JPH0927259A

JPH0927259A - 感圧電気スイッチ組立体およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0927259A
Application number: JP8158228A
Authority: JP
Inventors: Claudine M Mccluskey; エム．マックルスキークローダイン; Gary A Baker; エイ．ベイカーゲイリー
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1995-06-20
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 1997-01-28
Anticipated expiration: 2016-06-19
Also published as: EP0756300A1; US6064014A; JP3825085B2

Abstract

(57)【要約】【課題】自動車のトランスミッションに関連して使用
され、安価であり、信頼性が高く、量産に適した感圧ス
イッチ分岐路組立体を提供する。【解決手段】常時開の感圧電気スイッチ１０ａ−１０
ｅの組立体が、単一のリードフレーム８を使用して、感
圧ディスク４２に対して接触面として働く不連続環状座
１２と、環状座に対応する中心接点１４とを形成してい
る。リードフレームは電気絶縁プラスチックにより被覆
モールドされ、回路は連結ランナ４２を切断することに
より、互いに電気的に分離される。スイッチステーショ
ンは、可撓性層４７とＯ−リング４８により密封された
ディスク４２を有している。独立のリード２６を、反対
のロジックのスイッチ、すなわち、常時閉のスイッチを
追加するため、また、要すれば、サーミスター３８を追
加するために設けてもよい。常時閉のスイッチはモジュ
ール形式でもよく、スイッチ１００、２００はリードフ
レーム８９から形成された接点をもつことも出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般に、感圧電気ス
イッチ、特に、自動車のトランスミッションに使用され
て有効なこの種スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のソレノイド弁組立体において、
ソレノイドの動作、非動作を確認する方法として、流圧
流体を使用した圧力受容通信系内に感圧電気スイッチを
配置することが既に知られている。弁の動作、非動作に
関する圧力変化を、本発明の譲受人に譲渡された米国特
許４８６１９５３に示されたような、電気回路を開閉す
るスナップ作動感圧スイッチを用いて検知することが出
来る。この特許においてスイッチ組立体は、電気絶縁材
料によりモールド被覆された複数個の電導体を有し、電
導体の１部はコネクターピン、環状ディスク座、ばねコ
ネクターとして役立つように露出されている。処理やモ
ジュールの工程の間、数個の電導体の間の所望の相対位
置関係を維持するため電導体を連結しているランナが、
モールド完了後、ランナの位置に形成された、モールド
被覆された絶縁材料内の隙間を通して切断される。環状
ディスク座は一方の側において露出され、他方の側にお
いて絶縁材料により支持され、該絶縁材料は静止接点受
け入れ孔をディスク座の中心領域に形成されている。電
導性鋲が各静止接点受け入れ孔内に置かれ、孔の長手軸
に沿って位置され、ディスク座上に受容された電導性ス
ナップ作動ディスクが、鋲の端部と係合または係合解除
されるようになっている。ディスクは、ディスク座上に
スリーブ組立体により拘束されており、トランスミッシ
ョンソレノイド弁を動作させる圧力源に通じるように位
置されている。

【０００３】同じく本発明の譲受人に譲渡された米国特
許５０１５８０８には、複数個の不連続なモジュール圧
力スイッチが、弁本体のような流圧分岐管に固定された
回路基板に搭載されており、その際、感圧スイッチの上
面が弁本体内の可変圧力源と密封関係を保って接触し、
この圧力が、スイッチ内の圧力のレベルに応じてスイッ
チを作動させている。不連続なモジュール圧力スイッチ
を使用することは、適切な回路基板レイアウトを設ける
だけで、多種多様の応用に際し同一のスイッチを使用出
来るという利点を有している。しかし、非常に多くの圧
力スイッチ分岐路組立体がある場合においては、必要な
連結部材が少なく、組立部品が少なく、より安価で、信
頼性の高い組立体が望まれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、特に自動車のトランスミッションに使用されるのに
適し、特に多量生産技術として有効な圧力スイッチ分岐
路組立体を提供することである。他の課題は、歩どまり
良く生産することが出来、材料コストの安い圧力スイッ
チ分岐路組立体を製作する方法を提供することである。

