JP5021602B2 - 操作位置検出装置及びシフト操作位置検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作手段の操作位置を検出部及び被検出部の位置関係を基に検出する操作位置検出装置及びシフト操作位置検出装置に関する。

従来、自動車等の車両では、車両のギア変速比を車速やエンジン回転数等に応じて自動で切り換える自動変速機によって走行するオートマチック車両が広く普及している。この種のオートマチック車両では、車両の運転席に自動変速機のレンジを切り換えるときに操作するシフトレバー（セレクトレバー）が設けられ、主にパーキングレンジ、ニュートラルレンジ、リターンレンジ、ドライブレンジ等に操作可能となっている。また、シフトレバーには、レバーの操作レンジ位置を検出するレバー位置検出装置が設けられ、この検出装置でレンジ位置を検出して自動変速機のギア位置が切り換えられる。なお、この種の検出装置は、例えば特許文献１等に開示されている。

ところで、このレバー位置検出装置の一種として、近年においてはシフトバイワイヤ構造のものが開発されている。シフトバイワイヤ構造は、シフトレバーの操作位置をセンサにより検出し、自動変速機のコントロールユニットであるコントローラによってレンジ位置の切り換えを行う技術である。このように、自動変速機のレンジ位置切り換えを電気的に行うようにすれば、シフトレバーと変速機とを直に連結する機械構造のものと比較して、操作荷重等の面からレンジ位置の切り換え操作が負荷の軽いものとなり、この点から利便性が非常に高いと言える。
特開２００４−１３８２３５号公報

ところで、シフトバイワイヤ構造のレバー位置検出装置は、レバー操作位置を検出するセンサ部分がユニット化される傾向にある。さらに、この種のシフトレバー装置には、例えばレバー形状をとる操作部を前後左右に倒すレバータイプのものや、或いは操作部を回動操作するダイヤルタイプのものが開発されている。ここで、例えば操作形式が異なる各々のシフタ装置ごとにセンサユニットを形成すると、部品新設によるコストアップ等の問題が発生する。よって、異なるタイプのシフタでも同じセンサユニットを共用化できる技術の開発が要望されていた。また、この共用化技術をなるべく簡素な構造をとることも大きな要望となっていた。

本発明の目的は、例えば操作手段の操作位置を検出するセンサ部品の共用化を図るにあたって、これを簡素な構成で満たすことができる操作位置検出装置及びシフト操作位置検出装置を提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、操作手段に検出部及び被検出部の一方として第１検出体を設け、前記操作手段を可動可能に支持するケース部材に、前記した２者の他方として第２検出体を設け、前記操作手段の操作の際に前記第１検出体が当該操作手段に追従して直線移動して、前記２つの検出体の位置関係に応じて変わる前記検出部の検出値により、前記操作手段の操作位置を検出する操作位置検出装置において、前記ケース部材に対して直線移動可能に取り付けられた支持部材に前記操作手段を回動可能に連結することにより、前記操作手段の直線操作と該直線操作後の回動操作とが許容され、前記操作手段が直線操作された際には、前記支持部材に設けたガイド部で前記第１検出体を押して、当該第１検出体を前記操作手段の直線操作に追従させ、前記操作手段が該直線操作後に回動操作された際には、当該操作手段に設けた係止部で前記第１検出体を引っ張りつつ、しかも前記ガイド部において前記直線操作の直行方向に沿って延びる案内面で前記第１検出体を案内することにより、前記第１検出体を前記直行方向に直線移動させる変換機構を備えたことを要旨とする。

この構成によれば、例えば操作手段がレバータイプ、即ちレバー部材を前後や左右に倒し込む操作形式をとる場合、操作手段の操作位置を検出するセンサ部品としては、例えば操作手段の操作に応じて第１検出体が装置の平面方向において直線移動をとる種類のものが採用される。ところで、本構成においては、操作手段が直線操作及びその直線操作後に回動操作が可能なダイヤルタイプをとる場合であっても、このときに操作手段に発生する操作力が変換機構により直線方向に操作力に変換されてセンサ部品側に伝達可能となるので、前述したレバータイプで使用していたセンサ部品を、ダイヤルタイプにも使用することが可能となる。よって、１つのセンサ部品を２つのタイプに共用可能となるので、各々のタイプごとにセンサ部品を用意せずに済み、部品コスト削減等の効果を得ることが可能となる。また、本構成の変換機構は、操作手段の動きをガイド部の面で第１検出体の直線移動に変換するという簡素な構成で、本構成の利点であるセンサ部品の共用化を図ることも可能であると言える。

本発明では、前記ガイド部には、前記操作手段が直線操作されても、暫くの間は前記第１検出体を押し込まないように空走距離が形成されていることを要旨とする。
この構成によれば、操作手段を直線操作した際、まずは最初にガイド部の空走距離分だけ操作手段が直線操作された後に第１検出体が動き始め、この動きをとった後の第１検出体の位置を第２検出体が見て操作手段の位置が検出される。このため、第１検出体が第２検出体に対して少量だけしか動かない構造をとる場合であっても、空走距離の分だけ操作手段の操作量を長くとることが可能となり、操作手段の操作量不足を解消することが可能となる。

本発明では、前記係止部は、前記操作手段が直線操作される前とその後との両方において前記第１検出体と係止状態をとることを要旨とする。
この構成によれば、操作手段が直線操作されるその前と後とに拘わらず、第１検出体は係止部と係止状態を常時とる。ところで、操作手段を直線操作した後には、操作手段を回動操作するために第１検出体を係止部に必ず係止させなくてはならないが、本構成は第１係止対が直線操作の前後に拘わらず予め係止部に係止するので、操作手段を直線移動させた後に、第１検出体が係止部に係止しないという状況が生じない。このため、操作位置検出装置を誤作動の生じ難いものとすることが可能となる。

本発明では、前記第１検出体は、当該第１検出体を操作前の位置側に押す付勢手段によって戻し側に常時付勢されていることを要旨とする。
この構成によれば、第１検出体をガイド部の周縁に常時押し付けることが可能となるので、操作位置の検出精度をより高いものとすることが可能となる。

本発明では、前記操作手段は、非操作時には定常位置に位置し、当該定常位置から他の位置に操作された後、自動で元の前記定常位置に復帰するモーメンタリ式をとっていることを要旨とする。

