JP3840368B2 - 電動パーキングロック装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原動機の駆動力を車軸に伝達する動力伝達装置のハウジングに外装されたアクチュエータを有する電動パーキングロック装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トルクコンバータを介して原動機の駆動力を車軸に伝達する車両や、電動モータで駆動される車両は、原動機の内部フリクションを利用して車軸をロックすることができない。そこで原動機の駆動力を車軸に伝達する動力伝達経路の適宜な位置にパーキングギアを設けると共に、パーキングギアに対して係合・離脱可能なパーキングポールを設け、このパーキングポールを、往復直線運動を行うロッドを備えた電動アクチュエータで作動させることで停車時に車軸をロックするようした電動パーキングロック装置が、例えば特開平８−２１６８４４号公報などに提案されている。
【０００３】
ところで、アクチュエータの必要操作荷重は、坂道駐車時のパーキングロック解除方向であり、かつパーキングギアの歯からパーキングポールの爪が外れるまでの間で最大となる。無論パーキングギアの歯とパーキングポールの爪との係合が外れた後も、機械的な摩擦抵抗やクリック機構などの抵抗が作用するが、これらはパーキングロック解除操作時の抵抗に比較したらごく小さい。
【０００４】
従って、上記の如き電動パーキングロック装置においては、坂道駐車時のパーキングロック解除方向への操作荷重の伝達効率が最大となることが好ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような知見に鑑み案出されたものであり、その主な目的は、パーキングロック解除時の操作荷重の伝達効率を高めることができるように構成された電動パーキングロック装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明の請求項１においては、原動機（直流モータ４２）の駆動力を車軸（等速継手のスリーブ４３）に伝達する動力伝達経路に設けられたパーキングギア（３０）と、該パーキングギアに対して係合・離脱可能な爪を遊端側に備えて揺動自在なパーキングポール（３１）と、直線往復運動を行うロッド（８）を備えたアクチュエータ（１）と、前記パーキングギアへの係合動作を前記パーキングポールに行わせるべく一端を軸支されて回動しつつその遊端で前記パーキングポールの遊端側を押すパーキングレバー（２９）と、該パーキングレバーとその一端を連動連結されて回動運動を行うコントロールアーム（２４）と、前記ロッドの出力端と前記コントロールアームの遊端とを連結するリンク（２５）とを有する電動パーキングロック装置であって、前記パーキングギアの歯と前記パーキングポールの爪とが噛み合ったロック実行位置から前記パーキングギアの歯と前記パーキングポールの爪との噛み合いが外れたロック解除位置までの間の中で、前記コントロールアームの回動中心と前記リンクとの連結点間を結ぶ直線と前記リンクの前記コントロールアームとの連結点と前記ロッドとの連結点間を結ぶ直線とのなす角度が直角になり、且つ前記ロック実行位置での前記コントロールアームと前記リンクとの連結点が前記ロッドの軸線の延長線に対して前記コントロールアームの回動中心から遠ざかる方向へオフセットするように、前記コントロールアームと前記リンクとの連結点の位置を設定すると共に、前記コントロールアームの回動可能範囲を、前記コントロールアームの回動中心を通り前記ロッドの軸線の延長線に直交する直線を挟んでロック実行側とロック解除側とで互いに等角度になるようにしたことを特徴とする電動パーキングロック装置を提供することとした。
【０００７】
