JP5212729B2 - パーキングロック装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速装置の回転部材と一体回転するパーキングギヤと、前記パーキングギヤに噛合したロック位置と、噛合解除されたロック解除位置との間で変位可能なロックポールと、前記ロックポールを前記ロック位置と前記ロック解除位置との間で切り換え操作する切換機構とを備えたパーキングロック装置に関する。

この種のパーキングロック装置に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記されたパーキングロック装置では、アクチュエータと連結された制御ロッドによってデテントプレートが回転駆動されると、自動変速機とパークロッドが同時に摺動操作され、自動変速機がＰレンジになる時に、パークロッドの先端に設けられた円錐状のロックカムが、ロックポールをパーキングギヤに噛合したロック位置に変位操作する。したがって、パーキングギヤの回転操作が禁止されるので、自動変速機の出力軸の回転も規制される。また、デテントプレートの変位はローラ付き板バネによってＰレンジを含む各レンジに保持可能に構成されている。

特開２００８−３９０９４号公報（００３７−００３８段落、図１）

しかし、特許文献１による発明では、ロックポールをロック位置に変位操作するロックカム、ロックカムを押し引き操作するためのパークロッド、デテントプレートを介してパークロッドを摺動操作する制御ロッド、デテントプレートの変位を規制するローラ付き板バネなどといった多数の部材を設置する必要があるため、変速ユニット全体としての小型化を阻害する傾向があった。

また、従来の技術では、パーキングロック装置の駆動に比較的大きなトルクを必要とするため、一般にアクチュエータと制御ロッドの間に減速比の大きな減速機構を設けてあり、その結果、低効率の歯車機構となるため、必然的に大型のモータを用いる必要があり、パーキングロック装置のコンパクト化を阻害する要因となっていた。

本発明の課題は、上記の従来技術によって知られるパーキングロック装置の実情に鑑み、用いる部材の数がより少ないパーキングロック装置を提供すること、および、アクチュエータとして比較的小型のモータを適用可能なパーキングロック装置を提供することにある。

本発明の第１の特徴構成は、
変速装置の回転部材と連動するパーキングギヤと、
前記パーキングギヤに噛合したロック位置と、噛合解除されたロック解除位置との間で変位可能なロックポールと、
前記ロックポールを前記ロック位置と前記ロック解除位置との間で切り換え操作する切換機構と、を備え、
前記切換機構が、
モータによって正逆いずれかの方向に選択的に回動操作される操作片と、
前記ロックポールに一端を枢支され、前記ロックポールの前記ロック位置に対応した第１位置と、前記ロック解除位置に対応した第２位置との間で揺動可能なリンク部材と、
前記操作片からの操作力を前記リンク部材に伝達する弾性部材と、を備え、
前記モータと前記操作片との間に、停止中の前記モータが前記弾性部材の付勢力によって逆転操作され得る減速比の減速機構が設けられており、
前記操作片の正方向の回動に基づく前記ロックポールの前記ロック位置への切り換えが未完了の噛合準備段階における前記操作片の戻り回転を阻止するラチェット機構が設けられている点にある。

本発明の第１の特徴構成によるパーキングロック装置では、仮にパーキングギヤの歯の山部がロックポールの作用部と対向する位置にあるために、ロックポールの作用部がパーキングギヤと噛合完了できない状態になる場合でも、モータによって回動操作された操作片が、弾性部材を介してリンク部材を第１位置に向けて付勢し続ける。したがって、何らかの外力で車両の車輪が僅かに回転した時点では、パーキングギヤが連動して僅かに回転することで、ロックポールによる噛合−ロック状態が自動的に得られる。

また、停止中のモータが弾性部材の付勢力によって逆転操作され得る小さな減速比の減速機構を用いるので、大減速比の減速機構を用いた場合に比して機敏なロック操作およびロック解除操作を実現可能なパーキングロック装置となる。尚、操作片の戻り回転を防ぐラチェット機構が設けてあるので、停止中のモータおよび操作片が弾性部材の付勢力によって、ロック解除位置と対応する向きに逆転操作される現象は生じない。

