JP4733591B2

JP4733591B2 - シフト装置

Info

Publication number: JP4733591B2
Application number: JP2006218628A
Authority: JP
Inventors: 善之関; 寿治片桐
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2006-08-10
Filing date: 2006-08-10
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2026-08-10
Also published as: JP2008044393A

Description

本発明は、シフト装置に係り、詳しくは電気制御によるシフト装置において、シフトレバーのシフト位置を検出するための被検出部の動作範囲に関するものである。

従来、自動車では、そのシフト装置のシフトレバーを操作することにより変速機の変速位置を指定するようになっている。この種のシフト装置として、近年、電気制御によって変速機の変速位置を切り換えるシフト装置が提案されている。このシフト装置は、センサによってシフトレバー等のシフト部材の切り換え位置に応じた位置信号を出力し、その位置信号によってアクチュエータを作動させて変速機の変速位置を切り換えるものであり、センサには接触による劣化を防ぐためホール素子等の無接点素子が使用されている。

電気制御によるシフト装置の利点として、シフト装置と変速機とを繋ぐ大掛かりなリンク機構等の構成が不要になるため小型化が容易になり、車室内におけるシフト装置のレイアウト等の設計に自由度を持たせることができる。こうしたシフト装置として、運転席と助手席との間のセンターコンソールパネルに設置されるフロアシフトタイプのシフト装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平２００２−２５７２２２号公報

ところで、フロアシフトタイプのシフト装置以外に、コラムシフトタイプと呼ばれ、操作性の向上のためにステアリングコラムカバーからシフトレバーがステアリングホイールの半径方向に沿って設けられるものがある。コラムシフトタイプのシフト装置では、シフトレバーの操作ノブを操作できる範囲は操縦者の手の大きさなどから限られているので、シフトレバーのシフト位置を検出するための被検出部の動作範囲が狭くなる。そして、電気制御によるシフト装置ではセンサに、例えばマグネットとホール素子のように無接点素子を用いているため、被検出部の動作範囲が狭くなるとシフト位置を誤検出するという問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、シフトレバーのシフト位置を検出するための被検出部の動作範囲を広くすることが可能なシフト装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、回動可能に支持されたシフトレバーと、回動可能に支持され、被検出部が設けられた回動部材と、前記シフトレバーの回動に応じて前記回動部材が回動するように連結するとともに、該シフトレバーの回動量よりも前記回動部材の回動量を増幅する連結手段と、物理量の変化によって前記被検出部の位置を非接触にて検出し、前記回動部材の回動位置に応じた前記シフトレバーのシフト位置を検出する検出手段と、を備え、前記シフトレバーは、前記シフトレバーにおける前記回動部材が重なる部分に前記回動部材を収める段差を備えたものである。

上記構成によれば、シフト装置にはシフトレバーの回動に応じて回動する回動部材が設けられ、シフトレバーと回動部材は、シフトレバーを操作することによる回動量よりも回動部材の回動量が増幅するように連結されるため、回動部材に設けられた被検出部の動作範囲を広くすることができる。また、回動部材をシフトレバーに設けても回動部材がシフトレバーの段差に収まって動作するため、シフト装置の大型化を防ぐことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシフト装置において、前記連結手段は、前記シフトレバーの回動軸に対して該シフトレバーを回動操作する操作部とは反対方向に延出された作動部と、前記回動部材の回動軸に対して被検出部とは反対方向に延出され、その先端が前記シフトレバーの作動部の先端と回動自在に連結された連動部と、から構成されたものである。

上記構成によれば、連結手段は作動部の先端と連動部の先端とを回動自在に連結することにより、シフトレバーを操作することによる回動量よりも回動部材の回動量を増幅するため、回動部材に設けられた被検出部の動作範囲を広くすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のシフト装置において、前記連動部は、前記作動部、及び前記被検出部から前記回動部材の回動軸までを構成する検知部よりも短く形成され、前記回動部材は、前記作動部よりも長く形成されたものである。

