JP7017189B1 - 回転ロック装置 - Google Patents

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Abstract

回転ロック装置(4)は、アクチュエータ(7)により、入力部材(12)を回転駆動することに伴い、出力部材(13)により係合部材(8)を回動させることに基づいて、係合爪部(14)と係合凹部(9)とが係合し、自動変速機(2)の出力軸(3)に支持固定されたロックギヤ(5)の回転が制限される第1のモードと、係合爪部(14)と係合凹部(9)との係合が外れ、ロックギヤ(5)の回転が許容される第2のモードとを切り換える。

Description

本発明は、動力伝達装置の回転部材を回転不能にするための回転ロック装置、特に、自動変速機を搭載する自動車において、シフトレバーがP(パーキング)レンジに選択された際に、前記自動変速機の出力軸の回転をロックするパーキングロック機構などに使用される、回転ロック装置に関する。
自動変速機を搭載する自動車は、シフトレバーがPレンジに選択された場合に、前記自動変速機の出力軸に備えられたパーキングロックギヤに、爪状のパーキングロックポールを係合させることで、前記出力軸の回転をロックするパーキングロック機構を備える。図32は、特開2010-6299号公報に記載のパーキングロック機構を示している。
パーキングロック機構100は、アクチュエータ101と、アクチュエータ101により回転駆動されるシャフト102と、シャフト102の回転に伴って揺動するディテントプレート103と、ディテントプレート103の揺動に伴って直進運動するロッド104と、自動変速機の出力軸に固定されたパーキングロックギヤ105と、前記出力軸と平行な揺動軸を中心とする揺動を可能に支持されたパーキングロックポール106と、ディテントプレート103の揺動を制限してシフトポジションを保持するためのディテントスプリング107とを備える。ロッド104は、先端部に、円すい台状のカム108を有する。
シフトレバーがPレンジに選択されると、アクチュエータ101がシャフト102を回転させる。シャフト102が回転すると、ディテントプレート103が、図32に矢印αで示す方向に揺動し、ロッド104が、図32に矢印βで示す方向に変位する。そして、ディテントプレート103に備えられたパーキング用係止溝109に、ディテントスプリング107の先端部に備えられたころ110が係合するとともに、カム108の大径側部分がパーキングロックポール106を押し上げ、パーキングロックポール106の爪部111とパーキングロックギヤ105の係合凹部112とが係合する。これにより、自動変速機の出力軸の回転がロックあるいは制限される。
特開2010-006299号公報
特開2010-006299号公報に記載のパーキングロック機構100は、アクチュエータ101によりシャフト102を回転させることに基づいて、ディテントプレート103を揺動させ、さらに、ディテントプレート103の揺動に伴いロッド104を変位させることで、ロッド104の先端部に備えられたカム108によりパーキングロックポール106を押し上げ、爪部111と係合凹部112とを係合させている。このようなパーキングロック機構100は、その構造が複雑で、組立作業が面倒であり、コストが嵩みやすい。
また、自動車を傾斜した路面に駐車する際に、パーキングロック機構100を作動させ、かつ、パーキングブレーキを作動しない状態で、サービスブレーキの作動を解除すると、駆動輪が回転しようとすることに伴い、パーキングロックギヤ105も回転しようとする。これにより、パーキングロックギヤ105の係合凹部112の円周方向側面が、パーキングロックポール106の爪部111の側面に強く押し付けられる。この状態から、パーキングロック機構100を解除する場合、爪部111の側面を係合凹部112の円周方向側面に対し滑らせつつ、パーキングロックポール106を下方に揺動させる必要がある。すなわち、パーキングロック機構100を解除するために大きな力が必要とされる。このため、パーキングロック機構100では、アクチュエータ101として出力が大きい大型のアクチュエータを使用する必要があり、その小型化を図る面から不利である。
本発明は、上述のような事情に鑑み、簡易に構成することができ、かつ、必要に応じて解除に必要な力を小さく抑えることができる、回転ロック装置の構造を実現することを目的としている。
本発明の一態様の回転ロック装置は、ロックギヤと、逆入力遮断クラッチと、係合部材とを備える。
前記ロックギヤは、円周方向複数箇所に係合凹部を有する。
前記逆入力遮断クラッチは、互いに同軸に配置された入力部材および出力部材を有し、前記入力部材に回転トルクが入力された場合に、該入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力された場合に、該出力部材に逆入力された回転トルクを前記入力部材に伝達しない。
前記係合部材は、前記係合凹部に係合可能な係合爪部を有し、前記出力部材により回動駆動可能に支持されている。
特に、本発明の一態様の回転ロック装置は、前記入力部材を回転駆動することに基づいて、前記出力部材により前記係合部材を、該出力部材の中心軸を中心に回動させるか、または、該出力部材と該係合部材との間に備えられた減速機の出力軸を中心に回動させることで、前記係合爪部と前記係合凹部とが係合し、前記ロックギヤの回転が制限される第1のモードと、前記係合爪部と前記係合凹部との係合が外れ、前記ロックギヤの回転が許容される第2のモードとを切り換えることができる。
本発明の一態様の回転ロック装置は、前記入力部材を回転駆動するアクチュエータを備えることができる。
本発明の一態様回転ロック装置は、前記第1のモードから前記第2のモードに切り換える際に、前記係合部材を、前記ロックギヤから前記係合部材に加わる力の方向と同じ方向に回動することで、前記係合爪部と前記係合凹部との係合を外すことができる。
前記逆入力遮断クラッチは、
入力部材側係合部を有する前記入力部材と、
出力部材側係合部を有する前記出力部材と、
被押圧面を有する被押圧部材と、および、
前記被押圧面に対向する押圧面、前記入力部材側係合部と係合する係合子側入力係合部、および、前記出力部材側係合部と係合する係合子側出力係合部を有する係合子と、
を備えることができる。
前記係合子は、
前記入力部材に回転トルクが入力されると、前記入力部材側係合部と前記係合子側入力係合部との係合に基づいて、前記押圧面を前記被押圧面から離隔させるように変位して、前記係合子側出力係合部を前記出力部材側係合部に係合させることにより、前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材に伝達し、
前記出力部材に回転トルクが逆入力されると、前記出力部材側係合部と前記係合子側出力係合部との係合に基づいて、前記押圧面を前記被押圧面に押し付けるように変位して、前記押圧面を前記被押圧面に摩擦係合させることにより、前記出力部材に逆入力された回転トルクを前記入力部材に伝達しない。
本発明の一態様の回転ロック装置では、それぞれが前記係合子からなる1対の係合子を備えることができる。この場合、該1対の係合子は、前記出力部材側係合部を径方向外側から挟むように配置される。なお、前記入力部材の前記入力部材側係合部の数は、前記係合子の数に対応する。
この場合、前記係合子は、
前記押圧面、前記係合子側出力係合部、および、前記被押圧面に対する前記押圧面の遠近動方向に関して前記係合子側入力係合部よりも前記被押圧面に近い側に位置する揺動支持部を有する係合子本体と、および、
前記係合子側入力係合部、および、前記揺動支持部に対し揺動可能に支持された揺動被支持部を有するリンク部材と、
を備えることができる。
前記係合子本体は、
前記係合子側出力係合部を構成するプレート側出力係合部をそれぞれ有し、前記被押圧面の軸方向に関して重畳して配置され、かつ、互いに結合された1対の本体プレートと、および、
前記揺動支持部を構成し、軸方向両側部分が前記1対の本体プレートのそれぞれに支持された揺動支持軸と、
を備えることができる。
前記リンク部材を、前記1対の本体プレート同士の間に配置することができる。
前記係合子本体は、前記1対の本体プレート同士の間に挟持された少なくとも1個の中間プレートを備えることができる。
本発明の一態様の回転ロック装置は、駆動源の回転トルクを駆動輪に伝達する駆動系に組み込んで使用することができる。換言すれば、本発明の一態様の回転ロック装置は、シフトレバーがPレンジに選択された場合に、駆動輪の回転をロックするパーキングロック機構を構成することができる。
本発明の一態様の回転ロック装置は、簡易に構成することができて、コストを低く抑えることができる。
さらに、第1のモードから第2のモードに切り換える際に、係合部材を、ロックギヤから前記係合部材に加わる力の方向と同じ方向に回動することで、係合部材の係合爪部と係合凹部との係合を外す機能を備えることで、解除(第1のモードから第2のモードへの切り換え)に必要な力を小さく抑えることができる。
