シフトレバー装置
【課題】小型のマグネットを利用可能として省コスト、小型化を実現したシフトレバー装置を提供すること。
【解決手段】シフトレバー２１と一体的に回動するレバーブロック２と、シフト軸２０を介してレバーブロック２を支持するベースブロック３と、レバーブロック２の回動動作の中心軸１２の回りを回動するようにレバーブロック２に保持されたマグネット２３０と、マグネット２３０の磁気の作用方向を検出可能な磁気センサ１１と、磁気センサ１１が検出した磁気の作用方向に応じてシフトレバー２１の操作位置を表す信号を出力する信号出力部と、を備えたシフトレバー装置１では、強磁性材料よりなるレバーシャフト２１１の端面２１１Ｎがマグネット２３０に当接し、両者が磁気的に接続されている。
【解決手段】シフトレバー２１と一体的に回動するレバーブロック２と、シフト軸２０を介してレバーブロック２を支持するベースブロック３と、レバーブロック２の回動動作の中心軸１２の回りを回動するようにレバーブロック２に保持されたマグネット２３０と、マグネット２３０の磁気の作用方向を検出可能な磁気センサ１１と、磁気センサ１１が検出した磁気の作用方向に応じてシフトレバー２１の操作位置を表す信号を出力する信号出力部と、を備えたシフトレバー装置１では、強磁性材料よりなるレバーシャフト２１１の端面２１１Ｎがマグネット２３０に当接し、両者が磁気的に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフトレンジを選択するための装置であって、シフトレバーの操作位置に応じた電気信号を出力する車両用のシフトレバー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のシフトレバー装置には、機械的なリンク機構を採用したシフトチェンジ手段が用いられてきた。近年、車載機器の電子化の要請に対応できるよう、シフトレバーの操作を電気的に検出するシフトレバー装置が提案されている。このシフトレバー装置は、検出したシフトレバーの操作を電気信号に変換して出力する。
【０００３】
このようなシフトレバー装置は、その出力信号に応じてアクチュエータを駆動してシフトチェンジを実現する、いわゆるバイワイヤ式のシフトレバー装置と呼ばれている。バイワイヤ式のシフトレバー装置では、トランスミッションとの間に複雑なリンク機構を配設する必要がなく、電気配線を取り回しするだけで良い。このようなシフトレバー装置を採用すれば、車両におけるシフト操作機構の設計自由度や設置自由度等を格段に向上できる。
【０００４】
バイワイヤ式のシフトレバー装置としては、シフトレバーの回動動作の中心軸を超えて反対側に延設され、その先端にマグネットを保持するガイドロッドと、そのマグネットと対面するように配置された磁気センサと、を備えた装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このシフトレバー装置では、ガイドロッドの変位を磁気的に検知することでシフトレバーの操作を検出している。
【０００５】
しかしながら、前記従来のシフトレバー装置では、次のような問題がある。すなわち、磁気センサで確実性高く磁気を検出するためにはマグネットの磁力を確保しておく必要があり、そのためには比較的大きなマグネットが必要になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２２３３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、小型のマグネットを利用可能として省コスト、小型化を実現したシフトレバー装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、シフトレンジを選択するために操作されるシフトレバーを含む車両用のシフトレバー装置であって、
前記シフトレバーの基部をなし、操作に応じてシフトレバーと一体的に回動するレバーブロックと、
所定のシフト方向の操作に応じて前記レバーブロックが回動可能なようにシフト軸を介して前記レバーブロックを支持するベースブロックと、
前記シフト方向の操作に応じた前記レバーブロックの回動動作の中心軸に磁極方向が向かう状態を維持しながら該中心軸の回りを回動するように前記レバーブロックに保持されたマグネットと、
前記マグネットが発生する磁気の作用方向を検出可能なように前記ベースブロックに保持された磁気センサと、
該磁気センサが検出した磁気の作用方向に応じてシフトレバーの操作位置を表す信号を出力する信号出力部と、を備え、
前記レバーブロックは、前記マグネットの磁極方向に沿って延設されていると共に該マグネットと磁気的に接続された強磁性材料よりなる磁性部材を備えているシフトレバー装置にある（請求項１）。
【０００９】
本発明のシフトレバー装置が備えるマグネットは、前記磁極方向に沿うように延設された前記磁性部材の端面に当接し、磁気的に接続されている。このようにマグネットの磁極面に前記磁性部材を当接させれば、前記マグネットの磁極方向の寸法の拡大に似通った磁気的な作用効果を獲得できる。すなわち、前記マグネットの磁極方向の寸法が十分でないときに生じ得るＮ極からＳ極への磁気的な回り込みを抑制でき、前記マグネットから前記磁気センサに作用する磁力を大きくできる。さらに、前記マグネットに対して前記磁性部材を当接させれば、その磁性部材を磁化でき、前記マグネットから前記磁気センサに作用する磁力をさらに大きくできる。
【００１０】
本発明のシフトレバー装置では、上記のごとくマグネットと前記磁性部材とを磁気的に接続し、これにより、磁極方向に長いマグネットを採用したことと似通った磁気的な作用効果を実現している。これにより、前記磁気センサによるロバストな検出に必要な磁気的な強度に相対して、前記マグネット単体に要求される磁気的な強度や前記磁極方向の寸法等を抑制できる。これにより、比較的小さなマグネットを採用できるようになり省コスト、小型化を実現できる。
【００１１】
本発明における中心軸とは、前記シフト方向にシフトレバーが操作されたときの前記レバーブロックの回動動作の中心をなす仮想軸である。前記マグネットの磁極方向がこの中心軸に向かっているとは、軸方向の長さに制限のない仮想的な前記中心軸に対して前記磁極方向が交わることを意味している。前記マグネットは、前記シフトレバーを構成する棒状のレバーシャフトの軸方向に磁極方向が一致するようにその軸上に配置しても良いし、その軸からオフセットして配置しても良い。
【００１２】
本発明における好適な一態様のシフトレバー装置における磁性部材は、鉄等の強磁性材料により形成できる。
前記磁性部材と前記マグネットとを磁気的に接続する方法としては、両者を当接させて物理的に接触させても良いが、磁気的には接続される一方、物理的には離間させても良いし、他の部材を介在しても良い。
さらに、前記マグネットの磁力を利用して前記磁性部材側に前記マグネットを吸着させて固定することも良い。
【００１３】
本発明における好適な一態様のシフトレバー装置におけるシフトレバーは、先端側に操作部が設けられる棒状のレバーシャフトを含み、前記磁性部材が前記レバーシャフトである（請求項２）。
この場合には、前記レバーシャフトを前記磁性部材として活用することで、部品点数を増加させることなく本発明の作用効果を効率良く実現できる。
【００１４】
本発明における好適な一態様のシフトレバー装置におけるベースブロックは、前記中心軸よりも前記マグネットに近接して前記磁気センサを保持する基台と、
前記シフト軸を介して前記レバーブロックを支持すると共に、前記シフト軸と直交するセレクト軸を介して回動可能な状態で前記基台に支持された揺動台と、を有し、
