JP2009208756A - 車両用ロック機構 - Google Patents

Abstract

【課題】誤ってロック指示がされた場合に、車両が直ちにロックされることを弾性部材によって防止し、かつ装置全体の構造を簡素化、小型化すること。
【解決手段】弾性部材の弾性力によって、パーキングロックギア２とパーキングロックポール３とが噛合するための噛合力および噛合い状態を維持する係合力を確保することができる。またリンク５によって弾性力の作用方向を切り替えることにより、車両用ロック機構のロック解除状態を維持することができる車両用ロック機構である。その結果、ロックおよびロック解除にかかる操作力を小さく抑えることができ、かつ車両用ロック機構の全体としての構成が簡素化、小型化される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車輪の回転を規制してパーキング状態に維持するなど、所定の回転部材の回動を選択的に阻止する車両用ロック機構に関するものである。

この種のパーキング装置の一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されている装置は、レリーズレバーの姿勢を変化させることにより思案点を越えさせて、バネの弾性力をラチェットに対するポールの噛み合い、あるいは解除のどちらにも作用させるように構成されている。したがって特許文献１の装置ではレリーズレバーの姿勢を変化させることによりポールの噛み合い力をバネの弾性力によって発生させ、あるいは解除させるとされている。

特開２００４−３５９０３３号公報

ところで、パーキング状態にロックする機構では、車両が完全に停止する前にロック操作が行われたり、走行中に誤ってロック操作が行われた場合に、直ちにロックされずに、急減速を生じないようにすることが好ましい。そのため従来では、前述したような係合による車両の急減速を防止するために、緩衝部材としてのカムや、カムスプリング等の弾性部材、それらの保持部材などを介在させることが行われている。しかしながら、このような構成では、部品点数が多く、全体としての構成が複雑かつ大型化する可能性がある。

この発明は、上記の事情を背景としてなされたものであり、直ちに車両がロックされることを防止し、装置全体としての構成が簡素化、小型化された車両用ロック機構を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、選択的に回転が止められる被ロック回転体の外周側に、弾性部材からの弾性力を受けて回動する係合部材が配置されるとともに、前記被ロック回転体に係合してその回転を阻止する係合部が前記係合部材に設けられている車両用ロック機構において、前記弾性部材の一端部が固定されるとともに、他方の端部が前記係合部材の回転中心から外れた箇所もしくは前記係合部材に回動力を付与するように回転可能に設けられた回転部材における回転中心から外れた箇所に連結され、かつ前記弾性部材の固定端である前記一端部と前記弾性部材の作用端である前記他方の端部とは、これら固定端と作用端とを結んだ直線が前記回動中心もしくは回転中心を通る思案点を挟んだ両側に前記係合部材の回動もしくは前記回転部材の回転に伴って移動する位置に設定されていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記弾性部材の前記他方の端部は、前記回転部材に連結され、かつその回転部材の回転中心から外れた箇所に前記アクチュエータが連結されていることを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記回転部材から前記アクチュエータに至る間もしくは前記アクチュエータと該アクチュエータを設置してある固定部との間のいずれかに、前記作用端が前記思案点を越えた後に前記回転部材が前記弾性部材の弾性力で回動することを許容する遊動許容スペースが設けられていることを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項１または２の発明において、前記切替機構は、互いに対向する係合用押圧面と解除用押圧面とを有しかつこれらの押圧面に対して垂直な方向に前記アクチュエータによって前後動させられる係合・解放操作部を備え、前記回転部材の一部が、前記各押圧面の間にこれらの押圧面との間に選択的に間隙を生じる状態に挿入され、前記係合用押圧面が前記回転部材の一部を押し動かしている途中および前記解放用押圧面が前記回転部材の一部を押し戻している途中で、前記作用点が前記思案点を越えるように構成されていることを特徴とするものである。

請求項５の発明は、請求項３の発明において、前記遊動許容スペースは、前記回転部材が前記被ロック回転体を係合させる移動限界位置と前記被ロック回転体を解放させる移動限界位置とから前記作用点が前記思案点に到るまでの回動を許容するスペース以下のスペースであることを特徴とするものである。

請求項６の発明は、請求項４の発明において、前記各押圧面の間隔は、前記回転部材が前記被ロック回転体を係合させる移動限界位置と前記被ロック回転体を解放させる移動限界位置とから前記作用点が前記思案点に到るまで回動する以前に前記回転部材の一部が一方の押圧面から離れて他方の押圧面に当接する間隔であることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、弾性部材の弾性力が作用しない思案点が形成され、思案点から外れかつ弾性部材の弾性力が係合部材に回動力を付与するように弾性部材と係合部材もしくは回転部材とが連結されているので、係合部材を被ロック回転体に向けて回動させることができる。また弾性力によって係合部材と被ロック回転体とを係合させ、弾性力をその係合を維持するように作用させることができる。これとは反対に、係合部材を回動させて思案点を越えて、弾性部材の弾性力の作用方向を切り替えることによって、係合部材を被ロック回転体から離れる方向に回動させ、係合を解除させることができる。また係合部材が被ロック回転体に向けて回動しないように、弾性力をその係合の解除を維持するように作用させることができる。

