JP5920628B2 - センサモジュール - Google Patents

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Description

本発明は、複数のセンサを備えるセンサモジュールに関する。
複数のセンサと各センサを保持するセンサボディとを備えるセンサモジュールが知られている。例えば特許文献1に開示されたセンサモジュールは、自動変速機の油圧回路装置のバルブボディに固定されるものであり、入力軸の回転数を検出可能な回転数センサと、出力軸の回転数を検出可能な回転数センサと、マニュアルバルブのレンジポジションを検出可能な位置センサとを備えている。センサボディは、回転数センサを保持する突出部と、位置センサの可動部を保持する案内部と、金属カラーを保持する複数の固定部とを有している。センサボディは、各固定部の間に形成された複数のリブによって剛性が高められている。センサモジュールは、センサボディの固定部がバルブボディの固定面に組み合わせられ、ボルトによりバルブボディに締結される。
特開2012−2242号公報
ところが、特許文献1に開示されたセンサモジュールでは、バルブボディの固定面の平面度が低い場合、またはバルブボディの固定面同士で段差がある場合、センサボディの剛性が高いことに起因して当該センサボディがバルブボディの固定面に密着せず、センサボディとバルブボディの固定面との間に隙間が空く可能性がある。このようにセンサボディがバルブボディから浮いてしまうと、センサボディが共振により激しく振動し、各センサの出力にノイズが生じるおそれがある。
一方、センサボディをバルブボディの固定面に密着させるためにボルトを適正値よりも強く締めると、センサボディが破損するおそれがある。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサボディを外部に密着させつつ固定することができるセンサモジュールを提供することである。
本発明は、回転数センサ、位置センサ、第1保持部、第1固定部、第2保持部、第2固定部および接続部を備えるセンサモジュールである。回転数センサは、回転体の回転数を検出可能であり、1つ又は複数設けられる。位置センサは、移動体の位置を検出可能である。第1保持部は、回転数センサを保持している。第1固定部は、第1保持部を外部に固定可能である。第2保持部は、位置センサを保持している。第2固定部は、第2保持部を外部に固定可能である。
本発明は特に接続部に特徴がある。接続部は、第1固定部の外部への取り付け面および第2固定部の外部への取り付け面のうち、少なくとも一方に対し垂直な特定方向の剛性が、第1固定部および第2固定部よりも低く、第1固定部と第2固定部とを特定方向へ相対移動可能に接続している。
したがって、外部の固定面の平面度が低い場合、または外部の固定面同士で段差がある場合、センサモジュールの接続部が撓むことによって各固定部を外部の固定面に密着させることができる。例えば、センサモジュールの固定部をボルトにより外部に締結するとき、ボルトの締め付けトルクが適正値に達する前に接続部が撓むことによって各固定部を外部の固定面に密着させることができる。そのため、センサモジュールの浮きに起因して共振が発生すること、および、ボルトの締め付け過ぎに起因してセンサモジュールが破損することを抑制することができる。
さらに、センサモジュールは、接続部に隣接するコネクタ部を備えている。接続部には、回転数センサおよび位置センサとコネクタ部とを電気的に接続する配線が埋め込まれている。
本発明の一実施形態によるセンサモジュールが適用された自動変速機の概略構成を説明する図である。 図1のセンサモジュールの斜視図である。 図1のセンサモジュールの斜視図であって、図2とは異なる方向から見た図である。 図1のセンサモジュールの正面図である。 図4の矢印V方向から見たセンサモジュールの側面図である。 図4の矢印VI方向から見たセンサモジュールの側面図である。 図4の矢印VII方向から見たセンサモジュールの上面図である。 図7のVIII−VIII線断面図である。 図7のIX−IX線断面図である。 図1のセンサモジュールをバルブボディに固定するとき、センサボディの取り付け面がバルブボディの固定面に組み合わせられた状態の断面図である。 図10に続いて、ボルトによりセンサボディの第2固定部がバルブボディに固定された状態の断面図である。 図11に続いて、ボルトによりセンサボディの第1固定部がバルブボディに固定された状態の断面図である。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
