(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動輪と常に連動して回転する駆動軸に設けられたパーキングギヤと、
このパーキングギヤと係脱可能な凸部を備えたロックレバーと、
このロックレバーを駆動操作して、前記パーキングギヤに前記凸部を係脱させるパーキング切替機構と、
を具備するパーキング切替装置において、
前記パーキング切替機構は、
前記凸部が前記パーキングギヤに噛合するロック方向に向けて前記ロックレバーを付勢する付勢手段と、
一方向に回転駆動されて前記ロックレバーに変位力を与える回転カムと、
この回転カムを回転駆動するカム駆動手段とを備え、
前記回転カムは、前記カム駆動手段によって一方向へ回転駆動されることにより、前記付勢力に抗して前記凸部を前記パーキングギヤから徐々に引き離す渦巻状リフト部と、前記凸部が前記パーキングギヤから引き離されるのを急激に解除する解除段差部とを備え、  アンロックからロックへの切替え時は、前記ロックレバーと前記回転カムの摺接位置が、前記渦巻状リフト部の最大リフト部位から、前記解除段差部を介して前記渦巻状リフト部の最小リフト部位へ移行するように、前記カム駆動手段により前記回転カムが回転駆動されることを特徴とするパーキング切替装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパーキング切替装置において、
前記カム駆動手段は、電動モータを用いた回転式アクチュエータであることを特徴とするパーキング切替装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のパーキング切替装置において、
前記回転カムの外周面には、所定の回転角度を始点として一方向の回転方向に向かって回転中心と外周面との距離が徐々に長くなる前記渦巻状リフト部の範囲が３６０°に亘って設けられ、回転中心と外周面との距離が最大となる前記最大リフト部位と、回転中心と外周面との距離が最小となる前記最小リフト部位との間に、回転中心と外周面との距離が急激に短くなる前記解除段差部が設けられ、
前記ロックレバーは、固定部材によって回動自在に支持される回動支持部と、この回動支持部から離れた部位に設けられて前記付勢手段の付勢力により前記回転カムの外周面に押し付けられる変位駆動部とを備え、
前記回転カムの回転に伴い、前記ロックレバーにおける前記変位駆動部が前記回転カムの外周面に沿って変位することで、前記凸部が前記パーキングギヤに対して変位することを特徴とするパーキング切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の自動変速機に搭載されるパーキング切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の自動変速機は、シフトレンジ切替機構およびパーキング切替機構を搭載しており、運転者が手動にて切り替えを実施していた。
しかるに、近年では、図２に示すように、シフトレンジ切替機構Ｊ１およびパーキング切替機構３を、電動モータを搭載した回転式アクチュエータＪ２によって切り替えるシフトレンジ切替装置（シフト・バイ・ワイヤ：以下、ＳＢＷと称す）が市場に広がりつつある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ＳＢＷは、回転式アクチュエータＪ２により、シフトレンジ切替用のマニュアル弁Ｊ３と、パーキングレンジ切替用の円錐部（コーン）Ｊ４とを駆動変位させるものである。
具体的に、ＳＢＷは、ロッドＪ５を介して略扇形状のディテントプレートＪ６を回動変位させ、ディテントプレートＪ６に連動させてシフトレンジ切替用のマニュアル弁Ｊ３と、パーキングレンジ切替用の円錐部Ｊ４とを、それぞれ軸方向へ駆動変位させるものである。
【０００４】
一方、近未来的な案として、シフトレンジ切替用のマニュアル弁Ｊ３を、電磁アクチュエータにより直接駆動したり、電磁パイロット弁で切り替えられるパイロット圧等により油圧切替する手段が提案されている。
