JP2016139477A - レバー操作装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】操作レバーの操作位置の検出精度を向上させることができるレバー操作装置を提供する。
【解決手段】レバー操作装置1は、複数の操作位置に操作可能な操作レバー10と、周囲に磁場を生成すると共に、操作レバー10に連動して第1の方向に沿った直線的な移動により、複数の操作位置に対応する複数の位置に移動するマグネット50と、マグネット50の移動範囲において、マグネット50と対向すると共に、マグネット50との距離が複数の位置において異なる形状を有する磁性体60と、磁性体60の一方端部61と対向するように配置され、磁性体60を介してマグネット50の磁場500を検出するディマ検出センサ90と、を備えて概略構成されている。
【選択図】図5
【解決手段】レバー操作装置1は、複数の操作位置に操作可能な操作レバー10と、周囲に磁場を生成すると共に、操作レバー10に連動して第1の方向に沿った直線的な移動により、複数の操作位置に対応する複数の位置に移動するマグネット50と、マグネット50の移動範囲において、マグネット50と対向すると共に、マグネット50との距離が複数の位置において異なる形状を有する磁性体60と、磁性体60の一方端部61と対向するように配置され、磁性体60を介してマグネット50の磁場500を検出するディマ検出センサ90と、を備えて概略構成されている。
【選択図】図5
Description
本発明は、レバー操作装置に関する。
従来の技術として、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を有するレバースイッチ装置が知られている(特許文献1参照)。
しかし、従来のレバースイッチ装置は、外レバーの操作範囲が小さいと、第一の回転体及び第二の回転体の回転角が小さくなり、検出精度の低下を招く可能性がある。
従って、本発明の目的は、操作レバーの操作位置の検出精度を向上させることができるレバー操作装置を提供することにある。
本発明の一態様は、複数の操作位置に操作可能な操作レバーと、周囲に磁場を生成すると共に、操作レバーに連動して第1の方向に沿った直線的な移動により、複数の操作位置に対応する複数の位置に移動する磁場生成部と、磁場生成部の移動範囲において、磁場生成部と対向すると共に、磁場生成部との距離が複数の位置において異なる形状を有する磁性体と、磁性体の一方端部と対向するように配置され、磁性体を介して磁場生成部の磁場を検出する検出部と、を備えたレバー操作装置を提供する。
本発明によれば、操作レバーの操作位置の検出精度を向上させることができる。
(実施の形態の要約)
実施の形態に係るレバー操作装置は、複数の操作位置に操作可能な操作レバーと、周囲に磁場を生成すると共に、操作レバーに連動して第1の方向に沿った直線的な移動により、複数の操作位置に対応する複数の位置に移動する磁場生成部と、磁場生成部の移動範囲において、磁場生成部と対向すると共に、磁場生成部との距離が複数の位置において異なる形状を有する磁性体と、磁性体の一方端部と対向するように配置され、磁性体を介して磁場生成部の磁場を検出する検出部と、を備えて概略構成されている。
実施の形態に係るレバー操作装置は、複数の操作位置に操作可能な操作レバーと、周囲に磁場を生成すると共に、操作レバーに連動して第1の方向に沿った直線的な移動により、複数の操作位置に対応する複数の位置に移動する磁場生成部と、磁場生成部の移動範囲において、磁場生成部と対向すると共に、磁場生成部との距離が複数の位置において異なる形状を有する磁性体と、磁性体の一方端部と対向するように配置され、磁性体を介して磁場生成部の磁場を検出する検出部と、を備えて概略構成されている。
[実施の形態]
(レバー操作装置1の全体構成)
図1(a)は、実施の形態に係るレバー操作装置が搭載された車両内部の概略図であり、図1(b)は、レバー操作装置の外観の一例を示す斜視図であり、図1(c)は、レバー操作装置のブロック図の一例である。図2は、実施の形態に係るレバー操作装置の一例を示す分解斜視図である。図3は、実施の形態に係るレバー操作装置の図1(b)のA−A線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図1(c)では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。
(レバー操作装置1の全体構成)
図1(a)は、実施の形態に係るレバー操作装置が搭載された車両内部の概略図であり、図1(b)は、レバー操作装置の外観の一例を示す斜視図であり、図1(c)は、レバー操作装置のブロック図の一例である。図2は、実施の形態に係るレバー操作装置の一例を示す分解斜視図である。図3は、実施の形態に係るレバー操作装置の図1(b)のA−A線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図1(c)では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。
レバー操作装置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。このレバー操作装置1は、図1(a)に示すように、車両5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(a)の紙面において右側に突出して配置されたレバー操作装置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操作装置1について説明する。
レバー操作装置1は、図2及び図3に示すように、複数の操作位置に操作可能な操作レバー10と、周囲に磁場500を生成すると共に、操作レバー10に連動して第1の方向(第3の回転軸L3)に沿った直線的な移動により、複数の操作位置に対応する複数の位置に移動する磁場生成部としてのマグネット50と、マグネット50の移動範囲において、マグネット50と対向すると共に、マグネット50との距離が複数の位置において異なる形状を有する磁性体60と、磁性体60の一方端部61と対向するように配置され、磁性体60を介してマグネット50の磁場500を検出する検出部としてのディマ検出センサ90と、を備えて概略構成されている。
