JP2016155483A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小規模且つ低価格な構成で、操作体の位置を高い信頼性で検出できる位置検出装置を提供する。
【解決手段】 操作レバー１は第１の方向であるＹ１−Ｙ２方向と第２の方向であるＸ１−Ｘ２方向へ揺動できるように支持されている。支持部材５１および従動部材５３により、操作レバー１が第１の方向および第２の方向の何れの方向に揺動しても、それに追従して第１の回転子５５１および第２の回転子５５２が回転する。操作ポジション（１）〜（５）が切り換えられる際に、検出部６８１，６８２の検出信号Ｓ６８１，Ｓ６８２の双方が変化する。判定部７１は、検出信号Ｓ６８１，Ｓ６８２の一方のみしか変化ない場合には、変化が生じたい検出信号に対応した検出部６８１，６８２が故障していると判定できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車の走行モードの切換え操作等に用いられる位置検出装置に関するものである。

車両の操作レバーの位置検出装置では、互いに直交する２方向へ揺動できるように支持されれた操作レバーの位置を検出する。
このような位置検出装置では、操作レバーを一方向ａ（車両の前後方向）に揺動させることで第１の作動部材が回転して第１の検出手段からシフト操作の信号出力が得られる。また、操作レバーを他方向ｂ（車両の幅方向）に揺動させることで第２の作動部材が回転して第２の検出手段からセレクト操作の信号出力が得られる。
従来の操作レバーの位置検出装置では、操作レバーが操作されると、第１の作動部材と第２の作動部材のいずれか一方のみが駆動される。

特開２０１４−１８４７７２号公報

ところで、上述した従来の操作レバー位置検出装置では、ホームポジションからのシフトレバーの操作に伴って、第１の検出部材または第２の検出部材の何れか一方のみから出力が得られる。そのため、例えば第１の検出部材が作動しているときに、第２の検出部材に何らかの異常が生じることがあった場合でも、その異常を検出することができないという問題があった。そのため、従来では、第１の検出部材および第２の検出部材をそれぞれ２つ設けることで、第１の検出部材および第２の検出部材のそれぞれ一つの検出部材に異常が検出した場合でも、操作レバーの位置を検出できるようにしている。
しかしながら、上述したように、第１の検出部材および第２の検出部材をそれぞれ２つ用いると、装置が大規模かつ高価格化するという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小規模且つ低価格な構成で、操作体の位置を高い信頼性で検出できる位置検出装置を提供することにある。

上述した目的を達成するために、本発明の位置検出装置は、第１の方向と第２の方向に揺動可能に支持された操作体の揺動位置を検出する位置検出装置であって、前記操作体の前記第１の方向および前記第２の方向の揺動に追従して運動をする従動部材と、前記従動部材に追従して回転する第１の回転子および第２の回転子と、前記第１の回転子および前記第２の回転子の回転を検出する検出部とを有し、前記従動部材は、前記第１の方向および第２の方向のいずれの方向での前記操作体の揺動に追従して前記第１の回転子および前記第２の回転子の双方を回転させる。

この構成によれば、第１の方向および第２の方向の何れの方向の操作体の揺動に対しても追従するように、第１の回転子および第２の回転子を回転させることから、操作体が第１の方向および第２の方向のいずれの方向に揺動する（操作体のポジションが切り換えられる）際に、第１の回転子および第２の回転子の双方が回転する。そのため、第１の回転子および第２の回転子一方のみしか回転しない場合には、回転しない回転子が故障していると判定できる。そのため、従来に比べて、回転子および検出部の数を半分にしても誤判定を回避でき、小規模化および低価格化を図れる。

好適には本発明の位置検出装置の前記従動部材は、前記操作体の前記第１の方向および前記第２の方向の揺動に追従して運動をする第１の係合部および第２の係合部を有し、前記第１の回転子は、前記第１の係合部と係合する第３の係合部を備え、前記第１の係合部から前記第３の係合部に加わる回転力に応じて回転し、前記第２の回転子は、前記第２の係合部と係合する第４の係合部を備え、前記第２の係合部から前記第４の係合部に加わる回転力に応じて回転し、前記第１の回転子および前記第２の回転子は、前記第１の方向および第２の方向の双方の方向の前記操作体の揺動に追従して回転する。

この構成によれば、操作体の第１の方向および第２の方向の揺動に追従する第１の係合部と、第１の回転子に備えられた第３の係合部との係合関係、並びに、操作体の第１の方向および第２の方向の揺動に追従する第２の係合部と、第１の回転子に備えられた第４の係合部との係合関係により、操作体の揺動に第１の回転子および第２の回転子の回転を追従させる。これにより、簡単な構成で実現でき、小規模化および低価格化を図れる。

好適には本発明の前記第１の係合部および前記第２の係合部は、前記操作体の前記第１の方向および前記第２の方向の双方の揺動に追従して、それぞれ前記第３の係合部および前記第４の係合部との間の係合箇所に回転力を与える。

好適には本発明の前記第１の係合部および前記第２の係合部は、前記操作体の前記第１の方向の揺動と追従して回転軌跡に沿って回転動作をし、前記操作体の前記第２の方向の揺動に追従して直線軌跡に沿って直線動作し、前記第１の係合部および前記第２の係合部は、前記操作体の前記第１の方向の位置に応じた前記回転軌跡上の回転位置、且つ前記操作体の前記第２の方向の位置に応じた前記直線軌跡上の直線位置にあり、前記従動部材は、前記第１の係合部および前記第２の係合部の前記回転位置および前記直線位置に固有の姿勢になり、前記第１の回転子および前記第２の回転子は、前記従動部材の前記姿勢に固有の回転角度になる。
この構成によれば、前記第１の係合部および前記第２の係合部を、前記操作体の前記第１の方向の位置に応じた前記回転軌跡上の回転位置、且つ前記操作体の前記第２の方向の位置に応じた前記直線軌跡上の直線位置に置くように構成した。この構成により、簡単な構成で、前記第１の係合部および前記第２の係合部を、操作体の揺動位置に固有の位置に置くこと可能になる。

