JP2003139228A - 自動変速機のポジションセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポジションセンサの自動変速機ケースへの取
付け構造を簡素化するとともに、マニュアルシャフトの
軸荷重によるセンサハウジングの変形を防ぐ。 【解決手段】 自動変速機のレンジポジションを検出す
るポジションセンサ１は、自動変速機ケース２に支持さ
れるセンサハウジング１０と、該センサハウジングに回
転自在に収容配置され、マニュアルシャフト３に嵌合す
るセンサロータ１１と、自動変速機ケースに固定され、
センサハウジングを抜け止めする支持手段４０とを備え
る。センサロータは、センサハウジングから露出し、支
持手段に直接当接可能な荷重支持面１１ａを有し、セン
サハウジングと支持手段との間に、弾性負荷手段１２が
配置された。センサハウジングは弾性負荷手段により支
持手段を介して、締結手段なしで自動変速機ケースに定
置され、マニュアルシャフトの移動による軸荷重は、セ
ンサロータを経て支持手段に支持されるため、センサハ
ウジングや弾性負荷手段には作用しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動変速機のポジ
ションセンサに関し、特にポジションセンサの自動変速
機ケースへの取付け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機は、シフト装置により運転者
が選択するレンジの範囲内で電子制御ユニットと、それ
により制御される油圧制御装置の制御で変速を行なうも
のである。運転者によるレンジの選択は、油圧制御装置
に内蔵されるマニュアルバルブの機械的な切換えとして
油圧制御装置に反映され、それにより油圧制御装置の回
路内のライン圧油路がドライブレンジ油路又はリバース
レンジ油路に連通されて回路状態が変更される。このレ
ンジ切換えの情報を電子制御ユニットに伝達すべく、シ
フト装置とマニュアルバルブとを連結するリンク機構中
のマニュアルシャフトに、その機械的変位（通常は回転
変位）を電気信号に変換するポジションセンサが設けら
れている。

【０００３】このポジションセンサは、従来、多数の接
点の開閉の組合から自動変速機のレンジ位置を電子制御
ユニットの演算機能で割出す形式とされていたが、こう
した接点配列が広い面配置を占めることでポジションセ
ンサの小型化に限界を生じさせることから、近時、ポジ
ションセンサの小型化のために、マニュアルシャフトの
回転変位を直接検出することで、多くの接点配置を必要
としない非接触式のポジションセンサの使用が検討され
始めている。非接触式のポジションセンサは、磁石を検
出体とし、その変位による磁束変化をホール素子により
電気信号に変えて出力させる構成とされる。こうした非
接触式のポジションセンサには、複数のホール素子が出
力する信号をオンオフ信号として、従来の接触式ポジシ
ョンセンサと同様に、オンオフ信号の組合せからレンジ
位置を電子制御ユニットにより割出すデジタル方式のも
のと、単一のホール素子が出力する信号をアナログ信号
として信号値の大小から電子制御ユニットによりレンジ
位置を割出すアナログ方式のものとがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ポジション
センサは、前記のようにマニュアルシャフトの機械的変
位を検出すべく、センサロータをマニュアルシャフトに
嵌挿させて自動変速機ケースの外面に取付け配置され
る。こうしたことから、マニュアルシャフトが振動等で
軸方向に移動することがあると、その荷重は、センサロ
ータを介してセンサハウジングに伝達される。センサハ
ウジングは、一般に耐力部材である必要がないことか
ら、合成樹脂製とされ、強度的に弱いため、これにマニ
ュアルシャフトの軸荷重がかかると変形の恐れがある。

【０００５】また、ポジションセンサの検出素子は、セ
ンサロータの径方向に開いたスリットに入り込む形態で
センサハウジング側に配置されるため、センサロータの
軸方向移動により検出素子との干渉が生じないように、
センサロータはセンサハウジングに対する軸方向の移動
範囲を規制されなければならない。このことからも、マ
ニュアルシャフトに軸方向移動が生じたときに、その軸
荷重が移動を規制されるセンサロータを介してセンサハ
ウジングにかかり易くなる。

