JP4629608B2 - シフト装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両におけるシフトポジションを切り換えるためのシフト装置に関するものである。

近年、電気制御によって車両変速機の接続状態を切り換えるシフトバイワイヤ式のシフト装置が提案されている。この種のシフト装置では、車両室内に配設されたシフトレバーが操作されるとその操作態様が電気信号として検出され、その検出信号に基づいて変速機の接続状態を切り換えるためのアクチュエータが動作される。

こうしたシフト装置では、リンク機構等の機械的な構成が不要となることから、配設位置の制限が少なくなるとともに小型化が容易となる。このため、比較的小さな力でのシフト切換操作が可能となるとともに、シフト装置及び室内アクセサリのレイアウトに自由度が増して快適な室内空間を実現することができる。

また、こうしたシフトバイワイヤ式のシフト装置では、シフトレバーを多方向に操作可能とすることにより、操作者（ユーザ）の意思を反映したシフトポジションの切換操作を可能とすることが望ましい。

そこで従来、こうしたシフトバイワイヤ式のシフト装置として、例えば特許文献１に示されるものが提案されている。
この特許文献１に記載のシフト装置では、シフトレバーの支持部位を中心とした移動軸に沿った移動軸方向に該シフトレバーを操作可能となっており、この操作によってリバースポジション（Ｒレンジ）、ニュートラルポジション（Ｎレンジ）、及びドライブポジション（Ｄレンジ）に切換可能となっている。また、シフトレバーの先端には押圧操作部が設けられ、この押圧操作部の押圧操作によってパーキングポジション（Ｐレンジ）に切換可能となっている。

詳しくは、このシフト装置には、前記移動軸方向へのシフトレバーの移動に伴って接触状態が切り換わる第１接点と、押圧操作部の押圧操作によって接触状態が切り換わる第２接点と、それら接点の接触状態に基づいて操作状態を判断する評価回路とが設けられている。そして、評価回路は、第１接点の接触状態に基づいてＲレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジへの切換操作が行われたか否かを判断するとともに、第２接点の接触状態に基づいてＰレンジへの切換操作が行われたか否かを判断し、その判断結果に基づいてアクチュエータを駆動制御して変速機の接続状態を切り換える。

このため、ユーザの意図しない移動軸方向への操作によってシフトポジションがＰレンジに切り換えられてしまうことがなく、ユーザの意思を反映したシフトポジションの切換が可能となる。
特開２０００−３０９２３２号公報

ところが、特許文献１に示されるようなシフト装置では、シフトレバーの支持部位側に第１接点を配設するとともに、該シフトレバーの先端側に第２接点を配設する必要がある。すなわち、第１接点と第２接点とを個別に配設する必要があり、そのための基板が個別に必要となる。また、例えば第１接点が設けられた第１基板と、第２接点が設けられた第２基板とを電線によって電気的に接続する必要もある。

このため、例えば第１基板に評価回路を設けた場合には、第１基板と第２基板との接続不良が生じたり電線にノイズが混入したりすると、評価回路は、第２接点の接触状態を誤って判断してしまうおそれが生じる。よって、信頼性の観点では、更なる改善の余地が残されている。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で高い信頼性を得ることができるシフト装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、基端において支持された支持部を支点とした移動軸に沿って移動操作が可能なレバー部と、そのレバー部の移動に伴って相対的な位置が変化する検出体との位置関係を検出する検出手段と、該検出手段による検出結果に基づいてシフト操作位置を判断する判断手段とを備えたシフト装置において、前記レバー部には、前記移動軸に沿った移動操作方向とは異なる方向から操作可能な操作部と、その操作部の操作に連動して、前記検出手段によって前記検出体を検出できない位置に、該検出手段または該検出体を移動させる連動機構とを備えることを要旨とする。

上記構成によると、移動軸に沿った方向にレバー部が操作された際には、検出手段によって検出体との相対的な位置関係が検出される。このため、判断手段は、こうした検出手段によって検出された検出体との位置関係に基づいて該レバー部の操作位置を判断可能となる。また、操作部が操作された際には、連動機構によって検出手段または検出体が移動され、検出手段による検出体の検出が不能となる。このため、判断手段は、こうした検出不能状態となったことをもって、操作部が操作されたと判断することが可能となる。よって、操作部の操作を検出するための個別の検出手段が不要となり、電気的な部品点数を削減することができる。それに伴い、ノイズの混入などに起因した操作部の操作を誤検出することが抑制され、信頼性が向上する。しかも、検出手段による検出体の検出を不能とする位置に該検出手段または検出体を操作部の操作に連動させるだけでよいため、簡単な構造で済む。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のシフト装置において、前記検出手段は、前記移動軸に沿った前記レバー部の移動位置に応じて、前記検出体の検出状態がそれぞれ異なる検出パターンに切り換わる複数の検出素子によって構成され、前記操作部の非操作状態においてはそれら検出素子のうちの少なくとも一つによって前記検出体を検出する一方、該操作部の操作状態においてはそれら検出素子の何れによっても前記検出体を検出不能となり、前記判断手段は、前記各検出素子の何れによっても検出体を検出できない場合に、前記操作部が操作されたと判断することを要旨とする。

