特表 2024-537325 車両変速機のパーキングロックシステム用のアクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-10

(54)【発明の名称】車両変速機のパーキングロックシステム用のアクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   F16H 63/34 20060101AFI20241003BHJP

   F16H 61/32 20060101ALI20241003BHJP

   B60T 1/06 20060101ALI20241003BHJP

   F16D 63/00 20060101ALI20241003BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20241003BHJP

   H02K 11/215 20160101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

F16H63/34

F16H61/32

B60T1/06 G

F16D63/00 H

H02K7/116

H02K11/215

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024522080

(86)(22)【出願日】2022-10-04

(85)【翻訳文提出日】2024-04-22

(86)【国際出願番号】 EP2022077545

(87)【国際公開番号】W WO2023061800

(87)【国際公開日】2023-04-20

(31)【優先権主張番号】2110802

(32)【優先日】2021-10-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】508021716

【氏名又は名称】ヴァレオ システム ドゥ コントロール モトゥール

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100198029

【弁理士】

【氏名又は名称】綿貫 力

(72)【発明者】

【氏名】ティエリー、ラノエ

(72)【発明者】

【氏名】シルバン、ゴーティエ

【テーマコード（参考）】

3J058

3J067

5H607

5H611

【Ｆターム（参考）】

3J058AB21

3J058BA67

3J058BA68

3J058CC15

3J058FA07

3J067AA21

3J067AB23

3J067DB32

3J067FA05

3J067FA56

3J067FA84

3J067FB45

3J067FB83

3J067GA01

5H607AA00

5H607BB01

5H607BB07

5H607BB09

5H607CC05

5H607CC07

5H607DD03

5H607DD19

5H607EE32

5H607FF01

5H607HH01

5H607HH09

5H607JJ05

5H611AA01

5H611BB01

5H611BB06

5H611BB08

5H611PP07

5H611QQ03

5H611RR02

5H611UA04

5H611UA08

(57)【要約】

本発明は、車両変速機のパーキングロックシステム用のアクチュエータに関し、アクチュエータ（１）は、ステータコイル、ロータ、及びロータに接続されＸ軸に沿って延びる出力軸（２３）が設けられた電動機（２０）と、ロック位置と解除位置との間で回動することができるように回転可能なトルク出力要素（３１）を有する減速機機構（７０）とを備え、減速機機構（７０）は、電動機（２０）の出力軸（２３）に運動学的に接続され、電動機（２０）はブラシレスＤＣ型であり、アクチュエータ（１）は第１電子基板（５０）及び第２電子基板（４０）を備え、第２電子基板（４０）は電動機（２０）のロータの位置を決定するための装置を備える。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両変速機のパーキングロックシステム用のアクチュエータ（１）であって、
前記アクチュエータ（１）は、ステータコイル、ロータ、及び前記ロータに接続されＸ軸に沿って延びる出力軸（２３）が設けられた電動機（２０）と、ロック位置と解除位置との間で回転することができるように回転可能なトルク出力要素（３１）を有する減速機機構（７０）であって、前記電動機（２０）の前記出力軸（２３）に運動学的に接続された減速機機構（７０）と、を備え、
前記電動機（２０）がブラシレスＤＣ型であること、及び、前記アクチュエータ（１）が第１電子基板（５０）及び第２電子基板（４０）を備え、前記第２電子基板（４０）が前記電動機（２０）のロータの位置を決定するための装置を備えることを特徴とする、アクチュエータ（１）。

【請求項2】

前記第１電子基板（５０）が前記Ｘ軸に略平行な平面Ｐ１内で延び、前記第２電子基板（４０）が前記Ｘ軸に略直角な平面Ｐ２内で延びることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項3】

前記第１電子基板（５０）及び前記第２電子基板（４０）が、Ｌ字状の接続要素（６０）によって電気的に接続されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項4】

少なくとも１つの多極磁石（２１）が前記電動機（２０）の前記出力軸（２３）に取り付けられること、及び、前記第２電子基板（４０）の前記電動機（２０）の前記ロータの位置を決定するための前記装置が、前記電動機（２０）の前記ステータコイルへの電力供給の電子的な切り換えを確実にするために、前記多極磁石（２１）に面して設置された少なくとも１つの位相センサ（４１、４２、４３）を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項5】

