特許 6873932 入力装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6873932

(24)【登録日】2021年4月23日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】入力装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 7/00 20060101AFI20210510BHJP

【ＦＩ】

   G01B7/00 102M

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-4783(P2018-4783)

(22)【出願日】2018年1月16日

(65)【公開番号】特開2019-124553(P2019-124553A)

(43)【公開日】2019年7月25日

【審査請求日】2020年10月12日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】591050970

【氏名又は名称】津田工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129654

【弁理士】

【氏名又は名称】大池 達也

(72)【発明者】

【氏名】野口 昭仁

(72)【発明者】

【氏名】小林 直哉

【審査官】 眞岩 久恵

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−６００５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６５２９１４０（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ７／００−７／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに直交する２方向に操作可能な操作部と、
外部から作用する磁気のうち、少なくとも予め定められた検出面に沿う成分の作用方向を検出する磁気センサと、
Ｎ極とＳ極との組み合わせよりなると共に前記検出面における磁気の作用方向が異なる磁極対を少なくとも２対含んでいる磁石と、を有し、
前記２方向のうちの一方の方向に沿って前記操作部が操作されたとき、前記磁石に属するいずれか一の磁極対から前記磁気センサに作用する磁気の方向が変化し、
前記２方向のうちの他方の方向に沿って前記操作部が操作されたとき、前記磁石に属する磁極対のうち前記磁気センサに磁気を作用する磁極対が切り替わる入力装置。

【請求項2】

請求項１において、前記磁石及び前記磁気センサのうちの少なくともいずれか一方を前記操作部の操作に応じて変位させることにより、該磁石と該磁気センサとの相対的な位置関係を変化させる駆動機構を含む入力装置。

【請求項3】

請求項２において、前記駆動機構は、前記検出面に対面する状態で回転可能な回転台を含み、該回転台は、前記検出面に沿って進退可能に前記磁石を保持している入力装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項において、磁気を作用する磁極対が相違するように配置された少なくとも２つの磁気センサを備える入力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、互いに直交する２方向に沿って行われる２次元的な操作を磁気的に検出する入力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、例えば、互いに直交する２方向に沿って行われる２次元的な操作を磁気的に検出するポインティングデバイスなどの入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このポインティングデバイスは、操作に応じて２次元的に変位可能な操作部と、この操作部に設けられたマグネットが対面する基板と、を備えている。

【0003】

この入力装置が備える基板には、互いに直交する２方向に沿ってホール素子が２個ずつ配置されている。この入力装置は、各ホール素子の出力信号に所定の信号処理を施すことで、操作部に対して行われた操作を２次元的な操作を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０−２０９９９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、前記従来の入力装置では、次のような問題がある。すなわち、操作部に設けられたマグネットが２次元的に変位する範囲に対応してホール素子を複数個、配置する必要があるため、基板の大判化が生じ易くコンパクト設計の難易度が高いという問題がある。

【0006】

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、磁気検出式の入力装置について、コンパクト設計に適した入力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】

【0007】

本発明は、互いに直交する２方向に操作可能な操作部と、
外部から作用する磁気のうち、少なくとも予め定められた検出面に沿う成分の作用方向を検出する磁気センサと、
Ｎ極とＳ極との組み合わせよりなると共に前記検出面における磁気の作用方向が異なる磁極対を少なくとも２対含んでいる磁石と、を有し、
前記２方向のうちの一方の方向に沿って前記操作部が操作されたとき、前記磁石に属するいずれか一の磁極対から前記磁気センサに作用する磁気の方向が変化し、
前記２方向のうちの他方の方向に沿って前記操作部が操作されたとき、前記磁石に属する磁極対のうち前記磁気センサに磁気を作用する磁極対が切り替わる入力装置にある。

【発明の効果】

【0008】

本発明の入力装置では、いずれか一の磁極対から磁気センサに作用する磁気の方向の変化に応じて、直交する２方向のうちの一方の方向に沿う操作部の操作を検出可能である。さらに、磁気センサに磁気を作用する磁極対が、磁石を構成するいずれかの磁極対から他の磁極対へ切り替わることに応じて、直交する２方向のうちの他方の方向に沿う操作部の操作を検出可能である。この入力装置では、いずれか一の磁極対が作用する磁気の方向の変化か、磁気を作用する磁極対の切り替わりか、に応じて、直交する２方向のいずれの方向に沿う操作であるかを区別可能である。

