シフト操作装置
【課題】回転によるシフト操作を基本としつつ、ホームポジションとニュートラルポジションとを識別可能であって、指先で簡単に操作できるシフト操作装置を提供する。
【解決手段】保持体と、保持体へ進出可能に、かつ進出後は保持体に対して回転可能に構成された操作体４とを備え、操作体４には、操作体側係合部４０(回転被支持部４２、回転被規制部４４)が設けられ、保持体には、操作体４の進出を可能にすると共に、操作体４の回転を可能とする保持体側係合部２０(回転支持部２２、回転規制部２４、案内部２６)を設け、回転支持部２２が操作体４の進出時の回転被支持部４２の進行、進行後の回転被支持部４２の回転をそれぞれ許容し、回転規制部２４が操作体４の非進出時に回転被規制部４４を回転不能に規制し、案内部２６が操作体４の進出時に回転被規制部４４を案内すると共に、保持体には、操作体４の進出に抗する弾性体６を設けた。
【解決手段】保持体と、保持体へ進出可能に、かつ進出後は保持体に対して回転可能に構成された操作体４とを備え、操作体４には、操作体側係合部４０(回転被支持部４２、回転被規制部４４)が設けられ、保持体には、操作体４の進出を可能にすると共に、操作体４の回転を可能とする保持体側係合部２０(回転支持部２２、回転規制部２４、案内部２６)を設け、回転支持部２２が操作体４の進出時の回転被支持部４２の進行、進行後の回転被支持部４２の回転をそれぞれ許容し、回転規制部２４が操作体４の非進出時に回転被規制部４４を回転不能に規制し、案内部２６が操作体４の進出時に回転被規制部４４を案内すると共に、保持体には、操作体４の進出に抗する弾性体６を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のバイワイヤーシフトに使用可能なシフト操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の前進や後進などを選択するためのシフト操作装置は、運転者横のフロアに立設されたレバーや、ステアリングコラムに横方向へ突出したレバー、あるいは運転者の斜め前方のコンソールに設けられたレバーなどを操作し、これらのレバーに接続されたワイヤーにより変速装置を駆動する方式が採用されていた。近年、シフト操作装置を変速装置と電子的に接続したいわゆるバイワイヤーシフターの構成が広く採用されるようになってきた。かかるバイワイヤーシフターでは、シフト操作装置全体を電子的に制御する方式や、シフト操作のうち、シフトアップやシフトダウンなどに限って電子的に制御する方式などが採用されており、特にシフトアップ及びシフトダウンは、ステアリングに設けたスイッチにより操作する方式がある。
【０００３】
このようなバイワイヤーシフターに関し、基本的なシフト操作に不可欠なホームポジション、ニュートラルポジション、ドライブポジション、及びリバースポジションのみを備え、変速操作は別体のレバーによって行う装置の構成例が特許文献１に開示されている。かかる構成例においては、基本シフト操作を行う操作器をドアの内側に配置しており、操作体である回転操作ドラムを回転操作することでシフト操作(自動車の進行方向の選択操作)を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−５２６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された構成例における回転操作ドラムでは、ホームポジション(パーキングポジション)とニュートラルポジションが同一位置に配されているので、これら２つのポジション(状態)を識別するためには、付加的な配慮(別途の機構)が必要となる。そして、回転操作ドラムを指で操作することは別の操作が必要となる。
【０００６】
このため、ホームポジションとニュートラルポジションとを識別するための特段の配慮(複雑な機構)を必要とすることなく、これら２つのポジション(状態)を識別して操作することが可能なシフト操作装置の改良が望まれているが、現時点ではこのような要望を十分に満足するシフト操作装置の改良構成は知られていない。
【０００７】
また、特許文献１に開示された構成例においては、ニュートラル／パーキングポジションからＤポジションあるいはＲポジションへの操作が制限無く行える構成なので、その操作が正しいか否かを判定する付加的な配慮(別途の機構)が必要となる。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、回転によるシフト操作を基本としつつ、ホームポジションとニュートラルポジションとを識別して操作可能であり、また誤操作を防止可能であって、かつ指先で簡単かつ連続的に操作でき、例えば、ステアリングパッドに配置するのにも適したシフト操作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】
【０００９】
本発明のシフト操作装置は、保持体と、該保持体内へ進出可能に、かつ進出後は前記保持体に対して回転可能に構成された操作体とを備え、該操作体には、操作体側係合部が設けられ、前記保持体には、該保持体内への前記操作体の進出を可能にするとともに、該操作体の前記保持体に対する回転を可能とする保持体側係合部が設けられており、前記操作体側係合部は、回転被支持部と回転被規制部とを備え、前記保持体側係合部は、前記操作体の前記保持体内への進出時に前記回転被支持部の進行を許容し、進行後は該回転被支持部の回転を許容する回転支持部と、前記操作体の前記保持体内への非進出時は前記回転被規制部を回転不能に規制する回転規制部と、該回転規制部につながり、前記操作体の前記保持体への進出時には前記回転被規制部を案内する案内部とを備え、前記保持体には、該保持体への前記操作体の進出に抗する弾性体を設けたことを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、操作体を基本位置から保持体内へ進出させることにより、該操作体に対して初めて回転操作を加えることが可能な構成とすることができる。従って操作者がシフト操作を意図して操作体を押圧操作しかつ引き続き回転操作を行わない限りシフト操作ができないので、偶発的に操作体が押圧される事態が発生しても誤ってシフト変更が行われることがなく、誤操作を防止できる。そして、操作体を保持体へ進出させる前の基本位置と、該操作体に対して回転操作を加えることが可能な保持体への進出後の位置とを操作者が明確に識別することができるので、基本位置をホームポジション、進出後の位置をニュートラルポジションに設定すると、このふたつのポジションを識別できる。
【００１１】
この場合、前記操作体の前記保持体への進出時において、前記回転支持部は、少なくとも２方向への前記回転被支持部の回転を許容するとともに、前記案内部は、少なくとも前記２方向へ前記回転被規制部を案内する。
【００１２】
このような構成によれば、操作体を基本位置から保持体へ進出させた後における該操作体の回転方向を少なくとも２方向、確保することができる。したがって、操作体の保持体への進出後に該操作体を回転させる方向、換言すれば、前記進出後に操作体を位置付ける方向を、操作者が少なくとも２方向から選択可能な構成とすることができる。２方向の操作を設定する場合、ＤポジションとＲポジションのポジションを確保できる。
【００１３】
本発明において、前記保持体は、固定部と可動部を備え、該可動部が前記固定部に収容され、該固定部に対して回転可能となるように構成し、前記操作体は、前記可動部に収容され、該可動部とともに固定部に対して回転可能となるように構成することができる。
【００１４】
このような構成によれば、前記操作部が前記保持部へ進出する時に前記操作部と前記保持部の間に生じる隙間を最小限にすることができるので、前記操作部進出時の隙間への異物侵入による復帰不良を新たな機構を追加せずに実現することができる。また、前記操作部の押圧操作時に操作者に節度感を感じさせる機構を容易に付加することができるので、更なる誤操作防止効果を期待できる。
【００１５】
また、本発明のシフト操作装置は、前記保持体への前記操作体の進出、及び前記操作体の前記保持体に対する回転に抗する付勢力を作用させていて、該付勢力に抗する力が前記操作体に作用されない限り、前記回転被規制部を前記回転規制部によって回転不能に規制された状態に保ち続けることを特徴とする。
【００１６】
このような構成により、前記弾性体の付勢力に抗する力(例えば、押圧力や回転力)が操作体に対して作用されている場合にのみ、該操作体を保持体へ進出させることが可能となるとともに、進出後の操作体を保持体に対して回転させることができる。また、前記押圧力や回転力が操作体から取り除かれたときは、操作体を保持体へ進出させる前の基本位置に自動的に戻すことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、押圧、回転によるシフト操作を指先(一例として、親指先)のみで簡単に行うことができ、ホームポジションとニュートラルポジションとの識別を指先の感覚で容易に行うことが可能な、かつ誤操作を防止できるシフト操作装置を実現することできる。この結果、シフト操作装置の一層の小型化を図ることができ、例えば、シフト操作装置をステアリングパッドに配置することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシフト操作装置の構成を示す分解斜視図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るシフト操作装置における操作体の位置変動を説明するための図であって、(ａ)は、操作体がホームポジションに位置付けられた状態を示す図、(ｂ)は、操作体がニュートラルポジションに位置付けられた状態を示す図、(ｃ)は、操作体がドライブポジションに位置付けられた状態を示す図、(ｄ)は、操作体がリバースポジションに位置付けられた状態を示す図
【図３】本発明の変形例に係るシフト操作装置の構成を示す斜視図
【図４】本発明の変形例に係るシフト操作装置の構成を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
なお、本発明に係るシフト操作装置は、所定の動力源から出力された回転動力の回転方向や回転速度を変化させる回転制御機構への組込装置の一つとして構成することが可能である。本実施形態においては、シフト操作装置が変速装置と電子的に接続されてなる自動車のバイワイヤーシフト操作用の装置である場合を一例として想定し、以下、その構成について説明する。
【００２０】
(第１の実施の形態)
図１は本発明の第１の実施の形態に係るシフト操作装置の構成を示す分解斜視図であり、図２（ａ）〜（ｄ）は動作状態の異なるシフト操作装置の上面図である。
本実施の形態に係るシフト操作装置１は、保持体２と、該保持体２へ進出可能に、かつ進出後は前記保持体に対して回転可能に構成された操作体４を備えている。図１に示すように、保持体２は、一方を蓋部２ａ、他方を底部２ｂとし、これらを組み合わせることで内部に所定空間が形成される矩形状のケースとなっており、蓋部２ａには、長手方向の一方側面の一部を切り欠いて開口部２８が形成されている。操作体４は、その直径が保持体２の開口部２８の開口幅よりも大寸で、その肉厚が前記開口部２８の開口高さよりも小寸に設定された略円板状をなしており、図２に示すように、その一部を前記開口部２８から露出させた状態で上記保持体２の内部空間に収容されている。
【００２１】
保持体２と操作体４には相互に係合し、保持体２への操作体４の進出を可能にするとともに、保持体２への進出後における操作体４の該保持体２に対する回転を可能とするため、保持体２側に保持体側係合部２０が設けられ、操作体４側に操作体側係合部４０が設けられている。
【００２２】
操作体側係合部４０は、回転被支持部４２と回転被規制部４４を備えている。図１には、回転被支持部４２として、略円板状をなす操作体４の中心部から円柱状の突起を一方側へ突設し、回転被規制部４４として、操作体４の板面から円弧状に湾曲した四辺形の突起を前記円柱状突起(回転被支持部４２)と同一側へ突設した操作体４(操作体側係合部４０)の構成を一例として示す。操作体側係合部４０(回転被支持部４２及び回転被規制部４４)の形状は、図１に示すような円柱状や湾曲した四辺形には限定されず、保持体側係合部２０と係合し、保持体２への操作体４の進出を可能とするとともに、保持体２への進出後における操作体４の該保持体２に対する回転を可能とする形状であれば任意に設定して構わない。
【００２３】
これに対し、保持体側係合部２０は、操作体４の保持体２への進出時に回転被支持部４２の進行を許容し、進行後は該回転被支持部４２の回転を許容する回転支持部２２と、操作体４４の保持体２への非進出時は回転被規制部４２を回転不能に規制する回転規制部２４と、該回転規制部２４につながり、操作体４の保持体２への進出時には回転被規制部４２を案内する案内部２６とを備えている。図１には、回転支持部２２、回転規制部２４、及び案内部２６として、いずれも貫通孔が蓋部２ａに穿孔された保持体２(保持体側係合部２０)の構成を一例として示す。なお、保持体２には、上記貫通孔(回転支持部２２、回転規制部２４、及び案内部２６)が外部へ露出されることを防止するために、蓋部２ａを覆うためのカバー２ｃが取り付けられている。
【００２４】
この場合、回転支持部２２は、回転被支持部４２を挿通可能で、開口が略楕円形状をなす長孔であり、該長孔の最小口径(短尺口径)が回転被支持部４２の柱径よりも僅かに大寸に設定され、最大口径(長尺口径)は前記柱径の倍程度の寸法に設定された孔となっており、その長手方向は回転被支持部４２の進行方向に設定されている。したがって、回転被支持部４２を回転支持部２２の長手方向の一端側へ挿通することにより、その回転被支持部４２を前記長手方向の一端側から他端側へ移動させることができ、移動後は該回転被支持部４２を前記他端側に沿って回転させることができる。すなわち、回転被支持部４２と回転支持部２２を係合させることで、操作体４を保持体２へ進出させることが可能となるとともに、保持体２への進出後において操作体４を該保持体２に対して回転させることが可能となる。
【００２５】
回転規制部２４は、回転被規制部４４を挿通可能で、開口が該回転被規制部４４より一回り大きな円弧状に湾曲した四辺形の孔となっており、案内部２６は、前記回転規制部２４の内周側に連続するとともに、その連続部位の両端から対称をなして該連続部位と同一曲率で、回転被規制部４４の円弧長よりも僅かに短寸の円弧長でそれぞれ延出し、全体が円弧状に湾曲した四辺形の孔となっている。案内部２６の曲率は、操作体４の回転被支持部４２が保持体２の回転支持部４２の他端側に沿って回転するときに回転規制部２４が精度良く案内されるように設定されている。このように、回転規制部２４と案内部２６は、相互に連続し、その全体が略Ｔ字状となる一つの孔を形成している。したがって、回転被規制部４４を回転規制部２４へ挿通することにより、その状態においては回転被規制部４４を回転規制部２４に対して周方向移動不能に維持することができる一方で、その状態から回転被規制部４４を回転規制部２４と連続する案内部２６へ径方向移動させることで、該案内部２６の湾曲した円弧に沿って周方向移動させることができる。すなわち、回転被規制部４４と回転規制部２４及び案内部２６を係合させることで、操作体４の保持体２への非進出時(つまり、操作体４に対して何ら操作を加えない時)は該操作体４を回転不能に規制することが可能となるとともに、操作体４の保持体２への進出時には該操作体４を案内部２６に沿って案内すること(回転被規制部４４を進行させ、進行後に該回転被規制部４４を回転被支持部４２の回転方向へ回転させること)が可能となる。
【００２６】
なお、操作体４の回転被支持体４２が設けられた面と反対側には回転被支持体４と同心の突起(図示せず)が設けられ、この突起は後述するプリント基板８に穿設された逃がし長孔８ａに挿通され、底部２ｂに穿設され、前述した回転支持部２２と相似形の長孔２ｅに挿通され、回転被支持部４２の移動時に動作を補助している。
【００２７】
保持体側係合部２０(回転支持部２２、回転規制部２４及び案内部２６)の形状は、操作体側係合部４０(回転被支持部４２及び回転被規制部４４)の形状に合わせて任意の形状とすることが可能であり、図１に示すような略楕円形状や湾曲した四辺形に限定されない。また、操作体側係合部４０(回転被支持部４２及び回転被規制部４４)を図１に示す構成とは逆側に突設するとともに、保持体側係合部２０(回転支持部２２、回転規制部２４及び案内部２６)を保持体２の底部２ｂに穿孔し、これらを相互に係合させる構成とすることも可能である。
【００２８】
なお、本実施形態においては、操作体側係合部４０(回転被支持部４２及び回転被規制部４４)を突起(凸側)、保持体側係合部２０(回転支持部２２、回転規制部２４及び案内部２６)を貫通孔(凹側)として構成しているが、操作体側係合部４０を貫通孔(凹側)、保持体側係合部２０を突起(凸側)とした構成としてもよいし、これらを任意に組み合わせた構成であっても構わない。また、貫通孔でなく、有底の溝であっても良い。
【００２９】
このように、本実施形態に係るシフト操作装置においては、操作体４が保持体２へ進出可能に、かつ進出後は保持体２に対して回転可能に構成されているが、その一方で、保持体２には、該保持体２への操作体４の進出、及び操作体４の保持体２に対する回転に抗する弾性体６が設けられている。弾性体６は、操作体４が保持体２へ進出する際に、その進出方向とは反対方向へ所定の付勢力(押圧力)を作用させることが可能であれば、任意の構成とすることができる。図１には、弾性体６がバネ６２とカムアクチュエータ６４を備えた構成例を示す。弾性体６は、保持体２の蓋部２ａの内面に設けられた操作体４の側面に向かって開口する有底の穴に収容されたバネ６２とカムアクチュエータ６４とから構成されており、カムアクチュエータ６４はバネ６２によって開口から突出する方向に付勢されており、その結果、操作体４に付勢力を作用させる。この場合、弾性体６は、その付勢力に抗する力が操作体４に作用されない限り、回転被規制部４４を回転規制部２４によって回転不能に規制された状態に保ち続ける構成となっている。