図1は、本発明の実施の形態の第1例に係る回転ロック装置が適用されたパーキングロック機構の模式的な斜視図である。 図2は、第1例の回転ロック装置を構成する逆入力遮断クラッチの斜視図である。 図3は、図2の右側から見た第1例の逆入力遮断クラッチの端面図である。 図4は、第1例の逆入力遮断クラッチについての、図3のA-A断面図である。 図5は、第1例の逆入力遮断クラッチの分解斜視図である。 図6は、第1例の逆入力遮断クラッチについての、入力部材、入力側ハウジング素子、および入力側軸受を取り除き、入力部材に回転トルクが入力されておらず、かつ、出力部材に回転トルクが逆入力されていない中立状態における、図4の右側から見た端面図である。 図7は、第1例の逆入力遮断クラッチについての、入力部材に回転トルクが入力された状態における、図6と同様の図である。 図8は、第1例の逆入力遮断クラッチについての、出力部材に回転トルクが逆入力された状態における、図6と同様の図である。 図9は、第1例の逆入力遮断クラッチについての、出力部材、出力側ハウジング素子の左側の端部、出力側軸受、左側の本体プレート、ボルト、およびナットを取り除いた状態における、図4の左側から見た端面図である。 図10は、第1例の逆入力遮断クラッチについての、図9のB-B断面図である。 図11は、第1例の逆入力遮断クラッチについての、図9の上半部の左右方向中央部の拡大図である。 図12は、図9に示した第1例の逆入力遮断クラッチについての、その上半部から、中間プレートおよびリンク部材をさらに取り除いた状態における、端面図である。 図13は、第1例の逆入力遮断クラッチについての、図12のC-C断面図である。 図14は、第1例の逆入力遮断クラッチを構成する、1対の係合子およびばねの斜視図である。 図15は、第1例の1対の係合子およびばねについての、軸方向に関して出力部材側から見た端面図である。 図16は、第1例の1対の係合子およびばねについての、図15のD1-D2断面図である。 図17は、第1例の1対の係合子およびばねについての、図15のD1-O-D3断面図である。 図18は、第1例の1対の係合子の分解斜視図である。 図19は、第1例の1対の係合子を構成する中間プレートとばねの斜視図である。 図20(A)(a)は、第1例の逆入力遮断クラッチに関して、入力部材に回転トルクが入力される前の状態で示す、係合子側入力係合部と入力部材側係合部との係合部を示す図である。図20(A)(b)は、図20(A)(a)に示した状態から入力部材に回転トルクが入力された後の状態を示す図である。図20(B)(a)は、参考例の逆入力遮断クラッチに関して、入力部材に回転トルクが入力される前の状態で示す、係合子側入力係合部と入力部材側係合部との係合部を示す図である。図20(B)(b)は、図20(B)(a)に示した状態から入力部材に回転トルクが入力された後の状態を示す図である。 図21(A)および図21(B)は、第1例の逆入力遮断クラッチに関して、出力部材側係合部と係合子側出力係合部とが係合する前後の状態を示す図である。 図22(A)~図22(C)は、第1例の回転ロック装置に関して、ロックギヤに、該ロックギヤを正転方向に回転させようとする力が加わっている場合において、パーキングロック機構を解除する際の係合部材の回動方向を説明するための図である。 図23(A)~図23(C)は、第1例の回転ロック装置に関して、ロックギヤに、該ロックギヤを逆転方向に回転させようとする力が加わっている場合において、パーキングロック機構を解除する際の係合部材の回動方向を説明するための図である。 図24は、第1例の回転ロック装置に関して、パーキングロック機構を解除する際の係合部材の回動方向を規制することによる効果を説明するための図である。 図25は、本発明の実施の形態の第2例に係る回転ロック装置が適用されたパーキングロック機構の模式的な斜視図である。 図26は、本発明の実施の形態の第3例に係る回転ロック装置を構成する逆入力遮断クラッチの端面図である。 図27は、第3例の逆入力遮断クラッチの斜視図である。 図28は、第3例の逆入力遮断クラッチを構成する入力部材の一部の斜視図である。 図29は、第3例の逆入力遮断クラッチを構成する出力部材の一部の斜視図である。 図30は、第3例の逆入力遮断クラッチに関して、入力部材に回転トルクが入力された状態を示す図である。 図31は、第3例の逆入力遮断クラッチに関して、出力部材に回転トルクが逆入力された状態を示す図である。 図32は、パーキングロック機構の従来構造の1例を示す斜視図である。
[第1例]
本発明の実施の形態の第1例について、図1~図24を用いて説明する。本例は、本発明の回転ロック装置を、パーキングロック機構に適用した例である。図1に示すように、自動車では、駆動源1の回転は自動変速機2で減速され(駆動源1の出力トルクは自動変速機2で増大され)、デファレンシャルギヤなどを介して駆動輪(図示省略)に伝達される。
駆動源1は、エンジンおよび/または電動モータにより構成される。
自動変速機2は、平行軸歯車式や遊星歯車式などの有段変速機、または、ベルト式やチェーン式、トロイダル式などの無段変速機により構成される。
自動変速機2を搭載する自動車は、シフトレバーがPレンジに選択された場合に、自動変速機2の出力軸3の回転をロックする回転ロック装置4が適用されたパーキングロッキング機構を備える。
<回転ロック装置の全体構造>
本例のパーキングロック機構を構成する回転ロック装置4は、ロックギヤ5と、逆入力遮断クラッチ6と、アクチュエータ7と、係合部材8とを備える。以下、回転ロック装置4の全体構造、逆入力遮断クラッチ6の構造、回転ロック装置4の動作の順に説明する。
ロックギヤ5は、外周面の円周方向等間隔複数箇所に係合凹部9を有する。換言すれば、ロックギヤ5は、外周面に、係合凹部9と凸部10とを交互に配置してなるギヤ部11を有する。ロックギヤ5は、自動変速機2の出力軸3に相対回転不能に外嵌固定されている。
逆入力遮断クラッチ6は、互いに同軸に配置された入力部材12および出力部材13を有する。本例では、入力部材12および出力部材13は、自動変速機2の出力軸3と平行に配置されている。逆入力遮断クラッチ6は、入力部材12に回転トルクが入力された場合には、入力部材12の回転方向にかかわらず、入力部材12に入力された回転トルクを出力部材13に伝達し、かつ、出力部材13に回転トルクが逆入力された場合には、出力部材13の回転方向にかかわらず、出力部材13に逆入力された回転トルクを完全に遮断して入力部材12に伝達しない。
アクチュエータ7は、逆入力遮断クラッチ6の入力部材12を、正転方向と逆転方向との両方向に回転駆動する。アクチュエータ7は、電動モータなどにより構成される。
係合部材8は、ロックギヤ5の係合凹部9に係合可能(係合凹部9の内側に配置可能)な係合爪部14を有し、逆入力遮断クラッチ6の出力部材13により回動駆動可能に支持されている。本例では、係合部材8の基端部は、出力部材13の先端部(図1の左側の端部)に支持固定されている。また、係合部材8は、出力部材13の軸方向から見て基端部から先端部に向かう(図22(A)および図23(A)の下側に向かう)ほど幅寸法(厚さ)が小さくなる端面形状を有し、かつ、先端部に係合爪部14を有する。
<逆入力遮断クラッチ>
本例の回転ロック装置4を構成する逆入力遮断クラッチ6は、入力部材12と、出力部材13と、被押圧部材を構成するハウジング15と、1対の係合子16と、1対のばね17とを備える。なお、本例の逆入力遮断クラッチ6に関する説明において、軸方向、径方向、および円周方向とは、特に断らない限り、逆入力遮断クラッチ6の軸方向、径方向、および円周方向をいう。また、逆入力遮断クラッチ6の軸方向、径方向、および円周方向は、入力部材12の軸方向、径方向、および円周方向と一致し、かつ、出力部材13の軸方向、径方向、および円周方向と一致する。逆入力遮断クラッチ6に関して、軸方向一方側は、図2、図4、図5、図10、図13、図14、および、図16~図19の右側をいい、軸方向他方側は、図2、図4、図5、図10、図13、図14、および、図16~図19の左側をいう。
入力部材12は、アクチュエータ7により回転駆動される。換言すれば、入力部材12は、アクチュエータ7から回転トルクが入力される。入力部材12は、図4および図5に示すように、入力軸部18と、1対の入力腕部19と、1対の入力部材側係合部20とを有する。入力軸部18は、円柱状に構成されており、その軸方向一方側の端部にアクチュエータ7の出力軸が接続される。1対の入力腕部19は、入力軸部18の軸方向他方側の端部から、互いに径方向反対側に向けて伸長している。それぞれの入力腕部19は、その径方向中間部に、軸方向の貫通孔である支持孔21を有する。1対の入力部材側係合部20のそれぞれの入力部材側係合部20は、円柱状のピンにより構成されている。それぞれの入力部材側係合部20の軸方向一方側の端部は、それぞれの入力腕部19の支持孔21に圧入により内嵌固定されている。それぞれの入力部材側係合部20は、それぞれの入力腕部19から軸方向一方側に伸長している。なお、入力部材は、全体を一体に(1部品として)構成することもできる。