前記第１電子基板（５０）が、その角度位置を決定するために前記トルク出力要素（３１）に面する位置センサ（５２）を備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項6】

前記第２電子基板（４０）が、前記電動機（２０）の前記ステータコイルに電気的に供給するための電力供給ピン（４４、４５、４６）を備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項7】

前記第２電子基板（４０）が、前記電動機（２０）の前記出力軸（２３）が貫通する開口部（４７）を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項8】

前記電動機（２０）と、前記電動機（２０）の前記出力軸（２３）と、前記減速機機構（７０）と、前記第１電子基板（５０）と、前記第２電子基板（４０）とが、一体型のハウジング（１０）に収容されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項9】

前記第１電子基板（５０）が、固定ねじによって前記ハウジング（１０）に取り付けられること、及び、前記第２電子基板（４０）が、前記ハウジング（１０）から発出する少なくとも１つの案内面（１７）によって前記ハウジング（１０）に取り付けられることを特徴とする、請求項８に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項10】

前記ハウジング（１０）が、前記第１電子基板（５０）及び前記第２電子基板（４０）を外部電力供給源に電気的に接続するための電気コネクタ（１５）を備えることを特徴とする、請求項８又は９に記載のアクチュエータ（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両、特に、自動変速機を装備した自動車の変速機のパーキングロックシステム用のアクチュエータに関する。このロッキングシステムは、パークロック又はパーキングロックとしてよく知られている。

【背景技術】

【0002】

このようなアクチュエータは、変速機の歯と係合するレバーによって、駐車時に変速機をロックさせる。

【0003】

同種のアクチュエータは、特許文献１により知られている。この文献では、アクチュエータは、従来のブラシ付き電動機を備える。この種のブラシ付き電動機の欠点は、モータを長時間使用しないとブラシがコレクタに付着しやすく、アクチュエータの動作が低下する原因となり得ることである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１９／１３６９６０号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

車両変速機のパーキングロックシステムはごく短時間しか使用されないため、上述の不都合を回避するためには、ブラシ付き電動機を用いないことが好ましい。

【0006】

加えて、この種のアクチュエータの小型化は、自動車製造業者にとって特に重要な基準であるため、車両変速機のパーキングロックシステム用のアクチュエータは、小型且つ軽量であることが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の主題は、小型化且つ重量の基準を満たしながら、現在の解決策を改善する変速機のパーキングロックシステム用のアクチュエータである。

【0008】

より詳細には、本発明は、車両用変速機のパーキングロックシステム用のアクチュエータに関し、アクチュエータは、ステータコイル、ロータ、及びロータに接続されＸ軸に沿って延びる出力軸が設けられた電動機と、ロック位置と解除位置との間で回転することができるように回転可能なトルク出力要素を有する減速機機構であって、電動機の出力軸に運動学的に接続された減速機機構と、を備える。電動機はブラシレスＤＣ型であり、アクチュエータは第１電子基板及び第２電子基板を備え、第２電子基板は電動機のロータの位置を決定するための装置を備える。

【0009】

変速機という用語はまた、電気自動車の場合、電動機に付随する減速機も指す。

【0010】

このように、ブラシレスＤＣ型の電動機を用いることで、不使用時にブラシがコレクタに付着する問題を回避することができる。加えて、２つの電子基板を有するアクチュエータを配置することで、電動機の高性能制御を兼ね備えながら、アクチュエータの小型化を可能にする。２つの電子基板は離間している。

【0011】

減速機機構は、電動機の出力軸に位置づけられ、且つ、トルク出力要素が設置された歯車と噛合するウォームねじを備えると、有利である。

【0012】

本発明によれば、第１電子基板はＸ軸に略平行な平面Ｐ１内で延び、第２電子基板はＸ軸に略直角な平面Ｐ２内で延びる。

【0013】

本発明の１つの特徴によれば、第１電子基板及び第２電子基板は、Ｌ字状の接続要素によって電気的に接続される。

【0014】

本発明の別の特徴によれば、少なくとも１つの多極磁石、好ましくは４極磁石が、電動機の出力軸に取り付けられる。第２電子基板の電動機のロータの位置を決定するための装置は、電動機のステータコイルへの電力供給の電子的な切り換えを確実にするために、多極磁石に面して設置された少なくとも１つの位相センサ、好ましくは３つのセンサを備える。

