JP2019189189A - シフト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフト体が周方向側に回転されると共に軸方向側に変位される場合でもシフト体のシフト位置を検出する。【解決手段】シフト装置１０では、ノブ１４が一方向及び他方向に回転される際にホルダ２２と一体にマグネットが回転されると共に、ノブ１４が上下方向に変位される際にホルダ２２と一体にマグネットが傾動される。このため、センサ基板２８がマグネットの回転位置と傾動位置とを検出することで、ノブ１４のシフト位置を検出できる。【選択図】図１

Description

本発明は、シフト体のシフト位置が検出されるシフト装置に関する。

下記特許文献１に記載のギヤシフト装置では、セレクタレバーが傾動されて、マグネットが傾動される。さらに、磁気センサがマグネットの傾動位置を検出して、セレクタレバーのシフト位置が検出される。

ここで、このようなギヤシフト装置では、セレクタレバーが周方向側に回転されると共に軸方向側に変位される場合でも、セレクタレバーのシフト位置を検出できるのが好ましい。

欧州特許出願公開第２６３６９２６号明細書

本発明は、上記事実を考慮し、シフト体が周方向側に回転されると共に軸方向側に変位される場合でもシフト体のシフト位置を検出できるシフト装置を得ることが目的である。

本発明の第１態様のシフト装置は、周方向側に回転されると共に軸方向側に変位されてシフト位置が変更されるシフト体と、前記シフト体が周方向側に回転されて回転されると共に前記シフト体が軸方向側に変位されて傾動される検出部と、前記検出部の回転位置及び傾動位置を検出して前記シフト体のシフト位置が検出される検出機構と、を備える。

本発明の第２態様のシフト装置は、本発明の第１態様のシフト装置において、前記シフト体側と前記検出部側とを接続し、前記シフト体が周方向側に回転されて前記検出部が回転されると共に、前記シフト体が軸方向側に変位されて前記検出部が傾動される接続部を備える。

本発明の第３態様のシフト装置は、本発明の第２態様のシフト装置において、前記接続部が前記検出部の前記検出機構とは反対側に配置される。

本発明の第４態様のシフト装置は、本発明の第１態様〜第３態様の何れか１つのシフト装置において、前記検出部を回転可能かつ傾動可能に支持する支持部を備える。

本発明の第５態様のシフト装置は、本発明の第１態様〜第４態様の何れか１つのシフト装置において、前記検出部の前記検出機構側の面に複数の磁極が設けられる。

本発明の第６態様のシフト装置は、本発明の第１態様〜第５態様の何れか１つのシフト装置において、前記シフト体が複数の軸方向側への変位位置において周方向側に回転されて前記検出部が複数の傾動位置において回転される。

本発明の第１態様のシフト装置では、シフト体が周方向側に回転されると共に軸方向側に変位されて、シフト体のシフト位置が変更される。

ここで、シフト体が周方向側に回転されて検出部が回転されると共に、シフト体が軸方向側に変位されて検出部が傾動される。さらに、検出機構が検出部の回転位置及び傾動位置を検出して、シフト体のシフト位置が検出される。このため、シフト体が周方向側に回転されると共に軸方向側に変位される場合でも、シフト体のシフト位置を検出できる。

本発明の第２態様のシフト装置では、シフト体側と検出部側とを接続部が接続しており、シフト体が周方向側に回転されて検出部が回転されると共に、シフト体が軸方向側に変位されて検出部が傾動される。このため、シフト体が周方向側に回転されて検出部が回転できると共に、シフト体が軸方向側に変位されて検出部が傾動できる。

本発明の第３態様のシフト装置では、接続部が検出部の検出機構とは反対側に配置される。このため、検出部と検出機構とを接近させて配置できる。

本発明の第４態様のシフト装置では、支持部が検出部を回転可能及び傾動可能に支持する。このため、シフト体が周方向側に回転されて検出部が適切に回転できると共に、シフト体が軸方向側に変位されて検出部が適切に傾動できる。

