(57)【要約】【課題】本発明は、コンパクトな構造で駐車中の車両の移動を充分防ぐことができるパーキングロック機構を提供する。【解決手段】パーキングロック機構３０は、ホイール１１内に当該ホイール１１を駆動するモータ１２と遊星歯車機構２０とを備える電気自動車１０に設けられる。パーキングロック機構３０は、モータ１２の駆動軸１５と一体に回転するパーキングロックハブ３１と、パーキングロックハブ３１と係合することによって駆動軸１５の回転を止める係合機構１００と、を備える。遊星歯車機構２０は、係合機構１００よりもホイール１１側に配置される。【選択図】      図３
2007314036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイール内に、前記ホイールを駆動するモータと、減速機構と、を備える電気自動車に設けられるパーキングロック機構であって、
前記モータの駆動軸と一体に回転する係合部と、
前記係合部と係合することによって前記駆動軸の回転を止める係合機構とを有し、
前記減速機構は前記係合機構よりもホイール側に配置される
ことを特徴とするパーキングロック機構。
【請求項２】
前記係合部は、
前記駆動軸の軸心線に平行に延びるとともに前記駆動軸の周方向に配置される複数の係合部側スプライン突部を備え、
前記係合機構は、
筒状であって、内周部に設けられて前記駆動軸の軸心線に平行に延びるとともに周方向に複数配置されて前記係合部側スプライン突部と係合するスリーブ側スプライン溝と、外周部に設けられて前記駆動軸の軸心線に平行に延びるとともに周方向に複数配置されるスリーブ側スプライン突部とを有し、前記係合部側スプライン突部と前記スリーブ側スプライン溝との係合が解除される第１の位置と前記係合部側スプライン突部と前記スリーブ側スプライン溝とが係合する第２の位置との間で移動可能なパーキングロックスリーブと、
前記パーキングロックスリーブを前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動するアクチュエータと、
前記モータのハウジングに固定されて前記スリーブ側スプライン突部と向かい合う部位に前記駆動軸の軸心線に平行に延びるとともに前記スリーブ側スプライン突部と係合する複数の溝が設けられ、当該溝が前記スリーブ側スプライン突部と係合することによって前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動する前記パーキングロックスリーブをガイドするスリーブガイドハウジングと、
を具備することを特徴とするパーキングロック機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速機構を備えてモータの駆動力によって走行する電気自動車のパーキングロック機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車は、駐車中に当該車両が移動することを防ぐためにパーキングブレーキを備えている。さらに車両には、このパーキングブレーキに加えて、例えば車両が坂道に駐車される場合においても当該車両が移動することを防ぐために、駆動軸をロックするパーキングロック機構を備えることが一般的である。電気自動車等のモータ駆動によって走行する車両においてもこの機構は必要不可欠である。モータ駆動によって走行する車両であっても、この種のパーキングロック機構の構造は、従来の車両に設けられていたものと類似の構造、つまり、モータの駆動軸に設けられたギヤと当該ギヤと係合することによってモータの駆動軸をロックする爪とを備える構造が知られている。
【０００３】
一方、例えばインホイールモータなどのように、各ホイールをそれぞれ各ホイールに対応する１つのモータによって駆動する電気自動車では、モータとホイールとの間に、遊星歯車機構などの減速機構が介装されているものがある。そして、上記されたパーキングロック機構は、ホイールと減速機構との間に介装されたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−３４８４６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されているパーキングロック機構は、ホイールと減速機構との間に介装されている。それゆえ、車両が例えば坂道上で駐車されている場合などでは、車重のうち坂道の傾斜に対応して車両を移動させようとする成分がそのままパーキングロック機構に作用する。
【０００５】
