(57)【要約】【課題】ボディアースを行う圧力スイッチにおいて、安定したボディアースを、生産品の全数を検査しなくても製品としての信頼性を期待することができるとともに、コスト削減にも寄与し、安価に製造することのできる圧力スイッチを提供する。【解決手段】導電性のボディ１２内に、ダイヤフラム１５を有するダイヤフラム構造部材１６と、中央に開口２４を備えた非導電性のガイド部２０と、導電性のターミナル３６とを同軸上に配置し、このターミナル３６とガイド部２０との間に、圧力の増減に応じて移動する導電性の作動部材３０を配置し、ダイヤフラムの圧力変動に応じて、皿ばねにより接触圧力が大きくされた作動部材３０を移動させて、ターミナル３６とボディ１２との間の電気的な導通を図るようにしたことを特徴としている。【選択図】　図１
2004095531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性のボディと、
導電性のターミナルと、
前記ボディ内に収容され、圧力に応動して動作するダイヤフラムを有するダイヤフラム構造部材と、
前記ダイヤフラム構造部材の前記ターミナルに対向する側の端面に配置され、中央部に開口が形成された非導電性のガイド部と、
前記ガイド部の前記開口内に収容され、前記ダイヤフラムの動作に応動して動作される導電性の作動部材と、を有し、
前記ダイヤフラム構造部材の前記ダイヤフラムが前記ターミナル側に所定圧力以上で押圧されたときに、前記ダイヤフラムと前記ターミナルとの間が前記作動部材により、電気的に接続されることを特徴とする圧力スイッチ。
【請求項２】
前記作動部材は、前記ガイド部の前記開口内に摺動自在に保持された軸と、この軸の頭部に一体的に固定された弾性部材と、から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧力スイッチ。
【請求項３】
前記弾性部材は、皿ばねであることを特徴とする請求項２に記載の圧力スイッチ。
【請求項４】
前記弾性部材は、コイルスプリングであることを特徴とする請求項２に記載の圧力スイッチ。
【請求項５】
前記ダイヤフラム構造部材と前記ガイド部との間には、第２の皿ばねが介装されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の圧力スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の自動変速機の油圧、または潤滑油圧等の正圧負圧を検出するとともに、回路をボディーアースすることのできる圧力スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車には潤滑油圧が適正であるか否かを検出するため、あるいはエンジンの作動状況を検出するために、潤滑油圧力を検出する圧力スイッチが設けられている。また、エンジンの吸気圧力、排気圧力、クランク室圧力、各種制御用アクチュエータ作動圧などを検出するためにも、正圧、負圧検出用圧力スイッチが使用されている。
【０００３】
例えば、図６に示したように、これらの圧力スイッチ８３では、圧力被検出流体を内蔵した変速機等の車両機器６０に螺合する固定部６１を備えた導電性材料からなるボディ６２内に、導電性材料からなるストッパ部材６３とキャップ部材６４との間にダイヤフラム６５を挟んでなるダイヤフラム構造部材６６を、Ｏリング６７を介して嵌入し、そのダイヤフラム構造部材６６の上に導電性の内部ターミナル７０を載置し、これらを押さえ込むように外周にＯリング６８を取り付けた樹脂製のコネクタ７１を被せるとともに、コネクタ７１の外周段部７２にボディ６２のかしめ部７３をかしめることにより一体的に組み付けている。
【０００４】
また、内部ターミナル７０は、貫通孔７４を備え、この貫通孔７４に軸７５を摺動自在に嵌合している。さらに、内部ターミナル７０に、Ｕ字状に屈曲された導電性の弾性アーム７６の基端部を固定し、弾性アーム７６の先端部に可動接点７７を固定している。
【０００５】
また、軸７５の下端面７８は、ストッパ部材６３の開口８０を通ってダイヤフラム６５に接し、上端面８１は弾性アーム７６の作動部８２に接している。
【０００６】
