JP4918330B2

JP4918330B2 - 圧力スイッチ

Info

Publication number: JP4918330B2
Application number: JP2006285182A
Authority: JP
Inventors: 康弘杉森; 邦弘原田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2026-10-19
Also published as: JP2008103209A

Description

本発明は、例えば自動車のブレーキブースター内の圧力や内燃機関のバキュームポンプ内の圧力を検出する圧力スイッチに関する。

圧力スイッチの一例として、図６に示すように、可動接点側ボディ１０１と固定接点側ボディ１０２との間に２つの圧力作動室１０３，１０４を隔成するダイヤフラム１０５が組み付けられており、このダイヤフラム１０５に固定された可動接点１０６を、固定接点側ボディ１０２に収容されている常閉の固定接点１０７に接離させる圧力スイッチ１００が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような圧力スイッチ１００は、固定接点側ボディ１０２の縦差しのコネクタ部１０８内に単一の端子１０９が収容されており、可動接点側ボディ１０１から導入されている流体の負圧が所定の値を超えると、圧力作動室１０３，１０４内で戻しばね１１０に抗してダイヤフラム１０５が変位される。これに伴い、固定接点１０７から、接地接続されている可動接点１０６が離れることで、端子１０９に接続されている回路が遮断される。圧力スイッチ１００は、全体が回転されることで、可動接点側ボディ１０１に形成されたねじ部１１１が検出対象物にねじ込まれて導通固定される。なお、固定接点１０７と可動接点１０６の接触箇所の外方を覆うカバー部１１２が設けられている。また、このカバー部１１２は、固定接点側ボディ１０２の圧力作動室１０３から突出するように一体的に形成しても良い。

特開平９−２５９７２１号公報（図１）

ところが、上記特許文献１に開示された圧力スイッチ１００においては、可動接点１０６を接地接続するために、可動接点側ボディ１０１が導電性のある金属で作成され、この可動接点側ボディ１０１が検出対象物に電気的に接続されることで、圧力検出を行うようになっている。そのため、可動接点側ボディ１０１の重量が大きくなり、圧力スイッチ１００の全体の重量増加が避けられない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軽量化を図ることができる圧力スイッチを提供することにある。

１）本発明に係る圧力スイッチは、固定接点を備えたコネクタハウジングと、該コネクタハウジングに組み合わされるセンサハウジングと、前記コネクタハウジングと該センサハウジングとの間で２つの圧力作動室を隔成するダイヤフラムと、該ダイヤフラムに取り付けられ該圧力作動室の内部圧力の偏差により該固定接点に接離する可動接点と、を備えた圧力スイッチであって、前記コネクタハウジング及び前記センサハウジンングが樹脂成形されており、該コネクタハウジングには、外部出力端子及び接地端子が埋設されており、前記固定接点が、前記外部出力端子の一対の出力用接点と、前記接地端子の単一の接地用接点とからなり、前記可動接点が、前記出力用接点の接触する２箇所の出力端子接触部と、前記接地用接点の接触する１箇所の接地端子接触部との３箇所の接点を有する円板形状に形成されていることを特徴とする。

上記１）に記載の発明によれば、コネクタハウジングが外部出力端子及び接地端子を埋設しているために、コネクタハウジングまたはセンサハウジンングに接地回路を形成する必要がなくなる。これにより、コネクタハウジング及びセンサハウジンングが樹脂成形されることで、従来のものと比較して、大幅な軽量化を図ることができる。更に、可動接点は、一対の出力用接点と、単一の接地用接点の３箇所で支えられることになり、ガタツキ無く安定した接触荷重を得ることができる。

２）また、本発明に係る圧力スイッチは、上記１）に記載の圧力スイッチにおいて、前記コネクタハウジング及び前記センサハウジングが、いずれか一方に回り止め用の凸部を形成しているとともに、いずれか他方に該凸部が挿入される凹部を形成していることを特徴とする。

上記２）に記載の発明によれば、コネクタハウジングとセンサハウジングとを組み合わせた際に、コネクタハウジング及びセンサハウジングに、いずれか一方の凸部がいずれか他方の凹部に挿入されることで回り止めがなされるために、位置ずれ等を生ずることなく、所定の位置での確実な組付けを行うことができる。

