JP5166068B2 - Position detecting device and shift lever device - Google Patents
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Description
本発明は、位置検出装置及びシフトレバー装置に関する。 The present invention relates to a position detection device and a shift lever device.
従来、自動変速機を搭載した車両では、そのシフトレバー装置のシフトレバーを操作することにより自動変速機の接続状態を切り換えるようになっている。
かかるシフトレバー装置として、近年、シフトレバー等のシフト部材の切換位置を磁気抵抗素子等のセンサによって検出し、その検出信号に基づいて、前記シフト部材の切換位置を検出するとともに、アクチュエータを作動させて前記自動変速機の接続状態を切り換える、所謂シフトバイワイヤ方式が開発されている(例えば、特許文献1を参照)。
Conventionally, in a vehicle equipped with an automatic transmission, the connection state of the automatic transmission is switched by operating a shift lever of the shift lever device.
As such a shift lever device, in recent years, a switching position of a shift member such as a shift lever is detected by a sensor such as a magnetoresistive element, and based on the detection signal, the switching position of the shift member is detected and an actuator is operated. A so-called shift-by-wire system has been developed that switches the connection state of the automatic transmission (see, for example, Patent Document 1).
該シフトバイワイヤ方式を採用したシフトレバー装置では、リンク機構等の機械的な構成が不要になるため、比較的小さな力でシフト操作が可能になるとともに、小型化が実現され、車室内におけるシフトレバー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。 The shift lever device adopting the shift-by-wire system eliminates the need for a mechanical structure such as a link mechanism, so that it is possible to perform a shift operation with a relatively small force and realize downsizing. A degree of freedom can be given to the design of the layout of the apparatus.
この種のシフトレバー装置において、自動変速機の接続状態を切り換えるためのシフト操作が入力される被検出体としてのシフトレバーと、該シフトレバーの切換位置(シフトポジション)を検出することにより入力されたシフト操作を検知する検知装置とを備えたものがある。 In this type of shift lever device, the shift lever as a detected body to which a shift operation for switching the connection state of the automatic transmission is input and the shift lever switching position (shift position) are input. And a detection device for detecting a shift operation.
該検知装置は、外部より入射される磁束の方向を検出する磁気抵抗素子と、該磁気抵抗素子にバイアス磁界を付与するバイアス磁石とを備え、前記磁気抵抗素子から出力される検出信号に基づいて前記シフトレバーの切換位置を検出するように構成されている。 The detection device includes a magnetoresistive element that detects a direction of a magnetic flux incident from the outside, and a bias magnet that applies a bias magnetic field to the magnetoresistive element, based on a detection signal output from the magnetoresistive element. The shift lever switching position is detected.
このシフトレバー装置では、磁気抵抗素子及びバイアス磁石が一つの回路基板上に組付けられ、シフトレバー(に設けられた磁性体)が前記磁気抵抗素子及びバイアス磁石に対して移動し、当該磁気抵抗素子によって検出された磁束の方向(検出信号)に基づいて前記シフトレバーの切換位置が検出される(例えば、特許文献2を参照)。 In this shift lever device, a magnetoresistive element and a bias magnet are assembled on a single circuit board, and a shift lever (a magnetic body provided on the shift lever) moves relative to the magnetoresistive element and the bias magnet. The shift lever switching position is detected based on the direction (detection signal) of the magnetic flux detected by the element (see, for example, Patent Document 2).
このようなシフトレバー装置では、磁気抵抗素子から出力される検出信号が、シフトレバー(磁性体)が所定位置(切換位置や移動途中の位置を含む。)にあるときに、当該所定位置に応じて想定されたとおりの出力レベル(出力電圧)であることが、位置検出誤差を極力低減する観点や、該位置検出誤差に由来する不測の事態を防止する観点から、シフトレバー装置の設計仕様上、強く要求されている。 In such a shift lever device, the detection signal output from the magnetoresistive element corresponds to the predetermined position when the shift lever (magnetic body) is at a predetermined position (including a switching position and a position in the middle of movement). From the viewpoint of reducing the position detection error as much as possible, and from the viewpoint of preventing unforeseen circumstances resulting from the position detection error, the output level (output voltage) as expected in the design specification of the shift lever device , Is strongly requested.
