JP2017095011A - シフトスイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトレバーの移動を規制する機構を保護するシフトスイッチ装置を提供する。
【解決手段】シフトスイッチ装置１は、車両のシフト位置を切り替えるために車両に搭載される。このシフトスイッチ装置１は、シフトレバー１０、モータ２０、ホイール部材３０、およびカム４０を備えている。カム４０は、シフトレバー１０と当接可能に設けられている。ホイール部材３０は、モータ２０の動作に応じて、シフトレバー１０の操作経路に沿ってカム４０を進退移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、シフトスイッチ装置に関する。

シフトバイワイヤー式のオートマティック車両用のシフトスイッチ装置の中には、オートマティック操作モードとマニュアル操作モードとを運転者が選択することのできるものがある。このようなシフトスイッチ装置は、シフトレバーをガイドするガイド溝として、オートマティック操作モード時にシフトレバーが位置するオートマティック操作ガイド溝と、マニュアル操作モード時にシフトレバーが位置するマニュアル操作ガイド溝と、これらオートマティック操作ガイド溝とマニュアル操作ガイド溝とを繋ぐ中央ガイド溝と、を備えている。

オートマティック操作ガイド溝には、ドライブ位置（Ｄ）、ニュートラル位置（Ｎ）、バック位置（Ｒ）といった複数の操作位置が設定されている。一方、マニュアル操作ガイド溝にも、アップシフト位置（＋）、ニュートラル位置（Ｎ）、ダウンシフト位置（−）といった複数の操作位置が設定されている。また、中央ガイド溝は、オートマティック操作ガイド溝のニュートラル位置（Ｎ）と、マニュアル操作ガイド溝のニュートラル位置（Ｎ）と、を繋ぐように設けられており、この中央ガイド溝には、ホーム位置（Ｈ）が設定されている。

運転者は、オートマティック操作モードからマニュアル操作モードに切り替えたり、マニュアル操作モードからオートマティック操作モードに切り替えたりする際に、中央ガイド溝を経由してシフトレバーを移動させる。

特開２０１４−１５１７０８号公報

シフトレバーがマニュアル操作ガイド溝に位置している状態で、車両のエンジンが停止される場合がある。この場合、シフトレバーは、ホーム位置（Ｈ）に位置していないことになるが、車両のシステムは、シフトレバーがホーム位置（Ｈ）に位置しているものとして処理する。このため、シフトレバーの実際の位置と、車両のシステム上におけるシフトレバーの位置と、が一致しなくなるという課題がある。

そこで、シフトレバーがマニュアル操作ガイド溝に位置している状態で車両のエンジンが停止されると、シフトスイッチ装置がシフトレバーをホーム位置（Ｈ）に復帰させる技術が検討されている。

その技術の一例として、偏心カムを用いる技術が考えられる。具体的には、シフトレバーの軸線方向に回転軸を有する偏心カムを設け、偏心カムを回転させることによって偏心カムとシフトレバーとの距離を変化させる。
このようにすれば、シフトレバーに当接させた状態の偏心カムを回転させることで、シフトレバーをホーム位置（Ｈ）側に押圧して、シフトレバーをホーム位置（Ｈ）に復帰させることができる。また、ホーム位置（Ｈ）にシフトレバーを復帰させた状態で偏心カムの回転を停止させることで、シフトレバーがマニュアル操作ガイド溝に移動するのを規制することもできる。

しかし、上述のように偏心カムでシフトレバーの移動を規制している状態において、シフトレバーがマニュアル操作ガイド溝に向かって操作されてしまう可能性がある。この場合、偏心カムの回転軸に対して垂直な方向から、偏心カムの回転軸に力が印加されることになるため、偏心カムの回転軸に不具合が生じてしまうおそれがあった。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、シフトレバーの移動を規制する機構を保護するシフトスイッチ装置を提供する。

本発明は、以下のような解決手段により、上述の課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、シフトレバーを備えるシフトスイッチ装置（１）であって、車両に搭載された制御部（ＡＡ）により駆動制御されるアクチュエータ（２０）と、前記シフトレバーと当接可能に設けられた規制部材（４０）と、前記アクチュエータの動作に応じて、前記シフトレバーの操作経路に沿って前記規制部材を進退移動させる進退移動手段（３０）と、予め設定された車両状況が検出された場合に、前記シフトレバーの操作経路における所定操作位置に前記シフトレバーが位置していることを検出すると、前記制御部からの駆動信号に応じて前記アクチュエータを駆動制御して、前記進退移動手段により前記規制部材を移動させることにより前記シフトレバーを中立位置に復帰させることを特徴とするシフトスイッチ装置（１）である。