前記シフト軸は、少なくとも一部が強磁性材料により形成されていると共に、同様に少なくとも一部が強磁性材料により形成されたレバーブロックを介して前記磁性部材と磁気的に接続され、
前記磁気センサに対しては、前記シフト軸と前記マグネットとの間に生じた磁界が作用している（請求項３）。
【００１５】
本発明における好適な一態様のシフトレバー装置におけるベースブロックは、前記磁気センサを保持する基台と、
前記シフト軸を介して前記レバーブロックを支持すると共に、前記シフト軸と直交するセレクト軸を介して回動可能な状態で前記基台に支持された揺動台と、を有し、
前記ベースブロックは、少なくとも一部が強磁性材料により形成されていると共に、同様に少なくとも一部が強磁性材料により形成されたレバーブロック及び揺動部材を介して前記磁性部材と磁気的に接続され、
前記磁気センサに対しては、前記ベースブロックと前記マグネットとの間に生じた磁界が作用している（請求項４）。
【００１６】
これらの場合には、前記シフト軸あるいは前記ベースブロックと、前記マグネットとの間に形成された磁界を前記磁気センサに作用できる。このような磁界は、磁気的な外乱が前記シフトレバー装置に作用したときにも比較的安定している。安定した磁界を前記磁気センサに作用すれば、前記シフトレバーの操作に応じた前記磁気の作用方向の変化を精度高く検出でき、外乱に対する検出ロバスト性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１における、シフトレバー装置を示す斜視図。
【図２】実施例１における、シフトレバー装置の構造を示す断面図（シフト軸に沿う断面）。
【図３】実施例１における、シフトレバー装置の構造を示す断面図（シフト軸に沿う断面）。
【図４】実施例１における、磁気センサの検出原理を説明する説明図。
【図５】実施例１における、Ｘ軸（Ｙ軸）方向の磁気成分が磁気センサに作用する様子を示す説明図。
【図６】実施例１における、ＸＺ平面内のセンサ検出角θshを説明する説明図。
【図７】実施例１における、ＹＺ平面内のセンサ検出角θslを説明する説明図。
【図８】実施例２における、シフトレバーの構造を示す断面図。
【図９】実施例２における、その他のシフトレバーの構造を示す断面図。
【図１０】実施例３における、シフトレバーの構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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、シフトレンジを選択するために操作されるシフトレバー２１を備えた車両用のシフトレバー装置１に関する例である。この内容について、図１〜図７を用いて説明する。
【００１９】
シフトレバー装置１は、図１に示すごとく、運転者がシフトレバー２１を操作可能なように、車両の運転席と助手席との間のセンターコンソールや、運転者に対面するダッシュパネル等に設置される装置である。本例のシフトレバー装置１は、互いに略直交するシフト方向（Ｘ軸方向）及びセレクト方向（Ｙ軸方向）にシフトレバー２１を操作可能なゲート式のシフトレバー装置である。シフト方向は、車両の前後方向に当たる操作方向であり、セレクト方向は、車両の左右方向に当たる操作方向である。
【００２０】
シフトレバー装置１では、図１に示すごとく、シフト方向の操作方向が３列設定されており、セレクト方向にシフトレバー２１を操作することでシフト方向の列を切り換え可能である。本例のシフトレバー装置１では、ゲート１５０が十字に交差する中央位置がホームポジション１５１（Ｈポジション）となっている。シフトレバー２１は、Ｈポジション１５１に向けて付勢されている。
【００２１】
例えば、Ｈポジション１５１に位置するシフトレバー２１（図２参照。）を右側（セレクト方向）に操作した後に手前（シフト方向）に引くように操作すればＤポジジョンに操作できＤレンジを選択できる（図３参照）。その後、運転者がシフトレバー２１から手を離すと、Ｄレンジの選択状態が維持されたまま、シフトレバー２１がＨポジション１５１に復帰する。また、例えば、Ｄレンジが選択されているときに、Ｈポジション１５１のシフトレバー２１を手前に引けば−ポジションに操作できギアを一段下げることができる。さらに、例えば、Ｄレンジが選択されているときに、Ｈポジション１５１のシフトレバー２１を左側に倒してＮポジションに操作すればＮレンジを選択できる。一方、Ｈポジションに復帰させることなくＮポジションからさらに奥側に押し込んでＲポジションに操作すればＲレンジを選択できる。なお、シフトレバー２１のシフトパターンは、本例には限定されない。本例のシフトレバー装置１における操作位置の検出方法を採用すれば、前後左右あらゆる方向の操作に対応可能である。
【００２２】
シフトレバー装置１は、図１及び図２に示すごとく、シフトレバー２１の基部をなすレバーブロック２と、シフト方向に回動可能な状態でレバーブロック２を軸支するベースブロック３と、を、保護カバー１５に収めた装置である。ベースブロック３は、装置の底面をなす基台３１と、セレクト軸３０を介して基台３１に軸支された揺動台３２と、よりなる。レバーブロック２は、シフト軸２０を介して揺動台３２に軸支されている。保護カバー１５の上面には、シフトレバー２１の移動経路をなすゲート１５０が設けられている。各シフト位置には、シフトレンジを表すＤ、Ｒなどの記号が表示されている。
【００２３】
基台３１は、図１及び図２に示すごとく、装置の底部をなす部分である。矩形状を呈する底面の中央部分には、高さ方向に突出する台座部３１２が設けられている。台座部３１２の上面には、磁気センサ１１が実装されたセンサ基板１０が固定されている。基台３１の４隅には、保護カバー１５を取り付けるためのビス孔３１８が穿孔されている。基台３１の外周部には、台座部３１２を介して互いに対面する一対の支持片３１１が立設されている。一対の支持片３１１には、それぞれ、セレクト軸３０を貫通配置させるための軸孔が穿孔されている。
【００２４】
揺動台３２は、図１及び図２に示すごとく、略矩形環状を呈する部材である。互いに反対側に面する２組の側面のうち、基台３１の支持片３１１に対面する１組の側面には、外側に突出する座部３２１がそれぞれ設けられている。座部３２１の端面は、支持片３１１の軸孔に貫通配置されたセレクト軸３０が立設固定される面である。他方の１組の側面には、シフト軸２０が立設されている。シフト軸２０及びセレクト軸３０は、揺動台３２の厚さ方向におけるほぼ同じ位置に立設されている。これにより、本例のシフトレバー装置１では、シフト軸２０及びセレクト軸３０の軸方向が同一平面内に属している。
【００２５】
図１〜図３に示すごとく、揺動台３２の内周空間に当たるセンサ空間１００を取り囲む４辺のうち、シフト軸２０の一方が立設される側面を含む１辺は、他の３辺よりも幅広に形成されている。その幅広の上面には、プランジャ３２２を進退可能な状態で保持する円筒状のピン保持部３２３が立設されている。プランジャ３２２は、ピン保持部３２３の内部に収容されたスプリング３２４の付勢力により突出方向に付勢されている。プランジャ３２２は、レバーブロック２に保持された節度部材３２５（図１）に当接して突出方向の位置が規制されている。節度部材３２５におけるプランジャ３２２の当接面には、シフト方向に配列された各シフト位置に対応して凹状の窪みが設けられている。この節度部材３２５とプランジャ３２２との組合せにより、シフト方向のシフトレバー２１の操作に節度感（クリック感）が付与される。
【００２６】
