JP2016205816A - Shift position detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に車両のシフトレバー位置の検出に用いられるシフト位置検出装置に関するものである。 The present invention relates to a shift position detecting device mainly used for detecting a shift lever position of a vehicle.
車両のシフトレバー位置の検出には、シフトレバーボックス内に位置検出のための機構を内蔵するものと、シフトレバーボックスにシフト位置検出装置を取り付け、シフト位置検出装置でシフトレバーの位置を判定するものがある。シフト位置検出装置は車種が違っても同じ設計で対応しやすいという利点がある。 For detecting the shift lever position of a vehicle, a shift lever box with a built-in mechanism for position detection and a shift position detection device attached to the shift lever box are used to determine the position of the shift lever. There is something. The shift position detection device has the advantage of being easy to handle with the same design even if the vehicle type is different.
このような従来のシフト位置検出装置について以下説明する。 Such a conventional shift position detecting device will be described below.
図11の斜視図において、シフト位置検出装置10は、シフトレバーボックス9に固定される。シフトレバーボックス9は、シフトレバー1とシフトポジション表示2を備える。
In the perspective view of FIG. 11, the shift position detection device 10 is fixed to the shift lever box 9. The shift lever box 9 includes a
シフトポジション表示2には、P、R、N、D、2、Lの各シフトポジションが表示される。シフトレバーボックス9とシフト位置検出装置10はシフトレバー1のシフトポジションに応じて回転や傾動するピンやレバー等で接続されており、シフト位置検出装置10は機械的或いは電磁的な機構でシフトレバー1のシフトポジションを判定する。
The shift position display 2 displays P, R, N, D, 2, and L shift positions. The shift lever box 9 and the shift position detection device 10 are connected by pins or levers that rotate or tilt according to the shift position of the
また、図12は他の従来のシフト位置検出装置20の分解斜視図、図13はシフト位置検出装置20が対応するシフトポジションを示す図である。
FIG. 12 is an exploded perspective view of another conventional shift
図13のように、シフトポジションはシフト方向Fとセレクト方向Tの二次元で変化する。ここで、シフトポジションがセレクト方向Tに変化する場合、図12のシフト位置検出装置20のスライドレバー11がガイド12に沿ってスライド移動する。また、シフトポジションがシフト方向Fに変化する場合、ダイアル13がシフト方向Fの変化に合わせて回転する。
As shown in FIG. 13, the shift position changes two-dimensionally in the shift direction F and the select direction T. Here, when the shift position changes in the select direction T, the
スライドレバー11がスライド移動するとスライドレバー11に配置された磁石14が上下に移動し、磁界の変化を検出した判定回路15で、セレクト方向Tのシフトポジションを判定する。
When the
また、ダイアル13が回転すると、ダイアル13に噛み合ったギア16が回転しギア16と連動するよう配置された磁石17が回転する。この磁石17の回転を判定回路15で検出し、判定回路15はシフト方向Fのシフトポジションを判定する。
When the dial 13 is rotated, the
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1、2が知られている。
As prior art document information related to the invention of this application, for example,
しかしながら、上記従来のシフト位置検出装置では、磁石が配置されたギアと、プリント基板は共にケースによって位置決めや固定がされているため、ケースの寸法ばらつきやシフト位置検出装置の組立てばらつきの影響を受け易いものとなっていた。そのため、磁石と磁界検出素子の間隔を必要十分に確保する必要があり、磁石の大型化或いは磁界検出素子の厚みの増加を招きやすく小型化するのが困難であった。 However, in the above conventional shift position detection device, the gear on which the magnet is arranged and the printed circuit board are both positioned and fixed by the case, so that it is affected by variations in case dimensions and assembly of the shift position detection device. It was easy. Therefore, it is necessary to ensure a sufficient and sufficient interval between the magnet and the magnetic field detection element, and it is difficult to reduce the size because the magnet is easily enlarged or the thickness of the magnetic field detection element is increased.
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、小型化に適したシフト位置検出装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a shift position detection device suitable for miniaturization.
上記目的を達成するために本発明は、特に、シフトレバーの操作に連動して直線移動或いは回転するカプラと、カプラを支持する基板と、基板に固定されると共にカプラの位置或いは回転角度を電界或いは磁界の変化により検出する検出素子を備え、検出素子は基板のカプラと対向した位置に基板を挟んで配置される。 In order to achieve the above object, the present invention particularly relates to a coupler that moves linearly or rotates in conjunction with the operation of a shift lever, a substrate that supports the coupler, a position that is fixed to the substrate, and a position or rotation angle of the coupler. Alternatively, a detection element for detecting by a change in the magnetic field is provided, and the detection element is disposed at a position facing the coupler of the substrate with the substrate interposed therebetween.
