JP2014190432A - 変速機のパーキング機構 - Google Patents

Abstract

【課題】カム体等のサイズや形状を変更することなく、接触面の油膜切れを防ぐことができ、摩擦係数を低く安定させることができ、ロック解除に必要な操作力を低減できる変速機のパーキング機構を提供する。
【解決手段】パーキングギヤ３をロックするためのパーキングポール４の作動レバー部８に対して交差する方向に進退自在に設けられると共に、パーキング時にパーキングポール４を作動する位置に進入され、かつ、非パーキング時に後退する位置に保持されるカム軸１２を有し、カム軸１２に非パーキング時に作動レバー部８と係合する非作用側円錐部２４を有すると共にその非作用側円錐部２４と連続し、かつ、作動レバー部８をパーキングギヤ３にパーキングポール４の爪９が係合する位置に揺動する作用側円錐部を有するカム体５を備えた変速機のパーキング機構１において、カムの作用側円錐部の外周又は、パーキングポール４の作動レバー部８に、潤滑油を溜めておくためのディンプル面２５を形成したものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、変速機のパーキング機構に関するものである。

図１及び図３に示すように、変速機のパーキング機構は、変速機の出力軸に設けられタイヤと直結されてタイヤをロックするためのパーキングギヤと、変速機内で揺動自在に設けられパーキング時にパーキングギヤと噛合してパーキングギヤをロックするためのパーキングポールと、パーキングポールの揺動先端部に対して進退自在に設けられパーキングギヤをロックするときパーキングポールをパーキングギヤ側に揺動させるためのカム体とを備える。

また、変速機内には、カム体がパーキングポールをパーキングギヤ側に揺動させるとき、カム体を支持するためのブロックが設けられている。

すなわち、カム体はブロックとパーキングポールとの間に進入することにより、パーキングポールをパーキングギヤに噛合させてパーキングギヤの回転をロックするようになっている。

特開２００８−５１１７４号公報

ところで、車両が坂道に駐車された場合、タイヤに発生した車重によるトルクは変速機内部のパーキングギヤ上に発生する。このトルクにより、パーキングポールには、カム体を押しつぶす方向の荷重Ｆが発生し、カム体は、パーキングポールとブロックとの間に挟み込まれる。また、この荷重Ｆにより、パーキングポール及びブロックと接触するカム体の接触面には摩擦保持力が発生し、カム体は自己ロックされることとなる。

この自己ロックを解除するためには、パーキングポールとブロックの間からカム体を荷重Ｆが掛かった状態のまま引き抜く必要がある。

しかしながら、勾配や車重が大きい場合、カム体とパーキングポールとの接触面は高荷重により油膜切れを起こし、この状態で解除操作を行うと、接触面が凝着し摩耗・摩滅するという課題があった。

そして、パーキングポールと接触するカム体の接触面が摩滅すると、摩擦係数が極端に高くなり、カム解除の操作荷重が著しく増大し、程度が悪化するとロック解除不能に陥る可能性も考えられた。

また、かかる事態を防ぐため、カム体等の部品のサイズを大きくしたり接触面積が大きくなるように形状を変更して接触面圧を減らさざるを得ないという課題があった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、カム体等の部品のサイズや形状を変更することなく、カム体とパーキングポールとの接触面の油膜切れを防ぐことができ、摩擦係数を低く安定させることができ、ロック解除に必要な操作力を低減できる変速機のパーキング機構を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、変速機の出力軸に設けられタイヤと直結されてタイヤをロックするためのパーキングギヤと、前記変速機内で揺動自在に設けられパーキング時に前記パーキングギヤと噛合してパーキングギヤをロックするためのパーキングポールと、該パーキングポールの作動レバー部に対して交差する方向に進退自在に設けられると共に、パーキング時にパーキングポールを作動する位置に進入され、かつ、非パーキング時に後退する位置に保持されるカム軸を有し、該カム軸に非パーキング時に前記作動レバー部と係合する非作用側円錐部を有すると共にその非作用側円錐部と連続し、かつ、作動レバー部をパーキングギヤにパーキングポールの爪が係合する位置に揺動する作用側円錐部を有するカム体と、を備えた変速機のパーキング機構において、前記カムの作用側円錐部の外周又は、前記パーキングポールの作動レバー部に、潤滑油を溜めておくためのディンプル面を形成したものである。

本発明によれば、カム体及びパーキングポールのサイズや形状を変更することなく、カム体とパーキングポールとの接触面の油膜切れを防ぐことができ、摩擦係数を低く安定させることができ、ロック解除に必要な操作力を低減できる。

