JP5241682B2

JP5241682B2 - レバー操作装置

Info

Publication number: JP5241682B2
Application number: JP2009243525A
Authority: JP
Inventors: 正佐野; 徳之小和瀬
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2009-10-22
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2029-10-22
Also published as: JP2011090501A

Description

本発明は、ワイパーやターンシグナル用のストークスイッチ装置あるいは自動変速機のシフト装置等のレバー操作装置に関するものである。

この種のレバー操作装置は、ハウジングから突出する操作レバーが互いに直交する２つの操作面内で揺動可能となっており、この操作レバーをそれぞれの操作面内で揺動操作すると、その操作方向に応じた２種類の動作信号が出力されるようになっている。

従来より知られているレバー操作装置について説明すると、操作レバーの基部はレバー支持体に回動可能に連結されており、このレバー支持体に対して操作レバーは第１の操作面内で揺動可能となっている。また、レバー支持体はステータ部材であるホルダに回動可能に連結されており、前記第１の操作面と略直交する第２の操作面内で操作レバーおよびレバー支持体が一体的に揺動可能となっている。つまり、レバー支持体に対する操作レバーの回動軸と、ホルダに対する操作レバーおよびレバー支持体の回動軸とが略直交させてあり、操作レバーが略直交する２方向へ揺動操作可能となっている。ホルダの底部には回路基板が固定されており、この回路基板には二組の固定接点が形成されている。回路基板上には二組の移動体が配置されており、これら移動体には可動接点がそれぞれ取り付けられている。一方の移動体はホルダに回転可能に支持されており、この移動体と操作レバーの基部との間にはリンク駆動体が介設されている。他方の移動体はホルダにスライド可能に支持されており、この移動体はレバー支持体と係合している（例えば、特許文献１参照）。

このように概略構成されたレバー操作装置において、操作者が操作レバーを第１の操作面内で揺動操作すると、その揺動運動がリンク駆動体を介して一方の移動体に伝達されるため、該移動体が軸部を中心に回路基板と平行な面内を円弧状に移動する。その結果、該移動体に取り付けられた可動接点が回路基板上に形成された一方組の固定接点と接離して接点の切換え動作が行われ、その切換え信号に基づいて例えばビーム切換えやパッシングのためのスイッチ操作を行うことができる。また、操作者が操作レバーを第２の操作面内で揺動操作すると、操作レバーおよびレバー支持体がホルダに対して一体的に揺動操作方向へ回転するため、レバー支持体に係合する他方の移動体が回路基板と平行な面内を直線的に移動する。その結果、該移動体に取り付けられた可動接点が回路基板上に形成された他方組の固定接点と接離して接点の切換え動作が行われ、その切換え信号に基づいて例えば右折や左折のターンシグナルのためのスイッチ操作を行うことができる。

特開２００７−１２３６５号公報

しかしながら、前述した従来のレバー操作装置では、操作レバーの揺動操作に連動して駆動される移動体に可動接点を取り付け、この可動接点を回路基板上の固定接点に対して摺動させることでスイッチ切換えが行われるようになっているため、操作レバーの度重なる揺動操作によって接点が経年的に摩耗したり、接点の酸化や硫化によって導通不良を生じる虞があった。また、移動体と可動接点および固定接点とで一組のスイッチ切換え機構を構成し、このようなスイッチ切換え機構を互いの動きが干渉しないように回路基板上に二組配設する必要があるため、回路基板上の限られたスペースが二組のスイッチ切換え機構によって大きく専有されてしまい、例えば回路基板上に別のスイッチ切換え機構を追加する場合、回路基板を含めて装置全体が大型化してしまうという問題もあった。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、長寿命化および小型化に好適なレバー操作装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のレバー操作装置は、操作レバーと、この操作レバーを第１の操作平面内で揺動可能に支持するレバー支持体と、このレバー支持体を前記第１の操作平面と略直交する第２の操作平面内で揺動可能に支持するホルダと、第１のギア部を有して前記操作レバーと一体的に前記第１の操作平面内を揺動する揺動体と、第２のギア部を有して前記第１の操作平面と直交する軸を中心に回転可能な検知体と、この検知体の回転を検出する非接触式の回転検出手段と、前記レバー支持体にギア結合されて前記第２の操作平面と直交する軸を中心に回転可能な回動シャフトと、この回動シャフトの軸線方向へ移動可能に支持されると共に該回動シャフトと一体的に回転するスライダとを備え、前記スライダの周方向に分割された外周面に前記第１のギア部に噛合する第３のギア部と前記第２のギア部に噛合する第４のギア部とが設けられており、前記操作レバーが前記第１の操作平面内で揺動操作されたとき、前記揺動体の前記第１の操作平面内での揺動が前記第１のギア部と前記第３のギア部の噛合部分を介して前記スライダに伝達されることにより、前記スライダが前記回動シャフトの軸線方向へスライド移動するようになすと共に、前記操作レバーが前記第２の操作平面内で揺動操作されたとき、前記レバー支持体の前記第２の操作平面内での揺動がギア結合を介して前記回動シャフトに伝達されることにより、前記回動シャフトと前記スライダが一体的に回転するようになし、前記スライダのスライド移動および回転が前記第４のギア部と前記第２のギア部の噛合部分を介して前記検知体に動力伝達されるように構成した。