また請求項２の発明によれば、請求項１の発明による効果と同様の効果に加えて、弾性部材の他方の端部が回転部材に連結され、回転部材の回転中心から外れた箇所にアクチュエータが連結されているので、アクチュエータによって回転部材を回転させて、弾性力の作用方向を切り替えることができる。またアクチュエータは、弾性力に抗して思案点を越え回転部材を回動させる動力を付与すればよいので、小型化を図ることができる。

請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明による効果と同様の効果に加えて、回転部材からアクチュエータに至る間もしくはアクチュエータと該アクチュエータを設置してある固定部との間に、誘導許容スペースが設けられているので、弾性力に抗して作用点が思案点を越えて弾性力の作用方向が切り替わった場合に、回転部材が作用方向の切り替わった弾性力によって回動することを許容することができる。

請求項４の発明によれば、請求項１または２の発明による効果と同様の効果に加えて、アクチュエータによって前後動される係合・解除操作部に係合用押圧面と解除用押圧面とが設けられかつこれらの押圧面が回転部材を押し動かしている途中で作用点が思案点を越えるので、アクチュエータが係合・解放操作部に付勢する動力は、弾性力に抗して思案点を越えるのに必要な力に抑えることができる。またこれらの押圧面の間に、選択的に間隙を生じるように各押圧面の間に回転部材の一部が挿入されているので、思案点を越えて弾性力の作用方向が切り替わった場合に、各押圧面の間に挿入された回転部材を、その弾性力の切り替わった作用方向に回動させることができる。

請求項５の発明によれば、請求項３の発明による効果と同様の効果に加えて、係合部材と被ロック回転体とが係合される場合の遊動許容スペースは、回転部材が被ロック回転体を係合させる移動限界位置から思案点までのスペース以下であるので、回転部材が回動することによって思案点を越えることを防止もしくは抑制することができる。すなわち、遊動許容スペースを規制することによって、回転部材の回動を許容するとともに、弾性力の作用方向が切り替わることが防止もしくは抑制することができる。また係合部材と被ロック回転体との係合が解除される場合の遊動許容スペースは、回転部材が係合部材と被ロック回転体との係合を解除させる移動限界位置から思案点までのスペース以下であるので、回転部材が回動することによって思案点を越えることを防止もしくは抑制することができる。すなわち、遊動許容スペースを規制することによって、回転部材の回動を許容するとともに、弾性力の作用方向が切り替わることが防止もしくは抑制することができる。

請求項６の発明によれば、請求項４の発明による効果と同様の効果に加えて、係合部材と被ロック回転体とが係合される場合の各押圧面の間隔は、回転部材が被ロック回転体を係合させる移動限界位置から思案点に至るまで回転する以前に、また回転部材が係合部材と被ロック回転体との係合を解除させる移動限界位置から思案点に至るまで回転する以前に、回転部材の一部が一方の押圧面から離れて他方の押圧面に当接する間隔であるので、回転部材が回動する間隔、すなわち回転部材の移動限界位置を規制することができる。

この発明に係る車両用ロック機構は、車輪などの回転部材の回転を規制する機構であり、例えば車両の停車時に変速機の出力軸を回転不能にロックするように構成されている。その構成を図１に模式的に示してある。図１（ａ）には、この発明に係る機構のロック状態を示してある。ロック切替スプリング１の弾性力は、ロック切替スプリング１の作用点と固定点とを結ぶ軸線が思案点を越えない範囲において、ロックする方向に作用するように構成されている。図１（ｂ）には、この発明に係る機構のロックの解除状態を示してある。ロック切替スプリング１の弾性力は、ロック切替スプリング１の作用点と固定点とを結ぶ軸線が思案点を越えない範囲において、ロックを解除する方向に作用するように構成されている。

この発明における被ロック回転体の一例であるパーキングロックギア２は、例えば変速機の出力軸やプロペラシャフトなど、車輪と共に回転する動力伝達部材（それぞれ図示せず）と一体回転・停止するように構成されている。その外周部には、凸部（すなわち歯）と凹部（すなわち歯溝）とが円周方向に交互に形成されている。すなわち、パーキングロックギア２は凹部および凸部から構成される外歯２ａとを有している。

パーキングロックギア２と係合するパーキングロックポール３は、この発明における係合部材に相当し、その外周部にはパーキングロックギア２の外歯２ａに選択的に係合可能な係合部として噛み合い部３ａが形成されている。またパーキングロックポール３は、パーキングロックギア２との対向部に、具体的には下側に、パーキングロックギア２の接線方向に延びて配置されており、長手方向の中間部で回動自在に支持されている。図示しないが、パーキングロックポール３は回転しない所定の固定部に取り付けられたロックポールピン４によって回動自在に支持されている。なお、ロックポールピン４とパーキングロックギア２の回転軸とは、平行もしくはほぼ平行になるように配置されている。

この発明における切替機構の一例であるリンク５は、図示しない回転しないケーシングなどの所定の固定部とパーキングロックポール３との間に配置されており、リンクピン６によって回動自在に指示されている。またこの発明における弾性部材の一例であるロック切替スプリング１の一端がリンク５の一端部１ａに連結されている。