このため、パーキングロック機構には、車両が坂道に駐車された場合においても、当該車両を移動させようとする力を充分受け止められるだけの強度が必要になる。言い換えると、大きなギヤと大きな爪とが必要になる。それゆえ、パーキングロック機構は、大きくなる傾向にある。パーキングロック機構が大きくなることは、重量増加などが生じるので好ましくない。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、コンパクトな構造で駐車中の車両の移動を充分防ぐことができるパーキングロック機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のパーキングロック機構は、ホイール内に、前記ホイールを駆動するモータと、減速機構と、を備える電気自動車に設けられる。前記パーキングロック機構は、前記モータの駆動軸と一体に回転する係合部と、前記係合部と係合することによって前記駆動軸の回転を止める係合機構とを有し、前記減速機構は前記係合機構よりもホイール側に配置される。
【０００８】
本発明の好ましい形態では、前記係合部は、前記駆動軸の軸心線に平行に延びるとともに前記駆動軸の周方向に配置される複数の係合部側スプライン突部を備える。前記係合機構は、筒状のパーキングロックスリーブと、アクチュエータと、スリーブガイドハウジングとを備える。パーキングロックスリーブは、内周部に設けられて前記駆動軸の軸心線に平行に延びるとともに周方向に複数配置されて前記係合側スプライン突部と係合するスリーブ側スプライン溝と、外周部に設けられて前記駆動軸の軸心線に平行に延びるとともに周方向に複数配置されるスリーブ側スプライン突部とを有する。前記パーキングロックスリーブは、前記係合側スプライン突部と前記スリーブ側スプライン溝との係合が解除される第１の位置と前記係合側スプライン突部と前記スリーブ側スプライン溝とが係合する第２の位置との間で移動可能である。前記アクチュエータは、前記パーキングロックスリーブを前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動する。前記スリーブガイドハウジングは、前記モータのハウジングに固定される。前記スリーブガイドハウジングにおいて前記スリーブ側スプライン突部と向かい合う部位には、前記駆動軸の軸心線に平行に延びるとともに前記スリーブ側スプライン突部と係合する複数の溝が設けられる。前記スリーブガイドハウジングは、前記溝が前記スリーブ側スプライン突部と係合することによって前記第１の位置と前記第２の位置との間を移動する前記パーキングロックスリーブをガイドする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コンパクトな構造で駐車中の車両の移動を抑制することができるパーキングロック機構が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の第１の実施形態に係るパーキングロック機構を、図１〜４を用いて説明する。図１は、パーキングロック機構３０を備える自動車１０を示す概略図である。図１に示すように、自動車１０は、４つのホイール１１を備えている。自動車１０は、電気自動車であって、各ホイール１１は、各々モータ１２によって駆動される。
【００１１】
それゆえ、自動車１０は、各ホイール１１に対して、モータ１２の減速機構としての遊星歯車機構２０と、レゾルバ１４と、パーキングロック機構３０とを備えている。これらモータ１２と遊星歯車機構２０とレゾルバ１４とパーキングロック機構３０とは、各ホイール１１に対して１つずつ備えられている。なお、モータ１２は、インホイールモータであるので、ホイール１１内に収容されている。
【００１２】
各ホイール１１におけるモータ１２と遊星歯車機構２０とレゾルバ１４とパーキングロック機構３０との配置および構造とは、同一であってよい。それゆえ、例えばリアの左側のホイール１１におけるモータ１２と遊星歯車機構２０とレゾルバ１４とパーキングロック機構３０との配置および構造を代表して説明する。
【００１３】
図２は、図１中に示されたＦ２で囲まれた範囲を拡大して説明している。図２は、リアの左側に配置されるホイール１１に対する遊星歯車機構２０とモータ１２とレゾルバ１４とパーキングロック機構３０との配置および構造を拡大して示している。
【００１４】
図２に示すように、遊星歯車機構２０は、モータ１２とホイール１１との間に介装されている。なお、上記したように、モータ１２は、インホイールモータであるので、遊星歯車機構２０もホイール１１内に収容されている。遊星歯車機構２０は、太陽歯車２１と、複数の遊星歯車２２と、内歯歯車２３と、遊星枠２４とを備えている。
【００１５】
太陽歯車２１は、モータ１２の駆動軸１５に組み付けられている。内歯歯車２３は、太陽歯車２１を内側に収容している。複数の遊星歯車２２は、太陽歯車２１と内歯歯車２３との間に収容されている。遊星枠２４は、各遊星歯車２２を支持している。
【００１６】
ホイール１１は、遊星枠２４に連結されている。ホイール１１の回転軸２２ａは、遊星枠２４に連結されている。この構造によって、太陽歯車２１が回転すると、遊星歯車２２が太陽歯車２１の回りを公転することに伴って遊星枠２４が回転してホイール１１が回転する。
