JP2007329097A - ストップランプスイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はスイッチ切り替え時の動作音を低減すると共に、接点収納室の気密性を確保することを課題とする。
【解決手段】ストップランプスイッチ１０は、接点部分が密閉された空間内に収納されて車内で発生した揮発性有機化合物による接触不良が生じないように構成されている。ストップランプスイッチ１０は、ブレーキペダル２０に当接する作動軸３０と、作動軸３０を摺動可能に保持するハウジング４０と、ハウジング４０の後部に嵌合固定されるコネクタケース５０と、一対の固定接点６０と一対の可動接点７０とが収納される接点収納室８０と、接点収納室８０の開口を気密にシールする可撓性シール膜部材９０とを有する。可撓性シール膜部材９０は、ゴム製のシール部材であり、前述した当接部９２と、当接部９２の外側に環状に形成された弾性変形部９４と、弾性変形部９４の外側に環状に形成されたシール部９６とが一体成型されている。
【選択図】図１

Description

本発明はストップランプスイッチに係り、特にブレーキペダルの操作により作動軸を移動させたときのスイッチ切り替え動作を確実に行えるように構成されたストップランプスイッチに関する。

自動車の運転者は、ブレーキペダルを踏み込むことで、走行速度を減速させることができる。その際、ブレーキペダルの回動動作によりストップランプスイッチの作動軸が動作して可動接点が固定接点に接触して信号を出力することで、自動車のブレーキランプが点灯する。

近年、自動車製造業の分野において、揮発性有機化合物（VOC：volatile organic compounds）対策（以下「VOC対策」という）が研究されている。ストップランプスイッチでは、例えば、自動車の車内で使用されている接着剤などからの揮発性ガスにより接点表面に絶縁層が形成されて作動不良となることが懸念されており、ストップランプスイッチにおけるVOC対策が求められている。

そのVOC対策としては、ストップランプスイッチの接点部分を外気から遮断する密閉構造とすることが検討されている。従来の一般的なスイッチにおいては、固定接点及び可動接点を収納した室をゴム製シートにより密閉する構成ものがある（例えば、特許文献１、２参照）。
実開平２−２４４３１号公報 実開平３−１２３２５号公報

上記特許文献１，２に記載されたようなスイッチ構造では、接点を収納する室に円弧状に湾曲した板バネが設けられ、この板バネが反転することで可動接点を固定接点から離間させる構成になっている。しかしながら、この種のスイッチ構造では、板バネの動作音が発生するため、静粛性を要求される自動車の車内に設けた場合には、自動車の品質低下を招くことになる。

また、ストップランプスイッチの場合には、ブレーキペダルの回動動作に応じた作動軸のストロークに対して、平板状のゴム製シートを作動軸で押圧したときのゴム製シートの弾性変形可能な量が作動軸のストロークよりも小さいため、上記特許文献１，２に記載されたようなゴム製シートを破損させてしまうという問題が生じる。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したストップランプスイッチを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。

請求項１記載の発明は、ブレーキペダルの操作により移動する作動軸と、該作動軸の移動により固定接点との電気的な接触を開または閉とする可動接点と、前記作動軸を摺動可能に支持する筒状ガイド部と、前記固定接点及び前記可動接点を収納する接点収納室とを有するハウジングと、該ハウジングに嵌合され、コネクタ接続部を有するコネクタケースと、を備えたストップランプスイッチにおいて、前記作動軸と前記可動接点を支持する接点支持部とを分離し、前記作動軸と前記接点支持部との間に前記ハウジングの接点収納室を気密にシールする可撓性シール膜部材を前記作動軸の移動方向に弾性変形可能に設け、前記作動軸の移動位置に拘わらず前記接点収納室に収納された前記固定接点及び前記可動接点を外気から遮断することにより、上記課題を解決するものである。

前記可撓性シール膜部材は、前記作動軸の端部が当接する当接部と、該当接部の周囲で前記作動軸の移動に伴って弾性変形する弾性変形部と、該弾性変形部の周囲で前記ハウジングと前記コネクタケースとの間を気密にシールするシール部とを有することが望ましい。