上記構成によると、レバー部が移動操作されると、各検出素子のうちの少なくとも一つによって検出体が検出されるとともに、それら検出素子による検出パターンはレバー部の移動に応じて切り換わる。このため、判断手段は、各検出素子による検出体の検出パターンに基づいて、レバー部の移動位置を確実に判断可能となる。また、操作部が操作された際には、各検出素子の何れによっても検出体が検出されなくなるため、判断手段は、こうした状態に基づいて操作部が操作されたと判断することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のシフト装置において、前記操作部は、前記レバー部の先端部において基端方向に押圧操作可能な押しボタン状物からなり、前記連動機構は、レバー部内に配設され、前記操作部が押圧操作された際に前記検出手段または前記検出体を移動させて両者を離間させるリンク機構であることを要旨とする。

上記構成によると、操作部が押圧操作されると、その操作部の移動が連動機構によって検出手段または検出体に伝達されて両者が離間した状態となり、これにより検出手段による検出体の検出が不能な状態となる。

以上詳述したように、本発明によれば、簡単な構成で高い信頼性を得ることができるシフト装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に基づき詳細に説明する。
図１に示すように、車両室内におけるステアリング１を支持するコラム部２には、シフト装置３が配設されている。図２に示すように、このシフト装置３は、コラム部２内に配設されたハウジング４と、そのハウジング４に基端が支承されるとともに該ハウジング４及びコラム部２から突出するレバー部５とを備えている。詳しくは、コラム部２及びハウジング４において対応する箇所にはそれぞれ貫通孔２ａと貫通孔４ａとが設けられ、レバー部５は、これら貫通孔２ａ，４ａに挿通されて外部に突出している。

レバー部５は、基端に設けられた支持部６がハウジング４に連結されている。これにより、レバー部５は、該支持部６を支点とした図１及び図２に示す矢印Ｆ１，Ｆ２方向の移動軸沿って移動可能となっている。

図２に示すように、このレバー部５は中空構造の棒状物によって構成され、先端縁には貫通孔５ａが設けられている。そして、その貫通孔５ａには該レバー部５の軸方向（図２に示す矢印Ｆ３方向）に押圧操作可能な押しボタン状の操作部７が配設されるとともに、レバー部５内には連動機構８が配設されている。詳しくは、操作部７には、矢印Ｆ３方向に延びるとともに、連動機構８を構成するピニオン９に歯合するラックを有する延設部７ａが設けられている。すなわち、操作部７は、延設部７ａのラックがピニオン９に歯合することによって適正位置に配置されている。

連動機構８は、操作部７の内壁面に回転可能に支持されるとともに前記ピニオン９と同心に設けられた回転体１０と、その回転体１０に連結された連結リンク１１とを備えている。連結リンク１１の一端は、回転体１０において操作部７の延設部７ａのラックと歯合する側とは支点を挟んだ逆側に連結されており、他端はレバー部５の軸方向に沿って延びた状態で配設されている。また、該連結リンク１１の一端は、回転体１０の回転に伴って同図に矢印Ｆ４方向に連結リンク１１が移動可能となるように回転体１０に連結されている。この連結リンク１１の他端はレバー部５の支持部６よりもハウジング４内に延出している。このため、レバー部５を矢印Ｆ１方向に移動させた際には該連結リンク１１の他端が矢印Ｆ２方向に移動し、レバー部５を矢印Ｆ２方向に移動させた際には該他端が矢印Ｆ１方向に移動する。

連結リンク１１の他端縁には検出体としての永久磁石１２が取着されている。この永久磁石１２において連結リンク１１との取着面とは逆側の面には、一端がハウジング４の内壁面に固定されたコイルスプリング１３の他端が連結されている。そして、このコイルスプリング１３により、連結リンク１１には、常にハウジング４側に牽引される力が加わっている。このため、操作部７は、連動機構８を介して常にレバー部５から突出する方向に付勢された状態となっている。