レバーブロック２は、強磁性材料である鉄製の棒状のレバーシャフト２１１をインサートして樹脂成形されたインサート成形品である。シフトレバー２１は、レバーシャフト２１１の先端にシフトノブ（操作部）２１２を螺入して形成されている。レバーブロック２は、レバーシャフト２１１が内挿されたマグネットホルダ２３と、マグネットホルダ２３を介して対向する一対のアーム部２２と、を備えている。アーム部２２の先端には、それぞれ、シフト軸２０を貫通配置するための軸孔が穿孔されている。レバーブロック２は、アーム部２２の軸孔に貫通配置されたシフト軸２０を介して揺動台３２に連結されている。
【００２７】
マグネットホルダ２３は、断面略矩形状を呈し、その先端にはマグネット２３０を収容するための凹部２３２が形成されている。その凹部２３２の底面には、レバーシャフト２１１の端面２１１Ｎが露出している。マグネット２３０は、直径１０ｍｍ、高さ７．５ｍｍの背の低い円柱状をなし、その両端面に磁極面２３１が形成されている。このマグネット２３０は、Ｓ極面２３１Ｓを奥側にして凹部２３２に収容された状態で自分の磁力によりレバーシャフト２１１の端面２１１Ｎに固定される。マグネット２３０の磁極方向は、レバーシャフト２１１の軸方向（延設方向）に一致している。
【００２８】
なお、本例では、マグネット２３０として、フェライト磁石よりなるマグネットを採用している。これに代えて、アルニコ磁石、ネオジム磁石等よりなるマグネットを採用することも良い。さらに、磁性粉を樹脂にバインドしたプラスチックマグネットを採用することも良い。また、永久磁石よりなるマグネットに代えて、電磁式のマグネットを採用することもできる。さらに、本例では、磁気センサ１１にＮ極面２３１Ｎを対面させているが、Ｓ極面２３１Ｓを対面させても良い。
【００２９】
センサ基板１０は、図１〜図４に示すごとく、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のほか、１チップの磁気センサ１１を実装した基板である。ＣＰＵは、磁気センサ１１の検出結果に基づいてデータ処理を実行するデータ処理部、シフトレバー２１の操作を反映した電気信号を出力する信号出力部としての機能を備えている。ＲＯＭには、ＣＰＵで実行するソフトウェアプログラム等が格納されている。
【００３０】
磁気センサ１１は、図４及び図５に示すごとく、鉛直方向に作用する磁気成分を検出する磁気検出素子１１１〜１１４を内蔵したＩＣチップである。磁気センサ１１では、強磁性体材料よりなる円板状の磁性板１１５の外周４カ所に同じ仕様の磁気検出素子１１１〜１１４が配置されている。そして、磁性板１１５及び磁気検出素子１１１〜１１４が配置された円形領域が磁気検知部１１０となっている。シフト方向に当たるＸ軸方向に沿って磁気検出素子１１１、１１２が対向配置されており、セレクト方向に当たるＹ軸方向に沿って磁気検出素子１１３、１１４が対向配置されている。なお、本例では、マグネット２３０の直径約１０ｍｍのＮ極面２３１Ｎに対して、磁気検知部１１０の大きさが直径０．５〜２．０ｍｍ程度に設定されている。
【００３１】
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿う磁気成分Ｂｘ、Ｂｙ、Ｂｚよりなる磁気ベクトルＢが磁気センサ１１に作用した場合について、図４及び図５を用いて説明する。磁気成分のうち鉛直方向に作用するＢｚは、全ての磁気検出素子１１１〜１１４に対してほぼ均等に作用する。一方、Ｘ軸に沿う磁気成分Ｂｘが磁気センサ１１に作用すると、図５に示すごとく、磁性体である磁性板１１５に磁気誘導されて磁力線の湾曲が生じる。そうすると、Ｘ軸方向に配列された磁気検出素子１１１、１１２に対して、鉛直方向逆向きの磁力αＢｘ（αは定数）が作用することになる。Ｘ軸方向と同じ仕様でＹ軸方向に配列された磁気検出素子１１３、１１４に対しても同様に、Ｙ軸に沿う磁気成分Ｂｙに起因して鉛直方向逆向きの磁力αＢｙが作用する。
【００３２】
このとき、各磁気検出素子１１１〜１１４に作用する磁力Ｂ１〜Ｂ４は、次式のようになる。
Ｂ１＝ αＢｘ＋Ｂｚ
Ｂ２＝−αＢｘ＋Ｂｚ
Ｂ３＝ αＢｙ＋Ｂｚ
Ｂ４＝−αＢｙ＋Ｂｚ
【００３３】
Ｂｘ、Ｂｙ、Ｂｚは、上記の連立式に基づいて以下のように算出される。
Ｂｘ＝（Ｂ１−Ｂ２）／２α
Ｂｙ＝（Ｂ３−Ｂ４）／２α
Ｂｚ＝（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｂ４）／４
このように、磁気センサ１１によれば、磁気検知部１１０に作用する磁気について、３次元的な任意の作用方向を検出可能である。
【００３４】
以上のように構成された本例のシフトレバー装置１では、図１及び図２に示すごとく、揺動台３２の内周空間がセンサ空間１００を形成している。このセンサ空間１００には、センサ基板１０が固定された基台３１の台座部３１２が突出している。本例では、センサ基板１０に実装された磁気センサ１１の磁気検知部１１０と、シフト軸２０と同軸をなす中心軸１２との距離Ｌ１が１０ｍｍ（図２参照。）に設定されている。
【００３５】
Ｈポジション１５１にシフトレバー２１が位置するとき（図２参照。）、マグネット２３０と磁気センサ１１とがシフトレバー２１の軸方向に沿って一直線上に並ぶ基準位置となる。この基準位置では、マグネット２３０の先端面と中心軸１２との距離Ｌ２が１１．５ｍｍとなると共に、磁気検知部１１０とマグネット２３０のＮ極面２３１Ｎとのギャップが１．５ｍｍとなる。さらに、この基準位置では、前記軸方向に沿ってマグネット２３０のＮ極面２３１Ｎ（直径１０ｍｍ）に磁気検知部１１０を射影したときの射影形状が、マグネット２３０のＮ極面２３１Ｎの内側中央に位置するようになっている。
【００３６】
シフトレバー装置１では、図１に示すごとく、シフト方向（Ｘ軸方向）のシフトレバー２１の操作に応じて、磁気センサ１１の外周側をマグネット２３０が回動する。このとき、磁気検知部１１０への磁気の作用方向が変化することになる。磁気センサ１１により検出されるＸ軸に沿う磁気成分Ｂｘ、及びＺ軸に沿う磁気成分Ｂｚによれば、図６に示すごとくＹ軸に直交する平面内の磁気ベクトル（磁気の作用方向）の傾きθshをセンサ検出角として算出できる。
【００３７】
この磁気ベクトルの傾きθshに基づけば、マグネット２３０の回動角、すなわちシフトレバー２１の操作角であるレバー角を知ることができる。そのレバー角を利用すれば、シフトレバー２１のシフト方向の操作位置を検出可能である。セレクト方向（Ｙ軸方向）の操作についても、上記と同様に操作に応じて磁気検知部１１０に作用する磁気の作用方向が変化する。Ｙ軸に沿う磁気成分Ｂｙ、及びＺ軸に沿う磁気成分Ｂｚによれば、図７に示すごとく、Ｘ軸に直交する平面内の磁気ベクトルの傾きθslをセンサ検出角として算出でき、これによりＹ軸方向のシフトレバー２１の操作位置を検出可能である。
【００３８】
特に、本例のシフトレバー装置１では、強磁性材料よりなるレバーシャフト（磁性部材）２１１の端面がマグネット２３０のＳ極面（磁極面）２３１Ｓに当接し、両者が磁気的に接続されている。これにより、マグネット２３０の磁極方向の寸法を拡大したのと同様の磁気的な作用効果が実現されている。第１の作用効果は、マグネット２３０のＮ極からＳ極に短絡して回り込む磁束が抑制され、磁気センサ１１に作用する磁力が大きくなるという作用効果である。第２の作用効果は、マグネット２３０の磁力により強磁性材料よりなるレバーシャフト２１１を磁化でき、これによりマグネット２３０から磁気センサ１１に作用する磁力を大きくできるという作用効果である。
【００３９】
