JP6990607B2 - パーキングロック解除ユニット - Google Patents

Description

シフトバイワイヤ式のトランスミッションを備える車両において、パーキングロックを手動解除するためのパーキングロック解除ユニットに関する。

パーキングロックの手動解除のためのパーキングロック解除ユニットが公知である（例えば、特許文献１）。特許文献１のパーキングロック解除ユニットは、円筒状のベースと、ベースの内部上端に回転可能に設けられた操作部と、操作部の下部に螺結し、ベースの内部に収容された係合部とを備えている。ベースの内部にはピンが設けられ、係合部の下端にはピンを受容するカム溝が設けられている。ピンとカム溝は協働して、係合部の下方への運動を係合部の回転運動に変換するカム機構として機能する。操作部の回転によって、係合部は下方に移動しつつ回転し、その回転によって、パーキングロックが解除される。

特開２０１７－１６６６４７号公報

しかしながら、特許文献１のパーキングロック解除ユニットでは、操作部の回転によってピンが係合部のカム溝上端に達する。その後、作業者が操作部を更に回転させると、操作部から係合部にカム溝上端を更にピンに押し付ける過剰な負荷が加わり、パーキングロック解除ユニットが破損する虞がある。

本発明は、以上の背景を鑑み、パーキングロック解除ユニットにおいて、過剰な操作による破損を防止することを課題とする。

上記課題を解決するために、パーキングロックを行うロック位置と前記パーキングロックを解除する解除位置との間を回転可能に支持され、ミッションケース（２）の外面に露出するように設けられた解除シャフト（３）を有するトランスミッション（１）に取り付けられるパーキングロック解除ユニット（１１、８１）であって、前記ミッションケースの外面から突出し、前記解除シャフトを外囲するベース部材（１２）と、前記ベース部材の内部に前記ベース部材の軸線方向に変位可能に、かつ回転可能に受容され、前記解除シャフトの外端に前記軸線方向に相対変位可能に、かつ相対回転不能に係合する内端と、前記軸線方向に延びる雄ねじ（６１）を備えた外端とを有する伝達部材（１７）と、前記ベース部材の外端に、同軸的に回転可能に、かつ外方に離脱不能に支持され、前記伝達部材の前記雄ねじに螺合する雌ねじ（５４）を備えた操作部材（１５）と、前記ベース部材と前記伝達部材との間に設けられ、前記伝達部材の前記軸線方向の運動を、前記伝達部材の回転運動に変換するカム機構（１９）とを有し、前記解除シャフトが前記解除位置にあるときに前記操作部材の前記雌ねじと前記伝達部材の前記雄ねじとの螺合が解除されるように、前記操作部材の前記雌ねじ及び前記伝達部材の前記雄ねじが構成されていることを特徴とする。

この態様によれば、操作部材の回転によって解除シャフトが解除位置となると、操作部材の雄ねじと伝達部材の雌ねじとの螺合が解除される。そのため、操作部材を更に回転させても伝達部材が移動しない。これにより、過剰な操作が行われる場合にも、パーキングロック解除ユニットの破損を防止することができる。

また、上記の態様において、前記操作部材と前記伝達部材との間に前記軸線方向に沿って互いに離反する向きの付勢力を発生するばね部材（１８）を有し、前記操作部材は前記軸線方向に移動可能に前記ベース部材に支持されているとよい。

この態様によれば、操作部材が伝達部材から離脱した状態において、操作部材の上下のがたつきを防止することができる。また、操作部材と伝達部材とが分離した状態において、操作部材を軸線方向に押しつつ回転させることによって、操作部材及び伝達部材を容易に螺合させることができる。

また、前記操作部材は前記軸線方向に移動不能に前記ベース部材に支持され、前記解除シャフトは前記ロック位置に向けて付勢されているとよい。

この態様によれば、操作部材の上下方向における位置が一定する。操作部材と伝達部材とが分離した状態において、伝達部材は解除シャフトに付勢されて上方に移動し、操作部材に当接する。これにより、操作部材を回転させると、操作部材を伝達部材に容易に螺合させることができる。

