WO2019142521A1

WO2019142521A1 - シフト装置

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Publication number: WO2019142521A1
Application number: PCT/JP2018/044446
Authority: WO
Inventors: 直哉小林; 昭仁野口
Original assignee: 津田工業株式会社
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2018-12-03
Publication date: 2019-07-25
Also published as: JP6853900B2; CN111587189B; CN111565960A; JPWO2019142522A1; JP6985424B2; JPWO2019142521A1; CN111587189A; WO2019142522A1; CN111565960B

Abstract

シフト方向及びセレクト方向に操作可能なシフトレバー１１を備える車両用のシフト装置（１）は、Ｎ極とＳ極との組み合わせよりなると共に磁気の作用方向が異なる磁極対を少なくとも２対含んでいる磁石（２１）と、シフト方向に沿ってシフトレバー（１１）が操作されたとき、磁石（２１）に属するいずれか一の磁極対から磁気センサに作用する磁気の方向が変化するように磁石（２１）を回転させる第１駆動ピン（１１６）と、セレクト方向に沿ってシフトレバー（１１）が操作されたとき、磁気センサに磁気を作用させる磁極対の切り替えにより磁気センサに作用する磁気の方向が変化するように磁石（２１）を進退させる第２駆動ピン（１１７）と、第２駆動ピン（１１７）の変位を増幅し磁石（２１）を変位させる増幅リンク（２７）と、を含んでいる。

Description

シフト装置

　本発明は、車両の運転者がシフト位置を選択するために操作するシフト装置に関する。

　従来より、車両の原動機が出力する回転を加減速するための自動変速機が知られている。この自動変速機を含む変速システムとしては、自動変速機を制御する車載コンピュータユニットと、シフト位置を選択するためのシフト装置と、が信号線を介して接続されたシフトバイワイヤの変速システムが実用化されている。この変速システムでは、シフト装置で選択されたシフト位置を表す電気信号が車載コンピュータユニットに伝達され、その電気信号に応じて自動変速機が制御される。

　シフトバイワイヤの変速システムに対応するシフト装置としては、例えば、シフト方向及びセレクト方向に操作可能なシフトレバーの後端に磁石を取り付けると共に、磁石の変位位置を検出する磁気センサを設けた装置が提案されている（例えば、下記の特許文献１参照。）。このシフト装置では、磁気センサが複数配置されたセンサ基板が磁石の変位領域に対面するように配設される。このシフト装置では、複数の磁気センサを利用して、シフトレバーの後端の磁石の変位位置を検出することで、シフトレバーが操作されたシフト位置が検出される。

特開２００７－２２３３８４号公報

　しかしながら、前記従来のシフト装置では、シフトレバーの操作に応じた磁石の２方向（シフト方向及びセレクト方向）の変位位置を検出できるように磁石が変位するスペースを確保する必要があると共に、磁石の変位領域に対応して磁気センサを２次元的に配置する必要がある。比較的大判のセンサ基板が必要となるため、装置のコンパクト設計の難易度が高くなる傾向にあるという問題がある。

　本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、コンパクト設計が容易なシフト装置を提供しようとするものである。

　本発明は、外部から作用する磁気のうち、少なくとも、予め定められた検出面に沿う成分の作用方向を検出する磁気センサと、該磁気センサに磁気を作用する磁石と、を有し、互いに直交するシフト方向及びセレクト方向に操作可能な操作部を備える車両用のシフト装置であって、
　前記磁石は、Ｎ極とＳ極との組み合わせよりなると共に前記検出面における磁気の作用方向が異なる磁極対を少なくとも２対含んでおり、
　前記シフト方向及び前記セレクト方向のうちの一方の方向に沿って前記操作部が操作されたとき、前記磁石に属するいずれか一の磁極対から前記磁気センサに作用する磁気の作用方向が変化するように前記磁気センサに対して相対的に前記磁石を回転させる第１の駆動部と、
　前記シフト方向及び前記セレクト方向のうちの他方の方向に沿って前記操作部が操作されたとき、前記磁石に属する磁極対のうち前記磁気センサに磁気を作用する磁極対の切り替えにより前記磁気センサに作用する磁気の作用方向が変化するように前記磁気センサに対して相対的に磁石を進退させる第２の駆動部と、を備え、
　当該第２の駆動部は、前記操作部側の変位を増幅し、当該操作部側の変位よりも大きな変位を前記磁石に生じさせる増幅機構を含んで構成されているシフト装置にある。

　本発明のシフト装置では、前記シフト方向及び前記セレクト方向のうちの一方の方向に沿う操作を、前記磁気センサに相対する前記磁石の回転に起因する磁気の作用方向の変化により検出可能である。さらに、このシフト装置では、前記シフト方向及び前記セレクト方向のうちの他方の方向に沿う操作を、前記磁気センサに相対する前記磁石の進退に起因する磁気の作用方向の変化により検出可能である。

　このように本発明のシフト装置では、前記シフト方向及び前記セレクト方向の両方向の操作を、前記磁気センサに作用する磁気の作用方向の変化により検出可能である。このシフト装置では、前記磁石の相対的な変位位置毎に磁気センサを配置する必要がないので、コンパクト設計が容易である。

　特に、本発明のシフト装置における第２の駆動部は、操作部側の変位を増幅し、当該操作部側の変位よりも大きな変位を前記磁石に生じさせる増幅機構を含んでいる。増幅機構を含む第２の駆動部によれば、前記磁気センサに磁気を作用させる磁極対を切り替えるために必要な前記操作部側の変位範囲を小さくできる。操作部側で必要な変位範囲を小さくできれば、前記第２の駆動部のコンパクト設計が可能となり、ひいてはシフト装置全体のコンパクト設計が可能になる。