より具体的には、ロック切替スプリング１は、図示しない回転しないケーシングなどの所定の固定部１ｂに一端が固定され、他方の端部がリンク５の一端部１ａに連結されている。このロック切替スプリング１は、それぞれの端部が、所定の固定部１ｂと弾性力の作用点である一端部１ａとがリンク５の回転中心を通る直線上に位置する思案点の場合には、その弾性力がロックおよびロックの解除のどちらにも作用しない、いわゆる中立になるように配置されている。

前述のロック切替スプリング１の作用方向を簡略して図２に示してある。パーキングロック指示がされた場合において、リンク５に設けられたロック切替スプリング１の弾性力は、パーキングロックポール３がパーキングロックギア２に係合する方向に作用するように構成されている。また、パーキングロック解除の指示がされた場合においては、リンク５に設けられたロック切替スプリング１の弾性力が、パーキングロックポール３によるロックを解除する方向に作用するように構成されている。このロック切替スプリング１の弾性力の作用方向の切替はリンク５によっておこなわれる。

図２に記してある三本の軸線のうち、中央の軸線が切替軸線７であり、ロック切替スプリング１のそれぞれの端部が、所定の固定部１ｂとその弾性力の作用点である一端部１ａとがリンク５の回転中心を通る直線上に位置する思案点である。両外側の軸線はそれぞれロック軸８と解除軸９である。思案点では、ロック切替スプリング１の弾性力は、ロックあるいはロックの解除のどちらにも作用しない。言い換えると、この切替軸線７上では、弾性力によるモーメントは生じず、リンク５が回動出来ないように構成された作用中立点である。すなわち切替軸線７上では、弾性力はリンク５の圧縮方向にのみ作用するためにモーメントは生じない。図２において、ロック切替スプリング１の圧縮方向に作用する弾性力をバネ力１０として示す。そして、弾性力の作用点がリンク５の回転中心を通る切替軸線７に重ならない範囲においては、思案点を有する切替軸線７とリンク５の回転軸上の弾性力の作用点の位置とに応じた大きさのモーメントがリンク５に生じるように構成されている。すなわち切替軸線７から角度θだけ外れた位置においては、弾性力はその角度θに応じたモーメント側分力１１と圧縮分力１２とに分解できる。言い換えると、角度θに応じたモーメントが生じる。

ここでいうロック切替スプリング１は、コイルバネ状のスプリングに限定されるものではない。図１に示したロック切替スプリング１は引っ張りバネの弾性力（引張り力）をリンク５の引き上げ、引き下げに用いた動作例であるが、例えば弾性力の作用方向が逆である圧縮バネをパーキングロックポール３のロック状態を維持するように配置してもよい。より具体的には、圧縮バネの弾性力（押力）によってパーキングロックポール３を係合させ、ラチェッティングによる反力を圧縮バネで吸収または許容し、その弾性力に抗するようにアクチュエータを配置する構成でもよい。また、サラバネ、板バネなど、ロック切替スプリング１は、この発明を実施でき得る程度の弾性力を備えた弾性部材であればよい。

この発明におけるアクチュエータの一例であるアクチュエータ１３は、ロック切替スプリング１の弾性力に抗するように、その操作力が作用するように配置されている。図１において、リンク５の上端に、具体的にはリンク５の回動軸の上端に操作力を付与するように配置されている。その操作力は図２において、弾性力に抗して切替軸線７を越える程度であればよい。ここでいうアクチュエータ１３とは、例えば空気圧シリンダおよび電磁アクチュエータなどに限定されるものではなく、この発明の弾性力に抗する程度の操作力を備えたものであればよい。

したがってこの発明に係る車両用ロック機構は、リンク５によって、パーキングロックポール３がパーキングロックギア２をロックする方向、およびロックを解除する方向と、そのどちらにも回動できるように構成されている。また、パーキングロックポール３はリンク５を介してロック切替スプリング１からロックあるいはロックの解除の状態を維持できる弾性力を付与されるように構成されている。つまりパーキングロックポール３はロックポールピン４を支点（回動中心）として、リンク５によって回動されるように構成されている。同じように、リンク５はリンクピン６を支点（回動中心）として、アクチュエータ１３によって回動されるように構成されている。図１において、パーキングロックポール３は矢印Ｓｔ１、Ｓｔ２で示す方向に回動する。

つぎに、上記の車両用ロック機構の動作を図３を参照して説明する。パーキングロックポール３は、図示しない変速機のシフトレバーのシフト操作に連動するように構成されている。シフトレバーが図示しないパーキングポジションに切り替えられると、アクチュエータ１３はロック切替スプリング１の弾性力に抗してリンク５を押し動かし、パーキングロックポール３はパーキングロックギア２をロックする方向に、すなわち図３（ｂ）に示す矢印Ｓｔ２で示す方向に回動する。すなわちリンク５が切替軸線７を越えることにより、ロック切替スプリング１の弾性力はパーキングロックポール３によるパーキングロックギア２のロックおよびロック状態を維持するように作用する。この状態を図３に示してある。図３（ａ）はパーキングロック解除状態を示し、図３（ｂ）はパーキングロック状態を示してある。

