JP2024011082A - シフト装置 - Google Patents

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裕作 今井
Yusaku Imai
弘規 水野
Hironori Mizuno
敬博 山村
Takahiro Yamamura
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Abstract

【課題】移動部の移動方向において小型化する。【解決手段】シフト装置10では、ノブ18にPプッシャ24が配置されている。Pプッシャ24が操作された際には、Pスライダ30がスライドされて、回路基板44がPスライダ30のスライドを検出することで、Pプッシャ24の操作が検出される。ここで、回路基板44がPスライダ30のスライド方向に沿って配置されている。このため、スライダ30のスライド方向においてシフト装置10を小型化できる。【選択図】図4

Description

本発明は、シフト体が回転されて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に記載のロータリシフタでは、ノブが回転されて、プランジャハウジングが回転される。また、ノブにSボタンが配置されると共に、プランジャハウジング内にSギヤ位置ライトパイプが配置されており、Sボタンが操作されて、Sギヤ位置ライトパイプが移動される。さらに、Sギヤ位置ライトパイプの移動を印刷回路基板が検出して、Sボタンの操作が検出されると解される。
ここで、このロータリシフタでは、印刷回路基板がSギヤ位置ライトパイプの移動方向に垂直に配置される。
米国特許出願公開第2019/0049002号明細書
本発明は、上記事実を考慮し、移動部の移動方向において小型化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、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、前記シフト体に配置される操作部と、前記回転部内に配置され、前記操作部が操作されて移動される移動部と、前記移動部の移動方向に沿って配置され、前記移動部の移動位置を検出して前記操作部の操作が検出される検出体と、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、前記移動部が移動されて移動され、前記検出体が移動位置を検出して前記移動部の移動位置を検出する検出移動部を備える。
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、前記回転部に設けられ、前記移動部と前記検出移動部との連絡部分への前記回転部の干渉を制限する制限部を備える。
本発明の第4態様のシフト装置は、本発明の第2態様又は第3態様のシフト装置において、前記移動部が移動されて前記検出移動部が回転される。
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、前記シフト体と前記回転部とが別体にされる。
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、前記操作部と前記移動部とが別体にされる。
本発明の第1態様のシフト装置では、シフト体が回転されて、シフト位置が変更されると共に、回転部が回転される。また、シフト体に操作部が配置されると共に、回転部内に移動部に配置されており、操作部が操作されて、移動部が移動される。さらに、検出体が移動部の移動位置を検出して、操作部の操作が検出される。
ここで、検出体が移動部の移動方向に沿って配置される。このため、移動部の移動方向においてシフト装置を小型化できる。
本発明の第2態様のシフト装置では、移動部が移動されて、検出移動部が移動される。さらに、検出体が、検出移動部の移動位置を検出して、移動部の移動位置を検出する。このため、移動部の移動位置を直接検出しなくても、操作部の操作を検出でき、操作部の操作を検出するための構成の自由度を大きくできる。
本発明の第3態様のシフト装置では、回転部に制限部が設けられており、移動部と検出移動部との連絡部分への回転部の干渉を制限部が制限する。このため、回転部の回転が阻害されることを抑制できる。
本発明の第4態様のシフト装置では、移動部が移動されて、検出移動部が回転される。このため、移動部の移動による検出移動部の回転量を大きくする構成にできる。
