JP2012048943A

JP2012048943A - 自動車制振装置、及びセンサ内蔵コネクタ

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Publication number: JP2012048943A
Application number: JP2010189378A
Authority: JP
Inventors: Takenori Motoi; 武典本居; Hiroshi Nakagawa; 洋中川; Takayoshi Fujii; 隆良藤井; Takashi Onoue; 孝志尾上; Hideaki Moriya; 英朗守屋
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2012-03-08

Abstract

【課題】
自動車制振装置において参照点と制振力印加点とを同一にした場合に、加速度センサ側のコネクタをなくすことにより、最少スペースに二つの機器、及び各ハーネスを集中配置可能にすることである。
【解決手段】
自動車の車体８１における制振したい位置である参照点Ｐ₁と、前記車体８１における制振力を発生させる位置である制振力印加点Ｐ₂とを同一にすべく、アクチュエータＡと加速度センサＳ₁とが前記車体８１の同一位置、又は同一とみなされる位置に配置され、前記アクチュエータＡの電源線３４のコネクタプラグＧが接続される当該アクチュエータＡに備え付けのコネクタＣ₁の内部に前記加速度センサＳ₁が封入されて、当該加速度センサＳ₁の電源線類の先端部は、前記コネクタＣ₁内のセンサ制御端子Ｔｓを介して加速度センサＳ₁の基板３１に接続される構成とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動車の車体の振動に対して相殺関係を有する制振振動を発生させて、当該車体の振動を制振するための自動車制振装置、及びセンサ内蔵コネクタに関するものである。

自動車制振装置は、特許文献１にも開示されているように、自動車の車体における制振したい位置である参照点に取付けられて、当該参照点における振動加速度を検出する加速度センサと、前記車体における制振力を発生させる位置である制振力印加点に取付けられて、自動車から発生する振動に対して相殺関係を有する制振振動を発生させるアクチュエータと、前記加速度センサの検出信号に基づいた制振振動を前記アクチュエータに発生させるべく、当該アクチュエータをコントロールするコントローラーとを備えた装置であって、制振力印加点の配置とは無関係に、参照点の制振を効果的に行える装置である。

アクチュエータとしては、振動子を往復直線運動させる構成のものが多用され、代表的には、レシプロモータが挙げられる。そして、基本的な制振原理は、参照点に取付けられた加速度センサにより、当該参照点における自動車のエンジンの作動が原因の発生振動の周波数、位相、振幅を測定して、前記アクチュエータから、自動車の振動の位相が１８０°異なるように反転させ、しかも自動車の振動の振幅に対応する振幅の制振振動を発生させ、当該制振振動と自動車の発生振動とを相殺させて制振している。

例えば、図１０に示される例では、車体８１における振動発生源であるエンジンＥの近傍（制振力印加点）にアクチュエータＡが取付けられると共に、運転席の近傍（参照点）に加速度センサＳ’が取付けられて、当該アクチュエータＡ及び加速度センサＳ’は、それぞれ電源線８２及び電源線、信号線等を纏めたワイヤーハーネス８３によってコントローラＫに接続されている。このように、参照点（加速度センサＳ’が取付けられた位置）Ｐ₁と制振力印加点（アクチュエータＡが取付けられた位置）Ｐ₂とが離れている場合には、アクチュエータＡと加速度センサＳ’とは、それぞれコントローラＫに対して異なる部分に配線された個別の電源線８２及びワイヤーハーネス８３並びに個別のコネクタ（図示せず）によってそれぞれ接続されている。

一方、車体に対する配置スペース等の観点から、参照点と制振力印加点とを同一にしたい場合、即ち、アクチュエータと加速度センサとを車体の同一場所に設置したい場合においても、当該アクチュエータ及び加速度センサをコントローラに対してそれぞれ電源線、及びワイヤーハーネス、並びに各コネクタによって個別に接続しようとすると、ハーネス及びコネクタの配置位置が同一又は近接しているために、大きな配置スペースを無駄に取ってしまう。また、設置場所が狭隘な場合において、個別にコネクタ接続を行うと、アクチュエータと加速度センサとを纏めて同一場所に配置できない場合がある。

