(57)【要約】【課題】主に車両で用いられるシフト位置検出装置に関し、小型化に適したものを提供することを目的とする。【解決手段】磁界検出素子４２、４３はプリント基板４１のスライドカプラ２４或いは回転カプラ２７と対向した位置にプリント基板４１を挟んで配置される。これによれば、スライドカプラ２４或いは回転カプラ２７をプリント基板４１で支持しているため、スライドカプラ２４或いは回転カプラ２７と検出素子の間隔が安定し、小型化に適したシフト位置検出装置１００が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シフトレバーの操作に連動して直線移動或いは回転するカプラと、前記カプラを支持する基板と、前記基板に固定されると共に前記カプラの位置或いは回転角度を電界或いは磁界の変化により検出する検出素子を備え、前記検出素子は前記基板の前記カプラと対向した位置に前記基板を挟んで配置されるシフト位置検出装置。
【請求項２】
前記カプラは磁石或いは電極を有し、前記検出素子は磁気検出素子或いは静電容量検出素子からなる請求項１記載のシフト位置検出装置。
【請求項３】
前記基板にはフィルムが固定され、前記カプラは前記フィルムに接触するよう配置される請求項１記載のシフト位置検出装置。
【請求項４】
前記カプラはスライドカプラで、前記スライドカプラはシフトレバーの操作に連動して傾動するピンが挿入される貫通孔を備えた請求項１記載のシフト位置検出装置。
【請求項５】
前記貫通孔の幅は前記ピンの幅よりも広いことを特徴とする請求項４記載のシフト位置検出装置。
【請求項６】
前記スライドカプラは前記貫通孔の下方に突起を備えた請求項４記載のシフト位置検出装置。
【請求項７】
前記貫通孔の下方にさらに第一のバネを備え、前記スライドカプラは前記第一のバネを挟んで少なくとも二つのガイドレールを備えた請求項４記載のシフト位置検出装置。
【請求項８】
さらに、前記カプラと前記基板と前記検出素子を収納するケースを備え、前記ケースの天面部は傾斜を備える請求項１記載のシフト位置検出装置。
【請求項９】
前記天面部は外縁部が突出した溝形状を構成する請求項８記載のシフト位置検出装置。
【請求項１０】
前記ケースは左ケースと右ケースを備えて構成され、前記天面部において前記左ケースと前記右ケースは一部が重ねられている請求項８記載のシフト位置検出装置。
【請求項１１】
前記カプラは回転カプラで、前記ケースから前記基板を貫通して突出した突起と前記回転カプラとを接続する第二のバネをさらに備え、前記第二のバネは前記突起に接続する第一の端部と前記回転カプラに接続する第二の端部を備え、前記第二のバネは前記第一の端部と前記第二の端部で前記第二のバネの伸縮方向に対して巻回の中心軸が直交するように密着して複数巻回され、前記基板と前記第二のバネは前記第一の端部のみで接触するよう構成された請求項１記載のシフト位置検出装置。
【請求項１２】
前記基板に凹み部を設け、前記検出素子を前記凹み部に収納した請求項１記載のシフト位置検出装置。
【請求項１３】
シフトレバーの操作に連動して直線移動或いは回転するカプラと、前記カプラに対向して配置された基板と、前記基板の前記カプラに面した位置に固定され前記カプラの位置或いは回転角度を電界或いは磁界の変化により検出する検出素子を備え、前記検出素子は前記カプラを支持するシフト位置検出装置。
【請求項１４】
前記検出素子にはフィルムが固定され、前記カプラは前記フィルムに接触するよう配置される請求項１３記載のシフト位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に車両のシフトレバー位置の検出に用いられるシフト位置検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両のシフトレバー位置の検出には、シフトレバーボックス内に位置検出のための機構を内蔵するものと、シフトレバーボックスにシフト位置検出装置を取り付け、シフト位置検出装置でシフトレバーの位置を判定するものがある。シフト位置検出装置は車種が違っても同じ設計で対応しやすいという利点がある。