本実施の形態に係る変速機のパーキング機構の要部斜視図である。 図１の要部斜視図である。 変速機のパーキング機構の概略説明図である。 本実施の形態に係るディンプル面の撮影箇所を示す図である。 図４のＡ部を顕微鏡で撮影した金属組織を示す図である。 図５のＤ部を顕微鏡で撮影した金属組織を示す図である。 図４のＢ部を顕微鏡で撮影した金属組織を示す図である。 図７のＥ部を顕微鏡で撮影した金属組織を示す図である。 図４のＣ部を顕微鏡で撮影した金属組織を示す図である。 図９のＦ部を顕微鏡で撮影した金属組織を示す図である。 ディンプル面を有するパーキングポールを使用した後、図４のＢ部相当部を撮影した図である。 ディンプル面を有しないパーキングポールを使用した後、図４のＢ部相当部を撮影した図である。 パーキングギヤのトルクと解除操作トルクとの関係を示す図である。

本発明に係る変速機のパーキング機構を図面に基づいて説明する。

図１は変速機のパーキング機構の要部を斜め上方から視た斜視図であり、図２はカムを要部とした要部斜視図であり、図３は、シフトレバーからパーキングギヤまでのパーキング機構の概略構造を示す説明図である。

なお、本実施の形態における特徴は、主にカム及びパーキングポールに後述する表面処理を施した点にあるため、図１及び図３については前述の背景技術の説明と兼用する。ただし、図１及び図３に示す構造は、本実施の形態の背景となった開発中の技術を示すものであり、公に知られたものとは限らない。

図１、図２及び図３に示すように、変速機のパーキング機構１は、変速機の出力軸２に設けられタイヤ（図示せず）をロックするためのパーキングギヤ３と、変速機内で揺動自在に設けられパーキングギヤ３と噛合してパーキングギヤ３をロックするためのパーキングポール４と、パーキング時にパーキングポール４をパーキングギヤ３側に押してパーキングギヤ３にパーキングポール４を噛合させるためのカム体５と、カム体５がパーキングポール４をパーキングギヤ３側に揺動させるとき、カム体５を支持するためのブロック６とを備える。

パーキングギヤ３は、出力軸２、デファレンシャルギヤ（図示せず）及び車軸（図示せず）を介してタイヤと直結されており、パーキングギヤ３の回転をロックすることでタイヤの回転がロックされるようになっている。パーキングギヤ３は、平歯車からなり、外周に歯３ａを有する。

パーキングポール４は、水平方向に延びる出力軸２と平行な軸７回り揺動自在に枢支された作動レバー部８と、作動レバー部８のパーキングギヤ３側に設けられパーキングギヤ３に係脱自在に噛合される爪９と、作動レバー部８の爪９とは反対側の面に設けられカム体５を受ける受部１０とを備える。受部１０は、凹状に形成されており、パーキング時にカム体５に圧着されるようになっている。また、受部１０のカム体退出方向側の作動レバー部８には、カム体５を案内するためのガイド部１１が形成されている。ガイド部１１は、受部１０からカム体５の退出方向に向かうにつれて拡径する凹状に形成されている。また、パーキングポール４は、パーキングギヤ３より下方に配置されており、カム体５から押されたとき以外は自重でパーキングギヤ３から離間するようになっている。パーキングポール４は浸炭材からなる。

カム体５は、パーキングポール４の作動レバー部８に対して交差する方向に進退自在に設けられるカム軸１２と、カム軸１２の先端部に設けられる固定カム部１３と、固定カム部１３より基端側のカム軸１２に軸方向移動可能に設けられる可動カム部１４と、カム軸１２に設けられ可動カム部１４を先端側に付勢するバネ１５とを備える。

図３に示すように、カム軸１２は、揺動自在な中間レバー機構１６及びワイヤ１７を介してシフトレバー１８に連結されており、シフトレバー１８がパーキングポジションＰに移動されることで先端側（図中左側）に押されてパーキングポール４を作動する位置に進入され、シフトレバー１８が他のポジションに移動されることで後退する位置に保持されるようになっている。中間レバー機構１６は、カム軸１２の基端に連結される第１レバー１９と、シフトレバー１８とワイヤ１７を介して連結される第２レバー２０と、レバー１９と第２レバー２０を連結するシャフト２１とを備える。

固定カム部１３は、小径の筒状に形成されており、カム軸１２に同軸に設けられている。固定カム部１３は、パーキングポール４をパーキングギヤ３から離間させるように支持する。