すると、ＳＢＷからシフトレンジ切替機構Ｊ１の駆動機構が取り除かれ、回転式アクチュエータＪ２がパーキング切替機構３のみを駆動することになる。
【０００５】
ここで、回転式アクチュエータＪ２は、略扇形状のディテントプレートＪ６を回動させて円錐部Ｊ４を軸方向に変位させ、円錐部Ｊ４の外周面の変化でロックレバー２を駆動する構造であったため、（ｉ）ロック（パーキング）からアンロック（パーキング解除）までの作動時間が長くなるとともに、（ｉｉ）アンロックからロックまでの作動時間が長くなる。
【０００６】
（問題点１）
上記（ｉ）に示すロックからアンロックへのパーキング解除は、運転者の意志で確実に実行されるため、作動時間の短長に問題は生じない。
一方、上記（ｉｉ）に示すアンロックからロックまでの作動時間が長い場合、坂道など車両が勝手に動く可能性のある場所における駐車時では、パーキングロックが掛かる前に車両が動き、車両の停止位置がズレる可能性がある。さらに、急な坂道の駐車時などパーキングロックが掛かる前に車両の移動速度が速くなると、自動変速機内のパーキングギヤ１の回転によってロックレバー２が弾かれてしまい、パーキングロックが出来なくなる不具合が生じる。このため、上記（ｉｉ）のアンロックからロックまでの作動時間を短縮する要求がある。
そこで、回転式アクチュエータＪ２の応答性を高め、円錐部Ｊ４の移動速度を速めることが考えられるが、従来の構造は、円錐部Ｊ４を軸方向に往復移動するものであるため、アンロックからロックまでの応答性を高めるのには限界があり、短時間でアンロックからロックに切り替えるのは困難である。
【０００７】
（問題点２）
従来のＳＢＷは、シフトレンジ切替機構Ｊ１とパーキング切替機構３の両方を、駆動機構（ロッドＪ５、ディテントプレートＪ６等）を介して１つの回転式アクチュエータＪ２によって切り替える構造であったため、回転式アクチュエータＪ２の搭載位置の制約が大きかった。即ち、回転式アクチュエータＪ２の搭載スペースに制限が多く、搭載性が悪かった。
具体的には、自動変速機ケースの外部に回転式アクチュエータＪ２を装着する必要があり、自動変速機ケースの内部に回転式アクチュエータＪ２を搭載することが困難になっていた。
【特許文献１】特開２００４−０５２９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、短時間でアンロックからロックに切り替えることのできるパーキング切替装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用するパーキング切替装置は、アンロックからロックへの切替え時に、ロックレバーと回転カムの摺接位置が、渦巻状リフト部の最大リフト部位から、解除段差部を介して渦巻状リフト部の最小リフト部位へ移行するように、カム駆動手段により回転カムが回転駆動される。
このように、解除段差部を用いてロックレバーを駆動させることで、アンロックからロックへの切替えを短時間で実施できる。
具体的には、アンロックからロックへの切替え時に回転カムの解除段差部を用いることにより、アンロックからロックへの切替えに要する回転カムの移動範囲（回転角度）を小さくでき、その結果、アンロックからロックへの切替時間を短縮することができる。
【００１０】
［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用するパーキング切替装置のカム駆動手段は、電動モータを用いた回転式アクチュエータである。なお、回転式アクチュエータは、電動モータと、この電動モータの回転を減速して出力する減速機とを組み合わせたものが好ましい。
回転カムを、専用の回転式アクチュエータで駆動させることで、回転式アクチュエータの搭載位置の制約を小さくすることができ、回転式アクチュエータの搭載性を高めることができる。また、回転式アクチュエータの搭載性が高まることで、回転式アクチュエータを自動変速機ケースの内部に搭載することも可能になる。
