(57)【要約】  モーター、作動シャフト、係合カム、解除カム、カム付勢部材、爪部材及びロックギアを備えるパーキングロック機構である。係合カムは第１面、第２面及びそれらを通る貫通孔を有する。係合カムの外縁は接触部と係合部を有する。解除カムは第１面、第２面及びそれらを通る貫通孔を有する。解除カムの外縁は解除部材と係合部を含む。カム付勢部材は第１端部、コイル部及び第２端部を有する。爪部材はピボット貫通孔、係合端部、ロッキング突起及びセンサー突起を有する。爪部材は係合カムと解除カムと隣接して配置される。ロックギアは複数の内スプライン及び外歯を有する。
2016511382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーキングロック機構であって、
モーターと、
作動シャフトと、
係合カムと、
解除カムと、
カム付勢部材と、
爪部材と、
ロックギアと、を備え、
前記係合カムは、第１面、第２面、及び、それらを通って形成される貫通孔を有し、前記係合カムの外縁は、接触部と係合部とを含み、前記係合部は前記係合カムから外方へ向けて放射状に延び、
前記カム付勢部材は、第１端部と、コイル部と、第２端部とを有し、
前記解除カムは、第１面、第２面及びそれらを通って形成される貫通孔を有し、前記解除カムの外縁は、解除部材と係合部とを含み、前記解除部材はテーパー状であり、前記解除カムから外方へ向けて放射状に延び、前記解除カムの前記係合部は、前記カム付勢部材の前記第２端部と係合し、
前記爪部材は、ピボット貫通孔と、係合端部と、ロッキング突起とセンサー突起とを有し、前記爪部材は、前記係合カム及び前記解除カムと隣接して配置され、
前記ロックギアは、複数の内スプラインと複数の外歯とを有する
パーキングロック機構。
【請求項２】
前記係合カムの前記第１面は、前記作動シャフトに形成される段差に対向して配置される請求項１に記載のパーキングロック機構。
【請求項３】
前記係合カムの前記第２面は、前記解除カムに対向して配置される請求項１または請求項２に記載のパーキングロック機構。
【請求項４】
前記係合カムの前記接触部は、前記貫通孔に対して増加する半径を有する請求項１から請求項３までの何れか一項に記載のパーキングロック機構。
【請求項５】
前記係合カムの前記接触部の最初の半径R1は、前記係合カムの残りの部分の半径と実質的に同じである請求項４に記載のパーキングロック機構。
【請求項６】
前記接触部の最終的な半径R2は、前記係合カムの残りの部分の半径より大きい請求項４または請求項５に記載のパーキングロック機構。
【請求項７】
前記解除カムの前記第１面は、前記係合カムの前記第２面と隣接して配置される請求項１から請求項６までの何れか一項に記載のパーキングロック機構。
【請求項８】
前記解除カムの前記第２面は、前記カム付勢部材に対向して配置される請求項１から請求項７の何れか一項に記載のパーキングロック機構。
【請求項９】
前記カム付勢部材の前記第１端部と前記第２端部はともに直角に折り曲げられる請求項１から請求項８までの何れか一項に記載のパーキングロック機構。
【請求項１０】
前記ロックギアの前記複数の外歯は、前記ロックギアの外縁上に円形配列に配置され、
前記複数の外歯は、形状が台形であり、その各々は前記ロックギアの残りの部分から放射状に延び、
複数のロッキング凹部は前記複数の外歯の間の空間によって画定される請求項１から請求項９までの何れか一項に記載のパーキングロック機構。
【請求項１１】
前記爪部材は、前記係合カムと前記解除カムとのそれぞれが中で回転できる平面と実質的に平行な平面内で旋回する請求項１から請求項１０までの何れか一項に記載のパーキングロック機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願情報）  本出願は、２０１３年３月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／７８６，９１６号の利益を主張するものである。同仮特許出願は参照により全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、車両用変速機に関し、特に変速機用パーキングロック機構に関する。
【背景技術】
【０００３】
車両用変速機はパーキングロック機構を含んでよい。典型的に、パーキングロック機構は自動変速機に含まれる。パーキングロック機構は、車両が使用されてないときに車両が進むのを防ぐことを目的として、変速機の出力シャフトをロックする。パーキングロック機構は、典型的に変速機の出力シャフトに装着されたロックギアを備える。代替的に、ロックギアは、出力シャフトと駆動係合させられてよい。車両の操作者、または車両の制御システムによって指示されたときに、爪がロックギアと係合し車両が進むことを防ぐ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
