JP2013103668A - Shift lever device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shift lever device made compatible in both detection properties in mutually orthogonal operation directions of a shift direction and a select direction.SOLUTION: A shift lever device 1 includes a magnet 230 which turns around a shift shaft 20 when operated in the shift direction and also turns around a select shaft when operated in the select direction; and a magnetic sensor 11 for detecting the magnetic action direction of the magnet 230. The magnetic sensor 11 is arranged at a place closer to the magnet 230 side rather than the shift shaft 20 and the select shaft, and a sensor position ratio L1/L2 that is a ratio of a distance L1 to the magnetic sensor 11 from the shaft with respect to a distance L2 from the magnet 230 to the shaft is different between the shift shaft 20 and the select shaft, and the sensor position ratio concerning a shaft corresponding to the operation direction having a larger operating stroke in the shift direction and the select direction is set smaller.

Description

本発明は、車両のシフトレンジを選択するために車載される装置であって、シフトレバーの操作に応じて電気信号を出力するシフトレバー装置に関する。   The present invention relates to a shift lever device that is mounted on a vehicle to select a shift range of a vehicle and outputs an electrical signal in response to an operation of the shift lever.

従来、車両のシフトレバー装置には、機械的なリンク機構を採用したシフトチェンジ手段が多く用いられてきた。近年、車載機器の電子化の要請に対応できるよう、シフトレバーの操作を電気的に検出するシフトレバー装置が提案されている。このシフトレバー装置は、検出したシフトレバーの操作を電気信号に変換して出力する。   Conventionally, shift change means employing a mechanical link mechanism have been often used in vehicle shift lever devices. In recent years, a shift lever device that electrically detects the operation of a shift lever has been proposed so as to meet the demand for computerization of in-vehicle devices. This shift lever device converts the detected operation of the shift lever into an electrical signal and outputs it.

上記のようなシフトレバー装置は、その出力信号に応じてアクチュエータを駆動してシフトチェンジを実現する、いわゆるバイワイヤ式のシフトレバー装置と呼ばれている。バイワイヤ式のシフトレバー装置では、トランスミッションとの間に複雑なリンク機構を配設する必要がなく、電気配線を取り回しするだけで良い。このようなシフトレバー装置を採用すれば、車両におけるシフト操作機構の設計自由度や設置自由度等を格段に向上できる。   The shift lever device as described above is called a so-called by-wire type shift lever device that realizes a shift change by driving an actuator in accordance with the output signal. In the by-wire type shift lever device, it is not necessary to provide a complicated link mechanism with the transmission, and it is only necessary to route the electrical wiring. By adopting such a shift lever device, the degree of freedom of design and installation of the shift operation mechanism in the vehicle can be significantly improved.

バイワイヤ式のシフトレバー装置としては、シフトレバーの回動動作の中心軸を超えて反対側に延設され先端にマグネットを保持するガイドロッドと、そのマグネットに対面するように配置された磁気センサと、を備えた装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。このシフトレバー装置では、互いに直交するシフト方向及びセレクト方向にシフトレバーが操作されたときのガイドロッドの変位を検知することで操作位置を検出している。   The by-wire type shift lever device includes a guide rod that extends beyond the central axis of the pivoting operation of the shift lever and holds the magnet at the tip, and a magnetic sensor arranged so as to face the magnet. Have been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this shift lever device, the operation position is detected by detecting the displacement of the guide rod when the shift lever is operated in the shift direction and the select direction orthogonal to each other.

しかしながら、前記従来のシフトレバー装置では、次のような問題がある。すなわち、シフト方向の検出手段及びセレクト方向の検出手段として、マグネットと磁気センサとを組み合せた検出手段が共用されているため、シフト方向及びセレクト方向の検出特性の双方を理想的に両立させることが難しく、ある程度の妥協が不可避になっているという問題がある。   However, the conventional shift lever device has the following problems. That is, as the detection means for the shift direction and the detection means for the select direction, the detection means combining the magnet and the magnetic sensor is shared, so that both the detection characteristics in the shift direction and the select direction can be ideally made compatible. There is a problem that it is difficult and some compromise is inevitable.

特開2007−223384号公報JP 2007-223384 A

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、互いに直交するシフト方向及びセレクト方向に操作可能なバイワイヤ式のシフトレバー装置であって、シフト方向の検出特性とセレクト方向の検出特性とが両立されたシフトレバー装置を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and is a by-wire type shift lever device that can be operated in a shift direction and a selection direction orthogonal to each other, and includes detection characteristics in the shift direction and detection in the selection direction. It is an object of the present invention to provide a shift lever device that is compatible with characteristics.

本発明は、互いに直交するシフト方向及びセレクト方向に操作可能なシフトレバーを備え、前記シフト方向と前記セレクト方向との間で操作範囲に大小の差が設けられた車両用のシフトレバー装置であって、
前記シフトレバーの基部をなし、前記シフト方向の操作に応じて第1の仮想中心軸の回りを回動すると共に、前記セレクト方向の操作に応じて第2の仮想中心軸の回りを回動するレバーブロックと、
前記シフトレバーが前記シフト方向に操作された際に磁極方向が前記第1の仮想中心軸に向かう状態を維持しながら当該第1の仮想中心軸の回りを回動すると共に、前記シフトレバーが前記セレクト方向に操作された際に磁極方向が前記第2の仮想中心軸に向かう状態を維持しながら当該第2の仮想中心軸の回りを回動するように前記レバーブロックに保持されたマグネットと、
前記マグネットが発生する磁気の作用方向を検出する磁気センサと、
該磁気センサを保持する基台と、
前記第1の仮想中心軸をなすシフト軸を介して前記レバーブロックを支持すると共に、前記第2の仮想中心軸をなすセレクト軸を介して回動可能な状態で前記基台に支持された揺動台と、
前記磁気センサが検出した磁気の作用方向に応じて前記シフトレバーの操作位置に対応する信号を出力する信号出力部と、を備え、
前記第1及び第2の仮想中心軸よりも前記磁気センサが前記マグネット側に近づけて配置され、前記マグネットの磁極方向に前記磁気センサが位置するときには該磁気センサに対して磁極方向の磁気が作用する一方、それ以外では磁極方向を中心として外側に湾曲する磁気が前記磁気センサに作用し、これにより、前記磁気センサによる磁気の作用方向の検出角であるセンサ検出角が前記シフトレバーの操作角であるレバー角に対して増幅されるように構成されており、
前記仮想中心軸から前記マグネットまでの距離L2に対する前記仮想中心軸から前記磁気センサまでの距離L1の比率であるセンサ位置比L1/L2が、前記第1の仮想中心軸と前記第2の仮想中心軸とで相違し、前記シフト方向及び前記セレクト方向のうち前記操作範囲が大きい操作方向に対応する仮想中心軸に関する前記センサ位置比が小さく、前記操作範囲が小さい操作方向に対応する仮想中心軸に関する前記センサ位置比が大きく設定されているシフトレバー装置にある(請求項1)。
The present invention is a shift lever device for a vehicle that includes a shift lever that can be operated in a shift direction and a select direction that are orthogonal to each other, and that has a large or small difference in operation range between the shift direction and the select direction. And
It forms the base of the shift lever, and rotates around the first virtual center axis in response to the operation in the shift direction, and rotates around the second virtual center axis in response to the operation in the select direction. Lever block,
When the shift lever is operated in the shift direction, the magnetic pole direction is rotated around the first virtual center axis while maintaining the state toward the first virtual center axis. A magnet held by the lever block so as to rotate around the second virtual central axis while maintaining a state in which the magnetic pole direction is directed to the second virtual central axis when operated in the select direction;
A magnetic sensor for detecting a direction of action of magnetism generated by the magnet;
A base for holding the magnetic sensor;
The lever block is supported by a shift shaft that forms the first virtual center axis, and the rocker is supported by the base in a rotatable state through a select shaft that forms the second virtual center axis. A moving table,
A signal output unit that outputs a signal corresponding to the operation position of the shift lever according to the direction of magnetic action detected by the magnetic sensor;
When the magnetic sensor is arranged closer to the magnet side than the first and second virtual central axes, and the magnetic sensor is positioned in the magnetic pole direction of the magnet, magnetism in the magnetic pole direction acts on the magnetic sensor. On the other hand, magnetism that curves outwardly around the magnetic pole direction acts on the magnetic sensor, so that the sensor detection angle that is the detection angle of the magnetic action direction by the magnetic sensor is the operation angle of the shift lever. It is configured to be amplified for a lever angle that is
The sensor position ratio L1 / L2, which is the ratio of the distance L1 from the virtual center axis to the magnetic sensor with respect to the distance L2 from the virtual center axis to the magnet, is the first virtual center axis and the second virtual center. The sensor position ratio with respect to the virtual center axis corresponding to the operation direction with the large operation range among the shift direction and the selection direction is small, and the virtual center axis with respect to the operation direction with the small operation range In the shift lever device in which the sensor position ratio is set large (Claim 1).