前述のように車両用ロック機構が動作すると、アクチュエータ１３がロック切替スプリング１の弾性力に抗して駆動することにより、リンク５は押し動かされて、ロック切替スプリング１の作用端が切替軸線７を越える。するとパーキングロックポール３がパーキングロックギア２に向かって回動し、同時にロック切替スプリング１の弾性力がロックの解除状態からロックする方向およびロック状態を維持するように作用方向が切り替わる。またこの時、パーキングロックポール３の噛み合い部３ａがパーキングロックギア２の外歯２ａに近接し、異なる位相である場合には各外歯２ａ間の歯溝と噛み合い部３ａとがラチェッティング状態を繰り返す。そして各外歯２ａ間の歯溝と噛み合い部３ａとが同一の位相になると、噛み合い部３ａが各外歯２ａ間の歯溝に入り込み、パーキングロックポール３の回動が停止する。すなわち図３（ｂ）における矢印Ｓｔ２で示す方向への回動が停止する。そして、リンク５によってロック切替スプリング１の弾性力の作用方向が切り替えられ、パーキングロックポール３がパーキングロックギア２側に弾性力により押し付けられることにより、パーキングロックギア２とパーキングロックポール３とが噛み合わされる。

その結果、パーキングシフトされた際にパーキングロックポール３の噛み合い部３ａがパーキングロックギア２の各外歯２ａ間の歯溝に噛み合い、パーキングロックギア２の回転がパーキングロックポール３によってロックされた状態となってパーキングロックギア２および出力軸の回転が規制される。いわゆる「噛み合い」状態になる。このロック状態を図３（ｂ）に示してある。

前述したような各外歯２ａ間の歯溝と噛み合い部３ａとが異なる位相にある場合には、パーキングロックギア２の外歯２ａの歯先面と噛み合い部３ａとの対向する側の先端面とが当接するラチェッティング状態が起こる。ここで言うラチェッティング状態とは、パーキングロックギア２とパーキングロックポール３とが当接を繰り返すことを表している。この状態の一例を図４に示してある。パーキングシフトされた際にパーキングロックポール３の噛み合い部３ａがパーキングロックギア２の各外歯２ａ間の歯溝に噛み合わない、いわゆる「非噛み合い」状態になる。「非噛み合い」状態になると、図４（ａ）に図示したように歯先面と先端面とが当接し、パーキングロックポール３は矢印Ｓｔ１で示す方向に弾かれる、しかしながらロック切替スプリング１の弾性力によって、矢印Ｓｔ２で示すパーキングロックギア２側に戻される。この状態の一例を図示したのが図４（ｂ）である。その結果、各外歯２ａ間の歯溝と噛み合い部３ａとが異なる位相にある場合には、前述のラチェッティング状態を繰り返し、パーキングロックポール３とパーキングロックギア２とが噛み合わない状態が継続される。

なお、ラチェッチング状態によりパーキングロックポール３が弾かれた場合に、その反力によってパーキングロックポール３が思案点を越え、ロックの解除状態への移行することが想像される。しかしながらこのような問題については、ロック切替スプリング１の変化率を考慮して、その反力に抗する弾性力を有するロック切替スプリング１を選定すればよい。また付言すると、パーキングロックポール３はリンク５を介してアクチュエータ１３と連結されており、パーキングロックポール３がパーキングロックギア２から受けた反力はアクチュエータ１３にも及んでいる。すなわちアクチュエータ１３のストロークに遊びを持たせることにより、受けた反力を吸収または許容することができる。その結果、アクチュエータ１３のストロークに遊びを持たせることによって、パーキングロックポール３が思案点を越えることを防止または抑制することができる。

前述の「非噛合い」状態となる異なる位相の例を図５に示してある。パーキングシフトされた際に「非噛み合い」状態が継続される条件として、例えば、各外歯２ａの歯先面と噛み合い部３ａの先端面との対向面が一致して当接した場合図５（ａ）、また対向面の一部分のみが当接した場合図５（ｂ）が考えられる。さらに各外歯２ａ間の歯溝に噛み合い部３ａが完全に噛み合う前に、パーキングロックギア２によって弾かれる場合図５（ｃ）、すなわちパーキングロックギア２の回転速度が十分に大きいために、ラチェッティング状態が繰り返されている場合が考えられる。

言い換えれば、「非噛み合い」状態が継続されている間はパーキングロックギア２および出力軸の回転が規制されていない。そのため例えば、各外歯２ａ間の歯溝と噛み合い部３ａとが異なる位相にある状態において、車両が坂路の途中で停車した場合に、車両が坂路を降下することによって、あるいは変速機から車輪に至る動力伝達系統内におけるイナーシャトルクなどのトルクの残留分の影響によって、出力軸すなわちパーキングロックギア２が回転する場合がある。

前述の「非噛合い」状態が継続される条件から「噛み合い」状態への移行を図６を参照して説明する。例えば停車時において、パーキングシフトされた際に「非噛み合い」状態が継続されている異なる位相の例を図６（ａ）に示してある。この時、パーキングロックギア２は回転が規制されていないため、坂路における車両の降下やトルク残量分の影響によって回転する。その結果、噛み合い部３ａと各外歯２ａ間とが同一の位相となって噛み合い、ロック切替スプリング１の弾性力によってロックされる。この「噛み合い」状態の例を図６（ｂ）に示してある。