このように構成されたレバー操作装置では、操作レバーを互いに直交する第１および第２の操作平面内のいずれかで揺動操作すると、その操作平面に応じてスライダが回動シャフトと一体的に回転あるいは回動シャフトの軸線方向へ移動し、このようなスライダの動きが検知体の回転運動に動力伝達されることで回転検出手段が検知体の回転を非接触で検出するため、回転検出手段の検知信号に基づいて操作レバーの揺動位置を検出することができる。それゆえ、接点の摩耗や酸化等の導通不良が懸念されるスイッチ切換え機構を用いることなく操作レバーの揺動位置を検出することができ、レバー操作装置の長寿命化を実現することができる。また、スライダの外周面に第３のギア部と第４のギア部という２種類のギア部を設けることにより、スライダの回転動作およびスライド動作によるそれぞれの操作位置に応じて検知体が異なる回転角で回転動作するため、操作レバーの互いに直交する２方向の揺動位置を１つの回転検出手段によって検出することができ、回路基板を含めて装置全体の小型化を実現することができる。

上記の構成において、前記第３のギア部がリード角を持たないラックの一部として構成されると共に、前記第４のギア部がリード角を持つウォームの一部として構成されていることが好ましく、この場合において、前記第１のギア部が前記操作レバーの前記第１の操作平面内での揺動中心軸を中心に円弧状に延びる平歯車の一部として構成されていることが好ましい。

また、上記の構成において、前記回動シャフトの外周面と前記スライダの内周面とのいずれか一方に軸線方向へ延びるガイド溝が形成され、いずれか他方に前記ガイド溝と摺動可能に係合する突条が形成されていることが好ましい。

また、上記の構成において、前記揺動体は前記操作レバーに一体的に設けられたものでもよいが、前記揺動体が前記操作レバーに揺動可能に支持されていると共に、これら揺動体と操作レバーが前記第２の操作平面内で互いに独立して揺動可能であると、揺動体の第１のギア部とスライダの第３のギア部との噛み合い状態を操作レバーの揺動位置に拘わらず安定化させることができる。

本発明のレバー操作装置によれば、操作レバーを互いに直交する第１および第２の操作平面内のいずれかで揺動操作すると、その操作平面に応じてスライダが回動シャフトと一体的に回転あるいは回動シャフトの軸線方向へ移動し、このようなスライダの動きが検知体の回転運動に動力伝達されることで回転検出手段が検知体の回転を非接触で検出するため、回転検出手段の検知信号に基づいて操作レバーの揺動位置を検出することができる。それゆえ、接点の摩耗や酸化等の導通不良が懸念されるスイッチ切換え機構を用いることなく操作レバーの揺動位置を検出することができ、レバー操作装置の長寿命化を実現することができる。また、スライダの外周面に第３のギア部と第４のギア部という２種類のギア部を設けることにより、スライダの回転動作およびスライド動作によるそれぞれの操作位置に応じて検知体が異なる回転角で回転動作するため、操作レバーの互いに直交する２方向の揺動位置を１つの回転検出手段によって検出することができ、回路基板を含めて装置全体の小型化を実現することができる。

本発明の実施形態例に係るレバー操作装置の外観図である。図１のレバー操作装置の第１の操作面に沿う断面図である。図１のレバー操作装置の第２の操作面に沿う断面図である。図１のレバー操作装置の内部構造を示す斜視図である。図１のレバー操作装置の分解斜視図である。図１のレバー操作装置に備えられる操作レバーの動力伝達機構を示す斜視図である。図６の動力伝達機構に用いられるスライダの説明図である。図６の動力伝達機構の動作説明図である。図１のレバー操作装置に備えられる第１および第２回転検出手段の説明図である。図１のレバー操作装置に備えられる操作レバーの操作位置と第１の回転検出手段から得られる出力信号との関係を示す説明図である。図１のレバー操作装置に備えられる第１乃至第３操作体の操作位置と第２の回転検出手段から得られる出力信号との関係を示す説明図である。

本発明の実施形態例に係るレバー操作装置はターンシグナル用のストークスイッチ装置であり、図１に示すように、このレバー操作装置は、自動車のステアリングコラムに固定されるホルダ１と、このホルダ１から突出する操作レバー２とを備えており、操作レバー２は略直交する２方向へ揺動操作できるようになっている。

図１〜図９に示すように、ホルダ１は上ケース３と下ケース４からなり、これら上ケース３と下ケース４は図示せぬネジを用いて一体化されている。図５に示すように、下ケース４の相対向する両側壁にはそれぞれ短寸の軸受け溝４ａと長寸の軸受け溝４ｂが形成されており、下ケース４の前方壁部（図中左下側を前方とし右上側を後方とする）には小径の軸孔４ｃと大径の軸孔４ｄが形成されている。また、下ケース４の底面には図示せぬ開口を塞ぐ底板５が固定されており、この底板５には軸孔４ｃの真下に位置するガイド孔５ａと軸孔４ｄの真下に位置するガイド孔５ｂが形成されている。

操作レバー２は、中空構造の作動体６と、作動体６に固定された一対の半割筒体７，８とからなり、これら半割筒体７，８はスナップ結合により一体化されている。作動体６の相対向する上下両面には一対の回転軸６ａが同一線上に突設されており、これら上下面に直交する両側面には一対の突起６ｂが同一線上に突設されている。下側の回転軸６ａはレバー支持体９の底部に設けられた軸受け凹部９ａに回動可能に支持され、上側の回転軸６ａはレバー支持体９の上端に一体化された橋絡板１０の軸受け凹部１０ａに回動可能に支持されている（図８参照）。これにより、操作レバー２は両回転軸６ａを回動中心として図２の紙面と平行な平面内、すなわち第１の操作平面内で揺動できるようにレバー支持体９に支持されている。また、作動体６の上側の回転軸６ａには駆動筒体１１が取り付けられており、この駆動筒体１１にはスプリング１２と押圧子１３が収納されている。押圧子１３はスプリング１２の弾発力を受けて上ケース３の前方壁の内面に固定されたカム板１４のカム面１４ａに圧接されており、このカム面１４ａは谷部を中心として互いに直交する方向へ延びる２組のＶ字状斜面として形成されている。

