(57)【要約】【課題】取り付けによるセンサ装置と被取付部材の位置ずれを抑制して検出精度を向上させることができるセンサ装置取付構造及びセンサ装置を提供する。【解決手段】センサ装置取付構造１は、検出対象を検出するセンサ部２６が配置され、取付時の本体２０の回転を規制する規制部２３０を有するセンサ装置２と、センサ装置２が挿入される挿入孔４２を有する中空ボルト４と、センサ装置２が挿入可能であると共に中空ボルト４がねじ止め可能な孔としての取付孔９２を有し、規制部２３０に対応する溝部９２５を有するケース９０と、を備えて概略構成されている。【選択図】図１
2016095182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象を検出するセンサ部が配置され、取付時の本体の回転を規制する第１の規制部を有するセンサ装置と、
前記センサ装置が挿入される挿入孔を有する中空ボルトと、
前記センサ装置が挿入可能であると共に前記中空ボルトがねじ止め可能な孔を有し、前記第１の規制部に対応する第２の規制部を有する被取付部材と、
を備えたセンサ装置取付構造。
【請求項２】
前記第１の規制部は、前記中空ボルトが挿入される方向と交差する方向に突出して形成され、
前記第２の規制部は、前記第１の規制部が挿入され、前記孔に連結する溝部である、
請求項１に記載のセンサ装置取付構造。
【請求項３】
前記孔は、前記中空ボルトがねじ止め可能な第１の孔部、及び前記第１の孔部よりも開口が小さく、前記センサ装置のセンサ部が挿入される第２の孔部を有し、
前記溝部は、前記第１の孔部と連結する、
請求項２に記載のセンサ装置取付構造。
【請求項４】
前記センサ装置は、前記本体の周囲に配置されて環形状を有し、前記第１の規制部が形成された環部を有し、
前記第１の孔部と前記第２の孔部の境界に段差面が形成され、
前記段差面と前記環部との間にシール部材が配置された、
請求項３に記載のセンサ装置取付構造。
【請求項５】
前記センサ装置は、前記本体の周囲に配置されて環形状を有し、前記第１の規制部が形成された環部を有し、
前記第１の孔部と前記第２の孔部の境界に段差面が形成され、
前記センサ装置の前記環部及び前記第１の規制部と前記段差面とが接触することにより、前記検出対象に対する前記センサ装置の挿入方向の位置決めがなされる、
請求項３に記載のセンサ装置取付構造。
【請求項６】
前記本体に取り付けられた環形状のシール部材が前記第２の孔部と前記本体との間に介在する、
請求項３又は５に記載のセンサ装置取付構造。
【請求項７】
請求項１、２、４及び５のいずれか１項に記載されたセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ装置取付構造及びセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、磁気抵抗素子を有するセンサチップとセンサチップの周囲に配置されたバイアス磁石とを有し、山部と谷部とが交互に設けられたロータの回転を検出する回転検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３１２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この従来の回転検出装置は、磁気抵抗素子の感磁方向とロータの回転方向とを合わせて被取付部材に取り付ける必要がある。取り付けの方法として、回転検出装置にねじ部を設け、回転検出装置を回転させて被取付部材に締結する方法があるが、感磁方向と回転方向とを合わせるのが困難で検出精度が低下する問題がある。他の取り付け方法として、回転検出装置にフランジを設け、フランジを介して回転検出装置を被取付部材に取り付ける方法がある。この方法は、感磁方向と回転方向とを合わせ易いが、フランジの分、回転検出装置を取り付けるスペースが大きくなる問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、取り付けによるセンサ装置と被取付部材の位置ずれを抑制して検出精度を向上させることができるセンサ装置取付構造及びセンサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、検出対象を検出するセンサ部が配置され、取付時の本体の回転を規制する第１の規制部を有するセンサ装置と、前記センサ装置が挿入される挿入孔を有する中空ボルトと、センサ装置が挿入可能であると共に中空ボルトがねじ止め可能な孔を有し、第１の規制部に対応する第２の規制部を有する被取付部材と、を備えたセンサ装置取付構造を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、取り付けによるセンサ装置と被取付部材の位置ずれを抑制して検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施の形態に係るセンサ装置取付構造を説明するための概略図であり、図１（ｂ）は、取付孔の上面図である。
