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

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１〜４のいずれか一項に記載のセンサモジュール。

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