また外歯２ａと噛み合い部３ａとの異なる位相による「非噛み合い」状態から同一位相への「噛み合い」状態への移行は、例えば、高速走行時に誤ってロック操作がされた場合において、ラチェッティング状態が繰り返されている場合も考えられる。この場合のパーキングロックギア２とパーキングロックポール３とのラチェッティング状態は車両の制動力により低速度域に達するまで、思案点を越えない範囲においてロック切替スプリング１の弾性力により許容される。あるいは前述したようにアクチュエータ１３によっても許容される。すなわち外歯２ａと噛み合い部３ａとが十分に噛み合うことができる車両速度、つまりパーキングロックギア２によってパーキングロックポール３が弾かれない、または噛み合うことができる車両速度域に達するまで、ラチェッティング状態が継続される。したがって外歯２ａと噛み合い部３ａとが十分に噛み合うことができる低速度域に達した場合には、ロック切替スプリング１の弾性力によりパーキングロックギア２とパーキングロックポール３とが噛み合わされて「噛み合い」状態となる。

上述した構成例では、パーキングロックギア２とパーキングロックポール３とが「非噛み合い」状態から「噛み合い」状態へ移行する場合、すなわち、噛み合い部３ａの先端面と外歯２ａの歯先面とが当接していたラチェッティング状態から、各外歯２ａ間と噛み合い部３ａとが歯溝に噛合する際、ロック切替スプリング１が設けられていることにより、ラチェッティング状態を許容し、瞬間的に噛合することを防止している。

その結果として、ラチェッティング状態を許容しつつ、ロック状態を維持するロック切替スプリング１を用いることにより、例えば高速度域において、パーキングロックギア２がパーキングロックポール３との係合によって急激に回転を止められることが防止あるいは抑制することができる。また低速度域または停車時においては、パーキングロックギア２とパーキングロックポール３とを係合させ、車両を的確にロックすることができる。したがって、従来のような複雑な機構を介在させないため、係合にかかる部材が簡素化され小型化を図ることができる。

また、ロック解除時においても、ロック切替スプリング１の弾性力が働くために、解除状態を維持することができる。すなわち車両の挙動変化などによる慣性力によってパーキングロックポール３が動き、パーキングロックギア２に当たるなどの弊害を防止または抑制することができる。

さらにまた、アクチュエータ１３に必要な操作力は弾性力に抗する程度の小さいものとすることができる。そのため、装置全体の構成を簡素化し、かつ小型化を図ることができる。

つぎにこの発明に係る車両用ロック機構の他の例について説明する。この発明に係る車両用ロック機構の他の例を図７に模式的に示してある。なお、前述した構成と同様の部分には同様の符号を付してその説明を省略する。

図７に示す例では、この発明における遊動許容スペース１４を有する係合・解放操作部１５としてコの字型の継ぎ手部１６がアクチュエータ１３に設けられている。またコの字型の継ぎ手部１６によって、リンク５が回動するように構成されている。すなわちコの字型の継ぎ手部１６には、リンク５を押し動かしてロック状態に移行させる係合用押圧面１７と、リンク５を押し動かしてロックの解除状態に移行させる解除用押圧面１８とを有している。これら二つの押圧面は所定の間隔、すなわち遊動許容スペース１４を隔てて構成されている。図７（ａ）はロック状態を示し、ロック切替スプリング１の弾性力は、ロック切替スプリング１の作用点と固定点とを結ぶ軸線が思案点を越えない範囲において、ロックする方向に作用する。反対にロックの解除状態を図示したのが図７（ｂ）であり、ロック切替スプリング１の弾性力は、ロック切替スプリング１の作用点と固定点とを結ぶ軸線が思案点を越えない範囲において、ロックを解除する方向に作用する。図７に示した構成のロック切替スプリング１の作用方向を図２に簡略化して示してある。前述した図１に示した構成のロック切替スプリング１の作用方向と同様である。

すなわちパーキングロック指示がされた場合に、リンク５に設けられたロック切替スプリング１の弾性力は、パーキングロックポール３がパーキングロックギア２に係合する方向に作用するように構成されている。また、パーキングロック解除の指示がされた場合には、リンク５に設けられたロック切替スプリング１の弾性力が、パーキングロックポール３によるロックを解除する方向に作用するように構成されている。このロック切替スプリング１の弾性力の作用方向の切替はリンク５によっておこなわれる。図８に記した三本の軸線のうち、中央の軸線は切替軸線７であり、ロック切替スプリング１の端部が所定の固定部とその弾性力の作用点とがリンク５の回転中心を通る直線上に位置する思案点である。すなわちロック切替スプリング１の弾性力は、ロックあるいはロックの解除のどちらにも作用しない。言い換えると、この切替軸線７上では、弾性力によるモーメントは生じず、リンク５が回動出来ないように構成された作用中立点である。すなわち切替軸線７上では、弾性力はリンク５の圧縮方向にのみ作用するためにモーメントは生じない。そして、弾性力の作用点がリンク５の回転中心を通る切替軸線７に重ならない範囲においては、思案点を有する切替軸線７とリンク５の回転軸上の弾性力の作用点の位置とに応じた大きさのモーメントがリンク５に生じるように構成されている。すなわち切替軸線７から角度θだけ外れた位置においては、弾性力はその角度θに応じたモーメント側分力と圧縮分力とに分解できる。言い換えると、角度θに応じたモーメントが生じる。