【００１７】
レゾルバ１４は、モータ１２内に収容されており、駆動軸１５の回転数を検出している。
【００１８】
パーキングロック機構３０は、モータ１２に対して遊星歯車機構２０と反対側に配置されている。つまり、パーキングロック機構３０は、遊星歯車機構２０に対してモータ１２が配置される側に配置される。
【００１９】
図３は、図２に示されるＦ３の範囲を具体的に示す断面図である。図３は、駆動軸１５の端部１５ａと、レゾルバ１４と、パーキングロック機構３０とを示している。図２，３に示すように、パーキングロック機構３０は、パーキングロックハブ３１と、係合機構１００とを備えている。パーキングロックハブ３１は、本発明で言う係合部の一例である。係合機構１００は、パーキングロックスリーブ３２と、スリーブガイドハウジング３３と、アクチュエータ３４（図２に示す）とを備えている。
【００２０】
パーキングロックハブ３１は、駆動軸１５においてモータ１２を挟んで遊星歯車機構２０の反対側の端部１５ａに固定されている。駆動軸１５の端部１５ａの外周部には、駆動軸１５の軸心線１５ｂに対して平行に形成される複数の第１のスプライン突部３５が形成されている。
【００２１】
パーキングロックハブ３１は、端部１５ａに嵌合する筒状である。パーキングロックハブ３１の内周部には、駆動軸１５に形成される第１のスプライン突部３５に係合する複数の第１のスプライン溝３６が形成されている。パーキングロックハブ３１は、第１のスプライン突部３５が第１のスプライン溝３６に係合することによって、駆動軸１５と一体に回転する。
【００２２】
なお、駆動軸１５の端部１５ａとパーキングロックハブ３１との間には、パーキングロックハブ３１の抜け止構造が施されている。具体的には、駆動軸１５の端部１５ａには、抜け止部材３７が組み付けられている。抜け止部材３７は、例えば環状である。端部１５ａの外周部には、駆動軸１５の軸心線１５ｂの周方向に沿って、抜け止部材３７が嵌合する環状溝１５ｃが形成されている。抜け止部材３７が環状溝１５ｃに嵌合すると、抜け止部材３７の一部がパーキングロックハブ３１の一部と当接する。このことによって、パーキングロックハブ３１が駆動軸１５から抜け出ることが防止される。
【００２３】
パーキングロックハブ３１の外周部には、駆動軸１５の軸心線１５ｂに対して平行な第２のスプライン突部３１ｂが、外周部の周方向に複数形成されている。第２のスプライン突部３１ｂは、本発明で言う係合部側スプライン突部である。
【００２４】
スリーブガイドハウジング３３は、環状である。スリーブガイドハウジング３３は、モータ１２のハウジング１２ｂの端面１２ｃに組み付けられている。スリーブガイドハウジング３３は、本体部３３ａとフランジ部３３ｂと嵌合突部３３ｃとを有している。
【００２５】
本体部３３ａは、筒状である。フランジ部３３ｂは、本体部３３ａの一端に形成されており、本体部３３ａの周方向外側に向かって延びている。フランジ部３３ｂにおいて当該フランジ部３３ｂの周縁よりも内側部には、嵌合突部３３ｃが形成されている。嵌合突部３３ｃは、本体部３３ａとは反対側に延びている。嵌合突部３３ｃは、例えば筒状である。
【００２６】
モータ１２のハウジング１２ｂの端面１２ｃには、嵌合突部３３ｃが嵌る嵌合凹部１２ｄが形成されている。嵌合突部３３ｃが嵌合凹部１２ｄに嵌合することによって、スリーブガイドハウジング３３は、ハウジング１２ｂに組み付けられる。
【００２７】
本体部３３ａの先端３３ｄは、モータ１２のハウジング１２ｂに組みつけられた状態において、駆動軸１５の軸心線方向に、パーキングロックハブ３１の先端３１ａよりも延びている。
【００２８】
スリーブガイドハウジング３３の本体部３３ａの内周部には、駆動軸１５の軸心線１５ｂに平行な第２のスプライン溝３３ｅが周方向に複数形成されている。
【００２９】
パーキングロックスリーブ３２は、スリーブガイドハウジング３３とパーキングロックハブ３１との間に規定される空間に収容可能な円筒状である。
【００３０】
パーキングロックスリーブ３２の内周部には、パーキングロックハブ３１の外周部に形成される第２のスプライン突部３１ｂに係合する第３のスプライン溝３２ａが複数形成されている。第３のスプライン溝３２ａは、駆動軸１５の軸心線１５ｂに平行に延びるともに、パーキングロックスリーブ３２の周方向に複数配置されている。第３のスプライン溝３２ａは、本発明で言うスリーブ側スプライン溝である。
【００３１】
パーキングロックスリーブ３２の外周部には、スリーブガイドハウジング３３の内周部に形成された第２のスプライン溝３３ｅに係合する第３のスプライン突部３２ｂが形成されている。第３のスプライン突部３２ｂは、パーキングロックスリーブ３２の外周部の周方向に複数形成されている。第３のスプライン突部３２ｂは、本発明で言うスリーブ側スプライン突部である。