【０００６】本発明は、上記の事情に鑑み案出されたも
ので、センサロータの軸方向移動を規制しながら、マニ
ュアルシャフトの軸荷重がセンサハウジングに作用しな
い、ポジションセンサの自動変速機ケースへの取付け構
造を提供することを第１の目的とする。更に、本発明
は、簡易な取付け構造を採りながら、ポジションセンサ
を自動変速機ケースに確実に固定することを第２の目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、請求
項１に記載のように、自動変速機ケースに支持されるセ
ンサハウジングと、該センサハウジングに回転自在に収
容配置され、マニュアルシャフトに嵌合するセンサロー
タと、前記自動変速機ケースに固定され、センサハウジ
ングを支持する支持手段とを備え、マニュアルシャフト
の回転によるセンサロータの回転角から自動変速機のレ
ンジポジションを検出するポジションセンサにおいて、
前記センサロータは、支持手段に直接当接可能な荷重支
持面を有することを特徴とする構成により達成される。

【０００８】次に、第２の目的は、請求項２に記載のよ
うに、自動変速機ケースに支持されるセンサハウジング
と、該センサハウジングに回転自在に収容配置され、マ
ニュアルシャフトに嵌合するセンサロータと、前記自動
変速機ケースに固定され、センサハウジングを支持する
支持手段とを備え、マニュアルシャフトの回転によるセ
ンサロータの回転角から自動変速機のレンジポジション
を検出するポジションセンサにおいて、前記センサハウ
ジングと支持手段との間に、弾性負荷手段が配置された
ことを特徴とする構成により達成される。

【０００９】また、前記の荷重支持面を有する構成にお
いて、請求項３に記載のように、前記センサハウジング
と支持手段との間に、弾性負荷手段が配置された構成と
することもできる。

【００１０】前記いずれの構成を採る場合も、請求項４
に記載のように、前記支持手段は、ポジションセンサを
収容する電子制御ユニットのユニットケースとすること
ができる。

【００１１】また、前記の弾性負荷手段が配置された構
成において、請求項５に記載のように、前記弾性負荷手
段は、透磁性材料からなる板ばねで構成されるのが有効
である。

【００１２】前記いずれの構成を採る場合も、請求項６
に記載のように、前記センサハウジングは、回り止め手
段により支持手段に回り止めされた構成とすることがで
きる。

【００１３】

【発明の作用及び効果】本発明の請求項１に記載の構成
では、ポジションセンサのセンサロータにかかる軸荷重
が、センサロータの荷重支持面を介して、自動変速機ケ
ースに固定された支持手段に直接支持される。このた
め、センサハウジングにマニュアルシャフトの移動によ
る軸荷重が作用することがなく、センサハウジングの変
形が防止される。

【００１４】また、請求項２に記載の構成では、弾性負
荷手段による弾性力でセンサハウジングが支持手段を介
して自動変速機ケースに抜け止めされる。したがって、
センサハウジングに締結手段の支持面を構成するための
張出しを設けることなく、自動変速機ケースへの取付け
がなされ、ポジションセンサのコンパクト化が可能とな
る。しかも、センサハウジングの自動変速機ケースへの
支持が弾性支持となるため、振動による緩み等の心配も
なくなる。

【００１５】次に、請求項３に記載の構成では、ポジシ
ョンセンサのセンサロータにかかる軸荷重が、センサロ
ータの荷重支持面を介して、自動変速機ケースに固定さ
れた支持手段に直接支持される。このため、センサハウ
ジングにマニュアルシャフトの移動による軸荷重が作用
することがなく、センサハウジングの変形が防止され
る。また、これにより、弾性支持手段にマニュアルシャ
フトの移動による軸荷重が作用することがないため、小
さな弾性負荷でセンサハウジングの定置がなされる。ま
た、弾性負荷手段による弾性力でセンサハウジングが支
持手段を介して自動変速機ケースに抜け止めされる。し
たがって、センサハウジングに締結手段の支持面を構成
するための張出しを設けることなく、自動変速機ケース
への取付けがなされ、ポジションセンサのコンパクト化
が可能となる。しかも、センサハウジングの自動変速機
ケースへの支持が弾性支持となるため、振動による緩み
等の心配もなくなる。

【００１６】更に、請求項４に記載の構成では、ポジシ
ョンセンサを電子制御ユニットに内蔵させる形式とする
場合に、電子制御ユニットのユニットケースを支持手段
とすることで、格別の支持手段を必要としない取付け構
造の簡素化が可能となる。

【００１７】更に、請求項５に記載の構成では、弾性負
荷手段がその透磁性により磁気シールドとして機能す
る。したがって、磁気を用いたセンサにおいて懸念され
る外部磁界による検出精度への影響を防ぐことができ
る。

