KR20140092314A - 검출 센서의 제조 방법, 검출 센서, 트랜스미션 - Google Patents

검출 센서의 제조 방법, 검출 센서, 트랜스미션 Download PDF

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KR20140092314A
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다카유키 미네마츠
다카노리 나카이
노부타카 후카미즈
쿄지 키타지마
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타이코 일렉트로닉스 저팬 지.케이.
혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

저비용이면서 높은 검출 정밀도를 안정적으로 제공할 수 있는 검출 센서의 제조 방법, 검출 센서, 트랜스미션을 제공하는 것을 목적으로 한다. 상술한 바와 같은 구성에 의하면, 검출 센서는 센서 소자가 하우징에 일체 성형되어 있다. 센서 소자는 성형 시에 사용하는 금형에 단자를 삽입함으로써 위치 결정·고정되기 때문에 하우징에 대해 고정밀도로 위치 결정된다. 또한 검출 센서는 센서 소자가 본체부의 표면에 닿는 유지부에 의해 유지된다.

Description

검출 센서의 제조 방법, 검출 센서, 트랜스미션{DETECTING SENSOR MANUFACTURING METHOD, DETECTING SENSOR, AND TRANSMISSION}
본 발명은 자기를 이용한 검출 센서의 제조방법, 검출 센서 및 이를 구비한 트랜스미션에 관한 것이다.
자동차 등에서 전자제어화가 진행되고 있는 것은 주지하는 바와 같고, 제어를 위해 각종 부품 등의 동작을 검출하는 검출 센서가 많이 사용되고 있다. 이와 같은 검출 센서에 있어서는 자기 등에 의해 부품이 소정 위치에 있는지의 여부를 검출한다.
이들 검출 센서에 있어서 자동차의 주행 제어 그 자체에 관한 부품 등, 중요한 부품의 동작을 검출함에 있어서는 검출 센서의 다중화를 도모하는 것이 행해지고 있다(인용 문헌 1,2 참조). 이것은 센서 소자를 복수, 예를 들면 두 개 구비하고, 일방의 센서 소자에 이상이 발생한 경우에도 다른 센서 소자에 의해 검출이 행해지거나 일방의 센서 소자와 타방의 센서 소자와의 검출 결과를 비교함으로써 센서 소자의 고장 진단을 행하는 것이다.
도 14는 본 출원인이 제조하고 있는 검출 센서의 기존 제품의 구성을 나타낸다. 도 14에 나타나는 바와 같이 검출 센서(1)는 도시하지 않은 하우징에 예를 들면 단면 대략 U자형인 마그넷(3)과, 두 개의 센서 소자(4A, 4B)가 유지된 구성을 갖고 있다.
마그넷(3)은 일방측에 개구한 요부(3a)가 설치되어 있다. 마그넷(3)에 있어서는 요부(3a)의 내측에 자속이 없는 영역(A)이 존재한다. 그리고 두 개의 센서 소자(4A, 4B)는 이 자속이 없는 영역(A)에 배치되어 있다.
특개평8-49575호 공보 특허 제3491587호 공보
이와 같은 검출 센서(1)를 양산함에 있어서, 마그넷(3)과, 센서 소자(4A, 4B)와의 위치정밀도를 높게 유지하는 것이 중요하다. 마그넷(3)에 대해 센서 소자(4A, 4B)의 위치에 불균일이 있으면, 복수의 검출 센서(1) 사이에서 검출 결과에 불균일이 발생하여 제품 정밀도에 직결되기 때문이다.
이에 대해서는 검출 센서(1)의 하우징(미도시)에 대해 마그넷(3)과 센서 소자(4A, 4B)를 고정밀도로 고정하면 된다. 그러나 홀 소자를 비롯한 센서 소자(4A, 4B)는 소자 본체와 단자의 일단을 매립한 본체부(4e)에 있어서, 하우징(미도시)에 위치 결정되어 있다. 여기서 본체부(4e)는 절연성 수지로 이루어지는 성형체이며, 그 성형 정밀도가 높지 않은 경우가 많다. 따라서, 본체부(4e)에서 센서 소자(4A, 4B)를 하우징에 고정시킨 것만으로는 마그넷(3)과 센서 소자(4A, 4B)와의 위치 정밀도를 높이는 데에 한계가 있다.
그래서 센서 소자(4A, 4B)의 본체부(4e)의 성형 정밀도를 높이는 것도 생각할 수 있으나 여기에는 코스트가 많이 소요되어 현실적이지 않다.
본 발명은 이와 같은 기술적 과제에 기초하여 이루어진 것으로, 저비용이면서 높은 검출 정밀도를 안정적으로 제공할 수 있는 검출 센서의 제조 방법, 검출 센서 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 기초로 하여 이루어진 본 발명의 검출 센서의 제조 방법은 자계를 발생하는 마그넷과, 마그넷에 의해 발생하는 자계의 변화를 검출하는 복수의 센서 소자와, 마그넷 및 센서 소자를 보호·유지하는 하우징을 구비한 검출 센서의 제조 방법에 있어서, 마그넷 및 센서 소자를 금형에 고정하는 공정과, 금형 내에 용융 수지를 주입하고 용융 수지를 경화시켜 하우징을 성형하는 공정과, 금형으로부터 마그넷 및 센서 소자가 하우징에 일체화된 검출 센서를 빼내는 공정을 구비하고, 마그넷 및 센서 소자를 금형에 고정하는 공정에서는 센서 소자의 본체에서 돌출하는 단자를 금형에 형성된 단자 삽입 홀에 삽입하여 센서 소자를 금형에 고정하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 센서 소자의 단자를 금형의 단자 삽입 홀에 삽입하여 센서 소자를 금형에 고정함으로써, 금형에 대해 센서 소자를 높은 정밀도로 위치 결정할 수 있다. 그리고 이 상태에서 금형에 용융 수지를 주입하여 하우징을 성형함으로써 마그넷에 대한 센서 소자의 위치를 높은 정밀도로 위치 결정한 채 검출 센서를 형성한다.