本発明の第5態様のシフト装置では、シフト体と回転部とが別体にされる。このため、シフト体と回転部との配置自由度を大きくできる。
本発明の第6態様のシフト装置では、操作部と移動部とが別体にされる。このため、操作部と移動部との配置自由度を大きくできる。
(A)及び(B)は、本発明の実施形態に係るシフト装置を示す左斜め前方から見た斜視図であり、(A)は、全体を示し、(B)は、前プレートを外した状態を示している。 本発明の実施形態に係るシフト装置のベースカバー及びノブカバーを外した状態を示す左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におけるプレート内を示す前方から見た前面図である。 本発明の実施形態に係るシフト装置の主要部を示す下方から見た側面図である。 (A)は、本発明の実施形態に係るシフト装置におけるPプッシャとPスライダとの接続状況を示す前側から見た斜視図であり、(B)は、本発明の実施形態に係るシフト装置における回転シャフトの左端部及びPスライダの左端部を示す左斜め前方から見た斜視図である。 (A)は、本発明の実施形態に係るシフト装置における回転シャフト、Pスライダ及び操作検出機構を示す左斜め前方から見た斜視図であり、(B)は、本発明の実施形態に係るシフト装置におけるPスライダ及び操作検出機構を示す左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における回転シャフト、回転検出機構及び操作検出機構を示す後側から見た斜視図である。
図1(A)には、本発明の実施形態に係るシフト装置10の全体が左斜め前方から見た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)の車体側としてのステアリングコラム(図示省略)に取付けられており、シフト装置10の前方、左方及び上方は、それぞれ車両の後側、左側及び上側に向けられている。
図1(A)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がステアリングコラムに取付けられて、シフト装置10が車両に設置されている。プレート12の前側部分には、略直方体形箱状の前プレート12Aが設けられており、前プレート12A内は、後側に開放されている。プレート12の後側部分には、略直方体形箱状の後プレート12Bが設けられており、後プレート12B内は、前側に開放されている。プレート12は、前プレート12Aと後プレート12Bとが前後方向において組付けられて、構成されている。
後プレート12Bの左側には、支持体としてのブロック状のベース14(継手部材、図2参照)が固定されている。ベース14の右側部分は、前面視U字状にされており、ベース14の右側部分内は、右側、前側及び後側に開放されている。ベース14の左側部分は、略円筒状にされており、ベース14の左側部分は、内部がベース14の右側部分内に連通されると共に、軸方向が左方へ向かうに従い前方へ向かう方向に傾斜されている。ベース14は、略四角錐台形筒状のベースカバー16によって被覆されており、ベースカバー16は、後プレート12Bの左側に固定されている。
ベース14の左側部分内には、シフト体としての柱状のノブ18が支持されており、ノブ18には、シフト本体としての柱状のノブ本体20(図2及び図4参照)が設けられている。ノブ本体20の左側部分は、略楕円柱状にされると共に、ノブ本体20の右側部分は、略円柱状にされており、ノブ本体20の左側部分と右側部分とは、同軸上に配置されている。ノブ本体20の右側部分は、ベース14の左側部分内に同軸上に嵌合されており、これにより、ノブ18が所定範囲で回転可能に支持されて、ノブ18の回転軸方向が左方へ向かうに従い前方へ向かう方向に傾斜されている。ノブ本体20の左側部分は、略楕円筒状のノブカバー22によって被覆されており、ノブカバー22は、ノブ本体20の左側部分に固定されている。
ノブ18は、車両の乗員(特に運転者)によって、ノブカバー22を把持されて回転可能にされている。ノブ18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18がH位置から一方向A(図1(A)等参照)に回転されて、ノブ18がシフト位置としてのR位置(リバース位置)に配置されると共に、ノブ18がH位置から他方向B(図1(A)等参照)に回転されて、ノブ18がシフト位置としてのD位置(ドライブ位置)に配置される。ノブ18は、H位置側に付勢されており、ノブ18がH位置以外の位置に回転された際に、ノブ18への回転力の作用が解除された場合には、ノブ18が付勢力によりH位置に回転(復帰)される。