そしてこのために、磁気抵抗素子及びバイアス磁石の組付け公差(配置位置ずれ)が僅小であることは勿論のこと、シフトレバー(磁性体)及びバイアス磁石の組付け公差も僅小であることが必要となる。
しかしながら、前記したシフトレバー装置では、磁気抵抗素子及びバイアス磁石は一つの回路基板上に組付けられている。このため、該両部材の同回路基板上への組付け公差の僅小化により、シフトレバーの位置検出誤差をある程度低減することが可能となっているものの、シフトレバー(磁性体)とバイアス磁石については、かかる位置検出誤差を低減する手段は何ら設けられていないのが現状である。 However, in the shift lever device described above, the magnetoresistive element and the bias magnet are assembled on one circuit board. For this reason, the shift lever (magnetic material) and the bias magnet can be reduced to some extent by reducing the tolerance of assembly of the two members on the same circuit board to a certain extent. As for the current situation, no means for reducing such position detection error is provided.
また、磁気抵抗素子及びバイアス磁石の組付け公差、シフトレバー(磁性体)及びバイアス磁石の組付け公差がそれぞれ僅小化されていても、両組付け公差が重畳されることにより、シフトレバーの位置検出誤差が顕在化する場合が考えられる。 Even if the assembly tolerances of the magnetoresistive element and the bias magnet and the assembly tolerances of the shift lever (magnetic body) and the bias magnet are reduced, the assembly tolerances of the shift lever are overlapped. A case where a position detection error becomes apparent is conceivable.
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、磁性を有する被検出体、磁気抵抗素子、及びバイアス磁石の組付け公差が僅小化され、被検出体の位置検出誤差が低減できる位置検出装置、及び該位置検出装置を用いたシフトレバー装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object thereof is to reduce the assembly tolerance of the magnetic detection object, the magnetoresistive element, and the bias magnet, and to detect the detection object. It is an object of the present invention to provide a position detection device that can reduce the position detection error and a shift lever device using the position detection device.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、磁性を有する被検出体と、該被検出体を一定の軌道に沿わせて所定位置に案内する案内レール部材と、外部より入射される磁束の方向を検出する磁気抵抗素子と、該磁気抵抗素子が組付けられる支持部材と、前記磁気抵抗素子にバイアス磁界を付与するバイアス磁石と、前記被検出体及びバイアス磁石により形成され、前記磁気抵抗素子によって検出された磁束の方向に基づいて前記被検出体の位置を検出する検出手段とを備えた位置検出装置であって、前記バイアス磁石は、該バイアス磁石と前記被検出体との位置関係を規定すべく、前記案内レール部材に固設されているとともに、当該案内レール部材は、前記バイアス磁石が前記磁気抵抗素子に対して位置決めされた状態で前記支持部材に固設され、前記バイアス磁石が、インサート成形により前記案内レール部材に一体的に埋設されていること、を要旨とする。
In order to solve the above-described problems, the invention described in
同構成によれば、バイアス磁石は、該バイアス磁石と被検出体との位置関係を規定すべく、案内レール部材に固設されているとともに、当該案内レール部材は、バイアス磁石が磁気抵抗素子に対して位置決めされた状態で支持部材に固設されている。このため、案内レール部材により案内される被検出体及びバイアス磁石の組付け公差を僅小化することができ、磁性を有する被検出体、磁気抵抗素子、及びバイアス磁石の組付け公差を、磁気抵抗素子及びバイアス磁石の組付け公差のみに依存するようにすることができる。これにより、磁気抵抗素子及びバイアス磁石の支持部材への組付け精度を高めることで、磁性を有する被検出体、磁気抵抗素子、及びバイアス磁石の組付け公差が僅小化されるようになる。
特に、バイアス磁石がインサート成形により案内レール部材に一体的に埋設されているので、実用的且つ確実な手法で案内レール部材により案内される被検出体及びバイアス磁石の組付け公差を僅小とすることができる。
According to this configuration, the bias magnet is fixed to the guide rail member so as to define the positional relationship between the bias magnet and the detection target, and the guide rail member includes the bias magnet as a magnetoresistive element. The support member is fixed in a state of being positioned with respect to the support member. For this reason, the assembly tolerance of the detected object and the bias magnet guided by the guide rail member can be reduced, and the assembly tolerance of the magnetic detection object, the magnetoresistive element, and the bias magnet can be reduced to the magnetic tolerance. It can be made to depend only on the assembly tolerance of the resistance element and the bias magnet. As a result, by increasing the assembly accuracy of the magnetoresistive element and the bias magnet to the support member, the assembly tolerance of the magnetic detection object, the magnetoresistive element, and the bias magnet is reduced.
In particular, since the bias magnet is integrally embedded in the guide rail member by insert molding, the assembly tolerance of the detected object and the bias magnet guided by the guide rail member by a practical and reliable method is made small. be able to.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の位置検出装置において、前記案内レール部材は、該案内レール部材の表面で開口する開口部と、その開口部に連通して設けられ、前記被検出体を案内可能に収容する収容部とを備え、その収容部の底部に前記バイアス磁石がインサート成形されていること、を要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the position detection device according to the first aspect, the guide rail member is provided with an opening that opens at a surface of the guide rail member, and communicates with the opening. The gist of the present invention is that the bias magnet is insert-molded at the bottom of the accommodating portion .