実施例１における、シフト装置を示す説明図。実施例１における、シフト装置の内部構造の説明図。実施例１における、シフト装置の構造を示す分解図。実施例１における、磁石の構成を示す斜視図その１。実施例１における、磁石の構成を示す斜視図その２。実施例１における、マグネットホルダ、磁石、増幅リンクの上面図。実施例１における、シフトレバーの操作に応じて磁石が変位する様子を示す説明図。実施例１における、磁石と検出面との関係を示す説明図。実施例１における、増幅リンクのレバー比の説明図。実施例１における、他の磁石その１を示す説明図。実施例１における、他の磁石その２を示す説明図。実施例２における、磁石と検出面との関係を示す説明図。

　本発明の実施の形態につき、以下の実施例を用いて具体的に説明する。
（実施例１）
　本例は、シフトバイワイヤの変速システムに対応するシフト装置１に関する例である。この内容について、図１～図１０を参照して説明する。
　図１のシフト装置１は、車両に搭載される図示しない自動変速機で設定されるシフトレンジを選択するための操作装置であり、運転者の持ち手をなすシフトノブ（操作部）１１１を備えている。シフト装置１は、自動変速機を制御するＥＣＵ（図示しない車載コンピュータユニット）と信号線を介して接続されており、運転者によるシフトノブ１１１の操作情報を電気信号に変換してＥＣＵに入力する。

　例示するシフト装置１では、エンジンブレーキが必要なときのＢレンジ、前進時のＤ（ドライブ）レンジ、後退時のＲ（リバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジを選択できる。シフト装置１では、図１のごとく、各シフトレンジに対応するシフトノブ１１１の操作位置であるシフト位置が設定されており、いずれかのシフト位置にシフトノブ１１１を操作することで、対応するシフトレンジを選択的に設定できる。なお、以下の説明では、例えばＤレンジに対応するシフト位置をＤポジションと言う。

　図１のシフト装置１では、初期位置となるＨ（ホーム）ポジションを操作の起点として、車両の進行方向に沿うシフト方向、及び車幅方向に沿うセレクト方向にシフトノブ１１１を操作可能である。このシフト装置１の例では、右ハンドルの運転者側から見て、Ｈポジションに対してＢポジションがシフト方向手前側（進行方向逆側、車両後部側）、Ｎポジションがセレクト方向に引き寄せる側（右側）に配置され、Ｎポジションに対してＲポジションがシフト方向奥側（進行方向側、車両前側）、Ｄポジションがシフト方向手前側に当たる位置に配置されている。

　図１に示すＨポジションを起点として、運転者がシフト方向手前側にあるＢポジションにシフトノブ１１１を操作すれば、Ｂレンジを選択できる。Ｄレンジは、Ｈポジションからセレクト方向に沿ってシフトノブ１１１を移動させて一旦Ｎポジションに操作し、そのままシフト方向手前側のＤポジションにシフトノブ１１１を操作することで選択できる。Ｒレンジは、Ｈポジションからセレクト方向に沿ってシフトノブ１１１を移動させて一旦Ｎポジションに操作した後、そのままシフト方向奥側のＲポジションにシフトノブ１１１を操作することで選択できる。なお、このシフト装置１では、操作の起点であるＨポジションに向けてシフトノブ１１１が付勢されている。例えばＤポジションにシフトノブ１１１を操作した後、運転者がシフトノブ１１１から手を離すと、シフトノブ１１１は自動的にＨポジションに復帰する。

　シフト装置１は、図１のごとく、先端にシフトノブ１１１が取り付けられた棒状のシフトレバー１１（操作部）と、シフトレバー１１を回動可能に支持する箱状の筐体１３と、を含んで構成されている。筐体１３の上面には、シフトレバー１１の移動経路をなすゲート溝１３０が設けられたシフトパネル１３１が取り付けられる。また、筐体１３の内部空間に面する内底面１３Ｂには、シフトレバー１１の操作位置を磁気的に検出する検出部２Ｄが設けられている。以下、シフト装置１の各部について詳しく説明する。

　シフトレバー１１は、図２及び図３のごとく、シフトノブ１１１とは反対側の後端近くに、ボールジョイント構造を構成する球状部１１０を備えている。シフト装置１では、筐体１３の内壁面に立設固定されたボール受け部１５に球状部１１０が収容されてボールジョイント構造が実現され、シフトレバー１１の回動操作が可能になっている。なお、図２では、筐体１３やボール受け部１５やシフトノブ１１１等の図示を省略している。また、図３では、筐体１３やシフトノブ１１１等の図示を省略している。

　シフトノブ１１１とは反対側のシフトレバー１１の後端では、シフトレバー１１の軸方向に沿う断面円形状の脚部１１５が球状部１１０から延設されている。この脚部１１５は、上記の検出部２Ｄを構成する磁石２１を駆動するための第１及び第２駆動ピン１１６、１１７の付け根となっている。

　第１駆動ピン１１６は、図１～図３のごとく、シフトレバー１１がシフト方向に操作されたときに磁石２１を回転駆動するための駆動ピンであり、第１の駆動部の一例をなしている。第１駆動ピン１１６は、脚部１１５の円形状の端面において、中心からセレクト方向にオフセットした位置を根元とし、シフトレバー１１の軸方向に沿って突出するように設けられている。第１駆動ピン１１６の先端には、球状の第１摺動ボール１１６Ａが設けられている。この第１の摺動ボール１１６Ａは、シフトレバー１１の軸芯に対して、セレクト方向にオフセットして位置している。

　第２駆動ピン１１７は、シフトレバー１１がセレクト方向に操作されたときに磁石２１を進退駆動するための駆動ピンである。第２駆動ピン１１７は、脚部１１５の外周側面から斜め下方に向けて突出するように設けられ、その先端には、球状の第２摺動ボール１１７Ａが設けられている。この第２の摺動ボール１１７Ａは、シフトレバー１１の軸芯に対してシフト方向にオフセットして位置している。なお、第２駆動ピン１１７は、後述する増幅リンク２７と共に第２の駆動部の一例をなしている。