このような磁気的な作用効果が実現されている本例のシフトレバー装置１では、磁気センサ１１でロバストな検出性能を実現するために必要とされる磁気的な強度に相対して、小型、薄型のマグネット２３０を採用できる。小型のマグネット２３０を採用すれば、シフトレバー装置１の小型化を実現し易くなると共に、部品コストを抑制して製品コストを低減可能である。
なお、磁気センサとしては、本例に代えて、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って配設された３基の磁気検出素子を内蔵した１チップＩＣを採用することもできる。
【００４０】
（実施例２）
本例は、実施例１を基にして、レバーブロック２及びシフト軸２０の構成を変更した例である。この内容について、図８及び図９を参照して説明する。
本例のレバーブロック２は、図８に示すごとく、一対のアーム部２２を有する略コの字状の強磁性材料よりなる部品２１３に対して実施例１と同様のレバーシャフト２１１を圧入して固定したうえ、レバーシャフト２１１の突出部分に樹脂製のマグネットホルダ２３を外挿した部品である。このレバーブロック２は、実施例１のレバーブロックと同様の外形状を呈している。このレバーブロック２では、部品２１３に対するレバーシャフト２１１の圧入により両者が磁気的に接続されている。
レバーブロック２の支持軸であるシフト軸２０は、強磁性材料により形成されている。本例のシフト軸２０は、その先端面が台座部３１２の側面に近接するように延長されている。
【００４１】
本例のシフトレバー装置１では、マグネット２３０からレバーブロック２を経由してシフト軸２０に至る仮想的な磁石が実現されている。この仮想磁石では、マグネット２３０のＮ極面２３１Ｎに近接するシフト軸２０の先端面がＳ極となり、マグネット２３０とシフト軸２０との間に生じた磁界が磁気センサ１１に作用している。このように磁石の一方の磁極から他方の磁極の間に形成される磁界は比較的安定であり、磁気的な外乱が外部から作用したときにも影響を受けるおそれが少ない。本例のシフトレバー装置１では、このように安定した磁界が磁気センサ１１に作用しているため、外乱に強く磁気センサ１１による検出精度が向上している。
【００４２】
なお、本例に代えて、図９に示すごとく、台座部３１２に貫通孔３１２Ｈを設けると共に、貫通軸であるシフト軸２０を台座部３１２に貫通配置することも良い。この場合には、シフト軸２０の外周面のうち、マグネット２３０に近接する部分が磁極面となる。
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。
【００４３】
（実施例３）
本例は、実施例１を基にして、レバーブロック２、揺動台３２、ベースブロック３、シフト軸２０、セレクト軸３０等の構成を変更した例である。この内容について、図１及び図１０を参照して説明する。
【００４４】
本例のレバーブロック２は、実施例２のレバーブロックと同じ仕様である。
揺動台３２は、強磁性材料よりなる本体部３２０に対して、樹脂材料よりなるねじ込み式のピン保持部３２３を取り付けることにより、実施例１の揺動台と同形状に形成された部品である。この揺動台３２は、強磁性材料よりなるシフト軸２０を介してレバーブロック２を軸支している。
【００４５】
ベースブロック３は、実施例１のベースブロックの台座部（図２参照。）に代えてひと回り小さい凸部３１２Ａを備えた本体部３００と、凸部３１２Ａに被せる樹脂材料よりなるキャップ３１２Ｂと、により構成されている。このベースブロック３では、凸部３１２Ａにキャップ３１２Ｂを被せることにより実施例１と同形状の台座部３１２が形成されている。さらに、ベースブロック３は、強磁性材料よりなるセレクト軸（図１中の符号３０の部品）を介して揺動台３２と磁気的に接続されている。
【００４６】
本例のシフトレバー装置１では、マグネット２３０からレバーブロック２及び揺動台３２等を経由してベースブロック３に至る仮想的な磁石が実現されている。この仮想磁石では、マグネット２３０のＮ極面２３１Ｎに対面する凸部３１２ＡがＳ極となり、マグネット２３０とベースブロック３との間に生じた磁界が磁気センサ１１に作用している。本例のシフトレバー装置１では、実施例２と同様、安定した磁界が磁気センサ１１に作用しているため、磁気センサ１１による検出精度が向上している。
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。
【００４７】
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あるいは変更した技術を包含している。
【符号の説明】
【００４８】
１ シフトレバー装置
１０ センサ基板
１００ センサ空間
１１ 磁気センサ
１１０ 磁気検知部
１１１〜１１４ 磁気検出素子
１１５ 磁性板
１２ 中心軸
１５ 保護カバー
１５０ ゲート
１５１ Ｈポジション
２ レバーブロック
２０ シフト軸
２１ シフトレバー
２１１ レバーシャフト（磁性部材）
２１１Ｎ 端面
２１２ シフトノブ（操作部）
２３０ マグネット
２３１Ｎ Ｎ極面（磁極面）
２３１Ｓ Ｓ極面（磁極面）
３ ベースブロック
３０ セレクト軸
３１ 基台
３１２ 台座部
３２ 揺動台
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフトレンジを選択するための装置であって、シフトレバーの操作位置に応じた電気信号を出力する車両用のシフトレバー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のシフトレバー装置には、機械的なリンク機構を採用したシフトチェンジ手段が用いられてきた。近年、車載機器の電子化の要請に対応できるよう、シフトレバーの操作を電気的に検出するシフトレバー装置が提案されている。このシフトレバー装置は、検出したシフトレバーの操作を電気信号に変換して出力する。
【０００３】
このようなシフトレバー装置は、その出力信号に応じてアクチュエータを駆動してシフトチェンジを実現する、いわゆるバイワイヤ式のシフトレバー装置と呼ばれている。バイワイヤ式のシフトレバー装置では、トランスミッションとの間に複雑なリンク機構を配設する必要がなく、電気配線を取り回しするだけで良い。このようなシフトレバー装置を採用すれば、車両におけるシフト操作機構の設計自由度や設置自由度等を格段に向上できる。
【０００４】
バイワイヤ式のシフトレバー装置としては、シフトレバーの回動動作の中心軸を超えて反対側に延設され、その先端にマグネットを保持するガイドロッドと、そのマグネットと対面するように配置された磁気センサと、を備えた装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このシフトレバー装置では、ガイドロッドの変位を磁気的に検知することでシフトレバーの操作を検出している。
【０００５】
しかしながら、前記従来のシフトレバー装置では、次のような問題がある。すなわち、磁気センサで確実性高く磁気を検出するためにはマグネットの磁力を確保しておく必要があり、そのためには比較的大きなマグネットが必要になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２２３３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、小型のマグネットを利用可能として省コスト、小型化を実現したシフトレバー装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、シフトレンジを選択するために操作されるシフトレバーを含む車両用のシフトレバー装置であって、