特開２００９−２７５８２２号公報

本発明は、自動車制振装置において参照点と制振力印加点とを同一にした場合に、アクチュエータ側のコネクタを加速度センサのコネクタと共用させることにより、加速度センサ側のコネクタをなくして、最少スペースに二つの機器、及び各ハーネスを集中配置可能にすることを課題としている。

上記課題を解決するための請求項１の発明は、自動車の車体における制振したい位置である参照点に取付けられて、当該参照点における振動加速度を検出する加速度センサと、前記車体における制振力を発生させる位置である制振力印加点に取付けられて、当該自動車から発生する振動に対して相殺関係を有する制振振動を発生させるアクチュエータと、当該アクチュエータの電源線を中継接続するコネクタと、前記加速度センサの検出信号に基づいた制振振動を前記アクチュエータに発生させるべく、当該アクチュエータをコントロールするコントローラーとを備えた自動車制振装置であって、自動車制振制御において、前記アクチュエータと加速度センサとが前記車体の同一又は同一とみなされる位置に配置され、前記コネクタの内部に前記加速度センサが封入されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、アクチュエータの電源線を中継接続するコネクタの内部に加速度センサが封入されることにより、発生振動の加速度を検出する加速度センサと、制振力を生起させるアクチュエータとを同一位置、又は同一とみなされる位置に配置させられて、参照点と制振力印加点とを同一位置又は同一とみなされる位置に配置可能となる。ここで、加速度センサとアクチュエータとが「同一位置」とは、当該アクチュエータのフレームにおける可動子の往復直線移動方向の直上に加速度センサが取付けられる場合が典型例であって、車体の振動発生点に加速度センサが配置される例であり、加速度センサとアクチュエータとが「同一とみなされる位置」とは、フレームにおける前記可動子の直上以下の部分に加速度センサが取付けられたり、或いは加速度センサとアクチュエータとの配置において、他の部材との干渉等の問題で、アクチュエータのフレームに加速度センサを直接に取付けられない場合において、当該アクチュエータのフレームの近傍の車体に前記コネクタが取付けられて、当該アクチュエータの近傍に加速度センサが取付けられる場合である。このように、アクチュエータに取付けられるコネクタの内部に加速度センサが封入されることにより、参照点と制振力印加点とを同一位置或いは同一とみなされる位置に配置させてあるので、以下の作用効果が奏される。

即ち、アクチュエータのコネクタの内部に加速度センサが封入されていて、当該加速度センサの基板とコントローラとを接続する電源線、信号検出線、コントロール線及びグランド線から成る電源線類は、アクチュエータのコネクタ内に配置されたセンサ制御端子を介して加速度センサの基板に接続される。よって、アクチュエータ側のコネクタを加速度センサのコネクタと共用させることにより、加速度センサ側のコネクタが不要となって、アクチュエータ及び加速度センサの二つの機器に必要なコネクタの数は、一つで済む。

このように、アクチュエータ及び加速度センサの全体として、コネクタの数が一つで済むため、二つの機器に必要なコネクタ数の削減によって、自動車の車体におけるアクチュエータ及び加速度センサの占有スペースを少なくできて、全体として小型化されると共に、コネクタ数の削減により、コネクタの接続及びその解除に係る管理が容易となる。また、コネクタ数の削減により、当該コネクタに係る不具合の発生の減少、及びその管理の容易化によって、自動車制振装置に対する信頼性が高まる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の自動車制振装置で使用される前記アクチュエータのコネクタであって、当該コネクタの内部に前記加速度センサが封入されて、当該加速度センサの電源線類は、前記コネクタ内に設けられたセンサ電源端子を介して加速度センサの基板に接続されていることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１の発明を「アクチュエータのコネクタ」の面から把握して表現したものであって、その作用効果は、請求項１の発明の上記作用効果に加えて、前記コネクタ内に設けられたセンサ電源端子を介して加速度センサの基板に接続されているために、アクチュエータの電源線と加速度センサのワイヤーハーネスとを近接させられて、異なる２種類の配線を集中配置させることが可能となる。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、コネクタ本体に対する加速度センサの基板の配置方向は、振動加速度に対する応答方向であることを特徴としている。

