(57)【要約】【課題】操作手段の操作時に与えられる操作反力を簡単に変更することが可能なレンジ切替操作装置を提供すること。【解決手段】シフトレバーが基準位置からＤ位置まで操作されるとき、マグネット１０と第１のコイル２２Ｄとの間隔が次第に縮まるのであるが、それに伴ってマグネット１０と第１のコイル２２Ｄとの間の反発力が徐々に大きくなる。尚、この反発力は、可変抵抗器２１Ｄの電気抵抗値、つまり調整ノブの回動操作位置によって決定される。そして、このような反発力に抗してシフトレバーが操作されるのであるから、シフト操作時には、同反発力に応じた操作反力がシフトレバーに与えられるとともに、シフトレバーの操作者はこれによる触感を受ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンジを切り替えるために操作される操作手段を備えるレンジ切替操作装置において、
前記操作手段の操作に伴って、その操作手段に対して電磁力を働かせるとともに、その電磁力に応じた操作反力を前記操作手段に与える操作反力付与手段と、
前記操作手段に対して働かせる電磁力を調整するための電磁力調整手段とを備えていることを特徴とするレンジ切替操作装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレンジ切替操作装置において、
前記操作手段には、第１のマグネットが設けられ、
前記操作反力付与手段は、可変抵抗器と、その可変抵抗器の電気抵抗値に応じた電流が流れる第１のコイルとを含み、
同操作反力付与手段は、前記操作手段の操作に伴って、前記第１のコイルに電流が流れることによって生ずる磁界を前記第１のマグネットに作用させることで、前記操作手段に対して電磁力を働かせるとともに、その電磁力に応じた操作反力を前記操作手段に与えるものであり、
前記電磁力調整手段は、前記操作手段に対して働かせる電磁力を調整するべく、前記可変抵抗器の電気抵抗値を調整するためのものであることを特徴とするレンジ切替操作装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のレンジ切替操作装置において、
前記操作手段には、第２のマグネットが設けられ、
前記操作手段の操作に伴って、前記第２のマグネットとの間で起こる電磁誘導により生ずる誘導電流が流れる第２のコイルを、前記レンジに対応する前記操作手段の操作位置毎に設け、
基準電流よりも大きな誘導電流が第２のコイルに流れたとき、その第２のコイルが設けられている操作位置まで前記操作手段が操作された旨を認識する操作位置認識手段を備えていることを特徴とするレンジ切替操作装置。
【請求項４】
請求項３に記載のレンジ切替操作装置において、
前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとが単一のマグネットで共用されていることを特徴とするレンジ切替操作装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載のレンジ切替操作装置において、
前記第１のコイルと前記第２のコイルとが単一のボビンに巻かれていることを特徴とするレンジ切替操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンジを切り替えるために操作される操作手段を備えるレンジ切替操作装置に関し、詳しくは、操作手段の操作に伴って操作手段に操作反力が与えられるレンジ切替操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、自動変速機が搭載された車両では、シフトレバー装置のシフトレバーを特定のシフト位置（例えば、駐車位置であるＰ位置、後退位置であるＲ位置、中立位置であるＮ位置、走行位置であるＤ位置）まで操作することにより、そのシフト位置に応じて自動変速機のレンジを切り替えることができるようになっている。
【０００３】