この圧力スイッチ８３は、図６の状態においては、ダイヤフラム６５の下側の作動室８４内の圧力が所定圧力より低いため、ダイヤフラム６５は弾性アーム７６の戻し力、及びダイヤフラム６５が反転特性を有するときには、反転阻止力等の力によりダイヤフラム６５が図中下方に位置している。そのため、軸７５はダイヤフラムの中心位置の降下に伴って下方に位置しており、弾性アーム７６の作動部８２が下がり、可動接点７７は固定接点８５から離れている。固定接点８５はＬ字型に屈曲された接続ターミナル８６の端部に固定され、接続ターミナル８６は樹脂からなるコネクタ７１の接続凹部８７内に延出され、外部のＥＣＵ等との接続部８８となっている。
【０００７】
この圧力スイッチ８３が、例えば、自動車の変速機等の車両機器６０に固定されて使用される際、内部の油圧が低いときには、図６に示す状態を維持している。この状態から作動室８４内の油圧が高くなると、それに伴ってダイヤフラム６５の中央部は上昇し、軸７５もこれとともに上昇する。作動室８４内が所定油圧以上に上昇し、ダイヤフラム６５の中央部が中立位置以上に上昇すると、　図７に示すようにダイヤフラム６５は反転し、ストッパ部材６３の下端面に当接して停止する。その結果、軸７５は上昇位置となり、弾性アーム７６を押し上げて、その先端部に取り付けられた可動接点７７を固定接点８５に押し付ける。
【０００８】
それにより、接続ターミナル８６に接続された回路の電流は、接続ターミナル８６、固定接点８５、可動接点７７、弾性アーム７６、内部ターミナル７０、ストッパ部材６３、ボディ６２を各々通り、車両機器６０にボディアースされ短絡される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の圧力スイッチ８３では、接続ターミナル８６から固定接点８５、可動接点７７、弾性アーム７６、内部ターミナル７０、ストッパ部材６３、ボディ６２に至るまでの導通を得るために、これらの構成要素にかなりの寸法精度が要求されている。
【００１０】
例えば、ダイヤフラム６５に関しては、反転後のストロークを正しく測定しなければならず、また、可動接点７７と固定接点８５に関しては、ＯＮ／ＯＦＦ位置を正しく測定して、これに基づいて軸７５の最適の長さを選択しなければならない。
【００１１】
このような要求に応えるには、各部材が組み込まれた後に、生産された圧力スイッチの全数を個別に検査しなければならなかった。したがって、大量生産を図る上でコスト高を招来し、改善が求められていた。
【００１２】
また、従来の圧力スイッチは、部品点数が多いこともコスト高になる要因になっていた。
【００１３】
本発明は、上記実状に鑑み、ボディアースを行う圧力スイッチにおいて、安定したボディアースを、生産品の全数を検査しなくても製品全体の信頼性を確保することができるとともに、安価に製造することのできる圧力スイッチを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る圧力スイッチは、
導電性のボディと、
導電性のターミナルと、
前記ボディ内に収容され、圧力に応動して動作するダイヤフラムを有するダイヤフラム構造部材と、
前記ダイヤフラム構造部材の前記ターミナルに対向する側の端面に配置され、中央部に開口が形成された非導電性のガイド部と、
前記ガイド部の前記開口内に収容され、前記ダイヤフラムの動作に応動して動作される導電性の作動部材と、を有し、
前記ダイヤフラム構造部材の前記ダイヤフラムが前記ターミナル側に所定圧力以上で押圧されたときに、前記ダイヤフラムと前記ターミナルとの間が前記作動部材により、電気的に接続されることを特徴としている。
【００１５】
このような構成であれば、複雑なスイッチ機構が不要になるとともに、電気的な経路を構成する部材を、ダイヤフラムの中心軸上に配置することができるので、構成を容易にすることができ、安価に製造することができる。
【００１６】
ここで、前記作動部材は、前記ガイド部の前記開口内に摺動自在に保持された軸と、この軸の頭部に一体的に固定された弾性部材と、から構成されていることが好ましい。
【００１７】
このような構成であれば、ターミナルと軸との接触は、弾性部材を介して行われるので、接触圧力が大きくなり、電気的な導通が良好になる。
