特開 2024-11084 シフト装置

(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】P2024011084

(43)【公開日】2024-01-25

(54)【発明の名称】シフト装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 20/02 20060101AFI20240118BHJP

   B60K 20/06 20060101ALI20240118BHJP

【ＦＩ】

B60K20/02 A

B60K20/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022112782

(22)【出願日】2022-07-13

(71)【出願人】

【識別番号】000003551

【氏名又は名称】株式会社東海理化電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】今井 裕作

(72)【発明者】

【氏名】水野 弘規

(72)【発明者】

【氏名】山村 敬博

【テーマコード（参考）】

3D040

【Ｆターム（参考）】

3D040AA03

3D040AA10

3D040AA24

3D040AA33

3D040AB01

3D040AC02

3D040AC36

3D040AD04

3D040AD05

3D040AD15

3D040AF07

(57)【要約】

【課題】シフト体の位置の自由度を大きくする。
【解決手段】シフト装置１０では、ノブ１８が回転されて、回転シャフト２６が回転される。ここで、後プレート１２Ｂが回転シャフト２６を支持しており、後プレート１２Ｂとは別のベース１４がノブ１８を支持して、ノブ１８の位置が設定されている。このため、ベース１４を変更することで、ノブ１８の位置を変更でき、ノブ１８の位置の自由度を大きくできる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転されてシフト位置が変更されるシフト体と、
前記シフト体が回転されて回転される回転部と、
前記回転部を支持する支持体と、
前記シフト体を支持して前記シフト体の位置が設定される設定体と、
を備えるシフト装置。

【請求項2】

前記シフト体の回転軸方向と前記回転部の回転軸方向との角度が変更可能にされる請求項１記載のシフト装置。

【請求項3】

前記シフト体に設けられる接続部と、
前記回転部に設けられ、前記接続部が接続される被接続部と、
を備え、前記接続部及び前記被接続部の一方の周面が球面状にされると共に、前記接続部及び前記被接続部の他方に前記接続部及び前記被接続部の一方が収容される請求項１記載のシフト装置。

【請求項4】

前記設定体に設けられ、前記シフト体をシフト位置側に付勢する付勢部を備える請求項１記載のシフト装置。

【請求項5】

前記設定体が前記支持体に固定される請求項１記載のシフト装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シフト体が回転されてシフト位置が変更されるシフト装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１に記載のロータリシフタでは、ノブが回転されて、プランジャハウジングが回転される。また、プランジャハウジングがパッケージハウジングに支持されている。

【0003】

ここで、このロータリシフタでは、ノブがプランジャハウジングに固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１９／００４９００２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記事実を考慮し、シフト体の位置の自由度を大きくできるシフト装置を得ることが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１態様のシフト装置は、回転されてシフト位置が変更されるシフト体と、前記シフト体が回転されて回転される回転部と、前記回転部を支持する支持体と、前記シフト体を支持して前記シフト体の位置が設定される設定体と、を備える。

【0007】

本発明の第２態様のシフト装置は、本発明の第１態様のシフト装置において、前記シフト体の回転軸方向と前記回転部の回転軸方向との角度が変更可能にされる。

【0008】

本発明の第３態様のシフト装置は、本発明の第１態様又は第２態様のシフト装置において、前記シフト体に設けられる接続部と、前記回転部に設けられ、前記接続部が接続される被接続部と、を備え、前記接続部及び前記被接続部の一方の周面が球面状にされると共に、前記接続部及び前記被接続部の他方に前記接続部及び前記被接続部の一方が収容される。

【0009】

本発明の第４態様のシフト装置は、本発明の本発明の第１態様～第３態様の何れか１つのシフト装置において、前記設定体に設けられ、前記シフト体をシフト位置側に付勢する付勢部を備える。

【0010】

本発明の第５態様のシフト装置は、本発明の第１態様～第４態様の何れか１つのシフト装置において、前記設定体が前記支持体に固定される。

【発明の効果】

【0011】

本発明の第１態様のシフト装置では、シフト体が回転されて、シフト位置が変更されると共に、回転部が回転される。また、支持体が回転部を支持する。

【0012】

ここで、設定体がシフト体を支持して、シフト体の位置が設定される。このため、設定体を変更することで、シフト体の位置を変更でき、シフト体の位置の自由度を大きくできる。

【0013】

本発明の第２態様のシフト装置では、シフト体の回転軸方向と回転部の回転軸方向との角度が変更可能にされる。このため、設定体を変更することで、シフト体の回転軸方向と回転部の回転軸方向との角度を変更できる。