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の位置検出装置において、前記磁気抵抗素子は磁気抵抗効果を用いたMRE素子であり、前記バイアス磁石を挟むように前記案内レール部材の両側に配置されていること、を要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the position detecting device according to the first or second aspect, the magnetoresistive element is an MRE element using a magnetoresistive effect, and the guide rail member is sandwiched between the bias magnets. The gist is that they are arranged on both sides .
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載の位置検出装置において、前記収容部の底面には、長手方向に沿って延びるように一対の突起条が凸設されていること、を要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the position detection device according to the second or third aspect, the bottom surface of the accommodating portion is provided with a pair of protrusions so as to extend along the longitudinal direction . Is the gist.
請求項5に記載の発明は、車両に搭載され、その自動変速機の接続状態を切り換えるためのシフトレバー装置であって、複数箇所に移動可能とされたシフトレバーを被検出体とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の位置検出装置と、前記シフトレバーの検出位置に基づいて、入力されたシフト操作を検知する検知手段とを具備すること、を要旨とする。
The invention according to
同構成によれば、車両の自動変速機の接続状態を切り換えるべく複数箇所に移動されるシフトレバーの位置検出のために、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の位置検出装置が用いられているので、シフトレバーが案内レール部材上の所定位置にあるときに磁気抵抗素子からの検出信号の出力レベルが想定されたとおりとなり、シフトレバーの位置検出誤差が低減でき、シフトレバー装置の設計仕様を満足することが可能となる。
According to this configuration, the position detection device according to any one of
本発明によれば、磁性を有する被検出体、磁気抵抗素子、及びバイアス磁石の組付け公差が僅小化され、被検出体の位置検出誤差が低減できる。 According to the onset bright, the detected member having magnetism, magneto-resistive element, and assembling tolerances of the bias magnet is僅小reduction, can be reduced position detection error of the object to be detected.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
図1(a)に示すように、本実施形態のシフトレバー装置1は、車両の自動変速機のシフトポジションを切り換えるべく、複数箇所に移動される被検出体としてのシフトレバー2と、該シフトレバー2が挿通される変形H型(h型)のシフトゲート3が形成されたシフトパネル4とを備えている。このシフトパネル4は、車両のインストルメントパネルに設けられている。尚、本実施形態のシフトレバー装置1は、シフトレバー2の位置検出装置として機能するものである。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1 (a), a
詳しくは、前記シフトレバー2は、車両の自動変速機の接続状態を切り換えるべく、運転者のシフト操作により、前記シフトゲート3に沿って同シフトゲート3の複数箇所に設定された各ポジションA〜E(切換位置)に移動可能に設けられている。
More specifically, the
前記シフトゲート3は、互いに平行に延びる第1ゲート11及び第2ゲート12と、これら第1ゲート11及び第2ゲート12間を接続する第3ゲート13とからなり、第1ゲート11は、第2ゲート12の約半分の長さとされている。そして、第3ゲート13は、第1ゲート11の上方端部から同第1ゲート11と略直交する方向に延設され、第2ゲート12の略中央部において同第2ゲート12に接続されている。
