操作位置検出装置及びシフト装置
【課題】操作量が小さくても操作位置を精細に検出することができる操作位置検出装置を提供すること。
【解決手段】操作位置検出装置の操作部材１６は、所定の方向に移動可能に設けられ、該操作部材１６は、その移動方向に交わる磁束中心線Ｍを中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁されている。そして、操作位置検出装置の制御部は、ＭＲＥ素子２０から出力される操作部材１６の移動に伴う磁束の方向の変化に応じた検出信号に基づいて、操作部材１６の操作位置を検出する。
【解決手段】操作位置検出装置の操作部材１６は、所定の方向に移動可能に設けられ、該操作部材１６は、その移動方向に交わる磁束中心線Ｍを中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁されている。そして、操作位置検出装置の制御部は、ＭＲＥ素子２０から出力される操作部材１６の移動に伴う磁束の方向の変化に応じた検出信号に基づいて、操作部材１６の操作位置を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作位置検出装置及びシフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シフト装置には、シフトレバー等の切替操作を検知して電気的な切替信号に変換し、その切替信号に基づき自動車等の変速機の接続状態を切り替える所謂バイワイヤ方式のものがある。
【０００３】
例えば特許文献１に記載されているシフト装置は、フロアコンソール等の設置部の内部においてその基端部が回動可能に支持されるとともに先端部が同設置部の一側面に設けられたシフトゲートから突出するシフトレバーと、該シフトレバーの基端部に設けられシフトゲートに沿ったシフトレバーの操作位置に応じた検出信号を出力する操作位置検出装置とを備えている。
【０００４】
この操作位置検出装置は、シフトレバーの回動軸に固定され該回動軸と一体で回動するマグネットと、該マグネットに対向するよう配置された磁気抵抗素子（以下、ＭＲＥ（Magneto Resistive Effect）素子という）とを備えている。ＭＲＥ素子は、シフトレバーの切替操作にともなって回転するマグネットの磁束の方向の変化を非接触で検出し、その変化に応じた検出信号（出力電圧）を出力する。シフト装置は、ＭＲＥ素子からの検出信号に基づきシフトレバーの操作位置を判別し、該操作位置に対応する切替信号を変速機へ出力する。このようなシフト装置では、リンク機構等の機械的な構成が低減され、小型化が容易となる。
【特許文献１】特開２００３−１５４８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したように、シフト装置のシフトレバーは、シフトゲートに沿って操作されるものである。したがって、シフトレバーの操作範囲は、シフトゲートの長さが長くなるほど広くなり、逆に、シフトゲートの長さが短くなるほど狭くなる。このため、シフト装置の設置スペースの縮小化を図るべくシフトゲートを短く設定すると、シフトレバーの操作範囲が狭くなり、該シフトレバーの回動軸に固定されたマグネットの回転角度の範囲も狭くなる。したがって、シフトレバーの操作量（各操作位置）に対応するマグネットの磁束の方向の変化量が少なくなり、これに伴い各操作位置に対応する出力電圧の間の差も小さくなる。このため、ＭＲＥ素子の感度や寸法精度のばらつき等によりシフトレバーの操作位置が誤って検出されることが懸念される。
【０００６】
ここで、シフトレバーの各操作位置に対応するマグネットの磁束の方向の回転範囲を広くするべく、シフトレバーの操作量を増幅してマグネットを回転させるギヤ機構を設けるということが考えられるが、このようなギヤ機構を設けることによりシフト装置が大型化してしまうため好ましくない。
【０００７】
本発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、操作量が小さくても操作位置を精細に検出することができる操作位置検出装置及びシフト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、所定の方向に移動可能に設けられ、その移動方向に交わる磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁された磁極部を有する操作部材と、前記操作部材の移動に伴う前記磁束の方向の変化に応じた検出信号を出力する検出信号出力手段と、前記検出信号に基づいて前記操作部材の操作位置を検出する位置検出手段とを備えたことをその要旨とする。
【０００９】
本発明によれば、検出信号出力手段から出力される操作部材の移動に伴う磁束の方向の変化に応じた検出信号に基づいて、操作部材の操作位置が検出される。この操作部材の磁極部は、移動方向に交わる磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するため、操作部材の移動に伴い磁束中心線が移動すると、磁束の方向が大きく変化する。したがって、操作部材の操作量が小さくても、磁束の角度の変化量を確保することが可能となり、操作位置を精細に検出することができる。なお、この操作部材の移動に伴う磁束の方向の変化量は、磁束中心線の移動軌跡に近い位置ほど大きくなる。このため、検出信号出力手段を、より磁束中心線の移動軌跡に近づけることにより、操作部材の操作量に対する磁束の方向の変化量をより大きくすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記磁極部は、前記操作部材の移動方向に直交する磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁され、前記検出信号出力手段は、前記磁極部の移動方向に沿う検出面を備えたことをその要旨とする。
【００１１】
本発明によれば、磁極部は、操作部材の移動方向に直交する磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁され、検出信号出力手段は、磁極部の移動方向に沿う検出面を備えたため、磁極部が形成する磁束において検出信号出力手段の検出面に沿う磁束の割合が増加する。よって、検出面に沿った磁束の方向の変化をより的確にとらえ、操作位置をより精細に検出することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記操作部材は、基準位置と該基準位置とは異なる位置との間を移動可能に設けられるものであり、前記操作部材を前記基準位置側へ常時付勢する付勢部材を備えたことをその要旨とする。
【００１３】
本発明によれば、操作部材は、付勢部材により基準位置側へ常時付勢される。このため、操作力の入力により操作部材が付勢部材の付勢力に抗して基準位置から移動しても、操作力が解除されると、操作部材は、付勢部材の付勢力により基準位置側へ移動する。よって、操作力が入力されていない状態において基準位置に保持することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、シフトゲートから突出し該シフトゲートに沿って操作されるシフトレバーと、前記シフトレバーの操作位置を検出する操作位置検出装置とを備え、該操作位置検出装置の検出結果に基づいて車両の変速機の接続状態を切り替えるシフト装置であって、前記操作位置検出装置は、前記シフトレバーの操作に基づいて所定の方向に移動可能に設けられ、その移動方向に交わる磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁された磁極部を有する操作部材と、前記操作部材の移動に伴う前記磁束の方向の変化に応じた検出信号を出力する検出信号出力手段と、前記検出信号に基づいて前記操作部材の操作位置を検出する位置検出手段とを備えたことをその要旨とする。
【００１５】
本発明によれば、検出信号出力手段から出力される操作部材の移動に伴う磁束の方向の変化に応じた検出信号に基づいて、操作部材の操作位置が検出される。この操作部材の磁極部は、移動方向に交わる磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するため、操作部材の移動に伴い磁束中心線が移動すると、磁束の方向が大きく変化する。したがって、操作部材の操作量が小さくても、磁束の角度の変化量を確保することが可能となり、操作位置を精細に検出することができる。なお、この操作部材の移動に伴う磁束の方向の変化量は、磁束中心線の移動軌跡に近い位置ほど大きくなる。このため、検出信号出力手段を、より磁束中心線の移動軌跡に近づけることにより、操作部材の操作量に対する磁束の方向の変化量をより大きくすることができる。その結果、シフトレバーの操作範囲を狭く設定することが可能となり、車両におけるシフト装置の設置スペースを縮小化することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記シフトレバーは、前記シフトゲートに沿って複数の操作方向に操作されるものであり、前記操作方向に対応する複数個の前記操作位置検出装置を備えたことをその要旨とする。
