JP2003185018A

JP2003185018A - 自動変速機用ギアセレクタのアクチュエータ及びパーキング装置

Info

Publication number: JP2003185018A
Application number: JP2001382102A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Okubo; 正博大窪; Yasuhiko Eguchi; 康彦江口
Original assignee: Exedy Corp
Current assignee: Exedy Corp
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2003-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】伝達効率の高い減速機構を用いて大減速比・
大回転力が得られ、かつ軽量・コンパクト化が容易な自
動変速機用ギアセレクタのアクチュエータを提供する。【解決手段】このアクチュエータは、電動モータ２１
と、複数のピニオンギア３１と、複数のピニオンギア３
１を回転自在に支持するキャリア３２と、回転が禁止さ
れピニオンギア３１と噛み合う固定リングギア３３と、
ギアセレクタに連結されピニオンギア３１と噛み合うと
ともに固定リングギア３３と歯数が異なる出力リングギ
ア３４と、複数のピニオンギア３１と噛み合うとともに
電動モータ２１によって駆動されるサンギア３０とを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータ、
特に、自動変速機のギアセレクタを駆動するためのアク
チュエータに関する。また、本発明は、パーキング装
置、特に、変速機の出力軸に設けられたパーキングギア
をロックするパーキング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機を備えた車両においては、各
レンジ間で切り換えを行うために自動変速機側にセレク
トレバーが設けられている。そして、このセレクトレバ
ーはプッシュプルケーブルによって運転席のシフトタワ
ーと連結されている。そして、シフト操作は、運転者が
シフトタワーを操作することにより行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】自動変速機におけるシ
フト操作の操作性を良好にするために、シフトタワーと
自動変速機とを機械的に連結するのではなく、電気信号
による自動化されたシフト操作機構を用いるのが望まし
い。但し、パーキングレンジへの操作には比較的大きな
操作力が必要になるので、電動モータを用いたアクチュ
エータが必要になる。

【０００４】また、リアエンジン・リア駆動のバス用自
動変速機においては、前方の運転席のシフトタワーから
長いプッシュプルケーブルを自動変速機のセレクトレバ
ーに連結し、運転者がシフトタワーを操作することでＰ
−Ｒ−Ｄ−２−１のギアセレクト操作が行われるように
なっている。しかし、このような構成では、プッシュプ
ルケーブルが長いためにシフトタワーの節度感が得られ
ない。また、低床式バスにおいては、運転席から後部へ
プッシュプルケーブル等を引き回すのはスペース的に困
難となる。

【０００５】さらに、特開平4-31153号公報に示された
ようなギアロックパーキング機構を重車両に装備した場
合、乗用車におけるような力ではパーキングを解除する
ことができなくなる。特に、坂道をころがり降りようと
する大きな力がパーキングギアを介してパーキングカム
に作用するために、運転者の手の力でパーキングカムを
抜き、ロックを解除することが困難となる。

【０００６】そこで、このような場合には大減速比の減
速機構が必要となるが、この大減速比の減速機構をウォ
ームギア機構を利用して実現した場合、伝達効率が５０
％程度と悪く、所望の操作力（回転トルク）を得るため
に比較的大容量の電動モータが必要になる。したがっ
て、装置自体も大きくなる。さらに、ギアセレクタを所
定のポジションで維持するためには、モータに通電した
状態で回転を止めるようにしなければならず（通電スト
ール状態）、そのような状態を長い時間続けると、モー
タが焼けるという問題がある。

【０００７】本発明の課題は、電動モータを駆動源とし
て大減速比・大回転力が得られるアクチュエータを提供
し、ギアセレクタの操作性を向上することにある。本発
明の別の課題は、伝達効率の高い減速機構を用いて大減
速比・大回転力が得られ、かつ軽量・コンパクト化が容
易な自動変速機用ギアセレクタのアクチュエータを提供
することにある。

【０００８】本発明のさらに別の課題は、電動モータに
負荷をかけることなく所定のポジションで維持すること
が可能な自動変速機用ギアセレクタのアクチュエータを
提供することにある。本発明のさらに別の課題は、軽量
・コンパクト化が容易で、比較的小型の電動モータによ
り、その負荷をかけることなくパーキングロック及びそ
の解除を行うことができるパーキング装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る自動変速
機用ギアセレクタのアクチュエータは、自動変速機のギ
アセレクタを駆動するためのアクチュエータであって、
電動モータと、複数のピニオンギアと、複数のピニオン
ギアを回転自在に支持するキャリアと、回転が禁止され
ピニオンギアと噛み合う固定リングギアと、ギアセレク
タに連結されピニオンギアと噛み合うとともに固定リン
グギアと歯数が異なる出力リングギアと、複数のピニオ
ンギアと噛み合うとともに電動モータによって駆動され
るサンギアとを備えている。