【００３０】
また、操作体４には、その外周部の一部を縮径して凹曲状に窪ませた凹部４６ａ,４６ｂ,４６ｃと、該凹部４６ａ,４６ｂ,４６ｃよりも僅かに拡径して凸曲状に突出させた凸部４８ａ,４８ｂが設けられている。図１及び図２に示す構成において、３つの凹部４６ａ,４６ｂ,４６ｃは、１つの凹部４６ａを起点として周方向の両側へ１つずつ凹部４６ｂ,４６ｃが対称に配され、２つの凸部４８ａ,４８ｂは、凹部４６ａと凹部４６ｂの間、及び凹部４６ａと凹部４６ｃの間にそれぞれ１つずつ配されており、これらの凹部４６ａ,４６ｂ,４６ｃと凸部４８ａ,４８ｂが周方向へ交互に滑らかに連続している。すなわち、操作体４は、凹部４６ａを起点として周方向の両側へ凸部４８ａと凹部４６ｂ、凸部４８ｂと凹部４６ｃが対称に配設された、カム４５として構成されている。
【００３１】
そして、操作体４は、図２に示すように、操作体側係合部４０を保持体側係合部２０と係合させるとともに、カムアクチュエータ６４の先端部６４ａをカム４５の凹部４６ａに当接させた状態で、該凹部４６ａとは径方向に対して反対側の外周部を蓋部２ａの開口部２８から露出するように保持体２の内部空間に収容される。この状態においては操作体４の凹部４６ａに対し、バネ６２の付勢力が操作体４を開口部２８から露出させる方向(図２における左方向)へカムアクチュエータ６４を介して作用されている。換言すれば、上記状態において操作体４の凹部４６ａに対し、バネ６２の付勢力をカムアクチュエータ６４を介して上記露出方向へ作用させることが可能となるように、弾性体６(バネ６２及びカムアクチュエータ６４)が保持体２に位置付けられている。なお、操作体４には、蓋部２ａの開口部２８から露出された状態となる凹部４６ａとは径方向の反対側の外周部に対し、中心軸方向に延設された複数の突起４ａが所定間隔で備えられている。これらの突起４ａは、操作者が操作体４に対して後述するような操作を行う際に滑り止めやガイドとして機能する。
【００３２】
このような構成をなすシフト操作装置１において、操作者(本実施形態においては、自動車の運転者を想定)は、シフト操作を行うために操作体４に対して所定の操作(例えば、指先による操作など)を加える。以下、かかる操作時における操作体４の保持体２に対する位置の変化状態(位置変動)について説明する。
【００３３】
本実施形態に係るシフト操作装置において、保持体２に対して基準となる操作体４の位置を図２(ａ)に示す。この位置においては、操作体４の凹部４６ａに対し、バネ６２の付勢力がカムアクチュエータ６４を介して作用され、操作体４が凹部４６ａとは径方向の反対側の外周部を保持体２の開口部２８から露出させた状態となっている。以下、操作体４がこの状態となる保持体２に対する操作体４の位置(図２(ａ)に示す位置)をホームポジションと呼び、操作体４をホームポジションに位置付けるべくバネ６２の付勢力が作用される方向(同図の左方向)をホームポジション方向と呼ぶ。
【００３４】
図２(ａ)に示すように、ホームポジションにおいては、操作体４の回転被支持部４２が保持体２の回転支持部２２のホームポジション方向端部で該回転支持部２２と係合しているとともに、回転被規制部４４が回転規制部２４と係合している。したがって、この状態(ホームポジション)にあっては、回転規制部２４と係合した回転被規制部４４が該回転規制部２４と干渉するため、操作体４(具体的には開口部２８から露出した外周部)に対して周方向のいずれに回転力を作用させたとしても、該操作体４を回転被支持部４２を中心として周方向(前記回転力の作用方向)へ回転させることはできない。これにより、操作体４に対する誤操作の防止を図っている。
【００３５】
ホームポジションにある操作体４に対して操作を行う場合、操作者である運転者は、ホームポジション方向に作用されているバネ６２の付勢力に抗するだけの押圧力を、操作体４に対してホームポジション方向とは反対方向へ作用させる。このようにバネ６２の付勢力に抗するだけの押圧力が上記方向へ作用されると、操作体４は、回転支持部２２のホームポジション方向端部で係合していた回転被支持部４２が進行して回転支持部２２の反ホームポジション方向端部に当接するまで、該回転支持部２２に沿って前記反ホームポジション方向へ進出(移動)する。この時、操作体４の回転被規制部４４は、回転規制部２４と連続する案内部２６へ進行し、この状態においては、回転被規制部４４と回転規制部２４の係合状態は解除され、これらが干渉することはない(図２(ｂ)に示す状態)。以下、操作体４がこの状態となる保持体２に対する操作体４の位置(図２(ｂ)に示す位置)をニュートラルポジションと呼び、操作体４をホームポジションからニュートラルポジションに位置付けるべく、運転者から押圧力が加えられる方向(上記反ホームポジション方向(同図の右方向))をニュートラルポジション方向と呼ぶ。
【００３６】
ニュートラルポジションにおいては、回転被規制部４４と回転規制部２４が干渉しないため、操作体４に対して周方向のいずれかに回転力を作用させた場合、該操作体４を回転被支持部４２を中心として周方向(前記回転力の作用方向)へ回転させることが可能となる。なお、操作体４をニュートラルポジションに位置付けるために作用させている押圧力を解除した場合(例えば、操作体４に触れていた指先を離した場合)、該操作体４にはホームポジション方向へのバネ６２の付勢力のみが作用されることとなり、該付勢力によって操作体４はホームポジションに戻される。換言すれば、操作体４に対してバネ６２の付勢力に抗するだけの押圧力をニュートラルポジション方向へ作用させている状態においてのみ、該操作体４をニュートラルポジションへ位置付けることが可能となる。
【００３７】
このように、本実施形態においては、運転者が操作体４への操作を行う際に、その時点で該操作体４がホームポジションとニュートラルポジションのいずれにあるのかを、例えば、力の加減による指先の感覚などによって明確に識別することができる。
【００３８】
ニュートラルポジションに位置付けた操作体４は、この状態からホームポジション方向に作用されているバネ６２の付勢力に抗する押圧力に加えて回転力を周方向のいずれかに作用させることで、回転被支持部４２を中心として前記回転力の作用方向へ回転させることができる。
【００３９】
例えば、操作体４を回転被支持部４２を中心として上記周方向の一方側(一例として、図２(ｂ)に示す矢印Ｃの方向)へ回転させると、回転被規制部４４が案内部２６に沿って案内される。そして、上記周方向の一方側へ向けてバネ６２の付勢力に抗するだけの回転力をニュートラルポジションにある操作体４に対して作用させ続けると、該操作体４は、回転被規制部４４が案内部２６の前記一方側の端部まで案内され、該端部で前記案内部２６と係合するまで、回転被支持部４２を中心として前記一方側へ回転する。回転被規制部４４が案内部２６の上記一方側の端部で該案内部２６と係合すると、これらの相互干渉によって、操作体４が前記周方向の一方側へそれ以上回転することはない(図２(ｃ)に示す状態)。以下、操作体４がこの状態となる保持体２に対する操作体４の位置(図２(ｃ)に示す位置)をドライブポジションと呼び、操作体４をニュートラルポジションからドライブポジションに位置付けるべく、運転者から回転力が加えられる方向(同図(ｂ)の矢印Ｃの方向)をドライブポジション方向と呼ぶ。
【００４０】
回転力をニュートラルポジションにある操作体４に対して作用させてドライブポジション方向に回転させる時、操作体４とカムアクチュエータ６４の先端部６４ａとの当接部位は、凹部４６ａから凸部４８ａへ、さらに該凸部４８ａを越えて凹部４６ｂの前記凸部４８ａのある側とは反対側の凹部斜面まで、操作体４の外周部のカム４５の凹凸に沿って移動する。カムアクチュエータ６４を介して操作体４に付勢力を作用させるバネ６２は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部４６ａに当接した状態から凸部４８ａに当接した状態となるまで徐々に収縮されていき、前記先端部６４ａが凸部４８ａと当接した状態で最も収縮され、その後、該先端部６４ａが凹部４６ｂに当接した状態となるまで徐々に伸長されていき、その後凹部斜面に位置するまで再度収縮されていく。したがって、カムアクチュエータ６４を介して操作体４に作用されるバネ６２の付勢力は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部４６ａに当接した状態から凸部４８ａに当接した状態となるまで徐々に増大されていき、前記先端部６４ａが凸部４８ａと当接した状態で最大となり、その後、該先端部６４ａが凹部４６ｂの底部に当接した状態となるまで徐々に減少されていき、その後はまた増大していく。
【００４１】
カムアクチュエータ６４を介して操作体４に作用されるバネ６２の付勢力は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凸部４８ａを越える際に増大状態から減少状態へ変化するため、かかる付勢力に抗して運転者が操作体４へ作用させる回転力もその際に増大状態から減少状態へ変化する。これにより、運転者は、操作体４がカムアクチュエータ６４の先端部６４ａとの当接部位を凹部４６ａから凸部４８ａへ、さらに該凸部４８ａを越えて凹部４６ｂまで移動させて回転したことを操作した操作体４から伝わる感触(触覚)で把握できる。
【００４２】
また、操作体４を回転の終点まで操作し、カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部４６ｂの凹部斜面に位置している状態で操作力を解除すると、凹部斜面に作用するカムアクチュエータ６４の弾性力は操作体４を回転操作力と反対の方向に回転させる付勢力として作用するので、操作体４は回転前の位置に自動的に復帰する。
【００４３】
これに対し、操作体４を回転被支持部４２を中心として上記周方向の他方側(一例として、図２(ｂ)に示す矢印Ｄの方向)へ回転させると、回転被規制部４４が案内部２６に沿って案内される。そして、上記周方向の他方側へ向けて回転力をニュートラルポジションにある操作体４に対して作用させ続けると、該操作体４は、回転被規制部４４が案内部２６の前記他方側の端部まで案内され、該端部で前記案内部２６と係合するまで、回転被支持部４２を中心として前記他方側へ回転する。回転被規制部４４が案内部２６の上記他方側の端部で該案内部２６と係合すると、これらの相互干渉によって、操作体４が前記周方向の他方側へそれ以上回転することはない(図２(ｄ)に示す状態)。以下、操作体４がこの状態となる保持体２に対する操作体４の位置(図２(ｄ)に示す位置)をリバースポジションと呼び、操作体４をニュートラルポジションからリバースポジションに位置付けるべく、運転者から回転力が加えられる方向(同図(ｂ)の矢印Ｄの方向)をリバースポジション方向と呼ぶ。
【００４４】
回転力をニュートラルポジションにある操作体４に対して作用させてリバース方向に回転させる時、操作体４とカムアクチュエータ６４の先端部６４ａとの当接部位は、凹部４６ａから凸部４８ｂへ、さらに該凸部４８ｂを越えて凹部４６ｃの前記凸部４８ｂのある側とは反対側の凹部斜面まで、操作体４の外周部のカム４５の凹凸に沿って移動する。カムアクチュエータ６４を介して操作体４に付勢力を作用させるバネ６２は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部４６ａに当接した状態から凸部４８ｂに当接した状態となるまで徐々に収縮されていき、前記先端部６４ａが凸部４８ｂと当接した状態で最も収縮され、その後、該先端部６４ａが凹部４６ｃに当接した状態となるまで徐々に伸長されていき、その後凹部斜面に位置するまで再度収縮されていく。したがって、カムアクチュエータ６４を介して操作体４に作用されるバネ６２の付勢力は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部４６ａに当接した状態から凸部４８ｂに当接した状態となるまで徐々に増大されていき、前記先端部６４ａが凸部４８ｂと当接した状態で最大となり、その後、該先端部６４ａが凹部４６ｃの底部に当接した状態となるまで徐々に減少されていき、その後はまた増大していく。
【００４５】
カムアクチュエータ６４を介して操作体４に作用されるバネ６２の付勢力は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凸部４８ｂを越える際に増大状態から減少状態へ変化するため、かかる付勢力に抗して運転者が操作体４へ作用させる回転力もその際に増大状態から減少状態へ変化する。これにより、運転者は、操作体４がカムアクチュエータ６４の先端部６４ａとの当接部位を凹部４６ａから凸部４８ｂへ、さらに該凸部４８ｂを越えて凹部４６ｃまで移動させて回転したことを操作した操作体４から伝わる感触(触覚)で把握することができる。
【００４６】
また、操作体４を回転の終点まで操作し、カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部４６ｃの凹部斜面に位置している状態で操作力を解除すると、凹部斜面に作用するカムアクチュエータ６４の弾性力は操作体４を回転操作力と反対の方向に回転させる付勢力として作用するので、操作体４は回転前の位置に自動的に復帰する。
【００４７】
このように、ニュートラルポジションにある操作体４は、周方向のいずれ(ドライブポジション方向もしくはリバースポジション方向)へ向けて回転力を作用させるかを運転者が選択すること、すなわち該回転力の作用方向を選択することで、ドライブポジションもしくはリバースポジションへ選択的に位置付けることができる。なお、本実施形態においては、ニュートラルポジションにある操作体４の操作可能な方向を周方向のいずれか２方向(ドライブポジション方向もしくはリバースポジション方向)に設定しているが、かかる操作体４の操作方向を３方向以上に設定することも可能であるし、周方向以外の方向に設定することも可能である。
【００４８】
また、運転者は、操作体４がニュートラルポジションからドライブポジションもしくはリバースポジションへ位置付けられたことを、操作した操作体４から伝わる感触(触覚)で把握することができる。この場合、例えば、ドライブポジション方向が自動車の前進方向、リバースポジション方向が自動車の後進方向とそれぞれ一致するようにシフト操作装置を自動車に搭載することで、操作体４に対する操作方向と自動車の進行方向が一致し、運転者の操縦感覚とのずれが生じることがなく、運転者は操作体４に対して容易かつ正確に操作を行うことが可能となる。
【００４９】
なお、上述したように、ニュートラルポジションにある操作体４に対してバネ６２とカム４５との係合に基づく回転方向の付勢力に抗するだけの回転力を周方向のいずれか(ドライブポジション方向もしくはリバースポジション方向)へ向けて作用させることで、操作体４は、ドライブポジションもしくはリバースポジションに位置付けられる。その一方で、操作体４をドライブポジションもしくはリバースポジションに位置付けるために作用させている回転力を解除した場合(例えば、操作体４に触れていた指先を離した場合)、該操作体４にはバネ６２の付勢力のみによる回転方向の戻し力が作用されることとなり、該戻し力によって操作体４はニュートラルポジションに戻され、さらにニュートラルポジションからホームポジションに戻される。換言すれば、操作体４に対してバネ６２の付勢力に抗するだけの押圧力をニュートラルポジション方向へ作用させつつ、上記回転力をドライブポジション方向へ作用させている状態においてのみ、該操作体４をドライブポジションへ位置付けることが可能となり、前記押圧力及び回転力をニュートラルポジション方向及びリバースポジション方向へ作用させている状態においてのみ、該操作体４をリバースポジションへ位置付けることが可能となる。
【００５０】
このような構成においては、ドライブポジションもしくはリバースポジションに位置付けられている操作体４に作用している回転力が解除された場合(例えば、操作体４に触れていた指先を離した場合)、該操作体４をバネ６２の付勢力のみによってニュートラルポジション、さらにはホームポジションまで戻す必要がある。すなわち、ドライブポジションからニュートラルポジション、そしてホームポジションまで操作体４を戻す場合、該操作体４とカムアクチュエータ６４の先端部６４ａとの当接部位が凹部４６ｂから凸部４８ａへ、さらに該凸部４８ａを越えて凹部４６ａまで、操作体４の外周部の凹凸に沿って移動するように、バネ６２の付勢力のみによって操作体４を周方向に対してドライブポジション方向とは反対方向へ回転させる必要がある。同様に、リバースポジションからニュートラルポジション、そしてホームポジションまで操作体４を戻す場合、該操作体４とカムアクチュエータ６４の先端部６４ａとの当接部位が凹部４６ｃから凸部４８ｂへ、さらに該凸部４８ｂを越えて凹部４６ａまで、外周部の凹凸に沿って移動するように、バネ６２の付勢力のみによって操作体４を周方向に対してドライブポジション方向とは反対方向へ回転させる必要がある。
【００５１】