出力部材13は、係合部材8を支持固定する。出力部材13は、入力部材12と同軸に配置されており、図4および図5に示すように、出力軸部22と、出力部材側係合部23とを有する。出力軸部22は、円柱状に構成されており、その軸方向他方側の端部に係合部材8が支持固定される。出力部材側係合部23は、略長円柱状に構成されており、出力軸部22の軸方向一方側の端面の中央部から軸方向一方側に伸長している。出力部材側係合部23の外周面は、図6、図7、図21(A)、および図21(B)に示すように、短軸方向(図6、図7、図21(A)、および図21(B)の上下方向)の両側の側面24と、長軸方向(図6、図7、図21(A)および図21(B)の左右方向)の両側の側面により構成されるガイド面25とを有する。
それぞれの側面24は、出力部材側係合部23の短軸方向に対して直交する平坦面により構成されている。それぞれのガイド面25は、凸曲面により構成されている。具体的には、それぞれのガイド面25は、出力部材側係合部23の中心軸(出力部材13の中心軸)を中心とする部分円筒状の凸面により構成されている。したがって、出力部材13に関しては、たとえば丸棒素材の外周面を、それぞれのガイド面25として利用することができ、その分、加工コストを抑えられる。ただし、それぞれのガイド面を、出力部材13の中心軸と平行かつ非同軸の軸を中心とする部分円筒状の凸面、あるいは、部分楕円筒状の凸面などの非円筒状の凸面により構成することもできる。また、本例では、出力軸部22と出力部材側係合部23とが一体に造られているが、互いに別体に造られた出力軸部と出力側係合部とを互いに結合固定することにより出力部材を構成することもできる。出力部材側係合部23は、1対の入力部材側係合部20よりも径方向内側に配置されており、具体的には、1対の入力部材側係合部20同士の間部分に配置される。
ハウジング15は、図2~図5に示すように、中空の円盤状に構成されており、図示しない他の部材に固定されて、その回転が拘束されている。ハウジング15は、入力部材12および出力部材13と同軸に配置され、かつ、その内側に、1対の入力部材側係合部20、出力部材側係合部23、1対の係合子16、1対のばね17などを収容している。ハウジング15は、軸方向他方側に配置された、出力側ハウジング素子(ハウジング本体)26と、軸方向一方側に配置された入力側ハウジング素子(ハウジング蓋体)27とを、複数本のボルト28により結合することで構成されている。
出力側ハウジング素子26は、外径側筒部29と、内径側筒部30と、側板部31とを備える。外径側筒部29は、円筒状に構成されている。内径側筒部30は、円筒状に構成されており、外径側筒部29の軸方向他方側に、外径側筒部29と同軸に配置されている。側板部31は、略円形平板状に構成されており、その径方向外側の端部が外径側筒部29の軸方向他方側の端部に結合され、かつ、その径方向内側の端部が内径側筒部30の軸方向一方側の端部に結合されている。
外径側筒部29は、内周面に被押圧面32を有する。被押圧面32は、出力側ハウジング素子26の中心軸を中心とする円筒面により構成されている。外径側筒部29は、軸方向一方側の端部の外周面に、軸方向他方側に隣接する部分の外周面よりも外径寸法が大きい、出力側インロー嵌合面33を有する。出力側インロー嵌合面33は、出力側ハウジング素子26の中心軸を中心とする円筒面により構成されている。外径側筒部29は、軸方向一方側の端部の円周方向等間隔となる複数箇所(図示の例では8箇所)に、軸方向一方側の側面に開口するねじ孔34を有する。内径側筒部30は、内周面の軸方向一方側の端部から中間部にかけての部分に、出力側軸受嵌合面35を有する。出力側軸受嵌合面35は、出力側ハウジング素子26の中心軸を中心とする円筒面により構成されている。すなわち、被押圧面32と出力側インロー嵌合面33と出力側軸受嵌合面35とは、互いに同軸に配置されている。
入力側ハウジング素子27は、外径側筒部36と、内径側筒部37と、側板部38とを備える。外径側筒部36は、円筒状に構成されている。内径側筒部37は、円筒状に構成されており、外径側筒部36の軸方向一方側に、外径側筒部36と同軸に配置されている。側板部38は、略円形平板状に構成されており、その径方向外側の端部が外径側筒部36の軸方向一方側の端部に結合され、かつ、その径方向内側の端部が内径側筒部37の軸方向他方側の端部に結合されている。
外径側筒部36は、内周面に入力側インロー嵌合面39を有する。入力側インロー嵌合面39は、入力側ハウジング素子27の中心軸を中心とする円筒面により構成されている。入力側インロー嵌合面39は、出力側ハウジング素子26の出力側インロー嵌合面33に対して、がたつきなく嵌合することが可能な内径寸法を有する。側板部38は、出力側ハウジング素子26のねじ孔34と整合する、径方向外側の端部の円周方向等間隔となる複数箇所に、通孔40を有する。内径側筒部37は、内周面の軸方向他方側の端部から中間部にかけての部分に、入力側軸受嵌合面41を有する。入力側軸受嵌合面41は、入力側ハウジング素子27の中心軸を中心とする円筒面により構成されている。すなわち、入力側インロー嵌合面39と入力側軸受嵌合面41とは、互いに同軸に配置されている。
ハウジング15は、出力側ハウジング素子26の出力側インロー嵌合面33に対して、入力側ハウジング素子27の入力側インロー嵌合面39をがたつきなく嵌合させ、かつ、入力側ハウジング素子27のそれぞれの通孔40に挿通したボルト28を、出力側ハウジング素子26の対応するねじ孔34に螺合し、さらに締め付けることにより、出力側ハウジング素子26と入力側ハウジング素子27とを結合固定することによって組み立てられる。本例では、出力側ハウジング素子26の出力側インロー嵌合面33と出力側軸受嵌合面35とが互いに同軸に配置され、かつ、入力側ハウジング素子27の入力側インロー嵌合面39と入力側軸受嵌合面41とが互いに同軸に配置されている。このため、出力側インロー嵌合面33と入力側インロー嵌合面39とをがたつきなく嵌合させた、ハウジング15の組立状態で、入力側軸受嵌合面41と出力側軸受嵌合面35とは、互いに同軸に配置される。
ハウジング15を組み立てた状態で、入力部材12の入力軸部18は、入力側ハウジング素子27の入力側軸受嵌合面41に対し、入力側軸受42により回転可能に支持される。また、出力部材13の出力軸部22は、出力側ハウジング素子26の出力側軸受嵌合面35に対し、出力側軸受43により回転可能に支持される。これにより、入力部材12と出力部材13とが、互いに同軸に配置され、かつ、ハウジング15の被押圧面32に対して同軸に配置される。さらに、この状態で、1対の入力部材側係合部20および出力部材側係合部23は、ハウジング15の被押圧面32の径方向内側に配置される。なお、逆入力遮断クラッチ6に関して、後述するロック状態を非ロック状態に切り換える性能(ロック解除性能)などを高いレベルにしたい場合は、入力部材12と出力部材13との同軸度および傾きを厳密に管理する必要がある。その場合は、入力側軸受42と出力側軸受43とのそれぞれを、図示のような単列の転がり軸受から複列の転がり軸受に変更するなどの、一般的な軸受利用方法を適用することもできる。
本例では、1対の係合子16を構成するそれぞれの係合子16が、本発明の係合子に相当する。いずれの係合子16も、被押圧面32の径方向内側に配置されている。それぞれの係合子16は、係合子本体44と、係合子本体44に対して揺動可能に連結されたリンク部材45とを備える。
本例では、係合子本体44は、図14~図19に示すように、複数の部品を組み合わせることにより構成されている。以下、係合子本体44の全体構造、係合子本体44を構成する各部品の構造の順に説明する。
係合子本体44は、略半円形板形状を有しており、被押圧面32に対向する1対の押圧面46と、揺動支持部を構成する揺動支持軸47と、出力部材側係合部23と係合する係合子側出力係合部48とを備える。
本例では、係合子本体44の外周面は、係合子本体44の弧に相当する凸円弧状の径方向外側面と、係合子本体44の弦に相当するクランク状の径方向内側面から構成されている。なお、係合子本体44に関して径方向とは、係合子本体44の弦に直交する、図6に矢印Xで示す方向をいい、被押圧面32に対する押圧面46の遠近動方向に対応する。また、係合子本体44に関して幅方向とは、係合子本体44の弦に対して平行な、図6に矢印Yで示す方向をいう。
本例では、1対の係合子16は、それぞれの係合子本体44の径方向外側面を反対側に向け、それぞれの係合子本体44の径方向内側面を対向させた状態で、被押圧面32の径方向内側に配置されている。このように1対の係合子16が被押圧面32の径方向内側に配置された状態で、被押圧面32と係合子本体44の径方向外側面との間部分、および、係合子本体44の径方向内側面同士の間部分のうちの少なくとも一方に、係合子本体44が径方向に移動することを許容する隙間が存在するように、被押圧面32の内径寸法および係合子本体44の径方向寸法が規制されている。