この構成によれば、操作手段を操作した後は操作手段が自動で元の定常位置（中立位置）に戻るので、操作手段を元の位置に戻す際に別途操作が不要となる。
本発明では、車両の変速機のギア位置を切り換える際に操作するシフト操作部に検出部及び被検出部の一方として第１検出体を設け、前記シフト操作部を可動可能に支持するケース部材に、前記した２者の他方として第２検出体を設け、前記シフト操作部の操作の際に前記２つの検出体の位置関係に応じて変わる前記検出部の検出値により、前記シフト操作部の操作位置を検出するシフト操作位置検出装置において、前記ケース部材に対して直線移動可能に取り付けられた支持部材に前記シフト操作部を回動可能に連結することにより、前記シフト操作部の直線操作と該直線操作後の回動操作とが許容され、前記シフト操作部が直線操作された際には、前記支持部材に設けたガイド部で前記第１検出体を押して、当該第１検出体を前記シフト操作部の直線操作に追従させ、前記シフト操作部が該直線操作後に回動操作された際には、当該シフト操作部に設けた係止部で前記第１検出体を引っ張りつつ、しかも前記ガイド部において前記直線操作の直行方向に沿って延びる案内面で前記第１検出体を案内することにより、前記第１検出体を前記直行方向に直線移動させる変換機構を備えたことを要旨とする。

本発明によれば、例えば操作手段の操作位置を検出するセンサ部品の共用化を図るにあたって、これを簡素な構成で満たすことができる。

以下、本発明を具体化した操作位置検出装置及びシフト操作位置検出装置の一実施形態を図１〜図１５に従って説明する。
図１に示すように、オートマチック車両には、自動変速機（トランスミッション）の動作状態を切り換える際に操作する装置としてシフタ装置１が設けられている。本例のシフタ装置１は、レンジ位置切り換えの際の操作箇所であるシフトノブ２が自動変速機に機械的ではなく電気的に繋がったシフトバイワイヤ構造がとられている。シフタ装置１には、シフタ装置１の各種部品の収納箇所として箱形状の装置ケース３が設けられている。シフタ装置１は、このケース３を例えばネジ部品を用いて車体に組み付けることによって車両に取り付けられている。なお、シフトノブ２が操作手段及びシフト操作部を構成し、装置ケース３がケース部材に相当する。

また、本例のシフタ装置１は、図２に示すように、シフトノブ２が中立位置、ニュートラル位置（Ｎ位置）、ドライブ位置（Ｄ位置）、リバース位置（Ｒ位置）の４位置をとり、ノブ操作前の基準位置である中立位置からＮ位置に操作可能であり、また中立位置からＮ位置を経由してＤ位置やＲ位置に操作可能となっている。このシフトノブ２は、通常において中立位置をとるとともに、中立位置からＮ位置、Ｄ位置、Ｒ位置に操作された後、例えばノブ２から手を離されるなどして操作力がなくなると、自動で元の中立位置に復帰するモーメンタリ式をとっている。なお、中立位置が定常位置に相当する。

更に、本例のシフタ装置１は、シフトノブ２をスライド操作及び回転操作してレンジ位置を切り換えるダイヤルタイプとなっている。本例のシフトノブ２は、図２に示すように、中立位置からＮ位置への操作がスライド操作で、スライド操作後のＮ位置からＤ位置やＲ位置に操作するときに回動操作をとる。シフトノブ２のスライド操作は、シフタ装置１の左右方向（セレクト方向：図３のＹ軸方向）に沿う向きをとる。また、シフトノブ２の回動操作は、セレクト方向に直行する方向（シフト方向：図３のＸ軸方向）に操作力を付与することで行われ、シフトノブ２の支持軸４（図２等参照）を回動中心とした回動軌跡をとる。また、Ｎ位置からＤ位置への回動操作方向と、Ｎ位置からＲ位置への回動操作方向とは、互いに逆向きをとる。なお、シフト方向が直行方向に相当する。

また、装置ケース３の内部には、シフタ装置１におけるシフトノブ２の位置検出部品として図３及び図４に示すセンサユニット５が設けられている。本例のセンサユニット５は、シフトノブ２の操作に応じて動くマグネット６（図４参照）の位置を磁気センサ７（図４参照）によって検出することによりシフトノブ２の操作位置を検出する磁気式が採用され、同ユニット５のケース部分である箱形状のセンサケース８に、センサユニット５の各種構成部品群を収納することによってユニット化されている。センサケース８は、上面が開口した箱形状をなすロアケース９と、このロアケース９の開口部を上から閉じるアッパケース１０とからなる。アッパケース１０は、複数のネジ１１によってロアケース９に取り付け固定されている。なお、マグネット６が被検出部（第１検出体）が被検出部（第１検出体）を構成し、磁気センサ７が検出部（第２検出体）に相当する。

また、ロアケース９の裏面には、センサユニット５の各種電子部品の実装先として板状のＰＣボード（Printed Circuit Board：プリント回路基板）１２が複数のネジ（図示略）によってロアケース９に取り付け固定されている。このＰＣボード１２の上面には、センサユニット５の磁気検出部品として磁気センサ７がＰＣボード１２に実装され、センサケース８に対して動かない状態で取り付けられている。また、この磁気センサ７は、例えばＭＲＥ（Magnetic Resistance Element：磁気抵抗素子）が使用されるとともに、複数のレンジ位置を検出すべく複数個配置されている。また、ＰＣボード１２の裏面には、外部ケーブルの接続先としてコネクタ１３が設けられ、このコネクタ１３から磁気センサ７の検出信号が外部に引き出される。

ロアケース９の内部には、シフトノブ２がＮ位置及びＤ位置の間において操作可能となることを許容する下側スライダ１４がケース８の奥行き方向（図４のＸ軸方向）に沿って直線移動可能（スライド移動可能）に収納されている。また、この下側スライダ１４の内部には、シフトノブ２がＮ位置及びＲ位置の間において操作可能となることを許容する上側スライダ１５が図４のＸ軸方向に沿って直線移動可能（スライド移動可能）に収納されている。さらに、この上側スライダ１５には、マグネット６の取付部品で、しかもシフトノブ２が中立位置及びＮ位置の間において操作可能となることを許容するマグネットホルダ１６がケース８の左右方向（図４のＹ軸方向）に沿って直線移動可能（スライド移動可能）に収納されている。なお、マグネットホルダ１６が被検出部（第１検出体）を構成する。