(一実施形態)
本発明の一実施形態によるセンサモジュールは、図1に示す自動変速機に適用されている。自動変速機80は、トルクコンバータ81、オイルポンプ82、変速機構83および油圧回路装置84を備えている。センサモジュール10は、油圧回路装置84を構成するバルブボディ85に固定され、入力回転数、出力回転数、およびレンジポジションを検出可能である。センサモジュール10は、検出した情報を表す電気信号を電子制御ユニット86に伝送する。電子制御ユニット86は、センサモジュール10から伝送された電気信号などに応じて油圧回路装置84やエンジン87を制御する。
図2〜図9に示すように、センサモジュール10は、回転数センサ11、回転数センサ12、位置センサ13およびセンサボディ20を備えている。
回転数センサ11は、自動変速機の入力軸と一体に回転する入力回転体90の径外方向に位置するICから構成されている。入力回転体90は、放射状に突き出す複数の突起91を外周部に形成しており、回転数センサ11は、入力回転体90の回転に伴って変化する突起91の有無に基づき入力回転数を検出する。
回転数センサ12は、自動変速機の出力軸と一体に回転する出力回転体92の径外方向に位置するICから構成されている。出力回転体92は、放射状に突き出す複数の突起93を外周部に形成しており、回転数センサ12は、出力回転体92の回転に伴って変化する突起93の有無に基づき出力回転数を検出する。
位置センサ13は、可動部14と、複数の素子15を含む基板16とを有している。可動部14は、後述するセンサボディ20の第2保持部24により直線方向へ往復移動可能に支持されており、マニュアルバルブ94と一体に直線的に移動する。素子15は、基板16に実装されており、可動部14の位置に応じて出力を変化させる。位置センサ13は、可動部14の移動に伴って変化する各素子15の出力の組み合わせに基づき、マニュアルバルブ94の位置すなわちレンジポジションを検出する。マニュアルバルブ94は、特許請求の範囲に記載の「移動体」に相当する。
センサボディ20は、一つの部材から構成された樹脂成形品であり、第1保持部21、22、第1固定部23、第2保持部24、第2固定部25、26、接続部27およびコネクタ部28を有している。
第1保持部21には回転数センサ11が埋め込まれ、第1保持部22には回転数センサ12が埋め込まれている。第1固定部23は、第1保持部21と第2保持部24との間に位置し、金属カラー41と一体に形成されている。金属カラー41に挿通されるボルト45は、油圧回路装置を構成するバルブボディにねじ込まれることによって、センサボディ20の第1固定部23をバルブボディに締結可能である。
第2保持部24は、位置センサ13の可動部14を直線方向へ往復移動可能に案内するガイドである。第2固定部25は、第2保持部24の一端部に位置し、金属カラー42と一体に形成されている。第2固定部26は、第2保持部24の他端部に位置し、金属カラー43と一体に形成されている。金属カラー42、43に挿通されるボルト46、47は、バルブボディにねじ込まれることによって、センサボディ20の第2固定部25、26をバルブボディに締結可能である。
接続部27は、薄板状に形成されており、第1固定部23と第2固定部25、26とを接続している。第1固定部23のバルブボディへの取り付け面29に対し垂直な方向を特定方向とすると、接続部27の厚み方向は特定方向と一致する。また、接続部27の特定方向の剛性は、第1固定部23および第2固定部25、26の特定方向の剛性よりも低く設定されている。これにより、接続部27は、第1固定部23と第2固定部25、26とを特定方向へ相対移動可能に接続している。
具体的には、接続部27は、例えば第2固定部25、26がボルト46、47によりバルブボディに固定された状態において、第1固定部23がボルト45によりバルブボディに固定されるとき、第1固定部23がボルト45により特定方向へ押されることによって、ボルト45の締付トルクが適正値に達する前に変形可能である。「適正値」とは、第1固定部23および第2固定部25、26をバルブボディに固定するのに必要な締付トルクであって、予め設定される。本実施形態では、第2固定部25、26のバルブボディへの取り付け面30、31は、第1固定部23の取り付け面29と同一平面にある。