係合子本体44は、径方向外側面に、1対の押圧面46を有する。1対の押圧面46は、出力部材13のロック状態で、被押圧面32に対して押し付けられる部分であり、係合子本体44の径方向外側面の円周方向両側部分に、円周方向に離隔して配置されている。それぞれの押圧面46は、係合子本体44の径方向外側面のうち、円周方向に関して押圧面46から外れた部分よりも、被押圧面32に向けて突出している。それぞれの押圧面46は、被押圧面32の曲率半径よりも小さな曲率半径を有する部分円筒状の凸面により構成されている。係合子本体44の径方向外側面のうち、1対の押圧面46から円周方向に外れた部分(円周方向に関して押圧面46同士の間に位置する部分)は、被押圧面32に対して接触することのない、非接触面である。
係合子本体44は、幅方向中央部の厚さ方向(軸方向)中央部に、内部空間49を有する。内部空間49の径方向両側の端部は、係合子本体44の径方向外側面と径方向内側面とにそれぞれ開口している。係合子本体44は、軸方向に配置された揺動支持軸47を有し、揺動支持軸47の軸方向中間部は、内部空間49の幅方向中央部の径方向外側部に配置されている。揺動支持軸47は、円柱状のピンにより構成されており、その軸方向両側の端部が、係合子本体44のうち、内部空間49を軸方向両側から挟む部分に支持されている。
係合子本体44は、径方向内側面の幅方向中央部に、係合子側出力係合部48を有する。係合子側出力係合部48は、係合子本体44の径方向内側面(被押圧面32に対して遠い側の側面)の幅方向中央部から径方向外方に向けて凹んだ、略矩形状の凹部により構成されている。
係合子側出力係合部48は、図6、図7、図21(A)、および図21(B)に示すように、その内側に出力部材側係合部23の短軸方向の先半部を配置できる大きさを有する。特に、本例では、係合子側出力係合部48は、図7および図21(B)に示すように、出力部材側係合部23の短軸方向の先半部の外周面に合致する内面形状を有する。
係合子側出力係合部48の内面は、底面50と、1対の被ガイド面51とを有する。底面50は、係合子本体44の径方向に対して直交する平坦面により構成されている。1対の被ガイド面51は、係合子側出力係合部48の内面のうち、係合子本体44の幅方向に関して両側の端部に位置し、かつ、該幅方向に関して互いに対向している。1対の被ガイド面51は、係合子本体44の径方向内側に向かうほど、すなわち、係合子本体44の径方向に関して被押圧面32から遠ざかる方向に向かうほど、互いの間隔が拡がる方向に傾斜した1対の凹曲面により構成されている。
それぞれの被ガイド面51は、出力部材側係合部23のそれぞれのガイド面25に接触可能であり、ガイド面25と同じ大きさの曲率半径またはガイド面25よりも僅かに大きい曲率半径を有する、部分円筒状の凹面により構成されている。すなわち、本例では、係合子側出力係合部48は、図7および図21(B)に示すように、出力部材側係合部23の短軸方向の先半部の外周面に合致する内面形状を有する。すなわち、係合子側出力係合部48の底面50を、出力部材側係合部23の側面24に面接触させるとともに、係合子側出力係合部48の1対の被ガイド面51を、出力部材側係合部23の1対のガイド面25のうち短軸方向に関する先半部に面接触させることが可能である。なお、被ガイド面は、部分楕円筒状の凹面などの非円筒状の凹面により構成することもできる。
係合子本体44は、幅方向中央部の径方向内側部に、挿通孔52を有する。挿通孔52は、係合子本体44の幅方向中央部の径方向内側部を軸方向に貫通し、かつ、円周方向に伸長する円弧形の長孔により構成されている。挿通孔52は、入力部材側係合部20を緩く挿入できる大きさを有する。具体的には、挿通孔52の内側に入力部材側係合部20を挿入した際に、入力部材側係合部20と挿通孔52の内面との間に、円周方向に関する隙間および係合子本体44の径方向に関する隙間が存在する。このため、入力部材側係合部20は、前記円周方向に関する隙間の存在に基づいて、挿通孔52(係合子本体44)に対し、入力部材12の回転方向に関する変位が可能であり、挿通孔52(係合子本体44)は、係合子本体44の径方向に関する隙間の存在に基づいて、入力部材側係合部20に対し、係合子本体44の径方向の変位が可能である。換言すれば、後述する逆入力遮断クラッチ6の動作時に、挿通孔52の内周縁と入力部材側係合部20とが干渉して該動作が阻害されることがないように、挿通孔52の大きさが規制されている。
係合子本体44は、径方向内側面の幅方向両側部分に、径方向内側に突出する突起状の凸部53を有する。凸部53は、係合子本体44の径方向内側面の幅方向両側部分における厚さ方向(軸方向)中央部から径方向内側に突出している。凸部53は、1対のばね17を構成するそれぞれのばね17を保持するために用いられる。
係合子本体44は、複数の部品を組み合わせることにより構成されている。具体的には、係合子本体44は、1対の本体プレート54と、1対の中間プレート55と、揺動支持軸47と、結合部材である複数ずつのボルト56およびナット57とを有する。
1対の本体プレート54は、係合子本体44の厚さ方向の両側部分を構成する部品であり、軸方向に重畳して配置されている。それぞれの本体プレート54は、鋼板などの金属板にプレス加工による打ち抜き加工を施して造られたプレス成形品であり、略半円形板形状を有する。本体プレート54は、径方向外側面のうち、円周方向に離隔した2箇所位置に、係合子本体44を組み立てた状態で押圧面46を構成する凸面58を有する。すなわち、それぞれの本体プレート54の径方向外側面のうち、円周方向に関する位相が一致する部分に備えられた1対の凸面58が、押圧面46を構成する。要するに、1対の押圧面46を備える係合子本体44は、4つの凸面58を有する。本体プレート54は、幅方向中央部の径方向外側部に、円形の支持孔59を有する。本体プレート54は、径方向内側面の幅方向中央部に、係合子本体44を組み立てた状態で係合子側出力係合部48を構成するプレート側出力係合部60を有する。すなわち、軸方向に離隔して配置された1対のプレート側出力係合部60が、係合子側出力係合部48を構成する。本体プレート54は、幅方向中央部の径方向内側部に、係合子本体44を組み立てた状態で挿通孔52を構成する貫通孔61を有する。係合子本体44は、幅方向両側部分のそれぞれに、複数(図示の例では3個ずつ)の通孔62を有し、かつ、幅方向両側部分のそれぞれにおいて、複数の通孔62から外れた箇所に、(図示の例では1個ずつの)位置決め孔63を有する。
1対の中間プレート55は、係合子本体44の厚さ方向の中間部を構成する部材である。それぞれの中間プレート55は、鋼板などの金属板にプレス加工による打ち抜き加工を施して造られたプレス成形品であり、略扇板形状を有する。1対の中間プレート55は、1対の本体プレート54の幅方向両側部分同士の間に挟持されている。それぞれの中間プレート55は、径方向内側面の幅方向中間部に凸部53を有する。凸部53は、1対の本体プレート54の径方向内側面よりも径方向内側に突出している。中間プレート55のうち、凸部53以外の部分は、1対の本体プレート54同士の間に配置されている。特に、中間プレート55の径方向外側面は、1対の本体プレート54の径方向外側面よりも径方向内側に位置しており、被押圧面32と接触することはない。中間プレート55は、1対の本体プレート54のそれぞれの通孔62と整合する複数箇所に、通孔64を有する。中間プレート55は、1対の本体プレート54のそれぞれの位置決め孔63と整合する箇所に、位置決め孔65を有する。
1対の本体プレート54および1対の中間プレート55は、互いに整合する1対の本体プレート54の通孔62と1対の中間プレート55の通孔64とを挿通した複数のボルト56の先端部に、ナット57を螺合し、さらに締め付けることによって、互いに結合固定されている。なお、本例の構造では、このような結合固定の作業を行う際に、互いに整合する1対の本体プレート54の位置決め孔63と1対の中間プレート55の位置決め孔65とに、作業用の位置決めロッドを挿通することによって、1対の本体プレート54の通孔62と1対の中間プレート55の通孔64とを整合させる作業を容易に行うことができる。本例の構造では、1対の本体プレート54と1対の中間プレート55とを結合固定した状態で、本体プレート54同士の間で、幅方向に関して中間プレート55同士の間に、内部空間49が画成される。
揺動支持軸47は、円柱状のピンにより構成されている。揺動支持軸47の軸方向両側の端部は、1対の本体プレート54の支持孔59に圧入により内嵌固定されている。揺動支持軸47の軸方向中間部は、内部空間49内に配置されている。
リンク部材45は、鋼板などの金属板にプレス加工による打ち抜き加工を施して造られたプレス成形品であって、略矩形板形状または略長円板形状を有しており、係合子本体44の内部空間49(本体プレート54同士の間)に配置されている。
リンク部材45の厚さ寸法は、内部空間49の軸方向幅寸法(=1対の本体プレート54の互いに対向する側面同士の間隔=中間プレート55の厚さ寸法)よりも小さい。リンク部材45は、その長手方向の一方側の端部に揺動被支持部66を有し、かつ、その長手方向の他方側の端部に係合子側入力係合部67を有する。