【００１７】
本発明によれば、シフトレバーの操作方向に対応する複数個の操作位置検出装置が設けられているため、シフトレバーがシフトゲートに沿って複数の操作方向に操作された場合の操作位置を精細に検出することができる。よって、シフトレバーの操作位置が誤って検出されてしまうことをより好適に防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、操作量が小さくても操作位置を精細に検出することができる操作位置検出装置及びシフト装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、シフト装置１のベースハウジング２は略箱状に形成され、車両のフロアコンソールＦに締結固定されている。また、ベースハウジング２の上部には、カバープレート３が被せられている。カバープレート３には、シフトゲート３ａが形成されている。シフトゲート３ａは、車両前後方向（図１中、左右方向）に延びる直線状に形成されている。シフト装置１のシフトレバー４は、その基端部４ａよりも若干先端側（図１中、上側）に設けられた支持軸５をベースハウジング２に支承された状態で、その先端部４ｂがシフトゲート３ａから上方に突出している。これにより、シフトレバー４の先端に設けた把持部４ｃを把持して操作することにより、シフトレバー４は、該支持軸５を支点として、前後方向（図１中、左右方向）に移動（回動）する。なお、本実施の形態において、シフトレバー４は、シフトゲート３ａに沿った３箇所の位置へ移動可能となっている。詳しくは、シフトレバー４は、同図に示す中立位置と、その中立位置から後方（矢印Ｆ１方向）に回動（傾動）された位置と、該中立位置から前方（矢印Ｆ２方向）に傾動された位置とに移動可能となっている。また、シフトレバー４は、図示しない復帰機構により各位置から中立位置に自動的に復帰するようになっている。そして、中立位置が「Ｎ（ニュートラル）」ポジション、後方（矢印Ｆ１方向）への傾動位置が「Ｄ（ドライブ）」ポジション、前方（矢印Ｆ２方向）への傾動位置が「Ｒ（リバース）」ポジションとなるように設定されている。
【００２０】
また、ベースハウジング２の内部においてシフトレバー４の基端部４ａの近傍には、シフト装置１の操作位置を検出するための操作位置検出装置６が設けられている。操作位置検出装置６は、ベースハウジング２に固定されシフトレバー４の支持軸５の軸方向を板厚方向とする板状の設置プレート７と、該設置プレート７においてシフトレバー４の基端部４ａに対向する側の設置面７ａに固定された一対の操作量検出装置８ａ，８ｂと、ベースハウジング２内に配置された位置検出手段としての制御部９とを備えている。一対の操作量検出装置８ａ，８ｂは、シフトレバー４の基端部４ａを挟んで同シフトレバー４の操作方向両側に設けられ、各操作量検出装置８ａ，８ｂは、シフトレバー４の各操作方向への操作量（傾動量）を検出し検出信号としての操作量検出信号を出力する。各操作量検出装置８ａ，８ｂは、制御部９に電気的に接続されている。制御部９は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータユニットにより構成されている。制御部９は、各操作量検出装置８ａ，８ｂから出力された操作量検出信号（出力電圧）に基づいてシフトレバー４の操作位置を検出する。詳しくは、制御部９は、各操作量検出装置８ａ，８ｂから出力された操作量検出信号が閾値ＴＨ（図６参照）を超えた場合に、各操作量検出装置８ａ，８ｂの対応する方向に設定された操作位置にシフトレバー４が操作されたと判別する。そして、制御部９は、該操作位置に対応する接続状態に変速機１０ａを設定するための制御信号をアクチュエータ１０に出力する。これにより、変速機１０ａの接続状態が切り替えられる。
【００２１】
次に、操作量検出装置８ａ，８ｂについて説明する。なお、後方側に配置された操作量検出装置８ｂは前方側に配置された操作量検出装置８ａと基本構造は同じであるので、後方側に配置された操作量検出装置８ｂについては説明を省略し、本実施の形態ではシフトレバー４の前方側に配置された操作量検出装置８ａについて説明する。
【００２２】
図４にて示すように、操作量検出装置８ａのケース１１は、樹脂等の非磁性体材料によりシフトレバー４側に開口する箱状に形成され、その開口部には、カバー１２が被せられている。詳しくは、図２及び図３に併せて示すように、ケース１１の外側面には、３つの係合突起１１ａが設けられており、カバー１２の周縁部においてケース１１の係合突起１１ａに対応する部分には、爪部１２ａが設けられている。カバー１２は、爪部１２ａが係合突起１１ａに係止されることにより、ケース１１に固定される。なお、図２はケース１１にカバー１２を装着した状態を示し、図３はカバー１２を取り除いた状態を示す。
【００２３】
図３に示すように、ケース１１には、前後方向（図３中、左右方向）に長い略矩形状に開口する操作部材収容部１３と、該操作部材収容部１３の短手方向一側（図３中、上側）の内面に設けられた連通部１３ａを介して操作部材収容部１３に連通する付勢部材収容部１４とが設けられている。また、図４に示すように、操作量検出装置８ａのケース１１の底部において操作部材収容部１３に対応する部分には、操作部材収容部１３の短手方向（図４中、紙面奥行き方向）に沿って延びる溝状のセンサ収容部１５が凹設されている。図２に示すように、カバー１２において操作部材収容部１３に対応する部位には、同操作部材収容部１３の前後及び上下方向の幅よりも小さな幅を有する矩形状の開口部１２ｂが設けられている。
【００２４】
図４に併せて示されるように、ケース１１の操作部材収容部１３には、操作部材１６が設けられている。操作部材１６は、操作部材収容部１３に収容された磁極部１７と、カバー１２の開口部１２ｂを介して外部に突出する入力部１８とを備えている。磁極部１７は、カバー１２の開口部１２ｂの上下方向の幅よりも大きく且つ操作部材収容部１３の上下方向の幅よりも小さい直径を有する円柱状に形成されている。入力部１８は、該磁極部１７において操作部材収容部１３の開口側の端面１７ａ（図４参照）中央部分から前記シフトレバー４の支持軸５の軸方向に延びるとともにカバー１２の開口部１２ｂの上下方向の幅よりも小さい直径を有する円柱状に形成されている。これにより、図５に示すように、操作部材１６は、操作部材収容部１３の長手方向において磁極部１７の外周面１７ｃが操作部材収容部１３の長手方向後側（図５中、右側）の内面１３ｂに当接する基準位置Ｐ１と、磁極部１７の外周面１７ｃが操作部材収容部１３の長手方向前側（図５中、左側）の面１３ｃに当接する移動終了位置Ｐ２との間を移動する。また、本実施の形態では、磁極部１７は、操作部材収容部１３の前後方向の幅の略２／３の直径を有する円柱状に形成されている。このため、操作部材収容部１３に沿った操作部材１６の操作量（移動量）Ｄは、操作部材１６の直径の略１／２となっている。また、上述したように、操作部材１６の磁極部１７の外径が開口部１２ｂの上下方向の幅より大きいことから、カバー１２の開口部１２ｂを介して操作部材１６が抜け落ちることが防止される。また、磁極部１７は、その開口側の端面１７ａがＮ極、反開口側の端面１７ｂがＳ極となるように着磁されている（図４参照）。すなわち、磁極部１７は、その移動方向に直交する磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁されている。
【００２５】
図３に示すように、付勢部材収容部１４には、付勢部材としての捩りコイルばね１９が収容されている。捩りコイルばね１９は、その一端において付勢部材収容部１４に設けられた係止部１４ａに係止され、他端において操作部材１６の磁極部１７の外周面１７ｃに当接する。操作部材１６は、捩りコイルばね１９に付勢されて磁極部１７の外周面１７ｃが操作部材収容部１３の長手方向一側（図３中、右側）の内面１３ｂに当接した状態に保持される。これにより、操作部材１６の操作部材収容部１３に沿った移動が許容された状態において、操作部材１６は、基準位置Ｐ１に保持される（図５参照）。
【００２６】
