JP2006172789A - 樹脂構造体の密閉結合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 基盤と蓋体を高周波溶着で結合してスイッチケースとするインヒビタスイッチにおいて、溶着部に微小な非接合部が発生しても確実に気密シールを達成する。
【解決手段】 蓋体３０に突条部３２を、基盤１５の側壁１７に凹条部２４をそれぞれ周回状に形成し、突条部の周壁に溶着用肩部３８を備え、凹条部２４の周壁には突条部を嵌入させたとき溶着用肩部と干渉する溶着用傾斜面２５を備え、凹条部２４の底部空間Ｓにグリースを充填して、溶着用肩部と溶着用傾斜面間を高周波溶着により接合する。グリースが充填されているので、溶融状況によって微小な非接合部分が生じても、確実にスイッチケースの密封が確保される。気密シール用パッキンの併用が不要となるので、コストも低減する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ロータリ式スイッチのスイッチケースなど樹脂構造体の密閉結合構造に関する。

従来のロータリ式スイッチとして、例えば車両用自動変速機のセレクトレバーに付設されるインヒビタスイッチがあり、これは、樹脂製の基盤と蓋体でスイッチケースを構成し、基盤には固定接点を配設するとともに、スイッチケース内に回動可能に配置した可動盤に可動接点を配設したものである。
このようなスイッチケースは外部からのダストや水の侵入を防ぐため、密閉構造とする必要があり、その例が例えば実開平７−２５５３７号公報に樹脂構造体の密閉結合構造として記載されている。この例では、結合部がいわゆるシェアジョイントとなっており、両者を上下方向に加圧して結合対象部分を圧接させるとともに超音波などの高周波振動を与えることによって溶着部を得るとともに、さらに溶着部に隣接して気密シール用パッキンを備えている。

しかし、上記構造では、高周波溶着のほかに気密シール用パッキンを必要とし、部品点数が増加して組み付け、部品管理が煩雑になるという問題があった。また、インヒビタスイッチなど雰囲気温度が高熱となる場所に用いられるものでは、パッキン材料として高価なアクリルゴムやフッ素ゴムなどが必要となり、コストの高いものとなる。
このため、出願人は先に特開２００２−１９２６１７号公報に示したように、樹脂部品の一方に周回状に設けた突条部を樹脂部品の他方に設けた凹条部に差し込んで結合する構造において、突条部の両側において高周波溶着を行い、内周側および外周側の２重の溶着部を備えることにより、気密シール用パッキンを不要とする提案を行った。
実開平７−２５５３７号公報 特開２００２−１９２６１７号公報

しかしながら、高周波溶着では、機械的結合は十分に得られるが、周上の一部に溶融状況のぶれによって微小な非接合部分が発生することは避けられない。そのため、全周についてまったく欠陥なく溶着状態を得ることは困難であり、２重の溶着部を備えるものとしても、それぞれの微小な非接合箇所を通じて気密シールが阻害される可能性が皆無ではないことが判明した。
したがって本発明は、気密シール用パッキンを省きながら、さらに溶着部の一部に微小な欠陥が生じても確実に気密シールを達成することのできる、改良された樹脂構造体の密閉結合構造を提供することを目的とする。

このため、本発明は、一対の樹脂部品を相互に溶着結合する樹脂構造体の密閉結合構造であって、樹脂部品の一方に突条部を周回状に形成するとともに、樹脂部品の他方に突条部を嵌入させる凹条部を周回状に形成し、突条部の少なくとも一部に溶着用当部を備えるとともに、凹条部の溶着用当部に対向する周壁に溶着用当部と干渉する溶着用受部を備え、凹条部には突条部との間に空間が形成され、凹条部の空間にグリースを充填して、溶着用当部と溶着用受部間を高周波溶着により接合して構成したものとした。

高周波溶着された凹条部と突条部の間の空間にグリースが充填されているので、微小な非接合部分が生じていてもダストなどを吸い込むことがなく、別途気密シール用パッキンを併用しなくても、確実に樹脂構造体の内外が気密シールされるという効果を有する。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１はロータリ式スイッチ、とくにインヒビタスイッチに適用した第１の実施例の構成を示す断面図、図２は基盤の縮小平面図である。
インヒビタスイッチ１は、それぞれ樹脂製の基盤１５と蓋体３０を重ねてスイッチケース１０を形成し、スイッチケース１０内に可動盤４０を配置してある。
基盤１５は、複数の固定接点５０を設けたターミナルブロック部１６と、ターミナルブロック部１６の周縁から立ち上がる側壁１７と、さらにターミナルブロック部１６から側壁１７より外方に延びたコネクタ部１８からなっている。
ターミナルブロック部１６には可動盤４０のシャフト４１が貫通するシャフト穴１９が設けられ、ターミナルブロック部１６の外壁面（図１では下面）側にはシャフト穴１９を囲んでシール受け部２０が設けられている。