前記シフトレバーの基部をなし、操作に応じてシフトレバーと一体的に回動するレバーブロックと、
所定のシフト方向の操作に応じて前記レバーブロックが回動可能なようにシフト軸を介して前記レバーブロックを支持するベースブロックと、
前記シフト方向の操作に応じた前記レバーブロックの回動動作の中心軸に磁極方向が向かう状態を維持しながら該中心軸の回りを回動するように前記レバーブロックに保持されたマグネットと、
前記マグネットが発生する磁気の作用方向を検出可能なように前記ベースブロックに保持された磁気センサと、
該磁気センサが検出した磁気の作用方向に応じてシフトレバーの操作位置を表す信号を出力する信号出力部と、を備え、
前記レバーブロックは、前記マグネットの磁極方向に沿って延設されていると共に該マグネットと磁気的に接続された強磁性材料よりなる磁性部材を備えているシフトレバー装置にある（請求項１）。
【０００９】
本発明のシフトレバー装置が備えるマグネットは、前記磁極方向に沿うように延設された前記磁性部材の端面に当接し、磁気的に接続されている。このようにマグネットの磁極面に前記磁性部材を当接させれば、前記マグネットの磁極方向の寸法の拡大に似通った磁気的な作用効果を獲得できる。すなわち、前記マグネットの磁極方向の寸法が十分でないときに生じ得るＮ極からＳ極への磁気的な回り込みを抑制でき、前記マグネットから前記磁気センサに作用する磁力を大きくできる。さらに、前記マグネットに対して前記磁性部材を当接させれば、その磁性部材を磁化でき、前記マグネットから前記磁気センサに作用する磁力をさらに大きくできる。
【００１０】
本発明のシフトレバー装置では、上記のごとくマグネットと前記磁性部材とを磁気的に接続し、これにより、磁極方向に長いマグネットを採用したことと似通った磁気的な作用効果を実現している。これにより、前記磁気センサによるロバストな検出に必要な磁気的な強度に相対して、前記マグネット単体に要求される磁気的な強度や前記磁極方向の寸法等を抑制できる。これにより、比較的小さなマグネットを採用できるようになり省コスト、小型化を実現できる。
【００１１】
本発明における中心軸とは、前記シフト方向にシフトレバーが操作されたときの前記レバーブロックの回動動作の中心をなす仮想軸である。前記マグネットの磁極方向がこの中心軸に向かっているとは、軸方向の長さに制限のない仮想的な前記中心軸に対して前記磁極方向が交わることを意味している。前記マグネットは、前記シフトレバーを構成する棒状のレバーシャフトの軸方向に磁極方向が一致するようにその軸上に配置しても良いし、その軸からオフセットして配置しても良い。
【００１２】
本発明における好適な一態様のシフトレバー装置における磁性部材は、鉄等の強磁性材料により形成できる。
前記磁性部材と前記マグネットとを磁気的に接続する方法としては、両者を当接させて物理的に接触させても良いが、磁気的には接続される一方、物理的には離間させても良いし、他の部材を介在しても良い。
さらに、前記マグネットの磁力を利用して前記磁性部材側に前記マグネットを吸着させて固定することも良い。
【００１３】
本発明における好適な一態様のシフトレバー装置におけるシフトレバーは、先端側に操作部が設けられる棒状のレバーシャフトを含み、前記磁性部材が前記レバーシャフトである（請求項２）。
この場合には、前記レバーシャフトを前記磁性部材として活用することで、部品点数を増加させることなく本発明の作用効果を効率良く実現できる。
【００１４】
本発明における好適な一態様のシフトレバー装置におけるベースブロックは、前記中心軸よりも前記マグネットに近接して前記磁気センサを保持する基台と、
前記シフト軸を介して前記レバーブロックを支持すると共に、前記シフト軸と直交するセレクト軸を介して回動可能な状態で前記基台に支持された揺動台と、を有し、
前記シフト軸は、少なくとも一部が強磁性材料により形成されていると共に、同様に少なくとも一部が強磁性材料により形成されたレバーブロックを介して前記磁性部材と磁気的に接続され、
前記磁気センサに対しては、前記シフト軸と前記マグネットとの間に生じた磁界が作用している（請求項３）。
【００１５】
本発明における好適な一態様のシフトレバー装置におけるベースブロックは、前記磁気センサを保持する基台と、
前記シフト軸を介して前記レバーブロックを支持すると共に、前記シフト軸と直交するセレクト軸を介して回動可能な状態で前記基台に支持された揺動台と、を有し、
前記ベースブロックは、少なくとも一部が強磁性材料により形成されていると共に、同様に少なくとも一部が強磁性材料により形成されたレバーブロック及び揺動部材を介して前記磁性部材と磁気的に接続され、
前記磁気センサに対しては、前記ベースブロックと前記マグネットとの間に生じた磁界が作用している（請求項４）。
【００１６】
これらの場合には、前記シフト軸あるいは前記ベースブロックと、前記マグネットとの間に形成された磁界を前記磁気センサに作用できる。このような磁界は、磁気的な外乱が前記シフトレバー装置に作用したときにも比較的安定している。安定した磁界を前記磁気センサに作用すれば、前記シフトレバーの操作に応じた前記磁気の作用方向の変化を精度高く検出でき、外乱に対する検出ロバスト性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１における、シフトレバー装置を示す斜視図。
【図２】実施例１における、シフトレバー装置の構造を示す断面図（シフト軸に沿う断面）。
【図３】実施例１における、シフトレバー装置の構造を示す断面図（シフト軸に沿う断面）。
【図４】実施例１における、磁気センサの検出原理を説明する説明図。
【図５】実施例１における、Ｘ軸（Ｙ軸）方向の磁気成分が磁気センサに作用する様子を示す説明図。
【図６】実施例１における、ＸＺ平面内のセンサ検出角θshを説明する説明図。
【図７】実施例１における、ＹＺ平面内のセンサ検出角θslを説明する説明図。
【図８】実施例２における、シフトレバーの構造を示す断面図。
【図９】実施例２における、その他のシフトレバーの構造を示す断面図。
【図１０】実施例３における、シフトレバーの構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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、シフトレンジを選択するために操作されるシフトレバー２１を備えた車両用のシフトレバー装置１に関する例である。この内容について、図１〜図７を用いて説明する。
【００１９】
シフトレバー装置１は、図１に示すごとく、運転者がシフトレバー２１を操作可能なように、車両の運転席と助手席との間のセンターコンソールや、運転者に対面するダッシュパネル等に設置される装置である。本例のシフトレバー装置１は、互いに略直交するシフト方向（Ｘ軸方向）及びセレクト方向（Ｙ軸方向）にシフトレバー２１を操作可能なゲート式のシフトレバー装置である。シフト方向は、車両の前後方向に当たる操作方向であり、セレクト方向は、車両の左右方向に当たる操作方向である。
【００２０】
シフトレバー装置１では、図１に示すごとく、シフト方向の操作方向が３列設定されており、セレクト方向にシフトレバー２１を操作することでシフト方向の列を切り換え可能である。本例のシフトレバー装置１では、ゲート１５０が十字に交差する中央位置がホームポジション１５１（Ｈポジション）となっている。シフトレバー２１は、Ｈポジション１５１に向けて付勢されている。
【００２１】