【図２】図２（ａ）は、第１の実施の形態に係るセンサ装置の図１（ａ）のII（ａ）-II（ａ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、（ｂ）は、ＭＲセンサの感磁方向とシャフトの移動方向との位置について説明するための概略図である。
【図３】図３は、第２の実施の形態に係るセンサ装置取付構造の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係るセンサ装置取付構造は、検出対象を検出するセンサ部が配置され、取付時の本体の回転を規制する第１の規制部を有するセンサ装置と、前記センサ装置が挿入される挿入孔を有する中空ボルトと、センサ装置が挿入可能であると共に中空ボルトがねじ止め可能な孔を有し、第１の規制部に対応する第２の規制部を有する被取付部材と、を備えて概略構成されている。
【００１０】
このセンサ装置取付構造は、センサ装置が被取付部材に対して回転しない構造なので、取り付けによるセンサ装置と被取付部材の位置ずれを抑制して検出精度を向上させることができる。
【００１１】
[第１の実施の形態]
（センサ装置取付構造１の構成）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係るセンサ装置取付構造を説明するための概略図であり、図１（ｂ）は、取付孔の上面図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係るセンサ装置の図１（ａ）のII（ａ）-II（ａ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、（ｂ）は、ＭＲセンサの感磁方向とシャフトの移動方向との位置について説明するための概略図である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１２】
センサ装置２は、例えば、図１（ａ）に示すように、車両のトランスミッション９のケース９０に取り付けられる。センサ装置取付構造１は、このセンサ装置２がケース９０に対して回転しないように取り付ける構造を有している。センサ装置２は、一例として、トランスミッション９のニュートラルポジションを検出するセンサである。なおセンサ装置２は、例えば、エンジンのカムシャフトの回転等の検出対象の回転を検出する用途に用いられても良い。
【００１３】
センサ装置取付構造１は、図１（ａ）に示すように、検出対象を検出するセンサ部２６が配置され、取付時の本体２０の回転を規制する第１の規制部を有するセンサ装置２と、センサ装置２が挿入される挿入孔４２を有する中空ボルト４と、センサ装置２が挿入可能であると共に中空ボルト４がねじ止め可能な孔としての取付孔９２を有し、第１の規制部に対応する第２の規制部を有する被取付部材としてのケース９０と、を備えて概略構成されている。
【００１４】
第１の規制部は、一例として、規制部２３０である。第２の規制部は、一例として、溝部９２５である。なお第２の規制部がセンサ装置２の方向に突出するようにケース９０に設けられた凸部であり、第１の規制部が当該凸部が挿入されるように挿入方向に沿ってセンサ装置２の本体２０に設けられた溝部であっても良い。
【００１５】
また取付孔９２は、中空ボルト４がねじ止め可能な第１の孔部９２１、及び第１の孔部９２１よりも開口が小さく、センサ装置２のセンサ部２６が挿入される第２の孔部９２２を有し、溝部９２５は、第１の孔部９２１と連結している。
【００１６】
従ってセンサ装置取付構造１は、第２の孔部９２２にセンサ部２６を挿入すると共に溝部９２５に規制部２３０を挿入し、中空ボルト４の挿入孔４２に本体２０を挿入すると共に第１の孔部９２１に中空ボルト４をねじ止めすることにより、センサ装置２をケース９０に取り付ける構造である。
【００１７】
さらにセンサ装置取付構造１は、図１（ａ）に示すように、シール部材としてのパッキン５と、ワッシャ６と、を有している。
【００１８】
（センサ装置２の構成）
センサ装置２は、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、本体２０と、コネクタ部２１と、先端部２２と、環部２３と、センサ部２６と、を備えて概略構成されている。