【0015】

本発明によれば、第１電子基板は、その角度位置を決定するためにトルク出力要素に面する位置センサを備える。

【0016】

本発明の１つの特徴によれば、第２電子基板は、電動機のステータコイルに電気的に供給するための電力供給ピン、好ましくは３つのピンを備える。

【0017】

好ましくは、第２電子基板は、電動機の出力軸が貫通する開口部を備える。この開口部の輪郭は開いていることもあれば閉じていることもあり得る。

【0018】

本発明によれば、電動機と、電動機の出力軸と、減速機機構と、第１電子基板と、第２電子基板とが、一体型のハウジングに収容される。ハウジングは、アクチュエータを可能な限り軽量にするために、プラスチック材料製であると有利である。あるいは、ハウジングは金属製、例えばアルミニウム製でもよい。

【0019】

好ましくは、ハウジングは、電動機が収容される第１容積と、電動機と運動学的に接続された減速機機構及び２つの電子基板が収容される第２容積とを画定する。好ましくは、第１容積は第１カバーによって閉じられ、第２容積は第２カバーによって閉じられる。その結果、電動機が自身の容器に組み込まれ、次に残りの要素、つまり減速機機構と２つの電子基板が自身の容器に組み込まれ、最後に２つの容器がそれぞれのカバーにより閉じられるため、アクチュエータの組立てが容易になる。

【0020】

本発明のさらなる特徴によれば、第１電子基板は、固定ねじによってハウジングに取り付けられ、第２電子基板は、ハウジングから発出する少なくとも１つの案内面によってハウジングに取り付けられる。

【0021】

本発明によれば、ハウジングは、第１電子基板及び第２電子基板を外部電力供給源に電気的に接続するための電気コネクタを備える。

【0022】

本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して、以下の詳細な実施形態を読むことにより明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明によるアクチュエータの斜視図を示す。

【図2】図１によるアクチュエータのハウジングの部分横断面図を示す。

【図3】電動機及び２つの電子基板の配置の斜視図を示す。

【図4】別の観点からの電動機及び２つの電子基板の配置の斜視図を示す。

【図5】カバー又は第１電子基板を除いた本発明によるアクチュエータの斜視図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0024】

図１は、本発明による変速機のパーキングロックシステム用のアクチュエータ１を示す。より正確には、このアクチュエータ１は、第１容積Ｖ１及び第２容積Ｖ２から構成される一体型のハウジング１０を備える。

【0025】

管状の第１容積Ｖ１には、ブラシレスＤＣ型の電動機２０があり、この電動機は出力軸２３を備える。平行六面体状の第２容積Ｖ２には、主に、電動機２０と運動学的に接続された減速機機構７０及び２つの電子基板４０、５０がある。第１容積Ｖ１は第１カバー１２によって閉じられ、第２容積Ｖ２は第２カバー１４によって閉じられる。第１カバー１２は、金属製クリップ１３によってハウジング１０に取り付けられる。第２カバー１４は、例えばねじ等の任意の従来の固定手段によってハウジング１０に取り付けられる。

【0026】

以下の図を参照して説明するように、減速機機構７０は、電動機２０の出力軸２３に位置づけられ、且つ、トルク出力要素３１が設置された歯車３０と噛合するウォームねじ２２を備える。このトルク出力要素３１は、歯車３０と同心の軸の形態で製造され、その端部は星形の雌コネクタの形態を有し、その中に、作動レバー（図示せず）を介して変速機（図示せず）の歯部をロックする又はロックを解除するためのロッキングシステムの作動ロッド（図示せず）を入れることができる。あるいは、トルク出力要素３１は、雄コネクタの形態で製造することもできる。このトルク出力要素３１は、ハウジング１０の円筒８０により回転して導かれる。この円筒８０内には、外部汚染物質がアクチュエータ１の内部に侵入しないようにするための封止手段が位置づけられる。同様に、カバー１４とハウジング１０との間、及び、カバー１２とハウジング１０との間には、封止手段が設けられる。

【0027】

ハウジング１０はまた、アクチュエータ１の内部の部品を電気的に接続するための電気コネクタ１５を備える。

【0028】

ハウジング１０が車両の変速機に取り付けられるように、金属製インサートの形態の固定手段１１がハウジング１０の数カ所に配置される。本事例においては、３つのインサート１１が設けられる。