【００１８】更に、請求項６に記載の構成では、ポジシ
ョンセンサが回り止め手段を介して支持手段に回り止め
支持されると共に、弾性負荷手段により支持手段に位置
決め状態に抜け止めされる。したがって、支持手段を自
動変速機ケースに固定するのみの簡単な構成でポジショ
ンセンサを自動変速機に取付けすることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿い、本発明の実施
形態を説明する。図１は本発明を電子制御ユニットのユ
ニットケースにポジションセンサを内蔵させた形式で具
体化した場合の実施形態を模式断面で示す。図に示すよ
うに、ポジションセンサ１は、自動変速機ケース２に支
持されるセンサハウジング１０と、センサハウジング１
０に回転自在に収容配置され、マニュアルシャフト３に
嵌合するセンサロータ１１と、自動変速機ケース２に固
定され、センサハウジング１０を抜け止めする支持手段
４０とを備え、マニュアルシャフト３の回転によるセン
サロータ１１の回転角から自動変速機のレンジポジショ
ンを検出する構成とされている。

【００２０】本発明の特徴に従い、センサロータ１１
は、センサハウジング１０から露出し、支持手段４０に
直接当接可能な荷重支持面１１ａを有する。また、セン
サハウジング１０と支持手段４０との間に、弾性負荷手
段１２が配置されている。

【００２１】次に、この実施形態のより具体的な構成
を、図２の分解斜視断面図を併せ参照して説明する。ポ
ジションセンサ１は、磁石を検出体（図示せず）として
内蔵するセンサロータ１１と、ホール素子をピックアッ
プとする検出素子１３と、検出素子１３が固定され、そ
の給電及び信号処理を行なう回路基板１４とで構成さ
れ、回路基板１４は、センサハウジング１０に固定支持
されている。

【００２２】センサロータ１１は、中心にマニュアルシ
ャフト３を挿通させる段付軸孔１１ｂを有する短円筒状
とされ、その上端面（以下、図面上の位置関係に合わせ
て上下関係を表すが、この表現は、自動変速機に対する
ポジションセンサの取付け状態の姿勢を限定するもので
はない。）が前記荷重支持面１１ａとされている。セン
サロータ１１には、その下端面から段付軸孔１１ｂの大
径側を囲んで自動変速機ケース２方向に延びる軸方向鍔
部１１ｃと、上端面から段付軸孔１１ｂの小径側を囲ん
で反対方向に延びる軸方向鍔部１１ｄと、周面の一部か
ら径方向に張出す径方向鍔部１１ｅを有する。この径方
向鍔部１１ｅは、センサロータ１１の軸線と直交する方
向に延びるスリット１１ｆを形成されている。そして、
検出体は、スリット１１ｆの上面側に配置されている。

【００２３】センサハウジング１０は、センサロータ１
１の両軸方向鍔部１１ｃ，１１ｄを径方向の遊隙を保っ
て挿通させる中心開口を有する底壁１０ａと上壁１０ｂ
が、センサロータ１１の上下端面を覆い、周壁１１ｃが
センサロータ１１の外周を囲む概ね円筒状の筐体とされ
（実際の形状ぬついては、図２参照）、その周面の一部
から矩形状に張出して回路基板１４の支持部１０ｄが形
成されている。支持部１０ｄは、センサロータ１１の前
記スリット１１ｆと実質上整合する軸方向位置に、回路
基板１４を片持ち支持する。検出素子１３は、スリット
１１ｆ内に先端側が入り込む状態でセンサハウジング１
０に基端側を固定された回路基板１４の上面に配置さ
れ、検出体と同様の径方向位置（概ねセンサロータ１１
の外径に相当する位置）で対向する位置関係とされてい
る。図２に示すように、センサハウジング１０の底壁１
０ａには、支持手段４０に形成された一対の穴４０ａ，
４０ａに嵌合する一対の円筒状の突起１０ｅ，１０ｅが
設けられている。また、センサハウジング１０の上壁１
０ｂには、前記弾性負荷手段１２の周り止めと位置決め
のための同様の一対の突起１０ｆ，１０ｆ（一方は、軸
方向鍔部１１ｄの裏側に隠れている）が形成されてい
る。

