WO2023167154A1

WO2023167154A1 - シフト装置

Info

Publication number: WO2023167154A1
Application number: PCT/JP2023/007159
Authority: WO
Inventors: 泰典渡邉; 弘規水野; 敬博山村
Original assignee: 株式会社東海理化電機製作所
Priority date: 2022-03-04
Filing date: 2023-02-27
Publication date: 2023-09-07
Also published as: JP2023129097A; CN118695958A

Abstract

シフト装置では、レバーが回動されて、回転体が回転されることで、リンクが回転されて、検出軸が回転される。さらに、磁気センサが検出軸の回転位置を検出する。ここで、回転体の回転軸方向と検出軸の回転軸方向とが非平行にされており、リンクが回転体から検出軸に回転を伝達する。このため、回転体と検出軸とをリンクを介して接続でき、回転体と検出軸との接続構造の自由度を大きくできる。

Description

シフト装置

　本発明は、シフト体が移動されてシフト位置が変更されるシフト装置に関する。

　米国特許出願公開第２０２０／０２９２０６４号明細書に記載のリモートシフトスイッチング装置では、ロータリノブが回転されて、ロータリブロック（ロータリトランスファドライビングパートを含む）が回転されると共に、ロータリブロックが回転されて、ロータリトランスファシャフト（ロータリトランスファドリブンパートを含む）が回転される。さらに、ロータリトランスファシャフトの回転位置が検出される。

　ここで、このリモートシフトスイッチング装置では、ロータリブロックの回転軸方向とロータリトランスファシャフトの回転軸方向とが非平行にされており、ロータリブロックのロータリトランスファドライビングパートとロータリトランスファシャフトのロータリトランスファドリブンパートとがギア機構を構成して接続されている。

　本発明は、上記事実を考慮し、回転体と検出体との接続構造の自由度を大きくできるシフト装置を得ることが目的である。

　本発明の第１態様のシフト装置は、移動されてシフト位置が変更されるシフト体と、前記シフト体が移動されて回転される回転体と、回転軸方向が前記回転体の回転軸方向と非平行にされ、回転位置が検出される検出体と、前記回転体から前記検出体に回転を伝達する伝達体と、を備える。

　本発明の第２態様のシフト装置は、本発明の第１態様のシフト装置において、前記伝達体と前記回転体及び前記検出体の一方とがリンク機構を構成して接続されると共に、前記伝達体と前記回転体及び前記検出体の他方とがギア機構を構成して接続される。

　本発明の第３態様のシフト装置は、本発明の第１態様又は第２態様のシフト装置において、前記伝達体の前記回転体との接続位置と前記伝達体の前記検出体との接続位置とが前記伝達体の回転軸方向において相違される。

　本発明の第４態様のシフト装置は、本発明の第１態様～第３態様の何れか１つのシフト装置において、前記伝達体が前記回転体の回転に対し前記検出体の回転を増幅させる。

　本発明の第１態様のシフト装置では、シフト体が移動されて、シフト位置が変更される。また、シフト体が移動されて、回転体が回転されると共に、回転体から検出体に伝達体が回転を伝達する。さらに、検出体の回転位置が検出される。

　ここで、回転体の回転軸方向と検出体の回転軸方向とが非平行にされており、伝達体が回転体から検出体に回転を伝達する。このため、回転体と検出体とを伝達体を介して接続でき、回転体と検出体との接続構造の自由度を大きくできる。

　本発明の第２態様のシフト装置では、伝達体と回転体及び検出体の一方とがリンク機構を構成して接続されると共に、伝達体と回転体及び検出体の他方とがギア機構を構成して接続される。このため、伝達体が回転体と検出体とを接続できる。

　本発明の第３態様のシフト装置では、伝達体の回転体との接続位置と伝達体の検出体との接続位置とが伝達体の回転軸方向において相違される。このため、回転体と検出体との相対位置の自由度を大きくできる。

