JP5652846B2 - シフトバイワイヤギアシフト装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の序文に記載の固定部分及びノブを備える車両用シフトバイワイヤギアシフト装置に関する。使用時には、固定部分に対してノブを手動で移動させることにより、異なるギアシフト位置の間での変更を可能にする。

ギアシフト制御に用いるシフトバイワイヤ（ＳｂＷ）システムは公知であり、運転の快適さ、及びシフト性能の点で多数の利点をもたらすので、益々広く利用されるようになっている。ＳｂＷシステムは通常、ギアシフト装置（シフトアセンブリ）と、ノブ（ユーザインターフェース）と、ベゼル（切り替わるコンソールの中のレバーギャップカバー及び他の部材を当該ベゼルの中に設けることができる）とを備える。
固定部分を備えるギアシフト装置付きＳｂＷシステムも公知である。このような公知の装置では、ノブに、多数のスイッチ、接点部材、又は他の部品を設けることができる。固定部分に対してノブを移動させることにより、シフト操作を行なうことができる。これらの操作は、ユーザがノブを相対移動させることにより行なわれる。固定部分に対するノブの前記移動によって、複数のスイッチ又は複数の接点のうちの少なくとも１つが閉じ、ギアシフトが行なわれる。

このような装置の一例が、米国特許第４１８３４２４号に開示されている。この文献に開示されるギアシフト装置は、電流を流す部材を内部に収容する固定部分と、接点が取り付けられたノブとを備える。ノブを固定部分に弾性的に取り付けて、当該固定部分に対してノブを移動させることができるようにする。この場合、すなわちギアチェンジの過程において、ノブの接点が閉じる。
米国特許第６６９４８３８号には、シフトノブと、少なくとも１つの軸の回りに回転可能に取り付けられたシフト機構とを有するシフト装置が開示されている。変換装置を設けて、シフト移動を光信号及び／又は電気信号及び／又は油圧信号に変換し、送信装置が信号を送信する。

この種のギアシフト装置の別の例が、米国特許第５５６３３８８号に開示されるギアシフト装置である。この装置は、固定部分に対して移動可能なノブを備える。ノブ内には、ノブにだけでなく弾性センタリング部材にも接続された少なくとも１つの電気接点が設けられる。ノブを固定部分に対して手動で左右いずれの方向に移動させると、接点部材は半径方向に変位して、固定部分の外部と接触する複数の異なる接点位置のうちの一つに位置する。
シフト操作を指示する可動ノブを有する先行技術によるギアシフト装置は製造が簡単であるが、これらの装置のいずれもが、使用時には機械的シフト装置であるかのようなシフト操作感をユーザに与えないので、その使用は十分に効率的なものではない。

本発明は、請求項１に記載の車両用シフトバイワイヤギアシフト装置を提供するものであり、ユーザは、ノブを操作してシフト操作を行なうとき、シフト操作感を持つことができる。
本発明による装置のシフト操作感は、この種のギアシフト装置のノブを操作するときにユーザ（後述では運転者）に前記シフト操作感を与えるのに適した触覚デバイスを組み込むことにより、達成可能である。

一実施形態では、上記触覚デバイスは、使用時に、ノブと固定部分との間で機能することが好ましい。本発明では、固定部分は、例えば車両に固定されるとすると、直接操作されるか又は車両に固定された他のいずれかの部分を介して操作されるかを問わず、通常のギアシフト装置のギアシフトレバーに対応することができる。
本発明の別の実施形態では、触覚デバイスは、使用時に、ノブの内部に取り付けられる。

本発明の一つの特徴によれば、触覚デバイスは、外表面又はパッドと、追従フィンガとを含む。外表面又はパッドは、ノブに接続され、且つノブと一緒に移動することができる適切な平坦でない表面とすることができる。使用時に、外表面はノブ内に嵌め込むことができ、追従フィンガは、固定部分において外表面の方にバネ付勢されるように構成することができる。
具体的には、触覚デバイスの外表面は、ノブを操作したとき、運転者にギアシフト情報を供給して速度変化が生じていることを警告するように適切に設計される。言い換えれば、運転者が固定部分に対してノブを移動させるとき、使用状態において速度変化が生じているという感覚を持つことができる。これは、フルマニュアルギアシフト装置で生じる、又は例えばトリップトロニック（Ｔｒｉｐｔｒｏｎｉｃ）システムなどのＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｍ（（ニュートラルティプトロニック（Ｔｉｐｔｒｏｎｉｃ））、Ｍ＋、Ｍ−、．．．）位置で生じる労力及び感覚を模擬している。

