(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ筐体を貫通して回動可能に配置され、この回動の中心軸となるシャフト挿入孔にシャフト側のキー溝に噛み合うべく前記中心軸と平行に延在し直方体の外観を呈する凸部を形成したシャフト保持部と、
該シャフト保持部の前記中心軸方向にそって前記シャフトを挿入する一端側と他端側に一対配置されて、前記シャフト保持部の周囲と前記スイッチ筐体の間を封止するシール装置とを有するインヒビタスイッチのシャフト結合構造において、
前記凸部の、少なくとも前記中心軸と直角の方向から見たとき前記シール装置と重なり合う位置の、頂部に前記中心軸と平行に延びる溝を形成し、
該溝の断面がＶ字形であることを特徴とするインヒビタスイッチのシャフト結合構造。
【請求項２】
前記凸部は、前記シャフト保持部の前記シャフトを挿入する側の前記シール装置を越えた位置から前記他端側の端部まで連続的に形成されていることを特徴とする請求項１記載のインヒビタスイッチのシャフト結合構造。
【請求項３】
前記軸方向に延びる溝は、前記シャフト保持部の前記他端側の端部から前記他端側の前記シール装置を越えた位置まで連続的に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のインヒビタスイッチのシャフト結合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インヒビタスイッチのシャフト結合構造、詳しくは、インヒビタスイッチのシャフト保持部をマニュアルシャフト等に噛合せて一体に回転させる構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インヒビタスイッチは、自動変速機に取り付けられるロータリースイッチであって、シフトレバーによって自動変速機に設定される変速モードに対応した電気信号を出力する。インヒビタスイッチは、スイッチ筐体を貫通して回動可能に配置されたシャフト保持部と、シャフト保持部の周囲とスイッチ筐体の間を封止するシール装置とを有する。
シャフト保持部の回動中心を貫通するシャフト挿入孔には、シャフト保持部の端から端まで、シャフト側のキー溝に噛み合う直方体の凸部（キー突起）が形成されている。
シール装置は、ボンネット内の砂埃や湿った空気から内部の電気回路や電気接点を隔離する。シール装置は、シャフトを挿入する側とその反対側に一対が配置され、直方体の凸部と軸方向の２か所で背中合わせに重なり合う。
このようなインヒビタスイッチの例は、特開平３−１７９６２５号公報に示される。ここには、キー溝を形成した自動変速機のマニュアルシャフトにそのまま貫通させて自動変速機の筐体に固定される形式のインヒビタスイッチが示されている。
【０００３】
インヒビタスイッチのシャフト保持部は、熱可塑性樹脂を用いて射出成型により製作可能である。この場合、直方体の凸部の幅をキー溝の幅よりも若干大きく設定しておき、直方体の凸部をシャフトのキー溝に圧縮して嵌め込むこととすれば、シャフトにシャフト保持部ががたつき無く拘束されて、インヒビタスイッチのシャフト保持部がシャフトによく追従する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
熱可塑性樹脂を用いてシャフト保持部を射出成型した場合、直方体の凸部に沿ってシャフト保持部の外側の面に窪みが発生し、特に、シャフト保持部の外周に形成したシールリング溝にシールリングを保持させる場合、シールリング溝の底がシールリング溝と背中合わせに配置される直方体の凸部の影響を受けることによって、シール装置のシール性能が損なわれる可能性がある。
すなわち、高温の樹脂が冷却して鋳型内で固体化する際に、収縮によるひけが発生するが、先に固体化する部材表面が後から固体化する直方体の凸部内部の収縮に引っ張られて、シールリング溝の底に窪みが形成される。窪み上ではシールリング溝が部分的に深くなり、シールリングと筐体の間のシール圧力が不足してシール性能が低下する可能性がある。