つぎに図７に示す構成の動作を図８を参照して説明する。パーキングロックポール３は、図示しない変速機のシフトレバーのシフト操作に連動するように構成されている。シフトレバーが図示しないパーキングポジションに切り替えられると、アクチュエータ１３が駆動するように構成されている。アクチュエータ１３が駆動すると、アクチュエータ１３に連結されたコの字型の継ぎ手部１６の係合用押圧面１７によって、ロック切替スプリング１の弾性力に抗してリンク５は押し動かされる。リンク５が押し動かされると、パーキングロックポール３はパーキングロックギア２をロックする方向に、すなわち図８（ｂ）に矢印Ｓｔ２で示す方向に回動する。すなわちリンク５が切替軸線７を越えることにより、ロック切替スプリング１の弾性力はパーキングロックポール３によるパーキングロックギア２のロックおよびロック状態を維持するように作用する。この状態を図８に示してある。図８（ａ）はパーキングロック解除状態を示し、図８（ｂ）はパーキングロック状態を示している。

車両用ロック機構が動作すると、アクチュエータ１３がロック切替スプリング１の弾性力に抗して駆動することにより、コの字型の継ぎ手部１６の係合用押圧面１７によってリンク５は押し動かされて、切替軸線７を越える。するとパーキングロックポール３がパーキングロックギア２に向かって回動し、同時にロック切替スプリング１の弾性力がロックの解除状態からロックする方向およびロック状態を維持するように作用方向が切り替わる。またこの時、パーキングロックポール３の噛み合い部３ａがパーキングロックギア２の外歯２ａに近接し、異なる位相である場合には各外歯２ａ間の歯溝と噛み合い部３ａとがラチェッティング状態を繰り返す。そして各外歯２ａ間の歯溝と噛み合い部３ａとが同一の位相になると、噛み合い部３ａが各外歯２ａ間の歯溝に入り込み、パーキングロックポール３の回動が停止する。言い換えると、図８（ｂ）において、パーキングロックポール３の矢印Ｓｔ２で示す方向への回動が停止する。すなわちリンク５によってロック切替スプリング１の弾性力の作用方向が切り替えられ、パーキングロックポール３がパーキングロックギア２側に弾性力により押し付けられることにより、パーキングロックギア２とパーキングロックポール３とが噛み合わされる。

その結果、パーキングシフトされた際にパーキングロックポール３の噛み合い部３ａがパーキングロックギア２の各外歯２ａ間の歯溝に噛み合い、パーキングロックギア２の回転がパーキングロックポール３によってロックされた状態となる。すなわちパーキングロックギア２および出力軸の回転が規制され、「噛み合い」状態になる。このロック状態を図８（ｂ）に示してある。

上記とは反対に、ロック状態からロックの解除状態への移行を説明する。シフトレバーが例えば図示しないドライブポジションに切り替えられると、アクチュエータ１３が駆動して、アクチュエータ１３に連結されたコの字型の継ぎ手部１６の解除用押圧面１８によって、ロック切替スプリング１の弾性力に抗して、リンク５が押し動かされる。リンク５が押し動かされると、パーキングロックポール３はパーキングロックギア２から離れる方向に、図８（ａ）の矢印Ｓｔ１で示す方向に回動する。すなわちリンク５が解除用押圧面１８によって押し動かされ、切替軸線７を越えることにより、ロック切替スプリング１の弾性力はロックの解除状態を維持するように作用する。この状態を図８（ｂ）に示してある。その結果、車両の挙動変化などによる慣性力によってパーキングロックポール３が動き、パーキングロックギア２に当たるなどの弊害を防止または抑制することができる。

前述したような各外歯２ａ間の歯溝と噛み合い部３ａとが異なる位相にある場合には、パーキングロックギア２の外歯２ａの歯先面と噛み合い部３ａとの対向する側の先端面とが当接するラチェッティング状態が起こる。この状態の一例を図９（ａ）に模式的に示してある。パーキングシフトされた際にパーキングロックポール３の噛み合い部３ａがパーキングロックギア２の各外歯２ａ間の歯溝に噛み合わない、いわゆる「非噛み合い」状態になる。「非噛み合い」状態になると、歯先面と先端面とが当接し、パーキングロックポール３は矢印Ｓｔ１で示す方向に弾かれるが、ロック切替スプリング１の弾性力によって、矢印Ｓｔ２で示すパーキングロックギア２側に戻される。この状態の一例を図９（ｂ）に示してある。その結果、各外歯２ａ間の歯溝と噛み合い部３ａとが異なる位相にある場合には、前述のラチェッティング状態を繰り返し、パーキングロックポール３とパーキングロックギア２とが噛み合わない状態が継続される。