また、上記の態様において、前記カム機構は、前記ベース部材の内孔壁に両端が固定され、前記ベース部材の径方向に延びるカムピン（７１）と、前記伝達部材に設けられ、前記カムピンと係合するカム孔（７０）とを備えるとよい。

この態様によれば、カム機構をベース部材の内部に収めることができ、パーキングロック解除ユニットを小型化することができる。

また、上記の態様において、前記雌ねじの開口端部又は前記雄ねじの先端部に非ねじ部が設けられているとよい。

この態様によれば、操作部材と伝達部材との螺合が解除した状態において、操作部材と伝達部材とを同軸上に維持することができる。これにより、操作部材を回転させたときに、操作部材と伝達部材とを容易に螺合させることができる。

以上の構成によれば、パーキングロック解除ユニットにおいて、過剰な操作による破損を防止することが可能となる。

本発明に係るパーキングロック解除ユニットが取り付けられるトランスミッションの斜視図 （Ａ）ロック位置及び（Ｂ）解除位置にあるときの解除シャフトの斜視図 第１実施形態に係るパーキングロック解除ユニットの斜視図 第１実施形態に係るパーキングロック解除ユニットの分解斜視図 解除シャフトが（Ａ）ロック位置及び（Ｂ）解除位置にあるときの第１実施形態に係るパーキングロック解除ユニットの断面図 解除位置にあるときの解除シャフトの上端近傍の拡大図 解除シャフトが（Ａ）ロック位置及び（Ｂ）解除位置にあるときの第２実施形態に係るパーキングロック解除ユニットの断面図

以下、図面を参照して、本発明に係るパーキングロック解除ユニットの２つの実施形態を説明する。

＜＜第１実施形態＞＞
図１に示すように、シフトバイワイヤ式のトランスミッション１にはミッションケース２の外面に露出する解除シャフト３が設けられている。解除シャフト３は上下に延び、その上端がミッションケース２の上面から上方に突出している。解除シャフト３の上端には、その軸線に沿って突出する角柱状の係合凸部４が設けられている。

図２に示すように、解除シャフト３はミッションケース２にその軸線を中心として回転可能に支持されている。解除シャフト３は少なくとも、所定のロック位置（図２（Ａ））と、ロック位置から軸線を中心に左回りに所定の角度（以下、解除角度）回転した解除位置（図２（Ｂ））とに変位可能である。ロック位置ではパーキングロックが作動し、解除位置ではパーキングロックが解除される。解除シャフト３はロック位置に向かって回転するように付勢されている。解除角度は２０度以上であることが好ましく、例えば２１度に設定されているとよい。

図３に示すように、パーキングロック解除ユニット１１はミッションケース２の上面に締結される。

図４に示すように、パーキングロック解除ユニット１１は、略円筒状のベース１２と、ベース１２の上部に設けられた操作部材１５と、操作部材１５の下側に設けられ、ベース１２に収容された伝達部材１７と、伝達部材１７と操作部材１５との間に設けられたばね部材１８と、ベース１２と伝達部材１７との間に設けられたカム機構１９とを備えている。

ベース１２は解除シャフト３に同軸となるようにミッションケース２の外面に配置され、解除シャフト３を外囲している。ベース１２はボディ２０とボディ２０の上部に結合されたカバー２１とを備えている。ボディ２０は、上下に延び、上下両端が開口した円筒形に形成されている。ボディ２０の下部をなすボディ下部２５は、ボディ２０の上部をなすボディ上部２６に対して、同軸に設けられ、外径及び内径が大きく形成されている。ボディ下部２５はミッションケース２の外面の所定の位置に締結されている。ボディ上部２６とボディ下部２５との境界における外周部には、上方を向く円環状の肩面３０が設けられている。ボディ上部２６の外周面には雄ねじ２７が設けられている。ボディ上部２６の下部には、直径方向に貫通するボディ支持孔２８が設けられている。