例えば、Ｈポジション１５１に位置するシフトレバー２１（図２参照。）を右側（セレクト方向）に操作した後に手前（シフト方向）に引くように操作すればＤポジジョンに操作できＤレンジを選択できる（図３参照）。その後、運転者がシフトレバー２１から手を離すと、Ｄレンジの選択状態が維持されたまま、シフトレバー２１がＨポジション１５１に復帰する。また、例えば、Ｄレンジが選択されているときに、Ｈポジション１５１のシフトレバー２１を手前に引けば−ポジションに操作できギアを一段下げることができる。さらに、例えば、Ｄレンジが選択されているときに、Ｈポジション１５１のシフトレバー２１を左側に倒してＮポジションに操作すればＮレンジを選択できる。一方、Ｈポジションに復帰させることなくＮポジションからさらに奥側に押し込んでＲポジションに操作すればＲレンジを選択できる。なお、シフトレバー２１のシフトパターンは、本例には限定されない。本例のシフトレバー装置１における操作位置の検出方法を採用すれば、前後左右あらゆる方向の操作に対応可能である。
【００２２】
シフトレバー装置１は、図１及び図２に示すごとく、シフトレバー２１の基部をなすレバーブロック２と、シフト方向に回動可能な状態でレバーブロック２を軸支するベースブロック３と、を、保護カバー１５に収めた装置である。ベースブロック３は、装置の底面をなす基台３１と、セレクト軸３０を介して基台３１に軸支された揺動台３２と、よりなる。レバーブロック２は、シフト軸２０を介して揺動台３２に軸支されている。保護カバー１５の上面には、シフトレバー２１の移動経路をなすゲート１５０が設けられている。各シフト位置には、シフトレンジを表すＤ、Ｒなどの記号が表示されている。
【００２３】
基台３１は、図１及び図２に示すごとく、装置の底部をなす部分である。矩形状を呈する底面の中央部分には、高さ方向に突出する台座部３１２が設けられている。台座部３１２の上面には、磁気センサ１１が実装されたセンサ基板１０が固定されている。基台３１の４隅には、保護カバー１５を取り付けるためのビス孔３１８が穿孔されている。基台３１の外周部には、台座部３１２を介して互いに対面する一対の支持片３１１が立設されている。一対の支持片３１１には、それぞれ、セレクト軸３０を貫通配置させるための軸孔が穿孔されている。
【００２４】
揺動台３２は、図１及び図２に示すごとく、略矩形環状を呈する部材である。互いに反対側に面する２組の側面のうち、基台３１の支持片３１１に対面する１組の側面には、外側に突出する座部３２１がそれぞれ設けられている。座部３２１の端面は、支持片３１１の軸孔に貫通配置されたセレクト軸３０が立設固定される面である。他方の１組の側面には、シフト軸２０が立設されている。シフト軸２０及びセレクト軸３０は、揺動台３２の厚さ方向におけるほぼ同じ位置に立設されている。これにより、本例のシフトレバー装置１では、シフト軸２０及びセレクト軸３０の軸方向が同一平面内に属している。
【００２５】
図１〜図３に示すごとく、揺動台３２の内周空間に当たるセンサ空間１００を取り囲む４辺のうち、シフト軸２０の一方が立設される側面を含む１辺は、他の３辺よりも幅広に形成されている。その幅広の上面には、プランジャ３２２を進退可能な状態で保持する円筒状のピン保持部３２３が立設されている。プランジャ３２２は、ピン保持部３２３の内部に収容されたスプリング３２４の付勢力により突出方向に付勢されている。プランジャ３２２は、レバーブロック２に保持された節度部材３２５（図１）に当接して突出方向の位置が規制されている。節度部材３２５におけるプランジャ３２２の当接面には、シフト方向に配列された各シフト位置に対応して凹状の窪みが設けられている。この節度部材３２５とプランジャ３２２との組合せにより、シフト方向のシフトレバー２１の操作に節度感（クリック感）が付与される。
【００２６】
レバーブロック２は、強磁性材料である鉄製の棒状のレバーシャフト２１１をインサートして樹脂成形されたインサート成形品である。シフトレバー２１は、レバーシャフト２１１の先端にシフトノブ（操作部）２１２を螺入して形成されている。レバーブロック２は、レバーシャフト２１１が内挿されたマグネットホルダ２３と、マグネットホルダ２３を介して対向する一対のアーム部２２と、を備えている。アーム部２２の先端には、それぞれ、シフト軸２０を貫通配置するための軸孔が穿孔されている。レバーブロック２は、アーム部２２の軸孔に貫通配置されたシフト軸２０を介して揺動台３２に連結されている。
【００２７】
マグネットホルダ２３は、断面略矩形状を呈し、その先端にはマグネット２３０を収容するための凹部２３２が形成されている。その凹部２３２の底面には、レバーシャフト２１１の端面２１１Ｎが露出している。マグネット２３０は、直径１０ｍｍ、高さ７．５ｍｍの背の低い円柱状をなし、その両端面に磁極面２３１が形成されている。このマグネット２３０は、Ｓ極面２３１Ｓを奥側にして凹部２３２に収容された状態で自分の磁力によりレバーシャフト２１１の端面２１１Ｎに固定される。マグネット２３０の磁極方向は、レバーシャフト２１１の軸方向（延設方向）に一致している。
【００２８】
なお、本例では、マグネット２３０として、フェライト磁石よりなるマグネットを採用している。これに代えて、アルニコ磁石、ネオジム磁石等よりなるマグネットを採用することも良い。さらに、磁性粉を樹脂にバインドしたプラスチックマグネットを採用することも良い。また、永久磁石よりなるマグネットに代えて、電磁式のマグネットを採用することもできる。さらに、本例では、磁気センサ１１にＮ極面２３１Ｎを対面させているが、Ｓ極面２３１Ｓを対面させても良い。
【００２９】
センサ基板１０は、図１〜図４に示すごとく、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のほか、１チップの磁気センサ１１を実装した基板である。ＣＰＵは、磁気センサ１１の検出結果に基づいてデータ処理を実行するデータ処理部、シフトレバー２１の操作を反映した電気信号を出力する信号出力部としての機能を備えている。ＲＯＭには、ＣＰＵで実行するソフトウェアプログラム等が格納されている。
【００３０】
磁気センサ１１は、図４及び図５に示すごとく、鉛直方向に作用する磁気成分を検出する磁気検出素子１１１〜１１４を内蔵したＩＣチップである。磁気センサ１１では、強磁性体材料よりなる円板状の磁性板１１５の外周４カ所に同じ仕様の磁気検出素子１１１〜１１４が配置されている。そして、磁性板１１５及び磁気検出素子１１１〜１１４が配置された円形領域が磁気検知部１１０となっている。シフト方向に当たるＸ軸方向に沿って磁気検出素子１１１、１１２が対向配置されており、セレクト方向に当たるＹ軸方向に沿って磁気検出素子１１３、１１４が対向配置されている。なお、本例では、マグネット２３０の直径約１０ｍｍのＮ極面２３１Ｎに対して、磁気検知部１１０の大きさが直径０．５〜２．０ｍｍ程度に設定されている。
【００３１】
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿う磁気成分Ｂｘ、Ｂｙ、Ｂｚよりなる磁気ベクトルＢが磁気センサ１１に作用した場合について、図４及び図５を用いて説明する。磁気成分のうち鉛直方向に作用するＢｚは、全ての磁気検出素子１１１〜１１４に対してほぼ均等に作用する。一方、Ｘ軸に沿う磁気成分Ｂｘが磁気センサ１１に作用すると、図５に示すごとく、磁性体である磁性板１１５に磁気誘導されて磁力線の湾曲が生じる。そうすると、Ｘ軸方向に配列された磁気検出素子１１１、１１２に対して、鉛直方向逆向きの磁力αＢｘ（αは定数）が作用することになる。Ｘ軸方向と同じ仕様でＹ軸方向に配列された磁気検出素子１１３、１１４に対しても同様に、Ｙ軸に沿う磁気成分Ｂｙに起因して鉛直方向逆向きの磁力αＢｙが作用する。