このようにすれば、アクチュエータの必要操作荷重が最大となるパーキングロック解除時に、コントロールアームの旋回円の接線方向へ操作力を作用させてコントロールアームの遊端に加わるトルクを最大にすることができる。また、コントロールアームに回動力を与えるロッドの軸線が規定されているので操作力の作用方向を常に接線方向とすることは不可能だが、少なくともコントロールアームの回動可能範囲は、コントロールアームのリンクとの連結点の旋回軌跡円弧に対する弦の方向とロッドの軸線とを略平行にすることができるので、ロッドの軸力を高効率にコントロールアームに伝達することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体的な実施の形態を参照して本発明について詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明が適用される電動パーキングロック装置のためのアクチュエータ１を示している。このアクチュエータ１は、ケーシング２の後壁（以下、図における右側を後方、左側を前方と定義する）に固定されたモータ３と、モータ３の回転力を直線運動に変換するべく、モータ３の出力軸４にねじ結合し且つガイド軸５（出力軸４と同軸的にケーシング２の前壁に固定されている）に摺合したスライダ６と、スライダ６に対して回動不能だが軸方向移動可能にその下端を係合した連結部材７と、連結部材７の上端に一体的に結合され且つスライダ６の摺動軸と平行な軸上を移動可能にケーシング２に支持されたロッド８と、連結部材７の上端に当接してパーキングロック解除方向への軸力をロッド８に加えるべくケーシング２に回動可能に支持されたシフトアーム９とからなっている。
【００１０】
連結部材７の下端は、スライダ６に対してカラー１０及びナット１１で後方への抜け止めがなされている。またスライダ６の前端に形成された外向フランジ１２との間に縮設された圧縮コイルばね１３により、カラー１０に対して弾発的に押し当てられている。
【００１１】
スライダ６は、ロッド８と一体をなす連結部材７との係合によって回り止めされているので、モータ３を回転させると、出力軸４の雄ねじ１４とスライダ６の雌ねじ１５との螺合により、ガイド軸５上を摺動するようになっている。
【００１２】
ケーシング２における前後壁の内面には、スライダ６の前端面とナット１１の後端面とに当接可能なゴムリング１６・１７がそれぞれ固着されており、スライダ６の前後両移動限で打音が発生したり、衝撃でねじ部がロックしたりすることのないようにされている。
【００１３】
ロッド８は、その両端部をスライドブッシュ１８・１９をもってケーシング２に支持されている。そしてロッド８の前端側はケーシング２に対してシール部材２０を介して液密にシールされ、ロッド８の後端側は、その下壁に通気孔２１が開設され且つラビリンス通路体２２が設けられたブリーザ室体２３を介して大気圧に開放されている。
【００１４】
ケーシング２から突出したロッド８の前端は、図２に示したように、後記する動力伝達装置Ｔにおけるギアボックスの外側面に軸支されたコントロールアーム２４の遊端にリンク２５を介して連結されている。
【００１５】
連結部材７の上端にその遊端を当接させたシフトアーム９の回動軸には、手動操作力伝達アーム２６が固着されている。つまりシフトアーム９と手動操作力伝達アーム２６とは一体回動する。この手動操作力伝達アーム２６の遊端には、車体の適所に設けられた手動ロック解除レバー２７に一端が連結されたボーデンケーブル２８の他端が連結されている。
【００１６】
他方、コントロールアーム２４は、ギアボックスの内面にコントロールアーム２４と同軸的に支持されたパーキングレバー２９（図３参照）と連動連結されている。
【００１７】