好適には本発明の位置検出装置は、前記第１の回転子および前記第２の回転子の回転軸と直交する方向において前記第１の回転子および前記第２の回転子に対して回転動作および直線動作が可能なように前記従動部材を支持する支持部材を有し、前記従動部材は、前記操作体から延び出る駆動体に係合しており、前記回転軸と直交する方向において前記回転動作が可能な状態で前記直線軌跡に沿った前記支持部材に対しての移動を案内する案内部を有し、前記第１の係合部および前記第２の係合部は、前記案内部に対して線対称に位置し、前記第１の係合部は、前記第３の係合部との係合位置を前記回転軸と直交する方向に移動可能に前記第３の係合部と係合し、前記第２の係合部は、前記第４の係合部との係合位置を前記回転軸と直交する方向に移動可能に前記第３の係合部と係合する。
この構成によれば、簡単な構成で、操作体の第１の方向および第２の方向の揺動に追従して第１の回転子および第２の回転子を回転させることができ、小規模化および低価格化を図れる。

好適には本発明の位置検出装置の前記第１の係合部および前記第２の係合部は、前記操作体の前記第１の方向および第２の方向の揺動と追従して回転動作をし、前記第１の係合部および前記第２の係合部は、前記操作体の前記第１の方向および前記第２の方向の位置に応じた、前記回転軸と直交する方向の位置にあり、前記第１の係合部は、前記第３の係合部との係合位置を前記回転軸と直交する方向に移動可能であり、当該第１の係合部の前記回転軸と直交する方向の移動に前記第３の係合部を追従させて前記第１の回転子を回転させ、前記第２の係合部は、前記第４の係合部との係合位置を前記回転軸と直交する方向に移動可能であり、当該第２の係合部の前記回転軸と直交する方向の移動に前記第４の係合部を追従させて前記第２の回転子を回転させる。
この構成によれば、簡単な構成で、操作体の第１の方向および第２の方向の揺動に追従して第１の回転子および第２の回転子を回転させることができ、小規模化および低価格化を図れる。

好適には本発明の位置検出装置は、前記検出部からの検出信号を基に、前記操作体の位置を判定する判定手段を有する。
この構成によれば、判定手段によって、操作体の位置を判定できる。

好適には本発明の位置検出装置前記第１の回転子と前記第２の回転子は、その回転中心が互いに平行となるように支持されており、前記検出部を有する固定部が、前記第１の回転子と前記第２の回転子の双方に対向しており、前記第１の回転子ならびに前記２の回転子と、これに対向する前記固定部の、一方に前記第１の回転子ならびに前記第２の回転子の回転運動の法線方向に向けて異なる磁極に着磁された磁石が設けられ、他方に、前記磁石の回転を検出する磁気検出部が配置されている。
この構成によれば、第１の回転子および第２の回転子の回転位置を、簡単な構成で高精度に検出できる。

本発明によれば、小規模且つ低価格な構成で、操作体の位置を高い信頼性で検出できる位置検出装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態の位置検出装置の全体構造を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態の位置検出装置の内部構造を示す分解斜視図である。 操作レバーを揺動自在に支持する支持機構を示す分解斜視図である。 操作レバーを揺動自在に支持する支持機構を示すものであり、図３のＩＶ−ＩＶ線で切断した部分断面図である。 図１に示す操作レバー１の操作ポジション（１）〜（５）における、従動部材、第１の回転子および第２の回転子の姿勢を説明するための図である。 第１の回転子および第２の回転子と検出部を示す断面図である。 操作ポジション（１）〜（５）と、第１の検出部および第２の検出部の出力との関係を説明するための図である。 本発明の第２実施形態の位置検出装置の内部構造を示す分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係る位置検出装置について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の位置検出装置の全体構造を示す斜視図である。図２は本発明の第１実施形態の位置検出装置の内部構造を示す分解斜視図である。図３は操作レバーを揺動自在に支持する支持機構を示す分解斜視図である。図４は操作レバーを揺動自在に支持する支持機構を示すものであり、図３のＩＶ−ＩＶ線で切断した部分断面図である。
図１〜図３はいずれも斜視図である。図１と図３は同じ方向から見た斜視図であるが、図２は、前記両国に対してZ軸を中心として１８０度回転させた向きで示されている。

図１に示すように、本発明の実施形態の位置検出装置は、操作レバー１を有している。操作レバー１は第１の方向であるＹl−Ｙ２方向と第２の方向であるＸ１−Ｘ２方向へ揺動できるように支持されている。図２では、第１の方向への揺動方向がα方向で示され、第２の方向への揺動方向がβ方向で示されている。
本実施形態の位置検出装置は、支持部材５１および従動部材５３により、操作レバー１が第１の方向および第２の方向の何れの方向に揺動しても、それに追従して第１の回転子５５１および第２の回転子５５２が回転する。
具体的には、従動部材５３は、操作レバー１の第１の方向および第２の方向の揺動とに追従して運動をする直線案内穴５３ｂ１，５３ｂ（第１の係合部および第２の係合部）を有する。
第１の回転子５５１は、直線案内穴５３ｂ１と係合する突起５５ｂ１（第３の係合部）を備え、直線案内穴５３ｂ１から突起５５ｂ１に加わる回転力に応じて回転する。また、第２の回転子５５２は、直線案内穴５３ｂ２と係合する突起５５ｂ２（第４の係合部）を備え、直線案内穴５３ｂ２から突起５５ｂ２に加わる回転力に応じて回転する。
この構成により、操作ポジション（１）〜（５）が切り換えられる際に、検出部６８１，６８２の検出信号Ｓ６８１，Ｓ６８２の双方が変化する。判定部７１は、検出信号Ｓ６８１，Ｓ６８２の一方のみしか変化ない場合には、変化が生じたい検出信号に対応した検出部６８１，６８２が故障していると判定できる。そのため、従来に比べて、回転子および検出部の数を半分にでき、小規模化および低価格化を図れる。