前記当接部は、前記弾性変形部よりも硬く形成され、前記作動軸の移動と共に平行移動して前記作動軸の移動を前記接点支持部に伝達することが望ましい。

前記弾性変形部は、前記作動軸の移動に応じて前記当接部の平行移動を可能とするように軸方向に伸縮することが望ましい。

前記可撓性シール膜部材は、前記当接部と前記弾性変形部とを夫々硬さの異なる弾性材により一体成型することが望ましい。

本発明によれば、作動軸と前記可動接点を支持する接点支持部とを分離し、作動軸と接点支持部との間にハウジングの接点収納室を気密にシールする可撓性シール膜部材を作動軸の移動方向に弾性変形可能に設け、作動軸の移動位置に拘わらず接点収納室に収納された固定接点及び可動接点を外気から遮断するため、作動軸が軸方向に動作したときのストロークに応じてシール効果を維持して固定接点及び可動接点が揮発性有機化合物の侵入により絶縁層が形成されて接触不良を起こすことを未然に防止することが可能になると共に、スイッチ切り替え時の動作音を低減することが可能になる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は本発明によるストップランプスイッチの一実施例を示す縦断面図である。図２は本発明によるストップランプスイッチの分解斜視図である。図１及び図２に示されるように、ストップランプスイッチ１０は、自動車のブレーキペダル２０が操作された場合に信号を出力するためのスイッチであり、スイッチ切り替え時の動作音を低減すると共に、接点部分が密閉された空間内に収納されて車内で発生した揮発性有機化合物による接触不良が生じないように構成されている。尚、図１において、ストップランプスイッチ１０に対してブレーキペダル２０を小さく図示しているが、実際にはトップランプスイッチ１０がブレーキペダル２０に対して小さく形成されている。

具体的には、ストップランプスイッチ１０は、ブレーキペダル２０に当接する作動軸３０と、作動軸３０を摺動可能に保持するハウジング４０と、ハウジング４０の後部に嵌合固定されるコネクタケース５０と、一対の固定接点６０と一対の可動接点７０とが収納される接点収納室８０と、接点収納室８０の開口を気密にシールする可撓性シール膜部材９０とを有する。一対の固定接点６０は、コネクタケース５０の内壁に固定される固定部材６２により一対の可動接点７０と対向するように等間隔で支持される。

作動軸３０は、一端３２がブレーキペダル２０のブレーキアーム２２の端部に当接するようにハウジング４０の筒状ガイド部４２より突出しており、ブレーキアーム２２を軸２４を中心として時計方向（Ａ方向）に付勢するコイルバネ２６のバネ力により押圧されている。

そのため、作動軸３０の他端３４は、可撓性シール膜部材９０の中央部に形成された当接部９２に当接している。また、可撓性シール膜部材９０は、ハウジング４０とコネクタケース５０との間を介在して接点収納室８０の開口を密閉するようにシールしている。そして、可撓性シール膜部材９０の当接部９２の内側には、可動接点７０を有する中継端子（支持部）７２と一体に形成された接点作動部７４が当接している。中継端子７２は、導電性を有する金属材により円筒状に形成されており、その外周が接点収納室８０に形成された筒状ガイド８２により移動方向をＡ，Ｂ方向にガイドされる。

さらに、中継端子７２は、接点収納室８０に収納されたコイルバネ１００のバネ力によりＢ方向に押圧されている。よって、作動軸３０と接点作動部７４とは、可撓性シール膜部材９０の当接部９２を挟持するように相反する方向から押圧されている。尚、本実施例では、コイルバネ１００のバネ力がブレーキペダル２０を付勢するコイルバネ２６のバネ力よりも弱く設定されている。そのため、ブレーキペダル２０が踏み込まれない状態（非制動時）は、作動軸３０がブレーキペダル２０に押圧されてＡ方向に移動している。

この非制動時では、一対の可動接点７０が一対の固定接点６０から離間したオフ状態になっている。また、一対の固定接点６０には、夫々信号線（図示せず）が接続されており、非制動時においては、一対の固定接点６０間が電気的に遮断されている。

図３（Ａ）（Ｂ）に示されるように、コネクタケース５０の後部には、コネクタ挿入口１２０が形成されており、コネクタ挿入口１２０の内部には、固定接点６０に接続された一対の端子１３０がＢ方向に突出している。従って、コネクタ挿入口１２０にコネクタ（図示せず）が挿入されることで固定接点６０が自動車に搭載された制御回路あるいは電気系統に接続される。

ここで、図４（Ａ）（Ｂ）を参照して可撓性シール膜部材９０の構成について説明する。図４（Ａ）（Ｂ）に示されるように、可撓性シール膜部材９０は、ゴム製のシール部材であり、前述した当接部９２と、当接部９２の外側に環状に形成された弾性変形部９４と、弾性変形部９４の外側に環状に形成されたシール部９６とが一体成型されている。

弾性変形部９４は、断面形状が円弧状に形成されており、当接部９２がＡ方向に押圧されることで、円弧状部分の曲率半径が大きくなるように変形するため、当接部９２のＡ方向への平行移動が可能になる。

