JP2016009661A - レバースイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２方向の動きを簡単なロジック回路で検出できるレバースイッチ装置を提供する。
【解決手段】第１の回転操作により第１の回転軸Ｌ１の回りに回転移動可能で、第１の回転軸Ｌ１と交差する第２の回転軸Ｌ２の回りの第２の回転操作の方向に回転移動可能な操作レバー１０と、操作レバー１０の第１の回転操作に伴い回転移動し、第２の回転操作に伴いスライド移動するマグネット５０と、複数のブリッジ回路が互いに所定角度だけ位相差を持って組み合わされ、マグネット５０の回転移動又はスライド移動をそれぞれ独立に検出する検出部（ターン検出センサ８０、ディマ検出センサ９０）と、検出部の出力信号に基づき、複数のブリッジ回路のそれぞれの出力のＨｉ（１）又はＬｏ（０ゼロ）レベルの組み合わせにより、操作レバー１０の複数ポジションを検出するロジック回路２３０、２４０と、を備えてレバースイッチ装置を構成する。
【選択図】図９

Description

本発明は、レバースイッチ装置に関する。

従来の技術として、主に自動車のステアリングホイール近傍に装着され、ヘッドランプやターンシグナルランプ等の操作に用いられるレバースイッチ装置が知られている。例えば、レバースイッチ装置は、操作レバーに取付けられたホルダの前端部に挿入孔を形成し、この挿入孔に駆動体をスライド可能に保持すると共に、この駆動体をスプリング力によってケースのカム面に圧接する。挿入孔の内周面の上下両端に軸線方向へ延びる一対のガイド溝を形成し、ガイド溝を駆動体のカム面に対する摺動方向と直交する面内に位置させる。一方、第１の駆動体の外周面に軸線方向へ延びる一対のガイド突起を形成し、これらガイド突起を微少クリアランスを保って挿入孔のガイド溝に挿入する構成とする。これにより、レバーの２方向の傾倒操作を可能としている（特許文献１参照）。

また、レバーの傾倒操作による交差する２方向の動きを非接触で検出するものとして、外レバーの揺動操作に応じて回転する第一の回転体と第二の回転体を設け、この中央に装着された２つの磁石の磁気をそれぞれの磁石に対応して設けられた２つの磁気検出素子で検出すると共に、制御手段がこの検出信号から各回転体の回転角度を検出し、これに応じた操作信号を出力する構成とされたレバースイッチ装置がある（特許文献２参照）。

特開２００１−６４９４号公報 特開２００８−２１８０６７号公報

しかし、特許文献１のレバースイッチ装置は、レバーの傾倒操作による摺動接点の移動を検出するものであり、信頼性、耐久性等に問題があった。また、特許文献２のレバースイッチ装置は、レバーの傾倒操作による交差する２方向の動きを磁気検出素子で検出し、磁石の回転によって変化する磁気を、対向配置された磁気検出素子が正弦波や余弦波等の電圧波形からなる検出信号として検出し、この信号を制御手段が所定の演算を行なうことによりレバーの回転角度を検出する。このため、マイコン等の制御手段を必要とし、コストが高くなるという問題があった。

従って、本発明の目的は、２方向の動きを簡単なロジック回路で検出できるレバースイッチ装置を提供することにある。

［１］本発明は、上記目的を達成するために、第１の回転操作により第１の回転軸の回りに回転移動可能で、前記第１の回転軸と交差する第２の回転軸の回りの第２の回転操作の方向に回転移動可能な操作レバーと、前記操作レバーの前記第１の回転操作に伴い回転移動し、前記第２の回転操作に伴いスライド移動するマグネットと、複数のブリッジ回路が互いに所定角度だけ位相差を持って組み合わされ、前記マグネットの前記回転移動又は前記スライド移動をそれぞれ独立に検出する検出部と、前記検出部の出力信号に基づき、前記複数のブリッジ回路のそれぞれの出力のＨｉ又はＬｏレベルの組み合わせにより、前記操作レバーの複数ポジションを検出するロジック回路と、を有することを特徴とするレバースイッチ装置を提供する。

［２］前記検出部及び前記ロジック回路は、前記回転移動と前記スライド移動をそれぞれ独立に検出するためにそれぞれに設けられていることを特徴とする上記［１］に記載のレバースイッチ装置であってもよい。

［３］また、前記マグネットの前記回転移動を検出する検出部は、前記マグネットの回転移動に伴う磁界の方向変化を検出でき、かつ、前記マグネットのスライド移動に伴う磁界の方向が変化しない位置に配置に設けられていることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載のレバースイッチ装置であってもよい。

［４］また、前記マグネットの前記スライド移動を検出する検出部は、前記マグネットのスライド移動に伴う磁界の方向変化を検出でき、かつ、前記マグネットの回転移動に伴う磁界の方向が変化しない位置に設けられていることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載のレバースイッチ装置であってもよい。

