JP2010120434A - パーキングロック機構 - Google Patents

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Abstract

【課題】部品点数が少なく、動力伝達装置の製造が容易な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は、駆動輪と連動して回転するパーキングギアと、当該パーキングギアと噛み合うことで、パーキングギアの回転を止めるパーキングポール54と、当該パーキングポール54を、パーキングギアと噛み合わない方向に付勢する付勢部材としてのねじりコイルばね60と、動力伝達装置のハウジングに固定された支持部材24に装着されて、ねじりコイルばね60を保持するスプリングシャフト66とを有している。スプリングシャフト66のうち、少なくとも支持部材24に接する部位である装着部67は、磁性を有しており、当該磁性によりスプリングシャフト66が支持部材24に装着される。
【選択図】図3

Description

本発明は、原動機からの機械的動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置に設けられ、駆動輪の回転を止めることが可能なパーキングロック機構に関する。
原動機から出力される機械的動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置には、一般的に、車両停止中において運転者によりシフトレバーが駐車(パーキング)用のレンジ(以下、「Pレンジ」と記す)に操作された場合に、駆動輪の回転を止める、いわゆる「パーキングロック機構」が設けられている(例えば、特許文献1〜3参照)。パーキングロック機構は、通常、動力伝達装置の外装をなすハウジング内に設けられており、駆動輪と連動して回転するパーキングギアと、当該パーキングギアに噛み合う部材であるパーキングポールと、当該パーキングポールを、パーキングギアと噛み合わない方向に付勢する部材(以下、付勢部材と記す)等を有している。このような付勢部材には、例えば、「ねじりコイルばね」等が用いられる。
下記の特許文献1には、パーキングポールを回動可能に支持するポールシャフトに、リターンスプリング(ねじりコイルばね)が巻き付けられており、当該リターンスプリングがポールシャフトから抜けないように、これを押さえる板状部材である「押さえプレート」を配設する構造が開示されている。
また、下記の特許文献2には、特許文献1と同様に、パーキングポールを回動可能に支持するポールシャフトに、トーションスプリング(ねじりコイルばね)が取り付けられており、当該トーションスプリングがポールシャフトから抜けてしまうことを、ハウジング(ケース)に形成された抜け止め部により防止する技術が開示されている。また、下記の特許文献3には、パーキングポールを付勢する、ねじりコイルばねが、ポールシャフトとは別の「ピン」に取り付けられており、ねじりコイルばねがピンから抜けないように、ストッパープレートを配設する技術が開示されている。
特開2000−159073号公報 特開2005−119371号公報 特開2007−205578号公報
ところで、特許文献1や特許文献3に記載のパーキングロック機構においては、ねじりコイルばね等、パーキングポールを付勢する付勢部材が、これを動力伝達装置の外装をなすハウジングやハウジングに固定された部材等に保持するポールシャフトやピン等から抜けないようにするため、押さえプレートやストッパープレートと称する板状部材と、当該板状部材をハウジング等に固定するボルト等が必要となるため、部品点数が多くなるという問題がある。
一方、特許文献2に記載のパーキングロック機構においては、付勢部材が、これを保持するポールシャフトやピン等の部材から抜けないよう、動力伝達装置の外装をなすハウジング(ケース)を形成する必要があるため、ハウジング自体の構造が複雑となり、当該ハウジングを鋳造により製作する場合、その鋳造性が悪化するという問題が生じる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、部品点数が少なく動力伝達装置の製造が容易なパーキングロック機構を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係るパーキングロック機構は、原動機からの機械的