Switch gear used for automotive apparatus having journalled manual lever shaft

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般に自動車用伝動装置、とくに該伝動装置に関連した手動軸および戻り止めレバーの位置に対応する電気信号を発生する電気スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】ロータリスイッチを伝動装置ハウジングの外部に取付けて自動車の運転手から機械的歯車選択入力を種々のリンク装置を通してうけ入れて、デコーダモジュールおよび伝動装置電子制御ユニツトのような適当な出力装置に電子信号を介して歯車選択を出力することは普通のことである。 スイッチはその上に配置される所定数の電気スイッチセグメントを備えた扇形体を含み、
各セグメントが出力装置に出力する。 伝動装置の手動弁制御液圧操作が、軸に取付けられかつそれとともに回転しうる戻り止めレバーと称する割出し戻り止めに機械的に組み合わされる。 軸は伝動装置ハウジング壁を通って延長し、スイッチバーは伝動装置ハウジングの外部で軸に固定され、自動車運転手が歯車を選択するとき、ロータリスイッチ内のスイッチバーは扇形体を横切って所定の位置まで移動し、一つ以上の電気的接触セグメントに係合する。 ある装置において、電子制御装置は絞り弁位置、出力軸速度、エンジン速度およびエンジン負荷などのようなものに対して、他の入力とともに歯車位置を監視する。

【０００３】本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５
３３８９０７号明細書に開示されたスイッチ装置は、スイッチが水をはね掛けられるなどの危険な環境に置かれるのを回避するため、またスイッチを伝動装置ハウジングの外部に取付けるときに使用されるリンク装置に関連する誤差集積の問題を回避するため、伝動装置ハウジング内に設置される。 上記特許発明において、図示されたスイッチハウジングは手動レバー軸に取付けられている。 ハウジングは戻り止めばねに取付けられたローラに組合わされ、戻り止めばねはローラを押圧して戻り止めレバーの外端に係合させ、ハウジングを伝動装置ハウジングに対して静止したままにする。 手動レバー軸に固定されたスイッチアームは複数の第１電気接点を取付けられ、スイッチハウジング内に延長している。 戻り止めレバーとともに移動しうるスイッチアームは、スイッチハウジングに取付けられた第２電気接点にそれぞれ接離する。 伝動流体はスイッチハウジングに出入しうるが、適当なシールが金属粒子または他のごみがスイッチハウジングに侵入するのを防止するため設けられている。 可撓性電気導線は一端を電気接触セグメントに接続され、反対側端部は伝動装置ハウジングの壁に設けられた孔に取付けられたコネクタの端子に接続される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】伝動装置ハウジング内に取付けられたスイッチは有効に作動するが、伝動装置の組立て中、電気導線がしばしば切断され、挾まれ、または鋭い端部上を通りそれにより短絡するという問題が生ずる。 この問題はサイズを小さくする新しく設計された多くの伝動装置において一層悪化している。 本発明の目的は上記従来技術における制限のない歯車選択に対応する電気スイッチ装置を得ることにある。 別の目的は、
現存する、ならびに、小さい、新しく設計される自動車伝動装置ハウジングの利用可能な空間内に適合しうると共に、ハウジング内に設置すべき可撓性導線の配線を有しない、スイッチ装置を得ることにある。 さらに別の目的は、自動車伝動装置に容易に組込まれる、信頼性が改善されまた正確に歯車選択に追随するのに十分な、歯車選択に対応する電気スイッチ装置を得ることにある。 スイッチ装置の他の目的、利点および詳細は、本発明の好ましい実施例に関する下記の記載から明らかになるであろう。

【０００５】

【課題を解決するための手段】要するに、本発明によれば、スイッチハウジングが、伝動装置ハウジングの壁と戻り止めレバーの間の手動レバー軸上の自動車の伝動装置ハウジング内に取付けられる。 スイッチハウジングは、伝動装置ハウジングの壁に設けられた孔にうけ入れられる一体のコネクタ部分を形成され、それぞれ伝動装置ハウジング壁の第１および第２の孔を通ってうけ入れられる手動レバー軸およびコネクタ部分はハウジングの配置を確定する。 アクチュエータアームまたはスイッチアームは、ハウジング内の手動レバー軸に固定され、手動レバー軸が回転されるときハウジング内で移動可能である。 可動電気接点はアクチュエータアームに取付けられ、ハウジングに設置された回路板に係合するように押圧され、それらはアクチュエータアームが手動レバー軸とともに回転するとき、移動して回路板上の静止接触セグメントと接離する。 接触セグメントは、ハウジングのコネクタ部分に取付けられた端子ピンに組合わされる。
コネクタ部分は、伝動装置ハウジング外側の対応するコネクタに機械的に組合わされるのに使用されるねじ付き雌挿入片を備えている。