本発明によれば、２方向の動きを簡単なロジック回路で検出できる。

図１は、本発明の実施の形態に係るレバースイッチ装置が搭載された車両内部の概略図である。 図２は、レバースイッチ装置の外観を示す斜視図である。 図３は、レバースイッチ装置の分解斜視図である。 図４は、図２のＡ−Ａ断面図である。 図５（ａ）は、マグネットの着磁方向、磁束の状態、ターン検出センサの位置関係を示す斜視図、（ｂ）は、図５（ａ）のＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は、図５（ａ）のＦ方向から見た磁束の状態とターン検出センサの位置関係を示す平面図である。 図６（ａ）は、マグネットの着磁方向、磁束の状態、ディマ検出センサの位置関係を示す斜視図、（ｂ）は、図６（ａ）のＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は、図６（ａ）のＦ方向から見た磁束の状態とディマ検出センサの位置関係を示す平面図である。 図７（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面で、ディマ操作時の操作レバー、マグネットの移動状態を示す部分断面図、（ｂ）は、図２のＡ−Ａ断面で、中立時の操作レバー、マグネットの移動状態を示す部分断面図、（ｃ）は、図２のＡ−Ａ断面で、パッシング操作時の操作レバー、マグネットの移動状態を示す部分断面図である。 図８（ａ）は、磁気センサの回路図例であり、（ｂ）は、ディマ検出センサのＭＲブリッジの組み合わせを示す平面図である。 図９（ａ）は、ディマ操作時の操作レバーのポジション検出用ロジック回路の一例であり、（ｂ）は、ロジック回路への入力信号Ｓ１、Ｓ２の信号波形、閾値Ｖｔｈ、及び検出ポジション（Ｐｏｓ．１〜Ｐｏｓ．３）の関係を示す信号図であり、（ｃ）は、入力信号Ｓ１、Ｓ２のＨｉ（１）又はＬｏ（０）レベルの組み合わせと、それにより検出される検出ポジション（Ｐｏｓ．１〜Ｐｏｓ．３）の関係を示す真理値表である。 図１０（ａ）は、図２のＢ方向から見た右折操作（矢印ＴＲ方向の操作）時の操作レバー、マグネットの移動状態を示す平面図、（ｂ）は、図２のＢ方向から見た中立時の操作レバー、マグネットの移動状態を示す平面図、（ｃ）は、図２のＢ方向から見た左折操作（矢印ＴＬ方向の操作）時の操作レバー、マグネットの移動状態を示す平面図である。なお、図７は、上部筐体を取り除いて見た上平面図である。 図１１（ａ）は、ターン操作時の操作レバーのポジション検出用ロジック回路の一例であり、（ｂ）は、ターン検出センサのＭＲブリッジの組み合わせとマグネットとの位置関係を示す平面図である。 図１２（ａ）は、ロジック回路への入力信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの信号波形、閾値Ｖｔｈ、及び検出ポジション（Ｐｏｓ．１〜Ｐｏｓ．６）の関係を示す信号図であり、（ｂ）は、入力信号Ｓａ、Ｓｂ、ＳｃのＨｉ（１）又はＬｏ（０）レベルの組み合わせと、それにより検出される検出ポジション（Ｐｏｓ．１〜Ｐｏｓ．６）の関係を示す真理値表である。

（本発明の実施の形態の要約）
本発明の実施の形態に係るレバースイッチ装置は、第１の回転操作により第１の回転軸の回りに回転移動可能で、前記第１の回転軸と交差する第２の回転軸の回りの第２の回転操作の方向に回転移動可能な操作レバーと、前記操作レバーの前記第１の回転操作に伴い回転移動し、前記第２の回転操作に伴いスライド移動するマグネットと、複数のブリッジ回路が互いに所定角度だけ位相差を持って組み合わされ、前記マグネットの前記回転移動又は前記スライド移動をそれぞれ独立に検出する検出部と、前記検出部の出力信号に基づき、前記複数のブリッジ回路のそれぞれの出力のＨｉ又はＬｏレベルの組み合わせにより、前記操作レバーの複数ポジションを検出するロジック回路と、を備えて概略構成されている。

（レバースイッチ装置１の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るレバースイッチ装置が搭載された車両内部の概略図である。図２は、レバースイッチ装置の外観を示す斜視図である。図３は、レバースイッチ装置の分解斜視図である。また、図４は、図２のＡ−Ａ断面図である。

レバースイッチ装置１は、例えば、車両５のウインカー（方向指示器）やヘッドランプを操作することが可能な操作装置である。このレバースイッチ装置１は、図１に示すように、車両のステアリング６の近傍に装着され、ステアリングコラムを覆うステアリングコラムカバー７から突出するように配置されている。

図１の紙面において右側に突出して配置されたレバースイッチ装置１は、例えば、方向指示器及びヘッドランプ等を操作するものである。本実施の形態では、右ハンドルの車両を前提とし、右側に突出した方向指示器等を操作することが可能なレバースイッチ装置１について説明する。

レバースイッチ装置１は、筐体２０と、筐体２０に収容され、第１の回転軸Ｌ１の回りの第１の回転操作の方向に回転移動可能なブラケット３０と、ブラケット３０に収容され、第１の回転操作によりブラケット３０と一体となって第１の回転軸Ｌ１の回りに回転移動可能で、第１の回転軸Ｌ１と交差する第２の回転軸Ｌ２の回りの第２の回転操作の方向にブラケット３０と独立に回転移動可能な操作レバー１０と、ブラケット３０に収容され、操作レバー１０の第１の回転操作によりブラケット３０と一体となって第１の回転軸Ｌ１の回りに回転移動可能で、操作レバー１０の第２の回転操作によりブラケット３０に対してスライド移動可能なホルダ４０と、ホルダ４０によりスライド移動の方向に支持され、操作レバー１０の第１の回転操作に伴い第３の回転軸Ｌ３の回りに回転移動し、第２の回転操作に伴い第３の回転軸Ｌ３に沿ってホルダ４０を介してスライド移動するマグネット５０と、マグネット５０の回転移動及びスライド移動をそれぞれ独立に検出する２つの検出部（ターン検出センサ８０、ディマ検出センサ９０）と、を備えている。