上記構成によれば、連動部は作動部及び検知部よりも短く、回動部材全体が作動部よりも長いため、シフトレバーを操作することによる回動量よりも回動部材の回動量が増幅し、回動部材に設けられた被検出部の動作範囲を広くすることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のシフト装置において、前記連結手段は、前記シフトレバーに備えられ、該シフトレバーと同軸回動する第１歯車と、前記回動部材に備えられ、該回動部材と同軸回動し、前記第１歯車と噛合するとともに、前記第１歯車よりも少ない歯数に形成された第２歯車と、を備えた。

上記構成によれば、連結手段はシフトレバーと同軸回動する第１歯車と、回動部材と同軸回動する第２歯車とからなり、第２歯車の歯数は第１歯車の歯数よりも少なく、第１歯車と第２歯車が直接連結されている。そのため、シフトレバーを操作することによる回動量よりも回動部材の回動量が増幅し、回動部材に設けられた被検出部の動作範囲を広くすることができる。

本発明によれば、シフトレバーのシフト位置を検出するための被検出部の動作範囲を広くすることが可能なシフト装置を提供することができる。

以下、本発明を車両に搭載されるコラムシフトタイプのシフト装置に具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、ステアリングホイール５０が設置されているステアリングコラム５１内にシフト装置１０が設置されている。このシフト装置１０は、ステアリングコラム５１の左側面開口部５１ａから突出するシフトレバー１１を備え、シフトレバー１１には運転者が把持する操作ノブ１１ａが形成されている。運転者は、操作ノブ１１ａを把持してシフトレバー１１のシフト位置を、パーキング位置、リバース位置、ニュートラル位置又はドライブ位置の各セレクト位置に操作する。尚、パーキングのみ独立のＰスイッチになっている場合があり、パーキング位置についてはない場合もある。

図２にシフト装置１０の分解斜視図を示す。上記のようにシフトレバー１１の先端には操作ノブ１１ａが形成されるとともに、基端には略半円柱状の第１リンク１１ｂが形成されている。第１リンク１１ｂの半円柱の曲面上にはシフトレバー１１の回動軸１１ｃが形成されるとともに、半円柱の平面上には回動部材としての第２リンク１２と連結する突起部１１ｄが形成されている。又、第１リンク１１ｂの端面にはばね１３とばね１３によって付勢される節度ピン１４を挿入する挿入穴１１ｅが形成されている。尚、操作ノブ１１ａと回動軸１１ｃとの間はシフトレバー１１の操作部１１Ｘを構成し、回動軸１１ｃと突起部１１ｄとの間はシフトレバー１１の作動部１１Ｙを構成している。

第２リンク１２の基端には突起部１１ｄと連結する連結孔１２ａが形成されるとともに、シフトレバー１１の操作ノブ１１ａ方向に形成された第２リンク１２の回動軸孔１２ｂを介して先端にはシフトレバー１１のシフト位置を検出するための被検出部１２ｃが設けられている。そして、被検出部１２ｃにはセンサマグネット１５が取着されている。尚、連結孔１２ａと回動軸孔１２ｂとの間が第２リンク１２の連動部１２Ｘを構成し、回動軸孔１２ｂとセンサマグネット１５が備えられる被検出部との間が第２リンク１２の検知部１２Ｙを構成する。更に、第２リンク１２の形状として、連動部１２Ｘは、作動部１１Ｙ及び検知部１２Ｙよりも短く形成され、検知部１２Ｙは、連動部１２Ｘと合わせた第２リンク全体で作動部１１Ｙよりも長くなるように形成されている。

又、シフト装置１０には第１リンク１１ｂ及び第２リンク１２を取り付ける一対のケース１６，１７が設けられ、第２リンク１２を取り付けるケース１６と、第１リンク１１ｂを取り付けるケース１７とからなる。ケース１６にはシフトレバー１１が突出する開口部１６ａと、開口部１６ａに対向する面に節度ピン１４が移動する節度山１６ｂ及び第２リンク１２に形成された回動軸孔１２ｂを軸支する回動軸１６ｃが形成されるとともに、シフト位置を検出するためのホール素子１８が備えられている。ホール素子１８は、シフトレバー１１が節度ピン１４及び節度山１６ｂによって各セレクト位置で静止されたときに、静止したシフトレバー１１の回動量に対応して回動した第２リンク１２に設けられたセンサマグネット１５の位置に対応した位置に備えられている。センサマグネット１５及びホール素子１８は検出手段を構成する。又、ケース１７には第１リンク１１ｂに形成された回動軸１１ｃが軸支される回動軸穴１７ａが形成されている。