以下、本実施形態の位置検出装置および操作レバー１の周辺の構造を詳細に説明する。
図２におよび図３に示すように、操作レバー１の基部に合成樹脂製の基部成形体５が一体に形成されている。基部成形体５は第１の支持体１０に揺動自在に支持され、さらに第１の支持体１０が第２の支持体２０ならびに第３の支持体３０に固定されている。図３では、第２の支持体２０が途中で切断されてその底部の構造のみが示されているが、図１に示すように、第２の支持体２０は上下に長い胴部２１を有しており、胴部２１の内部は空洞である。

図１に示すように、第２の支持体２０の胴部２１の上側の開口部が案内部材４０で塞がれている。第２の支持体２０の底部の開口部は第３の支持体３０で塞がれている。第２の支持体２０の胴部２１と案内部材４０ならびに第３の支持体３０とで第１の筐体が構成されており、操作レバー１の基部成形体５と第１の支持体１０は、第１の筐体の内部に収納されている。

図１に示すように、第１の筐体の一部である案内部材４０に、案内穴４１が上下に貴通して形成されている。操作レバー１は案内穴４１の内部を通過して第１の筐体の上方へ延び出ている。操作レバー１の揺動角度は案内穴４１の長さによって決められ、操作レバー１を移動させて設定する換作ポジションは案内穴４１の形状によって決められている。

図１と図２に示すように、実施の形態の位置検出装置では、操作レバー１を揺動させて設定する操作ポジションが（１）（２）（３）（４）（５）の５ポジションである。操作ポジション（１）と（２）との間の切り替えは、操作レバー１を第２の方向（Ｘ１−Ｘ２：β方向）へ揺動させることで行われる。操作ポジション（１）と（３）との間の切り替え、ならびに（２）と（４）との間の切り替えまたは（２）と（５）との間の切り替えは、操作レバー１を第１の方向（Ｙ１−Ｙ２：α方向）へ揺動させることで行われる。
本実施形態の位置検出装置は、自動車の走行モードの切り替えの信号を生成するものであり、前記操作ポジションの切り替えによって、自動車の前進モードや行進モード、さらにはブレーキモードの設定などが行われる。

操作ポジション（１）はホームポジションである。図２に示すように、操作レバー１の基部の基部成形体５に有底の穴５ａが形成され この穴５ａの内部に復帰ピン６が突出自在に挿入されている。穴５ａの内部に収納された復帰ばねによって復帰ピン６が突出方向へ付勢されている。図１に示す案内部材４０の下面に復帰カム面が形成され、復帰ピン６は復帰ばねの付勢力によって復帰カム面に圧摸されている。この復帰カム面の形状により、操作レバー１をホームポジション（１）以外のポジションに移動させた後に操作レバー１への操作力を除去すると、操作レバー１が、常にホームポジション（１）に復帰させられる。

図２と図３に示すように、基部成形体５に摺動球面７が一体に形成されている。摺動球面７は球面の一部である。摺動球面７の曲率中心７ａ（図４参照）は、操作レバー１の軸中心線上に位置している。図２には、球面の曲率中心７ａを通り且つ操作レバー１の軸中心線と直交する第１の軸中心線Ｘ０と第２の軸中心線ＹＯとが示されている。第１の軸中心線Ｘ０はＸ１−Ｘ２方向に延び、第２の軸中心線ＹＯはＹ１−Ｙ２方向に延びている。
図２に示すように、基部成形体５には、摺動球面７から延び出る軸体８，８が一体に形成されている。軸体８，８の軸中心は、第２の軸中心線ＹＯに一致している。

図４では、説明を簡単にするために、操作レバー１の基部に設けられた基部成形体５の摺動球面７のみが示され、摺動球面７以外の基部成形体５の構造が省略されている。
図３と図４に示す第１の支持体１０は、合成樹脂材料で一体に成形されている。

図４に示すように、第１の支持体１０の底部に摺動支持部１１が形成され、摺動球面７の下端部が摺動支持部１１に槽動自在に当接している。摺動支持部１１は凹球面の一部であり、凹球面の曲率半径は、播動球面７の曲率半径とほぼ一致している。摺動支持部１１を、凹球面ではなく、摺動球面７と複数点で当接する摺動突起を有するものとして構成できるが、摺動支持部１１を凹球面とすることで、摺動球面７と摺動支持部１１に、摺動による局部的な摩耗が生じるのを防止しやすくなる。

図３と図４に示すように、第１の支持体１０には、４つの弾性保持部１２が一体に形成されている。それぞれの弾性保持部１２は、下端部が第１の支持体１０の底部と一体化されて上向きに延び出ている。４つの弾性保持部１２は保持空間１３を挟んで互いに対向している。それぞれの弾性保持部１２の対向部には、前記保持空間１３に向けて突形状となる保持摺動部１２ａが形成されている。

図３に示すように、第１の支持体１０には、前記保持空間１３と連続してＹ１方向とＹ２方向に延びる軸体支持部１４，１４が形成されている。軸体支持部１４，１４のＸ１−Ｘ２方向の開口幅寸法は、基部成形体５に形成された軸体８，８の直径とほぼ一致している。また、軸体支持部１４，１４は前記開口幅寸法を維持したまま、上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）へ向けて、軸体８，８の直径よりも数倍深く形成されている。