또한 하우징은 센서 소자 본체 표면의 일부에만 닿음으로써 센서 소자를 위치 결정하는 위치 결정 유지부를 갖는 것이 바람직하다. 유지부가 센서 소자의 본체 일부에만 접촉함으로써 센서 소자의 방열성을 높일 수 있다.
또한 유지부는 센서 소자의 본체 표면에 직교하는 방향으로 연장되고, 그 선단부가 본체에 닿음으로써 센서 소자를 보호·유지하는 구성도 가능하다. 이 경우, 하우징을 성형하는 공정에서는 유지부의 기단부에서 선단부를 향해 용융 수지를 흘림으로써 용융 수지에 의해 센서 소자의 본체를 압압하여 유지부를 형성한다. 이에 따라 센서 소자를 확실하게 위치 결정할 수 있다.
그런데 최근의 자동차는 부품수의 증가에 따라 부품의 레이아웃의 자유도가 낮아지고 있다. 이러한 실정으로부터 두 개의 센서 소자를 구비하면 당연히 검출 센서가 대형화하기 때문에 그것들을 검출 대상물에 대해 적절한 위치에 배치하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 또한 검출 센서를 배치하기 위해 검출 대상물 측에 세공도 필요해져 코스트가 소요된다는 문제점도 있다.
그래서 복수의 센서 소자는 어떤 식으로 배치해도 좋으나 여기서는 본체의 표면끼리를 맞대어 배치하는 것이 바람직하다. 이렇게 하여 센서 소자의 본체 표면끼리를 맞대게 함으로써 검출 센서의 소형화를 도모할 수 있고, 검출 센서의 배치를 요이하게 하여 검출 대상물 측에 특별한 세공을 행하지 않고 저비용으로 설치할 수 있다.
또한 검출 대상물이 회전체이고, 검출 대상물의 회전 동작을 검출 센서로 검출하는 경우, 검출 대상물이 회전하면 그 영향으로 인해 마그넷에서 발생하는 자계가 왜곡되기 쉽고, 검출 정밀도에 영향을 주기 쉽다.
이에 대해 복수의 센서 소자의 검지 소자 본체끼리를 서로 근접하여 배치함으로써 자기(자계)의 왜곡의 영향을 최소한으로 하여 검출 정밀도를 높일 수 있다.
또한 센서 소자의 간극을 작게 함으로써 검출 센서의 소형화를 도모할 수 있고, 배치의 자유도도 높아지며 설치도 용이해진다.
본 발명은 자계를 발생하는 마그넷과 마그넷에 의해 발생하는 자계의 변화를 검출하는 복수의 센서 소자와, 마그넷 및 센서 소자를 보호·유지하는 하우징을 구비하고, 복수의 센서 소자는 본체와 본체에서 돌출하는 단자를 가짐과 동시에, 이들 복수의 센서 소자는 본체에 대해 단자를 동일 방향으로 돌출된 상태로 본체끼리를 중합시켜 하우징에 보호·유지되고, 하우징은 본체끼리를 중합시킨 복수의 센서 소자의 일방측에서 센서 소자의 본체의 표면 일부에 닿는 제1유지부와, 복수의 센서 소자의 타방측에서 센서 소자의 본체 표면 일부를 가로지르도록 설치된 제2유지부와의 사이에 끼워져 보호·유지되어 있는 것을 특징으로 하는 검출 센서로 구성 하는 것도 가능하다.
이와 같은 검출 센서는 상기와 같은 청구항 1 내지 5의 어느 한 항에 기재된 검출 센서의 제조 방법에 따라 제조하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 축선 방향으로 이동하여 실렉트 동작 및 시프트 동작의 일방을 행함과 동시에 축선 방향으로 회전하여 실렉트 동작 및 시프트 동작의 타방을 행하는 시프트 실렉트 샤프트와, 상기 시프트 실렉트 샤프트의 외주부에 설치된 검지 돌기와, 상기 검지 돌기가 미리 정해진 규정 위치에 있는지의 여부를 검출하는 상기한 바와 같은 청구항 6 또는 7에 기재된 검출 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 트랜스미션으로 구성하는 것도 가능하다.
본 발명에 의하면, 센서 소자의 단자를 금형 단자 삽입 홀에 삽입하여 센서 소자를 금형에 고정함으로써, 금형에 대해 센서 소자를 높은 정밀도로 위치 결정할 수 있다. 그리고 이 상태에서 금형에 용융 수지를 주입하여 하우징을 성형함으로써 마그넷에 대한 센서 소자의 위치를 높은 정밀도로 위치 결정한 채 검출 센서를 형성할 수 있다. 이것은 금형에 단자 삽입 홀을 형성하는 것만으로 해결되므로 저비용으로 상기 효과를 얻을 수 있다.
따라서 저비용이면서 높은 검출 정밀도를 안정적으로 발휘할 수 있는 검출 센서를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 실시형태에서의 자동차 트랜스미션의 구성을 나타내는 입면도이다.
도 2는 도 1의 주요부를 나타내는 평면도이다.
도 3은 트랜스미션에 대한 검출 센서의 설치 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 실시형태에서의 검출 센서의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 검출 센서의 축선에 따른 방향의 단면도이다.
도 6은 검출 센서의 선단부의 평면도 및 정면도이다.
도 7에서 (a)는 도 6의 A-A 단면도, (b)는 (a)의 B-B 단면도이다.
도 8은 검출 센서의 선단부의 확대사시도 및 확대단면도이다.