パーキングロック機構が係合させられたとき、車両の出力シャフト（従って、パーキングロック機構）が異常に大きい回転力を受けてしまう場合がある。非限定的な例として、ある物体が車両に衝突したとき、若しくは、車両が過度の傾斜面に駐車されているときに、その異常に大きい回転力が出力シャフトに加えられる場合がある。異常に大きい回転力が出力シャフトに加えられた場合、典型的には、パーキングロック機構が破損し、パーキングロック機構の修理が必要となる。
【０００５】
変速機の出力シャフトが異常に大きい回転力を受けたときに解除する変速機用パーキングロック機構を開発することが有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
パーキングロック機構は、モーター、作動シャフト、係合カム、解除カム、カム付勢部材、爪部材及びロックギアを備える。係合カムは第１面、第２面及びそれらを通って形成された貫通孔を有し、係合カムの外縁は接触部と係合部を含む。係合部は係合カムから外方へ向けて放射状に延びる。解除カムは第１面、第２面及びそれらを通って形成された貫通孔を有し、解除カムの外縁は解除部材と係合部を含む。解除部材はテーパー状で、解除カムから外方へ向けて放射状に延びる。解除カムの係合部はカム付勢部材の第２端部と係合する。カム付勢部材は第１端部、コイル部及び第２端部を有する。爪部材はピボット貫通孔、係合端部、ロッキング突起及びセンサー突起を有する。爪部材は係合カムと解除カムと隣接して配置される。ロックギアは複数の内スプライン及び複数の外歯を有する。
【０００７】
添付の図面を参照して読むことにより、好ましい実施形態の以下の詳細な説明から、当業者には本発明の様々な目的及び利点が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
上述の利点は本発明の他の利点と同様に、添付の図面を参照して検討されたときに、以下の詳細な説明から、当業者には容易に明らかとなるであろう。
【図１】本発明の断面斜視図である。
【図２】本発明の側面図である。
【図３】本発明の斜視図である。
【図４】本発明に係る変速機ハウジングにおける駆動位置を示す側面図である。
【図５】本発明に係る変速機ハウジングにおける駐車位置を示す他の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
明確に相反することが特定されていない限り、本発明は様々な代替的な方向及び段階の順序にて実施されてよいことを理解されたい。また、添付の図面に示され明細書に記載されている特定の装置及びプロセスは、単に添付の特許請求の範囲によって定義されている発明の概念の例示的な実施形態であることを理解されたい。従って、特許請求の範囲によって異なることが明確に記述されていない限り、開示されている実施形態に係る特定の寸法、方向、または他の物理的な特性は発明を限定するものと考えるべきではない。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係るパーキングロック機構１２を備える変速機ハウジング１０を示す図である。パーキングロック機構１２はモーター１４、作動シャフト１６、係合カム１８、解除カム２０、カム付勢部材２２、爪部材２４及びロックギア２６を備えることが好ましい。爪部材２４及びロックギア２６は図２に示されている。図示されているように、パーキングロック機構１２は変速機ハウジング１０内に配置される。しかし、パーキングロック機構１２は部分的に変速機ハウジング１０に配置されてよいことが理解される。
【００１１】
モーター１４は作動シャフト１６と解除カム２０に回転力を加える。モーター１４は変速機ハウジング１０に隣接して配置された可逆式の電動モーターである。しかし、モーター１４はその他の種類のモーターであってよいことが理解される。非限定的な例として、モーター１４はステッパモーター、または空気圧モーターであってよい。モーター１４は、モーター１４が作動させられたときに回転する作動シャフト１６と駆動係合させられる。
【００１２】