　さらに、球状部１１０の外周面には、シフトレバー１１の回動方向をシフト方向及びセレクト方向に規制するための規制ピン１１８が立設されている。この規制ピン１１８は、シフト方向に沿う軸方向が球状部１１０の略中心を通過するように設けられている。この規制ピン１１８は、シフトレバー１１がセレクト方向に操作されたとき、回動方向の変動を伴わずに軸回りに回転シャフトのように回転する。また、シフトレバー１１がシフト方向に操作されたとき、図１～図３中の上下方向に回動する。

　箱状の筐体１３の内壁面に固定されたボール受け部１５は、図１及び図３のごとく、半割の２分割構造の部品１５Ａ・Ｂを組み合わせて形成されている。２分割構造の部品１５Ａ・Ｂを組み合わせたとき、その内部に、球状部１１０を収容するための球状の内部空間が形成される。この球状の内部空間は、完全な密閉空間ではなく、少なくとも３箇所の開口部１５０Ａ～Ｃを介して外部に開口している。

　開口部１５０としては、シフトレバー１１が貫通する開口部１５０Ａ、脚部１１５が貫通する開口部１５０Ｂ、及び規制ピン１１８が貫通する開口部１５０Ｃがある。シフトレバー１１及び脚部１１５に対応する開口部１５０Ａ・Ｂは、シフトレバー１１あるいは脚部１１５の回動を許容できるように大きく形成されている。

　一方、規制ピン１１８に対応する開口部１５０Ｃは、シフトレバー１１のシフト方向の操作に従動して規制ピン１１８が上下方向に移動する経路に対応するスリット状に設けられている。このようなスリット状の開口部１５０Ｃによれば、シフトレバー１１の操作方向を、シフト方向とセレクト方向とに規制できる。さらに、スリット状の開口部１５０Ｃによれば、規制ピン１１８のセレクト方向の回動変位を伴うシフトレバー１１の軸回りの回転を規制でき、シフトノブ１１１を回り止めできる。

　上記の検出部２Ｄは、図１～図３のごとく、磁気センサＩＣ２０１が実装された基板２と、磁気センサＩＣ２０１の検出面２０１Ｓに相対して磁石２１を変位（回転、進退）させる変位機構と、により構成されている。さらに、変位機構は、第２摺動ボール１１７Ａの変位を増幅して磁石２１を変位させる増幅機構をなす増幅リンク２７を含んで構成されている。

　基板２（図３）は、磁気センサＩＣ（磁気センサ）２０１のほか、シフトノブ１１１の操作により選択されたシフト位置を表す電気信号を生成し出力するための図示しないマイコンチップなどが実装された電子基板である。両面実装に対応する基板２では、筐体１３の内部空間に面して磁気センサＩＣ２０１が配置され、その裏面にマイコンチップなど他の電子部品が配置されている。

　磁気センサＩＣ２０１（図３）は、直交する２方向の磁気の大きさを検知可能な２軸の磁気センサである。この磁気センサＩＣ２０１は、この直交する２方向により規定される検出面２０１Ｓを有し、この検出面２０１Ｓが基板２の表面に沿うように取り付けられている。磁気センサＩＣ２０１は、この検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向を検出し、その作用方向を表すセンサ信号を出力する。つまり、この磁気センサＩＣ２０１は、検出面２０１Ｓに直交する軸回りの回転角を検出する１軸の回転センサとして機能する。
　マイコンチップは、磁気センサＩＣ２０１が出力するセンサ信号を処理することで、シフトノブ１１１が操作されたシフト位置を検出し、そのシフト位置を表す操作信号を電気的に出力する。

　基板２には、図１～図３のごとく、磁気センサＩＣ２０１等の電子部品のほかに、磁石２１の変位機構が取り付けられている。変位機構は、磁石２１が進退可能なレール２５０を含むマグネットガイド２５と、回転台でもあるマグネットホルダ２５を保持するホルダガイド２３と、の組合せ等を含んで構成されている。

　ホルダガイド２３は、マグネットガイド２５を回転可能に保持する略円環状のガイド部材である。このホルダガイド２３は、周方向において対向する２箇所にマグネットホルダ２５を回転可能に保持するための係合部２３Ｂ（図３）を備えている。対向配置された一対の係合部２３Ｂは、いずれも断面カギ状を呈し、周方向における約４０度に亘って形成されている。

　略円環状を呈するホルダガイド２３は、図３において基板２の表面に示す破線の二重円を取付領域として基板２に固定されている。したがって、この二重円の内側に位置する磁気センサＩＣ２０１は、略円環状のホルダガイド２３の内側に位置することになる。ホルダガイド２３における円環状をなす部分の板厚は、磁気センサＩＣ２０１の実装高さを僅かに超える寸法に設定されている。このような寸法設定によれば、ホルダガイド２３に保持されたマグネットホルダ２５の下面が、磁気センサ２０１に対して僅かな隙間を空けて非接触で対面する状態を実現できる。

　マグネットホルダ２５（図３）は、磁石２１を進退可能に保持する回転台である。このマグネットホルダ２５は、樹脂等の非磁性材料により形成されている。マグネットホルダ２５は、略円形平板状をなす円板部２５２の表面に、磁石２１を進退させるレール２５０を設けて構成されている。

　レール２５０は、断面カギ状を呈する一対の係合部２５Ａを対向配置することで形成される溝状の空間である。レール２５０の長さは、磁石２１の長手方向の長さと略一致している。各係合部２５Ａでは、断面カギ状にならない切欠き２５Ｂが長手方向の２箇所に設けられている。詳しくは後述するが、この切欠き２５Ｂを利用して、マグネットホルダ２５の正面側からの磁石２１の脱着が可能になっている。

　レール２５０の両側には、円板部２５２が円弧状をなして外側に張り出す周縁部２５Ｃが形成されている。回転台であるマグネットホルダ２５は、この周縁部２５Ｃがホルダガイド２３の係合部２３Ｂに係合する状態で回転可能である。
　円板部２５２は、レール２５０の長手方向両側の開口部に当たる外周部分が直線的に切り落とされて不完全な円形状をなしている。約９０度回転させた状態のマグネットホルダ２５であれば、一対の係合部２３Ｂの間隙を通過でき、これにより、ホルダガイド２３の正面側からマグネットホルダ２５の脱着が可能になる。