作動体６の両突起６ｂには揺動体１５が回転可能に支持されており、この揺動体１５は操作レバー２と一体的に第１の操作平面内を揺動するようになっている。図６に示すように、揺動体１５は平面視円弧状の平板部１５ａを有しており、この平板部１５ａの先端には第１のギア部１５ｂが刻設されている。第１のギア部１５ｂは操作レバー２の第１の操作平面内での揺動中心軸、すなわち作動体６の両回転軸６ａを通る軸線を中心に円弧状に延びる平歯車の一部として形成されている。図８に示すように、平板部１５ａの下面中央には段付き状の係合ピン１５ｃが突設されており、この係合ピン１５ｃは下ケース４の底面に円弧状に形成された逃げ孔４ｅの上端に当接している。

前記レバー支持体９の相対向する両側壁にはそれぞれ支軸９ｃが突設されており、これら支軸９ｃは下ケース４の一方の軸受け溝４ａに回動可能に支持されている。これにより、レバー支持体９は両支軸９ｃを回動中心として図３の紙面と平行な平面内、すなわち前記第１の操作平面と略直交する第２の操作平面内で揺動できるようにホルダ１に支持されている。また、レバー支持体９の一側壁には腕部９ｄが形成されており、この腕部９ｄの先端には円弧状ギア９ｅが刻設されている。この円弧状ギア９ｅは回動シャフト１６の一端部に設けたギア１７と噛合しており、操作レバー２を第２の操作平面内で揺動操作すると、レバー支持体９が両支軸９ｃを回動中心として第２の操作平面内で揺動し、その揺動運動が円弧状ギア９ｅとギア１７のギア結合を介して回動シャフト１６の回転運動に動力伝達されるようになっている。

回動シャフト１６の両端部は下ケース４の他方の軸受け溝４ｂに回動可能に支持されており、その外周面には軸線方向へ延びる複数の突条１６ａが形成されている（図６参照）。回動シャフト１６の回転中心軸とレバー支持体９の揺動中心軸とは互いに平行に設定されており、回動シャフト１６は第２の操作平面と直交する軸線を中心に回転可能となっている。回動シャフト１６には円筒状のスライダ１８が挿入されており、このスライダ１８の内周面には軸線方向へ延びる複数のガイド溝１８ａが形成されている。図８に示すように、これらガイド溝１８ａと回動シャフト１６の各突条１６ａとはスプライン結合されており、それによってスライダ１８は回動シャフト１６の軸線方向へ往復移動（スライド）可能であると共に、回動シャフト１６の回転に伴って一体的に回転可能となっている。ただし、これとは逆に、回動シャフト１６の外周面に形成したガイド溝とスライダ１８の内周面に形成した突条とをスプライン結合することも可能である。

図７に示すように、スライダ１８の外周面の約半周領域には第３のギア部１８ｂが刻設され、残りの約半周領域には第４のギア部１８ｃが刻設されている。第３のギア部１８ｂはリード角を持たないラックの一部として形成されており、この第３のギア部１８ｂは揺動体１５の第１のギア部１５ｂと噛合している。前述したように第１のギア部１５ｂは両回転軸６ａを通る軸線を中心とする平歯車として形成されているため、操作レバー２が両回転軸６ａを回動中心として第１の操作平面内で揺動操作されると、揺動体１５の同方向への揺動運動が第１のギア部１５ｂと第３のギア部１８ｂのギア結合を介してスライダ１８の往復運動（スライド動作）に動力伝達される。ただし、作動体６の両突起６ｂを中心とする揺動体１５の回転運動は第１のギア部１５ｂと第３のギア部１８ｂのギア結合を介してスライダ１８に動力伝達されないため、操作レバー２が第２の操作平面内で揺動操作されてもスライダ１８はスライド動作しない。一方、第４のギア部１８ｃは所定のリード角を持つウォームの一部として形成されており、この第４のギア部１８ｃは第１の検知体１９に形成された第２のギア部１９ａと噛合している。この第１の検知体１９は、円板状の回転板１９ｂと、回転板１９ｂの中央部から起立する支軸１９ｃを有しており、第２のギア部１９ａはピニオンギアとして支軸１９ｃの下部周面に刻設されている。そして、回転板１９ｂの外周縁を底板５のガイド孔５ａに係合させると共に、支軸１９ｃを下ケース４の軸孔４ｃに挿入することにより、第１の検知体１９はホルダ１に回転可能に支持されている。

図９に示すように、第１の検知体１９の回転板１９ｂの下面には円環状の第１磁石２０が固着されており、後述する第２の検知体３１の回転板３１ｂの下面には円環状の第２磁石３２が固着されている。これら第１磁石２０と第２磁石３２は底板５の下面側に取り付けられた回路基板２１と所定間隔を存して対向しており、回路基板２１上には第１磁石２０に対向する第１磁気検出素子２２と第２磁石３２に対向する第２磁気検出素子３３が実装されている。第１磁気検出素子２２は第１の検知体１９の回転に伴う磁場の変化を検出する素子で、第１磁石２０と第１磁気検出素子２２によって第１回転検出手段が構成されている。第２磁気検出素子３３は第２の検知体３１の回転に伴う磁場の変化を検出する素子で、第２磁石３２と第２磁気検出素子３３によって第２回転検出手段が構成されている。これら第１磁気検出素子２２および第２磁気検出素子３３としては、磁界の強さの変化の影響をあまり受けずに安定性が高いことから、本実施形態例ではＧＭＲ（Giant Magneto-Resistive:巨大磁気抵抗）センサが用いられているが、ＭＲＥセンサ、ホール素子等の他の検出素子を用いることも可能である。

