JP3609467B2 - 自動車変速装置に使用するスイッチ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は一般に車両用変速装置、とくに車両の回り止めレバーの位置に対応して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】
種々のリンク装置を介して車両運転者から機械的歯車選択を入力され、また歯車選択を電子信号を介してデコーダモジュールおよび電子式変速装置制御ユニットに出力するため、変速装置ハウジング外部に回転式スイッチを取付けることは普通のことである。スイッチは所定の数の電気スイッチセグメントをその上に設置した扇形体を有し、各セグメントはデコーダモジュールに出力を伝達する。変速装置の手動弁制御液圧作用は、軸に取付けられ軸と一緒に回転する回り止めレバーと称せられる割出し凹みを有する板に機械的に組合わされる。軸は変速装置ハウジング壁を通って延び、スイッチバーは変速装置ハウジングの外部で軸に固定され、そこで車両運転者が歯車を選択するとき、回転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、一つ以上の電気接触セグメントを接続する。ある装置においては、電子制御装置が絞り弁位置、出力軸速度、エンジン速度、エンジン負荷などのようなものに対する他の入力と一緒に歯車位置を監視する。
【０００３】
本発明の出願人に譲渡された出願中の米国特許出願第０７／９７８６０７号には、スイッチを水がはねかけられるなどのような危険な環境におくことを回避するとともに、変速装置ハウジング外部にスイッチを取付けるときに使用されるリンク装置と関連する公差累積の問題を回避するため、変速装置ハウジングの内部に取付けられたスイッチ装置が開示されている。この出願において、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、ローラを偏倚して回り止めレバーの外端に係合させ、ハウジングを変速装置ハウジングに対して静止させる回り止めばねに取付けられたローラに組合わされる。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びている。回り止めレバーとともに移動可能なスイッチアームは、スイッチハウジングに取付けられた第２電気接点とそれぞれ接触、分離する。環状シールが、金属粒子および破片がスイッチハウジング内に侵入するのを防止するため、スイッチアームのハブとスイッチハウジングとの間に設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記米国特許出願第０７／９７８６０７号は従来技術の危険な環境および山のように積まれた問題を解消するのにきわめて有効であるが、しかしながら、ある種の車両において変速装置ハウジング内にスイッチ装置を設置するのに利用しうる空間、とくに手動レバー軸の縦軸線に沿う方向の、すなわち縦方向の空間は、金属粒子および他の破片がスイッチハウジングに侵入するのを防止するのに必要な通常のシール機構に対して不十分であるように制限される。
したがって本発明の目的は、上記従来技術における制限がなく現存する車両変速装置ハウジングの利用可能な空間に適合しうる歯車選択に応答する電気スイッチ装置を得ることにある。本発明の別の目的は、流体の通過を許すが破片の侵入を阻止し、かつ特に手動レバー軸の付近で最少の空間しか専有せず、しかも信頼性があり、寿命の長い、進歩した機構を備えた回転部材を有するスイッチ装置を得ることにある。
本発明のスイッチ装置およびそのシール機構の、別の目的、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詳細な記載から分かるであろう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
要するに、本発明の第１実施例によれば、スイッチハウジングは車両の変速ハウジングと回り止めレバーとの間に取付けられる。スイッチハウジングは、ハウジングを本質的に変速装置ハウジングに対して静止させたままにするため回り止めローラに組合わされ、一方手動レバー軸に固定されたスイッチアームはスイッチハウジング内に延びている。複数の第１電気接点がスイッチアームに取付けられ、手動レバー軸およびスイッチアームが旋回するときスイッチハウジング上に取付けられた第２電気接点に対して接触、離間する。本発明の第１実施例によれば、不銹鋼のようなばね特性のよい半径方向に見て湾曲した形状を有する材料の環状要素が手動レバー軸の周りに、ハブの壁の両側にかつスイッチアームとハウジングとの間に設置され、破片の通過を阻止する隙間のない滑り継手を形成する。第２実施例において、単一の環状要素がハブの壁の一方の側に使用され、ハブの壁およびハウジングの他方の側は半径方向に延びる適合した湾曲面を形成され、スイッチアームのいかなる揺動運動にも対応するとともにハウジング内への破片の通過を阻止する。