図５に示すように、一対の操作量検出装置８ａ，８ｂは、その操作部材１６の入力部１８が基準位置Ｐ１にある状態においてシフトレバー４の基端部４ａに当接するように配置される。これにより、シフトレバー４が「Ｄ」ポジション側（図５に示す矢印Ｆ１方向）へ操作されると、シフトレバー４の前方側（図５中、左側）に配置された操作量検出装置８ａの操作部材１６がシフトレバー４の基端部４ａに押されて捩りコイルばね１９の弾性力に抗して前方側へ移動する。また、シフトレバー４が「Ｒ」ポジション側（図５に示す矢印Ｆ２方向）へ操作されると、シフトレバー４の後方側（図５中、右側）に配置された操作量検出装置８ｂの操作部材１６がシフトレバー４の基端部４ａに押されて捩りコイルばね１９の弾性力に抗して後方側へ移動する。すなわち、シフトレバー４が操作されると、そのシフトレバー４の操作方向に対応する方向の操作量検出装置８ａ，８ｂの操作部材１６がシフトレバー４の操作量に応じた位置に移動する。
【００２７】
図４に示すように、前記設置プレート７の設置面７ａにおいて操作量検出装置８ａのセンサ収容部１５に対応する部位には、検出信号出力手段としての一対の磁気抵抗素子（以下、ＭＲＥ（Magneto Resistive Effect）素子という）２０，２１が固定されている。なお、一対のＭＲＥ素子２０，２１のうち一方はフェールセーフを図るためのものである。図３に示すように、各ＭＲＥ素子２０，２１は、センサ収容部１５において操作部材収容部１３の長手方向中央部分に対応する位置に設けられている。また、操作部材収容部１３の短手方向（図３中、上下方向）において離間して配置されている。これにより、各ＭＲＥ素子２０，２１は、ケース１１を挟んで操作部材１６の磁極部１７の上側の部分と下側の部分とに対向するようにそれぞれ配置されている。また、各ＭＲＥ素子２０，２１は、その検出面２０ａ，２１ａが操作部材１６の移動方向に沿うように配置されている。また、各ＭＲＥ素子２０，２１の操作部材収容部１３の長手方向に沿った長さは、操作部材１６の直径の略１／２に設定されている。このため、磁極部１７の磁束中心線Ｍは、操作部材収容部１３の長手方向において各ＭＲＥ素子２０，２１の一端部に対応する位置から他端部に対応する位置へと移動する。そして、各ＭＲＥ素子２０，２１は、操作部材１６の磁極部１７の移動に伴う磁束の方向の変化を検出し、該磁束の変化に対応する操作量検出信号（出力電圧）を出力する。ＭＲＥ素子２０，２１から出力された操作量検出信号は、制御部９に入力される。制御部９は、ＭＲＥ素子２０，２１から入力された操作量検出信号と操作位置毎に予め定められた閾値ＴＨとを比較し、該所定の閾値ＴＨを超えた場合に、「Ｄ」ポジションにシフトレバー４が操作されたと判別し、該操作位置に対応する接続状態に変速機１０ａを設定するための制御信号をアクチュエータ１０に出力する。また、後方側に配置された操作量検出装置８ｂの操作部材１６が操作され、操作量検出信号が所定の閾値ＴＨを越えた場合は、「Ｒ」ポジションにシフトレバー４が操作されたと判別し、該操作位置に対応する接続状態に変速機１０ａを設定するための制御信号をアクチュエータ１０に出力する。すなわち、操作位置検出装置６において操作量検出装置８ａ，８ｂは、シフトレバー４が各操作位置（「Ｄ」若しくは「Ｒ」ポジション）に操作された場合に所定の信号（閾値ＴＨを越える操作量検出信号）を出力するスイッチとして機能する。
【００２８】
次に、本実施の形態の操作量検出装置８ａ，８ｂの作用について図６（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。なお、図６（ａ）〜（ｃ）は、シフトレバー４の前方側に配置された操作量検出装置８ａについて、シフトレバー４の各操作位置における操作部材１６とＭＲＥ素子２０との位置関係を示すものである。詳しくは、図６（ａ）は、シフトレバー４が「Ｎ」ポジションにあるときの位置関係を示し、図６（ｃ）は、シフトレバー４が「Ｄ」ポジションにあるときの位置関係を示し、図６（ｂ）は、シフトレバー４が「Ｎ」ポジションと「Ｄ」ポジションとの略中間にあるときの位置関係を示すものである。
【００２９】
図６（ａ）に示すように、シフトレバー４が中立位置（「Ｎ」ポジション）にあるとき、操作部材１６は、その左上側の部分がＭＲＥ素子２０の検出面２０ａの右下の部分に対向するように配置される。これにより、操作部材１６の磁極部１７の磁束中心線Ｍは、ＭＲＥ素子２０の下方右側に配置される。したがって、ＭＲＥ素子２０の検出面２０ａには、操作部材１６の移動方向に対して略４５°をなす方向の磁束が入射する。
【００３０】
図６（ｂ）に示すように、シフトレバー４が後方に操作されると、操作部材１６は、その中央上側の部分がＭＲＥ素子２０の検出面２０ａの下部中央に対向する位置に至る。これにより、操作部材１６の磁極部１７の磁束中心線Ｍは、ＭＲＥ素子２０の下方中央に配置される。したがって、ＭＲＥ素子２０の検出面２０ａには、操作部材１６の移動方向に対して略９０°をなす方向の磁束が入射する。
【００３１】
シフトレバー４がさらに後方に操作され操作位置（「Ｄ」ポジション）に配置されると、操作部材１６は、その右上側の部分がＭＲＥ素子２０の検出面２０ａの左下の部分に対向するように配置される。これにより、操作部材１６の磁極部１７の磁束中心線Ｍは、ＭＲＥ素子２０の下方右側に配置される。したがって、ＭＲＥ素子２０の検出面２０ａには、操作部材１６の移動方向に対して略１３５°をなす方向の磁束が入射する。すなわち、シフトレバー４が「Ｎ」ポジションから「Ｄ」ポジションに移動する間に（操作部材１６が基準位置Ｐ１から移動終了位置Ｐ２に移動する間に）、ＭＲＥ素子２０に入射する磁束の方向は略９０°変化する。なお、この操作部材１６の移動に伴う磁束の方向の変化量は、磁束中心線Ｍの移動軌跡に近い位置ほど大きくなる。このため、ＭＲＥ素子２０，２１を、より磁束中心線Ｍの移動軌跡に近づけることにより、操作部材１６の操作量Ｄに対する磁束の方向の変化量をより大きくすることができる。
【００３２】
制御部９は、操作量検出装置８ａ，８ｂから出力された操作量検出信号（出力電圧）と所定の閾値ＴＨとを比較してシフトレバー４が「Ｄ」ポジションに操作されたか否かを判別する。したがって、シフトレバー４の各操作位置に対応する操作量検出信号（出力電圧）の範囲が広くなり、ＭＲＥ素子の感度や寸法精度のばらつき等により操作量検出信号（出力電圧）がオフセットすることによる誤動作が好適に防止されるようになる。
【００３３】
次に、上記実施の形態の作用効果を以下に記載する。
（１）操作位置検出装置６（操作量検出装置８ａ，８ｂ）の操作部材１６は、所定の方向（基準位置Ｐ１と移動終了位置Ｐ２との間）に移動可能に設けられ、該操作部材１６の磁極部１７は、その移動方向に交わる磁束中心線Ｍを中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁されている。そして、操作位置検出装置６の制御部９は、ＭＲＥ素子２０，２１から出力される操作部材１６の移動に伴う磁束の方向の変化に応じた検出信号に基づいて、操作部材１６の操作位置を検出する。この操作部材１６の磁極部１７は、移動方向に交わる磁束中心線Ｍを中心とする放射状の磁束を形成するため、操作部材１６の移動に伴い磁束中心線Ｍが移動すると、磁束の方向が大きく変化する。したがって、操作部材１６の操作量Ｄが小さくても、磁束の角度の変化量を確保することが可能となり、操作位置を精細に検出することができる。なお、この操作部材１６の移動に伴う磁束の方向の変化量は、磁束中心線Ｍの移動軌跡に近い位置ほど大きくなる。このため、ＭＲＥ素子２０，２１を、より磁束中心線Ｍの移動軌跡に近づけることにより、操作部材１６の操作量Ｄに対する磁束の方向の変化量をより大きくすることができる。その結果、シフトレバー４の操作範囲を狭く設定することが可能となり、車両におけるシフト装置１の設置スペースを縮小化することができる。
【００３４】
（２）操作部材１６の磁極部１７は、操作部材１６の移動方向に直交する磁束中心線Ｍを中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁され、ＭＲＥ素子２０，２１は、磁極部の移動方向に沿う検出面２０ａ，２１ａを備えたため、磁極部１７が形成する磁束においてＭＲＥ素子２０，２１の検出面２０ａ，２１ａに沿う磁束の割合が増加する。よって、検出面２０ａ，２１ａに沿った磁束の方向の変化をより的確にとらえ、操作部材１６の操作位置をより精細に検出することができる。
【００３５】
（３）操作部材１６は、捩りコイルばね１９により基準位置Ｐ１側へ常時付勢される。このため、操作力の入力により操作部材１６が捩りコイルばね１９の付勢力に抗して基準位置Ｐ１から移動しても、操作力が解除されると、操作部材１６は、捩りコイルばね１９の付勢力により基準位置Ｐ１側へ移動する。よって、操作力が入力されていない状態において基準位置Ｐ１に保持することができる。