【0009】

このように本発明の入力装置では、１つの磁気センサにより直交する２方向の操作を検出できる。それ故、磁気センサを配置するために広いスペースを確保する必要性が解消されており、コンパクト設計が比較的容易である。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１における、シフト装置を示す説明図。

【図2】実施例１における、シフト装置の内部構造を示す組立図。

【図3】実施例１における、シフト装置の内部構造の説明図。

【図4】実施例１における、磁石の斜視図。

【図5】実施例１における、シフトレバーの操作に応じた磁石の変位の説明図。

【図6】実施例１における、磁石と検出面との関係を示す説明図。

【図7】実施例１における、他の磁石その１を示す説明図。

【図8】実施例１における、他の磁石その２を示す説明図。

【図9】実施例１における、他のシフトレバーを示す説明図。

【図10】実施例２における、磁石と検出面との関係を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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、入力装置の一例として、シフトバイワイヤの変速システムに対応するシフト装置１を示す例である。この内容について、図１〜図９を参照して説明する。
図１のシフト装置１は、車両に搭載される図示しない自動変速機で設定されるシフトレンジを選択するための操作装置であり、運転者の持ち手をなすシフトノブ（操作部）１１１を備えている。シフト装置１は、自動変速機を制御するＥＣＵ（図示しない車載コンピュータユニット）と信号線を介して接続されており、運転者によるシフトノブ１１１の操作情報を電気信号に変換してＥＣＵに入力する。

【0012】

例示するシフト装置１では、エンジンブレーキが必要なときのＢレンジ、前進時のＤ（ドライブ）レンジ、後退時のＲ（リバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジを選択できる。シフト装置１では、図１のごとく、各シフトレンジに対応するシフトノブ１１１の操作位置であるシフト位置が設定されており、いずれかのシフト位置にシフトノブ１１１を操作することで、対応するシフトレンジを選択的に設定できる。なお、以下の説明では、例えばＤレンジに対応するシフト位置をＤポジションと言う。

【0013】

図１のシフト装置１では、初期位置となるＨ（ホーム）ポジションを操作の起点として、車両の進行方向に沿うシフト方向、及び車幅方向に沿うセレクト方向にシフトノブ１１１を操作可能である。このシフト装置１の例では、右ハンドルの運転者側から見て、Ｈポジションに対してＢポジションがシフト方向手前側（進行方向逆側）、Ｎポジションがセレクト方向に引き寄せる側に配置され、Ｎポジションに対してＲポジションがシフト方向奥側（進行方向側）、Ｄポジションがシフト方向手前側に当たる位置に配置されている。

【0014】

図１に示すＨポジションを起点として、運転者がシフト方向手前側にあるＢポジションにシフトノブ１１１を操作すれば、Ｂレンジを選択できる。Ｄレンジは、Ｈポジションからセレクト方向に沿ってシフトノブ１１１を移動させて一旦Ｎポジションに操作し、そのままシフト方向手前側のＤポジションにシフトノブ１１１を操作することで選択できる。Ｒレンジは、Ｈポジションからセレクト方向に沿ってシフトノブ１１１を移動させて一旦Ｎポジションに操作した後、そのままシフト方向奥側のＲポジションにシフトノブ１１１を操作することで選択できる。なお、このシフト装置１では、操作の起点であるＨポジションに向けてシフトノブ１１１が付勢されている。例えばＤポジションにシフトノブ１１１を操作した後、運転者がシフトノブ１１１から手を離すと、シフトノブ１１１は自動的にＨポジションに復帰する。

【0015】

このシフト装置１は、図１〜図３のごとく、一方の端部に球状部１１０（図２）を設けた棒状のシフトレバー１１と、シフトレバー１１を回動可能に支持する筐体１３（図１）と、を含んで構成されている。シフトノブ１１１（図１）は、球状部１１０とは反対側のシフトレバー１１の端部に取り付けられる。シフト装置１では、箱状の筐体１３の底面に取り付けられたボール受け部１５に球状部１１０が収容され、この収容構造によりシフトレバー１１の回動を伴うシフトノブ１１１の操作が可能となっている。

【0016】

シフトレバー１１の球状部１１０の外周面には、シフトノブ１１１の操作位置の検出に利用される磁石２１を駆動するための駆動ピン１１６と、シフトノブ１１１の回転を規制するための規制ピン１１８と、が立設されている。駆動ピン１１６は、円柱状の軸部を有していると共に、先端側に球状の摺動ボール１１６Ａを設けたピンである。規制ピン１１８は、断面円形状の軸状のピンである。

