JP2015081014A - シフト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトレバーと自動車ボディとの配線作業を不要にしたレバー装置を提供する。
【解決手段】シフト装置１は、車両のシフトレバー２と、該シフトレバー２の一端がスライドされるスリット３１が設けられたシフト装置本体３と、を備えている。このシフトレバー２には、受電コイルＣｏ１が設けられ、シフト装置本体３には、受電コイルＣｏ１に非接触で給電する給電コイルＣｏ２が設けられている。そして、受電コイルＣｏ１及び給電コイルＣｏ２間の非接触給電により、シフトレバー２に設けた負荷に電源を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、レバー装置に係り、特に、車両のシフトレバーと、該シフトレバーの一端がスライドされるスリットが設けられたシフト装置本体と、を備えたシフト装置に関するものである。

自動車のシフトレバーには各種スイッチや照明等が装備され、そこへ自動車ボディにより有線で電力が供給されている（例えば特許文献１〜３）。このため、シフトレバーと自動車ボディ間の配線が必要であり、配線作業が煩雑である、という問題があった。

特開２０１０−７９６０６号公報 特開２０１１−１２０３８６号公報 特開２０１２−３４４４０号公報

そこで、本発明は、シフトレバーと自動車ボディとの配線作業を不要にしたシフト装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための請求項１記載の発明は、車両のシフトレバーと、該シフトレバーの一端がスライドされるスリットが設けられたシフト装置本体と、を備えたシフト装置において、前記シフトレバーには、受電コイルが設けられ、前記シフト装置本体には、前記受電コイルに非接触で給電する給電コイルが設けられたことを特徴とするシフト装置に存する。

請求項２記載の発明は、前記シフトレバー及び前記シフト装置本体にはそれぞれ、互いに無線通信可能な無線通信手段が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のシフト装置に存する。

請求項３記載の発明は、前記シフトレバーは、前記スリットに対して取り外し可能に設けられ、前記シフトレバーには、前記無線通信手段を用いて識別情報を送信する識別情報送信手段が設けられ、前記シフト装置本体は、前記無線通信手段により受信した前記識別情報の認証を行う認証手段が設けられたことを特徴とする請求項２に記載のシフト装置に存する。

請求項４記載の発明は、前記シフト装置本体には、前記スリットが複数、設けられていることを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載のシフト装置に存する。

請求項５記載の発明は、前記給電コイルは、前記シフトレバーのシフトポジション毎に設けられ、前記シフト装置本体は、各前記給電コイルからの給電状況により前記シフトレバーのシフトポジションを検出する検出手段が設けられたことを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載のシフト装置に存する。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、シフト装置本体に設けられた給電コイルからシフトレバーに設けられた受電コイルに非接触で給電するので、シフトレバーと自動車ボディとの給電線の配線作業を不要にできる。また、シフトレバーをスリットに対して取り外し可能に設ければ、シフトレバーをシフト装置本体から取り外して持ち歩くこともでき、盗難防止を図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、シフトレバー及びシフト装置本体にはそれぞれ、互いに無線通信可能な無線通信手段が設けられているので、シフトレバーと自動車ボディとの信号線の配線作業を不要にできる。

請求項３記載の発明によれば、シフト装置本体の認証手段が、シフトレバーから無線通信手段より受信した識別情報の認証を行うので、より一層、盗難防止を図ることができる。

請求項４記載の発明によれば、複数のスリットのうち運転者が好みの位置のスリットにシフトレバーを挿入することができる。

請求項５記載の発明によれば、給電コイルとは別に位置を検出するためのセンサを設ける必要がなく、コストダウンを図ることができる。

第１実施形態における本発明のシフト装置の概略斜視図である。 図１に示すシフト装置の電気構成図である。 図１に示すシフト装置の詳細な部分断斜視図である。 第２実施形態におけるシフト装置本体の斜視図である。 他の実施形態におけるシフト装置本体の斜視図である。

第１実施形態
以下、第１実施形態における本発明のシフト装置について図１〜図４を参照して説明する。図１は、第１実施形態における本発明のシフト装置の斜視図である。図２は、図１に示すシフト装置の電気構成図である。図３は、図１に示すシフト装置の詳細な部分断面図である。

同図に示すように、シフト装置１は、車両のシフトレバー２と、シフトレバー２の一端がスライドされるスリット３１が設けられたシフト装置本体３と、を備えている。シフトレバー２は、シフト装置本体３のスリット３１に対して取り外し可能に設けられている。

このシフトレバー２には、図１及び図２に示すように、レバー本体２１と、このレバー本体２１に設けられた受電コイルＣｏ１、コンデンサＣ１、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２及び負荷２３と、を備えている。レバー本体２１は、例えば樹脂などで形成されていて、車両のシフト操作が行われる。