カバー２１は上下に延びる筒状に形成されている。カバー２１の下部の内周面には、ボディ上部２６の雄ねじ２７と螺合する雌ねじ４２が設けられている。カバー２１の内周面において、雄ねじ２７の上方には、内方に突出したカバー係止部４４が設けられている。カバー係止部４４は、カバー２１の内周面に沿って環状に延びている。カバー係止部４４の突出端は、カバー２１の軸線を中心とした円周面に形成され、係止孔４５を形成している。また、カバー係止部４４の下面は、カバー２１の軸線と直交する平面に形成されている。

ボディ２０の雄ねじ２７とカバー２１の雌ねじ４２とが螺合することによって、ボディ２０とカバー２１とは同軸に結合される。ボディ２０とカバー２１とが結合した状態において、カバー２１の下端面は肩面３０に当接している。また、カバー係止部４４の下面は、ボディ２０の上端面に対して隙間を介して対向する。

操作部材１５は上下に延び、下端が開口した円筒状の本体５０と、本体５０の下端に設けられたフランジ５１と、本体５０の上部に設けられた工具係合部５２とを有する。フランジ５１は本体５０の下端縁から径外方向に延出し、本体５０と円環状をなしている。本体５０は係止孔４５を上下に通過し、フランジ５１はカバー係止部４４の下面とボディ２０の上端面との間に配置される。フランジ５１と、カバー係止部４４の下面及びボディ２０の上端面との当接によって、カバー２１及びボディ２０に対する操作部材１５の上下方向への移動が規制されている。カバー係止部４４の下面及びボディ２０の上端面の上下方向の間隔は、フランジ５１の上下方向の厚みよりも大きく、操作部材１５は上下に移動可能にベース１２に支持されている。また、操作部材１５の本体５０の外周面が係止孔４５の孔面に摺接することによって、操作部材１５はカバー２１に対して同軸上に回転可能に配置されている。操作部材１５の上部は、カバー２１に対して上方に突出している。カバー２１の上端部と操作部材１５との間にはパッキン５８が設けられている。

工具係合部５２は、レンチやスパナ、或は専用の工具が係合可能な形状に形成されている。本実施形態では、六角柱形に形成され、本体５０の軸線に沿って上方に延びている。本体５０の内孔５３は、断面円形の有底孔であり、その内周面には雌ねじ５４が形成されている。

伝達部材１７は、上下に延びる円柱形の基部６０と、基部６０の上端から同軸に上方に延びた円柱形の雄ねじ軸６１とを有する。雄ねじ軸６１の外径は基部６０の外径よりも小さく形成されている。雄ねじ軸６１の外周面には雌ねじ５４に螺合可能な雄ねじが形成されている。雄ねじ軸６１の先端部には、同軸に上方に延びる非ねじ部６２が設けられている。非ねじ部６２は、円柱形に形成され、その外周面に雄ねじを有しない。図６に示すように、非ねじ部６２の外径は雌ねじ５４の内径に略等しい。

ばね部材１８は、操作部材１５と伝達部材１７との間に設けられ、それぞれの軸線方向（上下方向）に沿って操作部材１５と伝達部材１７とが互いに離反する向きの付勢力を発生する。図４に示すように、ばね部材１８は、例えば圧縮コイルばねである。ばね部材１８は、操作部材１５の内孔５３に収容され、上端において操作部材１５の内孔５３の底部に当接し、下端において伝達部材１７の雄ねじ軸６１の端部に当接している。

基部６０の下端には上方に凹む溝状の係合凹部６３が設けられている。係合凹部６３は基部６０の軸線に直交する方向に延在している。係合凹部６３は解除シャフト３の上端に設けられた係合凸部４に軸線方向に相対変位可能に、かつ相対回転不能に嵌合する。