【０００５】
また、フッ素樹脂等、弾性変形の少ない材料では、シールリング溝の窪みを埋め切る反発力が得られず、シールリングの材料の選択範囲が狭くなるという問題もある。
【０００６】
本発明は、過酷な環境下に晒してもシール装置のシール性能が損なわれず、インヒビタスイッチの寿命が伸びて信頼性も高まるインヒビタスイッチのシャフト結合構造を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、スイッチ筐体を貫通して回動可能に配置され、この回動の中心軸となるシャフト挿入孔にシャフト側のキー溝に噛み合うべく前記中心軸方向に延在し直方体の外観を呈する凸部を形成したシャフト保持部と、該シャフト保持部の前記中心軸方向にそって前記シャフトを挿入する一端側と他端側に一対配置されて、前記シャフト保持部の周囲と前記スイッチ筐体の間を封止するシール装置とを有するインヒビタスイッチのシャフト結合構造において、前記凸部の、少なくとも前記中心軸と直角の方向から見たとき前記シール装置と重なり合う位置の、頂部に前記中心軸と平行に延びる溝を形成し、該溝の断面がＶ字形であるものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記凸部は、前記シャフト保持部の前記シャフトを挿入する側の前記シール装置を越えた位置から前記他端側の端部まで連続的に形成されているものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の構成において、前記軸方向に延びる溝は、前記シャフト保持部の前記他端側の端部から前記他端側の前記シール装置を越えた位置まで連続的に形成されているものである。
【００１０】
【作用】
請求項１のインヒビタスイッチのシャフト結合構造では、凸部の幅と高さによるキー溝の案内性能が従来の直方体の凸部（キー突起）と同一である。しかし、少なくともシール装置が配置された軸方向の位置では、凸部の頂部に軸方向の溝を形成して肉量を削減し、材料が固体化する際のひけ量を凸部以外の部分でのひけ量に近付けて、凸部の背面に深刻な窪みが形成されないようにしている。これにより、従来の直方体の凸部の場合に損なわれていたシャフト保持部の外周側の真円度が確保される。
また、凸部自体の変形（表面の窪みや全体形状のゆがみ等）も少なく、固体化に伴う幅寸法の減少量が少なくなる。
また、凸部は深い溝によって幅方向の弾性係数が低くなるので、キー溝との摩擦力が小さくなり、滑らかなシャフト挿入が可能となる。
【００１１】
請求項２のインヒビタスイッチのシャフト結合構造では、シャフトを挿入する側から見てシール装置を越える位置まで凸部が無いから、この部分を利用してシャフト挿入作業時にインヒビタスイッチをマニュアルシャフトに回転可能に保持させることが可能である。
また、シャフトを挿入する側のシール装置の背面側では、凸部それ自体を無くして、シャフト保持部の外周側の真円度に対する凸部の影響を消滅させている。
【００１２】
請求項３のインヒビタスイッチのシャフト結合構造では、シャフトを挿入する側から見て反対側のシール装置の手前からシャフト保持部の反対側の端部までの部分については、凸部に軸方向に延びる溝を連続的に形成してシャフト保持部の外周部分の真円度を確保するとともに、凸部の幅方向の弾性係数（ばね定数）を低下させてスムースな挿入を可能としている。
シャフトを挿入する側から見て反対側のシール装置よりも手前の部分については、凸部を肉厚のまま残し、シャフトにシャフト保持部を追従させるためのトルク伝達の多くを担わせている。
【００１３】
【実施例】
図１〜図６を参照して実施例のインヒビタスイッチを説明する。図１はインヒビタスイッチ全体の説明図、図２はマニュアルシャフトの説明図、図３はシャフト保持部の拡大図、図４はキー突起の形状の説明図、図５は樹脂成型過程の概念図である。
