションハウジングに対して正確な角度姿勢に固定するには、最初の据付け時または使用途中に、特殊工具を用いてシャフト従属要素すなわちスイッチバーの基準特性をスイッチハウジングに整合させるか、あるいはハウジングをシャフトに対して回転させる際にスイッチ接点の電気接続性のモニターを行なうかの何れかの方法を取る必要がある。 従って、スイッチを手動弁から離しトランスミッションハウジングの外部に設置する方法では、全てのリンクエレメントを経由する間に好ましくない誤差の累積が起きる。
また、四輪駆動車に使用する時のようにスイッチを水のかかる場所に設置するには、水の侵入を防ぐシール手段が必要になる。 そうしたシール手段がベントチューブ等を装備すれば費用が嵩み、装置のコストが大幅に上昇する。 【０００４】ここで、本件出願と同時継続中の米国特許出願Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ． ８０５，２１２を引用する。
この出願に記載のスイッチ装置は圧力スイッチから構成されている。 この圧力スイッチはトランスミッションハウジング内のブラケットに設置され、しかも選択液圧通路に接続されていて、ブラケット上には電気回路トレースを備えている。 可動接点は手動弁に作動連結され、この可動弁と共に運動可能である。 可動接点の位置は手動弁位置に従って変化し、ブラケットに配置した固定接点セグメントに係合したり外れる動きをする。 圧力スイッチの出力は、手動弁位置センサを備えた抵抗器回路網に送られる。 装置は電圧出力をパワートレイン電子コントローラに送り、例えば、ギア選択のような特有のトランスミッション操作としての識別が行なわれる。 【０００５】この後者の装置は選択したギアを表示するのには有効であるが、弁がハウジング内部を移動する構造のある種のトランスミッション組立体では全ストロークにわたり使用できない。 また、このギア選択に合わせて、例えば、特定のギア選択の時にだけ発進できるようにしたり、後進ギアの時に後尾灯を点灯したり駐車時に駐車表示アクセサリを点灯したりする等の状況に合わせて、比較的大きな電流と小さな電流を取り扱うスイッチ操作を行なう必要がある。 【０００６】トランスミッションハウジングの外側または運転者ギア選択装置に設置された外部スイッチはこうした目的に使用されてきてはいるものの、位置センサとの関係において前述したのと同じ問題を抱えている。 すなわち、トランスミッションハウジングの外側に装着したスイッチには水が跳ねかかる等の厳しい環境下に晒されており、その保護のために著しいコスト高を招いている。 また、そうしたスイッチは装備の困難さに伴う固有の問題点を抱えており、手動弁との整合関係にくるいの生じ易い欠点がある。 この欠点は、乗車室内に配置されているスイッチには特に顕著に認められる。 【０００７】位置固定の磁気センサに加えて戻止めレバーに複数の磁石を使用し、これら磁石を取り付けたトランスミッションハウジング内にスイッチ装置を収納し手動弁の位置に応じて複数の回路の作動を制御する方法も提案されてきてはいるが、温度変化がそうした機能に影響を及ぼし、また長期間の使用に伴い磁石自身に変化が起きる。 さらに、装置の電磁気コンパチビリティ（ｃｏ
ｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）に問題が残る。 トランスミッション流体の傾向として、磁石に取り付けたギア等の構成要素の回転に伴って生じた鉄磁性粒子を集め、スイッチ感度に悪影響を及ぼすことがある。 【０００８】戻止めレバーと位置ワイパーに導体トレースを配置し、戻止めレバーの枢動時にトレースを係合させることも提案されてきている。 しかしながら、適当な接触圧を得ることが困難であり、また使用環境に問題がある等の幾つかの理由により未だ不満足なものである。 【０００９】従って、本発明の目的は、前述した従来技術の問題点のないギア選択感応型の電気スイッチ組立体を提供することにある。 また他の目的は、車両のトランスミッションハウジング内に設置できる、単純で信頼性の高い長寿命のスイッチ装置を提供することにある。 本発明の別の目的は、取付けが簡単でしかも事後の設置調整の不必要なスイッチ装置を提供することにある。 【００１０】本発明のトランスミッションセンサ／スイッチ装置のその他の目的、利点並びに作用については、