【０００５】簡単に言えば本発明においては、電導性材
料のリードフレームが複数個の回路を構成するように形
成され、該回路は複数個の中心接点を含み、異なる回路
は部分的すなわち不連続な外側環状座接点を含んでい
る。中心接点の中央部は中心接点の周縁部から垂直方向
に、該中央部と、環状接点の位置に関する基準面との間
の所定の距離に等しいか、好ましくはそれ以上の距離だ
け変位されている。リードフレームが、不連続環状接点
の垂直位置を固定するため、該環状接点がモールド
（型）の基準面上に支持され、中心接点の外側周縁部が
所定の垂直位置にクランプされるようにモールド内に挿
入されている。各中心接点に対し、ピンがモールド内に
置かれ、モールドが閉じられたとき、ピンが中央部と係
合し、必要に応じて中央部を中心接点の周縁部に向かっ
て変形させ、不連続環状接点に対する中心接点の中央部
の垂直位置を固定している。次いで、適当な電気絶縁樹
脂材料がモールド内に射出され基材組立体を形成する。
次に、種々の回路を連結しているランナを、樹脂の被覆
モールド内の一致した孔を通り突き通して切断する。ス
ナップ作動のディスクが不連続環状座上に置かれ、キャ
プトン（Ｋａｐｔｏｎ）または他の適当な材料のシート
により保持される。Ｏ−リング形態の密封材がキャプト
ンシート上に置かれ、組立体を完成させるために被覆モ
ールド材料へ固定される。

【０００６】好ましくは、リードフレームは、コネクタ
ーとしての使用を容易にするため、所定の位置において
錫のような適当な材料により渡金されている。本発明の
１特徴に従えば、選択された回路は、要すれば、サーミ
スターが装着され被覆モールドされ得るように、結合パ
ッドを形成されている。得られた組立体は、外側接点と
中央接点とを互いから垂直方向に離隔して形成し、スナ
ップ作動ディスクの典型的には０．００２インチ（０．
５１ｍｍ）オーダの変換を提供するリードフレームの単
一シートを利用している。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の他の目的、特徴、利点
は、付図を参照しての以下の説明から明らかになろう。
図において、類似の部品には類似の参照番号が付されて
いる。図１〜図４において、真鍮のような電導性材料の
シートにスタンプまたはエッチングを行うことにより、
リードフレーム８が、回路やリードの所定のパターンに
形成されている。パターンは所定の数の常時開スイッチ
ステーション１０ａ−１０ｅを含み、該ステーションは
それぞれ、外側の、好ましくは不連続または部分的な環
状座１２と、環状体の不連続部を通り延び、接点が環状
座の中心に位置する中心接点１４のリードとを有してい
る。スイッチステーションの数は随意であり、適用に応
じて変化することは理解されよう。さらに、要すれば、
環状座を連続に形成し、中心接点からのリードを環状座
の下を通過させてもよい。不連続環状座１２は接地タブ
１８へと延びるリード１６により互いに連結されてい
る。スイッチ１０ａ、１０ｂの中心接点は、一体のコネ
クターピンＣへと延びるリード２０により互いに連結さ
れている。スイッチ１０ｃ、１０ｄの中心接点は、一体
のコネクターピンＡへと延びるリード２２により互いに
連結されている。スイッチ１０ｅの中心接点は、一体の
コネクターピンＢへと延びるリード２４に連結されてい
る。要すれば、中心接点１４と環状体１２との極性は逆
であってもよい。

【０００８】独立のリード２６が連結タブ２８から一体
連結ピンＤへと延びて示されている。図示の分岐路組立
体が使用されている特殊な場合においては、リード２６
と結合タブ２８とを設けることにより、反対のスイッチ
ングロジックをもつ別個のスイッチを連結することが可
能になる；しかし、スイッチステーション１０ａ−１０
ｅに使用されたタイプの常時開スイッチだけが使用され
る場合もあり、また、追加の常時閉スイッチが要求され
る場合もあり、後者の場合、追加の連結タブを設けられ
ることが認識されよう。適切な常時閉スイッチの設置に
ついては、特に図６、図７を参照して後述する。

【０００９】図２に、一体コネクターピンＥ、Ｆへとそ
れぞれ延びるリード３２、３６に連結された第１、第２
結合パッド３０、３４が示されている。結合パッド３
０、３４は装着随意のサーミスター３８の使用を予想し
ている。使用された場合、サーミスターリードは、溶接
のような通常の方法により、結合パッドに結合され、次
いで、サーミスターと結合パッドとが後述するように、
組立体の残り部分と共に被覆モールドされる。図示のタ
イプの被覆モールドされたサーミスターに関する情報
は、本発明の譲受人に譲渡された係属中の米国特許出願
０８／０６２６４４から得られる。