そして、このようなシフト操作に伴ってシフトレバーに操作反力を与えることにより、シフトレバーの操作者に対してこれによる触感を受けさせ、これにより特定のシフト位置に及ぶシフト操作が行われた旨を操作者に認識させるようになっている。特許文献１には、コイルスプリングにより付勢される節度ピンを節度面部に圧接させることで、シフト操作時に操作反力を与える技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１２０５８３号公報（段落番号００２４、図１、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されているシフトレバー装置にあって、シフト操作時に与えられる操作反力は、コイルスプリングのバネ定数に依存しており、よって操作反力を変更するためには、バネ定数の異なるスプリングに交換する必要があって煩雑である。
【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、操作手段の操作時に与えられる操作反力を簡単に変更することが可能なレンジ切替操作装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、レンジを切り替えるために操作される操作手段を備えるレンジ切替操作装置において、前記操作手段の操作に伴って、その操作手段に対して電磁力を働かせるとともに、その電磁力に応じた操作反力を前記操作手段に与える操作反力付与手段と、前記操作手段に対して働かせる電磁力を調整するための電磁力調整手段とを備えていることをその要旨としている。
【０００７】
同構成によると、操作手段が操作されたとき、スプリングのバネ定数に依存することなく、操作手段に対して電磁力を働かせることで、その電磁力に応じた操作反力が操作手段に与えられるとともに、操作手段の操作者はこれによる触感を受ける。ここに、操作手段に対して働かせる電磁力を調整することで、バネ定数の異なるスプリングに交換するといった煩雑な作業を必要とせずに、操作手段の操作時に与えられる操作反力を変更することが可能である。従って、操作手段の操作時に与えられる操作反力を簡単に変更することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレンジ切替操作装置において、前記操作手段には、第１のマグネットが設けられ、前記操作反力付与手段は、可変抵抗器と、その可変抵抗器の電気抵抗値に応じた電流が流れる第１のコイルとを含み、同操作反力付与手段は、前記操作手段の操作に伴って、前記第１のコイルに電流が流れることによって生ずる磁界を前記第１のマグネットに作用させることで、前記操作手段に対して電磁力を働かせるとともに、その電磁力に応じた操作反力を前記操作手段に与えるものであり、前記電磁力調整手段は、前記操作手段に対して働かせる電磁力を調整するべく、前記可変抵抗器の電気抵抗値を調整するためのものであることをその要旨としている。
【０００９】
同構成によると、可変抵抗器の電気抵抗値を調整するだけで、操作手段の操作時に与えられる操作反力を簡単に変更することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のレンジ切替操作装置において、前記操作手段には、第２のマグネットが設けられ、前記操作手段の操作に伴って、前記第２のマグネットとの間で起こる電磁誘導により生ずる誘導電流が流れる第２のコイルを、前記レンジに対応する前記操作手段の操作位置毎に設け、基準電流よりも大きな誘導電流が第２のコイルに流れたとき、その第２のコイルが設けられている操作位置まで前記操作手段が操作された旨を認識する操作位置認識手段を備えていることをその要旨としている。
【００１０】
同構成によると、第２のコイルに流れる誘導電流を検出することで、操作手段の操作位置を検出することができる。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のレンジ切替操作装置において、前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとが単一のマグネットで共用されていることをその要旨としている。
【００１１】