揺動被支持部66は、円孔により構成され、かつ、揺動支持軸47が挿通されている。これにより、リンク部材45の長手方向一方側の端部が、揺動支持軸47に対し揺動可能に接続(支持)されている。係合子側入力係合部67は、円孔により構成され、かつ、入力部材側係合部20が挿通されている。これにより、リンク部材45の長手方向他方側の端部が、入力部材側係合部20に対し揺動可能に接続されている。
揺動被支持部66の内径寸法は、揺動支持軸47の外径寸法よりも大きく設定されており、係合子側入力係合部67の内径寸法は、入力部材側係合部20の外径寸法よりも大きく設定されている。さらに、本例では、図6および図9に示すように、係合子16の1対の押圧面46が被押圧面32に接触し、かつ、入力部材側係合部20が係合子本体44の幅方向中央部に位置する状態で、図11に示すように、揺動支持軸47と入力部材側係合部20との互いに遠い側の端縁同士の間隔Waが、揺動被支持部66と係合子側入力係合部67との互いに遠い側の端縁同士の間隔Wb以下になるように設定されている(Wa≦Wb)。なお、これらの間隔WaとWbとの差Wb-Waは、逆入力遮断クラッチ6の組み立てを容易にする観点からは、極力大きいことが望ましいが、その一方で、入力部材12に回転トルクが入力された際に、直ちに係合子16を径方向内側に移動させて非ロック状態を実現できるようにする観点からは、極力小さいことが望ましい。
1対のばね17は、1対の係合子16を構成する、1対の係合子本体44の径方向内側面の幅方向両側部分同士の間に配置されている。つまり、1対のばね17は、係合子本体44の幅方向に関して出力部材側係合部23から外れた位置に配置されている。1対のばね17は、それぞれの係合子16を径方向外側に向かう方向、すなわち、それぞれの係合子16を被押圧面32に近づける方向に弾性的に付勢している。これにより、入力部材12および出力部材13のそれぞれにトルクが加わっていない中立状態において、それぞれの係合子16の押圧面46が被押圧面32に接触した状態となるようにしている。
本例では、それぞれのばね17は、コイルばねにより構成されている。ばね17の軸方向両側部分の内側に、1対の係合子16の凸部53を挿入することによって、ばね17が1対の係合子本体44の径方向内側面同士の間から脱落することを防止している。ただし、それぞれの係合子本体(中間プレート)の径方向内側面の幅方向両側部分に、径方向外側に凹入する凹部(切り欠き)を設け、該凹部にばねの両側の端部を挿入することによって、1対の係合子本体からのばねの脱落を防止することもできる。また、1対の係合子16を被押圧面に近づける方向に弾性的に付勢する付勢手段としては、コイルばねに限らず、板ばねや皿ばねなどを使用することもできる。また、付勢手段は、係合子同士で挟み込むように配置する以外にも、係合子と出力部材との間に挟み込むように配置することもできる。
本例では、ばね17の外径寸法は、係合子本体44の軸方向の厚さ寸法よりも小さい。このため、ばね17は、図16および図17に示すように、係合子本体44の軸方向両側の側面よりも軸方向両側(外側)に突出しない。
なお、前記中立状態において、1対の係合子16の押圧面46が被押圧面32に接触した状態となるようにしておく理由は、出力部材13に回転トルクが逆入力された際に、直ちにロック状態が実現されるようにするためである。
本例の逆入力遮断クラッチ6は、その組立状態で、軸方向一方側に配置した入力部材12の1対の入力部材側係合部20を、1対の係合子16の挿通孔52(1対の本体プレート54の貫通孔61)および係合子側入力係合部67に軸方向に挿入し、かつ、軸方向他方側に配置した出力部材13の出力部材側係合部23を、1対の係合子16の係合子側出力係合部48同士の間に軸方向に挿入している。すなわち、1対の係合子16は、それぞれの係合子側出力係合部48により、出力部材側係合部23を径方向外側から挟むように配置されている。
次に、逆入力遮断クラッチ6の動作について説明する。
入力部材12に入力側機構から回転トルクが入力されると、図7に示すように、係合子本体44の挿通孔52の内側で、入力部材側係合部20が入力部材12の回転方向(図7の例では時計方向)に回転する。すると、リンク部材45が揺動支持軸47を中心に揺動しつつ、入力部材側係合部20によって、リンク部材45を介して揺動支持軸47が引っ張られることにより、1対の係合子16が、被押圧面32から遠ざかる方向(径方向内側)に移動する。これにより、1対の係合子16の押圧面46が被押圧面32から離れるとともに、1対の係合子側出力係合部48が出力部材13の出力部材側係合部23を径方向両側から挟持し、出力部材側係合部23と1対の係合子側出力係合部48とが、がたつきなく係合する。この結果、入力部材12に入力された回転トルクが、1対の係合子16を介して、出力部材13に伝達され、出力部材13から出力される。
特に、本例の構造では、それぞれの係合子16が被押圧面32から遠ざかる方向(径方向内側)に移動する際に、図6から図7へ、および、図21(A)から図21(B)へと示すように、出力部材側係合部23の短軸方向の先半部の長軸方向両側に位置する1対のガイド面25により、係合子側出力係合部48の幅方向両側に位置する1対の被ガイド面51が案内されることで、係合子16が幅方向に移動することを規制される。そして、図7および図21(B)に示すように、係合子側出力係合部48の底面50が、出力部材側係合部23の側面24に面接触するとともに、係合子側出力係合部48の1対の被ガイド面51が、出力部材側係合部23の1対のガイド面25に面接触する。このため、本例の構造では、ロック状態の解除後に、係合子16が幅方向にずれ動いて被押圧面32に接触することを有効に防止できる。本例の構造では、係合子16の径方向内側への移動の案内を、出力部材側係合部23を用いて行えるため、該案内を行うためだけに用いられる別部品を組み込む構造に比べて、部品点数を少なくすることができる。
また、本例の構造では、係合子側出力係合部48の1対の被ガイド面51が、径方向内側に向かうほど互いの間隔が拡がる方向に傾斜した1対の凹曲面により構成され、かつ、出力部材側係合部23の1対のガイド面25が、1対の被ガイド面51の1対の凹曲面に合致する1対の凸曲面により構成されている。このため、図21(A)に示すように、係合子16が出力部材側係合部23から径方向外側に離れた状態では、1対の被ガイド面51と1対のガイド面25との間に隙間が形成され、かつ、該隙間の大きさ(幅方向寸法)は、径方向外側に向かうほど大きくなっている。このため、本例の構造では、係合子16が出力部材側係合部23から径方向外側に離れた状態において、幅方向や回転方向に関する係合子16の動きを適度に許容することができ、係合子16に無理な力が加わることを有効に防止できる。
一方、出力部材13に出力側機構から回転トルクが逆入力されると、図8に示すように、出力部材側係合部23が、1対の係合子側出力係合部48同士の内側で、出力部材13の回転方向(図8の例では時計方向)に回転する。すると、出力部材側係合部23の側面24と1対のガイド面25のうちの一方のガイド面25との接続部である角部が、それぞれの係合子16の係合子側出力係合部48の底面50を径方向外方に向けて押圧し、それぞれの係合子16を、被押圧面32に近づく方向(径方向外側)に移動させる。これにより、1対の係合子16の押圧面46が、被押圧面32に対して押し付けられ、これらの押圧面46が被押圧面32に摩擦係合する。この結果、出力部材13に逆入力された回転トルクが、他の部材に固定されて回転しないハウジング15に伝わる(ハウジング15により支承される)ことで完全に遮断されて入力部材12に伝達されない。具体的には、押圧面46が被押圧面32に対して摺動(相対回転)しないように、1対の係合子16が出力部材側係合部23と被押圧面32との間で突っ張り(挟持され)、出力部材13がロックされる。
本例では、それぞれの係合子16が、係合子本体44の径方向外側面の円周方向に離隔した2箇所に押圧面46を有しているため、出力部材13に回転トルクが逆入力された際に、くさび効果によって、被押圧面32と押圧面46との摩擦係合力を大きくすることができる。ただし、係合子本体の径方向外側面の円周方向1箇所にのみ押圧面を有する構造を採用することもできる。また、本例では、押圧面46を、1対の本体プレート54のそれぞれに備えた凸面58により構成しているが、押圧面を、中間プレートに形成することもできる。
本例の逆入力遮断クラッチ6によれば、入力部材12への回転トルクの入力時に、ロック状態から非ロック状態への切り換えを円滑に行うことができる。この点について、本例と参考例を比較するための図20(A)および図20(B)を参照しつつ説明する。