【００３６】
（４）操作位置検出装置６にはシフトレバー４の操作方向に対応する複数個の操作量検出装置８ａ，８ｂ（複数組の操作部材１６及びＭＲＥ素子２０，２１）が設けられているため、シフトレバー４がシフトゲート３ａに沿って複数の操作方向に操作された場合の操作位置を精細に検出することができる。よって、シフトレバー４の操作位置が誤って検出されてしまうことをより好適に防止することができる。
【００３７】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、ＭＲＥ素子２０，２１を該設置プレート７の設置面７ａに固定したがこのような態様に限定されない。ＭＲＥ素子２０，２１は、操作部材１６の移動に伴う磁束の方向の変化を検出可能な位置に配置されればよく、例えばＭＲＥ素子２０，２１をベースハウジング２に固定したりベースハウジング２の内部に組み込んだりするなど適宜変更可能である。
【００３８】
・上記実施の形態では、操作部材１６の磁極部１７の磁束中心線Ｍが、操作部材１６の移動方向に直交するよう着磁したが、磁束中心線Ｍが移動方向に交わる（傾斜する）ように着磁されれば直交していなくてもよい。
【００３９】
・上記実施の形態では、操作位置検出装置６の各操作量検出装置８ａ，８ｂにおいて、１つの操作部材１６に対して２つ（一対）のＭＲＥ素子２０，２１を設けたが、このような態様に限定されず、１つの操作部材１６に対して１つのＭＲＥ素子を設けてもよい。
【００４０】
・上記実施の形態では、シフトレバー４の各操作方向への操作量を検出するために、シフトレバー４の操作方向両側に別部材からなる一対の操作量検出装置８ａ，８ｂを設けたが、このような態様に限定されず、操作量検出装置８ａ，８ｂを一体的に形成してもよい。また、上記実施の形態では、操作量検出装置８ａ，８ｂ（操作部材１６）をシフトレバー４の操作方向両側に配置し、それぞれが対応する操作方向のみにおけるシフトレバー４の操作量を検出するようにしたが、このような態様に限定されない。例えば、シフトレバーの操作方向両側への移動に追従する１つの操作部材と該操作部材に対応するＭＲＥ素子とを備えた１つの操作量検出装置により操作方向両側への操作量を検出するようにしてもよい。
【００４１】
・上記実施の形態では、操作部材１６の磁極部１７を略円柱状に形成したが、このような態様に限定されず、放射状の磁束を形成する構成であれば、例えば円環状に形成するなど適宜変更可能である。また、上記実施の形態では、磁極部１７の端面に入力部１８を設けたが、磁極部１７の外周面１７ｃから突出するように入力部を設けてもよい。
【００４２】
・上記実施の形態では、操作部材１６の操作量（移動量）Ｄを、操作部材１６の直径の略１／２に設定したがこのような態様に限定されず、適宜変更可能である。
・上記実施の形態では、操作位置検出装置６の制御部９をベースハウジング２の内部に設けたが、該制御部９をベースハウジング２の外部に設けてもよい。また、上記実施の形態では、位置検出手段としての制御部９から、シフトレバー４の操作位置に対応する接続状態に変速機１０ａを設定するための制御信号をアクチュエータ１０に出力するようにしたが、このような態様に限定されず、該制御部９とは別体のアクチュエータ制御部から前記制御信号を出力するようにしてもよい。なお、このアクチュエータ制御装置はベースハウジング２の外部に設けてもよく、また内部に設けてもよい。
【００４３】
・上記実施の形態では、２つの操作量検出装置８ａ，８ｂに対して１つの制御部９を設けたが、操作量検出装置に対応する数（例えば、上記実施の形態では２つ）の制御部を設けて各制御部から操作部材の操作位置に対応する信号を出力するようにしてもよい。
【００４４】
・上記実施の形態では、シフトレバー４は、シフトゲート３ａに沿った３箇所の位置へ移動可能となっているが、２箇所の位置へ移動可能となっていてもよい。また、４箇所以上の位置へ移動可能な構成としてもよい。なお、この場合、操作位置検出装置６の制御部９が、２つ以上の閾値に基づいて複数の操作位置にシフトレバー４が操作されたと判別するようにすれば、操作量検出装置の数が大幅に増加してしまうことを防止することができる。
【００４５】
・上記実施の形態では、シフトレバー４を各位置（操作位置「Ｄ」ポジション、「Ｒ」ポジション）から中立位置（「Ｎ」ポジション）に自動的に復帰させるための復帰機構（図示略）を設けたが、該復帰機構を省略し、シフトレバーが各操作位置から復帰しないタイプのシフト装置に適用してもよい。
【００４６】
・上記実施の形態では、車両のフロアコンソールＦに固定される所謂フロアタイプのシフト装置１に本発明の操作位置検出装置６を適用したが、例えばインストルメントパネル等に固定されるシフト装置１に適用してもよい。この場合、省スペース化の観点から特に有効である。
【００４７】
・上記実施の形態では、直線状に形成したシフトゲート３ａに沿ってシフトレバー４を一次元的に操作するシフト装置１に適用したが、Ｈ型やＴ型などに形成したシフトゲートに沿ってシフトレバーを二次元的に操作するシフト装置に適用してもよい。また、シフトレバーを例えばシフトゲートからの突出方向（シフトレバーの長手方向）に移動可能な構成とし、シフトレバーを三次元的に操作するシフト装置に適用してもよい。
【００４８】
・上記実施の形態では、シフト装置１のシフトレバー４の操作位置を検出するためのスイッチとして本発明の操作位置検出装置６を適用したが、このような態様に限定されず、例えば、ジョイスティック等の操作レバーの操作位置を検出するものなど、シフト装置１以外に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施の形態のシフト装置の概略構成図。
【図２】操作量検出装置の平面図。
【図３】操作量検出装置のカバーを取り除いた平面図。
【図４】図２におけるＡ−Ａ線断面図。
【図５】操作量検出装置の動作を説明するための図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）操作位置検出装置の作用を説明するための図。
【符号の説明】
【００５０】
１…シフト装置、３ａ…シフトゲート、４…シフトレバー、６…操作位置検出装置、８ａ，８ｂ…操作位置検出装置を構成する操作量検出装置、９…操作位置検出装置を構成する位置検出手段としての制御部、１０ａ…変速機、１６…操作部材、１７…磁極部、１９…付勢部材としての捩りコイルばね、２０，２１…検出信号出力手段としてのＭＲＥ素子、２０ａ，２１ａ…検出面、Ｄ…操作量、Ｍ…磁束中心線、Ｐ１…基準位置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作位置検出装置及びシフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シフト装置には、シフトレバー等の切替操作を検知して電気的な切替信号に変換し、その切替信号に基づき自動車等の変速機の接続状態を切り替える所謂バイワイヤ方式のものがある。
【０００３】
例えば特許文献１に記載されているシフト装置は、フロアコンソール等の設置部の内部においてその基端部が回動可能に支持されるとともに先端部が同設置部の一側面に設けられたシフトゲートから突出するシフトレバーと、該シフトレバーの基端部に設けられシフトゲートに沿ったシフトレバーの操作位置に応じた検出信号を出力する操作位置検出装置とを備えている。
【０００４】
この操作位置検出装置は、シフトレバーの回動軸に固定され該回動軸と一体で回動するマグネットと、該マグネットに対向するよう配置された磁気抵抗素子（以下、ＭＲＥ（Magneto Resistive Effect）素子という）とを備えている。ＭＲＥ素子は、シフトレバーの切替操作にともなって回転するマグネットの磁束の方向の変化を非接触で検出し、その変化に応じた検出信号（出力電圧）を出力する。シフト装置は、ＭＲＥ素子からの検出信号に基づきシフトレバーの操作位置を判別し、該操作位置に対応する切替信号を変速機へ出力する。このようなシフト装置では、リンク機構等の機械的な構成が低減され、小型化が容易となる。
【特許文献１】特開２００３−１５４８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したように、シフト装置のシフトレバーは、シフトゲートに沿って操作されるものである。したがって、シフトレバーの操作範囲は、シフトゲートの長さが長くなるほど広くなり、逆に、シフトゲートの長さが短くなるほど狭くなる。このため、シフト装置の設置スペースの縮小化を図るべくシフトゲートを短く設定すると、シフトレバーの操作範囲が狭くなり、該シフトレバーの回動軸に固定されたマグネットの回転角度の範囲も狭くなる。したがって、シフトレバーの操作量（各操作位置）に対応するマグネットの磁束の方向の変化量が少なくなり、これに伴い各操作位置に対応する出力電圧の間の差も小さくなる。このため、ＭＲＥ素子の感度や寸法精度のばらつき等によりシフトレバーの操作位置が誤って検出されることが懸念される。