動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置の外装をなすハウジング内に設けられ、駆動輪の回転を止めることが可能なパーキングロック機構であって、駆動輪と連動して回転するパーキングギアと、パーキングギアと噛み合うことで、パーキングギアの回転を止めるパーキングポールと、パーキングポールを、パーキングギアと噛み合わない方向に付勢する付勢部材と、前記ハウジングに固定された支持部材に装着されて、前記付勢部材を保持する保持部材と、を有し、保持部材のうち、少なくとも支持部材に接する部位は、磁性を有しており、当該磁性により保持部材が支持部材に装着されることを特徴とする。
上記のパーキングロック機構において、付勢部材は、コイル部の両側にある腕部のうち一方がパーキングポールに当接して、当該パーキングポールを付勢するねじりコイルばねであり、保持部材は、ねじりコイルばねのコイル部の径方向内側に挿通される円柱部と、円柱部の軸方向一方側に設けられ、前記コイル部の軸方向一方側の端と当接可能なフランジ部と、円柱部の軸方向他方側に設けられ、支持部材に形成された取付穴に装着される装着部と、を有し、保持部材のうち少なくとも装着部が磁性を有するものとすることができる。
本発明によれば、保持部材を支持部材に装着するにあたって、磁性(磁力)を用いているため、保持部材を、容易に支持部材に取り付けて、付勢部材を保持することができる。これにより、パーキングロック機構を備えた動力伝達装置の製造性を良好なものにすることができる。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態(以下、実施形態と記す)によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
まず、本実施形態に係るパーキングロック機構が設けられる動力伝達装置及び車両の概略構成について、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態に係るパーキングロック機構が設けられる動力伝達装置及び車両の概略構成を示す模式図である。
図1に示すように、車両1は、駆動輪94を回転駆動する機械的動力を出力する原動機としての内燃機関10と、内燃機関10が機関出力軸12から出力する機械的動力を、駆動軸90及び駆動輪94に伝達する動力伝達装置20とを有している。動力伝達装置20は、原動機と一体に結合されて、動力出力装置(パワープラント)を構成し、車両1に搭載される。
動力伝達装置20は、機関出力軸12からの機械的動力を、変速機用フルードを介して変速機入力軸33に伝達するトルクコンバータ30と、変速機入力軸33からの機械的動力を、複数の変速段のうちいずれか1つにより変速して、カウンタドライブギア44から結合された変速機出力軸43から出力する変速機構40とを有しており、いわゆる「トルクコンバータ付き自動変速機」として構成されている。加えて、動力伝達装置20は、変速機出力軸43からの機械的動力を、カウンタドライブギア44と噛み合うカウンタドリブンギア74で受けて、回転速度を減速してトルクを増大させてファイナルドライブギア78から出力する減速機構70と、ファイナルドライブギア78からの機械的動力を、これと噛み合うリングギア82で受けて、左右の駆動軸90に分配する差動機構80とを有しており、いわゆる「トランスアクスル」として構成されている。左右の駆動軸90は、それぞれ左右の駆動輪94に結合されている。動力伝達装置20は、内燃機関10が出力した機械的動力を、トルクコンバータ30で受けて、変速機構40により変速しトルクを変化させて、減速機構70を介して差動機構80に伝達し、左右の駆動軸90に分配して、対応する駆動輪94を回転駆動する。
動力伝達装置20を構成する各機構、すなわちトルクコンバータ30、変速機構40、減速機構70、及び差動機構80は、動力伝達装置20の外装をなす同一のハウジング22内に収容されており、当該ハウジング22内には、各機構を潤滑又は冷却するためのフルード(以下、単に「オイル」と記す)が溜められている。当該オイルは、動力伝達装置20のハウジング22内を循環する。