ノブを固定部分に接続する連結手段を更に設けて、ノブを前記固定部分に対して移動可能にする。
一実施形態では、連結手段は、固定部分の一部とすることができるボールを含むボール／ソケットジョイントとすることができ、ボールは使用時に、ノブの下部に形成される凹部内に収容される。他の実施形態では、上部ソケット及び下部ソケットが設けられ、上部ソケットと下部ソケットとの間にはボールが配置される。

他の実施形態では、連結手段は、ボールがノブの一部となるボール／ソケットジョイントを含むことができるか、又は別の構成として、各々が固定部分及びノブにそれぞれ接続される互いにヒンジ接続する横材を含むことができる。
連結手段は、ノブが固定部分の長手軸を中心とした回転を行うことを阻止する手段を含むことができる。第１の実施形態では、ノブ回転阻止手段は、ノブに取り付けられるか、又はノブと一体形成されるＣ−リングのような開放リングを含むことができる。Ｃ−リングに形成される隙間は、固定部分に形成される突出ピンを収容するのに適している。Ｃ−リング及びノブは、固定部分に対して移動させることができ、且つノブの、固定部分の長手軸を中心とした回転を阻止することができる。第２の実施形態では、ノブ回転阻止手段はブラケットに取り付けられたラウンドピンを含むことができ、ブラケットはノブの内部空間に挿入されて、固定部分の前記長手軸を中心としたノブの回転を阻止する。内部空間の幅は、ラウンドピンのサイズとほぼ同じであることが好ましい。

本発明の装置は更に、固定部分に対するノブの位置を検出する検出手段を備えることができる。前記検出手段は、ノブの内部に取り付けることができ、電磁気センサ、誘導センサ、ホールセンサ、及び角度センサから成るグループより選択される少なくとも１つのセンサを含むことができる。
検出手段は、例えばセンサ自体に対する磁石の角度位置を求めることができる単一の３次元センサのような３次元センサを含むことができ、当該磁石は、連結手段のボール／ソケットジョイントのボールの内部に嵌め込まれる。従って、センサは固定部分に固定され、且つ固定部分の下部に近接して配置することができる。

本発明のシフトバイワイヤギアシフト装置は更に、固定部分とノブの間で機能する平滑なエンドストップ手段を備えることができる。平滑なエンドストップ手段は、固定部分の周りに嵌め込まれる弾性Ｏ−リングを含むことができる。
触覚デバイスを可動ノブタイプのシフトバイワイヤギアシフト装置に設けることにより、複数の利点が得られる。即ち、単純である（ギアシフト移動に十字継手アセンブリを使用しなくて済む）、移動質量が小さくなる、シフター／ノブ／ベゼルアセンブリ（本発明の装置のギアシフトレバー（すなわち、固定部分）は、ギアシフトコンソールに移動させることができず、覆うべき隙間が無い）に含まれる部品の数を少なくすることができることに加え、触覚デバイスによってギアシフト操作感を持たせることができる。

他方、ユーザの手でノブを正しく掴むことができるように、ノブを標準的なサイズにすることができるが、触覚デバイスがノブ内に一体化されるので装置サイズ全体は更に小さくなる。これにより、車両内装製品の設計者がギアシフト装置を取り付ける際の、柔軟性及び自由度が増大する。