動力伝達経路の適宜な位置、例えば減速ギア群の内の中間ギア軸（図示せず）には、図３に示すような歯車状をなすパーキングギア３０が固着されている。そしてギアボックス内には、パーキングギア３０の歯に噛み合う爪をその遊端に備えたパーキングポール３１が揺動可能に軸支されている。これらパーキングギア３０の歯とパーキングポール３１の爪との噛み合いによってパーキングロックが行われるようになっている。なお、上述のコントロールアーム２４とパーキングレバー２９との間には、公知のロストモーション機構（図示せず）が設けられており、通常はコントロールアーム２４とパーキングレバー２９とは一体回動するが、パーキングギア３０の歯の頂面にパーキングポール３１の爪が当接してパーキングギア３０の歯とパーキングポール３１の爪とが噛み合わない状態となったり、あるいはパーキングポール３１が何らかの理由で動かなかったりした場合にも、アクチュエータ１側に無理な力が加わらずに済むようになっている。
【００１８】
パーキングレバー２９の遊端には、パーキングポール３１の遊端の爪の反対側に形成されたカム面３２に摺接可能なカムフォロワ３３が設けられている。
【００１９】
上述のアクチュエータ１は、通常時はモータ３を回転駆動すると、出力軸４の回転により、出力軸４とねじ結合したスライダ６が軸方向について移動する。例えば図１に示すパーキングロック実行状態においてモータ３を一方へ回転させてスライダ６を前進させると、スライダ６に一体結合されたカラー１０に圧縮コイルばね１３で押し当てられている連結部材７が前進し、連結部材７と共にロッド８が前進する。これにより、ロッド８の前端にリンク２５を介して連結されたコントロールアーム２４に反時計回りの回動力が加わり、コントロールアーム２４は図２に２点鎖線で示す位置へ向かって回動する。
【００２０】
コントロールアーム２４の回動力は、ロストモーション機構に設けられたねじりばねなどの弾発力を介してパーキングレバー２９に伝達される。するとパーキングレバー２９の遊端に設けられたカムフォロワ３３が旋回移動してパーキングポール３１の遊端のカム面３２から外れる。ここでパーキングポール３１はねじりばね（図示せず）の弾発力で反時計回りに回動付勢されているので、カムフォロワ３３による保持力が消失するとパーキングギア３０の歯からパーキングポール３１の爪が外れ、パーキングロックが解除される（図３−Ａの状態）。
【００２１】
上記とは逆向きにモータ３を回転させると、スライダ６が後退し、この力が圧縮コイルばね１３を介して連結部材７に加わる。ここで圧縮コイルばね１３の伸長力がロッド８の摺動抵抗やパーキングポール３１の回動抵抗よりも十分に大きいので、スライダ６と共に連結部材７が後退し、これに連れてロッド８が後退し、リンク２５を介してコントロールアーム２４が時計回りに回動する。するとパーキングレバー２９のカムフォロワ３３がパーキングポール３１のカム面３２に当接し、パーキングポール３１の爪をパーキングギア３０の歯に噛み合わせてパーキングロック実行状態にする（図３−Ｂの状態）。
【００２２】
上記アクチュエータ１は、在来の自動変速機と同様に、Ｄ：ドライブ、Ｎ：ニュートラル、Ｒ：リバース、Ｐ：パーキングと少なくとも４つの位置があるセレクタスイッチ（図示せず）の位置に応じて作動する。すなわち、セレクタスイッチをＰ位置に設定した時にのみ、ロッド８を一杯に引き込んでパーキングロックを実行し、セレクタスイッチをＰ以外の位置に設定すると、ロッド８を一杯に押し出してパーキングロックを解除するようにアクチュエータ１が作動する。
【００２３】
パーキングロック実行状態でモータ３が作動不能になった場合は、手動ロック解除レバー２７を引くと、ボーデンケーブル２８を介して手動ロック解除レバー２７に連結された手動操作力伝達アーム２６がシフトアーム９を伴って時計回りに回動する。ここで連結部材７は圧縮コイルばね１３を介してスライダ６に結合しているので、スライダ６が動かなくても圧縮コイルばね１３が撓む分だけ連結部材７はスライダ６と無関係に動き得る。従って、モータ３が作動不能であっても、手動ロック解除レバー２７の操作によってパーキングギア３０からパーキングポール３１を外すことができる。このとき、手動ロック解除レバー２７のホルダに設けられたゲート３５にてパーキングロック解除位置の保持が行える。
【００２４】
図４及び図５は、本発明が適用された動力伝達装置Ｔの外観を示している。この動力伝達装置Ｔは、差動ギア装置及び減速ギア装置を内蔵したギアボックス４１からなり、このギアボックス４１の一側に原動機としての直流モータ４２が固定され、また他側に前述したアクチュエータ１が固定されている。