【０００６】
別の実施例によれば、スイッチアームは付属する脚部を介して手動レバー軸と回り止めレバーの外周の中間の位置で回り止めレバーに固定され、スイッチハウジングは一端が回り止めローラに組合わされ、反対端が脚部の周りに回転可能に取付けられる。通常の弾性材料のシール部材が、スイッチハウジング内のピンの周りに設置され、スイッチアームはシール部材をスイッチハウジングに対して偏倚する。
【０００７】
【実施例】
図面において、符号１０は上記米国特許出願第０７／９７８６０３号に記載されたスイッチ装置を示す。スイッチ装置１０は基板１２を備えたスイッチハウジングを有し、基板１２はその自由端に回り止めローラ１６をうけ入れる溝１４を形成する二股を有する。複数の円弧状に延びる固定接点１８ａ，１８ｂ，１８ｃおよび１８ｄが回路板２０に設けられている。
長いスイッチアーム２２はハブ部分２４から全体としてそれに平行に基板１２の上面に沿って延びている。複数の第２の電気接点２８ａ，２８ｂ，２８ｃおよび２８ｄが、各固定接点に対して一つづつかつそれに整合して、アームの下面に取付けられている。手動軸３０の運動に対するスイッチアーム２２の運動を制限するため、ハブ部分２４はたとえば一対の平行な平坦面２４ａを形成することにより軸に固定され、平坦面２４ａは手動軸３０に形成された対応する一対の平行な平坦面３０ａに適合し、そこでスイッチアーム２２は軸３０にキー止めされ、軸の角度位置に対するその角度位置を固定され、軸とともに移動可能である。
【０００８】
上部スイッチハウジングカバー３２は基板１２上にうけ入れられかつそれに固定されている。基板１２およびハウジングカバー３２はそれぞれハブ２４をうけ入れる孔に環状シールの座３４，３６を備え、ハブ２４は手動軸３０にうけ入れられている。リップシール３８は座３４内に設置され、リップシール４０は座３６内に設置され、スイッチハウジングを金属粒子および破片がスイッチ接点区域に侵入しないようにシールしている。
電気接点部材２８ａ〜２８ｄ（図２参照）は下方に偏倚される長いばねフィンガとして形成され、それらはスイッチハウジングに組立てられたとき基板１２に係合する。手動軸３０が回転されると、接触フィンガ２８ａ〜２８ｄは基板１２上の回路板２０の上面に沿って掃過し、軸３０の所定の角度位置において各固定接触板１８ａ〜１８ｄに接触する。
【０００９】
図１および図２のスイッチ装置は、電気接点が自動変速装置の通常の作用中に発生した導電性粒子および細片によって電気的に短絡されるという、従来技術の問題を解消する摺動接触装置である。この装置はまた機械的装置に対する勝れた関連手段、すなわち、手動軸３０およびローラを偏倚して回り止めレバー４２の外周縁に接触させる（図示しない）回り止めばねを備えている。
しかしながら、ある車両において回り止め板４２と変速装置ハウジングとの間隔は、シールの座３５，３６およびリップシール３８，４０を有する図１に示されたもののようなシール機構に必要な空間を形成するには不十分である。
【００１０】
図３に示す本発明によって構成されたスイッチ装置は、実質的に縦方向空間を専有しないシール装置を利用している。図に示すように、合成樹脂のような適当な材料から構成されたスイッチアーム２２′は図１のスイッチアーム２２と同じであるが、しかしながら、ハブ２４′は手動軸の縦軸線方向寸法が短く、ハウジング４４のスイッチ部分以外には、図３に示されたように、垂直方向にそれ以上の空間を専有しない。第１環状座４６が基板１２′に、かつ合成樹脂のような適当な材料でまた孔４８に隣接して形成され、また第２の整合した座５０はハウジングカバー３２′に孔５２に隣接して形成される。第１および第２環状座４６，５０はそれぞれ、手動軸３０の縦軸線に垂直に延びる、各平面内に位置する表面部分である。第１環状シール要素５４は座４６上に設置され、第２の同様の環状シール要素５６は座５０の上に設置される。シール要素５４，５６は不銹鋼のようなよいばね特性を有する材料から形成され、かつ図４から分かるように、半径方向に見て滑らかに湾曲した面を予め形成されている。
【００１１】