【0017】

駆動ピン１１６は、シフト方向のシフトノブ１１１の操作に応じて摺動ボール１１６Ａが水平方向に近い方向（以下、略水平方向という。）に変位し、セレクト方向のシフトノブ１１１の操作に応じて摺動ボール１１６Ａが鉛直方向に近い方向（以下、略鉛直方向とう。）に変位するように球状部１１０に設けられている。規制ピン１１８は、セレクト方向のシフトノブ１１１の操作に応じて鉛直方向に変位する一方、シフト方向にシフトノブ１１１が操作されたときは、その軸方向が回動変位することなく軸回りの回転のみが生じるように球状部１１０に設けられている。

【0018】

箱状の筐体１３（図１）の底面には、上記の通り、シフトレバー１１の球状部１１０に対応する球状の内部空間が形成されたボール受け部１５が取り付けられている。また、駆動ピン１１６の先端側に位置する筐体１３の内壁面には、シフトノブ１１１の操作位置を検出するための基板２が取り付けられている。さらに筐体１３の上部には、シフトレバー１１の移動経路を規定するためのゲート溝１３０を設けたシフトパネル１３１が取り付けられる。

【0019】

ボール受け部１５は、半割の２分割構造の部品１５Ａ・Ｂ（図２）を組み合わせて形成され、例えば筐体１３の底面にネジ止めされている。２分割構造の部品１５Ａ・Ｂを組み合わせたとき、その内部に、球状部１１０を収容するための球状の内部空間が形成される。この球状の内部空間は、完全な密閉空間ではなく、少なくとも３箇所の開口部１５０Ａ〜Ｃ（図１）を介して外部に開口している。

【0020】

開口部１５０としては、シフトレバー１１を貫通配置するための開口部１５０Ａ、駆動ピン１１６を貫通配置するための開口部１５０Ｂ、及び規制ピン１１８を貫通配置するための開口部１５０Ｃがある。シフトレバー１１及び駆動ピン１１６に対応する開口部１５０Ａ・Ｂは、シフトレバー１１あるいは駆動ピン１１６の外周側面に干渉することがないように余裕を持って広く形成されている。

【0021】

一方、規制ピン１１８に対応する開口部１５０Ｃは、シフトノブ１１１の変位に従動して規制ピン１１８が移動する経路に対応して形成されている。上記のように規制ピン１１８は、シフト方向にシフトノブ１１１が操作されたときには軸方向の回動変位が生じず、セレクト方向のシフトノブ１１１の操作に従動して鉛直方向に変位するように設けられている。溝状の開口部１５０Ｃは、この鉛直方向に沿って延設されており、その溝幅は、規制ピン１１８を貫通配置可能な程度に狭く設定されている。それ故、開口部１５０によれば、規制ピン１１８の外周側面に干渉することで、シフトレバー１１が回転した場合に起こり得る規制ピン１１８の回動変位を規制し、これにより、シフトノブ１１１を回り止めできる。

【0022】

基板２（図２）は、磁気センサＩＣ（磁気センサ）２０１のほか、シフトノブ１１１の操作により選択されたシフト位置を表す電気信号を生成し出力するための図示しないマイコンチップなどが実装された電子基板である。両面実装に対応する基板２では、筐体１３の内部空間に面して磁気センサＩＣ２０１が配置され、その裏面にマイコンチップなど他の電子部品が配置されている。

【0023】

磁気センサＩＣ２０１（図２）は、直交する２方向の磁気の大きさを検知可能な２軸の磁気センサである。この磁気センサＩＣ２０１は、この直交する２方向により規定される検出面２０１Ｓを有し、この検出面２０１Ｓが基板２の表面に沿うように取り付けられている。磁気センサＩＣ２０１は、この検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向を検出し、その作用方向を表すセンサ信号を出力する。つまり、この磁気センサＩＣ２０１は、検出面２０１Ｓに直交する軸回りの回転角を検出する１軸の回転センサとして機能する。
マイコンチップは、磁気センサＩＣ２０１が出力するセンサ信号を処理することで、シフトノブ１１１が操作されたシフト位置を検出し、そのシフト位置を表す操作信号を電気的に出力する。