【００１０】被覆モールドする前に種々のリードを処理
し、リードを所定の隔置された相対位置に維持するため
に、リードが連結ランナ４０を使用して連結されてい
る。モールド処理完成後、リードを切断するために、ラ
ンナに整列して被覆モールド内に隙間が形成されてい
る。スイッチステーションに関しては図４によく示され
ているように、不連続環状座は、その外側周縁部１２ａ
がプラスチック被覆モールド４３内に埋められており、
その内側周縁部１２ｂが上面を露出されて、後述するよ
うに、ディスク４２を物理的に支持し、ディスク４２と
電気的に係合するために役立つようにされている。

【００１１】図４のディスク４２のように、ステンレス
鋼のような適切な材料で作られた電導性の感圧スナップ
作動ディスクがスイッチ要素として使用されている。か
かるディスクは皿状の湾曲、すなわち、図示のように上
方に向かって凸で、一方、所定のレベルの流体圧力を受
けたとき、反対の皿状形態、すなわち、下方に向かって
凹（図示せず）になるようになっている。ディスクが常
時開スイッチのスイッチ要素として適切に作用するため
には、中心接点１４の中央部１４ａが、垂直方向に不連
続環状部１２の下方に所定の距離すなわち０．００２イ
ンチ（０．５１ｍｍ）のオーダだけ離隔されている必要
がある。図示のように、接点１４は、その中央部１４ａ
が、保持フランジとして働く外側周縁部１４ｂの上方に
持ち上げられて形成されている。接点１４の中継部１４
ｃが、リードフレームがモールド内に置かれたとき、中
央部１４ａが、基準面、すなわち、図４に示したフラン
ジ連続環状座１２の頂面である平面４４の上方に、所定
の垂直距離に等しいか、好ましくは僅かに大きいような
距離だけ離されているような位置にクランプされてい
る。次いで、ピンがモールド内を下方に降ろされ、中央
部１４ａと係合し、中央部を必要に応じて下方に所定の
垂直位置へと変形させる。

【００１２】より詳しくは、図５において、数個の電流
路を有するリードフレームが、中心接点１４がそれぞれ
孔６１内に位置し、中央部１４ａを周縁保持部１４ｂか
ら分離させる中継部１４ｃがクランプリブ部６０ａ上に
着座するようにモールド半分部（下型）６０内に置かれ
る。第２モールド半分部（上型）６２は、孔６１に整列
した孔６３と、中心接点１４を中間周縁部１４ｃにおい
て確実にクランプするためのクランプリブ６０ａと整列
したクランプリブ６２ａとを有している。基準面４４の
垂直位置に関連して選択された正確な高さをもつゲージ
ピン６４が、孔６３内に置かれ、リードフレームがモー
ルド内に置かれた後に、上型６２が下型６０に対して閉
鎖されたときに、ピン６４が中心接点と係合し、必要に
応じて中心接点を基準面４４に対して正確な垂直位置に
まで変形させる。不連続環状座の垂直位置は、ピン４５
と協働する上型６２の底壁により決まる。モールド前
の、中間周縁部１４ｃ上方の中心接点１４ａの元の高さ
は、挿入スタンプ時に生じる高さの変動を包括するのに
必要な高さに等しいか、好ましくは僅かに大きくなるよ
うに選択される。

【００１３】最終組立てにおいて、ディスク４２が各ス
イッチステーションの被覆モールドに形成された座４内
に置かれ、キャプトンまたは他の適当な可撓性の電気絶
縁材料の層４７がディスクの頂面上に置かれ、エラスト
マー密封要素４８が座５０上に置かれる。要素４８は、
被覆モールド材料に形成されたリブ５２の少なくとも１
部（図４の破線５４を参照）を越えて填め込まれて固定
される。密封要素とその固定方法に関する情報は、この
ことに関しここにも引用した、本発明の譲受人に譲渡さ
れた米国特許５２８０９２６から得られよう。