　筐体１３の内底面１３Ｂでは、図１～図３のごとく、基板２に隣接する位置に支点台１８が立設されている。さらに、基板２に対してシフト方向側に隣接するこの支点台１８には、さらに、支点ピン１８０が立設されている。この支点ピン１８０は、増幅機構を構成する増幅リンク２７を回動可能に軸支している。この増幅リンク２７は、マグネットホルダ２５に保持された磁石２１の長手方向に対して、直角に近く交差する状態にある。

　増幅リンク２７は、図１～図３のごとく、細長い平板状部材の表面側に、立体ガイド孔２７０を設けた部材である。この増幅リンク２７は、第２駆動ピン１１７との組合せにより第２の駆動部の一例をなしている。増幅リンク２７の一方の端部には、支点孔２７３が設けられ、他方の端部には、長孔２７５が設けられている。支点孔２７３は、上記の支点ピン１８０を貫通させるための丸孔である。長孔２７５は、磁石２１に設けられた後述の作用ピン２１３を貫通配置するためのスリット孔である。

　立体ガイド孔２７０は、支点孔２７３と長孔２７５との中間的な位置に設けられている。この立体ガイド孔２７０は、第２駆動ピン１１７の第２摺動ボール１１７Ａが収容される案内溝である。この立体ガイド孔２７０の上面視したときの正面形状は、増幅リンク２７の長手方向に沿う長孔形状を呈している（図５参照。）。さらに、立体ガイド孔２７０の両側をなす側壁２７１は、支点孔２７３に近づくほど立設高さが高くなるように立体的に形成されている。このような立体ガイド孔２７０の立体形状は、シフトレバー１１の回動に伴う第２摺動ボール１１７Ａの上下方向の変位に対応するための形状である。

　磁石２１は、直方体形状の図４の本体２１Ｂに対して、非磁性材料よりなるカバー２１０を被せたものである。図１～図３に示す磁石２１の外形状は、このカバー２１０の外形状である。磁石２１では、本体２１Ｂの露出面である下面が、磁気センサＩＣ２０１の検出面２０１Ｓに対面する。なお、図４では、磁石２１の外形状であるカバー２１０の外形状を細線の破線により示している。

　以下、カバー２１０を含む磁石２１の形状的な構成について主に図３を参照して説明し、続いて本体２１Ｂの磁気的な構成を図４を参照して説明する。
　磁石２１では、マグネットホルダ２５の係合部２５Ａに進退可能に係合するスライダ２１７が両側面に設けられている。また、磁石２１の上面には、一対のガイド壁２１８と、軸状の作用ピン２１３と、が磁石２１の長手方向の両端付近に立設されている。

　スライダ２１７は、磁石２１の下面と面一をなすよう、磁石２１の側面から張り出して形成されている。磁石２１の長手方向に沿って延設されたスライダ２１７は、マグネットホルダ２５の係合部２５Ａに係合し、レール２５０に沿う磁石２１の進退を可能にする。なお、スライダ２１７には、その長手方向の２箇所に切欠きが設けられている。この切欠きは、マグネットホルダ２５の係合部２５Ａの切欠き２５Ｂに対応して設けられ、マグネットホルダ２５の正面側からの磁石２１の脱着を可能にする。

　作用ピン２１３は、磁石２１を長手方向に進退駆動させるための力が作用するピンである。この作用ピン２１３は、筐体１３の支点ピン１８０に回動可能に軸支された上記の増幅リンク２７の長孔２７５に貫通配置される。

　ガイド壁２１８は、磁石２１の長手方向に平行をなすように立設された壁である。一対のガイド壁２１８は、間隙を空けて互いに対面するように設けられ、第１駆動ピン１１６の第１摺動ボール１１６Ａを収容するためのガイド溝２１４を形成している。このガイド溝２１４の溝幅は、第１摺動ボール１１６Ａを収容できる程度に、その直径と略一致している。

　なお、組立状態のシフト装置１では、増幅リンク２７の長手方向と、磁石２１の長手方向と、がほぼ直交する状態にある。増幅リンク２７によれば、立体ガイド孔２７０に収容された第２摺動ボール１１７Ａのセレクト方向の変位を増幅して磁石２１をその長手方向に変位できる。

　次に、磁石２１の本体２１Ｂの構成について図４を参照して説明する。図４（ａ）は、本体２１Ｂを上面側から見込む斜視図であり、図４（ｂ）は、本体２１Ｂを下面側から見込む斜視図である。なお、同図中の細線の破線は、磁石２１の外形状（カバー２１０の外形状）を示している。

　本体２１Ｂは、磁極対をなすＮ極とＳ極とを対面させたブロック状の磁石２１Ｈ、Ｍ、Ｌを３つ並べた直方体形状の磁石である。３つの磁石２１Ｈ、Ｍ、Ｌのうち、両端の２つの磁石２１Ｈ、ＬはＮ極が面する側（図４（ｂ）で図示される下面側）が同じである一方、中央の磁石２１Ｍは裏返されて他の２つの磁石２１Ｈ、ＬのＮ極が面する側にＳ極が面している。

　この本体２１Ｂでは、各磁石２１Ｈ、Ｍ、Ｌの磁極対によってＮ極とＳ極とが対面する方向の磁界が形成されるのに加えて、磁石２１Ｈ、Ｍ、Ｌのうちの異なる２つに属して隣接するＮ極とＳ極との組み合わせによる磁極対によっても磁界が形成される。このような磁極対には、磁石２１ＨのＮ極と磁石２１ＭのＳ極との組み合わせによる磁極対２１５Ａと、磁石２１ＭのＳ極と磁石２１ＬのＮ極との組み合わせによる磁極対２１５Ｂと、が含まれている。