【００１０】このアクチュエータでは、電動モータの回
転がサンギアに入力され、さらにサンギアから複数のピ
ニオンギアに伝達されて、複数のピニオンギアと噛み合
う出力リングギアから減速されてギアセレクタに出力さ
れる。このような遊星歯車構造を採用することによっ
て、コンパクトな構造で高減速比を得ることができる。
また、従来のネジ送り機構やウォームギア機構に比較し
て伝達効率が向上し、しかも耐久性が向上する。

【００１１】請求項２に係る自動変速機用ギアセレクタ
のアクチュエータは、請求項１のアクチュエータにおい
て、出力リングギアからピニオンギアに回転力が作用し
たときに、出力リングギアとピニオンギアとの間に作用
する第１歯面力と固定リングギアとピニオンギアとの間
に作用する第２歯面力との合力によってピニオンギアを
キャリアに対して回転させる回転モーメントが、ピニオ
ンギアの回転支持部の回転抵抗に基づく回転モーメント
よりも小さく設定されている。そして、出力リングギア
側からの駆動に対してピニオンギアがキャリアに対して
回転不能となっている。

【００１２】ここでは、出力リングギア側からの駆動に
対しては、出力リングギア及び固定リングギアとピニオ
ンギアとの噛み合い条件及びピニオンギアの回転抵抗を
適切に設定することによって、セルフロックをかけるこ
とができる。したがって、電動モータに通電することな
くギアセレクタを所定のポジションに維持できる。請求
項３に係る自動変速機用ギアセレクタのアクチュエータ
は、請求項２のアクチュエータにおいて、ピニオンギア
をキャリアに対して回転自在に支持するためのすべり軸
受をさらに備え、ピニオンギアとすべり軸受との間の摩
擦抵抗によりピニオンギアの回転支持部の回転抵抗を発
生させている。

【００１３】ここでは、ピニオンギアとすべり軸受との
間の摩擦抵抗によりピニオンギアの回転支持部に回転抵
抗が発生する。そして、この回転抵抗に基づく回転モー
メントが、各ギアとピニオンギアとの間に作用する歯面
力の合力によってピニオンギアをキャリアに対して回転
させる回転モーメント以上に設定されているので、出力
側からの駆動に対してピニオンギアがキャリアに対して
回転不能となり、セルフロックがかかる。

【００１４】請求項４に係る変速機のパーキング装置
は、変速機の出力軸に設けられたパーキングギアをロッ
クする装置であって、パーキングポールと、カムと、ア
クチュエータと、弾性部材とを備えている。パーキング
ポールは、一端側が変速機に回動自在に支持され、パー
キングギアに噛み合い可能な係止部を有するとともに、
自由端側に当接部を有している。カムは、パーキングポ
ールの当接部に当接するカム面を有し、パーキングポー
ルを回動させて係止部をパーキングギアに噛み合わせる
第１位置と、噛み合いを解除させる第２位置とを取り得
る。アクチュエータはカムを第１位置側に移動させるた
めの請求項２又は３のいずれかに記載のものである。弾
性部材はカムとアクチュエータとを弾性的に連結する部
材である。

【００１５】この装置では、パーキング状態でない場合
は、カムは第２位置に位置し、パーキングポールの係止
部とパーキングギアとの噛み合いは解除されている。パ
ーキング位置への操作が行われると、アクチュエータに
よってカムが第１位置側に移動させられる。このとき、
パーキングポールの係止部がパーキングポールの歯に噛
み合おうとするが、係止部が歯に当たる場合には正常な
噛み合いが行われない。このような状態では、アクチュ
エータからの回転は弾性部材に吸収され、カムは移動し
ない。そして、パーキングギアが回転し、パーキングギ
アとパーキングポールの係止部との噛み合いが可能にな
れば、カムが第１位置に移動する。この状態で、パーキ
ング状態がロックされる。

【００１６】ここで、アクチュエータの回転が弾性部材
に吸収されている状態では、弾性部材の弾性変形の反力
がアクチュエータに作用する。すなわち、アクチュエー
タには出力側からトルクが作用する。しかし、請求項２
又は３のアクチュエータででは、セルフロックをかける
ことができるので、カムに対する正方向側へのトルクを
維持でき、カムの移動のために電動モータに通電し続け
る必要がない。