【００１８】
また、前記弾性部材は、皿ばねであることが好ましい。
【００１９】
また、前記弾性部材は、コイルスプリングであっても良い。
【００２０】
さらに、前記ダイヤフラム構造部材と前記ガイド部との間には、第２の皿ばねが介装されていても良い。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る圧力スイッチを示したものである。この圧力スイッチ３３は、図６に示した従来の圧力スイッチ８３と基本的な構造は略同様に形成されている。
【００２２】
すなわち、この圧力スイッチ３３では、例えば、自動車の自動変速機等の車両機器１０に螺合される固定部１１を備えた導電性材料からなるボディ１２内に、ダイヤフラム構造部材１６がＯリング１７を介して挿入されている。また、ボディ１２の固定部１１には、中央部に貫通孔１２ａが形成されている。
【００２３】
上記ダイヤフラム構造部材１６は、ストッパ部材１３と、キャップ部材１４と、これらの間に挟持されたダイヤフラム１５とからなるもので、これらはステンレスなどの導電性材料から形成されている。そして、これらの３部材、すなわちストッパ部材１３と、キャップ部材１４と、ダイヤフラム１５とは、外周側が溶接されることにより、一体化されている。
【００２４】
一方、ストッパ部材１３の上面には、中央部に開口２７ａが形成され外端部２７ｂが上方に折曲されたステンレス製の第２の皿ばね２７が載置されている。また、この第２の皿ばね２７の上に非導通性の樹脂からなるガイド部２０が載置されている。このガイド部２０の中央部には、開口２４が形成されている。
【００２５】
そして、第２の皿ばね２７の外端部２７ｂがボディ１２の内壁に当接した状態で挟持されることにより、ダイヤフラム構造部材１６とボディ１２との導通性が確実に確保されている。
【００２６】
ガイド部２０の上面側からは、第１の皿ばね１をカシメにより一体的に取り付けた導電性の軸２５が摺動自在に挿入されている。
【００２７】
この軸２５は、ダイヤフラム１５の動作に応動して動作するもので、作動部材３０の一部を構成している。すなわち、作動部材３０は、この軸２５と、軸２５の頭部に一体的に固定された第１の皿ばね１とから構成されるもので、ともにステンレスなどからなり、十分な導電性を有している。
【００２８】
そして、軸２５の下端部２５ａは、第２の皿ばね２７の開口２７ａを介して、ストッパ部材１３の開口１３ａ内に挿入され、下方のダイヤフラム１５に近接して配置されている。また、この第２の皿ばね２７は、軸２５の周面に接触しないように開口２７ａが軸２５の径よりも大きく形成されている。
【００２９】
さらに、ボディ１２内には、真鍮あるいは鉄などの導電性材料から形成されたターミナル３６が挿入されている。そして、このターミナル３６の下面には、段付きの凹所が形成され、この段付きの凹所内に、第１の皿ばね１が収容されるとともに、この凹所の中央部に軸２５の頭部が臨むように配置されている。
【００３０】
なお、この第１の皿ばね１は、反転するタイプであっても、反転しないタイプであっても良いが、この実施例では、反転しないタイプのものが採用されている。しかしながら、皿ばねの反転の有無に係わらず、第１の皿ばね１の周縁部１ａは、図２に示したように、ターミナル３６の下面に形成された外周端面２０ａに摺接しないことが好ましい。このような第１の皿ばね１を採用すれば、第１の皿ばね１の周縁部１ａがターミナル３６を削り取ることを防止することができる。また、第１の皿ばね１が、ガイド部２０あるいはターミナル３６に引っかかって動作不良を起こすことが防止される。
【００３１】
一方、ステンレスからなる第２の皿ばね２７および樹脂からなるガイド部２０を押さえ込むようにして、非導電性の樹脂からなる端子台２１がボディ１２の開口側に収容されている。そして、この端子台２１の肩部にボディ１２の開口端縁２３をかしめることによりこれらが一体化されている。さらに、ターミナル３６を挿入した隙間にボンド３７を充填されている。
【００３２】
本発明の一実施例による圧力スイッチ３３は上記のように構成されているが、以下に作用について説明する。
【００３３】