【０００６】本発明の特徴によれば、第１および第２の環状ばねシール要素がアクチュエータアームの反対側に、アクチュエータアームとハウジングの間に形成される各シールの座上の手動レバー軸の周りに配置される。
シール要素は電気スイッチの作用に干渉するかもしれないごみがハウジング内に侵入するのを有効に防止する。
シール要素は半径方向に湾曲し、平面内に存在する内端および外端の少なくとも一方と平面からもっとも遠くに離れた要素の部分との間に所定のクラウン高さを有する。 とくに有利なシール要素は、要素が平らな形状になるように変形されるとき負荷の減少する部分を有する、
負荷対変形曲線を有する。 シールの座は相互に所定の距離だけ離された反対側の面部分を形成され、シール要素によって加えられるばね力が比較的小さくなって、それによりアクチュエータアームがハウジング内で枢動するにつれ抵抗力を最少にする程度に押し潰される。 本発明の特徴によれば、シール要素は、伝動装置ハウジング壁の二つの孔の加工における製造誤差によって生じた僅かな不整合に対応するため横方向に十分に移動可能である。 本発明の別の特徴によれば、ハウジングは、ナイロンのような熱可塑性材料から作られ、振動運動の横方向成分に適合するシール要素の能力によって可能にされた振動溶接により、互いに固定される第１および第２部分を有する。

【０００７】

【発明の実施の形態】図面において、符号１０で示された本発明により構成されるスイッチ装置は、凹所１４を形成された第１ハウジング部材１２およびそれを閉鎖する第２ハウジング部材またはふた１３を有する。 とくに図１および図２を参照すると、スイッチ装置１０は、全体的に円筒形で縦軸線１８を有する、コネクタシュラウド１６ａを備えたコネクタ部分１６、および縦軸線２２
を有する手動レバー軸うけ入れ孔３２ｂを備えている。
軸線１８および２２は全体的に互いに平行であり、かつ下記に説明するように、自動車伝動装置ハウジングの壁６の各孔２，４の縦軸線間の距離ａ ′とほぼ等しく選択された距離ａだけ正確に離れている。

【０００８】図３および図４に示すように、大電流回路板２４および小電流回路板２６がハウジング部材１２の凹所１４に取付けられている。 図に示すように、両回路板はその底面にそれぞれ設置された弧状接触セグメント２４ａ，２６ａを有し、それらはそれぞれ端子パッド２
４ｂ，２６ｂに接続されている。 両回路板はそれぞれ適当な電気絶縁性ポリマにモールドされた単一の導線フレーム挿入片から作られるのが好ましく、個々の回路セグメントはモールド後、公知のようにブリッジランナを切断することによって分離される。 端子ピン２８はコネクタ部分１６に挿入モールディングによって取付けるのが好ましく、その下方先端部分２８ａはコネクタ部分１６
のコネクタ凹所１６ｂ内に延びている。 先端部分２８ａ
はそれぞれ端子パッド２４ｂ，２６ｂと整合して回路板２４，２６に設けられた孔にうけ入れられ、かつはんだ付けのような適当な手段でそこに接続されている。 端部が閉鎖され、かつ黄銅のような適当な材料から作られた全体的に管状の挿入片３０もコネクタ１６に挿入モールドされ、伝動装置ハウジング外側にうけ入れられた、図２に破線で示す対応するコネクタ１６ｄと共働するねじ孔を備えている。 適当な環状溝１６ｃがコネクタ１６の外周に設けられ、適当なＯ−リング１７の座として作用するのが好ましい。

【０００９】アクチュエータアーム３２は適当なキー装置を有する孔３２ｂを設けられたハブ３２ａを有し、孔にうけ入れられた軸を所定の角度位置に保持する。 図示のように、孔３２ｂはこの機能を奏する一対の向合った平らな面３２ｃを備え、アクチュエータアームは孔にうけ入れられた対応する平らな面を有する手動レバー軸を所定の角度位置に維持する。

【００１０】図４にもっともよく示されたように、組立てられたとき所定の距離だけ離される、向合った面の第１環状座が、ハブ３２ａの周りのアクチュエータアーム３２の環状表面部分３２ｄとハブ３２ａの頂部をうけ入れる孔１２ｂの周りのハウジング部材１２の環状面１２
ａとの間に設けられる。 組立てられたとき所定の距離だけ離される、向合った面の第２環状座が、ハブ３２ａの周りの表面部分３２ｅとハブ３２ａの底部をうけ入れる孔１３ｂの周りのふた部材１３の頂面１３ａとの間で、
アクチュエータアーム３２の反対側に設けられている。