図４に示すように、下側スライダ１４は、同図におけるＹ軸方向両側の側壁が省略され、同図のＸ軸方向の両側において一対の側壁１７，１８を持つ形状をとっている。下側スライダ１４の＋Ｘ軸側の側壁１７と、この側壁１７に向き合うロアケース９の側壁１９との間には、下側スライダ１４を常時−Ｘ側に付勢することにより、Ｄ位置からＮ位置に位置復帰するシフトノブ２の動きに下側スライダを追従させる下側スライダ用付勢部材２０が介装されている。即ち、本例の下側スライダ用付勢部材２０は、マグネット６（マグネットホルダ１６）を、シフトノブ２の復帰動作に連動して元の中立位置に戻す付勢部材として働き、例えばコイルスプリングからなる。なお、下側スライダ用付勢部材２０が付勢部材を構成する。

また、下側スライダ１４において＋Ｘ軸側の側壁１７寄りの位置には、下側スライダ用付勢部材２０を収納する下側スライダ用付勢部材収納部２１が設けられている。下側スライダ用付勢部材２０は、下側スライダ用ピン２２により後ろから縮むように押し付けられた状態で下側スライダ用付勢部材収納部２１に収納され、ピン２２のエッジが＋Ｘ側の側壁１７の溝２３に嵌め込まれて位置決めされている。また、下側スライダ用付勢部材により下側スライダ１４がロアケース９の−Ｘ側の側壁２４に押し付けられた際、シフトノブ２はＤ位置からＮ位置（中立位置）に復帰する。

上側スライダ１５は、上面が開口した箱形状をなすとともに、下側スライダ１４の内部に収納された取り付け状態をとっている。また、上側スライダ１５の−Ｘ軸側の側壁２５と、この側壁２５に向き合う下側スライダ１４の側壁１８との間には、上側スライダ１５を＋Ｘ軸側に付勢することにより、Ｒ位置からＮ位置に位置復帰するシフトノブ２の動きに上側スライダ１５を追従させる上側スライダ用付勢部材２６が介装されている。即ち、本例の上側スライダ用付勢部材２６は、マグネット６（マグネットホルダ１６）を、シフトノブ２の復帰動作に連動して元の中立位置に戻す付勢部材として働き、例えばコイルスプリングからなる。なお、上側スライダ用付勢部材２６が付勢部材を構成する。

また、上側スライダ１５の裏面において側壁２５寄りの位置には、上側スライダ用付勢部材２６を収納する上側スライダ用付勢部材収納部２７が設けられている。上側スライダ用付勢部材２６は、上側スライダ用ピン２８により後ろから縮むように押し付けられた状態で上側スライダ用付勢部材収納部２７に収納され、ピン２８のエッジが下側スライダ１４の−Ｘ側の側壁１８の溝２９に嵌め込まれて位置決めされている。また、上側スライダ用付勢部材により上側スライダ１５が下側スライダ１４の側壁１８に押し付けられた際、シフトノブ２はＲ位置からＮ位置（中立位置）に復帰する。

マグネットホルダ１６は、上面が開口した箱形状をなすとともに、上側スライダ１５の内部に収納された取り付け状態をとっている。また、マグネットホルダ１６の底面には、円筒形状のマグネット取付部３０が突設され、このマグネット取付部３０に円板形状をなしたマグネット６が嵌め込み取り付けされている。また、マグネットホルダ１６の＋Ｙ軸側の側壁３１と、この側壁３１に向き合う上側スライダ１５の側壁３２との間には、マグネットホルダ１６を−Ｙ軸側に付勢することにより、Ｎ位置から中立位置に位置復帰するシフトノブ２の動きに追従させるマグネットホルダ用付勢部材３３が介装されている。即ち、本例のマグネットホルダ用付勢部材３３は、マグネット６（マグネットホルダ１６）を、シフトノブ２の復帰動作に連動して元の中立位置に戻す付勢部材として働き、例えばコイルスプリングからなる。なお、ホルダ用付勢部材３３が付勢部材を構成する。

また、マグネットホルダ１６の裏面において側壁３１寄りの位置には、マグネットホルダ用付勢部材３３を収納するマグネットホルダ用付勢部材収納部３４が設けられている。マグネットホルダ用付勢部材３３は、マグネットホルダ用ピン３５により後ろから縮むように押し付けられた状態でマグネットホルダ用付勢部材収納部３４に収納され、ピン３５のエッジが上側スライダ１５の＋Ｙ軸側の側壁３２の溝３６に嵌め込まれて位置決めされている。また、マグネットホルダ用付勢部材３３によりマグネットホルダ１６が上側スライダ１５の側壁３２に押し付けられた際、シフトノブ２はＮ位置から中立位置に復帰する。

マグネットホルダ１６の内部には、センサユニット５におけるシフトノブ２への連結箇所としてマグネットスライダ３７が収納されている。このマグネットスライダ３７は、下側スライダ１４、上側スライダ１５及びマグネットホルダ１６が動く３方向、即ちシフトノブ２を中立位置及びＮ位置の間で操作するときの操作方向と、シフトノブ２をＮ位置及びＤ位置の間で操作するときの操作方向と、シフトノブ２をＮ位置及びＲ位置の間で操作するときの操作方向との３方向に操作可能となっている。また、マグネットスライダ３７は、上面中央部に形成された円柱棒形状をなすセンサ連結部３８を、シフトノブ２に係止することによってシフトノブ２に連結されている。なお、マグネットスライダ３７が被検出部（第１検出体）を構成する。