このように構成された動力伝達装置20においては、車両1が前進又は後進して、左右の駆動輪94および駆動軸90が回転すると、駆動輪94の回転に応じて必ず回転する歯車、すなわち駆動輪94と連動して回転する回転部材がある。このような回転部材として、差動機構80のリングギア82、減速機構70のファイナルドライブギア78及びカウンタドリブンギア74、及び変速機構40の変速機出力軸43に結合されたカウンタドライブギア44がある。つまり、これらのギアの回転をハウジング22に対して止める(ロックする)ことで、駆動輪94の回転を止める、すなわち回転しない状態にすることが可能である。
また、車両1には、運転者により操作可能なシフトレバー(図示せず)が設けられており、運転者は、所望の走行レンジを選択することが可能となっている。走行レンジには、車両1の後進走行を可能にするRレンジと、原動機からの機械的動力を駆動輪94に伝達させない状態にするNレンジと、車両1の前進走行を可能にするDレンジに加え、主に駐車(パーキング)時等の車両停止中に選択され、動力伝達装置20において駆動輪94と連動して回転する歯車を機械的にロックして、駆動輪94を回転しない状態にする「Pレンジ」が含まれている。
動力伝達装置20のハウジング22内には、駆動輪94と係合する回転部材の回転を止めることで、車両停止中において、駆動輪94が回転して車両1が前進又は後進することを防止するパーキングロック機構50が設けられている。運転者が、車両停止中に走行レンジをPレンジにすると、パーキングロック機構50は、後述する「係合状態」に操作されて、カウンタドライブギア44と一体に回転するパーキングギア52の回転を止める。これに対して、運転者が、走行レンジを、NレンジやDレンジ等、Pレンジ以外の走行レンジにすると、パーキングロック機構50は、後述する「解放状態」に操作されて、パーキングギア52の回転を許す、すなわち駆動輪94を回転可能な状態にする。
パーキングロック機構50は、駆動輪94と連動して回転するパーキングギア52と、パーキングギア52と噛み合うことで、ハウジング22に対してパーキングギアの回転を止めるパーキングポール54と、当該パーキングポール54をハウジング22に対して回転可能に支持するポールシャフト56を有している。パーキングギア52は、カウンタドライブギア44と同軸に回転するよう変速機出力軸43(いわゆるカウンタドライブ軸)に結合されている。パーキングギア52は、駆動輪94が回転すると必ず回転することとなる。パーキングポール54は、ポールシャフト56を中心にパーキングギア52側に回動して、これと噛み合うことで、パーキングギア52と、これに連動する駆動輪94の回転を止めて、駆動輪94を回転しない状態にする。
ここで、パーキングロック機構50の詳細な構造について図2〜図4を用いて説明する。図2は、本実施形態に係るパーキングロック機構の構成を示す側面図である。図3は、本実施形態に係るパーキングロック機構を構成する付勢部材(ねじりコイルばね)と、当該付勢部材を保持する保持部材(スプリングシャフト)の周辺構造を示す部分断面図である。図4は、本実施形態に係るパーキングロック機構の保持部材が装着される部材の一例を示す動力伝達装置の部分断面図であり、カウンタドライブギアの周辺構造を示す部分断面図である。なお、図2において、矢印Uは、動力伝達装置が車両に搭載された状態における鉛直上方を示しており、矢印Dは、動力伝達装置が車両に搭載された状態における鉛直下方を示している。
図2に示すように、動力伝達装置20のハウジング22内において、パーキングギア52は、変速機出力軸43及びカウンタドライブギア44の回転中心軸(図に点Cで示す)を中心に回転する。なお、カウンタドライブギア44と噛み合う減速機構70のカウンタドリブンギア74と、差動機構80のリングギア82については、そのピッチ円のみを図に一点鎖線で示している。パーキングギア52は、回転中心軸Cの周方向に所定の間隔をあけて「歯」52aが配列されており、隣り合う歯52aの間には、歯底52cが形成されている。
パーキングギア52の鉛直下方には、パーキングポール54が略水平方向に延びるように配設されている。パーキングポール54は、その一端が、ポールシャフト56を中心に回動可能に支持されている。ポールシャフト56は、ハウジング22に固定された部材である支持部材24に固定されている。パーキングポール54は、パーキングギア52に向けて突出する突出部54aを有している。パーキングポール54が、パーキングギア52側(図に矢印Eで示し、以下に「係合方向」と記す)に回動すると、当該突出部54aが、隣り合う「歯」52aの間に入り込み、歯底52cに当接して当該「歯」52aと噛み合う。