　磁極対２１５Ａ・Ｂは、磁石２１Ｈと磁石２１Ｍと磁石２１Ｌとが隣り合う方向、すなわち直方体形状の本体２１Ｂ（磁石２１）の長手方向に沿う磁界を形成する。ここで、本体２１Ｂにカバー２１０を被せた磁石２１は、上記の通り、基板２に対面するマグネットホルダ２５のレール２５０に収容されている。磁石２１は、その長手方向が基板２の表面に沿う状態で保持されている。そのため、磁極対２１５Ａ・Ｂが形成する磁界は、基板２の表面に沿う方向に磁気を作用することになる。

　なお、以下の説明では、磁石２１の長手方向において作用ピン２１３側に配置された磁石２１Ｈのうち基板２に面するＮ極を第１Ｎ極２１１Ｎといい、磁石２１の長手方向においてガイド壁２１８側に配置された磁石２１Ｌのうち基板２に面するＮ極を第２Ｎ極２１２Ｎという。また、中央の磁石２１Ｍのうち基板２に面するＳ極をＳ極２１Ｓという。

　また、磁極対２１５Ａにおける第１Ｎ極２１１ＮとＳ極２１Ｓとの境目を第１境界Ｂ１といい、磁極対２１５Ｂにおける第２Ｎ極２１２ＮとＳ極２１Ｓとの境目を第２境界Ｂ２という。本例の構成では、磁石２１Ｈの第１Ｎ極２１１Ｎ、磁石２１ＭのＳ極２１Ｓ、磁石２１Ｌの第２Ｎ極２１２Ｎにより形成される本体２１Ｂの表面が、カバー２１０によって覆われずに磁石２１の下面として露出している。

　次に、シフトレバー１１が初期位置であるＨポジションにあるときの各部品の配置や姿勢を説明し、続いてシフト位置の具体的な検出方法について説明する。
（１）Ｈポジション時の各部品の配置・姿勢について
　本例のシフト装置１では、図１～図３を参照して示した通り、シフトレバー１１の球状部１１０のほぼ直下に、磁石２１を進退可能に保持するマグネットホルダ２５の回転中心が位置している。そして、マグネットホルダ２５では、長手方向がセレクト方向に沿う姿勢で磁石２１が保持されている。

　また上記のごとく、シフト装置１では、第１駆動ピン１１６の第１摺動ボール１１６Ａが、磁石２１のガイド溝２１４に収容されている。磁石２１のガイド溝２１４は、磁石２１の長手方向と同様、セレクト方向に沿っているため、第１摺動ボール１１６Ａのセレクト方向の変位を許容する。

　第２駆動ピン１１７の第２摺動ボール１１７Ａは、磁石２１に対して直角に近く交差している増幅リンク２７の立体ガイド孔２７０に収容されている。増幅リンク２７の立体ガイド孔２７０はシフト方向に沿っているため、第２摺動ボール１１７Ａのシフト方向の変位を許容する。

　本例のシフト装置１では、図５で示すように、磁石２１を回転可能に保持するマグネットホルダ２５の回転中心Ｃの位置と、マグネットホルダ２５を回転駆動する第１摺動ボール１１６Ａと、の第１の位置関係、及び磁石２１を進退駆動するための作用ピン２１３と、増幅リンク２７を介して磁石２１を進退駆動する第２摺動ボール１１７Ａと、の第２の位置関係が重要になっている。

　第１の位置関係については、回転中心Ｃに対して第１摺動ボール１１６Ａがセレクト方向にずれて位置している必要がある。なお、このずれ量が大きいほど、第１摺動ボール１１６Ａのシフト方向の変位に伴う磁石２１の回転角が大きくなる。
　第２の位置関係については、磁石２１の作用ピン２１３に対して第２摺動ボール１１７Ａがシフト方向にずれている必要がある。

　なお、上記の位置関係は、シフト方向のシフトレバー１１の操作に応じて磁石２１が回転し、セレクト方向の操作に応じて磁石２１が進退する構成の場合の位置関係である。シフト方向の操作に応じて磁石２１が進退し、セレクト方向の操作に応じて磁石２１が回転する構成を採用しても良い。この構成の場合には、ずれを設ける方向が、シフト方向とセレクト方向とで入れ替わる。

（２）シフト位置の検出方法
　次に、図６及び図７を参照しながらシフト位置の検出方法を説明する。図６は、各ポジションにおける磁石２１の回転位置及び進退位置を示している。図７は、各ポジションにおける磁石２１と検出面２０１Ｓとの位置関係を示している。なお、図６中のポジション毎に付記された平行四辺形は、基板２に面する磁石２１の下面形状を表し、この平行四辺形の内側に重ねて示す小さな太枠の平行四辺形は、磁気センサＩＣ２０１の検出面２０１Ｓを表している。磁石２１の下面形状を表す平行四辺形と、検出面２０１Ｓを表す太枠の平行四辺形と、の図６中の相対的な位置関係を、わかり易く正面視に書き換えたものが図７である。

　図６の通り、磁石２１がセレクト方向に沿うと共に、マグネットホルダ２５のレール２５０に磁石２１が完全に近く収容された状態となるＨポジションのとき、磁気センサＩＣ２０１の検出面２０１Ｓは、磁石２１の第２境界Ｂ２に対面する状態にある。このとき、検出面２０１Ｓには、図７に示すように、第２Ｎ極２１２ＮからＳ極２１Ｓに至る磁気、つまり図中の上方に向かう磁気が作用する。

　Ｈポジションを起点としてシフトレバー１１が（運転者側から見て）シフト方向手前側のＢポジションに操作されると、第１摺動ボール１１６Ａが図６中の左斜め上方に向かうシフト方向奥側の逆向きに移動し、ガイド溝２１４の側壁であるガイド壁２１８に対して当接荷重を作用する。このガイド壁２１８は、マグネットホルダ２５の回転中心から偏心しているため、第１摺動ボール１１６Ａの当接荷重は、マグネットホルダ２５に作用する回転モーメントに変換される。マグネットホルダ２５は、この回転モーメントにより図６中の時計回りＰ１に回転する。