【０００３】
このような従来のシフト位置検出装置について以下説明する。
【０００４】
図１１の斜視図において、シフト位置検出装置１０は、シフトレバーボックス９に固定される。シフトレバーボックス９は、シフトレバー１とシフトポジション表示２を備える。
【０００５】
シフトポジション表示２には、Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、２、Ｌの各シフトポジションが表示される。シフトレバーボックス９とシフト位置検出装置１０はシフトレバー１のシフトポジションに応じて回転や傾動するピンやレバー等で接続されており、シフト位置検出装置１０は機械的或いは電磁的な機構でシフトレバー１のシフトポジションを判定する。
【０００６】
また、図１２は他の従来のシフト位置検出装置２０の分解斜視図、図１３はシフト位置検出装置２０が対応するシフトポジションを示す図である。
【０００７】
図１３のように、シフトポジションはシフト方向Ｆとセレクト方向Ｔの二次元で変化する。ここで、シフトポジションがセレクト方向Ｔに変化する場合、図１２のシフト位置検出装置２０のスライドレバー１１がガイド１２に沿ってスライド移動する。また、シフトポジションがシフト方向Ｆに変化する場合、ダイアル１３がシフト方向Ｆの変化に合わせて回転する。
【０００８】
スライドレバー１１がスライド移動するとスライドレバー１１に配置された磁石１４が上下に移動し、磁界の変化を検出した判定回路１５で、セレクト方向Ｔのシフトポジションを判定する。
【０００９】
また、ダイアル１３が回転すると、ダイアル１３に噛み合ったギア１６が回転しギア１６と連動するよう配置された磁石１７が回転する。この磁石１７の回転を判定回路１５で検出し、判定回路１５はシフト方向Ｆのシフトポジションを判定する。
【００１０】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平８−２５９９４号公報
【特許文献２】特開２００７−３３１５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来のシフト位置検出装置では、磁石が配置されたギアと、プリント基板は共にケースによって位置決めや固定がされているため、ケースの寸法ばらつきやシフト位置検出装置の組立てばらつきの影響を受け易いものとなっていた。そのため、磁石と磁界検出素子の間隔を必要十分に確保する必要があり、磁石の大型化或いは磁界検出素子の厚みの増加を招きやすく小型化するのが困難であった。
【００１３】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、小型化に適したシフト位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、特に、シフトレバーの操作に連動して直線移動或いは回転するカプラと、カプラを支持する基板と、基板に固定されると共にカプラの位置或いは回転角度を電界或いは磁界の変化により検出する検出素子を備え、検出素子は基板のカプラと対向した位置に基板を挟んで配置される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シフトレバーの操作に連動して直線移動或いは回転するカプラと、カプラを支持する基板と、基板に固定されると共にカプラの位置或いは回転角度を電界或いは磁界の変化により検出する検出素子を備え、検出素子は基板のカプラと対向した位置に基板を挟んで配置される。
【００１６】
これによれば、カプラを基板で支持しているため、カプラと検出素子の間隔が安定し、小型化に適したシフト位置検出装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態によるシフト位置検出装置の分解斜視図
【図２】同シフト位置検出装置の右ケースを外した側面図
【図３】同シフト位置検出装置の断面図