【００１７】この装置では、軽量かつコンパクトなパー
キング装置を実現できるとともに、比較的容量の小さい
電動モータを用いてパーキングの解除操作が可能とな
り、しかも電動モータへの負荷を小さくすることができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］＜パーキング装置＞図１及び図２に本発明の第１実施形
態によるパーキング装置を示す。このパーキング装置
は、本発明の実施形態によるアクチュエータが採用され
るギアセレクタ１と、ギアセレクタ１によってパーキン
グロック及びその解除を行うパーキング機構２とを有し
ている。

【００１９】＜ギアセレクタ＞ギアセレクタ１は、図１
における上下方向に長く形成されたセレクトレバー５
と、セレクトレバー５の長手方向のほぼ中央部に連結さ
れたセレクトシャフト６と、セレクトシャフト６を回転
駆動するアクチュエータ２０（図３参照）とを有してい
る。セレクトレバー５の一端（図１において下端）に
は、自動変速機のコントロールバルブ７のマニュアルス
プール８が連結されている。ここで、両者の連結は、セ
レクトレバー５の揺動運動がマニュアルスプール８の直
線運動に変換できるような連結構造となっており、セレ
クトレバー５を回転させることによって、マニュアルス
プール８の各レンジ位置（Ｐ−Ｒ−Ｄ−２−１位置）を
選択できるようになっている。アクチュエータ２０につ
いては後述する。

【００２０】＜パーキング機構＞パーキング機構２は、
セレクトレバー５の他端（図１において上端）にロッド
ピン９を介して連結されたロッドナット１０と、パーキ
ングロッド１１と、パーキングカム１２とを有してい
る。ロッドピン９はセレクトレバー５の他端に圧入され
ており、ロッドナット１０は、このロッドピン９にロッ
ドピン９を軸として回転自在となるように挿入されてい
る。パーキングロッド１１は、一端がロッドナット１０
にねじ込まれ、他端がパーキングカム１２の中央部に形
成された孔（図示せず）に摺動自在に嵌め込まれてい
る。そして、ロッドナット１０とパーキングカム１２の
端面との間にはコイルスプリング１３が設けられ、この
コイルスプリング１３によってパーキングカム１２は図
１の左方に付勢されている。すなわち、セレクトレバー
５側の部材とパーキングカム１２とはコイルスプリング
１３を介して弾性的に連結されている。パーキングカム
１２は、前述のように、中央部に貫通孔が形成されてお
り、筒状の部材である。そして、パーキングカム１２の
外周面にはカム面が形成されており、このカム面は、小
径部と、一端側に形成されて小径部から外径が大きくな
る大径部とを有している。

【００２１】また、パーキング機構２は、図２に示すよ
うに、パーキングギア１５と、パーキングポール１６
と、固定部材１７とを有している。パーキングギア１５
は、自動変速機の出力シャフトにスプライン結合されて
おり、外周部には複数の歯が形成されている。パーキン
グポール１６は、一方向に長い部材であり、パーキング
ギア１５の下方に設けられ、基端側がピン１８により回
転自在に装着されている。パーキングポール１６の先端
（自由端）側には、長手方向と交差する方向の一方側
（図２において上方）に突出する係止部１６ａと、他方
側（図２において下方）に突出する当接部１６ｂとを有
している。係止部１６ａはパーキングギア１５の外周歯
に噛み合い可能であり、当接部１６ｂはパーキングカム
１２の外周カム面に当接している。なお、パーキングポ
ール１６の先端部上面には、ねじりバネ１９が先端部を
下方に押圧するように設けられており、これにより、振
動によりパーキングポール１６の係止部１６ａがパーキ
ングギア１５に接触するのを防止している。また、固定
部材１７はパーキングカム１２の下方に固定して設けら
れ、パーキングカム１２を支持している。

【００２２】＜アクチュエータ＞アクチュエータ２０を
図３に示す。このアクチュエータ２０は、図１で示され
たセレクトシャフト６を回転させるためのものであっ
て、電動モータ２１と、電動モータ２１からの回転をセ
レクトシャフト６に減速して伝達するための減速装置２
２とを有している。なお、セレクトシャフト６は、トラ
ンスミッションのハウジング２３に装着されたニードル
ベアリング２４により回転自在に支持されるとともに、
ピン２５により軸方向の移動が規制されている。