本発明によれば、シフトレバーの操作に連動して直線移動或いは回転するカプラと、カプラを支持する基板と、基板に固定されると共にカプラの位置或いは回転角度を電界或いは磁界の変化により検出する検出素子を備え、検出素子は基板のカプラと対向した位置に基板を挟んで配置される。 According to the present invention, a coupler that linearly moves or rotates in conjunction with the operation of the shift lever, a substrate that supports the coupler, and a position or rotation angle of the coupler that is fixed to the substrate and that detects the position or rotation angle of the coupler by a change in electric field or magnetic field. A detection element is provided, and the detection element is disposed at a position facing the coupler of the substrate with the substrate interposed therebetween.
これによれば、カプラを基板で支持しているため、カプラと検出素子の間隔が安定し、小型化に適したシフト位置検出装置が得られる。 According to this, since the coupler is supported by the substrate, the distance between the coupler and the detection element is stable, and a shift position detection device suitable for miniaturization can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図10を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
(実施の形態)
図1は本発明の実施の形態によるシフト位置検出装置100の分解斜視図、図2は右ケース32を外した側面図、図3は同断面図である。
(Embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view of a shift
図1において、シフト位置検出装置100は、ケース21と、回路基板22と、フィルム23と、スライドカプラ24と、バネ25、26と、回転カプラ27を備える。
In FIG. 1, the shift
ケース21は、左ケース31と右ケース32を備える。左ケース31と右ケース32の間に回路基板22と、フィルム23と、スライドカプラ24と、バネ25、26と、回転カプラ27が収容され、シフト位置検出装置100が構成される。
The case 21 includes a
ここで、左ケース31は絶縁樹脂等を材料とし、下側の半分に窪んだ基板配置部31Aを備え、上側の半分には貫通孔31Bと、上面に天面部31Cを備え、天面部31Cの左端側面全体に渡って突出した外縁部31Dが設けられる。また、貫通孔31Bと基板配置部31Aの間にはバネ収容部31Eを備え、基板配置部31A内に突起31Fを備える。
Here, the
右ケース32は、左ケース31と概ね対称な形状で、下側の半分に窪んだ基板配置部32Aを備え、上半分には貫通孔32Bと、上面に天面部32Cを備え、天面部32Cの右端側面全体に渡って突出した外縁部32Dが設けられる。また、貫通孔32Bと基板配置部32Aの間にはバネ収容部32Eを備え、基板配置部32A内に円孔32Fを有する。
The
図3において、天面部31Cと天面部32Cは一部が重なるように組み合わされており、天面部31Cと天面部32Cが被水したとしてもシフト位置検出装置100の内部が浸水し難い構造となっている。また、図4の斜視図のように、天面部31Cと天面部32Cは外縁の外縁部31Dと外縁部32Dにより溝となっており、被水した水分を整流し、飛散を防ぐことができる。また、天面部31Cと天面部32Cは緩い傾斜を備えており、これにより被水した水分を速やかにセンサ側面に向けて排水する構造となっている。
In FIG. 3, the top surface portion 31C and the
図1及び図2のように、回路基板22は、プリント基板41と、磁界検出素子42、43と、コネクタ44を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
プリント基板41は、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板等の基板で、左ケース31側の面に磁界検出素子42、43、左ケース31とは逆側の面にコネクタ44が配置されている。
The printed
ここで磁界検出素子42、43は、ホールIC(Integrated Circuit)等である。磁界検出素子42はプリント基板41の略中央で、回転カプラ27に配置された磁石52と対向する位置に配置され、磁界検出素子43はスライドカプラ24に配置された磁石62と対向する位置に配置される。
Here, the magnetic