本発明のシフトレバー装置が備えるマグネットは、その磁極方向が前記仮想中心軸に向かう状態を維持しながらその回りを回動するように配設されている。前記シフトレバーが操作されたときには、前記マグネットが前記磁気センサの外周側を回動し、前記磁気センサに対する磁気の作用方向が変化する。   The magnet included in the shift lever device of the present invention is disposed so as to rotate around the magnetic pole while maintaining the state in which the magnetic pole direction is directed toward the virtual central axis. When the shift lever is operated, the magnet rotates on the outer peripheral side of the magnetic sensor, and the direction of magnetic action on the magnetic sensor changes.

ここで、前記マグネットの周辺磁界では、前記磁極方向に沿って直線的に伸びる磁力線を中心とし、この中心の磁力線からずれた磁力線が外側に湾曲している。このような磁力線の湾曲は、中心の磁力線からのずれが大きくなればなるほど、その度合いが大きくなっている。本発明のシフトレバー装置では、前記仮想中心軸よりも前記マグネット側に近づけて前記磁気センサを配置することで上記のような磁力線の湾曲を有用に活用し、以下に説明するような検出特性を実現している。   Here, in the magnetic field around the magnet, a magnetic field line that extends linearly along the magnetic pole direction is the center, and a magnetic field line that deviates from the magnetic field line at the center is curved outward. Such curvature of the magnetic field lines increases as the deviation from the central magnetic field line increases. In the shift lever device of the present invention, the magnetic sensor is disposed closer to the magnet side than the virtual central axis, thereby effectively utilizing the curvature of the magnetic field lines as described above, and having detection characteristics as described below. Realized.

本発明のシフトレバー装置では、前記仮想中心軸と前記磁気センサとを結ぶ一直線上に前記マグネットが位置したとき(以下、基準位置という。)、湾曲することなく前記磁極方向に直線的に伸びる中心の磁力線が前記磁気センサに作用する。前記マグネットが回動して基準位置からずれると、中心の磁力線が前記仮想中心軸に向かう一方、前記磁気センサに対しては、中心からずれて湾曲する磁力線が作用するようになる。この湾曲した磁力線の作用方向の傾きは、前記マグネットの回動角を表す前記レバー角に略一致する中心の磁力線の作用方向の傾きよりも大きく増幅されている。   In the shift lever device of the present invention, when the magnet is positioned on a straight line connecting the virtual central axis and the magnetic sensor (hereinafter referred to as a reference position), the center extends linearly in the magnetic pole direction without being bent. Magnetic field lines act on the magnetic sensor. When the magnet rotates and deviates from the reference position, the magnetic lines of force at the center are directed toward the virtual central axis, while magnetic lines of force that are deviated from the center and act on the magnetic sensor. The inclination of the action direction of the curved lines of magnetic force is amplified to be greater than the inclination of the action direction of the central lines of magnetic force that substantially coincide with the lever angle representing the rotation angle of the magnet.

本発明のシフトレバー装置では、前記レバー角が増幅された角度で傾く磁力線が前記磁気センサに作用することになる。そして、前記マグネットの回動位置が前記基準位置からずれるほど、前記中心の磁力線からずれて湾曲度合いが大きい磁力線が前記磁気センサに作用し、上記のような増幅の度合いが拡大することになる。このように、本発明では、前記磁気センサを前記マグネット側に近づけて配置したことで、前記レバー角の変化に応じた前記センサ検出角の変化量が拡大され増幅されている。そして、このようなセンサ検出角の変化量の増幅度合いは、前記マグネットに対して前記磁気センサが接近しているほど、すなわち前記センサ位置比が大きくなるほど顕著になってくる。   In the shift lever device of the present invention, magnetic lines of force that incline the lever angle at an amplified angle act on the magnetic sensor. Then, as the rotational position of the magnet deviates from the reference position, the magnetic force lines that are deviated from the central magnetic force lines and have a large degree of curvature act on the magnetic sensor, and the degree of amplification as described above increases. As described above, in the present invention, since the magnetic sensor is arranged close to the magnet side, the change amount of the sensor detection angle corresponding to the change of the lever angle is enlarged and amplified. The degree of amplification of the change amount of the sensor detection angle becomes more prominent as the magnetic sensor approaches the magnet, that is, as the sensor position ratio increases.

そこで、本発明のシフトレバー装置では、前記シフト方向及び前記セレクト方向の操作範囲に応じて前記センサ位置比の大きさを変更している。すなわち、前記操作範囲が狭いほど前記センサ位置比を大きく設定して前記センサ検出角の増幅度合いを大きくし、小さなレバー角の変化を確実性高く検出しようとしている。一方、前記操作範囲が広いほど前記センサ位置比を小さく設定して前記センサ検出角の増幅度合いを抑制することで、大きなレバー角の変化に対応できるようにしている。   Therefore, in the shift lever device of the present invention, the magnitude of the sensor position ratio is changed according to the operation range in the shift direction and the select direction. That is, the narrower the operation range, the larger the sensor position ratio is set to increase the amplification degree of the sensor detection angle, so that a small change in the lever angle is detected with high certainty. On the other hand, the larger the operation range, the smaller the sensor position ratio is set to suppress the amplification degree of the sensor detection angle, so that it is possible to cope with a large change in lever angle.

このように本発明のシフトレバー装置は、互いに直交するシフト方向及びセレクト方向に操作可能なシフトレバー装置であって、前記センサ位置比の設定に応じてシフト方向の検出特性とセレクト方向の検出特性とを両立した装置である。   Thus, the shift lever device of the present invention is a shift lever device that can be operated in the shift direction and the select direction orthogonal to each other, and the shift direction detection characteristic and the select direction detection characteristic according to the setting of the sensor position ratio. It is a device that balances with.

本発明における仮想中心軸とは、前記シフト方向あるいは前記セレクト方向に前記シフトレバーが操作されたときの回動動作の中心をなす軸である。前記マグネットの磁極方向がこの仮想中心軸に向かっているとは、軸方向の長さに制限のない仮想中心軸に対して前記磁極方向が交わることを意味している。
本発明における前記シフト方向及び前記セレクト方向の操作範囲は、前記シフトレバーの操作ストロークの長さに関する範囲であっても良く、前記シフトレバーの操作角度に関する範囲であっても良い。
The virtual central axis in the present invention is an axis that forms the center of a rotation operation when the shift lever is operated in the shift direction or the select direction. That the magnetic pole direction of the magnet is directed toward the virtual central axis means that the magnetic pole direction intersects the virtual central axis with no limitation on the axial length.
In the present invention, the operation range in the shift direction and the select direction may be a range related to the length of an operation stroke of the shift lever or a range related to an operation angle of the shift lever.

本発明の好適な一態様のシフトレバー装置では、前記レバー角に対する前記センサ検出角の増幅率と、前記センサ位置比L1/L2と、の相関関係に基づき、
前記シフト方向の操作範囲と増幅率とを掛け合わせた値と、前記セレクト方向の操作範囲と増幅率とを掛け合わせた値と、の比率が0.8〜1.2の範囲に収まるように前記第1及び第2の仮想中心軸に関するセンサ位置比が設定されている(請求項2)。
前記シフト方向及び前記セレクト方向において、前記掛け合わせた値を1に近く設定しておけば、前記センサ検出角の変化量を同等にでき、前記シフト方向及び前記セレクト方向について似通った検出特性を実現できる。
In the shift lever device according to a preferred aspect of the present invention, based on the correlation between the amplification factor of the sensor detection angle with respect to the lever angle and the sensor position ratio L1 / L2,
The ratio of the value obtained by multiplying the operation range in the shift direction and the gain to the value obtained by multiplying the operation range in the select direction and the gain is within a range of 0.8 to 1.2. A sensor position ratio with respect to the first and second virtual central axes is set (Claim 2).
If the multiplied value is set to be close to 1 in the shift direction and the select direction, the amount of change in the sensor detection angle can be made equal, and similar detection characteristics are realized in the shift direction and the select direction. it can.