【００２５】
差動ギア装置の左右の出力軸には、左右の前輪車軸にそれぞれ個別に連結されるべく、等速継手のスリーブ４３が一体的に結合されている。この等速継手のスリーブ４３は、実質的に車軸の一部をなすものであり、このスリーブ４３の後方に、コントロールアーム２４及びリンク２５とアクチュエータ１とが縦列配置されている。ここでロッド８の軸線８Ｘの位置は、スリーブ４３即ち車軸の後方投影面内に設定されている。つまりコントロールアーム２４及びリンク２５とアクチュエータ１とが、前方から見て、車軸の陰に大略隠れるようにされている。
【００２６】
コントロールアーム２４及びリンク２５の外面は、これらの連結部に塵埃や水飛沫などが侵入することを防止するために、ギアボックス４１の側壁外面に例えばボルト止めで固定された上下面、前面、及び側面が閉じられたカバー４４で覆われている。
【００２７】
コントロールアーム２４とリンク２５との連結点は、ロッド８の軸線８Ｘの延長線に対して幾分か上方へオフセットしている（図４のＡ寸法）。つまりロック実行時とロック解除時とのコントロールアーム２４とリンク２５との連結点中心を結ぶ直線が、ロッド８の軸線８Ｘの延長線に対して幾分か上方へオフセットしていることになる。これにより、リンク２５の両連結点間を結ぶ直線には、ロッド８のストローク範囲で常に前上がりとなる傾斜が与えられている。
【００２８】
ところで、アクチュエータ１の必要操作荷重は、坂道駐車時のパーキングロック解除方向であり、かつパーキングギア３０の歯からパーキングポール３１の爪が外れるまでの間で最大となる。パーキングギア３０の歯とパーキングポール３１の爪との係合が外れた後も、機械的な摩擦抵抗やクリック機構などの抵抗が作用するが、これらはパーキングロック解除操作時の抵抗に比較したらごく小さい。
【００２９】
一方、コントロールアーム２４を回動させる時の最も効率の良い力の方向は、周知の通り、リンク２５との連結点の旋回円の接線方向、つまりコントロールアーム２４の回動中心とリンク２５との連結点間を結ぶ直線に直交する方向である。しかしながらコントロールアーム２４に加わる力の方向は、コントロールアーム２４に回動力を与えるロッド８の軸線８Ｘが規定されているので、常に接線方向となるようにすることは不可能である。そこで、パーキングギア３０の歯とパーキングポール３１の爪とが噛み合っている範囲は、コントロールアーム２４の回動中心とリンク２５との連結点間を結ぶ直線とリンク２５の両端間を結ぶ直線とのなす角度ができる限り直角に近くなるようにするために、上記の如きオフセット設定を採るものとした。なお、コントロールアーム２４の回動可能範囲は、垂直線を挟んでパーキングロック実行側とパーキングロック解除側とが互いに等角度にしてあり、しかも作動の確実性を確保する上から、ロック実行位置から全回動角度の１／２〜２／３の角度でパーキングギア３０の歯からパーキングポール３１の爪が外れるようにしてある。
【００３０】
アクチュエータ１のケーシング２の後壁には、前述の通り、ブリーザ孔２１が開口したブリーザ通路体２３とモータ３とが取り付けられると共に、リード線のコネクタ４５が設けられている。これにより、比較的強度の低い部位をアクチュエータ１のケーシング２で保護し得る。
【００３１】
コントロールアーム２４とパーキングレバー２９とは、共通の支持軸４６上に設けられているが、この支持軸４６は、図６に示したように、ギアボックス４１の両側壁内面に形成された軸受部４７・４８に支持されている。
【００３２】
支持軸４６には、ロッド８を押し引き駆動することによるコントロールアーム２４からのねじり力と、パーキングポール３１をロック位置に保持することによるパーキングレバー２９からの曲げ力とが加わる。ここでパーキングレバー２９の支持部は両端支持梁の形態をとっているので、支持スパンが小さい方が強度上は有利である。ところが、パーキングレバー２９の取付部とコントロールアーム２４の取付部とは、アクチュエータ１の配置やギアボックス４１内でのギアの配列の都合上、互いに軸方向に離間せざるを得ない。軸を３点で支持することは極めて高い精度を要求されるので製造コスト増大の要因となる。