またフィルム23はポリエチレンテレフタレート等を材料とする樹脂フィルムで、プリント基板41に貼り付けられる。また、回転カプラ27とスライドカプラ24がフィルム23に接触している。
The
回転カプラ27は、図1、図3のように、本体51と本体51に固定された磁石52を備える。ここで、本体51は円柱形状で、外周側に突出したバネ係止部51Aと、右ケース32の円孔32F側に露出した窪み51Bと、本体51に窪み51Bの裏面に設けられた窪み51Cを備える。そして、磁石52は窪み51Cに収納される。
As illustrated in FIGS. 1 and 3, the
図5は磁石52と磁界検出素子42が対向した部分の部分拡大図である。ここで、磁石52は本体51に固定されていて、フィルム23が貼り付けられたプリント基板41に対向している。ここで、本体51および磁石52と、プリント基板41との間隔は0.5mm以内となっている。本体51はフィルム23に接触しており、これにより、回転カプラ27はプリント基板41と右ケース32との間で支持される。
FIG. 5 is a partially enlarged view of a portion where the
このようにプリント基板41を挟んで、回転カプラ27と磁界検出素子42を対向して配置し、プリント基板41により回転カプラ27を支持させることで、磁石52とプリント基板41の近接配置が可能となる。
In this way, the
これにより、磁石52を小型にし、或いはシフト位置検出装置100の厚みを薄くすることが可能となる。さらに回転カプラ27をフィルム23に接触させているため、フィルム23によりプリント基板41と回転カプラ27の間隔を制御しつつ、高い耐摩耗性を実現できる。
Thereby, the
図6はバネ26の配置を示す側断面図である。
FIG. 6 is a side sectional view showing the arrangement of the
バネ26は、図2及び図6に示すように、端部26Aが左ケース31からプリント基板41とフィルム23を介して突出した突起31Fに接続され、端部26Bがバネ係止部51Aに接続される。そして、バネ26は回転カプラ27の回転に応じて伸縮する。端部26A、26Bでは複数回巻きにして幅をもたせており、組み込み時にこの幅によりバネの伸縮部がプリント基板41へ接触することを防止できる。これにより、バネ26がプリント基板41へ接触することによるバネ力のロスを防ぎ、バネ26に接続された回転カプラ27をスムーズに回転させられる。
As shown in FIGS. 2 and 6, the
スライドカプラ24は、図2のように本体61と磁石62を備える。
The
図7はスライドカプラ24の本体61の斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view of the main body 61 of the
本体61は、ポリオキシメチレン等の絶縁樹脂を材料とし、筒状のバネ保持部61A、バネ保持部61Aの上部に配置された貫通孔61B、貫通孔61Bを挟んで配置されたガイド61C、61D、貫通孔61Bの下方に設けられた突起61E、ガイド61Cの下方に設けた角穴61Fを備える。また、角穴61Fに磁石62が配置される。
The main body 61 is made of an insulating resin such as polyoxymethylene, and has a cylindrical
図7のように本体61は貫通孔61Bを挟んで突出したガイド61C、61Dが配置される。このガイド61C、61Dは、図2のように左ケース31のガイド溝と組み合わされ、スライドカプラ24全体を左ケース31に対してスライド移動可能としている。このように、貫通孔61Bを挟んでガイド61C、61Dが配置することにより、スライドカプラ24が上下に移動する際の横方向の歪みが抑制され、スムーズな移動が可能となる。
As shown in FIG. 7, the main body 61 is provided with guides 61 </ b> C and 61 </ b> D that protrude through the through hole 61 </ b> B. The guides 61 </ b> C and 61 </ b> D are combined with the guide groove of the
ここで、スライドカプラ24はフィルム23に接するように配置しており、プリント基板41によりスライドカプラ24を支持させることで、磁石62とプリント基板41の近接配置が可能となる。
Here, the
また、貫通孔61Bの端部に突起61Eを設けているため、シフト位置検出装置100の取り付け時に指がかけやすくなり、組み付け性が向上する。
In addition, since the
バネ25は、圧縮バネでバネ収容部31Eとバネ収容部32Eを組み合わせて形成される筒状の空間と、バネ保持部61Aの間に保持される。そして、スライドカプラ24がケース21に対し上下動する際に、伸縮する。
The
ここで、スライドカプラ24をスライド動作するためのバネ25を圧縮バネとすることで、安定した押し上げ力が得られ、かつシフト位置検出装置100を小型に構成できる。
Here, by using the
図8はシフトレバーの各シフトポジションを示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing each shift position of the shift lever.
