JP2011011617A

JP2011011617A - レバー位置検出装置

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Publication number: JP2011011617A
Application number: JP2009156910A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Kino; 恵右木野
Original assignee: Fuji Kiko Co Ltd
Current assignee: Jtekt Column Systems Corp
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2029-07-01
Also published as: JP5355256B2

Abstract

【課題】回動可能な操作レバーの位置を検出できるとともに、構造を簡素化してコスト低減を図ることができるレバー位置検出装置を提供する。
【解決手段】レバー位置検出装置３に、操作レバー２の下部に設けられる円板状の磁石Ｍと、この磁石Ｍの下方に配置され、磁気を感知して検出信号を出力するセンサＳ２、Ｓ３、Ｓ６を含む６つのセンサとを設け、操作レバー２の各レンジポジションを、６つのセンサのうちの少なくとも２つのセンサで磁石Ｍを感知することによって検出するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動変速機の操作レバー装置に設けられるレバー位置検出装置に関する。

従来、自動変速機の操作レバー装置として、操作レバーの位置（レンジポジション）を磁石とセンサとを用いて検出するものがある。この種の操作レバー装置として、特許文献１には、ｈ字型の操作経路に沿ってセレクト方向及びシフト方向に移動可能な操作レバーの位置を、磁石と磁気センサである複数のホールＩＣとにより検出するものが記載されている（例えば、特許文献１参照）。

この操作レバー装置１００では、図９に示すように、レバー位置検出装置１０１に、ハウジング１０２側に固定される複数のホールＩＣ１０３と、ホールＩＣ１０３と対向し、操作レバー１０４の移動に伴って複数の移動軸に沿って移動可能な磁石１０５とを設け、操作レバー１０４の操作に伴ってそのレンジポジションに対応する位置に磁石１０５を移動すると、複数のホールＩＣ１０３のうちのいずれかが感知することにより操作レバー１０４のレンジポジションを検出できるようにしている。

特開２００４−１３８２３５号公報

しかしながら、かかる従来の操作レバー装置１００のレバー位置検出装置１０１では、操作レバー１０４の移動に伴って複数の移動軸に沿って磁石１０５を移動させる移動機構１０６及び案内機構１０７を要するため、構造が複雑となりコストがかさむという問題がある。

また、従来は、各レンジポジションで複数のセンサの内の少なくとも２つを検知し、その組合わせでレンジポジションを選択するとともにセンサに問題が生じた場合には、組合わせから外れた検出が行なわれると、異常として電気回路的に異常を検出できるようにしているが、レンジポジションの数よりもセンサの数が多くなり、検出装置が大きくなるとともに、コストが高くなるという問題がある。

そこで、本発明は、セレクト方向及びシフト方向に回動可能な操作レバーの位置を検出できるとともに、構造を簡素化してコスト低減を図ることができるレバー位置検出装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、Ｈ字型の操作経路に沿って揺動可能な操作レバーの位置を検出する操作レバー装置のレバー位置検出装置において、揺動可能に中央部が支持された操作レバーの下部に配設される筐体状のケース部材と、このケース部材内に前記操作レバーの下部とともに移動可能に設けられる磁石と、この磁石の下方に配置される複数の磁気センサと、を備え、前記磁石が、円板形状を有する単一部材からなり、各レンジポジションで複数の磁気センサの内の少なくとも２つの磁気センサと対向することを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載のレバー位置検出装置において、前記複数の磁気センサは、前記Ｈ字型の操作経路を構成するシフト方向の２つのシフト経路の間に、該シフト経路と平行となるように並んで配置される３つの磁気センサと、該３つの磁気センサを挟んで一方のシフト経路側に配置される１つの磁気センサと、他方のシフト経路側に該シフト経路と平行となるように並んで配置される２つの磁気センサとを備え、前記３つの磁気センサはシフト方向の３つのポジションに対応して前記磁石に対向し、前記１つの磁気センサは前記操作レバーが一方のシフト経路側に位置するときに、前記磁石と常に対向し、前記２つの磁気センサは操作レバーが他方のシフト経路側に位置するときにシフト方向の３つのシフトポジションで前記磁石と少なくとも一方の磁気センサが対向するように構成されたことを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１、または請求項２に記載のレバー位置検出装置において、前記操作レバーの下部に略球状の連結部と、前記磁石の中央部に前記連結部が連係可能な連係穴と、備えたことを特徴とすることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のレバー位置検出装置において、前記ケース部材の周壁が磁性材で構成されたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、操作レバーの揺動操作に伴って、所定の位置に操作レバーの下部に設けた磁石が移動すると、磁石の下方に配置される複数の磁気センサのうちの少なくともいずれか２つの磁気センサが磁気を感知し、所定の検出信号を出力することで、操作レバーの位置を検出する。また、操作レバーの下部に磁石が設けられているため、操作レバーの移動に伴って磁石を移動させる移動機構を別に設けることが不要であるとともに、磁石が周方向に対して方向性がない円板状であるため、この磁石の方向を規制する案内機構も不要であることから、装置全体の構造を簡素化するとともに部品点数を少なくしてコスト低減を図ることができる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、Ｈ字型に並んだ２つのシフト経路の各々３つのシフトポジションを６つの磁気センサで検出できるとともに、各シフトポジションを２つの磁気センサが検出するので、センサ数を少なくして、検出装置を小型にできる。また、操作経路に沿ってシフトレバーを移動する際にも、磁気センサのいずれか１つが常に磁石と対向しているため、磁気センサの異常を電気回路的に診断できる。