【0029】

図２は、座標系Ｘ、Ｙ、Ｚを示す。方向又は軸Ｘは、長手方向に相当する。横方向又は軸Ｙは、長手方向Ｘと直角をなすと定義される。より具体的には、長手方向Ｘ及び横方向Ｙは、例えば、実質的に略水平面Ｐ１（図３参照）に属してもよい。その部分の方向又は軸Ｚは、垂直方向に相当する。より具体的には、横方向Ｙ及び垂直方向Ｚは、例えば、実質的に略垂直面Ｐ２（図３参照）に属してもよい。

【0030】

この図は、ハウジング１０内の電動機２０と減速機機構７０との一体化をより正確に示す。

【0031】

ブラシレスＤＣ型の電動機２０には、ステータコイルと、ロータと、ロータに接続されＸ軸に沿って延びる出力軸２３と、が設けられる。電動機のステータを形成する３つのステータコイルがある。

【0032】

電動機２０の出力軸２３には、多極磁石２１が取り付けられている。磁石２１は、円環状であり、出力軸２３と同軸である。磁石２１は、４つの極を有する。もちろん、磁石２１は、異なる数の極を有することができる。

【0033】

減速機機構７０は、電動機２０の出力軸２３に位置づけられ、トルク出力要素３１が設置された歯車３０と噛合するウォームねじ２２を備える。トルク出力要素３１は、Ｚ軸に沿って延びる。出力軸２３の、電動機２０とは反対側の端部は、ハウジングの容器１６内で回転して導かれ、これにより、軸受として機能する。

【0034】

ハウジングはまた、第１電子基板５０及び第２電子基板４０も収容する。

【0035】

アクチュエータの主電子基板である第１電子基板５０は、アクチュエータの電子管理を可能にし、少なくとも１つの蓄電器、少なくとも１つの抵抗器、少なくとも１つの中央処理装置（ＣＰＵ）、及び、トルク出力要素３１の角度位置を感知するためのセンサ５２、等のような電動機の動作に必要な電子部品を統合するが、統合される電子部品はこれらに限定されない。第１電子基板５０は、ハウジング１０の第２容積Ｖ２の周囲の形状と略相補的な形状を有する。角度位置センサ５２は、ホール効果センサである。第１電子基板５０は、その周辺部に設置された開口部５１によってハウジング１０に取り付けられる。

【0036】

第２電子基板４０は、電動機２０のステータコイルの電力供給の電子的な切り換えに必要な信号を提供するために、多極磁石２１に面して設置された電動機のロータの位置を決定するための少なくとも１つの装置を備える。

【0037】

図３は、電動機２０及び２つの電子基板５０、４０の配置をより正確に示す。第１電子基板５０はＸ軸に略平行な平面Ｐ１内で延び、第２電子基板４０はＸ軸に略直角な平面Ｐ２内で延びる。多極磁石２１は、同一平面Ｐ２内で延びる。第２電子基板４０は、「Ｕ」の一方の脚部が他方の脚部よりも大きい略「Ｕ」字形状を有する。大きい方の脚部は、第１電子基板５０に面する脚部である。第２電子基板４０は、電動機２０の出力軸２３が貫通する開口部４７を備える。多極磁石２１も、開口部４７内に設置される。

【0038】

第２電子基板４０の電動機２０のロータの位置を決定するための装置は、電動機２０のステータコイルへの電力供給の電子的な切り換えを確実にするために、多極磁石２１に面して設置された少なくとも１つの位相センサ４１、４２、４３を備える。より正確には、３つのセンサ４１、４２、４３は、Ｘ軸に対して同心円状に第２電子基板４０上に分配されている。したがって、これらの３つのセンサ４１、４２、４３は、多極磁石２１を囲繞する。これら３つのセンサはホール効果センサである。

【0039】

第２電子基板４０はまた、電動機２０のステータコイルに電気的に供給するための電力供給ピン４４、４５、４６を備える。これらのピン４４、４５、４６の数は３つあり、したがって、電動機２０の３つのステータコイルに供給することが可能である。これらの３つのピン４４、４５、４６は、３つのセンサ４１、４２、４３と交互に、Ｘ軸に対して同心円状に第２電子基板４０上に分配されている。