請求項２の発明は、請求項１に記載のシフトスイッチ装置（１）において、前記進退移動手段は、前記所定操作位置と前記中立位置との間を前記シフトレバーが移動する際の操作経路である所定操作経路に沿って、前記規制部材を進退移動させることを特徴とするシフトスイッチ装置（１）である。

請求項３の発明は、請求項２に記載のシフトスイッチ装置（１）において、前記進退移動手段は、前記所定操作経路に沿った回転中心を有する円筒状のホイール部材（３０）を備え、前記ホイール部材の円筒状の内周には、螺旋状のカム部（３２）が形成され、前記規制部材の一端には、前記シフトレバーに当接する当接部（４１）が形成され、前記規制部材の他端には、前記カム部に係合するカムフォロア（４２）が形成されることを特徴とするシフトスイッチ装置（１）である。

請求項４の発明は、請求項３に記載のシフトスイッチ装置（１）において、前記カム部は、前記ホイール部材の円筒状の内周に、雌螺子状に形成され、前記カムフォロアは、前記規制部材の他端の外周に、雌螺子状の前記カム部と螺合する雄螺子状に形成されることを特徴とするシフトスイッチ装置（１）である。

請求項５の発明は、請求項３または４に記載のシフトスイッチ装置（１）において、前記アクチュエータの出力軸と一体となって回転する駆動ギア（２１）をさらに備え、前記ホイール部材は、前記出力軸と垂直な方向であって前記所定操作経路に沿った方向に回転中心を有し、前記駆動ギアと噛合し、前記規制部材は、前記ホイール部材の回転に応じて進退移動することを特徴とするシフトスイッチ装置（１）である。

請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載のシフトスイッチ装置（１）において、前記規制部材に設けられた被検出部（４３）を検出することで、前記規制部材の位置を検出する検出手段（５１、５２）を備えることを特徴とするシフトスイッチ装置（１）である。

請求項７の発明は、請求項６に記載のシフトスイッチ装置（１）において、前記検出手段は、前記シフトレバーの位置を検出するシフトレバー位置検出手段（５３）が設けられている基板（６０）上に設けられることを特徴とするシフトスイッチ装置（１）である。

本発明によれば、シフトレバーの移動を規制する機構を保護することができる。

本発明の一実施形態に係るシフトスイッチ装置の側面断面図である。 本発明の一実施形態に係るシフトスイッチ装置の側面断面図である。 本発明の一実施形態に係るシフトスイッチ装置の側面断面図である。

本発明の一実施形態に係るシフトスイッチ装置１について、図１から図３を用いて以下に説明する。
なお、図１から図３の各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさおよび形状は、理解を容易にするために、適宜誇張して示している。
また、以下の説明では、具体的な数値、形状、材料などを示して説明を行うが、これらは、適宜変更することができる。
さらに、以下に示す各図には、説明と理解を容易にするために、図中にＸＹＺ直交座標系を設けたが、これらは単に図中の向きを統一して説明するために設定したものであり、絶対的な座標を示すものではない。

図１は、シフトスイッチ装置１の側面断面図である。シフトスイッチ装置１は、車両のシフト位置を切り替えるために車両に搭載されるものであり、シフトレバー１０と、アクチュエータとしてのモータ２０と、進退移動手段としてのホイール部材３０と、規制部材としてのカム４０と、検出手段としてのホールＩＣ５１、５２と、シフトレバー位置検出手段としてのセンサ５３と、車両に搭載された制御部ＡＡに接続された制御回路５４と、基板６０と、を備えている。
なお、制御回路５４は、ホールＩＣ５１、５２やセンサ５３による検知情報を制御部ＡＡに出力する。そして、制御部ＡＡからの駆動信号に応じて制御回路５４を介して、モータ２０が制御される。

シフトレバー１０は、運転者が操作可能なレバーであり、下方（Ｚマイナス側）に設けられたボール部１１を支点として揺動可能なように、シフトベース（図示省略）に保持される。シフトレバー１０が揺動可能な方向は、すなわちシフトレバー１０の操作経路は、ガイド溝（図示省略）によって規制される。具体的には、シフトレバー１０の操作経路は、ガイド溝によって、シフトレバー１０の上端部（Ｚプラス方向側の端部）がＸ方向に沿って移動するセレクト方向と、シフトレバー１０の上端部がＹ方向に沿って移動するシフト方向と、に規制される。