先ず、上記圧力スイッチ３３を取り付けた変速機などの車両機器１０内の油圧が低いときには、図１に示す状態を維持している。すなわち、ダイヤフラム１５は反転しておらず、軸２５とダイヤフラム１５とは非接触の状態にある。この状態から変速機の油圧が上昇し、作動室３４内の油圧が高くなると、ダイヤフラム１５の中央部は徐々に上昇し、軸２５に当接し、ダイヤフラム１５に当接した軸２５も共に上昇する。作動室３４内が所定圧力以上に上昇し、ダイヤフラム１５の中央部が中立位置以上に上昇すると、ダイヤフラム１５は、図３に示したように反転し、ストッパ部材１３の下端面に当接して停止する。なお、第１の皿ばね１が反転性を有している場合は、この第１の皿ばね１の反転力よりも、ダイヤフラム１５の反転力の方が大きくなければならない。
【００３４】
ダイヤフラム１５が反転すると、軸２５は上昇位置となる。すると、第１の皿ばね１が圧縮されて、ターミナル３６に強く押し付けられる。このとき、軸２５の頭部は、ターミナル３６の下面に非接触の状態にある。このような状態になると、ターミナル３６に接続された回路の電流が、ターミナル３６、第１の皿ばね１、軸２５、ダイヤフラム１５、ストッパ部材１３、第２の皿ばね２７を通ってボディ１２に流れ、車体側にボディアースされる。
【００３５】
また、他のボディアース経路として、ターミナル３６に接続された回路の電流が、ターミナル３６、第１の皿ばね１、軸２５、ダイヤフラム１５、キャップ部材１４を通ってボディ１２に流れる経路もできる。この短絡信号は車両ＥＣＵで検出され、各種制御信号として使用される。
【００３６】
これに対し、作動室３４内の圧力が低下すると、ダイヤフラム１５の中心部は次第に降下する。最初、第１の皿ばね１および軸２５からなる作動部材３０は、ダイヤフラム１５の反転作用によりその第１の皿ばね１が強く圧縮されているので、軸２５の少しの降下では、ターミナル３６から離れることはない。しかし、ダイヤフラム１５の中心部がより降下し、ダイヤフラム１５の反転領域を越えると、ダイヤフラム１５の中心部が反転作動し、図１に示す位置に軸２５が瞬時に降下するので、軸２５はダイヤフラム１５から急速に離れ、確実なＯＦＦ作用をなす。
【００３７】
本実施例の圧力スイッチ３３では、作動室３４の圧力の増減により、上記の動作を繰り返す。
【００３８】
このように、本実施例による圧力スイッチ３３では、複雑なスイッチ機構を不要としているので、困難な寸法精度を確保する必要もない。また、ターミナル３６からボディ１２までのアースのための電気的経路が略同軸上に配置される部材により構成されるので、構造が簡単である。
【００３９】
さらに、ターミナル３６の下面と軸２５との間には、第１の皿ばね１が介在され、この第１の皿ばね１により、ターミナル３６と軸２５との接触圧力が大きく確保されるので、接触不良などを防止することができ、導通を図り易くすることができる。
【００４０】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されない。
【００４１】
例えば、上記実施例では、本発明に係る圧力スイッチを自動車の変速機の油圧を検出するスイッチとして用いた例を示したが、これに代え、例えば潤滑油圧が適正であるかを検出するため、あるいはエンジンの作動状況を検出するために潤滑油圧力を検出する圧力スイッチとしても用いることもできる。また、エンジンの吸気圧力、排気圧力、クランク室内圧力を検出する圧力スイッチとして、あるいは、各種制御用アクチュエータの作動圧等々を検出するための各種正圧、負圧検出用圧力スイッチとして使用することもできる。
【００４２】
さらに、上記実施例では、第１の皿ばね１は、反転しないタイプのものを採用したが、図４（Ａ）、（Ｂ）に示したように、反転するタイプの皿ばね５０を採用することもできる。
【００４３】
このように反転するタイプの皿ばね５０を採用する場合には、図４（Ａ）に示したように、軸２５がダイヤフラム１５から離反している場合には、皿ばね５０は、上方側に開口している。この状態から作動室３４側の圧力が所定圧力に到達すると、同図（Ｂ）に示したように、ダイヤフラム１５が反転する。このとき、軸２５の頭部は、ターミナル３６に直接、当接させることが好ましい。このように軸２５の頭部と、ターミナル３６とを接触させれば、ターミナル３６と軸２５との間に大きな接触圧力を確保することができる。