請求項３の発明によれば、加速度センサの応答方向が１つの場合には、当該応答方向と加速度センサの基板の配置方向とが一致しており、加速度センサの応答方向が複数の場合には、そのうちの一つの応答方向と加速度センサの基板の配置方向とが一致している。このため、加速度センサによる自動車の車体の振動の検出精度が高められる結果、加速度センサの検出信号に基づいて作動されるアクチュエータによる制振効果が高められる。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、コネクタ本体には、上面が閉塞されて下面が開口された基板封入部が一体に設けられ、当該基板封入部に、前記加速度センサの基板が水平に配置されていることを特徴としている。

請求項４の発明によれば、アクチュエータのコネクタ本体に一体に設けられた基板封入部の配置構造からして、長期間の使用によっても基板封入部に水が溜まらなくなるので、水に対して加速度センサの基板が保護される。

本発明によれば、アクチュエータ側のコネクタを加速度センサのコネクタと共用させることにより、加速度センサ側のコネクタが不要となって、アクチュエータ及び加速度センサの二つの機器に必要なコネクタの数は、一つで済む。このため、アクチュエータ及び加速度センサの全体として、コネクタの数が一つで済むため、二つの機器に必要なコネクタ数の削減によって、自動車の車体におけるアクチュエータ及び加速度センサの占有スペースを少なくできて、全体として小型化されると共に、コネクタ数の削減により、コネクタの接続及びその解除に係る管理が容易となる。また、コネクタ数の削減により、当該コネクタに係る不具合の発生の減少、及びその管理の容易化によって、自動車制振装置に対する信頼性が高まる。

実施例１のアクチュエータＡのコネクタＣ₁の斜視図である。同じく正面図である。同じく側面断面図（図２のＸ−Ｘ線断面図）である。同じく平面図である。アクチュエータユニット（アクチュエータＡにコネクタＣ₁が取付けられた状態）の一部を破断した側面図である。コネクタＣ₁とコネクタプラグＧとの接続関係を示す図である。実施例２のコネクタＣ₂の側面断面図である。実施例３のコネクタＣ₃の側面断面図である。実施例４のコネクタＣ₄の側面断面図である。自動車の制振装置の模式図である。

本発明は、参照点と制振力印加点とを同一にして、アクチュエータＡのコネクタＣ₁の内部に加速度センサＳ₁（Ｓ₂）を一体に封入することにより、当該加速度センサＳ₁（Ｓ₂）のコネクタを不要したことを要旨としている。このため、アクチュエータＡのコネクタＣ₁の構造を、当該アクチュエータＡの電源線３４及び加速度センサＳ₁（Ｓ₂）のワイヤーハーネス３３の配線との関係において、以下、複数の実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。

実施例１は、図１〜図６に示されるように、アクチュエータＡのコネクタＣ₁の内部に加速度センサＳ₁の基板３１を垂直に配置した例である。図１は、実施例１のアクチュエータＡのコネクタＣ₁の斜視図であり、図２〜図４は、それぞれ正面図、側面断面図（図２のＸ−Ｘ線断面図）及び平面図であり、図５、アクチュエータＡにコネクタＣ₁が取付けられた状態の一部を破断した側面図であり、図６は、コネクタＣ₁とコネクタプラグＧとの接続関係を示す図である。

また、図５に示されるように、制振振動を生起させるアクチュエータＡのフレーム５１は、複数本のボルト５2 を介して車体８１に固定され、当該フレーム５１の上面開口を閉塞する蓋体５３の取付け孔５４にコネクタＣ₁の嵌入部２が嵌入されて、当該アクチュエータＡの蓋体５３に複数本のボルト４３を介してコネクタＣ₁が取付けられる。この取付状態において、コネクタＣ₁のアクチュエータ電源端子Ｔａは、当該アクチュエータＡの導通部５５に接続されて、給電可能となる。