【００２３】電動モータ２１は減速装置２２のハウジン
グ２３の端面に取り付けられており、その出力軸２１ａ
が減速装置２２に連結されている。減速装置２２は、サ
ンギア３０と、３個の遊星ギア３１と、キャリア３２
と、固定リングギア３３と、出力リングギア３４とを有
している。サンギア３０は、歯数Ｚ_s1を有し、一端側が
電動モータ２１の出力軸２１ａに連結されて、他端側が
セレクトシャフト６にブッシュ３５を介して支持されて
いる。３個の遊星ギア３１は、それぞれ軸支ピン３６及
びブッシュ３７を介してキャリア３２に回転自在に支持
されており、サンギア３０と噛み合っている。固定リン
グギア３３及び出力リングギア３４は軸方向に並べて配
置されている。固定リングギア３３は、電動モータ２１
側に配置され、外周部に形成された凹凸部によりハウジ
ング２３に固定されてその回転が禁止されており、３個
の遊星ギア３１と噛み合っている。出力リングギア３４
は、固定リングギア３３の電動モータと逆側に配置され
るとともにセレクトシャフト６に圧入又はスプライン結
合により連結されており、３個の遊星ギア３１と噛み合
っている。そして、固定リングギア３３の歯数Ｚ_r1と出
力リングギア３４との歯数Ｚ_r2は、転位により互いに異
なっている。

【００２４】なお、キャリア３２に支持される遊星ギア
３１に対して、転位により歯数の異なる固定リングギア
３３（歯数Ｚ_r1）及び出力リングギア３４（歯数Ｚ_r2）
とサンギア３０（歯数Ｚ_s1）とが噛み合っているが、こ
れらのギア３３，３４，３０が遊星ギア３１に噛み合う
歯数の条件は、複数の遊星ギア３１の等分配置をｎ個と
すると以下のようになる。

【００２５】噛み合い条件（１）：（Ｚ_r1−Ｚ_r2）がｎ
の倍数であること噛み合い条件（２）：（Ｚ_r1＋Ｚ_s1）がｎの倍数である
ことこの実施形態では、遊星ギア３１の個数は「３」であ
り、固定リングギア３３と出力リングギア３４の歯数の
差は「３」に設定されている。また、出力リングギア３
４の回転数をＮout、電動モータ２１に連結されたサン
ギア３０の回転数をＮinとすると、Ｎout＝（１−Ｚ_r1／Ｚ_r2）×｛１／（１＋Ｚ_r1／
Ｚ_s1）｝×Ｎin となる。したがって、遊星ギア３１の等分配置が３個
（ｎ＝３）である本実施形態の場合において、Ｚ_r1＝６０、Ｚ_r2＝６３、Ｚ_s1＝１５とすれば、Ｎout＝０．００９５×Ｎin：減速比１０５となり、また、Ｚ_r1＝９０、Ｚ_r2＝９３、Ｚ_s1＝１５とすれば、Ｎout＝０．００４６×Ｎin：減速比２１７となる。

【００２６】ここで、セレクトレバー５をＰ位置に回転
させる場合の力はコイルスプリング１３に対抗する力で
よく、比較的小さい力で操作が可能である。一方、セレ
クトレバー５をＰ位置から他の位置に移動させる場合
は、パーキングギア１５からの回転力に比例してパーキ
ングポール１６をパーキングカム１２に押し付ける力が
作用し、パーキングポール１６、固定部材１７とパーキ
ングカム１２との間にはすべり摩擦抵抗が作用する。そ
して、パーキングギア１５の回転力は車両重量と坂道の
勾配が大きいほど大きくなることは周知であるので、通
常の乗用車では、セレクトレバー５の回転力が１０Ｎ・
ｍ（１ｋｇ・ｍ）程度となる。また、重車両の抜き力は
セレクトレバー５の回転力で２０〜２００Ｎ・ｍ（２〜
１０ｋｇ・ｍ）以上が必要となる。したがって、自動車
用小型電動モータのトルクが０．２〜２Ｎ・ｍ（０．０
２〜０．２ｋｇ・ｍ）のため、５０〜１５０の減速比が
必要となる。

【００２７】なお、この減速装置２２においては、セレ
クトレバー５及びセレクトシャフト６側から出力リング
ギア３４が駆動されたときに、セルフロックが作用し、
遊星ギア３１の回転が禁止されるように構成されている
が、その詳細の説明は動作説明において行う。なお、出
力リングギア３４の側面には角度検出用のピン４２が圧
入されており、このピン４２には、図４に示すようなレ
バー４３の切欠部４３ａがはめ込まれている。レバー４
３は回転角度センサ４４に装着されている。このような
構成により、出力リングギア３４の回転角度を検出し、
セレクトシャフト６及びセレクトレバー５の回転角度す
なわちスプール８の位置を検出するようにしている。