　本発明の第４態様のシフト装置では、伝達体が回転体の回転に対し検出体の回転を増幅させる。このため、シフト体の移動量に対する検出体の回転量を大きくでき、検出体の回転位置に基づきシフト体の移動位置を検出する精度を高くできる。

本発明の実施形態に係るシフト装置を示す左斜め後方から見た斜視図である。本発明の実施形態に係るシフト装置を示す上斜め右方から見た斜視図である。本発明の実施形態に係るシフト装置の主要部を示す左斜め後方から見た斜視図である。本発明の実施形態に係るシフト装置の主要部を示す左斜め前方から見た斜視図である。本発明の実施形態に係るシフト装置の回転体及びリンクを示す下斜め前方から見た斜視図である。本発明の実施形態に係るシフト装置の回転体の固定枠を示す下斜め前方から見た斜視図である。本発明の実施形態に係るシフト装置の回転体のピースを示す下斜め後方から見た斜視図である。本発明の実施形態に係るシフト装置のリンクを示す上斜め後方から見た斜視図である。本発明の実施形態に係るシフト装置においてレバーが「Ｈ」位置に配置される際を示す後方から見た後面図である。本発明の実施形態に係るシフト装置においてレバーが「Ｈ」位置に配置される際を示す左斜め後方から見た斜視図である。本発明の実施形態に係るシフト装置においてレバーが「Ｈ」位置に配置される際を示す上方から見た上面図である。本発明の実施形態に係るシフト装置においてレバーが「Ｈ」位置に配置される際を示す下方から見た下面図である。本発明の実施形態に係るシフト装置においてレバーが「Ｒ」位置に配置される際を示す後方から見た後面図である。本発明の実施形態に係るシフト装置においてレバーが「Ｒ」位置に配置される際を示す左斜め後方から見た斜視図である。本発明の実施形態に係るシフト装置においてレバーが「Ｒ」位置に配置される際を示す上方から見た上面図である。本発明の実施形態に係るシフト装置においてレバーが「Ｒ」位置に配置される際を示す下方から見た下面図である。本発明の実施形態に係るシフト装置においてレバーが「Ｄ」位置に配置される際を示す後方から見た後面図である。本発明の実施形態に係るシフト装置においてレバーが「Ｄ」位置に配置される際を示す左斜め後方から見た斜視図である。本発明の実施形態に係るシフト装置においてレバーが「Ｄ」位置に配置される際を示す上方から見た上面図である。本発明の実施形態に係るシフト装置においてレバーが「Ｄ」位置に配置される際を示す下方から見た下面図である。

　図１Ａには、本発明の実施形態に係るシフト装置１０が左斜め後方から見た斜視図にて示されており、図１Ｂには、シフト装置１０が上斜め右方から見た斜視図にて示されている。なお、図面では、シフト装置１０の前方を矢印ＦＲで示し、シフト装置１０の右方を矢印ＲＨで示し、シフト装置１０の上方を矢印ＵＰで示している。

　本実施形態に係るシフト装置１０は、車両（自動車）のステアリングコラム（図示省略）に設置されており、シフト装置１０の前方、右方及び上方は、それぞれ車両の前側、右方及び上側に向けられている。

　図１Ａ及び図１Ｂに示す如く、シフト装置１０には、回転体１２（図２Ａ及び図２Ｂ参照）が設けられており、回転体１２の前部には、円柱状の回転軸１２Ａが設けられている。回転軸１２Ａの軸方向は、前後方向にされており、回転体１２は、回転軸１２Ａを中心軸として回転可能に支持されている。回転軸１２Ａの前側には、Ｕ字形状の固定枠１２Ｂ（図３Ｂ参照）が一体に設けられており、固定枠１２Ｂ内は、上下方向に開放されている。