図20(A)(a)および図20(A)(b)は、本例の構造に関して、入力部材12の一部と係合子16の一部との相互の位置関係を示している。より具体的には、図20(A)(a)は、図8に示したロック状態において、入力部材側係合部20が係合子16の幅方向中央部に位置し、かつ、リンク部材45が最も径方向内側に寄った状態での、前記位置関係を示している。図20(A)(b)は、図20(A)(a)に示した状態から、入力部材12に回転トルクTが入力されることにより、入力部材側係合部20が入力部材12の回転方向(図示の例では時計方向)に回転して、入力部材側係合部20から揺動支持軸47にリンク部材45を介して並進荷重Fが作用し始めた状態での、前記位置関係を示している。
一方、図20(B)(a)および図20(B)(b)は、リンク部材を備えておらず、一体に構成された係合子16zが係合子側入力係合部67zおよび係合子側出力係合部(図示省略)を有する参考例の構造に関して、入力部材12zの一部と係合子16zの一部との相互の位置関係を示している。より具体的には、図20(B)(a)は、ロック状態において、入力部材側係合部20zが係合子16zの幅方向中央部に位置する状態での、前記位置関係を示している。図20(B)(b)は、図20(B)(a)に示した状態から、入力部材12zに回転トルクTが入力されることにより、入力部材側係合部20zが入力部材12zの回転方向(図示の例では時計方向)に回転して、入力部材側係合部20zが係合子16zの係合子側入力係合部67zに当接し、入力部材側係合部20zと係合子側入力係合部67zとの当接部Xに、回転トルクTに基づく並進荷重Ftが作用し始めた状態での、前記位置関係を示している。
参考例の構造では、図20(B)(b)に示したように、並進荷重Ftの方向、すなわち、入力部材12zから係合子16zに作用する荷重の方向は、ロック状態から非ロック状態への切り換え時に係合子16zが移動すべき方向である、係合子16zの径方向(被押圧面に対する係合子16zの遠近動方向)に対して大きく傾いている。
これに対して、本例の構造では、図20(A)(b)に示したように、並進荷重Fの方向、すなわち、入力部材12から係合子16に作用する荷重の方向は、ロック状態から非ロック状態への切り換え時に係合子16が移動すべき方向である、係合子16の径方向(被押圧面32に対する係合子16の遠近方向)とほぼ平行な方向になっている。換言すれば、並進荷重Fの方向と係合子16が移動すべき方向とのなす角度が、参考例の構造における、並進荷重Ftの方向と係合子16zが移動すべき方向とのなす角度よりも小さい。つまり、本例の構造では、入力部材12に入力された回転トルクTを、係合子16を径方向内側に移動させるための荷重に効率よく変換することができる。このため、本例の構造によれば、入力部材12への回転トルクの入力時に、ロック状態から非ロック状態への切り換えを円滑に行うことができる。
なお、本例の構造における、図20(A)(a)に示した状態での、入力部材側係合部20の径方向内側面とリンク部材45の係合子側入力係合部67の内周面との間に存在する隙間Gの大きさ(前述した差Wb-Wa)、および、参考例の構造における、図20(B)(a)に示した状態での、入力部材側係合部20zの径方向内側面と係合子側入力係合部67zとの間に存在する隙間Gzの大きさは、いずれも、逆入力遮断クラッチの組み立てを容易にする観点からは、極力大きいことが望ましいが、その一方で、入力部材12、12zに回転トルクが入力された際に、直ちに係合子16、16zを径方向内側に移動させて非ロック状態を実現できるようにする観点からは、極力小さいことが望ましい。したがって、逆入力遮断クラッチの製造においては、これらの事情を考慮して、隙間G、Gzの大きさを、適度な大きさに調整する必要がある。
参考例の構造では、隙間Gzの大きさを調整するために、係合子側入力係合部67zのうち、入力部材側係合部20zの径方向内側面と当接する部分を、切削加工で高精度に仕上げることが必要になる場合があり、この場合には、コストが嵩むと想定される。これに対して、本例の構造では、リンク部材45の揺動被支持部66と係合子側入力係合部67との中心間距離を管理するだけで、隙間Gの大きさを調整することができ、リンク部材45は、安価なプレス加工で造れるため、コストを抑えやすい。
<パーキングロック機構の動作>
本例の回転ロック装置4が適用されたパーキングロック機構を備える自動車において、シフトレバーがPレンジに選択されると、アクチュエータ7により、逆入力遮断クラッチ6の入力部材12が回転駆動される。入力部材12に入力された回転は、出力部材13に伝達され、図22(C)から図22(B)、図22(A)へと順番に示すように、係合部材8が反時計方向に回動することにより、または、図23(C)から図23(B)、図23(A)へと順番に示すように、係合部材8が時計方向に回動することにより、係合爪部14が、ロックギヤ5の係合凹部9のうちのいずれかの係合凹部9に係合する(係合凹部9の内側に配置される)。これにより、パーキングロック機構が第1のモードに切り換わって、ロックギヤ5を支持固定する出力軸3の回転が制限される。換言すれば、係合爪部14が係合凹部9の内側で変位できる程度のわずかな回転を除き、出力軸3の回転が阻止される。
回転ロック装置4が適用されたパーキングロック機構が第1のモードに切り換えられた状態で、駆動輪からトルクが逆入力されることに伴い、ロックギヤ5が回転しようとすると、係合凹部9の円周方向側面により係合爪部14の側面が押される。係合爪部14の側面が押されると、係合部材8に、該係合部材8を、係合凹部9と係合爪部14との係合を外す方向に回動させようとする力が加わるが、この力は、逆入力遮断クラッチ6により支承され、係合部材8の回動は阻止される。この結果、駆動輪の回転も阻止される。
シフトレバーがPレンジから他のレンジに選択されると、逆入力遮断クラッチ6の入力部材12が回転駆動される。入力部材12に入力された回転は、出力部材13に伝達され、図22(A)から図22(B)、図22(C)へと順番に示すように、係合部材8が時計方向に回動することにより、または、図23(A)から図23(B)、図23(C)へと順番に示すように、係合部材8が反時計方向に回動することにより、係合凹部9と係合爪部14との係合が外れる。これにより、パーキングロック機構が第2のモードに切り換わって、出力軸3の回転が許容される。
特に、本例の回転ロック装置4が適用されたパーキングロック機構は、ロックギヤ5から係合部材8に、ロックギヤ5の回転方向の力Faが加わっている場合に、第1のモードから第2のモードに切り換える際に、係合部材8を、前記力Faの方向と同じ方向に回動することで、係合爪部14と係合凹部9との係合を外す機能を有する。
すなわち、自動車を傾斜した路面に駐車する際に、パーキングロック機構を作動させ、かつ、パーキングブレーキを作動させない状態で、サービスブレーキ(フットブレーキ)を解除すると、駆動輪が回転しようとすることに伴い、ロックギヤ5も回転しようとする。これにより、ロックギヤ5の係合凹部9の円周方向側面が、係合部材8の係合爪部14の側面に強く押し付けられることで、係合部材8に回転方向の力Faが加わる。本例の回転ロック装置4は、第1のモードから第2のモードに切り換える際に、係合部材8を、前記力Faと同じ方向に回動する。
具体的には、自動車を下り坂に駐車し、駆動輪71が路面R上を転がろうとすることに基づいて、該ロックギヤ5を正転方向(図22(A)~図22(C)の反時計方向)に回転させようとする力Fa´がロックギヤ5に加わっている場合、係合部材8には、図22(A)~図22(C)の時計方向の力Faが加わる。この場合、回転ロック装置4は、パーキングロック機構を第1のモードから第2のモードに切り換える際に、係合部材8を図22(A)~図22(C)の時計方向に回動することで、係合爪部14と係合凹部9との係合を外す。
これに対し、自動車を上り坂に駐車し、駆動輪71が路面R上を転がろうとすることに基づいて、ロックギヤ5を逆転方向(図23(A)~図23(C)の時計方向)に回転させようとする力Fa´がロックギヤ5に加わっている場合、係合部材8には、図23(A)~図23(C)の反時計方向の力Faが加わる。この場合、回転ロック装置4は、パーキングロック機構を第1のモードから第2のモードに切り換える際に、係合部材8を図23(A)~図23(C)の反時計方向に回動することで、係合爪部14と係合凹部9との係合を外す。
パーキングロック機構を第1のモードから第2のモードに切り換える際に、係合部材8を、係合部材8に加わる回転方向の力Faの方向と同じ方向に回動させることで、係合爪部14と係合凹部9との係合を外す機能は、次のようにして実現することができる。
まず、アクチュエータ7により、係合部材8を予め定めた所定の方向に回動する。
前記所定の方向が、ロックギヤ5から係合部材8に加わる力Faの方向と一致している場合には、アクチュエータ7の始動電流(突入電流)が、予め定めた所定の時間以下で、または、所定の電流値まで上昇することなく、低下し始める。この場合、そのまま係合部材8を前記所定の方向に回動することで、係合爪部14と係合凹部9との係合を外す。前記所定の時間または電流値は、予め実験や計算により求めることができる。
前記所定の方向が、ロックギヤ5から係合部材8に加わる力Faの方向とは逆方向である場合には、アクチュエータ7の始動電流が、前記所定の時間経過した後も、または、前記所定の電流値まで上昇しても、低下を開始しない。この場合、係合部材8を前記所定の方向とは逆方向に回動することで、係合爪部14と係合凹部9との係合を外す。
