JP3956433B2 - 自動変速機用コントロールスイッチ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に設けた自動変速機のシフトレバーの切換操作に連動してシフトポジションを示すポジション信号を発生する自動変速機用コントロールスイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車の自動変速機(以下、ATMと略称する)はシフトレバーにより操作されるシフト切換用のマニュアルシャフトを備える。また、ATMのシフトポジションを検出するためにマニュアルシャフトの周辺にはコントロールスイッチ(自動変速機用コントロールスイッチ)が設けられている。コントロールスイッチは、マニュアルシャフトの操作により、パーキング、リバース、ニュートラル、ドライブ、2速、1速というような自動変速機のシフトポジションを示すポジション信号を発生する。このポジション信号により制御系のマイクロコンピュータに操作指令が与えられ、各種表示やATMの状態制御が行なわれる。
【0003】
この種のコントロールスイッチは、図14ないし図16に示すようにアルミダイカストよりなるケース51aと合成樹脂成形品の本体基板51bとからなるハウジング51を備え、図17に示すように、ハウジング51は本体基板51bをATM50に当接させた形で取り付けられる。ハウジング51の内部には可動体60が回動自在に収められ、可動体60はシフトレバーの操作に連動して回動するマニュアルシャフト41に結合される。したがって、可動体60はシフトレバーの回動に応じてマニュアルシャフト41と一体的に回動する。
【0004】
可動体60は、マニュアルシャフト41が結合される軸部61と、軸部61の周面の一箇所に径方向に突出する形に結合された可動片62とを有し、可動片62はケース51aの内側面に設けた凹所52と本体基板51bとの間に形成される空間内で軸部61の回動に伴って回動する。可動片62における本体基板51bとの対向面にはスプリング64により本体基板51bに向かって付勢された可動接点63が複数個設けられ、本体基板51bには可動体60の回動中心を中心とする複数の円弧上で帯状の固定接点54a,54bが設けられている。固定接点54aはパーキング、リバース等の各シフトポジションに対応し、固定接点54bは複数の固定接点54aに共通に設けられている。
【0005】
しかして、可動体60が回動すると可動接点63を介して固定接点54a,54bの間が電気的に接続され、どの固定接点54aに可動接点63が接触しているかに応じて可動体60の回動位置を知ることができる。つまり、シフトレバーの操作に連動してATM50に設けたマニュアルシャフト41が回動すると可動体60が回動し、固定接点54間の接続関係によってATM50のシフトポジションに応じたポジション信号を発生することができる。なお、図示例ではパーキングおよびニュートラルのシフトポジションに対応する固定接点54a,54bに可動接点63が接触しているときにバッテリからイグニションキースイッチを介してスタータ回路までの給電経路が形成されるようになっている。
【0006】
ところで、ATM50はエンジンルームや車体の下部(ないし車体下)に配置されるから、ATM50に当接するように取り付けられるコントロールスイッチは水、泥、埃などに晒されることになる。したがって、コントロールスイッチには防水構造が要求されるが、コントロールスイッチはATM50に当接するように取り付けられているから100℃以上の高温になることがあり、ハウジング51を密封してしまうとハウジング51の内外で大きな気圧差が生じ、ハウジング51に気圧差による応力が作用して破損しやすくなる。そこで、ハウジング51の内外に気圧差を生じさせないように、ハウジング51に呼吸孔70を設けることが考えられている。
【0007】
呼吸孔70は、ATM50への取付状態でハウジング51の上部となる場所でケース51aに設けられている。ハウジング51の上部に設けているのは、水や泥がかかりにくいと考えられるからである。また、呼吸孔70を防水構造とするために、通気性を有する防水材料(たとえば、ゴアテックスという商品名の材料)を用いたフィルタ71(図8参照)を呼吸孔70に設けている。とくに、ハウジング51が高温であるときに水がかかってハウジング51が急に冷やされると、負圧が作用してハウジング51内に水が入り易くなるから、このような状況でも水が入ることのないようにフィルタ71を設けることが必要である。