パーキングロック機構50には、パーキングポール54が係合方向に回動するようパーキングポール54を押す、棒状のカム部材(以下、カムロッドと記す)が設けられている。図2にカムロッドの軸心を点Sで示す。カムロッド58は、回転中心軸Cと略平行な方向に延びており、その先端部に軸心Sを中心とする先細の円錐状の面58a(以下、「テーパー面」と記す)が形成されている。テーパー面58aは、パーキングポール54の鉛直下方の縁54cと当接している。カムロッド58は、運転者により「Pレンジ」が選択されると、図示しないアクチュエータ等により駆動されて、軸心Sに沿う方向をパーキングポール54側に移動することにより、テーパー面58aが、縁54cを押してパーキングポール54を係合方向Eに回動させる。
これにより、パーキングポール54がパーキングギア52と噛み合い、パーキングギア52の回転を止める、すなわち回転しない状態にすることができる。このようなパーキングロック機構50の作動状態を、以下に「係合状態」と記す。これに対して、パーキングポール54がパーキングギア52と噛み合わず、パーキングギアの回転を許す、すなわちパーキングギア52が回転可能となるパーキングロック機構50の作動状態を、以下に「解放状態」と記す。なお、上述の係合方向Eとは、逆向きのパーキングポール54の回動方向であり、パーキングポール54が、パーキングギア52と噛み合わない方向を、以下に「解放方向」と記して、図に矢印Rで示す。
パーキングロック機構50には、運転者によりPレンジ以外が選択されている場合に、解放状態となるよう、パーキングポール54を「解放方向」に付勢する付勢部材として「ねじりコイルばね」(helical torsion spring)60が設けられている。ねじりコイルばね60は、線材が螺旋状に巻かれたコイル部62と、コイル部62を中心としてその両側に延設されている2つの腕部64,65を有している。ねじりコイルばね60の2つの腕部64,65のうち、一方の腕部64は、パーキングポール54のパーキングギア52側にある縁54eに当接しており、他方の腕部65は、ハウジング22に固定された支持部材24に設けられた突起部26に当接している。ねじりコイルばね60は、一方の腕部64が、パーキングポール54の縁54eを押して、パーキングポール54をパーキングギア52と噛み合わない方向である解放方向に付勢する。
加えて、パーキングロック機構50には、ハウジング22に固定された支持部材24に装着されて、ねじりコイルばね60(付勢部材)を保持する保持部材としてスプリングシャフト66が設けられている。スプリングシャフト66は、図3に示すように、ねじりコイルばね60のコイル部62の径方向内側に挿通される円柱部68を有している。なお、スプリングシャフト66の円柱部68の軸心を、図に一点鎖線Gで示す。コイル部62の径方向は、軸心Gと直交する方向と一致しており、以下の説明において、軸心Gに沿う方向を「軸方向」と記す。
スプリングシャフト66には、円柱部68の軸方向の一方側(支持部材24とは逆側)に、ねじりコイルばね60の抜け止めを行うためのフランジ部69が、円柱部68から延設されている。フランジ部69は、円柱部68の外壁面68aから径方向外側に突出して設けられており、ねじりコイルばね60のコイル部62の軸方向一方側の端62aと当接可能に構成されている。
また、スプリングシャフト66には、円柱部68より軸方向の他方側、すなわち支持部材24側に、当該支持部材24に形成された取付穴24cに装着される装着部67が、円柱部68から延設されている。装着部67は、円柱状をなし、円柱部68と外径が同一である。装着部67は、少なくとも外表面67aが磁性を有している。スプリングシャフト66は、その装着部67が、支持部材24の取付穴24cに所定の嵌め合い隙間を以って差し込まれ、当該装着部67が有する磁性により、支持部材24に装着される。
これにより、パーキングポール54をパーキングギア52と噛み合わない方向(解放方向)に付勢する付勢部材を保持するスプリングシャフト(保持部材)66を、ハウジング22に対して固定された支持部材24に装着することができる。スプリングシャフト66と支持部材24の取付穴24cとを「ねじ」により結合する場合のように締付トルク管理が必要でなく、また、スプリングシャフト66を支持部材24の取付穴24cに圧入固定する場合のように、スプリングシャフト66の装着時に専用の装置が必要でない。本実施形態においては、保持部材としてのスプリングシャフト66を、容易に支持部材24に取り付けて、付勢部材(ねじりコイルばね60)を保持することができる。これにより、パーキングロック機構50を備えた動力伝達装置20の製造性を良好なものにすることができる。