以下に記述する本発明の好ましい実施例の詳細な説明から明らかである。 【００１１】 【課題を解決するための手段】要約すれば、外縁に複数の爪の付いた戻止めレバーと、ばねの偏倚力により外縁に係合した状態のローラとを備えた自動車のトランスミッションに使用する内側モードスイッチ装置にして、このスイッチ装置は、戻止めレバーに装着されていて戻止めレバーと共に移動可能なカムプレートを備えている。
カムプレートには複数の電気スイッチが組み込まれている。 これら電気スイッチは、一方の端部がトランスミッションの手動レバーシャフトに装着され他方の端部が戻止めばねに設置のローラに連結された細長いハウジングに装着されている。 各スイッチには従動子がスライド可能に装着され、スイッチから外向きに突き出すように偏倚させてカムプレートに係合させてある。 従って、カムプレートが戻止めレバーと共に移動すると、従動子はそれぞれのスイッチ内部で可動接触手段に向けて移動したりこの接触手段から離れる向きに動き、スイッチ接点を係合したり係合を外す働きをする。 【００１２】 【作用】本発明の特徴によれば、電気接点は泥や水等のかからないシールしたチャンバ内に配置されている。 本発明の他の特徴によれば、スイッチは信頼性の高いスナップアクションディスクを用いている。 カムはそれぞれのスイッチ用にコード化され、必要とするスイッチ出力を得るようにしてある。 関連データに対応してカムプレートとスイッチハウジングを登録しておくことで調整を省略でき、簡単に据付けを終えた試験済の小組立て品としてこの装置を戻止めレバーに宛てがい組み立てることができる。 【００１３】第２の実施例によれば、スイッチハウジングは手動レバーシャフトに装着されローラに連結された状態で、トランスミッションハウジングに対してハウジングを静止状態に保つようにしてある。 手動レバーシャフトに固定的に装着され複数の第１の電気接点を所持したスイッチアームはスイッチハウジング内に入り込み、
戻止めレバーと共に移動してスイッチハウジングに装着したそれぞれの第２の電気接点に係合したり外れる動作をする。 スイッチアームのハブとスイッチハウジングの間には環状シールが配置され、金属粒子やごみがスイッチハウジングに侵入するのを防いでいる。 【００１４】 【実施例】図面を参照する。 参照番号１０は、本発明により構成されたセンサ／スイッチ装置を示している。 図示した従来形式の戻止めレバー１２は、（点線１４により概略的に示す）トランスミッションハウジング内に配置されている。 トランスミッションハウジングは、このトランスミッションハウジングの外に突き出す手動レバーシャフト１６に慣用的な方法で取り付けられている。
戻止めレバー１２は、複数の爪２０を設けた外縁１８を備えている。 ローラ２２は（概略的に示す）戻止めばね２４によりシャフト１６の長手方向軸線に向けて偏倚され、戻止めレバーの表面縁１８に係合した状態にある。 【００１５】戻止めレバー１２の表側表面には任意の慣用的な方法によりカムプレート３０が固定設置され、戻止めレバー１２と共に動き、車両運転者のシフト操作に際し手動シャフト１６の回転運動に応じて枢動させることができる。 【００１６】スイッチハウジング４０は全体として細長く、一方の端部４２はシャフト１６に取り付けられ、反対側の端部４４は間にローラ２２を収容する構造の二股部分またはアーム４４ａ，４４ｂを備え、シャフト１６