本発明の他の特徴構成は、前記ラチェット機構は、前記ラチェット機構が前記戻り回転の阻止を実行後からの前記操作片の前記正方向の回転に基づいて前記阻止を解除する点にある。

本構成であれば、モータを再び僅かに正転させることでラチェット機構による操作片の戻り回転の阻止状態が解消され、続いてモータを逆転させることで、ロックポールを円滑にロック解除位置に戻すことができる。したがって、ラチェット機構による逆転阻止状態を解除するための専用機構を設ける必要がない。

本発明の他の特徴構成は、前記リンク部材が、前記ロックポールに一端を枢支された第１リンク部材、および、前記第１リンク部材の他端に枢支された一端と、前記弾性部材の基端側に支持された他端とを有する第２リンク部材からなり、
前記弾性部材の遊端側は、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材とを連結した連結部を変位操作し、
前記ロック位置において、前記連結部が前記第１リンク部材の前記一端と前記第２リンク部材の前記他端とを結ぶ直線よりも前記ロックポールの基端部に近接するために、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材とがオーバーセンター位置でロックされるように構成してある点にある。

本構成であれば、ロックポールが一旦ロック位置に到達後は、第１リンク部材と第２リンク部材とがオーバーセンター位置でロックされるため、パーキングギヤを強制的に回動させる外力などが、ロックポールの作用部をパーキングギヤの歯の谷部から押し出す虞はない。

本発明の他の特徴構成は、前記操作片に、前記モータの逆転操作に基づいて前記連結部を前記ロック解除位置に向けて押し操作する復帰操作部が設けられている点にある。

本構成であれば、モータが逆転操作された場合は、操作片の復帰操作部が、オーバーセンター位置でロックされている連結部をロック解除位置に向けて押し操作するので、連結部はオーバーセンター位置から解放され、その結果、パーキングロック装置のロック解除が可能となる。

本発明の他の特徴構成は、前記弾性部材は、前記第２リンク部材を回転自在に支持する軸部材と同軸状に巻回されたゼンマイバネからなる点にある。

本構成であれば、他の形態のバネに比して付勢力が大きく全体として平坦な外形を備えたゼンマイバネを、第２リンク部材を回転自在に支持する軸部材と同軸状に配置することで、十分な付勢力を持った弾性部材を比較的小さなスペースに収納することが可能となる。

本発明に係るパーキングロック装置を示す斜視図である。 本発明に係るパーキングロック装置を示す分解斜視図である。 パーキングロック装置の初期状態を示す要部平面図である。 パーキングロック装置の待ち状態を示す要部断面図である。 パーキングロック装置のロック状態を示す要部平面図である。 ロック状態における切換機構の状態を示す要部平面図である。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
（パーキングロック装置の構成）
本発明の一実施形態としてのパーキングロック装置１は、図１および図２に示すように、車両の変速装置の出力軸（不図示、回転部材の一例）と連動するパーキングギヤ２と、パーキングギヤ２に隣接配置された中間プレート３と、中間プレート３に揺動可能に支持されたロックポール４とを有する。ロックポール４はその基端部４ａを介して中間プレート３に支持されており、ロックポール４の中間部にはパーキングギヤ２と噛合することでパーキングギヤ２の回転を不能にすることの可能な係止爪４ｃが形成されている。
パーキングロック装置１は、ロックポール４の係止爪４ｃがパーキングギヤ２と噛合したロック位置と、噛合解除されたロック解除位置との間でロックポール４の姿勢を切り換え操作する切換機構５を有する。