アクチュエータＡのコネクタＣ₁は、当該アクチュエータＡの電源線３４を中継接続する電気機器であって、樹脂の射出成形により形成されて、一端が開口されていて、Ｌ字状に折り曲げられたアクチュエータ電源端子Ｔａの水平部が内部に配置される方形筒状のコネクタ本体部１と、下端面が開口するように当該コネクタ本体部１と一体に形成されて、前記アクチュエータＡのフレーム５１に設けられた取付け孔５４に挿入される円筒状の嵌入部２と、前記コネクタ本体部１の背面側に一体に形成されて、加速度センサＳ₁の基板３１を封入配置させるための基板封入部３と、前記嵌入部２と当該基板封入部３との間であって、前記コネクタ本体部１の両側に一体に設けられた固定板部４とを備えている。

また、基板封入部３は、背面視で方形状をなしていて、コネクタ本体部１の開口と反対側である背面側に開口されている。コネクタ本体部１と基板封入部３の上面は、同一面となっていて、コネクタ本体部１と固定板部４との間には、所定の隙間が形成されているが、基板封入部３と固定板部４とは一体に形成されている。このため、コネクタ本体部１と基板封入部３は、いずれも横辺の長さが同一の長方形状であるが、コネクタ本体部１の細長比は、基板封入部３の細長比よりも大きい。また、円筒状の嵌入部２の外周には、アクチュエータＡのフレーム５１の取付け孔５４に挿入した状態で、当該フレーム５１の外部との水密を保持させるためのＯリング５が嵌め込まれている。なお、図１〜図４において、６は、コネクタプラグＧの抜け止め防止のためのフック部を示し、７は、コネクタＣ₁を成形する樹脂の量を減じるための溝を示す。

また、アクチュエータＡを駆動させるための電源線３４が接続される端子である２本のアクチュエータ電源端子Ｔａは、Ｌ字状に折り曲げられていて、その両端部がそれぞれコネクタ本体部１及び嵌入部２の内部に露出するように、当該コネクタ本体部１及び基板封入部３に共通の底板部８に埋設されている。アクチュエータ電源端子Ｔａにおけるコネクタ本体部１の内部に露出した部分は、当該コネクタ本体部１の高さ方向の中央部よりも嵌入部２の側に僅かに偏って配置されており、アクチュエータ電源端子Ｔａにおける嵌入部２の内部に露出した部分は、その下端の開口から僅かに突出している。

また、加速度センサＳ₁は、基板３１の表面に特定の方向の加速度を検出可能な種々のセンサ素子３２が実装されたものである。コネクタＣ₁の基板封入部３には、加速度センサＳ₁の基板３１が垂直に配置されて、周囲に充填されたエポキシ樹脂１１内に埋設された状態となって封入されている。この加速度センサＳ₁の基板３１は、当該基板３１に実装されたセンサ素子３２の加速度の応答方向が基板３１の面に対して平行な方向を含むものである。具体的には、センサ素子３２の加速度の応答方向が垂直方向のみの場合、及び垂直方向と前記基板３１に平行な水平方向との２方向である場合とがある。また、加速度センサＳ₁の基板３１とコントローラＫとは、４本の線で接続されていて、当該４本の線の端子であるセンサ制御端子Ｔｓは同数で構成されて、先端部がコネクタ本体部１の内部に露出されて、コネクタＣ₁の底板部８を貫通して、他端部は、基板３１に接続されている。前記した「４本の線」とは、基板３１に対して電源を供給する電源線、基板３１により検出された加速度に係る信号をコントローラＫに送る信号検出線、例えば加速度センサＳ₁のテストのための信号をコントローラＫから当該加速度センサＳ₁に送るコントロール線及び接地に係るグランド線から成る。

また、図６に示されように、上記した「４本の線」は、束ねられてワイヤーハーネス３３となっていて、その一端部（先端部）には、アクチュエータＡのコネクタＣ₁に差し込まれるコネクタプラグＧが連結されていて、その他端部は、コントローラプラグ（図示せず）を介してコントローラＫに接続されている。また、当該コネクタプラグＧには、加速度センサＳ₁の基板３１に接続される上記した「４本の線（弱電線）」の他に、アクチュエータＡに給電を行う電源線（強電線）３４が連結されている。即ち、コネクタＣ₁が２種類の端子Ｔａ，Ｔｓを備えているのに対応して、当該コネクタＣ₁に接続されるコネクタプラグＧには、それぞれ２種類の端子Ｔａ，Ｔｓに接続される前記した「４本の線」及び電源線３４が連結されている。