第１の支持体１０が第２の支持体２０に固定されていない状態で、操作レバー１の基部成形部５の下端部が第１の支持体１０に対して上方から装着される。基部成形部５の摺動球面７は、第１の支持体１０の保持空間１３の内部に挿入され、それぞれの軸体８，８は軸体支持部１４，１４の内部に挿入される。挿入時に、摺動球面７がそれぞれの弾性保持部１２の保持摺動部１２ａと摺勤し、弾性保持部１２が互いに離れるように外側へ向けて弾性変形させられる。摺動球面７が保持空間１３に装着されると、弾性保持部１２の弾性力によって保持摺動部１２ａが曲率中心７ａよりも上方で摺動球面７に弾圧される。この弾性力で、摺動球面７に下向きの付勢力が作用し、摺動球面７の下部が摺動支持部１１に密着させられる。摺動球面７は４つの弾性保持部１２で保持され且つ摺動支持部１１に密着することで、がたつきを生じることなく且つ揺動できるように第１の支持体１０に保持される。

摺動球面７が保持空間１３に保持され、軸体８，８が軸体支持部１４，１４の内部に保持されると、操作レバー１と基部成形体５は、軸体８，８の軸中心線すなわち第２の軸中心線ＹＯを中心として第２の方向（Ｘ１−Ｘ２方向：β方向）へ揺動自在となる。また、軸体８，８が軸体支持部１４，１４の内部で上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）へ倒れるように移動することで、操作レバー１と基部成形体５が、曲率中心７ａを通る第１の軸中心線Ｘ０を中心として第１の方向（Ｙ１−Ｙ２方向：α方向）へ揺動自在となる。
摺動球面７の曲率中心７ａが、第１の方向の揺動と第２の方向の揺動の双方において揺動中心点となる。

第１の支持体１０に操作レバー１の基部成形体５が保持された状態で、第１の支持体１０が第２の支持体２０の胴部２１の内部へ上方から挿入される。第２の支持体２０は合成樹脂製である。

図３に示すように、第２の支持体２０の底部には、上下方向に延びる４つの隔壁部２２が一体に形成されている。それぞれの隔壁部２２の対向面は凹状に形成されており、４つの隔壁部２２で囲まれた空間は上下に延びる円筒空間となっている。また、隔壁部２２と連続してＹ１方向へ平行に延びる支持壁２３，２３と、Ｙ２方向へ平行に延びる支持壁２３，２３とが一体に形成されている。図３と図４に示すように、４つの隔壁部２２のそれぞれの外面には係止突起２４が一体に形成されている。

図３と図４に示すように、第１の支持体１０の外周の４か所に取付け弾性部１５が一体に形成されている。それぞれ取付け弾性部１５は弾性保持部１２の外周側に一定の間隔を空けて対向している。取付け弾性部１５は上端が第１の支持体１０と一体に形成されて下向き延びており、下端部が内周方向と外周方向へ向けて弾性変形自在である。それぞれの取付け弾性部１５に係止穴１５ａが開口している。

図４に示すように、基部成形体５を保持した第１の支持体１０が第２の支持体２０の底部まで挿入されると、第１の支持体１０の摺動支持部１１と４つの弾性保持部１２が、第２の支持体２０の４つの隔壁部２２で囲まれた円筒形状の空間内に装着される。また、第１の支持体１０の軸体支持部１４，１４が、第２の支持体２０の平行な支持壁２３と２３との間に挿入される。

このとき、第１の支持体１０のそれぞれの弾性保持部１２が、第２の支持体２０に形成された隔壁部２２の内側に密着するとともに、第１の支持体１０の取付け弾性部１５が、それぞれの隔壁部２２の外面に密着し、取付け弾性部１５に形成された係止穴１５ａが隔壁部２２の外面から突出する係止突起２４に係止されて第１の支持体１０が第２の支持体２０の内部で位置決めされて支持される。

図４に示すように、摺動球面７が弾性保持部１２によって保持された状態で、第１の支持体１０が第２の支持体２０の底部に装着されると、弾性保持部１２の外面が第２の支持体２０の隔壁部２２に密着し、弾性保持部１２が外側に向けて弾性変形できなくなる。そのため、摺動球面７が第１の支持体１０の保持空間１３で強固に保持されて、方向へ抜け出ることができなくなる。

図３に示すように、第３の支持体３０は合成樹脂製である。第３の支持体３０は、第２の支持体２０の胴部２１の底部の開口部を塞ぐ底板部３１と、底板部３１の長辺側の綾部から上向きに立ち上がる側板部３２，３２と、底板部３１の短辺側の綾部から上向きに立ち上がる係止側板部３３，３３を有している。係止側板部３３，３３に係止穴３３ａが開口している。図１と図３に示すように、第２の支持体２０の胴部２１の幅細の外側面に係止突起２５が一体に形成されている。

図１に示すように、第２の支持体２０の底部に第３の支持体３０が装着されると、底板部３１によって胴部２１の底部の開口部が覆われる。側板部３２，３２と係止側板部３３，３３が第２の支持体２０の胴部２１の外面に密着し、係止突起２５と係止穴３３ａとが横合して、第２の支持体２０と第３の支持体３０とが位置決めされる。

図３に示すように、第３の支持体３０では、底板部３１から上方に突出する４つの規制突起３４が一体に形成されている。図４に示すように、播動球面７を保持した第１の支持体１０が第２の支持体２０の底部に装着された後に、第３の支持体３０が第２の支持体２０の底部に取り付けられると、規制突起３４が、第２の支持体２０の胴部２１の内側に挿入される。そして、規制突起３４が、第１の支持体１０の取付け弾性部１５と第２の支持体２０の胴部２１との間に密着するように介入し、取付け弾性部１５の変形が規制され、係止穴１５ａが係止突起２４から外れなくなる。これにより、第１の支持体１０が第２の支持体２０の底部から上方へ向けて向け出ることができなくなる。

本実施形態の位置検出装置では、まず、操作レバー１の基部に形成された基部成形部５の摺動球面７を第１の支持体１０の保持空間１３に装着して弾性保持部１２で摺動球面７を保持させる。その後、第１の支持体１０を第２の支持体２０の胴部２１の内部に挿入して、第２の支持体２０の底部に装着する。さらに第２の支持体２０の底部に第３の支持体３０を装着し、第２の支持体２０と第３の支持体３０とをねじ止めや固定ピンなどで固定する。この一連の組立作業で、図４に示すように、第１の支持体１０が第２の支持体２０から抜け出ることができなくなり、さらに摺動球面７が第１の支持体１０から抜け出ることができなくなる。