【0014】

本発明の第３態様のシフト装置では、シフト体の接続部が回転部の被接続部に接続される。さらに、接続部及び被接続部の一方の周面が球面状にされると共に、接続部及び被接続部の他方に接続部及び被接続部の一方が収容する。このため、シフト体が回転されて、回転部が回転される際に、接続部と被接続部とが干渉することを抑制できる。

【0015】

本発明の第４態様のシフト装置では、設定体の付勢部がシフト体をシフト位置側に付勢する。このため、設定体を変更することで、シフト体への付勢力を変更できる。

【0016】

本発明の第５態様のシフト装置では、設定体が支持体に固定される。このため、設定体と支持体との間に他の部材が設けられないことで、構成を簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施形態に係るシフト装置を示す左斜め前方から見た斜視図であり、（Ａ）は、全体を示し、（Ｂ）は、前プレートを外した状態を示している。

【図2】本発明の実施形態に係るシフト装置のベースカバー及びノブカバーを外した状態を示す左斜め前方から見た斜視図である。

【図3】本発明の実施形態に係るシフト装置におけるプレート内を示す前方から見た前面図である。

【図4】本発明の実施形態に係るシフト装置の主要部を示す下方から見た側面図である。

【図5】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施形態に係るシフト装置のノブ及びベースを示す斜視図であり、（Ａ）は、左斜め前方から見た図であり、（Ｂ）は、前斜め下方から見た図である。

【図6】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施形態に係るシフト装置のベースを示す斜視図であり、（Ａ）は、左斜め前方から見た図であり、（Ｂ）は、前斜め下方から見た図である。

【図7】本発明の実施形態に係るシフト装置における回転シャフト及び回転検出機構を示す後側から見た斜視図である。

【図8】（Ａ）～（Ｃ）は、本発明の実施形態に係るシフト装置におけるノブ及び回転シャフトを示す左斜め前方から見た斜視図であり、（Ａ）は、ノブがＨ位置に配置される際を示し、（Ｂ）は、ノブがＤ位置に配置される際を示し、（Ｃ）は、ノブがＲ位置に配置される際を示している。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１（Ａ）には、本発明の実施形態に係るシフト装置１０の全体が左斜め前方から見た斜視図にて示されている。なお、図面では、シフト装置１０の前方を矢印ＦＲで示し、シフト装置１０の左方を矢印ＬＨで示し、シフト装置１０の上方を矢印ＵＰで示している。

【0019】

本実施形態に係るシフト装置１０は、車両（自動車）の車体側としてのステアリングコラム（図示省略）に取付けられており、シフト装置１０の前方、左方及び上方は、それぞれ車両の後側、左側及び上側に向けられている。

【0020】

図１（Ａ）に示す如く、シフト装置１０には、支持体としての樹脂製で略直方体形箱状のプレート１２が設けられており、プレート１２がステアリングコラムに取付けられて、シフト装置１０が車両に設置されている。プレート１２の前側部分には、略直方体形箱状の前プレート１２Ａが設けられており、前プレート１２Ａ内は、後側に開放されている。プレート１２の後側部分には、略直方体形箱状の後プレート１２Ｂが設けられており、後プレート１２Ｂ内は、前側に開放されている。プレート１２は、前プレート１２Ａと後プレート１２Ｂとが前後方向において組付けられて、構成されている。

【0021】

後プレート１２Ｂの左面には、略矩形板状の固定板１２Ｃ（図２及び図３参照）が一体に設けられており、固定板１２Ｃは、左方に延出されると共に、前後方向に垂直に配置されている。固定板１２Ｃの上下方向中央部は、後側に凹状にされており、固定板１２Ｃの上下方向中央部内は、左側及び前側に開放されている。

【0022】

後プレート１２Ｂの左側には、設定体としてのブロック状のベース１４（継手部材、図２及び図６参照）が設けられている。ベース１４の右側部分は、前面視Ｕ字状の固定部１４Ａにされており、ベース１４は、固定部１４Ａにおいて、後プレート１２Ｂの固定板１２Ｃの前側に固定されている。固定部１４Ａ内は、右側、前側及び後側に開放されており、固定部１４Ａ内は、固定板１２Ｃの上下方向中央部内に連通されている。ベース１４の左側部分は、略円筒状の設定部１４Ｂにされており、設定部１４Ｂは、内部がベース１４の固定部１４Ａ内に連通されると共に、軸方向が左方へ向かうに従い前方へ向かう方向に傾斜されている。ベース１４は、略四角錐台形筒状のベースカバー１６によって被覆されており、ベースカバー１６は、後プレート１２Ｂの左側に固定されている。

