JP2016080032A

JP2016080032A - 車両用パーキングロック装置

Info

Publication number: JP2016080032A
Application number: JP2014210311A
Authority: JP
Inventors: 博章清上; Hiroaki Kiyoue
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2016-05-16

Abstract

【課題】パーキング位置と非パーキング位置との切換途中の遷移をスムーズとする遷移要件およびパーキング位置での保持要件を満たし、設計の自由度を高めることができるパーキングロック装置を提供する。【解決手段】パーキングロック装置１０によれば、パーキングロッド１８のパーキング位置と非パーキング位置との間の切換時において、ディテントスプリング２８により非パーキング位置へ向かって付勢されたディテントレバー２４のカムローラ４４から回転軸３８に備えられた回転カム２６の受ける反力は、回転中心Ｏとカムローラ４４の回転カム２６との係合位置との距離を決定する回転カム２６のカム面などにより設定されることから、切換途中の遷移をスムーズとする遷移要件およびパーキング位置での保持要件を満たしつつ、回転カム機構１１の設計の自由度を高めることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用パーキングロック装置に関し、とりわけ、パーキング位置と非パーキング位置との切換えにおいて、その切換途中の遷移をスムーズとする遷移要件およびパーキング抜けを抑制するパーキング位置での保持要件を満たしつつ、設計の自由度を高めることを可能とする技術に関する。

アクチュエータにより駆動される回転軸の回転に連動するディテントレバーの変位によりパーキングロックポールを移動させるパーキングロッドを、車両の動力伝達軸を回転不能にロックするパーキング位置と、該動力伝達軸の回転を許容する非パーキング位置とに切換える車両用パーキングロック装置が知られている。たとえば、特許文献1の車両用パーキングロック装置がそれである。

特開２０１４−９１４５１号公報

図３は、特許文献１のような従来のパーキングロック装置１１０の構成を説明する図であり、パーキング位置にある状態を示している。パーキングロック装置１１０は、少なくともパーキング位置に対応するパーキング側凹溝１１２と非パーキング位置に対応する非パーキング側凹溝１１４とを有するディテントレバー１１６と、パーキング側凹溝１１２または非パーキング側凹溝１１４に押圧状態で係合する係合部１１８を有するディテントスプリング１２０と、出力軸１２２に固定されたディテントレバー１１６を回動させるアクチュエータと、ディテントレバー１１６の回動によりテーパ部１２４を矢印方向に往復移動させるパーキングロッド１２６と、テーパ部１２４の大径部と当接することによりパーキングギヤ１２８と噛み合い、パーキングギヤ１２８を介して動力伝達軸を回転不能に固定するパーキングロックポール１３０と、を備えている。パーキング位置から非パーキング位置への切換時には、アクチュエータによりディテントレバー１１６がＡ方向に回動されて、パーキングロッドがＣ方向に移動されることによりパーキングロックが解除される。一方、非パーキング位置からパーキング位置への切換時には、アクチュエータによりディテントレバー１１６がＢ方向に回動されて、パーキングロッドがＤ方向に移動されることによりパーキングロックが作動される。また、ディテントレバー１１６のパーキング側凹溝１１２または非パーキング側凹溝１１４にディテントスプリング１２０の係合部１１８が押圧状態で係合されるため、ディテントレバー１１６はパーキング位置または非パーキング位置に保持される。