当接部９２は、弾性変形部９４よりも硬い材質の弾性材（エラストマ）により円盤形状に形成されており、前述した作動軸３０及び接点作動部７４に当接しても磨耗したり、変形することがないように補強されている。

また、可撓性シール膜部材９０の弾性変形部９４とシール部９６は、気体透過性が小さく、電気絶縁性、耐コロナ性・耐トラッキング性等の電気的性質に優れ、衝撃吸収性、エネルギー吸収性、耐候性、耐熱性、耐オゾン性にも優れる弾性材により形成されている。従って、可撓性シール膜部材９０は、異なる材質のものを同時に成型する二色成形（ダブルモールド）技術により一体成型される。

弾性変形部９４とシール部９６を形成する弾性材としては、例えば、ブチルゴム（IIＲ）がある。このブチルゴム（IIＲ）は、上記のような気体透過性が小さい点、電気絶縁性、衝撃吸収性、エネルギー吸収性、耐候性、耐熱性、耐オゾン性以外にもケトン、エステル、アルコール等の極性溶媒に強く、高温における力学特性にも優れ、且つポリマーが結晶化しにくく、かなりの低温（−５０℃）でも充分に柔軟性を維持する性質を有する。

従って、可撓性シール膜部材９０の弾性変形部９４及びシール部９６をブチルゴム（IIＲ）により形成することにより、ストップランプスイッチ１０は自動車の車内で発生した揮発性有機化合物が接点収納室８０に侵入することを防止し、固定接点６０及び可動接点７０の表面に絶縁層が形成されることを防止できるので、揮発性有機化合物の侵入による接触不良が生じない構成になっている。よって、可撓性シール膜部材９０は、当接部９２と弾性変形部９４とを夫々硬さの異なる弾性材を用いて一体成型することにより、耐久性とシール性（VOC対策）とを併せ持つ構成とすることが可能になっている。

また、ストップランプスイッチ１０は、非制動時に作動軸３０及び接点作動部７４がＡ方向に移動した状態であるので、可撓性シール膜部材９０の弾性変形部９４が伸張した状態に変形している。この状態では、作動軸３０の内部に形成された中空部３６に挿入されたコイルバネ３８が圧縮された状態に保持されている。このコイルバネ３８は、ブレーキペダル２０が反時計方向に回動操作された際に作動軸３０をＢ方向に移動させるためのバネであり、作動軸３０の一端３２が常にブレーキペダル２０のブレーキアーム２２に当接した状態に保つものである。

ここで、運転者がブレーキペダル２０を踏み込んで制動する際のストップランプスイッチ１０の動作について図５を参照して説明する。図５に示されるように、ブレーキペダル２０が踏み込まれてブレーキアーム２２が反時計方向に回動すると、ストップランプスイッチ１０の作動軸３０がコイルバネ３８のバネ力により、Ｂ方向に移動する。これと共に、可撓性シール膜部材９０の当接部９２がコイルバネ１００のバネ力によりＢ方向に平行移動する。

さらに、当接部９２に当接する接点作動部７４及び中継端子７２もコイルバネ１００のバネ力によりＢ方向に移動するため、中継端子７２に設けられた可動接点７０が固定接点６０に当接して電気的に接触したオン状態に切り替わる。これにより、ストップランプスイッチ１０は、ブレーキペダル２０を制動操作中であることを示すブレーキオン信号を出力する。

また、ストップランプスイッチ１０においては、作動軸３０、接点作動部７４及び中継端子７２がＢ方向に移動するのに連動して可撓性シール膜部材９０の弾性変形部９４が円弧状に膨らんだ状態に戻ると共に、弾性変形部９４の円弧部分がハウジング４０の内壁に当接する。また、作動軸３０の他端３４の鍔部がハウジング４０の内壁に当接して停止する。そして、作動軸３０の内部に収納されたコイルバネ３８のバネ力が可撓性シール膜部材９０の当接部９２に対して移動方向とは逆のＡ方向に作用するため、当接部９２及び当接部９２を押圧する接点作動部７４及び中継端子７２の移動速度が抑制される。そのため、可動接点７０が固定接点６０に当接する瞬間は、Ｂ方向の移動速度（切り替え速度）が抑制されており、切り替え時の当接音が発生しない構造になっている。

このように、ストップランプスイッチ１０は、作動軸３０、接点作動部７４及び中継端子７２の移動ストロークを長く設定することにより、切り替え動作の抑制区間を設けることが可能になり、切り替え動作時の作動音を低減して自動車室内の静粛性及び自動車の品質を高めるといった要望にも対応することが可能になる。