【0008】
呼吸孔70を設けるケース51aは金属製であるから、フィルタ71を保持するために、図18、図19に示す構造が採用されている。すなわち、ケース51aに設けた凹所52と本体基板51bとの間に形成された空間に連通するようにケース51aに設けた筒部72の中に、金属製の筒体73を挿入し、この筒体73でフィルタ71を保持する構成を有する。筒部72の内周面と筒体73の外周面との間にはゴムシール74が挟装されて水密的に結合される。筒体73は一端部に開口側を大径とするように形成された段差部73aを有し、この段差部73aにフィルタ71を介して座金75を装着し、筒体73の開口部を縮径するようにかしめることによって、座金75を介してフィルタ71を筒体73に固定している。さらに、筒部72の開口部には開口側を大径とする段差部72aが形成され、段差部72aには保護キャップ76が圧入される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上述の構成によれば、呼吸孔70がATM50とは反対側に開放されているから、自動車に実装したときには呼吸孔70が外側に晒されることになって、呼吸孔70に水や泥がかかりやすい。つまり、上述のように防水構造を採用しているものの、ハウジング51の内部に水が入って絶縁不良を生じる可能性が高くなる。しかも、上述のように呼吸孔70はハウジング51の上部に位置しているものであるから、万一ハウジング51の内部に水が入ったとすると、水をハウジング51の外部に排出するのが難しいものである。
【0010】
さらに、呼吸孔70に取り付ける部品として、フィルタ71のほかに、筒体73、ゴムシール74、座金75、保護キャップ76が必要であって、合計5個の部品が必要になる。つまり、部品点数が多くなりコスト高につながるという問題がある。また、フィルタ71を保持する座金75を固定するために、金属製の筒体73の一部をかしめているから、座金75とフィルタ71との間の防水性能にばらつきが生じやすい上に、フィルタ71の周部が十分に押さえられているか否かを直接確認することができないという問題がある。フィルタ71の周部の水密性を確認するために、筒体73にフィルタ71を装着し、座金75の開口部分を塞いだ状態でフィルタ71に空気圧を作用させることが考えられているが、座金75の開口部分を塞ぐ部材を強く押さえると、筒体73を十分にかしめていなくても、座金75がフィルタ71に密着することになり、検査時に良品と誤認してしまうことがある。しかも、フィルタ71とゴムシール74との2箇所に防水構造を設ける必要があるから、防水性能の信頼性か下がり、とくにゴムシール74を用いると熱によるクリープが生じて防水性能が低下しやすくなる。
【0011】
各請求項の発明は呼吸孔を形成することに伴う上述のような各種の問題点を解決した自動変速機用コントロールスイッチを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、自動車に設けた自動変速機のシフトレバーの切換操作に連動して回動するとともに可動接点を備える可動体と、可動体を収納し可動体の回動に伴って可動接点が離接する固定接点を備えるハウジングとを有し、可動接点が離接する固定接点の位置に応じて自動変速機のシフトポジションを示す自動変速機用コントロールスイッチにおいて、ハウジングは、自動車への実装面側となる合成樹脂成形品の本体基板と、本体基板との間に可動体を収納する空間を形成した金属製のケースとからなり、本体基板にハウジングの内外を連通させる呼吸孔が開口し、呼吸孔は開口側が大径となる段差部を有し、呼吸孔内に嵌入されるとともに通気性を有するキャップと前記段差部との間で通気性を有する防水材料よりなるフィルタの周部が挟持され、キャップは、円柱状であって呼吸孔の開口面よりも内側に配置され、フィルタとの対向面の中央部に凹所を有し、かつ呼吸孔の開口面側に凹所と連通しキャップの周方向に湾曲する弧状の長孔である複数個の通気口が等間隔で開口する形状に形成されており、いずれかの通気口が凹所より下方に位置しているものである。