湾曲面部分は所定のクラウン高さ、すなわち各要素の内外周縁が位置する平面とその平面からもっとも離れた湾曲面部分のその部分との間の、図４に“ｃ”で示された、高さを有する。環状要素５４，５６は、それぞれクラウン高さ“ｃ”より短い距離にスイッチアーム２２′と基板１２′および上部ハウジングカバー３２′との間の環状座４６，５０の上に設置され、そこで環状シール要素は利用可能な空間に適合しかつ破片の通過を有効に阻止する。
例示として、適当な湾曲面を有する厚さがほぼ０．０７６２mm（３ミル）の材料から形成されたシール要素は、静止状態において、すなわち要素を平坦にしようとする負荷がかかる前にほぼ０．０３８１mm（１．５ミル）のクラウン高さを有する。図３および図４に示された湾曲面は説明のためいくぶん誇張してある。一旦シール要素がその座の上に設置され、ハウジングカバー３２′が適当な方法で基板１２′に取付けられると、シール要素５４，５６は負荷され、本質的に座面およびスイッチアーム２２′の整合した部分に一致するであろう。しかしながらシール要素の形状はスイッチアーム２２′の揺動または傾斜運動によって生じた間隙に適合し、したがって粒子および破片が一般にシール要素をスイッチ区域に通過することを阻止する。同時に、流体はシールを通過し、シール要素のクラウン部分とスイッチアームとの間の摺動面を潤滑するのに役立つ。
【００１２】
シール要素５４および５６のクラウン部分はスイッチアーム２２′に接触して図示されているが、望むならばクラウン側を逆さにすることもでき、そこでクラウンはそれぞれ座４６，５０にうけ入れられる。
図５を参照すると、変型実施例はスイッチアーム２２″の壁２５の一側に単一のシール要素５６を使用し、シール要素５６はそれぞれ壁２５の反対側に形成された面部分２７，２９および基板１２″と共働する。面部分２７，２９は半径方向に延びる適合した湾曲面部分を形成され、そこでわずかな斜め運動に対してさえもスイッチアーム２２″と基板との間に緊密な物理的接触が維持され、弾性シール要素５６はそのような運動によって形成された間隙に一致し、破片の通過を有効に阻止する。
【００１３】
ある車両において、変速装置ハウジングは手動軸３０の中間の範囲において垂直間隙がかなり小さく、軸にスイッチハウジングおよびシール構造を組合わせるには不十分である。図６〜図８に示された実施例は、スイッチハウジングが手動軸３０から偏倚した回り止めレバー４２に取付けられた、その種の車両に使用するスイッチ装置を備えている。図８に示すように、ボス６０は回り止めレバー４２にかなり接近して設けられるため、回り止めレバー４２とボスとの間隔はどのようなスイッチ構造を取付けるのにも不十分である。この実施例において、スイッチ装置６２のスイッチアーム６４は、付属する脚部６６を介して、符号６８によって示したようにたとえば溶接により、回り止めレバー４２に固定される。その上に回路板２０および固定接触板１８ａ〜１８ｄを有する基板７０は、脚部６６をうけ入れる穴７２を備えている。環状ガスケットのような通常の弾性シール７４が、破片のスイッチ区域への侵入を阻止するため、ピン６６の周りの環状リブ７６によって形成された適当な座にうけ入れられる。もし望むならば、ばね部材７８が、通常の方法で基板７０に固定された上部ハウジングカバー８０を介してガスケット７４に力を加えるため、使用される。図６および図７に示すように、回り止めレバー４２が手動軸３０によって旋回されるとき、ハウジング８２は、ハウジング８２から延びる二股脚部８４，８６によってローラ１６を引込めることにより、脚部６６の周りに旋回せしめられる。もし望むならば、その間の摺動運動を促進するため、テフロン（登録商標）などの低摩擦条片８８を基板７０と回り止めレバー４２との間に挿入することができる。
以上、好ましい実施例を説明のため記載したが、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等物を包含するものであることを理解すべきである。本発明は特許請求の範囲内に含まれるすべての変形および同等物を含むものである。
【００１４】
【発明の効果】
半径方向に延びる湾曲面部分を有する環状シール要素を、スイッチアームの環状面部分とスイッチハウジングとの間に、手動軸の縦軸線に垂直な平面内に設置することにより、シールの高さを最小にし、車両変速装置ハウジングの利用可能な狭い空間に適合しうる歯車選択に応答する電気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】米国特許出願第０７／９７８６０３号に図示されたスイッチハウジングの断面図。
【図２】図１のスイッチハウジングに使用された可動スイッチアームの底面図。
【図３】本発明の第１実施例によって構成されたスイッチハウジングの、図１と同様の断面図。
【図４】図３の実施例に使用されたシール要素の実施例の部分破断斜視図。