ところで、ディテントレバー１１６は、パーキング側凹溝１１２と非パーキング側凹溝１１４とのいずれにも係合部１１８が係合していないパーキング位置と非パーキング位置との切換途中の遷移をスムーズに行うための遷移要件を満たすために、パーキング側凹溝１１２および非パーキング側凹溝１１４の係合部１１８が係合する溝の底面付近の斜面は一定の勾配を備えるように形成される必要があり、また、ディテントレバー１１６のパーキング位置から非パーキング位置への意図しない切換、所謂パーキング抜けを抑制するための保持要件を満たすために、パーキング側凹溝１１２の斜面は急勾配となるように形成される必要がある。そして、たとえばパーキング位置から非パーキング位置への切換時には、ディテントレバー１１６の所定の回動操作角αの範囲内で係合部１１８がパーキング側凹溝１１２の斜面の上記急勾配を乗り越えるだけのディテントレバー１１６を回転させる大きな出力トルクがアクチュエータに要求され、アクチュエータの小型化やそれに伴う消費電力の低減などが困難となる可能性があった。また、アクチュエータは大きなトルクを出力することが求められるため、ディテントレバー１１６の回動速度を高く設定することができず、非パーキング位置からパーキング位置への切換操作からパーキングロックの作動が完了するまでの時間が長くなり、たとえば坂路での駐車時において、パーキングロックの作動完了までに車速Ｖが高められた状態でのパーキングロックポール１３０とパーキングギヤ１２８との噛合において入力される衝撃荷重に耐えられるようにするため、トランスミッションの軽量化が困難となる可能性があった。要するに、従来のパーキングロック装置１１０は、ディテントレバー１１６の所定の回動操作角αの範囲内での往復回動によりパーキング位置と非パーキング位置とが切換えられる構成であり、その回動操作角αの範囲内において上記遷移要件および上記保持要件を満たす必要があり設計の自由度が低いことから、上述のようなモータの小型化およびトランスミッションの軽量化が困難となるなどの問題があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、パーキング位置と非パーキング位置との切換えにおいて、その切換途中の遷移をスムーズとする遷移要件およびパーキング抜けを抑制するパーキング位置での保持要件を満たしつつ、設計の自由度を高めることができるパーキングロック装置を提供することにある。

すなわち、本発明の要旨とするところは、アクチュエータにより駆動される回転軸の回転に連動するディテントレバーの変位によりパーキングロックポールを移動させるパーキングロッドを、車両の動力伝達軸を回転不能にロックするパーキング位置と、該動力伝達軸の回転を許容する非パーキング位置とに切換える車両用パーキングロック装置であって、前記回転軸にカムが備えられ、前記ディテントレバーは、該カムのカム面に係合するカムローラを備えて前記パーキングロッドと共に移動可能に支持され、前記ディテントレバーを前記非パーキング位置へ向かって付勢するディテントスプリングが設けられていることにある。

本発明の車両用パーキングロック装置によれば、前記回転軸にカムが備えられ、前記ディテントレバーは、該カムのカム面に係合するカムローラを備えて前記パーキングロッドと共に移動可能に支持され、前記ディテントレバーを前記非パーキング位置へ向かって付勢するディテントスプリングが設けられている。このため、パーキングロッドのパーキング位置と非パーキング位置との間の切換時において、ディテントスプリングにより非パーキング位置へ向かって付勢されたディテントレバーのカムローラから回転軸に備えられたカムの受ける反力は、カムのカム面により決定される。これにより、切換途中のディテントレバーの遷移をスムーズとする遷移要件およびパーキング抜けを抑制するディテントレバーのパーキング位置での保持要件を満たしつつ、設計の自由度を高めることができるパーキングロック装置を提供することができる。

ここで、好適には、前記カムは、前記回転軸に一方向クラッチを介して支持されて該回転軸に対して一方向に回転可能に設けられている。このため、カムの前記一方向とは逆方向への回転が阻止されることから、パーキングロック装置のがたつきを抑えることができ、アクチュエータの位置精度のばらつきを許容できる。

パーキングロック装置の回転カム機構がパーキング位置にある状態を詳細に説明する図である。図１のパーキングロック装置の回転カム機構が非パーキング位置にある状態を詳細に説明する図である。従来のパーキングロック装置のパーキングロックの作動状態と解除状態との間におけるディテントレバーの回動について説明する図である。

以下、本発明のパーキングロック装置の一実施例について図面を参照して詳細に説明する。

図１および図２は、パーキングロック装置１０の構成を詳細に説明する断面図であり、図１は、回転カム機構１１がパーキング位置にある状態を示し、図２は回転カム機構１１が非パーキング位置にある状態を示す。パーキングロック装置１０は、シフト操作装置のシフトレバーのシフト操作、あるいは駆動装置のシフトレンジをパーキングレンジ（Ｐレンジ）とパーキングレンジ以外の非パーキングレンジ（非Ｐレンジ）との間で切換えるためのパーキングスイッチ（Ｐスイッチ）のスイッチ操作などに応じたパーキングロック制御信号により、パーキングロックを作動または解除するシフトバイワイヤ（ＳＢＷ）方式である。パーキングロック装置１０は、図示しない駆動輪と作動的に連結されている動力伝達軸に固定されたパーキングギヤ１２と、パーキングギヤ１２と噛み合う噛合位置へ回動可能に設けられて選択的にパーキングギヤ１２の回転をロックするパーキングロックポール１４と、パーキングロックポール１４と当接するテーパ部１６に挿し通されてテーパ部１６を一端部において支持するパーキングロッド１８と、パーキングロッド１８に設けられてテーパ部１６をその小径方向へ付勢するスプリング２０と、パーキングロッド１８の他端部に回動可能に接続され、パーキングロッド１８の軸方向における位置決め部材として機能する回転カム機構１１と、回転カム機構１１を作動させる図示しない電動アクチュエータとを備えている。