また、このように構成されたパーキングロック機構50は、動力伝達装置20が作動してハウジング22内をオイルが循環すると、スプリングシャフト66が、その近傍を流れるオイルから、当該オイルに含まれている微細な鉄粉を引き付けて付着させる。これにより、オイル中の鉄粉量を抑制することができる。スプリングシャフト66に付着した鉄粉は、動力伝達装置20の整備時において除去することができる。
なお、「支持部材」は、動力伝達装置20の外装をなすハウジング22に固定された部材であり、本実施形態においては、図4に示すように、カウンタドライブギア44をベアリング27を介して支持する部材24である。当該支持部材24は、ボルト23によりハウジング22に固定されている。なお、支持部材24は、ハウジング22に固定された部材に、さらに固定された部材であっても良いことは勿論である。また、支持部材24は、ハウジング22から延設された一部分であっても良い。
以上に説明したように本実施形態に係るパーキングロック機構50は、原動機(内燃機関10)からの機械的動力を駆動輪94に伝達する動力伝達装置20の外装をなすハウジング22内に設けられ、駆動輪94の回転を止めることが可能なパーキングロック機構50であって、駆動輪94と連動して回転するパーキングギア52と、当該パーキングギア52と噛み合うことで、ハウジング22に対するパーキングギア52の回転を止めるパーキングポール54と、当該パーキングポール54を、パーキングギア52と噛み合わない方向に付勢する付勢部材としてのねじりコイルばね60と、前記ハウジング22に固定された支持部材24に装着されて、ねじりコイルばね60を保持する保持部材としてのスプリングシャフト66とを有している。
スプリングシャフト66のうち、少なくとも支持部材24に接する部位(すなわち装着部67の外表面67a)は、磁性を有しており、当該磁性によりスプリングシャフト66が支持部材24に装着されるものとした。保持部材(スプリングシャフト66)を支持部材24に装着するにあたって、磁性(磁力)を用いているため、保持部材としてのスプリングシャフト66を、容易に支持部材24に取り付けて、付勢部材(ねじりコイルばね60)を保持することができる。これにより、パーキングロック機構50を備えた動力伝達装置20の製造性を良好なものにすることができる。
また、本実施形態において、付勢部材は、コイル部62の両側にある腕部64,65のうち一方の腕部64が、パーキングポール54に当接して、当該パーキングポール54を付勢するねじりコイルばね60であり、保持部材は、ねじりコイルばね60のコイル部62の径方向内側に挿通される円柱部68と、円柱部68の軸方向一方側に設けられ、前記コイル部62の軸方向一方側の端62aと当接可能なフランジ部69と、円柱部68の軸方向他方側に設けられ、支持部材24に形成された取付穴24cに装着される装着部67と、を有し、保持部材のうち少なくとも装着部67が磁性を有するものとした。パーキングポール54を付勢する付勢部材として、ねじりコイルばね60を用いた場合に、当該ねじりコイルばね60を、抜け止め用の専用部品を用いることなく、ハウジング22に固定された支持部材24に保持することができる。
なお、本実施形態において、動力伝達装置20は、トルクコンバータ付き自動変速機として構成されているものとしたが、本発明のパーキングロック機構が適用可能な動力伝達装置は、これに限定されるものではない。動力伝達装置は、原動機からの機械的動力を駆動輪に伝達するものであれば良く、例えば、変速機構と差動機構に加え、原動機としての電気モータを内蔵し、これらが同一のハウジング内に設けられた駆動装置、いわゆる「ハイブリッド・トランスアクスル」にも本発明を適用することができる。
また、本実施形態において、パーキングロック機構50を構成するパーキングギア52は、変速機出力軸43に結合され、カウンタドライブギア44と一体に回転するものとしたが、本発明に係るパーキングロック機構を構成するパーキングギアは、これに限定されるものではない。パーキングギアは、駆動輪と連動して回転する、すなわち駆動輪が回転すると必ず回転するよう構成されていれば良く、例えば、カウンタドリブンギア74と一体に回転するよう構成されるものとしても良い。