本発明の好適な一態様のシフトレバー装置では、前記シフト方向の操作範囲と前記セレクト方向の操作範囲との比率が1.5以上である(請求項3)。
前記比率が1.5以上であると、前記シフト方向の検出特性と前記セレクト方向の検出特性との差が大きくなるため、本発明の作用効果が特に有効になる。
In the shift lever device according to a preferred aspect of the present invention, the ratio of the operation range in the shift direction to the operation range in the select direction is 1.5 or more (Claim 3).
When the ratio is 1.5 or more, the difference between the detection characteristic in the shift direction and the detection characteristic in the select direction becomes large, so that the effect of the present invention is particularly effective.

本発明の好適な一態様のシフトレバー装置においては、前記磁気センサは、磁気を検知する磁気検知部を有し、該磁気検知部が、前記マグネットの磁極面の内側に包含され得る大きさである(請求項4)。
仮に、前記仮想中心軸側の前記マグネットの磁極面よりも前記磁気検知部が大きい場合には、該磁気検知部内の位置の違いによって磁気の作用方向が大きくばらつくおそれが生じる。特に、本発明では、上記のごとく中心の磁力線からずれて湾曲した磁力線を積極的に活用しているため、上記のような磁気の作用方向のばらつきが一層顕著になるおそれがある。そこで、本発明では、前記磁気検知部の大きさを、前記マグネットの磁極面に包含され得る大きさ、すなわち磁極面よりも小さい大きさに設定してある。このように小さい磁気検知部であれば、磁気の作用方向のばらつきを抑制でき、高精度な検出が可能になる。
In the shift lever device according to a preferred aspect of the present invention, the magnetic sensor has a magnetic detection unit that detects magnetism, and the magnetic detection unit has a size that can be included inside the magnetic pole surface of the magnet. (Claim 4).
If the magnetic detection unit is larger than the magnetic pole surface of the magnet on the virtual central axis side, the direction of magnetic action may vary greatly due to the difference in position within the magnetic detection unit. In particular, in the present invention, as described above, the magnetic field lines curved from the central magnetic field lines are actively used, and thus the above-described variation in the direction of the magnetic action may become more prominent. Therefore, in the present invention, the size of the magnetic detection unit is set to a size that can be included in the magnetic pole surface of the magnet, that is, a size smaller than the magnetic pole surface. With such a small magnetic detection unit, variations in the direction of magnetic action can be suppressed, and highly accurate detection is possible.

本発明における好適な一態様のシフトレバー装置における磁気センサは、相互の直交する3方向の磁気成分を計測可能である。
この場合には、前記磁気検知部に対する磁気の作用方向を3次元的に検出できるようになる。磁気の作用方向を3次元的に検出できれば、前記シフト方向と前記セレクト方向とを組み合わせた前記シフトレバーの2次元的な操作を一層高精度に検出できるようになる。
The magnetic sensor in the shift lever device according to a preferred aspect of the present invention can measure magnetic components in three orthogonal directions.
In this case, the direction of the magnetic action on the magnetic detection unit can be detected three-dimensionally. If the direction of magnetic action can be detected three-dimensionally, a two-dimensional operation of the shift lever combining the shift direction and the select direction can be detected with higher accuracy.

実施例における、シフトレバー装置を示す斜視図。The perspective view which shows the shift lever apparatus in an Example. 実施例における、シフトレバー装置の断面構造を示す断面図(シフト軸に沿う断面)。Sectional drawing (cross section along a shift axis) which shows the cross-section of the shift lever apparatus in an Example. 実施例における、シフトレバー装置の断面構造を示す断面図(セレクト軸に沿う断面)。Sectional drawing (cross section in alignment with a select axis | shaft) which shows the cross-section of the shift lever apparatus in an Example. 実施例における、磁気センサの検出原理を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the detection principle of a magnetic sensor in an Example. 実施例における、X軸(Y軸)方向の磁気成分が磁気センサに作用する様子を示す説明図。Explanatory drawing which shows a mode that the magnetic component of an X-axis (Y-axis) direction acts on a magnetic sensor in an Example. 実施例における、XZ平面内のセンサ検出角θshを説明する説明図。Explanatory drawing explaining sensor detection angle (theta) sh in XZ plane in an Example. 実施例における、YZ平面内のセンサ検出角θslを説明する説明図。Explanatory drawing explaining sensor detection angle (theta) sl in the YZ plane in an Example. 実施例における、磁気センサに作用する磁界を示す説明図。Explanatory drawing which shows the magnetic field which acts on a magnetic sensor in an Example. 実施例における、シフト方向に操作されたときのマグネットの回動位置を示す説明図(シフト軸に沿う断面図)。Explanatory drawing (cross-sectional view in alignment with a shift axis | shaft) which shows the rotational position of the magnet when operated in the shift direction in an Example. 実施例における、磁気センサに作用する磁界を示す説明図。Explanatory drawing which shows the magnetic field which acts on a magnetic sensor in an Example. 実施例における、磁気センサに作用する磁界を示す説明図。Explanatory drawing which shows the magnetic field which acts on a magnetic sensor in an Example. 実施例における、レバー角(マグネットの回動角)とセンサ検出角との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the lever angle (rotation angle of a magnet) and a sensor detection angle in an Example. 実施例における、センサ位置比と増幅率との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between a sensor position ratio and an amplification factor in an Example.

本発明の実施の形態につき、以下の実施例を用いて具体的に説明する。
(実施例)
本例は、車両のシフトレンジを選択するために操作されるシフトレバー21を含むシフトレバー装置1に関する例である。この内容について、図1〜図13を用いて説明する。
The embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the following examples.
(Example)
This example is an example related to the shift lever device 1 including the shift lever 21 operated to select the shift range of the vehicle. The contents will be described with reference to FIGS.

本例のシフトレバー装置1は、図1〜図3に示すごとく、互いに直交するシフト方向及びセレクト方向に操作可能なシフトレバー21を有し、シフト方向(X軸方向)とセレクト方向(Y軸方向)との間で操作ストローク(操作範囲)に大小の差が設けられた車両用のシフトレバー装置である。
このシフトレバー装置1は、シフトレバー21の基部をなすレバーブロック2と、レバーブロック2に保持されたマグネット230と、このマグネット230が発生する磁気の作用方向を検出する磁気センサ11と、この磁気センサ11を保持する基台31と、基台31に支持された揺動台32と、磁気センサ11が検出した磁気の作用方向に応じてシフトレバー21の操作位置に対応する信号を出力する信号出力部と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the shift lever device 1 of the present example includes a shift lever 21 that can be operated in a shift direction and a selection direction orthogonal to each other, and includes a shift direction (X-axis direction) and a selection direction (Y-axis). This is a shift lever device for a vehicle in which a large or small difference is provided in the operation stroke (operation range) with respect to (direction).
The shift lever device 1 includes a lever block 2 that forms the base of a shift lever 21, a magnet 230 that is held by the lever block 2, a magnetic sensor 11 that detects an action direction of magnetism generated by the magnet 230, and the magnetic A signal for outputting a signal corresponding to the operation position of the shift lever 21 in accordance with the base 31 that holds the sensor 11, the swinging base 32 that is supported by the base 31, and the direction of magnetic action detected by the magnetic sensor 11. And an output unit.