切換機構５は、ロックポール４の遊端（被操作部の一例）に枢支された一端を有する第１リンク６（第１リンク部材の一例）、第１リンク６の他端に枢支された一端と、中間プレート３に枢支された他端とを有する第２リンク７（第２リンク部材の一例）、第２リンク７と共通の軸心で回動可能に支持されたセクター部材８（操作片の一例）と、セクター部材８を回動操作するためのモータＭとを有する。セクター部材８および第２リンク７はいずれも中間プレート３に立設された第１軸部材９に支持されているが、第２リンク７はセクター部材８よりも上方に配置されている。

切換機構５は、第２リンク７とセクター部材８との間に介装され、第１軸部材９を取り囲むように配置されたゼンマイバネ１０（弾性部材の一例）を含む。ゼンマイバネ１０の基端１０ａはセクター部材８のボス部に固定されており、他方、ゼンマイバネ１０の遊端付近は、ゼンマイバネ１０の全体的な湾曲方向とは逆方向に湾曲加工された操作部１０ｂを構成している。この操作部１０ｂは、ゼンマイバネ１０の拡張方向の付勢力に基づいて、第１リンク６の前記他端と第２リンク７の前記一端とを連結している連結ピン１１から下方に延設された被操作部１１ａ（連結部の一例）に押圧されている。

セクター部材８の遊端側端面には平歯車状のラックギヤ８ａが形成されており、モータＭとラックギヤ８ａとの間には減速機構１４が設けられている。減速機構１４は、モータＭの出力軸に外嵌固定された第１ヘリカルギヤ１２、および、ヘリカルギヤ１２とラックギヤ８ａとの間に配置されたダブルギヤ１３からなる。ダブルギヤ１３は、第１ヘリカルギヤ１２と噛合した第２ヘリカルギヤ１３ａ、および、ラックギヤ８ａと噛合した平歯車状のピニオンギヤ１３ｂとを有する。ピニオンギヤ部１３ｂは第２ヘリカルギヤ部１３ａの下側に一体的に形成されている。

一例として、ここでは、特に高効率な伝動を達成可能な第１ヘリカルギヤ１２と第２ヘリカルギヤ１３ａの間で得られる減速比を２：１５、ピニオンギヤ１３ｂとラックギヤ８ａの間で得られる減速比を１８：１７０とされ、減速機構１４の全体としての減速比は１：７１とされている。これは、停止中のモータが弾性部材の付勢力によって逆転操作され得る程度の小さな減速比である。尚、第１ヘリカルギヤ１２としては歯数が２枚の少歯数ヘリカルギヤが採用されている。尚、図に示された各ギヤの歯数は図示の都合上必ずしも上記の値と一致していない。

このように減速比の小さな減速機構１４を用いることで、パーキングロック装置１の動作を迅速化することが実現できる。また、減速機構１４中に前述のような高効率のギヤを用いることで、減速機構１４の減速比を小さくしながらも、モータＭを小型化することが可能となり、パーキングロック装置１の小型化および軽量化が実現される。
しかし、このように減速機構１４の減速比が小さければ、後述するパーキングロック装置１の「待ち状態」において、モータＭがゼンマイバネ１０の復元力によって逆転操作され、「待ち状態」を保持できなくなる可能性が生じる。

そこで、切換機構５は、さらに、「待ち状態」におけるセクター部材８の逆転を防止するラチェット機構２０を有する。ラチェット機構２０は、セクター部材８の基端側の一部に形成されたラチェット歯８ｒ、ラチェット歯８ｒと噛合した噛合位置と噛合解除された噛合解除位置との間で揺動可能に支持されたポール１５、および、ラチェット歯８ｒと噛合しているポール１５を前記噛合解除位置に切り換えるレリーズレバー１６、レリーズレバー１６の姿勢を制御する捻りコイルバネ１７（姿勢制御バネの一例）を有する。