また、図４に示すように、マグネットホルダ１６とマグネットスライダ３７との間には、マグネットスライダ３７の各々の操作方向ごとに複数（本例は３つ）のオーバーストローク吸収用付勢部材３９〜４１が取り付けられている。オーバーストローク吸収用付勢部材３９〜４１は、シフトノブ２の操作時に付勢部材２０，２６，３３の撓みによってスライド移動したシフトノブ２を、自身が撓んで更に奥に押し込み可能とすることにより、シフトノブ２のオーバーストロークを吸収して、シフトノブ２周りに生じる部品バラツキや組付バラツキを吸収する。なお、部品バラツキは部品製造上に発生し得る部品間のバラツキをいい、組付バラツキは部品組付時に発生し得る部品間のバラツキをいう。本例の３つのオーバーストローク吸収用付勢部材３９〜４１は、例えばコイルスプリングからなり、シフトノブ２をＤ位置に操作するときに利くものを３９とし、シフトノブ２をＲ位置に操作するときに利くものを４０とし、シフトノブ２をＮ位置に操作するときに利くものを４１とする。

マグネットスライダ３７の裏面には、オーバーストローク吸収用付勢部材３９〜４１を収納するオーバーストローク吸収用付勢部材収納部４２が各付勢部材３９〜４１ごとに設けられている。なお、図４では、付勢部材３９用の収納部４２のみを図示する。オーバーストローク吸収用付勢部材３９〜４１は、マグネットスライダ用ピン４３〜４５によって後ろから縮むように押し付けられた状態で、オーバーストローク吸収用付勢部材収納部４２に収納されている。また、オーバーストローク吸収用付勢部材３９〜４１は、マグネット６を中立位置に復帰させるときに利く付勢部材２０，２６，３３のバネ荷重、更に詳しく言うならば、シフトノブ２を各レンジ位置に操作して付勢部材２０，２６，３３が撓んだ状態をとるときのバネ荷重よりも、強いバネ荷重に設定されている。

また、センサ連結部３８は、アッパケース１０に設けられた案内孔４６から、その一部分がセンサケース８の外部に引き出されている。案内孔４６は、例えば片仮名の「ト」を左右反転した形状をとり、ケース１０の左右方向（セレクト方向）に延びるセレクト孔４７と、セレクト孔４７の右端で繋がるとともにケース１０の奥行き方向（シフト方向）に延びるシフト孔４８とからなる。センサ連結部３８は、シフトノブ２が中立位置に位置する際、セレクト孔４７に位置し、シフトノブ２がＮ位置に位置する際、セレクト孔４７とシフト孔４８とが交わる位置に位置し、シフトノブ２がＲ位置に位置する際、シフト孔４８の一方（図４では上）の孔終端付近に位置し、シフトノブ２がＤ位置に位置する際、シフト孔４８の他方（図４では下）の孔終端付近に位置する。

シフトノブ２が中立位置に位置する際には、図５に示すように、下側スライダ１４、上側スライダ１５及びマグネットホルダ１６の全てが付勢部材２０，２６，３３の各々の付勢力によって目一杯押し込まれた状態をとると、マグネット６が中立検出位置に位置する。また、シフトノブ２がＮ位置に操作された際には、図６に示すように、マグネットホルダ用付勢部材３３がマグネットホルダ１６によって押されて撓み、マグネット６がＮ検出位置に位置する。更に、シフトノブ２がＤ位置に操作された際には、図７に示すように、マグネットホルダ用付勢部材３３がマグネットホルダ１６によって押されて撓みつつ、しかも下側スライダ用付勢部材２０が下側スライダ１４によって押されて撓み、マグネット６がＤ検出位置に位置する。また、シフトノブ２がＲ位置に操作された際には、図８に示すように、マグネットホルダ用付勢部材３３がマグネットホルダ１６によって押されて撓みつつ、しかも上側スライダ用付勢部材２６が上側スライダ１５によって押されて撓み、マグネット６がＲ検出位置に位置する。

ここで、シフトノブ２を各レンジ位置に操作した際、もし仮にシフトノブ２とその支えとの間に、部品バラツキや組付バラツキが発生していた場合、シフトノブ２を各レンジ位置に操作した際には、このバラツキが原因でシフトノブ２にストローク不足やストローク過多が発生する可能性も否めない。しかし、本例はシフトノブ２の操作時にその操作方向の付勢部材２０（２６，３３）が撓んだ後、続いて今度はオーバーストローク吸収用付勢部材４３（４４，４５）が撓むことにより、シフトノブ２のオーバーストロークが吸収されるので、このときに発生し得る位置ズレが吸収される。

また、図３、図９及び図１０に示すように、装置ケース３の本体部４９の上部には、シフトノブ２のスライド移動を許容する一部品としてノブスライドガイド５０が設けられている。このノブスライドガイド５０においてシフト方向の両側には、溝がセレクト方向に沿って延びる一対のレール溝５１，５１が設けられている。また、ノブスライドガイド５０の底壁には、この底壁の中央付近一面を大きく刳り抜くことにより、センサ連結部３８を通す箇所としてセンサ連結部用通し孔５２が貫設されている。

ノブスライドガイド５０の一対のレール溝５１，５１には、シフトノブ２の支持部品である略平板形状のノブ支持スライダ５３がセレクト方向に直線移動可能（スライド移動可能）な状態で取り付けられている。また、ノブ支持スライダ５３の上面には、シフトノブ２の座部分であるレバー部５４がセンサユニット５の高さ方向（図３のＺ軸方向）を軸線として、その軸回りに沿って回動可能に取り付けられている。レバー部５４は、レバー部５４の裏面に設けられた支持軸４（図１０参照）を、ノブ支持スライダ５３の中心位置に貫設された軸孔５５（図３、図９及び図１０参照）に通すことによって、ノブ支持スライダ５３に取り付けられている。レバー部５４の上部には、シフトノブ２の把持箇所として略扁平円形状をなしたノブ部５６がレバー部５４と一体動作可能に取り付け固定されている。なお、ノブ支持スライダ５３が支持部材に相当する。

装置ケース３の本体部４９の上面には、この本体部４９の内部空間を上から閉じる上部パネル（アッパーハウジング）５７が取り付け固定されている。この上部パネル５７の中央付近一面には、センサユニット５のセンサ連結部３８と、レバー部５４の上面のノブ取付部５８とを、ノブ部５６側に引き出すパネル孔５９が貫設されている。よって、センサユニット５のセンサ連結部３８とレバー部５４とは、装置ケース３の外部から露出した取り付け状態をとるノブ部５６に対し、上部パネル５７のパネル孔５９から外部に引き出されることによって連結されている。