したがって、操作体４に設けるカム４５の凹部４６ａ,４６ｂ,４６ｃ、凸部４８ａ,４８ｂの形状、高さや深さなどの構成、バネ６２の付勢力、大きさやピッチなどの構成、及びカムアクチュエータ６４の材質、形状や大きさなどの構成は、ホームポジションからニュートラルポジション、そしてドライブポジションもしくはリバースポジションへ操作体４をスムーズに進出させるとともに回転させることが可能であるのみならず、ドライブポジションもしくはリバースポジションからニュートラルポジション、さらにホームポジションまで操作体４をスムーズに戻すことが可能となるように、相互に調整することを要する。ただし、かかる調整がなされている限りどのような構成であっても構わない。
【００５２】
なお、本実施形態においては、ニュートラルポジションに位置付けられている操作体４に作用している押圧力が解除された場合、該操作体４をホームポジションまで戻すとともに、ドライブポジションもしくはリバースポジションに位置付けられている操作体４に作用している回転力が解除された場合、該操作体４をニュートラルポジション、さらにはホームポジションまで戻す構成を想定しているが、前記押圧力や回転力が解除された場合であっても、操作体４をニュートラルポジション、及びドライブポジションやリバースポジションにそのまま位置付けた状態に維持する構成とすることも可能である。この場合、上記操作体４のカム４５(凹部４６ａ,４６ｂ,４６ｃ、凸部４８ａ,４８ｂ)、バネ６２及びカムアクチュエータ６４の各構成を、ホームポジションからニュートラルポジション、そしてドライブポジションもしくはリバースポジションへ操作体４をスムーズに進出させるとともに回転させ、進出後及び回転後は操作体４をその状態のまま維持することが可能となるように、相互に調整すればよい。
【００５３】
シフト操作装置には、上述したような操作が加えられた操作体４の保持体２に対する位置変化(動作変化)に基づいてシフト操作を制御するためのプリント基板８が備えられている。図１に示す構成において、プリント基板８は、その平面形状が保持体２の蓋部２ａ及び底部２ｂと略同一矩形の板状体をなしており、これら蓋部２ａと底部２ｂの間に介在され、該蓋部２ａとの間で操作体４を挟み込んでいる。これにより、操作体４は、蓋部２ａとプリント基板８の間に挟み込まれた状態で、操作体側係合部４０を保持体側係合部２０と係合させること、具体的には回転被支持部４２を回転支持部２２と係合させるとともに、回転被規制部４４を回転規制部２４及び案内部２６と係合させることで、保持体２に対して進出可能にかつ進出後回転可能に支持される。なお、プリント基板８を蓋部２ａと底部２ｂの間に介在させる際の固定方法は特に限定されず、例えば、ネジ止めやビス止め、接着、嵌合など公知の各種方法を適用すればよい。
【００５４】
プリント基板８には、図１及び図２に示すように、操作体４に対して操作が行われた際、その操作による該操作体４の保持体２に対する位置変化(動作変化)を計測するためのセンサ１０が設けられている。ここで、センサ１０としては、例えば、磁界の変化を直接検出する磁気センサ、あるいは照射光に対する反射光の状態変化を検出する光学センサなどを任意に選択して用いることができるが、本実施形態においては、センサ１０が磁界の変化を直接検出する磁気抵抗効果センサである場合を一例として想定する。この場合、センサ１０の検出体としては、磁界の変化を検出する磁気抵抗効果センサ(例えば、ＧＭＲ素子)を適用すればよい。なお、プリント基板８には、センサ１０に所定の電源装置(図示しない)から電力を供給するとともに、前記センサ１０が検出した操作体４の位置変化(動作変化)を電気信号に変換し、該電気信号(データ)を所定の信号処理部(図示しない)にコネクタ８ｂを介して送信するための回路が配線されている。また、保持体２には、プリント基板８のコネクタ８ｂを嵌合させ、前記信号処理部(図示しない)と接続するための貫通孔２ｄが底部２ｂに穿孔されている。
【００５５】
一方、操作体４には、プリント基板８に配設されたセンサ１０の被検出体として、磁石(エンコーダ)１２が設けられている。この場合、操作体４は、磁石１２(具体的には、その磁極面)がセンサ１０(同、その磁気検出素子)と所定間隔を空けて対向可能(非接触状態)となるように、保持体２に対して位置付けられている。
【００５６】
これらのセンサ１０と磁石１２は、操作体４がホームポジションからニュートラルポジション、続いてドライブポジションもしくはリバースポジションへ位置付けられる際、そして、ドライブポジションもしくはリバースポジションからニュートラルポジション、さらにホームポジションへ位置付けられる際における、該操作体４の保持体２に対する位置変化の軌跡に沿って並ぶように配される。図１に示す構成において、プリント基板８には、保持体２の蓋部２ａ側の平面部にセンサ１０が設けられ、操作体４には、操作体側係合部４０(回転被支持部４２及び回転被規制部４４)の突設側とは反対側の板面に磁石１２が設けられており、操作体４が保持体２に対して上記のように位置変化する際、該操作体４とともに保持体２に対して位置変動する磁石１２の軌跡を追随することが可能となるように、前記軌跡に沿って４つのセンサ１０がプリント基板８に配されている。なお、センサ１０の個数を３つ以下あるいは５つ以上とした構成とすることも可能であり、センサ１０を操作体４へ、磁石１２をプリント基板８へそれぞれ設けた構成とすることも可能である。
【００５７】
検出体であるセンサ１０と被検出体である磁石１２をこのように配設することで、磁石１２がセンサ１０と対向した状態、具体的には、磁石１２の磁極面がセンサ１０の磁気検出素子と対向した状態で、保持体２に対する操作体４の位置変化の軌跡に沿って、磁石１２がセンサ１０に対して位置変動する構造とすることができる。すなわち、シフト操作装置において、操作体４に対して操作が行われ、その操作によって該操作体４の保持体２に対する位置変化(動作変化)が発生すると、これとともに磁石(エンコーダ)１２もプリント基板８に対して位置変動し、該プリント基板８のセンサ１０に対する磁極の位置が連続して変動する。
【００５８】
この時、センサ(磁気検出素子)１０を通過する磁界の向きが連続的に変化し、かかる変化をセンサ１０により検出することで、磁石１２の位置情報を得ることができる。そして、センサ１０によって検出された磁界の変化をプリント基板８の回路で電気信号に変換するとともに、該電気信号(データ)を信号処理部(図示しない)に送信し、該信号処理部において、例えば、所定時間内における磁石１２の位置変動を演算処理することで、操作体４の位置変化(現在位置や位置推移など)を計測することが可能となる。具体的には、保持体２に対する操作体４の位置がホームポジションからニュートラルポジション、続いてドライブポジションもしくはリバースポジションへと変化していく各段階における位置情報や、ドライブポジションもしくはリバースポジションからニュートラルポジション、さらにホームポジションへと変化していく各段階における位置情報を取得することができる。そして、取得した操作体４の位置情報に基づいて、上記信号処理部(図示しない)で変速制御などを行うことで、自動車のバイワイヤーシフト操作を実現することができる。
【００５９】
図３及び図４には、上記実施の形態に係るシフト操作装置の変形例の構成が示されている。上述した実施の形態(図１及び図２)に係るシフト操作装置と同一もしくは類似する構成部材については、図面上で同一符号を付してその説明を省略もしくは簡略する。
【００６０】
本変形例において、保持体２は固定部２１と可動部２３を備えており、該可動部２３が前記固定部２１に収容され、該固定部２１に対して回転可能に構成されている。そして、操作体４が可動部２３に収容され、該操作体４が可動部２３とともに固定部２１に対して回転可能な構成となっている。
【００６１】
固定部２１は、所定の開口を介して外部に臨む略円形の凹部を有する平板状をなしており、前記開口が回転規制部２４、前記凹部が案内部２６として構成されている。すなわち、上記凹部の開口である回転規制部２４が操作体４の非進出時(つまり、操作体４に対して何ら操作を加えない時)に該操作体４の回転被規制部４２を回転不能に規制し、前記凹部である案内部２６が操作体４の進出時に可動部２３に収容された操作体４の回転被規制部４２を案内する。可動部２３は、その直径が案内部２６の直径よりも小寸で、その肉厚が前記案内部２６の深さよりも小寸に設定された略円板状をなしており、その一部を回転規制部２４から外部へ露出させた状態で前記案内部２６に対して回転可能に収容されている。
【００６２】
可動部２３には、その外周部の一部を縮径して凹曲状に窪ませた３つの凹部３２ａ,３２ｂ,３２ｃと、該凹部３２ａ,３２ｂ,３２ｃよりも僅かに拡径して凸曲状に突出させた２つの凸部３４ａ,３４ｂが設けられている。３つの凹部３２ａ,３２ｂ,３２ｃは、１つの凹部３２ａを起点として周方向の両側へ１つずつ凹部３２ｂ,３２ｃが対称に配され、２つの凸部３４ａ,３４ｂは、凹部３２ａと凹部３２ｂの間、及び凹部３２ａと凹部３２ｃの間にそれぞれ１つずつ配されており、これらの凹部３２ａ,３２ｂ,３２ｃと凸部３４ａ,３４ｂが周方向へ交互に滑らかに連続している。すなわち、可動部２３は、凹部３２ａを起点として周方向の両側へ凸部３４ａと凹部３２ｂ、凸部３４ｂと凹部３２ｃが対称に配設された、カム３１として構成されている。
【００６３】
そして、可動部２３は、カムアクチュエータ６４の先端部６４ａを凹部３２ａに当接させた状態で、該凹部３２ａとは径方向に対して反対側の外周部が回転規制部２４(案内部２６の開口)から露出されるとともに、案内部２６とその中心位置が略一致するように固定部２１に収容される。この状態においては可動部２３の凹部３２ａに対し、カムアクチュエータ６４を介してバネ６２の付勢力が可動部２３を回転規制部２４(案内部２６の開口)から露出させる方向(図４における上方向)へ作用され、該可動部２３と回転規制部２４(案内部２６の開口)が係合して相互に干渉しており、可動部２３(さらにはこれに収容された操作体４)は固定部２１に対して回転不能に規制されている。換言すれば、上記状態において可動部２３の凹部３２ａに対し、バネ６２の付勢力をカムアクチュエータ６４を介して上記露出方向へ作用させることが可能となるように、弾性体６(バネ６２及びカムアクチュエータ６４)が保持体２の固定部２１に位置付けられている。なお、可動部２３と回転規制部２４(案内部２６の開口)を係合させることなく、可動部２３を固定部２１に対して常に回転可能な構成とすることも想定可能である。
【００６４】
可動部２３は、その円板部に開口部２５ａを介して外部に臨むように凹設された操作体収容部２５を有している。操作体収容部２５は、その開口部２５ａの開口幅と略同一の幅で可動部２３の径方向に沿って拡がり、両側へ対称に拡幅された後、さらに径方向に沿って底部２５ｂまで拡がった略Ｔ字状をなしている。
【００６５】
操作体４は、回転被支持部４２と回転被規制部４４を備え、可動部２３の操作体収容部２５に収容可能、かつ前記可動部２３へ進出可能となるように、該操作体収容部２５よりも一回り小さな略Ｔ字状をなしている。回転被規制部４４は、その幅が可動部２３の開口部２５ａの開口幅よりも小寸で、その肉厚が前記開口部２５ａの開口高さよりも小寸に設定された平板状をなし、回転被支持部４２は、前記回転被規制部４４を両側へ対称に拡幅した平板状をなしている。操作体４は、その進出方向とは反対側の端縁部(具体的には、回転被規制部４４の端縁部)が可動部２３と同一曲率の円弧状に構成されており、可動部２３への進出状態においては前記端縁部が該可動部２３の外周縁と略重なった状態となる。これにより、可動部２３へ進出した操作体４は、回転被規制部４４が案内部２６の内周に沿うように該案内部２６に案内される。なお、かかる案内時に支障がない限り、上記操作体４の端縁部には、操作者が操作体４に対して後述するような操作を行う際に滑り止めやガイドとして機能する複数の突起を設けることが可能である。
【００６６】
操作体４には、該操作体４が可動部２３へ進出する際、その進出方向とは反対方向へ所定の付勢力(押圧力)を作用させ、操作体４の可動部２３への進出に抗する弾性部５０が設けられている。弾性部５０は、前記付勢力(押圧力)を作用させ、操作体４の可動部２３への進出に抗することが可能であれば、バネやゴムなど任意の構成とすることができる。
【００６７】
図４に示す構成において、弾性部５０は、回転被支持部４２に突設され、可動部２３(操作体収容部２５)の底部２５ｂへ向けて突出し、該底部２５ｂと当接している。なお、図４には、弾性部５０を操作体４へ設けた構成を示しているが、弾性部５０を可動部２３へ設けた構成とすることも可能である。
【００６８】
そして、操作体４は、図４に示すように、弾性部５０を可動部２３の操作体収容部２５の底部２５ｂに当接させつつ、回転被規制部４４の一部を前記操作体収容部２５の開口部２５ａ、さらには固定部２１の回転規制部２４(案内部２６の開口)からそれぞれ露出させた状態で、前記可動部２３の操作体収容部２５に収容されている。
【００６９】
このように操作体４を可動部２３の操作体収容部２５に収容した状態においては、回転被規制部４４が固定部２１の回転規制部２４と係合し、該回転規制部２４と干渉するため、前記回転被規制部４４を保持体２に対して回転不能に維持することができる一方で、その状態から回転被規制部４４を可動部２３(操作体収容部２５)へ進行させることで、前記可動部２３が収容された案内部２６の内周に沿って該可動部２３とともに周方向移動させる(案内する)ことができる。
【００７０】
また、操作体４の回転被支持部４２には、前記操作体４の可動部２３への進出方向と交差する方向の両側部の一部を狭幅して凹状に窪ませた２つの凹部４１ａ,４１ｂが、凸部４３を挟んで対称をなすとともに、前記交差方向の両側で対称をなして配されている。
【００７１】
可動部２３には、回転支持部２２として弾性体が設けられており、該弾性体は、操作体収容部２５に収容された操作体４の回転被支持部４２に対し、前記操作体４の進出方向と交差する方向(図４の左右方向)へ所定の付勢力(押圧力)を作用させつつ、操作体４の可動部２３への進出時に回転被支持部４２の進行を許容し、進行後は該回転被支持部４２の回転を許容する。図４には、バネ２２ａとカムアクチュエータ２２ｂを備えた回転支持部２２の構成を一例として示すが、回転支持部２２は、上記付勢力(押圧力)を作用させることが可能であれば、任意の構成とすることができる。なお、回転支持部２２が操作体４に対して付勢力(押圧力)を作用させる方向は、必ずしも前記操作体４の進出方向と交差する方向(図４の左右方向)と一致していなくともよく、該交差方向から多少傾いていても構わない。
【００７２】
そして、操作体４は、弾性部５０を可動部２３(操作体収容部２５)の底部２５ｂに当接させるとともに、回転支持部２２を回転被支持部４２に係合させた状態、具体的には、カムアクチュエータ２２ｂの先端部２２ｃを凹部４１ａに当接させた状態で、回転被規制部４４の一部が操作体収容部２５の開口部２５ａ、さらには固定部２１の回転規制部２４からそれぞれ露出されるように前記可動部２３の操作体収容部２５に収容される。この状態においては回転被支持部４２の凹部４１ａに対し、カムアクチュエータ２２ｂを介してバネ２２ａの付勢力が操作体４の可動部２３への進出方向と交差する方向の双方(図４の左方及び右方)から作用されており、操作体収容部２５における操作体４の姿勢が前記進出方向(同図の下方向)に沿った状態に保たれている。換言すれば、操作体４をこのような状態に保つことが可能となるように、回転支持部２２(バネ２２ａ及びカムアクチュエータ２２ｂ)が保持体２の可動部２３に位置付けられている。
【００７３】
なお、可動部２３の操作体収容部２５に収容された操作体４に対しては、該操作体収容部２５への進出方向とは反対方向へ所定の付勢力(押圧力)が弾性部５０から作用されるが、図４に示すように、回転被規制部４４から回転被支持部４２への拡幅部位と可動部２３(操作体収容部２５)の拡幅部位とが係合して相互に干渉するため、前記操作体４が操作体収容部２５から脱落することはない。
【００７４】
このような構成をなすシフト操作装置において、操作者(本実施形態においても、自動車の運転者を想定)は、上述した第１の実施の形態と同様に、シフト操作を行うために操作体４に対して所定の操作(例えば、指先による操作など)を加える。以下、かかる操作時における操作体４の保持体２に対する位置の変化状態(位置変動)について説明する。
【００７５】
本実施形態に係るシフト操作装置において、保持体２(固定部２１及び可動部２３)に対して基準となる操作体４の位置を図４に示す。この位置においては、操作体４の回転被支持部４２に対し、弾性部５０の付勢力が作用されるとともに、この操作体４を収容した可動部２３に対し、バネ６２の付勢力が作用され、操作体４の回転被規制部４４の一部を可動部２３(操作体収容部２５)の開口部２５ａ、さらには固定部２１の回転規制部２４から露出させた状態となっている。以下、操作体４がこの状態となる保持体２に対する操作体４の位置(図４に示す位置)をホームポジションと呼び、操作体４をホームポジションに位置付けるべくバネ６２及び弾性部５０の付勢力が作用される方向(同図の上方向)をホームポジション方向と呼ぶ。
【００７６】
図４に示すように、ホームポジションにおいては、操作体４の回転被規制部４４が固定部２１の回転規制部２４と係合し、該回転規制部２４と干渉するため、操作体４(具体的には、可動部２３の開口部２５ａ、さらには固定部２１の回転規制部２４から露出させた回転被規制部４４の一部)に対して周方向のいずれに回転力を作用させたとしても、該操作体４を周方向(前記回転力の作用方向)へ回転させることはできない。なお、ホームポジションにおいては、操作体４を収容した可動部２３も回転規制部２４(案内部２６の開口)が係合し、該回転規制部２４と干渉するため、固定部２１に対して回転させることはできない。これにより、操作体４に対する誤操作のより一層の防止を図っている。