　回転体１２の固定枠１２Ｂには、第１接続部としての断面略Ｅ字状のピース１４（図３Ａ及び図３Ｃ参照）が取付けられており、ピース１４の上壁は、固定枠１２Ｂの上側に配置されて、固定枠１２Ｂに対する下側への移動が係止されている。ピース１４の中央部は、ピース１４の上壁から下方に延出されると共に、矩形柱状にされており、ピース１４の中央部は、固定枠１２Ｂ内に嵌入されて、固定枠１２Ｂに対する前後方向及び左右方向への移動が係止されている。ピース１４の左部及び右部は、ピース１４の上壁から下方に延出されると共に、下端部に引掛部が設けられており、ピース１４の左部及び右部の引掛部は、それぞれ固定枠１２Ｂの左部及び右部に引掛けられて、固定枠１２Ｂに対する上側への移動が係止されている。これにより、ピース１４が、固定枠１２Ｂに固定されて、回転体１２と一体回転される。また、ピース１４の中央部の下側には、球状の接続球１４Ａが一体に設けられている。

　回転体１２の後部には、シフト体としての略棒状のレバー１６の基端部（前端部）が連結されており、レバー１６は、回転体１２と一体に回転軸１２Ａを中心軸として回動（移動）可能にされている。レバー１６の中間部は、右側へ向かうに従い後側へ向かう方向に延出されており、レバー１６の先端側部分（前側部分）は、右側に延出されている。レバー１６の先端部には、把持部としての略円柱状のノブ１６Ａが設けられており、ノブ１６Ａは、車室内に配置されている。レバー１６は、ノブ１６Ａにおいて車両の乗員（特に運転手）が上側及び下側に回動操作可能にされており、レバー１６が上側に回動されて、回転体１２が矢印Ａ方向（図２Ａ及び図２Ｂ等参照）に回転されると共に、レバー１６が下側に回動されて、回転体１２が矢印Ｂ方向（図２Ａ及び図２Ｂ等参照）に回転される。

　レバー１６は、シフト位置としての「Ｈ」位置（ホーム位置）に配置されており（図４Ａ参照）、レバー１６は、「Ｈ」位置から上側に回動されて、シフト位置としての「Ｒ」位置（リバース位置）に配置される（図５Ａ参照）と共に、「Ｈ」位置から下側に回動されて、シフト位置としての「Ｄ」位置（ドライブ位置）に配置される（図６Ａ参照）。レバー１６は、「Ｒ」位置及び「Ｄ」位置から「Ｈ」位置側に付勢されており、レバー１６が「Ｈ」位置以外の位置に操作された状態で、レバー１６への操作力の作用が解除された際には、レバー１６が付勢力により「Ｈ」位置に回動（復帰）される。

　回転体１２の前側には、伝達体としてのリンク１８（図３Ａ及び図３Ｄ参照）が設けられており、リンク１８には、伝達軸としての略円柱状のリンク軸１８Ａが設けられている。リンク軸１８Ａの軸方向は、上下方向にされており、リンク１８は、リンク軸１８Ａを中心軸として回転可能に支持されている。

　リンク軸１８Ａの下端には、第１被接続部としての略矩形枠状のリンク枠１８Ｂが一体に設けられており、リンク枠１８Ｂは、後側に突出されると共に、内部が上下方向に開放されている。リンク枠１８Ｂ内には、上側から、回転体１２（ピース１４）の接続球１４Ａが挿入されており、接続球１４Ａは、リンク枠１８Ｂ内に左右方向において嵌合されると共に、リンク枠１８Ｂ内に対し前後方向に相対移動可能にされている。回転体１２が矢印Ａ方向に回転される際には、接続球１４Ａの回転によってリンク枠１８Ｂが右側に回転されて、リンク１８が矢印Ｃ方向（図２Ａ及び図２Ｂ等参照）に回転される。回転体１２が矢印Ｂ方向に回転される際には、接続球１４Ａの回転によってリンク枠１８Ｂが左側に回転されて、リンク１８が矢印Ｄ方向（図２Ａ及び図２Ｂ等参照）に回転される。リンク枠１８Ｂの接続球１４Ａとの接触位置における回転半径は、接続球１４Ａのリンク枠１８Ｂとの接触位置における回転半径に比し小さくされており、リンク１８の回転（回転角度）は、回転体１２の回転（回転角度）に対し増幅される。