また、レバー部５４の裏面において＋Ｘ軸方向寄りの位置には、裏面から下方に延びる形状で規制部６０が突設されている。また、ノブ支持スライダ５３において規制部６０の対向位置には、レバー部５４の規制部６０と協同してシフトノブ２の回動操作量を決める規制孔６１が貫設されている。規制孔６１は、レバー部５４の規制部６０が通されるとともに、孔経路が軸孔５５周りに沿いつつ、しかも円弧経路をとる形状に形成されている。また、ロアケース９の上部には、シフトノブ２がスライド操作される前（即ち、シフトノブ２が中立位置をとるとき）の規制部６０と対向する位置に、この規制部６０を両側から挟み込む一対の規制片６２，６２が設けられている。

シフトノブ２が中立位置に位置する際、レバー部５４の規制部６０がその両側から一対の規制片６２，６２に挟み込まれて、中立位置での回動動作が禁止される。このため、シフトノブ２が中立位置に位置する際には、スライド操作のみが許可され、回動操作は実行できない状態となる。シフトノブ２が中立位置からＮ位置にスライド操作された後、規制部６０は一対の規制片６２，６２から離脱して、回動操作が可能となる。シフトノブ２は、回動操作の際に規制部６０が規制孔６１の孔終端にくるとそれ以上の回動動作が制限され、シフトノブ２の回動時に規制部６０が規制孔６１の一方の孔終端に当接すると、シフトノブ２がＤ位置をとり、これとは逆に規制部６０が規制孔６１の他方の孔終端に当接すると、シフトノブ２がＲ位置をとる。

シフトノブ２には、シフトノブ２を回動操作した際に同シフトノブ２に節度を付与する節度機構６３が設けられている。本例の節度機構６３は、シフトノブ２の支持軸４を挟んで両側に一対設けられている。この節度機構６３においては、レバー部５４の径方向縁部寄りの位置に、節度谷６４とその両側に節度山６５（ともに図１０参照）とが設けられている。一方、ノブ支持スライダ５３の上面には、節度用付勢部材６６により後ろから押し上げられた取り付け状態をとる節度ピース６７が節度谷６４に嵌り込む状態で設けられている。シフトノブ２が回動操作された際には、節度ピース６７が節度山６５を登り、これがシフトノブ２の節度として発生し、シフトノブ２が回動前の位置に戻る際には、節度ピース６７が節度山６５を下って、元の節度谷６４に嵌り込む状態に戻る。

また、ノブスライドガイド５０とノブ支持スライダ５３との間には、Ｎ位置にスライド操作された後のシフトノブ２を中立位置に自動復帰させるセレクト方向復帰用付勢部材６８，６８がノブ支持スライダ５３のシフト方向両側に各々１つずつ設けられている。セレクト方向復帰用付勢部材６８，６８は、ノブ支持スライダ５３を＋Ｘ軸方向に付勢することによりセレクト方向におけるシフトノブ２を許容し、例えばコイルスプリングからなる。また、セレクト方向復帰用付勢部材６８，６８においてシフト方向両側には、セレクト方向復帰用付勢部材６８，６８の収納先としてセレクト方向復帰用付勢部材収納穴６９（図１０参照）が各々設けられている。セレクト方向復帰用付勢部材６８，６８は、ノブスライドガイド５０に突設されたボス部７０（図３参照）により後ろから押された取り付け状態をとり、このボス部７０とともにセレクト方向復帰用付勢部材収納穴６９に収められている。

更に、図３及び図１０に示すように、シフトノブ２とノブ支持スライダ５３との間には、Ｎ位置からＤ位置やＲ位置に回動操作されたシフトノブ２を、回動操作前の元のＮ位置に自動復帰させるシフト方向復帰用付勢部材７１が設けられている。本例のシフト方向復帰用付勢部材７１は、例えばトーションバネ（ねじりコイルバネ）からなり、レバー部５４の取付部５８の内部において縦向きに収納されている。シフト方向復帰用付勢部材７１の各々のバネ端は、レバー部５４において取付部５８を挟んで両側に形成された一対のレバー側溝７２，７２（図１０参照）に通されつつ、ノブ支持スライダ５３の上面において軸孔５５を挟んで両側に形成された一対のスライダ側溝７３，７３（図３及び図９参照）に挿し込み係止されている。

このため、シフトノブ２を中立位置からＮ位置にスライド操作した後に、このシフトノブ２から手を離すと、セレクト方向復帰用付勢部材６８，６８が利いて、シフトノブ２が操作前の元の中立位置に復帰する。このとき、マグネット６は、マグネットホルダ用付勢部材３３の付勢力によって、ノブ２の戻り動作に追従する。また、シフトノブ２を中立位置からＮ位置を経由してＤ位置やＲ位置に操作した後に、このシフトノブ２から手を離すと、まずは最初にシフト方向復帰用付勢部材７１が利いてシフトノブ２がＮ位置に復帰し、続いて今度はセレクト方向復帰用付勢部材６８，６８が利いて、シフトノブ２がＮ位置から中立位置に動く動作をとって、操作前の元の中立位置に復帰する。このとき、マグネット６は、付勢部材２０（２６）及び付勢部材３３の付勢力によって、ノブ２の戻り動作に追従する。

また、本例のシフタ装置１には、シフトノブ２をＮ位置からＤ位置やＲ位置に回動操作するときにシフトノブ２に発生する回動操作力を、マグネット６を直線移動させる直線方向の操作力に変換してセンサ連結部３８に伝達する変換機構７４が設けられている。この変換機構７４では、ノブ支持スライダ５３に、孔の平面視が「凸」形状をなすガイド孔７５が貫設されている。このガイド孔７５は、セレクト方向に所定量飛び出たセレクト方向ガイド孔７６と、シフト方向に長く延びたシフト方向ガイド孔７７とからなる。また、ガイド孔７５の孔周縁においは、軸孔５５側の一続き（長手方向）の面が、シフトノブ２の回動運動をセンサ連結部３８（即ち、マグネット６）の直線運動に変換する働きを持つシフト方向規制ガイド面７８として働く。なお、ガイド孔７５がガイド部に相当し、シフト方向規制ガイド面７８が案内面に相当する。