【００７７】
ホームポジションにある操作体４に対して操作を行う場合、操作者である運転者は、ホームポジション方向に作用されているバネ６２及び弾性部５０の付勢力に抗するだけの押圧力を、操作体４に対してホームポジション方向とは反対方向へ作用させる。このようにバネ６２及び弾性部５０の付勢力に抗するだけの押圧力が上記方向へ作用されると、操作体４は、固定部２１の回転規制部２４と係合していた回転被規制部４４が可動部２３の操作体収容部２５に完全に収容された状態、すなわち、操作体４の全体が操作体収容部２５に完全に収容された状態となるまで、該操作体収容部２５に沿って前記方向へ進出(移動)する。この状態においては、回転被規制部４４と回転規制部２４の係合状態は解除され、これらが干渉することはない。また、操作体４を収容した可動部２３と回転規制部２４の係合状態も解除され、これらが干渉することはない。以下、操作体４がこの状態となる保持体２に対する操作体４の位置をニュートラルポジションと呼び、操作体４をホームポジションからニュートラルポジションに位置付けるべく、運転者から押圧力が加えられる方向(同図の下方向)をニュートラルポジション方向と呼ぶ。
【００７８】
ホームポジションにおいて、操作体４は、回転被支持部４２が回転支持部２２に係合された状態、具体的には、カムアクチュエータ２２ｂの先端部２２ｃを凹部４１ａに当接させた状態となっている。この状態から、ホームポジション方向に作用されているバネ６２及び弾性部５０の付勢力に抗するだけの押圧力を、操作体４に対してニュートラルポジション方向へ作用させると、該操作体４は、回転被規制部４４が可動部２３の操作体収容部２５に完全に収容された状態となるまで、該操作体収容部２５に沿ってニュートラルポジション方向へ進出(移動)する。この時、操作体４とカムアクチュエータ２２ｂの先端部２２ｃとの当接部位は、凹部４１ａから凸部４３へ、さらに該凸部４３を越えて凹部４１ｂまで、操作体４(回転被支持部４２)の両側部の凹凸に沿って移動する。カムアクチュエータ２２ｂを介して操作体４に付勢力を作用させるバネ２２ａは、該カムアクチュエータ２２ｂの先端部２２ｃが凹部４１ａに当接した状態から凸部４３に当接した状態となるまで徐々に収縮されていき、前記先端部２２ｃが凸部４３と当接した状態で最も収縮され、その後、該先端部２２ｃが凹部４１ｂに当接した状態となるまで徐々に伸長されていく。したがって、カムアクチュエータ２２ｂを介して操作体４に作用されるバネ２２ａの付勢力は、該カムアクチュエータ２２ｂの先端部２２ｃが凹部４１ａに当接した状態から凸部４３に当接した状態となるまで徐々に増大されていき、前記先端部２２ｃが凸部４３と当接した状態で最大となり、その後、該先端部２２ｃが凹部４１ｂに当接した状態となるまで徐々に減少されていく。
【００７９】
このように、カムアクチュエータ２２ｂを介して操作体４に作用されるバネ２２ａの付勢力は、該カムアクチュエータ２２ｂの先端部２２ｃが凸部４３を越える際に増大状態から減少状態へ変化するため、運転者が操作体４へ作用させるニュートラル方向への押圧力もその際に増大状態から減少状態へ変化する。これにより、運転者は、回転被支持部４２が可動部２３の操作体収容部２５に完全に収容された状態となるまで操作体４がニュートラルポジション方向へ進出(移動)したこと、すなわち、操作体４がニュートラルポジションに位置付けられたことを操作した操作体４から伝わる感触(触覚)で確実に把握することができる。
【００８０】
ニュートラルポジションにおいては、操作体４が可動部２３の操作体収容部２５に完全に収容された状態となるので、回転被規制部４４と回転規制部２４、さらには可動部２３と前記回転規制部２４が干渉しなくなり、操作体４に対して周方向のいずれかに回転力を作用させることで、操作体４を前記可動部２３とともに固定部２１に対して周方向(前記回転力の作用方向)へ回転させることが可能となる。なお、操作体４をニュートラルポジションに位置付けるために作用させている押圧力を解除した場合(例えば、操作体４に触れていた指先を離した場合)、該操作体４にはホームポジション方向に対してバネ６２及び弾性部５０の付勢力のみが作用されることとなり、該付勢力によって操作体４はホームポジションに戻される。換言すれば、操作体４に対してバネ６２及び弾性部５０の付勢力に抗するだけの押圧力をニュートラルポジション方向へ作用させている状態においてのみ、該操作体４をニュートラルポジションへ位置付けることが可能となる。このように、本実施形態においては、運転者が操作体４への操作を行う際に、その時点で該操作体４がホームポジションとニュートラルポジションのいずれにあるのかを、例えば、力の加減による指先の感覚などによって明確に識別することができる。
【００８１】
ニュートラルポジションに位置付けた操作体４は、この状態から回転力を周方向のいずれかに作用させることで、操作体４を可動部２３と共に前記回転力の作用方向へ回転させることができ、ドライブポジションもしくはリバースポジションに位置付けることができる。
【００８２】
すなわち、操作体４が、可動部２３に完全に収容された操作体４を固定部２１に対して周方向のいずれかへ回転操作すると、前記可動部２３が案内部２６に沿って案内される。そして、回転力をニュートラルポジションにある操作体４に対して作用させ続けると、該操作体４を収容した可動部２３は、可動部側係合部２３ａ（又は２３ｂ）が固定部側係合部２１ａと係合するまで固定部２１に対して回転する。可動部側係合部２３ａ（又は２３ｂ）が固定部側係合部２１ａと係合すると、これらの相互干渉によって、操作体４を収容した可動部２３が前記周方向のいずれかへそれ以上回転することはない。
【００８３】
ここで、ニュートラルポジションにある操作体４を前記周方向へ回転してドライブポジションに位置付ける過程では、カムアクチュエータ６４の先端部６４ａの当接部位は、カム３１の凹部３２ａから凸部３４ａへ、さらに該凸部３４ａを越えて凹部３２ａのある側とは反対側の凹部３２ｂ斜面までカム３１の凹凸に沿って移動する。この状態をドライブポジションとする。また、ニュートラルポジションにある操作体４を前記周方向へ回転してリバースポジションに位置付ける過程では先端部６４ａの当接部位は、カム３１の凹部３２ａから凸部３４ｂへ、さらに該凸部３４ｂを越えて凹部３２ａとは反対側の凹部３２ｃ斜面まで、カム３１の凹凸に沿って移動する。この状態をリバースポジションとする。操作体４が完全に収容された可動部２３にカムアクチュエータ６４を介して付勢力を作用させるバネ６２は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部３２ａに当接した状態から凸部３４ａ（３４ｂ）に当接した状態となるまで徐々に収縮されていき、前記先端部６４ａが凸部３４ａ,３４ｂと当接した状態で最も収縮され、その後、該先端部６４ａが凹部３２ｂ,３２ｃに当接した状態となるまで徐々に伸長されていき、その後凹部斜面に位置するまで再度収縮されていく。したがって、操作体４が収容された可動部２３にカムアクチュエータ６４を介して作用されるバネ６２の付勢力は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部３２ａに当接した状態から凸部３４ａ,３４ｂに当接した状態となるまで徐々に増大されていき、前記先端部６４ａが凸部３４ａ,３４ｂと当接した状態で最大となり、さらに該先端部６４ａが凹部３２ｂ,３２ｃの底部に当接した状態となるまで徐々に減少されていき、その後また増大する。
【００８４】
操作体４が収容された可動部２３にカムアクチュエータ６４を介して作用されるバネ６２の付勢力は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凸部３４ａ,３４ｂを越える際に増大状態から減少状態へ変化するため、かかる付勢力に抗して運転者が操作体４へ作用させる回転力もその際に増大状態から減少状態へ変化する。これにより、運転者は、操作体４がニュートラルポジションからドライブポジションもしくはリバースポジションへ位置付けられたことを、操作した操作体４から伝わる感触(触覚)で把握することができる。また、操作体４を回転の終点まで操作し、カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部３２ｃ（３２ｂ）の凹部斜面に位置している状態で操作力を解除すると、凹部斜面に作用するカムアクチュエータ６４の弾性力は操作体４を回転操作力と反対の方向に回転させる付勢力として作用するので、操作体４は回転前の位置に自動的に復帰する。すなわち、操作体４に触れていた指先を離して、操作体４をドライブポジションもしくはリバースポジションに位置付けるために作用させている力を解除すると、該操作体４に作用しているバネ６２の付勢力によって、操作体４がニュートラルポジションに戻され、さらにニュートラルポジションからホームポジションに戻される。
【００８５】
このように、運転者が、ニュートラルポジションにある操作体４を周方向のいずれか(すなわち、ドライブポジション方向もしくはリバースポジション方向)へ向けて回転力を作用させるか選択すること、すなわち該回転力の作用方向を選択することで、ドライブポジションもしくはリバースポジションへ選択的に位置付けることができる。なお、ニュートラルポジションにある操作体４の操作可能な方向を３方向以上に設定することや周方向以外の方向に設定することが可能であることは、上述した第１の実施の形態(図１及び図２)と同様である。
【００８６】
また、運転者は、操作体４がニュートラルポジションからドライブポジションもしくはリバースポジションへ位置付けられたことを、操作した操作体４から伝わる感触(触覚)で把握することができる。この場合、例えば、ドライブポジション方向が自動車の前進方向、リバースポジション方向が自動車の後進方向とそれぞれ一致するようにシフト操作装置を自動車に搭載することで、操作体４に対する操作方向と自動車の進行方向が一致し、運転者の操縦感覚とのずれが生じることがなく、運転者は操作体４に対して容易かつ正確に操作を行うことが可能となることは、上述した第１の実施の形態(図１及び図２)と同様である。
【００８７】
また、操作体４に設ける弾性部５０の付勢力、大きさやピッチなどの構成、凹部４１ａ,４１ｂ、凸部４３の形状、高さや深さなどの構成、固定部２１に設けるバネ６２の付勢力、大きさやピッチなどの構成、及びカムアクチュエータ６４の材質、形状や大きさなどの構成、可動部２３に設けるバネ２２ａの付勢力、大きさやピッチなどの構成、及びカム３１の形状、高さや深さなどの構成は、ホームポジションからニュートラルポジション、そしてドライブポジションもしくはリバースポジションへ操作体４を可動部２３へスムーズに進出させることが可能であるとともに、該操作体４を収容した可動部２３を固定部２１に対してスムーズに回転させることが可能であるのみならず、ドライブポジションもしくはリバースポジションからニュートラルポジション、さらにホームポジションまで操作体４及び該操作体４を収容した可動部２３をスムーズに戻すことが可能となるように、これらを相互に調整することを要する。ただし、かかる調整がなされている限りこれらはどのような構成であっても構わない。
【００８８】
なお、本実施形態においては、ニュートラルポジションに位置付けられている操作体４に作用している押圧力が解除された場合、該操作体４をホームポジションまで戻すとともに、ドライブポジションもしくはリバースポジションに位置付けられている操作体４に作用している回転力が解除された場合、該操作体４をニュートラルポジション、さらにはホームポジションまで戻す構成を上述した第１の実施の形態(図１及び図２)と同様に想定しているが、前記押圧力や回転力が解除された場合であっても、操作体４をニュートラルポジション、及びドライブポジションやリバースポジションにそのまま位置付けた状態に維持する構成とすることも同様に可能である。この場合、上記操作体４(弾性部５０、凹部４１ａ,４１ｂ、凸部４３)、固定部２１(バネ６２、カムアクチュエータ６４)、可動部２３(バネ２２ａ、凹部３２ａ,３２ｂ,３２ｃ、凸部３４ａ,３４ｂ)の各構成を、ホームポジションからニュートラルポジション、そしてドライブポジションもしくはリバースポジションへ操作体４をスムーズに進出させるとともに回転させ、進出後及び回転後は操作体４をその状態のまま維持することが可能となるように、相互に調整すればよい。
【００８９】
本変形例に係るシフト操作装置には、上述したような操作が加えられた操作体４の保持体２に対する位置変化(動作変化)に基づいてシフト操作を制御するためのプリント基板８が備えられており、該プリント基板８は、固定部２１の案内部２６及び可動部２３の操作体収容部２５を覆うように保持体２に設けられている。
【００９０】
図３及び図４に示すように、本実施形態においても、プリント基板８には、操作体４に対して操作が行われた際、その操作による該操作体４の保持体２に対する位置変化(動作変化)を計測するためのセンサ１０が設けられ、操作体４には、プリント基板８に配設されたセンサ１０の被検出体として、磁石(エンコーダ)１２が設けられている。これらのセンサ１０と磁石１２は、操作体４がホームポジションからニュートラルポジション、続いてドライブポジションもしくはリバースポジションへ位置付けられる際、そして、ドライブポジションもしくはリバースポジションからニュートラルポジション、さらにホームポジションへ位置付けられる際における、該操作体４の保持体２に対する位置変化の軌跡に沿って並ぶように配されている。
【００９１】
これにより、上述した第１の実施の形態(図１及び図２)と同様に、保持体２に対する操作体４の位置がホームポジションからニュートラルポジション、続いてドライブポジションもしくはリバースポジションへと変化していく各段階における位置情報や、ドライブポジションもしくはリバースポジションからニュートラルポジション、さらにホームポジションへと変化していく各段階における位置情報を取得することができ、取得した操作体４の位置情報に基づいて、上記信号処理部(図示しない)で変速制御などを行うことで、自動車のバイワイヤーシフト操作を実現することができる。
【００９２】
以上、本発明の第１の実施形態(図１及び図２)、及び第２の実施形態(図３及び図４)によれば、回転によるシフト操作を指先(一例として、親指先)のみで簡単に行うことができ、ホームポジションとニュートラルポジションとの識別、さらにはこれらとドライブポジション及びリバースポジションとの識別を指先の感覚のみでも容易に行うことが可能なシフト操作装置を実現することできる。この結果、シフト操作装置の一層の小型化を図ることができ、例えば、シフト操作装置をステアリングパッドに配置することも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、所定の動力源から出力された回転動力の回転方向や回転速度を変化させる回転制御機構への組込装置の一つ、例えば、変速装置と電子的に接続されてなる自動車のバイワイヤーシフト操作用の装置として適用可能である。
【符号の説明】
【００９４】
２…保持体
２ａ…蓋部
２ｂ…底部
２ｃ…カバー
２ｄ…貫通孔
４…操作体
４ａ…操作体突起
６…弾性体
８…プリント基板
８ａ…長孔
１０…センサ
１２…磁石
２０…保持体側係合部
２１…保持体固定部
２１ａ…保持体固定部側係合部
２２…回転支持部
２２ａ,６２…バネ
２２ｂ,６４…カムアクチュエータ
２２ｃ,６４ａ…カムアクチュエータ先端部
２３…保持体可動部
２３ａ,２３ｂ…保持体可動部側係合部
２４…回転規制部
２５…操作体収容部
２５ａ…操作体収容部開口部
２５ｂ…操作体収容部底部
２６…案内部
２８…保持体開口部
３１，４５…カム
３２ａ,３２ｂ,３２ｃ,４１ａ,４１ｂ,４６ａ,４６ｂ,４６ｃ…凹部
３４ａ,３４ｂ,４３,４８ａ,４８ｂ…凸部
４０…操作体側係合部
４２…回転被支持部
４２ａ…脱落防止具
４４…回転被規制部
５０…弾性部
６２…バネ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のバイワイヤーシフトに使用可能なシフト操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の前進や後進などを選択するためのシフト操作装置は、運転者横のフロアに立設されたレバーや、ステアリングコラムに横方向へ突出したレバー、あるいは運転者の斜め前方のコンソールに設けられたレバーなどを操作し、これらのレバーに接続されたワイヤーにより変速装置を駆動する方式が採用されていた。近年、シフト操作装置を変速装置と電子的に接続したいわゆるバイワイヤーシフターの構成が広く採用されるようになってきた。かかるバイワイヤーシフターでは、シフト操作装置全体を電子的に制御する方式や、シフト操作のうち、シフトアップやシフトダウンなどに限って電子的に制御する方式などが採用されており、特にシフトアップ及びシフトダウンは、ステアリングに設けたスイッチにより操作する方式がある。
【０００３】