　リンク軸１８Ａの上下方向中間部には、第２接続部としての略扇形板状のリンクギア１８Ｃ（平歯車）が一体に設けられており、リンクギア１８Ｃは、前側に突出されると共に、上下方向に垂直に配置されている。

　リンク１８の前側には、検出体としての略円柱状の検出軸２０（図２Ａ及び図２Ｂ参照）が設けられており、検出軸２０は、軸方向が上下方向にされて、回転可能に支持されている。検出軸２０の上端部には、第２被接続部としての検出ギア２０Ａ（平歯車）が同軸上に設けられており、検出ギア２０Ａには、リンク１８のリンクギア１８Ｃが噛合されている。リンク１８が矢印Ｃ方向に回転される際には、リンクギア１８Ｃの回転によって検出ギア２０Ａが回転されて、検出軸２０が矢印Ｅ方向（図２Ａ及び図２Ｂ等参照）に回転される。リンク１８が矢印Ｄ方向に回転される際には、リンクギア１８Ｃの回転によって検出ギア２０Ａが回転されて、検出軸２０が矢印Ｆ方向（図２Ａ及び図２Ｂ等参照）に回転される。検出ギア２０Ａのリンクギア１８Ｃとの噛合位置における回転半径は、リンクギア１８Ｃの検出ギア２０Ａとの噛合位置における回転半径に比し小さくされており、検出軸２０の回転（回転角度）は、リンク１８の回転（回転角度）に対し増幅される。

　検出軸２０の下端部には、被検出部としての円板状のマグネット２２（図４Ｄ参照）が同軸上に設けられており、マグネット２２は、検出軸２０内に挿入された状態で固定されている。

　検出軸２０の下側には、検出装置としての検出基板２４（図２Ａ及び図２Ｂ参照）が設けられており、検出基板２４は、上下方向に垂直に配置されている。検出基板２４の上面には、検出部としての略矩形板状の磁気センサ２４Ａが固定されており、磁気センサ２４Ａは、検出軸２０のマグネット２２の直下に配置されると共に、上面がマグネット２２と平行に配置されている。磁気センサ２４Ａには、検出面（図示省略）が設けられており、磁気センサ２４Ａは、マグネット２２が発生する磁場の方向を検出面において検出することで、マグネット２２の回転位置を検出して、検出軸２０の回転位置を検出する。検出面は、磁気センサ２４Ａの上面と平行に配置されて、マグネット２２と平行に配置されており、これにより、磁気センサ２４Ａによるマグネット２２の回転位置の検出精度が高くされて、検出軸２０の回転位置の検出精度が高くされている。

　次に、本実施形態の作用を説明する。

　以上の構成のシフト装置１０では、レバー１６が回動されて、レバー１６のシフト位置が変更される。また、レバー１６が回動されて、回転体１２が回転されることで、リンク１８が回転されて、検出軸２０が回転される（図４Ａ～図４Ｄ、図５Ａ～図５Ｄ及び図６Ａ～図６Ｄ参照）。さらに、検出基板２４の磁気センサ２４Ａが検出軸２０（マグネット２２）の回転位置を検出することで、リンク１８の回転位置、回転体１２の回転位置及びレバー１６の回動位置が検出されて、レバー１６のシフト位置が検出される。

　ここで、回転体１２の回転軸方向と検出軸２０の回転軸方向とが非平行にされており、リンク１８が回転体１２から検出軸２０に回転を伝達する。このため、回転体１２と検出軸２０とをリンク１８を介して接続でき、回転体１２と検出軸２０とを直接接続する必要をなくすことができて、回転体１２と検出軸２０との接続構造の自由度を大きくできる。

　また、回転体１２（ピース１４）とリンク１８（リンク枠１８Ｂ）とがリンク機構を構成して接続されると共に、リンク１８（リンクギア１８Ｃ）と検出軸２０（検出ギア２０Ａ）とがギア機構を構成して接続されている。このため、リンク１８が回転体１２から検出軸２０に回転を伝達できる。しかも、回転体１２と検出軸２０とがウォームホイールとウォームとを構成して直接接続される場合とは異なり、回転体１２と検出軸２０との接続構造を小型化できる。