【0023】

ベース１４の設定部１４Ｂの左端面の上部及び下部には、付勢部（節度部）としての湾曲板状の付勢片１４Ｃが一体に設けられており、付勢片１４Ｃは、左側に突出されると共に、設定部１４Ｂの周方向に沿って湾曲されている。付勢片１４Ｃの左側面には、断面略Ｖ字形凹状の付勢面１４Ｄが形成されており、付勢面１４Ｄは、中央部（設定部１４Ｂ周方向の中央部）から両外側部（設定部１４Ｂ周方向の両外側部）へ向かうに従い左側へ向かう方向に傾斜されている。

【0024】

設定部１４Ｂ内には、シフト体としての柱状のノブ１８が支持されており、ノブ１８には、シフト本体としての柱状のノブ本体２０（図２及び図４参照）が設けられている。ノブ本体２０の左側部分は、略楕円柱状にされると共に、ノブ本体２０の右側部分は、略円柱状にされており、ノブ本体２０の左側部分と右側部分とは、同軸上に配置されている。ノブ本体２０の右側部分は、設定部１４Ｂ内に同軸上に嵌合されており、これにより、ノブ１８が所定範囲で回転可能に支持されて、ノブ１８の回転軸方向が左方へ向かうに従い前方へ向かう方向に傾斜されている。ノブ本体２０の左側部分は、略楕円筒状のノブカバー２２によって被覆されており、ノブカバー２２は、ノブ本体２０の左側部分に固定されている。

【0025】

ノブ１８は、車両の乗員（特に運転者）によって、ノブカバー２２を把持されて回転可能にされている。ノブ１８は、シフト位置としてのＨ位置（ホーム位置）に配置されており、ノブ１８がＨ位置から一方向Ａ（図１（Ａ）等参照）に回転されて、ノブ１８がシフト位置としてのＲ位置（リバース位置）に配置されると共に、ノブ１８がＨ位置から他方向Ｂ（図１（Ａ）等参照）に回転されて、ノブ１８がシフト位置としてのＤ位置（ドライブ位置）に配置される。

【0026】

ノブ本体２０の左側部分の上部及び下部には、円柱状の付勢孔２０Ｃ（図５の（Ａ）及び（Ｂ）参照）が形成されており、付勢孔２０Ｃは、ノブ本体２０の軸方向に平行に配置されると共に、右側に開放されている。付勢孔２０Ｃには、付勢部材（節度部材）としての略円柱状の付勢ピン２０Ｄが同軸上に嵌合されており、付勢ピン２０Ｄの先端面（右側端面）は、凸状に湾曲されている。付勢孔２０Ｃには、付勢ピン２０Ｄより左側において、付勢手段としての圧縮コイルスプリング２０Ｅが挿入されており、圧縮コイルスプリング２０Ｅは、付勢孔２０Ｃの底面（左側端面）と付勢ピン２０Ｄの基端面（左側端面）との間に掛渡されて、付勢ピン２０Ｄを右側に付勢している。付勢ピン２０Ｄの先端面は、圧縮コイルスプリング２０Ｅの付勢力により、ベース１４（付勢片１４Ｃ）の付勢面１４Ｄの中央部に当接されており、これにより、ノブ１８が、Ｈ位置側に付勢されて、Ｈ位置に保持されている。ノブ１８がＨ位置から一方向Ａ及び他方向Ｂに回転される際には、付勢ピン２０Ｄが圧縮コイルスプリング２０Ｅの付勢力に抗して付勢面１４Ｄの中央部から外側部に移動されることで、ノブ１８に回転抗力が作用される。ノブ１８がＨ位置以外の位置に回転された際に、ノブ１８への回転力の作用が解除された場合には、付勢ピン２０Ｄが圧縮コイルスプリング２０Ｅの付勢力により付勢面１４Ｄの外側部から中央部に移動されて、ノブ１８がＨ位置に回転（復帰）される。

【0027】

ノブ本体２０の右端部の前側には、略矩形柱状の回転接続片２０Ａ（図２及び図４参照）が一体に設けられており、回転接続片２０Ａは、ノブ本体２０の軸方向と平行に配置されている。回転接続片２０Ａは、ノブ本体２０から右側に延出されて、ベース１４の固定部１４Ａ内に挿入されており、回転接続片２０Ａの先端部（右端部）には、接続部としての球状の回転接続部２０Ｂが形成されている。

【0028】

後プレート１２Ｂ内には、回転部としての略円筒状の回転シャフト２６（図３及び図４参照）が回転可能に支持されており、回転シャフト２６の軸方向は、左右方向にされている。回転シャフト２６は、後プレート１２Ｂの左壁を回転可能に貫通しており、回転シャフト２６の左端部は、後プレート１２Ｂの左側における固定板１２Ｃの上下方向中央部内及びベース１４の固定部１４Ａ内に配置されている。