作動シャフト１６は、実質的に段付円筒状の長形部材であり、モーター１４が作動させられたときに回転する。作動シャフト１６の第１端部２８はモーター１４と駆動係合させられる。作動シャフト１６の第１端部２８はブッシュ３０を用いて変速機ハウジング１０内に回転可能に支持される。作動シャフト１６の第２端部３２はブッシュ３６を用いてシャフトサポート部材３４内に回転可能に支持される。代替的に、作動シャフト１６は、作動シャフト１６を回転可能に支持する玉軸受、ジャーナル軸受、またはその他の装置を用いて回転可能に支持されてよいことが理解される。シャフトサポート部材３４はねじ付留め具によって変速機ハウジング１０に連結される。しかし、シャフトサポート部材３４は任意の従来のやり方によって変速機ハウジング１０に連結されてよく、または、シャフトサポート部材３４は変速機ハウジング１０の一部を形成してよいことが理解される。
【００１３】
係合カム１８は、実質的に均一な厚みを有する部材であり、作動シャフト１６上に回転可能に配置される。係合カム１８は、作動シャフト１６に形成された段差に対向して配置される第１面を有する。係合カム１８は、解除カム２０に対向して配置される第２面を有する。図１及び図２に示されているように、作動シャフト１６を受けることを目的として、係合カム１８には貫通孔４０が貫通して形成される。係合カム１８の外縁の一部は接触部４２及び係合部４４を形成する。
【００１４】
接触部４２はカムを形成し、貫通孔４０に対して増加する半径を有する。図２及び図３に示されているように、接触部４２の最初の半径R1は、係合カム１８の残りの部分の半径と実質的に同じである。接触部４２の最終的な半径R2は係合カム１８の残りの部分の半径より大きい。接触部４２の最初の半径R1から最終的な半径R2への変化はパーキングロック機構１２の係合特性を決定するように適応させられてよいことが理解される。
【００１５】
係合カム１８の係合部４４は、カム付勢部材２２の第１端部４６と駆動係合の状態にある。図３に示されているように、係合部４４は、係合カム１８から外方へ向けて放射状に延びる実質的に長方形のタブである。しかし、係合部４４は、係合カム１８に形成された凹部、または貫通孔であってよく、その他の形状を有してよいことが理解される。
【００１６】
解除カム２０は、実質的に均一な厚みを有する部材であり、作動シャフト１６上に配置され作動シャフト１６と駆動係合させられる。解除カム２０は、作動シャフト１６に形成される段差に対向して配置される第１面を有する。また、解除カム２０の第１面は、係合カム１８の第２面と隣接して配置される。解除カム２０は、カム付勢部材２２に対向して配置される第２面を有する。図２及び図３に示されているように、作動シャフト１６を受けることを目的として、解除カム２０には貫通孔４８が貫通して形成される。解除カム２０の外縁の一部は、解除部材５０及び係合部５２を形成する。
【００１７】
解除部材５０は、解除カム２０の一部であり、解除カム２０から外方へ向けて放射状に延びる。図２に示されているように、解除カム２０が回転する場合、解除部材５０は爪部材２４と接触して駆動係合させられる。図２及び図３に示されているように、解除部材５０はテーパー状であり、円形をしている先端部を含む。しかし、解除部材５０はその他の形状を有してよいことが理解される。
【００１８】
係合部５２は解除カム２０の一部であり、カム付勢部材２２の第２端部５４と駆動係合させられる。図２及び図３に示されているように、係合部５２は解除カム２０から外方へ向けて放射状に延びる実質的に長方形のタブであるが、係合部５２は解除カム２０に形成される凹部、または貫通孔であってよく、その他の形状を有してよいことが理解される。
【００１９】
カム付勢部材２２は作動シャフト１６の周囲に配置されるねじりコイルバネである。カム付勢部材２２は第１端部４６、コイル部５６及び第２端部５４を有する。カム付勢部材２２の第１端部４６は係合カム１８の係合部４４と駆動係合させられる。カム付勢部材２２の第２端部５４は解除カム２０の係合部５２と駆動係合させられる。第１端部４６はカム付勢部材２２の一部であり、係合カム１８の係合部４４と駆動係合させられることができる。図３に示されているように、カム付勢部材２２の第１端部４６は直角に折り曲げられる。しかし、第１端部４６は鋭角状、鈍角状、フック状、ループ状、またはその他の形状などの他の形状を有してよいことが理解される。
【００２０】
コイル部５６はカム付勢部材２２の螺旋状の一部であり、第１端部４６と第２端部５４とを繋いでいる。コイル部５６の直径はカム付勢部材２２が作動シャフト１６の周囲に配置されるようになっている。第１端部４６と第２端部５４のうち一方が他方に対して移動させられる場合、コイル部５６はエネルギーを蓄える。第２端部５４はカム付勢部材２２の一部であり、解除カム２０の係合部５２と駆動係合させられることができる。図３に示されているように、カム付勢部材２２の第２端部５４は直角に折り曲げられ、コイル部５６に沿って延びる。しかし、第２端部５４は鋭角状、鈍角状、フック状、ループ状、またはその他の形状などの他の形状を有してよいことが理解される。