本発明の第５態様のシフト装置では、検出部の検出機構側の面に複数の磁極が設けられる。このため、検出部が発生する磁束の検出機構による検出精度を高くできる。

本発明の第６態様のシフト装置では、シフト体が複数の軸方向側への変位位置において周方向側に回転されて、検出部が複数の傾動位置において回転される。このため、シフト体が複数の軸方向側への変位位置において周方向側に回転される場合でも、シフト体のシフト位置を検出できる。

本発明の実施形態に係るシフト装置を示す右斜め前方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係るシフト装置を示す右斜め前方から見た分解斜視図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の実施形態に係るシフト装置を示す右方から見た側面図であり、（Ａ）は、ノブが「Ｈ」位置に配置された際を示し、（Ｂ）は、ノブが「Ｂ」位置に配置された際を示し、（Ｃ）は、ノブが「Ｎ」位置に配置された際を示し、（Ｄ）は、ノブが「Ｄ」位置に配置された際を示し、（Ｅ）は、ノブが「Ｒ」位置に配置された際を示している。 本発明の実施形態に係るシフト装置の主要部を示す右方から見た断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施形態に係るシフト装置のマグネット及び磁気センサを示す図であり、（Ａ）は、後方から見た後面図であり、（Ｂ）は、後斜め上方から見た斜視図である。

図１には、本発明の実施形態に係るシフト装置１０が右斜め前方から見た斜視図にて示されており、図２には、シフト装置１０が右斜め前方から見た分解斜視図にて示されている。なお、図面では、シフト装置１０の前方を矢印ＦＲで示し、シフト装置１０の右方を矢印ＲＨで示し、シフト装置１０の上方を矢印ＵＰで示す。

本実施形態に係るシフト装置１０は、車両（自動車）のコンソール（図示省略）に設置されて、車両の運転席（図示省略）の車両前側かつ車幅方向内側に配置されており、シフト装置１０の前方、右方及び上方は、それぞれ車両の前方、右方及び上方に向けられている。

図１及び図２に示す如く、シフト装置１０には、設置体としての樹脂製で略直方体形箱状のプレート１２が設けられており、プレート１２は、コンソール内に固定されている。プレート１２には、上側のプレートアッパ１２Ａと下側のプレートロア１２Ｂとが設けられており、プレート１２は、プレートアッパ１２Ａとプレートロア１２Ｂとが上下方向において組付けられて構成されている。

プレート１２内には、シフト体としての略円柱状のノブ１４が支持されており、ノブ１４は、一方向（図１等の矢印Ａの方向）及び他方向（図１等の矢印Ｂの方向）に回転（周方向（シフト方向、中心軸線周り）に回転）可能にされると共に、上下方向に変位（軸方向（セレクト方向）に変位）可能にされている。ノブ１４は、プレート１２の上壁（プレートアッパ１２Ａの上壁）を貫通されて、コンソールから車室内に露出されており、ノブ１４は、車両の乗員（特に運転手）によって操作可能にされている。

ノブ１４は、シフト位置（所定シフト位置）としての「Ｈ」位置（ホーム位置）に配置されており（図３（Ａ）参照）、ノブ１４は、「Ｈ」位置から一方向に回転されてシフト位置としての「Ｂ」位置（ブレーキ位置）に配置される（図３（Ｂ）参照）と共に、「Ｈ」位置から下方に変位されてシフト位置としての「Ｎ」位置（ニュートラル位置）に配置される（図３（Ｃ）参照）。さらに、ノブ１４は、「Ｎ」位置から一方向に回転されてシフト位置としての「Ｄ」位置（ドライブ位置）に配置される（図３（Ｄ）参照）と共に、「Ｎ」位置から他方向に回転されてシフト位置としての「Ｒ」位置（リバース位置）に配置される（図３（Ｅ）参照）。