ノブ本体20の右端部の前側には、略矩形柱状の回転接続片20Aが一体に設けられており、回転接続片20Aは、ノブ本体20の軸方向と平行に配置されている。回転接続片20Aは、ノブ本体20から右側に延出されて、ベース14の右側部分内に挿入されており、回転接続片20Aの先端部(右端部)には、球状の回転接続部20Bが形成されている。また、ノブ本体20には、円柱状の支持孔20Cが同軸上に貫通形成されている。
ノブ本体20の支持孔20Cには、操作部としての略柱状のPプッシャ24(図2及び図4参照)が支持されている。Pプッシャ24の左端部及び右端部以外の部分は、円柱状にされて、支持孔20Cに同軸上に嵌合されており、Pプッシャ24は、軸方向が左方へ向かうに従い前方へ向かう方向に傾斜されると共に、ノブ本体20に対し軸方向に特定範囲でスライド(移動)可能にされている。Pプッシャ24は、左側に付勢されており、Pプッシャ24の付勢力による左側へのスライドは、係止されている。
Pプッシャ24の左端部には、略楕円板状の操作板24Aが同軸上に一体に設けられており、操作板24Aは、ノブ18のノブカバー22内にスライド可能に嵌合されている。操作板24Aは、ノブカバー22から左側に露出されており、Pプッシャ24は、操作板24Aにおいて乗員によって右側に操作(押圧)されて、右側にスライド可能にされている。また、ノブ18が回転された際には、Pプッシャ24がノブ18と一体に回転される。
Pプッシャ24の右端部には、略円柱状の操作接続片24B(図5(A)参照)が同軸上に設けられており、操作接続片24Bは、ベース14の右側部分内に挿入されている。操作接続片24Bの先端部(右端部)には、球状の操作接続部24Cが形成されており、Pプッシャ24の中心軸線は、操作接続部24Cの中心を通過している。
後プレート12B内には、回転部としての略円筒状の回転シャフト26(図3及び図4参照)が回転可能に支持されており、回転シャフト26の軸方向は、左右方向にされている。回転シャフト26は、後プレート12Bの左壁を回転可能に貫通しており、回転シャフト26の左端部は、後プレート12Bの左側に配置されている。
回転シャフト26の左端部の前側には、回転被接続部としてのU字形枠状の回転接続枠26A(図2、図5の(A)及び(B)参照)が一体に設けられており、回転接続枠26Aは、回転シャフト26から左側に延出されて、ベース14の右側部分内に挿入されている。回転接続枠26A内は、左方、前方及び後方に開放されており、回転接続枠26A内の上面及び下面は、上下方向に垂直に配置されている。回転接続枠26A内には、ノブ18(ノブ本体20)の回転接続片20Aが挿入されており、回転接続片20Aの回転接続部20Bは、回転接続枠26A内の上面と下面との間に嵌合されている。ノブ18が回転されて、回転接続部20Bが回転された際には、回転接続部20Bと一体に回転接続枠26Aが回転されて、回転シャフト26が回転される。
回転シャフト26の右部には、前側かつ下側の部分において、制限部としての開放孔26Bが形成されており、開放孔26Bは、回転シャフト26内を下側に開放している。回転シャフト26の右部の前側には、略矩形板状の接続板28が固定されており、接続板28は、回転シャフト26の周方向に沿って湾曲されると共に、回転シャフト26の前端部(開放孔26Bの前端部を含む)を被覆している。接続板28の右端部には、略円柱状の回転片28Aが一体に設けられており、回転片28Aは、前方に延出されると共に、先端部(前端部)の周面が球面状にされている。