図１中、（ａ）はＸＸ断面図、（ｂ）は平面図である。図２中、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は正面図である。図３中、（ａ）はシャフト保持部の平面図、（ｂ）はインヒビタスイッチの部分的な断面図である。図４中、（ａ）は軸方向の断面図、（ｂ）はＡＡ断面図、（ｃ）はＢＢ断面図である。図５中、（ａ）は実施例、（ｂ）は比較例である。
実施例のインヒビタスイッチの機能や自動変速機に対する取り付け方法は、特開平３−１７９６２５号公報に示されるものと基本的に同一である。実施例のインヒビタスイッチでは、自動変速機のマニュアルシャフトとインヒビタスイッチのシャフト保持部の結合構造、詳しくは、シャフト保持部の内周面のキー突起について本発明が採用されている。
【００１４】
図１の（ａ）、（ｂ）において、配線用のコネクタ１４を固定したスイッチ本体１２にカバー１１を接続してインヒビタスイッチの筐体が構成される。スイッチ本体１２とカバー１１の接続面は、シールリング１６によって封止される。
スイッチ本体１２とカバー１１を貫通して回転子１３が回動可能に配置されている。回転子１３は、マニュアルシャフト１０を挿入して保持するシャフト保持部１３Ｂと電気接点を乗せたアーム１３Ａを一体に成形している。スイッチ本体１２に配置された多数の電気接点とアーム１３Ａの電気接点がロータリースイッチを構成している。
シャフト保持部１３Ｂの外周とスイッチ本体１２の隙間は、シールリング１５Ｂによって封止される。シャフト保持部１３Ｂの外周とカバー１１の隙間は、シールリング１５Ａによって封止される。
【００１５】
図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、インヒビタスイッチを貫通して挿入されるマニュアルシャフト１０は、自動変速機の筐体から突出させた先端側に両面部２６を形成しており、両面部２６よりも筐体側に表裏一対のキー溝２５を形成している。キー溝２５の入口側には面取り２５Ａが形成され、インヒビタスイッチを挿入する際のキー突起の案内を円滑にしている。Ｒ形状の端部２５Ｂはキー溝２５を加工する際に刃物を上空側に逃がして形成される。
【００１６】
図３の（ａ）、（ｂ）に示すインヒビタスイッチは、スイッチ本体１２側からマニュアルシャフト１０に挿入される。回転子１３は、熱可塑性樹脂の射出成型によって、アーム部１３Ａ、シャフト保持部１３Ｂ、シャフト挿入孔１３Ｈ、およびキー突起２１を一体に形成している。シャフト保持部１３Ｂを貫通させたシャフト挿入孔１３Ｈに一対のキー突起２１が形成される。マニュアルシャフト１０を挿入する側のキー突起２１の先端部分には、図４の（ａ）に示すように、キー突起２１の幅と高さを斜面状に変化させた面取り２１Ｃを形成して、インヒビタスイッチをマニュアルシャフト１０に挿入する際のキー溝２５の案内を円滑にしている。
また、キー突起２１は、挿入側のシールリング１５Ｂを越えた位置から形成されているから、キー溝２５の端部２５Ｂが隠れる位置までインヒビタスイッチを挿入しても、キー突起２１が端部２５Ｂの底に干渉しない。従って、図１に示すマニュアルシャフト１０の段付き部分にインヒビタスイッチを付き当てることも可能である。
また、面取り２１Ｃまでのシャフト挿入孔１３Ｈを利用して、マニュアルシャフト１０にインヒビタスイッチを挿入する際にインヒビタスイッチの姿勢を垂直に自動修正させることが可能である。このとき、マニュアルシャフト１０にインヒビタスイッチを浅く挿入して回転自在に保持させた状態で、キー溝２５にキー突起２１を位置決めし、そのままインヒビタスイッチをさらに深く挿入すればよい。
【００１７】
シールリング１５Ａとシールリング１５Ｂの間に位置するキー突起２１の中間部２１Ａは、図４の（ｃ）に示すように、マニュアルシャフト１０のキー溝２５に適合させた直方体の外観に形成される。部分２１Ａの幅全体が肉厚に形成されており、キー突起２１を介してマニュアルシャフト１０から回転子１３に伝達されるトルクの大部分をここで受け持つ。