しかも、ストップランプスイッチ１０は、上記可撓性シール膜部材９０により接点収納室８０を外気から遮断して接点収納室８０に収納された固定接点６０及び可動接点７０のVOC対策を確保することも可能になる。

また、上記可撓性シール膜部材９０の弾性変形部９４をハウジング４０の内壁に当接した際に弾性変形部９４が弾性変形することでB方向の移動速度を抑制するダンパとして機能させることも可能である。このように、弾性変形部９４をハウジング４０の内壁に積極的に当接させる場合は、可撓性シール膜部材９０の弾性変形部９４を耐磨耗性を有する磨耗しにくい材質のもので形成することが望ましい。

また、上記可撓性シール膜部材９０の弾性変形部９４がＢ方向に移動する過程では、可撓性シール膜部材９０によって押し出された空気が作動軸３０の外周とハウジング４０の筒状ガイド部４２の内周との僅かな隙間を通って排出される。そのため、可撓性シール膜部材９０の弾性変形部９４がB方向に移動する過程において、空気排出に伴う負荷が可撓性シール膜部材９０に印加され、これにより、接点作動部７４及び中継端子７２の移動速度が抑制される。尚、可撓性シール膜部材９０によるダンパ作用は、ブレーキペダル２０が急激踏み込まれた場合に作用するものであり、通常のブレーキ操作では、ブレーキペダル２０の踏み込みも比較的ゆっくりであるので、上記のようなダンパ効果も得られないし、その必要も生じない。

次に変形例について説明する。図６はストップランプスイッチ１８０の非制動時の状態を示す縦断面図である。尚、図６において、上記実施例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。

図６に示されるように、ストップランプスイッチ１８０は、非制動時に作動軸３０及び接点作動部７４がA方向に移動した状態であるので、可撓性シール膜部材１９０の弾性変形部１９４が伸張した状態に変形している。非制動時では、一対の可動接点７０が一対の固定接点６０から離間したオフ状態になっている。

図７は可撓性シール膜部材の変形例を示す縦断面図である。図７に示されるように、可撓性シール膜部材１９０は、ゴム製のシール部材であり、当接部１９２と、当接部１９２の外側に環状に形成された弾性変形部１９４と、弾性変形部１９４の外側に環状に形成されたシール部１９６とが一体成型されている。また、当接部１９２は、比較的硬い弾性材（エラストマ）により形成され、弾性変形部１９４及びシール部１９６は、気体透過性が小さい弾性材（例えば、ブチルゴムなど）により形成されており、且つ当接部１９２、変形部１９４及びシール部１９６は、異なる材質のものを同時に成型する二色成形（ダブルモールド）技術により一体成型される。

弾性変形部１９４は、断面形状がＳ字状に湾曲した構成であり、円弧状に湾曲する第１の湾曲部１９４ａと、第１の湾曲部１９４ａの外周側で円弧状に湾曲する第２の湾曲部１９４ｂとがベローズのように連続して形成されている。また、第１の湾曲部１９４ａと第２の湾曲部１９４ｂとは、夫々逆向きに湾曲しているため、当接部１９２が移動するのに伴って夫々が伸縮動作する。このように、可撓性シール膜部材１９０は、第１の湾曲部１９４ａ、第２の湾曲部１９４ｂを有するため、前述した実施例のものよりも湾曲部の数が多い分伸縮範囲が大きくなっている。そのため、作動軸３０のストロークが延長された場合にも湾曲部１９４ａ，１９４ｂの伸縮により作動軸３０のストロークを制限することなく接点収納室８０の気密性を保つことができる。

図８はストップランプスイッチ１８０の制動時の動作状態を示す縦断面図である。尚、図８において、上記実施例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。

図８に示されるように、ブレーキペダル２０が踏み込まれてブレーキアーム２２が反時計方向に回動すると、ストップランプスイッチ１０の作動軸３０がコイルバネ３８のバネ力により、Ｂ方向に移動する。これと共に、可撓性シール膜部材１９０の当接部１９２がコイルバネ１００のバネ力によりＢ方向に平行移動する。

さらに、当接部１９２に当接する接点作動部７４及び中継端子７２もコイルバネ１００のバネ力によりＢ方向に移動するため、中継端子７２に設けられた可動接点７０が固定接点６０に当接して電気的に接触したオン状態に切り替わる。これにより、ストップランプスイッチ１８０は、ブレーキペダル２０を制動操作中であることを示すブレーキオン信号を出力する。