また、第２の支持体２０の上部開口部に案内部材４０を固定し、操作レバー１を案内穴４１に挿通させることで、第１の筐体の内部で操作レバー１を案内穴４１の案内方向に沿って第１の方向と第２の方向へ揺動（傾倒）させることができるようになる。

図３に示すように、第２の支持体２０の胴部２１の一部に開口部２６が形成されており、図１に示すように、この開口部２６が形成されている部分で、胴部２１の外側に第２の筐体６０が固定されている。

図１に示すように、第２の筐体６０に支持壁部６１が一体に形成されており、支持壁部６１の内側に、図２と図３に示す検出機構部５０を構成する部品が収納されている。

図２に示すように、検出機構部５０は、支持部材５１と従動部材５３とを有する。
支持部材５１には、従動部材５３をＹ−Ｚ方向で回転自在、且つＺ１−Ｚ２方向に直線移動自在に支持する支持突起５１ａが設けられている。
また、支持部材５１には、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の突起５５ｂ１，５５ｂ２を挿入して案内する円弧案内穴５１ｂ１，５１ｂ２が形成されている。第１の回転子５５１および第２の回転子５５２は、支持突起５１ａを通る中心軸に対して左右線対称に設けられている。

図２に示すように、支持部材５１と従動部材５３はＸ１−Ｘ２方向に重なるように配置されている。
従動部材５３は、支持部材５１の支持突起５１ａに案内されて上下方向（Ｈ方向）へ直線的に移動自在に支持されている。具体的には、従動部材５３の中央部には、Ｈ方向に延在する直線案内穴５３ａを有する。直線案内穴５３ａには支持部材５１の支持突起５１ａが挿入され、直線案内穴５３ａと支持突起５１ａとの係合関係により、従動部材５３が支持部材５１に対してＨ方向に摺動する。

従動部材５３の直線移動方向（Ｈ方向）は、従動部材５３の回動方向（γ方向）と交差する方向であり、且つ直線移動方向（Ｈ方向）は、ホームポジション（１）となって図４に示す底板部３１から垂直に立ち上がっている操作レバー１の軸中心と平行である。

従動部材５３には、Ｘ１方向に向けて開口する連結凹部５３ｃが形成されている。基部成形部５には、操作レバー１の軸方向と直交する向きに延びる駆動体９が一体に形成されており、その先部に連結突部９ａが一体に形成されている。連結突部９ａは連結凹部５３ｃの内部にはとんど隙間なく挿入され、連結突部９ａが連結凹部５３ｃの内部で三次元方向へ移動できるように凹凸嵌合されている。なお、従動部材５３に連結突部９ａが一体に形成され、駆動体９に連結凹部５３ｃが一体に形成されていてもよい。

従動部材５３には、左右対称の位置に、直線案内穴５３ａと直交してＹ１，Ｙ２方向に延在する２つの直線案内穴５３ｂ１，５３ｂ２が形成されている。
直線案内穴５３ｂ１，５３ｂ２には、支持部材５１の円弧案内穴５１ｂ１，５１ｂ２を介して、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の突起５５ｂ１，５５ｂ２がそれぞれ挿入される。これにより、従動部材５３が上下方向（Ｈ方向）に移動、並びにγ方向の回動すると、直線案内穴５３ｂ１，５３ｂ２の内壁が第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の突起５５ｂ１，５５ｂ２を押圧し、従動部材５３に追従して第１の回転子５５１および第２の回転子５５２が回転する。

第２の筐体６０の支持壁部６１の内面に支持部材５１および従動部材５３が取り付けられた状態で、第２の筐体６０が第２の支持体２０１の胴部２１の外面に設置され、取付けねじなどによって第１の筐体の一部である胴部２１と第２の筐体６０とが固定される。このとき、従動部材５３と駆動体９との凹凸族合部は、第２の支持体２０の胴部２１の開口部２６の内部に位置している。

操作レバー１の基部に設けられた基部成形体５の軸体８，８が、第１の支持体１０において第１の方向（Ｙ１−Ｙ２方向：α方向）に延びる軸体支持部１４，１４の内部に保持されているため、操作レバー１は、第１の軸中心線Ｘ０を中心とする第１の方向と、第２の軸中心線ＹＯを中心とする第２の方向（Ｘ１−Ｘ２方向：β方向）へのみ揺動可能であり、それ以外の方向への回動が規制されている。

操作レバー１が第１の軸中心線Ｘ０を中心として第１の方向へ揺動すると、その力が駆動体９から従動部材５３に伝達され、従動部材５３ががγ方向へ回動させられる。ただし、このとき、従動部材５３の動きは、突起５５ｂ１，５５ｂ２と直線案内穴５３ｂ１，５３ｂ２との係合関係、並びに支持突起５１ａと直線案内穴５３ａとの間の係合関係によって規定される。

操作レバー１は図１に示す案内部材４０の案内穴４１によって案内されているため、操作レバー１は、操作ポジション（１）と（２）の間を移動するときのみ、第２の軸中心線ＹＯを中心として第２の方向へ揺動することができる。すなわち、操作レバー１は、第１の方向（Ｙ１−Ｙ２方向：α方向）の揺動の中立位置にあるときにのみ、第２の方向（Ｘ１−Ｘ２方向：β方向）へ揺動可能である。

操作ポジション（１）と（２）の間で操作レバー１を第２の方向へ揺動させるときは、従動部材５３がγ方向への回動方向の中立位置に設定されるため、従動部材５３の直線案内穴５３ａは、上下方向すなわち従動部材５３の直線方向の移動方向（Ｈ方向）に沿う向きとなっている。操作レバー１を第２の方向へ回動させると、駆動体９によって従動部材５３が上下方向へ移動させられる。