請求項３の発明によれば、請求項１、請求項２の発明の効果に加え、操作レバーの下部に備えた略球状の連結部を磁石の連係穴に連係させることにより、単純な構造で操作レバーの下部と磁石とを連係できるので、操作レバーと磁石との間に他の部材を介在させる場合に比べて、操作レバーとレバー位置検出装置との相対位置のばら付きを抑制できる。

請求項４の発明によれば、請求項１〜請求項３の発明の効果に加え、筐体状のケース部材の周壁が磁性材で構成されたことによって、ケース部材により磁気センサへの外部電磁波の影響を抑制できる。

また、磁石と操作レバーとの連結が外れた場合、磁石が磁性体であるケース部材に吸着し、磁気センサの検知範囲から外れて検出信号がＯＦＦとなり、誤った操作レバーの位置が出力されることを防止して、安全性を確保することができ、フェールセーフを実現できる。

本発明の一実施形態にかかる操作レバー装置の断面図である。本発明の一実施形態にかかるレバー位置検出装置の要部を示す分解斜視図である。本発明の一実施形態にかかる操作レバーで操作されるレンジポジションの配置説明図である。本発明の一実施形態にかかるレバー位置検出装置の断面図である。本発明の一実施形態にかかるレバー位置検出装置の各磁気センサの配置図である。本発明の一実施形態にかかる操作レバーがニュートラルポジションにある状態での磁石と磁気センサとの関係を説明するための平面図である。本発明の一実施形態にかかる操作レバーがドライブポジションにある状態での磁石と磁気センサとの関係を説明するための平面図である。本発明の一実施形態にかかる磁気センサの変形例を示す配置図である。従来の操作レバー装置を示す分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に示す操作レバー装置１は、回動可能な操作レバー２と、操作レバー２の位置を検出する本実施形態のレバー位置検出装置３と、操作レバー２の移動方向を規制するレバー規制部（図示せず）と、操作レバー２を操作位置から初期位置に復帰させるチェック機構部５と、を備えている。そして、これらの操作レバー２、レバー位置検出装置３、レバー規制部及びチェック機構部５を筺体としてのメインケース６に組み付けるようになっている。

本実施形態では、操作レバー装置１を、インストルメントパネルＩの車幅方向中央部で運転者が操作し易い位置に配置して、装置本体部をインストルメントパネルＩの内方に収納して車体側に固定するとともに、操作レバー２のノブ２４をインストルメントパネルＩからインジケータＰを介して突出させるようになっている。

操作レバー２は、レバー本体２１と、シフト回転軸２２と、セレクト回転軸２３と、ノブ２４と、を備えている。この操作レバー２は、セレクト方向Ｙ及びシフト方向Ｘ（図３参照）の回動が可能となっている。

レバー本体２１は、合成樹脂により成形されたレバーブロック２１０と、このレバーブロック２１０の上端部にインサートモールドされたパイプ部２１１と、により構成してある。レバーブロック２１０には、セレクト回転軸２３を挿通する支持孔２１０ｂを設けてある。

シフト回転軸２２は、全体的にほぼ直方体状に樹脂成形され、その上下方向にはレバー本体２１のレバーブロック２１０を挿通する開口部２２ａを設けてある。そして、シフト回転軸２２の中央部には、シフト回転軸２２の中心軸に対して直角方向にセレクト回転軸２３を回転自在に挿通してある。そして、操作レバー２は、シフト回転軸２２を中心に回動自在となってシフト操作が可能となり、かつ、セレクト回転軸２３を中心としてセレクト操作が可能となっている。