このようなバイワイヤーシフターに関し、基本的なシフト操作に不可欠なホームポジション、ニュートラルポジション、ドライブポジション、及びリバースポジションのみを備え、変速操作は別体のレバーによって行う装置の構成例が特許文献１に開示されている。かかる構成例においては、基本シフト操作を行う操作器をドアの内側に配置しており、操作体である回転操作ドラムを回転操作することでシフト操作(自動車の進行方向の選択操作)を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−５２６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された構成例における回転操作ドラムでは、ホームポジション(パーキングポジション)とニュートラルポジションが同一位置に配されているので、これら２つのポジション(状態)を識別するためには、付加的な配慮(別途の機構)が必要となる。そして、回転操作ドラムを指で操作することは別の操作が必要となる。
【０００６】
このため、ホームポジションとニュートラルポジションとを識別するための特段の配慮(複雑な機構)を必要とすることなく、これら２つのポジション(状態)を識別して操作することが可能なシフト操作装置の改良が望まれているが、現時点ではこのような要望を十分に満足するシフト操作装置の改良構成は知られていない。
【０００７】
また、特許文献１に開示された構成例においては、ニュートラル／パーキングポジションからＤポジションあるいはＲポジションへの操作が制限無く行える構成なので、その操作が正しいか否かを判定する付加的な配慮(別途の機構)が必要となる。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、回転によるシフト操作を基本としつつ、ホームポジションとニュートラルポジションとを識別して操作可能であり、また誤操作を防止可能であって、かつ指先で簡単かつ連続的に操作でき、例えば、ステアリングパッドに配置するのにも適したシフト操作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】
【０００９】
本発明のシフト操作装置は、保持体と、該保持体内へ進出可能に、かつ進出後は前記保持体に対して回転可能に構成された操作体とを備え、該操作体には、操作体側係合部が設けられ、前記保持体には、該保持体内への前記操作体の進出を可能にするとともに、該操作体の前記保持体に対する回転を可能とする保持体側係合部が設けられており、前記操作体側係合部は、回転被支持部と回転被規制部とを備え、前記保持体側係合部は、前記操作体の前記保持体内への進出時に前記回転被支持部の進行を許容し、進行後は該回転被支持部の回転を許容する回転支持部と、前記操作体の前記保持体内への非進出時は前記回転被規制部を回転不能に規制する回転規制部と、該回転規制部につながり、前記操作体の前記保持体への進出時には前記回転被規制部を案内する案内部とを備え、前記保持体には、該保持体への前記操作体の進出に抗する弾性体を設けたことを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、操作体を基本位置から保持体内へ進出させることにより、該操作体に対して初めて回転操作を加えることが可能な構成とすることができる。従って操作者がシフト操作を意図して操作体を押圧操作しかつ引き続き回転操作を行わない限りシフト操作ができないので、偶発的に操作体が押圧される事態が発生しても誤ってシフト変更が行われることがなく、誤操作を防止できる。そして、操作体を保持体へ進出させる前の基本位置と、該操作体に対して回転操作を加えることが可能な保持体への進出後の位置とを操作者が明確に識別することができるので、基本位置をホームポジション、進出後の位置をニュートラルポジションに設定すると、このふたつのポジションを識別できる。
【００１１】
この場合、前記操作体の前記保持体への進出時において、前記回転支持部は、少なくとも２方向への前記回転被支持部の回転を許容するとともに、前記案内部は、少なくとも前記２方向へ前記回転被規制部を案内する。
【００１２】
このような構成によれば、操作体を基本位置から保持体へ進出させた後における該操作体の回転方向を少なくとも２方向、確保することができる。したがって、操作体の保持体への進出後に該操作体を回転させる方向、換言すれば、前記進出後に操作体を位置付ける方向を、操作者が少なくとも２方向から選択可能な構成とすることができる。２方向の操作を設定する場合、ＤポジションとＲポジションのポジションを確保できる。
【００１３】
本発明において、前記保持体は、固定部と可動部を備え、該可動部が前記固定部に収容され、該固定部に対して回転可能となるように構成し、前記操作体は、前記可動部に収容され、該可動部とともに固定部に対して回転可能となるように構成することができる。
【００１４】
このような構成によれば、前記操作部が前記保持部へ進出する時に前記操作部と前記保持部の間に生じる隙間を最小限にすることができるので、前記操作部進出時の隙間への異物侵入による復帰不良を新たな機構を追加せずに実現することができる。また、前記操作部の押圧操作時に操作者に節度感を感じさせる機構を容易に付加することができるので、更なる誤操作防止効果を期待できる。
【００１５】
また、本発明のシフト操作装置は、前記保持体への前記操作体の進出、及び前記操作体の前記保持体に対する回転に抗する付勢力を作用させていて、該付勢力に抗する力が前記操作体に作用されない限り、前記回転被規制部を前記回転規制部によって回転不能に規制された状態に保ち続けることを特徴とする。
【００１６】
このような構成により、前記弾性体の付勢力に抗する力(例えば、押圧力や回転力)が操作体に対して作用されている場合にのみ、該操作体を保持体へ進出させることが可能となるとともに、進出後の操作体を保持体に対して回転させることができる。また、前記押圧力や回転力が操作体から取り除かれたときは、操作体を保持体へ進出させる前の基本位置に自動的に戻すことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、押圧、回転によるシフト操作を指先(一例として、親指先)のみで簡単に行うことができ、ホームポジションとニュートラルポジションとの識別を指先の感覚で容易に行うことが可能な、かつ誤操作を防止できるシフト操作装置を実現することできる。この結果、シフト操作装置の一層の小型化を図ることができ、例えば、シフト操作装置をステアリングパッドに配置することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシフト操作装置の構成を示す分解斜視図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るシフト操作装置における操作体の位置変動を説明するための図であって、(ａ)は、操作体がホームポジションに位置付けられた状態を示す図、(ｂ)は、操作体がニュートラルポジションに位置付けられた状態を示す図、(ｃ)は、操作体がドライブポジションに位置付けられた状態を示す図、(ｄ)は、操作体がリバースポジションに位置付けられた状態を示す図
【図３】本発明の変形例に係るシフト操作装置の構成を示す斜視図
【図４】本発明の変形例に係るシフト操作装置の構成を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
なお、本発明に係るシフト操作装置は、所定の動力源から出力された回転動力の回転方向や回転速度を変化させる回転制御機構への組込装置の一つとして構成することが可能である。本実施形態においては、シフト操作装置が変速装置と電子的に接続されてなる自動車のバイワイヤーシフト操作用の装置である場合を一例として想定し、以下、その構成について説明する。
【００２０】
(第１の実施の形態)
図１は本発明の第１の実施の形態に係るシフト操作装置の構成を示す分解斜視図であり、図２（ａ）〜（ｄ）は動作状態の異なるシフト操作装置の上面図である。
本実施の形態に係るシフト操作装置１は、保持体２と、該保持体２へ進出可能に、かつ進出後は前記保持体に対して回転可能に構成された操作体４を備えている。図１に示すように、保持体２は、一方を蓋部２ａ、他方を底部２ｂとし、これらを組み合わせることで内部に所定空間が形成される矩形状のケースとなっており、蓋部２ａには、長手方向の一方側面の一部を切り欠いて開口部２８が形成されている。操作体４は、その直径が保持体２の開口部２８の開口幅よりも大寸で、その肉厚が前記開口部２８の開口高さよりも小寸に設定された略円板状をなしており、図２に示すように、その一部を前記開口部２８から露出させた状態で上記保持体２の内部空間に収容されている。
【００２１】
保持体２と操作体４には相互に係合し、保持体２への操作体４の進出を可能にするとともに、保持体２への進出後における操作体４の該保持体２に対する回転を可能とするため、保持体２側に保持体側係合部２０が設けられ、操作体４側に操作体側係合部４０が設けられている。
【００２２】
操作体側係合部４０は、回転被支持部４２と回転被規制部４４を備えている。図１には、回転被支持部４２として、略円板状をなす操作体４の中心部から円柱状の突起を一方側へ突設し、回転被規制部４４として、操作体４の板面から円弧状に湾曲した四辺形の突起を前記円柱状突起(回転被支持部４２)と同一側へ突設した操作体４(操作体側係合部４０)の構成を一例として示す。操作体側係合部４０(回転被支持部４２及び回転被規制部４４)の形状は、図１に示すような円柱状や湾曲した四辺形には限定されず、保持体側係合部２０と係合し、保持体２への操作体４の進出を可能とするとともに、保持体２への進出後における操作体４の該保持体２に対する回転を可能とする形状であれば任意に設定して構わない。
【００２３】
これに対し、保持体側係合部２０は、操作体４の保持体２への進出時に回転被支持部４２の進行を許容し、進行後は該回転被支持部４２の回転を許容する回転支持部２２と、操作体４４の保持体２への非進出時は回転被規制部４２を回転不能に規制する回転規制部２４と、該回転規制部２４につながり、操作体４の保持体２への進出時には回転被規制部４２を案内する案内部２６とを備えている。図１には、回転支持部２２、回転規制部２４、及び案内部２６として、いずれも貫通孔が蓋部２ａに穿孔された保持体２(保持体側係合部２０)の構成を一例として示す。なお、保持体２には、上記貫通孔(回転支持部２２、回転規制部２４、及び案内部２６)が外部へ露出されることを防止するために、蓋部２ａを覆うためのカバー２ｃが取り付けられている。
【００２４】
この場合、回転支持部２２は、回転被支持部４２を挿通可能で、開口が略楕円形状をなす長孔であり、該長孔の最小口径(短尺口径)が回転被支持部４２の柱径よりも僅かに大寸に設定され、最大口径(長尺口径)は前記柱径の倍程度の寸法に設定された孔となっており、その長手方向は回転被支持部４２の進行方向に設定されている。したがって、回転被支持部４２を回転支持部２２の長手方向の一端側へ挿通することにより、その回転被支持部４２を前記長手方向の一端側から他端側へ移動させることができ、移動後は該回転被支持部４２を前記他端側に沿って回転させることができる。すなわち、回転被支持部４２と回転支持部２２を係合させることで、操作体４を保持体２へ進出させることが可能となるとともに、保持体２への進出後において操作体４を該保持体２に対して回転させることが可能となる。
【００２５】
回転規制部２４は、回転被規制部４４を挿通可能で、開口が該回転被規制部４４より一回り大きな円弧状に湾曲した四辺形の孔となっており、案内部２６は、前記回転規制部２４の内周側に連続するとともに、その連続部位の両端から対称をなして該連続部位と同一曲率で、回転被規制部４４の円弧長よりも僅かに短寸の円弧長でそれぞれ延出し、全体が円弧状に湾曲した四辺形の孔となっている。案内部２６の曲率は、操作体４の回転被支持部４２が保持体２の回転支持部４２の他端側に沿って回転するときに回転規制部２４が精度良く案内されるように設定されている。このように、回転規制部２４と案内部２６は、相互に連続し、その全体が略Ｔ字状となる一つの孔を形成している。したがって、回転被規制部４４を回転規制部２４へ挿通することにより、その状態においては回転被規制部４４を回転規制部２４に対して周方向移動不能に維持することができる一方で、その状態から回転被規制部４４を回転規制部２４と連続する案内部２６へ径方向移動させることで、該案内部２６の湾曲した円弧に沿って周方向移動させることができる。すなわち、回転被規制部４４と回転規制部２４及び案内部２６を係合させることで、操作体４の保持体２への非進出時(つまり、操作体４に対して何ら操作を加えない時)は該操作体４を回転不能に規制することが可能となるとともに、操作体４の保持体２への進出時には該操作体４を案内部２６に沿って案内すること(回転被規制部４４を進行させ、進行後に該回転被規制部４４を回転被支持部４２の回転方向へ回転させること)が可能となる。
【００２６】
なお、操作体４の回転被支持体４２が設けられた面と反対側には回転被支持体４と同心の突起(図示せず)が設けられ、この突起は後述するプリント基板８に穿設された逃がし長孔８ａに挿通され、底部２ｂに穿設され、前述した回転支持部２２と相似形の長孔２ｅに挿通され、回転被支持部４２の移動時に動作を補助している。
【００２７】
保持体側係合部２０(回転支持部２２、回転規制部２４及び案内部２６)の形状は、操作体側係合部４０(回転被支持部４２及び回転被規制部４４)の形状に合わせて任意の形状とすることが可能であり、図１に示すような略楕円形状や湾曲した四辺形に限定されない。また、操作体側係合部４０(回転被支持部４２及び回転被規制部４４)を図１に示す構成とは逆側に突設するとともに、保持体側係合部２０(回転支持部２２、回転規制部２４及び案内部２６)を保持体２の底部２ｂに穿孔し、これらを相互に係合させる構成とすることも可能である。
【００２８】
なお、本実施形態においては、操作体側係合部４０(回転被支持部４２及び回転被規制部４４)を突起(凸側)、保持体側係合部２０(回転支持部２２、回転規制部２４及び案内部２６)を貫通孔(凹側)として構成しているが、操作体側係合部４０を貫通孔(凹側)、保持体側係合部２０を突起(凸側)とした構成としてもよいし、これらを任意に組み合わせた構成であっても構わない。また、貫通孔でなく、有底の溝であっても良い。
【００２９】
このように、本実施形態に係るシフト操作装置においては、操作体４が保持体２へ進出可能に、かつ進出後は保持体２に対して回転可能に構成されているが、その一方で、保持体２には、該保持体２への操作体４の進出、及び操作体４の保持体２に対する回転に抗する弾性体６が設けられている。弾性体６は、操作体４が保持体２へ進出する際に、その進出方向とは反対方向へ所定の付勢力(押圧力)を作用させることが可能であれば、任意の構成とすることができる。図１には、弾性体６がバネ６２とカムアクチュエータ６４を備えた構成例を示す。弾性体６は、保持体２の蓋部２ａの内面に設けられた操作体４の側面に向かって開口する有底の穴に収容されたバネ６２とカムアクチュエータ６４とから構成されており、カムアクチュエータ６４はバネ６２によって開口から突出する方向に付勢されており、その結果、操作体４に付勢力を作用させる。この場合、弾性体６は、その付勢力に抗する力が操作体４に作用されない限り、回転被規制部４４を回転規制部２４によって回転不能に規制された状態に保ち続ける構成となっている。
【００３０】
また、操作体４には、その外周部の一部を縮径して凹曲状に窪ませた凹部４６ａ,４６ｂ,４６ｃと、該凹部４６ａ,４６ｂ,４６ｃよりも僅かに拡径して凸曲状に突出させた凸部４８ａ,４８ｂが設けられている。図１及び図２に示す構成において、３つの凹部４６ａ,４６ｂ,４６ｃは、１つの凹部４６ａを起点として周方向の両側へ１つずつ凹部４６ｂ,４６ｃが対称に配され、２つの凸部４８ａ,４８ｂは、凹部４６ａと凹部４６ｂの間、及び凹部４６ａと凹部４６ｃの間にそれぞれ１つずつ配されており、これらの凹部４６ａ,４６ｂ,４６ｃと凸部４８ａ,４８ｂが周方向へ交互に滑らかに連続している。すなわち、操作体４は、凹部４６ａを起点として周方向の両側へ凸部４８ａと凹部４６ｂ、凸部４８ｂと凹部４６ｃが対称に配設された、カム４５として構成されている。
【００３１】
そして、操作体４は、図２に示すように、操作体側係合部４０を保持体側係合部２０と係合させるとともに、カムアクチュエータ６４の先端部６４ａをカム４５の凹部４６ａに当接させた状態で、該凹部４６ａとは径方向に対して反対側の外周部を蓋部２ａの開口部２８から露出するように保持体２の内部空間に収容される。この状態においては操作体４の凹部４６ａに対し、バネ６２の付勢力が操作体４を開口部２８から露出させる方向(図２における左方向)へカムアクチュエータ６４を介して作用されている。換言すれば、上記状態において操作体４の凹部４６ａに対し、バネ６２の付勢力をカムアクチュエータ６４を介して上記露出方向へ作用させることが可能となるように、弾性体６(バネ６２及びカムアクチュエータ６４)が保持体２に位置付けられている。なお、操作体４には、蓋部２ａの開口部２８から露出された状態となる凹部４６ａとは径方向の反対側の外周部に対し、中心軸方向に延設された複数の突起４ａが所定間隔で備えられている。これらの突起４ａは、操作者が操作体４に対して後述するような操作を行う際に滑り止めやガイドとして機能する。
【００３２】
このような構成をなすシフト操作装置１において、操作者(本実施形態においては、自動車の運転者を想定)は、シフト操作を行うために操作体４に対して所定の操作(例えば、指先による操作など)を加える。以下、かかる操作時における操作体４の保持体２に対する位置の変化状態(位置変動)について説明する。
【００３３】