ガイド溝は、マニュアル操作モード時にシフトレバー１０が位置するマニュアル操作ガイド溝と、オートマティック操作モード時にシフトレバー１０が位置するオートマティック操作ガイド溝と、マニュアル操作ガイド溝とオートマティック操作ガイド溝とを繋ぐ中央ガイド溝と、を備えている。

マニュアル操作ガイド溝には、アップシフト位置（＋）、所定操作位置としてのニュートラル位置（Ｎ）、ダウンシフト位置（−）といった複数の操作位置が設定されている。オートマティック操作ガイド溝には、ドライブ位置、ニュートラル位置、バック位置といった複数の操作位置が設定されている。また、中央ガイド溝は、マニュアル操作ガイド溝のニュートラル位置（Ｎ）と、オートマティック操作ガイド溝のニュートラル位置と、を繋ぐように設けられており、この中央ガイド溝には、中立位置としてのホーム位置（Ｈ）が設定されている。中央ガイド溝に沿ってシフトレバー１０を移動させると、シフトレバー１０は、所定操作経路内を移動することになる。

中央ガイド溝のホーム位置（Ｈ）にシフトレバー１０が位置している場合には、図１、３に示すように、シフトレバー１０の下端部（Ｚマイナス方向側の端部）とボール部１１とが、Ｚ方向に延伸する同一直線状に位置する。
マニュアル操作ガイド溝のニュートラル位置（Ｎ）にシフトレバー１０が位置している場合には、図２に示すように、シフトレバー１０の下端部が、ボール部１１よりもＸプラス方向に位置する。
オートマティック操作ガイド溝のニュートラル位置にシフトレバー１０が位置している場合には、シフトレバー１０の下端部が、ボール部１１よりもＸマイナス方向に位置する。

ボール部１１は、略球形状に形成されており、シフトレバー１０が挿入されることによりシフトレバー１０と一体化されている。

モータ２０は、制御部ＡＡにより電力が供給され、制御部ＡＡから供給される駆動信号に基づいて基板６０の制御回路５４を介して、出力軸を回転させる。モータ２０の出力軸には、この出力軸と一体になって回転するように、ウォームギア２１が設けられている。

ホイール部材３０は、モータ２０の動作に応じて、中央ガイド溝に沿って（Ｘ方向に）カム４０を進退移動させる。このホイール部材３０は、中央ガイド溝に沿った回転中心を有する円筒状の部材であり、ホイール部材３０の回転中心は、モータ２０の出力軸に対して垂直な方向に延在することになる。ホイール部材３０の円筒状の外周には、ウォームギア２１と噛合するギア部３１が形成され、ホイール部材３０の円筒状の内周には、カム部３２が雌螺子状に形成されている。

カム４０は、長尺状に形成されており、中央ガイド溝に沿って配置されている。カム４０の一端には、シフトレバー１０に当接する当接部４１が形成され、カム４０の他端の外周には、雌螺子状のカム部３２と螺合するカムフォロア４２が雄螺子状に形成されている。カム４０の一端には、基板６０と対向する向きに、被検出部としてのマグネット４３が取り付けられている。
なお、カム４０は、カム４０の軸線を回転中心とする回転を、規制手段（図示省略）により規制されている。このため、マグネット４３は、常に基板６０と対向する。

モータ２０が正回転すると、ホイール部材３０が正回転して、カム４０がＸマイナス方向に押し出される。モータ２０が逆回転すると、ホイール部材３０が逆回転して、カム４０がＸプラス方向に引き込まれる。

図１は、中央ガイド溝のホーム位置（Ｈ）にシフトレバー１０が位置しているとともに、カム４０が待避位置までＸプラス方向に引き込まれた状態を示している。カム４０が待避位置に位置している状態では、シフトレバー１０は、カム４０に当接することなく、上述のようにガイド溝に沿って自由に移動可能である。
図２は、マニュアル操作ガイド溝のニュートラル位置（Ｎ）にシフトレバー１０が位置しているとともに、カム４０が待避位置までＸプラス方向に引き込まれた状態を示している。
図３は、中央ガイド溝のホーム位置（Ｈ）にシフトレバー１０が位置しているとともに、カム４０が規制位置までＸマイナス方向に押し出された状態を示している。カム４０が規制位置に位置している状態では、中央ガイド溝のホーム位置（Ｈ）に位置しているシフトレバー１０にカム４０が対向した位置で停止する。

ホールＩＣ５２は、基板６０のうち、待避位置にカム４０が位置している場合にマグネット４３と対向する位置に、実装されている。このホールＩＣ５２は、マグネット４３の磁界を検出することによって、マグネット４３が対向しているか否かを判定して、カム４０が待避位置に位置しているか否かを検出する。