The
そして、前記ポジションA,B,Cは、それぞれ、第2ゲート12の上方端部、同第2ゲート12の略中央部に位置する第3ゲート13との接続点、同第2ゲート12の下方端部に設けられている。さらに、前記ポジションD,Eは、それぞれ、第1ゲート11の上方端部(第3ゲート13との接続点)、同第1ゲート11の下方端部に設けられている。
The positions A, B, and C are respectively an upper end portion of the
図1(a)に示すシフトレバー装置1では、前記ポジションA,B,Cは、それぞれ、リバースポジション「R」、ニュートラルポジション「N」、ドライブポジション「D」として設定されている。さらに、前記ポジションD,Eは、それぞれ、中立位置、ブレーキポジション「B」として設定されている。このように前記ポジションDは中立位置として設定されており、運転者のシフト操作によって、シフトレバー2が同ポジションDから各ポジションA〜Eに移動させられると、再び中立位置であるポジションDへ、図示しないモーメンタリー機構によって自動的に復帰するように構成されている。
In the
図1(a)及び図1(b)に示すように、本実施形態のシフトレバー装置1は、外部より入射される磁束の方向を検出する磁気抵抗素子としての四対(複数対)のセンサチップ11a,11b、…、13a,13bと、該センサチップ11a,11b、…にそれぞれバイアス磁界を付与するバイアス磁石101〜103と、シフトレバー2が運転者によりシフト操作された際に、同センサチップ11a,11b、…から出力される検出信号に基づいてシフトレバー2の位置を検出するとともに、同シフトレバー2に入力されたシフト操作を検知する検出手段及び検知手段としてのコントローラ6とを備えている。このコントローラ6は、前記シフトパネル4の背面側に設けられており、前記検出信号に基づき、シフトレバー2が前記各ポジションA〜E(切換位置)のいずれにあるかの位置検出を行うとともに、該位置検出の結果に基づいて同シフトレバー2に入力されたシフト操作を検知する。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the
詳しくは、前記第1ゲート11の下方において、前記ポジションD及びEの中間位置には、バイアス磁石101が設けられるとともに、該バイアス磁石101を同第1ゲート11を横断する方向(第3ゲート13の長手方向)で挟み込むように一対のセンサチップ11a,11bが設けられている。また、前記第2ゲート12の下方において、前記ポジションA及びBの中間位置には、バイアス磁石102aが設けられるとともに、該バイアス磁石102aを同第2ゲート12を横断する方向(第3ゲート13の長手方向)で挟み込むように一対のセンサチップ12a,12bが設けられている。また、第2ゲート12の下方において、前記ポジションB及びCの中間位置には、バイアス磁石102bが設けられるとともに、該バイアス磁石102bを同第2ゲート12を横断する方向(第3ゲート13の長手方向)で挟み込むように一対のセンサチップ12c,12dが設けられている。さらに、第3ゲート13の下方において、前記ポジションB及びDの中間位置には、バイアス磁石103が設けられるとともに、該バイアス磁石103を同第3ゲート13を横断する方向(第1及び第2ゲート11,12の長手方向)で挟み込むように一対のセンサチップ13a,13bが設けられている。尚、本実施形態では、前記四対(複数対)のセンサチップ11a,11b、…、13a,13bと、各センサチップ11a,11b、…に対応するバイアス磁石101,…とは、それぞれ、図1(a)に示すシフトパネル4とコントローラ6との間に配設された支持部材としての回路基板5の裏面と表面に、組付け公差が僅小となるように、互いに位置決めされた状態で組み付けられている。
Specifically, a
ここで、各センサチップ11a〜13bは、それぞれ、所定の挟み角(90°)をなして配置された一対のMRE(Magneto-resistance effect;磁気抵抗効果)素子(磁気抵抗素子)7a,7bを電気的に接続してなるハーフブリッジ回路8により構成されている(図2(a)及び図2(b)参照)。即ち、各MRE素子7a,7bは、同MRE素子7a,7bを貫く磁束の方向がその電流方向と平行となる方向に接近する程、その抵抗値(出力電圧値)が高くなるようにされている。
Here, each of the
一方、図1(b)に示すように、前記シフトレバー2の基端部には、扁平な四角柱状のカウンター磁石2aが一体的に固設されており、当該シフトレバー2のシフト操作による移動に伴い、前記各ポジションA〜Eに移動する。
On the other hand, as shown in FIG. 1 ( b ), a flat square
そして、本実施形態では、前記カウンター磁石2a及びバイアス磁石101〜103により形成され、前記MRE素子7a,7b(センサチップ11a,11b、…)によって検出された磁束の方向に基づいて前記シフトレバー2の位置が検出される。
In this embodiment, the