【0024】

磁気センサＩＣ２０１が配置された基板２の表面には、図２のごとく、磁気センサＩＣ２０１が略中心に位置するように円環状のホルダガイド２３が固定されている。このホルダガイド２３は、略円板状の回転台であるマグネットホルダ２５を保持している。そして磁石２１は、回転台の径方向に進退可能な状態でマグネットホルダ２５により保持されている。シフト装置１では、マグネットホルダ２５及びホルダガイド２３を介して基板２に保持された磁石２１について、基板２の表面に沿う進退動作と、基板２に沿う平面内での回転動作と、が可能になっている。

【0025】

マグネットホルダ２５（図２）は、略直方体形状の磁石２１を保持する部材であり、樹脂等の非磁性材料により形成されている。マグネットホルダ２５は、略円板状の外形状を有する一方、中心を通って径方向に貫通する進退溝２５０を備えている。基板２とは反対側に当たる表面に穿設されたこの進退溝２５０は、磁石２１を進退可能に収容する溝である。組付状態のシフト装置１における略円板状のマグネットホルダ２５は、その円形状の底面が筐体１３の内壁面に対面すると共に、径方向に穿設された進退溝２５０が鉛直方向に近く延在する状態でホルダガイド２３に保持されている。

【0026】

ホルダガイド２３（図２）は、基板２側の土台をなす円環状のベース部２３０を有していると共に、先端がカギ状に内側に折れ曲がる保持爪２３１をベース部２３０の周方向における４か所に有している。４か所の保持爪２３１の内接円の直径は、マグネットホルダ２５の直径に略一致している。このホルダガイド２３によれば、４か所の保持爪２３１の内側において、略円板状のマグネットホルダ２５を回転可能な状態で保持できる。

【0027】

なお、このホルダガイド２３は、円環状を呈するスペーサ２７（図２）を介して基板２に取り付けられる。このスペーサ２７は、その外径がホルダガイド２３のベース部２３０の外径と略一致していると共に、その内径はマグネットホルダ２５よりも小径である。スペーサ２７の厚さとしては、磁気センサＩＣ２０１の実装高さを僅かに超える寸法が設定されている。マグネットホルダ２５と基板２の間にスペーサ２７を介在させれば、磁気センサＩＣ２０１の上面と、マグネットホルダ２５の底面と、の隙間を一定に保持できる。

【0028】

磁石２１は、図４のごとく、磁極対をなすＮ極とＳ極とを対面させたブロック状の磁石２１Ｈ、Ｍ、Ｌを３つ並べた略直方体形状の磁石である。３つの磁石２１Ｈ、Ｍ、Ｌのうち、両端の２つの磁石２１Ｈ、ＬはＮ極が面する側（同図（ｂ）で図示される側面の側）が同じである一方、中央の磁石２１Ｍは裏返されて他の２つの磁石２１Ｈ、ＬのＮ極が面する側にＳ極が面している。

【0029】

この磁石２１では、各磁石２１Ｈ、Ｍ、Ｌの磁極対によってＮ極とＳ極とが対面する方向の磁界が形成されるのに加えて、磁石２１Ｈ、Ｍ、Ｌのうちの異なる２つに属して隣接するＮ極とＳ極との組み合わせによる磁極対によっても磁界が形成される。このような磁極対には、磁石２１ＨのＮ極と磁石２１ＭのＳ極との組み合わせによる磁極対２１５Ａと、磁石２１ＭのＳ極と磁石２１ＬのＮ極との組み合わせによる磁極対２１５Ｂと、が含まれている。

【0030】

磁極対２１５Ａ・Ｂは、磁石２１Ｈと磁石２１Ｍと磁石２１Ｌとが隣り合う方向、すなわち略直方体形状の磁石２１の長手方向に沿う磁界を形成する。ここで、磁石２１は、上記の通り、基板２に対面する状態で保持されたマグネットホルダ２５の進退溝２５０の溝方向に対して略直方体形状の長手方向が一致する状態で、この進退溝２５０に収容されている。したがって、磁極対２１５Ａ・Ｂが形成する磁界は、基板２の表面に沿う方向に磁気を作用することになる。