本発明による車両用シフトバイワイヤギアシフト装置の特定の実施形態ついて、非制限的な例示のみを目的に、添付図面を参照しながら以下に説明する。
図１は、本発明によるシフトバイワイヤギアシフト装置の一実施例の断面図であり、ノブ回転阻止手段の第１の実施形態が示されている。 図２は、本発明によるシフトバイワイヤギアシフト装置の別の実施例の断面図であり、ノブが固定部分に対して１つの特定の位置に位置している状態の装置を示している。 図３は、図２と同様の断面図であり、ノブが固定部分に対して図２とは異なる位置に位置している状態の装置を示している。 図４は、図２のシフトバイワイヤギアシフト装置の実施形態をラインＢ−Ｂに沿って切断した断面図であり、ノブ回転阻止手段の第２の実施形態が図２の相対位置に位置している様子を示す。 図５は、図３のシフトバイワイヤギアシフト装置の実施形態をラインＣ−Ｃに沿って切断した断面図であり、ノブ回転阻止手段の第２の実施形態が、図３の相対位置に位置している様子を示す。 図６は、図２のシフトバイワイヤギアシフト装置の実施形態の下部を切り開いて内部を見えるようにした斜視図であり、ノブ回転阻止手段の第２の実施形態が、ノブが図２の相対位置に位置している状態で動作する様子を示している。 図７は、図３のシフトバイワイヤギアシフト装置の実施形態の下部を切り開いて内部を見えるようにした斜視図であり、ノブ回転阻止手段の第２の実施形態が、ノブが図３の相対位置に位置している状態で動作する様子を示している。 図８は、本発明によるシフトバイワイヤギアシフト装置の更に別の実施形態の立面図である。 図９は、図８のラインＡ−Ａに沿って切断したシフトバイワイヤギアシフト装置の実施形態の断面図である。 図１０は、図９のラインＢ−Ｂに沿って切断したシフトバイワイヤギアシフト装置の実施形態の断面図である。 図１１は、本発明によるシフトバイワイヤギアシフト装置の更に別の実施形態の部分断面図である。 本明細書において使用される同様の参照番号は同様の構成要素を指す。

添付図面には、本発明の複数の実施例を示す。
本明細書に開示される図示の実施例によるシフトバイワイヤギアシフト装置は、細長い中空ロッドから成る固定部分１０を備える。固定部分１０は、通常のギアシフト装置のレバーに対応し、当該固定部分は、上側中空部分３４と、下側中空部分３６とを有する。

本発明の装置は、車両のシャーシ又はコンソール（図を分かり易くするために示していない）に支持部材又はブラケット６０により取り付けられる。固定部分１０は、前記ブラケット６０に、この技術分野で公知のいずれかの適切な手段により固定される。
図示のシフトバイワイヤギアシフト装置は更に、上部カバー２１を有するノブ２０を備える。ノブ２０は、固定部分１０に対して移動させることによりシフト操作が可能になるように構成される。具体的には、ノブ２０は、固定部分１０の長手軸１１に対し、ニュートラル位置（図１、２、又は７）からギアチェンジ位置に、ノブ２０を軸Ｘ、Ｙの回りで動かすことにより移動させることができる。このようなギアチェンジ位置の一例が、図３又は図６に示されており、この位置では、ノブ２０は、軸Ｙを中心に回転されている。従って、固定部分１０は、ノブ２０を支持して、当該ノブを移動させることができるようにするように機能する。しかしながら、以下に詳細に説明するように、ノブ２０は、固定部分１０の長手軸１１に対応するか、又はほぼ一致する軸を中心として回転することができない。これは、以下に更に説明するノブ回転阻止手段５０を設けることにより実現される。

本発明のシフトバイワイヤギアシフト装置には更に、ユーザ（すなわち、運転者）にギアシフト情報を伝える触覚デバイス３０が設けられる。具体的には、触覚デバイス３０は使用時に、運転者が速度変更のためにノブ２０を操作するときに、フルマニュアルギアシフト装置、トリップトロニック（Ｔｒｉｐｔｒｏｎｉｃ）装置などで感じられる労力及び感覚に似た感覚を与える働きをする。
この目的のために、以下に詳細に説明される触覚デバイス３０は、シフトバイワイヤギアシフト装置のノブ２０と固定部分１０との間で作用するように構成される。図１に示す実施形態では、例えば触覚デバイス３０は、ノブ２０の内部に取り付けられる。

これらの図に示すように、触覚デバイス３０は、外表面又はフィーリングパッド３１と、追従フィンガ３２とを備える。図示の実施形態では、外表面又はパッド３１はノブ２０に取り付けられ、ノブ２０と一緒に移動することができる。触覚デバイス３０の追従フィンガ３２は、固定部分１０の上部中空部分３４にぴったり収まり、当該中空部分内において圧縮バネ３３により、バネ付勢される。圧縮バネ３３は、フィンガ３２と一直線に並んで、やはり固定部分１０の上部中空部分３４に嵌合する。圧縮バネ３３は、フィンガの自由端３５が外表面に押し付けられるように、フィンガ３２を外表面３１の方に付勢し続ける。使用時に、追従フィンガ３２は外表面３１上をスライドし、ノブ２０を移動させると外表面のでこぼこを移動することにより、ノブ２０の異なる位置を運転者が感じ取る。図１に示す実施形態では、例えば外表面３１はノブ２０内に嵌合する。
触覚デバイス３０がユーザにノブ２０を操作するときに与えることができる感覚パターンは、外表面３１を変えることにより変化させることができる。外表面３１は、上述の上部カバー２１と一体的に形成することができる。従って、同じ装置及び同じ電子部品を使用する場合も、車両ごとに感覚パターンを容易に変えることができる。