同構成によると、第１のマグネットと第２のマグネットとがそれぞれ別々に設けられている構成と比較して、部品点数を削減できるとともに、省スペース化を図ることができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載のレンジ切替操作装置において、前記第１のコイルと前記第２のコイルとが単一のボビンに巻かれていることをその要旨としている。
【００１３】
同構成によると、第１のコイルと第２のコイルとがそれぞれ別々のボビンに巻かれている構成と比較して、部品点数を削減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
本発明によれば、操作手段の操作時に与えられる操作反力を簡単に変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を車両のシフトレバー装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１に示すように、運転席と助手席との間には、自動変速機のレンジを切り替えるために用いられるシフトレバー装置１が設けられている。シフトレバー装置１のハウジング２は、有底箱状に形成されるとともに、その底部に設けられたフランジ状の連結部材３を介して車両のフロアコンソール４に固定されている。ハウジング２の上面に設けられたカバープレート５には、十字状の透孔よりなるシフトゲート６が形成されている。尚、本実施形態では、シフトゲート６に沿って、Ｐ位置（駐車位置）、Ｒ位置（後退位置）、Ｎ位置（中立位置）、Ｄ位置（走行位置）、の４つのシフト位置が設定されている。
【００１６】
そして、同シフトゲート６に挿通されるように装着されたシフトレバー７は、その外端に操作ノブ８が設けられるとともに、内端がハウジング２内に設けられた支持部材９によって支持されており、同シフトレバー７は、支持部材９を支点として傾動可能となっている。そして、シフトレバー７を特定のシフト位置（例えばＰ位置）まで操作することにより、そのシフト位置に応じて自動変速機のレンジを切り替えることができるようになっている。尚、シフトレバー７において操作ノブ８と支持部材９との中間位置には、マグネット１０が設けられている。
【００１７】
図２に示すように、ハウジング２の内部空間には、磁界を発生するとともに、その磁界をマグネット１０に作用させる磁界発生回路２０と、マグネット１０から発生する磁界が作用させられるとともに、その磁界を検出する磁界検出回路３０とが、各シフト位置の各々に対応して設けられている。磁界発生回路２０は、可変抵抗器２１と、その可変抵抗器２１に直列に接続されるとともに、同可変抵抗器２１の電気抵抗値に応じた電流が流れる第１のコイル２２と、その第１のコイル２２に電流を流すために必要な電力を供給する電源２３とを備えている。磁界検出回路３０は、マグネット１０との間で起こる電磁誘導により生ずる誘導電流が流れる第２のコイル３１と、その第２のコイル３１に流れる誘導電流を検出する電流検出回路３２とを備えている。
【００１８】
尚、図２では、Ｐ位置に対応する磁界発生回路２０、磁界検出回路３０が、磁界発生回路２０Ｐ、磁界検出回路３０Ｐで表現されるとともに、Ｒ位置（Ｎ位置、Ｄ位置）に対応する磁界発生回路２０、磁界検出回路３０が、磁界発生回路２０Ｒ（２０Ｎ、２０Ｄ）、磁界検出回路３０Ｒ（３０Ｎ、３０Ｄ）で表現されている。
【００１９】
また、Ｐ位置に対応する可変抵抗器２１、第１のコイル２２、電源２３、第２のコイル３１、電流検出回路３２が、可変抵抗器２１Ｐ、第１のコイル２２Ｐ、電源２３Ｐ、第２のコイル３１Ｐ、電流検出回路３２Ｐで表現されている。同様に、Ｒ位置（Ｎ位置、Ｄ位置）に対応する可変抵抗器２１、第１のコイル２２、電源２３、第２のコイル３１、電流検出回路３２が、可変抵抗器２１Ｒ（２１Ｎ、２１Ｄ）、第１のコイル２２Ｒ（２２Ｎ、２２Ｄ）、電源２３Ｒ（２３Ｎ、２３Ｄ）、第２のコイル３１Ｒ（３１Ｎ、３１Ｄ）、電流検出回路３２Ｒ（３２Ｎ、３２Ｄ）で表現されている。
【００２０】