ポール１５とレリーズレバー１６とは、パーキングギヤ２から離間した側の端部付近に設けられた枢支点で、互いに揺動自在に連結されている。また、ポール１５とレリーズレバー１６とは、この枢支点よりもパーキングギヤ２に近接した位置に長孔を有し、これらの長孔を介して、中間プレート３から立設された第２軸部材１８に支持されている。
ポール１５は、ラチェット歯８ｒの並びと略平行に延びた長孔（不図示）を介して第２軸部材１８に支持されている。他方、レリーズレバー１６は、ラチェット歯８ｒの並びと交差するように延びた長孔（不図示）を介して第２軸部材１８に支持されている。
捻りコイルバネ１７の一端は中間プレート３に支持されており、その他端は、レリーズレバー１６における長孔を挟んで前記枢支点と反対側の他端に支持されている。

セクター部材８には、モータＭの逆転操作に基づいて、第１リンク６と第２リンク７との間に設けられた被操作部１１ａ（連結部の一例）をロック解除位置に向けて押し操作する復帰操作片８ｓ（復帰操作部の一例）が立設されている。復帰操作片８ｓは、被操作部１１ａを間に挟む形でゼンマイバネ１０の操作部１０ｂと対向配置されている。

（パーキングロック装置の動作）
次にパーキングロック装置１の動作について説明する。
〈初期状態〉
図３は、自動変速機（不図示）などによるパーキングギヤ２の回転操作を許すパーキングロック装置１の「初期状態」を示す。この状態では、セクター部材８は、平面視において最も反時計方向の初期位置に存在し、ロックポール４は係止爪４ｃがパーキングギヤ２から完全に噛合解除されたロック解除位置にある。また、ラチェット機構２０のポール１５はセクター部材８のラチェット歯８ｒと未だ噛合していない。

〈ロック操作〉
上記の「初期状態」において、車両の運転席などにあるパーキングロックスイッチからのロック信号が発されると、図示されていないパーキングロック装置１の制御装置によって、モータＭが一定速度で正方向（平面視において時計方向）に回転される。図４に示すように、この回転は減速機構１４を介してセクター部材８のラチェット歯８ｒに伝達されて、セクター部材８が右側のロック操作位置まで時計方向に回動操作される。すると、ゼンマイバネ１０の基端１０ａがセクター部材８と一体的に回動操作されるため、ゼンマイバネ１０の遊端１０ｂから連結ピン１１に対して、連結ピン１１を図の右側に変位させようとする付勢力が加えられる。その結果、第２リンク７を時計方向に、第１リンク６を反時計方向に回動操作する力が生じ、第２リンク７と第１リンク６とが直線状に並ぶ状態に近づくため、ロックポール４をパーキングギヤ２に対して近接操作することになる。

このセクター部材８がロック操作位置まで時計方向に連続的に回動操作される際は、ラチェット機構２０のポール１５は、捻りコイルバネ１７によってラチェット歯８ｒに押し付けられたポール１５の係合歯１５ａがラチェット歯８ｒの凹凸に沿って出入りしながら小さな揺動を繰り返すことで、セクター部材８の時計方向への回動を許す。

〈待ち状態〉
しかし、図４に示すように、仮にパーキングギヤ２の歯の山部がロックポール４の係止爪４ｃと対向するような角度位相にあった場合、パーキングギヤ２の歯の山部に押し付けられた「待ち状態」となる。この「待ち状態」では、ロックポール４の係止爪４ｃはパーキングギヤ２と噛合しないが、ゼンマイバネ１０からは、連結ピン１１をさらに図の右側に変位させることで、ロックポール４の係止爪４ｃをパーキングギヤ２の歯の山部に押し付ける押圧力が継続して加えられる。

「待ち状態」では、ロックポール４およびゼンマイバネ１０からセクター部材８を初期位置に押し戻そうとする力が加えられるので、ラチェット機構２０のポール１５は、ラチェット歯８ｒの歯の谷部に押し付けられた噛合状態で、セクター部材８の戻りを防止する。同時に、図では示さないが、レリーズレバー１６のポール１５に対する角度が変化することで、次に行われるロック解除工程のための準備が完了する。