　マグネットホルダ２５の図６中の時計回りＰ１の回転と共に、磁石２１の長手方向が時計回りに回転する。図７では、この回転により磁石２１の長手方向が傾くように変位している。このとき、磁石２１の進退は生じないので、検出面２０１Ｓに対して磁石２１の第２境界Ｂ２が対面する状態を維持しつつ、第２Ｎ極２１２ＮからＳ極２１Ｓに至る磁界の向きが回転する。これにより検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向が変化する。このような磁気の作用方向の変化を検出することで、ＨポジションからＢポジションへのシフトレバー１１のシフト方向の操作を検出可能である。

　また、Ｈポジションを起点としてシフトレバー１１がＮポジションに向けてセレクト方向に操作されると、第２摺動ボール１１７Ａが図６中の左斜め下方に当たるセレクト方向逆向きに移動する。そうすると、第２摺動ボール１１７Ａが立体ガイド孔２７０の側壁２７１に当接荷重を作用し、これにより増幅リンク２７が反時計回りＰ４に回動する。この増幅リンク２７の回動により、作用ピン２１３を介して磁石２１が長手方向に駆動され、マグネットホルダ２５のレール２５０に沿って図６中左斜め下方Ｐ３に向けて前進する。

　このように磁石２１が長手方向に前進すると、磁気センサＩＣ２０１の検出面２０１Ｓに対面する磁石２１の部位が、第２境界Ｂ２から第１境界Ｂ１に切り替わる（図７）。この結果、検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向は、第２Ｎ極２１２ＮからＳ極２１Ｓに至る方向（図７中の上向き）から、第１Ｎ極２１１ＮからＳ極２１Ｓに至る方向（図７中の下向き）に反転する。このような磁気の作用方向の反転を検出すれば、ＨポジションからＮポジションへのセレクト方向の操作を検出できる。

　さらに、ＮポジションからＤポジションにシフトレバー１１が操作されると、上記したＨポジションからＢポジションへの操作の場合と同様、マグネットホルダ２５の時計回りＰ１の回転が生じ、磁石２１の長手方向が回転する。このとき、検出面２０１Ｓが磁石２１の第１境界Ｂ１と対面する状態を維持したまま、第１Ｎ極２１１ＮからＳ極２１Ｓに至る磁界が回転し、これによって検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向が変化する（図７）。このような磁気の作用方向を検出すれば、ＮポジションからＤポジションへのシフト方向の操作を検出できる。

　シフトレバー１１がＮポジションからＲポジションに操作されたときには、マグネットホルダ２５の反時計回りＰ２の回転に伴い、ＮポジションからＤポジションへの操作の場合とは逆向きに磁石２１が回転する。このとき、磁気センサＩＣ２０１の検出面２０１Ｓが第１境界Ｂ１と対面した状態を維持したまま、第１Ｎ極２１１ＮからＳ極２１Ｓに至る磁界が回転し、検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向が変化する。このような磁気の作用方向の変化を検出すれば、ＮポジションからＲポジションへのシフト方向の操作を検出できる。

　以上のように構成された本例のシフト装置１は、セレクト方向への操作に伴う第２摺動ボール１１７Ａの変位量を増幅する増幅機構を備えている点に技術的特徴のひとつを備えている。図８に示す通り、増幅機構を構成する増幅リンク２７は、支点ピン１８０を支点として回動し、回動に応じて作用ピン２１３を介して磁石２１を長手方向に変位させるように構成されている。この増幅リンク２７は、立体ガイド孔２７０に収容された第２摺動ボール１１７Ａのセレクト方向の変位に応じて回動する。

　この増幅機構では、支点ピン１８０が支点を形成し、長孔２７５に対する作用ピン２１３の挿入構造が磁石２１を進退駆動する作用点を形成している。作用点を形成する作用ピン２１３の挿入構造により、増幅リンク２７の回動変位が磁石２１に伝達される。また、増幅機構では、立体ガイド孔２７０の側壁２７１に対する第２摺動ボール１１７Ａの当接構造が増幅リンク２７を回動変位させる力点を形成している。力点を形成する第２摺動ボール１１７Ａの当接構造により、第２摺動ボール１１７Ａのセレクト方向の変位が増幅リンク２７に伝達される。そして、増幅リンク２７では、回動中心をなす支点を基準として、力点よりも径方向外周側に作用点が位置している。

　図８の増幅機構において、支点－力点間の距離をＤ１とし、支点－作用点間の距離をＤ２としたとき、増幅リンク２７はレバー比Ｄ２／Ｄ１のリンク部材として機能する。リンク部材としての増幅リンク２７は、レバー比Ｄ２／Ｄ１（＞１）により第２摺動ボール１１７Ａの変位量Ｓ１を増幅して作用ピン２１３を変位させることができる。これにより磁石２１の変位量Ｓ２は、Ｓ１×（Ｄ２／Ｄ１）となり、変位量Ｓ１よりも大きくなる。増幅機構をなす増幅リンク２７によれば、磁石２１に必要な変位量Ｓ２に対して、第２摺動ボール１１７Ａの変位量Ｓ１を小さくできる。

　以上のような構成のシフト装置１は、磁石２１を回転駆動する第１の駆動部として第１駆動ピン１１６を備えている。さらに、磁石２１を進退駆動する第２の駆動部として、第２駆動ピン１１７と増幅リンク２７との組合せを備えている。

　シフト装置１では、ＨポジションからＢポジション、あるいはＮポジションからＲポジションやＤポジションに至るシフト方向の操作が行われたとき、第１駆動ピン１１６のシフト方向の変位により磁石２１が回転し、検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向が変化する。また、ＨポジションからＮポジションに至るセレクト方向の操作が行われたときには、第２駆動ピン１１７のセレクト方向の変位に応じて増幅リンク２７が回動し、これにより作用ピン２１３を介して磁石２１が長手方向に駆動される。そして、磁石２１の長手方向の前進に応じて、磁気センサ２０１に磁界を作用する磁極対が切り替わって検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向が反転する。