【００２８】＜動作＞ギアセレクト操作を行う場合は、
セレクトレバー５を回転させる必要がある。そこで、ギ
アセレクト操作においては、まず電動モータ２１を駆動
する。この電動モータ２１の回転は、減速装置２２に入
力され、サンギア３０、固定リングギア３３及び出力リ
ングギア３４の歯数によって決まる減速比（前述の例で
は「１０５」又は「２１７」）で減速される。減速され
た回転は出力リングギア３４に連結されたセレクトシャ
フト６に出力される。セレクトシャフト６が回転する
と、このセレクトシャフト６に固定されたセレクトレバ
ー５が回転し、その先端に固定されたピンによってマニ
ュアルスプール８が移動させられる。これによりギアセ
レクト操作が行われる。

【００２９】ここで、マニュアルスプール８の位置は、
出力リングギア３４の回転角度をセンサ４４で検出する
ことにより検出されており、このセンサ４４の検出出力
により、出力リングギア３４が所定角度回転したことが
検出されれば、すなわちマニュアルスプール８の位置が
所定の位置に達したことが検出されれば、電動モータ２
１の回転が停止させられる。電動モータ２１の回転が停
止している間は、電動モータ２１への電力は供給されて
いない。

【００３０】次にパーキング位置へのセレクト動作につ
いて詳細に説明する。セレクトレバー５がＰ位置に回転
させられると、パーキングロッド１１がパーキングポー
ル１６の方向（図１において左方）に移動する。このパ
ーキングロッド１１の移動によってコイルスプリング１
３が縮められ、これによりパーキングカム１２が同様に
パーキングポール１６の方向に押される。パーキングカ
ム１２の上面にはパーキングポール１６の先端が当接し
ているので、パーキングカム１２が移動すれば、パーキ
ングポール１６との当接部が小径部から大径部に移行す
ることになり、パーキングポール１６の先端は上方に押
し上げられようとする。すなわち、パーキングポール１
６は図２においてピン１８の回りに反時計回りに回動し
ようとする。

【００３１】このような状態において、パーキングポー
ル１６の係止部１６ａがパーキングギア１５の歯部（凸
部）に当たっていると、パーキングポール１６は上方に
回動できない。したがって、この場合は、パーキングカ
ム１２はコイルスプリング１３に押された状態で移動で
きず、固定部材１７を乗り上げていない。すなわち、パ
ーキングロック状態にはなっていない。

【００３２】一方、パーキングギア１５が回転し、パー
キングギア１５の外周歯とパーキングポール１６の係止
部１６ａとが噛み合い可能な状態になると、すなわちパ
ーキングギア１５の歯部がない凹部にパーキングポール
１６の係止部１６ａが対応するような位置関係になる
と、パーキングポール１６の上方への回動が許容される
ので、パーキングカム１２が移動し、パーキングポール
１６が上方へ回動する。このようにしてパーキングポー
ル１６の係止部１６ａがパーキングギア１５の歯に噛み
合い、パーキング状態がロックされる。

【００３３】ここで、パーキングカム１２がコイルスプ
リング１３によって押され、かつ固定部材１７を乗り上
げていない状態では、セレクトレバー５にコイルスプリ
ング１３の反力が作用する。したがって、このギアセレ
クタ１のアクチュエータには、セレクトレバー５の位置
を保持するためのセルフロック機能が必要となる。そこ
で、本実施形態では、減速装置２２がセルフロック機能
を有するような構造となっている。以下に、セルフロッ
クの作用について説明する。

【００３４】減速装置２２に対してコイルスプリング１
３の反力に起因する逆トルクが入力された場合、図５
（ａ）に示すように、出力リングギア３４を回転させよ
うとする力は遊星ギア３１と出力リングギア３４の基礎
円の接線方向にベクトル成分Ｆ ₁として遊星ギア３１に
作用する。そして、図５（ｂ）に示すように、遊星ギア
３１を回転させようとする力は固定リングギア３３に作
用し、その反力として遊星ギア３１は遊星ギア３１と固
定リングギア３３の基礎円の接線方向にベクトル成分Ｆ
₂の力を受ける。従って、遊星ギア３１にはベクトルＦ₁
とＦ₂の合力が作用する。この合力による遊星ギア３１
の軸まわりのトルクが、遊星ギア３１の軸受の抵抗トル
クより小さければ、遊星ギア３１は回転することができ
ないことになる。すなわち、セルフロックすることにな
る。