ところで、ラチェッチング状態によりパーキングロックポール３が弾かれた場合に、その力によって思案点を越え、車両用ロック機構がロックの解除状態への移行することが想像される。このような場合に、パーキングロックポール３はリンク５に連結されているので、ラチェッティング状態が生じる反力がリンク５に伝達される。しかしながら、リンク５とアクチュエータ１３との間には、この発明における係合・解放操作部１５であるコの字型の継ぎ手部１６が配置されている。したがってパーキングロックポール３がパーキングロックギア２から受けた反力によって生じるリンク５の回動は、係合・解放操作部１５であるコの字型の継ぎ手部１６の遊動許容スペース１４によって許容することができる。すなわちコの字型の継ぎ手部１６の係合用押圧面１７と解除用押圧面１８との間隔である遊動許容スペース１４が、いわゆる遊びとなる。その結果、パーキングロックポール３が受けた反力によってリンク５が回動することを許容することができる。またリンク５が思案点を越えることを防止または抑制することができる。さらにまた係合用押圧面１７が反力によって回動するリンク５を受けるだけでなく、思案点よりロック側に位置しているので、リンク５の回動によって思案点を越えて、ロックの解除状態に移行することを防止または抑制することができる。さらにまた前述した図１に示す構成のように、アクチュエータ１３のストロークに遊びを持たせる必要がなく、アクチュエータ１３の構造を簡素化することができる。

前述の「非噛合い」状態から「噛み合い」状態への移行を図１０を参照して説明する。例えば停車時において、パーキングシフトされた際に「非噛み合い」状態が継続されている異なる位相の例を図１０（ａ）に示してある。この時、パーキングロックギア２は回転が規制されていないため、坂路における車両の降下やトルク残量分の影響によって回転する。その結果、噛み合い部３ａと各外歯２ａ間とが同一の位相となって噛み合い、ロック切替スプリング１の弾性力によってロックされる。この「噛み合い」状態の例を図１０（ｂ）に示してある。

また、外歯２ａと噛み合い部３ａとの異なる位相による「非噛み合い」状態から同一位相への「噛み合い」状態への移行は、例えば、高速走行時に誤ってロック操作がされた場合において、ラチェッティング状態が繰り返されている場合も考えられる。この場合のパーキングロックギア２とパーキングロックポール３とのラチェッティング状態は車両の制動力により低速度域に達するまで、思案点を越えない範囲においてコの字型の継ぎ手部１６により許容される。すなわち外歯２ａと噛み合い部３ａとが十分に噛み合うことができる車両速度、つまりパーキングロックギア２によってパーキングロックポール３が弾かれない、または噛み合うことができる車両速度域に達するまで、ラチェッティング状態が継続される。したがって、外歯２ａと噛み合い部３ａとが十分に噛み合うことができる低速度域に達した場合には、ロック切替スプリング１の弾性力によりパーキングロックギア２とパーキングロックポール３とが噛み合わされて「噛み合い」状態となる。

上述したこの発明における車両用ロック機構の他の構成例では、パーキングロックギア２とパーキングロックポール３とが「非噛み合い」状態から「噛み合い」状態へ移行する場合、すなわち噛み合い部３ａの先端面と外歯２ａの歯先面とが当接していたラチェッティング状態から、各外歯２ａ間と噛み合い部３ａとが歯溝に噛合する場合に、ロック切替スプリング１が設けられていることにより、ラチェッティング状態を許容し、瞬間的に噛合することを防止している。

また、ラチェッティング状態の生じる反力によるパーキングロックポール３の回動と、パーキングロックポール３に連結されて、回動されるリンク５の回動とをコの字型継ぎ手部が許容するので、車両用ロック機構全体として、ラチェッティング状態を許容することができる。

その結果として、ラチェッティング状態を許容するロック切替スプリング１と、ラチェッティング状態の生じる反力による回動を許容するコの字型継ぎ手部とを用いることにより、例えば高速度域において、パーキングロックギア２がパーキングロックポール３との係合によってその回転を急激に止められることが防止もしくは抑制することができる。また低速度域または停車時においては、パーキングロックギア２とパーキングロックポール３とを係合させ、車両を的確にロックすることができる。さらにまたリンク５が思案点を越えない範囲に係合用押圧面１７が位置するので、ロック状態を維持することができる。したがって、従来のような複雑な機構を介在させないため、係合にかかる部材が簡素化され小型化を図ることができる。

また、ロック解除時においても、ロック切替スプリング１の弾性力が働くとともに、リンク５が思案点を越えない範囲に解除用押圧面１８が位置するので、ロックの解除状態を維持することができ、車両の挙動変化などによる慣性力によってパーキングロックポール３が動き、パーキングロックギア２に当たるなどの弊害を防止または抑制することができる。

さらにまた、アクチュエータ１３に必要な操作力は弾性力に抗する程度の小駆動力のものとすることができる。そのため、装置全体の構成を簡素化し、かつ小型化を図ることができる。

つぎにこの発明における遊動許容スペース１４を有する係合・解放操作部１５の他の例を説明する。なお前述した構成と同様の部分には同様の符号を付してその説明を省略する。また前述した構成と同様の構成部分については、図に同一の符号を付して、その説明を省略する。