【００３２】
なお、パーキングロックスリーブ３２は、第３のスプライン突部３２ｂがスリーブガイドハウジング３３の第２のスプライン溝３３ｅとが係合することによって、図３に示すように第３のスプライン溝３２ａと第２のスプライン突部３１ｂとが係合されない第１の位置Ｐ１から、図４に示すように第３のスプライン溝３２ａと第２のスプライン突部３１ｂとが互いに係合される第２の位置Ｐ２まで移動可能であるとともに、その移動がスリーブガイドハウジング３３にガイドされる。
【００３３】
また、パーキングロックスリーブ３２の内周部には、パーキングロックフォーク３８が組み付けられている。パーキングロックフォーク３８は、例えば円筒状であって、後述されるアクチュエータ３４に連結されている。なお、図３，４中では、アクチュエータ３４は、省略されている。
【００３４】
図１，２に示すように、アクチュエータ３４は、パーキングロックフォーク３８に連結されている。また、アクチュエータ３４は、ＥＣＵ４０に接続されており、当該ＥＣＵ４０の制御によって、パーキングロックフォーク３８を介してパーキングロックスリーブ３２を第１，２の位置Ｐ１，Ｐ２間で移動する。
【００３５】
例えばモータ１２は、ＥＣＵ４０に接続されており当該ＥＣＵ４０に制御される。また、ＥＣＵ４０は、図示しないシフトレバーの位置に基づいてアクチュエータ３４を制御する。
【００３６】
つぎに、パーキングロック機構３０の動作を説明する。
【００３７】
自動車１０が走行を停止して駐車する場合、運転者は、シフトレバーの位置をパーキングの位置に移動する。なお、自動車１０が走行中つまりシフトレバーがパーキングの位置にない場合では、図３に示すようにパーキングロックスリーブ３２は、第１の位置Ｐ１にある。シフトレバーの位置がパーキングに移動された情報を受けたＥＣＵ４０は、図４に示すようにパーキングロックスリーブ３２を第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２まで移動するよう、アクチュエータ３４を駆動する。アクチュエータ３４が駆動することによって、パーキングロックスリーブ３２は、第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２まで移動する。
【００３８】
パーキングロックスリーブ３２が第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２まで移動されると、パーキングロックスリーブ３２の内周部に形成される第３のスプライン溝３２ａは、パーキングロックハブ３１の外周部に形成される第２のスプライン突部３１ｂに係合する。
【００３９】
上述したように、パーキングロックハブ３１は、駆動軸１５と一体に組み付けられており、それゆえ駆動軸１５と一体に回転する。これに対し、スリーブガイドハウジング３３は、モータ１２のハウジング１２ｂに固定されている。
【００４０】
パーキングロックスリーブ３２が第２の位置Ｐ２に移動されることによって、パーキングロックスリーブ３２は、パーキングロックハブ３１と係合するとともにスリーブガイドハウジング３３と係合した状態になり、それゆえ、駆動軸１５がロックされる。駆動軸１５がロックされることによって、ホイール１１もロックされる。この結果、駐車中の自動車１０の移動が抑制される。
【００４１】
運転者がシフトレバーの位置をパーキングから他の位置に移動することによって、ＥＣＵ４０は、アクチュエータ３４を駆動してパーキングロックスリーブ３２を第２の位置Ｐ２から第１の位置Ｐ１まで移動する。このことによって、モータ１２の駆動軸１５のロックが解除される。
【００４２】
このように構成されるパーキングロック機構３０は、その構造をコンパクトにすることができる。この点について、具体的に説明する。
【００４３】
上記したように、パーキングロック機構３０は、駆動軸１５において遊星歯車機構２０に対してモータ１２が配置される側に配置されている。言い換えると、遊星歯車機構２０は、パーキングロック機構３０つまり係合機構１００よりもホイール１１側に配置されている。その結果、例えば自動車１０が坂道などに駐車された際に自動車１０の車重のうち自動車１０を移動しようとする成分は、遊星歯車機構２０によって減少された後、パーキングロック機構３０に作用する。
【００４４】
言い換えると、パーキングロック機構３０が遊星歯車機構２０とホイール１１との間に配置される場合では、パーキングロック機構３０には自動車１０の車重によって生じる回転トルクがそのまま作用する。
【００４５】
これに対し、本願のようにパーキングロック機構３０がモータ１２の駆動軸１５を直接ロックする場合では、例えば自動車１０が坂道に駐車された場合であっても、自動車１０の車重による回転トルクは、遊星歯車機構２０によって減少された後、パーキングロック機構３０に作用する。つまり、パーキングロック機構３０に作用する回転トルクは小さくなる。