３）また、本発明に係る圧力スイッチは、上記２）に記載の圧力スイッチにおいて、前記凹部に対応した位置に、目視確認用兼治具合わせ用印を備えていることを特徴とする。

上記３）に記載の発明によれば、コネクタハウジング及びセンサハウジングの、いずれか他方の凹部が、コネクタハウジングまたはセンサハウジングの表側に配置された場合に、その裏側を見ながら組付けを行う際に、裏側の目視確認用兼治具合わせ用印がある位置を、コネクタハウジング及びセンサハウジングの、いずれか一方の凸部に合わせれば、コネクタハウジングとセンサハウジングとの位置合わせすることができる。また、裏側の目視確認用兼治具合わせ用印を治具に合わせれば、その位置に凸部を簡単に合わせることができる。

４）また、本発明に係る圧力スイッチは、上記１）〜上記３）のいずれかに記載の圧力スイッチにおいて、前記コネクタハウジングを形成する樹脂と前記センサハウジングを形成する樹脂との光透過性が異なり、該コネクタハウジング及び該センサハウジングのうちの該光透過性の高い方からレーザー溶着を行うことで、前記コネクタハウジング及び前記センサハウジングが組み付けられていることを特徴とする。

上記４）に記載の発明によれば、コネクタハウジングとセンサハウジングとのうちの光透過性の高い方から光透過性の低い方に向けてレーザー溶着を行うことで圧力作動室の気密性を高精度に確保することができる。これにより、ねじ止め等の固定手段を用いる場合と比較して部品点数の減少を図ることができるとともに、流体漏れ等を生ずることなく、確実に固定を行うことができる。

本発明の圧力スイッチによれば、全体の重量増加が避けられない、という問題を解決でき、これにより、軽量化を図ることができるという効果が得られる。

以下、本発明に係る好適な実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る圧力スイッチの外観斜視図、図２は図１に示す圧力スイッチの各部品の組付け関係を説明する分解斜視図、図３は図１に示す圧力スイッチに用いたコネクタハウジングを裏側から視た外観斜視図、図４は図１に示す圧力スイッチに用いたセンサハウジングを裏側から視た外観斜視図、図５は図１に示す圧力スイッチの縦断面図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態である圧力スイッチ１０は、コネクタハウジング１１と、センサハウジング１２と、防水カバー１３と、を備える。

コネクタハウジング１１は、硬質で導電性がなく、光透過性の高い樹脂を素材として成形されており、円環形状をなすベース１４上に、四角形形状のユニットキャップ部１５が突出形成され、このユニットキャップ部１５の側部にコネクタ部１６が横方向に延出されている。

そして、コネクタハウジング１１は、ユニットキャップ部１５の正面に防水カバー固定部１７が形成されており、この防水カバー固定部１７の中央部に大気導入孔１８が形成されている。

センサハウジング１２は、コネクタハウジング１１と同様の硬質で導電性がなく、コネクタハウジング１１よりも光透過性の低い樹脂を素材として円筒形状に形成されており、コネクタハウジング１１のベース１４に合わされたうえで、端部に円環形状の結合リング部材１９が被嵌されることで、コネクタハウジング１１と一体的に組み立てられている。

防水カバー１３は、コネクタハウジング１１及びセンサハウジング１２よりも軟質であって若干の弾性を有する樹脂を素材として、全体として非円環形状であるコ字形状に形成されている。防水カバー１３は、コネクタハウジング１１の側方から、防水カバー固定部１７に係止させることでコネクタハウジング１１に組み付けられる。このとき、この防水カバー１３を取り外す必要が生じた際には、例えばマイナスドライバー等の工具の先端部を端部に引っ掛けてから、コネクタハウジング１１の防水カバー固定部１８の側部に突出形成されている突部２０を支点として回動させることで容易に取り外すことができる。