遊動許容スペース１４を有する係合・解放操作部１５は要は、例えばラチェッティング状態の生じる反力などによって各部材が回動することを許容できる構成であればよい。その構成例について、図１１に模式的に示してある。図１１は、アクチュエータ１３に遊動許容スペース１４を有する係合・解放操作部１５を設けた構成図である。アクチュエータ１３がアクチュエータ１３の保持部材１９を介してスプリング２０に連結されて固定され、例えばラチェッティング状態の生じる反力などによってパーキングロックポール３に連動してリンク５が回動し、これに連動して、アクチュエータ１３に伝達される反力を許容できるように構成されている。なお図１１に示す構成では、リンク５とアクチュエータ１３とはアクチュエータ１３の操作力がリンク５に付与されるように配置もしくは連結されている。

したがって車両用ロック機構が動作し、例えばラチェッティング状態が生じた場合に、パーキングロックポール３がパーキングロックギア２から受けた反力によって生じるリンク５の回動は、スプリング２０によって許容することができる。その結果、アクチュエータ１３のストロークに遊びを持たせる必要がなく、アクチュエータ１３の構造を簡素化することができる。またアクチュエータ１３に必要な操作力は弾性力に抗する程度の小駆動力のものとすることができる。そのため、装置全体の構成を簡素化し、かつ小型化を図ることができる。なお図１１に示す構成であっても、車両用ロック機構のロックもしくは解除状態は、ロック切替スプリング１の弾性力によって維持することができる。

なお、この発明は上記の動作例に限定されないのであって、例えば弾性部材はコイルバネなどの部材により構成されている例を示しているが、この発明を実施でき得る程度の弾性力を備えた部材であればよい。また、例えばアクチュエータ１３は弾性力に抗する操作力を付与すればよい。

この発明の車両用ロック機構の構成例を示す模式図である。 この発明の弾性力切替の簡単な説明図である。 この発明のロック状態とロック解除状態の例を示す図である。 ラチェッティング状態の例を示す図である。 ラチェッティング状態の位相の例である。 非噛み合い状態と噛み合い状態の例を示す図である。 この発明の車両用ロック機構の他の構成例を示す模式図である。 この発明の他の構成例のロック状態とロック解除状態の例を示す図である。 この発明の他の構成例のラチェッティング状態の例を示す図である。 この発明の他の構成例の非噛み合い状態と噛み合い状態の例を示す図である。 この発明における遊動許容スペースを有する係合・解放操作部の他の例を示す図である。

符号の説明

１…ロック切替スプリング（弾性部材）、 ２…パーキングロックギア、 ３…パーキングロックポール、４…ロックポールピン、 ５…リンク（切替機構）、 ６…リンクピン、 １３…アクチュエータ、 １４…遊動許容スペース、 １６…コの字型継ぎ手部、 １７…係合用押圧面、 １８…解除用押圧面。

Claims (6)

1. 選択的に回転が止められる被ロック回転体の外周側に、弾性部材からの弾性力を受けて回動する係合部材が配置されるとともに、前記被ロック回転体に係合してその回転を阻止する係合部が前記係合部材に設けられている車両用ロック機構において、
   前記弾性部材の一端部が固定されるとともに、他方の端部が前記係合部材の回転中心から外れた箇所もしくは前記係合部材に回動力を付与するように回転可能に設けられた回転部材における回転中心から外れた箇所に連結され、かつ
   前記弾性部材の固定端である前記一端部と前記弾性部材の作用端である前記他方の端部とは、これら固定端と作用端とを結んだ直線が前記回動中心もしくは回転中心を通る思案点を挟んだ両側に前記係合部材の回動もしくは前記回転部材の回転に伴って移動する位置に設定されている
   ことを特徴とする車両用ロック機構。
2. 前記弾性部材の前記他方の端部は、前記回転部材に連結され、かつその回転部材の回転中心から外れた箇所に前記アクチュエータが連結されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ロック機構。
3. 前記回転部材から前記アクチュエータに至る間もしくは前記アクチュエータと該アクチュエータを設置してある固定部との間のいずれかに、前記作用端が前記思案点を越えた後に前記回転部材が前記弾性部材の弾性力で回動することを許容する遊動許容スペースが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ロック機構。
4. 互いに対向する係合用押圧面と解除用押圧面とを有しかつこれらの押圧面に対して垂直な方向に前記アクチュエータによって前後動させられる係合・解放操作部を備え、
   前記回転部材の一部が、前記各押圧面の間にこれらの押圧面との間に選択的に間隙を生じる状態に挿入され、
   前記係合用押圧面が前記回転部材の一部を押し動かしている途中および前記解放用押圧面が前記回転部材の一部を押し戻している途中で、前記作用点が前記思案点を越えるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ロック機構。
5. 前記遊動許容スペースは、前記回転部材が前記被ロック回転体を係合させる移動限界位置と前記被ロック回転体を解放させる移動限界位置とから前記作用点が前記思案点に到るまでの回動を許容するスペース以下のスペースであることを特徴とする請求項３に記載の車両用ロック機構。
6. 前記各押圧面の間隔は、前記回転部材が前記被ロック回転体を係合させる移動限界位置と前記被ロック回転体を解放させる移動限界位置とから前記作用点が前記思案点に到るまで回動する以前に前記回転部材の一部が一方の押圧面から離れて他方の押圧面に当接する間隔であることを特徴とする請求項４に記載の車両用ロック機構。

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