本実施形態に係るシフト操作装置において、保持体２に対して基準となる操作体４の位置を図２(ａ)に示す。この位置においては、操作体４の凹部４６ａに対し、バネ６２の付勢力がカムアクチュエータ６４を介して作用され、操作体４が凹部４６ａとは径方向の反対側の外周部を保持体２の開口部２８から露出させた状態となっている。以下、操作体４がこの状態となる保持体２に対する操作体４の位置(図２(ａ)に示す位置)をホームポジションと呼び、操作体４をホームポジションに位置付けるべくバネ６２の付勢力が作用される方向(同図の左方向)をホームポジション方向と呼ぶ。
【００３４】
図２(ａ)に示すように、ホームポジションにおいては、操作体４の回転被支持部４２が保持体２の回転支持部２２のホームポジション方向端部で該回転支持部２２と係合しているとともに、回転被規制部４４が回転規制部２４と係合している。したがって、この状態(ホームポジション)にあっては、回転規制部２４と係合した回転被規制部４４が該回転規制部２４と干渉するため、操作体４(具体的には開口部２８から露出した外周部)に対して周方向のいずれに回転力を作用させたとしても、該操作体４を回転被支持部４２を中心として周方向(前記回転力の作用方向)へ回転させることはできない。これにより、操作体４に対する誤操作の防止を図っている。
【００３５】
ホームポジションにある操作体４に対して操作を行う場合、操作者である運転者は、ホームポジション方向に作用されているバネ６２の付勢力に抗するだけの押圧力を、操作体４に対してホームポジション方向とは反対方向へ作用させる。このようにバネ６２の付勢力に抗するだけの押圧力が上記方向へ作用されると、操作体４は、回転支持部２２のホームポジション方向端部で係合していた回転被支持部４２が進行して回転支持部２２の反ホームポジション方向端部に当接するまで、該回転支持部２２に沿って前記反ホームポジション方向へ進出(移動)する。この時、操作体４の回転被規制部４４は、回転規制部２４と連続する案内部２６へ進行し、この状態においては、回転被規制部４４と回転規制部２４の係合状態は解除され、これらが干渉することはない(図２(ｂ)に示す状態)。以下、操作体４がこの状態となる保持体２に対する操作体４の位置(図２(ｂ)に示す位置)をニュートラルポジションと呼び、操作体４をホームポジションからニュートラルポジションに位置付けるべく、運転者から押圧力が加えられる方向(上記反ホームポジション方向(同図の右方向))をニュートラルポジション方向と呼ぶ。
【００３６】
ニュートラルポジションにおいては、回転被規制部４４と回転規制部２４が干渉しないため、操作体４に対して周方向のいずれかに回転力を作用させた場合、該操作体４を回転被支持部４２を中心として周方向(前記回転力の作用方向)へ回転させることが可能となる。なお、操作体４をニュートラルポジションに位置付けるために作用させている押圧力を解除した場合(例えば、操作体４に触れていた指先を離した場合)、該操作体４にはホームポジション方向へのバネ６２の付勢力のみが作用されることとなり、該付勢力によって操作体４はホームポジションに戻される。換言すれば、操作体４に対してバネ６２の付勢力に抗するだけの押圧力をニュートラルポジション方向へ作用させている状態においてのみ、該操作体４をニュートラルポジションへ位置付けることが可能となる。
【００３７】
このように、本実施形態においては、運転者が操作体４への操作を行う際に、その時点で該操作体４がホームポジションとニュートラルポジションのいずれにあるのかを、例えば、力の加減による指先の感覚などによって明確に識別することができる。
【００３８】
ニュートラルポジションに位置付けた操作体４は、この状態からホームポジション方向に作用されているバネ６２の付勢力に抗する押圧力に加えて回転力を周方向のいずれかに作用させることで、回転被支持部４２を中心として前記回転力の作用方向へ回転させることができる。
【００３９】
例えば、操作体４を回転被支持部４２を中心として上記周方向の一方側(一例として、図２(ｂ)に示す矢印Ｃの方向)へ回転させると、回転被規制部４４が案内部２６に沿って案内される。そして、上記周方向の一方側へ向けてバネ６２の付勢力に抗するだけの回転力をニュートラルポジションにある操作体４に対して作用させ続けると、該操作体４は、回転被規制部４４が案内部２６の前記一方側の端部まで案内され、該端部で前記案内部２６と係合するまで、回転被支持部４２を中心として前記一方側へ回転する。回転被規制部４４が案内部２６の上記一方側の端部で該案内部２６と係合すると、これらの相互干渉によって、操作体４が前記周方向の一方側へそれ以上回転することはない(図２(ｃ)に示す状態)。以下、操作体４がこの状態となる保持体２に対する操作体４の位置(図２(ｃ)に示す位置)をドライブポジションと呼び、操作体４をニュートラルポジションからドライブポジションに位置付けるべく、運転者から回転力が加えられる方向(同図(ｂ)の矢印Ｃの方向)をドライブポジション方向と呼ぶ。
【００４０】
回転力をニュートラルポジションにある操作体４に対して作用させてドライブポジション方向に回転させる時、操作体４とカムアクチュエータ６４の先端部６４ａとの当接部位は、凹部４６ａから凸部４８ａへ、さらに該凸部４８ａを越えて凹部４６ｂの前記凸部４８ａのある側とは反対側の凹部斜面まで、操作体４の外周部のカム４５の凹凸に沿って移動する。カムアクチュエータ６４を介して操作体４に付勢力を作用させるバネ６２は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部４６ａに当接した状態から凸部４８ａに当接した状態となるまで徐々に収縮されていき、前記先端部６４ａが凸部４８ａと当接した状態で最も収縮され、その後、該先端部６４ａが凹部４６ｂに当接した状態となるまで徐々に伸長されていき、その後凹部斜面に位置するまで再度収縮されていく。したがって、カムアクチュエータ６４を介して操作体４に作用されるバネ６２の付勢力は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部４６ａに当接した状態から凸部４８ａに当接した状態となるまで徐々に増大されていき、前記先端部６４ａが凸部４８ａと当接した状態で最大となり、その後、該先端部６４ａが凹部４６ｂの底部に当接した状態となるまで徐々に減少されていき、その後はまた増大していく。
【００４１】
カムアクチュエータ６４を介して操作体４に作用されるバネ６２の付勢力は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凸部４８ａを越える際に増大状態から減少状態へ変化するため、かかる付勢力に抗して運転者が操作体４へ作用させる回転力もその際に増大状態から減少状態へ変化する。これにより、運転者は、操作体４がカムアクチュエータ６４の先端部６４ａとの当接部位を凹部４６ａから凸部４８ａへ、さらに該凸部４８ａを越えて凹部４６ｂまで移動させて回転したことを操作した操作体４から伝わる感触(触覚)で把握できる。
【００４２】
また、操作体４を回転の終点まで操作し、カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部４６ｂの凹部斜面に位置している状態で操作力を解除すると、凹部斜面に作用するカムアクチュエータ６４の弾性力は操作体４を回転操作力と反対の方向に回転させる付勢力として作用するので、操作体４は回転前の位置に自動的に復帰する。
【００４３】
これに対し、操作体４を回転被支持部４２を中心として上記周方向の他方側(一例として、図２(ｂ)に示す矢印Ｄの方向)へ回転させると、回転被規制部４４が案内部２６に沿って案内される。そして、上記周方向の他方側へ向けて回転力をニュートラルポジションにある操作体４に対して作用させ続けると、該操作体４は、回転被規制部４４が案内部２６の前記他方側の端部まで案内され、該端部で前記案内部２６と係合するまで、回転被支持部４２を中心として前記他方側へ回転する。回転被規制部４４が案内部２６の上記他方側の端部で該案内部２６と係合すると、これらの相互干渉によって、操作体４が前記周方向の他方側へそれ以上回転することはない(図２(ｄ)に示す状態)。以下、操作体４がこの状態となる保持体２に対する操作体４の位置(図２(ｄ)に示す位置)をリバースポジションと呼び、操作体４をニュートラルポジションからリバースポジションに位置付けるべく、運転者から回転力が加えられる方向(同図(ｂ)の矢印Ｄの方向)をリバースポジション方向と呼ぶ。
【００４４】
回転力をニュートラルポジションにある操作体４に対して作用させてリバース方向に回転させる時、操作体４とカムアクチュエータ６４の先端部６４ａとの当接部位は、凹部４６ａから凸部４８ｂへ、さらに該凸部４８ｂを越えて凹部４６ｃの前記凸部４８ｂのある側とは反対側の凹部斜面まで、操作体４の外周部のカム４５の凹凸に沿って移動する。カムアクチュエータ６４を介して操作体４に付勢力を作用させるバネ６２は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部４６ａに当接した状態から凸部４８ｂに当接した状態となるまで徐々に収縮されていき、前記先端部６４ａが凸部４８ｂと当接した状態で最も収縮され、その後、該先端部６４ａが凹部４６ｃに当接した状態となるまで徐々に伸長されていき、その後凹部斜面に位置するまで再度収縮されていく。したがって、カムアクチュエータ６４を介して操作体４に作用されるバネ６２の付勢力は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部４６ａに当接した状態から凸部４８ｂに当接した状態となるまで徐々に増大されていき、前記先端部６４ａが凸部４８ｂと当接した状態で最大となり、その後、該先端部６４ａが凹部４６ｃの底部に当接した状態となるまで徐々に減少されていき、その後はまた増大していく。
【００４５】
カムアクチュエータ６４を介して操作体４に作用されるバネ６２の付勢力は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凸部４８ｂを越える際に増大状態から減少状態へ変化するため、かかる付勢力に抗して運転者が操作体４へ作用させる回転力もその際に増大状態から減少状態へ変化する。これにより、運転者は、操作体４がカムアクチュエータ６４の先端部６４ａとの当接部位を凹部４６ａから凸部４８ｂへ、さらに該凸部４８ｂを越えて凹部４６ｃまで移動させて回転したことを操作した操作体４から伝わる感触(触覚)で把握することができる。
【００４６】
また、操作体４を回転の終点まで操作し、カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部４６ｃの凹部斜面に位置している状態で操作力を解除すると、凹部斜面に作用するカムアクチュエータ６４の弾性力は操作体４を回転操作力と反対の方向に回転させる付勢力として作用するので、操作体４は回転前の位置に自動的に復帰する。
【００４７】
このように、ニュートラルポジションにある操作体４は、周方向のいずれ(ドライブポジション方向もしくはリバースポジション方向)へ向けて回転力を作用させるかを運転者が選択すること、すなわち該回転力の作用方向を選択することで、ドライブポジションもしくはリバースポジションへ選択的に位置付けることができる。なお、本実施形態においては、ニュートラルポジションにある操作体４の操作可能な方向を周方向のいずれか２方向(ドライブポジション方向もしくはリバースポジション方向)に設定しているが、かかる操作体４の操作方向を３方向以上に設定することも可能であるし、周方向以外の方向に設定することも可能である。
【００４８】
また、運転者は、操作体４がニュートラルポジションからドライブポジションもしくはリバースポジションへ位置付けられたことを、操作した操作体４から伝わる感触(触覚)で把握することができる。この場合、例えば、ドライブポジション方向が自動車の前進方向、リバースポジション方向が自動車の後進方向とそれぞれ一致するようにシフト操作装置を自動車に搭載することで、操作体４に対する操作方向と自動車の進行方向が一致し、運転者の操縦感覚とのずれが生じることがなく、運転者は操作体４に対して容易かつ正確に操作を行うことが可能となる。
【００４９】
なお、上述したように、ニュートラルポジションにある操作体４に対してバネ６２とカム４５との係合に基づく回転方向の付勢力に抗するだけの回転力を周方向のいずれか(ドライブポジション方向もしくはリバースポジション方向)へ向けて作用させることで、操作体４は、ドライブポジションもしくはリバースポジションに位置付けられる。その一方で、操作体４をドライブポジションもしくはリバースポジションに位置付けるために作用させている回転力を解除した場合(例えば、操作体４に触れていた指先を離した場合)、該操作体４にはバネ６２の付勢力のみによる回転方向の戻し力が作用されることとなり、該戻し力によって操作体４はニュートラルポジションに戻され、さらにニュートラルポジションからホームポジションに戻される。換言すれば、操作体４に対してバネ６２の付勢力に抗するだけの押圧力をニュートラルポジション方向へ作用させつつ、上記回転力をドライブポジション方向へ作用させている状態においてのみ、該操作体４をドライブポジションへ位置付けることが可能となり、前記押圧力及び回転力をニュートラルポジション方向及びリバースポジション方向へ作用させている状態においてのみ、該操作体４をリバースポジションへ位置付けることが可能となる。
【００５０】
このような構成においては、ドライブポジションもしくはリバースポジションに位置付けられている操作体４に作用している回転力が解除された場合(例えば、操作体４に触れていた指先を離した場合)、該操作体４をバネ６２の付勢力のみによってニュートラルポジション、さらにはホームポジションまで戻す必要がある。すなわち、ドライブポジションからニュートラルポジション、そしてホームポジションまで操作体４を戻す場合、該操作体４とカムアクチュエータ６４の先端部６４ａとの当接部位が凹部４６ｂから凸部４８ａへ、さらに該凸部４８ａを越えて凹部４６ａまで、操作体４の外周部の凹凸に沿って移動するように、バネ６２の付勢力のみによって操作体４を周方向に対してドライブポジション方向とは反対方向へ回転させる必要がある。同様に、リバースポジションからニュートラルポジション、そしてホームポジションまで操作体４を戻す場合、該操作体４とカムアクチュエータ６４の先端部６４ａとの当接部位が凹部４６ｃから凸部４８ｂへ、さらに該凸部４８ｂを越えて凹部４６ａまで、外周部の凹凸に沿って移動するように、バネ６２の付勢力のみによって操作体４を周方向に対してドライブポジション方向とは反対方向へ回転させる必要がある。
【００５１】
したがって、操作体４に設けるカム４５の凹部４６ａ,４６ｂ,４６ｃ、凸部４８ａ,４８ｂの形状、高さや深さなどの構成、バネ６２の付勢力、大きさやピッチなどの構成、及びカムアクチュエータ６４の材質、形状や大きさなどの構成は、ホームポジションからニュートラルポジション、そしてドライブポジションもしくはリバースポジションへ操作体４をスムーズに進出させるとともに回転させることが可能であるのみならず、ドライブポジションもしくはリバースポジションからニュートラルポジション、さらにホームポジションまで操作体４をスムーズに戻すことが可能となるように、相互に調整することを要する。ただし、かかる調整がなされている限りどのような構成であっても構わない。
【００５２】
なお、本実施形態においては、ニュートラルポジションに位置付けられている操作体４に作用している押圧力が解除された場合、該操作体４をホームポジションまで戻すとともに、ドライブポジションもしくはリバースポジションに位置付けられている操作体４に作用している回転力が解除された場合、該操作体４をニュートラルポジション、さらにはホームポジションまで戻す構成を想定しているが、前記押圧力や回転力が解除された場合であっても、操作体４をニュートラルポジション、及びドライブポジションやリバースポジションにそのまま位置付けた状態に維持する構成とすることも可能である。この場合、上記操作体４のカム４５(凹部４６ａ,４６ｂ,４６ｃ、凸部４８ａ,４８ｂ)、バネ６２及びカムアクチュエータ６４の各構成を、ホームポジションからニュートラルポジション、そしてドライブポジションもしくはリバースポジションへ操作体４をスムーズに進出させるとともに回転させ、進出後及び回転後は操作体４をその状態のまま維持することが可能となるように、相互に調整すればよい。
【００５３】
シフト操作装置には、上述したような操作が加えられた操作体４の保持体２に対する位置変化(動作変化)に基づいてシフト操作を制御するためのプリント基板８が備えられている。図１に示す構成において、プリント基板８は、その平面形状が保持体２の蓋部２ａ及び底部２ｂと略同一矩形の板状体をなしており、これら蓋部２ａと底部２ｂの間に介在され、該蓋部２ａとの間で操作体４を挟み込んでいる。これにより、操作体４は、蓋部２ａとプリント基板８の間に挟み込まれた状態で、操作体側係合部４０を保持体側係合部２０と係合させること、具体的には回転被支持部４２を回転支持部２２と係合させるとともに、回転被規制部４４を回転規制部２４及び案内部２６と係合させることで、保持体２に対して進出可能にかつ進出後回転可能に支持される。なお、プリント基板８を蓋部２ａと底部２ｂの間に介在させる際の固定方法は特に限定されず、例えば、ネジ止めやビス止め、接着、嵌合など公知の各種方法を適用すればよい。
【００５４】