可動カム部１４は、筒状の浸炭材からなり、カム軸１２に挿通されるようになっている。可動カム部１４は、先端側に形成され固定カム部１３と同径の小径円筒部２２と、後端側に形成される緩傾斜角円錐部（作用側円錐部）２３と、小径円筒部２２と緩傾斜角円錐部２３の間に形成され緩傾斜角円錐部２３より大きい傾斜角で小径円筒部２２と緩傾斜角円錐部２３を接続する円錐部（非作用側円錐部）２４とを備える。小径円筒部２２及び円錐部２４は、非パーキング時に作動レバー部８と係合するようになっている。緩傾斜角円錐部２３は、パーキングポール４の作動レバー部８と係合したとき、パーキングポール４の爪９がパーキングギヤ３に噛合する位置に作動レバー部８を揺動するようになっている。

また特に、可動カム部１４の緩傾斜角円錐部２３の外周には、潤滑油を溜めておくためのディンプル面２５が形成されている。

ディンプル面２５のディンプルは、可動カム部１４の緩傾斜角円錐部２３の外周面に鋼球を投射することで形成されている。具体的には、ディンプルは、直径０．１２ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下の鋼球を５０ｍ／ｓ以上の投射速度で投射して形成されており、直径が４μｍ以上２０μｍ以下のマイクロディンプルとなっている。

また、鋼球の投射は、カバレージが１００％以上となるようにされている。なお、カバレージとは、対象物へのショット総量の指数である。具体的には、試験片にペンキを塗布し、ショットを行うと、ショットが当たった部分のペンキが剥げるものとしたとき、全面積のペンキが剥げるショット量を１００％とし、全面積の半分のペンキが剥げるようなショット量を５０％とするように、その状態となるショット量（通常は処理時間に比例）をカバレージとして定義される。

ブロック６は、変速機に一体に設けられると共に、パーキングギヤ３の径方向外方にパーキングギヤ３に近接して設けられている。ブロック６には、カム体５をカム軸１２の軸方向に案内するベース溝２６が形成されると共に、カム軸１２が先端方向に移動するとき可動カム部１４の円錐部２４に当接して可動カム部１４をパーキングギヤ３側に案内すると共にベース溝２６内に案内するためのベースガイド部２７が形成されている。ベース溝２６は、可動カム部１４の緩傾斜角円錐部２３の外径と同径の内径を有する断面円弧状に形成されており、可動カム部１４を広い面積で受けられるようになっている。ベースガイド部２７は、ベース溝２６からカム体５の退出方向に向かうにつれて拡径する凹状に形成されている。

次に本実施の形態の作用を述べる。

図３に示すように、シフトレバー１８がパーキングポジションＰに移動されると、ワイヤ１７を介して中間レバー機構１６の第２レバー２０が押される。この力は、シャフト２１を介して第１レバー１９に伝達され、第１レバー１９が第２レバー２０と同方向に回動する。これにより、カム軸１２は先端側に押され、可動カム部１４の円錐部２４がパーキングポール４のガイド部１１に押し付けられ、パーキングポール４がパーキングギヤ３側に揺動される。パーキングポール４の爪９がパーキングギヤ３の歯３ａの先端に当たるなどしてパーキングギヤ３と噛合できなかった場合、可動カム部１４は円錐部２４をガイド部１１に押し付けた状態の位置に留まる。パーキングギヤ３が微少回転してその歯３ａ間にパーキングポール４の爪９が位置されたとき、可動カム部１４はバネ１５の力でカム軸１２の先端側へ移動し、パーキングポール４をパーキングギヤ３側にさらに揺動させてパーキングギヤ３とパーキングポール４の爪９とを噛合させる。この後、可動カム部１４は緩傾斜角円錐部２３の外周面をパーキングポール４の受部１０及びブロック６に当接させた状態で止まる。

パーキング位置が坂道であった場合、タイヤに発生した車重によるトルクはパーキングギヤ３上に発生し、パーキングポール４には、カム体５を押しつぶす方向の荷重が発生し、可動カム部１４は、パーキングポール４とブロック６との間に挟み込まれる。このとき、変速機内では常に潤滑油が飛散されており、可動カム部１４の緩傾斜角円錐部２３の外周にはディンプル面２５が形成されているため、そのディンプルに潤滑油が保持されている。