コネクタ部28は、接続部27から突き出すように形成されている。第1保持部21、22、第2保持部24および接続部27には、回転数センサ11および位置センサ13とコネクタ部28とを電気的に接続する複数の配線49が埋め込まれている。コネクタ部28は、センサモジュール10を電子制御ユニットに接続するための出力部である。
上述のように構成されたセンサモジュール10をバルブボディに固定するとき、先ず図10に示すようにセンサボディ20の取り付け面29、30、31がバルブボディ85の固定面96、97に組み合わせられる。この時点では、バルブボディ85の固定面96と固定面97とに段差があることに起因して、取り付け面29、30、31と固定面96、97との間には隙間が空く。
続いて図11に示すように、第2固定部25、26に挿通するボルト46、47をバルブボディ85にねじ込むことによって第2固定部25、26がバルブボディ85に固定される。この時点では、第2固定部25、26の取り付け面30、31はバルブボディ85の固定面97に密着する一方で、第1固定部23の取り付け面29はバルブボディ85の固定面96に対し離間する。
続いて、図12に示すように、第1固定部23に挿通するボルト45をバルブボディ85にねじ込むことによって第1固定部23がバルブボディ85に固定される。このとき、第1固定部23に一体の金属カラー41がボルト45の座面により特定方向へ押されると、接続部27は、第1固定部23の移動に抗することなくボルト45の締付トルクが適正値に達する前に撓む。
以上説明したように、本実施形態によるセンサモジュール10では、接続部27は、第1固定部23の取り付け面29に対し垂直な特定方向の剛性が、第1固定部23および第2固定部25、26よりも低く、第1固定部23と第2固定部25、26とを特定方向へ相対移動可能に接続している。
したがって、バルブボディ85の固定面96と固定面97とに段差がある場合、センサボディ20の接続部27が撓むことによって固定部23、25、26をバルブボディ85の固定面96、97に密着させることができる。具体的には、センサボディ20の固定部23、25、26をボルト45、46、47により外部に締結するとき、接続部27が撓むことによって固定部23、25、26をバルブボディ85の固定面96、97に隙間無く密着させることができる。そのため、センサボディ20の浮きに起因して共振が発生することを抑制可能であるとともに、ボルト45、46、47の締め付け過ぎに起因してセンサボディ20が破損することを抑制可能である。
また、本実施形態では、第1固定部23は、回転数センサ11と回転数センサ12との間に位置している。そのため、高剛性が必要な第1固定部23をコンパクトに構成することができ、センサモジュール10を小型化および軽量化することができる。
また、本実施形態では、第1保持部21、第1固定部23、第2保持部24、第2固定部25、26、接続部27およびコネクタ部は、同一部材から構成されている。そのため、部品点数が少なく、組み付けが容易である。
また、本実施形態では、第1固定部23および第2固定部25、26は、ボルト45、46、47によりバルブボディ85に固定可能である。また、センサボディ20の接続部27は、第2固定部25、26がボルト46、47によりバルブボディ85に固定された状態において、第1固定部23がボルト45によりバルブボディ85に固定されるとき、第1固定部23がボルト45により特定方向へ押されることによって、ボルト45の締付トルクが適正値に達する前に変形可能である。そのため、ボルト45を締め付けるという組み付け作業によって固定部23、25、26をバルブボディ85の固定面96、97に密着させることができる。つまり、固定部23、25、26をバルブボディ85の固定面96、97に密着させるための特別な作業は不要である。
また、本実施形態では、接続部27には、回転数センサ11、12および位置センサ13とコネクタ部28とを電気的に接続する複数の配線49が埋め込まれている。これにより、接続部27を配策手段として利用することができる。
また、本実施形態では、センサボディ20の第1固定部23および第2固定部25、26は、自動変速機80油圧回路装置84のバルブボディ85に密着して固定される。そのため、自動変速機80の変速機構83の振動がバルブボディ85を介してセンサボディ20に伝わることに起因して共振が発生することを抑制可能である。
(他の実施形態)
