JP4507512B2 - センサ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、変速機、例えば、有段の自動変速機、無段の自動変速機（ＣＶＴ）等の自動変速機によって変速制御を行うようにした車両においては、シフトレバーによってレンジが設定されると、自動変速機の制御を行う自動変速機制御装置（ＥＣＵ）が、設定されたレンジにおける変速ロジックに従ってソレノイド等をオン・オフすることにより、変速制御が行われるようになっている。そのために、センサ装置としてポジション判断装置が配設され、該ポジション判断装置は、ポジションセンサのセンサ出力を出力信号として受け、該出力信号に基づいてシフトレバーの位置を表すシフト位置を判断し、設定されたレンジを判断する。
【０００３】
また、アクセルペダルを踏み込む等してスロットルバルブを開閉し、吸気量を調整するようにした車両においては、センサ装置としてスロットル開度検出装置が配設され、該スロットル開度検出装置は、スロットル開度センサのセンサ出力を出力信号として受け、該出力信号に基づいて、スロットルバルブの開度を表すスロットル開度を検出するようにしている。
【０００４】
ところで、前記ポジションセンサ、スロットル開度センサ等として非接触型のセンサが提供されている。該センサは、シフトレバー、スロットルバルブ等を回動させて操作したときに、連動して回動させられるシャフトに取り付けられ、シャフトと共に回動させられる磁石、該磁石の回動に伴ってセンサ出力を発生させるホールＩＣ等を備える（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図２は従来のポジション判断装置の要部を示す断面図である。
【０００６】
図において、１１はポジション判断装置、１３は回動自在に配設されたマニュアルシャフトであり、前記ポジション判断装置１１は制御装置ケース１６を備え、該制御装置ケース１６内に、センサとしてのポジションセンサ１４、自動変速機の制御を行うための自動変速機制御装置を構成する制御モジュール１５、該制御モジュール１５と前記自動変速機制御装置による各制御の対象となる複数の被制御装置、例えば、自動変速機（リニアソレノイド、オン・オフソレノイド等のソレノイド）、エンジン、インジケータ、車両の制御要素等とを接続するための図示されないコネクタ等が収容される。前記ポジションセンサ１４と前記制御モジュール１５とは互いに電気的に接続され、ポジションセンサ１４及び制御モジュール１５によってセンサ一体型の制御装置が構成される。
【０００７】
前記ポジションセンサ１４は、マニュアルシャフト１３に取り付けられ、マニュアルシャフト１３と一体的に回動させられる回転部２５、及び該回転部２５の径方向外方において回転部２５を包囲するように、制御装置ケース１６に取り付けられた固定部２６を備え、前記回転部２５は、ロータ２８、該ロータ２８の軸方向における所定の位置において外周面に取り付けられた環状のヨーク３４、該ヨーク３４の外周面に取り付けられた環状の磁石３５等を備え、前記固定部２６は、センサケース２４、該センサケース２４内に収容された基板３８、ホールＩＣ４３、４４等を備える。
【０００８】
ところで、制御装置ケース１６を貫通させてマニュアルシャフト１３を配設するために、制御装置ケース１６に貫通穴４６が形成される。ところが、該貫通穴４６を介して、雨水等の水が制御装置ケース１６とマニュアルシャフト１３との間を抜けて制御装置ケース１６内に進入することがある。そのために、固定部２６より上方及び下方において、ロータ２８と制御装置ケース１６との間に環状のリップシール４７、４８が配設され、該リップシール４７、４８によってロータ２８と制御装置ケース１６との間をシールすることにより、前記水が制御装置ケース１６内に進入するのを防止するようにしている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−１７４２１２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のポジション判断装置１１において、リップシール４７、４８は、回動するロータ２８と摺（しゅう）動しながらロータ２８と制御装置ケース１６との間をシールするので、制御装置ケース１６に対してマニュアルシャフト１３が精度良く取り付けられていないと、ロータ２８と制御装置ケース１６との間を十分にシールすることができず、制御装置ケース１６内の密封性が低下してしまう。
【００１１】
また、リップシール４７、４８は極めて高価であり、ポジション判断装置１１のコストが高くなってしまう。
【００１２】
