JP2021167181A

JP2021167181A - シフト装置

Info

Publication number: JP2021167181A
Application number: JP2020071909A
Authority: JP
Inventors: 勇人森; Isato Mori; 宙樹小野; Hiroki Ono; 正継清水; Masatsugu Shimizu; 正晃塩▲崎▼; Masaaki Shiozaki; 拓也佐々木; Takuya Sasaki; 陽也小川; Yoya Ogawa
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2020-04-13
Filing date: 2020-04-13
Publication date: 2021-10-21
Also published as: US11746889B2; CN113531108B; US20210317910A1; DE102021109016A1; CN113531108A

Abstract

【課題】シフト体のシフト位置の検出精度を向上する。【解決手段】シフト装置１０では、ノブ１４が回転されて、ノブ１４のシフト位置が変更される。さらに、配線基板２０のホールＩＣ２２がノブ１４のマグネット１６の回転位置を検出して、ノブ１４のシフト位置が検出される。ここで、マグネット１６の回転径方向外側にホールＩＣ２２が配置されている。このため、マグネット１６の回転によるマグネット１６とホールＩＣ２２との相対位置の変化を大きくでき、ノブ１４のシフト位置の検出精度を向上できる。【選択図】図１

Description

本発明は、シフト体が回転されてシフト体のシフト位置が変更されるシフト装置に関する。

下記特許文献１に記載のシフト装置では、操作素子が回転されて、永久磁石が回転されることで、永久磁石とホール効果素子との相対回転位置が検出されて、操作素子のシフト位置が検出される。

ここで、このシフト装置では、永久磁石の回転径方向内側にホール効果素子が配置されている。

特表２００９−５１９８５５号公報

本発明は、上記事実を考慮し、シフト体のシフト位置の検出精度を向上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てシフト位置が変更されるシフト体と、前記シフト体が回転されて回転される回転部と、前記回転部の回転径方向外側に配置される配置部が設けられ、前記回転部と前記配置部との相対位置が検出され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、前記シフト体に前記回転部が一体に設けられる。

本発明の第３態様のシフト装置は、本発明の第１態様又は第２態様のシフト装置において、前記シフト体が軸方向側に変位されて、前記シフト体のシフト位置が変更されると共に、前記回転部と前記配置部との相対位置が一側と他側との間で変更される。

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、前記配置部が設置され、前記シフト体の軸方向側に垂直に配置される設置部材を備える。

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て、シフト体のシフト位置が変更される。また、シフト体が回転されて、回転部が回転される。さらに、検出機構に配置部が設けられており、回転部と配置部との相対位置が検出されて、シフト体のシフト位置が検出される。

ここで、回転部の回転径方向外側に配置部が配置される。このため、回転部の回転周方向側への回転による回転部と配置部との相対位置の変化を大きくでき、シフト体のシフト位置の検出精度を向上できる。

本発明の第２態様のシフト装置では、シフト体に回転部が一体に設けられる。このため、構成を簡単にできる。

本発明の第３態様のシフト装置では、シフト体が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、シフト体が軸方向側に変位されて、回転部と配置部との相対位置が一側と他側との間で変更される。このため、シフト体の軸方向側への変位による回転部と配置部との相対位置の変化を大きくでき、シフト体のシフト位置の検出精度を向上できる。

本発明の第４態様のシフト装置では、配置部が設置部材に設置されており、設置部材がシフト体の軸方向側に垂直に配置される。このため、設置部材に検出機構以外の機構を容易に設置できる。

本発明の実施形態に係るシフト装置を示す後方から見た断面図である。（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施形態に係るシフト装置の主要部を示す左斜め後方から見た斜視図であり、（Ａ）は、ノブが「Ｎ」位置に配置される際を示し、（Ｂ）は、ノブが「Ｒ」位置に配置される際を示し、（Ｃ）は、ノブが「Ｄ」位置に配置される際を示している。（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施形態に係るシフト装置におけるノブのシフト位置の検出状況を示す後方から見た側面図であり、（Ａ）は、ノブの「Ｈ」位置の検出状況を示し、（Ｂ）は、ノブの「Ｎ」位置の検出状況を示している。（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施形態に係るシフト装置におけるノブのシフト位置の検出状況を示す上方から見た上面図であり、（Ａ）は、ノブの「Ｄ」位置の検出状況を示し、（Ｂ）は、ノブの「Ｈ」位置及び「Ｎ」位置の検出状況を示し、（Ｃ）は、ノブの「Ｒ」位置の検出状況を示している。