と戻止めレバー１２の枢動時にハウジング４０が一定の軸方向位置を保てるようにしてある。 従って、ローラ２
２は部分４４ａ，４４ｂの間を半径方向に自由に移動し、表面縁１８の形状に合わせてシャフト１６の長手方向軸線に近づいたりこの軸線から遠去かる向きに運動する。 【００１７】ハウジング４０には複数のスイッチ５０が設置され、カムプレート３０に連動して戻止めレバー１
２の角度位置で選択される回路を適切に開閉することができる。 【００１８】図２を参照する。 スイッチの１つが断面で示されている。 このスイッチは、型成形可能なフェノール樹脂等の適当な材料から作られたベース５２を備えている。 ベース５２の一方の表面には凹所５４が形成され、この凹所からベース５２の反対側の表面にかけてボア５６が延びている。 ベース５２に宛てがわれている上側ハウジング部分５８は適当に型成形できる電気絶縁材料から作られている。 上側ハウジング部分５８の表面には凹所６０の形態をしたスイッチチャンバが形成され、
この凹所の底には電気接点６２が配置されている。 接点６２は電池に連結しておくのが好ましい。 この接点には、図３に基づいて以下に説明するように、ハウジング部分５８に埋め込まれ適当なコネクタまで延長する長い電線状エレメントを用いることができる。 スナップアクション式電導ディスク６４のようなスイッチエレメントが接地連結され、凹所６０を覆う状態に配置されている。 可撓性ダイアフラム６６は、上側ハウジング５８の凹所６０とベース５２の凹所５４の両者を多いスイッチチャンバを効果的にシールするように取り付けられている。 【００１９】ボールベアリング６８のような球形エレメントがボア５６内に配置され、ボール６８からダイアフラム６６にかけて位置するコイルばね７０等の適当なばねにより凹所５４から遠ざかる向きに押されている。 組立に際しボール６８をボア５６内に納めておくために、
ボア５６には内向きに突き出たリップ７２を形成しておくのが好ましい。 ボール６８は、カム３０の位置に応じて場所を変える従動子として機能する。 【００２０】スイッチには事前に荷重が加わらないようにし、振動により偶然にスイッチが入らないようにしておくとよい。 ばね７０はクロムシリコン合金鉄のような耐クリープ材から作り、疲労の起きるのを防ぎ、またスプリングセットを極力少なくすることが好ましい。 またばね７０のばね比は小さく選択し、カムの摩耗をできるだけ少なくするのがよい。 【００２１】図２に示すように、カム３０はボール６８
に係合しこのボールを内向きに、すなわちスイッチチャンバに向けて押す働きをする。 こうした動きによりばね７０に加わる力が大きくなり、ディスク６４はスナップアクション動作を起こし、接点６２から離れ下向きに膨らんだ通常の対抗皿形形状の状態（図示せず）から、図面に示す接点６２に係合した下向きに窪む状態（接点６
２により動きを制限されて形成される幾分平らな状態）
にスナップ変化する。 ディスク６４は適当な回路リード線に電気接続され、図２のように回路は閉じられている。 戻止めレバー１２とカムプレート３０が図２で見てさらに右方向に移動すると、ボール６８はカムプレート３０のスペース３２に入り込めるようになる。 ディスク６４に作用していた力は減少し、ディスクはスナップ作用により下向きに膨らむ通常の非係合位置に復帰し回路を開くようになる。 【００２２】スイッチ５０はスナップアクションのスイッチエレメントを備えたものとして説明してきたが、カム従動子の動きに応答するその他のスイッチ機構の使用も本発明の範囲に属するものである。 【００２３】カムプレート３０は所定の輪郭形状を持ち、所定数、例えば７種類の異なったギア態様と１種類の不作動遮断状態の各々に見合う特定の組合わせのスイッチの開閉が行なわれる。 ギア種の数は選択事項であり、スイッチの数を変えることで簡単に対応できる。 図示の例では４種類の開放または閉鎖状態のスイッチが示されており、ギア位置の変化に応じて表１に示すようなパリティービットが得られる。 【表１】 【００２４】表１において、０は閉じたスイッチまたはロジックロー（ｌｏｇｉｃ ｌｏｗ）の状態を表している。 【００２５】図３は、本発明の説明の便宜上、上部を取り去ったハウジング／スイッチ組立体４００を示している。 この組立体は、ピンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５