本発明は、前記従来のポジション判断装置１１の問題点を解決して、制御装置ケース内の密封性を向上させることができ、コストを低くすることができるセンサ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のセンサ装置においては、制御部を構成する制御モジュールを収容し、密封空間を形成する制御装置ケースと、該制御装置ケースを貫通させて回転自在に配設された回転部材と、該回転部材に取り付けられ、被検出部を構成する回転部と、前記密封空間における前記回転部の径方向外方において、前記回転部を包囲するように前記制御装置ケースに取り付けられ、検出部を構成する固定部とを有する。
【００１４】
そして、該固定部の外周面と前記制御装置ケースの内周面との間にシール剤が充填（てん）される。
また、該シール剤の充填部分より径方向内方に、シール剤が径方向内方に流れるのを阻止するための流入阻止部が形成される。
そして、該流入阻止部より径方向外方の前記シール剤の充填部分において、前記制御装置ケースに対して前記固定部を位置決めするための凸部が、固定部の外周面及び制御装置ケースの内周面のうちの一方に形成され、前記凸部と係止させられる凹部が、固定部の外周面及び制御装置ケースの内周面のうちの他方に形成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この場合、センサ装置としてポジション判断装置について説明するが、本発明をスロットル開度検出装置等に適用することもできる。
【００２０】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるポジション判断装置の要部を示す断面図、図３は本発明の第１の実施の形態におけるポジション判断装置の動作を示す図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるポジション判断装置の断面図、図５は本発明の第１の実施の形態における制御装置ケースの底面を示す図である。
【００２１】
図に示されるように、１１はポジション判断装置、１２は図示されないパワートレインとしての自動変速機を収容するケースである。本実施の形態においては、ケース１２において、パワートレインとして有段の自動変速機が収容されるようになっているが、無段の自動変速機、半自動変速機、駆動モータを駆動源とする電動駆動装置、駆動モータ、エンジン及び発電機を駆動源とする電動駆動装置等を収容することもできる。
【００２２】
また、１３はケース１２に対してベアリングｂｒ１、ｂｒ２によって回転自在に配設された回転部材としてのマニュアルシャフト、１６はケース１２の外側において、ボルトｂ１、ｂ２によってケース１２に取り付けられた制御装置ケースであり、該制御装置ケース１６は、本体５１及びケースカバー５２を備え、制御装置ケース１６内に密封された密封空間５３を形成し、該密封空間５３に、ポジションセンサ１４、自動変速機の制御を行うための制御部としての自動変速機制御装置を構成する制御モジュール１５、該制御モジュール１５と前記自動変速機制御装置による各制御の対象となる複数の被制御装置、例えば、自動変速機（リニアソレノイド、オン・オフソレノイド等のソレノイド）、エンジン、インジケータ、車両の制御要素等とを接続するためのコネクタ１７等が収容される。前記ポジションセンサ１４と前記制御モジュール１５とは互いに電気的に接続され、ポジションセンサ１４及び制御モジュール１５によってセンサ一体型の制御装置が構成される。前記コネクタ１７は複数の端子ｔを備えた端子部５５を有し、該端子部５５は制御装置ケース１６の所定の箇所に形成された嵌（かん）入穴５４内に嵌入され、密封空間５３と制御装置ケース１６との間がシールされる。
【００２３】
前記ポジションセンサ１４は、制御装置ケース１６内においてマニュアルシャフト１３に取り付けられ、マニュアルシャフト１３と一体的に回動させられ、被検出部を構成する回転部２５、及び前記密封空間５３における回転部２５の径方向外方において回転部２５を包囲するように、制御装置ケース１６に取り付けられ、検出部を構成する固定部２６を備える。また、前記回転部２５は、筒状の軟質磁性材料から成るロータ２８、該ロータ２８の軸方向における所定の位置において、外周面に取り付けられ、鉄材料から成る環状のヨーク３４、該ヨーク３４の外周面に取り付けられた環状の磁石３５等を備え、前記固定部２６は、センサケース２４、該センサケース２４内に収容された基板３８、第１、第２の検出素子としてのホールＩＣ４３、４４等を備える。該ホールＩＣ４３、４４は、互いに１８０〔°〕隔てて配設され、ホールＩＣ４３、４４間には、半割りされた扇形の形状を有し、軟質磁性材料から成るコア６１、６２が配設される。なお、センサケース２４は、箱状の本体６３及びカバー６４から成る。
【００２４】