操作レバー２の内部には第１の駆動軸２３と第２の駆動軸２４が配置されており、これら第１および第２の駆動軸２３，２４はスプライン結合によって連結されている。したがって、第１および第２の駆動軸２３，２４は、回転方向には一体品として回転動作するものの、軸線方向には相対的に移動可能となっている。第１の駆動軸２３の一端にはＣ字状の接合部２３ａが形成されており、作動体６の内部空間において、接合部２３ａと連結体２５の両端に形成された軸部２５ａとが回転可能に結合していると共に、連結体２５と中継部材２６に形成されたＣ字状の接合部２６ａとがピン２７を用いて回転可能に連結されている。ここで、第１の駆動軸２３と連結体２５を結合する両軸部２５ａの軸線方向と、連結体２５と中継部材２６を結合するピン２７の軸線方向とは互いに直交しており、これら両接合部２３ａ，接合部２６ａと中継部材２６およびピン２７によって自在継手Ｃ１としてのカルダンジョイントが構成されている。また、中継部材２６の前面にはキー溝２６ｂが形成されており、作動体６の内部空間において、キー溝２６ｂと中間部材２８の後面に形成されたキー２８ａとが係合すると共に、中間部材２８の前面に形成されたキー２８ｂと被駆動軸２９の後面に形成されたキー溝２９ａとが係合している。ここで、中間部材２８の両面に形成されたキー２８ａ，２８ｂは互いに直交しており、これら中継部材２６のキー溝２６ｂと中間部材２８の両キー２８ａ，２８ｂおよび被駆動軸２９のキー溝２９ａによってオルダム継手Ｃ２が構成されている。すなわち、第１の駆動軸２３と被駆動軸２９は自在継手Ｃ１（カルダンジョイント）およびオルダム継手Ｃ２を介して連結されている。

被駆動軸２９は下ケース４の前方壁部に形成された保持孔４ｆに回転可能かつ前後方向へ移動可能に支持されており、保持孔４ｆの内奥部には被駆動軸２９を後方へ付勢するスプリング３０が挿入されている（図３参照）。図４に示すように、被駆動軸２９の先端部外周面には第５のギア部２９ｂが刻設されており、この第５のギア部２９ｂは第２の検知体３１に刻設された第６のギア部３１ａと噛合している。第５のギア部２９ｂは所定のリード角を持つウォームとして形成されており、第６のギア部３１ａはピニオンギアとして形成されている。図５に示すように、第２の検知体３１は、円板状の回転板３１ｂと、回転板３１ｂの中央部から起立する支軸３１ｃを有しており、第６のギア部３１ａは支軸３１ｃの上部周面に刻設されている。そして、回転板３１ｂの外周縁を底板５のガイド孔５ｂに係合させると共に、支軸３１ｃを下ケース４の軸孔４ｄに挿入することにより、第２の検知体３１はホルダ１に回転可能に支持されている。前述したように、第２の検知体３１の回転板３１ｂの下面には第２磁石３２が固着されており、この第２磁石３２は回路基板２１上に実装された第２磁気検出素子（ＧＭＲセンサ）３３と所定間隔を存して対向している。

操作レバー２（半割筒体７，８）の後端部には円筒状のカバー３４がスナップ結合を用いて取り付けられており、図３ら示すように、このカバー３４と半割筒体７，８の外周面に形成された段差部７ａ，８ａには第１操作体である操作リング３５が回転自在に保持されている。操作リング３５の内周面には内歯車３５ａが刻設されており（図５参照）、この内歯車３５ａは一方の半割筒体７に支持された中継歯車３６を介して第２の駆動軸２４の後端部に刻設された外歯車２４ａに連結されている。これにより、操作リング３５の回転が内歯車３５ａと中継歯車３６および外歯車２４ａの噛合部分を介して第２の駆動軸２４に伝達された後、第２の駆動軸２４にスプライン結合された第１の駆動軸２３が第２の駆動軸２４と一体的に回転する。

第２の駆動軸２４の外周面には複数のカム溝２４ｂと複数の突起２４ｃが形成されており、これらカム溝２４ｂと突起２４ｃは周方向のほぼ同じ位置に形成されている。図３に示すように、第２の駆動軸２４の外周面と半割筒体７，８の内壁面との間には、それぞれスプリング３７によって弾性付勢されたボール３８が介設されており、第２の駆動軸２４の回転に伴ってカム溝２４ｂとボール３８が係脱することにより、操作リング３５をクリック感を伴って複数位置に安定的に保持できるようになっている。なお、本実施形態例では、操作リング３５の１回転（３６０度）で第２の駆動軸２４が３回転するようなギア比に内歯車３５ａと中継歯車３６および外歯車２４ａが設定されているため、操作リング３５を１／６回転（６０度）する毎にボール３８がカム溝２４ｂと係合してクリック感を生起すると共に、これらボール３８とカム溝２４ｂの係合位置で操作リング３５が安定的に保持される。