ハウジング４内には、基板２０が配設されている。この基板２０には、検出手段としての２つの検出部（第１検出部２１及び第２検出部２２）と、それら検出部２１，２２と電気的に接続された判断手段としての制御部２３とが配設されている。各検出部２１，２２は、例えばホールＩＣやＭＲ素子などの磁気センサによって構成された検出素子であり、永久磁石１２の近接を検出する。そして、各検出部２１，２２は、検出結果を示す検出信号を制御部２３に出力する。

この基板２０は、第１検出部２１及び第２検出部２２が前記永久磁石１２と対応する箇所に位置するようにハウジング４内に配設されている。詳しくは、レバー部５が中立位置にある場合に、第１検出部２１及び第２検出部２２がともに永久磁石１２の近接を検出してＨレベルの検出信号を制御部２３に出力する。これに対し、レバー部５が矢印Ｆ１方向に移動された際には第１検出部２１によってのみ永久磁石１２の近接が検出され、レバー部５が矢印Ｆ２方向に移動された際には第２検出部２２によってのみ永久磁石１２の近接が検出されるようになっている。

また、操作部７が矢印Ｆ３方向に押圧操作された際には、ラックによってピニオン９及び回転体が回転され、連結リンク１１が矢印Ｆ４方向に移動される。これにより、図３（ａ）に示すように、永久磁石１２は各検出部２１，２２から離間する方向へ移動する。このため、第１検出部２１及び第２検出部２２は、ともに永久磁石１２の近接を検出不能となり、Ｌレベルの検出信号を制御部２３に出力する。

制御部２３は、具体的には図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータユニットによって構成され、変速機の接続状態を切り換えるためのアクチュエータに電気的に接続されている。そして、制御部２３は、第１検出部２１及び第２検出部２２からの検出信号に基づいてレバー部５の操作を判断するとともに、その判断結果に基づいてアクチュエータに駆動信号を出力して変速機の接続状態を電気的に切換制御する。

具体的には、図３（ｂ）に示すように、制御部２３は、第１検出部２１からの検出信号がＨレベルであるとともに第２検出部２２からの検出信号がＬレベルであると判断した場合には、リバースポジション（Ｒレンジ）にレバー部５が操作されたと判断する。すなわち、レバー部５が図２に示した矢印１方向に移動操作された際には、制御部２３は、Ｒレンジ位置にレバー部５が操作されたと判断し、変速機をＲレンジに切り換えるための駆動信号をアクチュエータに出力する。

また、制御部２３は、第１検出部２１及び第２検出部２２からの検出信号が共にＨレベルであると判断した場合には、ニュートラルポジション（Ｎレンジ）にレバー部５が操作されたと判断する。すなわち、レバー部５が図２に示す中立位置に移動操作された際には、制御部２３は、Ｎレンジ位置にレバー部５が操作されたと判断し、変速機をＮレンジに切り換えるための駆動信号をアクチュエータに出力する。

同様に、制御部２３は、第１検出部２１からの検出信号がＬレベルであるとともに第２検出部２２からの検出信号がＨレベルであると判断した場合には、ドライブポジション（Ｄレンジ）にレバー部５が操作されたと判断する。すなわち、レバー部５が図２に示した矢印Ｆ２方向に移動操作された際には、制御部２３は、Ｄレンジ位置にレバー部５が操作されたと判断し、変速機をＤレンジに切り換えるための駆動信号をアクチュエータに出力する。

さらに、制御部２３は、第１検出部２１及び第２検出部２２からの検出信号が共にＬレベルであると判断した場合には、パーキングポジション（Ｐレンジ）にレバー部５が操作されたと判断する。すなわち、レバー部５に設けられた操作部７が押圧操作された際には、制御部２３は、Ｐレンジに切り換えるための操作が行われたと判断し、変速機をＰレンジに切り換えるための駆動信号をアクチュエータに出力する。

したがって、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）移動軸（図２に示した矢印Ｆ１，Ｆ２方向）に沿った方向にレバー部５が操作された際には、第１検出部２１及び第２検出部２２によって永久磁石１２との相対的な位置関係が検出される。このため、制御部２３は、これら検出部２１，２２によって検出された永久磁石１２との位置関係に基づいて該レバー部５の操作位置を判断することができる。また、操作部７が押圧操作された際には、その操作に連動する連動機構８によって永久磁石１２が各検出部２１，２２から離間する方向に移動され、該検出部２１，２２による永久磁石１２の検出が不能となる。このため、制御部２３は、各検出部２１，２２がこうした検出不能状態となったことをもって、操作部７が押圧操作されたと判断することができる。よって、操作部７の操作を検出するための個別の検出手段が不要となり、電気的な部品点数を削減することができる。それに伴い、ノイズの混入などに起因した操作部７の操作を誤検出することが抑制され、信頼性が向上する。しかも、各検出部２１，２２による永久磁石１２の検出を不能とする位置に該永久磁石１２を操作部７の押圧操作に連動させるだけでよいため、簡単な構造で済む。