ホールＩＣ５１は、基板６０のうち、規制位置にカム４０が位置している場合にマグネット４３と対向する位置に、実装されている。このホールＩＣ５１は、マグネット４３の磁界を検出することによって、マグネット４３が対向しているか否かを判定して、カム４０が規制位置に位置しているか否かを検出する。

なお、ホールＩＣ５１、５２が実装されている基板６０には、ともに、シフトレバー１０の位置を検出するセンサ５３と、制御部ＡＡに接続された制御回路５４と、が実装されている。

以上のシフトスイッチ装置１は、予め設定された車両状況としてパーキングスイッチがオンされたことが検出された場合に、図２に示したようにマニュアル操作ガイド溝のニュートラル位置（Ｎ）にシフトレバー１０が位置していることを検出すると、制御部ＡＡからの駆動信号に応じてモータ２０を正回転させて、カム４０を中央ガイド溝に沿ってＸマイナス方向に押し出す。これにより、カム４０の当接部４１が、シフトレバー１０をＸマイナス方向に押圧し、マニュアル操作ガイド溝のニュートラル位置（Ｎ）から中央ガイド溝のホーム位置（Ｈ）にシフトレバー１０を復帰させる。
そして、ホールＩＣ５１により、図３に示したように規制位置にカム４０が位置していることが検出されると、制御部ＡＡからの駆動信号に応じてモータ２０の正回転を停止させる。これにより、カム４０が、中央ガイド溝のホーム位置（Ｈ）に位置しているシフトレバー１０に対向した位置で停止した状態を維持することになり、ホーム位置（Ｈ）からマニュアル操作ガイド溝へのシフトレバー１０の移動が規制される。

また、シフトスイッチ装置１は、ドライブポジションにシフトレバー１０を移動させるといった所定の操作が行われたことが検出された場合に、図３に示したように規制位置にカム４０が位置していることがホールＩＣ５１により検出されると、制御部ＡＡからの駆動信号に応じてモータ２０を逆回転させて、カム４０を中央ガイド溝に沿ってＸプラス方向に引き込む。これにより、カム４０の当接部４１がシフトレバー１０から離れていく。
そして、ホールＩＣ５２により、図１に示したように待避位置にカム４０が位置していることが検出されると、制御部ＡＡからの駆動信号に応じてモータ２０の逆回転を停止させる。これにより、マニュアル操作ガイド溝へのシフトレバー１０の移動の規制が解除される。

以上のように、シフトスイッチ装置１は、パーキングスイッチがオンされたことが検出された場合に、マニュアル操作ガイド溝のニュートラル位置（Ｎ）にシフトレバー１０が位置していることを検出すると、制御部ＡＡからの駆動信号に応じてモータ２０を正回転させて、カム４０を中央ガイド溝に沿ってＸマイナス方向に押し出して、中央ガイド溝のホーム位置（Ｈ）にシフトレバー１０を復帰させる。
このため、シフトレバー１０が中央ガイド溝のホーム位置（Ｈ）からマニュアル操作ガイド溝に移動するのをカム４０で規制している状態において、シフトレバー１０がマニュアル操作ガイド溝に向かって操作されると、カム４０は、シフトレバー１０からの力をカム４０の軸線方向で受けることになる。したがって、カム４０の耐久性を向上させることができるので、シフトレバー１０の移動を規制する機構を保護することができる。

また、シフトスイッチ装置１は、ホイール部材３０を、中央ガイド溝に沿った回転中心を有する円筒状の構成とし、ホイール部材３０の円筒状の内周に、カム部３２を雌螺子状に形成する。また、カム４０の一端に、シフトレバー１０に当接する当接部４１を形成し、カム４０の他端の外周に、雌螺子状のカム部３２と螺合するカムフォロア４２を雄螺子状に形成する。
このため、シフトスイッチ装置１を小型化しつつ、大減速を得ることができる。

また、シフトスイッチ装置１は、モータ２０の出力軸と一体になって回転するウォームギア２１を備えており、ウォームギア２１にホイール部材３０を噛合させるとともに、ホイール部材３０の回転に応じてカム４０を進退移動させる。また、モータ２０の出力軸と垂直な方向であって、中央ガイド溝に沿った方向に、ホイール部材３０の回転中心を向けている。
このため、モータ２０の出力軸に対して垂直な方向に、カム４０を進退移動させることができる。

また、シフトスイッチ装置１は、ホールＩＣ５１により、規制位置にカム４０が位置していることを検出する。
このため、規制位置までＸマイナス方向にカム４０を押し出すと、モータ２０の駆動を停止させて、カム４０の移動を停止させることができる。このため、中央ガイド溝のホーム位置（Ｈ）に位置しているシフトレバー１０に当接するまで、カム４０を確実に移動させることができる。