また、コネクタＣ₁は、図２に示されるように、アクチュエータＡのフレーム５１に２本のボルト４３を介して固定される。即ち、コネクタＣ₁の嵌入部２を前記フレーム５１の取付け孔５４に挿入した状態で、コネクタＣ₁の固定板部４の両端部に設けられた各ボルト孔４ａに挿通した各ボルト４３により、当該コネクタＣ₁は、アクチュエータＡのフレーム５１に固定される。コネクタＣ₁の嵌入部２を前記フレーム５１の取付け孔５４に挿入すると、当該コネクタＣ₁のアクチュエータ電源端子Ｔａは、当該アクチュエータＡの側の接続部（図示せず）に接続されて、アクチュエータ電源が供給可能となる。

そして、図６に示されるように、アクチュエータＡのフレーム５１に接続されたコネクタＣ₁のコネクタ本体部１に対して、加速度センサＳ₁のワイヤーハーネス３３及びアクチュエータＡの電源線３４の各先端部に連結されたコネクタプラグＧを差し込むと、アクチュエータＡに対して給電可能となると共に、加速度センサＳ₁の基板３１とコントローラＫとが接続される。このように、アクチュエータＡのコネクタＣ₁の内部に加速度センサＳ₁の基板３１が一体に封入されていて、当該コネクタＣ₁に対してコネクタプラグＧを差し込むのみで、アクチュエータＡに給電可能となると共に、加速度センサＳ₁の基板３１とコントローラＫとが接続されて、自動車の車体における参照点Ｐ₁で発生する振動の加速度の検出が可能となる。

上記構成により、自動車の車体における振動加速度を検出する参照点Ｐ₁と、当該参照点Ｐ₁に発生する振動を制振させるべく、アクチュエータＡを設置する制振力印加点Ｐ₂とを同一点にして、加速度センサＳ₁のコネクタをなくして、アクチュエータＡ及び加速度センサＳ₁の二つの機器に必要なコネクタの数を一つにできる。この結果、アクチュエータＡ及び加速度センサＳ₁のコネクタの接続及びその解除に係る管理が容易となると共に、二つの機器のコネクタ数が一つになることにより、当該コネクタに係る不具合の発生の減少、及びその管理の容易化によって、自動車制振装置に対する信頼性が高まる。

実施例２のコネクタＣ₂は、図７に示されるように、当該コネクタＣ₂に封入される加速度センサＳ₂の応答方向が、基板３５に対するセンサ素子３６の実装方向、即ち、封入状態の基板３５に対して垂直な方向（重力方向）を有している例である。このため、コネクタＣ₂に一体に設けられる基板封入部３’は、開口が上面を向いた状態で水平に配置され、当該基板封入部３’に基板３５が封入される。このため、センサ制御端子Ｔ'sは、底板部８’の部分で直角に折り曲げられて、コネクタ本体部１よりも上方に配置された基板３５に接続されている。基板封入部３’の開口を上部に設けることにより、センサ実装が楽になり、従って、製作時の作り込みが楽になることから、実装（工数、コスト）を削減できる。なお、実施例１のコネクタＣ₁と同一又は同等部分には、重複説明を避けるために、同一符号又は同一符号に対して（’）を付して図示のみ行う。

実施例３のコネクタＣ₃は、図８に示されるように、加速度センサＳ₂の応答方向は、実施例２のコネクタＣ₂と同一であるが、当該加速度センサＳ₂の基板３５を封入する基板封入部３”の開口が下方を向いている点、及び当該構成に対応して、センサ制御端子Ｔ”ｓが下方に直角に折り曲げられている点が、前記コネクタＣ₂と異なるのみである。このように、基板封入部３”は、上面側が当該基板封入部３”の底板部９で覆われて、開口が下方を向いているために、長期間の使用によっても、当該基板封入部３”に水が浸入することがなくて、実施例２に比較して、実装は若干難しくなるが、加速度センサＳ₂の基板３５が保護される利点がある。なお、実施例１のコネクタＣ₁と同一又は同等部分には、重複説明を避けるために、同一符号又は同一符号に対して（”）を付して図示のみ行う。