【００１１】
［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用するパーキング切替装置は、ロックレバーが回転カムに設けられたカム面によって駆動されるものである。
具体的に、回転カムの外周面には、所定の回転角度を始点として一方向の回転方向に向かって回転中心と外周面との距離が徐々に長くなる渦巻状リフト部の範囲が３６０°に亘って設けられる。また、回転カムの外周面には、回転中心と外周面との距離が最大となる最大リフト部位と、回転中心と外周面との距離が最小となる最小リフト部位との間に、回転中心と外周面との距離が急激に短くなる解除段差部が設けられる。即ち、回転カムの外周面は、軸方向から見て、略蝸牛の殻の形状に設けられる。
一方、ロックレバーは、固定部材（例えば、自動変速機ケース）によって回動自在に支持される回動支持部と、この回動支持部から離れた部位に設けられて付勢手段の付勢力により回転カムの外周面に押し付けられる変位駆動部とを備える。なお、回動支持部と変位駆動部との間に凸部が設けられるものであっても良いし、凸部と変位駆動部の間に回動支持部が設けられるものであっても良い。
そして、回転カムの回転に伴い、ロックレバーにおける変位駆動部が回転カムの外周面に沿って変位することで、ロックレバーに設けられた凸部がパーキングギヤに対して変位するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
最良の形態のパーキング切替装置は、車両の駆動輪と常に連動して回転する駆動軸に設けられたパーキングギヤと、このパーキングギヤと係脱可能な凸部を備えたロックレバーと、このロックレバーを駆動操作して、パーキングギヤに凸部を係脱させるパーキング切替機構とを具備する。
パーキング切替機構は、凸部がパーキングギヤに噛合するロック方向に向けてロックレバーを付勢する付勢手段と、一方向に回転駆動されてロックレバーに変位力を与える回転カムと、この回転カムを回転駆動するカム駆動手段とを備える。
回転カムは、カム駆動手段によって一方向へ回転駆動されることにより、付勢力に抗して凸部をパーキングギヤから徐々に引き離す渦巻状リフト部と、凸部がパーキングギヤから引き離されるのを急激に解除する解除段差部とを備える。
そして、アンロックからロックへの切替え時は、ロックレバーと回転カムの摺接位置が、渦巻状リフト部の最大リフト部位から、解除段差部を介して渦巻状リフト部の最小リフト部位へ移行するように、カム駆動手段により回転カムが回転駆動されるものである。
【実施例１】
【００１３】
車両用の自動変速機に搭載されるパーキング切替装置の一例を、図１を参照して説明する。
車両用の自動変速機は、変速制御を行う油圧制御回路を備えており、この油圧制御回路は、シフトレンジの設定状態に応じて油路の切り替えを実施するマニュアル弁を搭載している。この実施例のマニュアル弁は、専用のアクチュエータ（例えば、リニアソレノイド）により直接駆動される、あるいは専用の油圧切替手段（例えば、電磁パイロット弁によって制御されるパイロット油圧）により油圧切替される。
即ち、油圧制御回路のマニュアル弁は、マニュアル弁専用の駆動手段により独立駆動される。
【００１４】
一方、自動変速機は、自動変速機内の駆動軸をロックまたはアンロックして、車両の駆動輪のロックとアンロックを実施するパーキング切替装置が搭載されている。
このパーキング切替装置は、車両の駆動輪と常に連動して回転する自動変速機内の駆動軸に設けられたパーキングギヤ１と、このパーキングギヤ１と係脱可能な凸部２ａを備えたロックレバー２と、このロックレバー２を駆動操作して、パーキングギヤ１に凸部２ａを係脱させるパーキング切替機構３とを具備する。
ここで、上述したように、油圧制御回路のマニュアル弁は、マニュアル弁専用の駆動手段により独立駆動される。このため、パーキング切替機構３も、パーキング切替機構専用の駆動手段により独立駆動される。