回転シャフト26内には、移動部としての略円柱状のPスライダ30(図4、図6の(A)及び(B)参照)が同軸上に嵌合されており、Pスライダ30は、回転シャフト26内を軸方向(左右方向)にスライド(移動)可能にされると共に、回転を規制されている。Pスライダ30は、回転シャフト26から左方に延出されており、Pスライダ30の左端部は、略直方体状にされている。Pスライダ30の左端部には、操作被接続部としての前面視十字状の操作接続孔30A(図5の(A)及び(B)、図6の(A)及び(B)参照)が形成されており、操作接続孔30Aは、軸方向が前後方向にされると共に、前方及び左方に開放されている。操作接続孔30Aには、Pプッシャ24の操作接続片24Bが挿入されており、操作接続片24Bの操作接続部24Cは、上下方向及び左右方向において操作接続孔30Aに嵌合されている。Pプッシャ24が操作されて、操作接続部24Cが右側(右方かつ後方)にスライドされた際には、操作接続部24Cが操作接続孔30Aに対し後方に移動されつつ、操作接続孔30Aが操作接続部24Cと一体に右方にスライドされて、Pスライダ30が右方にスライドされる。Pスライダ30の右端部には、下側部分において、半円柱状の操作孔30Bが形成されており、操作孔30Bは、下側、前側及び後側に開放されている。
後プレート12B内には、回転シャフト26の右側において、回転検出機構32(図3及び図7参照)が設けられている。
後プレート12Bの底壁(後壁)には、回転中間部としての回転体34が回転可能に支持されており、回転体34の回転軸方向は、前後方向にされている。回転体34には、矩形板状の回転板34Aが一体に設けられており、回転板34Aは、左側に延出されると共に、矩形状の回転孔34Bが貫通形成されている。回転孔34Bには、回転シャフト26(接続板28)の回転片28A先端部が挿入されており、回転孔34Bには、回転片28Aの先端部が上下方向において嵌合されている。回転シャフト26が回転されて、回転片28Aが回転された際には、回転片28Aの先端部と一体に回転板34Aが回転されて、回転体34が回転される。回転体34には、扇形板状の回転ギヤ板34Cが一体に設けられており、回転ギヤ板34Cは、右側に延出されている。
後プレート12Bの底壁には、回転体34の右側において、検出回転部としての略円柱状の回転マグネット体36が回転可能に支持されており、回転マグネット体36の回転軸方向は、前後方向にされている。回転マグネット体36の後側部分には、回転ギヤ36Aが同軸上に設けられており、回転ギヤ36Aには、回転体34の回転ギヤ板34Cの外周が噛合されている。回転体34が回転されて、回転ギヤ板34Cが回転された際には、回転ギヤ36Aが回転されて、回転マグネット体36が回転される。また、回転ギヤ36Aの回転半径は、回転ギヤ板34C外周の回転半径に比し小さくされている。回転マグネット体36の前側部分には、円柱状の回転マグネット36Bが同軸上に固定されており、回転マグネット36Bは、回転マグネット体36と一体回転される。
後プレート12B内には、回転シャフト26の下側において、操作検出機構38(図3、図6の(A)及び(B)、図7参照)が設けられている。
後プレート12Bの底壁には、操作中間部としての操作体40が回転可能に支持されており、操作体40の回転軸方向は、前後方向にされている。操作体40には、略円錐台状の操作片40Aが一体に設けられており、操作片40Aは、上方に延出されると共に、先端部が球状にされている。操作片40Aは、回転シャフト26の開放孔26Bに貫通されて、先端部がPスライダ30の操作孔30Bに挿入されており、操作片40Aの先端部は、操作孔30Bに左右方向において嵌合されている。Pスライダ30が右方にスライドされた際には、操作孔30Bと一体に操作片40Aの先端部が右方にスライドされて、操作体40が回転される。操作体40には、扇形板状の操作ギヤ板40Bが一体に設けられており、操作ギヤ板40Bは、右側に延出されている。
後プレート12Bの底壁には、操作体40の右側において、検出移動部としての略円柱状の操作マグネット体42が回転可能に支持されており、操作マグネット体42の回転軸方向は、前後方向にされている。操作マグネット体42の後側部分には、操作ギヤ42Aが同軸上に設けられており、操作ギヤ42Aには、操作体40の操作ギヤ板40Bの外周が噛合されている。操作体40が回転されて、操作ギヤ板40Bが回転された際には、操作ギヤ42Aが回転されて、操作マグネット体42が回転される。また、操作ギヤ42Aの回転半径は、操作ギヤ板40B外周の回転半径に比し小さくされている。操作マグネット体42の前側部分には、操作被検出部としての円柱状の操作マグネット42Bが同軸上に固定されており、操作マグネット42Bは、操作マグネット体42と一体回転される。