　このように本例のシフト装置１によれば、１つの磁気センサＩＣ２０１に対する磁気の作用方向を検出することで、互いに直交するシフト方向及びセレクト方向に沿う２次元的なシフトレバー１１の操作を検出可能である。したがって、本例のシフト装置１では、従来の構成とは異なり、複数の磁気センサＩＣを２次元的に配置するために大きな設置スペースを確保する必要がなくなり、コンパクト設計が容易になっている。

　さらに、本例のシフト装置１は、セレクト方向の第２摺動ボール１１７Ａの変位量を増幅する機構を備えている。増幅リンク２７を含む増幅機構によれば、第２駆動ピン１１７の先端に設けられた第２摺動ボール１１７Ａの変位量を増幅して磁石２１を長手方向に駆動できる。換言すると、本例のシフト装置１では、磁石２１に必要な長手方向の変位量に対して第２摺動ボール１１７Ａに要求される変位量を小さくできる。シフトレバー１１の操作に伴う第２摺動ボール１１７Ａの変位量は、シフトレバー１１の回動中心から第２摺動ボール１１７Ａが離れるほど大きくなる。第２摺動ボール１１７Ａの変位量が小さくても良いシフト装置１であれば、第２摺動ボール１１７Ａを先端に設けた第２駆動ピン１１７の長さを短縮できるので、シフト装置１の小型設計に有利である。

　一般に、精度とコストとを両立する磁気センサは、チップサイズが比較的大きいという実情がある。そして、チップサイズの大きい磁気センサを採用する場合、磁石の変位量を大きくする必要が生じる。本例のシフト装置１の構成によれば、チップサイズの大きい磁気センサを採用する場合であっても、増幅リンク２７のレバー比の最適設定により、磁石の変位量を大きくできる。シフト装置１では、チップサイズの大きい磁気センサを採用する場合であっても、装置の大型化を回避できる。

　なお、本例では、シフトレバー１１の球状部１１０の下方に基板２や検出部２Ｄ等を設けている。基板２等の配置については、シフト方向及びセレクト方向に沿うシフトレバー１１の操作を検出可能な位置であれば良く、球状部１１０の斜め下側、真横、斜め上側など適宜、変更可能である。
　また、本例の構成では、シフトレバー１１の操作に応じて磁石２１を変位させている。これに代えて、磁石を基板等に固定する一方、シフトレバー１１の操作に応じて磁気センサが変位する構成を採用しても良い。

　なお、本例では、基板２に面して、中央にＳ極２１Ｓが位置すると共に、両側にＮ極２１１Ｎ、２１２Ｎが位置するように磁石２１を構成している。これに代えて、両側にＳ極が位置し、中央にＮ極が位置するような磁石を採用しても良い。また、３つの磁石２１Ｈ、Ｍ、Ｌが並列配置された磁石２１に代えて、図９のごとく、Ｓ極を内側にして対向配置された２つの磁石２１Ａ・Ｂの組み合わせよりなる磁石２１を採用しても良い。この場合、磁石２１Ａ及び２１ＢのＮ極とＳ極との組み合わせが、磁気センサＩＣ２０１に磁気を作用する磁極対となる。Ｈポジションが属するシフト方向の列にシフトノブ１１１が操作されているときと、Ｎポジションが属するシフト方向の列にシフトノブ１１１が操作されているときと、で磁気センサＩＣ２０１が対面する磁石２１Ａ、Ｂが切り替わるように構成すると良い。例えば、プラスチックマグネットを着磁することで、２つの磁石２１Ａ・Ｂが一体化された磁石２１を形成できる。あるいは、例えば、この２つの磁石２１Ａ・Ｂの周りに溶融状態の樹脂材料を流し込み硬化させるインサート成形により、２つの磁石２１Ａ・Ｂが一体化された磁石２１を形成することも良い。これら２つの磁石２１Ａ・Ｂについては、Ｓ極を内側にして対向配置するのに代えて、図１０のように、磁界の向きが異なるように配置しても良い。さらに、磁界の向きが異なる磁石を３つ以上並べて配置して磁石２１を形成しても良い。この場合には、例えば３列以上のシフト方向の各列に沿ってシフトノブを操作するシフト装置にも対応できるようになる。３列以上のシフト方向を含む２次元的なシフトノブの操作を、たった１つの磁気センサＩＣによって検出できる。

　本例では、直交する２方向に作用する磁気を検出可能な２軸の磁気センサを採用しているが、これに代えて、互いに直交する３方向に作用する磁気を検出可能な３軸の磁気センサを採用することも良い。シフト装置１では、上記のごとく、シフトノブ１１１がセレクト方向に操作されると、磁気センサの検出面２０１Ｓに対して磁石２１の第２境界Ｂ２が対面する状態から第１境界Ｂ１が対面する状態に切り替わり、これにより、検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向が１８０度回転する。このような切り替わりの途中では、検出面２０１Ｓに対して磁石２１のＳ極２１Ｓが対面する状態が生じ、この状態では、検出面２０１Ｓに対して直交する方向の磁気が作用する。そこで、検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向の１８０度回転を検出でき、かつ、１８０度回転の途中で、検出面２０１Ｓに対して直交する作用方向の磁気を検出できたとき、セレクト方向の操作を検出するように構成しても良い。この場合には、セレクト方向の操作を一層確実性高く検出できる。

（実施例２）
　本例は、実施例１のシフト装置１に基づき、検出信頼性を高めたシフト装置の例である。この内容について図１、図１１を参照して説明する。同図は、実施例１における図７に対応する図である。
　本例のシフト装置１では、磁石２１及び磁気センサＩＣの配置構成が実施例１とは相違している。磁石２１は、磁気センサＩＣに面して、２箇所のＮ極と２箇所のＳ極とが長手方向に交互に配置されるように４つの磁石を組み合わせたものである。この磁石２１では、磁気センサＩＣ側の下面において、図１１中の上から順番に、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極が配置され、これにより、３対の磁極対２１５Ａ、Ｂ、Ｃが形成されている。この磁石２１では、磁極のスパンＳ２に一致する間隔で、磁極の境目をなす境界Ｂ１（磁極対２１５Ａの境界）、境界Ｂ２（磁極対２１５Ｂの境界）、及び境界Ｂ３（磁極対２１５Ｃの境界）が形成されている。