【０００６】
ここで、シフトレバーの各操作位置に対応するマグネットの磁束の方向の回転範囲を広くするべく、シフトレバーの操作量を増幅してマグネットを回転させるギヤ機構を設けるということが考えられるが、このようなギヤ機構を設けることによりシフト装置が大型化してしまうため好ましくない。
【０００７】
本発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、操作量が小さくても操作位置を精細に検出することができる操作位置検出装置及びシフト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、所定の方向に移動可能に設けられ、その移動方向に交わる磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁された磁極部を有する操作部材と、前記操作部材の移動に伴う前記磁束の方向の変化に応じた検出信号を出力する検出信号出力手段と、前記検出信号に基づいて前記操作部材の操作位置を検出する位置検出手段とを備えたことをその要旨とする。
【０００９】
本発明によれば、検出信号出力手段から出力される操作部材の移動に伴う磁束の方向の変化に応じた検出信号に基づいて、操作部材の操作位置が検出される。この操作部材の磁極部は、移動方向に交わる磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するため、操作部材の移動に伴い磁束中心線が移動すると、磁束の方向が大きく変化する。したがって、操作部材の操作量が小さくても、磁束の角度の変化量を確保することが可能となり、操作位置を精細に検出することができる。なお、この操作部材の移動に伴う磁束の方向の変化量は、磁束中心線の移動軌跡に近い位置ほど大きくなる。このため、検出信号出力手段を、より磁束中心線の移動軌跡に近づけることにより、操作部材の操作量に対する磁束の方向の変化量をより大きくすることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記磁極部は、前記操作部材の移動方向に直交する磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁され、前記検出信号出力手段は、前記磁極部の移動方向に沿う検出面を備えたことをその要旨とする。
【００１１】
本発明によれば、磁極部は、操作部材の移動方向に直交する磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁され、検出信号出力手段は、磁極部の移動方向に沿う検出面を備えたため、磁極部が形成する磁束において検出信号出力手段の検出面に沿う磁束の割合が増加する。よって、検出面に沿った磁束の方向の変化をより的確にとらえ、操作位置をより精細に検出することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記操作部材は、基準位置と該基準位置とは異なる位置との間を移動可能に設けられるものであり、前記操作部材を前記基準位置側へ常時付勢する付勢部材を備えたことをその要旨とする。
【００１３】
本発明によれば、操作部材は、付勢部材により基準位置側へ常時付勢される。このため、操作力の入力により操作部材が付勢部材の付勢力に抗して基準位置から移動しても、操作力が解除されると、操作部材は、付勢部材の付勢力により基準位置側へ移動する。よって、操作力が入力されていない状態において基準位置に保持することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、シフトゲートから突出し該シフトゲートに沿って操作されるシフトレバーと、前記シフトレバーの操作位置を検出する操作位置検出装置とを備え、該操作位置検出装置の検出結果に基づいて車両の変速機の接続状態を切り替えるシフト装置であって、前記操作位置検出装置は、前記シフトレバーの操作に基づいて所定の方向に移動可能に設けられ、その移動方向に交わる磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁された磁極部を有する操作部材と、前記操作部材の移動に伴う前記磁束の方向の変化に応じた検出信号を出力する検出信号出力手段と、前記検出信号に基づいて前記操作部材の操作位置を検出する位置検出手段とを備えたことをその要旨とする。
【００１５】
本発明によれば、検出信号出力手段から出力される操作部材の移動に伴う磁束の方向の変化に応じた検出信号に基づいて、操作部材の操作位置が検出される。この操作部材の磁極部は、移動方向に交わる磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するため、操作部材の移動に伴い磁束中心線が移動すると、磁束の方向が大きく変化する。したがって、操作部材の操作量が小さくても、磁束の角度の変化量を確保することが可能となり、操作位置を精細に検出することができる。なお、この操作部材の移動に伴う磁束の方向の変化量は、磁束中心線の移動軌跡に近い位置ほど大きくなる。このため、検出信号出力手段を、より磁束中心線の移動軌跡に近づけることにより、操作部材の操作量に対する磁束の方向の変化量をより大きくすることができる。その結果、シフトレバーの操作範囲を狭く設定することが可能となり、車両におけるシフト装置の設置スペースを縮小化することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記シフトレバーは、前記シフトゲートに沿って複数の操作方向に操作されるものであり、前記操作方向に対応する複数個の前記操作位置検出装置を備えたことをその要旨とする。
【００１７】
本発明によれば、シフトレバーの操作方向に対応する複数個の操作位置検出装置が設けられているため、シフトレバーがシフトゲートに沿って複数の操作方向に操作された場合の操作位置を精細に検出することができる。よって、シフトレバーの操作位置が誤って検出されてしまうことをより好適に防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、操作量が小さくても操作位置を精細に検出することができる操作位置検出装置及びシフト装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、シフト装置１のベースハウジング２は略箱状に形成され、車両のフロアコンソールＦに締結固定されている。また、ベースハウジング２の上部には、カバープレート３が被せられている。カバープレート３には、シフトゲート３ａが形成されている。シフトゲート３ａは、車両前後方向（図１中、左右方向）に延びる直線状に形成されている。シフト装置１のシフトレバー４は、その基端部４ａよりも若干先端側（図１中、上側）に設けられた支持軸５をベースハウジング２に支承された状態で、その先端部４ｂがシフトゲート３ａから上方に突出している。これにより、シフトレバー４の先端に設けた把持部４ｃを把持して操作することにより、シフトレバー４は、該支持軸５を支点として、前後方向（図１中、左右方向）に移動（回動）する。なお、本実施の形態において、シフトレバー４は、シフトゲート３ａに沿った３箇所の位置へ移動可能となっている。詳しくは、シフトレバー４は、同図に示す中立位置と、その中立位置から後方（矢印Ｆ１方向）に回動（傾動）された位置と、該中立位置から前方（矢印Ｆ２方向）に傾動された位置とに移動可能となっている。また、シフトレバー４は、図示しない復帰機構により各位置から中立位置に自動的に復帰するようになっている。そして、中立位置が「Ｎ（ニュートラル）」ポジション、後方（矢印Ｆ１方向）への傾動位置が「Ｄ（ドライブ）」ポジション、前方（矢印Ｆ２方向）への傾動位置が「Ｒ（リバース）」ポジションとなるように設定されている。
【００２０】