受電コイルＣｏ１は、後述するシフト装置本体３から非接触で電力を受電するためのコイルである。受電コイルＣｏ１は、例えば、導線をスパイラル状に巻いて構成されて、レバー本体２１の一端に内蔵されている。コンデンサＣ１は、受電コイルＣｏ１に並列に接続された共振周波数調整用のコンデンサであり、受電コイルＣｏ１と共に共振回路を形成している。本実施形態では、コンデンサＣ１は、受電コイルＣｏ１と並列接続しているが、直列接続するようにしてもよい。

ＡＣ／ＤＣコンバータ２２は、受電コイルＣｏ１が受電した交流電力を直流電力に変換して負荷２３に供給する。負荷２３は、シフトレバー２を照明するためのＬＥＤなどの光源や、シフトレバー２に取り付けられたスイッチの状態を検出する検出回路などである。

また、シフトレバー２のレバー本体２１には、アンテナＡＴ１と、このアンテナＡＴ１を駆動して無線通信を行う無線通信手段としての無線部２４と、無線部２４を制御して、シフト装置本体３と通信を行うためのマイコン２５と、が設けられている。これら無線部２４、マイコン２５も上記負荷２３に含まれ、受電コイルＣｏ１が非接触で受電した電力が供給されて動作する。マイコン２５は、無線部２４を制御して、図示しないメモリに格納されたＩＤ（識別情報）をシフト装置本体３に送信したり、レバー本体２１に取り付けられたスイッチの状態をシフト装置本体３に送信したりする。

シフト装置本体３は、例えば、運転席と助手席との間のフロア上やインストルメントパネルに設けられている。このシフト装置本体３には、図１などに示すように、上述したようにシフトレバー２の一端がスライドされるスリット３１が設けられている。本実施形態では、このスリット３１は、例えば、車両の前後方向に一直線状に設けられ、前後方向の各位置に複数のシフトポジションが割り当てられている。本実施形態では、例えばＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、２、Ｌの６つのポジションが割り当てられている。

また、シフト装置本体３は、シフトレバー２の受電コイルＣｏ１に非接触で電力を給電する給電コイルＣｏ２と、給電コイルＣｏ２に並列接続された共振周波数調整用のコンデンサＣ２と、ＤＣ／ＡＣコンバータ３２と、反射波検出器３３と、が設けられている。

給電コイルＣｏ２は、スリット３１に割り当てられたポジション毎に設けられている。本実施形態では、６つのポジションが割り当てられているため、６つの給電コイルＣｏ２がスリット３１に対向するようにスリット３１に沿って並べて配置されている。これにより、シフトレバー２がスリット３１のＰポジションに位置したとき、シフトレバー２に設けられた受電コイルＣｏ１と、Ｐポジションに対応して設けられた給電コイルＣｏ２と、が同軸上に対向して配置される。同様に、シフトレバー２がスリット３１のＲ、Ｎ、Ｄ、２、Ｌポジションに位置したとき、シフトレバー２に設けられた受電コイルＣｏ１と、Ｒ、Ｎ、Ｄ、２、Ｌポジションに対応して設けられた給電コイルＣｏ２と、が同軸上に対向して配置される。

コンデンサＣ２は、複数の給電コイルＣｏ２に各々並列に接続され、給電コイルＣｏ２と共に共振回路を形成している。本実施形態では、コンデンサＣ２は、給電コイルＣｏ２と並列接続しているが、直列接続するようにしてもよい。ＤＣ／ＡＣコンバータ３２は、車両に搭載された車載バッテリ４からの直流電力を交流電力に変換して、給電コイルＣｏ２に供給する。

なお、Ｐポジションに対応して設けられたコンデンサＣ２は、受電コイルＣｏ１及びＰポジションに対応して設けられた給電コイルＣｏ２が同軸上に対向配置されたときに、コンデンサＣ１及び受電コイルＣｏ１から成る共振回路と、Ｐポジションに対応して設けられたコンデンサＣ２及び給電コイルＣｏ２から成る共振回路と、の共振周波数がＤＣ／ＡＣコンバータ３２が変換した交流電源の周波数に一致するようなキャパシタンスに調整されている。Ｒ、Ｎ、Ｄ、２、Ｌポジションに対応して設けられたコンデンサＣ２についても同様である。