ノブ１４の下側かつ右側の端部には、矩形柱状のアーム１６が一体形成されており、アーム１６は、下方に延出されて、プレート１２の下壁（プレートロア１２Ｂの下壁）を一方向及び他方向に回転可能かつ上下方向に変位可能に貫通している。アーム１６の下端部には、接続部を構成する接続部位としての矩形状の接続孔１６Ａが貫通形成されており、接続孔１６Ａは、左右方向両側（ノブ１４の径方向両側）に開放されている。

プレート１２内には、付勢機構としての復帰機構（モーメンタリ機構、図示省略）が設けられており、復帰機構は、ノブ１４を「Ｈ」位置側に付勢している。このため、ノブ１４が「Ｈ」位置以外の位置に配置された状態で操作力を解除された際には、ノブ１４が復帰機構の付勢力により「Ｈ」位置に復帰される。

プレート１２の下側には、保持体としての樹脂製のケース１８（図４参照）が配置されており、ケース１８は、コンソール内に固定されている。ケース１８には、上側のケースアッパ１８Ａ（カバー）と下側のケースロア１８Ｂ（ケース本体）とが設けられており、ケース１８は、ケースアッパ１８Ａとケースロア１８Ｂとが上下方向において組付けられて構成されている。ケースアッパ１８Ａ及びケースロア１８Ｂは、略直方体形箱状されており、ケースアッパ１８Ａ内及びケースロア１８Ｂ内は、下側に開放されている。

ケース１８には、支持部としての略円柱形枠状の支持枠２０が形成されており、支持枠２０は、ケースアッパ１８Ａの上壁とケースロア１８Ｂの上壁とが構成している。支持枠２０内は、下側に開放されると共に、上下方向中間部分が前側、後側及び右側に開放されている。支持枠２０の側壁の内周面は、球面状の支持面２０Ａにされており、支持面２０Ａは、中心軸線がノブ１４の中心軸線と一致されて、曲率中心がノブ１４の中心軸線上に配置されている。

支持枠２０内には、嵌合部としての樹脂製で略円柱形枠状のホルダ２２（図４参照）が支持されており、ホルダ２２の側面は、球面状の嵌合面２２Ａにされている。嵌合面２２Ａは、支持枠２０の支持面２０Ａに嵌合されており、嵌合面２２Ａは、中心軸線が支持面２０Ａの中心軸線と一致されると共に、曲率中心が支持面２０Ａの曲率中心と一致されている。

嵌合面２２Ａの前端及び後端には、傾動軸としての円柱状のボス２２Ｂが一体形成されており、前側及び後側のボス２２Ｂは、それぞれ支持枠２０の支持面２０Ａの前方及び後方に突出されている。一対のボス２２Ｂは、同軸上に配置されており、一対のボス２２Ｂの中心軸線は、嵌合面２２Ａの曲率中心を通過している。一対のボス２２Ｂは、ケースアッパ１８Ａの上壁とケースロア１８Ｂの上壁との間に上下方向において嵌合されており、ホルダ２２は、一対のボス２２Ｂを中心軸として上下方向（傾倒方向（図２の矢印Ｃの方向）及び復元方向（図２の矢印Ｄの方向））に傾動可能にされている。ケースアッパ１８Ａの上壁とケースロア１８Ｂの上壁とは、一対のボス２２Ｂの一方向及び他方向への回転を案内可能にされており、ホルダ２２は、一対のボス２２Ｂと一体に一方向及び他方向（支持面２０Ａの中心軸線周り）に回転可能にされている。

嵌合面２２Ａの右端上部には、略円柱状のジョイント２４が一体形成されており、ジョイント２４は、右方へ向かうに従い上方へ向かう方向に延出されて、支持枠２０を一方向及び他方向に回転可能かつ上下方向に傾動可能に貫通している。ジョイント２４の先端部には、接続部を構成する被接続部位としての球状の接続球２４Ａが形成されており、接続球２４Ａの中心（周面の曲率中心）は、嵌合面２２Ａの曲率中心の上側に配置されている。