【0014】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、キャップが合成樹脂成形品であって、呼吸孔内で少なくともキャップの外周面と呼吸孔の内周面とが超音波熱着されているものである。
【0016】
請求項3の発明は、請求項2の発明において、呼吸孔の開口面と段差部との間に開口面側を大径とするように直径が2段階に設定された大孔部と小孔部とが形成され、キャップは大孔部に挿入される大径部と小孔部に挿入される小径部とを有し、呼吸孔の小孔部の周壁とキャップの大径部とが超音波熱着され、大孔部と大径部との隙間は小孔部と小径部との隙間よりも大きく設定されているものである。
【0017】
請求項4の発明は、請求項2の発明において、呼吸孔の小孔部の内周面の少なくとも1箇所に呼吸孔の中心線方向の切欠溝が形成されているものである。
【0018】
【発明の実施の形態】
図3に示すように、ハウジング1は、アルミダイカスト製のケース2と合成樹脂製の本体基板3とをリベット4で結合して組み立てられる。ハウジング1は図1、図2に示すように略扇形に形成されている。ハウジング1の内部には可動体10が回動自在に収められる。可動体10は、図5に示すように、一端に円筒形の軸部13を有する亜鉛ダイカスト製の主体11と、主体11に設けられた凹所11a内に嵌合固定された合成樹脂製の接点ホルダ12とを備え、接点ホルダ12にはスプリング14(図3参照)により図5の手前側に向かって付勢された3個の可動接点15が保持される。
【0019】
ハウジング1の一つの角(扇形としたときに扇の要になる部位)には可動体10の軸部13が回動自在に挿入される軸孔5が形成され、軸部13におけるケース2側の一端部の外周面には、軸部13にマニュアルシャフト41を結合するための締め付け用ナット6が螺合する。軸部13は筒状であって締め付け用ナット6の螺合する部位に割り溝13aが形成されており、マニュアルシャフト41を軸部13に挿入して締め付けナット6を締め付けることにより、割り溝13aが縮んでマニュアルシャフト41が軸部13に結合されるのである。
【0020】
本体基板3は、一端部にそれぞれ固定接点7aを備えた帯板状の導電体7をインサートして1次成形した後に、他の部分を2次成形して構成されている。2次成形部分にはコネクタ20が設けられる。各固定接点7aは軸部13の回動中心を中心とする複数の円弧上に配置され、可動体10の回動に伴って可動接点15が離接するようになっている。
【0021】
コネクタ部20は角筒状の周壁21を有し、コネクタ部20の内底面には、図6に示すように、上記導電体7の一端部が2列に突出されてコネクタ端子7bが形成されている。ところで、コネクタ部20の基部にはフランジ部22が連続一体に形成されている。フランジ部22は、図3に示すように、軸部13の軸方向における寸法がハウジング1よりも大きく形成されている。また、フランジ部22の底面(軸孔5側の面)には図2、図4に示すように複数の補強用のリブ23がフランジ部22の長手方向に沿って列設されており、複数のリブ23を設けていることにより、フランジ部22の厚みを小さくしながらも強度を確保している。なお、図1、図2では、コネクタ部20に相手側コネクタ25を結合した状態を示している。相手側コネクタ25はコネクタ部20を内側に収める形状に形成され、かつ相手側コネクタ25の先端面はフランジ部22に当接する。この構造により、コネクタ部20と相手側コネクタ25との接続部分における防水性を維持しやすくなっている。しかして、ハウジング1に対する可動体10の回動位置に応じて可動接点15が各固定接点7aと選択的に接触導通し、AMT50のシフトポジションに対応したポジション信号がコネクタ部20に接続された相手側コネクタ25を介して取り出されるのである。
【0022】
なお、ハウジング1を図7に示すようにATM50に取り付けるために、ハウジング1には図1のように取付ねじが挿通されるねじ挿通孔1aが設けてあり、ハウジング1を車体の正規の取付位置に取り付けた状態ではコネクタ部20の開口面の法線方向(図1におけるロ方向)が車体底面の法線方向(図1におけるイ方向)から所定の角度θ(θとしては30°〜60°が望ましい)だけ傾くようにコネクタ部20が設けられている。
【0023】