レバーブロック2は、シフト方向の操作に応じて第1の仮想中心軸121の回りを回動すると共に、セレクト方向に操作に応じて第2の仮想中心軸122の回りを回動する。このレバーブロック2に保持されたマグネット230は、シフトレバー21がシフト方向に操作されたときに磁極方向が第1の仮想中心軸121に向かう状態を保ちつつその回りを回動し、セレクト方向に操作されたときに磁極方向が第2の仮想中心軸122に向かう状態を保ちつつその回りを回動する。揺動台32は、シフト方向及びセレクト方向の操作が可能となるよう、第1の仮想中心軸121をなすシフト軸20を介してレバーブロック2を支持すると共に、第2の仮想中心軸122をなすセレクト軸30を介して回動可能な状態で基台31に支持されている。   The lever block 2 rotates around the first virtual center axis 121 according to the operation in the shift direction, and rotates around the second virtual center axis 122 according to the operation in the select direction. When the shift lever 21 is operated in the shift direction, the magnet 230 held by the lever block 2 rotates around the magnetic pole direction while maintaining the state toward the first virtual central axis 121, and in the select direction. When operated, the magnetic pole direction rotates around the second virtual central axis 122 while maintaining the state. The oscillating base 32 supports the lever block 2 via the shift shaft 20 that forms the first virtual center axis 121 so that the shift direction and the select direction can be operated, and the second virtual center axis 122 It is supported by the base 31 so as to be rotatable via a select shaft 30 formed.

このシフトレバー装置1では、仮想中心軸121・122よりも磁気センサ11がマグネット230側に近づけて配置されている。仮想中心軸121(122)からマグネット230までの距離L2に対する仮想中心軸121(122)から磁気センサ11までの距離L1の比率であるセンサ位置比L1/L2は、シフト方向及びセレクト方向のシフトレバー21の操作ストロークに応じて第1の仮想中心軸121と第2の仮想中心軸122とで相違している。
以下、この内容について、詳しく説明する。
In this shift lever device 1, the magnetic sensor 11 is arranged closer to the magnet 230 side than the virtual central axes 121 and 122. The sensor position ratio L1 / L2, which is the ratio of the distance L1 from the virtual center axis 121 (122) to the magnetic sensor 11 to the distance L2 from the virtual center axis 121 (122) to the magnet 230, is a shift lever in the shift direction and the select direction. The first virtual center axis 121 and the second virtual center axis 122 are different according to the 21 operation strokes.
This will be described in detail below.

シフトレバー装置1は、図1に示すごとく、運転者がシフトレバー21を操作可能なように、車両の運転席と助手席との間のセンターコンソールや、運転者に対面するダッシュパネル等に設置される装置である。本例のシフトレバー装置1は、互いに略直交するシフト方向(X軸方向)及びセレクト方向(Y軸方向)にシフトレバー21を操作可能なゲート式のタイプである。シフト方向は、運転者から見て前後方向の操作方向であり、セレクト方向は、左右方向の操作方向である。本例のシフトレバー装置1では、シフト方向の操作ストロークがセレクト方向の操作ストロークよりも長く、約2倍に設定されている。   As shown in FIG. 1, the shift lever device 1 is installed on a center console between a driver seat and a passenger seat of a vehicle, a dash panel facing the driver, or the like so that the driver can operate the shift lever 21. It is a device. The shift lever device 1 of this example is a gate type that can operate the shift lever 21 in a shift direction (X-axis direction) and a selection direction (Y-axis direction) that are substantially orthogonal to each other. The shift direction is the operation direction in the front-rear direction as viewed from the driver, and the selection direction is the operation direction in the left-right direction. In the shift lever device 1 of this example, the operation stroke in the shift direction is longer than the operation stroke in the select direction, and is set to about twice.

シフトレバー装置1では、図1〜図3に示すごとく、シフトレバー21が固定されたレバーブロック2、シフト方向に回動可能な状態でレバーブロック2を軸支する揺動台32等が保護カバー15の内部に収容されている。揺動台32は、装置の底面をなす基台31によりセレクト方向に回動可能な状態で軸支されている。保護カバー15の上面には、シフトレバー21の移動経路をなすゲート150が設けられている。各シフト位置には、D、Rなどのシフトレンジを表す記号が表示されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the shift lever device 1 includes a lever block 2 to which the shift lever 21 is fixed, a swing base 32 that pivotally supports the lever block 2 while being rotatable in the shift direction, and the like. 15 is housed inside. The oscillating base 32 is pivotally supported by a base 31 that forms the bottom surface of the apparatus so as to be rotatable in the select direction. On the upper surface of the protective cover 15, a gate 150 that forms a movement path of the shift lever 21 is provided. Symbols representing shift ranges such as D and R are displayed at each shift position.

シフトレバー装置1では、シフト方向の操作列が3列設定されており、セレクト方向にシフトレバー21を操作することでシフト方向の操作列を切り換え可能である。本例のシフトレバー装置1では、ゲート150が十字に交差する中央位置がホームポジション151(Hポジション)になっている。シフトレバー21は、常時、Hポジション151に向けて付勢されている。   In the shift lever device 1, three operation rows in the shift direction are set, and the operation row in the shift direction can be switched by operating the shift lever 21 in the select direction. In the shift lever device 1 of this example, the center position where the gate 150 intersects the cross is the home position 151 (H position). The shift lever 21 is always biased toward the H position 151.

例えば、Hポジション151に位置するシフトレバー21(図2及び図3参照。)を図1中の右側(セレクト方向)に操作した後に手前(シフト方向)に引くように操作すればDポジジョンに操作できDレンジを選択できる。その後、運転者がシフトレバー21から手を離すと、Dレンジが選択された状態が維持されたまま、シフトレバー21がHポジション151に復帰する。また、例えば、Dレンジが選択されているときに、Hポジション151のシフトレバー21を手前に引けば−ポジションに操作できギアを一段下げることができる。さらに、例えば、Dレンジが選択されているときに、Hポジション151のシフトレバー21を左側に倒してNポジションに操作すればNレンジを選択できる。一方、Hポジションに復帰させることなくNポジションからさらに奥側に押し込んでRポジションに操作すればRレンジを選択できる。なお、シフトレバー21のシフトパターンは、本例には限定されない。本例のシフトレバー装置1における操作位置の検出方法を採用すれば、前後左右あらゆる方向の操作に対応可能である。   For example, if the shift lever 21 (see FIGS. 2 and 3) located at the H position 151 is operated to the right (select direction) in FIG. 1 and then pulled forward (shift direction), the D lever is operated. And D range can be selected. Thereafter, when the driver releases his hand from the shift lever 21, the shift lever 21 returns to the H position 151 while the state where the D range is selected is maintained. Further, for example, when the D range is selected, if the shift lever 21 at the H position 151 is pulled forward, it can be operated to the-position and the gear can be lowered by one step. Further, for example, when the D range is selected, the N range can be selected by operating the shift lever 21 at the H position 151 to the left and operating the shift lever 21 to the N position. On the other hand, the R range can be selected by pushing further from the N position to the far side and operating to the R position without returning to the H position. The shift pattern of the shift lever 21 is not limited to this example. If the operation position detection method in the shift lever device 1 of this example is employed, it is possible to handle operations in all directions.

次に、シフトレバー装置1を構成する各部品を説明する。基台31は、図1〜図3に示すごとく、装置の底部をなしている。矩形状を呈する底面の中央部分には、高さ方向に突出する台座部312が設けられている。台座部312の上面には、磁気センサ11が実装されたセンサ基板10が固定されている。基台31の底面には、台座部312を介して相互に対面する一対の支持片311が立設されている。一対の支持片311には、それぞれ、セレクト軸30を貫通配置させるための軸孔が穿孔されている。4隅には、保護カバー15を取り付けるためのビス孔318が穿孔されている。   Next, each part which comprises the shift lever apparatus 1 is demonstrated. The base 31 forms the bottom of the apparatus as shown in FIGS. A pedestal 312 protruding in the height direction is provided at the center of the bottom surface having a rectangular shape. The sensor substrate 10 on which the magnetic sensor 11 is mounted is fixed on the upper surface of the pedestal portion 312. On the bottom surface of the base 31, a pair of support pieces 311 that face each other via a pedestal portion 312 are erected. Each of the pair of support pieces 311 is formed with a shaft hole through which the select shaft 30 is disposed. Screw holes 318 for attaching the protective cover 15 are drilled at the four corners.