図２に示すように、コネクタハウジング１１には、プラス側の外部出力端子２１とマイナス側の接地端子２２とがインサートモールドによって一体成形されている。

外部出力端子２１は、導電性のある金属製であってＬ字形状に形成されており、一端部に、コネクタ部１６内に配置される外部接続部２３を有するとともに、他端部に、一対の出力用接点２４，２４が形成されている。これは、大電流が流れた場合、スパークによる損傷を考慮してプラス側の出力用接点２４を２箇所にしている。すなわち、プラス側とマイナス側との接点間隔が微小間隔であると、スパークが発生する可能性があり、プラス側の接点は損傷して凹状になってしまう。また、圧力スイッチは接点の開閉を繰り返すので、接触部分が摩耗する傾向にあり、２箇所にすることで冗長を図ることができる。

接地端子２２は、導電性のある金属製であってＬ字形状に形成されており、一端部に、コネクタ部１６内に配置される外部接続部２５を有するとともに、他端部に、単一の接地用接点２６が形成されている。

そして、コネクタハウジング１１とセンサハウジング１２との間に、可動接点部材２７が配置されている。可動接点部材２７は、導電性のある金属製であって、円板形状に形成されており、外部出力端子２１の一対の出力用接点２４，２４と、接地端子２２の単一の接地用接点２６と、が常時接触する常閉接点として機能する。そのため、上面に、外部出力端子２１の出力用接点２４，２４が電気的に接触する２個の出力端子接触部２８，２８と、接地端子２２の単一の接地用接点２６が電気的に接触する１個の接地端子接触部２９と、が直角三角形の頂部の位置に対応して配置されている。
これにより、可動接点部材２７は、出力用接点２４，２４と接地用接点２６の計３箇所の接点で支えられることになり、ガタツキ無く安定した接触荷重が得られる。なお、例えば、接点箇所が２箇所では、出力用接点２４と接地用接点２６との接点高さにバラツキがあり、可動接点部材２７を支えられず安定した接触荷重を得ることができず、４箇所以上では、その内３箇所は接触しているが、その他の箇所は接触しておらず、いずれか２箇所を支点にしてシーソーのようにガタツキが発生する。

センサハウジング１２は、円環形状をなしてコネクタハウジング１１のベース１４に合わされるベース３０の内周側に円筒形状の筒部３１を有し、この筒部３１の内周部に貫通孔状の負圧導入部３２が形成されており、このベース３０の外周側の一部に角孔形状の凹部３３が上面から下方へ向けて深さを有して形成されている。センサハウジング１２は、ベース３０の内周側がセンサハウジング側圧力作動室３４になっており、ベース３０の上面がセンサハウジング側溶着面３５になっている。

図３に示すように、コネクタハウジング１１には、ベース１４の外周側の一部に四角形の凸部３６が突出形成されている。この凸部３６の外形は、センサハウジング１２の凹部３３の内形よりもわずかに小さいために、このコネクタハウジング１１のベース１４がセンサハウジング１２のベース３０に組み合わされた際に、センサハウジング１２の凹部３３に嵌め込まれることで、両ハウジング１１，１２の位置合わせと回り止めとが図られる。また、コネクタハウジング１１は、ベース１４の下面がコネクタハウジング側溶着面３７になっており、ベース１４の内周側がコネクタハウジング側圧力作動室３８になっている。

図４に示すように、センサハウジング１２には、ベース３０における凹部３３の反対側に、凹形状をなす目視確認用兼治具合わせ用印３９が形成されている。この目視確認用兼治具合わせ用印３９は、凹部３３の位置を、図示する裏面から確認するのに用いられるために、センサハウジング１２を裏面にして、同じく裏面が上方に向いて配置されているコネクタハウジング１１に組み付ける際に、この目視確認用兼治具合わせ用印３９をコネクタハウジング１１の凸部３６に合わせるようにすれば、凹部３３の位置を目視で確認することなく位置合わせを行うことができる。

また、組付け治具等を用いて組付けを行う際に、目視確認用兼治具合わせ用印３９を、その治具に合わせるようにすれば、凹部３３を直接見ることなくコネクタハウジング１１の凸部３６に簡単に合わせられる。なお、目視確認用兼治具合わせ用印３９は、凹部３３からベース３０の裏面まで貫通した孔としても良い。そうすれば、コネクタハウジング１１とセンサハウジング１２とを組付けた際に目視確認用兼治具合わせ用印３９を覗くことで、コネクタハウジング１１の凸部３６がセンサハウジング１２の凹部３３に挿入されているか否かが確認される。