詳しくは、第3ゲート13に配設された一対のセンサチップ13a,13bを例にとれば、その内のセンサチップ13aの出力端子Poutにおける出力電圧V(中間電位)は、図2(a)及び図2(b)を参照して、前記シフトレバー2(カウンター磁石2a)がシフトゲート3においてポジションDに位置し、当該センサチップ13aのハーフブリッジ回路8における磁束の方向が接地側のMRE素子7b(の電流方向)と平行となる方向に接近する程高くなる(図2(a)の状態)。一方、前記シフトレバー2(カウンター磁石2a)が前記シフトゲート3においてポジションBに位置し、その磁束の方向が電源側のMRE素子7a(の電流方向)と平行となる方向に接近する程低くなる(図2(b)の状態)。
Specifically, taking a pair of
このようにして、前記シフトレバー2がポジションA〜Eのいずれかに位置する場合に、前記各センサチップ11a〜13bにおいて、それぞれ、一対のMRE素子7a,7a(ハーフブリッジ回路8の出力端子Pout)から出力電圧Vが出力される。そして、図示しないコンパレータに入力されて閾値Vthと比較され、当該各センサチップ11a〜13bにおいて、「1」(V≧Vthの場合)又は「0」(V<Vthの場合)の2値化信号が生成される。そして、各一対のセンサチップ11a,11b、…、13a,13bにおいて、2値化信号の組とされ、さらにコンパレータを介して四組の2値化信号の組(例えば、「0,0」、「0,0」、「0,0」、「1,0」等)が前記コントローラ6に入力される。そして、同コントローラ6において、当該四組の2値化信号の組が、各ポジションA〜Eとの対照テーブル(図示せず)と対照され、当該シフトレバー2(カウンター磁石2a)の切換位置(ポジションA〜Eのいずれか)が検出されるとともに、入力されたシフト操作が検知される。
In this way, when the
図3(a)及び図3(b)に示すように、本実施形態のシフトレバー装置1は、前記シフトパネル4と回路基板5との間に配設され、前記カウンター磁石2aを前記シフトゲート3のゲートパターン(図3(a)中、仮想線で示す一定の軌道)に正確に沿わせて前記各ポジションA〜E(所定位置)に案内する案内レール部材9を備えている。そして、前記バイアス磁石101〜103は、該バイアス磁石101〜103と、案内レール部材9により案内されるシフトレバー2(カウンター磁石2a)との位置関係を規定すべく、前記案内レール部材9にインサート成形により一体的に埋設(固設)されている。さらに、該案内レール部材9は、前記バイアス磁石101〜103が前記センサチップ11a,11b、…(MRE素子7a,7a、…)に対して位置決めされた状態で、複数対のピン9p,9p,…を介して回路基板5に固設されている(図3(b)参照)。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the
詳しくは、該案内レール部材9は、前記シフトゲート3のゲートパターンに合致するように変形H型(h型)に形成され、さらに案内レール部材9には、同じく変形H型に形成された案内レール9a(溝)が形成されている。該案内レール9aは、前記シフトレバー2が挿通されるとともに、前記シフトゲート3に沿うように案内レール部材9の表面で開口する開口部9bと、同案内レール部材9の内部において前記開口部9bに連通して設けられ、前記カウンター磁石2aを前記第1ゲート11〜第3ゲート13に沿って案内可能(移動可能)に収容する収容部9cとからなる。
More specifically, the
そして、本実施形態のシフトレバー装置1は、前記シフトゲート3及び案内レール9aの開口部9bに前記シフトレバー2が挿通されるとともに、前記カウンター磁石2aが前記収容部9cに収容された状態で、同カウンター磁石2aが前記第1ゲート11〜第3ゲート13に沿って案内され、前記各ポジションA〜Eに位置するように構成されている。
And the
これにより、前記シフトレバー2は、前記シフトゲート3の変形H型のゲートパターン(一定の軌道)に正確に沿って移動するようになる。換言すれば、前記シフトレバー2(カウンター磁石2a)は、前記ゲートパターンに沿って、上下左右(案内レール9aの深さ方向と幅方向)に振れることなく前後方向(進行方向)にのみ移動するようになる。尚、前記案内レール9aの収容部9cの底面9dには、前記カウンター磁石2aと当該底面9dとの摺動摩擦を低減すべく、前記第1ゲート11〜第3ゲート13の長手方向に沿って延びるように一対の突起条9e,9eが凸設されている。
As a result, the
さらに、前記バイアス磁石101〜103は、前記案内レール9aの収容部9c内を移動するカウンター磁石2aとの位置関係が想定されたとおりになるように、前記案内レール部材9にインサート成形により一体的に埋設されている。ここで、インサート成形とは、金属部品等(インサート品)を予め金型内に装填しておき、金型に注入した樹脂と一体化して複合部品を成形する方法をいい、金属部品等を樹脂中で高精度に配置することが可能となる。
Further, the