一方、図１０に示すように、レバー部５４の裏面には、センサ連結部３８の係止箇所として一対のリブ７９，７９が設けられている。本例のリブ７９，７９は、シフトノブ２をＮ位置からＤ位置やＲ位置に回動操作する際にセンサ連結部３８に引っ掛かって、センサ連結部３８（即ち、マグネット６）をシフトノブ２に追従させるように働く。なお、本例のリブ７９，７９は、セレクト方向において長く形成され、シフトノブ２が中立位置及びＮ位置のどちらに位置していても、センサ連結部３８と常時係止する係止状態をとっている。なお、リブ７９が係止部に相当する。

また、ガイド孔７５におけるセレクト方向の長さ、言い換えるならばセレクト方向ガイド孔７６の長さは、シフトノブ２が中立位置からＮ位置に向けてスライド移動を開始しても、暫くの間はセンサ連結部３８が動かないように長めに形成されている。よって、この長さは、センサ連結部３８は動かさずにシフトノブ２のみを動かす空走距離Ｌとして働く。この空走距離Ｌは、マグネット６の移動量が少量（例えば６mm程度）しかとれない場合であっても、シフトノブ２のセレクト方向における充分な操作量（例えば１５mm程度）を確保するために働く。

図１１に示すように、シフタ装置１には、シフトノブ２の操作位置を検出するためのコントロールユニットとしてシフトＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０が設けられている。このシフトＥＣＵ８０には、磁気センサ７，７…が接続され、これら磁気センサ７，７…から取得する検出信号を基に、シフトノブ２のレンジ位置を判定する。そして、シフトＥＣＵ８０は、自動変速機がシフトノブ２のレンジ位置に応じたギア位置をとるように、割り出したレンジ位置を基に自動変速機を制御する。また、シフトＥＣＵ８０は、磁気センサ７，７…から割り出したレンジ位置を、必要に応じて他のＥＣＵにも出力可能となっている。

次に、本例のシフタ装置１の動作を図１２〜図１５に従って説明する。
シフトノブ２を操作していないノブ非操作時、セレクト方向復帰用付勢部材６８及びシフト方向復帰用付勢部材７１の付勢力が利いて、図１２に示すように、シフトノブ２は中立位置を常時とる。シフトノブ２が中立位置に位置する際、センサ連結部３８はノブ支持スライダ５３のシフト方向ガイド孔７７によって−Ｙ軸方向に引き込まれた位置状態をとり、センサ連結部３８はアッパケース１０においてセレクト孔４７に位置する。これにより、マグネット６が中立検出位置に位置することになり、シフトノブ２が中立位置に位置することが磁気センサ７，７…によって検出される。

この中立位置からシフトノブ２が図１３に示すＮ位置にスライド操作されると、まずは空走距離Ｌが利いてセンサ連結部３８は中立検出位置に留まり、シフトノブ２（ノブ支持スライダ５３も含む）のみが装置ケース３に対してスライド移動する。このとき、センサ連結部３８は一対のリブ７９，７９の間にできている通路８１を通過する動きをとるので、センサ連結部３８を中立検出位置に止めつつシフトノブ２のみをスライド移動させる動作に、リブ７９，７９がシフトノブ２のスライド移動に影響を与えずに済む。

そして、シフトノブ２が空走距離Ｌ分スライド移動すると、シフト方向規制ガイド面７８の長手方向中央位置にセンサ連結部３８が当接して、センサ連結部３８が＋Ｙ軸方向へのスライド移動を開始する。よって、これ以降のスライド操作においては、センサ連結部３８がシフト方向規制ガイド面７８に押されることによって、センサ連結部３８はスライド移動するシフトノブ２に追従して＋Ｙ軸方向にスライド移動する。そして、シフトノブ２が最大ストローク位置までスライド操作されると、センサ連結部３８はアッパケース１０のセレクト方向ガイド孔７６の中央に位置する。これにより、マグネット６がＮ検出位置に位置することになり、シフトノブ２がＮ位置に位置することが磁気センサ７，７…によって検出される。

続いて、このＮ位置からシフトノブ２が図１４に示すＲ位置に回動操作されると、センサ連結部３８はリブ７９，７９によって引っ張られて、シフトノブ２の回動動作に追従する動きをとる。このとき、センサ連結部３８はシフト方向規制ガイド面７８に沿って動く動作をとり、これによりシフトノブ２の回動動作が、センサ連結部３８の直線動作、即ちマグネット６の直線動作に変換されてセンサ連結部３８に伝達される。よって、センサ連結部３８に繋がるマグネット６は、このＲ検出位置への移動時において直線軌跡をとる。なお、このときはセンサユニット５のマグネットホルダ用付勢部材３３が利いて、センサ連結部３８はシフト方向規制ガイド面７８に押し付けられた状態を維持する。そして、シフトノブ２が最大ストローク位置まで回動操作されると、センサ連結部３８はアッパケース１０のシフト方向ガイド孔７７の−Ｘ方向側の孔端に位置する。これにより、マグネット６がＲ検出位置に位置することになり、シフトノブ２がＲ位置に位置することが磁気センサ７，７…によって検出される。

また、シフトノブ２をＮ位置から図１５に示すＤ位置に回動操作した場合は、シフトノブ２をＮ位置からＲ位置に操作するときと比較して、操作方向（動作方向）が左右異なるだけである。よって、本例では、シフトノブ２をＮ位置からＤ位置に回動操作したときの動作説明は、シフトノブ２をＮ位置からＲ位置に操作したときの動作を説明することを以て、これを省略する。

ところで、シフタ装置１の操作系として、例えばレバー部材を前後左右に倒し込むレバータイプのものを使用した場合、この種のレバータイプは、シフタ装置１の上面視においてレバーが直線方向に動く操作形式をとるので、レバーの操作位置を検出するこの種のセンサユニット５も、シフタ装置１の上面視においてセンサ連結部３８（即ち、マグネット６）が直線移動する移動形式をとるもの、即ち本例で説明したマグネット直線移動式のセンサユニット５が使用されることになる。要は、操作系がレバータイプの場合、平面視において直線移動するレバーの操作方向に合わせて、センサユニット５はセンサ連結部３８が直線移動をとる構造のものとなる。