【0040】

図４は、２つの電子基板５０、４０間の接続を示す。第１電子基板５０及び第２電子基板４０は、Ｌ字状の接続要素６０によって電気的に接続される。

【0041】

図５は、カバー１４又は第１電子基板５０を除いたアクチュエータ１を示す。ただし、第１電子基板５０を固定するための固定ねじ１８は図示する。これらの固定ねじ１８は、第１電子基板５０内の開口部５１を貫通する。第１電子基板５０はハウジング１０のペグ１９に載置され、固定ねじ１８はこれらのペグ１９に螺合される。

【0042】

図５はまた、第２電子基板４０の取り付けを詳細に示す。この第２電子基板４０は、ハウジング１０から発出する案内面１７によってハウジング１０に取り付けられる。本事例においては、２つの案内面が必要であり、第２電子基板４０の横方向の両端に分配される。

【0043】

ハウジング１０はまた、歯車３０が収容される空洞を有し、この空洞は歯車３０の形状に実質的に従う。

【0044】

この図５では、トルク出力要素３１の軸の反対側の端部も示しており、軸のこの端部は、第１電子基板５０の角度位置センサ５２に面して設置される。

【0045】

本発明を特定の実施形態に関連して説明したが、本発明は決してそれらに限定されず、説明した手段のすべての技術的等価物を含むことは極めて明白である。

【0046】

特許請求の範囲において、括弧内のいかなる参照符号も、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2024-06-26

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両変速機のパーキングロックシステム用のアクチュエータ（１）であって、
前記アクチュエータ（１）は、ステータコイル、ロータ、及び前記ロータに接続されＸ軸に沿って延びる出力軸（２３）が設けられた電動機（２０）と、ロック位置と解除位置との間で回転することができるように回転可能なトルク出力要素（３１）を有する減速機機構（７０）であって、前記電動機（２０）の前記出力軸（２３）に運動学的に接続された減速機機構（７０）と、を備え、
前記電動機（２０）がブラシレスＤＣ型であること、及び、前記アクチュエータ（１）が第１電子基板（５０）及び第２電子基板（４０）を備え、前記第２電子基板（４０）が前記電動機（２０）のロータの位置を決定するための装置を備えることを特徴とする、アクチュエータ（１）。

【請求項2】

前記第１電子基板（５０）が前記Ｘ軸に略平行な平面Ｐ１内で延び、前記第２電子基板（４０）が前記Ｘ軸に略直角な平面Ｐ２内で延びることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項3】

前記第１電子基板（５０）及び前記第２電子基板（４０）が、Ｌ字状の接続要素（６０）によって電気的に接続されることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項4】

少なくとも１つの多極磁石（２１）が前記電動機（２０）の前記出力軸（２３）に取り付けられること、及び、前記第２電子基板（４０）の前記電動機（２０）の前記ロータの位置を決定するための前記装置が、前記電動機（２０）の前記ステータコイルへの電力供給の電子的な切り換えを確実にするために、前記多極磁石（２１）に面して設置された少なくとも１つの位相センサ（４１、４２、４３）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項5】

前記第１電子基板（５０）が、その角度位置を決定するために前記トルク出力要素（３１）に面する位置センサ（５２）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項6】

前記第２電子基板（４０）が、前記電動機（２０）の前記ステータコイルに電気的に供給するための電力供給ピン（４４、４５、４６）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項7】

前記第２電子基板（４０）が、前記電動機（２０）の前記出力軸（２３）が貫通する開口部（４７）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項8】

前記電動機（２０）と、前記電動機（２０）の前記出力軸（２３）と、前記減速機機構（７０）と、前記第１電子基板（５０）と、前記第２電子基板（４０）とが、一体型のハウジング（１０）に収容されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項9】

前記第１電子基板（５０）が、固定ねじによって前記ハウジング（１０）に取り付けられること、及び、前記第２電子基板（４０）が、前記ハウジング（１０）から発出する少なくとも１つの案内面（１７）によって前記ハウジング（１０）に取り付けられることを特徴とする、請求項８に記載のアクチュエータ（１）。

【請求項10】

前記ハウジング（１０）が、前記第１電子基板（５０）及び前記第２電子基板（４０）を外部電力供給源に電気的に接続するための電気コネクタ（１５）を備えることを特徴とする、請求項８に記載のアクチュエータ（１）。

【国際調査報告】