도 9는 검출 센ㅅ의 하우징을 형성하기 위한 금형에 있어서 센서 소자의 단자를 보호·유지하기 위한 유지공이 형성된 측을 나타내는 도면이다.
도 10는 도 9에 나타낸 금형에 마그넷을 세팅한 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 9에 나타낸 금형에 마그넷과 센서 소자를 세팅한 상태를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 실시형태에서의 파킹 해제 상태인 때의 파킹 록 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 13은 도 12의 파킹 록 장치가 파킹 작동 상태인 때를 나타내는 도면이다.
도 14는 종래의 검출 센서에 있어서 마그넷에 의해 발생하는 자계속에서의 센서 소자의 위치를 나타내는 도면이다.
이하 첨부 도면에 나타내는 실시형태에 기초하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1 ~ 도 11은 본 실시형태에서의 검출 센서(10)의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시형태에 있어서 검출 센서(10)는 자동차를 구성하는 부품이 특정위치에 있는지의 여부를 검출하기 위해 사용되는 것이다. 물론 검출 센서(10)의 용도는 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 용도로 사용할 수 있다.
본 실시형태에서 검출 센서(10)는 자동차의 매뉴얼식 트랜스미션의 시프트가 뉴트럴 상태에 있는지의 여부를 검출하기 위해 사용된다.
도 1 ~ 도 3은 트랜스미션(200)에 대한 검출 센서(10)의 설치예를 나타내는 것이다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 트랜스미션(200)은 1 단 ~ 5단 혹은 1단 ~ 6단과 같이 복수 단의 기어를 구비하고 있고, 자동차의 운전석에 위치하는 운전자가 자동차의 진행방향에 따른 종방향과, 이 종방향에 직교하는 횡방향으로 도시하지 않은 시프트 레버를 조작함으로써 특정한 기어가 선택된다. 그러면 엔진의 출력축의 회전이 선택된 기어를 통해 차륜을 구동하는 드라이브 샤프트와의 회전비(감속비, 증속비)가 정해진다.
여기서는 트랜스미션(200)의 개념적인 구성만을 설명하지만, 트랜스미션(200)으로서는 상세하게 예를 들면 특개2002-235851호 공보에 기재된 것을 채용할 수 있다.
트랜스미션(200)은 각 단을 구성하는 기어(201)를 엔진의 출력축과 드라이브 샤프트에 선택적으로 접속하기 때문에 본 실시형태에서는 플레이트 형상의 3개의 시프트 피스(202A~202C)가 서로 적층되도록 구성하여 설치되어 있다.
시프트 피스(202A~202C)의 각각은 적측 방향으로 직교하는 방향(도 1의 지면(紙面)에 직교하는 방향)으로 슬라이딩이 가능하고, 중립위치로부터 그 표면을 따른 일방향으로 슬라이딩시킨 때와, 중립위치로부터 타방향으로 슬라이딩시킨 때에 서로 다른 단의 기어(201)가 선택되도록 구성되어 있다.
이와 같은 시프트 피스(202A~202C)는 시프트 실렉트 샤프트(203)에 설치된 시프트 아암(204)에 의해 조작된다.
시프트 실렉트 샤프트(203)는 시프트 피스(202A~202C)의 적층 방향과 평행한 축선을 갖고 배치되어 있다. 이 시프트 실렉트 샤프트(203)는 슬리브(205)에 형성된 관통공을 따라 축선 방향으로 왕복 운동이 가능하도록 설치되어 있다.
시프트 실렉트 샤프트(203)의 상단부에는 시프트 실렉트 샤프트(203)를 축선 방향으로 이동시키기 위한 실렉트 아암(206)이 설치되어 있다. 상기 실렉트 아암(206)은 중간부(206b)가 슬리브(205)에 회전 자유롭게 지지되고, 일단(206a)에 설치된 핀이 시프트 실렉트 샤프트(203)의 상단부에 연결되어 있다.
그리고 실렉트 아암(206)의 타단에 설치된 핀(206c)은 도시하지 않은 시프트 레버에 접속된 조작 와이어나 조작 로드에 연결되어 있다. 시프트 레버의 횡(실렉트) 방향의 조작에 따라 실렉트 아암(206)이 중간부(206b)를 중심으로 하여 회전하고, 이에 따라 시프트 실렉트 샤프트(203)가 그 축선 방향을 따라 왕복 운동하도록 되어 있다.
또한 시프트 실렉트 샤프트(203)의 외주측에 시프트 로우터(207)가 일체로 설치되어 있다. 이 시프트 로우터(207)에 시프트 실렉트 샤프트(203)의 외주측에 위치하는 핀(207a)이 설치되고, 이 핀(207a)이 도시하지 않은 시프트 레버에 접속된 조작 와이어나 조작 로드에 연결되어 있다. 그리고 시프트 레버의 종(시프트)방향의 조작에 따라 시프트 로우터(207)가 시프트 실렉트 샤프트(203)와 함께 그 축선 방향으로 회전하도록 되어 있다.
시프트 아암(204)에는 외주측에 돌출하는 볼록부(208)가 형성되어 있다. 그리고 시프트 레버가 횡방향으로 조작되면, 실렉트 아암(206)이 작동하여 실렉트 동작이 행해지고, 볼록부(208)가 시프트 실렉트 샤프트(203)의 축선 방향, 즉 시프트 피스(202A~202C)의 적층 방향으로 이동하고 시프트 피스(202A~202C)의 어느 것인가에 대향한다.
시프트 피스(202A~202C)의 선단부에는 볼록부(208)가 맞물리는 오목부(209)가 각각 형성되어 있고, 볼록부(208)가 시프트 피스(202A~202C)의 적층 방향으로 이동함으로써 상기 볼록부(208)가 시프트 피스(202A~202C)의 어딘가에 형성된 오목부(209)에 끼워지게 되어 있다.