ここで、本例では、レバー部５４の裏面にリブ７９，７９を設けるとともに、ノブ支持スライダ５３にノブスライドガイド５０を設け、シフトノブ２が回動操作された際には、ノブスライドガイド５０とこれらリブ７９，７９とによって、シフトノブ２の回動運動をセンサ連結部３８の直線運動のための操作力に変換し、この操作力によってセンサ連結部３８（即ち、マグネット６）を直線移動させる。このため、本例のようなダイヤルタイプと、シフト切り換えの操作形式がレバー部材を倒し込むレバータイプとの両方で、本例のマグネット直線移動式のセンサユニット５を共用することが可能となる。よって、操作形式がダイヤルタイプのものとレバータイプのものとで各々個別のセンサユニット５を用意する必要がなくなり、その分だけ部品コストを低く抑えることが可能となる。

また、ダイヤルタイプのシフトノブ２を、レバータイプのセンサユニット５に対応可能とするにあたっては、レバー部５４の裏面にリブ７９，７９を設けつつ、しかもノブ支持スライダ５３にノブスライドガイド５０という孔を設けるという構造が簡素なもので済むので、本例の技術を採用するにあたって、費用コストを極力少なく抑えることが可能となる。よって、以上により、本例においては、センサユニット５の共用化を図りつつ、しかもこの共用化の構造を簡素なもので済ませるという効果を奏することが可能となる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）シフタ装置１に、シフトノブ２をＮ位置からＤ位置やＲ位置に回動操作するときにシフトノブ２に発生する回動操作力を、マグネット６を直線移動させる直線方向の操作力に変換してセンサ連結部３８に伝達する変換機構７４を設けた。このため、レバータイプの本例のセンサユニット５をダイヤルタイプにも使用することが可能となるので、１つのセンサユニット５を２タイプで共用可能となる。よって、各々のタイプ毎にセンサユニット５を用意する必要がなくなるので、その分だけ部品コストを低く抑えることができる。また、レバー部５４のリブ７９，７９とノブ支持スライダ５３のノブスライドガイド５０という簡素な構造を持つ変換機構７４でセンサユニット５の共用化を図ることが可能となるので、共用化に際して多大なコストを必要とすることもない。

（２）ノブスライドガイド５０のセレクト方向には、シフトノブ２の操作量を確保する空走距離Ｌが設けられている。このため、もし仮にマグネット６の移動量が大きくとれない場合であっても、この空走距離Ｌによってシフトノブ２のセレクト方向における操作量を大きくとることが可能となるので、シフトノブ２の操作量を充分に確保することができる。

（３）センサ連結部３８は、シフトノブ２が直線操作される前のとき（即ち、中立位置の状態）でも、一対のリブ７９，７９の間に挟まった取り付け状態をとる。このため、例えばシフトノブ２を回動操作するときにセンサ連結部３８がリブ７９，７９に係止していないという状況を発生させずに済むので、センサユニット５に誤作動を生じ難くすることができる。

（４）マグネットホルダ１６を押し込むマグネットホルダ用付勢部材３３によって、センサ連結部３８が常にガイド孔７５のガイド面７８に押し付けられる。このため、センサ連結部３８の位置決め精度が高くなり、センサユニット５の位置検出精度を高いものとすることができる。

（５）シフトノブ２はモーメンタリ式であるので、シフトノブ２を中立位置から他のレンジ位置に操作した後、シフトノブ２が自動で元の中立位置に復帰する。このため、中立位置から他のレンジ位置に操作したシフトノブ２を元の中立位置に復帰させるときに、操作者に特別な操作を課す必要がなくなるので、利便性が高いものとなる。

（６）ノブ回動操作時においてシフトノブ２に節度感を付与する節度機構６３をシフタ装置１に設けたので、シフトノブ２に適度な操作感を付与することができる。
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。

・ シフタ装置１は、必ずしも車内のセンターコンソールに配置されたフロア型に限らず、例えばステアリングコラムに配置されたコラム型や、センタークラスターに配置されたインストルメントパネル型の何れを採用してもよい。

・ シフトノブ２の直線操作後の回動操作は、必ずしも円弧をとる動きに限定されず、要は直線操作時に課される操作方向に対して曲線形状（経路が曲がる形状）をとっていればよい。

・ センサユニット５は、必ずしも下側スライダ１４、上側スライダ１５、マグネットホルダ１６、マグネットスライダ３７を順次積み重ねた亀の子形状をとることに限定されず、各々が個別の収納部を持つものでもよい。

・ センサユニット５は、隣り合うレンジ位置間ごとに各々独立した部材のユニットを持つことに限定されず、要はマグネット６が装置平面視において平面方向に直線移動するものであればよい。

・ センサユニット５は、必ずしもマグネット６をシフトノブ２に動きを追従させる付勢部材を持つことに限定されず、これを持っていない構造をとっていてもよい。
・ シフトノブ２の検出系は、必ずしも磁気式に限定されず、例えば光センサ等の他の検出形式を採用してもよい。

・ シフトノブ２（センサユニット５）は、必ずしも元の操作位置に自動で戻るモーメンタリ式をとることに限定されず、各々のレンジ位置に操作された際にその操作位置を保持する保持式でもよい。

・ シフトノブ２側にマグネット６が配置され、ケース側に磁気センサ７が配置される組み合わせに限定されず、これを逆に入れ換えてもよい。
・ ＰＣボード１２にもう一組の磁気センサ群を設けて二重系としてもよい。

・ センサユニット５は、必ずしも多軸の操作位置を検出できるものに限らず、１軸のみ検出するものであってもよい。
・ 第１検出体は、必ずしもマグネットホルダ１６にマグネット６を取着した部品であることに限定されず、マグネット６のみからなるものでもよい。

・ シフトノブ２とマグネットスライダ３７との連結構造は、必ずしもマグネットスライダ３７側の突起を、シフトノブ２の凹部に挿し込む形状に限らず、これを逆としてもよい。

・ ガイド部は、必ずしも部材が貫通した孔に限らず、凹みを有する穴でもよい。
・ 係止部は、必ずしもリブ形状のものに限定されず、センサ連結部３８を係止できれば、どのような形状のものを採用してもよい。

・ リブ７９，７９は、シフトノブ２の直線操作の前後においてセンサ連結部３８と常時係止する取り付け状態をとることに限らず、少なくとも直線操作後にセンサ連結部３８と係止するものであれば、どのような形状を採用してもよい。