接続球２４Ａは、ノブ１４のアーム１６の接続孔１６Ａに挿入されて、ノブ１４が接続されており、接続球２４Ａは、接続孔１６Ａに左右方向（ノブ１４及びホルダ２２の周方向）及び上下方向において嵌合されている。このため、ノブ１４が一方向及び他方向に回転される際には、それぞれ、接続孔１６Ａ及び接続球２４Ａが一体に一方向及び他方向に回転されて、ホルダ２２がノブ１４によって一方向及び他方向に回転される（図３における（Ａ）と（Ｂ）との間及び（Ｃ）と（Ｄ）及び（Ｅ）との間を参照）。さらに、ノブ１４が下方及び上方に変位される際には、それぞれ、接続球２４Ａが接続孔１６Ａに対し上下方向に回転かつホルダ２２の傾動径方向に移動されつつ、接続孔１６Ａ及び接続球２４Ａが一体に下方及び上方に変位されて、ホルダ２２がノブ１４によって傾倒方向及び復元方向に傾動される（図３における（Ａ）と（Ｃ）との間を参照）。また、ホルダ２２が傾倒方向に傾動された際には、ジョイント２４が水平方向に延出される（図３の（Ｃ）〜（Ｅ）参照）。なお、ノブ１４のシフト位置が変更されるためのホルダ２２の一方向及び他方向への回転角度は、例えば３０°にされると共に、ノブ１４のシフト位置が変更されるためのホルダ２２の傾倒方向及び復元方向への傾動角度は、例えば１７°以上１８°以下にされている。

ホルダ２２内には、検出部としての円柱状のマグネット２６（図４、図５の（Ａ）及び（Ｂ）参照）が固定されており、マグネット２６は、中心軸線がホルダ２２の嵌合面２２Ａの中心軸線と一致されると共に、中心（中心軸線の中央）が嵌合面２２Ａの曲率中心より下側に配置されている。マグネット２６の上面及び下面には、それぞれＮ極とＳ極との一対の磁極が着磁されており、マグネット２６の上面及び下面は、それぞれ上側及び下側において磁束を発生している。マグネット２６は、ホルダ２２と一体に、一方向及び他方向に回転可能にされると共に、傾倒方向及び復元方向に傾動可能にされており、これにより、マグネット２６が発生する磁束の方向が変更可能にされている。

ケースロア１８Ｂ内には、検出機構としての矩形板状のセンサ基板２８（図４、図５の（Ａ）及び（Ｂ）参照）が固定されており、センサ基板２８は、上下方向に垂直に配置されている。センサ基板２８の中央部には、検出部位としての磁気センサ２８Ａ（例えば３Ｄホールセンサ）が複数（本実施形態では３個）設けられており、複数の磁気センサ２８Ａは、センサ基板２８における配置が互いに相違されている（本実施形態では、センサ基板２８の上面に１個配置されると共に、センサ基板２８の下面に２個配置されている）。複数の磁気センサ２８Ａは、マグネット２６の下側に配置されており、磁気センサ２８Ａは、マグネット２６の下面が発生する磁束Ｈ（図５の（Ａ）及び（Ｂ）参照）の前後方向成分、左右方向成分及び上下方向成分を検出可能にされている。