またレバー操作装置1は、しきい値を有し、ディマ検出センサ90から出力された検出値としきい値とを比較することにより、操作レバー10の複数の操作位置を判定する判定部としての制御部100を備えている。このディマ検出センサ90に応じたしきい値は、図1(c)に示すように、しきい値情報101に含まれ、制御部100に記憶されている。なお後述するターン検出センサ80に関するしきい値は、同様に、しきい値情報101に含まれ、制御部100に記憶されている。
さらにレバー操作装置1は、操作レバー10が、第1の回転軸L1を軸とする第1の回転操作、及び第1の回転軸L1と交差する第2の回転軸L2を軸とする第2の回転操作が可能であり、操作レバー10になされた第1の回転操作をマグネット50の第3の回転軸L3の周りの回転に変換する第1の変換部と、操作部になされた第2の回転操作をマグネット50と配置面111との相対移動に変換する第2の変換部と、を備えている。
この第1の変換部は、一例として、ブラケット30である。第2の変換部は、一例として、ホルダ40である。
また、レバー操作装置1は、図2に示すように、筐体20と、ブラケット30と、マグネットホルダ70と、を備えている。
ここで、図2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1(b)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2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1(b)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。レバー操作装置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。またレバー操作装置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の回転操作方向は、図1(b)に示すレバー操作装置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1(b)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の回転操作方向は、操作者から見て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P方向の操作であり、操作レバー10を操作者側に引き寄せるような操作となる。また後方向の操作とは、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。
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。また上述の複数の操作位置とは、第2の回転操作による操作位置であり、ディマ操作位置、中立位置及びパッシング操作位置である。また上述のマグネット50の複数の位置とは、後述するディマ操作位置に対応する第1の移動位置、中立位置に対応するマグネット50の中立位置、パッシング操作位置に対応する第2の移動位置である。
(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2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と結合して、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1(b)及び図2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110が下側から取り付けされる。上部筐体21と下部筐体22は、係止突起部22aが係止部21aに嵌まり込むことにより一体となる。
筐体20は、図1(b)及び図2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110が下側から取り付けされる。上部筐体21と下部筐体22は、係止突起部22aが係止部21aに嵌まり込むことにより一体となる。
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3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3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3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。
(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3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3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と回転可能に嵌り合っ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から離れた位置に、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、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2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が嵌まり込む嵌合溝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2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。