【００１９】
本体２０は、例えば、円柱形状を有している。この本体２０は、例えば、非晶ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）等の合成樹脂によって形成されている。この本体２０の先端部２２の内部には、図２（ａ）に示すように、センサ部２６が配置されている。
【００２０】
先端部２２は、本体２０のコネクタ部２１側の径よりも小さい径を有する円柱形状を備えている。この先端部２２は、トランスミッション９のシャフト９５と対向している。
【００２１】
先端部２２の反対側には、コネクタ部２１が設けられている。このコネクタ部２１は、円筒形を有し、円筒の内部に複数のコネクタ端子２１０を備えている。コネクタ部２１は、例えば、車両側のハーネスのコネクタと接続する。
【００２２】
センサ装置２は、本体２０の周囲に設けられた環形状の環部２３を有している。上述の規制部２３０は、この環部２３の径方向に突出して形成される。この環部２３は、例えば、本体２０と一体に形成されているが、これに限定されず、別部品として本体２０に取り付けられて一体とされても良い。
【００２３】
規制部２３０は、矩形状を有している。この規制部２３０は、ケース９０に形成された溝部９２５に挿入され、センサ装置２がケース９０に対して回転すると、規制部２３０の側面が溝部９２５の側面と接触するので、センサ装置２の回転を規制している。この規制により、図２（ｂ）に示すように、センサ装置２のセンサ部２６の感磁方向と、シャフト９５の移動方向と、が一致するように、センサ装置２をケース９０に取り付けることが可能となる。
【００２４】
なお規制部２３０の形状は、矩形状に限定されず、センサ装置２がケース９０に対して想定以上に回転しないように規制可能な形状であれば良い。
【００２５】
センサ部２６は、一例として、検出対象がトランスミッション９のシャフト９５の凹部９６である。従ってシャフト９５の操作位置は、凹部９６がセンサ部２６と対向するか否かにより判定される。一例として、凹部９６がセンサ部２６と対向する場合、センサ装置２と電気的に接続された車両制御部は、トランスミッション９がニュートラルポジションに操作されていると判定する。
【００２６】
このセンサ部２６は、基板２４と、この基板２４の上に配置されたＭＲセンサ２５と、を備えて概略構成されている。基板２４は、例えば、プリント配線基板等のリジット基板である。
【００２７】
ＭＲセンサ２５は、例えば、４つの磁気抵抗素子によってブリッジ回路が形成された２つの磁気検出センサによって概略構成されている。この２つの磁気検出センサは、一例として、円筒形状を有し、各磁気抵抗素子に磁場を作用させる磁石の貫通孔内に並んで配置されている。
【００２８】
磁気抵抗素子は、作用する磁場の磁気ベクトルの向きに応じて抵抗値が変化する素子である。図２（ａ）に示すように、４つの磁気抵抗素子は、互いに９０°となるように配置されると共に、シャフト９５の移動方向に対して４５°の角度となるように配置される。この配置では、シャフト９５がセンサ部２６に接近、又は離れる場合、各磁気抵抗素子に作用する磁気ベクトルの向きが殆ど変化しないので、シャフト９５の接近等を検出する用途には不向きである。
【００２９】
一方、図２（ａ）に示すように、センサ部２６に対向したり、対向しなかったりするように凹部９６が移動するシャフト９５の移動では、各磁気抵抗素子に作用する磁気ベクトルの向きが変化するので、凹部９６の位置を検出する用途には適している。この各磁気抵抗素子に作用する磁気ベクトルの向きを変化させる検出対象の移動方向がＭＲセンサ２５の感磁方向となっている。
【００３０】
ＭＲセンサ２５に作用する磁気ベクトルは、シャフト９５の凹部９６が形成されていない表面９５０がＭＲセンサ２５に対向する場合と、凹部９６がＭＲセンサ２５に対向する場合とでは、向きが異なる。ＭＲセンサ２５は、この向きに応じた信号を出力するので、センサ装置２がシャフト９５の移動位置を検出することが可能となる。
【００３１】
従って正確なシャフト９５の移動位置を検出するためには、図２（ｂ）に示すように、ＭＲセンサ２５の感磁方向とシャフト９５の移動方向とを合わせる必要がある。もし、ＭＲセンサ２５がシャフト９５に対して傾き、ＭＲセンサ２５の感磁方向とシャフト９５の移動方向とがずれた場合、ＭＲセンサ２５に作用する磁気ベクトルの向きが変わり、凹部９６の検出精度が低下する。
【００３２】
ここで変形例として、センサ部２６は、磁気抵抗素子を利用した磁気センサに限定されず、圧力センサ、近接センサ等のセンサであっても良い。
【００３３】
（中空ボルト４の構成）