また、前記磁石３５においては、Ｎ極部とＳ極部とがいずれも円周方向において１８０〔°〕の範囲にわたって形成され、前記Ｎ極部及びホールＩＣ４３によって第１のセンサ部が、Ｓ極部及びホールＩＣ４４によって第２のセンサ部が構成される。
【００２５】
なお、前記ロータ２８には、前記ヨーク３４及び磁石３５の上端に隣接させて、径方向外方に突出させて環状のフランジ部５６が形成され、該フランジ部５６によってヨーク３４及び磁石３５が位置決めされる。また、前記センサケース２４の下端には、前記ヨーク３４及び磁石３５の下端に隣接させて、径方向内方に突出させて環状の支持部５７が形成され、該支持部５７と磁石３５との間に樹脂製の抜止めリング５８が配設される。
【００２６】
前記マニュアルシャフト１３は、ケース１２外においてアウタレバー１８に接続され、該アウタレバー１８及び接続ワイヤとしてのコントロールワイヤ１９を介してシフト操作部材（変速操作部材）としてのシフトレバー２１と連結され、ケース１２内においてディテント３１及びマニュアルバルブ３２のバルブスプール３３と連結される。なお、前記シフトレバー２１は、自動変速機のレンジを設定するために配設され、そのために、ガイド２２に沿って回動（移動）させられ、パーキングレンジ（Ｐレンジ）、リバースレンジ（Ｒレンジ）、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、ドライブレンジ（Ｄレンジ）、４速レンジ、３速レンジ及び２速レンジの各レンジが設定される。
【００２７】
ところで、前記ポジションセンサ１４は、前記シフトレバー２１の操作量を表す前記回転部２５の回動角、すなわち、ポジションセンサ角度θ（度の単位で表された回動角）を非接触で検出することによって、シフトレバー２１の操作量に対応して変化する連続的な一つのアナログ信号、すなわち、シフトポジション検出信号を、出力値（センサ出力）、本実施の形態においては、電圧値（ボルトの単位で表されたセンサ電圧）として発生させ、出力する。
【００２８】
その場合、ポジションセンサ１４は線形（リニア）の入出力特性を有し、運転者によるシフトレバー２１の操作に基づいて、入力側のポジションセンサ角度θの変化（増減移動）に対応して線形に、かつ、連続して変化する電圧値を発生させる。なお、第１のセンサ部においては、ポジションセンサ角度θが大きくなるのに従って電圧値が連続的に大きくなり、ポジションセンサ角度θが小さくなるのに従って電圧値が連続的に小さくなる第１の入出力特性を有し、第２のセンサ部においては、ポジションセンサ角度θが大きくなるのに従って電圧値が連続的に小さくなり、ポジションセンサ角度θが小さくなるのに従って電圧値が連続的に大きくなる第２の入出力特性を有し、第１、第２の入出力特性に基づいて、ホールＩＣ４３、４４のフェールを検出することができる。
【００２９】
本実施の形態におけるポジション判断装置１１が適用された自動変速機においては、前記シフトレバー２１を操作することによって、前述されたように、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジ、４速レンジ、３速レンジ及び２速レンジの各レンジが設定され、各レンジに対応させてそれぞれ、ポジションセンサ１４のポジションセンサ角度θに対応させて電圧値があらかじめ設定され、該各電圧値によって、シフトレバー２１によるシフト位置を判断し、レンジを判断するための基準となる判断基準値としての閾（しきい）値が表される。
【００３０】
そして、シフトレバー２１が操作され、ガイド２２に沿って回動させられると、コントロールワイヤ１９及びアウタレバー１８を介してマニュアルシャフト１３が回動させられる。該マニュアルシャフト１３の回動によって、ディテント３１がマニュアルシャフト１３の回動と一体的に回動させられる。また、ディテント３１と連結されたバルブスプール３３が、マニュアルシャフト１３の回動の変位に対応させて切り換えられ、２レンジ圧、３レンジ圧、４レンジ圧、Ｄレンジ圧及びＲレンジ圧等のレンジ圧を発生させる。
【００３１】
そして、シフトレバー２１が、ガイド２２に表示され、各レンジを表す文字Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、４、３及び２の位置のいずれか一つの位置に選択的に置かれると、バルブスプール３３が前記位置に対応させてあらかじめ設定されたバルブ位置に移動し、マニュアルバルブ３２が対応する油圧発生位置に設定され、自動変速機が前記油圧発生位置に対応するレンジに設定される。そして、レンジが設定されると、マニュアルシャフト１３の回動がディテント３１によって阻止されて、シフトレバー２１が前記シフト位置に保持される。
【００３２】