【００３５】以下、図を参照しながら、詳細に説明す
る。図５（ａ）に示すように、出力リングギア３４と遊
星ギア３１との噛み合い部の力の釣り合い関係から、出
力リングギア３４を回転させようとするトルクＴ₁は以
下の式で表すことができる。Ｔ₁＝Ｆ₁ｒ₁−Ｆ₁μ（ｒ₁ｔａｎθ₁＋α₁）・・・・（１）但し、Ｆ₁：歯面垂直力ｒ₁：出力リングギアの基礎円直径 μ：歯面摩擦係数 θ₁：噛み合い圧力角 α₁：噛み合い点とピッチ基準点との距離一方、図５（ｂ）に示すように、遊星ギア３１と固定リ
ング３３との噛み合い部の力の釣り合い関係から、固定
リングギア３３を前記とは逆方向に回転させようとする
トルクＴ₂（固定リングギア３３から遊星ギア３１が受
けるトルク）は、以下の式で表される。

【００３６】Ｔ₂＝Ｆ₂ｒ₂＋Ｆ₂μ（ｒ₂ｔａｎθ₂−α₂）・・・・（２）但し、Ｆ₂：歯面垂直力ｒ₂：固定リングギアの基礎円直径 μ：歯面摩擦係数 θ₂：噛み合い圧力角 α₂：噛み合い点とピッチ基準点との距離これらのトルクＴ₁，Ｔ₂による遊星ギアの軸まわりのト
ルクＴ₁’、Ｔ₂’は、それぞれ、Ｔ₁’＝Ｆ₁ｒ_p1−Ｆ₁μ（ｒ_p1ｔａｎθ₁＋α₁）Ｔ₂’＝Ｆ₂ｒ_p2＋Ｆ₂μ（ｒ_p2ｔａｎθ₂−α₂）となる。

【００３７】但し、ここでは、ｒ_p1＝ｒ_p2：遊星ギアの
基礎円直径ここで、α₁＝α₂≒０とすれば、これらの合力による遊
星ギア３１の軸回りのトルクＴｃは、以下の式で与えら
れる。Ｔ_c＝Ｔ₁’−Ｔ₂’ 一方、遊星ギア３１の軸受部の摩擦による抵抗トルクＴ
_c’は、以下の式で与えられる。

【００３８】Ｔ_c’＝ｒ_cμ’｛（Ｆ₁cosθ₁−Ｆ₁μsin
θ₁−Ｆ₂cosθ₂−Ｆ₂μsinθ₂）²＋（Ｆ₁sinθ₁＋Ｆ₁μ
cosθ₁＋Ｆ₂sinθ₂−Ｆ₂μcosθ₂）²｝^1/2 但し、ｒ_c：遊星ギアの軸受部の半径 μ’：軸受部（ブッシュ）の摩擦係数そして、Ｔ_c≦Ｔ_c’のときにセルフロックするので、前
記各式をあてはめると、以下のような条件となる。

【００３９】Ｆ₁ｒ_p1−Ｆ₁μｒ_p1tanθ₁−Ｆ₂ｒ_p2−Ｆ₂
μｒ_p2tanθ₂≦ｒ_cμ’｛Ｆ₁cosθ₁−Ｆ₁μsinθ₁−Ｆ₂
cosθ₂−Ｆ₂μsinθ₂）²＋（Ｆ₁sinθ₁＋Ｆ₁μcosθ₁＋
Ｆ₂sinθ₂−Ｆ₂μcosθ₂）²｝^1/2 ここで、μ＝０．０７，μ’＝０．０７とし、ｒ_p1，ｒ
_p2，θ₁，θ₂は歯車諸元からの計算値を入れ、一方Ｆ₁
は式（１）よりＴ₁から、Ｆ₂は式（２）よりＴ₂から求
められ、近似的には、Ｔ₂＝｛（ｉ−１）／ｉ｝Ｔ1 （但し、ｉ：ギア比）であり、ｒ_cの限界値が求まる。
つまり、遊星ギア３１の軸受半径が、ある値以下のとき
にはセルフロックすることとなる。