【0029】

回転シャフト２６の左端部の前側には、被接続部としてのＵ字形枠状の回転接続枠２６Ａ（図２及び図４参照）が一体に設けられており、回転接続枠２６Ａは、回転シャフト２６から左側に延出されて、ベース１４の固定部１４Ａ内に挿入されている。回転接続枠２６Ａ内は、左方、前方及び後方に開放されており、回転接続枠２６Ａ内の上面及び下面は、上下方向に垂直に配置されている。回転接続枠２６Ａ内には、ノブ１８（ノブ本体２０）の回転接続片２０Ａが挿入されており、回転接続片２０Ａの回転接続部２０Ｂは、回転接続枠２６Ａ内の上面と下面との間に嵌合されている。ノブ１８が回転されて、回転接続部２０Ｂが回転された際には、回転接続部２０Ｂと一体に回転接続枠２６Ａが回転されて、回転シャフト２６が回転される（図８の（Ａ）～（Ｃ）参照）。

【0030】

回転シャフト２６の右部の前側には、略矩形板状の接続板２８が固定されており、接続板２８は、回転シャフト２６の周方向に沿って湾曲されると共に、回転シャフト２６の前端部を被覆している。接続板２８の右端部には、略円柱状の回転片２８Ａが一体に設けられており、回転片２８Ａは、前方に延出されると共に、先端部（前端部）の周面が球面状にされている。

【0031】

後プレート１２Ｂ内には、回転シャフト２６の右側において、回転検出機構３２（図３及び図７参照）が設けられている。

【0032】

後プレート１２Ｂの底壁（後壁）には、回転中間部としての回転体３４が回転可能に支持されており、回転体３４の回転軸方向は、前後方向にされている。回転体３４には、矩形板状の回転板３４Ａが一体に設けられており、回転板３４Ａは、左側に延出されると共に、矩形状の回転孔３４Ｂが貫通形成されている。回転孔３４Ｂには、回転シャフト２６（接続板２８）の回転片２８Ａ先端部が挿入されており、回転孔３４Ｂには、回転片２８Ａの先端部が上下方向において嵌合されている。回転シャフト２６が回転されて、回転片２８Ａが回転された際には、回転片２８Ａの先端部と一体に回転板３４Ａが回転されて、回転体３４が回転される。回転体３４には、扇形板状の回転ギヤ板３４Ｃが一体に設けられており、回転ギヤ板３４Ｃは、右側に延出されている。

【0033】

後プレート１２Ｂの底壁には、回転体３４の右側において、検出回転部としての略円柱状の回転マグネット体３６が回転可能に支持されており、回転マグネット体３６の回転軸方向は、前後方向にされている。回転マグネット体３６の後側部分には、回転ギヤ３６Ａが同軸上に設けられており、回転ギヤ３６Ａには、回転体３４の回転ギヤ板３４Ｃの外周が噛合されている。回転体３４が回転されて、回転ギヤ板３４Ｃが回転された際には、回転ギヤ３６Ａが回転されて、回転マグネット体３６が回転される。また、回転ギヤ３６Ａの回転半径は、回転ギヤ板３４Ｃ外周の回転半径に比し小さくされている。回転マグネット体３６の前側部分には、円柱状の回転マグネット３６Ｂが同軸上に固定されており、回転マグネット３６Ｂは、回転マグネット体３６と一体回転される。

【0034】

後プレート１２Ｂ内の前端部には、検出体としての略矩形板状の回路基板４４（図１（Ｂ）及び図４参照）が固定されており、回路基板４４は、前後方向に垂直に配置されて、回転シャフト２６の軸方向（回転軸方向）に沿って配置されている。回路基板４４には、回転検出機構３２（回転マグネット体３６）の回転マグネット３６Ｂとの対向部分において、回転検出部としての回転センサ（図示省略）が設けられており、回転センサは、回転マグネット３６Ｂが発生する磁界の方向を検出して、回転マグネット体３６（回転マグネット３６Ｂ）の回転位置を検出する。

【0035】

回路基板４４（回転センサ）は、車両の制御装置４６に電気的に接続されており、制御装置４６には、車両の変速機４８（自動変速機）が電気的に接続されている。

【0036】

次に、本実施形態の作用を説明する。

【0037】

以上の構成のシフト装置１０では、ノブ１８がＨ位置から一方向Ａに回転されて、ノブ１８がＲ位置に配置されると共に、ノブ１８がＨ位置から他方向Ｂに回転されて、ノブ１８がＤ位置に配置される。