【００２１】
図２に示されているように、爪部材２４は旋回可能に変速機ハウジング１０と連結される長形部材である。爪部材２４はピボット貫通孔５８、係合端部６０、ロッキング突起６２及びセンサー突起６４を有する。爪部材２４は、ロッキング突起６２がロックギア２６から離れるように付勢して、ピボット貫通孔５８の周囲で爪部材２４を回転させる爪付勢部材６６によって、ロックギア２６と駆動係合させられてよい。爪部材２４は係合カム１８と解除カム２０隣接して配置される。爪部材２４は、係合カム１８及び解除カム２０のそれぞれが回転することができる平面と実質的に平行な平面でピボット貫通孔５８の周囲を旋回させられてよい。
【００２２】
ピボット貫通孔５８は爪部材２４によって画定される円形の貫通孔である。図４及び図５に示されているように、フランジ付の留め具６８は、爪部材２４を旋回可能に変速機ハウジング１０と連結させるように、ピボット貫通孔を通って配置される。
【００２３】
係合端部６０は爪部材２４の一部であり、解除カム２０の解除部材５０と駆動係合させられることができる。図２及び図４に示されているように、係合端部６０は形状が長方形で、ピボット貫通孔５８から離れて延びる。しかし、係合端部６０はその他の形状を有してよいことが理解される。
【００２４】
ロッキング突起６２は爪部材２４の一部であり、ロックギア２６と駆動係合させられることができる。図２、図４及び図５に示されているように、ロッキング突起６２は形状が台形で、ロックギア２６の一部に対応して爪部材２４の残りの部分から離れて斜めに延びる。しかし、ロッキング突起６２は、ロックギア２６との駆動係合を容易にするその他の形状を有してよいことが理解される。
【００２５】
センサー突起６４は爪部材２４の一部であり、センサー７０を作動させるように使われる。センサー７０は、センサー突起６４がセンサー７０の一部と接触し、または押すときに作動させられてよい。図２、図４及び図５に示されているように、センサー突起６４は形状が長方形で、爪部材２４の残りの部分から離れてロッキング突起６２と逆方向に延びる。しかし、センサー突起６４はセンサー７０との接触を容易にするその他の形状を有してよいことが理解される。
【００２６】
ロックギア２６は環状の部材であり、出力シャフト７２と駆動係合させられる変速機ハウジング１０内に回転可能に配置される。ロックギア２６は複数の内スプライン７４及び複数の外歯７６を有する。
【００２７】
ロックギア２６は、ロックギア２６上に形成された複数の内スプライン７４と出力シャフト７２の外表面に形成される対応する複数のスプラインを通って、出力シャフト７２と駆動係合させられる。しかし、ロックギア２６は任意の従来のやり方によって出力シャフト７２と駆動係合させられてよく、または、ロックギア２６と出力シャフト７２は一体に形成されてよいことが理解される。図４及び図５に示されているように、複数の内スプライン７４は貫通孔７８の周囲に形成され、ロックギア２６によって画定される。
【００２８】
複数の外歯７６はロックギア２６の外縁８０上に円形配列に配置される。それぞれの外歯７６は形状が台形で、ロックギア２６の残りの部分から放射状に延びる。複数のロッキング凹部８２は連続する外歯７６の間の複数の空間によって画定される。それぞれのロッキング凹部８２はロッキング突起６２の少なくとも一部に対応する形状を有する。ロッキング突起６２が複数のロッキング凹部８２の1つに置かれたとき、ロッキング突起６２はロックギア２６が出力シャフト７２と回転することを防ぐ。
【００２９】
使用に当たって、パーキングロック機構１２は係合位置、または離脱位置に置かれてよい。パーキングロック機構１２の組み込まれた車両（図示されていない）が運転状態に置かれている場合、例えば、車両が移動している、または単に間欠的に停止させられた場合、パーキングロック機構１２は離脱位置に置かれる。パーキングロック機構１２の組み込まれた車両が駐車状態に置かれている場合、例えば、車両が操作者を乗せていない場合、または車両が、非移動状態を維持するように操作者による追加的な行為を要しない非移動状態に置かれる場合、パーキングロック機構１２は係合位置に置かれる。更に、車両が離脱位置から係合位置に移行しているとき、複数のロッキング凹部８２の1つとロッキング突起６２とが位置合わせされるまで、パーキングロック機構１２は遅れて係合位置に置かれてよいことが理解される。
【００３０】