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。
マグネット50は、貫通孔57が設けられたドーナツ形状を有している。具体的には、図2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孔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が嵌まり込む凹部55が形成されている。
マグネット50の着磁方向は、図2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、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極に収束される磁場500を形成する。
(磁性体60の構成)
図4(a)は、実施の形態に係るレバー操作装置の磁性体の一例を示す側面図であり、図4(b)は、磁性体の一例を示す正面図であり、図4(c)は、マグネット位置と検出値の関係の一例を示すグラフである。図5(a)は、実施の形態に係るレバー操作装置のマグネットが第1の移動位置に位置する際の図2のB−B線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、図5(b)は、マグネットが中立位置に位置する際の断面図であり、図5(c)は、マグネットが第2の移動位置に位置する際の断面図である。
図4(a)は、実施の形態に係るレバー操作装置の磁性体の一例を示す側面図であり、図4(b)は、磁性体の一例を示す正面図であり、図4(c)は、マグネット位置と検出値の関係の一例を示すグラフである。図5(a)は、実施の形態に係るレバー操作装置のマグネットが第1の移動位置に位置する際の図2のB−B線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、図5(b)は、マグネットが中立位置に位置する際の断面図であり、図5(c)は、マグネットが第2の移動位置に位置する際の断面図である。
磁性体60は、例えば、パーマロイ、電磁鋼板、フェライト等の磁性体材料を用いて形成されている。磁性体60は、例えば、板形状を有し、マグネット50の移動に対して端部61からディマ検出センサ90に向けて湧き出す磁力の変動が大きくなるに、非線形な形状を有している。
具体的には、磁性体60は、図4(a)に示すように、側面視において、ディマ検出センサ90と対向する端部61側から端部61の反対側の端部62側に向かうにつれて段階的に細くなっている。この磁性体60は、図4(a)及び図4(b)に示すように、2段階で細くなり、その境界には、段差64と段差66が形成されている。なお、磁性体60は、マグネット50の円板部51の形状に応じて円筒の一部を切り取ったような丸みを帯びた凹形状であっても良い。
磁性体60は、マグネット50の側面510に対向する第1の側面63、第2の側面65及び第3の側面67を有している。第2の側面65及び第3の側面67は、例えば、マグネット50の側面510の厚みと同じ高さを有している。
段差64及び段差66は、第1の側面63、第2の側面65及び第3の側面67の境界において、これらの側面に対して垂直となるように形成されている。なお変形例として、段差64及び段差66は、第1の側面63、第2の側面65及び第3の側面67に対して傾斜するように形成されても良い。
また磁性体60は、例えば、マグネット50の移動位置が3つより多い場合、マグネット50の移動位置に応じて段差を増やすことにより、対応することが可能である。さらにマグネット50が移動位置に応じて異なる距離移動する場合であっても、側面の高さを変えることにより容易に対応可能である。
図5(a)は、操作レバー10に対してディマ操作が行われた際のマグネット50と磁性体60の位置関係を示している。ディマ操作では、マグネット50が、図5(b)の中立位置から上方の第1の移動位置に、第3の回転軸L3に沿って、直線的に移動する。
この第1の移動位置では、マグネット50の側面510が磁性体60の第3の側面67と対向する。従って磁性体60は、他方端部62側の移動位置(第1の移動位置)において、マグネット50との距離d3が、他の移動位置と比べて、最も離れている。
また図5(b)は、操作レバー10が中立位置に位置する際のマグネット50と磁性体60の位置関係を示している。中立位置では、マグネット50の側面510が磁性体60の第2の側面65と対向する。このマグネット50と磁性体60との距離d2は、上述の距離d3と、後述するパッシング操作時の距離d1と、の中間の距離となっている。
さらに図5(c)は、操作レバー10に対してパッシング操作が行われた際のマグネット50と磁性体60の位置関係を示している。パッシング操作では、マグネット50が、図5(b)の中立位置から下方の第2の移動位置に、第3の回転軸L3に沿って、直線的に移動する。
この第2の移動位置では、マグネット50の側面510が磁性体60の第1の側面63と対向する。従って磁性体60は、一方端部61側の移動位置(第2の移動位置)において、マグネット50との距離d1が、他の移動位置と比べて、最も近くなっている。
マグネット50の磁場500は、磁性体60に引かれて、その内部を磁路とし、さらに端部61から湧き出てディマ検出センサ90を貫通して、再びマグネット50に吸い込まれる。従ってディマ操作位置、中立位置及びパッシング操作位置において、マグネット50と磁性体60との距離に差があることから、例えば、図4(c)に示すように、操作レバー10の操作位置に応じて、ディマ検出センサ90が検出する磁力に明確な差が生じることとなる。後述する制御部100は、この磁力の差に基づく検出値の差に応じて、操作レバー10のディマ操作位置、中立位置及びパッシング操作位置を判定する。
この中立位置から第1の移動位置、中立位置から第2の移動位置までの移動距離は、一例として、2.5mmである。
(マグネットホルダ70の構成)