また、マニュアルシャフト１３の回動によって、ポジションセンサ１４が回動し、ポジションセンサ角度θに対応した電圧値を発生させ、自動変速機制御装置に対して出力する。自動変速機制御装置は、ポジションセンサ１４から電圧値を受けると、該電圧値を前記閾値と比較して、設定されたレンジを判断し、判断結果に基づいて制御装置ケース１６外の関係する前記各被制御装置に対して制御信号をコネクタ１７の対応する端子ｔから出力する。
【００３３】
これにより、自動変速機制御装置の指示に基づいて、自動変速機制御、エンジン制御、インジケータ制御等の各種の制御を行うことができる。
【００３４】
ところで、制御装置ケース１６を貫通させてマニュアルシャフト１３を配設するために、制御装置ケース１６に貫通穴４６が形成される。そこで、該貫通穴４６を介して、雨水等の水が制御装置ケース１６とマニュアルシャフト１３との間を抜けて制御装置ケース１６内に進入するのを防止するために、固定部２６の外周面と制御装置ケース１６の内周面との間に、円周方向における全体にわたり、シール剤としての接着剤６８が充填され、該接着剤６８によって固定部２６と制御装置ケース１６との間がシールされる。本実施の形態においては、シール剤として接着剤６８が使用されるようになっているが、該接着剤６８に代えて、樹脂、ゲル材等を使用することもできる。
【００３５】
すなわち、前記固定部２６の環状の上端面Ｓ１と制御装置ケース１６の頂面Ｓ２とが、固定部２６の環状の下端面Ｓ３と制御装置ケース１６の底面Ｓ４とが接着剤６８を介して互いに当接させられ、かつ、接着させられる。
【００３６】
前記接着剤６８は、回転部２５に付着するのを防止するために、固定部２６の外周縁の近傍にだけ充填され、固定部２６の内周縁の近傍には充填されない。また、制御装置ケース１６の頂面Ｓ２及び底面Ｓ４におけるシール剤の充填部分より径方向内方、かつ、回転部２５より径方向外方には、充填された接着剤６８が径方向内方に流れて回転部２５に付着するのを阻止するために、流入阻止部としての扇状の溝７１、７２がそれぞれ形成される。本実施の形態においては、流入阻止部として扇状の溝７１、７２が形成されるようになっているが、該扇状の溝７１、７２に代えて環状の溝を形成することもできる。
【００３７】
なお、制御装置ケース１６の頂面Ｓ２及び底面Ｓ４の所定の箇所には、固定部２６の上端面Ｓ１及び下端面Ｓ２における所定の箇所に形成された図示されない凸部と対応する部分に凹部７５が形成される。そして、前記凸部と凹部７５とを係止させることによって、制御装置ケース１６に対して固定部２６を位置決めすることができるので、ポジションセンサ１４の出力特性を良好にすることができる。
【００３８】
また、固定部２６より上方及び下方において、ロータ２８と制御装置ケース１６との間に環状のリップシール４７、４８を配設し、該リップシール４７、４８によってロータ２８と制御装置ケース１６との間をシールすることができる。
【００３９】
このように、固定部２６が制御装置ケース１６に取り付けられた状態で、固定部２６と制御装置ケース１６との間に接着剤６８が充填されるので、固定部２６と制御装置ケース１６との間を十分にシールすることができ、制御装置ケース１６内の密封性を向上させることができる。
【００４０】
また、リップシール４７、４８を必ずしも配設する必要がなくなるので、ポジション判断装置１１のコストを低くすることができる。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００４２】
図６は本発明の第２の実施の形態におけるのポジション判断装置の要部を示す断面図である。
【００４３】
この場合、制御装置ケース１６の頂面Ｓ２及び底面Ｓ４には、充填されたシール剤としての接着剤６８が径方向内方に流れるのを阻止するために、流入阻止部としての扇状の溝７１、７２が形成され、固定部２６の上端面Ｓ１及び下端面Ｓ３には、溝７１、７２と対応させて凸部としての扇状の凸条部７３、７４が形成される。したがって、溝７１、７２と凸条部７３、７４とが係止させられるので、制御装置ケース１６に対して検出部としての固定部２６を確実に位置決めすることができる。その結果、ポジションセンサ１４の出力特性を良好にすることができる。
【００４４】
本実施の形態においては、流入阻止部として扇状の溝７１、７２が形成されるようになっているが、該扇状の溝７１、７２に代えて環状の溝を形成することもできる。また、本実施の形態において、凸部として扇状の凸条部７３、７４が形成されるようになっているが、該扇状の凸条部７３、７４に代えて、溝７１、７２の一部と係止させられる突起を形成することができる。そして、扇条の溝７１、７２に代えて環状の溝を形成した場合、凸部として環状の凸条部を形成することもできる。
【００４５】
さらに、前記各実施の形態においては、制御装置ケース１６の内周面に溝７１、７２が形成されるようになっているが、固定部２６の外周面に溝を形成することもできる。その場合、該溝に対応させて制御装置ケース１６の内周面に凸部を形成することもできる。