中空ボルト４は、金属材料を用いて形成されている。この中空ボルト４は、頭部４０と、軸部４１と、頭部４０と軸部４１とを貫通する挿入孔４２と、を備えている。
【００３４】
頭部４０は、一例として、六角形状を有している。この頭部４０は、ケース９０の取付孔９２の径よりも大きい径を有している。軸部４１は、その側面に雄ねじ部４１０が形成されている。軸部４１の径は、ケース９０の第１の孔部９２１に応じた径である。中空ボルト４を取付孔９２にねじ止めすると、雄ねじ部４１０が第１の孔部９２１の側面に形成された雌ねじ部９２３と結合する。
【００３５】
挿入孔４２は、センサ装置２の本体２０が挿入される。また中空ボルト４とセンサ装置２の環部２３との間には、ワッシャ６が配置されている。このワッシャ６は、例えば、中空ボルト４の締め付けによって環部２３が傷つかないように配置されている。ワッシャ６は、例えば、金属部材により環形状に形成されている。
【００３６】
（パッキン５の構成）
センサ装置取付構造１は、図２（ａ）に示すように、ケース９０の取付孔９２の段差面９２４とセンサ装置２の環部２３との間にシール部材としてのパッキン５が配置されている。
【００３７】
このパッキン５は、例えば、シリコーンゴム等の合成ゴムを用いて貫通孔５０を有する環形状に形成されている。パッキン５は、中空ボルト４の締め付けに応じてセンサ装置２の環部２３とケース９０の段差面９２４との距離が縮まって変形することで、ケース９０の外から内への異物の侵入やケース９０外へのオイル等の漏れを防止している。
【００３８】
（ワッシャ６の構成）
ワッシャ６は、例えば、金属部材を用いて貫通孔６０を有する環形状に形成されている。このワッシャ６は、センサ装置２の環部２３と中空ボルト４との間に介在する。
【００３９】
（トランスミッション９の構成）
トランスミッション９は、ケース９０と、ケース９０内に配置されたシャフト９５と、を備えている。このトランスミッション９は、車両のシフトノブの操作に応じてケース９０に対してシャフト９５が移動するように構成されている。上述のように、シャフト９５には、ニュートラルポジションを検出させるための凹部９６が設けられている。
【００４０】
ケース９０は、例えば、金属材料を用いて、シャフト９５を覆うように形成されている。このケース９０の表面９１には、表面９１から内部に向かって貫通する取付孔９２が形成されている。この取付孔９２には、シャフト９５の移動に伴って表面９５０及び凹部９６が露出する。
【００４１】
取付孔９２は、第１の孔部９２１と第２の孔部９２２の径が異なる二つの孔が連結した形状を有している。第１の孔部９２１と第２の孔部９２２の境界には、段差面９２４が形成されている。この段差面９２４は、図１（ｂ）に示すように、環形状の部分と、溝部９２５の部分と、を連結した形状を有している。
【００４２】
第１の孔部９２１は、ケース９０の表面側に形成されている。その側面には、雌ねじ部９２３が形成され、中空ボルト４のねじ止めにより、軸部４１の雄ねじ４１０と結合する。
【００４３】
第２の孔部９２２は、ケース９０の裏面側に形成されている。この第２の孔部９２２には、センサ装置２の先端部２２が挿入される。
【００４４】
ここで変形例として、規制部２３０の数は、複数であっても良い。この場合、溝部９２５は、規制部２３０の数に応じて形成される。
【００４５】
シャフト９５は、例えば、凹部９６がセンサ部２６に対向する、対向しないで、センサ部２６に作用する磁気ベクトルの向きが変化するように、鉄等の透磁率の高い金属材料を用いて棒状に形成される。このシャフト９５の移動方向は、図２（ａ）の紙面において左右方向であり、センサ装置２の挿入方向と交差する。
【００４６】
（取り付けについて）
まず、ケース９０の取付孔９２の段差面９２４上にパッキン５が配置される。続いて、パッキン５の貫通孔５０にセンサ装置２の先端部２２が挿入され、センサ装置２の環部２３がパッキン５と接触する。
【００４７】
続いてワッシャ６がセンサ装置２の環部２３上に配置され、さらにワッシャ６の貫通孔６０から突出するコネクタ部２１が挿入孔４２に挿入され、中空ボルト４がセンサ装置２上に配置される。続いて中空ボルト４を予め定められたトルクで締め付け、軸部４１の雄ねじ部４１０と第１の孔部９２１の雌ねじ部９２３とを結合させてセンサ装置２のケース９０への取り付けを終了する。
【００４８】