【００４０】このような実施形態では、減速装置として
遊星歯車構造を採用しているので、軽量かつコンパクト
な構造で高減速比を得ることができ、また、９０％以上
の伝達効率が得られる。また、簡単な構成でセルフロッ
ク機能を実現できる。［第２実施形態］＜構成＞図６に本発明の第２実施形態を示す。この第２
実施形態のパーキング装置は、前記第１実施形態と同様
の構成のアクチュエータ２０と、アクチュエータ２０に
よって駆動されるパーキング機構５０とを有している。

【００４１】パーキング機構５０は、カム軸５１と、カ
ム軸５１に固定されたカム５２と、パーキングギア５３
と、パーキングポール５４とを有している。カム軸５１
は、ハウジング５５に形成された軸受部５５ａに回転自
在に支持されており、その一端には減速装置２２の出力
軸２１ａが所定の範囲で回動自在に挿入されている。す
なわち、図６及び図６のVII-VII線断面である図７に示
すように、カム軸５１には、減速装置２２の出力軸２１
ａが挿入される孔５１ａと、孔５１ａの一部に外周側に
所定の角度範囲で広がる切欠部５１ｂとが形成されてい
る。そして、減速装置２２の出力軸２１ａが孔５１ａに
挿入されるとともに、出力軸２１ａに固定されたキー５
６が、切欠部５１ｂに回動自在に挿入されている。ま
た、出力軸２１ａとカム軸５１とはねじりコイルバネ５
７によって弾性的に連結されており、出力軸２１ａの回
転はこのねじりコイルバネ５７を介してカム軸５１に伝
達されるようになっている。

【００４２】カム５２は、下端側がカム軸５１に螺合さ
れており、カム軸５１とともに回動自在である。また、
カム５２の先端部には球状のカム面が形成されている。
パーキングギア５３は、自動変速機の出力シャフトにス
プライン結合されており、外周部には歯が形成されてい
る。パーキングポール５４は、一方向に長い部材であ
り、パーキングギア５３の下方に設けられ、基端側がピ
ン５８により回転自在に装着されている。パーキングポ
ール５４の長手方向の中間部には、長手方向と交差する
方向の一方側（図６において上方）に突出し、パーキン
グギア５３の外周歯に噛み合い可能な係止部５４ａが形
成されている。また、パーキングポール５４の先端部下
面には、カム５２のカム面と当接する当接部５４ｂが形
成されている。なお、パーキングポール５４の先端部上
方には、コイルスプリング６０が設けられ、その一端が
パーキングポール５４の先端部上面を下方に付勢し、振
動によりパーキングポール５４が回動して係止部５４ａ
がパーキングギア５３に噛み合わないようにしている。

【００４３】また、カム５２の側方のハウジング５５に
は、図８及び図９に示すように、ストロークエンド規制
用のストッパー６１が固着されており、このストッパー
６１によりカム５２のロック動作側（矢印Ａ側）への最
大揺動範囲を規制すると共に、図８に示すように、パー
キングポール５４のロック解除側（下方側）への最大揺
動範囲を規制している。

【００４４】＜動作＞次にパーキング位置へのセレクト
動作について詳細に説明する。まず、パーキング状態で
ない場合は、カム５２は図８に示す姿勢からさらに矢印
Ａとは逆方向に回動した姿勢（図８の一点鎖線）となっ
ており、パーキングポール５４はコイルスプリング６０
によって下方に位置している。

【００４５】このような状態でパーキング位置へのセレ
クト操作が行われると、電動モータの回転が減速装置の
出力軸に伝達され、その回転はねじりコイルバネ５７を
介してカム軸５１に伝達される。カム軸５１は矢印Ａ方
向に回動させられようとするが、パーキングポール５４
の係止部５４ａがパーキングギア５３の歯部（凸部）に
当たっていると、パーキングポール５４は上方に回動で
きない。したがって、この場合は、カム５２及びカム軸
５１は回動できず、図８に示す姿勢で停止させられる。
そして、減速装置からの回転はねじりコイルバネ５７に
吸収される。

【００４６】一方、パーキングギア５３が回転し、パー
キングギア５３の歯部がない凹部とパーキングポール５
４の係止部５４ａが噛み合うと、パーキングポール５４
の上方への回動が許容されるので、カム５２及びカム軸
５１が矢印Ａ方向に回動し、カム５２及びカム軸５１は
図９に示すような姿勢となり、パーキングポール５４が
上方へ回動する。このようにしてパーキングポール５４
の係止部５４ａがパーキングギア５３の歯に噛み合いパ
ーキング状態がロックされる。