　この磁石２１に対面する基板（図示略）では、２個の磁気センサＩＣが間隔を空けて配置され、２箇所の検出面２０１Ａ・Ｂが形成されている。２個の磁気センサＩＣは、磁石２１における磁極の間隔をなすスパンＳ２に対して、検出面２０１Ａ・ＢのスパンＳ１が略一致するように配置されている。

　シフトノブ１１１がＨポジションにあるとき、検出面２０１Ａが磁極の境界Ｂ２に対面し、検出面２０１Ｂが境界Ｂ３に対面する状態にある。例えば、このＨポジションを起点としてシフトノブ１１１がシフト方向手前側のＢポジションに操作されると、シフトレバー１１に従動して磁石２１が回転する。この場合、検出面２０１Ａ・Ｂが境界Ｂ２・Ｂ３に対面する状態を維持しつつ磁石２１が傾いて磁界の向きが回転し、これにより検出面２０１Ａ・Ｂにおける磁気の作用方向が変化する。

　また例えば、Ｈポジションを起点としてシフトノブ１１１がセレクト方向のＮポジションに操作されると、シフトレバー１１により磁石２１が駆動されて図１１中の下方に移動する。この場合、検出面２０１Ａに対して境界Ｂ２が対面する状態から境界Ｂ１が対面する状態に切り替わると共に、検出面２０１Ｂに対して境界Ｂ３が対面する状態から境界Ｂ２が対面する状態に切り替わる。境界Ｂ１とＢ２、境界Ｂ２とＢ３、では、磁界の向きが逆であるため、Ｎポジションへの操作に応じて、検出面２０１Ａ・Ｂにおける磁気の作用方向が反転する。

　本例のシフト装置１によれば、検出面２０１Ａ・Ｂを有する２つの磁気センサＩＣを利用してシフトノブ１１１の操作位置を検出するため、検出の信頼性、確実性を向上できる。
　なお、本例では、いずれかのポジションにシフトノブ１１１が操作されたとき、検出面２０１Ａ・Ｂが異なる境界に対面する状態となるように構成している。この構成に代えて、いずれかのポジションにシフトノブ１１１が操作されたとき、一方の検出面のみがいずれかの境界に対面する状態となるように構成しても良い。
　なお、その他の構成及び作用効果については実施例１と同様である。

　以上、実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、これらの具体例は、特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。言うまでもなく、具体例の構成や数値等によって、特許請求の範囲が限定的に解釈されるべきではない。特許請求の範囲は、公知技術や当業者の知識等を利用して前記具体例を多様に変形、変更あるいは適宜組み合わせた技術を包含している。

　１　シフト装置
　１１　シフトレバー（操作部）
　１１０　球状部
　１１１　シフトノブ（操作部）
　１１６　第１駆動ピン（第１の駆動部）
　１１６Ａ　第１摺動ボール
　１１７　第２駆動ピン（第２の駆動部）
　１１７Ａ　第２摺動ボール
　１３　筐体
　１５　ボール受け部
　１８０　支点ピン
　２　基板
　２Ｄ　検出部
　２０１　磁気センサＩＣ（磁気センサ）
　２０１Ｓ　検出面
　２１　磁石
　２１Ｂ　本体
　２１３　作用ピン
　２１８　ガイド壁
　２１５Ａ～Ｃ　磁極対
　２３　ホルダガイド
　２５　マグネットホルダ（回転台）
　２５０　レール
　２７　増幅リンク（第２の駆動部、増幅機構、リンク部材）
　２７０　立体ガイド孔

Claims

　外部から作用する磁気のうち、少なくとも、予め定められた検出面に沿う成分の作用方向を検出する磁気センサと、該磁気センサに磁気を作用する磁石と、を有し、互いに直交するシフト方向及びセレクト方向に操作可能な操作部を備える車両用のシフト装置であって、
　前記磁石は、Ｎ極とＳ極との組み合わせよりなると共に前記検出面における磁気の作用方向が異なる磁極対を少なくとも２対含んでおり、
　前記シフト方向及び前記セレクト方向のうちの一方の方向に沿って前記操作部が操作されたとき、前記磁石に属するいずれか一の磁極対から前記磁気センサに作用する磁気の作用方向が変化するように前記磁気センサに対して相対的に前記磁石を回転させる第１の駆動部と、
　前記シフト方向及び前記セレクト方向のうちの他方の方向に沿って前記操作部が操作されたとき、前記磁石に属する磁極対のうち前記磁気センサに磁気を作用する磁極対の切り替えにより前記磁気センサに作用する磁気の作用方向が変化するように前記磁気センサに対して相対的に磁石を進退させる第２の駆動部と、を備え、
　当該第２の駆動部は、前記操作部側の変位を増幅し、当該操作部側の変位よりも大きな変位を前記磁石に生じさせる増幅機構を含んで構成されているシフト装置。
　請求項１において、前記増幅機構は、回動可能に軸支され、回動変位に応じて前記磁気センサに対して相対的に前記磁石を進退させるリンク部材を含み、
　該リンク部材の回動変位が前記磁気センサあるいは前記磁石に伝達される作用点は、前記操作部側の変位が前記リンク部材に伝達する力点よりも、前記リンク部材の回動中心を基準として外周側に設けられているシフト装置。
　請求項１または２において、前記検出面に対面する状態で回転可能な回転台を含み、該回転台は、前記検出面に沿って進退可能に前記磁石を保持しているシフト装置。
　請求項１～３のいずれか１項において、磁気を作用する磁極対が相違するように配置された少なくとも２つの磁気センサを備えるシフト装置。