メインケース６は、ほぼ直方体状に樹脂成形されており、その上部にはシフト回転軸２２を収納する収納部６１を設けてある。

操作レバー２は、図３に示すように、Ｈ字型の操作経路Ｋを辿って、第１及び第２、第３、第４、第５及び第６の６つのレンジポジションを選択可能となっている。ここで、６つのレンジポジションは、ドライブポジション（図面では「Ｄ」で示す）、ニュートラルポジション（図面では「Ｎ」で示す）、リバースポジション（図面では「Ｒ」で示す）、シフトダウンポジション（図面では「−」で示す）、ホームポジション（図面では「Ｈ」で示す）、シフトアップポジション（図面では「＋」で示す）であるとともに、ホームポジションは、初期位置である一方、ドライブポジション、ニュートラルポジション、リバースポジション、シフトアップポジション及びシフトダウンポジションは、それぞれが移動位置である。

Ｈ字型の操作経路Ｋは、ドライブポジション、ニュートラルポジション、リバースポジションがこの順に位置する第１のシフト経路Ｋ１と、シフトアップポジション、ホームポジション、シフトダウンポジションがこの順に位置し第１のシフト経路Ｋ１に平行な第２のシフト経路Ｋ２と、ニュートラルポジション及びホームポジションに亘って形成された第３のセレクト経路Ｋ３と、からなっている。そして、操作レバー２は、Ｈ字型の操作経路Ｋに沿ってその先端部が移動するように、回動可能に設けられている。ここで、第１のシフト経路Ｋ１の延在方向は、シフト方向Ｘであり、第３のセレクト経路Ｋ３の延在方向はセレクト方向Ｙである。

チェック機構部５は、同図に示すように、操作レバー２と一体に挙動するチェック部５１と、そのチェック部５１をガイドするチェックブロック５２と、によって構成してある。

チェック部５１は、先端がテーパ状に縮径した中空状のチェックロッド５１１と、このチェックロッド５１１の先端部に一体に形成させたチェックボール部５１２と、チェックロッド５１１の中空部内に収納してチェックボール部５１２をチェックブロック５２のチェック面（図示せず）に圧接させるチェックスプリング５１３と、によって構成してある。

かかる構造では、チェックボール部５１２はチェックブロック５２のチェック面５２１に所定の押圧力で圧接することで、操作レバー２に適度な操作力を付加するとともに、図３に示すように、ホームポジションから各移動位置（ニュートラルポジション、リバースポジション、ドライブポジション、シフトダウンポジション、シフトアップポジション）に操作レバー２を移動させた際に、操作レバー２がホームポジションに自動的に復帰するようにセルフリターン機能を有している。

レバー位置検出装置３は、操作レバー２の下方に配置されるレバー位置出力部３１と、レバー位置出力部３１の下方に装着され、レバー選択位置を検出する検出本体部３２と、操作レバー２と後述する磁石Ｍとを連結する連結レバー３３とから構成されている。

このレバー位置検出装置３では、上記磁石Ｍが、シフト回転軸２２及びセレクト回転軸２３を中心として揺動する操作レバー２の下部に設けた連結レバー３３に連係されているため、磁石Ｍのレンジポジションが操作レバー２のレンジポジション（図３参照）と点対称の関係にあり、図５に示すように、磁石Ｍのレンジポジションが配置されている。

レバー位置出力部３１は、チェックブロック５２の底部に装着される筐体状のケース部材３１１と、このケース部材３１１内に移動自在に収納され、操作レバー２の下部に設けられる１つの磁石Ｍとから構成されている。この磁石Ｍは円板状に形成され、中心部に円形の連係穴Ｍａが設けられて、この連係穴Ｍａに樹脂製軸受Ｍｂが挿着されている。なお、ケース部材３１１を構成し、磁気センサＳ１〜Ｓ６との間を仕切る底板３１２は、非磁性体の樹脂材によって形成され、底板３１２の周縁に立設される周壁３１３は、磁性体である鉄板によって形成されている。

検出本体部３２は、ケース部材３１１の底部に装着される他のケース部材３２１と、このケース部材３２１に収納される基板３２２と、この基板３２２の所定位置にそれぞれ配設され、磁気を感知して検出信号を出力する複数の非接触式の磁気センサＳ１〜Ｓ６とから構成されており、磁石Ｍの位置によって操作レバー２の選択位置を検出する。なお、第１のセンサＳ１〜第６のセンサＳ６は、磁気を感知することでＯＮとなり、検出信号を出力する一方、磁気を感知していない状態ではＯＦＦとなる磁気センサ、例えばホールＩＣである。