【図４】同シフト位置検出装置の斜視図
【図５】同シフト位置検出装置の部分拡大断面図
【図６】同シフト位置検出装置の一部分の側断面図
【図７】同シフト位置検出装置に用いるスライドカプラの斜視図
【図８】同シフト位置検出装置のシフトポジションを説明する図
【図９】同シフト位置検出装置の動作を示す断面図
【図１０】シフト位置検出装置の他の実施の形態を示す断面図
【図１１】従来のシフト位置検出装置の配置を示す斜視図
【図１２】他の従来のシフト位置検出装置の分解斜視図
【図１３】他の従来のシフト位置検出装置のシフトポジションを説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１０を用いて説明する。
【００１９】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態によるシフト位置検出装置１００の分解斜視図、図２は右ケース３２を外した側面図、図３は同断面図である。
【００２０】
図１において、シフト位置検出装置１００は、ケース２１と、回路基板２２と、フィルム２３と、スライドカプラ２４と、バネ２５、２６と、回転カプラ２７を備える。
【００２１】
ケース２１は、左ケース３１と右ケース３２を備える。左ケース３１と右ケース３２の間に回路基板２２と、フィルム２３と、スライドカプラ２４と、バネ２５、２６と、回転カプラ２７が収容され、シフト位置検出装置１００が構成される。
【００２２】
ここで、左ケース３１は絶縁樹脂等を材料とし、下側の半分に窪んだ基板配置部３１Ａを備え、上側の半分には貫通孔３１Ｂと、上面に天面部３１Ｃを備え、天面部３１Ｃの左端側面全体に渡って突出した外縁部３１Ｄが設けられる。また、貫通孔３１Ｂと基板配置部３１Ａの間にはバネ収容部３１Ｅを備え、基板配置部３１Ａ内に突起３１Ｆを備える。
【００２３】
右ケース３２は、左ケース３１と概ね対称な形状で、下側の半分に窪んだ基板配置部３２Ａを備え、上半分には貫通孔３２Ｂと、上面に天面部３２Ｃを備え、天面部３２Ｃの右端側面全体に渡って突出した外縁部３２Ｄが設けられる。また、貫通孔３２Ｂと基板配置部３２Ａの間にはバネ収容部３２Ｅを備え、基板配置部３２Ａ内に円孔３２Ｆを有する。
【００２４】
図３において、天面部３１Ｃと天面部３２Ｃは一部が重なるように組み合わされており、天面部３１Ｃと天面部３２Ｃが被水したとしてもシフト位置検出装置１００の内部が浸水し難い構造となっている。また、図４の斜視図のように、天面部３１Ｃと天面部３２Ｃは外縁の外縁部３１Ｄと外縁部３２Ｄにより溝となっており、被水した水分を整流し、飛散を防ぐことができる。また、天面部３１Ｃと天面部３２Ｃは緩い傾斜を備えており、これにより被水した水分を速やかにセンサ側面に向けて排水する構造となっている。
【００２５】
図１及び図２のように、回路基板２２は、プリント基板４１と、磁界検出素子４２、４３と、コネクタ４４を備える。
【００２６】
プリント基板４１は、ガラスエポキシ基板、紙フェノール基板等の基板で、左ケース３１側の面に磁界検出素子４２、４３、左ケース３１とは逆側の面にコネクタ４４が配置されている。
【００２７】
ここで磁界検出素子４２、４３は、ホールＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等である。磁界検出素子４２はプリント基板４１の略中央で、回転カプラ２７に配置された磁石５２と対向する位置に配置され、磁界検出素子４３はスライドカプラ２４に配置された磁石６２と対向する位置に配置される。
【００２８】
またフィルム２３はポリエチレンテレフタレート等を材料とする樹脂フィルムで、プリント基板４１に貼り付けられる。また、回転カプラ２７とスライドカプラ２４がフィルム２３に接触している。
【００２９】
回転カプラ２７は、図１、図３のように、本体５１と本体５１に固定された磁石５２を備える。ここで、本体５１は円柱形状で、外周側に突出したバネ係止部５１Ａと、右ケース３２の円孔３２Ｆ側に露出した窪み５１Ｂと、本体５１に窪み５１Ｂの裏面に設けられた窪み５１Ｃを備える。そして、磁石５２は窪み５１Ｃに収納される。