一方の半割筒体７の外周面には長方形状の窓孔７ｂが形成されており、この窓孔７ｂから第２操作体である操作つまみ３９の一部が露出している。この操作つまみ３９は窓孔７ｂの長手方向に沿って往復移動可能であり、操作つまみ３９と第２の駆動軸２４との間にはスライダ４０が介設されている。図２に示すように、操作つまみ３９の下面には傾斜溝３９ａが形成されており、この傾斜溝３９ａはスライダ４０の上面に突設されたピン４０ａと係合している。これにより、操作つまみ３９を窓孔７ｂの長手方向へスライド操作すると、その移動が傾斜溝３９ａとピン４０ａの係合部分で窓孔７ｂの長手方向に対して直交する方向の動きに変換され、スライダ４０が第２の駆動軸２４の軸線方向へ移動する。また、図３に示すように、スライダ４０の下面にも傾斜溝４０ｂが形成されており、この傾斜溝４０ｂは前述した第２の駆動軸２４の突起２４ｃと係合するようになっている。したがって、操作つまみ３９を窓孔７ｂの長手方向へスライド操作すると、その移動が傾斜溝３９ａとピン４０ａの係合部分でスライダ４０の第２の駆動軸２４の軸線方向への移動に変換された後、かかるスライダ４０の移動が傾斜溝４０ｂと突起２４ｃの係合部分で第２の駆動軸２４の回転運動へと変換される。

なお、操作つまみ３９は非操作状態で窓孔７ｂの長手方向中央部に位置しており、この場合、ボール３８がスプリング３７の弾発力を受けて任意のカム溝２４ｂの谷部に圧接することにより、第２の駆動軸２４は当該位置に安定的に保持されている。この状態から操作つまみ３９を窓孔７ｂの長手方向へスライド操作すると、前述したように操作つまみ３９の移動に伴って第２の駆動軸２４が所定量だけ回転するが、このときの第２の駆動軸２４の回転量は、ボール３８がカム溝２４ｂから外れない程度の少ない角度に設定されている。したがって、操作つまみ３９に対するスライド操作力を除去すると、ボール３８がカム溝２４ｂの谷部に戻ろうとする復帰力により、第２の駆動軸２４とスライダ４０および操作つまみ３９は元位置に自動復帰する。

操作レバー２の後端には第３操作体であるロッカーノブ４１が揺動可能に支持されており、このロッカーノブ４１の一部はカバー３４の開口端から露出している。ロッカーノブ４１には円弧状のギア部４１ａが刻設されており、このギア部４１ａは首振体４２に刻設された歯車４２ａと噛合している。この首振体４２は半割筒体７，８の内部に回転可能に支持されており、ロッカーノブ４１が揺動操作されると、その揺動運動がギア部４１ａと歯車４２ａの噛合部分を介して首振体４２の回転運動に動力伝達されるようになっている。図２に示すように、この首振体４２にはスプリング４３と押圧子４４が収納・保持されており、押圧子４４はスプリング４３の弾発力を受けて半割筒体７，８の内部に固定されたカム板４５のカム面４５ａに圧接されている。このカム面４５ａは３つの谷部を有する波状形状に形成されており、このような形状のカム面４５ａ上を押圧子４４が摺動することにより、ロッカーノブ４１をクリック感を伴って３つの安定位置に保持できるようになっている。また、首振体４２には連結板４６の一端が回転可能に連結されており、この連結板４６の他端は第１の駆動軸２３の後端に形成された鍔部２３ｂに係合している。したがって、ロッカーノブ４１の揺動操作に伴って首振体４２が回転すると、連結板４６と第１の駆動軸２３が操作レバー２の内部を軸線方向へ一体的に移動する。このとき、第１の駆動軸２３にスプライン結合された第２の駆動軸２４は移動せず、第１の駆動軸２３のみが操作レバー２の軸線方向へ移動する。

次に、このように構成されたレバー操作装置の動作について説明する。

まず、操作レバー２の揺動操作について説明すると、図２と図３は操作レバー２がいずれの方向にも揺動操作されずに中立位置に保持されている非操作状態を示し、この場合、押圧子１３はスプリング１２の弾発力を受けてカム面１４ａの中心の谷部に圧接されており、この圧接力によって操作レバー２は中立位置に安定的に保持されている。この状態で操作レバー２を第１の操作平面に沿って図２の矢印Ｒ−Ｌ方向へ揺動操作すると、押圧子１３がカム面１４ａの山部を乗り越えて隣接する別の谷部に落ち込むため、操作レバー２はＲ方向とＬ方向の末端位置にそれぞれ安定的に保持される。また、かかる操作レバー２の揺動操作に伴って揺動体１５が第１の操作平面内を一体的に揺動することにより、揺動体１５の係合ピン１５ｃが下ケース４の底面に形成された逃げ孔４ｅの上端に沿って摺動し、この揺動体１５の揺動運動が第１のギア部１５ｂと第３のギア部１８ｂのギア結合を介してスライダ１８に動力伝達される。これにより、スライダ１８が回動シャフト１６の軸線方向に沿ってスライド移動し、そのスライド動作が第４のギア部１８ｃと第２のギア部１９ａのギア結合を介して第１の検知体１９の回転運動に動力伝達されるため、第１の検知体１９に固着した第１磁石２０の回転に伴って第１磁気検出素子２２を貫く磁力線（磁束）の方向が変化して第１磁気検出素子２２の出力が変化する。

本実施形態例においては、操作レバー２を中立位置からそれぞれＲ方向とＬ方向の末端位置まで揺動操作したとき、第１磁石２０（第１の検知体１９）が正逆いずれかの方向へ約６０度だけ回転するように、第１のギア部１５ｂから第２のギア部１９ａに至る動力伝達経路のギア比が設定されており、第１磁石２０の回転によって第１磁気検出素子２２から図１０に示すようなリニアな出力が得られる。すなわち、第１の検知体１９は操作レバー２の中立位置を基準にして時計方向と反時計方向へそれぞれ６０度ずつ、合計で１２０度の角度範囲内での位置検出が可能であるため、この角度範囲内で操作レバー２の第１の操作平面内での揺動位置を検出することができ、その検出結果に基づいて例えば右折や左折のターンシグナルのためのスイッチング操作を行うことができる。なお、図１０において、縦軸が第１磁気検出素子２２からの演算出力値（度）、横軸が第１の検知体１９（第１磁石２０）の回転角（度）をあらわす。