〈ロック状態〉
この「待ち状態」において、駐車された車両の車輪に対して、路面の起伏、或いは、悪意で車両を移動させようとする力に基づいて車両の車輪に僅かな回転が加えられると、パーキングギヤ２がいずれかの方向に回動操作されるため、ロックポール４の係止爪４ｃは前述したゼンマイバネ１０からの継続的な押圧力によってパーキングギヤ２の歯の谷部に押し込まれて噛合が成立し、自動的に図５の「ロック状態」が得られる。
尚、上記のロック操作に際して、もしも初めからパーキングギヤ２の歯の谷部がロックポール４の係止爪４ｃと対向するような角度位相にあった場合は、待ち状態を介することなく、直ぐに係止爪４ｃがパーキングギヤ２の歯と噛合し、図５のロック状態が得られる。

「ロック状態」が達成される過程では、第２リンク７と連結ピン１１と第１リンク６とが直線状に並ぶ状態を経て、最終的には、図６に示すように、連結ピン１１が、第２リンク７の枢支軸心Ｘ１と、ロックポール４と第１リンク６との連結軸心Ｘ２とを結ぶ仮想直線Ｌ１よりもロックポール４の基端部４ａに近接したオーバーセンター位置に存在する「ロック状態」となる。しかも、「ロック状態」では、ゼンマイバネ１０の余力が第２リンク７の先端７ａをロックポール４の外周面に形成された係止凹部４ｒに押圧するため、連結ピン１１のオーバーセンター状態が安定的に維持され、安定したロック状態が得られる。

図６に示すように、この「ロック状態」において、パーキングギヤ２を強制的に矢印方向に回動させる外力Ｆなどに基づいて、ロックポール４の係止爪４ｃをパーキングギヤ２の歯の谷部から押し出そうとする力Ｆ１が発生する場合が考えられ、これはロックポール４の先端の軸心Ｘ２付近をパーキングギヤ２から離間させる向きの分力Ｆ２として作用する。しかし、連結ピン１１がオーバーセンター状態にあるので、この分力Ｆ２は、連結ピン１１をロックポール４の基端部４ａ付近に向けて押圧する分力Ｆ３に変換され、第２リンク７の先端７ａをロックポール４の係止凹部４に押圧する力が増す。したがって、第２リンク７と連結ピン１１と第１リンク６とは図６に示された姿勢を維持するため「ロック状態」が保持される。

〈ラチェット機構の主な役割〉
尚、図４の「待ち状態」では、未だ連結ピン１１がオーバーセンター位置にないため、ゼンマイバネ１０からの押圧力を超える外力が加えられると、セクター部材８が不用意に前記初期位置に向けて戻し操作される可能性が考えられる。しかし、「待ち状態」では、前述したラチェット機構２０のポール１５がセクター部材８のラチェット歯８ｒと噛合し、セクター部材８の逆転を禁止する噛合位置にあるため、セクター部材８の戻し操作は不能となっている。

〈ロック解除操作〉
上記の「ロック状態」において、車両の運転席などにあるパーキングロックスイッチからのロック解除信号が発されると、制御装置によってモータＭが再び正方向に僅かに回転され、次に、モータＭの逆方向への回転操作が行われる。この正方向への僅かな再回転により、セクター部材８がロック操作位置よりも更に僅かに時計方向のロック解除位置（不図示）まで回動操作され、この回動操作に基づいて、ラチェット機構２０のポール１５はレリーズレバー１６によって、ラチェット歯８ｒから抜け出た噛合解除位置に強制操作される。そこで、後続するモータＭの逆回転操作によるセクター部材８の戻し操作が可能となる。

セクター部材８の戻し操作では、連結ピン１１から下方に延びた被操作部１１ａが、セクター部材８の復帰操作片８ｍによって図の左向きに変位操作されていく。この左向きの変位操作の最初の段階では、先ず被操作部１１ａが仮想直線Ｌよりも左側の領域に移動操作されることで、前記オーバーセンター位置から解放され、同時に、第２リンク７の先端７ａがロックポール４の係止凹部４ｒから引き離されるので、ロックポール３のロック位置からロック解除位置に向けた後続する揺動操作が可能となる。最終的に、セクター部材８が初期位置に戻り、ロックポール３の係止爪４ｃがパーキングギヤ２の歯の山部よりも径方向外側の領域に抜け出ることで、ロック解除が完了する。