マグネット２６が一方向及び他方向に回転される際には、マグネット２６の下面が発生する磁束Ｈがマグネット２６と一体に一方向及び他方向に回転されて、磁気センサ２８Ａにおける磁束Ｈの前後方向成分及び左右方向成分が変化する。このため、磁気センサ２８Ａが磁束Ｈの前後方向成分及び左右方向成分を検出することで、マグネット２６の一方向及び他方向への回転位置が検出される。マグネット２６が傾倒方向及び復元方向に傾動される際には、マグネット２６の下面が発生する磁束Ｈがマグネット２６と一体に傾倒方向及び復元方向に傾動されて、磁気センサ２８Ａにおける磁束Ｈの上下方向成分が変化する。このため、磁気センサ２８Ａが磁束Ｈの上下方向成分を検出することで、マグネット２６の傾倒方向及び復元方向への傾動位置が検出される。

次に、本実施形態の作用を説明する。

以上の構成のシフト装置１０では、ノブ１４が一方向及び他方向に回転及び上下方向に変位されて、ノブ１４のシフト位置が変更される。

ここで、ノブ１４が一方向及び他方向に回転される際には、ノブ１４によってホルダ２２及びマグネット２６が一方向及び他方向に回転されると共に、ノブ１４が上下方向に変位される際には、ノブ１４によってホルダ２２及びマグネット２６が傾倒方向及び復元方向に傾動される。さらに、センサ基板２８の磁気センサ２８Ａがマグネット２６の一方向及び他方向への回転位置と傾倒方向及び復元方向への傾動位置とを検出することで、ノブ１４の一方向及び他方向への回転位置及び上下方向への変位位置が検出されて、ノブ１４のシフト位置が検出される。このため、ノブ１４が一方向及び他方向に回転及び上下方向に変位される場合でも、ノブ１４のシフト位置を検出できる。

また、マグネット２６側におけるホルダ２２（ジョイント２４）の接続球２４Ａがノブ１４（アーム１６）の接続孔１６Ａにノブ１４及びホルダ２２の周方向及び上下方向において嵌合されている。このため、ノブ１４が一方向及び他方向に回転されることで、マグネット２６が一方向及び他方向に回転できると共に、ノブ１４が上下方向に変位されることで、マグネット２６が傾倒方向及び復元方向に傾動できる。

さらに、ケース１８の支持枠２０がホルダ２２及びマグネット２６を一方向及び他方向に回転可能かつ傾倒方向及び復元方向に傾動可能に支持している。このため、ノブ１４が一方向及び他方向に回転されてマグネット２６が適切に一方向及び他方向に回転できると共に、ノブ１４が上下方向に変位されてマグネット２６が適切に傾倒方向及び復元方向に傾動できる。

しかも、ノブ１４が上側と下側との変位位置において一方向及び他方向に回転されて、ホルダ２２及びマグネット２６が復元方向側と傾倒方向側との傾動位置とにおいて一方向及び他方向に回転される。このため、ノブ１４が上側と下側との変位位置において一方向及び他方向に回転される場合でも、センサ基板２８の磁気センサ２８Ａがマグネット２６の一方向及び他方向への回転位置と傾倒方向及び復元方向への傾動位置とを検出することで、ノブ１４のシフト位置を検出できる。

さらに、ノブ１４が上側と下側との変位位置において一方向及び他方向に回転される。このため、ノブ１４が１つの上下方向への変位位置において一方向及び他方向に回転される場合とは異なり、ノブ１４の一方向及び他方向への回転方向に配置するシフト位置の数を少なくでき、ノブ１４の一方向及び他方向への回転量を小さくできる。

また、ホルダ２２のジョイント２４が上側に延出されて、ジョイント２４の接続球２４Ａ及びノブ１４（アーム１６）の接続孔１６Ａ（接続球２４Ａ及び接続孔１６Ａの中心）がマグネット２６（マグネット２６の上端、中心及び下端）より上側（マグネット２６のセンサ基板２８とは反対側）に配置されている。このため、ホルダ２２及びマグネット２６が傾倒方向に傾動された際にジョイント２４及びアーム１６がセンサ基板２８に干渉することを抑制できる。これにより、マグネット２６とセンサ基板２８とを接近させて配置でき、センサ基板２８の磁気センサ２８Ａによるマグネット２６の回転位置及び傾動位置の検出精度を高くできて、ノブ１４のシフト位置の検出精度を高くできる。