【0038】

ノブ１８が回転された際には、ノブ１８の回転接続部２０Ｂが回転されて、回転接続部２０Ｂと一体に回転シャフト２６の回転接続枠２６Ａが回転されることで、回転シャフト２６が回転される。そして、回転シャフト２６が回転された際には、回転検出機構３２において、回転体３４が回転されて、回転マグネット体３６が回転される。さらに、回路基板４４の回転センサが回転マグネット体３６の回転位置を検出することで、回転体３４の回転位置、回転シャフト２６の回転位置及びノブ１８の回転位置が検出されて、ノブ１８のシフト位置が検出される。

【0039】

ノブ１８のシフト位置がＲ位置又はＤ位置に変更されたことが検出された際には、それぞれ、制御装置４６の制御により、変速機４８のシフトレンジがＲレンジ（リバースレンジ）又はＤレンジ（ドライブレンジ）に変更される。

【0040】

ここで、後プレート１２Ｂが回転シャフト２６を支持しており、後プレート１２Ｂとは別のベース１４の設定部１４Ｂがノブ１８のノブ本体２０を支持して、ノブ１８の位置が設定されている。このため、ベース１４を変更することで、ノブ１８の位置を変更でき、ノブ１８の位置の自由度を大きくできる。

【0041】

さらに、ノブ１８の回転接続部２０Ｂが回転シャフト２６の回転接続枠２６Ａに接続されて、ノブ１８の回転軸方向と回転シャフト２６の回転軸方向との角度が変更可能にされている。このため、ベース１４を変更して、ベース１４における設定部１４Ｂ軸方向の傾斜角度を変更することで、ノブ１８の回転軸方向の傾斜角度（ノブ１８の回転軸方向と回転シャフト２６の回転軸方向との角度）を変更できる。

【0042】

しかも、ノブ１８の回転接続部２０Ｂの周面が球面状にされると共に、回転シャフト２６の回転接続枠２６Ａ内に回転接続部２０Ｂが嵌合（収容）されている。このため、ノブ１８の回転軸方向が回転シャフト２６の回転軸方向に対し傾斜される場合でも、ノブ１８が回転されて、回転シャフト２６が回転される際に、回転接続部２０Ｂと回転接続枠２６Ａとが干渉することを抑制できる。

【0043】

また、ベース１４の付勢片１４Ｃ（付勢面１４Ｄ）が、ノブ１８の付勢ピン２０Ｄ及び圧縮コイルスプリング２０Ｅと共に、ノブ１８をＨ位置側に付勢する。このため、ベース１４を変更して、付勢面１４Ｄの中央部から外側部への傾斜角度を変更することで、ノブ１８のＨ位置側への付勢力を変更できる。

【0044】

さらに、ベース１４（固定部１４Ａ）が後プレート１２Ｂ（固定板１２Ｃ）に固定されている。このため、ベース１４と後プレート１２Ｂとの間に他の部材が設けられないことで、構成を簡単にできる。

【0045】

なお、本実施形態では、ベース１４に付勢片１４Ｃ（付勢面１４Ｄ）が設けられると共に、ノブ１８に付勢ピン２０Ｄ及び圧縮コイルスプリング２０Ｅが設けられる。しかしながら、ベース１４に付勢ピン２０Ｄ及び圧縮コイルスプリング２０Ｅ（付勢部）が設けられると共に、ノブ１８に付勢片１４Ｃ（付勢面１４Ｄ）が設けられてもよい。

【0046】

さらに、本実施形態では、ノブ１８の回転接続部２０Ｂ（接続部）の周面が球面状にされると共に、回転シャフト２６の回転接続枠２６Ａ（被接続部）に回転接続部２０Ｂ（接続部）が嵌合（収容）される。しかしながら、回転シャフト２６の被接続部の周面が球面状にされると共に、ノブ１８の接続部に被接続部が嵌合（収容）されてもよい。

【0047】

また、本実施形態では、シフト装置１０が車両のステアリングコラムに設置される。しかしながら、シフト装置１０が車両の他の部分（インストルメントパネル又はコンソール等）に設置されてもよい。

【符号の説明】

【0048】

１０・・・シフト装置、１２・・・プレート（支持体）、１４・・・ベース（設定体）、１４Ｃ・・・付勢片（付勢部）、１８・・・ノブ（シフト体）、２０Ｂ・・・回転接続部（接続部）、２６・・・回転シャフト（回転部）、２６Ａ・・・回転接続枠（被接続部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】