그리고 시프트 피스(202A~202C)의 어딘가에 형성된 오목부(209)에 볼록부(208)가 끼워진 상태에서 시프트 레버를 종방향으로 움직이게 하면 시프트 로우터(207)가 작동하여 시프트 동작이 이루어지고, 시프트 실렉트 샤트프(203)가 그 축선 방향으로 회전함으로써 볼록부(208)가 시프트 피스(202A~202C)의 어느 것인가(맞물린 것)를 중립 위치에서 일방측 또는 타방측으로 이동시킨다.
여기서 시프트 아암(204)에는 그 외주부에 있어서 볼록부(208)와 반대측 위치에 외주측으로 돌출한 검출 돌기(210)가 설치되어 있다.
그리고 도 3에 나타내는 바와 같이 상기 검출 돌기(210)에 근접하여 대향하는 위치에 검출 센서(10)가 설치되어 있다. 검출 센서(10)는 트랜스미션(200)의 하우징(211)에 브래킷(212)을 통해 고정되어 설치되어 있다.
검출 돌기(210)는 시프트 레버 및 시프트 피스(202A~202C)가 중립 위치에 있는 뉴트럴 상태에서 검출 센서(10)에 가장 근접하여 위치하도록 구성되어 있다. 검출 센서(10)는 상기 검출 돌기(210)가 근접한 위치에 있는 지의 여부를 검출함으로써 시프트 아암(204)의 회전을 검출한다.
도 4, 도 5에 나타내는 바와 같이 상기 검출 센서(10)는 하우징(11)과 하우징(11)에 보호·유지된, 예를 들면 단면 대략 U자형 마그넷(영구자석;20)과 ,2개 한 쌍인 센서 소자(30A, 30B)와, 기판(40)을 구비하여 구성된 용장(冗長:spare)계 센서이다.
하우징(11)은 일단이 와이어 하니스의 커넥터가 접속되는 커넥터 수용부(11a)가 구성되고, 타단이 마그넷(20), 센서 소자(30A, 30B)를 보호·유지하는 센서 유지부(11b)로 구성되어 있다.
커넥터 수용부(11a)는 통모양의 슬리브(12)와, 슬리브(12) 내에서 슬리브(12)의 축선에 직교하도록 형성된 단자 유지부(13)를 갖는다.
단자 유지부(13)에는 도전성 재료로 이루어지는 L자형 단자(14)가 복수 개 보호·유지되어 있다. 각 단자(14)는 그 일단(14a)이 슬리브(12)의 내측에서 와이어 하니스를 구성하는 각 도선에 접속되고, 타안(14b)은 하우징(11)의 중간부에서 하우징(11)의 축선에 직교하는 방향으로 돌출되어 있다.
하우징(11)에는 그 측면에 평면부(11c)가 형성되어 있다. 기판(40)은 하우징(11)의 축선 방향으로 긴 장방형이며, 상기 평면부(11c)를 따르도록 배치되어 있다. 평면부(11c)에는 기판(40)을 보호·유지하는 기판 유지 손톱(15)이 복수 조로 설치되어 있다. 각 조의 기판 유지 손톱(15)은 기판(40)을 양측에서 끼우도록 설치되어 있다.
상기 단자(14)의 타단(14b)은 상기 기판(40)에 형성된 스루 홀(41)에 삽입되고, 기판(40)의 배선 패턴에 전기적으로 접속되어 있다.
도 6 ~ 도 8에 나타내는 바와 같이 하우징(11)의 센서 유지부(11b)는 U자형 마그넷(20)을 그 양극부(20n, 20s)가 하우징(11)의 축선에 평행하게 연장되도록 유지하고 있다. 더욱이 센서 유지부(11b)는 마그넷(20)을 그 양극부(20n, 20s)의 선단부가 하우징(11)의 선단면(11d)에 노출되도록 보호·유지하고 있다. 이에 따라 마그넷(20)은 양극부(20n, 20s)의 선단부 이외에 하우징(11)에 매설되어 있다.
센서 소자(30A, 30B)는 U자형 마그넷(20)에 있어서, 양극부(20n, 20s) 사이의 오목부(20a)에서 하우징(11)의 축선을 따른 방향에서 서로 대향하도록 배치되어 있다.
센서 소자(30A, 30B)는 예를 들면 홀 소자이며, 홀 소자 본체(30C)와 단자(30d)의 일단이 절연성 수지로 이루어지는 본체부(30e)에 매립되어 있다.
센서 소자(30A, 30B)는 본체부(30e, 30e)끼리 서로 맞대어 배치되어 있다. 센서 소자(30A, 30B)의 볼 소자 본체(30C, 30C)는 본체부(30e, 30e)에 있어서 서로 근접하도록 배치되어 있다.
이에 따라 센서 소자(30A, 30B)의 볼 소자 본체(30C, 30C)끼리 근접하고 자기(자계)의 왜곡 영향을 최소한으로 할 수 있다.
그리고 단자(30d)의 타단은 기판(40)에 형성된 스루 홀(42)에 삽입되고, 기판(40)의 배선 패턴에 전기적으로 접속되어 있다. 이 때 센서 소자(30A, 30B)는 단자(30d)가 본체부(30e)로부터 하우징(11)의 축선 방향으로 직교하는 동일 방향으로 돌출하도록 배치되어 있다.
상기와 같은 센서 소자(30A, 30B)는 다음과 같이 하우징(11)에 유지되어 있다.
하우징(11)에는 축선에 따른 방향에 있어서 서로 대향하는 센서 소자(30A, 30B)를 센서 소자(30A)측으로부터 보호·유지하는 유지부(33, 34)와 센서 소자(30B)측으로부터 보호·유지하는 유지부(35, 36)를 갖는다.