　さらに、リンク１８の回転体１２との接続位置（リンク枠１８Ｂの位置）とリンク１８の検出軸２０との接続位置（リンクギア１８Ｃの位置）とが、リンク１８の回転軸方向において相違されている。このため、回転体１２におけるピース１４の接続球１４Ａと検出軸２０の検出ギア２０Ａとの相対位置の自由度を大きくでき、回転体１２と検出軸２０との相対位置の自由度を大きくできる。

　また、回転体１２の回転に対しリンク１８の回転が増幅されると共に、リンク１８の回転に対し検出軸２０の回転が増幅される。このため、レバー１６の回動量に対する検出軸２０の回転量を大きくでき、磁気センサ２４Ａによる検出軸２０（マグネット２２）の回転位置の検出に基づくレバー１６の回動位置の検出精度を高くできて、レバー１６のシフト位置の検出精度を高くできる。

　なお、本実施形態では、回転体１２の回転に対しリンク１８の回転が増幅されると共に、リンク１８の回転に対し検出軸２０の回転が増幅される。しかしながら、回転体１２の回転に対するリンク１８の回転及びリンク１８の回転に対する検出軸２０の回転の少なくとも一方が増幅されればよい。

　また、本実施形態では、回転体１２とリンク１８とがリンク機構を構成して接続される。しかしながら、回転体１２とリンク１８とがギア機構を構成して接続されてもよい。

　さらに、本実施形態では、リンク１８と検出軸２０とがギア機構を構成して接続される。しかしながら、リンク１８と検出軸２０とがリンク機構を構成して接続されてもよい。

　また、本実施形態では、レバー１６が「Ｈ」位置側に付勢される。しかしながら、レバー１６が各シフト位置側に付勢されてもよい。

　さらに、本実施形態では、レバー１６（シフト体）が回動される。しかしながら、シフト体が中心軸線周りに回転又はスライド（移動）されてもよい。また、シフト体がスライドされる場合には、シフト体と回転体１２とがラックとピニオンとを構成することで、シフト体がスライドされて、回転体１２が回転されてもよい。

　また、本実施形態では、シフト装置１０がステアリングコラムに設置される。しかしながら、シフト装置１０が車両の他の部分（インストルメントパネル又はコンソール等）に設置されてもよい。

　２０２２年３月４日に出願された日本国特許出願２０２２－３３８８５号の開示は、その全体が参照により本明細書に取込まれる。

１０・・・シフト装置、１２・・・回転体、１６・・・レバー（シフト体）、１８・・・リンク（伝達体）、２０・・・検出軸（検出体）

Claims

　移動されてシフト位置が変更されるシフト体と、
　前記シフト体が移動されて回転される回転体と、
　回転軸方向が前記回転体の回転軸方向と非平行にされ、回転位置が検出される検出体と、
　前記回転体から前記検出体に回転を伝達する伝達体と、
　を備えるシフト装置。
　前記伝達体と前記回転体及び前記検出体の一方とがリンク機構を構成して接続されると共に、前記伝達体と前記回転体及び前記検出体の他方とがギア機構を構成して接続される請求項１記載のシフト装置。
　前記伝達体の前記回転体との接続位置と前記伝達体の前記検出体との接続位置とが前記伝達体の回転軸方向において相違される請求項１又は請求項２記載のシフト装置。
　前記伝達体が前記回転体の回転に対し前記検出体の回転を増幅させる請求項１～請求項３の何れか１項記載のシフト装置。
　前記伝達体の回転が前記回転体の回転に対し増幅されると共に、前記検出体の回転が前記伝達体の回転に対し増幅される請求項４記載のシフト装置。
　前記回転体の位置と前記検出体の位置とが前記伝達体の回転軸方向において一致される請求項１～請求項５の何れか１項記載のシフト装置。