また、操作レバー２が中立位置に保持されているとき、操作レバー２を第２の操作平面に沿って図３の矢印Ｕ−Ｄ方向へ揺動操作すると、押圧子１３がカム面１４ａの谷部から山部に乗り上げると共に、レバー支持体９が両支軸９ｃを回動中心として第２の操作平面内で揺動し、その揺動運動が円弧状ギア９ｅとギア１７のギア結合を介して回動シャフト１６の回転運動に動力伝達される。これにより、スライダ１８が回動シャフト１６と一体的に回転し、その回転動作が第４のギア部１８ｃと第２のギア部１９ａのギア結合を介して第１の検知体１９に動力伝達されるため、第１の検知体１９に固着した第１磁石２０の回転に伴って第１磁気検出素子２２を貫く磁力線の方向が変化して第１磁気検出素子２２の出力が変化する。

ただし、この場合の第１の検知体１９の回転量は操作レバー２を第１の操作平面内で揺動操作した場合に比べて十分に少なく、本実施形態例においては、操作レバー２を中立位置からそれぞれＵ方向とＤ方向の末端位置（各操作位置）まで揺動操作したとき、第１磁石２０（第１の検知体１９）が正逆いずれかの方向へ約２０度だけ回転するように、円弧状ギア９ｅから第２のギア部１９ａに至る動力伝達経路のギア比が設定されている。すなわち、操作レバー２を第１の操作平面内で末端位置に揺動操作したときに得られる第１磁気検出素子２２の変化量と、操作レバー２を第２の操作平面内で末端位置に揺動操作したときに得られる第１磁気検出素子２２の変化量とは著しく異なるため、図１０に示すように、中立位置を基準にして±約１０度の角度範囲内で操作レバー２の第２の操作平面内での揺動位置を検出することができ、その検出結果に基づいて例えばビーム切換動作やパッシング動作のためのスイッチング操作を行うことができる。そして、操作レバー２に対する第２の操作平面内での揺動操作力が除去されると、押圧子１３がスプリング１２の弾発力によってカム面１４ａの山部から谷部へ移行するため、操作レバー２は中立位置に自動復帰する。

なお、操作レバー２を第２の操作平面内で揺動操作するとき、揺動体１５の第１のギア部１５ｂとスライダ１８の第３のギア部１８ｂとの相対位置がスライダ１８の回転方向に変化するが、第１のギア部１５ｂと第３のギア部１８ｂは平歯車とラックの関係でギア結合されているため、スライダ１８の回転が第１のギア部１５ｂによって妨げられることはない。また、操作レバー２と一体的に第１の操作平面内を揺動する揺動体１５を、操作レバー２の構成部材である作動体６の両突起６ｂに回転可能に支持し、このような揺動体１５に第１のギア部１５ｂが刻接されているため、下ケース４の底面に載置された揺動体１５に対して操作レバー２が第２の操作平面内で単独で揺動操作されることになり、第１のギア部１５ｂと第３のギア部１８ｂの噛み合い状態を安定化させることができる。

次に、操作レバー２に付設された操作リング３５と操作つまみ３９およびロッカーノブ４１の動作について説明する。

操作レバー２が中立位置または任意の揺動操作位置にあるときに操作リング３５を回転操作すると、この回転が内歯車３５ａと中継歯車３６および外歯車２４ａの噛合部分を介して第２の駆動軸２４に伝達され、第２の駆動軸２４とこれにスプライン結合された第１の駆動軸２３が一体的に回転する。その際、第２の駆動軸２４の回転に伴ってカム溝２４ｂとボール３８が係脱を繰り返すため、操作リング３５を所定角度（６０度）回転する毎にクリック感が生起され、操作リング３５はこれらクリック位置に安定的に保持される。このようにして第１の駆動軸２３が回転すると、第１の駆動軸２３の回転が自在継手Ｃ１（カルダンジョイント）とオルダム継手Ｃ２を介して被駆動軸２９に動力伝達され、さらに被駆動軸２９の回転が第５のギア部２９ｂと第６のギア部３１ａの噛合部分を介して第２の検知体３１に動力伝達される。これにより第２の検知体３１が回転し、第２の検知体３１の回転板３１ｂに固着した第２磁石３２の回転に伴って第２磁気検出素子３３を貫く磁力線の方向が変化して第２磁気検出素子３３の出力が変化する。

また、操作レバー２が中立位置または任意の揺動操作位置にあるときに、操作つまみ３９を窓孔７ｂの長手方向へスライド操作すると、その移動がスライダ４０の直線運動を介して第２の駆動軸２４の回転運動へ動力変換されるため、上記と同様に、第２の駆動軸２４にスプライン結合された第１の駆動軸２３の回転が被駆動軸２９を介して第２の検知体３１に動力伝達され、第２の検知体３１に固着された第２磁石３２の回転に伴って第２磁気検出素子３３の出力が変化する。

