特開 2024-104795 電気自動車用シフトレバー装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024104795

(43)【公開日】2024-08-06

(54)【発明の名称】電気自動車用シフトレバー装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 20/02 20060101AFI20240730BHJP

【ＦＩ】

B60K20/02 A

B60K20/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023009151

(22)【出願日】2023-01-25

(71)【出願人】

【識別番号】000243700

【氏名又は名称】万能工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001977

【氏名又は名称】弁理士法人クスノキ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 三郎

【テーマコード（参考）】

3D040

【Ｆターム（参考）】

3D040AA03

3D040AA24

3D040AA34

3D040AB01

3D040AC16

3D040AC36

3D040AC58

3D040AC63

3D040AE19

(57)【要約】

【課題】ＭＴシフトレバーを操作する感覚が得られる電気自動車用シフトレバー装置を提供する。
【解決手段】内部に球軸受１２を備えたリテーナと、球軸受に保持される球軸１３を中心として、シフト方向及びセレクト方向に揺動可能なレバー本体１１と、リテーナの下部に配置されたポジションセンサーユニット１４とを備える。ポジションセンサーユニットは、ケースの内部をセレクト方向にスライドできるスライダと、このスライダ上をシフト方向にスライドできる磁石１８と、ケースの底面に配置されて磁石の位置を検出するセンサー基板と、ケースの上面に配置されたＭＴシフトパターンのディテントプレート２０とを備え、磁石はディテントプレートを貫通してケースの内部に延びるレバー本体の下端に係合している。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に球軸受を備えたリテーナと、
前記球軸受に保持される球軸を中心として、シフト方向及びセレクト方向に揺動可能なレバー本体と、
前記リテーナの下部に配置されたポジションセンサーユニットとを備え、
前記ポジションセンサーユニットは、ケースの内部をセレクト方向にスライドできるスライダと、このスライダ上をシフト方向にスライドできる磁石と、ケースの底面に配置されて前記磁石の位置を検出するセンサー基板と、ケースの上面に配置されたMTシフトパターンのディテントプレートとを備え、
前記磁石は前記ディテントプレートを貫通してケースの内部に延びるレバー本体の下端に係合していることを特徴とする電気自動車用シフトレバー装置。

【請求項2】

前記センサー基板は、前記レバー本体の下端の磁石を検出するセンサーＩＣを配置したものであることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用シフトレバー装置。

【請求項3】

前記レバー本体は、シフト操作したときシフト面内で揺動するシフト用ベルクランクを備え、その先端に設けられたシフト用節度ピンを、リテーナに固定されたシフト用節度山に当接させてシフト方向のポジション保持を行わせることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車用シフトレバー装置。

【請求項4】

前記レバー本体は、セレクト操作したときセレクト面内で揺動するセレクト用ベルクランクを備え、その先端に設けられたセレクト用節度ピンを、リテーナに固定されたセレクト用節度山に当接させてセレクト方向のポジション保持を行わせることを特徴とする請求項３に記載の電気自動車用シフトレバー装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気自動車に搭載されるシフトレバー装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電動モータを駆動源とする電気自動車においても、前進（Ｄ）、後退（Ｒ）、パーキング（Ｐ）、中立（Ｎ）等のポジションを切り替えるために、シフトレバー装置が組み込まれている。その一例が特許文献１に記載されており、この文献にはエンジン車のＡＴシフトレバーと同様のシフトパターンが記載されている。

【0003】

また電気自動車では従来のエンジン車のようにトランスミッション（変速機）を切り替える必要はなく、電気的に電動モータの制御を行えばよいため、従来の装置の形態を廃止して、回転型の電気スイッチのような形態とすることも行われている。