図１には、本発明の実施形態に係るシフト装置１０が後方から見た断面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の左方を矢印ＬＨで示し、シフト装置１０の上方を矢印ＵＰで示している。

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、左方及び上方は、それぞれ車両の前方、左方及び上方に向けられている。

図１に示す如く、シフト装置１０には、支持体としての略直方体形箱状のプレート１２（図２（Ａ）参照）が設けられており、プレート１２内は、下側に開放されている。プレート１２は、コンソール内に固定されており、プレート１２の上壁は、上下方向に垂直に配置されている。プレート１２の右側部分には、略円筒状の支持筒１２Ａが一体形成されており、支持筒１２Ａは、上方に突出されて、コンソールの上側に延出されている。

プレート１２の支持筒１２Ａには、シフト体としての略有底円筒状のノブ１４（図２（Ａ）参照）が支持されており、ノブ１４内は、下側に開放されている。

ノブ１４の下側部分には、シフト部材としての略円筒状のノブベース１４Ａが設けられており、ノブベース１４Ａ内には、支持筒１２Ａが同軸上に嵌入されている。このため、ノブ１４が支持筒１２Ａに支持されており、ノブ１４は、中心軸線Ｏ（図１等参照）に沿って上下方向に変位（スライド）可能にされると共に、中心軸線Ｏ周りに一方向Ａ及び他方向Ｂ（図２（Ａ）等参照）に回転可能にされている。

ノブベース１４Ａの上側には、操作部材としての略有底円筒状のノブアッパ１４Ｂが同軸上に固定されており、ノブアッパ１４Ｂは、ノブベース１４Ａと一体に変位可能かつ回転可能にされている。ノブアッパ１４Ｂは、車両の車室内に露出されており、ノブ１４は、ノブアッパ１４Ｂにおいて車両の乗員（特に運転手）が操作可能にされている。

ノブ１４は、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、ノブ１４は、「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２（Ａ）参照）。さらに、ノブ１４は、「Ｎ」位置から他方向Ｂ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２（Ｂ）参照）と共に、「Ｎ」位置から一方向Ａ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２（Ｃ）参照）。ノブ１４は、「Ｎ」位置から「Ｈ」位置側に付勢されると共に、「Ｒ」位置及び「Ｄ」位置から「Ｎ」位置側に付勢されており、ノブ１４が「Ｈ」位置以外の位置に操作された状態で、ノブ１４への操作力の作用が解除された際には、ノブ１４が付勢力により「Ｈ」位置に復帰（回転及び変位）される。

ノブ１４（ノブベース１４Ａ）の下側かつ左側の端部には、回転部としての矩形板状のマグネット１６が例えばインサート成形により一体に設けられており、マグネット１６は、ノブ１４と一体に変位可能かつ回転可能にされている。マグネット１６は、左右方向に垂直に配置されると共に、長手方向が上下方向に平行にされており、マグネット１６は、例えば、左面がＮ極にされると共に、右面がＳ極にされて、磁束Ｍ（図３（Ａ）参照）を発生している。

マグネット１６の左側には、検出機構１８が設けられている。

検出機構１８には、設置部材としての略矩形板状の配線基板２０が設けられており、配線基板２０は、プレート１２の左側部分の上側において、上下方向に垂直に配置されている。配線基板２０の上下方向中央の右端部には、配置部としてのホールＩＣ２２（所謂３ＤホールＩＣ）が複数（本実施形態では３個）固定されており、ホールＩＣ２２は、配置位置が互いに僅かに相違された状態で、配線基板２０の上面と下面とに配置されている。

ホールＩＣ２２は、ノブ１４のマグネット１６の左側（マグネット１６の回転径方向外側）近傍に配置されている。上述の如くノブ１４は「Ｈ」位置に配置されており、ホールＩＣ２２がマグネット１６の左面（Ｎ極）中央の下側かつ左方に配置されて、マグネット１６が発生する磁束ＭのホールＩＣ２２における方向が左方へ向かうに従い下側へ向かう方向にされている（図３（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）。ノブ１４が「Ｎ」位置に配置された際には、ホールＩＣ２２がマグネット１６の左面（Ｎ極）中央の上側かつ左方に配置されて、マグネット１６が発生する磁束ＭのホールＩＣ２２における方向が左方へ向かうに従い上側へ向かう方向にされる（図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）参照）。