（２）移動軸に沿ってレバー部５が移動操作されると、各検出部２１，２２のうちの少なくとも一つによって永久磁石１２の近接が検出されるとともに、それら検出部２１，２２による検出パターンはレバー部５の移動に応じて切り換わる。このため、制御部２３は、各検出部２１，２２による永久磁石１２の検出パターンに基づいて、レバー部５の移動位置を確実に判断することができる。また、操作部７が押圧操作された際には、各検出部２１，２２の何れによっても永久磁石１２を検出不能となるため、制御部２３は、こうした状態に基づいて操作部７が押圧操作されたと判断することができる。また、４つのシフトポジション（Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、Ｐレンジ）を２つの検出部２１，２２によって検出可能となることから、各シフトポジションを検出するための検出手段の個数も少なくて済む。よって、電気的構成部品の点数を少なくすることができ、製品コストの低減化も可能となる。

（３）連動機構８は、操作部７の延設部７ａに設けられたラックに歯合するピニオン９と、そのピニオン９と共に回転する回転体１０と、その回転体１０の回転に伴って駆動する連結リンク１１とから構成されている。このため、簡単な構造で永久磁石１２をレバー部５とともに確実に移動させることができる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 連動機構８は、前記実施形態に示したようなギア式のものに限らず、例えば図４（ａ）〜（ｃ）に示すような種々の機構によって構成されてもよい。

具体的には、図４（ａ）に示すように、操作部７の延設部７ａにおいて、前記ラックを省略するとともに、先端付近に、矢印Ｆ３方向と直交する方向に延びる長孔７ｂを設ける。また、ピニオン９を省略するとともに、該長孔７ｂに遊嵌される突部１０ａを回転体１０に設ける。なお、回転体１０は、中心Ｓがレバー部５に支持され、この中心Ｓを軸心として回転する。また、回転体１０における連結リンク１１との連結箇所に対し、中心Ｓを挟んだ逆側に突部１０ａを設ける。このようにしても、操作部７が押圧操作された際に、連結リンク１１が矢印Ｆ４方向に移動するため、前記実施形態と同等の作用効果を得ることができる。

また、例えば図４（ｂ）に示すように、中心付近が回動中心Ｓとしてレバー部５に支持された回動板３１を設け、その回動板３１の一端（右端）に、操作部７の延設部７ａの先端を当接させる。また、該回動板３１の他端（左端）に連結リンク１１の一端を連結する。このようにすれば、操作部７が押圧操作された際に、回動板３１の右端が回動中心Ｓを支点として矢印Ｆ３方向に回動するとともに、左端が矢印Ｆ４方向に回動する。これに伴い、連結リンク１１が矢印Ｆ４方向に移動する。よって、このようにしても、前記実施形態と同等の作用効果を得ることができる。

また、例えば図４（ｃ）に示すように、操作部７の延設部７ａの先端に、一端がレバー部５の内壁面に支持されたコイルスプリング３２の他端を連結する。また、レバー部５内に、２つの滑車（第１滑車３３及び第２滑車３４）を配設するとともに、それら滑車３３，３４に、一端が操作部７の延設部７ａの先端付近に接続され、他端が連結リンク１１の基端に接続されたワイヤＷを巻回する。なお、コイルスプリング３２は、操作部７を常にレバー部５から突出する方向（上方）に付勢するようになっている。また、この変更例にあっては、図２及び図３（ａ）に示した連結リンク１１の先端に接続されたコイルスプリング１３として、連結リンク１１を常に上方に付勢するものが用いられている。ちなみに、第１滑車３３は第２滑車３４よりも延設部７ａに近接するとともに該延設部７ａの先端よりも下方に配設され、第２滑車３４は、連結リンク１１の基端よりも上方に配設されている。このようにすれば、操作部７が押圧操作された際に、連結リンク１１も矢印Ｆ３方向に移動する。このため、該連結リンク１１の先端に設けられた永久磁石１２もまた矢印Ｆ３方向に移動して各検出部２１，２２から離間する。よって、このようにしても、前記実施形態と同等の作用効果を得ることができる。