【0004】

しかし、モータースポーツが盛んな欧州の国民や、日本国内でもモータースポーツの愛好者の間では、エンジン車のマニュアルトランスミッション（ＭＴ）と同様のシフトパターンを持つシフトレバー装置への郷愁が強くあり、電気自動車を運転する際にもＭＴシフトレバーを操作する感覚を求める傾向がある。しかしそのような電気自動車用シフトレバー装置は知られていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第６１１５６９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、ＭＴシフトレバーを操作する感覚が得られる電気自動車用シフトレバー装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するためになされた本発明の電気自動車用シフトレバー装置は、内部に球軸受を備えたリテーナと、前記球軸受に保持される球軸を中心として、シフト方向及びセレクト方向に揺動可能なレバー本体と、前記リテーナの下部に配置されたポジションセンサーユニットとを備え、前記ポジションセンサーユニットは、ケースの内部をセレクト方向にスライドできるスライダと、このスライダ上をシフト方向にスライドできる磁石と、ケースの底面に配置されて前記磁石の位置を検出するセンサー基板と、ケースの上面に配置されたＭＴシフトパターンのディテントプレートとを備え、前記磁石は前記ディテントプレートを貫通してケースの内部に延びるレバー本体の下端に係合していることを特徴とするものである。

【0008】

前記センサー基板は、前記レバー本体の下端の磁石を検出するセンサーＩＣを配置したものであることが好ましい。

【0009】

また前記レバー本体は、シフト操作したときシフト面内で揺動するシフト用ベルクランクを備え、その先端に設けられたシフト用節度ピンを、リテーナに固定されたシフト用節度山に当接させてシフト方向のポジション保持を行わせるものであることが好ましい。

【0010】

また前記レバー本体は、セレクト操作したときセレクト面内で揺動するセレクト用ベルクランクを備え、その先端に設けられたセレクト用節度ピンを、リテーナに固定されたセレクト用節度山に当接させてセレクト方向のポジション保持を行わせるものであることが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明の電気自動車用シフトレバー装置によれば、レバー本体をＭＴシフトパターンのディテントプレートにガイドさせつつ操作することにより、ポジションセンサーユニットのセンサー基板が操作ポジションを検知し、その出力によって駆動源である電動モータを制御することができる。このため、ＭＴシフトレバーを操作する感覚で電気自動車を運転することができる。また、シフト方向及びセレクト方向のポジション保持を行わせることができる構造とすることによって、さらにエンジン車のＭＴシフトレバー操作に近い感覚を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】従来のエンジン車用のＭＴシフトレバー装置を示す斜視図である。

【図2】ＭＴシフトレバーのシフトパターン図である。

【図3】実施形態の電気自動車用シフトレバー装置を示す側面図である。

【図4】実施形態の電気自動車用シフトレバー装置の内部構造を示す側面図である。

【図5】実施形態の電気自動車用シフトレバー装置の断面図である。

【図6】レバー本体とポジションセンサーユニットとの関係を示す斜視図である。

【図7】ポジションセンサーユニットの分解図である。

【図8】ポジションセンサーユニットの上面のディテントプレートを示す斜視図である。

【図9】レバー本体の全体を示す斜視図である。

【図10】レバー本体が車両の前方にシフト操作された状態を示す断面図である。

【図11】レバー本体が車両の左側にセレクト操作された状態を示す断面図である。

【図12】シフト操作用のポジション保持構造を示す斜視図である。

【図13】セレクト操作用のポジション保持構造を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

実施形態の説明に先立ち、図１を参照しつつ従来のエンジン車用のＭＴシフトレバー装置を簡単に説明する。
図１に示すように、シフト方向（車両前後方向）及びセレクト方向（車両横方向）に揺動可能なレバー本体１が、リテーナ２に保持されている。リテーナ２の内部にはシフトアーム３とセレクトアーム４が設けられており、それらの先端には図示を略したシフトケーブルとセレクトケーブルの一端が取り付けられている。これらのシフトコントロールケーブルの他端は図示を略したトランスミッションに接続されている。レバー本体１をシフト方向やセレクト方向に操作するとシフトアーム３やセレクトアーム４が車両の前後方向に動かされ、シフトコントロールケーブルを介して、レバー本体１の操作がトランスミッションに伝えられる。

【0014】

図２はＭＴシフトレバーのシフトパターンの一例を示す図である。中央にＮポジションがあり、車両前方側にＲ、１速、３速、５速の各ポジションが配置され、車両後方側に２速、４速、６速の各ポジションが配置されている。以下に説明する本発明の実施形態においても、図２と同じシフトパターンが用いられているが、シフトパターンは図２のパターンに限定されないことはいうまでもない。