本発明の実施の形態に係るレバースイッチ装置は、第１の回転操作により第１の回転軸Ｌ１の回りに回転移動可能で、第１の回転軸Ｌ１と交差する第２の回転軸Ｌ２の回りの第２の回転操作の方向に回転移動可能な操作レバー１０と、操作レバー１０の第１の回転操作に伴い回転移動し、第２の回転操作に伴いスライド移動するマグネット５０と、複数のブリッジ回路が互いに所定角度だけ位相差を持って組み合わされ、マグネット５０の回転移動又はスライド移動をそれぞれ独立に検出する検出部（ターン検出センサ８０、ディマ検出センサ９０）と、検出部の出力信号に基づき、複数のブリッジ回路のそれぞれの出力のＨｉ（１）又はＬｏ（０ゼロ）レベルの組み合わせにより、操作レバー１０の複数ポジションを検出するロジック回路２３０、２４０と、を備えて構成される。

ここで、図３で示す第１の回転軸Ｌ１の回りの第１の回転操作の方向は、図２に示す矢印ＴＬ方向、及び矢印ＴＬ方向とは逆方向となる矢印ＴＲ方向の操作を示している。この矢印ＴＬ方向の操作は、例えば、車両５の左側のウインカー（方向指示器）を点滅させる左折操作である。また矢印ＴＲ方向の操作は、例えば、右側のウインカー（方向指示器）を点滅させる右折操作である。すなわち、第１の回転操作は、左折又は右折のためのウインカー（方向指示器）操作であり、操作レバー１０のターン操作である。

一方、図３で示す第２の回転軸Ｌ２の回りの第２の回転操作の方向は、図２に示す矢印Ｄ方向、及び矢印Ｄ方向とは逆方向となる矢印Ｐ方向の操作を示している。この矢印Ｄ方向の操作は、例えば、車両５のヘッドランプの光軸を上向きに切り替える操作（ディマＨＵ操作）である。また矢印Ｐ方向の操作は、例えば、操作を維持している間、ヘッドライトの光軸を上向きに切り替える操作（パッシング操作）である。レバースイッチ装置１は、例えば、矢印Ｐ方向の操作に対しては、操作が終了した後に中立位置に復帰するモーメンタリースイッチとして構成されている。またレバースイッチ装置１は、例えば、矢印Ｄ方向の操作に対しては、操作が終了した後、中立位置に復帰せず、矢印Ｄ方向に操作レバー１０が操作された状態が維持されるように構成されている。すなわち、第２の回転操作は、ヘッドランプの光軸を切り替える操作であり、操作レバー１０のディマ操作である。

上述の第１の操作方向（第１の回転操作）は、図２に示すレバースイッチ装置１の上部筐体２１が、操作者に向くように車両５に配置されるので、操作者から見て図２の上下方向に操作する方向となる。この上方向の操作は、矢印ＴＬ方向の操作であり、下方向の操作は、矢印ＴＲ方向の操作である。また第２の操作方向は、車両の前後方向に操作する方向となる。この前方向の操作は、矢印Ｄ方向の操作であり、操作レバー１０を操作者から遠ざけるような操作となる。また後方向の操作とは、矢印Ｐ方向の操作であり、レバー１０を操作者側に引き寄せるような操作となる。

なお、この矢印ＴＬ方向及び矢印ＴＲ方向の操作により操作レバー１０が形成する操作面と、矢印Ｄ方向及び矢印Ｐ方向の操作により操作レバー１０が形成する操作面とは、交差し、実質的に直交する。

（操作レバー１０の構成）
操作レバー１０は、ブラケット３０に収容され、第１の回転操作（ターン操作）によりブラケット３０と一体となって第１の回転軸Ｌ１の回りに回転移動可能で、第１の回転軸Ｌ１と交差する第２の回転軸Ｌ２の回りの第２の回転操作（ディマ操作）の方向にブラケット３０と独立に回転移動可能に構成、配置されている。

操作レバー１０は、ブラケット３０の中に挿入されて収容される挿入部１１、操作者がターン操作やディマ操作のために把持するレバー本体１２、及び、挿入部１１とレバー本体１２との間に位置し、操作レバー１０のディマ操作の回転中心である第２の回転軸Ｌ２となる回転軸部１３から概略構成されている。

回転軸部１３は、図３に示すように、第２の回転軸Ｌ２の両方向に突出して形成され、挿入部１１がブラケット３０の中に挿入されることにより、ブラケット３０の支持穴部３３に回転可能に支持される。

挿入部１１の先端側には、後述するホルダ４０と係合して、ディマ操作時にホルダ４０をスライド移動させるための駆動突起部１４が突出して形成されている。

挿入部１１の先端には、節度ピース１６がスプリング１７を介して挿入される挿入穴１５が形成されている。この節度ピース１６は、操作レバー１０がブラケット３０及び筐体２０に組み付けられた状態で、スプリング１７により節度ブロック２５へ向かって付勢される。これにより、ターン操作、ディマ操作時に必要な節度感を付与することができる。

（筐体２０の構成）
筐体２０は、図２、３に示すように、上部筐体２１と下部筐体２２とから構成されている。上部筐体２１には、節度ブロック２５が節度ピース１６に対応して装着される。また、下部筐体２２には、マグネットホルダ７０、基板１００が下側から固定される。上部筐体２１と下部筐体２２は、係止部２１ａと係止突起部２２ａとが係合することにより互いに係止されて固定される。