パーキングロック装置１０がパーキングロックの作動状態にある場合、パーキングロックポール１４とパーキングギヤ１２とが噛み合わされることで、パーキングギヤ１２の回転が阻止されている。なお、パーキングギヤ１２は、図示しない駆動輪に作動的に連結されているため、パーキングギヤ１２がロック状態にあると、駆動輪の回転も同様に阻止される。パーキングロックポール１４は、パーキングロッド１８の一端に設けられているテーパ部１６との当接位置が変化させられることで、その位置が調節される。例えば、パーキングロックポール１４がテーパ部１６の大径部と当接する場合、パーキングギヤ１２とパーキングロックポール１４とが噛み合うことで、パーキングロックの作動状態とされる。一方、パーキングロックポール１４がテーパ部１６の小径部と当接する場合、パーキングギヤ１２との噛合いが外れ、パーキングロックの作動状態が解除される。

上記パーキングロックポール１４とテーパ部１６との当接位置は、テーパ部１６のパーキングロッド１８の軸方向位置に基づいて調節される。テーパ部１６の軸方向位置は、パーキングロッド１８によって変化させられ、それに伴ってパーキングロックポール１４とテーパ部１６との当接位置が調節される。例えば、図１において矢印Ａ方向にパーキングロッド１８が移動させられ、パーキングロッド１８が非パーキング位置とされると、パーキングロックポール１４はテーパ部１６の小径側と当接され、図２に示すようにパーキングロックの作動が解除される。

一方、図２において矢印Ｂ方向にパーキングロッド１８が軸方向に移動させられ、パーキングロッド１８がパーキング位置とされると、パーキングロックポール１４はテーパ部１６の大径側と当接することとなり、図１に示すようにパーキングロックが作動される。

また、パーキングロッド１８は、回転カム機構１１により軸方向へ移動させられる。回転カム機構１１は、パーキングロッド１８の他端部に回動可能に接続され且つ該パーキングロッド１８と共に移動可能に支持されたディテントレバー２４と、パーキングロッド１８をそのパーキング位置と非パーキング位置との間で図１の矢印ａおよび図２の矢印ｂ方向にディテントレバー２４を往復移動させる回転カム２６と、ディテントレバー２４を非パーキング位置側すなわち矢印ａ方向へ常に付勢するディテントスプリング２８と、ディテントスプリング２８とともにディテントレバー２４を往復移動可能に案内する案内部材３０とから構成されている。

ディテントレバー２４は、パーキング位置と非パーキング位置との間の往復移動方向に長い長手状に形成された開口であって、上記往復移動方向に平行な一対の相対向する案内壁面３２ａ、３２ｂを有する案内穴３４と、外周部にディテントスプリング２８が係合される凹溝３６とを備えている。回転カム２６は、平板状のカムであり、電動アクチュエータの出力軸に連結された回転軸３８に対して一方向クラッチ３９を介して連結されている。また、回転カム２６は、パーキング位置に対応するパーキング側凹溝４０と非パーキング位置に対応する非パーキング側凹溝４２とをカム曲線の一部として含んでいる。また、ディテントレバー２４は、凹溝３６と案内穴３４との間に回転カム２６の外周面であるカム面に当接しつつ回転されるカムローラ４４を備えている。カムローラ４４が回転カム２６のパーキング側凹溝４０の底面に係合された状態がディテントレバー２４がパーキング位置にある状態であり、図１に示されるようにパーキングロッド１８が軸方向上位置にあるパーキングロック作動状態となる。また、カムローラ４４が回転カム２６の非パーキング側凹溝４２の底面に係合された状態がディテントレバー２４が非パーキング位置にある状態であり、図２に示されるようにパーキングロッド１８が非パーキング位置にある状態にあるパーキングロックの解除状態となる。ディテントスプリング２８は、基端部が位置固定部材４５に固定され、ディテントレバー２４のパーキング位置と非パーキング位置との間の往復移動において、パーキング位置付近での付勢力が最大となるように矢印ａ方向の非パーキング位置方向へ付勢されることによりディテントレバー２４の凹溝３６に押圧状態で係合される係合ローラ４６を先端部に備えている。案内部材３０は、一対の平行な平面４８ａ、４８ｂを有し、回転軸３８と相対回転可能に一方向クラッチ３９を介して回転軸３８が挿入された状態で回転カム２６とディテントレバー２４との間において一対の平行な平面４８ａ、４８ｂが一対の案内壁面３２ａ、３２ｂのそれぞれに対抗するように案内穴３４に嵌め入れられ、ディテントレバー２４をパーキング位置と非パーキング位置との間で往復移動可能にディテントスプリング２８とともに支持する。