前記シフトレバー2は、このように前記案内レール9aの収容部9c内にカウンター磁石2aが収容された状態で、前記各ポジションA〜E(切換位置)に位置するようにシフト操作されることで、自動変速機の接続状態(「R」、「N」、「D」、「B」、「中立位置」のいずれか)が切り換えられる。
The
上述したように、本実施形態では、前記バイアス磁石101〜103が案内レール部材9にインサート成形により一体的に埋設(固設)されているとともに、当該案内レール部材9は、回路基板5に対して固設されている。このため、当該案内レール部材9とバイアス磁石101〜103との組付け公差、ひいては、前記カウンター磁石2aとバイアス磁石101〜103との組付け公差が僅小化される。そして、前記シフトレバー2に固設されているカウンター磁石2aが、前記シフトゲート3のゲートパターンに沿って、当該バイアス磁石101〜103に対して想定された位置関係のとおりに移動するようになる。
As described above, in the present embodiment, the
以下、図4に示すように、前記シフトレバー2(カウンター磁石2a)がシフトゲート3内においてポジションDからポジションBへ移動し、該移動に伴い、前記センサチップ13aのMRE素子7a,7b(ハーフブリッジ回路8)における磁束の方向が、図2(a)に示す状態から図2(b)に示す状態になる場合を例として説明する。この場合、図5に示すように、従来技術の如く、バイアス磁石103が案内レール部材9に固設されていない状態では、カウンター磁石2aとバイアス磁石103との位置関係が、案内レール部材9及びバイアス磁石103の組付け公差の分、想定された状態から外れるようになる。そして、センサチップ13aからの出力電圧V(図5中、仮想線で示す。)もX軸方向(第3ゲート13の長手方向)に図5中、ΔXだけずれるようになる。これにより、当該センサチップ13a,13bの出力電圧Vに基づく2値化信号の組(例えば、「1,0」)が設計仕様とおりにコントローラ6に入力されず、シフトレバー装置1としての信頼性を損ねることになる。これにより、同シフトレバー装置1において、想定したとおりに2値化信号の組が得られないために、コントローラ6の動作が安定せず、さらに場合によっては、車両の自動変速機の接続状態に不具合を生じることすらある。これに対し、本実施形態では、案内レール部材9にバイアス磁石103が固設(一体化)されており、案内レール部材9及びバイアス磁石103の組付け公差が僅小化されるため、カウンター磁石2aとバイアス磁石103との位置関係は、想定されたとおりとなる。そして、当該センサチップ13a,13bからの出力電圧V(図5中、実線で示す。)も想定されたとおりとなる。そしてこの結果、当該センサチップ13a,13bの出力電圧Vに基づく2値化信号の組(例えば、「1,0」)が設計仕様とおりにコントローラ6に入力され、シフトレバー装置1としての信頼性が高められるようになる。
Hereinafter, as shown in FIG. 4, the shift lever 2 (counter
本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
(1)バイアス磁石101〜103は、該バイアス磁石101〜103とシフトレバー2(カウンター磁石2a)との位置関係を規定すべく、シフトレバー2をゲートパターンに正確に沿わせて案内する案内レール部材9に固設(一体化)されているとともに、当該案内レール部材9は、バイアス磁石101〜103がセンサチップ11a,11b、…(MRE素子7a,7b、…)に対して位置決めされた状態で回路基板5に固設されている。これにより、MRE素子7a,7b、…及びバイアス磁石101〜103の回路基板5への組付け精度を高めることで、シフトレバー2、センサチップ11a,11b、…、及びバイアス磁石101〜103の組付け公差が僅小化されるようになる。そしてこの結果、シフトレバー2が案内レール部材9上の所定位置(切換位置や移動途中の位置を含む。)にあるときにMRE素子7a,7b、…から出力される出力電圧Vが想定されたとおりとなり、当該シフトレバー2の位置検出誤差が低減でき、シフトレバー装置1の設計仕様を満足することが可能となる。
According to this embodiment, the following operations and effects can be obtained.
(1) The
(2)バイアス磁石101〜103がインサート成形により案内レール部材9に一体的に埋設されているので、実用的且つ確実な手法で案内レール部材9により案内されるシフトレバー2(カウンター磁石2a)及びバイアス磁石101〜103の組付け公差を僅小とすることができる。
(2) Since the
尚、上記実施形態は以下のように変形してもよい。
・上記実施形態では、バイアス磁石101〜103は、該バイアス磁石101〜103とシフトレバー2(カウンター磁石2a)との位置関係を規定すべく、前記案内レール部材9に固設するとともに、当該案内レール部材9は、バイアス磁石101〜103がセンサチップ11a,11b、…(MRE素子7a,7b、…)に対して位置決めされた状態で回路基板5に固設した。
The above embodiment may be modified as follows.