【００３０】
図５は磁石５２と磁界検出素子４２が対向した部分の部分拡大図である。ここで、磁石５２は本体５１に固定されていて、フィルム２３が貼り付けられたプリント基板４１に対向している。ここで、本体５１および磁石５２と、プリント基板４１との間隔は０．５ｍｍ以内となっている。本体５１はフィルム２３に接触しており、これにより、回転カプラ２７はプリント基板４１と右ケース３２との間で支持される。
【００３１】
このようにプリント基板４１を挟んで、回転カプラ２７と磁界検出素子４２を対向して配置し、プリント基板４１により回転カプラ２７を支持させることで、磁石５２とプリント基板４１の近接配置が可能となる。
【００３２】
これにより、磁石５２を小型にし、或いはシフト位置検出装置１００の厚みを薄くすることが可能となる。さらに回転カプラ２７をフィルム２３に接触させているため、フィルム２３によりプリント基板４１と回転カプラ２７の間隔を制御しつつ、高い耐摩耗性を実現できる。
【００３３】
図６はバネ２６の配置を示す側断面図である。
【００３４】
バネ２６は、図２及び図６に示すように、端部２６Ａが左ケース３１からプリント基板４１とフィルム２３を介して突出した突起３１Ｆに接続され、端部２６Ｂがバネ係止部５１Ａに接続される。そして、バネ２６は回転カプラ２７の回転に応じて伸縮する。端部２６Ａ、２６Ｂでは複数回巻きにして幅をもたせており、組み込み時にこの幅によりバネの伸縮部がプリント基板４１へ接触することを防止できる。これにより、バネ２６がプリント基板４１へ接触することによるバネ力のロスを防ぎ、バネ２６に接続された回転カプラ２７をスムーズに回転させられる。
【００３５】
スライドカプラ２４は、図２のように本体６１と磁石６２を備える。
【００３６】
図７はスライドカプラ２４の本体６１の斜視図である。
【００３７】
本体６１は、ポリオキシメチレン等の絶縁樹脂を材料とし、筒状のバネ保持部６１Ａ、バネ保持部６１Ａの上部に配置された貫通孔６１Ｂ、貫通孔６１Ｂを挟んで配置されたガイド６１Ｃ、６１Ｄ、貫通孔６１Ｂの下方に設けられた突起６１Ｅ、ガイド６１Ｃの下方に設けた角穴６１Ｆを備える。また、角穴６１Ｆに磁石６２が配置される。
【００３８】
図７のように本体６１は貫通孔６１Ｂを挟んで突出したガイド６１Ｃ、６１Ｄが配置される。このガイド６１Ｃ、６１Ｄは、図２のように左ケース３１のガイド溝と組み合わされ、スライドカプラ２４全体を左ケース３１に対してスライド移動可能としている。このように、貫通孔６１Ｂを挟んでガイド６１Ｃ、６１Ｄが配置することにより、スライドカプラ２４が上下に移動する際の横方向の歪みが抑制され、スムーズな移動が可能となる。
【００３９】
ここで、スライドカプラ２４はフィルム２３に接するように配置しており、プリント基板４１によりスライドカプラ２４を支持させることで、磁石６２とプリント基板４１の近接配置が可能となる。
【００４０】
また、貫通孔６１Ｂの端部に突起６１Ｅを設けているため、シフト位置検出装置１００の取り付け時に指がかけやすくなり、組み付け性が向上する。
【００４１】
バネ２５は、圧縮バネでバネ収容部３１Ｅとバネ収容部３２Ｅを組み合わせて形成される筒状の空間と、バネ保持部６１Ａの間に保持される。そして、スライドカプラ２４がケース２１に対し上下動する際に、伸縮する。
【００４２】
ここで、スライドカプラ２４をスライド動作するためのバネ２５を圧縮バネとすることで、安定した押し上げ力が得られ、かつシフト位置検出装置１００を小型に構成できる。
【００４３】
図８はシフトレバーの各シフトポジションを示す図である。
【００４４】
ここで、シフトポジションＨはホームポジションで、シフトポジションＲ、Ｎ、Ｄにシフトレバーを移動させた後は、その位置で停止せず、シフトポジションＨに戻る。なお、シフトポジションＲは車両のバックギア位置、シフトポジションＮは車両のニュートラルギア位置、シフトポジションＤは車両のドライブギア位置に対応する。
【００４５】