後プレート12B内の前端部には、検出体としての略矩形板状の回路基板44(図1(B)及び図4参照)が固定されており、回路基板44は、前後方向に垂直に配置されて、回転シャフト26の軸方向(回転軸方向)及びPスライダ30の軸方向(スライド方向)に沿って配置されている。回路基板44には、回転検出機構32(回転マグネット体36)の回転マグネット36Bとの対向部分において、回転検出部としての回転センサ(図示省略)が設けられており、回転センサは、回転マグネット36Bが発生する磁界の方向を検出して、回転マグネット体36(回転マグネット36B)の回転位置を検出する。回路基板44には、操作検出機構38(操作マグネット体42)の操作マグネット42Bとの対向部分において、操作検出部としての操作センサ(図示省略)が設けられており、操作センサは、操作マグネット42Bが発生する磁界の方向を検出して、操作マグネット体42(操作マグネット42B)の回転位置を検出する。
回路基板44(回転センサ及び操作センサ)は、車両の制御装置46に電気的に接続されており、制御装置46には、車両の変速機48(自動変速機)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、ノブ18がH位置から一方向Aに回転されて、ノブ18がR位置に配置されると共に、ノブ18がH位置から他方向Bに回転されて、ノブ18がD位置に配置される。
ノブ18が回転された際には、ノブ18の回転接続部20Bが回転されて、回転接続部20Bと一体に回転シャフト26の回転接続枠26Aが回転されることで、回転シャフト26が回転される。そして、回転シャフト26が回転された際には、回転検出機構32において、回転体34が回転されて、回転マグネット体36が回転される。さらに、回路基板44の回転センサが回転マグネット体36の回転位置を検出することで、回転体34の回転位置、回転シャフト26の回転位置及びノブ18の回転位置が検出されて、ノブ18のシフト位置が検出される。
ノブ18のシフト位置がR位置又はD位置に変更されたことが検出された際には、それぞれ、制御装置46の制御により、変速機48のシフトレンジがRレンジ(リバースレンジ)又はDレンジ(ドライブレンジ)に変更される。
また、Pプッシャ24が操作された際には、Pプッシャ24の操作接続部24Cが右側にスライドされて、操作接続部24Cと一体にPスライダ30の操作接続孔30Aが右方にスライドされることで、Pスライダ30が右方にスライドされる。そして、Pスライダ30が右方にスライドされた際には、操作検出機構38において、操作体40が回転されて、操作マグネット体42が回転される。さらに、回路基板44の操作センサが操作マグネット体42の回転位置を検出することで、操作体40の回転位置、Pスライダ30のスライド位置及びPプッシャ24のスライド位置が検出されて、Pプッシャ24の操作が検出される。
Pプッシャ24の操作が検出された際には、制御装置46の制御により、変速機48のシフトレンジがPレンジ(パークレンジ)に変更される。
ここで、回路基板44がPスライダ30のスライド方向に沿って配置されている。このため、回路基板44がPスライダ30のスライド方向に対し垂直に配置される場合とは異なり、Pスライダ30のスライド方向(左右方向)においてシフト装置10を小型化できる。
さらに、回路基板44が回転シャフト26の回転軸方向に沿って配置されている。このため、回路基板44が回転シャフト26の回転軸方向に対し垂直に配置される場合とは異なり、回転シャフト26の回転軸方向(左右方向)においてシフト装置10を小型化できる。
しかも、回転シャフト26内にPスライダ30が配置されている。このため、回転シャフト26の回転径方向においてシフト装置10を小型化できる。
また、Pプッシャ24が操作されることで、Pスライダ30がスライドされて、操作体40及び操作マグネット体42が回転される。さらに、回路基板44が操作マグネット体42の回転位置を検出することで、操作体40の回転位置及びPスライダ30のスライド位置が検出されて、Pプッシャ24の操作が検出される。このため、Pスライダ30のスライド位置を直接検出しなくても、Pプッシャ24の操作を検出でき、Pプッシャ24の操作を検出するための構成の自由度を大きくできる。
しかも、操作体40の操作片40Aが回転シャフト26の開放孔26Bに貫通されて、操作片40Aの先端部がPスライダ30の操作孔30Bに挿入されることで、Pスライダ30と操作体40とが連絡されている。そして、ノブ18が回転されて、回転シャフト26が回転されても、操作片40Aへの回転シャフト26(接続板28を含む)の干渉が制限される。このため、ノブ18の回転による回転シャフト26の回転が阻害されることを抑制できる。