マグネットホルダ70は、複数の脚部75により基板110に取り付けられた状態で、下部筐体22に位置決めされて取り付けられる。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、磁性体60を取付ける取付部74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。
マグネットホルダ70は、複数の脚部75により基板110に取り付けられた状態で、下部筐体22に位置決めされて取り付けられる。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、磁性体60を取付ける取付部74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の貫通孔57に挿入され、マグネット50の回転及びスライドを可能としている。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。
マグネット50は、操作レバー10の操作位置に応じて、第1の移動位置、中立位置及び第2の移動位置の3つの上下移動位置に移動する。
底部71の下方には、収納空間710が設けられている。この収納空間710には、基板110の配置面111に配置されたターン検出センサ80が位置している。つまりターン検出センサ80は、マグネットホルダ70を間に挟んで、マグネット50の下面53と対向している。
取付部74は、貫通孔740を有している。この貫通孔740の下方には、ディマ検出センサ90が配置されている。またこの貫通孔740には、磁性体60が挿入されている。磁性体60は、貫通孔740に保持されるように構成されている。
(ターン検出センサ80とディマ検出センサ90の構成)
ターン検出センサ80は、例えば、4つの磁気抵抗素子によりブリッジ回路が形成され、磁気ベクトルの方向の変化を検出するMR(Magneto Resistive)センサである。ディマ検出センサ90は、例えば、ホール効果を利用して、磁場の変化を検出するセンサである。
ターン検出センサ80は、例えば、4つの磁気抵抗素子によりブリッジ回路が形成され、磁気ベクトルの方向の変化を検出するMR(Magneto Resistive)センサである。ディマ検出センサ90は、例えば、ホール効果を利用して、磁場の変化を検出するセンサである。
ターン検出センサ80は、ブリッジ回路の中心が第3の回転軸L3と一致するように配置されている。ディマ検出センサ90は、感磁面が磁性体60の端部61と対向するように配置されている。
ターン検出センサ80は、図1(c)に示すように、検出信号S1を制御部100に出力するように構成されている。またディマ検出センサ90は、図1(c)に示すように、検出信号S2を制御部100に出力するように構成されている。制御部100は、一例として、検出信号S1に基づいてマグネット50の回転角を判定する。また制御部100は、一例として、検出信号S2に基づいてマグネット50の第3の回転軸L3に沿った移動を判定する。
(制御部100の構成)
制御部100は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うCPU(Central Processing Unit)、半導体メモリであるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等から構成されるマイクロコンピュータである。このROMには、例えば、制御部100が動作するためのプログラムと、しきい値情報101と、が格納されている。RAMは、例えば、一時的に演算結果等を格納する記憶領域として用いられる。
制御部100は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うCPU(Central Processing Unit)、半導体メモリであるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等から構成されるマイクロコンピュータである。このROMには、例えば、制御部100が動作するためのプログラムと、しきい値情報101と、が格納されている。RAMは、例えば、一時的に演算結果等を格納する記憶領域として用いられる。
しきい値情報101は、ターン検出センサ80用のしきい値、及びディマ検出センサ90用のしきい値の情報を含んでいる。ターン検出センサ80用のしきい値は、例えば、回転角のしきい値であり、操作レバー10のターン操作を判定するためのしきい値である。
ディマ検出センサ90用のしきい値は、例えば、図4(c)に示すように、第1のしきい値101a及び第2のしきい値101bである。
第1のしきい値101aは、例えば、ディマ操作における検出値a1と中立位置における検出値a2との間の値として設定される。この検出値a1は、マグネット50の側面510が磁性体60の第3の側面67と対向している際に検出されるものである。また検出値a2は、マグネット50の側面510が磁性体60の第2の側面65と対向している際に検出されるものである。この検出値a1及び検出値a2の切り替わりは、図4(c)に示すように、磁性体60の第2の側面65と第3の側面67の間に形成された段差66の影響により、急峻となっている。
第2のしきい値101bは、例えば、中立位置における検出値a2と、パッシング操作における検出値a3との間の値として設定される。この検出値a3は、マグネット50の側面510が磁性体60の第1の側面63と対向している際に検出されるものである。この検出値a2及び検出値a3の切り替わりは、図4(c)に示すように、磁性体60の第2の側面65と第1の側面63の間に形成された段差64の影響により、急峻となっている。
制御部100は、ディマ検出センサ90から取得した検出信号S2に基づいた検出値が第1のしきい値101aより小さい場合、操作レバー10がディマ操作されたと判定し、第1のしきい値101a以上、第2のしきい値101b以下である場合、中立位置にあると判定し、第2のしきい値101bより大きい場合、パッシング操作されたと判定する。制御部100は、ターン検出センサ80及びディマ検出センサ90の検出判定結果に基づいた操作情報S3を生成してコネクタ115を介して出力するように構成されている。