回転カム２６は、電動アクチュエータにより図１および図２の矢印方向へ回転させられる。図１に示されるように、回転カム２６は、それが固定された回転軸３８の回転中心Ｏとパーキング側凹溝４０の底面との距離が距離Ｒであるディテントレバー２４のパーキング位置から、図２に示されるように、回転中心Ｏと非パーキング側凹溝４２の底面との距離がカム曲線中最小の距離ｒであるディテントレバー２４の非パーキング位置へ滑らかにａ方向に移動するように、カム曲線が形成されている。また、回転カム２６は、ディテントレバー２４が図２の非パーキング位置から図１のパーキング位置へ滑らかにｂ方向に移動するように、カム曲線が形成されている。

次に、パーキングロック装置１０の回転カム機構１１の作動について説明する。図１において、パーキングロック作動時のディテントレバー２４がパーキング位置にある状態において、カムローラ４４が係合する回転カム２６のパーキング側凹溝４０の底面と回転中心Ｏとの距離Ｒが大きいため、回転カム２６がカムローラ４４から受ける反力は大きく、回転カム２６の微小な回転により回転カム２６に作用する反力はさらに大きくされること、およびパーキング側凹溝４０の底面を挟む部分のカム面の傾斜が大きく設定されていることからパーキング位置から非パーキング位置への意図しないディテントレバー２４の移動、所謂パーキング抜けが抑制される。回転カム２６に電動アクチュエータから回転カム２６を矢印方向へ回転させる所定の出力トルクが作用されると、カムローラ４４はパーキング側凹溝４０から離脱する。カムローラ４４がパーキング側凹溝４０から離脱した後、回転カム２６がさらに矢印方向へ回転されて非パーキング側凹溝４２の底面に係合されるまでにおいては、カム曲線と回転中心Ｏとの距離が次第に小さくされるため、回転カム２６のカムローラ４４から受ける反力は次第に小さくされることから、図２のディテントレバー２４が非パーキング位置にスムーズに移行し、パーキングロック作動の解除状態とされる。

図２において、パーキングロックの作動が解除されたディテントレバー２４が非パーキング位置にある状態において、回転カム２６には一回転する間に変化する反力のうちで最小の反力がカムローラ４４から作用される。非パーキング側凹溝４２からの離脱時において回転カム２６のカム面の傾斜は緩やかでそれに作用される反力の増加は緩やかであるため、電動アクチュエータの出力する比較的小さな出力トルクで、回転カム２６は非パーキング側凹溝４２の底面から開口縁に到達する。カムローラ４４が非パーキング側凹溝４２の開口縁からパーキング側凹溝４０の開口縁に到達するまでの回転カム２６の回転角は、カムローラ４４がパーキング側凹溝４０の開口縁から非パーキング側凹溝４２の開口縁に到達するまでの回転カム２６の回転角よりも２倍程大きく、カムローラ４４が非パーキング側凹溝４２の開口縁からパーキング側凹溝４０の開口縁に到達するまでに回転カム２６がカムローラ４４から受ける反力は緩やかな度合で上昇するため、回転カム２６を回転させるための大きな出力トルクは電動アクチュエータに要求されず、回転カム２６はスムーズに回転する。