カム機構１９は、基部６０に形成されたカム孔７０と、カム孔７０と係合するピン７１とを有する。カム孔７０は、基部６０を径方向に貫通すると共に、上下に延びている。カム孔７０は、下方に向かうほど貫通方向が、基部６０の軸線を中心として回転している。すなわち、カム孔７０は、基部６０の軸線を中心として捩れている。カム孔７０の下端は、係合凹部６３に接続している。

ピン７１は金属の丸棒部材であって、両端においてそれぞれボディ支持孔２８に挿入されて固定されている。ピン７１は、ボディ上部２６の内部を軸線と直交する方向に延び、カム孔７０を通過している。

カム機構１９によって、伝達部材１７はベース１２に対して軸線方向（上方）に移動するときに、軸線を中心として回転する。本実施形態では、伝達部材１７は、ベース１２に対して下方に移動するときに、上方から見て左回りに回転する。ピン７１がカム孔７０の上端に位置するとき、伝達部材１７のベース１２に対する下方への移動及び回転が規制される。ピン７１がカム孔７０の下端から上端まで移動したときに、伝達部材１７が解除角度分、回転するように、カム孔７０の捩れが設定されている。

図５（Ａ）に示すように、初期状態においては、伝達部材１７の雄ねじ軸６１は操作部材１５の雌ねじ５４に対して大部分が螺入した位置にある。操作部材１５は、フランジ５１においてボディ２０の上端面に当接し、ベース１２に対する位置が定まっている。伝達部材１７は、ベース１２に対して比較的上方に位置し、解除シャフト３の上端は係合凹部６３から下方に離脱している。すなわち、伝達部材１７及び解除シャフト３は、互いに独立して回転することができる。このとき、解除シャフト３は、ロック位置に向けて付勢されているため、ロック位置に位置する。ピン７１はカム孔７０の下端部、すなわち係合凹部６３に位置する。また、伝達部材１７は、カム孔７０とピン７１との係合によってベース１２に対する所定の回転位置に位置する。

解除シャフト３をロック位置から解除位置に回転させるには、工具を工具係合部５２に係合させ、操作部材１５を解除方向に回転させる。このとき、ピン７１とカム孔７０（係合凹部６３）との係合によってベース１２に対する伝達部材１７の回転が規制されているため、操作部材１５は伝達部材１７に対して相対回転する。これにより、雌ねじ５４に対して雄ねじ軸６１が螺退し、操作部材１５に対して伝達部材１７が下方へ移動する。操作部材１５を更に解除方向に回転させ、伝達部材１７がベース１２に対して所定の位置に到達すると、解除シャフト３の係合凸部４が係合凹部６３に嵌合する。係合凸部４は係合凹部６３に相対回転不能に嵌合するため、その後は解除シャフト３と伝達部材１７とは一体に回転する。その後、操作部材１５を更に回転させると、ピン７１とカム孔７０との係合によって、伝達部材１７はベース１２に対して下方に移動すると共に、その軸線を中心として回転する。これにより、伝達部材１７に係合した解除シャフト３が解除位置に向けて回転する。

操作部材１５を更に解除方向に回転させると、ピン７１はカム孔７０の上端に到達する。ピン７１がカム孔７０の上端に位置するとき、図５（Ｂ）に示すように、解除シャフト３は解除位置に位置する。これにより、パーキングロックが解除される。また、ピン７１がカム孔７０の上端に位置するとき、雄ねじ軸６１が雌ねじ５４から下方に離脱するように、伝達部材１７の雄ねじ軸６１及び操作部材１５の雌ねじ５４が構成されている。雄ねじ軸６１が雌ねじ５４から離脱したときには、操作部材１５はばね部材１８によって伝達部材１７に対して上方に付勢され、フランジ５１において、カバー係止部４４に下面に当接する。雄ねじ軸６１の非ねじ部６２は内孔５３の内部に突入している。