図３にシフト装置１０を組み立てた後の断面図を示す。本実施形態では、第１リンク１１ｂが段差を有して半円柱状に形成されているため、シフトレバー１１の回動操作方向と略平行な平面が形成され、その段差部に第２リンク１２を設置することができ、省スペース化がされている。

次に、シフト装置１０の動作について説明する。シフトレバー１１のシフト位置は、運転車が操作ノブ１１ａを操作して、節度ピン１４がばね１３の付勢力に抗して節度山１６ｂを越えることにより変更される。このとき、シフトレバー１１に形成された第１リンク１１ｂの動作に連動して第２リンク１２が動作し、第２リンク１２に備えられたセンサマグネット１５の位置を所定のホール素子１８が検出する。検出した信号に基づいて、図示しないＥＣＵ（コントロールユニット）がアクチュエータを動作させ変速機の変速位置を切り換える。尚、シフトレバー１１のシフト位置は、例えば車両走行中の振動等によって変更されないように、ばね１３は強い力で節度ピン１４を付勢しているが、運転者の操作によっては容易にシフト位置が変更されるように、操作部１１Ｘを長くし、梃子の原理によって容易にシフト位置を変更できるようにしている。

図４（ａ）に従来のシフト装置の動作を示す簡略図を示し、図４（ｂ）に本実施形態のシフト装置１０の動作を示す簡略図を示す。尚、図中の実線の交点にある黒丸をシフトレバー１１の回動中心Ｏ１とし、破線の交点にある黒丸を第２リンク１２の回動中心Ｏ２とする。上記のように操作部１１Ｘは長くする必要があり、又、手の大きさ等から操作ノブ１１ａの操作範囲Ｌｎは限られてくるため、従来のシフト装置では図４（ａ）に示すようにセンサマグネット１５の動作範囲Ｌｓ１が限られてくる。しかし、本実施形態のシフト装置１０では、図４（ｂ）に示すように、連動部１２Ｘは作動部１１Ｙ及び検知部１２Ｙよりも短く、第２リンク１２全体は作動部１１Ｙよりも長い。そのため、作動部１１Ｙの動作範囲Ｌｓ１よりも検知部１２Ｙ（センサマグネット１５）の動作範囲Ｌｓ２が広くなり、ホール素子等の無接点素子を用いてもシフト位置の誤検出を防ぐことができる。

以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）シフト装置１０に、連動部１２Ｘ及び検知部１２Ｙからなる第２リンク１２を設けた。連動部１２Ｘは作動部１１Ｙ及び検知部１２Ｙよりも短く形成され、検知部１２Ｙは、連動部１２Ｘと合わせた第２リンク全体で作動部１１Ｙよりも長くなるように形成されている。そのため、作動部１１Ｙにセンサマグネット１５を備えた場合よりも、センサマグネット１５の動作範囲を広くすることができる。

（２）第１リンク１１ｂが段差を有して半円柱状に形成されているため、その段差部に第２リンク１２を設けることによって、シフト装置１０を大型化させずに作成できる。
（３）第２リンク１２の回動軸１６ｃの設置位置を変更することにより、被検出部の動作範囲を増減できるので、シフトレバー１１の各セレクト位置の数を変更した場合等の設計変更が容易になる。

尚、上記実施の形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態において、シフトレバー１１と第２リンク１２と回動可能に連結してセンサマグネット１５の動作範囲を広くした。これに代えて歯車を用いてセンサマグネット１５の動作範囲を広くしてもよい。

例えば、図５に示すようにシフト装置３０において、シフトレバー３１は第１リンク３１ａと同軸回動可能な第１歯車３２を備え、回動部材としての第２リンク３３は第１歯車３２とシフトレバー３１の先端方向で噛合する第２歯車３４を第２リンク３３と同軸回動可能に備えている。尚、第２歯車３４には、第１歯車３２の歯数よりも歯数が少ない歯車を用いる。