このように、パーキングロック装置１０において、パーキングロッド１８を軸方向へ移動させてパーキングロックの作動状態と解除状態を切り換える回転カム機構１１のディテントレバー２４のパーキング位置と非パーキング位置との間の往復移動におけるディテントスプリング２８の付勢による回転カム２６のカムローラ４４から受ける反力の大きさや変化率は、回転軸３８の回転中心Ｏと回転カム２６のカム曲線との距離およびディテントスプリング２８の上記押圧力などから容易に設定することができ、回転カム機構１１の設計の自由度が高い。

上述のように、本実施例のパーキングロック装置１０によれば、回転軸３８に回転カム２６が備えられ、ディテントレバー２４は、回転カム２６のカム面に係合するカムローラ４４を備えてパーキングロッド１８と共に移動可能に支持され、ディテントレバー２４を非パーキング位置へ向かって付勢するディテントスプリング２８が設けられている。このため、パーキングロッド１８のパーキング位置と非パーキング位置との間の切換時において、ディテントスプリング２８により非パーキング位置へ向かって付勢されたディテントレバー２４のカムローラ４４から回転軸３８に備えられた回転カム２６の受ける反力は、回転軸３８の回転中心Ｏとカムローラ４４の回転カム２６との係合位置との距離を決定する回転カム２６の外周面であるカム面により設定される。これにより、切換途中のディテントレバー２４の遷移をスムーズとする遷移要件およびパーキング抜けを抑制するディテントレバー２４のパーキング位置での保持要件を満たしつつ、回転カム機構１１の設計の自由度を高めることができるパーキングロック装置１０を提供することができる。

また、本実施例のパーキングロック装置１０によれば、回転カム２６は、回転軸３８に一方向クラッチ３９を介して支持されて回転軸３８に対して一方向に回転可能に設けられている。このため、たとえば、ディテントレバー２４の非パーキング位置にある状態からパーキング位置にある状態への移動においてカムローラ４４がパーキング側凹溝４０の底面に係合されるまで回転カム２６が回転できなかった場合でも、図１および図２の矢印方向とは逆方向への回転カム２６の回転が阻止されるため、回転カム機構１１のガタつきを抑制することができるとともに、電動アクチュエータの位置精度のバラつきを許容できる。

また、本実施例のパーキングロック装置１０によれば、ディテントレバー２４のパーキング位置と非パーキング位置との間の往復移動において、カムローラ４４のパーキング側凹溝４０の底面から開口縁への離脱時および非パーキング側凹溝４２の底面からパーキング側凹溝４０の開口縁までの移動において、回転カム２６の回転角が大きいため、電動アクチュエータに要求される出力トルクが低下されている。このため、電動アクチュエータを小型化することが可能となる。また、要求される出力トルクが低下されることにより、電動アクチュエータは必要に応じて回転軸３８の回転速度を上昇させることができるため、たとえば、登坂路での駐車時において、ディテントレバー２４の非パーキング位置からパーキング位置への移動速度を高め、実際にパーキングロックが作動するまでに要する時間を減少させることが可能となる。これにより、車速Ｖが高められた状態でのパーキングロックポール１４とパーキングギヤ１２との噛合いにおいて入力される衝撃荷重に対する耐久性を付与するための重量が設定されていたトランスミッションの軽量化をすることが可能となる。

以上、本発明を表及び図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。

１０：パーキングロック装置（車両用パーキングロック装置）
１４：パーキングロックポール
１８：パーキングロッド
２４：ディテントレバー
２６：回転カム（カム）
２８：ディテントスプリング
３８：回転軸
４４：カムローラ

Claims

アクチュエータにより駆動される回転軸の回転に連動するディテントレバーの変位によりパーキングロックポールを移動させるパーキングロッドを、車両の動力伝達軸を回転不能にロックするパーキング位置と、該動力伝達軸の回転を許容する非パーキング位置とに切換える車両用パーキングロック装置であって、
前記回転軸にカムが備えられ、
前記ディテントレバーは、該カムのカム面に係合するカムローラを備えて前記パーキングロッドと共に移動可能に支持され、前記ディテントレバーを前記非パーキング位置へ向かって付勢するディテントスプリングが設けられていることを特徴とする車両用パーキングロック装置。