図２に示すように、検出機構部５０には、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２が設けられている。第１の回転子５５１および第２の回転子５５２に軸部５５ａ１，５５ａ２が一体に形成されており、この軸部５５ａ１，５５ａ２が第２の筐体６０の内部に設けられた支持部材５１の固定穴５１ｂ１，５１ｂ２に回転自在に支持されている。
第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の軸部５５ａ１，５５ａ２の軸芯である回転中心線の向きもＸ１−Ｘ２方向である。

従動部材５３が上下方向へ移動すると、この直線的な移動力が、支持部材５１および従動部材５３を介して、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の回転運動に変換され、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２が同期して回転させられる。

図２に示すように、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２のＸ２側に向く対向部に磁石保持部５５ｃ１，５５ｃ２がそれぞれが形成されている。図１に示すように、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２に形成された磁石保持部５５ｃ１，５５ｃ２は、第２の筐体６０の支持壁部６１の外面に現れて、それぞれの磁石保持部５５ｃ１，５５ｃ２がＸ２方向に向けられている。

図６に示すように、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の磁石保持部５５ｃ１，５５ｃ２cに磁石５６が保持されている。磁石５６のＸ２側に向く対向面では、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の法線方向（直径方向）に向けてN極とS極の異なる磁極が着磁されている。図１では図示省略されているが、第２の筐体６０では、支持壁部６１からＸ２方向に離れた位置に、支持壁部６１と平行な固定部である固定基板６７が固定されている。図６に示すように、固定基板６７に、磁石５６に対向する検出部６８１，６８２が配置されている。

検出部６８１，６８２は、巨大磁気抵抗効果素子であり、磁化が固定された固定敵性層と、外部の磁界の変化に追従して磁化の向きが回転する自由磁性層とを有しており、固定磁性層の固定磁化方向と自由磁性層の磁化方向との相対角度に応じて電気抵抗が変化する。図６に示すように、検出部６６８１，６８２は第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の回転中心に対向している。第１の回転子５５１および第２の回転子５５２が回転すると、磁石５６のN極からS極に向かう洩れ磁界の向きが変化するため、洩れ磁界の向きに追従して自由磁性層の磁化方向が回転し検出部６８１，６８２の抵抗値が変化する。検出部６８１，６８２は、検出結果（抵抗値）を示す検出信号を図２に示す判定部７１に出力する。

判定部７１は、検出部６８１，６８２からの検出信号を基に、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の回転角度を検出し、当該回転角度を基に操作レバー１のポジションを判定する。

図５は、図１に示す操作レバー１の操作ポジション（１）〜（５）における、従動部材５３、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の姿勢を説明するための図である。
図５に示すように、従動部材５３の円弧案内穴５１ｂ１，５１ｂ２は、操作レバー１のＹ１−Ｙ２方向（第１の方向）の位置に応じた回転軌跡上の回転位置、且つ操作レバー１のＸ１−Ｘ２方向（第２の方向）の位置に応じた直線軌跡上の直線位置にある。
従動部材５３は、円弧案内穴５１ｂ１，５１ｂ２の上記回転軌跡厚保の回転位置および上記直線軌跡上の直線位置に固有の姿勢になる。

また、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の突起５５ｂ１，５５ｂは、従動部材５３の円弧案内穴５１ｂ１，５１ｂ２の位置に応じて固有の回転位置になる。そのため、判定部７１は、検出部６８１，６８２からの検出信号Ｓ６８１，Ｓ６８２を基に第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の回転角度を検出し、それを基に図１に示す操作ポジション（１）〜（５）を判定できる。

図７は、検出部６８１，６８２からの検出信号Ｓ６８１，Ｓ６８２を説明するための図である。
上述したように、検出機構部５０では、操作レバー１が第１の方向および第２の方向の何れの方向の操作レバー１の揺動に対しても追従するように、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２を回転させる。そのため、図７に示すように、操作ポジション（１）〜（５）が切り換えられる際に、検出信号Ｓ６８１，Ｓ６８２の双方が変化する。そのため、判定部７１は、検出信号Ｓ６８１，Ｓ６８２の一方のみしか変化ない場合には、変化が生じない検出信号に対応した検出部６８１，６８２が故障していると判定できる。

また、図７に示すように、検出機構部５０では、検出信号Ｓ６８１，Ｓ６８２の組み合わせ値が、操作ポジション（１）〜（５）において相互に異なる。そのため、判定部７１は、検出信号Ｓ６８１，Ｓ６８２を基に、操作レバー１のポジションを一意に特定できる。

次に、位置検出装置の検出動作を説明する。
操作ポジションをホームポジション（１）からポジション（３）に切り換えるときは、ホームポジション（１）の操作レバー１を第１の方向であるＹ１方向へ揺動させる。この操作では、基部形成部５のＹ１方向への揺動によって、従動部材５３が移動させられることなく、従動部材５３がα方向へ回動させられ、従動部材５３によって第１の回転子５５１および第２の回転子５５２がφ２方向へ回動させられる。回転子５５，５５に対向する検出部６８１，６８２によって磁界の回転が検出され、その回転角度が所定の範囲内に至ったときに、操作ポジション（３）に切換えられたと判断される。

操作ポジションをホームポジション（１）からポジション（４）に切換えるときは、ホームポジション（１）の操作レバー１を第２の方向であるＸ２方向へ揺動させてポジション（２）に移動させ、その後に第１の方向であるＹ１方向へ揺動させてポジション（４）へ移動させる。

操作レバー１がＸ２方向へ揺動させられると、駆動体９によって従動部材５３が下降させられる。このときは、従動部材５３が回動させられることなく、従動部材５３が下降させられ、第１の回転子５５１がφ１および第２の回転子５５２がφ２方向へ回動させられる。第１の回転子５５１および第２の回転子５５２に対向する検出部６８１，６８２によって磁界の回転が検出され、その回転角度が所定の範囲内に至ったときに、操作ポジション（２）に切換えられたと判断される。さらに、操作レバー１がＹ１方向へ倒されてポジション（４）に至ると、従動部材５３がγ方向へ回動する。このときの第１の回転子５５１および第２の回転子５５２がφ２方向へ回転したことが検出されて、ポジション（４）に切り替えられたと検出される。