（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係るセンサ装置取付構造１は、取り付けによるセンサ装置２とケース９０の位置ずれを抑制して検出精度を向上させることができる。具体的には、センサ装置取付構造１は、センサ装置２が径方向に突出する規制部２３０を有し、ケース９０が溝部９２５を有する取付孔９２を有する構造を備えている。センサ装置２は、規制部２３０が溝部９２５と接触するので、ケース９０に対する回転が規制される。従ってセンサ装置取付構造１は、シャフト９５の移動方向とセンサ部２６の感磁方向とが一致するように、センサ装置２をケース９０に取り付け可能な構造を有しているので、この構造を持たない場合と比べて、取り付けによるセンサ装置２の位置ずれを抑制してシャフト９５の凹部９６の検出精度を向上させることができる。
【００４９】
センサ装置取付構造１は、シャフト９５の凹部９６の検出精度が向上するので、トランスミッション９のニュートラルポジションの検出精度を向上させることができる。
【００５０】
センサ装置取付構造１は、センサ装置２がケース９０に対して回転しないので、車両の振動により緩むことがないので、耐震性を向上させることができる。またセンサ装置取付構造１は、耐震性が高いので、緩むことによるセンサ装置２とシャフト９５の距離が変化しないので、検出が安定している。
【００５１】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、規制部２３０と段差面９２４とを接触させることで、センサ部２６とシャフト９５との位置決めを行う点で上記の実施の形態と異なっている。
【００５２】
図３は、第２の実施の形態に係るセンサ装置取付構造の要部断面図である。図３は、図２（ａ）と同じ個所の断面である。なお以下に記載する実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００５３】
本実施の形態に係るセンサ装置取付構造１は、センサ装置２の環部２３及び規制部２３０と段差面９２４とが接触することにより、シャフト９５に対するセンサ装置２の挿入方向の位置決めがなされる構造を備えて概略構成されている。
【００５４】
このセンサ装置取付構造１は、図３に示すように、環部２３の下面２３１とシャフト９５の表面９５０までの距離Ｌ１が環部２３と段差面９２４とを接触させることで、予定された距離とすることが容易となる。従ってセンサ装置２の先端部２２の先端面２２０と、シャフト９５の表面９５０との距離Ｌ２が予定された距離とすることが容易となる。
【００５５】
そこで、センサ装置取付構造１は、本体２０に取り付けられた環形状のＯリング８が第２の孔部９２２と本体２０との間に介在してシール性を有する構造を備えている。このＯリング８は、シリコーンゴム等の合成ゴムにより環形状に形成され、本体２０の先端部２２に設けられた周溝２２１に嵌め込まれている。
【００５６】
またセンサ装置取付構造１は、ワッシャ６の上にスプリングワッシャ７が配置されている。このスプリングワッシャ７は、金属材料を用いて環形状に形成されると共に、中央部分と周部分が盛り上がる形状を有している。スプリングワッシャ７は、中空ボルト４のねじ止めにより変形し、ワッシャ６を介してセンサ装置２の環部２３と段差面９２４との接触を保つように弾性力を付加する。
【００５７】
（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態に係るセンサ装置取付構造１は、センサ装置２の環部２３及び規制部２３０と段差面９２４とが接触することにより、シャフト９５に対するセンサ装置２の挿入方向の位置決めがなされる構造を備えるので、センサ装置２の先端面２２０と、シャフト９５の表面９５０との距離Ｌ２を容易に予定された距離とすることができる。センサ装置取付構造１は、この距離Ｌ２の精度が高いので、センサ装置２の凹部９６の検出精度が向上する。
【００５８】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１…センサ装置取付構造、２…センサ装置、４…中空ボルト、５…パッキン、６…ワッシャ、７…スプリングワッシャ、８…Ｏリング、９…トランスミッション、２０…本体、２１…コネクタ部、２２…先端部、２３…環部、２４…基板、２５…ＭＲセンサ、２６…センサ部、４０…頭部、４１…軸部、４２…挿入孔、５０…貫通孔、６０…貫通孔、９０…ケース、９１…表面、９２…取付孔、９５…シャフト、９６…凹部、２１０…コネクタ端子、２２０…先端面、２２１…周溝、２３０…規制部、２３１…下面、４１０…雄ねじ部、９２１…第１の孔部、９２２…第２の孔部、９２３…雌ねじ部、９２４…段差面、９２５…溝部、９５０…表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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