シフトポジションＳは、操作者が所望のギアの状態で運転するためのスポーツモードを表す。シフトポジションＳを経由してシフトポジション＋或いはシフトポジション−にシフトレバーを移動させると、シフトポジションＳに戻る。なお、シフトポジション＋にシフトレバーを倒すと、車両のギアが１ステップ上がり、シフトポジション−にシフトレバーを倒すと、車両のギアが１ステップ下がる。
【００４６】
図９（ａ）〜（ｃ）は、シフトレバーのシフトポジションがＳ、Ｈ、Ｎのそれぞれの位置における、ピン１０１と、スライドカプラ２４の位置関係を示している。
【００４７】
なお、ピン１０１は、シフトポジションがセレクト方向Ｔの方向に移動した際に動作するピンで、シフトポジションがシフト方向Ｆの方向に移動した際には、回転カプラ２７の窪み５１Ｂに挿入されたピン１０２が回転し、回転カプラ２７が回転する。
【００４８】
図９（ａ）では、シフトポジションがＮの位置にあるが、この状態では、ピン１０１の先端は、貫通孔６１Ｂから突出しておらず、スライドカプラ２４は下方からバネ２５により押圧力を受けているため貫通孔６１Ｂの上端とピン１０１の間には空間が存在する。
【００４９】
また、同図（ｂ）では、シフトレバーのシフトポジションがＨの位置にあるが、この状態では、ピン１０１の先端は、貫通孔６１Ｂから若干突出した状態にあり、スライドカプラ２４は下方からバネ２５により押圧力を受けているため貫通孔６１Ｂの上端とピン１０１の間には空間が存在する。
【００５０】
さらに、同図（ｃ）では、シフトポジションがＳの位置にあるが、この状態では、ピン１０１の先端は、貫通孔６１Ｂからさらに突出した状態にあり、スライドカプラ２４は下方からバネ２５により押圧力を受けているため貫通孔６１Ｂの上端とピン１０１の間には空間が存在する。
【００５１】
このようにピン１０１を貫通孔６１Ｂ内から突出可能な構成とすることで、ピン１０１の動作に対する許容度が増し、シフト位置検出装置１００を薄く構成できる。
【００５２】
また、ピン１０１が横方向へ若干スライドしたとしても、貫通孔６１Ｂの横幅をピン１０１より大きくしているため、スライドカプラ２４の上下方向の移動を効率よく取り出すことができる。
【００５３】
なお、上述の説明では、磁石５２の磁界を検出する検出素子として磁界検出素子４２を、磁石６２の磁界を検出する素子として磁界検出素子４３を例として示したが、これに代えて、電極と静電容量検出素子を用いて静電容量の変化からカプラの位置を検出しても良い。
【００５４】
また、磁界検出素子４２、４３や静電容量素子は一つのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）としてパッケージされていても、あるいは複数の部品を用いた回路として形成しても良い。
【００５５】
また、図１０（ａ）〜（ｃ）で示すように、回転カプラ１２７Ａ〜１２７Ｃと磁界検出素子１４３Ａ〜１４３Ｃの位置関係は様々に変形できる。
【００５６】
図１０（ａ）はプリント基板１４１Ａに凹み部１５１を設け、凹み部１５１に磁界検出素子１４３Ａを配置する。回転カプラ１２７Ａは、プリント基板１４１Ａの上面に配置されたフィルム１２３Ａに接触する。これにより磁石と磁界検出素子１４３Ａの距離を小さく、かつ高精度に確保できる。
【００５７】
同図（ｂ）はプリント基板１４１Ｂの回転カプラ１２７Ｂ側に磁界検出素子１４３Ｂを配する。回転カプラ１２７Ｂは、磁界検出素子１４３Ｂの上面に配置されたフィルム１２３Ｂに接触する。これにより磁石と磁界検出素子１４３Ｂの距離をさらに小さく、かつ高精度に確保できる。
【００５８】
同図（ｃ）はプリント基板１４１Ｃの回転カプラ１２７Ｃ側に磁界検出素子１４３Ｃを配する。磁界検出素子１４３Ｃは、樹脂でモールド或いは焼結されたセラミックでパッケージされている。回転カプラ１２７Ｃは、磁界検出素子１４３Ｃに接触する。これにより磁石と磁界検出素子１４３Ｃの距離をさらに小さく、かつ高精度に確保できる。
【００５９】