あるいは、自動変速機2の出力軸3など、自動車の駆動系を構成する回転体に加わるトルクの方向を測定するセンサや、傾斜計などに基づいて、ロックギヤ5から係合部材8に加わる力Faの方向を求め、該方向に係合部材8を回動させることで、係合爪部14と係合凹部9との係合を外すこともできる。
なお、ロックギヤ5から係合部材8に回転方向の力が加わっていない場合、すなわち係合凹部9の円周方向側面が係合爪部14の側面に押し付けられていない場合には、第1のモードから第2のモードに切り換える際に、係合部材8をいずれの方向に回転させてもよい。また、第2のモードから第1のモードに切り換える際の係合部材8の回動方向については、特に限定されない。
本例の回転ロック装置4は、アクチュエータ7により、逆入力遮断クラッチ6を介して、係合部材8を回動することで、パーキングロック機構を第1のモードと第2のモードとの間で切り換えることができる。このため、本例の回転ロック装置4を適用したパーキングロック機構は、特開2010-6299号公報に記載のパーキングロック機構のように、アクチュエータ101によりシャフト102を回転させることに基づいて、ディテントプレート103を揺動させ、さらに、ディテントプレート103の揺動に伴いロッド104を変位させることで、ロッド104の先端部に備えられたカム108によりパーキングロックポール106を揺動させる構造と比較して、簡易に構成することができる。なお、逆入力遮断クラッチ6は、予め組み立てておく(アセンブリ化しておく)ことができる。
また、本例の回転ロック装置4は、ロックギヤ5から係合部材8に回転方向の力Faが加わっている場合に、パーキングロック機構を第1のモードから第2のモードに切り換える際に、係合部材8を、前記力Faの方向と同じ方向に回動することで、係合爪部14と係合凹部9との係合を外す機能を有するため、係合部材8を回動駆動するアクチュエータ7の出力を小さく抑えることができる。具体的には、図24に示すように、第1のモードから第2のモードに切り換える際に、係合部材8を前記力Faの方向と同じ方向に回動した場合、係合部材8を力Faの方向と逆方向に回動した場合と比較して半分程度、かつ、ロックギヤ5から係合部材8に加わる回転方向の力Faの半分未満の力(トルク)で、係合凹部9と係合爪部14との係合を外すことができる。したがって、アクチュエータ7の消費電力を低減したり、アクチュエータ7を小型化したりすることができる。
ただし、本例の逆入力遮断クラッチ6を含んで回転ロック装置4を構成する場合には、ロックギヤ5から係合部材8に回転方向の力Faが加わっている場合に、係合部材8を、前記力Faの方向と逆方向に回動することで、係合爪部14と係合凹部9との係合を外すこともできる。すなわち、パーキングロック機構を第1のモードから第2のモードに切り換える際に、係合部材8を、前記力Faの方向にかかわらず、予め定められた所定の方向にのみ回動することで、係合爪部14と係合凹部9との係合を外すように構成することもできる。なお、図24から明らかなとおり、係合部材8を前記力Faと逆方向に回動した場合でも、ロックギヤ5から係合部材8に加わる回転方向の力Faよりも小さい力で、係合爪部14と係合凹部9との係合を外すことができる。
なお、本発明を実施する場合には、ハウジング15を構成する入力側ハウジング素子27と出力側ハウジング素子26とを結合するための結合手段や、係合子本体を構成する1対の本体プレート54と1対の中間プレート55とを結合するための結合手段として、リベット、溶接、接着、かしめなどの、他の結合手段を用いることもできる。また、このような他の結合手段として、互いに結合すべき複数の部品の互いに整合する位置に形成された通孔に結合軸の軸方向中間部を挿通し、かつ、該結合軸の軸方向両端部に止め輪を係止し、これらの止め輪によって前記複数の部品を軸方向両側から挟持する結合手段を採用することもできる。
また、1対の本体プレートのうちの一方の本体プレートに、1対の中間プレートのうちの一方の中間プレートを一体に形成し、1対の本体プレートのうちの他方の本体プレートに、1対の中間プレートのうちの他方の中間プレートを一体に形成することもできる。あるいは、1対の本体プレートのうちの一方の本体プレートに、1対の中間プレートの両方を一体に形成することもできる。これらの構成を採用すれば、係合子本体を1対の本体プレートの組み合わせによって構成することができ、部品点数を少なくすることができる。
なお、第1例の回転ロック装置4を構成する逆入力遮断クラッチ6では、1対の本体プレート54同士の間に1つのリンク部材45を揺動可能に配置する構成を採用しているが、本発明を実施する場合、1枚の本体プレートの厚さ方向両側に1対のリンク部材を揺動可能に配置する(入力側係合部により、該1対のリンク部材を介して、係合子本体を径方向内側に引っ張る)構成を採用することもできる。
本例の回転ロック装置4では、係合子16として1対の係合子16が備えられているが、係合子16が被押圧面32に対して遠近方向に移動することが可能な構造を有する限り、1個の係合子を備え、該1個の係合子を1個の入力側係合部と組み合わせた構造を採用することも可能である。また、3個以上の係合子を備え、これらの係合子を対応する入力側係合部と組み合わせた構造も採用することが可能である。これらの構造も本発明の範囲に含められる。
[第2例]
本発明の実施の形態の第2例について、図25を用いて説明する。本例の回転ロック装置4aが適用されたパーキングロック機構は、逆入力遮断クラッチ6の出力部材13の出力トルクを増大して係合部材8に伝達する減速機68を備える。このため、本例によれば、第1例と比較して、アクチュエータ7の小型化をより図りやすい。
なお、減速機68の構造については、特に限定されず、歯車式や摩擦ローラ式の減速により構成することができる。また、本発明の回転ロック装置は、アクチュエータの出力軸と、逆入力遮断クラッチの入力部材との間に減速機を配置するように構成することもできる。第2例のその他の部分の構成および作用効果は、第1例と同様である。
[第3例]
本発明の実施の形態の第3例について、図26~図31を用いて説明する。本例では、回転ロック装置4を構成する逆入力遮断クラッチ6aの構造が、第1例における逆入力遮断クラッチ6の構造と異なる。
逆入力遮断クラッチ6aは、入力部材12aと、出力部材13aと、被押圧部材69と、1対の係合子16aとを備える。
入力部材12aは、電動モータなどの入力側機構に接続され、回転トルクが入力される。入力部材12aは、図28に示すように、入力軸部18aと、1対の入力部材側係合部20aとを有する。入力軸部18aは、その基端部がアクチュエータ7(図1参照)の出力軸に接続される。1対の入力部材側係合部20aは、入力軸部18aの先端面の直径方向反対側2箇所位置から軸方向に伸長した凸部により構成されている。
出力部材13aは、係合部材8(図1参照)に接続され、回転トルクを出力する。出力部材13aは、入力部材12aと同軸に配置されており、図29に示すように、出力軸部22aと、出力部材側係合部23aとを有する。出力軸部22aは、その基端部が前記出力側機構の入力部に接続される。出力部材側係合部23aは、略長円柱状で、出力軸部22aの先端面の中央部から軸方向に伸長している。出力部材側係合部23aは、1対の入力部材側係合部20aの間部分に配置される。
被押圧部材69は、図27に示すように、円環状に構成されており、ハウジングなどの図示しない他の部材に固定されて、その回転が拘束されている。被押圧部材69は、入力部材12aおよび出力部材13aと同軸に、かつ、1対の入力部材側係合部20aおよび出力部材側係合部23aの径方向外側に配置されている。被押圧部材69は、その内周面に円筒状の凹面である被押圧面32aを有する。
それぞれの係合子16aは、略半円形板状に構成されており、被押圧部材69の径方向内側に配置されている。それぞれの係合子16aは、被押圧面32aに対向する径方向外側面を部分円筒状の凸面である押圧面46aとしており、互いに対向する径方向内側面を、後述する係合子側出力係合部48aが形成された部分以外が平坦面となった底面70としている。押圧面46aの曲率半径は、被押圧面32aの曲率半径以下である。
1対の係合子16aを被押圧部材69の径方向内側に配置した状態で、被押圧面32aと押圧面46aとの間部分、および、底面70同士の間部分の少なくとも一方に隙間が存在するように、被押圧部材69の内径寸法および係合子16aの径方向寸法が規制されている。
係合子16aは、係合子側入力係合部67aと、係合子側出力係合部48aとを有する。係合子側入力係合部67aは、係合子16aの径方向中間部を軸方向に貫通する孔により構成されている。係合子側入力係合部67aは、入力部材側係合部20aを緩く挿入できる大きさを有する。このため、入力部材側係合部20aは、係合子側入力係合部67a(係合子16a)に対し、入力部材12aの回転方向に関する変位が可能であり、係合子側入力係合部67a(係合子16a)は、入力部材側係合部20aに対し、係合子16aの径方向の変位が可能である。係合子側出力係合部48aは、係合子16aの底面70の幅方向中央部から径方向外方に向けて凹んだ略矩形状の凹部により構成されている。係合子側出力係合部48aは、その内側に出力部材側係合部23aの短軸方向の先半部を配置できる大きさを有する。