また、ベースハウジング２の内部においてシフトレバー４の基端部４ａの近傍には、シフト装置１の操作位置を検出するための操作位置検出装置６が設けられている。操作位置検出装置６は、ベースハウジング２に固定されシフトレバー４の支持軸５の軸方向を板厚方向とする板状の設置プレート７と、該設置プレート７においてシフトレバー４の基端部４ａに対向する側の設置面７ａに固定された一対の操作量検出装置８ａ，８ｂと、ベースハウジング２内に配置された位置検出手段としての制御部９とを備えている。一対の操作量検出装置８ａ，８ｂは、シフトレバー４の基端部４ａを挟んで同シフトレバー４の操作方向両側に設けられ、各操作量検出装置８ａ，８ｂは、シフトレバー４の各操作方向への操作量（傾動量）を検出し検出信号としての操作量検出信号を出力する。各操作量検出装置８ａ，８ｂは、制御部９に電気的に接続されている。制御部９は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータユニットにより構成されている。制御部９は、各操作量検出装置８ａ，８ｂから出力された操作量検出信号（出力電圧）に基づいてシフトレバー４の操作位置を検出する。詳しくは、制御部９は、各操作量検出装置８ａ，８ｂから出力された操作量検出信号が閾値ＴＨ（図６参照）を超えた場合に、各操作量検出装置８ａ，８ｂの対応する方向に設定された操作位置にシフトレバー４が操作されたと判別する。そして、制御部９は、該操作位置に対応する接続状態に変速機１０ａを設定するための制御信号をアクチュエータ１０に出力する。これにより、変速機１０ａの接続状態が切り替えられる。
【００２１】
次に、操作量検出装置８ａ，８ｂについて説明する。なお、後方側に配置された操作量検出装置８ｂは前方側に配置された操作量検出装置８ａと基本構造は同じであるので、後方側に配置された操作量検出装置８ｂについては説明を省略し、本実施の形態ではシフトレバー４の前方側に配置された操作量検出装置８ａについて説明する。
【００２２】
図４にて示すように、操作量検出装置８ａのケース１１は、樹脂等の非磁性体材料によりシフトレバー４側に開口する箱状に形成され、その開口部には、カバー１２が被せられている。詳しくは、図２及び図３に併せて示すように、ケース１１の外側面には、３つの係合突起１１ａが設けられており、カバー１２の周縁部においてケース１１の係合突起１１ａに対応する部分には、爪部１２ａが設けられている。カバー１２は、爪部１２ａが係合突起１１ａに係止されることにより、ケース１１に固定される。なお、図２はケース１１にカバー１２を装着した状態を示し、図３はカバー１２を取り除いた状態を示す。
【００２３】
図３に示すように、ケース１１には、前後方向（図３中、左右方向）に長い略矩形状に開口する操作部材収容部１３と、該操作部材収容部１３の短手方向一側（図３中、上側）の内面に設けられた連通部１３ａを介して操作部材収容部１３に連通する付勢部材収容部１４とが設けられている。また、図４に示すように、操作量検出装置８ａのケース１１の底部において操作部材収容部１３に対応する部分には、操作部材収容部１３の短手方向（図４中、紙面奥行き方向）に沿って延びる溝状のセンサ収容部１５が凹設されている。図２に示すように、カバー１２において操作部材収容部１３に対応する部位には、同操作部材収容部１３の前後及び上下方向の幅よりも小さな幅を有する矩形状の開口部１２ｂが設けられている。
【００２４】
図４に併せて示されるように、ケース１１の操作部材収容部１３には、操作部材１６が設けられている。操作部材１６は、操作部材収容部１３に収容された磁極部１７と、カバー１２の開口部１２ｂを介して外部に突出する入力部１８とを備えている。磁極部１７は、カバー１２の開口部１２ｂの上下方向の幅よりも大きく且つ操作部材収容部１３の上下方向の幅よりも小さい直径を有する円柱状に形成されている。入力部１８は、該磁極部１７において操作部材収容部１３の開口側の端面１７ａ（図４参照）中央部分から前記シフトレバー４の支持軸５の軸方向に延びるとともにカバー１２の開口部１２ｂの上下方向の幅よりも小さい直径を有する円柱状に形成されている。これにより、図５に示すように、操作部材１６は、操作部材収容部１３の長手方向において磁極部１７の外周面１７ｃが操作部材収容部１３の長手方向後側（図５中、右側）の内面１３ｂに当接する基準位置Ｐ１と、磁極部１７の外周面１７ｃが操作部材収容部１３の長手方向前側（図５中、左側）の面１３ｃに当接する移動終了位置Ｐ２との間を移動する。また、本実施の形態では、磁極部１７は、操作部材収容部１３の前後方向の幅の略２／３の直径を有する円柱状に形成されている。このため、操作部材収容部１３に沿った操作部材１６の操作量（移動量）Ｄは、操作部材１６の直径の略１／２となっている。また、上述したように、操作部材１６の磁極部１７の外径が開口部１２ｂの上下方向の幅より大きいことから、カバー１２の開口部１２ｂを介して操作部材１６が抜け落ちることが防止される。また、磁極部１７は、その開口側の端面１７ａがＮ極、反開口側の端面１７ｂがＳ極となるように着磁されている（図４参照）。すなわち、磁極部１７は、その移動方向に直交する磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁されている。
【００２５】
図３に示すように、付勢部材収容部１４には、付勢部材としての捩りコイルばね１９が収容されている。捩りコイルばね１９は、その一端において付勢部材収容部１４に設けられた係止部１４ａに係止され、他端において操作部材１６の磁極部１７の外周面１７ｃに当接する。操作部材１６は、捩りコイルばね１９に付勢されて磁極部１７の外周面１７ｃが操作部材収容部１３の長手方向一側（図３中、右側）の内面１３ｂに当接した状態に保持される。これにより、操作部材１６の操作部材収容部１３に沿った移動が許容された状態において、操作部材１６は、基準位置Ｐ１に保持される（図５参照）。
【００２６】
図５に示すように、一対の操作量検出装置８ａ，８ｂは、その操作部材１６の入力部１８が基準位置Ｐ１にある状態においてシフトレバー４の基端部４ａに当接するように配置される。これにより、シフトレバー４が「Ｄ」ポジション側（図５に示す矢印Ｆ１方向）へ操作されると、シフトレバー４の前方側（図５中、左側）に配置された操作量検出装置８ａの操作部材１６がシフトレバー４の基端部４ａに押されて捩りコイルばね１９の弾性力に抗して前方側へ移動する。また、シフトレバー４が「Ｒ」ポジション側（図５に示す矢印Ｆ２方向）へ操作されると、シフトレバー４の後方側（図５中、右側）に配置された操作量検出装置８ｂの操作部材１６がシフトレバー４の基端部４ａに押されて捩りコイルばね１９の弾性力に抗して後方側へ移動する。すなわち、シフトレバー４が操作されると、そのシフトレバー４の操作方向に対応する方向の操作量検出装置８ａ，８ｂの操作部材１６がシフトレバー４の操作量に応じた位置に移動する。
【００２７】
図４に示すように、前記設置プレート７の設置面７ａにおいて操作量検出装置８ａのセンサ収容部１５に対応する部位には、検出信号出力手段としての一対の磁気抵抗素子（以下、ＭＲＥ（Magneto Resistive Effect）素子という）２０，２１が固定されている。なお、一対のＭＲＥ素子２０，２１のうち一方はフェールセーフを図るためのものである。図３に示すように、各ＭＲＥ素子２０，２１は、センサ収容部１５において操作部材収容部１３の長手方向中央部分に対応する位置に設けられている。また、操作部材収容部１３の短手方向（図３中、上下方向）において離間して配置されている。これにより、各ＭＲＥ素子２０，２１は、ケース１１を挟んで操作部材１６の磁極部１７の上側の部分と下側の部分とに対向するようにそれぞれ配置されている。また、各ＭＲＥ素子２０，２１は、その検出面２０ａ，２１ａが操作部材１６の移動方向に沿うように配置されている。また、各ＭＲＥ素子２０，２１の操作部材収容部１３の長手方向に沿った長さは、操作部材１６の直径の略１／２に設定されている。このため、磁極部１７の磁束中心線Ｍは、操作部材収容部１３の長手方向において各ＭＲＥ素子２０，２１の一端部に対応する位置から他端部に対応する位置へと移動する。そして、各ＭＲＥ素子２０，２１は、操作部材１６の磁極部１７の移動に伴う磁束の方向の変化を検出し、該磁束の変化に対応する操作量検出信号（出力電圧）を出力する。ＭＲＥ素子２０，２１から出力された操作量検出信号は、制御部９に入力される。制御部９は、ＭＲＥ素子２０，２１から入力された操作量検出信号と操作位置毎に予め定められた閾値ＴＨとを比較し、該所定の閾値ＴＨを超えた場合に、「Ｄ」ポジションにシフトレバー４が操作されたと判別し、該操作位置に対応する接続状態に変速機１０ａを設定するための制御信号をアクチュエータ１０に出力する。また、後方側に配置された操作量検出装置８ｂの操作部材１６が操作され、操作量検出信号が所定の閾値ＴＨを越えた場合は、「Ｒ」ポジションにシフトレバー４が操作されたと判別し、該操作位置に対応する接続状態に変速機１０ａを設定するための制御信号をアクチュエータ１０に出力する。すなわち、操作位置検出装置６において操作量検出装置８ａ，８ｂは、シフトレバー４が各操作位置（「Ｄ」若しくは「Ｒ」ポジション）に操作された場合に所定の信号（閾値ＴＨを越える操作量検出信号）を出力するスイッチとして機能する。
【００２８】