【００２４】支持手段４０は、この形態では、自動変速
機を制御する変速機制御モジュールを組込んだ電子制御
ユニット（ＥＣＵ）４のユニットケースで構成されてい
る。ユニットケース４０は、変速機制御モジュールを組
込んだユニットケース本体４０Ａと、その開口を覆うカ
バー４０Ｂとで構成されている。ユニットケース本体４
０Ａには、マニュアルシャフト３を挿通させ、センサロ
ータ１１の軸方向鍔部１１ｃを嵌め込む孔が形成され、
カバー４０Ｂには、センサロータ１１の軸方向鍔部１１
ｄを挿通させる孔が形成されている。これらの孔に両鍔
部１１ｃ，１１ｄを挿通又は嵌合されたセンサロータ１
１は、鍔部外周と孔の内周との間に配置された弾性シー
ル部材４１，４１を介してユニットケース４０に回転自
在に支持されている。また、ユニットケース本体４０Ａ
の底壁には、前記センサハウジング１０の回り止め突起
１０ｅ，１０ｅを嵌め込む一対の穴４０ａ，４０ａが形
成されている。

【００２５】ユニットケース本体４０Ａの自動変速機ケ
ース２への固定は、マニュアルシャフト３に対してユニ
ットケース４０の孔を心出しして、図示しないボルト等
の適宜の締結手段による締結でなされ、これによりマニ
ュアルシャフト３に緊密に嵌合されるセンサロータ１１
も、ユニットケース４０に対して心出しされる。したが
って、前記の突起１０ｅ，１０ｅの穴４０ａ，４０ａへ
の嵌め込みでユニットケース本体４０Ａに回り止めさ
れ、それにより径方向位置決めされたセンサハウジング
１０とセンサロータ１１の心合わせも自ずとなされる。

【００２６】前記のように、センサハウジング１０とユ
ニットケースのカバー４０Ｂとの間には、弾性負荷手段
１２が配置されている。この形態では、弾性負荷手段１
２はセンサハウジング１０の上端面の形状と概ね符合す
る外形形状の透磁性材料、例えば鉄系金属製の環状板ば
ねで構成されている。板ばね１２は、図３に拡大して詳
細を示すように、周方向に略等間隔で複数形成された舌
片状の切り起こし部１２ａを備えており、これらの切り
起こし部１２ａが基体部１２ｂにつながる部分を支点と
するカンチレバーとして、センサハウジング１０とユニ
ットケースのカバー４０Ｂとの間への圧縮状態での介装
により、ばね弾性を発揮する構成とされている。また、
板ばね１２の基体部１２ｂには、センサハウジング１０
の上壁１０ｂに形成された一対の突起１０ｆ，１０ｆに
整合する一対の孔１２ｃ，１２ｃが形成されている。し
たがって、板ばね１２は、センサハウジング１０の突起
１０ｆ，１０ｆにこれらの孔１２ｃ，１２ｃを嵌め合わ
せることで回り止め及び位置決めされている。

【００２７】こうした取付け構造用いて自動変速機ケー
スに取付けられたポジションセンサは、マニュアルシャ
フト３の回転に応じたセンサ出力を変速機制御モジュー
ルにポジション割出しのための信号として出力すること
になる。ところで、前記のように、センサロータ１１
は、マニュアルシャフト３に緊密に嵌合されるため、車
両の振動等によりマニュアルシャフト３の軸方向移動が
生じたときに、それにつれて軸方向に移動する。したが
って、マニュアルシャフト３が自動変速機ケース２から
抜け出す方向に軸方向移動した場合、センサロータ１１
は、ユニットケースのカバー４０Ｂ側に移動する。この
移動が所定量（センサロータ１１のスリットが回路基板
と干渉するのを防ぎ得る移動量として定まる）に達する
と、抜け出し移動の限界を図４に示すように、センサロ
ータ１１の荷重支持面１１ａがユニットケースのカバー
４０Ｂに当接することで、マニュアルシャフト３の軸荷
重が支持される。したがって、強度的に弱いセンサハウ
ジング１０の上壁１０ｂにこの荷重が作用することはな
い。また、マニュアルシャフト３が自動変速機ケース２
に入り込む方向に軸方向移動した場合、センサロータ１
１は、ユニットケース本体４０Ａ側に移動する。この移
動が所定量（センサロータ１１の検出体としての磁石が
回路基板１４の検出素子１３と干渉するのを防ぎ得る移
動量として定まる）に達すると、図１に示すように、セ
ンサロータ１１の下端面がセンサハウジング１０の底壁
１０ａに当接することでマニュアルシャフト３の軸荷重
が支持される。この場合、センサハウジング１０にこの
荷重が作用することになるが、センサハウジング１０は
その全底面でユニットケース本体４０Ａに当接支持され
ているため、変形の恐れはない。

【００２８】以上詳述したように、この実施形態によれ
ば、ポジションセンサ１のセンサロータ１１にかかる軸
荷重が、センサロータ１１の荷重支持面１１ａを介し
て、自動変速機ケース２に固定された支持手段としての
ユニットケース４０に直接支持される。このため、セン
サハウジング１０にマニュアルシャフト３の移動による
軸荷重が作用することがなく、センサハウジング１０の
変形が防止される。