解除シャフト３がロック位置に向けて付勢されているため、伝達部材１７には解除シャフト３と同じ回転方向に付勢力が加わる。このとき、伝達部材１７に加わる回転付勢力はカム機構１９によって上方への付勢力に変換されるため、伝達部材１７は上方に向けて付勢される。これにより、雄ねじ軸６１の上端（先端）のねじ山と雌ねじ５４の下端（開口端）のねじ山とが互いに当接した状態になる。伝達部材１７に加わる上方への付勢力は、操作部材１５からの抗力、及びばね部材１８から伝達部材１７に加わる下方への付勢力と釣合い、解除シャフト３は解除位置に保持される。

解除シャフト３が解除位置に到達した後に、操作部材１５を更に解除方向に回転させた場合、雄ねじ軸６１は雌ねじ５４から離脱しているため、伝達部材１７に対して操作部材１５が空転する。すなわち、ベース１２に対して操作部材１５のみが回転し、伝達部材１７は上下方向及び回転方向において位置が保持される。

解除シャフト３を解除位置からロック位置にするときには、雄ねじ軸６１を雌ねじ５４に再び螺合させる必要がある。このとき、操作部材１５を下方に押しつつ回転させることによって、雄ねじ軸６１及び雌ねじ５４を容易に螺合させることができる。次に、操作部材１５を解除方向に対して逆の方向に回転させると、操作部材１５の回転によって、伝達部材１７が回転し、解除シャフト３が解除位置からロック位置に戻る。操作部材１５を解除方向に対して逆の方向に更に回転させると、ピン７１とカム孔７０との係合によって、伝達部材１７はベース１２に対して上方に移動し、伝達部材１７は解除シャフト３から離脱して、上方に退避する。

以上のように構成したパーキングロック解除ユニット１１の効果について説明する。図５（Ｂ）に示すように、操作部材１５を解除方向に回転させ、解除シャフト３が解除位置に到達したときには、雄ねじ軸６１が雌ねじ５４から離脱する。これにより、操作部材１５を過剰に回転させたとしても、伝達部材１７は所定の位置よりも下方に移動することはない。そのため、操作部材１５を回し過ぎても、パーキングロック解除ユニット１１が破損することがない。

また、ばね部材１８によって操作部材１５が伝達部材１７に対して上方に付勢されているため、操作部材１５が伝達部材１７から離脱した状態において、フランジ５１の上面がカバー係止部４４の下面に当接し、操作部材１５のがたつきが防止される。

ベース１２に支持され、伝達部材１７を貫通するピン７１と、伝達部材１７の内部にカム孔７０とによってカム機構１９が構成されているため、カム機構１９をベース１２の内部に収めることができ、パーキングロック解除ユニット１１を小型化することができる。

雄ねじ軸６１と雌ねじ５４との螺合が解除された状態において、雄ねじ軸６１の先端に設けられた非ねじ部６２が内孔５３内に留まるため、雄ねじ軸６１と雌ねじ５４との軸ずれを防止することができる。これにより、操作部材１５を回転させたときに、操作部材１５と伝達部材１７とを容易に螺合させることができる。

＜＜第２実施形態＞＞
第２実施形態に係るパーキングロック解除ユニット８１は、図７（Ａ）に示すように、第１実施形態に比べて、フランジ５１が上面においてカバー係止部４４の下面に当接すると共に、下面においてボディ２０の上端面に当接している点と、ばね部材１８が設けられていない点とが異なる。この場合でも、操作部材１５を解除方向に回転させ、解除シャフト３が解除位置に到達したときには、図７（Ｂ）に示すように、雄ねじ軸６１が雌ねじ５４から離脱する。操作部材１５を更に解除方向に回転させた場合、伝達部材１７に対して操作部材１５が空転し、伝達部材１７は所定の位置よりも下方に移動することはない。そのため、操作部材１５を回し過ぎても、パーキングロック解除ユニット１１が破損することがない。