(レバー操作装置1の動作)
以下では、本実施の形態に係るレバー操作装置1の動作について説明する。
以下では、本実施の形態に係るレバー操作装置1の動作について説明する。
(ターン操作について)
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。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に嵌っているので、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、ターン検出センサ80を通過する磁場500の磁気ベクトルの方向が変化する。
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。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に嵌っているので、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、ターン検出センサ80を通過する磁場500の磁気ベクトルの方向が変化する。
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、ターン検出センサ80を通過する磁場500の磁界の方向は変化しない。
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。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に嵌っているので、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、ターン検出センサ80を通過する磁場500の磁気ベクトルの方向が変化する。なお、この磁気ベクトルの方向変化は、操作レバー10の矢印TR方向への操作時と逆方向である。
(ディマ操作について)
図5(a)に示すように、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。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が嵌っている嵌合溝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に支持されて中間位置から上方向にスライド移動する。この移動により、マグネット50の側面510と磁性体60の距離が最も離れた距離d3となるので、ディマ検出センサ90を貫通する磁力が最も小さくなる。従ってディマ検出センサ90は、図4(c)に示すように、最も小さい検出値a1に基づく検出信号S2を制御部100に出力する。
図5(a)に示すように、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。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が嵌っている嵌合溝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に支持されて中間位置から上方向にスライド移動する。この移動により、マグネット50の側面510と磁性体60の距離が最も離れた距離d3となるので、ディマ検出センサ90を貫通する磁力が最も小さくなる。従ってディマ検出センサ90は、図4(c)に示すように、最も小さい検出値a1に基づく検出信号S2を制御部100に出力する。
図5(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の側面510と磁性体60の距離が中間の距離d2となり、ディマ検出センサ90を貫通する磁力が中間の値となる。従ってディマ検出センサ90は、図4(c)に示すように、中間の検出値a2に基づく検出信号S2を制御部100に出力する。
図5(c)に示すように、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。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が嵌っている嵌合溝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に支持されて中間位置から下方向にスライド移動する。この移動により、マグネット50の側面510と磁性体60の距離が最も近い距離d1となるので、ディマ検出センサ90を貫通する磁力が最も大きくなる。従ってディマ検出センサ90は、図4(c)に示すように、最も大きい検出値a3に基づく検出信号S2を制御部100に出力する。
(実施の形態の効果)
本実施の形態に係るレバー操作装置1は、操作レバーの操作位置の検出精度を向上させることができる。具体的には、レバー操作装置1は、直進的に移動するマグネット50の側面510に対向するように磁性体60が配置され、さらにマグネット50の移動位置に応じて、磁性体60との距離が変わるような形状を磁性体60が備えているので、この構成を備えない場合と比べて、検出値の切り替わりが明確となり、マグネット50の移動位置の検出精度が向上し、結果的に操作レバー10の操作位置の検出精度が向上する。
本実施の形態に係るレバー操作装置1は、操作レバーの操作位置の検出精度を向上させることができる。具体的には、レバー操作装置1は、直進的に移動するマグネット50の側面510に対向するように磁性体60が配置され、さらにマグネット50の移動位置に応じて、磁性体60との距離が変わるような形状を磁性体60が備えているので、この構成を備えない場合と比べて、検出値の切り替わりが明確となり、マグネット50の移動位置の検出精度が向上し、結果的に操作レバー10の操作位置の検出精度が向上する。
