(57)【要約】【課題】電動アクチュエータ故障時にモータコギングトルクにより自動変速機の変速操作力が過大となる。【解決手段】運転者による操作力を変速機構１１に伝える変速操作伝達機構２０と、前記運転者の操作力を検知して当該操作力を支援する電動アクチュエータ２２とを備えた変速機の操作力支援装置において、前記変速操作伝達機構と前記電動支援装置との間の機械的連結を解除する解除機構を設ける。変速操作伝達機構と電動支援装置との間の機械的連結を解除することにより、電動支援装置に生じるモータコギングトルク等の機械的摩擦力を除去することができる。【選択図】図１
2005325923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者による操作力を変速機の変速機構に伝える変速操作伝達機構と、
前記運転者の操作力を検知して当該操作力を支援する電動支援装置と
を備えた変速機の操作力支援装置において、
前記変速操作伝達機構と前記電動支援装置との間の機械的連結を解除する解除機構を設け、
故障時に前記電動支援装置を前記変速操作伝達機構から切り離せるようにした変速機の操作力支援装置。
【請求項２】
前記電動支援装置は、電動モータと、該電動モータの出力軸に連接したウオームと、前記変速操作伝達機構に連接する回転軸と、前記回転軸に設けたウオームホイールとを備え、前記ウオームとウオームホイールとの噛み合いにより前記電動モータの回転力を支援力として前記変速操作伝達機構に伝達する構成である請求項1に記載の変速機の操作力支援装置。
【請求項３】
前記解除機構は、前記電動モータとウオームとの間に介装したクラッチである請求項２に記載の変速機の操作力支援装置。
【請求項４】
前記解除機構は、前記ウオームホイールと回転軸とを径方向に貫通して形成した貫通孔と、該貫通孔に対して着脱自在に設けたピンとからなり、故障時に前記ピンを引き抜くことによりウオームホイールと回転軸とが相対回転しうるようにした請求項２に記載の変速機の操作力支援装置。
【請求項５】
前記解除機構は、前記ウオームとウオームホイールとの間の噛合を解く噛合解除機構である請求項２に記載の変速機の操作力支援装置。
【請求項６】
前記噛合解除機構は、ウオームとウオームホイールとの間の軸間距離を噛合位置と非噛合位置とに切換可能な軸支持機構と、該軸支持機構を前記非噛合位置に付勢する弾性体と、該弾性体の張力に抗して前記軸支持機構を噛合位置に保持する係止機構とを備え、該係止機構を解除することによりウオームとウオームホイールとの間の動力伝達を解除するようにした請求項５に記載の変速機の操作力支援装置。
【請求項７】
前記変速操作伝達機構は、運転者の操作力を入力する要素としてレバーを備え、該レバーは、その長さを延長して使用できるように伸縮自在に構成した請求項１から請求項６までの何れかに記載の変速機の操作力支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用自動変速機等を運転者が変速操作する際に要する力を軽減できるようにした操作力支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
変速機の操作力支援装置として、特許文献１に示したようなものが知られている。自動変速機では運転者がセレクタレバーを操作するとその力がケーブルおよびリンク等からなる操作力伝達機構を介して自動変速機の変速モードを切り替えるための変速機構に伝えられるようになっている。支援装置はこのときの運転者による操作力を軽減するためのもので、前記操作力伝達機構の途中に介装した電動モータを動力源とするサーボアクチュエータにより構成されている。運転者がセレクタレバーを操作すると、制御ユニットがそのときに操作力伝達機構に生じるトルクを検知して操作方向に応じた支援力を発生するようにサーボアクチュエータを駆動して運転者の操作力を軽減する。
【特許文献１】特開２００３−２８７１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の支援装置では、セレクタレバーと変速機構とが機械的に連結されているので、制御ユニットやサーボアクチュエータが故障したとしても操作不能に陥ることはない。しかしながら、故障によって支援力が発生しない分だけ運転者に要求される操作力が大きくなるだけでなく、サーボアクチュエータの電動モータを逆方向から駆動することになるためモータコギングトルクにより操作力が過大になってしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は、電動の支援装置を操作力伝達機構から切り離し可能とすることにより故障発生時の必要操作力を軽減しうるようにした変速機の操作力支援装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、運転者による操作力を変速機の変速機構に伝える変速操作伝達機構と、前記運転者の操作力を検知して当該操作力を支援する電動支援装置とを備えた変速機の操作力支援装置において、前記変速操作伝達機構と前記電動支援装置との間の機械的連結を解除する解除機構を設ける。
【発明の効果】
【０００６】