蓋体３０は、その本体部３１が基盤１５のターミナルブロック部１６と対応する平面形状を有し、その周縁には基盤１５の側壁１７と対向する突条部３２を有している。また本体部３１は、ターミナルブロック部１６のシャフト穴１９に対応させて可動盤４０のシャフト４１が貫通するシャフト穴３３を備え、外壁面（図１では上面）側にはシャフト穴３３を囲んでシール受け部３４が設けられている。本体部３１の内壁面はシール受け部３４に対応するシャフト穴３３まわりの所定範囲が所定量だけ突出した突出部３５となっている。

可動盤４０は、可動接点６０を支持する樹脂製の接点支持部４５と、接点支持部４５と一体のシャフト４１とからなる。シャフト４１は拡径部４３を挟んで上方に延びる上部シャフト４２と下方に延びる下部シャフト４４からなり、拡径部４３の上半部から接点支持部４５が径方向に延びている。
シャフト４１には貫通穴４７が設けられ、貫通穴４７にはその直径線上に対向してキー突条４８が形成されている。

シャフト４１は、その上部シャフト４２が蓋体３０のシャフト穴３３を貫通し、下部シャフト４４が基盤１５のシャフト穴１９を貫通する。このシャフト４１を軸として接点支持部４５がスイッチケース１０内で回動可能となっている。
接点支持部４５の上面には、蓋体本体部３１の突出部３５の高さに対応する高さのスペーサ部４６が形成されている。
スイッチケース１０内に可動盤４０が組み付けられた状態において、可動盤４０はシャフトの拡径部４３の上端面が蓋体本体部３１の突出部３５に当接して、図１中、上方への移動が規制され、拡径部４３の下端面がターミナルブロック部１６の内壁面に当接して下方への移動が規制される。

シール受け部２０は、シャフト穴１９の穴縁から所定の間隙をおいた位置で外方へ立ち上がった保持壁２１を備え、シール受け部３４も同様に外方へ立ち上がった保持壁３６を備える。
シャフト４１の上部シャフト４２、下部シャフト４４はそれぞれシール受け部２０、３４内にまで延び、各シール受け部に保持されたリング状のシール材２２、３７に包まれ、これによりシャフト４１の貫通部分からスイッチケース１０内へのダストの侵入が阻止される。

基盤１５の側壁１７はターミナルブロック部１６の全周を囲んで閉じており、その上端がターミナルブロック部１６の内壁面と平行な一平面をなすとともに、当該上端面２３（図３参照）には凹条部２４が側壁１７の全周にわたって形成されている。また、蓋体３０の突条部３２も本体部３１の全周を囲んで閉じており、側壁の凹条部２４に嵌り合い、超音波などの高周波溶着により突条部３２と側壁１７が接合されて、基盤１５と蓋体３０とが一体となったスイッチケース１０が形成される。凹条部２４内には突条部３２との間のクリアランスにグリースが充填されている。
基盤１５には取付け用のブラケット３が一部埋め込まれている。

図３は上記高周波溶着による結合部分の詳細を示す。
溶着前の状態において、蓋体３０の突条部３２は、図３の（ａ）に示すように、その先端部の所定長さ範囲が根元部２７よりも幅の小さい小幅部２８となっている。小幅部２８は比較的に内側寄りになっている。
突条部３２の内側の周壁には高さ方向中間部に根元部２７と小幅部２８をつなぐ傾斜面２９を有する一方、外側の周壁には根元部２７と小幅部２８を階段状につないで直角の角部を有する溶着用肩部３８を形成している。
側壁１７の凹条部２４は、図３の（ｂ）に示すように、内側の周壁が上端の開口部から底壁まで断面一直線となっている一方、外側の周壁にはその高さ方向中間部に突条部３２の溶着用肩部３８に対応させて溶着用傾斜面２５が形成されている。