の配置されたベース５２０を備えている。 ピンＰ２からＰ５の各々は、溶接による等の任意の慣用的な方法によりそれぞれの接点６２に電気的に接続されている。 一対のディスクストリップ６４０は、スイッチステーション５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを形成する切欠き部分６４２を備え、これらスイッチステーションの各々には周知の方法によりスナップアクションディスク６４が形成されている。 ピンＰ１は、例えば溶接によりストリップ６４０に電気的に連結されている。 ピンＰ１は接地連結可能であり、またピンＰ２からＰ５は車両のバッテリーに連結することができる。 ベース部材に埋設した電線状接点に係合したりこの接点から離れる動きができるようにスナップアクションディスクのストリップからスイッチを構成する方法は従来より周知であり、本発明の譲受人と同一人に発行された米国特許第３，９５２，１７
４号にはこの構造の参考例が詳しく説明されている。 【００２６】図４および図５を参照する。 図示の第２の実施例におけるスイッチハウジング８０は、自由端にローラ２２を受け入れるスロット８４を形成した二股部を持つベースプレート８２を備えている。 アーチ状をした複数の固定接点８６ａ，８６ｂ，８６ｃ，８６ｄが、任意の慣用的な手段によりこれら接点から電気的に絶縁したベースプレート８２の上側表面に配置され、適当な回路基板８７に載っている。 【００２７】長いスイッチアーム８８がハブ部分９０から突き出し、ベースプレート８２の上側表面に沿ってほぼ平行に位置している。 スイッチアーム８８の下側表面には、図５に示すように、複数の第２の電気接点９２
ａ，９２ｂ，９２ｃ，９２ｄを取り付けている。 それぞれが固定設定用のものであり、互いに整合した状態にある。 手動シャフト１６に対するスイッチアーム８８の動きを制限するために、シャフトには平行な一対の平坦面９０ａを形成してシャフトにハブ部分９０を固定している。 平坦面９０ａは手動シャフト１６に形成した平行な一対の平坦面１６ａに係合し、スイッチアーム８８はシャフト１６にキー止めされ、スイッチアームの角度姿勢をシャフトの角度姿勢に一致させ、両者が一緒に運動できるようにしてある。 【００２８】ベースプレート８２をスイッチハウジング上部カバー９４が覆い、適当な方法によりこのベースプレートに固定されている。 ベースプレート８２とハウジングカバー９４の各々は、手動シャフト１６を受け入れるハブ９０を収容したボア内にそれぞれ環状シール座９
６，９８を備えている。 シール座９６内にはリップシール１００が配置され、またシール座９８内にはリップシール１０２が配置され、スイッチハウジング８０をシールしてスイッチ接触ゾーン内に金属粒子やゴミの侵入するのを防いでいる。 【００２９】電気接触部材９２ａから９２ｄ（図５を参照）は下向きに偏倚した細長いばねフィンガとして構成され、スイッチハウジング８０に組み込めばベースプレート８２に係合する。 従って、手動シャフト１６を回転すれば、接触フィンガ９２ａから９２ｄはベースプレート８２上の回路基板８７の上側表面をなぞり、シャフト１６の特定の角度位置でそれぞれの固定接触路８６ａから８６ｄに係合する。 【００３０】図４と図５の実施例は、オートマチックトランスミッションの通常操作に際して生じる導体粒子や銀により隣接の電気接点同士が電気ショートを起こす従来技術の問題点を解消したスライド接触装置を示している。 