そして、図１に示された調整ノブ４０を回動操作することにより、その回動操作位置に応じて、４つの可変抵抗器２１Ｐ，２１Ｒ，２１Ｎ，２１Ｄの電気抵抗値が設定されるようになっている。本実施形態では、単一の調整ノブ４０が４つの可変抵抗器２１Ｐ，２１Ｒ，２１Ｎ，２１Ｄに連動されており、その調整ノブ４０を回動操作することで、４つの可変抵抗器２１Ｐ，２１Ｒ，２１Ｎ，２１Ｄの電気抵抗値が、同時に且つ調整ノブ４０の回動操作位置に応じた互いに同様の値に設定されるようになっている。尚、図３に示すように、第１のコイル２２Ｐ（２２Ｒ、２２Ｎ、２２Ｄ）と第２のコイル３１Ｐ（３１Ｒ、３１Ｎ、３１Ｄ）とは、単一のボビン５０に巻かれている。
【００２１】
図４に示すように、電流検出回路３２Ｐ，３２Ｒ，３２Ｎ，３２Ｄには、変速制御装置６０が電気的に接続されている。変速制御装置６０は、基準電流よりも大きな誘導電流が電流検出回路３２Ｐ（３２Ｒ、３２Ｎ、３２Ｄ）により検出されたとき、Ｐ位置（Ｒ位置、Ｎ位置、Ｄ位置）までシフトレバー７が操作された旨を認識するとともに、そのシフト位置に応じたギヤ切替信号を自動変速機７０に出力する。自動変速機７０は、Ｐ位置（Ｒ位置、Ｎ位置、Ｄ位置）に応じたギヤ切替信号が変速制御装置６０から入力されたとき、車両が駐車状態（後退状態、中立状態、走行状態）となるようにギヤの接続状態（レンジ）を切り替える。
【００２２】
次に、シフトレバー装置１の作用について説明する。
シフトレバー７の操作前にあって、調整ノブ４０がユーザ所望の回動操作位置に合わせられるとともに、これにより可変抵抗器２１Ｐ，２１Ｒ，２１Ｎ，２１Ｄの電気抵抗値が、調整ノブ４０の回動操作位置に応じた互いに同様の値に設定される。すると、可変抵抗器２１Ｐ，２１Ｒ，２１Ｎ，２１Ｄの電気抵抗値に応じた電流が第１のコイル２２Ｐ，２２Ｒ，２２Ｎ，２２Ｄに流れるとともに、これにより同第１のコイル２２Ｐ，２２Ｒ，２２Ｎ，２２Ｄから磁界が生ずる。
【００２３】
つまり、第１のコイル２２Ｐ，２２Ｒ，２２Ｎ，２２Ｄが電磁石として機能するのであるが、これら４つの電磁石の各々から生ずる磁界がマグネット１０に作用したとき、本実施形態では、４つの電磁石の各々とマグネット１０との間に反発力が働くようになっている。従って、シフトレバー７が操作されていないとき、これらの反発力によりシフトレバー７がシフトゲート６の十字交叉位置、即ち基準位置に押し戻されて、その位置でシフトレバー７が保持されるようになっている。
【００２４】
そして、この状態から操作ノブ８を把持してシフトレバー７を基準位置から特定のシフト位置（例えばＤ位置）まで操作すると、マグネット１０と第２のコイル３１（この場合、３１Ｄ）との間で電磁誘導が起こるとともに、その電磁誘導により生ずる誘導電流が第２のコイル３１（この場合、３１Ｄ）に流れる。そして、この誘導電流が電流検出回路３２（この場合、３２Ｄ）により検出されるとともに、この誘導電流が基準電流よりも大きなものであるとき、特定のシフト位置（この場合、Ｄ位置）までシフトレバー７が操作された旨が変速制御装置６０により認識される。そして、この場合、Ｄ位置に応じたギヤ切替信号が変速制御装置６０から自動変速機７０に入力されるとともに、その自動変速機７０により、車両が走行状態となるようにギヤの接続状態が切り替えられる。
【００２５】
本実施形態において変速制御装置６０は、基準電流よりも大きな誘導電流が第２のコイル３１（上記の場合、３１Ｄ）に流れたとき、その第２のコイル３１が設けられているシフト位置（上記の場合、Ｄ位置）までシフトレバー７が操作された旨を認識する操作位置認識手段（シフト位置認識手段）に相当する。
【００２６】
ここで、上記のようにシフトレバー７が基準位置から特定のシフト位置（上記の場合、Ｄ位置）まで操作されるとき、マグネット１０と第１のコイル２２（上記の場合、２２Ｄ）との間隔が次第に縮まるのであるが、それに伴ってマグネット１０と第１のコイル２２（上記の場合、２２Ｄ）との間の反発力が徐々に大きくなる。尚、この反発力は、可変抵抗器２１（上記の場合、２１Ｄ）の電気抵抗値、つまり調整ノブ４０の回動操作位置によって決定される。そして、このような反発力に抗してシフトレバー７が操作されるのであるから、シフト操作時には、同反発力に応じた操作反力がシフトレバー７に与えられるとともに、シフトレバー７の操作者はこれによる触感を受ける。