反射波検出器３３は、例えば、サーキュレータから構成され、給電コイルＣｏ２に給電した交流電力のうち、給電コイルＣｏ２で反射された電力を検出する機器である。

この反射波検出器３３により検出した反射電力は、給電状況に応じたものであり、シフトレバー２がどのポジションに位置しているかを検出することができる。これについて詳しく説明する。まず、シフトレバー２がＰポジションにあり、シフトレバー２の受電コイルＣｏ１とＰポジションに対応した給電コイルＣｏ２とが対向している場合について考えてみる。Ｐポジションに対応した給電コイルＣｏ２及びコンデンサＣ２から成る共振回路と、受電コイルＣｏ１及びコンデンサＣ１から成る共振回路と、のインピーダンスは整合が取れる。このため、Ｐポジションに対応した給電コイルＣｏ２から受電コイルＣｏ１に対して効率良く給電が行われ、Ｐポジションに対応した給電コイルＣｏ２での反射波はほとんどない。

これに対して、他のポジション（Ｐポジション以外のポジション）に対応した給電コイルＣｏ２及びコンデンサＣ２から成る共振回路と、受電コイルＣｏ１及びコンデンサＣ１から成る共振回路と、のインピーダンスは整合が取れなくなる。このため、他のポジションに対応した給電コイルＣｏ２から受電コイルＣｏ１に対してはほどんど給電が行われずに、他のポジションに対応した給電コイルＣｏ２からの反射波は大きくなる。よって、反射波が小さい受電コイルＣｏ１に対応するポジションにシフトレバー２が位置していることがわかる。

また、シフト装置本体３には、アンテナＡＴ２と、このアンテナＡＴ２を駆動して無線通信を行う無線通信手段としての無線部３４と、無線部３４を制御してシフトレバー２と通信を行うためのマイコン３５と、が設けられている。マイコン３５は、無線部３４を制御して、シフトレバー２から送信されるＩＤやシフトレバー２に取り付けられたスイッチの状態などの情報を受信する。また、このマイコン３５には、各反射波検出器３３が検出した電力を受信し、反射波のレベルからシフトレバー２の位置を検出して、各種ＥＣＵに送信する。

なお、図１に示す、スリット３１やレバー本体２１の形状は、概略であり、実際には図４に示すように形成して、レバー本体２１が操作中に抜けないようにすることが望ましい。詳しく説明すると、スリット３１は、凹状に設けられ、その幅が底面に近づくに従って広くなるように設けられている。また、レバー本体２１の一端は、立方体状に設けられ、上述したスリット３１に嵌合する嵌合突起２６が設けられている。この嵌合突起２６は、その幅が突出方向に向かうに従って広くなるように設けられている。

上述したスリット３１と、レバー本体２１の嵌合突起２６と、を嵌合させると、受電コイルＣｏ１がスリット３１の各ポジションで給電コイルＣｏ２と同軸上に対向するように、シフトレバー２がスリット３１上をスライドする。また、スリット３１の溝幅を底面に向かうに従って広く設け、嵌合突起２６の幅を突出方向に向かうに従って広く設けることにより、スリット３１と嵌合突起２６とを嵌合させた際に、嵌合が外れにくくなっている。

次に、上述した構成のシフト装置１の動作について説明する。シフトレバー２はスリット３１に対して取り外し可能に設けられているので、盗難防止のために車から降りるときはシフトレバー２をスリット３１から外して持ち歩くことができる。車に乗るときに、シフトレバー２の一端をスリット３１に挿入して、例えば、シフトレバー２をＰポジションに配置すると、シフトレバー２の受電コイルＣｏ１とＰポジションに対応した給電コイルＣｏ２とが同軸上に対向して配置される。

これにより、車載バッテリ４からの直流電力がＤＣ／ＡＣコンバータ３２により交流電力に変換され、給電コイルＣｏ２及びコンデンサＣ２に供給される。これにより、給電コイルＣｏ２とシフトレバー２に設けられた受電コイルＣｏ１とが磁界共鳴して、給電コイルＣｏ２から受電コイルＣｏ１に非接触で電力が供給される。

受電コイルＣｏ１で受電された交流電力は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２で直流電力に変換されて無線部２４及びマイコン２５を含む負荷２３に供給される。マイコン２５は、電源が供給されるとまず、識別情報送信手段として働き、無線部２４を制御して図示しないメモリに格納されたＩＤを送信する。シフト装置本体３側のマイコン３５は、認証手段として働き、シフトレバー２から送信されたＩＤの認証を行い、正規のＩＤであれば、シフトレバー２の操作を受け付ける。即ち、シフト装置本体３側のマイコン３５は、検出手段として働き、反射波検出器３３により検出された反射波からシフトレバー２の位置を検出して、各種ＥＣＵに送信する。