さらに、操作レバー２が中立位置または任意の揺動操作位置にあるときに、ロッカーノブ４１を揺動操作すると、この揺動運動がギア部４１ａと歯車４２ａのギア結合を介して首振体４２の回転運動に動力伝達され、首振体４２の回転に伴って押圧子４４がカム面４５ａ上を摺動する。これによりロッカーノブ４１が揺動方向の末端位置に安定的に保持されると共に、首振体４２の回転に伴って連結板４６が操作レバー２の軸線方向へ移動するため、連結板４６に係合する第１の駆動軸２３が第２の駆動軸２４に対して軸線方向へスライド移動する。この第１の駆動軸２３のスライド移動は自在継手Ｃ１とオルダム継手Ｃ２を介して被駆動軸２９に動力伝達され、被駆動軸２９のスライド動作が第５のギア部２９ｂと第６のギア部３１ａの噛合部分を介して第２の検知体３１に動力伝達される。これにより第２の検知体３１が回転し、第２の検知体３１の回転板３１ｂに固着した第２磁石３２の回転に伴って第２磁気検出素子３３を貫く磁力線の方向が変化して第２磁気検出素子３３の出力が変化する。

ただし、第２の検知体３１の回転量は、操作リング３５と操作つまみ３９およびロッカーノブ４１のいずれを操作するかによって大きく異なっている。具体的には、操作リング３５の１回転（３６０度）で第２の駆動軸２４が３回転するように内歯車３５ａと中継歯車３６および外歯車２４ａのギア比が設定されると共に、第２の駆動軸２４の１回転で第２の検知体３１（第２磁石３２）が１／３回転するように第５のギア部２９ｂと第６のギア部３１ａのギア比が設定されている。これにより、操作リング３５を初期位置を基準として正逆両方向へ１８０度ずつ（合計で３６０度）回転操作したとき、第２磁石３２の１回転によって第２磁気検出素子３３から図１１に示すようなリニアな出力が得られ、この出力信号から操作リング３５の１／６回転毎のクリック位置を検出することができる。一方、操作つまみ３９をスライド操作したときの第２の駆動軸２４の回転量は、ボール３８がカム溝２４ｂから外れない程度の少ないものであって、操作リング３５を回転操作したときに得られる第２磁気検出素子３３の変化量と著しく異なるため、操作リング３５の各クリック位置を基準にして±約５度の角度範囲内で第２の検知体３１の回転位置を検出することができる。また、ロッカーノブ４１を揺動操作したときは、被駆動軸２９のスライド動作によって第２の検知体３１が回転し、このときの第２の検知体３１の回転量は操作つまみ３９のスライド操作時に比べて十分に多いため、操作リング３５の各クリック位置を基準にして±約２５度の角度範囲内で第２の検知体３１の回転位置を検出することができる。したがって、図１１に示す出力信号から操作リング３５と操作つまみ３９およびロッカーノブ４１の操作位置を検出することができ、その検出結果に基づいてディマースイッチ等の各種電気機器のスイッチング操作を行うことができる。なお、図１１において、縦軸が第２磁気検出素子３３からの演算出力値（度）、横軸が第２の検知体３１（第２磁石３２）の回転角（度）をあらわす。

なお、操作レバー２が中立位置に保持されている場合、第１の駆動軸２３と被駆動軸２９の軸線は同一線上にあるが、操作レバー２が第１の操作平面内または第２の操作平面内で任意位置へ揺動操作されると、第１の駆動軸２３と被駆動軸２９の軸線どうしが所定角度で交差すると共に軸ズレを発生する。ここで、本実施形態例においては、第１の駆動軸２３と被駆動軸２９が自在継手Ｃ１およびオルダム継手Ｃ２という２種類の継手を介して連結されているため、第１の駆動軸２３と被駆動軸２９を自在継手Ｃ１によって所定角度で接続することができると共に、第１の駆動軸２３と被駆動軸２９の軸ズレをオルダム継手Ｃ２によって吸収することができる。したがって、操作レバー２がどのような揺動位置にあっても、操作リング３５や操作つまみ３９の操作に伴う第１の駆動軸２３の回転を被駆動軸２９に確実に伝達することができると共に、ロッカーノブ４１の操作に伴う第１の駆動軸２３のスライド移動を被駆動軸２９に確実に伝達することができる。

以上説明したように、本実施形態例に係るレバー操作装置においては、操作レバー２を第１の操作平面に沿って揺動操作した場合、操作レバー２と一体的に第１の操作平面内を揺動する揺動体１５の揺動運動が第１のギア部１５ｂと第３のギア部１８ｂのギア結合を介してスライダ１８の直線運動に動力伝達されることにより、スライダ１８が回動シャフト１６の軸線方向に沿ってスライド移動し、操作レバー２を第１の操作平面に略直交する第２の操作平面に沿って揺動操作した場合、操作レバー２と一緒に第２の操作平面内を揺動するレバー支持体９の揺動運動が円弧状ギア９ｅとギア１７のギア結合を介して回動シャフト１６の回転運動に動力伝達されることにより、スライダ１８が回動シャフト１６と一体的に回転する。そして、このようなスライダ１８のスライド動作および回転動作が第４のギア部１８ｃと第２のギア部１９ａのギア結合を介して第１の検知体１９の回転運動に動力伝達されることにより、第１の検知体１９に固着した第１磁石２０の回転に伴って第１磁気検出素子２２の出力が変化するため、第１磁気検出素子２２の出力信号に基づいて操作レバー２の揺動位置を検出することができる。それゆえ、接点の摩耗や酸化等の導通不良が懸念されるスイッチ切換え機構を用いることなく操作レバー２の揺動位置を検出することができ、レバー操作装置の長寿命化を実現することができる。

また、本実施形態例に係るレバー操作装置では、回動シャフト１６にスプライン結合したスライダ１８の外周面に第３のギア部１８ｂと第４のギア部１８ｃという２種類のギア部を刻設し、そのうち第３のギア部１８ｂをラックの一部として形成して揺動体１５の第１のギア部１５ｂに噛合させると共に、第４のギア部１８ｃをウォームの一部として形成して第１の検知体１９の第２のギア部１９ａに噛合させたので、スライダ１８の回転動作とスライド動作によるそれぞれの操作位置に応じて第１の検知体１９を異なる回転角で回転動作させることができる。それゆえ、操作レバー２の互いに直交する２方向の揺動位置を１つの回転検出手段（第１磁石２０と第１磁気検出素子２２）によって検出することができ、回路基板５上の限られたスペースを有効利用して装置全体の小型化を実現することができる。