【００２７】
そして、シフトレバー７に対する操作が解除されたとき、同シフトレバー７は、４つの電磁石（第１のコイル２２Ｐ，２２Ｒ，２２Ｎ，２２Ｄ）の各々とマグネット１０との間の反発力により基準位置に押し戻される。つまり、シフトレバー装置１は、このようなモーメンタリ構造となっている。ただし、シフトレバー７が新たなシフト位置（例えば、Ｐ位置）まで操作されない限り、現在の走行状態が維持される。
【００２８】
本実施形態では、マグネット１０と磁界発生回路２０（可変抵抗器２１及び第１のコイル２２を含む）とにより、シフトレバー７の操作に伴って、そのシフトレバー７に対して電磁力を働かせるとともに、その電磁力に応じた操作反力をシフトレバー７に与える操作反力付与手段が構成されている。一方、調整ノブ４０は、シフトレバー７に対して働かせる電磁力を調整するための電磁力調整手段に相当する。他方、マグネット１０は、第１のコイル２２から生ずる磁界が作用させられる第１のマグネットに相当するとともに、第２のコイル３１との間で電磁誘導を起こさせる第２のマグネットに相当する。
【００２９】
以上、詳述したように本実施形態によれば、次のような作用、効果を得ることができる。
（１）シフトレバー７が操作されたとき、スプリングのバネ定数に依存することなく、シフトレバー７に対して電磁力を働かせることで、その電磁力に応じた操作反力がシフトレバー７に与えられるとともに、シフトレバー７の操作者はこれによる触感を受ける。ここに、シフトレバー７に対して働かせる電磁力を調整することで、バネ定数の異なるスプリングに交換するといった煩雑な作業を必要とせずに、シフト操作時に与えられる操作反力を変更することが可能である。従って、シフト操作時に与えられる操作反力を簡単に変更することができる。
【００３０】
（２）調整ノブ４０を用いて可変抵抗器２１の電気抵抗値を調整するだけで、シフト操作時に与えられる操作反力を簡単に変更することができる。
（３）第２のコイル３１に流れる誘導電流を検出することで、シフト位置を検出することができる。
【００３１】
（４）第１のマグネットと第２のマグネットとが単一のマグネット１０で共用されている。このため、第１のマグネットと第２のマグネットとがそれぞれ別々に設けられている構成と比較して、部品点数を削減できるとともに、省スペース化を図ることができる。
【００３２】
（５）第１のコイル２２と第２のコイル３１とが単一のボビン５０に巻かれている。このため、第１のコイル２２と第２のコイル３１とがそれぞれ別々のボビンに巻かれている構成と比較して、部品点数を削減することができる。
【００３３】
（６）単一の調整ノブ４０を操作することで、４つの可変抵抗器２１Ｐ，２１Ｒ，２１Ｎ，２１Ｄの電気抵抗値を同時に且つ互いに同様の値に設定できるから、４箇所のシフト位置での操作反力を同時に且つ互いに均一なものに設定することができる。
【００３４】
（７）本実施形態とは異なり、シフトレバー７に対して圧縮エアを供給することで、その圧縮エアの圧力に応じた操作反力をシフトレバー７に与える構成を採用することも考えられる。しかし、このような構成では、シフトレバー７まで圧縮エアを送り届けるための配管が必要であるとともに、その配管からエア漏れが生じないようにするための対策を講じる必要があり、よってこのようなシフトレバー装置にあっては、その構成が大掛かりなものとなる。これに対して、本実施形態では、シフトレバー７に操作反力を与えるのに際して、磁石同士（マグネット１０と電磁石）の反発力を用いているため、上記構成のシフトレバー装置と比較して、簡単な構成でもってシフトレバー７に操作反力を与えることができる。
【００３５】