ノブ１４が「Ｒ」位置に配置された際には、ホールＩＣ２２がマグネット１６の左面（Ｎ極）中央の上側かつ前側に配置されて、マグネット１６が発生する磁束ＭのホールＩＣ２２における方向が左方へ向かうに従い上側かつ前側へ向かう方向にされる（図３（Ｂ）及び図４（Ｃ）参照）。ノブ１４が「Ｄ」位置に配置された際には、ホールＩＣ２２がマグネット１６の左面（Ｎ極）中央の上側かつ後側に配置されて、マグネット１６が発生する磁束ＭのホールＩＣ２２における方向が左方へ向かうに従い上側かつ後側へ向かう方向にされる（図３（Ｂ）及び図４（Ａ）参照）。

以上により、マグネット１６が発生する磁束ＭのホールＩＣ２２における方向をホールＩＣ２２が検出して、マグネット１６とホールＩＣ２２との相対位置が検出されることで、ノブ１４（マグネット１６）の変位位置及び回転位置が検出されて、ノブ１４のシフト位置が検出される。

シフト装置１０の上側には、被覆体としての略直方体形箱状のカバー２４が設けられており、カバー２４は、内部が下側に開放されると共に、上面がコンソールの上側（車室内）に露出されている。カバー２４は、プレート１２及び配線基板２０の上側を被覆しており、カバー２４の右側部分には、ノブ１４（ノブアッパ１４Ｂ）が貫通されている。

カバー２４の左端部には、操作機構としてのスイッチ機構２６が設けられている。スイッチ機構２６には、操作部としての有底筒状の「Ｐ」スイッチ２６Ａが設けられており、「Ｐ」スイッチ２６Ａは、内部が下側に開放されると共に、配線基板２０の上側に配置されている。「Ｐ」スイッチ２６Ａの上面は、カバー２４の上面と面一にされており、「Ｐ」スイッチ２６Ａは、乗員が押圧操作可能にされている。スイッチ機構２６には、操作検出部としての操作センサ２６Ｂが設けられており、操作センサ２６Ｂは、配線基板２０上に固定されると共に、「Ｐ」スイッチ２６Ａの押圧操作を検出する。

カバー２４には、スイッチ機構２６の右側において、照明機構としてのインジケータ２８が設けられている。インジケータ２８には、照明部としての板状の表示板２８Ａが設けられており、表示板２８Ａは、カバー２４の上壁に固定されて、上下方向に垂直に配置されている。表示板２８Ａの上面は、カバー２４の上面と面一にされており、表示板２８Ａは、上側から乗員が視認可能にされている。インジケータ２８には、発光部としてのＬＥＤ２８Ｂが所定数設けられており、ＬＥＤ２８Ｂは、配線基板２０上に固定されると共に、光を発生可能にされている。

配線基板２０（ホールＩＣ２２、操作センサ２６Ｂ及びＬＥＤ２８Ｂ）は、車両の制御装置３０に電気的に接続されており、制御装置３０には、車両の自動変速機３２（変速機）が電気的に接続されている。

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、スイッチ機構２６において、「Ｐ」スイッチ２６Ａが押圧操作された際（配線基板２０の操作センサ２６Ｂが「Ｐ」スイッチ２６Ａの押圧操作を検出した際）に、制御装置３０の制御により、自動変速機３２のシフトレンジが「Ｐ」レンジ（パーキングレンジ）に変更される。

また、ノブ１４が上下方向（軸方向側）に変位されると共に一方向Ａ及び他方向Ｂ（周方向側）に回転されて、ノブ１４のシフト位置が変更される。ノブ１４が「Ｈ」位置から「Ｎ」位置、「Ｒ」位置及び「Ｄ」位置に配置された際（配線基板２０のホールＩＣ２２がノブ１４（マグネット１６）の「Ｈ」位置から「Ｎ」位置、「Ｒ」位置及び「Ｄ」位置への配置を検出した際）には、それぞれ、制御装置３０の制御により、自動変速機３２のシフトレンジが「Ｎ」レンジ（ニュートラルレンジ）、「Ｒ」レンジ（リバースレンジ）及び「Ｄ」レンジ（ドライブレンジ）に変更される。

さらに、インジケータ２８において、制御装置３０の制御により、配線基板２０のＬＥＤ２８Ｂが光を発生して、表示板２８Ａの上側に自動変速機３２のシフトレンジが照明表示される。