【００１４】前述したように、図１〜図４に示した常時
開スイッチに加えて、常時閉の感圧スイッチが要求され
る場合もある。図６は、中心接点１４がリードフレーム
の１部として図１〜図５に関連して述べたのと同じ態様
で作られた常時閉のスイッチ組立体１００を示してい
る。上方部材１０２が被覆モールド支持体４３上に、組
み合わせ端末／ディスク座１０４を間に挟んで置かれて
いる。プラスチックのような適当な電気絶縁材料で作ら
れた部材１０２は、複数個の下方に垂下する脚１０６
（１個だけを図６に示す）を有し、該脚は被覆モールド
支持体４３に形成された隙間１０８内に受容されてい
る。隙間１０８は対応孔１１０と共に形成され、これに
より脚１０６の自由遠位端１１２が、部材１０２を支持
体４３に確実に固定するように変形される。電導性スナ
ップ作動ディスク４２が、端末／ディスク座１０４と静
止接点１４との間に、通常これらと電気的に係合して置
かれている。部材１０２は中央に開口１１４を形成され
ており、開口内に、キャプトンまたは他の適当な材料の
可撓性膜１２０を介して流体圧力を受ける上面１１８を
もつピストン部材１１６が滑動可能に受容されている。
ピストン１１６の下方部分１２２は、膜１２０に作用す
る圧力が増大し、ピストン部材１１６をディスク４２に
向かって滑動させたとき、ディスク４２の周縁部に力を
加え、最後に、ディスクをして端末／ディスク座１０４
との係合からスナップアウトさせ、スイッチを開状態に
するようになっている。Ｏ−リング１２３のような適当
なエラストマー密封部材が膜１２０の頂面上に置かれ、
圧力孔の上においてスイッチを着座させている。次い
で、端末／ディスク座部材１０４の端部１２４が図１の
タブ２８に適当な方法で連結される。類似のモジュール
の常時閉スイッチが、共同譲渡された米国特許５０４９
７０８に示されており、該特許の主題はここに言及され
ている。上記特許においては中心接点部材が個別に形成
されている。かかるスイッチは図１〜図４の常時開スイ
ッチ組立体においても使用することが出来る。

【００１５】本発明の変形実施例においては、常時閉感
圧スイッチが、中心接点もディスク座部材も共にリード
フレームから形成されるように作られている。図７に見
るように、スイッチ組立体２００のリードフレーム８
は、図２の中心接点１４へ至る連結リード２０、２２、
２４を含んでいる。リードフレームはまた、リードフレ
ームの他の部分から適当なランナ４０（図示せず）を通
して分離された延長部２０４を含んでいる。延長部２０
４は１８０°曲げ戻され、遠位端２０６を形成し、該遠
位端が支持体４３の頂面上に支持され、ディスク座とし
て働いている。図に見るように、ディスク４２が遠位端
２０６の底面と中心接点１４との間に置かれている。ス
イッチの残りの部分は、図６に関連して説明されてお
り、繰り返す必要はない。図７に従って作られた常時閉
スイッチもまた、通常必要とされる連結コネクターの数
を減少させる利点を有している。

【００１６】

【発明の効果】本発明の感圧スイッチ分岐路組立体は、
部品数が少なく、信頼性が高いという利点を有してい
る。部品数が少なく、それに付随する処理も少ないこと
から、スイッチステーションが汚染を受けることが少な
くなる。常時開スイッチを個別に処理することが回避さ
れ、圧力スイッチは組立後に密封される。ディスク座や
下方接点がブラケットに、または、ディスク座が下方接
点（スイッチの外側において）に短絡する潜在的故障モ
ードが消去される。絶縁体、下方接点、ディスク座部材
が１成分として働き、部品数を減少させている。従来ハ
ウジング部品を組立てるのに使用されていた絶縁材の鋲
が同時に不要になる。回路に使用されるリードフレーム
は、感圧スイッチ接点部材としての作用と、連結端末と
連結されたり、サーミスターを溶接するための領域を提
供したりするコネクター刃またはピンを用意する作用と
を含む幾つかの作用を果たしている。好ましくは、リー
ドフレームは、コネクターピンとサーミスターとの領域
を含む所望の領域において渡金されている。このこと
は、望むならば、２個の別個のリードフレームを使用し
て実施することも可能である、すなわち、一つは、コネ
クターとサーミスターの領域のための望ましい渡金基部
金属をもつリードフレームと、他の一つは、感圧スイッ
チ内の接点部材のための所望の渡金をされた基部金属を
もつリードフレームである。２個の独立のリードフレー
ムは、プラスチックにより被覆モールドされる前に、所
望の回路を得るために従来の方法で鋲を用いて一緒に結
合される。上述した実施例の種々の変形もまた本発明の
特許請求の範囲内にある。添付の特許請求の範囲は、先
行技術の観点から、これら全ての変形を包含し得るよう
に広く解釈されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】モールドから感圧ディスク、密封材、サーミス
ターを除いて取り出された感圧スイッチ分岐路組立体の
平面図。