【００２９】また、前記のように軸荷重の支持がセンサ
ロータ１１とユニットケースとの直接当接によりなさ
れ、センサハウジング１０をユニットケース４０に定置
させる弾性負荷手段１２は、単に振動等の外力によるユ
ニットケース４０のずれを防ぐ機能を果たせばよいた
め、弱いばね弾性の負荷手段とすることができる。しか
もこの弾性負荷手段１２は、センサハウジング１０とユ
ニットケース４０の間に配置されてセンサハウジング１
０の抜け止めを行なうため、同じくセンサハウジング１
０とユニットケース４０の間で突起と穴の嵌め合いによ
り回り止めする回り止め手段と共に、ポジションセンサ
１の軸方向形状の範囲内で、ポジションセンサ１をユニ
ットケース４０に不動に定置させる機能を果たす。した
がって、ポジションセンサ１をユニットケース４０に止
めねじ等の締結手段で固定する構造に比べて、締結のた
めの余分な張出し部をポジションセンサ１に設ける必要
がなく、ユニットケース４０におけるポジションセンサ
１の配設スペースを削減することができ、しかも締結作
業を必要としないため、組込み工数の削減も可能とな
る。

【００３０】以上、本発明を特定の実施形態に基づき詳
説したが、本発明はこの実施形態に限るものではなく、
特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々に具体的構
成を変更して実施することができる。例えば、弾性負荷
手段は、例示の形態では、それ自体に透磁性を持たせる
べく金属ばねとしたが、ゴム等の弾性体で構成すること
ができる。また、当然ながら、回り止め手段を構成する
突起と孔の配設部材は、例示の形態とは逆の部材とする
こともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るポジションセンサの自
動変速機ケースへの取付け状態を示す模式断面図であ
る。

【図２】実施形態のポジションセンサと支持手段の関係
を示す分解斜視断面図である。

【図３】実施形態のポジションセンサと弾性負荷手段の
関係を詳細に示す分解斜視図である。

【図４】実施形態のポジションセンサの軸荷重負荷時の
状態を示す図１と同様の模式断面図である。

【符号の説明】

１ ポジションセンサ １０ センサハウジング １１ センサロータ １１ａ 荷重支持面 １０ｅ 突起（回り止め手段） １２ 板ばね（弾性負荷手段） ２ 自動変速機ケース ３ マニュアルシャフト ４ 電子制御ユニット ４０ ユニットケース（支持手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動変速機ケースに支持されるセンサハ
   ウジングと、 該センサハウジングに回転自在に収容配置され、マニュ
   アルシャフトに嵌合するセンサロータと、 前記自動変速機ケースに固定され、センサハウジングを
   支持する支持手段とを備え、 マニュアルシャフトの回転によるセンサロータの回転角
   から自動変速機のレンジポジションを検出するポジショ
   ンセンサにおいて、 前記センサロータは、支持手段に直接当接可能な荷重支
   持面を有することを特徴とする自動変速機のポジション
   センサ。
2. 【請求項２】 自動変速機ケースに支持されるセンサハ
   ウジングと、 該センサハウジングに回転自在に収容配置され、マニュ
   アルシャフトに嵌合するセンサロータと、 前記自動変速機ケースに固定され、センサハウジングを
   支持する支持手段とを備え、 マニュアルシャフトの回転によるセンサロータの回転角
   から自動変速機のレンジポジションを検出するポジショ
   ンセンサにおいて、 前記センサハウジングと支持手段との間に、弾性負荷手
   段が配置されたことを特徴とする自動変速機のポジショ
   ンセンサ。
3. 【請求項３】 前記センサハウジングと支持手段との間
   に、弾性負荷手段が配置された、請求項１記載の自動変
   速機のポジションセンサ。
4. 【請求項４】 前記支持手段は、ポジションセンサを収
   容する電子制御ユニットのユニットケースである、請求
   項１、２又は３記載の自動変速機のポジションセンサ。
5. 【請求項５】 前記弾性負荷手段は、透磁性材料からな
   る板ばねで構成される、請求項２、３又は４記載の自動
   変速機のポジションセンサ。
6. 【請求項６】 前記センサハウジングは、回り止め手段
   により支持手段に回り止めされた、請求項１〜５のいず
   れか１項記載の自動変速機のポジションセンサ。