【００４６】
この結果、パーキングロックハブ３１とパーキングロックスリーブ３２とスリーブガイドハウジング３３とを小さくしても、駆動軸１５を充分ロックすることができる。つまり、パーキングロック機構３０をコンパクトにすることができる。
【００４７】
また、パーキングロックハブ３１とパーキングロックスリーブ３２とは互いにスリーブ軸であるとともに、駆動軸１５は、第１〜３のスプライン溝と第１〜３のスプライン突部とが互いに係合することによって、ロックされる。そして、これら第１〜３のスプライン突部と第１〜３のスプライン溝は、パーキングロックハブ３１とパーキングロックスリーブ３２とスリーブガイドハウジング３３との周方向に複数形成されている。つまり、互いに係合する際に接触する部位が多くなるので、パーキングロック機構３０をさらにコンパクトに形成しても、駆動軸１５を充分ロックすることができる。言い換えると、パーキングロック機構３０をコンパクトに形成することができる。
【００４８】
また、パーキングロックハブ３１とパーキングロックスリーブ３２とは互いにスリーブ軸であるので、お互いが係合した際のバックラッシュを小さくすることができる。この結果、左右のモータ１２の駆動軸１５がロックされた状態であっても、バックラッシュの影響によって自動車１０が大きく移動することを抑制することができる。
【００４９】
つぎに、本発明の第２の実施形態に係るパーキングロック機構を、図５,６を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様な機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
本実施形態では、リアのホイール１１間がアクスルチューブ５０によって、互いに連結されている。他の点は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる点について、具体的に説明する。
【００５１】
図５は、第２の実施形態の自動車１０を示す概略図である。図６は、図５中に示されるＦ６の範囲を詳細に説明する断面図である。図５に示すように、各リアのホイール１１は、アクスルチューブ５０によって互いに連結されている。
【００５２】
図６に示すように、アクスルチューブ５０は、スリーブガイドハウジング３３の本体部３３ａどうしが互いに連結されることによって形成されている。図５に示すように、アクチュエータ３４は、アクスルチューブ５０内に収容される。
【００５３】
本実施形態では、アクチュエータ３４がアクスルチューブ５０内に収容されるので、第１の実施形態の効果を得るとともに、パーキングロック機構３０の周囲に配置される各種部品の配置構造を簡素にすることができる。
【００５４】
なお、第１，２の実施形態では、遊星歯車機構２０は、モータ１２よりも車幅方向外側に配置されているがこれに限定されない。要は、減速機構としての遊星歯車機構２０が係合機構１００よりもホイール１１側に配置されていればよいので、遊星歯車機構２０がモータ１２よりも車幅方向内側に配置されてもよい。具体的には、車幅方向外側からホイール１１、モータ１２、減速機構としての遊星歯車機構２０、係合機構１００の順番でこれらが配置されても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るパーキングロック機構を備える自動車を示す概略図。
【図２】図１に示されたＦ２の範囲を示す拡大図。
【図３】図２に示されたＦ３の範囲を詳細に示す断面図。
【図４】図３に示されたパーキングロックスリーブが第２の位置にある状態を示す断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るパーキングロック機構を備える自動車を示す概略図。
【図６】図５に示されたＦ６の範囲を詳細に示す断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１０…自動車（電気自動車）、１１…ホイール、１２…モータ、２０…遊星歯車機構（減速機構）、３０…パーキングロック機構、３１…パーキングロックハブ（係合部）、３１ｂ…第２のスプライン突部（係合部側スプライン突部）、３２…パーキングロックスリーブ、３２ａ…第３のスプライン溝（スリーブ側スプライン溝）、３２ｂ…第３のスプライン突部（スリーブ側スプライン突部）、３４…アクチュエータ、１００…係合機構、Ｐ１…第１の位置、Ｐ２…第２の位置。
【図１】
2007314036.tif 000003
【図２】
2007314036.tif 000004
【図３】
2007314036.tif 000005
【図４】
2007314036.tif 000006
【図５】
2007314036.tif 000007
【図６】
2007314036.tif 000008