上部筐体２１は、内部にブラケット３０等を収容可能とする箱形状とされている。図４に示すように、内部上面にはブラケット３０の回転軸部３１を回転可能に支持する支持穴部２１ｂが形成されている。上部筐体２１はブラケット３０の上部を回転可能に支持し、下部筐体２２がブラケット３０の下部を回転可能に支持して、上部筐体２１と下部筐体２２とでブラケット３０を挟み込むように収容する。上部筐体２１の内部は、ブラケット３０が支持穴部２１ｂの回りに所定角度（ターン操作に必要な角度）だけ回転移動できるように内部空間が形成されている。

上部筐体２１の内部には、図４に示すように、節度ブロック２５が装着されている。節度ブロック２５は、付勢された節度ピース１６と節度溝２５ａにより、ターン操作、ディマ操作時に必要な節度感を付与する。

下部筐体２２は、内部にブラケット３０等を収容可能とする箱形状とされている。図４に示すように、内部下面にはブラケット３０の環状壁部３２を回転可能に支持する環状溝部２２ｂが形成されている。上部筐体２１と同様に、下部筐体２２の内部は、ブラケット３０が環状溝部２２ｂの回りに所定角度（ターン操作に必要な角度）だけ回転移動できるように内部空間が形成されている。

下部筐体２２は、図３に示すように、下側から、マグネットホルダ７０、基板１００が固定されている。

（ブラケット３０の構成）
ブラケット３０は、第１の回転軸Ｌ１に、回転軸部３１が突出して形成され、また、図４に示すように、環状壁部３２が形成されている。これにより、ブラケット３０は、第１の回転軸Ｌ１の回りに所定角度（ターン操作に必要な角度）だけ回転移動可能な状態で筐体２０の中に収容される。

ブラケット３０には、第２の回転軸Ｌ２に、操作レバー１０の回転軸部１３と回転可能に嵌合して支持する支持穴部３３が形成されている。これにより、ブラケット３０は、内部に、第２の回転軸Ｌ２の回りの第２の回転操作（ディマ操作）の方向にブラケット３０と独立に回転移動可能な状態で、操作レバー１０を収容する。

ブラケット３０は、第１の回転軸Ｌ１から離間した位置に、後述するマグネット５０を回転駆動するための駆動突起部３４が形成されている。この駆動突起部３４は、操作レバー１０の第１の回転操作（ターン操作）により、第１の回転軸Ｌ１の回りに、ブラケット３０と共に所定角度だけ回転移動する。

（ホルダ４０の構成）
ホルダ４０は、操作レバー１０の第１の回転操作（ターン操作）によりブラケット３０と一体となって第１の回転軸Ｌ１の回りに回転移動可能で、操作レバー１０の第２の回転操作（ディマ操作）によりブラケット３０に対してスライド移動可能な状態で、ブラケット３０の中に収容されている。

ホルダ４０は、図３に示すように、ホルダ４０の上部に、操作レバー１０の駆動突起部１４が嵌合する嵌合溝４１が形成されている。この嵌合溝４１は、操作レバー１０が第２の回転軸Ｌ２の回りに第２の回転操作（ディマ操作）がされた場合に、駆動突起部１４の上下移動にホルダ４０が追従し、第２の回転軸Ｌ２に交差する方向への動きに追従しないための溝として形成されている。

また、ホルダ４０は、図３に示すように、ホルダ４０の下部に、操作レバー１０が第２の回転軸Ｌ２の回りに第２の回転操作（ディマ操作）された場合に、マグネット５０を保持して上下移動させるための保持溝４２が形成されている。この保持溝４２は、操作レバー１０が第１の回転軸Ｌ１の回りに第１の回転操作（ターン操作）がされた場合に、第１の回転軸Ｌ１の回りへの動きに追従しないための溝として形成されている。

（マグネット５０の構成）
マグネット５０は、例えば、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石等の永久磁石、又は、フェライト系、ネオジム系、サマコバ系、サマリウム鉄窒素系等の磁性体材料と、ポリスチレン系、ポリエチレン系、ポリアミド系、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）等の合成樹脂材料と、を混合して所望の形状に成形したプラスチックマグネットである。本実施の形態では、マグネット５０は、プラスチックマグネットを使用している。

図３、５（ａ）等に示すように、マグネット５０は、円板部５１と円筒部５６が周溝部５６０を挟んで上面５２に同軸状に積み重なった形状とされ、第３の回転軸Ｌ３に沿って貫通する貫通穴５７が形成されている。また、円板部５１の一方から径方向に突出して２つの突出部５４が形成され、この２つの突出部５４に挟まれた領域にはブラケット３０の駆動突起部３４が嵌合する凹部５５が形成されている。

マグネット５０の着磁方向は、図５（ａ）等に示すように、第３の回転軸Ｌ３と直交し、突出部５４が形成された方向である。この着磁により、突出部５４の側がＳ極、突出部５４の反対側がＮ極となる。なお、逆極性での着磁も可能である。この着磁により、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、代表的な磁束は、マグネット５０のＮ極からＳ極に向かって放射され、Ｎ極から半径方向に向かって放射された磁束がマグネット５０の円板部５１の下側を通ってＳ極に収束される磁束５００を形成する。

（マグネットホルダ７０の構成）
マグネットホルダ７０は、基板１００に固定された状態で、下部筐体２２に位置決めされて固定される。マグネットホルダ７０は、底部７１、底部７１からマグネット５０の方向に向かって突設して形成されたマグネット支持軸７２、底部７１からマグネット５０の方向に向かって突設してマグネット支持軸７２と同心円状に形成された壁部７３、ディマ検出センサ９０を取付ける取付部７４等を有している。このマグネットホルダ７０は、樹脂（非磁性材料）により一体に形成されている。