In the above embodiment, the
しかし、本発明の技術的思想はこれに限られず、センサチップ11a,11b、…(MRE素子7a,7b、…)とバイアス磁石101〜103との位置関係、及び、案内レール部材9´により一定の軌道に沿わせて所定位置に案内されるシフトレバー2(カウンター磁石2a)とバイアス磁石101〜103との位置関係を規定すべく、次のように構成されていてもよい。即ち、センサチップ11a,11b、…及びバイアス磁石101〜103が、外部配線との接続に用いられ、所定の配線パターンをなすように導電性を有する金属材料からなるリードフレームに互いに位置決めされて組付けられているとともに、当該案内レール部材9´は、当該リードフレームを封止する際に用いる樹脂によって該リードフレームと一体的に金型成形されていてもよい。尚、ここで、リードフレームは、上記実施形態で示したような回路基板5の代わりに用いられるものが好ましいが、そのような回路基板5と組み合わせて用いられるものであってもよい。
However, the technical idea of the present invention is not limited to this, and is fixed depending on the positional relationship between the
ここで、案内レール部材9´は、リードフレームに組付けられたセンサチップ11a,11b、…及びバイアス磁石101〜103との組付け交差が僅小となるように、且つ、上記実施形態で説明した案内レール部材9と同様な形状に封止樹脂を用いて金型成形することが好ましい。即ち、案内レール部材9´は、シフトレバー2(カウンター磁石2a)が、当該案内レール部材9´によって案内され、シフトゲート3のゲートパターン(一定の軌道)に正確に沿って移動するような形状とすることが好ましい。つまり、案内レール部材9´は、シフトレバー2が、前記ゲートパターンに沿って、上下左右(案内レール9aの深さ方向と幅方向)に振れることなく前後方向(進行方向)にのみ移動するような形状にリードフレームの封止樹脂を用いて金型成形することが好ましい。
Here, the
これによれば、センサチップ11a,11b、…(MRE素子7a,7b、…)とバイアス磁石101〜103との位置関係、及び、案内レール部材9´により一定の軌道に沿わせて所定位置に案内されるシフトレバー2とバイアス磁石101〜103との位置関係を規定すべく、次のように構成されている。即ち、センサチップ11a,11b、…及びバイアス磁石101〜103が、外部配線との接続に用いられ、所定の配線パターンをなすように導電性を有する金属材料からなるリードフレームに互いに位置決めされて組付けられている。さらに、案内レール部材9´が、当該リードフレームを封止する樹脂により金型を用いて成形されている。このため、案内レール部材9´により案内される被検出体及びバイアス磁石101〜103の組付け公差を僅小化することができ、シフトレバー2、センサチップ11a,11b、…、及びバイアス磁石101〜103の組付け公差を、センサチップ11a,11b、…及びバイアス磁石101〜103の組付け公差のみに依存するようにすることができる。しかも、センサチップ11a,11b、…及びバイアス磁石101〜103を前記リードフレームに組付けた場合の組付け公差は、回路基板への組付け(実装)時の組付け公差(±0.2〜±0.3mm)と比較すると非常に小さい(±50μm程度)。即ち、該組付け公差は、事実上皆無であって、そもそも僅小であることから、シフトレバー2、MRE素子7a,7b、…、及びバイアス磁石101〜103の組付け公差が僅小化されるようになる。
According to this, the positional relationship between the
さらに、このように案内レール部材9´をリードフレームを封止する樹脂により金型を用いて成形する場合、所謂トランスファーモールド成形を用いることが好ましい。この成形法によれば、加熱加圧した封止樹脂を閉鎖され、加熱した金型内へ注入して加圧成形する方法であり、実用的であって、しかも、量産性良好にリードフレームを封止しつつ案内レール部材9´を一体的に成形することが可能となる。 Furthermore, when the guide rail member 9 'is molded using a mold with a resin that seals the lead frame, it is preferable to use so-called transfer molding. According to this molding method, the heat-pressed sealing resin is closed, injected into a heated mold, and pressure-molded, which is practical and leads to a mass production with a good lead frame. It is possible to integrally mold the guide rail member 9 'while sealing.
・上記実施形態では、案内レール部材9に埋設したバイアス磁石101〜103が、回路基板5に直接組み付け(固設)されるように案内レール部材9から露出するようにした(図3(b)参照)。しかしこれに限られず、バイアス磁石101〜103のセンサチップ11a,11b、…に対する組付け公差を僅小となしうる限り、当該バイアス磁石101〜103は、案内レール部材9中に完全に埋め込まれていてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、バイアス磁石101〜103のみを案内レール部材9にインサート成形により埋設したが、さらにセンサチップ11a,11b、…をバイアス磁石101〜103に対して位置決めした状態で当該バイアス磁石101〜103と共に案内レール部材9にインサート成形により埋設してもよい。
In the above embodiment, buried by insert molding only bias
・上記実施形態では、被検出体の位置を検出する位置検出装置を、被検出体をシフトレバーとし、車両の自動変速機の接続状態を切り換えるシフトレバー装置に適用した。しかし、これに限られず、このような技術的思想の位置検出装置は、その他にも、被検出体の位置を検出するために、無接点のセンサスイッチが適用されうる装置に適用できる。例えば、車両のパドルシフト装置、車両の各種スイッチ装置(ニュートラルスタートスイッチ装置、ストップランプスイッチ装置、プッシュスタートスイッチ装置等)、車両のシートバックル装置に適用することも可能である。 In the above embodiment, the position detection device that detects the position of the detection object is applied to the shift lever device that uses the detection object as a shift lever and switches the connection state of the automatic transmission of the vehicle. However, the present invention is not limited to this, and the position detection device of such a technical idea can be applied to other devices to which a contactless sensor switch can be applied in order to detect the position of the detected object. For example, the present invention can be applied to a vehicle paddle shift device, various vehicle switch devices (neutral start switch device, stop lamp switch device, push start switch device, etc.), and a vehicle seat buckle device.