【0015】

図３は実施形態の電気自動車用シフトレバー装置を示す側面図、図４はその内部構造を示す側面図、図５はその断面図である。これらの図において、１０は中空のリテーナであり、１１はレバー本体である。図５に示されるようにリテーナ１０の内部には球軸受１２が設けられており、レバー本体１１の中央よりやや下方位置には、この球軸受１２に保持される球軸１３が設けられている。レバー本体１１はこの球軸１３を中心としてシフト方向及びセレクト方向に揺動可能である。

【0016】

リテーナ１０の下部には、図６に示すポジションセンサーユニット１４が配置されている。図７はポジションセンサーユニット１４の分解図である。図７に示されるように、ポジションセンサーユニット１４は、上面が開口した四角形のケース１５と、センサー基板１６と、スライダ１７と、磁石１８と、カバー１９とを備えている。さらにケース１５の上面には、図８に示すようにディテントプレート２０が配置されている。ディテントプレート２０にはＭＴシフトパターンに対応する貫通孔が形成されている。

【0017】

レバー本体１１の下端には、図９に示すように細径のロッド２１を介してボールジョイント２２が設けられており、磁石１８の上面に形成された筒状部２３がこのボールジョイント２２に嵌まっている。細径のロッド２１はディテントプレート２０の貫通孔を貫通してポジションセンサーユニット１４の内部に達している。このため、レバー本体１１はディテントプレート２０の貫通孔によって動きを規制され、ＭＴシフトパターンに対応する操作のみが可能となる。

【0018】

ポジションセンサーユニット１４のケース１５のシフト方向の前後両側には、セレクト方向に延びる段部２４が形成されている。スライダ１７には一方の段部２４の上に乗る突部２６と、反対側の段部２４の上に乗る突部２７とが形成されている。このためスライダ１７はケース１５の内部でセレクト方向にスライドすることができる。さらにスライダ１７には、シフト方向に延びる長溝２８が形成されており、直方体状の磁石１８がこの長溝２８の内部をシフト方向にスライドすることができる。この構造により、レバー本体１１がディテントプレート２０の貫通孔に規制されながら動くと、レバー本体１１の下端に取付けられた磁石１８がケース１５の内部で、シフト方向及びセレクト方向に移動することとなる。

【0019】

ケース１５の底面には、センサー基板１６が固定されている。図７に示すように、センサー基板１６には前後２列にセンサーＩＣ２９が配置されており、磁石１８がその直上位置に来ると磁力を感知し、電気信号を出力する。参考のため、図１０にレバー本体１１が車両前方側に操作された状態の断面図を示し、図１１にレバー本体１１が車両左側のリバースポジションに操作された状態の断面図を示す。

【0020】

図１に示した従来のエンジン車用のＭＴシフトレバー装置においては、トランスミッションとの間がシフトコントロールケーブルにより接続されているため、トランスミッション側にシフトレバー装置のポジション保持機能を持たせることができた。しかしトランスミッションが存在しない電気自動車においては、シフトレバー装置自体にポジション保持機能を持たせる必要がある。以下にこのポジション保持機能を実現するための構造を説明する。

【0021】

図１２に示すように、リテーナ１０の片側にシフト用ベルクランク３０が支持されている。図５の断面図に示されるように、リテーナ１０の側面に短軸３１が設けられており、シフト用ベルクランク３０の上部がこの短軸３１に軸支されている。短軸３１の中心線は前記した球軸受１２及び球軸１３の中心を通る。また、シフト用ベルクランク３０の下部には内側に屈曲された屈曲片３２が設けられ、この屈曲片３２の貫通孔３３にレバー本体１１が貫通している。このため、レバー本体１１をシフト操作すると、その動きに追従してシフト用ベルクランク３０は短軸３１を中心としてシフト方向に揺動する。

【0022】

シフト用ベルクランク３０の先端には、シフト用節度ピン３４が設けられている。このシフト用節度ピン３４の基部はシフト用ベルクランク３０の内部に収納され、図示を略したスプリングによって突出方向に弾発されている。図３に示すように、リテーナ１０の側方にはシフト用節度山３５が設けられている。シフト用節度山３５は中央と上下の３か所がくぼんだ形状であり、シフト用節度ピン３４がシフト用節度山３５にスプリングの弾発力により当接している。