マグネット支持軸７２は、マグネット５０の貫通穴５７と回転及びスライド可能に嵌合するように形成され、操作レバー１０が第２の回転軸Ｌ２の回りに第２の回転操作（ディマ操作）がされた場合に、第３の回転軸Ｌ３上でマグネット５０が上下移動するのを支持する。なお、壁部７３は、マグネット５０の外周に沿って設けられているが、マグネット５０の支持は主にマグネット支持軸７２で行われる。

上記説明した操作レバー１０、筐体２０、ブラケット３０、ホルダ４０は、マグネット５０の近くに配置されるので、マグネットホルダ７０と同様に樹脂等の非磁性材料により形成されるのが好ましい。

（磁気センサの構成）
検出部としての磁気センサは、ターン検出センサ８０、ディマ検出センサ９０である。ターン検出センサ８０、ディマ検出センサ９０は、共に、磁気抵抗素子を用いたＭＲ（Magneto Resistive）センサが使用される。なお、他の磁気センサとして、ホール素子を用いたホールセンサ等も使用可能である。

ターン検出センサ８０は、図３、４等に示すように、第３の回転軸Ｌ３上でマグネット５０の下側に配置されている。図４、図５（ａ）に示すように、ターン検出センサ８０は、マグネット５０の下面５３から所定距離だけ離間した基板１００上に実装された状態で下部筐体２２に位置決めされて固定される。

図５（ａ）は、マグネットの着磁方向、磁束の状態、ターン検出センサの位置関係を示す斜視図、（ｂ）は、図５（ａ）のＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は、図５（ａ）のＦ方向から見た磁束の状態とターン検出センサ８０の位置関係を示す平面図である。

図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、マグネット５０の代表的な磁束は、マグネット５０のＮ極からＳ極に向かって放射され、Ｎ極から半径方向に向かって放射された磁束がマグネット５０の円板部５１の下側を通ってＳ極に収束される磁束５００を形成する。ターン検出センサ８０は、磁束５００の磁界の方向変化のみを検出できるように配置される。すなわち、ターン検出センサ８０は、マグネット５０の回転移動に伴う磁界の方向変化を検出でき、かつ、マグネット５０のスライド移動に伴う磁界の方向が変化しない位置に配置される。ターン検出センサ８０は、後述するＭＲ素子のブリッジで構成されており、このブリッジが構成される面が磁界の方向変化を検知する面になるように配置される。

ディマ検出センサ９０は、図３、４等に示すように、マグネット５０の中立位置（上下スライド移動していない位置）における円板部５１の厚み中央で、マグネット５０の外周に近接した位置に配置されている。図４に示すように、ディマ検出センサ９０は、マグネットホルダ７０の取付部７４により実装される。

図６（ａ）は、マグネットの着磁方向、磁束の状態、ディマ検出センサの位置関係を示す斜視図、（ｂ）は、図６（ａ）のＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は、図６（ａ）のＦ方向から見た磁束の状態とディマ検出センサ９０の位置関係を示す平面図である。

図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、マグネット５０の代表的な磁束は、マグネット５０のＮ極からＳ極に向かって放射され、Ｎ極から半径方向に向かって放射された磁束がマグネット５０の円板部５１の下側を通ってＳ極に収束される磁束５０１を形成する。ディマ検出センサ９０は、Ｎ極側の磁束５０１の磁界の方向変化のみを検出できるように配置される。すなわち、ディマ検出センサ９０は、マグネット５０のスライド移動に伴う磁界の方向変化を検出でき、かつ、マグネット５０の回転移動に伴う磁界の方向が変化しない位置に配置される。ディマ検出センサ９０は、後述するＭＲ素子のブリッジで構成されており、このブリッジが構成される面が磁界の方向変化を検知する面になるように配置される。

（レバースイッチ装置１の動作と検出動作）
以下では、本実施の形態に係るレバースイッチ装置１の動作と、第１の回転操作（ターン操作）及び第２の回転操作（ディマ操作）における回転検出動作について説明する。

（ディマ操作と検出動作）
図７（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面で、ディマ操作時の操作レバー、マグネットの移動状態を示す部分断面図、（ｂ）は、図２のＡ−Ａ断面で、中立時の操作レバー、マグネットの移動状態を示す部分断面図、（ｃ）は、図２のＡ−Ａ断面で、パッシング操作時の操作レバー、マグネットの移動状態を示す部分断面図である。

図７（ａ）において、第２の回転操作（ディマ操作）により、操作レバー１０が矢印Ｄ方向に操作されると、操作レバー１０は第２の回転軸Ｌ２の回りに回転移動する。図３で示したホルダ４０は、操作レバー１０の駆動突起部１４が上方向に移動することから、この駆動突起部１４に嵌合する嵌合溝４１を介して上方向にスライド移動する。ホルダ４０の保持溝４２で保持されているマグネット５０は、マグネット支持軸７２に支持されて上方向にスライド移動する。これにより、図６（ａ）、図６（ｃ）、及び図７（ａ）で示すディマ検出センサ９０を通過する磁束５０１の磁界の方向が変化する。

図７（ｂ）は、操作レバー１０が回転操作されていない中立時の位置状態を示す。この状態では、操作レバー１０は回転せず、また、ホルダ４０はスライド移動していないので、マグネット５０もスライド移動しない。これにより、図６（ａ）、図６（ｃ）、及び図７（ｂ）で示すディマ検出センサ９０を通過する磁束５０１の磁界の方向は変化しない。