・上記実施形態では、磁気抵抗素子として磁束の方向(磁気ベクトル)を検出するMRE素子を用いたが、磁気抵抗素子としては、例えば、所定方向の磁界の強度を検出するセンサであるホール素子を用いることもできる。 In the above embodiment, an MRE element that detects the direction of magnetic flux (magnetic vector) is used as the magnetoresistive element. However, as the magnetoresistive element, for example, a Hall element that is a sensor that detects the strength of a magnetic field in a predetermined direction is used. It can also be used.
・上記実施形態では、各センサチップ11a〜13bは、それぞれ、所定の挟み角(90°)をなして配置された一対のMRE素子(磁気抵抗素子)7a,7bを電気的に接続してなるハーフブリッジ回路8により構成したが、さらに検出感度を高めるべく、該ハーフブリッジ回路8を一対備えるフルブリッジ回路より構成することも勿論可能である。
In the above embodiment, each of the
・上記実施形態では、シフトゲート3のゲートパターンを変形H型としたが、該ゲートパターンは、これに限られず、階段状のゲートパターン等、その他の多様なゲートパターンであってもよい。
In the above embodiment, the gate pattern of the
・上記実施形態では、シフトレバー装置1は、車両のインストルメントパネルに設けられるものとしたが、これに限られず、その他の箇所、例えば、センターコンソールやステアリングコラムに設けられるものであってもよい。
In the above embodiment, the
1…シフトレバー装置、11a,11b、12a,12b、12c,12d、13a,13b…センサチップ、101、102a、102b、103(101〜103)…バイアス磁石、2…シフトレバー、2a…カウンター磁石、3…シフトゲート、4…シフトパネル、5…回路基板、6…コントローラ、7a,7b…MRE素子、8…ハーフブリッジ回路、9…案内レール部材。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記バイアス磁石は、該バイアス磁石と前記被検出体との位置関係を規定すべく、前記案内レール部材に固設されているとともに、当該案内レール部材は、前記バイアス磁石が前記磁気抵抗素子に対して位置決めされた状態で前記支持部材に固設され、
前記バイアス磁石が、インサート成形により前記案内レール部材に一体的に埋設されていることを特徴とする位置検出装置。 A detected object having magnetism, a guide rail member that guides the detected object to a predetermined position along a fixed track, a magnetoresistive element that detects the direction of magnetic flux incident from the outside, and the magnetoresistive element The support member to which the magnetic resistance element is assembled, the bias magnet for applying a bias magnetic field to the magnetoresistive element, the detected body and the bias magnet, and the detected target based on the direction of the magnetic flux detected by the magnetoresistive element A position detection device comprising detection means for detecting the position of the body,
The bias magnet is fixed to the guide rail member so as to define a positional relationship between the bias magnet and the detected object. The guide rail member is configured such that the bias magnet is in contact with the magnetoresistive element. Fixed to the support member in a positioned state ,
The position detecting device , wherein the bias magnet is embedded in the guide rail member by insert molding .
前記案内レール部材は、該案内レール部材の表面で開口する開口部と、その開口部に連通して設けられ、前記被検出体を案内可能に収容する収容部とを備え、その収容部の底部に前記バイアス磁石がインサート成形されている位置検出装置。 The guide rail member includes an opening that opens on a surface of the guide rail member, and a housing that is provided in communication with the opening and accommodates the object to be detected so as to be guided. The bottom of the housing A position detecting device in which the bias magnet is insert-molded.
前記磁気抵抗素子は磁気抵抗効果を用いたMRE素子であり、前記バイアス磁石を挟むように前記案内レール部材の両側に配置されている位置検出装置。 The position detection device, wherein the magnetoresistive element is an MRE element using a magnetoresistive effect, and is disposed on both sides of the guide rail member so as to sandwich the bias magnet.
前記収容部の底面には、長手方向に沿って延びるように一対の突起条が凸設されている位置検出装置。 A position detection device in which a pair of protrusions is provided on the bottom surface of the housing portion so as to extend along the longitudinal direction.
複数箇所に移動可能とされたシフトレバーを被検出体とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の位置検出装置と、前記シフトレバーの検出位置に基づいて、入力されたシフト操作を検知する検知手段とを具備することを特徴とするシフトレバー装置。 A shift lever device mounted on a vehicle for switching the connection state of the automatic transmission,
The position detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein a shift lever that can be moved to a plurality of locations is a detection target, and an input shift based on a detection position of the shift lever. A shift lever device comprising: a detecting means for detecting an operation.
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