ところで、本体基板3においてATM50との対向面であって車体の正規の取付位置に取り付けた状態でハウジング1の下端部となる部位には、図1に示すように、ハウジング1内で可動体7が回動する空間に連通する呼吸孔30が開口する。呼吸孔30は本体基板3の外側面から凹没する形で形成され、図9のように円形に開口し、呼吸孔30の内周面には本体基板3の外側面側が大径となる段差部31,32が2箇所に形成されている。本体基板3の外側面から遠い方の段差部32には全周に亙って環状突起32aが突設されている。このように呼吸孔30には段差部32と開口面との間に段差部31を介して開口側の大孔部30aと小孔部30bとが形成されることになる。呼吸孔30の小孔部30bの周方向の一箇所(自動車への正規の取付位置で下端となる位置が望ましい)には呼吸孔30の中心線方向に沿って切欠溝31aが形成される。
【0024】
図8に示すように、呼吸孔30には合成樹脂により円柱状に形成されたキャップ33が嵌入され、段差部32とキャップ33との間でフィルタ34の周部が挟持される。フィルタ34は従来例と同様に通気性を有する防水材料により形成されている。キャップ33は、図10に示すように、軸方向の一面側に円形に開口する凹部33aを有し、軸方向の他面側に凹所33aの周面に連通するとともに周方向の複数箇所(図示例では3箇所)に等間隔で開口する通気口33bを有している。また、キャップ33は本体基板3から突出しないように本体基板3に装着される。つまり、本体基板3に突出部分が形成されずATM50への取付に影響することがない。通気口33bの開口形状はキャップ33の周方向に沿って湾曲する長孔状に形成されている。また、キャップ33は、一端部が呼吸孔30に形成した両段差部31,32の間に挿入され、他端部が呼吸孔30の段差部31と開口面との間に挿入されるように外径が設定されている。つまり、呼吸孔30にキャップ33を装着したときに、段差部31に重複する段差部33cがキャップ33の外周面に形成され、呼吸孔30の大孔部30aに挿入される大径部33dと、小孔部30bに挿入される小径部33eとが形成されることになる。ここに、キャップ33における大径部33dと呼吸孔30の大孔部30aとの隙間が、小径部33eと小孔部30bとの隙間よりも大きくなるように寸法関係が設定されている。
【0025】
しかして、フィルタ34を呼吸孔30に装着するには、図11(a)(b)に示すように、呼吸孔30にフィルタ34およびキャップ33を順に落とし込み、キャップ33の段差部33cを呼吸孔30の段差部31に載せた後、超音波熱着を行なうことによって、図11(c)のように、段差部31と段差部33cとに対応する部位を重複させるように熱着させる。すなわち、キャップ33の大径部33dと呼吸孔30の小孔部30bとが熱着される。このようにしてキャップ33は全周に亙って本体基板3に熱着されるから、本体基板3とキャップ33とによってフィルタ34を水密的に取り付けることができる。また、フィルタ34がキャップ33と段差部32との間に挟持されるようになると環状突起32aもフィルタ34に熱着される。ここにおいて、呼吸孔30の内径とキャップ33のが外径とが上述のような寸法関係に設定されているから、超音波熱着に際してバリが生じても呼吸孔30の開口側においてキャップ33との間に形成されている隙間から外部に排出されやすく、超音波熱着に際して本体基板3とキャップ33との密封性能のばらつきを抑制することができる。バリは切欠溝31aを通しても排出される。また、キャップ33を呼吸孔30に装着する際に切欠溝31aは空気抜き孔として機能する。しかも、本体基板3とキャップ33との間を密封するだけでよいから、従来構成のように2箇所の密封が必要な構造に比較すると品質管理が容易であり、さらに、密封性能を呼吸孔30に対するキャップ33の挿入深さで決めることになるから、挿入深さを大きくとればより密封性能を向上させることができ、従来構成のようにかしめによるものに比較して密封性能を高めることができる。
【0026】
密封性能の試験には、図8(a)に二点鎖線で示すように押さえ部材を配置し、呼吸孔30の周部に矢印Vで示す通気孔を通して空気圧を作用させるが、本体基板3とキャップ33とが熱着されていることにより、試験時の押圧力がフィルタ34に作用することがなく、密封性能の誤認を防止することができる。しかも、上述の構成から明らかなように、キャップ33がフィルタ34を保持する機能と保護する機能とを合わせ持っており、キャップ33を本体基板3に直接熱着するから、キャップ33とフィルタ34とのみで呼吸孔30の防水性能を確保することができ、部品点数が従来構成に比較して少なくなる。