図７（ｃ）において、第２の回転操作（パッシング操作）により、操作レバー１０が矢印Ｐ方向に操作されると、操作レバー１０は第２の回転軸Ｌ２の回りに回転移動する。図３で示したホルダ４０は、操作レバー１０の駆動突起部１４が下方向に移動することから、この駆動突起部１４に嵌合する嵌合溝４１を介して下方向にスライド移動する。ホルダ４０の保持溝４２で保持されているマグネット５０は、マグネット支持軸７２に支持されて下方向にスライド移動する。これにより、図６（ａ）、図６（ｃ）、及び図７（ｃ）で示すディマ検出センサ９０を通過する磁束５０１の方向が変化する。なお、この磁束５０１の磁界の方向変化は、操作レバー１０の矢印Ｄ方向への操作時と逆方向である。

（回転検出動作）
図８（ａ）は、磁気センサの回路図例であり、（ｂ）は、ディマ検出センサのＭＲブリッジの組み合わせを示す平面図である。

図８（ａ）は、２つのフルブリッジが４５°の角度差を有して配置されている構成を示している。第１ＭＲブリッジ２１０（ＭＲ素子２１１、２１２，２１３、２１４）のノード２１５ｂ、２１５ｄからは中間電圧がオペアンプ（差動アンプ）ＯＰ１に入力されて、検出信号Ｓ１が差動信号として検出できる構成とされている。同様に、第２ＭＲブリッジ２２０（ＭＲ素子２２１、２２２，２２３、２２４）のノード２２５ｂ、２２５ｄからは中間電圧がオペアンプ（差動アンプ）ＯＰ２に入力されて、検出信号Ｓ２が差動信号として検出できる構成とされている。なお、ノード２１５ａ、２２５ａには、基準電圧Ｖｃｃが印加され、ノード２１５ｃ、２２５ｃは、接地（ＧＮＤ）されている。また、検出信号Ｓ１及び検出信号Ｓ１は、基板１００に設けられたコネクタ１１０を介して、例えば、車両５の車両制御部に出力される。

ディマ検出センサ９０は、図８（ｂ）に示すように、同一構造及び同一形状を有する８つのＭＲ素子２１１〜２１４、２２１〜２２４により構成されている。このＭＲ素子２１１〜２１４、２２１〜２２４は、８角形の対角線の交点Ｏを中心とする４５°の位相差をもって、図示しない同一基板上に環状に配置されている。

４つのＭＲ素子２１１〜２１４により一方のフルブリッジ回路が構成されるとともに、４つのＭＲ素子２２１〜２２４により他方のフルブリッジ回路が構成される。８つのＭＲ素子２１１〜２１４、２２１〜２２４は、同一構造及び同一形状を有する。

ＭＲ素子２１１のパターン形成領域２２６の輪郭形状は、図８（ｂ）に示すように、平面からみて台形を有している。ＭＲ素子２１１は、この台形内で、所定の角度をもって平行に配置された折り返しパターンからなる。他のＭＲ素子２１２〜２１４、２２１〜２２４も同様の台形状の折り返しパターンである。これら、８つのＭＲ素子２１１〜２１４、２２１〜２２４は、図８（ａ）で示したブリッジ回路となるように各端部を電気的に接続されている。

なお、このＭＲ素子２１１〜２１４、２２１〜２２４は、ニッケルコバルトなどを含む強磁性薄膜、あるいはアモルファスやパーマロイ等の高透磁率薄膜からなり、酸化物ガラスやアルミナ等からなる非磁性の基板上のパターン形成領域に磁気抵抗膜として成膜技術により形成される。基板とＭＲ素子との間には絶縁膜が形成される。ＭＲ素子の表面には窒化ケイ素や二酸化ケイ素などの保護層が設けられる。

図９（ａ）は、ディマ操作時の操作レバーのポジション検出用ロジック回路の一例であり、（ｂ）は、ロジック回路への入力信号Ｓ１、Ｓ２の信号波形、閾値Ｖｔｈ、及び検出ポジション（Ｐｏｓ．１〜Ｐｏｓ．３）の関係を示す信号図であり、（ｃ）は、入力信号Ｓ１、Ｓ２のＨｉ（１）又はＬｏ（０）レベルの組み合わせと、それにより検出される検出ポジション（Ｐｏｓ．１〜Ｐｏｓ．３）の関係を示す真理値表である。

図８で示された第１ＭＲブリッジ２１０、第２ＭＲブリッジ２２０の出力信号は、レベル変換されて、０〜５ｖの入力信号Ｓ１、Ｓ２として図９（ａ）で示すロジック回路２３０に入力される。ロジック回路２３０は、インバータ、ＡＮＤ回路からなる簡単な構成とされている。

図９（ｂ）に示すように、入力信号Ｓ１、Ｓ２は、操作レバー１０のディマ操作によりマグネット５０のスライド移動に伴う磁界の方向変化によって、サイン波状の信号となる。入力信号Ｓ１、Ｓ２は、互いに位相が４５°異なっている。したがって、０〜５ｖの中間の電圧を閾値Ｖｔｈとすると、Ｈｉ（１）又はＬｏ（０）レベル（オン又はオフ）を４５°間隔で検出することができる。