プリント基板８には、図１及び図２に示すように、操作体４に対して操作が行われた際、その操作による該操作体４の保持体２に対する位置変化(動作変化)を計測するためのセンサ１０が設けられている。ここで、センサ１０としては、例えば、磁界の変化を直接検出する磁気センサ、あるいは照射光に対する反射光の状態変化を検出する光学センサなどを任意に選択して用いることができるが、本実施形態においては、センサ１０が磁界の変化を直接検出する磁気抵抗効果センサである場合を一例として想定する。この場合、センサ１０の検出体としては、磁界の変化を検出する磁気抵抗効果センサ(例えば、ＧＭＲ素子)を適用すればよい。なお、プリント基板８には、センサ１０に所定の電源装置(図示しない)から電力を供給するとともに、前記センサ１０が検出した操作体４の位置変化(動作変化)を電気信号に変換し、該電気信号(データ)を所定の信号処理部(図示しない)にコネクタ８ｂを介して送信するための回路が配線されている。また、保持体２には、プリント基板８のコネクタ８ｂを嵌合させ、前記信号処理部(図示しない)と接続するための貫通孔２ｄが底部２ｂに穿孔されている。
【００５５】
一方、操作体４には、プリント基板８に配設されたセンサ１０の被検出体として、磁石(エンコーダ)１２が設けられている。この場合、操作体４は、磁石１２(具体的には、その磁極面)がセンサ１０(同、その磁気検出素子)と所定間隔を空けて対向可能(非接触状態)となるように、保持体２に対して位置付けられている。
【００５６】
これらのセンサ１０と磁石１２は、操作体４がホームポジションからニュートラルポジション、続いてドライブポジションもしくはリバースポジションへ位置付けられる際、そして、ドライブポジションもしくはリバースポジションからニュートラルポジション、さらにホームポジションへ位置付けられる際における、該操作体４の保持体２に対する位置変化の軌跡に沿って並ぶように配される。図１に示す構成において、プリント基板８には、保持体２の蓋部２ａ側の平面部にセンサ１０が設けられ、操作体４には、操作体側係合部４０(回転被支持部４２及び回転被規制部４４)の突設側とは反対側の板面に磁石１２が設けられており、操作体４が保持体２に対して上記のように位置変化する際、該操作体４とともに保持体２に対して位置変動する磁石１２の軌跡を追随することが可能となるように、前記軌跡に沿って４つのセンサ１０がプリント基板８に配されている。なお、センサ１０の個数を３つ以下あるいは５つ以上とした構成とすることも可能であり、センサ１０を操作体４へ、磁石１２をプリント基板８へそれぞれ設けた構成とすることも可能である。
【００５７】
検出体であるセンサ１０と被検出体である磁石１２をこのように配設することで、磁石１２がセンサ１０と対向した状態、具体的には、磁石１２の磁極面がセンサ１０の磁気検出素子と対向した状態で、保持体２に対する操作体４の位置変化の軌跡に沿って、磁石１２がセンサ１０に対して位置変動する構造とすることができる。すなわち、シフト操作装置において、操作体４に対して操作が行われ、その操作によって該操作体４の保持体２に対する位置変化(動作変化)が発生すると、これとともに磁石(エンコーダ)１２もプリント基板８に対して位置変動し、該プリント基板８のセンサ１０に対する磁極の位置が連続して変動する。
【００５８】
この時、センサ(磁気検出素子)１０を通過する磁界の向きが連続的に変化し、かかる変化をセンサ１０により検出することで、磁石１２の位置情報を得ることができる。そして、センサ１０によって検出された磁界の変化をプリント基板８の回路で電気信号に変換するとともに、該電気信号(データ)を信号処理部(図示しない)に送信し、該信号処理部において、例えば、所定時間内における磁石１２の位置変動を演算処理することで、操作体４の位置変化(現在位置や位置推移など)を計測することが可能となる。具体的には、保持体２に対する操作体４の位置がホームポジションからニュートラルポジション、続いてドライブポジションもしくはリバースポジションへと変化していく各段階における位置情報や、ドライブポジションもしくはリバースポジションからニュートラルポジション、さらにホームポジションへと変化していく各段階における位置情報を取得することができる。そして、取得した操作体４の位置情報に基づいて、上記信号処理部(図示しない)で変速制御などを行うことで、自動車のバイワイヤーシフト操作を実現することができる。
【００５９】
図３及び図４には、上記実施の形態に係るシフト操作装置の変形例の構成が示されている。上述した実施の形態(図１及び図２)に係るシフト操作装置と同一もしくは類似する構成部材については、図面上で同一符号を付してその説明を省略もしくは簡略する。
【００６０】
本変形例において、保持体２は固定部２１と可動部２３を備えており、該可動部２３が前記固定部２１に収容され、該固定部２１に対して回転可能に構成されている。そして、操作体４が可動部２３に収容され、該操作体４が可動部２３とともに固定部２１に対して回転可能な構成となっている。
【００６１】
固定部２１は、所定の開口を介して外部に臨む略円形の凹部を有する平板状をなしており、前記開口が回転規制部２４、前記凹部が案内部２６として構成されている。すなわち、上記凹部の開口である回転規制部２４が操作体４の非進出時(つまり、操作体４に対して何ら操作を加えない時)に該操作体４の回転被規制部４２を回転不能に規制し、前記凹部である案内部２６が操作体４の進出時に可動部２３に収容された操作体４の回転被規制部４２を案内する。可動部２３は、その直径が案内部２６の直径よりも小寸で、その肉厚が前記案内部２６の深さよりも小寸に設定された略円板状をなしており、その一部を回転規制部２４から外部へ露出させた状態で前記案内部２６に対して回転可能に収容されている。
【００６２】
可動部２３には、その外周部の一部を縮径して凹曲状に窪ませた３つの凹部３２ａ,３２ｂ,３２ｃと、該凹部３２ａ,３２ｂ,３２ｃよりも僅かに拡径して凸曲状に突出させた２つの凸部３４ａ,３４ｂが設けられている。３つの凹部３２ａ,３２ｂ,３２ｃは、１つの凹部３２ａを起点として周方向の両側へ１つずつ凹部３２ｂ,３２ｃが対称に配され、２つの凸部３４ａ,３４ｂは、凹部３２ａと凹部３２ｂの間、及び凹部３２ａと凹部３２ｃの間にそれぞれ１つずつ配されており、これらの凹部３２ａ,３２ｂ,３２ｃと凸部３４ａ,３４ｂが周方向へ交互に滑らかに連続している。すなわち、可動部２３は、凹部３２ａを起点として周方向の両側へ凸部３４ａと凹部３２ｂ、凸部３４ｂと凹部３２ｃが対称に配設された、カム３１として構成されている。
【００６３】
そして、可動部２３は、カムアクチュエータ６４の先端部６４ａを凹部３２ａに当接させた状態で、該凹部３２ａとは径方向に対して反対側の外周部が回転規制部２４(案内部２６の開口)から露出されるとともに、案内部２６とその中心位置が略一致するように固定部２１に収容される。この状態においては可動部２３の凹部３２ａに対し、カムアクチュエータ６４を介してバネ６２の付勢力が可動部２３を回転規制部２４(案内部２６の開口)から露出させる方向(図４における上方向)へ作用され、該可動部２３と回転規制部２４(案内部２６の開口)が係合して相互に干渉しており、可動部２３(さらにはこれに収容された操作体４)は固定部２１に対して回転不能に規制されている。換言すれば、上記状態において可動部２３の凹部３２ａに対し、バネ６２の付勢力をカムアクチュエータ６４を介して上記露出方向へ作用させることが可能となるように、弾性体６(バネ６２及びカムアクチュエータ６４)が保持体２の固定部２１に位置付けられている。なお、可動部２３と回転規制部２４(案内部２６の開口)を係合させることなく、可動部２３を固定部２１に対して常に回転可能な構成とすることも想定可能である。
【００６４】
可動部２３は、その円板部に開口部２５ａを介して外部に臨むように凹設された操作体収容部２５を有している。操作体収容部２５は、その開口部２５ａの開口幅と略同一の幅で可動部２３の径方向に沿って拡がり、両側へ対称に拡幅された後、さらに径方向に沿って底部２５ｂまで拡がった略Ｔ字状をなしている。
【００６５】
操作体４は、回転被支持部４２と回転被規制部４４を備え、可動部２３の操作体収容部２５に収容可能、かつ前記可動部２３へ進出可能となるように、該操作体収容部２５よりも一回り小さな略Ｔ字状をなしている。回転被規制部４４は、その幅が可動部２３の開口部２５ａの開口幅よりも小寸で、その肉厚が前記開口部２５ａの開口高さよりも小寸に設定された平板状をなし、回転被支持部４２は、前記回転被規制部４４を両側へ対称に拡幅した平板状をなしている。操作体４は、その進出方向とは反対側の端縁部(具体的には、回転被規制部４４の端縁部)が可動部２３と同一曲率の円弧状に構成されており、可動部２３への進出状態においては前記端縁部が該可動部２３の外周縁と略重なった状態となる。これにより、可動部２３へ進出した操作体４は、回転被規制部４４が案内部２６の内周に沿うように該案内部２６に案内される。なお、かかる案内時に支障がない限り、上記操作体４の端縁部には、操作者が操作体４に対して後述するような操作を行う際に滑り止めやガイドとして機能する複数の突起を設けることが可能である。
【００６６】
操作体４には、該操作体４が可動部２３へ進出する際、その進出方向とは反対方向へ所定の付勢力(押圧力)を作用させ、操作体４の可動部２３への進出に抗する弾性部５０が設けられている。弾性部５０は、前記付勢力(押圧力)を作用させ、操作体４の可動部２３への進出に抗することが可能であれば、バネやゴムなど任意の構成とすることができる。
【００６７】
図４に示す構成において、弾性部５０は、回転被支持部４２に突設され、可動部２３(操作体収容部２５)の底部２５ｂへ向けて突出し、該底部２５ｂと当接している。なお、図４には、弾性部５０を操作体４へ設けた構成を示しているが、弾性部５０を可動部２３へ設けた構成とすることも可能である。
【００６８】
そして、操作体４は、図４に示すように、弾性部５０を可動部２３の操作体収容部２５の底部２５ｂに当接させつつ、回転被規制部４４の一部を前記操作体収容部２５の開口部２５ａ、さらには固定部２１の回転規制部２４(案内部２６の開口)からそれぞれ露出させた状態で、前記可動部２３の操作体収容部２５に収容されている。
【００６９】
このように操作体４を可動部２３の操作体収容部２５に収容した状態においては、回転被規制部４４が固定部２１の回転規制部２４と係合し、該回転規制部２４と干渉するため、前記回転被規制部４４を保持体２に対して回転不能に維持することができる一方で、その状態から回転被規制部４４を可動部２３(操作体収容部２５)へ進行させることで、前記可動部２３が収容された案内部２６の内周に沿って該可動部２３とともに周方向移動させる(案内する)ことができる。
【００７０】
また、操作体４の回転被支持部４２には、前記操作体４の可動部２３への進出方向と交差する方向の両側部の一部を狭幅して凹状に窪ませた２つの凹部４１ａ,４１ｂが、凸部４３を挟んで対称をなすとともに、前記交差方向の両側で対称をなして配されている。
【００７１】
可動部２３には、回転支持部２２として弾性体が設けられており、該弾性体は、操作体収容部２５に収容された操作体４の回転被支持部４２に対し、前記操作体４の進出方向と交差する方向(図４の左右方向)へ所定の付勢力(押圧力)を作用させつつ、操作体４の可動部２３への進出時に回転被支持部４２の進行を許容し、進行後は該回転被支持部４２の回転を許容する。図４には、バネ２２ａとカムアクチュエータ２２ｂを備えた回転支持部２２の構成を一例として示すが、回転支持部２２は、上記付勢力(押圧力)を作用させることが可能であれば、任意の構成とすることができる。なお、回転支持部２２が操作体４に対して付勢力(押圧力)を作用させる方向は、必ずしも前記操作体４の進出方向と交差する方向(図４の左右方向)と一致していなくともよく、該交差方向から多少傾いていても構わない。
【００７２】
そして、操作体４は、弾性部５０を可動部２３(操作体収容部２５)の底部２５ｂに当接させるとともに、回転支持部２２を回転被支持部４２に係合させた状態、具体的には、カムアクチュエータ２２ｂの先端部２２ｃを凹部４１ａに当接させた状態で、回転被規制部４４の一部が操作体収容部２５の開口部２５ａ、さらには固定部２１の回転規制部２４からそれぞれ露出されるように前記可動部２３の操作体収容部２５に収容される。この状態においては回転被支持部４２の凹部４１ａに対し、カムアクチュエータ２２ｂを介してバネ２２ａの付勢力が操作体４の可動部２３への進出方向と交差する方向の双方(図４の左方及び右方)から作用されており、操作体収容部２５における操作体４の姿勢が前記進出方向(同図の下方向)に沿った状態に保たれている。換言すれば、操作体４をこのような状態に保つことが可能となるように、回転支持部２２(バネ２２ａ及びカムアクチュエータ２２ｂ)が保持体２の可動部２３に位置付けられている。
【００７３】
なお、可動部２３の操作体収容部２５に収容された操作体４に対しては、該操作体収容部２５への進出方向とは反対方向へ所定の付勢力(押圧力)が弾性部５０から作用されるが、図４に示すように、回転被規制部４４から回転被支持部４２への拡幅部位と可動部２３(操作体収容部２５)の拡幅部位とが係合して相互に干渉するため、前記操作体４が操作体収容部２５から脱落することはない。
【００７４】
このような構成をなすシフト操作装置において、操作者(本実施形態においても、自動車の運転者を想定)は、上述した第１の実施の形態と同様に、シフト操作を行うために操作体４に対して所定の操作(例えば、指先による操作など)を加える。以下、かかる操作時における操作体４の保持体２に対する位置の変化状態(位置変動)について説明する。
【００７５】
本実施形態に係るシフト操作装置において、保持体２(固定部２１及び可動部２３)に対して基準となる操作体４の位置を図４に示す。この位置においては、操作体４の回転被支持部４２に対し、弾性部５０の付勢力が作用されるとともに、この操作体４を収容した可動部２３に対し、バネ６２の付勢力が作用され、操作体４の回転被規制部４４の一部を可動部２３(操作体収容部２５)の開口部２５ａ、さらには固定部２１の回転規制部２４から露出させた状態となっている。以下、操作体４がこの状態となる保持体２に対する操作体４の位置(図４に示す位置)をホームポジションと呼び、操作体４をホームポジションに位置付けるべくバネ６２及び弾性部５０の付勢力が作用される方向(同図の上方向)をホームポジション方向と呼ぶ。
【００７６】
図４に示すように、ホームポジションにおいては、操作体４の回転被規制部４４が固定部２１の回転規制部２４と係合し、該回転規制部２４と干渉するため、操作体４(具体的には、可動部２３の開口部２５ａ、さらには固定部２１の回転規制部２４から露出させた回転被規制部４４の一部)に対して周方向のいずれに回転力を作用させたとしても、該操作体４を周方向(前記回転力の作用方向)へ回転させることはできない。なお、ホームポジションにおいては、操作体４を収容した可動部２３も回転規制部２４(案内部２６の開口)が係合し、該回転規制部２４と干渉するため、固定部２１に対して回転させることはできない。これにより、操作体４に対する誤操作のより一層の防止を図っている。
【００７７】
ホームポジションにある操作体４に対して操作を行う場合、操作者である運転者は、ホームポジション方向に作用されているバネ６２及び弾性部５０の付勢力に抗するだけの押圧力を、操作体４に対してホームポジション方向とは反対方向へ作用させる。このようにバネ６２及び弾性部５０の付勢力に抗するだけの押圧力が上記方向へ作用されると、操作体４は、固定部２１の回転規制部２４と係合していた回転被規制部４４が可動部２３の操作体収容部２５に完全に収容された状態、すなわち、操作体４の全体が操作体収容部２５に完全に収容された状態となるまで、該操作体収容部２５に沿って前記方向へ進出(移動)する。この状態においては、回転被規制部４４と回転規制部２４の係合状態は解除され、これらが干渉することはない。また、操作体４を収容した可動部２３と回転規制部２４の係合状態も解除され、これらが干渉することはない。以下、操作体４がこの状態となる保持体２に対する操作体４の位置をニュートラルポジションと呼び、操作体４をホームポジションからニュートラルポジションに位置付けるべく、運転者から押圧力が加えられる方向(同図の下方向)をニュートラルポジション方向と呼ぶ。
【００７８】
ホームポジションにおいて、操作体４は、回転被支持部４２が回転支持部２２に係合された状態、具体的には、カムアクチュエータ２２ｂの先端部２２ｃを凹部４１ａに当接させた状態となっている。この状態から、ホームポジション方向に作用されているバネ６２及び弾性部５０の付勢力に抗するだけの押圧力を、操作体４に対してニュートラルポジション方向へ作用させると、該操作体４は、回転被規制部４４が可動部２３の操作体収容部２５に完全に収容された状態となるまで、該操作体収容部２５に沿ってニュートラルポジション方向へ進出(移動)する。この時、操作体４とカムアクチュエータ２２ｂの先端部２２ｃとの当接部位は、凹部４１ａから凸部４３へ、さらに該凸部４３を越えて凹部４１ｂまで、操作体４(回転被支持部４２)の両側部の凹凸に沿って移動する。カムアクチュエータ２２ｂを介して操作体４に付勢力を作用させるバネ２２ａは、該カムアクチュエータ２２ｂの先端部２２ｃが凹部４１ａに当接した状態から凸部４３に当接した状態となるまで徐々に収縮されていき、前記先端部２２ｃが凸部４３と当接した状態で最も収縮され、その後、該先端部２２ｃが凹部４１ｂに当接した状態となるまで徐々に伸長されていく。したがって、カムアクチュエータ２２ｂを介して操作体４に作用されるバネ２２ａの付勢力は、該カムアクチュエータ２２ｂの先端部２２ｃが凹部４１ａに当接した状態から凸部４３に当接した状態となるまで徐々に増大されていき、前記先端部２２ｃが凸部４３と当接した状態で最大となり、その後、該先端部２２ｃが凹部４１ｂに当接した状態となるまで徐々に減少されていく。
【００７９】