また、シフトスイッチ装置１は、ホールＩＣ５２により、待避位置にカム４０が位置していることを検出する。
このため、待避位置までＸプラス方向にカム４０を引き込むと、モータ２０の駆動を停止させて、カム４０の移動を停止させることができる。このため、シフトレバー１０が、カム４０に当接することなく、ガイド溝に沿って自由に移動できるようにすることができる。

また、シフトスイッチ装置１は、シフトレバー１０の位置を検出するセンサ５３が実装されている基板６０に、ホールＩＣ５１、５２を実装している。
このため、シフトスイッチ装置１を小型化することができる。

なお、上述の実施形態では、マニュアル操作ガイド溝のニュートラル位置（Ｎ）にシフトレバー１０が位置している状態で、パーキングスイッチがオンされたことを検知すると、モータ２０が正回転する。しかし、これに限らず、例えば、マニュアル操作ガイド溝のニュートラル位置（Ｎ）にシフトレバー１０が位置している状態で、パーキングスイッチがオンされたことを検知すると、モータ２０を正回転させてもよい。

また、上述の実施形態では、中央ガイド溝のホーム位置（Ｈ）にシフトレバー１０を復帰させた後に、中央ガイド溝のホーム位置（Ｈ）に位置しているシフトレバー１０に対して所定の間隙を空けて対向するようにカム４０を位置させている。しかし、これに限らず、中央ガイド溝のホーム位置（Ｈ）にシフトレバー１０を復帰させた後に、中央ガイド溝のホーム位置（Ｈ）に位置しているシフトレバー１０にカム４０を当接させて保持するようにしてもよい。

１ シフトスイッチ装置、１０ シフトレバー、２０ モータ、２１ ウォームギア、３０ ホイール部材、３１ ギア部、３２ カム部、４０ カム、４１ 当接部、４２ カムフォロア、４３ マグネット、５１、５２ ホールＩＣ、５３ センサ、５４ 制御回路、６０ 基板、ＡＡ 制御部

Claims (7)

1. シフトレバーを備えるシフトスイッチ装置であって、
   車両に搭載された制御部により駆動制御されるアクチュエータと、
   前記シフトレバーと当接可能に設けられた規制部材と、
   前記アクチュエータの動作に応じて、前記シフトレバーの操作経路に沿って前記規制部材を進退移動させる進退移動手段と、
   予め設定された車両状況が検出された場合に、前記シフトレバーの操作経路における所定操作位置に前記シフトレバーが位置していることを検出すると、前記制御部からの駆動信号に応じて前記アクチュエータを駆動制御して、前記進退移動手段により前記規制部材を移動させることにより前記シフトレバーを中立位置に復帰させることを特徴とするシフトスイッチ装置。
2. 前記進退移動手段は、前記所定操作位置と前記中立位置との間を前記シフトレバーが移動する際の操作経路である所定操作経路に沿って、前記規制部材を進退移動させることを特徴とする請求項１に記載のシフトスイッチ装置。
3. 前記進退移動手段は、前記所定操作経路に沿った回転中心を有する円筒状のホイール部材を備え、
   前記ホイール部材の円筒状の内周には、螺旋状のカム部が形成され、
   前記規制部材の一端には、前記シフトレバーに当接する当接部が形成され、前記規制部材の他端には、前記カム部に係合するカムフォロアが形成されることを特徴とする請求項２に記載のシフトスイッチ装置。
4. 前記カム部は、前記ホイール部材の円筒状の内周に、雌螺子状に形成され、
   前記カムフォロアは、前記規制部材の他端の外周に、雌螺子状の前記カム部と螺合する雄螺子状に形成されることを特徴とする請求項３に記載のシフトスイッチ装置。
5. 前記アクチュエータの出力軸と一体となって回転する駆動ギアをさらに備え、
   前記ホイール部材は、前記出力軸と垂直な方向であって前記所定操作経路に沿った方向に回転中心を有し、前記駆動ギアと噛合し、
   前記規制部材は、前記ホイール部材の回転に応じて進退移動することを特徴とする請求項３または４に記載のシフトスイッチ装置。
6. 前記規制部材に設けられた被検出部を検出することで、前記規制部材の位置を検出する検出手段を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のシフトスイッチ装置。
7. 前記検出手段は、前記シフトレバーの位置を検出するシフトレバー位置検出手段が設けられている基板上に設けられることを特徴とする請求項６に記載のシフトスイッチ装置。

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