これに対して、シフト装置本体３側のマイコン３５は、シフトレバー２から送信されたＩＤの認証を行った結果、正規のＩＤでなければ、シフトレバー２の操作を受け付けない。具体的には、給電コイルＣｏ２による非接触での電力供給も停止して、シフトレバー２の位置検出も行わない。

上述したシフト装置１によれば、シフト装置本体３に設けられた給電コイルＣｏ２からシフトレバー２に設けられた受電コイルＣｏ１に非接触で給電するので、シフトレバー２と自動車ボディとの給電線の配線作業を不要にできる。また、シフトレバー２をシフト装置本体３から外して持ち歩くこともでき、盗難防止を図ることができる。

また、上述したシフト装置１によれば、シフトレバー２及びシフト装置本体３にはそれぞれ、互いに無線通信可能な無線部２４、３４が設けられているので、シフトレバー２と自動車ボディとの信号線の配線作業を不要にできる。

また、上述したシフト装置１によれば、シフト装置本体３のマイコン３５が、シフトレバー２から無線部３４より受信したＩＤの認証を行うので、より一層、盗難防止を図ることができる。

また、上述したシフト装置１によれば、シフト装置本体３のマイコン３５は、給電コイルＣｏ２からの給電状況、即ち反射波の大きさによりシフトレバー２のシフトポジションを検出するので、給電コイルＣｏ２とは別に位置を検出するセンサを設ける必要がなく、コストダウンを図ることができる。

第２実施形態
次に、第２実施形態における本発明のシフト装置１について説明する。第１実施形態と第２実施形態とで大きく異なる点は、シフト装置本体３の構成である。第１実施形態においては、スリット３１は１つしか設けられていなかったが、図４に示すように、スリット３１を複数設けてもよい。これにより、複数のスリット３１のうち運転者が好みの位置のスリット３１にシフトレバー２を挿入することができる。

また、上述した実施形態によれば、反射波検出器３３によりシフトレバー２のポジションを検出していたが、本発明はこれに限ったものではない。赤外線センサなど別途シフトレバー２のポジションを検出する位置検出センサを設けることも考えられる。この場合、上述した実施形態のように給電コイルＣｏ２を各ポジション毎に設ける必要はなく、例えば、図５に示すように、シフトレバー２の全移動範囲に亘った大きさの１つの給電コイルＣｏ２を設けるようにしてもよい。

また、上述した実施形態によれば、シフトレバー２はスリット３１に対して着脱可能に設けられ、シフトレバー２がスリット３１に挿入されたときにＩＤ認証を行っていたが、これに限ったものではない。シフトレバー２は着脱可能でなくてもよいし、ＩＤ認証を行わないようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、コイルＣｏ１、Ｃｏ２はいわゆる磁界共鳴式の非接触給電を行っていたが、これに限ったものではない。コイルＣｏ１、Ｃｏ２間が非接触で給電できればよく、電磁誘導式の非接触給電を行うようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、コイルＣｏ１、Ｃｏ２は、スパイラル状に設けられていたが、これに限ったものではない。コイルＣｏ１、Ｃｏ２としては、非接触給電できるような形状であればよい。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ シフト装置
２ シフトレバー
３ シフト装置本体
２４ 無線部（無線通信手段）
２５ マイコン（識別情報送信手段）
３４ 無線部（無線通信手段）
３５ マイコン（認証手段、検出手段）
３１ スリット
Ｃｏ１ 受電コイル
Ｃｏ２ 給電コイル

Claims (5)

1. 車両のシフトレバーと、該シフトレバーの一端がスライドされるスリットが設けられたシフト装置本体と、を備えたシフト装置において、
   前記シフトレバーには、受電コイルが設けられ、
   前記シフト装置本体には、前記受電コイルに非接触で給電する給電コイルが設けられたことを特徴とするシフト装置。
2. 前記シフトレバー及び前記シフト装置本体にはそれぞれ、互いに無線通信可能な無線通信手段が設けられた
   ことを特徴とする請求項１に記載のシフト装置。
3. 前記シフトレバーは、前記スリットに対して取り外し可能に設けられ、
   前記シフトレバーには、前記無線通信手段を用いて識別情報を送信する識別情報送信手段が設けられ、
   前記シフト装置本体は、前記無線通信手段により受信した前記識別情報の認証を行う認証手段が設けられた
   ことを特徴とする請求項２に記載のシフト装置。
4. 前記シフト装置本体には、前記スリットが複数、設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載のシフト装置。
5. 前記給電コイルは、前記シフトレバーのシフトポジション毎に設けられ、
   前記シフト装置本体は、各前記給電コイルからの給電状況により前記シフトレバーのシフトポジションを検出する検出手段が設けられた
   ことを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載のシフト装置。

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