【図５】本発明の第２実施例のシール装置の破断断面図。
【図６】本発明の別の実施例によって構成されたスイッチハウジングの上面図。
【図７】本発明の別の実施例によって構成されたスイッチハウジングの、回り止めローラが図６とは別の位置にあるときの、上面図。
【図８】図５および図６に示すスイッチハウジングの断面図。
【符号の説明】
１２′ 基板
１２″ 基板
１６ 回り止めローラ
１８ 固定接点
２０ 手動軸
２２′ スイッチアーム
２２″ スイッチアーム
２４′ ハブ
２５ 壁
２７ 湾曲面
２８ 第２接点
２９ 湾曲面
３０ 手動軸
３２′ ハウジングカバー
４２ 回り止めレバー
４４ ハウジング
４６ 第１環状座
５０ 第２環状座
５２ 孔
５４ 環状シール要素
５６ 環状シール要素
６４ スイッチアーム
６６ 付属脚部
７８ ばね部材
８０ 上部ハウジング
８２ ハウジング
８６ 二股脚部
８８ 低摩擦条片

Claims (4)

1. 変速装置ハウジング内に取付けられかつ軸線を有する枢着された手動軸、その外端面にそれぞれ特定の変速歯車選択に対応する複数の凹みを備えた回り止めレバー、および前記手動軸の方へ及び手動軸から離れる方に移動可能な、前記回り止めレバーの外端面に係合するように偏倚されるローラを有し、前記回り止めレバーは前記手動軸に前記回り止めレバーの角度位置が前記手動軸の角度位置に対して固定されるように取付けられる自動車変速装置に使用するスイッチ装置であって、
   該スイッチ装置が、
   前記回り止めレバーに隣接して取付けられたスイッチハウジングであって、該スイッチハウジングは二つの反対側端部を有し、一方の端部は前記スイッチハウジングの前記一端部を前記変速装置のハウジングに対して固定された位置に維持するため前記ローラに組合わされ、前記スイッチハウジングの他方の端部は前記手動軸に枢着され、前記スイッチハウジングは基部を有しているスイッチハウジングと、
   前記スイッチハウジング内に設置されたスイッチアームであって、該スイッチアームが前記手動軸に対するその位置が一定のままであるように前記手動軸に対して固定され、前記スイッチハウジング内に設置された前記スイッチアームの少なくとも一部が全体的に前記基部に平行にかつ前記基部から離隔しているスイッチアームと、
   前記スイッチハウジング内に取付けられたスイッチ手段であって、該スイッチ手段が前記スイッチアームおよび前記基部の一方に取付けられた少なくとも一つの第１電気接点および前記スイッチアームおよび前記基部の他方に取付けられた少なくとも一つのばね偏倚第２電気接点を有し、前記第１および第２電気接点の一方は前記手動軸および前記スイッチアームが旋回されるとき各接点の閉鎖位置と開放位置との間で摺動するようになっているスイッチ手段と、
   前記スイッチハウジング内への破片の侵入を阻止する装置であって、前記スイッチアームおよび前記スイッチハウジングは前記手動軸の周りに延びる整合した環状面部分を有し、各環状面部分は前記手動軸の軸線に垂直な平面内に位置し、弾性材料から形成された内外周縁を有した環状シール要素が半径方向に延びる湾曲面部分を備え、前記湾曲面部分は前記内外周縁が位置する平面と該平面からもっとも離れた湾曲面部分のその部分との間に所定のクラウンの高さを有し、前記環状シール要素は前記スイッチアームの前記環状面部分と前記スイッチハウジングの前記環状面部分との間に設置され、前記環状面部分は前記所定のクラウン高さより短い距離互いに離れている破片侵入阻止装置と、
   スイッチを電気的に付勢し接点の各開閉位置に対応してそこから信号を出力する装置とを有している、自動車変速装置に使用するスイッチ装置。
2. スイッチハウジングおよびスイッチアームは合成樹脂から作られ、環状シール要素は不銹鋼から作られる請求項１に記載のスイッチ装置。
3. スイッチアームおよびスイッチハウジングは半径方向に延びる適合する湾曲面を有する手動軸の周りに延びる第２の整合した環状面を有する請求項１に記載のスイッチ装置。
4. スイッチアームおよびスイッチハウジングは手動軸の周りに延びる第２の整合した環状面を有し、弾性材料から作られた第２の環状シール要素が第２の整合した環状面部分の間に設置され、第２の環状シール要素は半径方向に延びる湾曲面部分を有し、湾曲面部分は第２のシール要素の内外周縁が位置する平面と第２のシール要素の縁部が位置する平面からもっとも離れた湾曲面部分のその部分との間に所定のクラウン高さを有し、第２の環状面部分は所定のクラウン高さより短い距離互いに離れている、請求項１に記載のスイッチ装置。

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