変速操作伝達機構と電動支援装置との間の機械的連結を解除することにより、電動支援装置に生じるモータコギングトルク等の機械的摩擦力を除去することができる。これにより運転者は、電動支援装置やその制御システムに故障が発生したときには、変速機の変速機構および変速操作伝達機構に生じる摩擦力にのみ抗して操作を行えばよく、比較的軽い操作力で変速機の変速操作を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明が適用可能な車両用自動変速機の変速操作伝達機構およびその支援装置の一構成例を示している。図において、１１は自動変速機の変速段を決定する変速機構であり、その入力軸に連結されたレバー１２の揺動位置に応じてドライブ（D）、リバース（R）、パーキング（P）、ニュートラル（N）等の変速モードが設定される。１３は運転者による変速操作力を入力する入力レバーであり、車室内に設けられたセレクタレバー（図示せず）に連動する。２０は前記入力レバー１３の動きを変速機構１１に伝える変速操作伝達機構を示している。
【０００８】
変速操作伝達機構２０は、ケーブル２１、電動アクチュエータ２２、ロッド２３からなる。前記入力レバー１３の動きはケーブル２１により電動アクチュエータ２２の入力アーム２４に伝達される。電動アクチュエータ２２は前記入力アーム２４に入力した操作力を増幅し、出力アーム２５からロッド２３を介して前記変速機構１１に伝える。
【０００９】
図２に前記電動アクチュエータ２２の詳細構造を示す。そのケーシング３０には、ウオーム３１と、このウオーム３１に噛み合うウオームホイール３２とからなる歯車機構が収装されている。ウオーム３１の回転軸３３にはケーシング３０に固定された電動モータ３４の出力軸３５が結合され、ウオームホイール３２の回転軸３６には前記入力アーム２４および出力アーム２５（図１参照）が取り付けられる。
【００１０】
前記電動アクチュエータ２２は、その電動モータ３４の出力と回転方向を制御アンプ１５（図１参照）により制御することで、入力レバー１３からケーブル２１を介して入力アーム２４に入力する運転者の変速操作力を増幅する。入力レバー１３が運転者により何れかの方向に操作されたとき、制御アンプ１５は図示しない位置センサおよびトルクセンサにより入力アーム２４の位置変化と操作力およびその方向を検出し、運転者の操作力を増幅する方向に前記出力軸３５が回転するように電動モータ３４の出力および回転方向を制御する。本発明との関係では前記制御アンプ１５と電動アクチュエータ２２とからなる操作力増幅システムが電動支援装置に相当する。
【００１１】
このような電動支援装置の構成において、仮に前記センサ類や制御アンプ１５、電動モータ３４が故障して運転者の操作力を増幅しえない状態に陥った場合、変速機構１１を操作するためには電動モータ３４のコギングトルクに抗して入力レバー１３を操作しなければならないため相応に大きな操作力が必要になる。
【００１２】
このような故障が生じた場合の対策としてこの実施形態では、変速操作伝達機構と電動支援装置との間の機械的連結を解除する解除機構として、図３に示したように電動モータ３４とウオーム３１との間に手動のクラッチ機構を介装している。詳細には、電動モータ３４の出力軸３５の端部に軸方向にのみ移動可能にクラッチ板４１が設けられ、このクラッチ板４１はスプリング４２によりウオーム回転軸３３の方向に付勢されている。一方、前記ウオーム回転軸３３の軸端部には前記クラッチ板４１に対向するように大径のクラッチ受部３７が形成されており、通常はこのクラッチ受部３７の端面に前記クラッチ板４１が押し付けられることで両者間の摩擦力により電動モータ３４のトルクがウオーム回転軸３３に伝達されるようになっている。
【００１３】
ただし、ケーシング３０には前記クラッチ板４２をスプリング４２の張力に抗してクラッチ受部３７から離隔させるレリーズフォーク４３が支持されており、このレリーズフォーク４３を手動操作して前記クラッチ離隔位置に傾転させた状態とすることにより電動モータ３４とウオーム回転軸３３との間の回転伝達を断てるようにしている。なおレリーズフォーク４３は図示しない係止機構により前記クラッチ離隔位置に保持される。このようにして回転伝達を断つことにより、前記のような支援装置の故障時に電動モータ３４を逆駆動する必要がなくなるので、変速機の操作力を通常の手動による操作力程度にまで軽減することが可能になる。
【００１４】
図４に本発明の第２の実施形態を示す。これは前記解除機構としてウオーム３１とウオームホイール３２との間の噛合を解く噛合解除機構を設けたもので、この場合前記電動アクチュエータのケーシング３０を、ウオーム３１および電動モータ３４を支持した上部ケーシング３０Ｕと、ウオームホイール３２を支持した下部ケーシング３０Ｌとに分割した構成とし、電動モータ３４とウオーム３１との連結部付近に設けたヒンジ機構３８により下部ケーシング３０Ｌに対して上部ケーシング３０Ｕを解放可能な構造としてある。
【００１５】