運転者によってシフトレバー３１が操作されシフト位置が変更されると、シフトレバー３１及び第１リンク３１ａに備えられた第１歯車３２は同軸回動する。そして、第１歯車３２の回動に連動して、第２歯車３４と第２リンク３３とが同軸回動するが、第２歯車３４の歯数が第１歯車３２の歯数よりも少ないため第２歯車３４の回動量が多くなり、第２歯車３４に備えられたセンサマグネット１５の動作範囲は広くなる。そのため、ホール素子等の無接点素子を用いてもシフト位置の誤検出を防ぐことができる。

・上記実施形態では、第１歯車３２と第２歯車３４を噛合させたが、第１リンク３１ａは第１歯車３２に代えて周方向に高い摩擦係数を有する第１円板を備え、第２リンク３３は第２歯車３４に代えて周方向に高い摩擦係数を有し第１円板よりも径の小さい第２円板を備え、第１円板と第２円板をばね等の付勢手段により圧接させてもよい。

・上記実施形態おいて、第１リンク３１ａに該第１リンク３１ａと同軸回動する第１プーリーを設け、第２リンク３３に該第２リンク３３と同軸回動し、第１プーリーよりも径の小さい第２プーリーを設け、第１プーリーと第２プーリーを張着されたベルトによって連結してもよい。

・上記実施形態では、第２リンク１２がシフトレバー１１の先端方向に折り返して設置されていたが、折り返さずに逆方向に設置されてもよい。
・上記実施形態では、シフト装置はコラムシフトタイプであったが、コラムシフトタイプに限らず、フロアシフトタイプやインスツルメントパネルシフトタイプのシフト装置であってもよい。

・上記実施形態では、磁気検出素子としてホール素子１８を用いたが、磁気抵抗素子（ＭＲＥ素子）を用いてもよい。
・上記実施形態では、被検出部１２ｃに取着されたセンサマグネット１５を検出したが、被検出部１２ｃを直接検出するようにしてもよい。

・上記実施形態では、磁気（磁束量）の変化を検出したが、磁気以外にも光量や静電容量の変化を検出してもよい。

一実施形態における車両内部の斜視図。一実施形態のシフト装置の分解斜視図。一実施形態のシフト装置の断面図。（ａ）従来技術におけるシフトレバーの動作を示す簡略図、（ｂ）一実施形態におけるシフトレバーの動作を示す簡略図。別の実施形態のシフト装置の分解斜視図。

符号の説明

１０，３０…シフト装置、１１，３１…シフトレバー、１１ｂ，３１ａ…第１リンク、１１ｄ…突起部、１１Ｘ…操作部、１１Ｙ…作動部、１２，３３…第２リンク、１２ａ…連結孔、１２ｃ…被検出部、１２Ｘ…連動部、１２Ｙ…検知部、１５…センサマグネット、１８…ホール素子、３２…第１歯車、３４…第２歯車。

Claims

回動可能に支持されたシフトレバーと、
回動可能に支持され、被検出部が設けられた回動部材と、
前記シフトレバーの回動に応じて前記回動部材が回動するように連結するとともに、該シフトレバーの回動量よりも前記回動部材の回動量を増幅する連結手段と、
物理量の変化によって前記被検出部の位置を非接触にて検出し、前記回動部材の回動位置に応じた前記シフトレバーのシフト位置を検出する検出手段と、を備え、
前記シフトレバーは、前記シフトレバーにおける前記回動部材が重なる部分に前記回動部材を収める段差を備えたことを特徴とするシフト装置。
前記連結手段は、
前記シフトレバーの回動軸に対して該シフトレバーを回動操作する操作部とは反対方向に延出された作動部と、
前記回動部材の回動軸に対して被検出部とは反対方向に延出され、その先端が前記シフトレバーの作動部の先端と回動自在に連結された連動部と、から構成された
ことを特徴とする請求項１に記載のシフト装置。
前記連動部は、前記作動部、及び前記被検出部から前記回動部材の回動軸までを構成する検知部よりも短く形成され、
前記回動部材は、前記作動部よりも長く形成された、
ことを特徴とする請求項２に記載のシフト装置。
前記連結手段は、
前記シフトレバーに備えられ、該シフトレバーと同軸回動する第１歯車と、
前記回動部材に備えられ、該回動部材と同軸回動し、前記第１歯車と噛合するとともに、前記第１歯車よりも少ない歯数に形成された第２歯車と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシフト装置。