【0031】

なお、以下の説明では、磁石２１の長手方向において上側（シフトノブ側の上方に当たる側）に配置された磁石２１Ｈの基板２に面するＮ極を第１Ｎ極２１１Ｎといい、磁石２１の長手方向において磁石２１Ｈとは反対側の磁石２１Ｌの基板２に面するＮ極を第２Ｎ極２１２Ｎという。また、中央の磁石２１Ｍの基板２に面するＳ極をＳ極２１Ｓという。また、磁極対２１５Ａにおける第１Ｎ極２１１ＮとＳ極２１Ｓとの境目を第１境界Ｂ１といい、磁極対２１５Ｂにおける第２Ｎ極２１２ＮとＳ極２１Ｓとの境目を第２境界Ｂ２という。本例の構成では、磁石２１Ｈの第１Ｎ極２１１Ｎ、磁石２１ＭのＳ極２１Ｓ、磁石２１Ｌの第２Ｎ極２１２Ｎにより形成される磁石２１の側面（図４（ｂ）で図示される側面。）が、基板２に面している。

【0032】

磁石２１では、基板２とは反対側に当たる側面（図４（ａ）で図示される側面。）に、円筒状のボールホルダ２１０が立設されている。シフト装置１では、マグネットホルダ２５の回転中心から偏心して位置するボールホルダ２１０に駆動ピン１１６の摺動ボール１１６Ａが収容され、これによりシフトレバー１１と磁石２１とが連結されている（図１、図３参照。）。ボールホルダ２１０に対する摺動ボール１１６Ａの収容構造は、ボールジョイントのように機能し、摺動ボール１１６Ａの変位に伴う駆動ピン１１６の回動を許容する。

【0033】

ここで、上記のごとくシフト装置１では、シフト方向のシフトノブ１１１の操作に応じて駆動ピン１１６の先端の摺動ボール１１６Ａが略水平方向に変位し、セレクト方向のシフトノブ１１１の操作に応じて摺動ボール１１６Ａが略鉛直方向に変位する。一方、略直方体形状の磁石２１は、鉛直方向に近く延在するマグネットホルダ２５の進退溝２５０に収容された状態となっている。そのため、セレクト方向のシフトノブ１１１の操作に応じて摺動ボール１１６Ａが略鉛直方向に変位すれば、進退溝２５０に沿って磁石２１がその長手方向に進退する。また、シフト方向にシフトノブ１１１が操作されたときには、マグネットホルダ２５の回転を伴いながら、その回転中心から偏心して位置するボールホルダ２１０に収容された摺動ボール１１６Ａが略水平方向に変位する。磁石２１は、マグネットホルダ２５と共に回転するため、その長手方向が回転することになる。

【0034】

このようにシフト装置１では、マグネットホルダ２５及びホルダガイド２３を介して基板２により磁石２１が保持されている。そして、この磁石２１に対して駆動ピン１１６が係合しており、これによりシフトノブ１１１の操作に応じた磁石２１の進退動作及び回転動作が可能になっている。つまり、シフト装置１では、マグネットホルダ２５、ホルダガイド２３、及び駆動ピン１１６により、磁石２１と磁気センサＩＣ２０１との相対的な位置関係を変化させる駆動機構が構成されている。

【0035】

次に、以上のように構成されたシフト装置１において、シフト位置を検出する方法について図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、各ポジションにおける磁石２１の回転位置及び進退位置を示している。図６は、各ポジションにおける磁石２１と検出面２０１Ｓとの位置関係を示している。なお、図５中のポジション毎に付記された縦長の平行四辺形は、基板２に面する磁石２１の側面形状を表し、この平行四辺形の内側に重ねて示す太枠の平行四辺形は、磁気センサＩＣ２０１の検出面２０１Ｓを表している。磁石２１に対応するこの平行四辺形と、検出面２０１Ｓを表す太枠の平行四辺形と、の相対的な位置関係を、容易な理解のために正面視に書き換えたものが図６の各図である。上記の通り、シフト装置１では、磁石２１Ｈの第１Ｎ極２１１Ｎ、磁石２１ＭのＳ極２１Ｓ、磁石２１Ｌの第２Ｎ極２１２Ｎにより形成される磁石２１の側面が基板２に面している。

【0036】

シフトノブ１１１がＨポジションにあるとき（図５参照。）、磁気センサＩＣ２０１の検出面２０１Ｓが磁石２１の第２境界Ｂ２に対面する状態にある。この状態のとき、検出面２０１Ｓにおいては、第２Ｎ極２１２ＮからＳ極２１Ｓに至る図６中の上方に向かう磁気が作用する。