前記構成において、通常はロック機構３９により上下ケーシング３０Ｕと３０Ｌとは結合した状態にあり、この状態ではウオーム３１とウオームホイール３２とが噛み合っているため電動モータ３４とウオーム３１との間のトルク伝達が可能である。これに対して、前記ロック機構３９を解除すると、下部ケーシング３０Ｌに収装されたスプリング４４の張力により上部ケーシング３０Ｕが前記ヒンジ機構３８を中心として跳ね上げられて下部ケーシング３０Ｌから解放される。これにより上部ケーシング３０Ｕに支持されたウオーム３１と下部ケーシング３０Ｌに支持されたウオームホイール３２との噛み合いが解かれるため、電動モータ３４が停止した状態にあっても自由にウオームホイール３２を回転させることが可能になり、すなわち故障発生時の手動による変速機操作力が軽減される。ウオーム３１とウオームホイール３２からなる歯車機構は、故障時の可逆操作が可能なように噛み合い部分の圧力角が設定されているが、このように噛み合い自体を解除することにより、手動による変速操作力をより軽減することができる。
【００１６】
なお前記噛合解除機構としては、ウオーム３１とウオームホイール３２との間の軸間距離を噛合位置と非噛合位置とに切換可能な軸支持機構と、該軸支持機構を前記非噛合位置に付勢する弾性体と、該弾性体の張力に抗して前記軸支持機構を噛合位置に保持する係止機構とを備えたものであればよく、前記構成に限られるものではない。
【００１７】
図５（図５−１〜５−４）に本発明の第３の実施形態を示す。これは前記解除機構として、ウオームホイール３２とその回転軸３６との間の回転伝達を制御するピンを設けたものである。この解除機構は、前記ウオームホイール３２とその回転軸３６とを相対回転可能に構成すると共に、それぞれを径方向に貫通して貫通孔５０を形成し、この貫通孔５０に対してピン５１を着脱自在に設けてある。
ピン５１が貫通孔５０に挿入された通常状態ではピン５１によりウオームホイール３２と回転軸３６とが相対回転を拘束されている。故障時にはピン５１を引き抜くことによりウオームホイール３２と回転軸３６とが相対回転可能となるため、停止状態にある電動モータ３４の負荷から解放して回転軸３６を自由に回転させることができる。
【００１８】
このピン５１には図５−３または図５−４に示したようにプレート５２が設けられており、貫通孔５０への挿入状態ではこのプレート５２をウオームホイール３２に設けられた係止溝５３に係合させておくことで抜け止めされている。ピン５１を回転させてプレート５２と係止溝５３との係合を解くことによりピン５１を貫通孔５０から抜き取ることができる。
【００１９】
図６は、運転者の操作力を入力する要素であるレバーの長さを必要に応じて延長して使用できるように伸縮自在に構成したものであって、前記各実施形態の解除機構と組み合わせて操作力を軽減するのに有効なセレクタレバー構造を示している。これは図１に示した入力レバー１３に連接するレバー本体６１に対して運転者が握るグリップ部６２を軸方向伸縮自在に支持してある。グリップ部６２はレバー本体６１に対して最も短縮させた位置ではねじ部６３により相互に螺合することで長さが固定された状態にある。この状態からレバー本体６１に対してグリップ部６２を回転させてねじ部６３の螺合を解くと、レバー本体６１の端部とグリップ部６２との間に介装されたスプリング６４の張力により、ストッパ６５に係止される位置までグリップ部６２が伸び出す。
【００２０】
セレクタレバーは一般に運転者による操作性を考慮してその操作ストローク量が設定されており、特に電動で操作力を支援する機構を有する場合は操作ストロークを小さくすることで操作性を向上させている。このことが故障時の手動操作に大きな力を要する原因ともなっているのであるが、この実施形態のようにセレクタレバーのレバー長を非常時に延長できるようにすることで、操作に必要な力を軽減して故障発生時の操作性をより向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明が適用可能な自動変速機用の操作力支援装置の概略構成図。
【図２】前記操作力支援装置の電動アクチュエータの縦断面図。
【図３】本発明による操作力支援装置の第１の実施形態の要部断面図。
【図４】本発明による操作力支援装置の第２の実施形態の概略側面図。
【図５−１】本発明による操作力支援装置の第３の実施形態の縦断面図
【図５−２】図５−１のＡ−Ａ断面図。
【図５−３】第３の実施形態の要部側面図。
【図５−４】第３の実施形態の要部底面図。
【図６】本発明による操作力支援装置の第４の実施形態の縦断面図。
【符号の説明】
【００２２】
１１    自動変速機の変速機構
１３    入力レバー
２０    変速操作伝達機構
２２    電動アクチュエータ（電動支援装置）
３０    ケーシング
３１    ウオーム
３２    ウオームホイール
３４    電動モータ
４１    クラッチ板
５０    貫通孔
５１    ピン
６１    レバー本体
６２    グリップ部
【図１】
2005325923.tif 000003
【図２】
2005325923.tif 000004
【図３】
2005325923.tif 000005
【図４】
2005325923.tif 000006
【図５−１】
2005325923.tif 000007
【図５−２】
2005325923.tif 000008
【図５−３】
2005325923.tif 000009
【図５−４】
2005325923.tif 000010
【図６】
2005325923.tif 000011