ここで、ノブ１４のマグネット１６の回転径方向外側（左側）に配線基板２０のホールＩＣ２２が配置されている。このため、マグネット１６の回転周方向（一方向Ａ及び他方向Ｂ）への回転によるマグネット１６とホールＩＣ２２との相対位置の変化を大きくできて、マグネット１６の回転周方向への回転によるマグネット１６が発生する磁束ＭのホールＩＣ２２における方向の変化を大きくでき、マグネット１６の回転位置のホールＩＣ２２による検出精度を向上できて、ノブ１４のシフト位置の検出精度を向上できる。

さらに、ノブ１４が上下方向に変位されて、マグネット１６の左面中央とホールＩＣ２２との相対位置が上側と下側との間（マグネット１６の回転軸方向の一側と他側との間）で変更される。このため、マグネット１６の上下方向への変位によるマグネット１６とホールＩＣ２２との相対位置の変化を大きくできて、マグネット１６の上下方向への変位によるマグネット１６が発生する磁束ＭのホールＩＣ２２における方向の変化を大きくでき、マグネット１６の変位位置のホールＩＣ２２による検出精度を向上できて、ノブ１４のシフト位置の検出精度を向上できる。

しかも、ホールＩＣ２２が複数設けられている。このため、ノブ１４のシフト位置の検出における冗長性を高くでき、ノブ１４のシフト位置の検出精度を効果的に向上できる。

また、ノブ１４にマグネット１６が一体に設けられている。このため、ノブ１４とマグネット１６とを接続する接続機構を設ける必要がなく、構成を簡単にできる。これにより、ノブ１４の変位及び回転によるマグネット１６の変位位置及び回転位置の精度を高くできてノブ１４のシフト位置の検出精度を一層高くでき、かつ、部品点数を低減できてコストを低減できると共に、シフト装置１０を小型化できる。

さらに、ホールＩＣ２２が設置される配線基板２０がノブ１４の軸方向（上下方向）に垂直に配置されている。このため、配線基板２０に上側に検出機構１８以外のスイッチ機構２６及びインジケータ２８を容易に設置できる。しかも、検出機構１８とスイッチ機構２６とインジケータ２８とで同一の配線基板２０を使用でき、部品点数を低減できてコストを低減できると共に、シフト装置１０を小型化できる。

なお、本実施形態では、マグネット１６の回転軸方向内側（上下方向内側）にホールＩＣ２２が配置される。しかしながら、マグネット１６の回転軸方向外側（上下方向外側）にホールＩＣ２２が配置されてもよい。

さらに、本実施形態では、ノブ１４にマグネット１６がインサート成形により一体に設けられる。しかしながら、ノブ１４にマグネット１６が組付けられて一体に設けられてもよい。

また、本実施形態では、ノブ１４にマグネット１６が一体に設けられることで、ノブ１４が回転されて、マグネット１６が回転される。しかしながら、ノブ１４にマグネット１６が接続機構（リンク機構又はギヤ機構等）を介して接続されることで、ノブ１４が回転されて、接続機構を介してマグネット１６が回転されてもよい。

さらに、本実施形態では、ノブ１４側にマグネット１６が設けられると共に、ノブ１４側とは独立してホールＩＣ２２が設けられる。しかしながら、ノブ１４側にホールＩＣ２２（回転部）が設けられると共に、ノブ１４側とは独立してマグネット１６（配置部）が設けられてもよい。

また、本実施形態では、シフト装置１０がコンソールに設置される。しかしながら、シフト装置１０が車両の他の部分（インストルメントパネル又はコラムカバー等）に設置されてもよい。

１０・・・シフト装置、１４・・・ノブ（シフト体）、１６・・・マグネット（回転部）、１８・・・検出機構、２０・・・配線基板（設置部材）、２２・・・ホールＩＣ（配置部）

Claims

周方向側に回転されてシフト位置が変更されるシフト体と、
前記シフト体が回転されて回転される回転部と、
前記回転部の回転径方向外側に配置される配置部が設けられ、前記回転部と前記配置部との相対位置が検出され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。
前記シフト体に前記回転部が一体に設けられる請求項１記載のシフト装置。
前記シフト体が軸方向側に変位されて、前記シフト体のシフト位置が変更されると共に、前記回転部と前記配置部との相対位置が一側と他側との間で変更される請求項１又は請求項２記載のシフト装置。
前記配置部が設置され、前記シフト体の軸方向側に垂直に配置される設置部材を備える請求項１〜請求項３の何れか１項記載のシフト装置。