【0037】

Ｈポジションを起点としてシフトノブ１１１が（運転者側から見て）シフト方向手前側のＢポジションに操作されると、マグネットホルダ２５の回転と共に磁石２１が検出面２０１Ｓに対面する状態で回転し、これにより磁石２１の長手方向が傾くように変位する。この場合、検出面２０１Ｓに対して磁石２１の第２境界Ｂ２が対面する状態を維持しつつ磁石２１が傾いて第２Ｎ極２１２ＮからＳ極２１Ｓに至る磁界の向きが回転し、これにより検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向が変化する。すなわち、磁気センサＩＣ２０１に磁気を作用する磁極対２１５が切り替わることなく、磁石２１の回転に応じて磁気センサＩＣ２０１に作用する磁気の方向が変化する。

【0038】

Ｈポジションを起点としてシフトノブ１１１がセレクト方向のＮポジションに操作されると、マグネットホルダ２５の進退溝２５０に沿って磁石２１が長手方向下方に移動する。この場合、検出面２０１Ｓに対して磁石２１の第２境界Ｂ２が対面する状態から第１境界Ｂ１が対面する状態に切り替わる。このとき、検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向は、第２Ｎ極２１２ＮからＳ極２１Ｓに至る図６中の上方から、第１Ｎ極２１１ＮからＳ極２１Ｓに至る同図中の下方に反転する。すなわち、磁気センサに磁気を作用する磁極対が、第１境界Ｂ１を含む磁極対２１５Ａから第２境界Ｂ２を含む磁極対２１５Ｂに切り替わることで、検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向が反転する。

【0039】

さらに、ＮポジションからＤポジションにシフトノブ１１１が操作されると、上記のＨポジションからＢポジションへの操作の場合と同様、マグネットホルダ２５の回転に応じて磁石２１の長手方向が傾くように変位する。この場合、検出面２０１Ｓに対して磁石２１の第１境界Ｂ１が対面する状態を維持しつつ磁石２１が傾いて第１Ｎ極２１１ＮからＳ極２１Ｓに至る磁界の向きが回転し、これにより検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向が変化する。

【0040】

このように本例のシフト装置１では、ＨポジションからＢポジション、あるいはＮポジションからＲポジションやＤポジションに至るシフト方向の操作が行われたとき、シフトレバー１１に従動してマグネットホルダ２５に保持された磁石２１が回転し、これにより、検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向が回転方向に変化する。基板２に実装されたマイコンチップは、このような磁気の作用方向の変化を検出することでシフト方向の操作位置を検出する。

【0041】

また、ＨポジションからＮポジションに至るセレクト方向の操作が行われたとき、検出面２０１Ｓに沿うようにして磁石２１がその長手方向に進退し、検出面２０１Ｓに対面する箇所が磁石２１の第２境界Ｂ２から第１境界Ｂ１に切り替わる。第１境界Ｂ１を含む磁極対２１５Ａと第２境界Ｂ２を含む磁極対２１５Ｂとでは、Ｎ極とＳ極との配置が入れ替わっており磁界の向きが逆であるため、検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向が逆である。したがって、検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向の１８０度の回転（反転）を検出することにより、上記のセレクト方向の操作を検出できる。

【0042】

このシフト装置１では、１つの磁気センサＩＣ２０１に対する磁気の作用方向を検出することで、直交するシフト方向及びセレクト方向に沿う２次元的なシフトノブ１１１の操作を検出可能である。磁石の変位スペースを確保すると共に２次元的に磁気センサＩＣを配置する必要がある従来のシフト装置と比べて、シフト装置１では、磁石の変位スペースを確保する必要性が少なく、磁気センサＩＣ２０１を配置するために要するスペースも格段に小さいため、コンパクト設計が容易になっている。