【００１５】
具体的に、パーキング切替装置は、車両の駆動輪と常に連動して回転するドライブシャフトに結合される自動変速機内の駆動軸に設けられたパーキングギヤ１と、固定部材（自動変速機ケース等）に所定の回転角度範囲内で回動可能に支持されるロックレバー２とを備え、ロックレバー２をパーキング切替機構３によって回動操作することにより、パーキングギヤ１の凹部１ａとロックレバー２の凸部２ａの係脱を行い、パーキングギヤ１のロックとアンロックの切り替えを実行するものである。
即ち、ロックレバー２の凸部２ａがパーキングギヤ１に係合することで、パーキングギヤ１の回転が規制され、ドライブシャフトやディファレンシャルギヤ等を介して車両の駆動輪がロックされて車両のパーキング状態が達成される。逆に、ロックレバー２の凸部２ａがパーキングギヤ１から離脱（係合解除）することで、パーキングギヤ１の回転の規制が解除され、ドライブシャフトやディファレンシャルギヤ等を介して車両の駆動輪のロックが解除されて車両のパーキング解除が達成される。
なお、この実施例では、パーキング切替機構３により、ロックレバー２の凸部２ａが、パーキングギヤ１の径方向に接近および離脱するように駆動操作されて、ロックとアンロックの切り替えが成される例を示す。
【００１６】
パーキング切替機構３は、凸部２ａがパーキングギヤ１に噛合するロック方向に向けてロックレバー２を付勢する付勢手段４と、一方向に回転駆動されてロックレバー２に変位力を与える回転カム５と、この回転カム５を回転駆動する回転式アクチュエータ（カム駆動手段の一例、図示しない）とを備える。
【００１７】
付勢手段４は、ロックレバー２を常にパーキングギヤ１の回転中心側（パーキングギヤ１に凸部２ａが噛合する側）に付勢するスプリングである。具体的に、スプリングは、ねじりコイルバネ、引張コイルバネ、圧縮コイルバネなどの金属製スプリングによって設けられる。なお、図１に示す付勢手段４は、一例として引張コイルバネを用いたものであり、引張コイルバネの一端がロックレバー２に係止し、引張コイルバネの他端がロックレバー２よりパーキングギヤ１の回転中心に近い側の固定部材（自動変速機ケース等）に係止して、ロックレバー２をパーキングギヤ１の中心側に向けて常に付勢するものである。
【００１８】
回転カム５の外周には、ロックレバー２に直接摺接してロックレバー２に駆動力を付与するカム面が全周に亘って設けられている。即ち、回転カム５の外周面がロックレバー２に駆動力を与えるカム面として設けられている。
具体的に、回転カム５の外周面には、所定の回転角度θ０を始点として一方向の回転方向（図１の右回転方向）に向かって回転中心Ｘと外周面との距離が徐々に長くなる渦巻状リフト部５ａが設けられている。この渦巻状リフト部５ａの範囲は、３６０°に亘って設けられている。また、回転カム５の外周面には、回転中心Ｘと外周面との距離が最大となる最大リフト部位と、回転中心Ｘと外周面との距離が最小となる最小リフト部位との間に、回転中心Ｘと外周面との距離が急激に短くなる解除段差部５ｂが設けられている。
この実施例では、カム面において、回転中心Ｘと外周面との距離が最大となる角度と、最小になる角度とが同一角度に設けられている。
【００１９】
ロックレバー２は、略棒状あるいは略円弧形状を呈する。ロックレバー２の一端側には、固定部材（自動変速機ケース等）によって回動自在に支持される回動支持部２ｂが設けられている。ロックレバー２の他端側には、付勢手段４の付勢力によって回転カム５の外周面に押し付けられる変位駆動部２ｃが設けられている。なお、この実施例における凸部２ａは、回動支持部２ｂと変位駆動部２ｃとの間に設けられている。
【００２０】
ここで、パーキングギヤ１と同一の軸方向位置に回転カム５を設けて、パーキングギヤ１と回転カム５とが干渉する場合は、回転カム５の軸方向位置がパーキングギヤ１の軸方向位置に対してずれた位置に設けられる。その場合、凸部２ａがパーキングギヤ１に対して係脱可能で、且つ変位駆動部２ｃが常に回転カム５の外周面に当接するように、ロックレバー２が曲折した形状に設けられる。