図９（ｃ）は、入力信号Ｓ１、Ｓ２の１（Ｈｉ）又は０（ゼロ）（Ｌｏ）レベルの組み合わせの真理値表である。４５°間隔で、入力信号Ｓ１、Ｓ２が交互に変化するので、図９（ｃ）で示すように、３つの検出ポジションが検出可能である。例えば、ポジション１（Ｐｏｓ．１）は、図２、図７（ａ）の矢印Ｄ方向の操作（ディマＨＵ操作）、ポジション２（Ｐｏｓ．２）は、図２、図７（ｂ）の中立位置、ポジション３（Ｐｏｓ．３）は、図２、図７（ｃ）の矢印Ｐ方向の操作（パッシング操作）である。

（ターン操作と検出動作）
図１０（ａ）は、図２のＢ方向から見た右折操作（矢印ＴＲ方向の操作）時の操作レバー、マグネットの移動状態を示す平面図、（ｂ）は、図２のＢ方向から見た中立時の操作レバー、マグネットの移動状態を示す平面図、（ｃ）は、図２のＢ方向から見た左折操作（矢印ＴＬ方向の操作）時の操作レバー、マグネットの移動状態を示す平面図である。なお、図７は、上部筐体２１を取り除いて見た上平面図である。

図１０（ａ）において、第１の回転操作（ターン操作）により、操作レバー１０が矢印ＴＲ方向に操作されると、操作レバー１０は、第１の回転軸Ｌ１の回りに回転移動する。図３で示したブラケット３０は、操作レバー１０と一体となって回転し、駆動突起部３４も第１の回転軸Ｌ１の回りに回転移動する。マグネット５０は、凹部５５が駆動突起部３４に嵌合しているので、操作レバー１０の回転操作に伴って、マグネット支持軸７２（第３の回転軸Ｌ３）の回りに回転移動する。これにより、図５（ａ）、図５（ｃ）、及び図１０（ａ）で示すターン検出センサ８０を通過する磁束５００の磁界の方向が変化する。

図１０（ｂ）は、操作レバー１０が回転操作されていない中立時の位置状態を示す。この状態では、操作レバー１０、ブラケット３０は回転していないので、マグネット５０も回転しない。これにより、図５（ａ）、図５（ｃ）、及び図１０（ｂ）で示すターン検出センサ８０を通過する磁束５００の磁界の方向は変化しない。

図１０（ｃ）において、第１の回転操作（ターン操作）により、操作レバー１０が矢印ＴＬ方向に操作されると、操作レバー１０は、第１の回転軸Ｌ１の回りに回転移動する。図３で示したブラケット３０は、操作レバー１０と一体となって回転し、駆動突起部３４も第１の回転軸Ｌ１の回りに回転移動する。マグネット５０は、凹部５５が駆動突起部３４に嵌合しているので、操作レバー１０の回転操作に伴って、マグネット支持軸７２（第３の回転軸Ｌ３）の回りに回転移動する。これにより、図５（ａ）、図５（ｃ）、及び図１０（ｃ）で示すターン検出センサ８０を通過する磁束５００の方向が変化する。なお、この磁束５００の磁界の方向変化は、操作レバー１０の矢印ＴＲ方向への操作時と逆方向である。

（回転検出動作）
図１１（ａ）は、ターン操作時の操作レバーのポジション検出用ロジック回路の一例であり、（ｂ）は、ターン検出センサのＭＲブリッジの組み合わせとマグネットとの位置関係を示す平面図である。

ターン検出センサ８０は、ディマ検出センサ９０と同様に、複数のフルブリッジが所定の回転角度を有して配置された構成とされている。図１１（ｂ）に示すように、ターン検出センサ８０は、３つのフルブリッジ（第１ＭＲブリッジ２５０、第２ＭＲブリッジ２６０、第３ＭＲブリッジ２７０）が３０°の角度差を有して組み合わされて配置されている。各ＭＲブリッジをそれぞれ構成するＭＲ素子は、ディマ検出センサ９０と同様に、台形状の折り返しパターンで形成され、各端部が電気的に接続されている。

図１１（ｂ）で示された第１ＭＲブリッジ２５０、第２ＭＲブリッジ２６０、第３ＭＲブリッジ２７０の出力信号は、レベル変換されて、０〜５ｖの入力信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃとして図１１（ａ）で示すロジック回路２４０に入力される。ロジック回路２４０は、インバータ、ＡＮＤ回路からなる簡単な構成とされている。

図１２（ａ）は、ロジック回路への入力信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの信号波形、閾値Ｖｔｈ、及び検出ポジション（Ｐｏｓ．１〜Ｐｏｓ．６）の関係を示す信号図であり、（ｂ）は、入力信号Ｓａ、Ｓｂ、ＳｃのＨｉ（１）又はＬｏ（０）レベルの組み合わせと、それにより検出される検出ポジション（Ｐｏｓ．１〜Ｐｏｓ．６）の関係を示す真理値表である。

図１２（ａ）に示すように、入力信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃは、操作レバー１０のターン操作によりマグネット５０の回転移動に伴う磁界の方向変化によって、サイン波状の信号となる。入力信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃは、互いに位相が６０°異なっている。したがって、０〜５ｖの中間の電圧を閾値Ｖｔｈとすると、Ｈｉ（１）又はＬｏ（０）レベル（オン又はオフ）を６０°間隔で検出することができる。