そして、図３の（ｃ）に示すように、突条部３２を凹条部２４に嵌入させて、側壁１７の上端面２３を蓋体３０の本体部３１の内壁面に当接させたとき、突条部３２の溶着用肩部３８が凹条部２４の溶着用傾斜面２５と干渉するように設定されている。
蓋体３０と基盤１５を上下方向に加圧しながら高周波振動を与えることによって干渉部分が溶融して、全周にわたって突条部３２と側壁１７が接合される。この際、基盤１５に蓋体３０を重ねる前に、図３の（ｂ）に示すように、凹条部２４の底部には全周にわたってグリースを充填した上で上記高周波溶着を行う。グリースの充填量は、溶着後の全周各断面において突条部３２で閉ざされる凹条部２４の底部空間Ｓを満たすに足りる量とする。

以上のように構成されたインヒビタスイッチ１は、図示しない自動変速機側回転軸をシャフト４１の貫通穴４７に貫通させて、ブラケット３により自動変速機側に取り付けられる。貫通穴４７のキー突条４８が自動変速機側回転軸の図示しないキー溝と噛み合うことにより、シャフト４１と自動変速機側回転軸は回転方向に一体となり、自動変速機側回転軸の回動とともに可動盤４０がスイッチケース１０内で回動する。
本実施例では、蓋体３０と基盤１５が発明における一対の樹脂部品を構成し、樹脂構造体としてのスイッチケース１０を形成している。また、溶着用肩部３８が溶着用当部を構成し、溶着用傾斜面２５が溶着用受部を構成している。

本実施例は以上のように構成され、インヒビタスイッチの基盤１５と蓋体３０からなるスイッチケース１０内で回動可能な可動盤４０を配置し、基盤１５の内壁に設けた複数の固定接点と可動盤に設けた可動接点を可動盤４０の回動に応じて断接させるインヒビタスイッチ１において、蓋体３０に突条部３２を周回状に形成するとともに、基盤１５にはその側壁１７に突条部３２を嵌入させる凹条部２４を周回状に形成し、突条部３２の外側の周壁に溶着用肩部３８を備えるとともに、凹条部２４の上記溶着用肩部３８に対向する外側の周壁に溶着用肩部３８と干渉する溶着用傾斜面２５を備え、凹条部２４の底部には突条部３２との間に空間Ｓが形成され、当該空間ＳにグリースＧを充填して、溶着用肩部３８と溶着用傾斜面２５間を高周波溶着により接合する構成とした。
高周波溶着された凹条部２４と突条部３２間の空間にグリースが充填された状態となるので、たとえ溶融状況のぶれによって微小な非接合部分が生じていても、例えば雰囲気温度の変化によってスイッチケース１０内部の圧力低くなってもダストなどを吸い込むことがなく、また内部の圧力が高くなった場合にもグリースの漏れは極微小であり、確実にスイッチケース１０の密封が確保されるという効果を有する。
そして、部品点数の増大ならびにコスト増大を招く気密シール用パッキンの代わりに、グリースを充填するだけであるから、安価に実現できる。

なお、上記実施例では、高周波溶着部を蓋体３０の突条部３２における外側に設けるものとしたが、これに限定されず、溶着用肩部３８および溶着用傾斜面２５を突条部および凹条部それぞれの内側の周壁に形成することにより、突条部３２における内側を高周波溶着部としてもよい。ただし、高周波溶着部を蓋体３０の突条部３２における外側とするほうが、グリースの外部への漏れがほとんどない点で好ましい。

さらには、第２の実施例として、特開２００２−１９２６１７号公報に記載のように、突条部における内外両側を高周波溶着部とすることもできる。
図４は第２の実施例における図３相当の溶着部分の詳細断面図である。
蓋体３０’の突条部３２’は、図４の（ａ）に示すように、その先端の小幅部２８を根元部２７の幅方向の略中央位置として、外側の周壁に溶着用肩部３８を備えるほか、内側の周壁にも溶着用肩部３９を備える。基盤１５’側側壁１７’の凹条部２４’も、、図４の（ｂ）に示すように、外側および内側の周壁に溶着用傾斜面２５と溶着用傾斜面２６を備える。
図４の（ｃ）に示すように、突条部３２’を凹条部２４’に嵌入させて、側壁１７’の上端面２３を蓋体本体部３１の内壁面に当接させたとき、突条部３２’の溶着用肩部３８、３９が凹条部２４’の溶着用傾斜面２５、２６とそれぞれ干渉するように設定される。
溶着用肩部３８、３９が発明における溶着用当部を構成し、溶着用傾斜面２５、２６が溶着用受部を構成している。