【0043】

なお、本例では、基板２に面して、中央にＳ極２１Ｓが位置すると共に、両側にＮ極２１１Ｎ、２１２Ｎが位置するように磁石２１を構成している。これに代えて、両側にＳ極が位置し、中央にＮ極が位置するような磁石を採用しても良い。また、３つの磁石２１Ｈ、Ｍ、Ｌが並列配置された磁石２１に代えて、図７のごとく、Ｓ極を内側にして対向配置された２つの磁石２１Ａ・Ｂの組み合わせよりなる磁石２１を採用しても良い。この場合、磁石２１Ａ及び２１ＢのＮ極とＳ極との組み合わせが、磁気センサＩＣ２０１に磁気を作用する磁極対となる。Ｈポジションが属するシフト方向の列にシフトノブ１１１が操作されているときと、Ｎポジションが属するシフト方向の列にシフトノブ１１１が操作されているときと、で磁気センサＩＣ２０１が対面する磁石２１Ａ、Ｂが切り替わるように構成すると良い。例えば、プラスチックマグネットを着磁することで、２つの磁石２１Ａ・Ｂが一体化された磁石２１を形成できる。あるいは、例えば、この２つの磁石２１Ａ・Ｂの周りに溶融状態の樹脂材料を流し込み硬化させるインサート成形により、２つの磁石２１Ａ・Ｂが一体化された磁石２１を形成することも良い。これら２つの磁石２１Ａ・Ｂについては、Ｓ極を内側にして対向配置するのに代えて、図８のように、磁界の向きが異なるように配置しても良い。さらに、磁界の向きが異なる磁石を３つ以上並べて配置して磁石２１を形成しても良い。この場合には、例えば３列以上のシフト方向の各列に沿ってシフトノブを操作するシフト装置にも対応できるようになる。３列以上のシフト方向を含む２次元的なシフトノブの操作を、たった１つの磁気センサＩＣによって検出できる。

【0044】

さらに例えば、図９のごとく、シフトレバー１１の球状部１１０の外周面に細長いシート状の磁石プレート２１８を３枚並列貼付し、これらの磁石プレート２１８の磁気を磁気センサＩＣ２０１に作用することも良い。中央の磁石プレート２１８のＳ極を外側に向け、両側の磁石プレート２１８のＮ極を外側に向けると良い。この磁石プレート２１８の代わりに、例えば、球状部１１０の外周面を磁化したり、球状部１１０の外周面に磁気テープ等を貼付することで、Ｓ極の領域の両側にＮ極の領域が配置された箇所を球状部１１０の外周面に設けることも良い。この場合には、磁石２１を回転、進退等させるための駆動機構を省略できる。駆動機構を省略すれば、磁気センサＩＣ２０１を球状部１１０に近接配置でき、コンパクト設計が一層容易になる。また、この構成の場合、部品点数を低減できる可能性があり、低コスト化が容易になる。

【0045】

本例は、筐体１３に固定された基板２に対して、シフトレバー１１に従動する磁石２１が変位する構成の例である。この構成に代えて、例えばシフトレバー１１の球状部１１０に磁気センサＩＣ２０１を設けることも良い。筐体１３側に固定された磁石２１に対して、シフトレバー１１に従動して磁気センサＩＣ２０１が変位するように構成すれば良い。さらに、シフトレバー１１に従動して磁石２１及び磁気センサＩＣ２０１の両方が変位し、両者間の相対的な位置関係が変化するように構成しても良い。

【0046】

また本例では、シフトノブ１１１のシフト方向の操作に応じて磁石２１が回転し、セレクト方向の操作時に磁石２１がその長手方向に進退する構成を例示している。この構成に代えて、シフト方向の操作時に磁石２１が進退し、セレクト方向の操作時に磁石２１が回転する構成を採用しても良い。

【0047】

本例では、シフトレバー１１の球状部１１０に対して対面するように磁気センサＩＣ２０１を設けている。磁気センサＩＣ２０１を含む基板２の配置は、シフトレバー１１の横に限らない。シフト方向及びセレクト方向に沿うシフトノブ１１１の操作を検出可能な位置であれば、磁気センサＩＣ２０１を含む基板２の配置を適宜、変更可能である。

【0048】

本例では、直交する２方向に作用する磁気を検出可能な２軸の磁気センサを採用しているが、これに代えて、互いに直交する３方向に作用する磁気を検出可能な３軸の磁気センサを採用することも良い。シフト装置１では、上記のごとく、シフトノブ１１１がセレクト方向に操作されると、磁気センサの検出面２０１Ｓに対して磁石２１の第２境界Ｂ２が対面する状態から第１境界Ｂ１が対面する状態に切り替わり、これにより、検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向が１８０度回転する。このような切り替わりの途中では、検出面２０１Ｓに対して磁石２１のＳ極２１Ｓが対面する状態が生じ、この状態では、検出面２０１Ｓに対して直交する方向の磁気が作用する。そこで、検出面２０１Ｓにおける磁気の作用方向の１８０度回転を検出でき、かつ、１８０度回転の途中で、検出面２０１Ｓに対して直交する作用方向の磁気を検出できたとき、セレクト方向の操作を検出するように構成しても良い。この場合には、セレクト方向の操作を一層確実性高く検出できる。