ノブを固定部分１０に対して移動させることができるように、ノブ２０を接続する連結手段も設けられる。
図１に示すような連結手段４０の第１の実施形態では、当該手段はボール／ソケットジョイント４１を備え、この場合、ボールが固定部分１０の一部であり、且つノブ２０の下部に形成される凹部４２の内部に収容される。ノブ２０を接続する他の手段を設けてもよく、ノブを固定部分１０に対して移動させることができるように、例えば各々がそれぞれ固定部分１０及びノブ２０に連結する互いにヒンジ接続する横材の各継手を用いてもよい。

連結手段９０の第２の実施形態では、ボールはノブ２０に固定される。これについては図面の図８〜１０に関連付けて以下に詳細に説明する。
上述のように、連結手段４０は更に、ノブ２０が固定部分１０の長手軸１１を中心に回転することを阻止する手段５０を含む。

ノブ回転阻止手段５０の異なる実施形態は、本発明の範囲内で実現することができる。
図１に示すノブ回転阻止手段５０の第１の実施形態では、当該手段は、ノブ２０に取り付けられているか又はノブ２０と一体形成されるＣ−リング５１のような開放リングを備える。Ｃ−リング５１の開放部分に形成される隙間は、固定部分１０に形成される突出ピン５２の収容に適する。従って、Ｃ−リング５１、従ってノブ２０は、固定部分１０に対して移動させることができる。すなわち、これらの部分は、水平面内にある少なくとも２つの軸Ｘ、Ｙの回りで回動させることができるが、固定部分１０の長手軸１１に対応するか又はほぼ一致する直交軸Ｚを中心に回転させることはできない。

図面の図２〜７に示すノブ回転阻止手段５０の第２の実施形態では、図４及び５に示すように、ブラケット６０に、例えばボルト５７によって取り付けられるラウンドピン５４を設ける。使用時に、ラウンドピン５４は、ノブ内部空間５３に挿入される。図面の図４〜７に示すように、ノブ内部空間５３は、アーム５５、５６を画定する２つの平行壁により画定される。これらのアームはＵ字部分を形成し、このＵ字部分の間に、ラウンドピン５４が嵌め込まれる。このような構成によって、ノブ２０の、固定部分１０の長手軸１１に対応するか又はほぼ一致する垂直軸Ｚ（図６〜７参照）を中心とした回転が阻止される。図４〜５に最も明瞭に示されるように、内部空間５３の幅、すなわちアーム５５と５６の間隔は、ピンＲ５４の大きさとほぼ同じである。
図１１に詳細に示すノブ回転阻止手段５０の第３の実施形態では、当該手段は、ボール９１から反対方向に延びる一対の円筒ピン９７を備える。ピン９７は、Ｕ字形下部ソケット９３内で回転することができる。図１１に示すように、下部ソケット９３はネジにより固定部分１０に固定され、ボール９１はノブ２０に固定される。

本発明のシフトバイワイヤギアシフト装置には更に、固定部分１０に対するノブ２０の位置を検出する検出手段７０が設けられる。検出手段７０は、一つ以上の磁石７１（又は金属プレート）と、センサ素子７２とを備え、センサ素子７２は、例えば電磁気センサ、誘導センサ、ホールセンサ、角度センサなどの少なくとも１つのセンサと、固定部分１０の下部中空部分３６内に延びるケーブル７３の形態の電気導体手段とを備えることができる。従って、使用時に、センサ７２に対する磁石７１の位置（図１〜３）が、ノブ２０の異なる操作位置に対応して検出される。
センサをブラケット内に設け、磁石（又は、金属プレート）をノブ内に設けてもよい。

図１に示す装置の実施形態では、検出手段７０はノブ２０の内部に取り付けられる。この場合、磁石７１はノブ２０の内部表面に取り付けられる。しかしながら、検出手段７０は、図２及び３に示す装置の実施形態に示すように、ブラケット６０とノブ２０との間に取り付けてもよい。この場合、センサ素子７２及び磁石７１と協働する電気回路７４がブラケット６０の上に取り付けられる。
平滑なエンドストップ手段８０も設けられる。図面に示す本発明の実施形態では、前記ストップ手段８０は、図１〜３に示すように、固定部分１０の上部の周りの、触覚デバイス３０の近くに嵌め込まれた弾性Ｏ−リング８１を備える。使用時に、Ｏ−リング８１が、図３に示すように、固定部分１０とノブ２０の間の、ノブの限界位置で機能する位置にある場合、当然ながら、平滑なエンドストップ手段８０に他の構造及び位置を使用することができる。