このように、カムアクチュエータ２２ｂを介して操作体４に作用されるバネ２２ａの付勢力は、該カムアクチュエータ２２ｂの先端部２２ｃが凸部４３を越える際に増大状態から減少状態へ変化するため、運転者が操作体４へ作用させるニュートラル方向への押圧力もその際に増大状態から減少状態へ変化する。これにより、運転者は、回転被支持部４２が可動部２３の操作体収容部２５に完全に収容された状態となるまで操作体４がニュートラルポジション方向へ進出(移動)したこと、すなわち、操作体４がニュートラルポジションに位置付けられたことを操作した操作体４から伝わる感触(触覚)で確実に把握することができる。
【００８０】
ニュートラルポジションにおいては、操作体４が可動部２３の操作体収容部２５に完全に収容された状態となるので、回転被規制部４４と回転規制部２４、さらには可動部２３と前記回転規制部２４が干渉しなくなり、操作体４に対して周方向のいずれかに回転力を作用させることで、操作体４を前記可動部２３とともに固定部２１に対して周方向(前記回転力の作用方向)へ回転させることが可能となる。なお、操作体４をニュートラルポジションに位置付けるために作用させている押圧力を解除した場合(例えば、操作体４に触れていた指先を離した場合)、該操作体４にはホームポジション方向に対してバネ６２及び弾性部５０の付勢力のみが作用されることとなり、該付勢力によって操作体４はホームポジションに戻される。換言すれば、操作体４に対してバネ６２及び弾性部５０の付勢力に抗するだけの押圧力をニュートラルポジション方向へ作用させている状態においてのみ、該操作体４をニュートラルポジションへ位置付けることが可能となる。このように、本実施形態においては、運転者が操作体４への操作を行う際に、その時点で該操作体４がホームポジションとニュートラルポジションのいずれにあるのかを、例えば、力の加減による指先の感覚などによって明確に識別することができる。
【００８１】
ニュートラルポジションに位置付けた操作体４は、この状態から回転力を周方向のいずれかに作用させることで、操作体４を可動部２３と共に前記回転力の作用方向へ回転させることができ、ドライブポジションもしくはリバースポジションに位置付けることができる。
【００８２】
すなわち、操作体４が、可動部２３に完全に収容された操作体４を固定部２１に対して周方向のいずれかへ回転操作すると、前記可動部２３が案内部２６に沿って案内される。そして、回転力をニュートラルポジションにある操作体４に対して作用させ続けると、該操作体４を収容した可動部２３は、可動部側係合部２３ａ（又は２３ｂ）が固定部側係合部２１ａと係合するまで固定部２１に対して回転する。可動部側係合部２３ａ（又は２３ｂ）が固定部側係合部２１ａと係合すると、これらの相互干渉によって、操作体４を収容した可動部２３が前記周方向のいずれかへそれ以上回転することはない。
【００８３】
ここで、ニュートラルポジションにある操作体４を前記周方向へ回転してドライブポジションに位置付ける過程では、カムアクチュエータ６４の先端部６４ａの当接部位は、カム３１の凹部３２ａから凸部３４ａへ、さらに該凸部３４ａを越えて凹部３２ａのある側とは反対側の凹部３２ｂ斜面までカム３１の凹凸に沿って移動する。この状態をドライブポジションとする。また、ニュートラルポジションにある操作体４を前記周方向へ回転してリバースポジションに位置付ける過程では先端部６４ａの当接部位は、カム３１の凹部３２ａから凸部３４ｂへ、さらに該凸部３４ｂを越えて凹部３２ａとは反対側の凹部３２ｃ斜面まで、カム３１の凹凸に沿って移動する。この状態をリバースポジションとする。操作体４が完全に収容された可動部２３にカムアクチュエータ６４を介して付勢力を作用させるバネ６２は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部３２ａに当接した状態から凸部３４ａ（３４ｂ）に当接した状態となるまで徐々に収縮されていき、前記先端部６４ａが凸部３４ａ,３４ｂと当接した状態で最も収縮され、その後、該先端部６４ａが凹部３２ｂ,３２ｃに当接した状態となるまで徐々に伸長されていき、その後凹部斜面に位置するまで再度収縮されていく。したがって、操作体４が収容された可動部２３にカムアクチュエータ６４を介して作用されるバネ６２の付勢力は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部３２ａに当接した状態から凸部３４ａ,３４ｂに当接した状態となるまで徐々に増大されていき、前記先端部６４ａが凸部３４ａ,３４ｂと当接した状態で最大となり、さらに該先端部６４ａが凹部３２ｂ,３２ｃの底部に当接した状態となるまで徐々に減少されていき、その後また増大する。
【００８４】
操作体４が収容された可動部２３にカムアクチュエータ６４を介して作用されるバネ６２の付勢力は、該カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凸部３４ａ,３４ｂを越える際に増大状態から減少状態へ変化するため、かかる付勢力に抗して運転者が操作体４へ作用させる回転力もその際に増大状態から減少状態へ変化する。これにより、運転者は、操作体４がニュートラルポジションからドライブポジションもしくはリバースポジションへ位置付けられたことを、操作した操作体４から伝わる感触(触覚)で把握することができる。また、操作体４を回転の終点まで操作し、カムアクチュエータ６４の先端部６４ａが凹部３２ｃ（３２ｂ）の凹部斜面に位置している状態で操作力を解除すると、凹部斜面に作用するカムアクチュエータ６４の弾性力は操作体４を回転操作力と反対の方向に回転させる付勢力として作用するので、操作体４は回転前の位置に自動的に復帰する。すなわち、操作体４に触れていた指先を離して、操作体４をドライブポジションもしくはリバースポジションに位置付けるために作用させている力を解除すると、該操作体４に作用しているバネ６２の付勢力によって、操作体４がニュートラルポジションに戻され、さらにニュートラルポジションからホームポジションに戻される。
【００８５】
このように、運転者が、ニュートラルポジションにある操作体４を周方向のいずれか(すなわち、ドライブポジション方向もしくはリバースポジション方向)へ向けて回転力を作用させるか選択すること、すなわち該回転力の作用方向を選択することで、ドライブポジションもしくはリバースポジションへ選択的に位置付けることができる。なお、ニュートラルポジションにある操作体４の操作可能な方向を３方向以上に設定することや周方向以外の方向に設定することが可能であることは、上述した第１の実施の形態(図１及び図２)と同様である。
【００８６】
また、運転者は、操作体４がニュートラルポジションからドライブポジションもしくはリバースポジションへ位置付けられたことを、操作した操作体４から伝わる感触(触覚)で把握することができる。この場合、例えば、ドライブポジション方向が自動車の前進方向、リバースポジション方向が自動車の後進方向とそれぞれ一致するようにシフト操作装置を自動車に搭載することで、操作体４に対する操作方向と自動車の進行方向が一致し、運転者の操縦感覚とのずれが生じることがなく、運転者は操作体４に対して容易かつ正確に操作を行うことが可能となることは、上述した第１の実施の形態(図１及び図２)と同様である。
【００８７】
また、操作体４に設ける弾性部５０の付勢力、大きさやピッチなどの構成、凹部４１ａ,４１ｂ、凸部４３の形状、高さや深さなどの構成、固定部２１に設けるバネ６２の付勢力、大きさやピッチなどの構成、及びカムアクチュエータ６４の材質、形状や大きさなどの構成、可動部２３に設けるバネ２２ａの付勢力、大きさやピッチなどの構成、及びカム３１の形状、高さや深さなどの構成は、ホームポジションからニュートラルポジション、そしてドライブポジションもしくはリバースポジションへ操作体４を可動部２３へスムーズに進出させることが可能であるとともに、該操作体４を収容した可動部２３を固定部２１に対してスムーズに回転させることが可能であるのみならず、ドライブポジションもしくはリバースポジションからニュートラルポジション、さらにホームポジションまで操作体４及び該操作体４を収容した可動部２３をスムーズに戻すことが可能となるように、これらを相互に調整することを要する。ただし、かかる調整がなされている限りこれらはどのような構成であっても構わない。
【００８８】
なお、本実施形態においては、ニュートラルポジションに位置付けられている操作体４に作用している押圧力が解除された場合、該操作体４をホームポジションまで戻すとともに、ドライブポジションもしくはリバースポジションに位置付けられている操作体４に作用している回転力が解除された場合、該操作体４をニュートラルポジション、さらにはホームポジションまで戻す構成を上述した第１の実施の形態(図１及び図２)と同様に想定しているが、前記押圧力や回転力が解除された場合であっても、操作体４をニュートラルポジション、及びドライブポジションやリバースポジションにそのまま位置付けた状態に維持する構成とすることも同様に可能である。この場合、上記操作体４(弾性部５０、凹部４１ａ,４１ｂ、凸部４３)、固定部２１(バネ６２、カムアクチュエータ６４)、可動部２３(バネ２２ａ、凹部３２ａ,３２ｂ,３２ｃ、凸部３４ａ,３４ｂ)の各構成を、ホームポジションからニュートラルポジション、そしてドライブポジションもしくはリバースポジションへ操作体４をスムーズに進出させるとともに回転させ、進出後及び回転後は操作体４をその状態のまま維持することが可能となるように、相互に調整すればよい。
【００８９】
本変形例に係るシフト操作装置には、上述したような操作が加えられた操作体４の保持体２に対する位置変化(動作変化)に基づいてシフト操作を制御するためのプリント基板８が備えられており、該プリント基板８は、固定部２１の案内部２６及び可動部２３の操作体収容部２５を覆うように保持体２に設けられている。
【００９０】
図３及び図４に示すように、本実施形態においても、プリント基板８には、操作体４に対して操作が行われた際、その操作による該操作体４の保持体２に対する位置変化(動作変化)を計測するためのセンサ１０が設けられ、操作体４には、プリント基板８に配設されたセンサ１０の被検出体として、磁石(エンコーダ)１２が設けられている。これらのセンサ１０と磁石１２は、操作体４がホームポジションからニュートラルポジション、続いてドライブポジションもしくはリバースポジションへ位置付けられる際、そして、ドライブポジションもしくはリバースポジションからニュートラルポジション、さらにホームポジションへ位置付けられる際における、該操作体４の保持体２に対する位置変化の軌跡に沿って並ぶように配されている。
【００９１】
これにより、上述した第１の実施の形態(図１及び図２)と同様に、保持体２に対する操作体４の位置がホームポジションからニュートラルポジション、続いてドライブポジションもしくはリバースポジションへと変化していく各段階における位置情報や、ドライブポジションもしくはリバースポジションからニュートラルポジション、さらにホームポジションへと変化していく各段階における位置情報を取得することができ、取得した操作体４の位置情報に基づいて、上記信号処理部(図示しない)で変速制御などを行うことで、自動車のバイワイヤーシフト操作を実現することができる。
【００９２】
以上、本発明の第１の実施形態(図１及び図２)、及び第２の実施形態(図３及び図４)によれば、回転によるシフト操作を指先(一例として、親指先)のみで簡単に行うことができ、ホームポジションとニュートラルポジションとの識別、さらにはこれらとドライブポジション及びリバースポジションとの識別を指先の感覚のみでも容易に行うことが可能なシフト操作装置を実現することできる。この結果、シフト操作装置の一層の小型化を図ることができ、例えば、シフト操作装置をステアリングパッドに配置することも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、所定の動力源から出力された回転動力の回転方向や回転速度を変化させる回転制御機構への組込装置の一つ、例えば、変速装置と電子的に接続されてなる自動車のバイワイヤーシフト操作用の装置として適用可能である。
【符号の説明】
【００９４】
２…保持体
２ａ…蓋部
２ｂ…底部
２ｃ…カバー
２ｄ…貫通孔
４…操作体
４ａ…操作体突起
６…弾性体
８…プリント基板
８ａ…長孔
１０…センサ
１２…磁石
２０…保持体側係合部
２１…保持体固定部
２１ａ…保持体固定部側係合部
２２…回転支持部
２２ａ,６２…バネ
２２ｂ,６４…カムアクチュエータ
２２ｃ,６４ａ…カムアクチュエータ先端部
２３…保持体可動部
２３ａ,２３ｂ…保持体可動部側係合部
２４…回転規制部
２５…操作体収容部
２５ａ…操作体収容部開口部
２５ｂ…操作体収容部底部
２６…案内部
２８…保持体開口部
３１，４５…カム
３２ａ,３２ｂ,３２ｃ,４１ａ,４１ｂ,４６ａ,４６ｂ,４６ｃ…凹部
３４ａ,３４ｂ,４３,４８ａ,４８ｂ…凸部
４０…操作体側係合部
４２…回転被支持部
４２ａ…脱落防止具
４４…回転被規制部
５０…弾性部
６２…バネ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持体と、該保持体内へ進出可能に、かつ進出後は前記保持体に対して回転可能に構成された操作体とを備え、該操作体には、操作体側係合部が設けられ、前記保持体には、該保持体内への前記操作体の進出を可能にするとともに、該操作体の前記保持体に対する回転を可能とする保持体側係合部が設けられており、
前記操作体側係合部は、回転被支持部と回転被規制部とを備え、前記保持体側係合部は、前記操作体の前記保持体内への進出時に前記回転被支持部の進行を許容し、進行後は該回転被支持部の回転を許容する回転支持部と、前記操作体の前記保持体内への非進出時は前記回転被規制部を回転不能に規制する回転規制部と、該回転規制部につながり、前記操作体の前記保持体への進出時には前記回転被規制部を案内する案内部とを備え、
前記保持体には、該保持体への前記操作体の進出に抗する弾性体を設けたことを特徴とするシフト操作装置。
【請求項２】
前記操作体の前記保持体内への進出時において、前記回転支持部は、少なくとも２方向への前記回転被支持部の回転を許容するとともに、前記案内部は、少なくとも前記２方向へ前記回転被規制部を案内することを特徴とする請求項１に記載のシフト操作装置。
【請求項３】
前記保持体は、固定部と可動部を備え、該可動部が前記固定部に収容され、該固定部に対して回転可能に構成されており、前記操作体は、前記可動部に収容され、該可動部とともに固定部に対して回転可能に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシフト操作装置。
【請求項４】
前記保持体への前記操作体の進出、及び前記操作体の前記保持体に対する回転に抗する付勢力を作用させていて、
該付勢力に抗する力が前記操作体に作用されない限り、前記回転被規制部を前記回転規制部によって回転不能に規制された状態に保ち続けることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかにシフト操作装置。
【請求項１】
保持体と、該保持体内へ進出可能に、かつ進出後は前記保持体に対して回転可能に構成された操作体とを備え、該操作体には、操作体側係合部が設けられ、前記保持体には、該保持体内への前記操作体の進出を可能にするとともに、該操作体の前記保持体に対する回転を可能とする保持体側係合部が設けられており、
前記操作体側係合部は、回転被支持部と回転被規制部とを備え、前記保持体側係合部は、前記操作体の前記保持体内への進出時に前記回転被支持部の進行を許容し、進行後は該回転被支持部の回転を許容する回転支持部と、前記操作体の前記保持体内への非進出時は前記回転被規制部を回転不能に規制する回転規制部と、該回転規制部につながり、前記操作体の前記保持体への進出時には前記回転被規制部を案内する案内部とを備え、
前記保持体には、該保持体への前記操作体の進出に抗する弾性体を設けたことを特徴とするシフト操作装置。
【請求項２】
前記操作体の前記保持体内への進出時において、前記回転支持部は、少なくとも２方向への前記回転被支持部の回転を許容するとともに、前記案内部は、少なくとも前記２方向へ前記回転被規制部を案内することを特徴とする請求項１に記載のシフト操作装置。
【請求項３】
前記保持体は、固定部と可動部を備え、該可動部が前記固定部に収容され、該固定部に対して回転可能に構成されており、前記操作体は、前記可動部に収容され、該可動部とともに固定部に対して回転可能に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシフト操作装置。
【請求項４】
前記保持体への前記操作体の進出、及び前記操作体の前記保持体に対する回転に抗する付勢力を作用させていて、
該付勢力に抗する力が前記操作体に作用されない限り、前記回転被規制部を前記回転規制部によって回転不能に規制された状態に保ち続けることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかにシフト操作装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１７３４５８（Ｐ２０１１−１７３４５８Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３７４５５（Ｐ２０１０−３７４５５）
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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