なお、図１０（ａ）〜（ｃ）においても、静電容量を検出するものとしても良く、またスライドカプラの位置を検出するものとしても良い。
【００６０】
このように本実施の形態によれば、シフトレバーの操作に連動して直線移動するスライドカプラ２４或いは回転する回転カプラ２７と、スライドカプラ２４或いは回転カプラ２７を支持するプリント基板４１と、プリント基板４１に固定されスライドカプラ２４或いは回転カプラ２７の位置或いは回転角度を電界或いは磁界の変化により検出する磁界検出素子４２、４３等の検出素子を備える。ここで、検出素子はプリント基板４１のスライドカプラ２４或いは回転カプラ２７と対向した位置にプリント基板４１を挟んで配置される。これによれば、スライドカプラ２４或いは回転カプラ２７をプリント基板４１で支持しているため、スライドカプラ２４或いは回転カプラ２７と検出素子の間隔が安定し、小型化に適したシフト位置検出装置１００が得られる。
【００６１】
また、プリント基板４１にはフィルム２３が固定され、スライドカプラ２４或いは回転カプラ２７はフィルム２３に接触するよう配置されているため、スライドカプラ２４或いは回転カプラ２７の摺動の際の摩擦抵抗が低減し耐久性が向上する。
【００６２】
また、貫通孔６１Ｂの下方にさらに第一のバネ２５を備え、スライドカプラ２４は第一のバネ２５を挟んで少なくとも二つのガイド６１Ｃ、６１Ｄを備えているため、スライドカプラ２４がスライド移動した際の左右のぶれを抑制できる。
【００６３】
さらに、ケース２１の天面部３１Ｃ、３２Ｃは傾斜を備えているため、シフト位置検出装置１００に水滴がかかったとしても、被水した水分を速やかにセンサ側面に向けて排水することができる。
【００６４】
また、天面部３１Ｃ、３２Ｃは外縁部３１Ｄ、３２Ｄが突出した溝形状を構成するため、被水した水分を整流し、飛散を防ぐことができる。
【００６５】
また、プリント基板１４１Ａに凹み部１５１を設けて、検出素子を収納しているため、磁石と磁界検出素子１４３Ａの距離を小さく、かつ高精度に確保できる。
【００６６】
さらに、検出素子をプリント基板１４１Ｂの回転カプラ１２７Ｂに面した側に配置し、検出素子で回転カプラ１２７Ｂを支持するよう配置しているので、さらに、磁石と磁界検出素子１４３Ｂの距離を小さく、かつ高精度に確保できる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明によるシフト位置検出装置は、小型化に適したものが得られ、主に車載用として有用である。
【符号の説明】
【００６８】
２１  ケース
２２  回路基板
２３、１２３Ａ、１２３Ｂ  フィルム
２４  スライドカプラ
２５、２６  バネ
２６Ａ、２６Ｂ  端部
２７、１２７Ａ〜１２７Ｃ  回転カプラ
３１  左ケース
３１Ａ、３２Ａ  基板配置部
３１Ｂ、３２Ｂ  貫通孔
３１Ｃ、３２Ｃ  天面部
３１Ｄ、３２Ｄ  外縁部
３１Ｅ、３２Ｅ  バネ収容部
３１Ｆ  突起
３２  右ケース
３２Ｆ  円孔
４１、１４１Ａ〜１４１Ｃ  プリント基板
４２、４３、１４３Ａ〜１４３Ｃ  磁界検出素子
４４  コネクタ
５１、６１  本体
５１Ａ  バネ係止部
５１Ｂ、５１Ｃ  窪み
５２、６２  磁石
６１Ａ  バネ保持部
６１Ｂ  貫通孔
６１Ｃ、６１Ｄ  ガイド
６１Ｅ  突起
６１Ｆ  角穴
１００  シフト位置検出装置
１０１、１０２  ピン
１５１  凹み部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2016205816.tif 000009
【図８】
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【図９】
2016205816.tif 000011
【図１０】
2016205816.tif 000012
【図１１】
2016205816.tif 000013
【図１２】
2016205816.tif 000014
【図１３】
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