揺動台32は、図1〜図3に示すごとく、断面略矩形環状の筒状を呈する部材である。互いに反対側に面する2組の側面のうち、基台31の支持片311に対面する1組の側面には、外側に突出する座部321がそれぞれ設けられている。座部321の端面は、支持片311の軸孔に貫通配置されたセレクト軸30が立設固定される面である。他方の1組の側面には、シフト軸20が立設されている。シフト軸20及びセレクト軸30は、揺動台32の筒方向において異なる位置に立設あるいは立設固定される。シフト軸20は、車両搭載時の高さ方向の上側に配置され、セレクト軸30は下側に配置されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the oscillating table 32 is a member having a cylindrical shape with a substantially rectangular annular section. Of the two sets of side surfaces facing each other, one set of side surfaces facing the support piece 311 of the base 31 is provided with a seat portion 321 protruding outward. The end surface of the seat portion 321 is a surface on which the select shaft 30 penetratingly disposed in the shaft hole of the support piece 311 is erected and fixed. A shift shaft 20 is erected on the other set of side surfaces. The shift shaft 20 and the select shaft 30 are erected or fixed at different positions in the cylindrical direction of the oscillating table 32. The shift shaft 20 is disposed on the upper side in the height direction when the vehicle is mounted, and the select shaft 30 is disposed on the lower side.

揺動台32の内側空間に当たるセンサ空間100を取り囲む4箇所の側壁部のうち、シフト軸20の一方が立設される側壁部は、他の3箇所の側壁部よりも肉厚に形成されている。その肉厚の側壁部の上面には、プランジャ322を進退可能な状態で保持する円筒状のピン保持部323が立設されている。プランジャ322は、ピン保持部323の内部に収容されたスプリング324の付勢力により突出方向に付勢されている。プランジャ322の突出方向の位置は、レバーブロック2に保持された節度部材325(図1)との当接により規制されている。プランジャ322が押し当たる節度部材325側の当接面には、シフト方向に配列された各シフト位置に対応する凹状の窪みが設けられている。この節度部材325とプランジャ322との組合せにより、シフト方向の操作に節度感(クリック感)が付与される。   Of the four side wall portions surrounding the sensor space 100 corresponding to the inner space of the oscillating base 32, the side wall portion on which one of the shift shafts 20 is erected is formed thicker than the other three side wall portions. Yes. On the upper surface of the thick side wall portion, a cylindrical pin holding portion 323 is erected to hold the plunger 322 in a state in which the plunger 322 can be advanced and retracted. The plunger 322 is urged in the protruding direction by the urging force of the spring 324 accommodated in the pin holding portion 323. The position of the plunger 322 in the protruding direction is regulated by contact with the moderation member 325 (FIG. 1) held by the lever block 2. A concave surface corresponding to each shift position arranged in the shift direction is provided on the contact surface on the moderation member 325 side against which the plunger 322 is pressed. By the combination of the moderation member 325 and the plunger 322, a moderation feeling (click feeling) is given to the operation in the shift direction.

レバーブロック2は、図1〜図3に示すごとく、先端にシフトノブ212が取り付けられたシフトレバー21の根本側の基部をなす部材である。レバーブロック2は、シフトレバー21の軸方向に沿って延設されたマグネットホルダ23と、マグネットホルダ23を介して対向する一対のアーム部22と、を備えている。アーム部22の先端には、それぞれ、シフト軸20を貫通配置するための軸孔が穿孔されている。レバーブロック2は、アーム部22の軸孔に貫通配置されたシフト軸20を介して揺動台32に連結されている。マグネットホルダ23の先端には、直径10mmの円柱形状のマグネット230が配設されている。マグネット230の磁極方向は、シフトレバー21の軸方向に一致しており、マグネット230の回動位置によらず、常に仮想中心軸121、122に向かっている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the lever block 2 is a member that forms a base portion on the base side of the shift lever 21 having a shift knob 212 attached to the tip. The lever block 2 includes a magnet holder 23 that extends along the axial direction of the shift lever 21 and a pair of arm portions 22 that face each other with the magnet holder 23 interposed therebetween. A shaft hole for penetrating the shift shaft 20 is bored at each end of the arm portion 22. The lever block 2 is connected to the swing base 32 via a shift shaft 20 penetratingly disposed in the shaft hole of the arm portion 22. A cylindrical magnet 230 having a diameter of 10 mm is disposed at the tip of the magnet holder 23. The magnetic pole direction of the magnet 230 coincides with the axial direction of the shift lever 21 and is always directed toward the virtual central axes 121 and 122 regardless of the rotation position of the magnet 230.

本例では、マグネット230として、フェライト磁石よりなるマグネットを採用している。これに代えて、アルニコ磁石、ネオジム磁石等よりなるマグネットを採用することもできる。さらに、磁性粉を樹脂にバインドしたプラスチックマグネットを採用することも良い。また、永久磁石よりなるマグネットに代えて、電磁式のマグネットを採用することもできる。さらに、本例では、磁気センサ11にN極を対面させているが、S極を対面させても良い。   In this example, a magnet made of a ferrite magnet is used as the magnet 230. Instead of this, a magnet made of an alnico magnet, a neodymium magnet, or the like may be employed. Furthermore, it is also possible to employ a plastic magnet in which magnetic powder is bound to resin. Moreover, it can replace with the magnet which consists of permanent magnets, and can also employ | adopt an electromagnetic magnet. Further, in this example, the N pole faces the magnetic sensor 11, but the S pole may face each other.

センサ基板10は、図1〜図4に示すごとく、図示しないCPU、ROM、RAM等のほか、1チップの磁気センサ11を実装した基板である。CPUは、磁気センサ11の検出結果に基づいてデータ処理を実行するデータ処理部、シフトレバー21の操作を反映した電気信号を出力する信号出力部としての機能を備えている。ROMには、CPUで実行するソフトウェアプログラム等が格納されている。   As shown in FIGS. 1 to 4, the sensor substrate 10 is a substrate on which a one-chip magnetic sensor 11 is mounted in addition to a CPU, a ROM, a RAM, and the like (not shown). The CPU has a function as a data processing unit that executes data processing based on the detection result of the magnetic sensor 11 and a signal output unit that outputs an electrical signal reflecting the operation of the shift lever 21. The ROM stores software programs executed by the CPU.

磁気センサ11は、図4及び図5に示すごとく、鉛直方向に作用する磁気成分を検出する磁気検出素子111〜114を内蔵したICチップである。磁気センサ11では、強磁性体材料よりなる円板状の磁性板115の外周4カ所に同一仕様の磁気検出素子111〜114が配置されている。そして、磁性板115及び磁気検出素子111〜114が配置された略円形状の領域が磁気検知部110となっている。シフト方向に当たるX軸方向に沿って磁気検出素子111、112が対向配置されており、セレクト方向に当たるY軸方向に沿って磁気検出素子113、114が対向配置されている。なお、本例では、マグネット230の直径約10mmの磁極面231に対して、磁気検知部110の大きさを直径0.5mm〜2.0mm程度に設定している。   As shown in FIGS. 4 and 5, the magnetic sensor 11 is an IC chip including magnetic detection elements 111 to 114 that detect magnetic components acting in the vertical direction. In the magnetic sensor 11, magnetic detection elements 111 to 114 having the same specifications are arranged at four locations on the outer periphery of a disk-shaped magnetic plate 115 made of a ferromagnetic material. A substantially circular area where the magnetic plate 115 and the magnetic detection elements 111 to 114 are arranged is the magnetic detection unit 110. The magnetic detection elements 111 and 112 are opposed to each other along the X-axis direction corresponding to the shift direction, and the magnetic detection elements 113 and 114 are opposed to each other along the Y-axis direction corresponding to the selection direction. In this example, the size of the magnetic detection unit 110 is set to about 0.5 mm to 2.0 mm in diameter with respect to the magnetic pole surface 231 having a diameter of about 10 mm of the magnet 230.