【００３１】本発明により構成されたセンサ／スイッチは、機械的な部分、すなわち手動シャフトや戻止めばねを適切に利用して精度の良い構造としている。 また本発明によれば、センサ／スイッチを完全にシールすることができ、またＥＭＣについて考慮せずともよくバッテリー電圧を利用することもできる。 【００３２】従来技術に関連して説明した慣用的な外側スイッチは、主に３種類の機能を備えている。 すなわち、駐車中やニュートラルの時にだけスタータに接続できる機能、停止ランプ操作を制御する機能および４ビットコードによりギアモードを出力する機能である。 駐車／ニュートラル時の高電流発進回路はＰＲＮＤＬ低電流コード回路から遮断した状態に維持されている。 本発明の制御法によればギア選択装置の全範囲にわたり連続してコード出力を送ることができ、あるギア選択から次のギア選択に至る中間操作が存在しない。 【００３３】コンピュータ制御によるスタータ操作を行なえると共に、トランスミッション手動弁の液圧オーバーラップ現象が生じてスタータ操作時に意図しない車両の動きが起きるのを防ぐために、４つのビットの内の１
つを使用して駐車およびニュートラルの状況を独占的に表示し、残り３種類のビットを使用して、表２に示すようなコードによりＰＲＮＤＬのような適当なギア選択を表わすこともできる。 【表２】 【００３４】Ｐ／Ｎスイッチ出力に対するデコード処理した３種類のビット出力のロジックチェックを簡単に行ない、フォールトディテクション（ｆａｕｌｔ ｄｅｔ
ｃｔｉｏｎ）処理することができる。 【００３５】 【発明の効果】本発明により得られる利点の内には、安全発進操作のための駐車／ニュートラル表示用に正確な狭い応答帯域の得られることも含まれている。 デコーダまたはＰＣＭ（パリートレイン制御モジュール）を使用してスタータ操作の制御を行なうスイッチ組立体出力の利用の仕方により、エンジン運転中の操作を防いだり、
スタータの最大作動時間を調節したり、スタータモーターの過熱を防いだり、トランスミッション液圧操作中にスタータ係合の生じるのを防ぐ等の回線効果が得られる。 本発明によれば、調整を不要とし累積誤差を無くすことによりギア選択表示の精度が高より、トランスミッションの制御に組立体の出力を利用することができる。
トランスミッションハウジング内のスイッチ組立体は物理的且つ取扱いに伴う損傷を防ぐことのできる位置に配置されている。 従って、トランスミッション組立体の据付け時には調整は不要であり、コストを下げ品質を高めることができる。 【００３６】当業者であれば、既に説明した構造を同じ目的の達成できるものに改造することは容易である。 そうした改造は本発明の範囲および本発明の精神に属するものである。 【図面の簡単な説明】 【図１】本発明により作られたセンサ／スイッチ装置を組み込んでいる、手動レバーシャフトに取り付けた車両トランスミッション戻止めレバーの斜視図。 【図２】接点の係合した作動状態にあるスイッチを示す断面図。 【図３】便宜上、一部を切除し上側部分を取り除いて示す、本発明に有用なハウジングの平面図。 【図４】本発明の第２の実施例に係るスイッチハウジングの断面図。 【図５】図４のスイッチハウジングに使用した可動スイッチアームの底面図。 【符号の説明】 １０ センサ／スイッチ装置 １２ 戻止めレバー １６ 手動レバーシャフト １８ 戻止めレバーの外縁 ２０ 爪 ２２ ローン ２４ 戻止めばね ３０ カムプレート ３２ スペース ４０ スイッチハウジング ４４ａ，４４ｂ 二股部分 ５０ スイッチ ５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ スイッチステーション ５２ ベース ５４ 凹所 ５６ ボア ５８ ハウジング部分 ６０ 凹所 ６２ 接点 ６４ 電導ディスク ６６ ダイアフラム ６８ ボール ７０ コイルばね ７２ リップ |