（８）シフトレバー７が基準位置に存在しているとき、４つの電磁石の各々とマグネット１０との間には反発力が働いている。このため、シフトレバー７を基準位置から各シフト位置（例えばＤ位置）まで操作しようとするとき、前記反発力に抗してそれを行う必要がある訳であるが、これを言い換えると、ユーザの意志に反してシフトレバー７が動かされようとしたとき、前記反発力によってそれが阻止される。つまり、ユーザが意識的にシフトレバー７を操作する場合よりも小さな力でシフトレバー７が動かされようとしても、その程度の力では前記反発力に勝てず、結果としてシフトレバー７は基準位置にて保持されることになる。従って、ユーザの意志に反したシフト操作を防止できる。
【００３６】
尚、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・前記実施形態では、シフトレバー７にマグネット１０を設けるとともに、シフト位置毎に磁界発生回路２０及び磁界検出回路３０を設けるようにしたが、シフトレバー７に磁界発生回路２０を設けるとともに、シフト位置毎にマグネット１０及び磁界検出回路３０を設けるようにしてもよい。
【００３７】
・前記実施形態では、単一の調整ノブ４０を設けるようにしたが、シフト位置毎に調整ノブ４０を設けるようにしてもよい。このように構成すれば、シフト位置毎に可変抵抗器２１の電気抵抗値を設定できるから、シフト操作時に与えられる操作反力をシフト位置毎に個別に変更することができる。
【００３８】
・前記実施形態では、磁石同士の反発力を用いるようにしたが、磁石同士の吸引力を用いるようにしてもよい。この場合、第１のコイル２２に流れる電流の向き及びマグネット１０の着磁態様の一方を前記実施形態とは逆にすればよい。
【００３９】
・電源２３の電圧や第１のコイル２２の巻数を変更することで、第１のコイル２２から生ずる磁界の強さを変更できることは言うまでもない。ちなみに、電源２３の電圧が高い程、また、第１のコイル２２の巻数が多い程、第１のコイル２２から生ずる磁界の強さが大きくなるとともに、マグネット１０と第１のコイル２２との間の反発力又は吸引力が大きくなり、よってシフトレバー７の操作者が受ける触感が大きくなる。逆に、電源２３の電圧が低い程、また、第１のコイル２２の巻数が少ない程、第１のコイル２２から生ずる磁界の強さが小さくなるとともに、マグネット１０と第１のコイル２２との間の反発力又は吸引力が小さくなり、よってシフトレバー７の操作者が受ける触感が小さくなる。
【００４０】
・前記実施形態では、単一のボビン５０に第１のコイル２２及び第２のコイル３１を巻くようにしたが、小径の第１のボビンに第１のコイル２２を巻くとともに、それを内部空間に収容可能な大径の第２のボビンに第２のコイル３１を巻くようにした二重構造のコイルユニットを用いるようにしてもよい。このように構成すれば、ボビンの軸線に沿った長さを短縮することができる。
【００４１】
・シフトレバー７を十字方向にスライド操作するシフトレバー装置１に代えて、操作手段としての操作ノブを特定のロータリ位置（例えば、Ｐ位置、Ｒ位置、Ｎ位置、Ｄ位置）まで回動操作することにより、そのロータリ位置に応じて自動変速機７０のレンジを切り替えるレンジ切替操作装置に具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】シフトレバー装置が設けられる車内の要所を示す斜視図と、そのシフトレバー装置を拡大して示す斜視図。
【図２】シフトレバー装置の電気的な構成を示す回路図。
【図３】単一のボビンに第１のコイル及び第２のコイルが巻かれている様子を示す斜視図。
【図４】シフトレバー装置が適用される車両の電気的な構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００４３】
１…シフトレバー装置（レンジ切替操作装置）、７…シフトレバー（操作手段）、１０…マグネット（操作反力付与手段、第１のマグネット、第２のマグネット）、２０…磁界発生回路（操作反力付与手段）、２１…可変抵抗器、２２…第１のコイル、３１…第２のコイル、４０…調整ノブ（電磁力調整手段）、５０…ボビン、６０…変速制御装置（操作位置認識手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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