【図２】図１に類似しているが、数個の回路の配置を示
している図。

【図３】図２に示された常時開スイッチステーションの
拡大平面図。

【図４】図３の線４−４に沿ってとられ、圧力に反応す
るディスクと、離された電気絶縁材料の非透過性の可撓
性シートと密封材とを示している断面図。

【図５】組立体を被覆モールドするためのモールド
（型）の一部の断面図。

【図６】本発明のスイッチ組立体に使用され得る常時閉
スイッチの断面図。

【図７】本発明のスイッチ組立体に使用され得る常時閉
スイッチの断面図。

【符号の説明】

８リードフレーム１０スイッチステーション１２環状座１４中心接点１６、２０、２２、２４リード２６独立リードＡ．．．．Ｆピン３８サーミスター４２ディスク４７可撓性層４８密封材（Ｏ−リング）１００、２００スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感圧スイッチ組立体を製造する方法にし
て、リードフレイムから複数個の回路を形成する段階と、複数個の中心接点を各回路の遠位端に各スイッチステー
ションに一致した位置に形成する段階にして、前記中心
接点が、保持フランジに取り囲まれ上方に延びた突起と
中継部分とを有し、該突起が垂直方向において基準面よ
り低くないようにされている段階と、各スイッチステーションに電導性のディスク座部材を形
成し、各中心接点回りに該ディスク座部材を配置する段
階と、前記回路をモールド内に、前記各ディスク座部材を第１
停止面に相対して位置させる段階と、中心接点の中継部を選択された位置に保持するため該中
継部をクランプする段階と、ゲージ面を基準面上方の位置から基準面へ向かって、前
記上方へ延びた突起に衝接するまで動かし、該突起がデ
ィスク座部材に対し選択された垂直距離だけ離隔される
ことを保証するようにする段階と、前記上方へ延びた突起と、ディスク座部材の少なくとも
１部とを露出させて、保持フランジを含むリードフレー
ムの回りに電気絶縁材料をモールドする段階とを有する
方法。
【請求項２】請求項１に記載の方法において、該方法
がさらに、回路の少なくとも幾つかの遠位端を、コネク
ターとして働くピンの形態に形成する段階を有すること
を特徴とする方法。
【請求項３】請求項１に記載の方法において、少なく
とも幾つかの回路の遠位端が錫渡金されていることを特
徴とする方法。
【請求項４】請求項１に記載の方法において、少なく
とも幾つかの回路が、リードフレームの回りに絶縁材料
がモールドされる時ランナにより連結されており、本方
法がさらに、モールドの後、前記ランナを切断して前記
回路を互いに分離させる段階を有していることを特徴と
する方法。
【請求項５】請求項１に記載の方法において、該方法
がさらに、リードフレームの部分から延び、錫渡金をさ
れた第１、第２の回路を形成する段階と、錫渡金された
第１、第２回路を延長してサーミスタ領域を設ける段階
とを有することを特徴とする方法。
【請求項６】請求項１に記載の方法において、前記導
電部材が部分環形状を有することを特徴とする方法。
【請求項７】請求項１に記載の方法において、該方法
がさらに、リードフレームの１部を約１８０°曲げ、リ
ードフレームが少なくとも１個の中心接点を越えて延
び、前記少なくとも１個の中心接点とリードフレームの
１部との間に置かれたディスクのためのディスク座とし
て働らかせる段階を有することを特徴とする方法。
【請求項８】感圧スイッチ組立体にして、電気絶縁基材と、該基材に埋められた複数個の回路と、保持フランジにより取り囲まれた上方に延びる突起を備
えた中心接点にして、該保持フランジが前記上方に延び
る突起を基材から突出するように基材内に埋められてい
るようになった中心接点と、中心接点の回りに、中心接点から隔置されて配置された
電導性ディスク座部材にして、その少なくとも１部が、
スイッチステーションを取り巻くリブを形成する基材か
ら外側へ延びている電導性ディスク座部材と、各ディスク座部材に受け止められる電導性のスナップ作
動ディスクと、各ディスクを覆って置かれ、各スイッチステーションを
取り巻くリブにまでほぼ達する可撓性の絶縁材料の層
と、Ｏリング形状のエラストマー密封材にして、該密封材が
可撓性材料の層に受けられ、スイッチステーションを取
り巻くリブに隣接して位置され、該リブが密封材を固定
するように変形されている密封材と、を有することを特徴とする感圧スイッチ組立体。
【請求項９】請求項８に記載の感圧スイッチ組立体に
おいて、電導性ディスク座部材が部分環形状を有するこ
とを特徴とする組立体。
【請求項１０】請求項８に記載の感圧スイッチ組立体
において、前記ディスク座部材が、一般に１８０°曲げ
られた回路部分を有し、ディスク座部材が少なくとも１
個の中心接点を越えて延びており、スナップ作動ディス
クがディスク座部材と中心接点との間に置かれているこ
とを特徴とする組立体。