【００２１】
回転カム５を回転駆動する回転式アクチュエータは、通電により回転動力を発生する電動モータを駆動源としたアクチュエータである。
具体的に、この実施例の回転式アクチュエータは、バッテリから通電を受けると一方向の回転力を発生する電動モータ（例えば、ＤＣモータ等の周知な回転電動機）と、この電動モータの発生した回転出力を減速して回転カム５に与える減速機（例えば、複数の歯車列を組み合わせた減速装置、サイクロイド減速機などの周知な減速機）とを組み合わせたものであり、付勢手段４の付勢力、および駐車中に加わる傾斜負荷に抗してロックレバー２をアンロック側へ駆動する回転トルクを発生するものである。
【００２２】
回転式アクチュエータは、ＡＴ−ＥＣＵ（自動変速機用電子制御装置）により通電状態が制御される。即ち、回転式アクチュエータにおける電動モータがＡＴ−ＥＣＵにより通電制御されて、パーキング切替装置のロックとアンロックとの切り替えを実施する。
ＡＴ−ＥＣＵは、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、ＳＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路等で構成された周知構造のマイクロコンピュータを搭載するものであり、各種のセンサ信号に基づき、自動変速機の運転制御に用いられる電気的アクチュエータの通電制御を実施する。
【００２３】
ＡＴ−ＥＣＵには、乗員によって操作されるシフトレバーの設定状態に応じて、回転式アクチュエータにおける電動モータの通電制御を行うパーキング切替用のプログラムが搭載されている。
このパーキング切替用のプログラムは、回転カム５と変位駆動部２ｃとの摺接位置、即ち回転カム５の回転角度を、シフトレバーの設定状態に応じて変化させるものであり、シフトレバーがＰレンジからＰレンジとは異なる他のレンジ（Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジなど：以下、ｎｏｔＰレンジと称す）に切り替わった時には、回転カム５と変位駆動部２ｃとの摺接位置が最大リフト位置に達するまで、回転カム５を図１の矢印Ａ方向に回転させる。また、シフトレバーがｎｏｔＰレンジからＰレンジに切り替わった時には、回転カム５と変位駆動部２ｃとの摺接位置が最小リフト位置に達するまで、回転カム５を図１の矢印Ａ方向に回転させる。
なお、ＡＴ−ＥＣＵによる回転カム５の回転角度制御は、一例として周知の角度センサ（例えば、ポテンショメータ）等を用いたフィードバック制御によって成されるものである。
【００２４】
（実施例１の作動）
シフトレバーがＰレンジに設定されている時、パーキング切替用のプログラムは、回転カム５と変位駆動部２ｃとの摺接位置を、回転カム５の外周面において回転中心Ｘと外周面との距離が最も短い側、即ち最小リフト部位に設定する（図１の実線参照）。
これにより、ロックレバー２の凸部２ａがパーキングギヤ１に係合し、車両がロック状態（パーキング状態）に保たれる。
【００２５】
シフトレバーがＰレンジからｎｏｔＰレンジに設定されると、パーキング切替用のプログラムは、電動モータを通電して、回転カム５を一方向（図中矢印Ａ方向）に３６０°より僅かに少ない回転角度だけ回転させ、回転カム５と変位駆動部２ｃとの摺接位置を、最小リフト部位から、渦巻状リフト部５ａを介して最大リフト部位へ移動させる（図１の２点鎖線参照）。
この渦巻状リフト部５ａの回動変位によって、ロックレバー２がパーキングギヤ１から離れる側に回動して、ロックレバー２の凸部２ａがパーキングギヤ１から離脱し、車両がロックからアンロック（パーキング解除状態）に切り替わる。
【００２６】