이 중 유지부(33, 35)는 센서 소자(30A, 30B)의 본체부(30e)에 있어서, 서로 평행한 두 변을 따라 연장되도록 형성되고, 본체부(30e, 30e) 표면(F1, F2)의 양측에 맞닿아 있다.
또한 유지부(위치 결정 유지부, 제1유지부;34)는 센서 소자(30A)의 본체부(30e)의 거의 중앙부에 배치되고, 본체부(30e)를 향해 직교하는 방향에서 연장되는 주상(柱狀)으로 이루어져 있다. 그리고 유지부(34)의 선단부(34b)가 본체부(30e) 표면(F1)의 중앙부에 맞닿아 있다.
유지부(위치 결정 유지부, 제2유지부;36)는 센서 소자(30B)의 본체부(30e)의 양측에 위치하는 유지부(35, 35)에 직교하는 방향으로 본체부(30e)를 따라 연장되도록 설치되어 있다. 이에 따라 유지부(36)는 양측의 유지부(35, 35)와 합쳐져 대략 H자 형으로 센서 소자(30B)의 본체부(30e)의 표면(F2)에 맞닿아 있다.
상술한 바와 같은 구성의 검출 센서(10)를 제조하기 위해서는 도 9에 나타내는 바와 같이 하우징(11)을 수지 성형으로 형성하기 위한 금형(100)에 마그넷(20)과 센서 소자(30A, 30B)를 유지하는 마그넷 유지부(110), 소자 유지부(120)를 구비하고 상기 금형(100)에 의해 하우징(11)을 성형한다.
도 9, 도 10에 나타내는 바와 같이 마그넷 유지부(110)는 마그넷(20)을 복수의 유지 돌기(111)에 의해 보호·유지한다.
도 9, 도 11에 나타내는 바와 같이 소자 유지부(120)는 센서 소자(30A, 30B)의 각각의 단자(30d)가 삽입되는 단자 삽입 홀(121)로 이루어진다. 상기 단자 삽입 홀(121)에 단자(30d)를 삽입함으로써, 센서 소자(30A, 30B)는 각각 금형(100)에 의해 보호·유지된다.
개폐 가능한 금형(100)을 연 상태에서 상기 마그넷 유지부(110), 소자 유지부(120)에 의해 마그넷(20) 및 센서 소자(30A, 30B)를 금형(100)으로 유지시킨다. 이 상태에서 금형(100)을 닫고 금형(100) 내에 수지를 주입한다.
이 때 특히 주상으로 연장되는 유지부(34)는 용융 상태의 수지가 기단부(34a)측에서 선단부(34b)측을 향해 흐른다. 이에 따라 센서 소자(30A, 30B)가 반대측 유지부(35, 36)를 향해 밀어 붙여지게 된다.
수지 경화 후, 금형(100)을 열고 검출 센서(10)를 뗀다. 이에 의해 검출 센서(10)가 얻어진다.
그리고 검출 센서(10)에는 마그넷(20), 센서 소자(30A, 30B), 기판(40)을 덮도록 바닥이 있는 통 모양의 커버(미도시)가 장착된다.
상술한 바와 같은 구성에 의하면 검출 센서(10)는 센서 소자(30A, 30B)가 하우징(11)에 일체 성형되어 있다. 이 때 센서 소자(30A, 30B)는 성형 시에 사용하는 금형(100)에 단자(30d)를 삽입하여 위치 결정 및 고정되기 때문에 하우징(11)에 대해 고정밀도로 위치 결정이 가능하다. 따라서 센서 소자(30A, 30B)에서의 검출 정밀도를 높게 유지할 수 있다.
더욱이 여기에는 금형(100)에 단자 삽입 홀(121)을 형성하면 되기 때문에 저비용으로 높은 검출 정밀도를 안정적으로 제공할 수 있다.
또한 검출 센서(10)는 센서 소자(30A, 30B)가 본체부(30e, 30e)의 표면(F1, F2)에 맞닿는 유지부(33, 34, 35, 36)에 의해 유지되어 있다. 33, 34, 35, 36로 센서 소자(30A, 30B)가 서로 대향한 상태로 끼워짐으로써 센서 소자(30A, 30B)를 확실하게 유지할 수 있다. 또한 유지부(33, 34, 35, 36)는 본체부(30e)의 표면(F1, F2)의 전면이 아니라 일부에만 맞닿음으로써 센서 소자(30A, 30B)의 방열성을 확보할 수 있다.
또한 이와 같은 검출 센서(10)는 비접촉으로 회전하는 슬리브(205)에 형성된 검출 돌기(210)가 규정 위치(뉴트럴 위치)에 있는지 여부를 검출할 수 있다. 이와 같이 비접촉 검출 센서(10)는 접촉식 스위치에 비하면 가동 부분이 없기 때문에 고장도 적고 뛰어난 신뢰성을 발휘할 수 있다.
더욱이 검출 센서(10)는 센서 소자(30A, 30B)의 본체부(30e, 30e)끼리 서로 맞닿아져 있으므로 소형화를 도모할 수 있고, 트랜스미션(200)에서의 검출 센서(10)의 배치를 용이하게 행하여 저비용으로 부착할 수 있다.
또한 검출 대상물이 시프트 실렉트 샤프트(203)와 함께 회전하는 시프트 아암(204)이지만 센서 소자(30A, 30B)의 홀 소자 본체(30C, 30C)는 본체부(30e, 30e)에 있어서 서로 근접하도록 배치되어 있으므로, 자기(전계)의 왜곡 영향을 최소한으로 할 수 있다.
이에 따라 검출 센서(10)의 검출 정밀도를 높일 수 있다.