また、ストップランプスイッチ１８０においては、作動軸３０、接点作動部７４及び中継端子７２がＢ方向に移動するのに連動して可撓性シール膜部材１９０の湾曲部１９４ａ，１９４ｂが折り畳まれた状態になる共に、第１の湾曲部１９４ａの円弧部分がハウジング４０の内壁に当接する。また、作動軸３０の他端３４の鍔部がハウジング４０の内壁に当接して停止する。そして、作動軸３０の内部に収納されたコイルバネ３８のバネ力が可撓性シール膜部材１９０の当接部１９２に対して移動方向とは逆のＡ方向に作用するため、当接部１９２及び当接部１９２を押圧する接点作動部７４及び中継端子７２の移動速度が抑制される。そのため、可動接点７０が固定接点６０に当接する瞬間は、Ｂ方向の移動速度（切り替え速度）が抑制されており、切り替え時の当接音が発生しない構造になっている。

このように、ストップランプスイッチ１８０は、作動軸３０、接点作動部７４及び中継端子７２の移動ストロークを長く設定することにより、切り替え動作の抑制区間を設けることが可能になり、切り替え動作時の作動音を低減して自動車室内の静粛性及び自動車の品質を高めるといった要望にも対応することが可能になる。

しかも、ストップランプスイッチ１８０は、上記可撓性シール膜部材１９０により接点収納室８０を外気から遮断して接点収納室８０に収納された固定接点６０及び可動接点７０のVOC対策を確保することも可能になる。

尚、上記弾性変形部１９４では、湾曲部１９４ａ，１９４ｂを有する構成について説明したが、これに限らず、多数の湾曲部を有する蛇腹状に形成するようにしても良いのは勿論である。

本発明によるストップランプスイッチの一実施例を示す縦断面図である。 本発明によるストップランプスイッチの分解斜視図である。 ストップランプスイッチの組立完了状態を示す斜視図である。 可撓性シール膜部材９０の構成を示す図である。 ストップランプスイッチ１０の制動時の動作状態を示す縦断面図である。 ストップランプスイッチ１８０の非制動時の状態を示す縦断面図である。 可撓性シール膜部材の変形例を示す縦断面図である。 ストップランプスイッチ１８０の制動時の動作状態を示す縦断面図である。

符号の説明

１０，１８０ ストップランプスイッチ
２０ ブレーキペダル
２２ ブレーキアーム
２６，３８，１００ コイルバネ
３０ 作動軸
４０ ハウジング
５０ コネクタケース
６０ 固定接点
７０ 可動接点
７２ 中継端子
７４ 接点作動部
８０ 接点収納室
９０，１９０ 可撓性シール膜部材
９２，１９２ 当接部
９４，１９４ 弾性変形部
９６，１９６ シール部
１９４ａ 第１の湾曲部
１９４ｂ 第２の湾曲部

Claims (5)

1. ブレーキペダルの操作により移動する作動軸と、
   該作動軸の移動により固定接点との電気的な接触を開または閉とする可動接点と、
   前記作動軸を摺動可能に支持する筒状ガイド部と、前記固定接点及び前記可動接点を収納する接点収納室とを有するハウジングと、
   該ハウジングに嵌合され、コネクタ接続部を有するコネクタケースと、
   を備えたストップランプスイッチにおいて、
   前記作動軸と前記可動接点を支持する接点支持部とを分離し、前記作動軸と前記接点支持部との間に前記ハウジングの接点収納室を気密にシールする可撓性シール膜部材を前記作動軸の移動方向に弾性変形可能に設け、
   前記作動軸の移動位置に拘わらず前記接点収納室に収納された前記固定接点及び前記可動接点を外気から遮断することを特徴とするストップランプスイッチ。
2. 前記可撓性シール膜部材は、
   前記作動軸の端部が当接する当接部と、
   該当接部の周囲で前記作動軸の移動に伴って弾性変形する弾性変形部と、
   該弾性変形部の周囲で前記ハウジングと前記コネクタケースとの間を気密にシールするシール部とを有することを特徴とする請求項１に記載のストップランプスイッチ。
3. 前記当接部は、前記弾性変形部よりも硬く形成され、前記作動軸の移動と共に平行移動して前記作動軸の移動を前記接点支持部に伝達することを特徴とする請求項２に記載のストップランプスイッチ。
4. 前記変形部は、前記作動軸の移動に応じて前記当接部の平行移動を可能とするように軸方向に伸縮することを特徴とする請求項２に記載のストップランプスイッチ。
5. 前記可撓性シール膜部材は、
   前記当接部と前記弾性変形部とを夫々硬さの異なる弾性材により一体成型したことを特徴とする請求項２に記載のストップランプスイッチ。
   

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