【００４６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、センサ装置においては、制御部を構成する制御モジュールを収容し、密封空間を形成する制御装置ケースと、該制御装置ケースを貫通させて回転自在に配設された回転部材と、該回転部材に取り付けられ、被検出部を構成する回転部と、前記密封空間における前記回転部の径方向外方において、前記回転部を包囲するように前記制御装置ケースに取り付けられ、検出部を構成する固定部とを有する。
【００４８】
そして、該固定部の外周面と前記制御装置ケースの内周面との間にシール剤が充填される。
また、該シール剤の充填部分より径方向内方に、シール剤が径方向内方に流れるのを阻止するための流入阻止部が形成される。
そして、該流入阻止部より径方向外方の前記シール剤の充填部分において、前記制御装置ケースに対して前記固定部を位置決めするための凸部が、固定部の外周面及び制御装置ケースの内周面のうちの一方に形成され、前記凸部と係止させられる凹部が、固定部の外周面及び制御装置ケースの内周面のうちの他方に形成される。
【００４９】
この場合、固定部が制御装置ケースに取り付けられた状態で、固定部と制御装置ケースとの間にシール剤が充填されるので、固定部と制御装置ケースとの間を十分にシールすることができ、制御装置ケース内の密封性を向上させることができる。
【００５０】
また、リップシールを配設する必要がなくなるので、センサ装置のコストを低くすることができる。
そして、前記シール剤の充填部分より径方向内方に、シール剤が径方向内方に流れるのを阻止するための流入阻止部が形成されるので、シール剤が回転部に付着するのを防止することができる。
【００５１】
本発明の他のセンサ装置においては、さらに、前記シール剤の充填部分より径方向内方に、シール剤が径方向内方に流れるのを阻止するための流入阻止部が形成される。
【００５２】
この場合、前記シール剤の充填部分より径方向内方に、シール剤が径方向内方に流れるのを阻止するための流入阻止部が形成されるので、シール剤が回転部に付着するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるポジション判断装置の要部を示す断面図である。
【図２】従来のポジション判断装置の要部を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるポジション判断装置の動作を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるポジション判断装置の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における制御装置ケースの底面を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるポジション判断装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ ポジション判断装置
１３ マニュアルシャフト
１５ 制御モジュール
１６ 制御装置ケース
２５ 回転部
２６ 固定部
５３ 密封空間
６８ 接着剤
７１、７２ 溝
７３、７４ 凸条部

Claims (3)

1. 制御部を構成する制御モジュールを収容し、密封空間を形成する制御装置ケースと、該制御装置ケースを貫通させて回転自在に配設された回転部材と、該回転部材に取り付けられ、被検出部を構成する回転部と、前記密封空間における前記回転部の径方向外方において、前記回転部を包囲するように前記制御装置ケースに取り付けられ、検出部を構成する固定部とを有するとともに、該固定部の外周面と前記制御装置ケースの内周面との間にシール剤が充填され、該シール剤の充填部分より径方向内方に、シール剤が径方向内方に流れるのを阻止するための流入阻止部が形成され、該流入阻止部より径方向外方の前記シール剤の充填部分において、前記制御装置ケースに対して前記固定部を位置決めするための凸部が、固定部の外周面及び制御装置ケースの内周面のうちの一方に形成され、前記凸部と係止させられる凹部が、固定部の外周面及び制御装置ケースの内周面のうちの他方に形成されることを特徴とするセンサ装置。
2. 前記流入阻止部は、固定部の外周面及び制御装置ケースの内周面のうちの一方に形成された溝である請求項１に記載のセンサ装置。
3. 前記凸部と凹部とは、前記制御装置ケースに形成され、前記回転部材を貫通させる貫通穴を挟んで、互いに対向させた状態で係止させられる請求項１に記載のセンサ装置。

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