또한 상기 실시형태에서는 검출 센서(10)를 자동차의 매뉴얼식 트랜스미션의 시프트가 뉴트럴 상태인지의 여부를 검출하는 데에 이용하였으나, 이하 도 12, 13에 기초하여 설명하는 바와 같이 오토매틱식 트랜스미션이 파킹 상태인지의 여부를 검출하는 데에 이용할 수도 있다.
우선 본 실시형태에서의 오토매틱식 트랜스미션의 파킹 록 장치(300)를 도 12를 참조하여 설명한다. 파킹 록 장치(300)는 변속 축에 설치한 맞물림식 클러치를 액추에이터(M)에 접속되어 작동하는 시프트 로드(310)로 조작하여 소정의 변속단을 확립할 수 있는 트랜스미션에 적용된다. 또한 도 12는 뉴트럴 상태의 파킹 록 장치(300)를 나타내고 있다.
파킹 록 장치(300)는 차량 정지 시에 드라이브 샤프트에 연동하는 리버스 아이들 샤프트에 설치된 파킹 기어(350)와, 파킹 기어(350)에 계합 가능한 파킹 폴(340)과, 시프트 로드(310)에 연동하여 파킹 폴(340)을 작동시키는 파킹 로드(330)를 구비하고 있다.
파킹 록 장치(300)는 시프트 로드(310)와 일체적으로 형성된 시프트 피스(320)의 동작을 시프트 로드(330)를 통해 파킹 폴(340)에 전달함으로써 파킹 기어(350)를 록 상태로 할 수 있다.
파킹 록 장치(300)는 시프트 로드(310)가 그 축 방향으로 이동하고, 뉴트럴 위치, 리버스 위치 및 파킹 위치의 3개소에 절도있게 선택적으로 정지 가능하다. 시프트 로드(310)는 그와 일체인 시프트 피스(320)가 액추에이터(M)에 의해 상기 축방향으로 이동하고, 그 위치를 검출 센서(10)에 의해 검출함으로써 파킹 상태에 있는지의 여부를 검출한다.
그 때문에 시프트 로드(310)에는 3개의 디텐트(detent) 홈(310a, 310b, 310c)이 형성되어 있고, 도시하지 않은 스프링으로 가압된 디텐트 폴(367)이 디텐트 홈(310b)에 계합한 때에 뉴트럴 위치가 되고, 디텐트 폴(367)이 디텐트 홈(310c)에 계합한 때에 파킹 위치가 된다. 따라서 뉴트럴 상태에서 파킹 상태가 되는 때에는 시프트 로드(310)가 도면 중 상방향으로 이동하게 된다.
시프트 로드(310)에는 시프트 포크(311)와, 연결다리(312)가 일체적으로 형성되어 있다. 연결다리(312)는 시프트 로드(310)와 시프트 피스(320)를 일체적으로 연결한다. 또한 연결다리(312)에는 계지 손톱(313)이 일체적으로 형성되어 있다.
시프트 피스(320)는 캠 부(321)와 검출 아암(325)을 구비한다. 캠 부(321)에는 앞뒤를 관통하여 일방의 단이 개구하는 캠 홈(322)이 형성되어 있고, 캠 판(323)의 일단측이 상기 개구를 통해 캠 홈(322) 내에 삽입되어 있다. 일단측의 폭이 넓게 설정된 캠 판(323)에는 타단측에 액추에이터(M)가 접속되어 있고, 액추에이터(M)가 캠 판(323)을 정회전 및 역회전시키면 시프트 로드(310)가 승강한다.
예를 들면 액추에이터(M)를 반시계 방향으로 정회전 시키면 캠 판(323)이 캠 부(321)를 도면 중 상방으로 밀어올려 시프트 로드(310)가 상방으로 이동한다. 그리고 이하에서는 상하좌우는 도면 중의 방향을 나타내는 것으로 한다.
검출 아암(325)은 캠 부(321)의 상부에 일체적으로 형성되어 있고, 캠 부(321)의 승강 운동에 수반하여 승강된다. 검출 아암(325)의 선단에는 검출 돌기(326)가 형성되어 있고, 상기 검출 돌기(326)에 대향하며 더욱 근접하도록 검출 센서(10)가 배치된다. 뉴트럴 상태와 파킹 상태에서 검출 센서(10)와 검출 돌기(326)의 상대적인 위치관계가 변함으로써 검출 센서(10)는 파킹 상태에 있는지의 여부를 검출할 수 있다.
파킹 로드(330)는 시프트 피스(320)(시프트 로드(310))의 승강 운동을 파킹 폴(340)에 전달한다. 그 때문에 파킹 로드(330)는 슬라이딩 아암(335)을 통해 연결다리(312)의 계지 손톱(313)과 연결되어 있다. 슬라이딩 아암(335)은 일단측에 계지 손톱(313)과 계합되는 계지 손톱(336)을 구비한다. 또한 슬라이딩 아암(335)은 타단측에 파킹 로드(330)의 L자형으로 꺽인 선단이 관통하여 유지되는 로드 유지공(337)과, 로드 유지공(337)보다 하방에 위치하며 계지 스프링편(357)과 계합되는 계지 돌기(338)을 구비한다.
슬라이딩 아암(335)은 그 일방의 측면에 위치 결정 로드(339)가 설치되어 있고, 위치 결정 로드(339)의 축을 중심으로 하여 슬라이딩 아암(335)은 슬라이딩 운동한다. 따라서 액추에이터(M)에 의해 시프트 피스(320)가 상방으로 이동하면 그에 연동하여 슬라이딩 아암(335)은 시계방향으로 회전하고 파킹 로드(330)는 시프트 로드(310)와 대략 평행하게 하강한다. 반대로 시프트 피스(320)가 하방으로 이동하면 슬라이딩 아암(335)은 반시계방향으로 슬라이딩하여 파킹 로드(330)가 상승한다.