また、センサハウジング１２には、筒部３１の外周部に筒方向に凹凸形状をなす凹凸部４０が形成されている。

図５に示すように、圧力スイッチ１０は、コネクタハウジング１１のベース１４とセンサハウジング１２のベース３０との間にダイヤフラム４１が挟み込まれてから、コネクタハウジング１１の凸部３６がセンサハウジング１２の凹部３３に位置合わせされるとともに、両ハウジング１１，１２のそれぞれの溶着面３５，３７が合わされてから、コネクタハウジング１１側からセンサハウジング１２に向けてレーザー溶着が行われる。これにより、両ハウジング１１，１２が溶着固定され、両ベース１４，３０に結合リング部材１９が外嵌される。このとき、光透過性の高いコネクタハウジング１１側から光透過性の低いセンサハウジング１２に向けてレーザー溶着が行われることで、両圧力作動室３４，３８の気密性が高精度に確保される。

また、コネクタハウジング１１のベース１４とセンサハウジング１２のベース３０との間にダイヤフラム４１が挟み込まれることで、コネクタハウジング側圧力作動室３８とセンサハウジング側圧力作動室３４とが隔離される。このダイヤフラム４１には、互いに加締め固定されている可動接点部材２７とばね受４２とがダイヤフラム４１を挟んで組み付けられている。
なお、上述したコネクタハウジング１１の製造時には、図５中想像線で示した受治具５０上に接地端子２２が位置決めされてからインサート成形され、成形後に受治具５０を引き抜くことで、接地端子２２の位置決め精度の向上と肉抜きによる樹脂材料の削減を図ることができる。

そして、２個の中空ナット部材４３，４４が筒部材４５の所定位置にそれぞれねじ込まれることで、中空ナット４３とばね受４２とにそれぞれ係止された戻しばね４６に蓄積された弾性反発力でもって可動接点部材２７の２個の出力端子接触部２８と１個の接地端子接触部２９とが外部出力端子２１の出力用接点２４と接地端子２２の接地用接点２６とに導通接触している。これにより、可動接点部材２７に対して、外部出力端子２１の出力用接点２４と接地端子２２の接地用接点２６とが、平均化された安定的な接触荷重でもって接触抵抗を低減して導通接触される。

また、圧力スイッチ１０は、センサハウジング１２の凹凸部４０に、ブレーキブースターやバキュームポンプ等の検出対象物４７に嵌め込まれているゴム製のグロメット４８が外嵌されることで検出対象物４７に組み付けられ、コネクタ部１６に相手側コネクタ４９が接続されることで、両端子２１，２２が不図示の制御回路に電気的に接続される。このとき、コネクタ部１６が横方向に延出されているために、従来のもののような相手側コネクタを縦差しするものと比較して、全体の高さ寸法が小さくなる。さらに、グロメット４８を介して回動されることで、相手側コネクタ４９に向けてコネクタ部１６の向きが変更されるために、相手側コネクタ４９に接続されているワイヤハーネスの配策経路に応じて汎用性の高い接続構造が得られる。

このような圧力スイッチ１０は、ブレーキブースターやバキュームポンプ等の検出対象物４７内に負圧導入部３２が連通されて固定され、制御回路に電気的に接続されている端子を収容した相手側コネクタ４９がコネクタ部１６に接続される。

エンジンが始動されるのに伴って検出対象物４７内に負圧が発生する。そこで、その負圧レベルが、戻しばね４６に蓄積されている弾性反発力よりも小さいと、可動接点部材２７が両端子２１，２２にそれぞれ電気的に接触することで外部出力端子２１がローレベルとなり、制御回路にローレベルの電気信号を与える。これに反して、検出対象物４７内の流体圧力が、戻しばね４６に蓄積されている弾性反発力よりも高くなると、戻しばね４６に抗して可動接点部材２７が両端子２１，２２から離れることで外部出力端子２１がハイレベルとなり、制御回路にハイレベルの電気信号を与え、負圧レベルが予め定められたレベルを超えたことを制御回路に認識させる。