ここで、シフトポジションHはホームポジションで、シフトポジションR、N、Dにシフトレバーを移動させた後は、その位置で停止せず、シフトポジションHに戻る。なお、シフトポジションRは車両のバックギア位置、シフトポジションNは車両のニュートラルギア位置、シフトポジションDは車両のドライブギア位置に対応する。 Here, the shift position H is the home position, and after the shift lever is moved to the shift positions R, N, and D, the shift position H does not stop and returns to the shift position H. The shift position R corresponds to the back gear position of the vehicle, the shift position N corresponds to the neutral gear position of the vehicle, and the shift position D corresponds to the drive gear position of the vehicle.
シフトポジションSは、操作者が所望のギアの状態で運転するためのスポーツモードを表す。シフトポジションSを経由してシフトポジション+或いはシフトポジション−にシフトレバーを移動させると、シフトポジションSに戻る。なお、シフトポジション+にシフトレバーを倒すと、車両のギアが1ステップ上がり、シフトポジション−にシフトレバーを倒すと、車両のギアが1ステップ下がる。 The shift position S represents a sport mode for the operator to drive in a desired gear state. When the shift lever is moved to the shift position + or the shift position − via the shift position S, the shift position S is restored. When the shift lever is tilted to the shift position +, the vehicle gear is raised by one step, and when the shift lever is tilted to the shift position-, the vehicle gear is lowered by one step.
図9(a)〜(c)は、シフトレバーのシフトポジションがS、H、Nのそれぞれの位置における、ピン101と、スライドカプラ24の位置関係を示している。
9A to 9C show the positional relationship between the
なお、ピン101は、シフトポジションがセレクト方向Tの方向に移動した際に動作するピンで、シフトポジションがシフト方向Fの方向に移動した際には、回転カプラ27の窪み51Bに挿入されたピン102が回転し、回転カプラ27が回転する。
The
図9(a)では、シフトポジションがNの位置にあるが、この状態では、ピン101の先端は、貫通孔61Bから突出しておらず、スライドカプラ24は下方からバネ25により押圧力を受けているため貫通孔61Bの上端とピン101の間には空間が存在する。
In FIG. 9A, the shift position is at the position N. In this state, the tip of the
また、同図(b)では、シフトレバーのシフトポジションがHの位置にあるが、この状態では、ピン101の先端は、貫通孔61Bから若干突出した状態にあり、スライドカプラ24は下方からバネ25により押圧力を受けているため貫通孔61Bの上端とピン101の間には空間が存在する。
Further, in FIG. 7B, the shift position of the shift lever is at the H position. In this state, the tip of the
さらに、同図(c)では、シフトポジションがSの位置にあるが、この状態では、ピン101の先端は、貫通孔61Bからさらに突出した状態にあり、スライドカプラ24は下方からバネ25により押圧力を受けているため貫通孔61Bの上端とピン101の間には空間が存在する。
Further, in FIG. 5C, the shift position is at the position S. In this state, the tip of the
このようにピン101を貫通孔61B内から突出可能な構成とすることで、ピン101の動作に対する許容度が増し、シフト位置検出装置100を薄く構成できる。
By adopting a configuration in which the
また、ピン101が横方向へ若干スライドしたとしても、貫通孔61Bの横幅をピン101より大きくしているため、スライドカプラ24の上下方向の移動を効率よく取り出すことができる。
Even if the
なお、上述の説明では、磁石52の磁界を検出する検出素子として磁界検出素子42を、磁石62の磁界を検出する素子として磁界検出素子43を例として示したが、これに代えて、電極と静電容量検出素子を用いて静電容量の変化からカプラの位置を検出しても良い。
In the above description, the magnetic
また、磁界検出素子42、43や静電容量素子は一つのIC(Integrated Circuit)としてパッケージされていても、あるいは複数の部品を用いた回路として形成しても良い。
The magnetic
また、図10(a)〜(c)で示すように、回転カプラ127A〜127Cと磁界検出素子143A〜143Cの位置関係は様々に変形できる。
Further, as shown in FIGS. 10A to 10C, the positional relationship between the rotary couplers 127A to 127C and the magnetic
図10(a)はプリント基板141Aに凹み部151を設け、凹み部151に磁界検出素子143Aを配置する。回転カプラ127Aは、プリント基板141Aの上面に配置されたフィルム123Aに接触する。これにより磁石と磁界検出素子143Aの距離を小さく、かつ高精度に確保できる。
10A, the printed circuit board 141A is provided with a
同図(b)はプリント基板141Bの回転カプラ127B側に磁界検出素子143Bを配する。回転カプラ127Bは、磁界検出素子143Bの上面に配置されたフィルム123Bに接触する。これにより磁石と磁界検出素子143Bの距離をさらに小さく、かつ高精度に確保できる。 In FIG. 5B, a magnetic field detection element 143B is arranged on the rotary coupler 127B side of the printed board 141B. The rotary coupler 127B contacts the film 123B disposed on the upper surface of the magnetic field detection element 143B. Thereby, the distance between the magnet and the magnetic field detection element 143B can be further reduced and ensured with high accuracy.