第１の実施例と同様に、凹条部２４’の底部の空間ＳにグリースＧを充填した上で高周波溶着することにより、干渉部分が溶融して全周にわたって突条部３２’と側壁１７’が接合される。全周が２本の溶着部により囲まれるので、とくに結合が確実となり、また高度のシール効果が得られる。また、グリースＧが内外の高周波溶着により封じ込められるので、グリースの漏れも実質上ゼロとなる。

なお、第１、第２の実施例では、溶着用当部として溶着用肩部３８（および３９）を突条部３２（３２’）に形成し、溶着用受部として溶着用傾斜面２５（および２６）を凹条部２４（２４’）に形成したが、これと反対に、突条部に溶着用傾斜面を形成し、凹条部に溶着用肩部を形成してもよい。
さらに、溶着用当部および溶着用受部の形状も、実施の形態に示した溶着用肩部３８、３９や溶着用傾斜面２５、２６に限定されず、要は、凹条部に突条部を差し込んだ際に互いに干渉して高周波により溶融可能であれば、任意の形状を採用することができる。
さらに、実施の形態はインヒビタスイッチのスイッチケースに適用した例を示したが、本発明はこのほか種々の樹脂構造体の密閉結合構造に適用できる。

本発明の第１の実施例の構成を示す断面図である。 基盤の縮小平面図である。 溶着部の構造を示す詳細断面図である。 第２の実施例を示す詳細断面図である。

符号の説明

１ インヒビタスイッチ
１０ スイッチケース
１５ 基盤
１６ ターミナルブロック部
１７、１７’ 側壁
２３ 上端面
２４、２４’ 凹条部
２５、２６ 溶着用傾斜面
２７ 根元部
２８ 小幅部
２９ 傾斜面
３０、３０’ 蓋体
３１ 本体部
３２、３２’ 突条部
３８、３９ 溶着用肩部
Ｇ グリース
Ｓ 空間

Claims (4)

1. 一対の樹脂部品を相互に溶着結合する樹脂構造体の密閉結合構造であって、
   前記樹脂部品の一方に、突条部を周回状に形成するとともに、
   前記樹脂部品の他方に、前記突条部を嵌入させる凹条部を周回状に形成し、
   前記突条部の少なくとも一部に溶着用当部を備えるとともに、前記凹条部の前記溶着用当部に対応する周壁に前記溶着用当部と干渉する溶着用受部を備え、
   前記凹条部には前記突条部との間に空間が形成され、
   前記凹条部の空間にグリースを充填して、
   前記溶着用当部と溶着用受部間を高周波溶着により接合したことを特徴とする樹脂構造体の密閉結合構造。
2. 一対の樹脂部品を相互に溶着結合する樹脂構造体の密閉結合構造であって、
   前記樹脂部品の一方に、突条部を周回状に形成するとともに、
   前記樹脂部品の他方に、前記突条部を嵌入させる凹条部を周回状に形成し、
   前記突条部の内側および外側の周壁の少なくとも一方に溶着用当部を備えるとともに、前記凹条部の前記溶着用当部に対応する周壁に前記溶着用当部と干渉する溶着用受部を備え、
   前記凹条部の底部には前記突条部との間に空間が形成され、
   前記凹条部の底部の空間にグリースを充填して、
   前記溶着用当部と溶着用受部間を高周波溶着により接合したことを特徴とする樹脂構造体の密閉結合構造。
3. 前記突条部はその先端に小幅部を有して、前記溶着用当部は突条部の根元部と前記小幅部の間に形成した角部であり、
   前記溶着用受部は、前記溶着用当部に対向する周壁に形成した傾斜面であることを特徴とする請求項１または２記載の樹脂構造体の密閉結合構造。
4. 前記樹脂構造体が、基盤と蓋体からなるスイッチケース内に、回動可能の可動盤を配置し、基盤の内壁に設けた複数の固定接点と可動盤に設けた可動接点を可動盤の回動に応じて断接させるロータリ式スイッチにおける、前記スイッチケースであって、
   前記突条部が前記蓋体に形成され、前記凹条部が前記基盤の側壁に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の樹脂構造体の密閉結合構造。

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