図１２（ｂ）は、入力信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃの１（Ｈｉ）又は０（ゼロ）（Ｌｏ）レベルの組み合わせの真理値表である。６０°間隔で、入力信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃが交互に変化するので、図１２（ｂ）で示すように、６つの検出ポジションが検出可能である。例えば、ポジション２（Ｐｏｓ．２）は、図２、図１０（ａ）の矢印ＴＲ方向の操作（右折操作）、ポジション３（Ｐｏｓ．３）は、図２、図１０（ｂ）の中立位置、ポジション４（Ｐｏｓ．４）は、図２、図１０（ｃ）の矢印ＴＬ方向の操作（左折操作）とすることができる。

上記の例では、ターン検出センサ８０は、６つの検出ポジションのうち３ポジションを使用するので、残りの３ポジションを他の検出に使用することができる。例えば、操作レバー１０が常に中立位置に自動復帰するモーメンタリ動作をする場合に、ポジション１（Ｐｏｓ．１）を右折操作によるウインカーの連続点灯、ポジション５（Ｐｏｓ．５）を左折操作によるウインカーの連続点灯、ポジション６（Ｐｏｓ．６）を連続点灯の解除等に割り当てることができる。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係るレバースイッチ装置によれば、次のような効果を有する。
（１）本実施の形態では、マグネット５０の磁界の方向変化に基づくターン検出センサ８０、ディマ検出センサ９０の検出信号を、簡単なロジック回路でポジション検出する。これにより、マイコンが不要となり、低コストのレバースイッチ装置が可能となる。
（２）ターン検出センサ８０、ディマ検出センサ９０の構成からもわかるように、多くのブリッジを組み合わせて検出センサを構成することにより、検出ポジションの数を多くすることができる。これにより、操作レバー１０の操作に多くの機能を割り当てることが可能となる。
（３）本実施の形態では、マグネット５０の異なる方向への動きを、ターン検出センサ８０とディマ検出センサ９０の２つの磁気センサで検出する。ターン検出センサ８０は、マグネット５０の回転移動に伴う磁界の方向変化を検出でき、かつ、マグネット５０のスライド移動に伴う磁界の方向が変化しない位置に配置される。一方、ディマ検出センサ９０は、マグネット５０のスライド移動に伴う磁界の方向変化を検出でき、かつ、マグネット５０の回転移動に伴う磁界の方向が変化しない位置に配置される。これにより、１つのマグネットの動きに対して、クロストークが無い、あるいは大きく低減可能な２方向の検出が可能となる。
（４）１つのマグネットに対して２つの磁気センサで検出する構成により、従来のように２つのマグネットを使用する構成に比較して、低コストが可能である。また、マグネット数を削減することで、ターン検出、ディマ検出の必要とする範囲が低減し、レバースイッチ装置の小型化が可能となる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、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。

１…レバースイッチ装置、５…車両、６…ステアリング、７…ステアリングコラムカバー
１０…操作レバー、１１…挿入部、１２…レバー本体、１３…回転軸部、
１４…駆動突起部、１５…挿入穴、１６…節度ピース、１７…スプリング、２０…筐体、２１…上部筐体、２１ａ…係止部、２１ｂ…支持穴部、２２…下部筐体、
２２ａ…係止突起部、２２ｂ…環状溝部、２５…節度ブロック、２５ａ…節度溝、
３０…ブラケット、３１…回転軸部、３２…環状壁部、３３…支持穴部、
３４…駆動突起部、４０…ホルダ、４１…嵌合溝、４２…保持溝、５０…マグネット、
５１…円板部、５２…上面、５３…下面、５４…突出部、５５…凹部、５６…円筒部、
５７…貫通穴、７０…マグネットホルダ、７１…底部、７２…マグネット支持軸、
７３…壁部、７４…取付部、８０…ターン検出センサ、９０…ディマ検出センサ、
１００…基板、１１０…コネクタ、２１０…第１ＭＲブリッジ、２１１、２１２，２１３、２１４…ＭＲ素子、２２０…第２ＭＲブリッジ、
２２１、２２２，２２３、２２４…ＭＲ素子、２２６…パターン形成領域、
２３０、２４０…ロジック回路、２５０…第１ＭＲブリッジ、２６０…第２ＭＲブリッジ、２７０…第３ＭＲブリッジ、５００…磁束、５０１…磁束、５６０…周溝部

Claims (4)

1. 第１の回転操作により第１の回転軸の回りに回転移動可能で、前記第１の回転軸と交差する第２の回転軸の回りの第２の回転操作の方向に回転移動可能な操作レバーと、
   前記操作レバーの前記第１の回転操作に伴い回転移動し、前記第２の回転操作に伴いスライド移動するマグネットと、
   複数のブリッジ回路が互いに所定角度だけ位相差を持って組み合わされ、前記マグネットの前記回転移動又は前記スライド移動をそれぞれ独立に検出する検出部と、
   前記検出部の出力信号に基づき、前記複数のブリッジ回路のそれぞれの出力のＨｉ又はＬｏレベルの組み合わせにより、前記操作レバーの複数ポジションを検出するロジック回路と、
   を有することを特徴とするレバースイッチ装置。
2. 前記検出部及び前記ロジック回路は、前記回転移動と前記スライド移動をそれぞれ独立に検出するためにそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレバースイッチ装置。
3. 前記マグネットの前記回転移動を検出する検出部は、前記マグネットの回転移動に伴う磁界の方向変化を検出でき、かつ、前記マグネットのスライド移動に伴う磁界の方向が変化しない位置に配置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレバースイッチ装置。
4. 前記マグネットの前記スライド移動を検出する検出部は、前記マグネットのスライド移動に伴う磁界の方向変化を検出でき、かつ、前記マグネットの回転移動に伴う磁界の方向が変化しない位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレバースイッチ装置。

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