【００１１】第１および第２環状ばねシール要素３４
が、それぞれ第１および第２の座に設けられている。 シール要素３４は半径方向に傾斜または湾曲し、かつ平面上にある内外端の少なくとも一方と平面からもっとも離れた要素の部分との間のクラウン高さ、すなわち図７の距離ｃｈを有する。 この型のシール要素は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願番号第１７６７５３号明細書にも開示されている。 半径方向に湾曲したいかなるばねシール要素もごみの侵入を有効に防止するため使用することができ、とくに適当な要素はばねが潰されて平らな状態になるとき負荷が減少するような負荷変形曲線を有する。 この型のばねの例はいわゆる皿ばねである。
例示として図８に示すように、厚さｔが０．０７６mm
（０．００３インチ）でクラウン高さｃｈが０．３８mm
（０．０１５インチ）のばね要素に負荷を加えることによる変形は、力を増加するとき変形が開始し、全変形の半分より僅かに小さい最大変形の後に平らな形状になり、変形の増加とともに力は減少する。 シール要素の座を向合った面が所定の垂直方向寸法だけ離されるように形成することにより、シール要素は力対変形曲線の最大値と平らな形状、好ましくは平らな形状の直前との間で変形し、装置はシール機能を奏するがアクチュエータアーム３２を動かすとききわめて僅かの圧力を発生する。
たとえば、厚さｔが１．９３mm（０．０７６インチ）でクラウン高さｃｈが０．４３２／０．４８２のシール要素は、小さい圧力を生ずるためには０．１５０の座の垂直間隙が適当である。

【００１２】図６に示すように、アクチュエータアーム３２は整列したかつ直立する突起３２ｄ′を有し、その上に小電流ばね接触部材３６（図５）をうけ入れ、接触部材３６は複数の孔３６ｂを有する基部３６ａを備え、
孔３６ｂは突起３２ｄ′および複数の接触フィンガ３６
ｃをうけ入れ、各フィンガ３６ｃは回路板２６に押付けられるのに適した先端部分を有し、自由な先端部分はアクチュエータアーム３２が回転されるとき摺動して各接触セグメント２６ａと接離する。 アクチュエータ３２は全体的にＵ字型の接触要素３８（図３）をうけ入れる大電流接触座３２ｆを備え、接触要素３８はそれぞれコイルばね３８ａによって回路板２４と接触せしめられ、アクチュエータアーム３２が回転されるとき摺動して各接触セグメント２４ａと接離する。

【００１３】ハウジング部材１２およびふた１３は、モールド可能なポリマのような適当な電気絶縁材料から作るのが好ましい。 本発明の特徴によれば、ハウジングおよびふたはナイロンのような熱可塑性材料から作るのが好ましく、振動溶接して一体にされる。 シール要素３４
はもし通常のガスケット型シールを使用するならば可能でない、振動溶接工程の横方向振動運動に適している。
ふた１３の孔１３ｂは十分大きく作られ、振動溶接工程中ほぼ１mmの横方向運動が、孔１３ｂがふた側面のアクチュエータハブ直径３２ａに接触することなしに対応することができる。 ハウジング部材１２は図４に示されたようにその外周に沿って下方に開口する円周溝１２ｃを設けられ、一方ふた１３は図示のようにその外周に沿って上向きに延びる周方向リップ１３ｃを備えている。 溝１２ｃの容積はリップ１３ｃが占める容積と少なくともおなじ大きさに選択され、リップが振動エネルギによって液化するとき、材料は溝内に保持され、ふた１３はハウジングの周りのハウジング部材１２の表面１２ｄと接触して、凹所１４内に公知の所定の寸法関係を形成し、
たとえば各シール要素の着座面の間に所定の距離を生ずる。

【００１４】ばねシール要素３４を設けたことは、振動エネルギを使用して各部分を一体に溶接できるようにするばかりでなく、スイッチ装置を伝動ハウジング壁の二つの固定孔に適合させ、さらにごみなどの侵入に対するシール機能を奏するものである。 すなわち、孔２および４は側壁６に製造公差内で相対的に所定距離ａ ′で穿孔することができ、シール要素はその公差内で着座区域の横方向に移動しうるため調節することが可能になる。

【００１５】孔２および手動軸８の中心線は、伝動装置および自動車の設計要求によって決定される。 スイッチ装置は設置されたコネクタ部分１６とともに手動レバー軸８上に取付けるべく設計され、コネクタ部分１６は正確な相対的角度位置において設置された電気的接点とともに孔２にうけ入れ可能である。 スイッチの寸法ａを伝動装置の孔の寸法ａ ′に対して、一層適当なのは孔２および手動軸８の縦軸線間の寸法に対して、アクチュエータハブ３２ａをハウジング１２の孔１２ｂ内で移動させることによって調節可能とすることにより、スイッチ装置を伝動装置内に設置できるようになる。 対象とする伝動装置の基準点すなわち手動軸８および孔２の中心線に対するハウジングの配置の改善された角度的制御は、孔１２ｂの直径をハブ３２ａに対して僅かに小さくするとともに、図１に破線で示されたように、孔を延長して軸線１８および２２の間に延びる線に沿う溝を形成することによって実施することができ、シール要素は孔２および手動レバー軸８の中心の間に形成される線に沿って位置を調節することができる。 シール部材３４の外径は前記線に沿う調節量を決定し、シール機能に悪影響を与えることなく適合することができる。