【0023】

図３に示すようにレバー本体１１がＮポジションにあるときにはシフト用節度ピン３４はシフト用節度山３５の中央のくぼみ３６に入っているが、レバー本体１１を前方又は後方にシフト操作すると、シフト用節度ピン３４は上下のくぼみ３７、３８に入る。その途中の位置ではシフト用節度ピン３４はスプリングを圧縮しながらシフト用節度山３５の山を乗り越えることとなる。このためレバー本体１１はこれらのくぼみに対応する中央、前方、後方の３か所で安定に保持され、シフトレバーのシフト操作に節度感を得ることができる。次に、セレクト方向のポジション保持機能を説明する。

【0024】

図４と図１３に示すように、リテーナ１０の片側にセレクト用ベルクランク４０が回転軸４１を中心として回転できるように軸支されている。セレクト用ベルクランク４０はシフト用ベルクランク３０の反対側にある。図５の断面図に示されるように、前記した球軸１３は側方に延びるアーム４２を備えており、その先端の球状部４３がセレクト用ベルクランク４０の中間位置にある係合孔４４に係合している。図１１に示すようにレバー本体１１をセレクト操作すると、アーム４２は球軸１３を中心として上下方向に揺動するので、セレクト用ベルクランク４０は回転軸４１を中心として上下に揺動する。

【0025】

セレクト用ベルクランク４０の先端にはセレクト用節度ピン４５が設けられている。このセレクト用節度ピン４５もシフト用節度ピン３４と同様、図示を略したスプリングによって突出方向に弾発されている。図４に示すように、リテーナ１０の側方にはセレクト用節度山４６が設けられている。このセレクト用節度山４６は中央がくぼんだ形状であり、その上方は斜面４７となっており、下方は中央がやや膨らんだ斜面４８，４９となっている。

【0026】

レバー本体１１がＮポジションにあるときには、図４に示すようにセレクト用節度ピン４５はセレクト用節度山４６の中央のくぼみ５０に入っているが、５速、６速に入れるためにレバー本体１１を車両の右方向にセレクト操作すると、セレクト用節度ピン４５は上方はなだらかな斜面４７に当接し、スプリングの弾発力によって中央に押し戻す反力を生ずる。このためＮポジションから右方向にセレクト操作を行った状態でレバー本体１１から手を離すと、Ｎポジションの方向に戻される。しかし５速または６速にシフト操作すれば、それらの位置でポジションが保持される。

【0027】

またレバー本体１１をＮポジションから車両の左方向にセレクト操作すると、セレクト用節度ピン４５は斜面４８に当接し、やはりスプリングの弾発力によって中央に押し戻す反力を生ずる。しかし１速又は２速に入れるためにシフト操作すれば、それらの位置でポジションが保持される。なお、Ｒポジションに入れるためにさらに車両の左方向にセレクト操作すると、セレクト用節度ピン４５は斜面４８を乗り越えて斜面４９に当接する。このため中央に押し戻す反力はなくなり、Ｒポジションにシフト操作すればＲポジションで安定的に保持される。

【0028】

以上に説明したように、本発明の電気自動車用シフトレバー装置によれば、エンジン車のマニュアルトランスミッションと同様のシフトパターンでレバー本体１１を操作することができ、ＭＴシフトレバーを操作する感覚を得ることができる。

【符号の説明】

【0029】

１ レバー本体（従来技術）
２ リテーナ
３ シフトアーム
４ セレクトアーム
１０ リテーナ（以下、本発明）
１１ レバー本体
１２ 球軸受
１３ 球軸
１４ ポジションセンサーユニット
１５ ケース
１６ センサー基板
１７ スライダ
１８ 磁石
１９ カバー
２０ ディテントプレート
２１ ロッド
２２ ボールジョイント
２３ 筒状部
２４ 段部
２６ 突部
２７ 突部
２８ 長溝
２９ センサーＩＣ
３０ シフト用ベルクランク
３１ 短軸
３２ 屈曲片
３３ 貫通孔
３４ シフト用節度ピン
３５ シフト用節度山
３６ 中央のくぼみ
３７ 上方のくぼみ
３８ 下方のくぼみ
４０ セレクト用ベルクランク
４１ 回転軸
４２ アーム
４３ 球状部
４４ 係合孔
４５ セレクト用節度ピン
４６ セレクト用節度山
４７ 斜面
４８ 斜面
４９ 斜面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】