シールリング１５Ａと軸方向に重なり合う部分からカバー１１側の端までに位置するキー突起２１の出口部２１Ｂは、図４の（ｂ）に示すように、頂上部分に軸方向の溝２１Ｍを形成してキー突起２１の肉量を減少させている。
【００１８】
実施例のインヒビタスイッチでは、図５の（ａ）に示すように、回転子１３のシールリング溝１３Ｍの背面に位置するキー突起２１の出口部２１Ｂに軸方向の溝２１Ｍを形成しているため、射出成型の際に材料層が破線で示すように形成され、材料の固体化と冷却に伴うひけがシールリング溝１３Ｍの底面１３Ｐの真円度に影響を及ぼさない。また、このキー突起２１自体の変形も少なくなり、固体化に伴う幅寸法の減少量が少なくなる。
これに対して、図５の（ｂ）の比較例では、シールリング溝１３Ｇの背面に位置するキー突起２１Ｅに軸方向の溝を形成していないため、キー突起２１Ｅとそれ以外の部分の肉厚差が大きく、射出成型の際に材料層が破線で示すように形成され、材料の固体化と冷却に伴うひけがシールリング溝１３Ｇの底面を中心側に引き込んで窪み１３Ｑが形成される。また、キー突起２１自体の変形も大きく、幅寸法の減少量が多くなる。
従って、シールリング１５Ｂとカバー１１の一周の接触面の面圧がほぼ均一となり、長期間を経てシールリング１５Ｂの材料の弾性が失われた場合でも、必要なシール性能を十分に発揮できる。また、シールリング１５Ｂのつぶししろを小さく設定したり、弾性に乏しいが摩擦係数の小さい材料でシールリング１５Ｂを形成してインヒビタスイッチの動作を軽くした場合でも、必要なシール性能が確保される。さらに、キー突起２１の幅寸法の減少量が少なくなるため、キー溝２５とのはめ合いの強さのばらつきを少なくできる。
【００１９】
実施例のインヒビタスイッチでは、また、シールリング溝１３Ｎの背面側にはキー突起２１そのものを設けていないため、マニュアルシャフト１０のキー溝２５の端部２５Ｂが隠れる位置までインヒビタスイッチを挿入できる。従って、キー溝２５を自動変速機の筐体に干渉させる必要が無く、インヒビタスイッチを自動変速機の筐体側に近接して取り付けることも可能になる。また、上述の軸合わせと案内の機能を発揮するとともに、材料の固体化と冷却に伴うひけがシールリング溝１３Ｎの底面の真円度に影響を及ぼすこともない。
また、出口部２１Ｂに形成した軸方向の溝２１Ｍがキー突起２１の幅方向の弾性係数を低くしているため、マニュアルシャフト１０のキー溝２５との摩擦力が小さくなり、キー突起２１をかなりきつい圧縮ばめとしてマニュアルシャフト１０と回転子１３のがたつきを排除した場合でも、インヒビタスイッチをマニュアルシャフト１０になめらかに挿入できる。
【００２０】
図６は実施例の変形例の説明図である。ここでは、キー突起４１の側面に特殊な形状を付与している。図６に示すように、シャフト保持部４３のキー突起４１の左右の側面に軸方向に連続した小突起４１Ａが形成される。小突起４１Ａを弾性的に押し潰す形式でキー溝２５にキー突起４１を保持させることにより、マニュアルシャフト１０とインヒビタスイッチのがたつきが抑制される。キー溝２５とキー突起４１の接触面積が少ないため、マニュアルシャフト１０に対するインヒビタスイッチの挿入が容易となり、自動変速機に対するインヒビタスイッチの組み付け性が向上する。
【００２１】
なお、実施例では、キー溝２５の幅よりもキー突起２１の幅を０〜３％大きく設計して、キー溝２５にキー突起２１をきつく保持させるが、例えば、この交差を±１％として、実施例よりもキー突起をキー溝にゆるく保持させてもよい。これにより、マニュアルシャフト１０に対するインヒビタスイッチの挿入が容易となる。
また、実施例では、マニュアルシャフト１０を挿入する側から見てシールリング溝１３Ｎを越えた位置からキー突起２１を形成しているが、キー突起２１をシャフト保持部１３の端から端まで形成してキー突起２１全体の強度をさらに高めてもよい。