ここで、磁気センサ11による検出原理を図4及び図5を参照しながら説明しておく。X軸、Y軸、Z軸に沿う磁気成分Bx、By、Bzよりなる磁気ベクトルBが磁気センサに作用した場合、磁気成分のうち鉛直方向に作用するBzは、全ての磁気検出素子111〜114に対してほぼ均等に作用する。一方、X軸に沿う磁気成分Bxが磁気センサ11に作用すると、図5に示すごとく、磁性体である磁性板115に磁気誘導されて磁力線の湾曲が生じる。そうすると、X軸方向に配列された磁気検出素子111、112に対して、鉛直方向逆向きの磁力αBx(αは定数)が作用することになる。X軸方向と同じ仕様でY軸方向に配列された磁気検出素子113、114に対しても同様に、Y軸に沿う磁気成分Byに起因して鉛直方向逆向きの磁力αByが作用することになる。   Here, the detection principle by the magnetic sensor 11 will be described with reference to FIGS. When a magnetic vector B composed of magnetic components Bx, By, and Bz along the X axis, Y axis, and Z axis acts on the magnetic sensor, Bz acting in the vertical direction among the magnetic components is all the magnetic detection elements 111 to 114. Works almost equally. On the other hand, when the magnetic component Bx along the X-axis acts on the magnetic sensor 11, as shown in FIG. Then, a magnetic force αBx (α is a constant) in the reverse direction in the vertical direction acts on the magnetic detection elements 111 and 112 arranged in the X-axis direction. Similarly, the magnetic force αBy in the reverse direction in the vertical direction acts on the magnetic detection elements 113 and 114 arranged in the Y-axis direction with the same specifications as the X-axis direction due to the magnetic component By along the Y-axis. Become.

このとき、各磁気検出素子111〜114に作用する磁力B1〜B4は、次式のようになる。
B1= αBx+Bz
B2=−αBx+Bz
B3= αBy+Bz
B4=−αBy+Bz
At this time, magnetic forces B1 to B4 acting on the magnetic detection elements 111 to 114 are expressed by the following equations.
B1 = αBx + Bz
B2 = −αBx + Bz
B3 = αBy + Bz
B4 = −αBy + Bz

Bx、By、Bzは、上記の連立式に基づいて以下のように算出される。
Bx=(B1−B2)/2α
By=(B3−B4)/2α
Bz=(B1+B2+B3+B4)/4
このように本例の磁気センサ11によれば、磁気検知部110に作用する磁気について、3次元的な任意の作用方向を検出可能である。
Bx, By, and Bz are calculated as follows based on the above simultaneous equations.
Bx = (B1-B2) / 2α
By = (B3-B4) / 2α
Bz = (B1 + B2 + B3 + B4) / 4
Thus, according to the magnetic sensor 11 of this example, it is possible to detect a three-dimensional arbitrary action direction for the magnetism acting on the magnetism detection unit 110.

以上のように構成された本例のシフトレバー装置1では、図1〜図3に示すごとく、揺動台32の内側のセンサ空間100に、センサ基板10を保持する台座部312(基台31)が突出し、仮想中心軸121、122を越えて磁気センサ11が配置されている。本例では、磁気センサ11の磁気検知部110と第1の仮想中心軸121との距離L1が2mm、磁気検知部110と第2の仮想中心軸122との距離L1が20mmに設定されている。   In the shift lever device 1 of the present example configured as described above, as shown in FIGS. 1 to 3, a pedestal portion 312 (base 31) that holds the sensor substrate 10 in the sensor space 100 inside the swing base 32. ) Protrudes, and the magnetic sensor 11 is disposed beyond the virtual central axes 121 and 122. In this example, the distance L1 between the magnetic detection unit 110 of the magnetic sensor 11 and the first virtual central axis 121 is set to 2 mm, and the distance L1 between the magnetic detection unit 110 and the second virtual central axis 122 is set to 20 mm. .

Hポジション151にシフトレバー21が位置するとき、マグネット230と磁気センサ11とがシフトレバー21の軸方向に沿って一直線上に並ぶ基準位置となる。この基準位置では、磁気検知部110とマグネット230の磁極面231とのギャップが3mmとなる。また、マグネット230の磁極面231と第1の仮想中心軸121との距離L2が23mm、磁極面231と第2の仮想中心軸122との距離L2が5mmとなる。さらに、この基準位置では、シフトレバー21の軸方向に沿ってマグネット230の磁極面231(直径10mm)に磁気検知部110(直径0.5〜2.0mm程度)を射影したときの射影形状が磁極面231の内側中央に位置するようになっている。   When the shift lever 21 is positioned at the H position 151, the magnet 230 and the magnetic sensor 11 serve as a reference position aligned in a straight line along the axial direction of the shift lever 21. At this reference position, the gap between the magnetic detection unit 110 and the magnetic pole surface 231 of the magnet 230 is 3 mm. Further, the distance L2 between the magnetic pole surface 231 of the magnet 230 and the first virtual central axis 121 is 23 mm, and the distance L2 between the magnetic pole surface 231 and the second virtual central axis 122 is 5 mm. Furthermore, at this reference position, the projected shape when the magnetic detection unit 110 (diameter of about 0.5 to 2.0 mm) is projected onto the magnetic pole surface 231 (diameter of 10 mm) of the magnet 230 along the axial direction of the shift lever 21. It is located at the inner center of the magnetic pole surface 231.

シフトレバー装置1では、シフトレバー21の操作に応じて、磁気センサ11の外周側をマグネット230が回動する。このとき、磁気検知部110への磁気の作用方向が変化することになる。磁気センサ11により検出されるX軸に沿う磁気成分Bx、及びZ軸に沿う磁気成分Bzによれば、図6に示すごとくY軸に直交する平面内の磁気ベクトル(磁気の作用方向)の傾きθshをセンサ検出角として算出できる。   In the shift lever device 1, the magnet 230 rotates on the outer peripheral side of the magnetic sensor 11 in accordance with the operation of the shift lever 21. At this time, the direction of magnetic action on the magnetic detection unit 110 changes. According to the magnetic component Bx along the X axis and the magnetic component Bz along the Z axis detected by the magnetic sensor 11, the inclination of the magnetic vector (magnetism acting direction) in the plane orthogonal to the Y axis as shown in FIG. θsh can be calculated as the sensor detection angle.

磁気ベクトルの傾きθshに基づけば、シフト方向に操作されたときのシフト軸20回りのマグネット230の回動角、すなわちシフト方向のレバー角(操作角)を知ることができ、シフト方向(X軸方向)のシフトレバー21の操作位置を検出可能である。セレクト方向(Y軸方向)の操作についても、上記と同様、操作に応じて磁気検知部110に作用する磁気の作用方向が変化する。Y軸に沿う磁気成分By、及びZ軸に沿う磁気成分Bzによれば、図7に示すごとく、X軸に直交する平面内の磁気ベクトルの傾きθslをセンサ検出角として算出でき、これによりセレクト方向のシフトレバー21の操作位置を検出可能である。   Based on the inclination θsh of the magnetic vector, the rotation angle of the magnet 230 around the shift shaft 20 when operated in the shift direction, that is, the lever angle (operation angle) in the shift direction can be known. Direction) of the shift lever 21 can be detected. As for the operation in the selection direction (Y-axis direction), the direction of the magnetic action acting on the magnetic detection unit 110 changes according to the operation, as described above. According to the magnetic component By along the Y-axis and the magnetic component Bz along the Z-axis, as shown in FIG. 7, the inclination θsl of the magnetic vector in the plane perpendicular to the X-axis can be calculated as the sensor detection angle. The operation position of the direction shift lever 21 can be detected.

本例のシフトレバー装置1では、仮想中心軸121、122よりもマグネット230側に近づけて磁気センサ11が配置されている。このような磁気センサ11の配置は、以下に説明するような磁気的な作用効果を生み出している。
シフトレバー21がHポジション151(図1参照。)に位置するとき、図8のごとく、マグネット230の磁極面231から磁極方向に直線的に伸びる磁力線が磁気検知部110に作用する。一方、図9のごとくシフトレバー21がシフト方向に操作されたときには、図10及び図11のごとく、磁極方向に直線的に伸びる中心の磁力線が仮想中心軸121に向かう一方、仮想中心軸121よりもマグネット230側にオフセットする磁気検知部110に対しては、中心からずれて湾曲した磁力線が作用する。
In the shift lever device 1 of this example, the magnetic sensor 11 is arranged closer to the magnet 230 side than the virtual central axes 121 and 122. Such an arrangement of the magnetic sensor 11 produces a magnetic effect as described below.
When the shift lever 21 is located at the H position 151 (see FIG. 1), as shown in FIG. 8, magnetic lines extending linearly in the magnetic pole direction from the magnetic pole surface 231 of the magnet 230 act on the magnetic detection unit 110. On the other hand, when the shift lever 21 is operated in the shift direction as shown in FIG. 9, as shown in FIGS. 10 and 11, the central magnetic line extending linearly in the magnetic pole direction is directed to the virtual central axis 121, while Also, magnetic field lines that are curved from the center act on the magnetic detection unit 110 that is offset to the magnet 230 side.