さらに、本実施形態例に係るレバー操作装置では、操作レバー２の構成部材である作動体６の両突起６ｂに揺動体１５を回転可能に支持し、これら操作レバー２と揺動体１５を第１の操作平面内では一体的に揺動させると共に、第２の操作平面内では互いに独立して揺動できるようにしたので、揺動体１５に刻設した第１のギア部１５ｂとスライダ１８に刻設した第３のギア部１８ｂとの噛み合い状態を操作レバー２の揺動位置に拘わらず安定化させることができる。ただし、揺動体１５を操作レバー２の一部（作動体６や半割筒体８等）に一体形成し、このような揺動体１５に第１のギア部１５ｂを刻設してもよい。

なお、上記の実施形態例では、操作レバー２が中立位置を始点として第２の操作平面内で揺動操作される場合について説明したが、例えば、操作レバー２が第１の操作平面内で図２のＲ方向とＬ方向の末端位置にあるとき、操作レバー２を第２の操作平面内で図３のＵ方向とＤ方向へ揺動操作するようにしてもよい。

また、上記の実施形態例では、操作レバー２に操作リング３５と操作つまみ３９およびロッカーノブ４１という３種類の操作体を付設した場合について説明したが、これら操作体の操作形態は適宜変更可能であり、各操作体の一部または全部を省略してもよい。

また、上記の実施形態例では、本発明のレバー操作装置をターンシグナル用のストークスイッチ装置に適用した場合について説明したが、ワイパー用のストークスイッチ装置や自動変速機のシフト装置等の他のレバー操作装置に適用することも可能である。

１ホルダ
２操作レバー
３上ケース
４下ケース
４ａ，４ｂ軸受け溝
４ｃ，４ｄ軸孔
４ｅ逃げ孔
５底板
５ａ，５ｂガイド孔
６作動体
６ａ回転軸
６ｂ突起
７，８半割筒体
９レバー支持体
９ａ軸受け凹部
９ｃ支軸
９ｄ腕部
９ｅ円弧状ギア
１０橋絡板
１０ａ軸受け凹部
１５揺動体
１５ａ平板部
１５ｂ第１のギア部
１５ｃ係合ピン
１６回動シャフト
１６ａ突条
１７ギア
１８スライダ
１８ａガイド溝
１８ｂ第３のギア部
１８ｃ第４のギア部
１９第１の検知体（検知体）
１９ａ第２のギア部
１９ｂ回転板
１９ｃ支軸
２０第１磁石
２１回路基板
２２第１磁気検出素子
２３第１の駆動軸
２４第２の駆動軸
２９被駆動軸
３１第２の検知体
３２第２磁石
３３第２磁気検出素子

Claims

操作レバーと、この操作レバーを第１の操作平面内で揺動可能に支持するレバー支持体と、このレバー支持体を前記第１の操作平面と略直交する第２の操作平面内で揺動可能に支持するホルダと、第１のギア部を有して前記操作レバーと一体的に前記第１の操作平面内を揺動する揺動体と、第２のギア部を有して前記第１の操作平面と直交する軸を中心に回転可能な検知体と、この検知体の回転を検出する非接触式の回転検出手段と、前記レバー支持体にギア結合されて前記第２の操作平面と直交する軸を中心に回転可能な回動シャフトと、この回動シャフトの軸線方向へ移動可能に支持されると共に該回動シャフトと一体的に回転する円筒状のスライダとを備え、
前記スライダの周方向に分割された外周面に前記第１のギア部に噛合する第３のギア部と前記第２のギア部に噛合する第４のギア部とが設けられており、
前記操作レバーが前記第１の操作平面内で揺動操作されたとき、前記揺動体の前記第１の操作平面内での揺動が前記第１のギア部と前記第３のギア部の噛合部分を介して前記スライダに伝達されることにより、前記スライダが前記回動シャフトの軸線方向へスライド移動するようになすと共に、
前記操作レバーが前記第２の操作平面内で揺動操作されたとき、前記レバー支持体の前記第２の操作平面内での揺動がギア結合を介して前記回動シャフトに伝達されることにより、前記回動シャフトと前記スライダが一体的に回転するようになし、
前記スライダのスライド移動および回転が前記第４のギア部と前記第２のギア部の噛合部分を介して前記検知体に動力伝達されるようにしたことを特徴とするレバー操作装置。
請求項１の記載において、前記第３のギア部がリード角を持たないラックの一部として構成されると共に、前記第４のギア部がリード角を持つウォームの一部として構成されていることを特徴とするレバー操作装置。
請求項２の記載において、前記第１のギア部が前記操作レバーの前記第１の操作平面内での揺動中心軸を中心に円弧状に延びる平歯車の一部として構成されていることを特徴とするレバー操作装置。
請求項１の記載において、前記回動シャフトの外周面と前記スライダの内周面とのいずれか一方に軸線方向へ延びるガイド溝が形成され、いずれか他方に前記ガイド溝と摺動可能に係合する突条が形成されていることを特徴とするレバー操作装置。
請求項１〜４のいずれか１項の記載において、前記揺動体が前記操作レバーに揺動可能に支持されていると共に、これら揺動体と操作レバーが前記第２の操作平面内で互いに独立して揺動可能であることを特徴とするレバー操作装置。