次に、本実施の形態の操作量検出装置８ａ，８ｂの作用について図６（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。なお、図６（ａ）〜（ｃ）は、シフトレバー４の前方側に配置された操作量検出装置８ａについて、シフトレバー４の各操作位置における操作部材１６とＭＲＥ素子２０との位置関係を示すものである。詳しくは、図６（ａ）は、シフトレバー４が「Ｎ」ポジションにあるときの位置関係を示し、図６（ｃ）は、シフトレバー４が「Ｄ」ポジションにあるときの位置関係を示し、図６（ｂ）は、シフトレバー４が「Ｎ」ポジションと「Ｄ」ポジションとの略中間にあるときの位置関係を示すものである。
【００２９】
図６（ａ）に示すように、シフトレバー４が中立位置（「Ｎ」ポジション）にあるとき、操作部材１６は、その左上側の部分がＭＲＥ素子２０の検出面２０ａの右下の部分に対向するように配置される。これにより、操作部材１６の磁極部１７の磁束中心線Ｍは、ＭＲＥ素子２０の下方右側に配置される。したがって、ＭＲＥ素子２０の検出面２０ａには、操作部材１６の移動方向に対して略４５°をなす方向の磁束が入射する。
【００３０】
図６（ｂ）に示すように、シフトレバー４が後方に操作されると、操作部材１６は、その中央上側の部分がＭＲＥ素子２０の検出面２０ａの下部中央に対向する位置に至る。これにより、操作部材１６の磁極部１７の磁束中心線Ｍは、ＭＲＥ素子２０の下方中央に配置される。したがって、ＭＲＥ素子２０の検出面２０ａには、操作部材１６の移動方向に対して略９０°をなす方向の磁束が入射する。
【００３１】
シフトレバー４がさらに後方に操作され操作位置（「Ｄ」ポジション）に配置されると、操作部材１６は、その右上側の部分がＭＲＥ素子２０の検出面２０ａの左下の部分に対向するように配置される。これにより、操作部材１６の磁極部１７の磁束中心線Ｍは、ＭＲＥ素子２０の下方右側に配置される。したがって、ＭＲＥ素子２０の検出面２０ａには、操作部材１６の移動方向に対して略１３５°をなす方向の磁束が入射する。すなわち、シフトレバー４が「Ｎ」ポジションから「Ｄ」ポジションに移動する間に（操作部材１６が基準位置Ｐ１から移動終了位置Ｐ２に移動する間に）、ＭＲＥ素子２０に入射する磁束の方向は略９０°変化する。なお、この操作部材１６の移動に伴う磁束の方向の変化量は、磁束中心線Ｍの移動軌跡に近い位置ほど大きくなる。このため、ＭＲＥ素子２０，２１を、より磁束中心線Ｍの移動軌跡に近づけることにより、操作部材１６の操作量Ｄに対する磁束の方向の変化量をより大きくすることができる。
【００３２】
制御部９は、操作量検出装置８ａ，８ｂから出力された操作量検出信号（出力電圧）と所定の閾値ＴＨとを比較してシフトレバー４が「Ｄ」ポジションに操作されたか否かを判別する。したがって、シフトレバー４の各操作位置に対応する操作量検出信号（出力電圧）の範囲が広くなり、ＭＲＥ素子の感度や寸法精度のばらつき等により操作量検出信号（出力電圧）がオフセットすることによる誤動作が好適に防止されるようになる。
【００３３】
次に、上記実施の形態の作用効果を以下に記載する。
（１）操作位置検出装置６（操作量検出装置８ａ，８ｂ）の操作部材１６は、所定の方向（基準位置Ｐ１と移動終了位置Ｐ２との間）に移動可能に設けられ、該操作部材１６の磁極部１７は、その移動方向に交わる磁束中心線Ｍを中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁されている。そして、操作位置検出装置６の制御部９は、ＭＲＥ素子２０，２１から出力される操作部材１６の移動に伴う磁束の方向の変化に応じた検出信号に基づいて、操作部材１６の操作位置を検出する。この操作部材１６の磁極部１７は、移動方向に交わる磁束中心線Ｍを中心とする放射状の磁束を形成するため、操作部材１６の移動に伴い磁束中心線Ｍが移動すると、磁束の方向が大きく変化する。したがって、操作部材１６の操作量Ｄが小さくても、磁束の角度の変化量を確保することが可能となり、操作位置を精細に検出することができる。なお、この操作部材１６の移動に伴う磁束の方向の変化量は、磁束中心線Ｍの移動軌跡に近い位置ほど大きくなる。このため、ＭＲＥ素子２０，２１を、より磁束中心線Ｍの移動軌跡に近づけることにより、操作部材１６の操作量Ｄに対する磁束の方向の変化量をより大きくすることができる。その結果、シフトレバー４の操作範囲を狭く設定することが可能となり、車両におけるシフト装置１の設置スペースを縮小化することができる。
【００３４】
（２）操作部材１６の磁極部１７は、操作部材１６の移動方向に直交する磁束中心線Ｍを中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁され、ＭＲＥ素子２０，２１は、磁極部の移動方向に沿う検出面２０ａ，２１ａを備えたため、磁極部１７が形成する磁束においてＭＲＥ素子２０，２１の検出面２０ａ，２１ａに沿う磁束の割合が増加する。よって、検出面２０ａ，２１ａに沿った磁束の方向の変化をより的確にとらえ、操作部材１６の操作位置をより精細に検出することができる。
【００３５】
（３）操作部材１６は、捩りコイルばね１９により基準位置Ｐ１側へ常時付勢される。このため、操作力の入力により操作部材１６が捩りコイルばね１９の付勢力に抗して基準位置Ｐ１から移動しても、操作力が解除されると、操作部材１６は、捩りコイルばね１９の付勢力により基準位置Ｐ１側へ移動する。よって、操作力が入力されていない状態において基準位置Ｐ１に保持することができる。
【００３６】
（４）操作位置検出装置６にはシフトレバー４の操作方向に対応する複数個の操作量検出装置８ａ，８ｂ（複数組の操作部材１６及びＭＲＥ素子２０，２１）が設けられているため、シフトレバー４がシフトゲート３ａに沿って複数の操作方向に操作された場合の操作位置を精細に検出することができる。よって、シフトレバー４の操作位置が誤って検出されてしまうことをより好適に防止することができる。
【００３７】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、ＭＲＥ素子２０，２１を該設置プレート７の設置面７ａに固定したがこのような態様に限定されない。ＭＲＥ素子２０，２１は、操作部材１６の移動に伴う磁束の方向の変化を検出可能な位置に配置されればよく、例えばＭＲＥ素子２０，２１をベースハウジング２に固定したりベースハウジング２の内部に組み込んだりするなど適宜変更可能である。
【００３８】
・上記実施の形態では、操作部材１６の磁極部１７の磁束中心線Ｍが、操作部材１６の移動方向に直交するよう着磁したが、磁束中心線Ｍが移動方向に交わる（傾斜する）ように着磁されれば直交していなくてもよい。
【００３９】
・上記実施の形態では、操作位置検出装置６の各操作量検出装置８ａ，８ｂにおいて、１つの操作部材１６に対して２つ（一対）のＭＲＥ素子２０，２１を設けたが、このような態様に限定されず、１つの操作部材１６に対して１つのＭＲＥ素子を設けてもよい。
【００４０】
・上記実施の形態では、シフトレバー４の各操作方向への操作量を検出するために、シフトレバー４の操作方向両側に別部材からなる一対の操作量検出装置８ａ，８ｂを設けたが、このような態様に限定されず、操作量検出装置８ａ，８ｂを一体的に形成してもよい。また、上記実施の形態では、操作量検出装置８ａ，８ｂ（操作部材１６）をシフトレバー４の操作方向両側に配置し、それぞれが対応する操作方向のみにおけるシフトレバー４の操作量を検出するようにしたが、このような態様に限定されない。例えば、シフトレバーの操作方向両側への移動に追従する１つの操作部材と該操作部材に対応するＭＲＥ素子とを備えた１つの操作量検出装置により操作方向両側への操作量を検出するようにしてもよい。
【００４１】
・上記実施の形態では、操作部材１６の磁極部１７を略円柱状に形成したが、このような態様に限定されず、放射状の磁束を形成する構成であれば、例えば円環状に形成するなど適宜変更可能である。また、上記実施の形態では、磁極部１７の端面に入力部１８を設けたが、磁極部１７の外周面１７ｃから突出するように入力部を設けてもよい。
【００４２】
・上記実施の形態では、操作部材１６の操作量（移動量）Ｄを、操作部材１６の直径の略１／２に設定したがこのような態様に限定されず、適宜変更可能である。
・上記実施の形態では、操作位置検出装置６の制御部９をベースハウジング２の内部に設けたが、該制御部９をベースハウジング２の外部に設けてもよい。また、上記実施の形態では、位置検出手段としての制御部９から、シフトレバー４の操作位置に対応する接続状態に変速機１０ａを設定するための制御信号をアクチュエータ１０に出力するようにしたが、このような態様に限定されず、該制御部９とは別体のアクチュエータ制御部から前記制御信号を出力するようにしてもよい。なお、このアクチュエータ制御装置はベースハウジング２の外部に設けてもよく、また内部に設けてもよい。