フランジ５１は上面においてカバー係止部４４の下面に当接すると共に、下面においてボディ２０の上端面に当接しているため、操作部材１５は上下方向に移動不能となり、操作部材１５は上下方向における位置が一定する。また、操作部材１５と伝達部材１７とが分離した状態では、第１実施形態と同様に、解除シャフト３の回転付勢によって、雄ねじ軸６１の上端（先端）のねじ山と雌ねじ５４の下端（開口端）のねじ山とが互いに当接した状態になる。操作部材１５を回転させることによって、操作部材１５を伝達部材１７に容易に螺合させることができる。

第１実施形態と同様に、解除シャフト３がロック位置に向けて付勢されているため、伝達部材１７は上方に向けて付勢されている。伝達部材１７に加わる上方への付勢力は、操作部材１５からの抗力と釣合い、解除シャフト３は解除位置に保持される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。上記実施形態では、雄ねじ軸６１に非ねじ部６２が設けられていたが、この態様には限定されず、雌ねじ５４の開口端部にその内径が雄ねじ軸６１の外径に略等しい円筒状の非ねじ部が設けられていてもよい。

また、雌ねじ５４及び雄ねじ軸６１のねじ山のばらつきを考慮して、解除シャフト３がロック位置から解除位置に到達した後、所定の角度、回転したときに、操作部材１５と伝達部材１７との螺合が解除されるように、操作部材１５の雌ねじ５４及び伝達部材１７の雄ねじ軸６１を構成してもよい。

１ ：トランスミッション
２ ：ミッションケース
３ ：解除シャフト
４ ：係合凸部
１１ ：第１実施形態に係るパーキングロック解除ユニット
１２ ：ベース（ベース部材）
１５ ：操作部材
１７ ：伝達部材
１８ ：ばね部材
１９ ：カム機構
５４ ：雌ねじ
６１ ：雄ねじ軸（雄ねじ）
６２ ：非ねじ部
７０ ：カム孔
７１ ：ピン（カムピン）
８１ ：第２実施形態に係るパーキングロック解除ユニット

Claims (3)

1. パーキングロックを行うロック位置と前記パーキングロックを解除する解除位置との間を回転可能に支持され、ミッションケースの外面に露出するように設けられた解除シャフトを有するトランスミッションに取り付けられるパーキングロック解除ユニットであって、
   前記ミッションケースの外面から突出し、前記解除シャフトを外囲するベース部材と、
   前記ベース部材の内部に前記ベース部材の軸線方向に変位可能に、かつ回転可能に受容され、前記解除シャフトの外端に前記軸線方向に相対変位可能に、かつ相対回転不能に係合する内端と、前記軸線方向に延びる雄ねじを備えた外端とを有する伝達部材と、
   前記ベース部材の外端に、同軸的に回転可能に、かつ外方に離脱不能に支持され、前記伝達部材の前記雄ねじに螺合する雌ねじを備えた操作部材と、
   前記ベース部材と前記伝達部材との間に設けられ、前記伝達部材の前記軸線方向の運動を、前記伝達部材の回転運動に変換するカム機構とを有し、
   前記解除シャフトが前記解除位置にあるときに前記操作部材の前記雌ねじと前記伝達部材の前記雄ねじとの螺合が解除されるように、前記操作部材の前記雌ねじ及び前記伝達部材の前記雄ねじが構成され、
   前記操作部材と前記伝達部材との間に前記軸線方向に沿って互いに離反する向きの付勢力を発生するばね部材を有し、
   前記操作部材は前記軸線方向に移動可能に前記ベース部材に支持されていることを特徴とするパーキングロック解除ユニット。
2. 前記カム機構は、前記ベース部材の内孔壁に両端が固定され、前記ベース部材の径方向に延びるカムピンと、前記伝達部材に設けられ、前記カムピンと係合するカム孔とを備えることを特徴とする請求項１に記載のパーキングロック解除ユニット。
3. 前記雌ねじの開口端部又は前記雄ねじの先端部に非ねじ部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパーキングロック解除ユニット。

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