【００１６】本発明を説明するため本発明の好ましい実施例が記載されたが、本発明は開示された実施例に対して種々の変形および同効物を含むものである。 たとえば、ある用途においては、スイッチ装置１０においてシール要素３４を使用することが必要ではない。 さらに、
開示された実施例におけるコネクタ部分１６が手動軸８
に対して平行な縦軸線を有するが、手動軸８をたとえばスイッチハウジングのある他の基準および手動弁の位置に関連させることは発明の範囲内にあり、コネクタ部分はハウジングからある角度で延長し、縦方向軸線は相互に平行でなくすることもできる。 スイッチハウジングの所定の基準位置と手動レバー軸の縦方向軸線の設計位置との間に形成される線に沿って延びる溝は、スイッチを伝動ハウジングの孔に適切な整合を確立するため戻り止めローラに依存させることなく嵌合するのに利用することができる。 発明はすべての変形および特許請求の範囲の記載の範囲内にある同効物を含むことを意図している。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、スイッチハウジングが、伝動装置ハウジングの壁と戻り止めレバーの間の手動レバー軸上に自動車の伝動装置ハウジング内に取付けられ、伝動装置ハウジングの壁に形成された孔にうけ入れられる一体のコネクタ部分を形成され、それぞれ伝動装置ハウジング壁の第１および第２の孔を通ってうけ入れられた手動レバー軸およびコネクタ部分はハウジングの配置を確定し、アクチュエータアームがハウジング内で手動レバー軸に固定され、手動レバー軸が回転されるときハウジング内で移動可能であり、可動電気接点はアクチュエータアームに取付けられ、ハウジングに設置された回路板に係合するよう押圧され、それらはアクチュエータアームが回転されるとき、移動して回路板上の静止接触セグメントと接離し、接触セグメントは、ハウジングのコネクタ部分に取付けられた端子ピンに組合わされることにより、現存する、ならびに小さい、新しく設計される自動車伝動装置ハウジングの利用可能な空間内に適合しうるとともに、従来のようにハウジング内に設置される可撓性導線を有しないスイッチ装置を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスイッチ組立体の斜視図。

【図２】スイッチ装置が伝動装置ハウジング内に取付けられ、コネクタ部分が下方に向き、ハウジング壁が断面図で示された、図１のスイッチ組立体の側面図。

【図３】図１のスイッチ組立体の展開図。

【図４】ハウジングおよびふたを一体に溶接する前の、
説明のために、ハウジングおよびふたが相互にまたアクチュエータから分離された、図１のスイッチ組立体の横断面図。

【図５】図１の装置に使用される可動接点組立体の斜視図。

【図６】図１の装置に使用されるアクチュエータアームの斜視図。

【図７】図１の装置に使用されるばねシール要素の断面図。

【図８】図７のばねシール要素の負荷対変形のグラフ。

【符号の説明】

２ 孔 ４ 孔 ６ 伝動装置の壁 ８ 手動レバー軸 １０ スイッチ装置 １２ 第１ハウジング部材 １２ａ 環状面 １２ｂ 孔 １３ 第２ハウジング部材（ふた） １４ 凹所 １６ コネクタ １６ａ コネクタシュラウド １６ｂ コネクタ凹所 １６ｃ 環状溝 １６ｄ コネクタ １７ Ｏ−リング＠ １８ 縦軸線 ２２ 縦軸線 ２４ 大電流回路板 ２４ａ 弧状接触セグメント ２４ｂ 端子パッド ２６ 小電流回路板 ２６ａ 弧状接触セグメント ２６ｂ 端子パッド ２８ 端子ピン ３０ 挿入片 ３２ アクチュエータアーム ３２ａ ハブ ３２ｂ 孔 ３２ｃ 平らな面 ３２ｄ 表面部分 ３２ｄ′ 突起 ３２ｅ 表面部分 ３２ｆ 大電流接触座 ３４ 環状ばねシール要素 ３６ 小電流ばね接触部材 ３６ａ 基部 ３６ｂ 孔 ３６ｃ フィンガ ３８ 接触要素 ３８ａ ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲイリー エイ． ベイカー アメリカ合衆国ロード アイランド州ノー ス サイツエイト，クランベリー リッジ ロード 231 (72)発明者 ピーター ジェイ． グロズナリス アメリカ合衆国マサチューセッツ州ノース アトルボロ，チャールズ ストリート 54