・ シフタ装置１は、必ずしもシフトノブ２の操作方向が片仮名を左右反転させた「ト」の経路をとることに限らず、例えばシフトノブ２の操作経路を英子文字の「ｈ」を左右反転させた経路として、実施形態の述べた４つのレンジ位置にブレーキ位置（Ｂ位置）を加えて、５位置を検出するものでもよい。

・ シフタ装置１は、必ずしもシフタ装置１に適用されることに限らず、レバーやノブ等の各種操作系を持った装置や機器に応用可能であることは言うまでもない。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。

（１）請求項１〜５のいずれかにおいて、前記操作手段が操作された際、後ろから前記第１検出体を押すことにより当該第１検出体の操作前の位置への復帰を助長する復帰用付勢部材が撓んで、前記第１検出体が前記操作手段に追従して動いて前記操作位置の検出を許容し、更に前記復帰用付勢部材が撓み切った後、今度は前記第１検出体に可動可能に保持された保持部材と前記第１検出体との間に設けた高荷重のバラツキ吸収付勢部材が続いて撓んで、前記第１検出体は止まるものの前記保持部材が動くことにより部品間のバラツキを吸収するバラツキ吸収機構を備えた。この構成によれば、もし仮に操作手段とその周囲部品との間にバラツキが発生していても、これに影響を受けずに第１検出体が好適な位置に位置するので、操作手段の操作位置を検出する際のその検出精度を高いものとすることが可能となる。

一実施形態におけるダイヤルタイプシフタ装置の外観を示す斜視図。 ダイヤルタイプのシフタ装置におけるシフトノブの動きを示す説明図。 シフタ装置の部品構成を示す分解斜視図。 センサユニットの内部構成を示す分解斜視図。 シフトノブが中立位置をとる際のセンサユニットの状態を示す平面図。 シフトノブがＮ位置をとる際のセンサユニットの状態を示す平面図。 シフトノブがＤ位置をとる際のセンサユニットの状態を示す平面図。 シフトノブがＲ位置をとる際のセンサユニットの状態を示す平面図。 レバー部及びノブ支持スライダの具体的形状を示す斜視図。 図９の部品を下側から見たときの斜視図。 シフタ装置の電気構成を示すブロック図。 シフトノブが中立位置をとる際の変換機構の動作状態を示す平面図。 シフトノブがＮ位置をとる際の変換機構の動作状態を示す平面図。 シフトノブがＲ位置をとる際の変換機構の動作状態を示す平面図。 シフトノブがＤ位置をとる際の変換機構の動作状態を示す平面図。

符号の説明

２…操作手段及びシフト操作部を構成するシフトノブ、３…ケース部材としての装置ケース、６…被検出部（第１検出体）を構成するマグネット、７…検出部（第２検出体）としての磁気センサ、１６…被検出部（第１検出体）を構成するマグネットホルダ、２０…付勢手段を構成する下側スライダ用付勢部材、２６…付勢手段を構成する上側スライダ用付勢部材、３３…付勢手段を構成するマグネットホルダ用付勢部材、３７…被検出部（第１検出体）を構成するマグネットスライダ、５３…支持部材としてのノブ支持スライダ、７４…変換機構、７５…ガイド部としてのガイド孔、７８…案内面としてのシフト方向規制ガイド面、７９…係止部としてのリブ、Ｌ…空走距離。

Claims (6)

1. 操作手段に検出部及び被検出部の一方として第１検出体を設け、前記操作手段を可動可能に支持するケース部材に、前記した２者の他方として第２検出体を設け、前記操作手段の操作の際に前記第１検出体が当該操作手段に追従して直線移動して、前記２つの検出体の位置関係に応じて変わる前記検出部の検出値により、前記操作手段の操作位置を検出する操作位置検出装置において、
   前記ケース部材に対して直線移動可能に取り付けられた支持部材に前記操作手段を回動可能に連結することにより、前記操作手段の直線操作と該直線操作後の回動操作とが許容され、前記操作手段が直線操作された際には、前記支持部材に設けたガイド部で前記第１検出体を押して、当該第１検出体を前記操作手段の直線操作に追従させ、前記操作手段が該直線操作後に回動操作された際には、当該操作手段に設けた係止部で前記第１検出体を引っ張りつつ、しかも前記ガイド部において前記直線操作の直行方向に沿って延びる案内面で前記第１検出体を案内することにより、前記第１検出体を前記直行方向に直線移動させる変換機構を備えたことを特徴とする操作位置検出装置。
2. 前記ガイド部には、前記操作手段が直線操作されても、暫くの間は前記第１検出体を押し込まないように空走距離が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の操作位置検出装置。
3. 前記係止部は、前記操作手段が直線操作される前とその後との両方において前記第１検出体と係止状態をとることを特徴とする請求項１又は２に記載の操作位置検出装置。
4. 前記第１検出体は、当該第１検出体を操作前の位置側に押す付勢手段によって戻し側に常時付勢されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の操作位置検出装置。
5. 前記操作手段は、非操作時には定常位置に位置し、当該定常位置から他の位置に操作された後、自動で元の前記定常位置に復帰するモーメンタリ式をとっていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の操作位置検出装置。
6. 車両の変速機のギア位置を切り換える際に操作するシフト操作部に検出部及び被検出部の一方として第１検出体を設け、前記シフト操作部を可動可能に支持するケース部材に、前記した２者の他方として第２検出体を設け、前記シフト操作部の操作の際に前記２つの検出体の位置関係に応じて変わる前記検出部の検出値により、前記シフト操作部の操作位置を検出するシフト操作位置検出装置において、
   前記ケース部材に対して直線移動可能に取り付けられた支持部材に前記シフト操作部を回動可能に連結することにより、前記シフト操作部の直線操作と該直線操作後の回動操作とが許容され、前記シフト操作部が直線操作された際には、前記支持部材に設けたガイド部で前記第１検出体を押して、当該第１検出体を前記シフト操作部の直線操作に追従させ、前記シフト操作部が該直線操作後に回動操作された際には、当該シフト操作部に設けた係止部で前記第１検出体を引っ張りつつ、しかも前記ガイド部において前記直線操作の直行方向に沿って延びる案内面で前記第１検出体を案内することにより、前記第１検出体を前記直行方向に直線移動させる変換機構を備えたことを特徴とするシフト操作位置検出装置。

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