【0049】

本例では、入力装置としてシフト装置１を例示しているが、このシフト装置１の構成は、ジョイスティックなど操作レバーを備えるポインティングデバイス等のさまざまな入力装置において有効である。

【0050】

（実施例２）
本例は、実施例１のシフト装置１に基づき、検出信頼性を高めたシフト装置の例である。この内容について図１０を参照して説明する。
本例のシフト装置１では、磁石２１及び磁気センサＩＣの配置構成が実施例１とは相違している。磁石２１は、磁気センサＩＣに面して、２箇所のＮ極と２箇所のＳ極とが長手方向に交互に配置されるように４つの磁石を組み合わせたものである。この磁石２１では、磁気センサＩＣ側の側面において、シフトノブ１１１側に当たる上側から順番に、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極が配置され、これにより、３対の磁極対２１５Ａ、Ｂ、Ｃが形成されている。この磁石２１では、磁極のスパンＳ２に一致する間隔で、磁極の境目をなす境界Ｂ１（磁極対２１５Ａの境界）、境界Ｂ２（磁極対２１５Ｂの境界）、及び境界Ｂ３（磁極対２１５Ｃの境界）が形成されている。

【0051】

この磁石２１に対面する基板（図示略）では、２個の磁気センサＩＣが間隔を空けて配置され、２箇所の検出面２０１Ａ・Ｂが形成されている。２個の磁気センサＩＣは、磁石２１における磁極の間隔をなすスパンＳ２に対して、検出面２０１Ａ・ＢのスパンＳ１が略一致するように配置されている。

【0052】

シフトノブ１１１がＨポジションにあるとき、検出面２０１Ａが磁極の境界Ｂ２に対面し、検出面２０１Ｂが境界Ｂ３に対面する状態にある。例えば、このＨポジションを起点としてシフトノブ１１１がシフト方向手前側のＢポジションに操作されると、シフトレバー１１に従動して磁石２１が回転する。この場合、検出面２０１Ａ・Ｂが境界Ｂ２・Ｂ３に対面する状態を維持しつつ磁石２１が傾いて磁界の向きが回転し、これにより検出面２０１Ａ・Ｂにおける磁気の作用方向が変化する。

【0053】

また例えば、Ｈポジションを起点としてシフトノブ１１１がセレクト方向のＮポジションに操作されると、シフトレバー１１により磁石２１が駆動されて図１０中の下方に移動する。この場合、検出面２０１Ａに対して境界Ｂ２が対面する状態から境界Ｂ１が対面する状態に切り替わると共に、検出面２０１Ｂに対して境界Ｂ３が対面する状態から境界Ｂ２が対面する状態に切り替わる。境界Ｂ１とＢ２、境界Ｂ２とＢ３、では、磁界の向きが逆であるため、Ｎポジションへの操作に応じて、検出面２０１Ａ・Ｂにおける磁気の作用方向が反転する。

【0054】

本例のシフト装置１によれば、検出面２０１Ａ・Ｂを有する２つの磁気センサＩＣを利用してシフトノブ１１１の操作位置を検出するため、検出の信頼性、確実性を向上できる。
なお、本例では、いずれかのポジションにシフトノブ１１１が操作されたとき、検出面２０１Ａ・Ｂが異なる境界に対面する状態となるように構成している。この構成に代えて、いずれかのポジションにシフトノブ１１１が操作されたとき、一方の検出面のみがいずれかの境界に対面する状態となるように構成しても良い。
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。

【0055】

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、変更あるいは適宜組み合わせた技術を包含している。

【符号の説明】

【0056】

１ シフト装置（入力装置）
１１ シフトレバー
１１０ 球状部
１１１ シフトノブ（操作部）
１１６ 駆動ピン
１１６Ａ 摺動ボール
１１８ 規制ピン
１３ 筐体
１３０ ゲート溝
１３１ シフトパネル
１５ ボール受け部
２ 基板
２０１ 磁気センサＩＣ（磁気センサ）
２０１Ｓ 検出面
２１ 磁石
２１５Ａ〜Ｃ 磁極対
２３ ホルダガイド
２５ マグネットホルダ（回転台）
２５０ 進退溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】