上述したように、圧力スイッチ１０によれば、コネクタハウジング１１が外部出力端子２１及び接地端子２２を埋設しているために、コネクタハウジング１１及びセンサハウジンング１２に接地回路を形成する必要がなくなる。これにより、コネクタハウジング１１及びセンサハウジンング１２が樹脂成形されることで、従来のものと比較して、大幅な軽量化を図ることができる。

また、圧力スイッチ１０によれば、コネクタハウジング１１とセンサハウジング１２とを組み合わせた際に、コネクタハウジング１１の凸部３６がセンサハウジング１２の凹部３３に挿入されることで回り止めがなされるために、位置ずれ等を生ずることなく、所定の位置での確実な組付けを行うことができる。

また、圧力スイッチ１０によれば、センサハウジング１２の凹部３３が、センサハウジング１２の表側に配置された場合に、その裏側を見ながら組付けを行う際に、裏側の目視確認用兼治具合わせ用印３９がある位置を、コネクタハウジング１１の凸部３６に合わせれば、コネクタハウジング１１とセンサハウジング１２との位置合わせすることができる。また、裏側の目視確認用兼治具合わせ用印３９を治具に合わせれば、その位置に凸部３６を簡単に合わせることができる。

また、圧力スイッチ１０によれば、光透過性の高いコネクタハウジング１１から光透過性の低いセンサハウジング１２に向けてレーザー溶着を行うことで圧力作動室３４，３８の気密性を高精度に確保することができる。これにより、ねじ止め等の固定手段を用いる場合と比較して部品点数の減少を図ることができるとともに、流体漏れ等を生ずることなく、確実に固定を行うことができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

本発明の一実施形態に係る圧力スイッチの外観斜視図である。図１に示した圧力スイッチの各部品の組付け関係を説明する分解斜視図である。図１に示した圧力スイッチに用いたコネクタハウジングを裏側から視た外観斜視図である。図１に示した圧力スイッチに用いたセンサハウジングを裏側から視た外観斜視図である。図１に示した圧力スイッチの縦断面図である。従来の圧力スイッチの断面図である。

符号の説明

１０圧力スイッチ
１１コネクタハウジング
１２センサハウジング
２１外部出力端子（固定接点）
２２接地端子（固定接点）
２７可動接点部材（可動接点）
３３凹部
３４センサハウジング側圧力作動室（圧力作動室）
３６凸部
３８コネクタハウジング側圧力作動室（圧力作動室）
３９目視確認用兼治具合わせ用印
４１ダイヤフラム

Claims

固定接点を備えたコネクタハウジングと、該コネクタハウジングに組み合わされるセンサハウジングと、前記コネクタハウジングと該センサハウジングとの間で２つの圧力作動室を隔成するダイヤフラムと、該ダイヤフラムに取り付けられ該圧力作動室の内部圧力の偏差により該固定接点に接離する可動接点と、を備えた圧力スイッチであって、
前記コネクタハウジング及び前記センサハウジンングが樹脂成形されており、該コネクタハウジングには、外部出力端子及び接地端子が埋設されており、
前記固定接点が、前記外部出力端子の一対の出力用接点と、前記接地端子の単一の接地用接点とからなり、
前記可動接点が、前記出力用接点の接触する２箇所の出力端子接触部と、前記接地用接点の接触する１箇所の接地端子接触部との３箇所の接点を有する円板形状に形成されていることを特徴とする圧力スイッチ。
前記コネクタハウジング及び前記センサハウジングが、いずれか一方に回り止め用の凸部を形成しているとともに、いずれか他方に該凸部が挿入される凹部を形成していることを特徴とする請求項１に記載した圧力スイッチ。
前記凹部に対応した位置に、目視確認用兼治具合わせ用印を備えていることを特徴とする請求項２に記載した圧力スイッチ。
前記コネクタハウジングを形成する樹脂と前記センサハウジングを形成する樹脂との光透過性が異なり、該コネクタハウジング及び該センサハウジングのうちの該光透過性の高い方からレーザー溶着を行うことで、前記コネクタハウジング及び前記センサハウジングが組み付けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載した圧力スイッチ。