実施例４のコネクタＣ₄は、図９に示されるように、実施例３のコネクタＣ₃に対して垂直上方からコネクタプラグＧの差込みが可能なように、コネクタ本体部１''' を上方に向けて垂直配置させた点が異なるのみである。この構成により、二つの各端子Ｔ''' ａ, Ｔ''' ｓは、いずれも折り曲げられることなく、垂直に配置される。なお、実施例１のコネクタＣ₁と同一又は同等部分には、重複説明を避けるために、同一符号又は同一符号に対して（''')を付して図示のみ行う。

また、上記各実施例１〜４のコネクタＣ₁〜Ｃ₄は、いずれもアクチュエータＡに対して別体構造であるが、アクチュエータＡと一体となっているコネクタに対しても適用可能である。

また、上記各実施例１〜４のコネクタＣ₁〜Ｃ₄は、いずれもアクチュエータＡの蓋体５３に対して取付けられる構成であるが、当該コネクタは、自動車の車体８１における配置の関係からして、当該車体８１におけるアクチュエータＡの近傍に取付けられることも想定される。この場合には、車体８１に取付けられたコネクタとアクチュエータＡとは、電源線であるワイヤーで接続される。

更に、実施例１〜４において、コネクタ本体部と基板封入部との種々の配置関係を示したが、コネクタに対するコネクタプラグの差込み方向と、振動加速度に対するセンサの基板の応答方向との関係において、コネクタ本体部と基板封入部との配置関係は、上記実施例１〜４に限定されず、種々考えられる。

Ａ：アクチュエータ
Ｃ₁〜Ｃ₄：コネクタ
Ｇ：コネクタプラグ
Ｋ：コントローラ
Ｐ₁：参照点
Ｐ₂：制振力印加点
Ｓ₁，Ｓ₂：加速度センサ
Ｔａ，Ｔ''' ａ：アクチュエータ電源端子
Ｔs,Ｔ's, Ｔ''s,Ｔ'''s：センサ制御端子
１，１''' ：コネクタ本体部
２，２',２'', ２''' ：嵌入部
３，３',３'', ３''' ：基板封入部
３１，３５：基板
３３：加速度センサのワイヤーハーネス
３４：アクチュエータの電源線

Claims

自動車の車体における制振したい位置である参照点に取付けられて、当該参照点における振動加速度を検出する加速度センサと、前記車体における制振力を発生させる位置である制振力印加点に取付けられて、当該自動車から発生する振動に対して相殺関係を有する制振振動を発生させるアクチュエータと、当該アクチュエータの電源線を中継接続するコネクタと、前記加速度センサの検出信号に基づいた制振振動を前記アクチュエータに発生させるべく、当該アクチュエータをコントロールするコントローラーとを備えた自動車制振装置であって、
自動車制振制御において、前記アクチュエータと加速度センサとが前記車体の同一又は同一とみなされる位置に配置され、
前記コネクタの内部に前記加速度センサが封入されていることを特徴とする自動車制振装置。
請求項１に記載の自動車制振装置で使用される前記アクチュエータのコネクタであって、
当該コネクタの内部に前記加速度センサが封入されて、当該加速度センサの電源線類は、前記コネクタ内に設けられたセンサ電源端子を介して加速度センサの基板に接続されていることを特徴とするセンサ内蔵コネクタ。
コネクタ本体に対する加速度センサの基板の配置方向は、振動加速度の応答方向であることを特徴とする請求項２に記載のセンサ内蔵コネクタ。
コネクタ本体には、上面が閉塞されて下面が開口された基板封入部が一体に設けられ、当該基板封入部に、前記加速度センサの基板が水平に配置されていることを特徴とする請求項３に記載のセンサ内蔵コネクタ。