操作レバー１をホームポジション（１）からポジション（５）に切換えるときは、操作レバー１をポジション（２）に移行させ、その後にポジション（５）に移行させる。この操作では、最初に第１の回転子５５１および第２の回転子が共にφ２方向に回転させられた後に、φ１方向に回転させられる。第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の回転角度の回転角度を検出することで、ポジション（５）が選択されたことを検出できる。

以上説明したように、本実施形態の位置検出装置によれば、図２に示すように検出機構部５０を構成したことで、２つの第１の回転子５５１および第２の回転子５５２を用いれば、操作レバー１の第１の方向および第２の方向の移動を検出できる。

また、本実施形態によれば、第１の方向および第２の方向の何れの方向の操作レバー１の揺動に対しても追従するように、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２を回転させる。この構成により、図７に示すように、操作ポジション（１）〜（５）が切り換えられる際に、検出部６８１，６８２の検出信号Ｓ６８１，Ｓ６８２の双方が変化する。そのため、判定部７１は、検出信号Ｓ６８１，Ｓ６８２の一方のみしか変化しない場合には、変化が生じたい検出信号に対応した検出部６８１，６８２が故障していると判定できる。そのため、従来に比べて、回転子および検出部の数を半分にでき、小規模化および低価格化を図れる。

また、本実施形態によれば、図７に示すように、検出機構部５０では、検出信号Ｓ６８１，Ｓ６８２の組み合わせ値が、操作ポジション（１）〜（５）において相互に異なる。そのため、判定部７１は、検出信号Ｓ６８１，Ｓ６８２を基に、操作レバー１のポジションを一意に特定できる。

また、本実施形態によれば、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の回転角度の組み合わせによって、操作ポジションの選択を検出することができる。検出部６８１，６８２は磁界の回転を検出するものであり、磁界の強度を検出するものではないため、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２を接近して配置しても検出部の検出動作が干渉することがない。

また、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２に保持される磁石は、磁界の回転を検出できさえすればよいため、保磁力の大きな高価な磁石を使用する必要がない。

さらに、製品仕様の変更により、操作レバー１の揺動角度や操作ポジションの数や位置が変更されたときには、案内部材４０を取り換えるだけで対応することができる。この場合に、ポジションを選択したときの操作レバーの揺動角度が変化するが、その変化は、第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の回転角度の変化として現れるだけであるため、検出部６８１，６８２からの検出出力に基づく電気処理を変更するだけで仕様の変更に対応できる。

＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態係る位置検出装置について説明する。
図８は、本発明の第２実施形態係る位置検出装置の内部構造を示す分解斜視図、である。
図８に示すように、本実施形態の位置検出装置の検出機構部１５０は、支持部材１５１と、基部成形体１０５に固定された従動部材１５３とを有する。

図８に示すように、支持部材１５１と従動部材１５３はＸ１−Ｘ２方向に重なるように配置されている。
従動部材１５３は、突起１５３ａ１，１５３ａ２を有し、これらが支持部材１５１の切り欠き１５１ａ１，１５１ａ２を通って第１の回転子１５５１および第２の回転子１５５２の直線案内穴１５５１ａ１，１５５１ａ２に挿通されてる（係合している）。このとき、突起１５３ａ１，１５３ａ２は、直線案内穴１５５１ａ１，１５５１ａ２との係合位置を、、直線案内穴１５５１ａ１，１５５１ａ２の直線方向に沿って移動可能である。

図８に示すように、検出機構部１５０には、第１の回転子１５５１および第２の回転子１５５２が設けられている。第１の回転子１５５１および第２の回転子１５５２に軸部１５５１ａ，１５５２ａが一体に形成されており、この軸部１５５１ａ，１５５２ａが第２の筐体６０の内部に設けられた支持部材１５１の固定穴１５１ｂ１，１５１ｂ２に回転自在に支持されている。
第１の回転子１５５１および第２の回転子１５５２の軸部１５５１ａ，１５５２ａの軸芯である回転中心線の向きもＸ１−Ｘ２方向である。

当該位置検出装置では、 従動部材１５３の突起１５３ａ１，１５３ａ２が、操作レバー１の第１の方向（Ｙ１−Ｙ２方向）および第２の方向（Ｘ１−Ｘ２方向）の揺動と追従して回転動作をする。
また、突起１５３ａ１，１５３ａ２は、操作レバー１の第１の方向（Ｙ１−Ｙ２方向）および第２の方向（Ｘ１−Ｘ２方向）の位置に応じた、Ｘ−Ｙ方向の位置にある。

突起１５３ａ１，１５３ａ２は、操作レバー１の第１の方向および第２の方向の移動に追従してＸ−Ｙ方向に移動する。そして、当該突起１５３ａ１，１５３ａ２はの移動に追従しえ、直線案内穴１５５１ｂ１，１５５２ｂに回転力が加えられ、第１の回転子１５５１および第２の回転子１５５２が回転する。

第１の回転子１５５１および第２の回転子１５５２の回転位置は、第１の実施形態の第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の場合と同様に、それぞれ検出部６８１，６８２によって検出される。

第２実施形態の位置検出装置によっても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
上述した実施形態では、本発明の操作体として、自動車の走行モードの切り替え操作を行うための操作レバー１を例示したが、操作体は、第１の方向および第２の方向に揺動するものであれば、特に限定されない。

上述した実施形態では、検出部６８１，６８２として電気抵抗の変化により第１の回転子５５１および第２の回転子５５２の角度を検出する場合を例示したが、静電容量の変化を基に角度を検出するその他の非接触式のもの他、接触式の検出手段を用いてもよい。