例えば、操作レバー２がリバースポジションに位置するとき、磁石Ｍを第１のセンサＳ１及び第２のセンサＳ２が感知することにより、操作レバー２が上記リバースポジションにあることを検出する。また、操作レバー２がニュートラルポジションに位置するとき、図６に示すように、磁石Ｍを第２のセンサＳ２、第３のセンサＳ３及び第４のセンサＳ４が感知することにより、操作レバー２が上記ニュートラルポジションにあることを検出し、操作レバー２がドライブポジションに位置するとき、図７に示すように、磁石Ｍを第４のセンサＳ４及び第５のセンサＳ５が感知することにより、操作レバー２が上記ドライブポジションにあることを検出する。同様に、操作レバー２がシフトアップポジションに位置するとき、磁石Ｍを第５のセンサＳ５及び第６のセンサＳ６が感知することにより、操作レバー２が上記シフトアップポジションにあることを検出し、また、操作レバー２がホームポジションに位置するとき、磁石Ｍを第６のセンサＳ６及び第３のセンサＳ３が感知することにより、操作レバー２が上記ホームポジションにあることを検出し、また、操作レバー２がシフトダウンポジションに位置するとき、磁石Ｍが第６のセンサＳ６及び第１のセンサＳ１が感知することにより、操作レバー２が上記シフトダウンポジションにあることを検出する。

連結レバー３３は、チェックロッド５１１を貫通して設けられ、連結レバー３３の先端には、磁石Ｍ中心部の連係穴Ｍａに軸受Ｍｂを介して連係する略球状の連結部３３１が形成されている。チェックボール部５１２には、連結部３３が貫通する円穴５１２ａが設けられ、チェックブロック５２の底部、及びケース部材３１１の上部には、連結レバー３３を操作経路Ｋに沿ってシフト方向Ｘ及びセレクト方向Ｙの相対移動を許容しつつ貫通するための開口部５２ａ、３１１ａが設けられている。

以上の構成により本実施形態のレバー位置検出装置３によれば、操作レバー２の揺動操作に伴って、そのレンジポジションに対応する位置に操作レバー２の下部に設けた磁石Ｍが移動すると、磁石Ｍの下方に配置される複数のセンサＳ１〜Ｓ６のうちの少なくともいずれか２つの磁気センサが磁気を感知して所定の検出信号を出力するので、操作レバー２の位置を検出できる。また、操作レバー２の下部に磁石Ｍが設けられているため、操作レバー２の移動に伴って磁石Ｍを移動させる移動機構を別に設けることが不要であるとともに、磁石Ｍが周方向に対して方向性がない円板状であるため、磁石Ｍの方向を規制する案内機構も不要である。したがって、構造を簡素化するとともに部品点数を少なくしてコスト低減を図ることができる。

また、本実施形態のレバー位置検出装置３によれば、Ｈ字型に並んだ２つのシフト経路Ｋ１，Ｋ２の各々３つ（計６つ）のシフトポジションを６つの磁気センサＳ１〜Ｓ６で検出できるとともに、各シフトポジションを２つの磁気センサが検出するので、センサ数を少なくして、検出装置を小型にできる。また、操作経路に沿ってシフトレバーを移動する際にも、磁気センサのいずれか１つが常に磁石と対向しているため、磁気センサの異常を電気回路的に診断できる。

また、本実施形態では、操作レバー２の下部に備えた略球状の連結部３３１を磁石Ｍの連係穴Ｍａに連係させることにより、操作レバー２の下部と磁石Ｍとを連結するので、操作レバー２と磁石Ｍとの間に他の部材を介在させる場合に比べて、構造が簡素化されるため、操作レバー２とレバー位置検出装置３との相対位置のばら付きを抑制できる。

また、本実施形態では、筐体状のケース部材３１１の周壁３１３を磁性材としての鉄板で構成し、ケース部材３１１内に磁石Ｍを移動自在に収容したので、ケース部材３１１により磁気センサＳ１〜Ｓ６への外部電磁波の影響を抑制できるとともに、磁石Ｍと操作レバー２との連結が外れた場合、図５に示すように、磁石Ｍが磁性体であるケース部材３１１の周壁３１３に吸着するため、センサＳ１〜Ｓ６の検知範囲から外れて検出信号がＯＦＦとなり、操作レバー２の誤った位置が出力されることを防止して、安全性を確保することができ、フェールセーフを実現できる。