【００３２】
このとき、各磁気検出素子１１１〜１１４に作用する磁力Ｂ１〜Ｂ４は、次式のようになる。
Ｂ１＝ αＢｘ＋Ｂｚ
Ｂ２＝−αＢｘ＋Ｂｚ
Ｂ３＝ αＢｙ＋Ｂｚ
Ｂ４＝−αＢｙ＋Ｂｚ
【００３３】
Ｂｘ、Ｂｙ、Ｂｚは、上記の連立式に基づいて以下のように算出される。
Ｂｘ＝（Ｂ１−Ｂ２）／２α
Ｂｙ＝（Ｂ３−Ｂ４）／２α
Ｂｚ＝（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｂ４）／４
このように、磁気センサ１１によれば、磁気検知部１１０に作用する磁気について、３次元的な任意の作用方向を検出可能である。
【００３４】
以上のように構成された本例のシフトレバー装置１では、図１及び図２に示すごとく、揺動台３２の内周空間がセンサ空間１００を形成している。このセンサ空間１００には、センサ基板１０が固定された基台３１の台座部３１２が突出している。本例では、センサ基板１０に実装された磁気センサ１１の磁気検知部１１０と、シフト軸２０と同軸をなす中心軸１２との距離Ｌ１が１０ｍｍ（図２参照。）に設定されている。
【００３５】
Ｈポジション１５１にシフトレバー２１が位置するとき（図２参照。）、マグネット２３０と磁気センサ１１とがシフトレバー２１の軸方向に沿って一直線上に並ぶ基準位置となる。この基準位置では、マグネット２３０の先端面と中心軸１２との距離Ｌ２が１１．５ｍｍとなると共に、磁気検知部１１０とマグネット２３０のＮ極面２３１Ｎとのギャップが１．５ｍｍとなる。さらに、この基準位置では、前記軸方向に沿ってマグネット２３０のＮ極面２３１Ｎ（直径１０ｍｍ）に磁気検知部１１０を射影したときの射影形状が、マグネット２３０のＮ極面２３１Ｎの内側中央に位置するようになっている。
【００３６】
シフトレバー装置１では、図１に示すごとく、シフト方向（Ｘ軸方向）のシフトレバー２１の操作に応じて、磁気センサ１１の外周側をマグネット２３０が回動する。このとき、磁気検知部１１０への磁気の作用方向が変化することになる。磁気センサ１１により検出されるＸ軸に沿う磁気成分Ｂｘ、及びＺ軸に沿う磁気成分Ｂｚによれば、図６に示すごとくＹ軸に直交する平面内の磁気ベクトル（磁気の作用方向）の傾きθshをセンサ検出角として算出できる。
【００３７】
この磁気ベクトルの傾きθshに基づけば、マグネット２３０の回動角、すなわちシフトレバー２１の操作角であるレバー角を知ることができる。そのレバー角を利用すれば、シフトレバー２１のシフト方向の操作位置を検出可能である。セレクト方向（Ｙ軸方向）の操作についても、上記と同様に操作に応じて磁気検知部１１０に作用する磁気の作用方向が変化する。Ｙ軸に沿う磁気成分Ｂｙ、及びＺ軸に沿う磁気成分Ｂｚによれば、図７に示すごとく、Ｘ軸に直交する平面内の磁気ベクトルの傾きθslをセンサ検出角として算出でき、これによりＹ軸方向のシフトレバー２１の操作位置を検出可能である。
【００３８】
特に、本例のシフトレバー装置１では、強磁性材料よりなるレバーシャフト（磁性部材）２１１の端面がマグネット２３０のＳ極面（磁極面）２３１Ｓに当接し、両者が磁気的に接続されている。これにより、マグネット２３０の磁極方向の寸法を拡大したのと同様の磁気的な作用効果が実現されている。第１の作用効果は、マグネット２３０のＮ極からＳ極に短絡して回り込む磁束が抑制され、磁気センサ１１に作用する磁力が大きくなるという作用効果である。第２の作用効果は、マグネット２３０の磁力により強磁性材料よりなるレバーシャフト２１１を磁化でき、これによりマグネット２３０から磁気センサ１１に作用する磁力を大きくできるという作用効果である。
【００３９】
このような磁気的な作用効果が実現されている本例のシフトレバー装置１では、磁気センサ１１でロバストな検出性能を実現するために必要とされる磁気的な強度に相対して、小型、薄型のマグネット２３０を採用できる。小型のマグネット２３０を採用すれば、シフトレバー装置１の小型化を実現し易くなると共に、部品コストを抑制して製品コストを低減可能である。
なお、磁気センサとしては、本例に代えて、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って配設された３基の磁気検出素子を内蔵した１チップＩＣを採用することもできる。
【００４０】
（実施例２）
本例は、実施例１を基にして、レバーブロック２及びシフト軸２０の構成を変更した例である。この内容について、図８及び図９を参照して説明する。
本例のレバーブロック２は、図８に示すごとく、一対のアーム部２２を有する略コの字状の強磁性材料よりなる部品２１３に対して実施例１と同様のレバーシャフト２１１を圧入して固定したうえ、レバーシャフト２１１の突出部分に樹脂製のマグネットホルダ２３を外挿した部品である。このレバーブロック２は、実施例１のレバーブロックと同様の外形状を呈している。このレバーブロック２では、部品２１３に対するレバーシャフト２１１の圧入により両者が磁気的に接続されている。
レバーブロック２の支持軸であるシフト軸２０は、強磁性材料により形成されている。本例のシフト軸２０は、その先端面が台座部３１２の側面に近接するように延長されている。
【００４１】
本例のシフトレバー装置１では、マグネット２３０からレバーブロック２を経由してシフト軸２０に至る仮想的な磁石が実現されている。この仮想磁石では、マグネット２３０のＮ極面２３１Ｎに近接するシフト軸２０の先端面がＳ極となり、マグネット２３０とシフト軸２０との間に生じた磁界が磁気センサ１１に作用している。このように磁石の一方の磁極から他方の磁極の間に形成される磁界は比較的安定であり、磁気的な外乱が外部から作用したときにも影響を受けるおそれが少ない。本例のシフトレバー装置１では、このように安定した磁界が磁気センサ１１に作用しているため、外乱に強く磁気センサ１１による検出精度が向上している。
【００４２】
なお、本例に代えて、図９に示すごとく、台座部３１２に貫通孔３１２Ｈを設けると共に、貫通軸であるシフト軸２０を台座部３１２に貫通配置することも良い。この場合には、シフト軸２０の外周面のうち、マグネット２３０に近接する部分が磁極面となる。
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。
【００４３】
（実施例３）
本例は、実施例１を基にして、レバーブロック２、揺動台３２、ベースブロック３、シフト軸２０、セレクト軸３０等の構成を変更した例である。この内容について、図１及び図１０を参照して説明する。
【００４４】
本例のレバーブロック２は、実施例２のレバーブロックと同じ仕様である。
揺動台３２は、強磁性材料よりなる本体部３２０に対して、樹脂材料よりなるねじ込み式のピン保持部３２３を取り付けることにより、実施例１の揺動台と同形状に形成された部品である。この揺動台３２は、強磁性材料よりなるシフト軸２０を介してレバーブロック２を軸支している。
【００４５】
ベースブロック３は、実施例１のベースブロックの台座部（図２参照。）に代えてひと回り小さい凸部３１２Ａを備えた本体部３００と、凸部３１２Ａに被せる樹脂材料よりなるキャップ３１２Ｂと、により構成されている。このベースブロック３では、凸部３１２Ａにキャップ３１２Ｂを被せることにより実施例１と同形状の台座部３１２が形成されている。さらに、ベースブロック３は、強磁性材料よりなるセレクト軸（図１中の符号３０の部品）を介して揺動台３２と磁気的に接続されている。
【００４６】