위치 결정 로드(339)의 외주에는 둘레방향으로 이어지는 원호상 홈(339a)이 형성되어 있고, 이 홈(339a)에는 원주상의 지지 핀(334)이 삽입되어 있다. 이 때문에 지지 핀(334)은 슬라이딩 아암(335)의 회전 운동을 허용하면서 위치 결정 로드(339)의 축방향으로 슬라이딩 아암(335)이 이동하는 것을 규제한다.
파킹 로드(330)에는 캠 부재(352)가 슬라이딩 자유롭게 감합되어 있다. 캠 부재(352)는 등경부(等俓部:352a)와 등경부(352a)의 하단부터 서서히 직경이 작아지는 테이퍼부(352b)를 구비한다. 캠 부재(352)는 파킹 로드(330)의 주위에 설치되는 압축된 코일 스프링(353)에 의해 하방을 향해 가압되어 있다. 파킹 로드 상태가 되어 파킹 로드(330)가 하방으로 하강하면 캠 부재(352)는 보다 강한 힘으로 하방을 향해 가압된다.
캠 부재(352)의 근방에는 파킹 폴(340)의 캠받이부(340b)와 파킹 로드 홀더(354)의 캠받이부(354a)가 배치된다. 캠받이부(340b) 및 캠받이부(354a)는 테이퍼부(352b)에 대응하는 테이퍼면을 표면에 구비하고 있다. 도 12에 나타내는 뉴트럴 상태에서는 파킹 로드(330)가 상대적으로 상방에 위치하기 때문에 캠 부재(352)는 캠받이부(340b) 및 캠받이부(354a)에 상대적으로 약한 힘으로 밀어 붙여진다. 그리고 파킹 로드 홀더(354)는 위치가 고정되어 있다.
파킹 폴(340)은 파킹 로드(330)의 동작에 연동하여 파킹 기어(350)의 록 및 록해제를 행한다.
L자형 파킹 폴(340)은 그 꺽임부분에서 위치 고정된 지축(362)에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 파킹 폴(340)은 일방의 선단에 파킹 기어(350)의 외주에 형성되어 있는 기어 홈(350a)에 계합되는 계합 손톱(340a)이 형성됨과 함께 타방의 선단에 캠받이부(340b)가 형성되어 있다.
파킹 폴(340)은 지축(362)의 외주에 설치한 비틀림 스프링(355)에 의해 계합 손톱(340a)이 파킹 기어(350)가 이반하는 방향으로 가압되어 있다. 그로 인해 뉴트럴 상태에서는 계합 손톱(340a)은 기어 홈(350a)으로부터 이탈하는 한편, 캠받이부(340b)와 파킹 로드 홀더(354)의 캠받이부(354a)와의 간격이 좁아진다. 그러나 파킹 상태가 되면 파킹 로드(330)가 하강하고, 그에 수반하여 캠 부재(352)가 밀려 내려가면 캠 부재(352)가 캠받이부(340b)와 캠받이부(354a)의 사이에 삽입된다. 캠받이부(354a)는 위치가 고정되어 있으므로 캠받이부(340b)가 테이퍼부(352b)로부터 받는 힘이 파킹 폴(340)이 비틀림 스프링(355)으로부터 받는 힘보다 커지면, 파킹 폴(340)은 반시계방향으로 회전한다.
파킹 기어(350)는 차량 정지 시에 드라이브 샤프트에 연동하는 리버스 아이들 축(미도시)에 고정되어 있고, 파킹 기어(350)를 잠금으로써 파킹 상태가 확보된다.
파킹 기어(350)는 파킹 폴(340)의 계합 손톱(340a)에 대응하여 배치되어 있고, 전술한 바와 같이 파킹 폴(340)이 반시계방향으로 회전하면 기어 홈(350a)에 계합 손톱(340a)이 삽입되어 잠긴다.
다음으로 도 13을 참조하여 파킹 록 장치(300)가 뉴트럴 상태에서 파킹 상태로 이행하는 과정의 동작을 설명한다.
시프트가 뉴트럴 상태에서 파킹 상태로 변하면 액추에이터(M)는 캠 판(323)을 반시계방향으로 회전시킨다. 그러면 시프트 피스(320)가 상방으로 이동하고, 그 이동에 수반하는 슬라이딩 아암(335) 및 파킹 로드(330)의 동작에 추종하여 파킹 폴(340)은 도 12의 위치에서 도 13의 위치까지 반시계방향으로 회전한다. 그 결과 파킹 기어(350)가 잠긴다.
이 상태에서는 캠 부재(352)가 캠받이부(340b)와 캠받이부(354a)의 사이에 끼워져 있다. 또한 파킹 로드(330)가 파킹 상태까지 하강하면 계지 돌기(338)가 계지 스프링편(357)의 선단을 타넘기 때문에 파킹 로드(330)가 오작동하여 상방으로 이동하는 것을 저지한다. 따라서 파킹 록의 상태가 안정적으로 유지된다.
시프트 피스(320)가 상방으로 이동하면 그에 추종하여 검출 돌기(326)도 상방으로 이동한다. 즉 검출 센서(10)에 근접하는 검출 돌기(326)는 그 위치가 뉴트럴 상태와 파킹 상태에서 상이하다. 따라서 검출 센서(10)는 상기 검출 돌기(326)의 변위를 검출함으로써 파킹 상태인지의 여부를 판별할 수 있다.
또한 검출 센서(10)의 부착 위치는 상술한 위치에 한정되지 않고 시프트 로드(310)에 연동하여 위치가 이동하는 다른 부재에 근접하여 설치할 수 있다. 예를 들면 시프트 로드(310)의 상단 근방 혹은 파킹 로드(330)의 상단 근방에 설치할 수 있다.