また、本実施形態においては、保持部材としてのスプリングシャフト66は、装着部67が磁性を有しているものとしたが、スプリングシャフト66のうち磁性を有する範囲は、これに限定されるものではない。スプリングシャフト66のうち少なくとも支持部材に接する部位が、磁性を有していれば良く、例えば、スプリングシャフト66全体が、磁性を有しているものとしても良い。
また、本実施形態においては、付勢部材として、コイル部62の両側にある腕部64,65のうち一方がパーキングポール54に当接して、当該パーキングポール54を付勢するねじりコイルばね60を設けるものとしたが、付勢部材の態様は、これに限定されるものではない。付勢部材は、パーキングポール54を、パーキングギア52と噛み合わない方向に付勢することができれば良く、例えば、コイル部の両側にある端部のうち一方がパーキングポール54に取り付けられ、他方が、支持部材に取付られた引張りコイルばねや圧縮コイルばねを用いたパーキングロック機構50にも、本発明を適用することができる。
以上のように、本発明は、原動機からの機械的動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置に設けられ、駆動輪の回転を止めることが可能なパーキングロック機構に適している。
本実施形態に係るパーキングロック機構が設けられる動力伝達装置及び車両の概略構成を示す模式図である。 本実施形態に係るパーキングロック機構の構成を示す側面図である。 本実施形態に係るパーキングロック機構を構成する付勢部材(ねじりコイルばね)と、当該付勢部材を保持する保持部材(スプリングシャフト)の周辺構造を示す部分断面図である。 本実施形態に係るパーキングロック機構の保持部材が装着される部材の一例を示す動力伝達装置の部分断面図であり、カウンタドライブギアの周辺構造を示す部分断面図である。
符号の説明
1 車両
10 内燃機関(原動機)
20 動力伝達装置
22 動力伝達装置のハウジング
30 トルクコンバータ
40 変速機構
44 カウンタドライブギア
50 パーキングロック機構
52 パーキングギア
54 パーキングポール
56 ポールシャフト
58 カムロッド
60 ねじりコイルばね(付勢部材)
62 ねじりコイルばねのコイル部
64,65 ねじりコイルばねの腕部
66 スプリングシャフト(保持部材)
67 スプリングシャフトの装着部
68 スプリングシャフトの円柱部
69 スプリングシャフトのフランジ部
70 減速機構
74 カウンタドリブンギア
80 差動機構
82 リングギア
90 駆動軸
94 駆動輪

Claims (2)

  1. 原動機からの機械的動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置の外装をなすハウジング内に設けられ、駆動輪の回転を止めることが可能なパーキングロック機構であって、
    駆動輪と連動して回転するパーキングギアと、
    パーキングギアと噛み合うことで、パーキングギアの回転を止めるパーキングポールと、
    パーキングポールを、パーキングギアと噛み合わない方向に付勢する付勢部材と、
    前記ハウジングに固定された支持部材に装着されて、前記付勢部材を保持する保持部材と、
    を有し、
    保持部材のうち、少なくとも支持部材に接する部位は、磁性を有しており、当該磁性により保持部材が支持部材に装着される
    ことを特徴とするパーキングロック機構。
  2. 請求項1に記載のパーキングロック機構において、
    付勢部材は、コイル部の両側にある腕部のうち一方がパーキングポールに当接して、当該パーキングポールを付勢するねじりコイルばねであり、
    保持部材は、
    ねじりコイルばねのコイル部の径方向内側に挿通される円柱部と、
    円柱部の軸方向一方側に設けられ、前記コイル部の軸方向一方側の端と当接可能なフランジ部と、
    円柱部の軸方向他方側に設けられ、支持部材に形成された取付穴に装着される装着部と、
    を有し、
    保持部材のうち少なくとも装着部が磁性を有する
    ことを特徴とするパーキングロック機構。
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