【００４３】
・上記実施の形態では、２つの操作量検出装置８ａ，８ｂに対して１つの制御部９を設けたが、操作量検出装置に対応する数（例えば、上記実施の形態では２つ）の制御部を設けて各制御部から操作部材の操作位置に対応する信号を出力するようにしてもよい。
【００４４】
・上記実施の形態では、シフトレバー４は、シフトゲート３ａに沿った３箇所の位置へ移動可能となっているが、２箇所の位置へ移動可能となっていてもよい。また、４箇所以上の位置へ移動可能な構成としてもよい。なお、この場合、操作位置検出装置６の制御部９が、２つ以上の閾値に基づいて複数の操作位置にシフトレバー４が操作されたと判別するようにすれば、操作量検出装置の数が大幅に増加してしまうことを防止することができる。
【００４５】
・上記実施の形態では、シフトレバー４を各位置（操作位置「Ｄ」ポジション、「Ｒ」ポジション）から中立位置（「Ｎ」ポジション）に自動的に復帰させるための復帰機構（図示略）を設けたが、該復帰機構を省略し、シフトレバーが各操作位置から復帰しないタイプのシフト装置に適用してもよい。
【００４６】
・上記実施の形態では、車両のフロアコンソールＦに固定される所謂フロアタイプのシフト装置１に本発明の操作位置検出装置６を適用したが、例えばインストルメントパネル等に固定されるシフト装置１に適用してもよい。この場合、省スペース化の観点から特に有効である。
【００４７】
・上記実施の形態では、直線状に形成したシフトゲート３ａに沿ってシフトレバー４を一次元的に操作するシフト装置１に適用したが、Ｈ型やＴ型などに形成したシフトゲートに沿ってシフトレバーを二次元的に操作するシフト装置に適用してもよい。また、シフトレバーを例えばシフトゲートからの突出方向（シフトレバーの長手方向）に移動可能な構成とし、シフトレバーを三次元的に操作するシフト装置に適用してもよい。
【００４８】
・上記実施の形態では、シフト装置１のシフトレバー４の操作位置を検出するためのスイッチとして本発明の操作位置検出装置６を適用したが、このような態様に限定されず、例えば、ジョイスティック等の操作レバーの操作位置を検出するものなど、シフト装置１以外に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施の形態のシフト装置の概略構成図。
【図２】操作量検出装置の平面図。
【図３】操作量検出装置のカバーを取り除いた平面図。
【図４】図２におけるＡ−Ａ線断面図。
【図５】操作量検出装置の動作を説明するための図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）操作位置検出装置の作用を説明するための図。
【符号の説明】
【００５０】
１…シフト装置、３ａ…シフトゲート、４…シフトレバー、６…操作位置検出装置、８ａ，８ｂ…操作位置検出装置を構成する操作量検出装置、９…操作位置検出装置を構成する位置検出手段としての制御部、１０ａ…変速機、１６…操作部材、１７…磁極部、１９…付勢部材としての捩りコイルばね、２０，２１…検出信号出力手段としてのＭＲＥ素子、２０ａ，２１ａ…検出面、Ｄ…操作量、Ｍ…磁束中心線、Ｐ１…基準位置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に移動可能に設けられ、その移動方向に交わる磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁された磁極部を有する操作部材と、
前記操作部材の移動に伴う前記磁束の方向の変化に応じた検出信号を出力する検出信号出力手段と、
前記検出信号に基づいて前記操作部材の操作位置を検出する位置検出手段と
を備えたことを特徴とする操作位置検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の操作位置検出装置において、
前記磁極部は、前記操作部材の移動方向に直交する磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁され、
前記検出信号出力手段は、前記磁極部の移動方向に沿う検出面を備えたことを特徴とする操作位置検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の操作位置検出装置において、
前記操作部材は、基準位置と該基準位置とは異なる位置との間を移動可能に設けられるものであり、
前記操作部材を前記基準位置側へ常時付勢する付勢部材を備えたことを特徴とする操作位置検出装置。
【請求項４】
シフトゲートから突出し該シフトゲートに沿って操作されるシフトレバーと、前記シフトレバーの操作位置を検出する操作位置検出装置とを備え、該操作位置検出装置の検出結果に基づいて車両の変速機の接続状態を切り替えるシフト装置であって、
前記操作位置検出装置は、
前記シフトレバーの操作に基づいて所定の方向に移動可能に設けられ、その移動方向に交わる磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁された磁極部を有する操作部材と、
前記操作部材の移動に伴う前記磁束の方向の変化に応じた検出信号を出力する検出信号出力手段と、
前記検出信号に基づいて前記操作部材の操作位置を検出する位置検出手段と
を備えたことを特徴とするシフト装置。
【請求項５】
請求項４に記載のシフト装置において、
前記シフトレバーは、前記シフトゲートに沿って複数の操作方向に操作されるものであり、
前記操作方向に対応する複数個の前記操作位置検出装置を備えたことを特徴とするシフト装置。
【請求項１】
所定の方向に移動可能に設けられ、その移動方向に交わる磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁された磁極部を有する操作部材と、
前記操作部材の移動に伴う前記磁束の方向の変化に応じた検出信号を出力する検出信号出力手段と、
前記検出信号に基づいて前記操作部材の操作位置を検出する位置検出手段と
を備えたことを特徴とする操作位置検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の操作位置検出装置において、
前記磁極部は、前記操作部材の移動方向に直交する磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁され、
前記検出信号出力手段は、前記磁極部の移動方向に沿う検出面を備えたことを特徴とする操作位置検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の操作位置検出装置において、
前記操作部材は、基準位置と該基準位置とは異なる位置との間を移動可能に設けられるものであり、
前記操作部材を前記基準位置側へ常時付勢する付勢部材を備えたことを特徴とする操作位置検出装置。
【請求項４】
シフトゲートから突出し該シフトゲートに沿って操作されるシフトレバーと、前記シフトレバーの操作位置を検出する操作位置検出装置とを備え、該操作位置検出装置の検出結果に基づいて車両の変速機の接続状態を切り替えるシフト装置であって、
前記操作位置検出装置は、
前記シフトレバーの操作に基づいて所定の方向に移動可能に設けられ、その移動方向に交わる磁束中心線を中心とする放射状の磁束を形成するよう着磁された磁極部を有する操作部材と、
前記操作部材の移動に伴う前記磁束の方向の変化に応じた検出信号を出力する検出信号出力手段と、
前記検出信号に基づいて前記操作部材の操作位置を検出する位置検出手段と
を備えたことを特徴とするシフト装置。
【請求項５】
請求項４に記載のシフト装置において、
前記シフトレバーは、前記シフトゲートに沿って複数の操作方向に操作されるものであり、
前記操作方向に対応する複数個の前記操作位置検出装置を備えたことを特徴とするシフト装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２９６８８２（Ｐ２００８−２９６８８２Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４８４８７（Ｐ２００７−１４８４８７）
【出願日】平成１９年６月４日（２００７．６．４）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月４日（２００７．６．４）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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