本例のシフトレバー装置１では、マグネット２３０からレバーブロック２及び揺動台３２等を経由してベースブロック３に至る仮想的な磁石が実現されている。この仮想磁石では、マグネット２３０のＮ極面２３１Ｎに対面する凸部３１２ＡがＳ極となり、マグネット２３０とベースブロック３との間に生じた磁界が磁気センサ１１に作用している。本例のシフトレバー装置１では、実施例２と同様、安定した磁界が磁気センサ１１に作用しているため、磁気センサ１１による検出精度が向上している。
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。
【００４７】
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あるいは変更した技術を包含している。
【符号の説明】
【００４８】
１ シフトレバー装置
１０ センサ基板
１００ センサ空間
１１ 磁気センサ
１１０ 磁気検知部
１１１〜１１４ 磁気検出素子
１１５ 磁性板
１２ 中心軸
１５ 保護カバー
１５０ ゲート
１５１ Ｈポジション
２ レバーブロック
２０ シフト軸
２１ シフトレバー
２１１ レバーシャフト（磁性部材）
２１１Ｎ 端面
２１２ シフトノブ（操作部）
２３０ マグネット
２３１Ｎ Ｎ極面（磁極面）
２３１Ｓ Ｓ極面（磁極面）
３ ベースブロック
３０ セレクト軸
３１ 基台
３１２ 台座部
３２ 揺動台
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シフトレンジを選択するために操作されるシフトレバーを含む車両用のシフトレバー装置であって、
前記シフトレバーの基部をなし、操作に応じてシフトレバーと一体的に回動するレバーブロックと、
所定のシフト方向の操作に応じて前記レバーブロックが回動可能なようにシフト軸を介して前記レバーブロックを支持するベースブロックと、
前記シフト方向の操作に応じた前記レバーブロックの回動動作の中心軸に磁極方向が向かう状態を維持しながら該中心軸の回りを回動するように前記レバーブロックに保持されたマグネットと、
前記マグネットが発生する磁気の作用方向を検出可能なように前記ベースブロックに保持された磁気センサと、
該磁気センサが検出した磁気の作用方向に応じてシフトレバーの操作位置を表す信号を出力する信号出力部と、を備え、
前記レバーブロックは、前記マグネットの磁極方向に沿って延設されていると共に該マグネットと磁気的に接続された強磁性材料よりなる磁性部材を備えているシフトレバー装置。
【請求項２】
請求項１において、前記シフトレバーは、先端側に操作部が設けられる棒状のレバーシャフトを含み、前記磁性部材が前記レバーシャフトであるシフトレバー装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ベースブロックは、前記中心軸よりも前記マグネットに近接して前記磁気センサを保持する基台と、
前記シフト軸を介して前記レバーブロックを支持すると共に、前記シフト軸と直交するセレクト軸を介して回動可能な状態で前記基台に支持された揺動台と、を有し、
前記シフト軸は、少なくとも一部が強磁性材料により形成されていると共に、同様に少なくとも一部が強磁性材料により形成されたレバーブロックを介して前記磁性部材と磁気的に接続され、
前記磁気センサに対しては、前記シフト軸と前記マグネットとの間に生じた磁界が作用しているシフトレバー装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記ベースブロックは、前記磁気センサを保持する基台と、
前記シフト軸を介して前記レバーブロックを支持すると共に、前記シフト軸と直交するセレクト軸を介して回動可能な状態で前記基台に支持された揺動台と、を有し、
前記ベースブロックは、少なくとも一部が強磁性材料により形成されていると共に、同様に少なくとも一部が強磁性材料により形成されたレバーブロック及び揺動部材を介して前記磁性部材と磁気的に接続され、
前記磁気センサに対しては、前記ベースブロックと前記マグネットとの間に生じた磁界が作用しているシフトレバー装置。
【請求項１】
シフトレンジを選択するために操作されるシフトレバーを含む車両用のシフトレバー装置であって、
前記シフトレバーの基部をなし、操作に応じてシフトレバーと一体的に回動するレバーブロックと、
所定のシフト方向の操作に応じて前記レバーブロックが回動可能なようにシフト軸を介して前記レバーブロックを支持するベースブロックと、
前記シフト方向の操作に応じた前記レバーブロックの回動動作の中心軸に磁極方向が向かう状態を維持しながら該中心軸の回りを回動するように前記レバーブロックに保持されたマグネットと、
前記マグネットが発生する磁気の作用方向を検出可能なように前記ベースブロックに保持された磁気センサと、
該磁気センサが検出した磁気の作用方向に応じてシフトレバーの操作位置を表す信号を出力する信号出力部と、を備え、
前記レバーブロックは、前記マグネットの磁極方向に沿って延設されていると共に該マグネットと磁気的に接続された強磁性材料よりなる磁性部材を備えているシフトレバー装置。
【請求項２】
請求項１において、前記シフトレバーは、先端側に操作部が設けられる棒状のレバーシャフトを含み、前記磁性部材が前記レバーシャフトであるシフトレバー装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ベースブロックは、前記中心軸よりも前記マグネットに近接して前記磁気センサを保持する基台と、
前記シフト軸を介して前記レバーブロックを支持すると共に、前記シフト軸と直交するセレクト軸を介して回動可能な状態で前記基台に支持された揺動台と、を有し、
前記シフト軸は、少なくとも一部が強磁性材料により形成されていると共に、同様に少なくとも一部が強磁性材料により形成されたレバーブロックを介して前記磁性部材と磁気的に接続され、
前記磁気センサに対しては、前記シフト軸と前記マグネットとの間に生じた磁界が作用しているシフトレバー装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記ベースブロックは、前記磁気センサを保持する基台と、
前記シフト軸を介して前記レバーブロックを支持すると共に、前記シフト軸と直交するセレクト軸を介して回動可能な状態で前記基台に支持された揺動台と、を有し、
前記ベースブロックは、少なくとも一部が強磁性材料により形成されていると共に、同様に少なくとも一部が強磁性材料により形成されたレバーブロック及び揺動部材を介して前記磁性部材と磁気的に接続され、
前記磁気センサに対しては、前記ベースブロックと前記マグネットとの間に生じた磁界が作用しているシフトレバー装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−９９９８５（Ｐ２０１３−９９９８５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３７７２（Ｐ２０１１−２４３７７２）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．レバーブロック
【出願人】（５９１０５０９７０）津田工業株式会社 (61)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．レバーブロック
【出願人】（５９１０５０９７０）津田工業株式会社 (61)
【Ｆターム（参考）】
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