〔別実施形態〕
上記実施形態のリンク部材を単一リンク部材で構成した形態で実施することも可能である。この単一リンク部材は、上記実施形態の第２リンク７と同様に中間プレート３の第１軸部材９に回転可能に支持させ、単一リンク部材の遊端側とロックポールの遊端付近とを連結ピンで枢支連結させればよい。但し、単一リンク部材とロックポールとのいずれか一方には同連結ピンが移動可能な長孔を部材の長手方向に沿って延設する必要がある。

変速装置の回転部材と連動するパーキングギヤと、パーキングギヤに噛合したロック位置と、噛合解除されたロック解除位置との間で変位可能なロックポールと、ロックポールをロック位置とロック解除位置との間で切り換え操作する切換機構とを備えたパーキングロック装置を、部品点数が少なく小型化し易いものに改善する技術として利用可能である。

Ｍ モータ
１ パーキングロック装置
２ パーキングギヤ
３ 中間プレート
４ ロックポール
５ 切換機構
６ 第１リンク
７ 第２リンク
８ セクター部材（操作片）
８ｒ ラチェット歯
９ 第１軸部材
１０ ゼンマイバネ（弾性部材）
１１ 連結ピン
１１ａ 被操作部
８ｍ 復帰操作片
１４ 減速機構
２０ ラチェット機構

Claims (5)

1. 変速装置の回転部材と連動するパーキングギヤと、
   前記パーキングギヤに噛合したロック位置と、噛合解除されたロック解除位置との間で変位可能なロックポールと、
   前記ロックポールを前記ロック位置と前記ロック解除位置との間で切り換え操作する切換機構と、を備え、
   前記切換機構が、
   モータによって正逆いずれかの方向に選択的に回動操作される操作片と、
   前記ロックポールに一端を枢支され、前記ロックポールの前記ロック位置に対応した第１位置と、前記ロック解除位置に対応した第２位置との間で揺動可能なリンク部材と、
   前記操作片からの操作力を前記リンク部材に伝達する弾性部材と、を備え、
   前記モータと前記操作片との間に、停止中の前記モータが前記弾性部材の付勢力によって逆転操作され得る減速比の減速機構が設けられており、
   前記操作片の正方向の回動に基づく前記ロックポールの前記ロック位置への切り換えが未完了の噛合準備段階における前記操作片の戻り回転を阻止するラチェット機構が設けられているパーキングロック装置。
2. 前記ラチェット機構は、前記ラチェット機構が前記戻り回転の阻止を実行後からの前記操作片の前記正方向の回転に基づいて前記阻止を解除する請求項１に記載のパーキングロック装置。
3. 前記リンク部材が、前記ロックポールに一端を枢支された第１リンク部材、および、前記第１リンク部材の他端に枢支された一端と、前記弾性部材の基端側に支持された他端とを有する第２リンク部材からなり、
   前記弾性部材の遊端側は、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材とを連結した連結部を変位操作し、
   前記ロック位置において、前記連結部が前記第１リンク部材の前記一端と前記第２リンク部材の前記他端とを結ぶ直線よりも前記ロックポールの基端部に近接するために、前記第１リンク部材と前記第２リンク部材とがオーバーセンター位置でロックされるように構成してある請求項１または２に記載のパーキングロック装置。
4. 前記操作片に、前記モータの逆転操作に基づいて前記連結部を前記ロック解除位置に向けて押し操作する復帰操作部が設けられている請求項２に記載のパーキングロック装置。
5. 前記弾性部材は、前記第２リンク部材を回転自在に支持する軸部材と同軸状に巻回されたゼンマイバネからなる請求項３または４に記載のパーキングロック装置。

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