【0027】
さらに、通気口33がATM50に対向する本体基板3の一面に開口していることによって水や泥が通気口30に浸入しにくいのはもちろんのこと、自動車の正規の位置にハウジング1を取り付けたときにハウジング1の下端部となる部位に通気口30を形成しているから、ハウジング1内に万一水が浸入しても排出されやすくなる。加えて、通気口33bがキャップ33の周方向に等間隔に形成されかつキャップ33の周方向に沿った弧状の長孔状であるから、キャップ33が周方向において回転して取り付けられていても、図12に示すように、いずれかの通気口33bは呼吸孔30の下部に位置するから(いずれかの通気口33bが凹所33aよりも下方に開口するから)、水抜きとして機能することになる。つまり、キャップ33の取付位置に方向性がなく組立作業が容易になる。
【0028】
なお、通気口33bの個数は複数個であればとくに制限はなく、キャップ33としては図13(a)に示すように、2個の通気口33bを設けたものを用いてもよい。また、このようなキャップ33は、図13(b)に示すように、下金型35によって凹所33aを形成し、上金型36によって通気口33bを形成することで容易に形成することができる。切欠溝31aは1箇所ではなく複数箇所に設けてもよく、また、環状突起32aも複数個設けてもよい。
【0029】
【発明の効果】
請求項1の発明の構成によれば、自動車の実装面側である本体基板に呼吸孔が開口していることによって、呼吸孔に水や泥が入りにくくなるという利点がある。
【0030】
また、ハウジングが、自動車への実装面側となる合成樹脂成形品の本体基板と、本体基板との間に可動体を収納する空間を形成した金属製のケースとからなり、呼吸孔が本体基板に開口しており、合成樹脂成形品に呼吸孔を形成するから、呼吸孔を形成するのが容易になるという利点がある。
【0031】
さらに、呼吸孔が開口側が大径となる段差部を有し、呼吸孔内に嵌入されるとともに通気性を有するキャップと前記段差部との間で通気性を有する防水材料よりなるフィルタの周部を挟持していることにより、キャップとフィルタとの2部品のみで呼吸孔の防水性を確保することができるから、部品点数が従来構成よりも少なくなる。さらにまた、キャップが、円柱状であって呼吸孔の開口面よりも内側に配置され、フィルタとの対向面の中央部に凹所を有し、かつ呼吸孔の開口面側に凹所と連通する通気口が凹所より下方に開口する形状に形成されているので、キャップによってフィルタへの通気を行ないながらもフィルタを覆うことができて、フィルタの固定のほかにフィルタの保護もキャップで行なうことができる。加えて、キャップが呼吸孔の開口面よりも内側に配置されているから、本体基板に突出部分が形成されず、自動車への実装が容易になる上に、通気口が凹所よりも下方に位置するから、通気口が水抜きとして機能し、ハウジング内に万一水が浸入しても排出されやすくなる。加えて、通気口がキャップの周方向に湾曲する弧状の長孔であって、複数個が等間隔に設けられているから、キャップが周方向に回転して取り付けられたとしても、いずれかの通気口を凹所よりも下側に位置させて水抜きとして機能させることができる。
【0032】
請求項2の発明のように、キャップが合成樹脂成形品であって、呼吸孔内で少なくともキャップの外周面と呼吸孔の内周面とが超音波熱着されているものでは、呼吸孔内へのキャップの挿入深さを超音波熱着機により直接調節することができるので、フィルタを呼吸孔内の段差部とキャップとの間に確実に挟持することができる。しかも、サンプルを取り出して本体基板を破壊してみなくても、キャップの挿入深さを確認するだけで、呼吸孔内の段差部とキャップとの間隔(つまり、フィルタの周部の押さえ量を管理することができる。)
【0034】
請求項3の発明のように、呼吸孔の開口面と段差部との間に開口面側を大径とするように直径が2段階に設定された大孔部と小孔部とが形成され、キャップは大孔部に挿入される大径部と小孔部に挿入される小径部とを有し、呼吸孔の小孔部の周壁とキャップの大径部とが超音波熱着され、大孔部と大径部との隙間は小孔部と小径部との隙間よりも大きく設定されているものでは、呼吸孔の中心線方向において熱着部位に対して呼吸孔の開口面に近い側では呼吸孔の内周面とキャップの外周面との隙間が、開口面から遠い側よりも大きいから、超音波熱着の際に生じるバリを呼吸孔の外部に排出しやすくなり、密封性能のばらつきを抑制することができる。