本発明は、自動車の走行モードの切換え操作等の位置検出をするシステムに適用可能である。

１…操作レバー
５…基部成形体
７…摺動球面
８…軸体
９…駆動体
９ａ…連結突部
１０…第１の支持体
１１…摺動支持部
１２…弾性保持部
１４…軸体支持部
１５…取付け弾性部
２０…第２の支持体
２１…胴部
２２…隔壁部
３０…第３の支持体
３４…規制突起
４１…案内穴
５０…検出機構
５１…支持部材
５１ａ…支持突起
５１ｂ１，５１ｂ２…円弧案内穴
５３…従動部材
５３ａ…直線案内穴
５３ｂ１，５３ｂ２…直線案内穴（第１係合部、第２係合部）
５３ｃ…連結凹部
５５１…第１の回転子
５５２…第２の回転子
５５ａ１，５５ａ２…軸部
５５ｂ１，５５ｂ２…突起（第３係合部、第４係合部）
５５ｃ１，５５ｃ２…磁石保持部
６８１…第１の検出部
６８２…第２の検出部
Ｘ０…第１の軸中心線
Ｙ０…第２の軸中心線

Claims (8)

1. 第１の方向と第２の方向に揺動可能に支持された操作体の揺動位置を検出する位置検出装置において、
   前記操作体の前記第１の方向および前記第２の方向の揺動に追従して運動をする従動部材と、
   前記従動部材に追従して回転する第１の回転子および第２の回転子と、
   前記第１の回転子および前記第２の回転子の回転を検出する検出部と
   を有し、
   前記従動部材は、前記第１の方向および第２の方向のいずれの方向での前記操作体の揺動に追従して前記第１の回転子および前記第２の回転子の双方を回転させる
   位置検出装置。
2. 前記従動部材は、前記操作体の前記第１の方向および前記第２の方向の揺動に追従して運動をする第１の係合部および第２の係合部を有し、
   前記第１の回転子は、前記第１の係合部と係合する第３の係合部を備え、前記第１の係合部から前記第３の係合部に加わる回転力に応じて回転し、
   前記第２の回転子は、前記第２の係合部と係合する第４の係合部を備え、前記第２の係合部から前記第４の係合部に加わる回転力に応じて回転し、
   前記第１の回転子および前記第２の回転子は、前記第１の方向および第２の方向の双方の方向の前記操作体の揺動に追従して回転する
   請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記第１の係合部および前記第２の係合部は、前記操作体の前記第１の方向および前記第２の方向の双方の揺動に追従して、それぞれ前記第３の係合部および前記第４の係合部との間の係合箇所に回転力を与える
   請求項２に記載の位置検出装置。
4. 前記第１の係合部および前記第２の係合部は、前記操作体の前記第１の方向の揺動と追従して回転軌跡に沿って回転動作をし、前記操作体の前記第２の方向の揺動に追従して直線軌跡に沿って直線動作し、
   前記第１の係合部および前記第２の係合部は、前記操作体の前記第１の方向の位置に応じた前記回転軌跡上の回転位置、且つ前記操作体の前記第２の方向の位置に応じた前記直線軌跡上の直線位置にあり、
   前記従動部材は、前記第１の係合部および前記第２の係合部の前記回転位置および前記直線位置に固有の姿勢になり、
   前記第１の回転子および前記第２の回転子は、前記従動部材の前記姿勢に固有の回転角度になる
   請求項３に記載の位置検出装置。
5. 前記第１の回転子および前記第２の回転子の回転軸と直交する方向において前記第１の回転子および前記第２の回転子に対して回転動作および直線動作が可能なように前記従動部材を支持する支持部材を有し、
   前記従動部材は、
   前記操作体から延び出る駆動体に係合しており、
   前記回転軸と直交する方向において前記回転動作が可能な状態で前記直線軌跡に沿った前記支持部材に対しての移動を案内する案内部を有し、
   前記第１の係合部および前記第２の係合部は、前記案内部に対して線対称に位置し、
   前記第１の係合部は、前記第３の係合部との係合位置を前記回転軸と直交する方向に移動可能に前記第３の係合部と係合し、
   前記第２の係合部は、前記第４の係合部との係合位置を前記回転軸と直交する方向に移動可能に前記第３の係合部と係合する
   請求項４に記載の位置検出装置。
6. 前記第１の係合部および前記第２の係合部は、前記操作体の前記第１の方向および第２の方向の揺動と追従して回転動作をし、
   前記第１の係合部および前記第２の係合部は、前記操作体の前記第１の方向および前記第２の方向の位置に応じた、前記回転軸と直交する方向の位置にあり、
   前記第１の係合部は、前記第３の係合部との係合位置を前記回転軸と直交する方向に移動可能であり、当該第１の係合部の前記回転軸と直交する方向の移動に前記第３の係合部を追従させて前記第１の回転子を回転させ、
   前記第２の係合部は、前記第４の係合部との係合位置を前記回転軸と直交する方向に移動可能であり、当該第２の係合部の前記回転軸と直交する方向の移動に前記第４の係合部を追従させて前記第２の回転子を回転させる
   請求項３に記載の位置検出装置。
7. 前記検出部からの検出信号を基に、前記操作体の位置を判定する判定手段
   を有する請求項１〜６のいずれかに記載の位置検出装置。
8. 前記第１の回転子と前記第２の回転子は、その回転中心が互いに平行となるように支持されており、前記検出部を有する固定部が、前記第１の回転子と前記第２の回転子の双方に対向しており、
   前記第１の回転子ならびに前記２の回転子と、これに対向する前記固定部の、一方に前記第１の回転子ならびに前記第２の回転子の回転運動の法線方向に向けて異なる磁極に着磁された磁石が設けられ、他方に、前記磁石の回転を検出する磁気検出部が配置されている
   請求項１〜７のいずれかに記載の位置検出装置。