さらに、マグネット２６の下面（センサ基板２８側の面）に一対の磁極が着磁されている。このため、マグネット２６が下側（センサ基板２８側）において磁束Ｈを効果的に発生することができ、センサ基板２８の磁気センサ２８Ａによるマグネット２６の回転位置及び傾動位置の検出精度を効果的に高くできて、ノブ１４のシフト位置の検出精度を効果的に高くできる。

しかも、ホルダ２２及びマグネット２６の傾動中心Ｏ（ホルダ２２の嵌合面２２Ａの曲率中心、図５（Ａ）参照）がマグネット２６の中心より上側に配置されている。このため、ホルダ２２及びマグネット２６の傾動によるマグネット２６の傾動量を大きくでき、センサ基板２８の磁気センサ２８Ａによるマグネット２６の傾動位置の検出精度を効果的に高くできて、ノブ１４のシフト位置の検出精度を効果的に高くできる。

また、センサ基板２８に複数の磁気センサ２８Ａが設けられると共に、複数の磁気センサ２８Ａの配置が互いに相違されている。このため、マグネット２６が発生する磁束Ｈを複数の磁気センサ２８Ａが互いに異なる位置において検出することで、マグネット２６の回転位置及び傾動位置の検出精度を効果的に高くできて、ノブ１４のシフト位置の検出精度を効果的に高くできる。

なお、本実施形態では、マグネット２６の下面に一対の磁極（Ｎ極及びＳ極）を着磁した。しかしながら、マグネット２６の下面に複数対の磁極（Ｎ極及びＳ極）を着磁してもよい。

さらに、本実施形態では、ホルダ２２及びマグネット２６の傾動中心Ｏをマグネット２６の中心より上側に配置した。しかしながら、ホルダ２２及びマグネット２６の傾動中心Ｏをマグネット２６の上端より上側に配置してもよい。しかも、ホルダ２２及びマグネット２６の傾動中心Ｏをマグネット２６の中心と一致させてもよく、ホルダ２２及びマグネット２６の傾動中心Ｏをマグネット２６の中心より下側に配置してもよい。

また、本実施形態では、シフト装置１０をコンソールに設置した。しかしながら、シフト装置１０をインストルメントパネルやコラムカバーに設置してもよい。

１０・・・シフト装置、１４・・・ノブ（シフト体）、１６Ａ・・・接続孔（接続部）、２０・・・支持枠（支持部）、２４Ａ・・・接続球（接続部）、２６・・・マグネット（検出部）、２８・・・センサ基板（検出機構）

Claims (6)

1. 周方向側に回転されると共に軸方向側に変位されてシフト位置が変更されるシフト体と、
   前記シフト体が周方向側に回転されて回転されると共に前記シフト体が軸方向側に変位されて傾動される検出部と、
   前記検出部の回転位置及び傾動位置を検出して前記シフト体のシフト位置が検出される検出機構と、
   を備えるシフト装置。
2. 前記シフト体側と前記検出部側とを接続し、前記シフト体が周方向側に回転されて前記検出部が回転されると共に、前記シフト体が軸方向側に変位されて前記検出部が傾動される接続部を備える請求項１記載のシフト装置。
3. 前記接続部が前記検出部の前記検出機構とは反対側に配置される請求項２記載のシフト装置。
4. 前記検出部を回転可能かつ傾動可能に支持する支持部を備える請求項１〜請求項３の何れか１項記載のシフト装置。
5. 前記検出部の前記検出機構側の面に複数の磁極が設けられる請求項１〜請求項４の何れか１項記載のシフト装置。
6. 前記シフト体が複数の軸方向側への変位位置において周方向側に回転されて前記検出部が複数の傾動位置において回転される請求項１〜請求項５の何れか１項記載のシフト装置。