なお、本発明は、上記実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。例えば、上記実施形態では、磁気を感知して検出信号を出力する６個の磁気センサＳ１〜Ｓ６を備える場合について説明したが、これに限ることなく、他の個数の磁気センサ、例えば、磁気センサＳ２，Ｓ４を取外すとともに、磁気センサＳ６と対称となる位置に１つのセンサを設けるようにして、５個の磁気センサを備える場合や、例えば図８に示すように、１０個の磁気センサＳ１１〜Ｓ２０を備える場合にあっても本発明を適用することができる。

その場合、操作レバー２がリバースポジションに位置するとき、磁石Ｍを第１のセンサＳ１１及び第２のセンサＳ１２が感知することにより、操作レバー２が上記リバースポジションにあることを検出する。また、操作レバー２がニュートラルポジションに位置するとき、磁石Ｍを第２のセンサＳ１２、第３のセンサＳ１３及び第４のセンサＳ１４が感知することにより、操作レバー２が上記ニュートラルポジションにあることを検出する。また、操作レバー２がドライブポジションに位置するとき、磁石Ｍを第４のセンサＳ１４及び第５のセンサＳ１５が感知することにより、操作レバー２が上記ドライブポジションにあることを検出する。また、操作レバー２がシフトダウンポジションに位置するとき、磁石Ｍを第６のセンサＳ１６及び第７のセンサＳ１７が感知することにより、操作レバー２が上記シフトダウンポジションにあることを検出する。また、操作レバー２がホームポジションに位置するとき、磁石Ｍを第７のセンサＳ１７、第８のセンサＳ１８及び第９のセンサＳ１９が感知することにより、操作レバー２が上記ホームポジションにあることを検出する。また、操作レバー２がシフトアップポジションに位置するとき、磁石Ｍを第９のセンサＳ１９及び第１０のセンサＳ２０が感知することにより、操作レバー２が上記シフトアップポジションにあることを検出する。

また、本発明の実施の形態では、操作レバー２の下部にチェックロッド５１１と連結レバー３３を同軸上に設けたが、別々に設けるようにしてもよい。

２操作レバー
３レバー位置検出装置
３１１ケース部材
３３１連結部
Ｍ磁石
連係穴Ｍａ
Ｓ１〜Ｓ６磁気センサ（第１ないし第６のセンサ（ホールＩＣ））
Ｓ１１〜Ｓ２０磁気センサ（第１ないし第１０のセンサ（ホールＩＣ））

Claims

Ｈ字型の操作経路に沿って揺動可能な操作レバーの位置を検出する操作レバー装置のレバー位置検出装置において、
揺動可能に中央部が支持された操作レバーの下部に配設される筐体状のケース部材と、このケース部材内に前記操作レバーの下部とともに移動可能に設けられる磁石と、この磁石の下方に配置される複数の磁気センサと、を備え、
前記磁石が、円板形状を有する単一部材からなり、各レンジポジションで複数の磁気センサの内の少なくとも２つの磁気センサと対向することを特徴とするレバー位置検出装置。
請求項１に記載のレバー位置検出装置において、
前記複数の磁気センサは、前記Ｈ字型の操作経路を構成するシフト方向の２つのシフト経路の間に、該シフト経路と平行となるように並んで配置される３つの磁気センサと、
該３つの磁気センサを挟んで一方のシフト経路側に配置される１つの磁気センサと、
他方のシフト経路側に該シフト経路と平行となるように並んで配置される２つの磁気センサとを備え、
前記３つの磁気センサはシフト方向の３つのポジションに対応して前記磁石に対向し、前記１つの磁気センサは前記操作レバーが一方のシフト経路側に位置するときに、前記磁石を常に対向し、前記２つの磁気センサは操作レバーが他方のシフト経路側に位置するときにシフト方向の３つのシフトポジションで前記磁石と少なくとも一方の磁気センサが対向するように構成されたことを特徴とするレバー位置検出装置。
請求項１、または請求項２に記載のレバー位置検出装置において、
前記操作レバーの下部に略球状の連結部と、
前記磁石の中央部に前記連結部が連係可能な連係穴と、
を備えたことを特徴とするレバー位置検出装置。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のレバー位置検出装置において、
前記ケース部材の周壁が磁性材で構成されたことを特徴とするレバー位置検出装置。