マグネット230の磁極面231から放射線状に伸びる磁力線は、磁極方向に当たる中心の磁力線が直線的である一方、中心からずれた磁力線は外側に湾曲している。そして、中心からのずれが大きくなるほど、その湾曲度合いが大きくなっている。そのため、図10と図11との対比から知られるように、マグネット230の回動角(レバー角)が大きくなるほど、中心からずれて一層湾曲した磁力線が磁気検知部110に作用するようになる。なお、このような傾向は、第2の仮想中心軸122を中心とした回動動作を伴うセレクト方向の操作についても全く同様である。   The lines of magnetic force extending radially from the magnetic pole surface 231 of the magnet 230 have a straight line of magnetic force at the center that hits the direction of the magnetic pole, while a line of magnetic force that deviates from the center is curved outward. As the deviation from the center increases, the degree of curvature increases. Therefore, as can be seen from the comparison between FIG. 10 and FIG. 11, as the rotation angle (lever angle) of the magnet 230 increases, the magnetic field lines that are further deviated from the center act on the magnetic detection unit 110. Such a tendency is completely the same for the operation in the select direction accompanied by the rotation operation around the second virtual center axis 122.

さらに、このような傾向の度合いは、仮想中心軸121、122とマグネット230との間隙における磁気センサ11の位置、すなわちセンサ位置比(L1/L2)に応じて異なっている。図12は、シフトレバー21の操作角であるレバー角と、磁気センサ11による検出角度であるセンサ検出角との関係が、センサ位置比(L1/L2)に応じてどのように変化するかをシミュレーションした結果を示すグラフである。このシミュレーションでは、センサ位置比(L1/L2)を0〜0.87まで変化させている。同図中の横軸はマグネット230の回動角に当たるレバー角を示し、縦軸は、センサ検出角を示している。   Furthermore, the degree of such a tendency differs depending on the position of the magnetic sensor 11 in the gap between the virtual central axes 121 and 122 and the magnet 230, that is, the sensor position ratio (L1 / L2). FIG. 12 shows how the relationship between the lever angle that is the operation angle of the shift lever 21 and the sensor detection angle that is the detection angle by the magnetic sensor 11 changes according to the sensor position ratio (L1 / L2). It is a graph which shows the result of simulation. In this simulation, the sensor position ratio (L1 / L2) is changed from 0 to 0.87. In the drawing, the horizontal axis indicates the lever angle corresponding to the rotation angle of the magnet 230, and the vertical axis indicates the sensor detection angle.

図12のシミュレーション結果から知られるようにセンサ位置比(L1/L2)が大きくなるほど、磁気センサ11によるセンサ検出角が大きくなっている。例えば、レバー角5度の場合であれば、センサ位置比(L1/L2)0のとき5度、同0.40のとき5.68度、同0.87のとき11.55度となっている。つまり、センサ位置比が大きくなるにつれて、レバー角に対するセンサ検出角の比率である増幅率が次第に大きくなっている。この増幅率は、センサ位置比と増幅率との相関関係を示す図13から知られる通り、センサ位置比が大きくなるにつれて2次曲線的に大きくなっている。   As known from the simulation result of FIG. 12, the sensor detection angle by the magnetic sensor 11 increases as the sensor position ratio (L1 / L2) increases. For example, in the case of a lever angle of 5 degrees, when the sensor position ratio (L1 / L2) is 0, it is 5 degrees, when it is 0.40, it is 5.68 degrees, and when it is 0.87, it is 11.55 degrees. Yes. That is, as the sensor position ratio increases, the amplification factor, which is the ratio of the sensor detection angle to the lever angle, gradually increases. As is known from FIG. 13 showing the correlation between the sensor position ratio and the amplification ratio, this amplification factor increases in a quadratic curve as the sensor position ratio increases.

本例のシフトレバー装置1では、上記のごとく、第1の仮想中心軸121については、磁気センサ11の磁気検知部110との距離L1が2mm、マグネット230の磁極面231との距離L2が5mmに設定されている(図2)。また、第2の仮想中心軸122については、磁気検知部110との距離L1が20mm、磁極面231との距離L2が23mmに設定されている(図3)。これにより、第1の仮想中心軸121に関するシフト方向のセンサ位置比(L1/L2)が0.4、第2の仮想中心軸122に関するセレクト方向のセンサ位置比(L1/L2)が約0.87になっている。図13のレバー角と増幅率との相関関係を表すグラフによれば、シフト方向では約1.1倍、セレクト方向では約2.3倍の増幅率が得られることになる。   In the shift lever device 1 of this example, as described above, the distance L1 between the first virtual central axis 121 and the magnetic sensor 110 of the magnetic sensor 11 is 2 mm, and the distance L2 with respect to the magnetic pole surface 231 of the magnet 230 is 5 mm. (FIG. 2). For the second virtual central axis 122, the distance L1 to the magnetic detection unit 110 is set to 20 mm, and the distance L2 to the magnetic pole surface 231 is set to 23 mm (FIG. 3). Thus, the sensor position ratio (L1 / L2) in the shift direction with respect to the first virtual center axis 121 is 0.4, and the sensor position ratio (L1 / L2) in the select direction with respect to the second virtual center axis 122 is about 0. 87. According to the graph showing the correlation between the lever angle and the amplification factor in FIG. 13, an amplification factor of about 1.1 times in the shift direction and about 2.3 times in the select direction can be obtained.

一方、本例のシフトレバー装置1では、上記のごとくシフト方向の操作ストロークとセレクト方向の操作ストロークとの比率が約2となっている。仮にシフト方向及びセレクト方向で増幅率が全く同じであると、シフト方向のセンサ検出角の変化量と、セレクト方向のセンサ検出角の変化量と、の比率がそのまま2となり、操作方向に応じて検出特性が大きく相違してしまう。   On the other hand, in the shift lever device 1 of this example, the ratio of the operation stroke in the shift direction to the operation stroke in the select direction is about 2 as described above. If the amplification factor is exactly the same in the shift direction and the select direction, the ratio between the change amount of the sensor detection angle in the shift direction and the change amount of the sensor detection angle in the select direction becomes 2 as it is, depending on the operation direction. The detection characteristics are greatly different.

このようなとき、上記のように操作方向に応じて異なるセンサ検出角の増幅率の設定が非常に有効に作用する。セレクト方向の増幅率をシフト方向よりも大きく設定すれば、シフト方向の操作ストローク(本例では2)に増幅率(同1.1)を掛け合わせた値と、セレクト方向の操作ストローク(同1)に増幅率(同2.3)を掛け合わせた値と、の比率を1に近づけることができる。そして、これにより、シフト方向とセレクト方向とでセンサ検出角の変化量の比率をほぼ1にでき、シフト方向及びセレクト方向の検出特性の相違を抑制できる。   In such a case, the setting of the amplification factor of the sensor detection angle that varies depending on the operation direction as described above works very effectively. If the amplification factor in the select direction is set to be larger than that in the shift direction, a value obtained by multiplying the operation stroke in the shift direction (2 in this example) by the amplification factor (1.1 in the example) and the operation stroke in the select direction (same as 1 in the example). ) Multiplied by the amplification factor (2.3) can be made close to 1. Thereby, the ratio of the change amount of the sensor detection angle between the shift direction and the select direction can be made substantially 1, and the difference in detection characteristics between the shift direction and the select direction can be suppressed.

以上のように本例のシフトレバー装置1は、シフト方向及びセレクト方向の操作ストロークに大きな違いがあるにも関わらず、シフト方向の検出特性とセレクト方向の検出特性との違いが抑制され、各操作方向の検出特性が両立された優れた特性のシフトレバー装置である。   As described above, the shift lever device 1 of the present example suppresses the difference between the detection characteristic in the shift direction and the detection characteristic in the select direction despite the large difference in the operation stroke in the shift direction and the select direction. It is a shift lever device with excellent characteristics in which the detection characteristics of the operation direction are compatible.