【0035】
請求項4の発明のように、呼吸孔の小孔部の内周面の少なくとも1箇所に呼吸孔の中心線方向の切欠溝が形成されているものでは、切欠溝がキャップを呼吸孔に装着する際の空気抜きとして機能し、キャップによりフィルタを確実に押さえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す背面図である。
【図2】同上の正面図である。
【図3】同上の縦断面図である。
【図4】同上における本体基板を示す正面図である。
【図5】同上における可動体を示す正面図である。
【図6】同上におけるコネクタ部を示し、(a)は上面図、(b)は縦断面図、(c)は横断面図である。
【図7】同上を自動車に取り付けた状態を示す側面図である。
【図8】同上の要部を示し、(a)は断面図、(b)は正面図である。
【図9】同上の呼吸孔を示し、(a)は断面図、(b)は正面図である。
【図10】同上に用いるキャップを示し、(a)は正面図、(b)は同図(a)のA−B線断面図、(c)は側面図である。
【図11】同上の組立過程を示す工程図である。
【図12】同上の要部を示し、(a)は断面図、(b)は正面図である。
【図13】(a)は同上に用いるキャップの他例を示す正面図、(b)は同上を成形する金型を示す断面図である。
【図14】従来例を示し、(a)は正面図、(b)は同図(a)のA−A線断面図である。
【図15】同上を車体に取り付けた状態を示す側面図である。
【図16】同上における本体基板の正面図である。
【図17】同上を自動車に取り付けた状態を示し、(a)は概略側面図、(b)は概略底面図である。
【図18】同上における呼吸孔を示す断面図である。
【図19】同上における呼吸孔を示す正面図である。
【符号の説明】
1 ハウジング
2 ケース
3 本体基板
7a 固定接点
10 可動体
15 可動接点
30 呼吸孔
30a 大孔部
30b 小孔部
31a 切欠溝
32 段差部
33 キャップ
33a 凹所
33b 通気口
33d 大径部
33e 小径部
34 フィルタ
50 自動変速機(ATM)
Claims (4)
- 自動車に設けた自動変速機のシフトレバーの切換操作に連動して回動するとともに可動接点を備える可動体と、可動体を収納し可動体の回動に伴って可動接点が離接する固定接点を備えるハウジングとを有し、可動接点が離接する固定接点の位置に応じて自動変速機のシフトポジションを示す自動変速機用コントロールスイッチにおいて、ハウジングは、自動車への実装面側となる合成樹脂成形品の本体基板と、本体基板との間に可動体を収納する空間を形成した金属製のケースとからなり、本体基板にハウジングの内外を連通させる呼吸孔が開口し、呼吸孔は開口側が大径となる段差部を有し、呼吸孔内に嵌入されるとともに通気性を有するキャップと前記段差部との間で通気性を有する防水材料よりなるフィルタの周部が挟持され、キャップは、円柱状であって呼吸孔の開口面よりも内側に配置され、フィルタとの対向面の中央部に凹所を有し、かつ呼吸孔の開口面側に凹所と連通しキャップの周方向に湾曲する弧状の長孔である複数個の通気口が等間隔で開口する形状に形成されており、いずれかの通気口が凹所より下方に位置していることを特徴とする自動変速機用コントロールスイッチ。
- キャップは合成樹脂成形品であって、呼吸孔内で少なくともキャップの外周面と呼吸孔の内周面とが超音波熱着されていることを特徴とする請求項1記載の自動変速機用コントロールスイッチ。
- 呼吸孔の開口面と段差部との間に開口面側を大径とするように直径が2段階に設定された大孔部と小孔部とが形成され、キャップは大孔部に挿入される大径部と小孔部に挿入される小径部とを有し、呼吸孔の小孔部の周壁とキャップの大径部とが超音波熱着され、大孔部と大径部との隙間は小孔部と小径部との隙間よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項2記載の自動変速機用コントロールスイッチ。
- 呼吸孔の小孔部の内周面の少なくとも1箇所に呼吸孔の中心線方向の切欠溝が形成されていることを特徴とする請求項2記載の自動変速機用コントロールスイッチ。
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