レバー操作装置1は、磁性体60に段差64及び段差66を設けているので、段差がない構成で距離が変わる場合と比べて、ディマ検出センサ90が出力する検出値の切り替わりが明確となり、しきい値の設定が容易となる。また切り替わり位置は、磁性体60の形状により、容易に調整できるので、マグネット50の移動量を最小にして、メカ構造への影響、つまりメカ構造の設計の見直し等を抑制することができる。またレバー操作装置1は、上述のように設計における余裕度が大きいので、仕様の異なる車両に搭載する際の設計変更が容易であると共に、メカ構造の共有化が容易であるので、開発期間が短くなって納期を短縮することができる。
レバー操作装置1は、マグネットホルダ70によって、マグネット50と磁性体60の位置決めが高い精度により行われるので、この構成を採用しない場合と比べて、高い精度でマグネット50の移動位置を判定することができる。
レバー操作装置1は、マグネット50に貫通孔57を形成してドーナツ形状とし、マグネットホルダ70のマグネット支持軸72を挿入して回転、及び第3の回転軸L3に沿った直線的な移動を可能に支持している。従って、レバー操作装置1は、マグネットがドーナツ形状を有していない場合と比べて、マグネット50の回転のがたが抑制され、マグネット50の回転及び移動の検出精度を向上させることができる。
レバー操作装置1は、操作レバー10のターン操作、ディマ操作の交差する2つの方向の操作により、マグネット50が回転とスライド移動の2方向へ移動する。レバー操作装置1は、このマグネット50の異なる方向への動きを可能とする構成とされているので、1つのマグネットで操作レバー10の2方向の検出が可能となる。またレバー操作装置1は、一方はマグネット50の回転、他方はマグネット50の直線的な移動を検出することにより、操作レバー10の2方向の操作位置を検出するので、1つのマグネット50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検出が可能となっている。
レバー操作装置1は、1つのマグネット50に対して2つの磁気センサで検出する構成を有しているので、2つのマグネットを使用する構成と比べて、製造コストが抑制される。また、レバー操作装置1は、マグネット数を削減することで小型化が可能となる。
レバー操作装置1は、ターン検出センサ80及びディマ検出センサ90が基板110上に配置されるので、マグネットのスライド移動を基板上以外の位置で検出する場合と比べて、位置決めが容易であると共に、組み立ての難易度が低下し、累積交差が減少する。
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…レバー操作装置、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…貫通孔、60…磁性体、61…端部、62…端部、63…第1の側面、64…段差、65…第2の側面、66…段差、67…第3の側面、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、75…脚部、80…ターン検出センサ、90…ディマ検出センサ、100…制御部、101…しきい値情報、101a…第1のしきい値、101b…第2のしきい値、110…基板、111…配置面、115…コネクタ、500…磁場、510…側面、560…周溝部、710…収納空間、740…貫通孔
Claims (4)
- 複数の操作位置に操作可能な操作レバーと、
周囲に磁場を生成すると共に、前記操作レバーに連動して第1の方向に沿った直線的な移動により、前記複数の操作位置に対応する複数の位置に移動する磁場生成部と、
前記磁場生成部の移動範囲において、前記磁場生成部と対向すると共に、前記磁場生成部との距離が前記複数の位置において異なる形状を有する磁性体と、
前記磁性体の一方端部と対向するように配置され、前記磁性体を介して前記磁場生成部の前記磁場を検出する検出部と、
を備えたレバー操作装置。 - 前記磁性体は、前記磁場生成部と対向する側面が前記複数の操作位置に応じて段差が形成されている、
請求項1に記載のレバー操作装置。 - 前記磁性体は、前記検出部と対向する前記一方端部側の移動位置において前記磁場生成部との距離が最も近く、他方端部側の移動位置において、前記磁場生成部との距離が最も離れている、
請求項1又は2に記載のレバー操作装置。 - しきい値を有し、前記検出部から出力された検出値と前記しきい値とを比較することにより、前記複数の操作位置を判定する判定部を備えた、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレバー操作装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015012355A JP2016139477A (ja) | 2015-01-26 | 2015-01-26 | レバー操作装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015012355A JP2016139477A (ja) | 2015-01-26 | 2015-01-26 | レバー操作装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016139477A true JP2016139477A (ja) | 2016-08-04 |
Family
ID=56559332
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2015012355A Pending JP2016139477A (ja) | 2015-01-26 | 2015-01-26 | レバー操作装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2016139477A (ja) |
-
2015
- 2015-01-26 JP JP2015012355A patent/JP2016139477A/ja active Pending
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