次に、図８〜１０に示すように、連結手段９０は、ボール９１を含むボール／ソケットジョインを備え、ボール９１はノブ２０に固定され、且つ使用時に、上部ソケット９２と下部ソケット９３の間に形成される凹部内に収容される。上部ソケット９２は固定部分１０に収容され、下部ソケット９３は固定部分１０にネジ９５により固定される。
この実施形態では、固定部分１０に対するノブ２０の位置は、ノブ２０の下部において検出される。具体的には、磁気信号放出部材（すなわち、ボール９１の内部に嵌め込まれた磁石７１）に加えて、前記信号を検出する電気回路７４が設けられる。このような電気回路７４は固定部分１０に配置されるので、回路７４及び検出手段７０の磁石７１の両方が、図９〜１０に示すように、ノブ２０の下部に配置される。

固定部分１０の上部ソケット９２と下部との間には、遊びを小さくするためにＯ−リング９４を設ける。組み立てのために、ボール９１は、ソケット９２、９３にそれぞれ対応する２つの半径を有する。ボール９１はネジ９６により固定される。
この実施形態では、ノブ回転阻止手段５０は、ボール９１に形成される２つの突出ピンと、下部ソケット９３に形成されるＵ字形部分とを備える。
この実施形態では又はいずれの実施形態においても、検出手段７０は、例えばセンサ自体に対する磁石７１の角度位置を求めることができる単一の３次元センサのような３次元センサを備えることができる。

Claims (11)

1. 固定部分（１０）と、
   シフト操作のため、前記固定部分（１０）に対して移動可能であるように構成されるノブ（２０）と、
   前記ノブ（２０）の内部に取り付けられる触覚デバイス（３０）であって、前記ノブ（２０）を操作するときにユーザにシフト操作感を与える触覚デバイス（３０）と、
   前記ノブ（２０）が前記固定部分（１０）に対して移動可能であるように、前記ノブ（２０）を連結する連結手段（４０）とを備えるシフトバイワイヤギアシフト装置であって、
   前記連結手段（４０）が、前記ノブ（２０）の、前記固定部分（１０）の長手軸（１１）に対応するか又はほぼ一致する軸のまわりの回転を阻止する手段（５０）を含む、シフトバイワイヤギアシフト装置。
2. 前記触覚デバイス（３０）が前記ノブ（２０）と前記固定部分（１０）との間で機能する、請求項１に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
3. 前記触覚デバイス（３０）が、外表面（３１）と追従フィンガ（３２）とを含む、請求項２に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
4. 使用時に、前記外表面（３１）が前記ノブ（２０）内に嵌め込まれ、前記追従フィンガ（３２）が、前記固定部分（１０）内で前記外表面（３１）の方にバネ付勢されるように構成される、請求項３に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
5. 前記連結手段（４０）がボール／ソケットジョイント（４１）である、請求項４に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
6. 前記連結手段（４０）が、各々前記固定部分と前記ノブにそれぞれ接続される、互いにヒンジ接続する横材を含む、請求項５に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
7. 前記ノブ回転阻止手段（５０）が、前記ノブ（２０）の、前記固定部分（１０）の長手軸（１１）のまわりの回転が阻止されるように、前記ノブ（２０）に取り付けられて、前記固定部分（１０）に形成された突出ピン（５２）を収容する隙間を画定する開放リング（５１）を含む、請求項６に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
8. 前記ノブ回転阻止手段（５０）が、前記ノブ（２０）の、前記固定部分（１０）の長手軸（１１）のまわりの回転が阻止されるように、ラウンドピン（５４）が挿入されるノブ内部空間（５３）を含む、請求項７に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
9. 前記固定部分（１０）に対する前記ノブ（２０）の位置を検出する検出手段（７０）を更に備える、請求項８に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
10. 前記検出手段（７０）が前記ノブ（２０）の内部に取り付けられる、請求項９に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。
11. 前記検出手段（７０）が前記固定部分の下部に取り付けられる、請求項９に記載のシフトバイワイヤギアシフト装置。

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