本発明の他の実施形態では、センサボディは、一つの部材から構成された樹脂成形品でなくてもよい。例えば、センサボディの第1固定部、第2保持部、第2固定部および接続部のうちいずれか1つ又は複数は、樹脂以外の材料からなり、例えばインサート成形等により他の部材と一体に形成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、第1固定部の取り付け面は、第2固定部の取り付け面と同一平面に位置しなくてもよい。たとえば、第1固定部の取り付け面は、第2固定部の取り付け面と平行な位置関係であってもよいし、交差する位置関係であってもよい。
本発明の他の実施形態では、第1固定部がバルブボディに固定された後に第2固定部がバルブボディに固定されてもよいし、第1固定部と第2固定部とが同時にバルブボディに固定されてもよい。
本発明の他の実施形態では、第1固定部が複数設けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、第2固定部が1つであってもよい。
本発明の他の実施形態では、センサボディは、ボルト以外の固定具によりバルブボディに固定されてもよい。
本発明の他の実施形態では、回転数センサは1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
本発明の他の実施形態では、センサモジュールは、自動変速機に限らず、回転体と直線移動体とを有する他の装置に適用されてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
10・・・センサモジュール
11、12・・・回転数センサ
13・・・位置センサ
21、22・・・第1保持部
23・・・第1固定部
24・・・第2保持部
25、26・・・第2固定部
27・・・接続部
29、30、31・・・取り付け面

Claims (5)

  1. 回転体の回転数を検出可能な1つ又は複数の回転数センサ(11、12)と、
    移動体の位置を検出可能な位置センサ(13)と、
    前記回転数センサを保持している第1保持部(21、22)と、
    前記第1保持部を外部に固定可能な第1固定部(23)と、
    前記位置センサを保持している第2保持部(24)と、
    前記第2保持部を外部に固定可能な第2固定部(25、26)と、
    前記第1固定部の外部への取り付け面(29)および前記第2固定部の外部への取り付け面(30、31)のうち、少なくとも一方に対し垂直な特定方向の剛性が、前記第1固定部および前記第2固定部よりも低く、前記第1固定部と前記第2固定部とを特定方向へ相対移動可能に接続している接続部(27)と、
    前記接続部に隣接するコネクタ部(28)と、
    を備え
    前記接続部には、前記回転数センサおよび前記位置センサと前記コネクタ部とを電気的に接続する配線(49)が埋め込まれていることを特徴とするセンサモジュール(10)。
  2. 前記回転数センサは2つ設けられ、
    前記第1固定部は、一方の前記回転数センサと他方の前記回転数センサとの間に位置していることを特徴とする請求項1に記載のセンサモジュール。
  3. 前記第1保持部、前記第1固定部、前記第2保持部、前記第2固定部および前記接続部は、同一部材から構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のセンサモジュール。
  4. 前記第1固定部および前記第2固定部は、ボルト(45、46、47)により外部に固定可能であり、
    前記接続部は、前記第1固定部および前記第2固定部の一方が外部に固定された状態において、前記第1固定部および前記第2固定部の他方が前記ボルトにより外部に固定されるとき、当該ボルトの締付トルクが適正値に達する前に変形可能であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のセンサモジュール。
  5. 前記第1固定部および前記第2固定部は、自動変速機(80)の油圧回路装置(84)のバルブボディ(85)に固定され、
    前記回転数センサは、前記自動変速機の回転軸の回転数を検出可能であり、
    前記位置センサは、前記自動変速機のマニュアルバルブ(94)のレンジポジションを検出可能であることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載のセンサモジュール。
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