図４は離脱位置に置かれているパーキングロック機構１２を示す図である。離脱位置において、爪部材２４はロックギア２６から離れて回転させられ、ロッキング突起６２は複数のロッキング凹部８２の1つから移動させられる。爪部材２４のこのような位置は、出力シャフト７２と駆動シャフト（図示されていない）と、または車両の駆動ギア（図示されていない）との間の駆動係合に応じて、ロックギア２６と出力シャフト７２とを回転させる。
【００３１】
パーキングロック機構１２を離脱位置に置くことを目的として、モーター１４は、作動シャフト１６を反時計回りの方向に回転させるように車両の操作者、または車両の制御システム（図示されていない）によって作動させられる。解除カム２０が作動シャフト１６上に配置され、作動シャフト１６と駆動係合させられるので、解除カム２０はモーター１４の作動に応じて回転する。そして、解除カム２０の解除部材５０は爪部材２４の係合端部６０と接触して力を加える。解除部材５０によって係合端部６０に加えられた力に応じて、ロッキング突起６２はロッキング凹部８２から解除され、爪部材２４はピボット貫通孔５８の周囲を回転する。ロッキング突起６２が１つの外歯７６に当接して爪付勢部材６６によって加えられた力より大きな力を加えることを必要としていいことから、モーター１４によって加わった力は、ロッキング突起６２を複数のロッキング凹部８２の1つの中から外すに必要であってよいことが理解される。ピボット貫通孔５８の周囲での爪部材２４の回転がロッキング突起６２に複数のロッキング凹部８２の1つから移動させ、パーキングロック機構１２は離脱位置に置かれる。図５は係合位置に置かれたパーキングロック機構１２を示す図である。係合位置において、爪部材２４はロックギア２６と駆動係合させられ、ロッキング突起６２は複数のロッキング凹部８２の1つに配置される。爪部材２４のこのような位置は、出力シャフト７２と駆動シャフト（図示されていない）と、または車両の駆動ギア（図示されていない）との間の駆動係合に応じたロックギア２６及び出力シャフト７２の回転に不利となる。
【００３２】
パーキングロック機構１２を係合位置に置くことを目的として、モーター１４は、作動シャフト１６を時計回りの方向に回転させるように、車両の操作者、または車両の制御システムによって作動させられる。解除カム２０が作動シャフト１６上に配置され、作動シャフト１６と駆動係合させられるので、解除カム２０はモーター１４の作動に応じて回転する。そして、解除カム２０の係合部５２はカム付勢部材２２の第２端部５４と接触して力を加える。カム付勢部材２２の第２端部５４に加わった力に応じて、カム付勢部材２２が回転し、カム付勢部材２２の第１端部４６は係合カム１８の係合部４４に力を加える。係合カム１８は作動シャフト１６上に回転可能に配置されることから、係合カム１８はカム付勢部材２２を通じて駆動される。ロッキング突起６２が複数のロッキング凹部８２の1つと位置合わせされていなくて、車両の操作者、または車両の制御システムがパーキングロック機構１２を係合位置に置こうとしている場合、このような配置はカム付勢部材２２に係合カム１８の接触部４２を通じて爪部材２４を回転させる必要なエネルギーを蓄える。ロッキング突起６２が複数のロッキング凹部８２の1つと位置合わせされていない場合、ロッキング突起６２が１つの外歯７６の最も外側の周縁８４と接触し、パーキングロック機構１２が係合位置に置かれることを防ぐ。このことが生じたとき、係合カム１８が回転を停止し、カム付勢部材２２に加えられた力は、カム付勢部材２２を通じて係合カム１８の駆動することに代わり、カム付勢部材２２に蓄えられる。
【００３３】
出力シャフト７２（従って、ロックギア２６）の回転に応答して、ロッキング突起６２は複数のロッキング凹部８２の1つと位置合わせされるようになる。位置合わせされたとき、係合カム１８は、カム付勢部材２２に蓄えられたエネルギーを用いて、ピボット貫通孔５８の周囲に爪部材２４の係合端部６０をロックギア２６に向けて駆動させる。そして、図５に示されているように、パーキングロック機構１２を係合位置に置くように、ロッキング突起６２が複数のロッキング凹部８２の1つに嵌る。
【００３４】
特許法令の規定に従い、本発明はその最良の実施形態を表すと考えるものにて説明された。しかし、本発明は、発明の思想、またはその技術の範囲から逸脱することなく、具体的に例示され、説明された内容以外のものによって実施できることに注意すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2016511382.tif 000005
【図４】
2016511382.tif 000006
【図５】
2016511382.tif 000007
【国際調査報告】
2016511382.tif 000008
2016511382.tif 000009