【００４４】
また、上記実施例では、第１の皿ばね１と軸２５とからなる作動部材３０を例示したが、作動部材は、このような構成に限定されない。例えば、弾性部材としての第１の皿ばね１に代えて、図５（Ａ）、（Ｂ）に示したようにコイルスプリング９０を採用することもできる。また、コイルスプリング９０ではなく、ベローズ、板ばねなどを採用することもできる。
【００４５】
図５に示したように、弾性部材としてコイルスプリング９０を採用する場合には、軸７５の頭部にバネ受け９１を配設し、このばね受け９１とターミナル３６とにコイルスプリング９０の端部を固定しておく。そして、同図（Ａ）のように、ダイヤフラム１５と軸７５とが離反した状態から、作動室３４内の圧力が所定圧力以上に増大すると、ダイヤフラム１５が反転し、図５（Ｂ）に示したように、軸７５とダイヤフラム１５とが接触される。これにより、ターミナル３６とダイヤフラム１５との間の導通が図られる。このように、弾性部材として、第１の皿ばね１に代えて、コイルスプリング９０を採用すれば、ダイヤフラム１５の反転力をコイルスプリング９０で吸収することになるので、ダイヤフラム１５への負担を少なくすることができる。
【００４６】
また、上記実施例では、第２の皿ばね２７をガイド部２０の下面に設けたが、この第２の皿ばね２７は、必須のものではない。
【００４７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る圧力スイッチによれば、複雑なスイッチ機構が不要になり、細かい寸法精度が要求されないので、コスト的に安価になるとともに、製品を全数測定しなくても、ボディアースとして信頼性を得ることができる。
【００４８】
また、ターミナルの軸線上に配置される部材により、導通を図ることができるので、構成を容易にすることができる。
【００４９】
さらに、作動部材として、第１の皿ばねと軸とから構成することにより、接触圧力を大きく確保することができるとともに、ボディアースの導通経路を確実に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施例により圧力スイッチがＯＦＦの状態を示す断面図である。
【図２】図２は、図１の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】図３は図１に示した圧力スイッチがＯＮになったときの電気の流れを示す部分断面図である。
【図４】図４（Ａ），（Ｂ）は、図１で採用された反転しないタイプの第１の皿ばねに代えて、反転するタイプの皿ばねを使用した本発明の他の実施例を示したもので、図４（Ａ）は第１の皿ばねが反転する前の状態を示す部分断面図で、図４（Ｂ）は皿ばねが反転した後の状態を示す部分断面図である。
【図５】図５（Ａ），（Ｂ）は、第１の皿ばねに代えて、コイルスプリングを使用した場合の本発明のさらに他の実施例を示したもので、図５（Ａ）はダイヤフラムが反転する前の状態を示す部分断面図で、図５（Ｂ）はダイヤフラムが反転した後の状態を示す部分断面図である。
【図６】図６は、従来の圧力スイッチがＯＦＦの状態を示す断面図である。
【図７】図７は、従来の圧力スイッチがＯＮになったときの断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　第１の皿ばね（弾性部材）
１２　　　　ボディ
１５　　　　ダイヤフラム
１６　　　　ダイヤフラム構造部材
２０　　　　ガイド部
２４　　　　開口
２５　　　　軸
２７　　　　第２の皿ばね
３０　　　　作動部材
３６　　　　ターミナル
５０　　　　皿ばね（弾性部材）
９０　　　　コイルスプリング（弾性部材）
【図１】
2004095531.tif 000003
【図２】
2004095531.tif 000004
【図３】
2004095531.tif 000005
【図４】
2004095531.tif 000006
【図５】
2004095531.tif 000007
【図６】
2004095531.tif 000008
【図７】
2004095531.tif 000009