さらに、ノブ18が回転されることで、回転シャフト26が回転されて、回転体34及び回転マグネット体36が回転される。さらに、回路基板44が回転マグネット体36の回転位置を検出することで、回転体34の回転位置及び回転シャフト26の回転位置が検出されて、ノブ18の回転が検出される。このため、回転シャフト26の回転位置を直接検出しなくても、ノブ18の回転位置を検出でき、ノブ18の回転位置を検出するための構成の自由度を大きくできる。
また、Pプッシャ24が操作されることで、Pスライダ30がスライドされて、操作体40及び操作マグネット体42が回転される。このため、操作マグネット体42の操作ギヤ42Aの回転半径を操作体40の操作ギヤ板40B外周の回転半径に比し小さくすることで、Pプッシャ24及びPスライダ30のスライドによる操作マグネット体42の回転量を大きくでき、Pプッシャ24のスライド量に対する操作マグネット体42の回転量を大きくできて、Pプッシャ24のスライド位置の検出精度を向上できる。
さらに、ノブ18が回転されることで、回転シャフト26が回転されて、回転体34及び回転マグネット体36が回転される。このため、回転マグネット体36の回転ギヤ36Aの回転半径を回転体34の回転ギヤ板34C外周の回転半径に比し小さくすることで、ノブ18及び回転シャフト26の回転による回転マグネット体36の回転量を大きくでき、ノブ18の回転量に対する回転マグネット体36の回転量を大きくできて、ノブ18の回転位置の検出精度を向上できる。
また、Pプッシャ24とPスライダ30とが別体にされている。このため、Pプッシャ24とPスライダ30との配置自由度を大きくできる。
さらに、ノブ18と回転シャフト26とが別体にされている。このため、ノブ18と回転シャフト26との配置自由度を大きくできる。
なお、本実施形態では、ノブ18と回転シャフト26とが別体にされる。しかしながら、ノブ18と回転シャフト26とが一体にされてもよい。この場合、ノブ18と回転シャフト26とが同軸上に配置されてもよい。
さらに、本実施形態では、Pプッシャ24とPスライダ30とが別体にされる。しかしながら、Pプッシャ24とPスライダ30とが一体にされてもよい。この場合、Pプッシャ24とPスライダ30とが同軸上に配置されてもよい。
また、本実施形態では、Pプッシャ24(操作部)が操作されて、変速機48のシフトレンジがPレンジに変更される。しかしながら、操作部の機能は他のものでもよく、例えば、操作部が操作されて、変速機48のシフトレンジがMレンジ(マニュアルレンジ)に変更されてもよい。
さらに、本実施形態では、シフト装置10が車両のステアリングコラムに設置される。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ンソール等)に設置されてもよい。
10・・・シフト装置、18・・・ノブ(シフト体)、24・・・Pプッシャ(操作部)、26・・・回転シャフト(回転部)、26B・・・開放孔(制限部)、30・・・Pスライダ(移動部)、42・・・操作マグネット体(検出移動部)、44・・・回路基板(検出体)

Claims (6)

  1. 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、
    前記シフト体に配置される操作部と、
    前記回転部内に配置され、前記操作部が操作されて移動される移動部と、
    前記移動部の移動方向に沿って配置され、前記移動部の移動位置を検出して前記操作部の操作が検出される検出体と、
    を備えるシフト装置。
  2. 前記移動部が移動されて移動され、前記検出体が移動位置を検出して前記移動部の移動位置を検出する検出移動部を備える請求項1記載のシフト装置。
  3. 前記回転部に設けられ、前記移動部と前記検出移動部との連絡部分への前記回転部の干渉を制限する制限部を備える請求項2記載のシフト装置。
  4. 前記移動部が移動されて前記検出移動部が回転される請求項2記載のシフト装置。
  5. 前記シフト体と前記回転部とが別体にされる請求項1記載のシフト装置。
  6. 前記操作部と前記移動部とが別体にされる請求項1記載のシフト装置。
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