また、実施例では、キー突起２１の中間部２１Ａには軸方向の溝２１Ｍを形成していないが、軸方向の溝２１Ｍをキー突起２１の端から端まで形成して、キー突起２１の成形のし易さを高めてもよい。
また、実施例では、シャフト保持部１３の１８０度離れた２か所にキー突起２１を設けているが、キー突起２１を一か所のみに配置して、マニュアルシャフト１０に対するインヒビタスイッチの挿入抵抗を半減させてもよい。
また、実施例では、シャフト保持部１３を熱可塑性樹脂の射出成型によって製作したが、他の材料を用いた他の製造方法で製作してもよい。
【００２２】
また、実施例では、マニュアルシャフト１０を挿入する側から見て、手前側のシールリング溝１３Ｎを越えた位置から反対側の端までキー突起２１を連続的に形成しているが、軸方向の溝２１Ｍを形成した部分のキー突起２１を形成しないこととしてもよい。
また、シールリング溝１３Ｍ、１３Ｎの背面部分だけを避けて、シャフト保持部１３Ｂの端から端まで断続的にキー突起２１を形成してもよい。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、凸部のシール装置と軸方向に重なり合う位置の頂部に軸方向の溝を形成しているから、成形過程で発生する材料のひけが小さくなってシャフト保持部の外周側の真円度が向上し、シール装置のシール性能と信頼性が高まる。
また、シール装置に使用するシールリング等の材料の選択の幅が広がり、軽い動作や小型軽量なインヒビタスイッチを設計することも容易となる。
さらに、凸部の幅寸法の減少量も少なくできるから、凸部とキー溝とのはめ合いの強さのばらつきを少なくできる。
また、凸部は深い溝によって幅方向の弾性係数が低くなるので、キー溝との摩擦力が小さくなり、滑らかなシャフト挿入が可能となる。
【００２４】
請求項２の発明によれば、インヒビタスイッチをキー溝に凸部が拘束されない程度にシャフトに挿入させることにより、インヒビタスイッチを回動自在に保持できるから、キー溝と線状の突起の位置合わせを容易に無理無く実施できる。そして、挿入の初期段階にインヒビタスイッチの姿勢がシャフトに対して垂直に自動調整されるから、インヒビタスイッチを斜めに挿入して凸部等を損傷する心配が無い。
また、シャフトを挿入する側のシール装置の背面側には凸部自体が存在しないため、シャフト保持部の外周側の真円度が向上し、シール装置のシール性能と信頼性が高まる。
【００２５】
請求項３の発明によれば、凸部に軸方向に連続した溝を形成しているから、凸部の幅方向の弾性係数（ばね定数）が低くなり、マニュアルシャフトにインヒビタスイッチを抵抗少なく挿入できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インヒビタスイッチ全体の説明図である。
【図２】マニュアルシャフトの説明図である。
【図３】シャフト保持部の拡大図である。
【図４】キー突起の形状の説明図である。
【図５】樹脂成型過程の概念図である。
【図６】実施例の変形例の説明図である。
【符号の説明】
１０  マニュアルシャフト
１１  カバー
１２  スイッチ本体
１３、３３、４３  回転子
１３Ａ  アーム部
１３Ｂ  シャフト保持部
１３Ｈ  シャフト挿入孔
１３Ｍ、１３Ｎ、１３Ｇ  シールリング溝
１３Ｐ  底
１３Ｑ  窪み
１４  コネクター
１５Ａ、１５Ｂ  シールリング
２１、３１、４１、２１Ｅ  キー突起
２１Ａ  中間部
２１Ｂ  出口部
２１Ｃ  面取り
２１Ｍ  溝
２５  キー溝
２５Ａ  面取り
２５Ｂ  端部
２６  両面部
４１Ａ  突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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