이상 자동차를 구성하는 부품의 위치 검출용 검출 센서(10)을 예로 하여 본 발명을 설명하였으나 그 용도는 한정되지 않는다,
또한 마그넷(20)을 단면 대략 U자형으로 하였으나 이에 한정되는 것은 아니며 적절히 다른 형상으로 하는 것도 가능하다.
또한 유지부(33, 34, 35, 36)는 상기와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 것이라면 그 배치, 설치 수, 형상 등을 상기한 것 이외의 구성으로 할 수도 있다.
이외에도 본 발명의 주된 취지를 일탈하지 않는 한 상기 실시형태에서 예로 든 구성을 취사 선택하거나 다른 구성으로 적절히 변경하는 것이 가능하다.
10 검출 센서
11 하우징
11a 커넥터 수용부
11b 센서 유지부
14 단자
15 기판 유지 손톱
20 마그넷
20a 요부
20n, 20s 양극부
30A, 30B 센서 소자
30C 홀 소자 본체
30d 단자
30e 본체부
34 유지부(위치 결정 유지부, 제1유지부)
34a 기단부
34b 선단부
36 유지부(위치 결정 유지부, 제2유지부)
40 기판
100 금형
110 마그넷 유지부
111 유지 돌기
120 소자 유지부
121 단자 삽입 홀
202A~202C 시프트 피스
200 트랜스미션
201 기어
203 시프트 실렉트 샤프트
204 시프트 아암
206 실렉트 아암
207 시프트 로우터
210 검출 돌기
211 하우징
300 파킹 록 장치
310 시프트 로드
310a, 310b, 310c 디텐트 홈
313 계지 손톱
320 시프트 피스
323 캠 판
326 검출 돌기
330 파킹 로드
334 지지 핀
335 슬라이딩 아암
338 계지 돌기
339 위치 결정 로드
339a 홈
340 파킹 폴
340a 계합 손톱
340b 캠받이부
350 파킹 기어
352 캠 부재
352a 등경부
352b 테이퍼부
353 코일 스프링
354 파킹 로드 홀더
357 계지 스프링편
367 디텐트 폴

Claims (8)

  1. 자계를 발생하는 마그넷;
    상기 마그넷에 의해 발생하는 상기 자계의 변화를 검출하는 복수의 센서 소자;
    상기 마그넷 및 상기 센서 소자를 보호 유지하는 하우징을 구비한 검출 센서의 제조 방법에 있어서,
    상기 마그넷 및 상기 센서 소자를 상기 금형에 고정하는 공정;
    상기 금형 내에 용융 수지를 주입하고 상기 용융 수지를 경화시켜 상기 하우징을 성형하는 공정;
    상기 금형으로부터 상기 마그넷 및 상기 센서 소자가 상기 하우징에 일체화된 상기 검출 센서를 빼내는 공정을 구비하고,
    상기 마그넷 및 상기 센서 소자를 상기 금형에 고정하는 공정에서는, 상기 센서 소자의 본체에서 돌출하는 단자를 상기 금형에 형성된 단자 삽입 홀에 삽입하여 상기 센서 소자를 상기 금형에 고정하는 것을 특징으로 하는 검출 센서의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 센서 소자의 상기 본체 표면의 일부에만 닿음으로써 상기 센서 소자를 위치 결정하는 위치 결정 유지부를 갖는 것을 특징으로 하는 검출 센서의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 위치 결정 유지부는 상기 센서 소자의 상기 본체 표면에 직교하는 방향으로 연장되고, 그 선단부가 상기 본체에 닿음으로써 상기 센서 소자를 보호 유지하고, 상기 하우징을 성형하는 공정에서는 상기 위치 결정 유지부의 기단부에서 상기 선단부를 향해 상기 용융 수지를 흘림으로써, 상기 용융 수지에 의해 상기 센서 소자의 상기 본체를 압압하여 상기 위치 결정 유지부를 형성하는 것을 특징으로 하는 검출 센서의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센서 소자가 상기 본체의 표면끼리를 맞대어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검출 센서의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 센서 소자의 검지 소자 본체가 서로 근접하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검출 센서의 제조 방법.
  6. 자계를 발생하는 마그넷;
    상기 마그넷에 의해 발생하는 상기 자계의 변화를 검출하는 복수의 센서 소자;
    상기 마그넷 및 상기 센서 소자를 보호·유지하는 하우징을 구비하고,
    상기 복수의 센서 소자는 본체와 상기 본체에서 돌출하는 단자를 가짐과 동시에, 이들 상기 복수의 센서 소자는 상기 본체에 대해 상기 단자를 동일 방향으로 돌출시킨 상태로 상기 본체끼리를 중합시켜 상기 하우징에 보호·유지되고,
    상기 하우징은 상기 본체끼리를 중합시킨 상기 복수의 센서 소자의 일방측에서 상기 센서 소자의 상기 본체의 표면 일부에 닿는 제1유지부와, 상기 복수의 센서 소자의 타방측에서 상기 센서 소자의 상기 본체 표면의 일부를 가로지르도록 설치된 제2유지부와의 사이에 끼워져 보호·유지되어 있는 것을 특징으로 하는 검출 센서.
  7. 제6항에 있어서,
    청구항 1에 기재된 검출 센서의 제조 방법에 따라 제조된 것을 특징으로 하는 검출 센서.
  8. 축선 방향으로 이동하여 실렉트 동작 및 시프트 동작의 일방을 행함과 동시에 축선 방향으로 회전하여 실렉트 동작 및 시프트 동작의 타방을 행하는 시프트 실렉트 샤프트;
    상기 시프트 실렉트 샤프트의 외주부에 설치된 검지 돌기;
    상기 검지 돌기가 미리 정한 규정 위치에 있는지의 여부를 검출하는 청구항 6에 기재된 검출 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 트랜스미션.
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