同図(c)はプリント基板141Cの回転カプラ127C側に磁界検出素子143Cを配する。磁界検出素子143Cは、樹脂でモールド或いは焼結されたセラミックでパッケージされている。回転カプラ127Cは、磁界検出素子143Cに接触する。これにより磁石と磁界検出素子143Cの距離をさらに小さく、かつ高精度に確保できる。
In FIG. 5C, a magnetic field detection element 143C is disposed on the
なお、図10(a)〜(c)においても、静電容量を検出するものとしても良く、またスライドカプラの位置を検出するものとしても良い。 10A to 10C, the capacitance may be detected, and the position of the slide coupler may be detected.
このように本実施の形態によれば、シフトレバーの操作に連動して直線移動するスライドカプラ24或いは回転する回転カプラ27と、スライドカプラ24或いは回転カプラ27を支持するプリント基板41と、プリント基板41に固定されスライドカプラ24或いは回転カプラ27の位置或いは回転角度を電界或いは磁界の変化により検出する磁界検出素子42、43等の検出素子を備える。ここで、検出素子はプリント基板41のスライドカプラ24或いは回転カプラ27と対向した位置にプリント基板41を挟んで配置される。これによれば、スライドカプラ24或いは回転カプラ27をプリント基板41で支持しているため、スライドカプラ24或いは回転カプラ27と検出素子の間隔が安定し、小型化に適したシフト位置検出装置100が得られる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、プリント基板41にはフィルム23が固定され、スライドカプラ24或いは回転カプラ27はフィルム23に接触するよう配置されているため、スライドカプラ24或いは回転カプラ27の摺動の際の摩擦抵抗が低減し耐久性が向上する。
Further, since the
また、貫通孔61Bの下方にさらに第一のバネ25を備え、スライドカプラ24は第一のバネ25を挟んで少なくとも二つのガイド61C、61Dを備えているため、スライドカプラ24がスライド移動した際の左右のぶれを抑制できる。
Further, since the
さらに、ケース21の天面部31C、32Cは傾斜を備えているため、シフト位置検出装置100に水滴がかかったとしても、被水した水分を速やかにセンサ側面に向けて排水することができる。
Furthermore, since the
また、天面部31C、32Cは外縁部31D、32Dが突出した溝形状を構成するため、被水した水分を整流し、飛散を防ぐことができる。
Moreover, since the
また、プリント基板141Aに凹み部151を設けて、検出素子を収納しているため、磁石と磁界検出素子143Aの距離を小さく、かつ高精度に確保できる。
Further, since the
さらに、検出素子をプリント基板141Bの回転カプラ127Bに面した側に配置し、検出素子で回転カプラ127Bを支持するよう配置しているので、さらに、磁石と磁界検出素子143Bの距離を小さく、かつ高精度に確保できる。 Further, since the detection element is arranged on the side of the printed board 141B facing the rotary coupler 127B, and the detection element is arranged to support the rotary coupler 127B, the distance between the magnet and the magnetic field detection element 143B is further reduced, and High accuracy can be ensured.
本発明によるシフト位置検出装置は、小型化に適したものが得られ、主に車載用として有用である。 The shift position detecting device according to the present invention is suitable for downsizing and is mainly useful for in-vehicle use.
21 ケース
22 回路基板
23、123A、123B フィルム
24 スライドカプラ
25、26 バネ
26A、26B 端部
27、127A〜127C 回転カプラ
31 左ケース
31A、32A 基板配置部
31B、32B 貫通孔
31C、32C 天面部
31D、32D 外縁部
31E、32E バネ収容部
31F 突起
32 右ケース
32F 円孔
41、141A〜141C プリント基板
42、43、143A〜143C 磁界検出素子
44 コネクタ
51、61 本体
51A バネ係止部
51B、51C 窪み
52、62 磁石
61A バネ保持部
61B 貫通孔
61C、61D ガイド
61E 突起
61F 角穴
100 シフト位置検出装置
101、102 ピン
151 凹み部
21
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