シフトレバーがｎｏｔＰレンジからＰレンジに設定されると、パーキング切替用のプログラムは、電動モータを通電して、回転カム５を一方向（図中矢印Ａ方向）に僅かな回転角度だけ回転させ、回転カム５と変位駆動部２ｃとの摺接位置を、最大リフト部位から、解除段差部５ｂを介して最小リフト部位へ移動させる（図１の実線参照）。
これにより、付勢手段４の作用によって、ロックレバー２がパーキングギヤ１に接近する側に回動して、ロックレバー２の凸部２ａがパーキングギヤ１に係合し、車両がアンロックからロック（パーキング状態）に切り替わる。
【００２７】
（実施例１の効果）
この実施例１のパーキング切替装置は、上述したように、アンロックからロックへの切替え時に、回転カム５と変位駆動部２ｃとの摺接位置が、渦巻状リフト部５ａの最大リフト部位から、解除段差部５ｂを介して渦巻状リフト部５ａの最小リフト部位へ移行するように回転カム５が回転駆動される。
このように、アンロックからロックへの切替え時には、解除段差部５ｂを用いることにより、アンロックからロックへの切り替えに要する回転カム５の回転角度を小さくでき（図１中のアンロック→ロック動作角を参照）、アンロックからロックへの切替時間を短縮することができる。
これにより、乗員がシフトレバーをＰレンジに設定することで、ただちに車両の駆動輪のロックが達成されるため、Ｐレンジ設定時における安全性と信頼性を高めることができる。
【００２８】
また、回転カム５を駆動する回転式アクチュエータは、電動モータを用いた回転カム専用の駆動源であるため、回転式アクチュエータの搭載位置の制約を小さくでき、回転式アクチュエータの搭載性を高めることができる。その結果、回転式アクチュエータを自動変速機ケースの内部に搭載することが可能になる。
【００２９】
〔変形例〕
上記の実施例では、パーキング切替機構３により、ロックレバー２の凸部２ａが、パーキングギヤ１の径方向に接近および離間するように駆動操作されて、ロックとアンロックの切り替えが成される例を示した。これに対し、パーキング切替機構３により、ロックレバー２の凸部２ａを、パーキングギヤ１の軸方向に接近および離間するように駆動操作して、ロックとアンロックの切り替えを成しても良い。
上記の実施例では、解除段差部５ｂを回転カム５の直径方向に沿って設ける例を示した。これに対し、解除段差部５ｂに傾き角度を持たせても良い。具体的に、例えば解除段差部５ｂの全体、または解除段差部５ｂの内径側に、直線状または円弧状の傾斜部を設けて、アンロックからロックへの切替え時に変位駆動部２ｃが最小リフト部位に衝突する力を緩和するように設けても良い。
【００３０】
上記の実施例では、回転カム５にカム面を設けて、そのカム面にロックレバー２の変位駆動部２ｃを直接摺接させる例を示した。これに対し、回転カム５に渦巻状リフト部５ａと解除段差部５ｂを備えるカム溝を設け、そのカム溝に沿うようにロックレバー２の変位駆動部２ｃを変位させても良い。即ち、回転カム５に対してロックレバー２の変位駆動部２ｃを間接的に摺接させても良い。
上記の実施例では、電動モータの一例として、通電により一方向のみに回転するＤＣモータを用いる例を示したが、励磁方向を切り替えて逆転する電動モータや、ステッピングモータなど、他の電動モータを用いても良い。
上記の実施例では、回転カム５を電動モータを用いた回転式アクチュエータのみで駆動する例を示したが、緊急用の車両ロック手段など、回転カム５を手動により回転できるように設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】パーキング切替装置の概略図である（実施例１）。
【図２】ＳＢＷの概略図である（従来例）。
【符号の説明】
【００３２】
１  パーキングギヤ
２  ロックレバー
２ａ  凸部
２ｂ  回動支持部
２ｃ  変位駆動部
３  パーキング切替機構
４  付勢手段
５  回転カム
５ａ  渦巻状リフト部
５ｂ  解除段差部
θ０  所定の回転角度
【図１】
0004968085.tif 000002
【図２】
0004968085.tif 000003