逆入力遮断クラッチ6aは、その組立状態で、軸方向一方側に配置した入力部材12aの1対の入力部材側係合部20aを、1対の係合子16aの係合子側入力係合部67aに軸方向に挿入し、かつ、軸方向他方側に配置した出力部材13aの出力部材側係合部23aを、それぞれの係合子16aの係合子側出力係合部48a同士の間に軸方向に挿入している。すなわち、1対の係合子16aは、係合子側出力係合部48aにより、出力部材側係合部23aを径方向外側から挟むように配置されている。
<逆入力遮断クラッチ6aの動作説明>
入力部材12aにアクチュエータ7(図1参照)から回転トルクが入力されると、図30に示すように、係合子側入力係合部67aの内側で、入力部材側係合部20aが入力部材12aの回転方向(図30の例では時計方向)に回転する。すると、入力部材側係合部20aの径方向内側面が係合子側入力係合部67aの内面を径方向内方に向けて押圧し、1対の係合子16aを、被押圧面32aから遠ざかる方向に移動させる。この結果、1対の係合子側出力係合部48aが出力部材13aの出力部材側係合部23aを径方向両側から挟持し、出力部材側係合部23aと1対の係合子側出力係合部48aとが、がたつきなく係合する。この結果、入力部材12aに入力された回転トルクが、1対の係合子16aを介して、出力部材13aに伝達され、出力部材13aから出力される。
一方、出力部材13aに、ロックギヤ5(図1参照)から、係合部材8を介して、回転トルクが逆入力されると、図31に示すように、出力部材側係合部23aが、1対の係合子側出力係合部48a同士の内側で、出力部材13aの回転方向(図31の例では時計方向)に回転する。すると、出力部材側係合部23aの角部が係合子側出力係合部48aの底面を径方向外方に向けて押圧し、1対の係合子16aを、被押圧面32aに近づく方向にそれぞれ移動させる。この結果、1対の係合子16aの押圧面46aが、被押圧部材69の被押圧面32aに対して押し付けられる。この結果、出力部材13aに逆入力された回転トルクが、図示しない他の部材に固定された被押圧部材69に伝わることで完全に遮断されて入力部材12aに伝達されなくなる。
本例の逆入力遮断クラッチ6aは、第1例における逆入力遮断クラッチ6よりも簡易に構成することができ、コストを抑えることができる。第3例のその他の部分の構成および作用効果は、第1例と同様である。
本発明の回転ロック装置は、パーキングロック機構に限らず、ロープなどを巻き取るウィンチのストッパなど、種々の用途に適用することができる。
1 駆動源
2 自動変速機
3 出力軸
4、4a 回転ロック装置
5 ロックギヤ
6、6a 逆入力遮断クラッチ
7 アクチュエータ
8 係合部材
9 係合凹部
10 凸部
11 ギヤ部
12、12a、12z 入力部材
13、13a 出力部材
14 係合爪部
15 ハウジング
16、16a、16z 係合子
17 ばね
18、18a 入力軸部
19 入力腕部
20、20a、20z 入力部材側係合部
21 支持孔
22、22a 出力軸部
23、23a 出力部材側係合部
24 側面
25 ガイド面
26 出力側ハウジング素子
27 入力側ハウジング素子
28 ボルト
29 外径側筒部
30 内径側筒部
31 側板部
32、32a 被押圧面
33 出力側インロー嵌合面
34 ねじ孔
35 出力側軸受嵌合面
36 外径側筒部
37 内径側筒部
38 側板部
39 入力側インロー嵌合面
40 通孔
41 入力側軸受嵌合面
42 入力側軸受
43 出力側軸受
44 係合子本体
45 リンク部材
46、46a 押圧面
47 揺動支持軸
48、48a 係合子側出力係合部
49 内部空間
50 底面
51 被ガイド面
52 挿通孔
53 凸部
54 本体プレート
55 中間プレート
56 ボルト
57 ナット
58 凸面
59 支持孔
60 プレート側出力係合部
61 貫通孔
62 通孔
63 位置決め孔
64 通孔
65 位置決め孔
66 揺動被支持部
67、67a、67z 係合子側入力係合部
68 減速機
69 被押圧部材
70 底面
71 駆動輪
100 パーキングロック機構
101 アクチュエータ
102 シャフト
103 ディテントプレート
104 ロッド
105 パーキングロックギヤ
106 パーキングロックポール
107 ディテントスプリング
108 カム
109 パーキング用係止溝
110 ころ
111 爪部
112 係合凹部

Claims (9)

  1. 円周方向複数箇所に係合凹部を有するロックギヤと、
    互いに同軸に配置された入力部材および出力部材を有し、前記入力部材に回転トルクが入力された場合に、該入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力された場合に、該出力部材に逆入力された回転トルクを前記入力部材に伝達しない逆入力遮断クラッチと、および、
    前記係合凹部に係合可能な係合爪部を有し、前記出力部材により回動駆動可能に支持された係合部材と、
    を備え、
    前記入力部材を回転駆動することに基づいて、前記出力部材により前記係合部材を、該出力部材の中心軸を中心に回動させるか、または、該出力部材と該係合部材との間に備えられた減速機の出力軸を中心に回動させることで、前記係合爪部と前記係合凹部とが係合し、前記ロックギヤの回転が制限される第1のモードと、前記係合爪部と前記係合凹部との係合が外れ、前記ロックギヤの回転が許容される第2のモードとを切り換える、
    回転ロック装置。
  2. 前記入力部材を回転駆動するアクチュエータを備える、請求項1に記載の回転ロック装置。
  3. 前記第1のモードから前記第2のモードに切り換える際に、前記係合部材を、前記ロックギヤから前記係合部材に加わる力の方向と同じ方向に回動することで、前記係合爪部と前記係合凹部との係合を外す、請求項2に記載の回転ロック装置。
  4. 前記逆入力遮断クラッチは、
    入力部材側係合部を有する前記入力部材と、
    出力部材側係合部を有する前記出力部材と、
    被押圧面を有する被押圧部材と、および、
    前記被押圧面に対向する押圧面、前記入力部材側係合部と係合する係合子側入力係合部、および、前記出力部材側係合部と係合する係合子側出力係合部を有する係合子と、
    を備え、
    前記係合子は、
    前記入力部材に回転トルクが入力されると、前記入力部材側係合部と前記係合子側入力係合部との係合に基づいて、前記押圧面を前記被押圧面から離隔させるように変位して、前記係合子側出力係合部を前記出力部材側係合部に係合させることにより、前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材に伝達し、
    前記出力部材に回転トルクが逆入力されると、前記出力部材側係合部と前記係合子側出力係合部との係合に基づいて、前記押圧面を前記被押圧面に押し付けるように変位して、前記押圧面を前記被押圧面に摩擦係合させることにより、前記出力部材に逆入力された回転トルクを前記入力部材に伝達しないものである、
    請求項1~3のいずれかに記載の回転ロック装置。
  5. それぞれが前記係合子からなる1対の係合子を備え、該1対の係合子は、前記出力部材側係合部を径方向外側から挟むように配置される、請求項4に記載の回転ロック装置。
  6. 前記係合子は、
    前記押圧面、前記係合子側出力係合部、および、前記被押圧面に対する前記押圧面の遠近動方向に関して前記係合子側入力係合部よりも前記被押圧面に近い側に位置する揺動支持部を有する係合子本体と、および、
    前記係合子側入力係合部、および、前記揺動支持部に対し揺動可能に支持された揺動被支持部を有するリンク部材と、
    を備える、
    請求項4または5に記載の回転ロック装置。
  7. 前記係合子本体は、
    前記係合子側出力係合部を構成するプレート側出力係合部をそれぞれ有し、前記被押圧面の軸方向に関して重畳して配置され、かつ、互いに結合された1対の本体プレートと、および、
    前記揺動支持部を構成し、軸方向両側部分が前記1対の本体プレートのそれぞれに支持された揺動支持軸と、
    を備え、
    前記リンク部材が、前記1対の本体プレート同士の間に配置されている、
    請求項6に記載の回転ロック装置。
  8. 前記係合子本体は、前記1対の本体プレート同士の間に挟持された少なくとも1個の中間プレートを備える、請求項7に記載の回転ロック装置。
  9. 駆動源の回転トルクを駆動輪に伝達する駆動系に組み込んで使用される、請求項2、請求項3、および、請求項2または3を引用する請求項4~のいずれかに記載の回転ロック装置。
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