・ 前記各実施形態では、操作部７の動きが連動機構８を介して永久磁石１２に伝達されるようになっている。しかしながら、例えば図５に示すように、操作部７の延設部７ａの先端を各検出部２１，２２と対応する箇所まで延設するとともに、その先端部に永久磁石１２を設ける。このようにすれば、操作部７をレバー部５の軸方向（矢印Ｆ３方向）に押圧操作すると、永久磁石１２も同方向に移動して各検出部２１，２２から離間する。このため、このようにしても前記実施形態と同等の作用効果を得ることができる。

・ 前記実施形態においてレバー部５の移動位置及び操作部７の押圧操作の有無を検出するための検出手段は、２つの検出部２１，２２によって構成されている。しかしながら、こうした検出手段は、２つに限らず３つ以上の検出部で構成されていてもよい。このようにすれば、例えば変速機をローギアやセカンドギアに固定する「Ｌレンジ」や「２レンジ」がシフトポジションとして設けられた場合においても、それらシフトポジションを確実に検出することができる。

・ 検出手段は、磁気センサに限らず、例えばレバー部５の移動操作に伴って接点が開閉する摺動接点スイッチや、レバー部５の移動操作に伴って検出状態が変化するフォトセンサ、静電容量センサ、圧電素子等によって構成されていてもよい。

・ 操作部７の押圧操作によって切り換えられるシフトポジションは、Ｐレンジに限らず、例えばＲレンジなど他のシフトポジションであってもよい。
・ 操作部７は、必ずしもレバー部５の先端部位において、該レバー部５の軸方向へ操作されるように構成されている必要はなく、該レバー部５の移動方向（矢印Ｆ１，Ｆ２方向）と異なる方向から操作されるようになっていればよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
（１） 請求項１〜３のいずれか１項に記載のシフト装置において、前記検出体は前記レバー部及び前記操作部の移動に従動する可動体であり、前記検出手段は、前記レバー部を支持するハウジング側に配設された固定体であること。

（２） 上記（１）に記載のシフト装置において、前記検出手段及び前記判断手段は、同一の基板に配設されていること。
（３） 上記（１）または（２）に記載のシフト装置において、前記連動機構は、前記操作部から押圧操作方向に延設されたラックと、そのラックと歯合して該ラックの直線運動を回転運動に変換するピニオンとを備え、前記検出体は、該ピニオンの回転に伴って前記検出手段に近接・離間すること。

本発明の一実施形態のシフト装置が配設された車両室内の一例を示す部分斜視図。 同実施形態のシフト装置の概略構成を模式的に示す図。 （ａ）は同実施形態の連動機構の動作を模式的に示す図、（ｂ）は同実施形態の検出手段による検出体の検出態様を示す表。 （ａ）〜（ｃ）は別の実施形態の連動機構の概略構成を模式的に示す図。 別の実施形態のシフト装置の概略構成を模式的に示す図。

符号の説明

３…シフト装置、４…レバー部５…レバー部、６…支持部、７…操作部、７ａ…延設部、８…連動機構、９…ピニオン、１０…回転体、１１…連結リンク、１２…検出体としての永久磁石、２１…検出手段としての第１検出部、２２…検出手段としての第２検出部、２３…判断手段としての制御部。

Claims (3)

1. 基端において支持された支持部を支点とした移動軸に沿って移動操作が可能なレバー部と、そのレバー部の移動に伴って相対的な位置が変化する検出体との位置関係を検出する検出手段と、該検出手段による検出結果に基づいてシフト操作位置を判断する判断手段とを備えたシフト装置において、
   前記レバー部には、前記移動軸に沿った移動操作方向とは異なる方向から操作可能な操作部と、その操作部の操作に連動して、前記検出手段によって前記検出体を検出できない位置に、該検出手段または該検出体を移動させる連動機構とを備えることを特徴とするシフト装置。
2. 前記検出手段は、前記移動軸に沿った前記レバー部の移動位置に応じて、前記検出体の検出状態がそれぞれ異なる検出パターンに切り換わる複数の検出素子によって構成され、
   前記操作部の非操作状態においてはそれら検出素子のうちの少なくとも一つによって前記検出体を検出する一方、該操作部の操作状態においてはそれら検出素子の何れによっても前記検出体を検出不能となり、
   前記判断手段は、前記各検出素子の何れによっても検出体を検出できない場合に、前記操作部が操作されたと判断することを特徴とする請求項１に記載のシフト装置。
3. 前記操作部は、前記レバー部の先端部において基端方向に押圧操作可能な押しボタン状物からなり、
   前記連動機構は、レバー部内に配設され、前記操作部が押圧操作された際に前記検出手段または前記検出体を移動させて両者を離間させるリンク機構であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシフト装置。

Images