なお、磁気センサ11としては、本例に代えて、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸に沿って配設された3基の磁気検出素子を内蔵した1チップICを採用することもできる。
なお、センサギャップ(マグネット230と磁気センサ11との間隔)としては、例えば、フェライト磁石であれば1.5〜3.0mm程度に設定するのが良い。
本例では、シフトレバー21の軸方向に磁極方向が一致するようにその軸上にマグネット230を配置しているが、シフトレバー21の軸方向からオフセットしてマグネット230を配置しても良い。
As the magnetic sensor 11, instead of this example, a one-chip IC in which three magnetic detection elements arranged along the X axis, the Y axis, and the Z axis orthogonal to each other can be adopted. .
The sensor gap (interval between the magnet 230 and the magnetic sensor 11) is preferably set to about 1.5 to 3.0 mm for a ferrite magnet, for example.
In this example, the magnet 230 is arranged on the axis so that the magnetic pole direction coincides with the axial direction of the shift lever 21, but the magnet 230 may be arranged offset from the axial direction of the shift lever 21.

以上、実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、これらの具体例は、特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。言うまでもなく、具体例の構成や数値等によって、特許請求の範囲が限定的に解釈されるべきではない。特許請求の範囲は、公知技術や当業者の知識等を利用して前記具体例を多様に変形あるいは変更した技術を包含している。   As described above, specific examples of the present invention have been described in detail as in the embodiments. However, these specific examples merely disclose an example of the technology included in the scope of claims. Needless to say, the scope of the claims should not be construed as limited by the configuration, numerical values, or the like of the specific examples. The scope of the claims includes techniques obtained by variously modifying or changing the specific examples using known techniques, knowledge of those skilled in the art, and the like.

1 シフトレバー装置
10 センサ基板
100 センサ空間
11 磁気センサ
110 磁気検知部
111〜114 磁気検出素子
115 磁性板
121、122 仮想中心軸
15 保護カバー
150 ゲート
151 Hポジション
2 レバーブロック
20 シフト軸
21 シフトレバー
230 マグネット
231 磁極面
30 セレクト軸
31 基台
312 台座部
32 揺動台
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shift lever apparatus 10 Sensor board 100 Sensor space 11 Magnetic sensor 110 Magnetic detection part 111-114 Magnetic detection element 115 Magnetic plate 121,122 Virtual central axis 15 Protection cover 150 Gate 151 H position 2 Lever block 20 Shift shaft 21 Shift lever 230 Magnet 231 Magnetic pole surface 30 Select shaft 31 Base 312 Base part 32 Swing base

Claims (4)

互いに直交するシフト方向及びセレクト方向に操作可能なシフトレバーを備え、前記シフト方向と前記セレクト方向との間で操作範囲に大小の差が設けられた車両用のシフトレバー装置であって、
前記シフトレバーの基部をなし、前記シフト方向の操作に応じて第1の仮想中心軸の回りを回動すると共に、前記セレクト方向の操作に応じて第2の仮想中心軸の回りを回動するレバーブロックと、
前記シフトレバーが前記シフト方向に操作された際に磁極方向が前記第1の仮想中心軸に向かう状態を維持しながら当該第1の仮想中心軸の回りを回動すると共に、前記シフトレバーが前記セレクト方向に操作された際に磁極方向が前記第2の仮想中心軸に向かう状態を維持しながら当該第2の仮想中心軸の回りを回動するように前記レバーブロックに保持されたマグネットと、
前記マグネットが発生する磁気の作用方向を検出する磁気センサと、
該磁気センサを保持する基台と、
前記第1の仮想中心軸をなすシフト軸を介して前記レバーブロックを支持すると共に、前記第2の仮想中心軸をなすセレクト軸を介して回動可能な状態で前記基台に支持された揺動台と、
前記磁気センサが検出した磁気の作用方向に応じて前記シフトレバーの操作位置に対応する信号を出力する信号出力部と、を備え、
前記第1及び第2の仮想中心軸よりも前記磁気センサが前記マグネット側に近づけて配置され、前記マグネットの磁極方向に前記磁気センサが位置するときには該磁気センサに対して磁極方向の磁気が作用する一方、それ以外では磁極方向を中心として外側に湾曲する磁気が前記磁気センサに作用し、これにより、前記磁気センサによる磁気の作用方向の検出角であるセンサ検出角が前記シフトレバーの操作角であるレバー角に対して増幅されるように構成されており、
前記仮想中心軸から前記マグネットまでの距離L2に対する前記仮想中心軸から前記磁気センサまでの距離L1の比率であるセンサ位置比L1/L2が、前記第1の仮想中心軸と前記第2の仮想中心軸とで相違し、前記シフト方向及び前記セレクト方向のうち前記操作範囲が大きい操作方向に対応する仮想中心軸に関する前記センサ位置比が小さく、前記操作範囲が小さい操作方向に対応する仮想中心軸に関する前記センサ位置比が大きく設定されているシフトレバー装置。
A shift lever device for a vehicle, comprising a shift lever operable in a shift direction and a select direction orthogonal to each other, wherein a large or small difference is provided in an operation range between the shift direction and the select direction,
It forms the base of the shift lever, and rotates around the first virtual center axis in response to the operation in the shift direction, and rotates around the second virtual center axis in response to the operation in the select direction. Lever block,
When the shift lever is operated in the shift direction, the magnetic pole direction is rotated around the first virtual center axis while maintaining the state toward the first virtual center axis. A magnet held by the lever block so as to rotate around the second virtual central axis while maintaining a state in which the magnetic pole direction is directed to the second virtual central axis when operated in the select direction;
A magnetic sensor for detecting a direction of action of magnetism generated by the magnet;
A base for holding the magnetic sensor;
The lever block is supported by a shift shaft that forms the first virtual center axis, and the rocker is supported by the base in a rotatable state through a select shaft that forms the second virtual center axis. A moving table,
A signal output unit that outputs a signal corresponding to the operation position of the shift lever according to the direction of magnetic action detected by the magnetic sensor;
When the magnetic sensor is arranged closer to the magnet side than the first and second virtual central axes, and the magnetic sensor is positioned in the magnetic pole direction of the magnet, magnetism in the magnetic pole direction acts on the magnetic sensor. On the other hand, magnetism that curves outwardly around the magnetic pole direction acts on the magnetic sensor, so that the sensor detection angle that is the detection angle of the magnetic action direction by the magnetic sensor is the operation angle of the shift lever. It is configured to be amplified for a lever angle that is
The sensor position ratio L1 / L2, which is the ratio of the distance L1 from the virtual center axis to the magnetic sensor with respect to the distance L2 from the virtual center axis to the magnet, is the first virtual center axis and the second virtual center. The sensor position ratio with respect to the virtual center axis corresponding to the operation direction with the large operation range among the shift direction and the selection direction is small, and the virtual center axis with respect to the operation direction with the small operation range A shift lever device in which the sensor position ratio is set large.
請求項1において、前記レバー角に対する前記センサ検出角の増幅率と、前記センサ位置比L1/L2と、の相関関係に基づき、
前記シフト方向の操作範囲と増幅率とを掛け合わせた値と、前記セレクト方向の操作範囲と増幅率とを掛け合わせた値と、の比率が0.8〜1.2の範囲に収まるように前記第1及び第2の仮想中心軸に関するセンサ位置比が設定されているシフトレバー装置。
In claim 1, based on the correlation between the amplification factor of the sensor detection angle with respect to the lever angle and the sensor position ratio L1 / L2,
The ratio of the value obtained by multiplying the operation range in the shift direction and the gain to the value obtained by multiplying the operation range in the select direction and the gain is within a range of 0.8 to 1.2. A shift lever device in which a sensor position ratio with respect to the first and second virtual central axes is set.
請求項1又は2において、前記シフト方向の操作範囲と前記セレクト方向の操作範囲との比率が1.5以上であるシフトレバー装置。   The shift lever device according to claim 1 or 2, wherein a ratio between the operation range in the shift direction and the operation range in the select direction is 1.5 or more. 請求項1〜3のいずれか1項において、前記磁気センサは、磁気を検知する磁気検知部を有し、該磁気検知部が、前記マグネットの磁極面の内側に包含され得る大きさであるシフトレバー装置。   The shift according to any one of claims 1 to 3, wherein the magnetic sensor has a magnetic detection unit that detects magnetism, and the magnetic detection unit has a size that can be included inside a magnetic pole surface of the magnet. Lever device.
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