【００４７】ここで、図８に示すような状態では、減速
装置２２の出力軸２１ａにねじりコイルバネ５７の反力
が作用する。したがって、カム５２及びカム軸５１の姿
勢を保持するためのセルフロック機能が必要となる。減
速装置２２のセルフロック機能については第１実施形態
と全く同様であるので説明を省略する。このような実施
形態によっても、前記第１実施形態と同様の効果が得ら
れる。

【００４８】［他の実施形態］前記各実施形態における
減速装置の構成は前記構成に限定されるものではなく、
種々の変更が可能である。また、クラッチのタイプも前
記各実施形態に示された構成に限定されるものではな
い。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、簡単な構
成で、大減速比が得られ、しかも伝達効率が良く、さら
に軽量でコンパクトなアクチュエータが得られる。ま
た、軽量かつコンパクトで、比較的小さい容量の電動モ
ータを用いることができ、しかも電動モータへの負荷が
小さいパーキング装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態が採用されたパーキング
装置の概略構成図。

【図２】第１実施形態によるパーキング機構の断面構成
図。

【図３】アクチュエータの断面構成図。

【図４】前記アクチュエータの回転角度検出部の構成を
示す図。

【図５】セルフロック作用を説明するためのギア噛み合
い状態を示す図。

【図６】第２実施形態が採用されたパーキング機構の縦
断面構成図。

【図７】図６のVII-VII線断面図。

【図８】第２実施形態の動作を説明するための図。

【図９】第２実施形態の動作を説明するための図。

【符号の説明】

１セレクタ２，５０パーキング機構１２パーキングカム１３コイルスプリング１５，５３パーキングギア１６，５４パーキングポール１６ａ，５４ａ係止部２１電動モータ３０サンギア３１遊星ギア（ピニオンギア）３２キャリア３３固定リングギア３４出力リングギア５２カム５７ねじりコイルバネ

フロントページの続きＦターム(参考） 3J063 AA01 AB01 AB14 AC04 BB21 BB41 BB44 CA07 CC03 CC22 3J067 AB23 BA56 DA02 DA43 DB09 FA63 FB63 FB83 GA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動変速機のギアセレクタを駆動するため
のアクチュエータであって、電動モータと、複数のピニオンギアと、前記複数のピニオンギアを回転自在に支持するキャリア
と、回転が禁止され、前記ピニオンギアと噛み合う固定リン
グギアと、前記ギアセレクタに連結され、前記ピニオンギアと噛み
合うとともに前記固定リングギアと歯数が異なる出力リ
ングギアと、前記複数のピニオンギアと噛み合うとともに、前記電動
モータによって駆動されるサンギアと、を備えた自動変
速機用ギアセレクタのアクチュエータ。
【請求項２】前記出力リングギアから前記ピニオンギア
に回転力が作用したときに、前記出力リングギアとピニ
オンギアとの間に作用する第１歯面力と前記固定リング
ギアとピニオンギアとの間に作用する第２歯面力との合
力によって前記ピニオンギアを前記キャリアに対して回
転させる回転モーメントが、前記ピニオンギアの回転支
持部の回転抵抗に基づく回転モーメントよりも小さく設
定されており、前記出力リングギア側からの駆動に対して前記ピニオン
ギアがキャリアに対して回転不能となっている、請求項
１に記載の自動変速機用ギアセレクタのアクチュエー
タ。
【請求項３】前記ピニオンギアを前記キャリアに対して
回転自在に支持するためのすべり軸受をさらに備え、前記ピニオンギアとすべり軸受との間の摩擦抵抗により
前記ピニオンギアの回転支持部の回転抵抗を発生させて
いる、請求項２に記載の自動変速機用ギアセレクタのアクチュ
エータ。
【請求項４】変速機の出力軸に設けられたパーキングギ
アをロックするパーキング装置であって、一端側が前記変速機のハウジングに回動自在に支持さ
れ、前記パーキングギアに噛み合い可能な係止部を有す
るとともに、自由端側に当接部を有するパーキングポー
ルと、前記パーキングポールの当接部に当接するカム面を有
し、前記パーキングポールを回動させて前記係止部を前
記パーキングギアに噛み合わせる第１位置と、前記噛み
合いを解除させる第２位置とを取り得るカムと、前記カムを第１位置側に移動させるための請求項２又は
３に記載のアクチュエータと、前記カムとアクチュエータとを弾性的に連結する弾性部
材と、を備えた変速機のパーキング装置。