【００３３】
そこで本実施の形態においては、軸受部４７・４８をパーキングレバー２９に近接する位置に設け、支持軸４６の外向き延出部４６ａをギヤボックス４１の側壁外面に設けられたボス４９の孔５０に緩く挿通し、軸受部４７・４８間のスパンを小さくしてパーキングレバー２９の支持部が撓み難くなるようにすると共に、専ら軸端に設けたコントロールアーム２４からのねじり力が加わる外向き延出部４６ａの撓み自由度を高めるものとした。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明によれば、アクチュエータの必要操作荷重が最大となるロック解除操作時にコントロールアームの旋回円の接線方向へ操作力を作用させるようにすることができるので、コントロールアームに対する操作力の伝達効率を高める上に大きな効果が得られる。しかも、コントロールアームに回動力を与えるロッドの軸線が 規定されているので操作力の作用方向を常に接線方向とすることは不可能だが、少なくともコントロールアームの回動可能範囲は、コントロールアームのリンクとの連結点の旋回軌跡円弧に対する弦の方向とロッドの軸線とを略平行にすることができるので、ロッドの軸力のコントロールアームへの伝達効率を高める上に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による電動パーキングロック装置のアクチュエータの一部切除して示す側面図
【図２】 手動ロック解除手段の構成図
【図３】 パーキングポールとパーキングギアとの関係を示す作動説明図
【図４】 動力伝達装置の側面図
【図５】 動力伝達装置の上面図
【図６】 図４のVI−VI線に沿う部分的断面図
【符号の説明】
Ｔ 動力伝達装置
１ アクチュエータ
８ ロッド
２４ コントロールアーム
２５ リンク
３０ パーキングギア
３１ パーキングポール
４１ ギアボックス
４２ 直流モータ
４３ 等速継手のスリーブ

Claims (1)

1. 原動機の駆動力を車軸に伝達する動力伝達経路に設けられたパーキングギアと、該パーキングギアに対して係合・離脱可能な爪を遊端側に備えて揺動自在なパーキングポールと、直線往復運動を行うロッドを備えたアクチュエータと、前記パーキングギアへの係合動作を前記パーキングポールに行わせるべく一端を軸支されて回動しつつその遊端で前記パーキングポールの遊端側を押すパーキングレバーと、該パーキングレバーとその一端を連動連結されて回動運動を行うコントロールアームと、前記ロッドの出力端と前記コントロールアームの遊端とを連結するリンクとを有する電動パーキングロック装置であって、
   前記パーキングギアの歯と前記パーキングポールの爪とが噛み合ったロック実行位置から前記パーキングギアの歯と前記パーキングポールの爪との噛み合いが外れたロック解除位置までの間の中で、前記コントロールアームの回動中心と前記リンクとの連結点間を結ぶ直線と前記リンクの前記コントロールアームとの連結点と前記ロッドとの連結点間を結ぶ直線とのなす角度が直角になり、且つ
   前記ロック実行位置での前記コントロールアームと前記リンクとの連結点が前記ロッドの軸線の延長線に対して前記コントロールアームの回動中心から遠ざかる方向へオフセットするように、前記コントロールアームと前記リンクとの連結点の位置を設定すると共に、
   前記コントロールアームの回動可能範囲を、前記コントロールアームの回動中心を通り前記ロッドの軸線の延長線に直交する直線を挟んでロック実行側とロック解除側とで互いに等角度になるようにしたことを特徴とする電動パーキングロック装置。

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