この状態からシフトレバー１８が操作されてパーキングポジションＰから他のポジションに移動されると、カム軸１２には、基端方向への力が作用し、可動カム部１４にも基端方向への力が作用する。このとき、可動カム部１４はパーキングポール４とブロック６との間に高荷重で挟み込まれているが、パーキングポール４と接触する緩傾斜角円錐部２３の外周面のディンプルには潤滑油が保持されているため、油膜切れを起こす高い荷重の下でも、パーキングポール４と可動カム部１４の接触部にはディンプルに保持された潤滑油が供給され、パーキングポール４と可動カム部１４との接触面に油膜切れが発生することはない。このため、パーキングポール４と可動カム部１４との接触面が凝着して摩耗・摩滅することはない。そして、パーキングポール４と可動カム部１４との摩擦係数を低く安定させることができ、ロック解除に必要な操作力を低減できる。

このように、緩傾斜角円錐部２３の外周に潤滑油を溜めておくためのディンプル面２５を形成したため、カム体５及びパーキングポール４のサイズや形状を変更することなく、カム体５とパーキングポール４との接触面の油膜切れを防ぐことができ、摩擦係数を低く安定させることができ、ロック解除に必要な操作力を低減できる。

また、ディンプル面２５は浸炭材からなり、ディンプル面２５のディンプルは、カムの緩傾斜角円錐部２３および円錐部２４の外周面に、直径０．１２ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下の鋼球を５０ｍ／ｓ以上の投射速度で投射して形成されると共に、直径が４μｍ以上２０μｍ以下に形成されるものとしたため、カム体５に確実にディンプル面２５を形成できると共に、そのディンプルに確実に潤滑油を保持させることができる。

また、鋼球の投射は、カバレージが１００％以上となるようにするため、ディンプル面２５に十分な数のディンプルを均等に形成でき、十分な量の潤滑油を保持できると共に、接触面に安定して潤滑油を供給できる。

なお、カム体５は、非パーキング時にはパーキングポール４よりもカム軸１２の基端側に位置され、カム軸１２が先端方向に移動したときパーキングポール４とブロック６との間に進入するものについて説明したが、これに限るものではない。カム体５は、非パーキング時には、パーキングポール４よりもカム軸１２の先端側に位置され、カム軸１２が基端方向に移動したときパーキングポール４とブロック６との間に進入するものとしてもよい。この場合、カム体５は、軸方向の向きを逆にしてカム軸１２に設けられるとよい。

また、ディンプル面２５は、可動カム部１４の緩傾斜角円錐部２３の外周に限るものではなく、パーキングポール４の作動レバー部８の表面に形成するものとしてもよい。これによってもカム体５とパーキングポール４との接触面に潤滑油を保持させておくことができ、油膜切れを防ぐことができ、ロック解除に必要な操作力を低減できる。

図４〜図１０は、パーキングポール４に上述の条件で鋼球を投射した後のディンプル面を電子顕微鏡で撮影した状態を示す。図示するように、各部に直径４〜２０μｍのディンプルを形成できることが分かる。

また、図１１は、本実施の形態にかかるパーキングポールの接触面に高面圧の負荷をかけて使用した後、撮影したもの（実施例）であり、図１２はディンプル面を有しないパーキングポールを同一負荷条件で使用した後、撮影したもの（比較例）である。なお、図１１に示すパーキングポールの最終仕上げ方法は、浸炭焼き入れ後、スケールを除去し、上述の条件で鋼球を投射して作動レバー部にディンプル面を形成したものである。図１２に示すパーキングポールの最終仕上げ方法は、浸炭焼き入れ後、スケール除去のみ実施したものである。

図１２に示す比較例では、使用面で油膜切れが発生し、融着による表面のはく離が発生しているのに対し、図１１に示す実施例では、使用面に融着によるはく離がなく、焼きつき限界荷重が向上していることが分かる。

図１３は、パーキングギヤ上のトルクとロック解除時のカム軸の操作トルクとの関係を表したものである。図中の実線は可動カム部の緩傾斜角円錐部の外周面の外周にディンプル面が形成されている場合を示し、破線はディンプル面が形成されていない場合を示す。

図示するように、ディンプル面が形成されていない場合より、ディンプル面が形成されている場合の方がカム軸の操作トルクを小さく抑えられ、接触面の摩擦係数を低く安定化できていることが分かる。

１ パーキング機構
２ 出力軸
３ パーキングギヤ
４ パーキングポール
５ カム体
８ 作動レバー部
９ 爪
１２ カム軸
２３ 緩傾斜角円錐部（作用側円錐部）
２４ 円錐部（非作用側円錐部）
２５ ディンプル面

Claims (3)

1. 変速機の出力軸に設けられタイヤと直結されてタイヤをロックするためのパーキングギヤと、前記変速機内で揺動自在に設けられパーキング時に前記パーキングギヤと噛合してパーキングギヤをロックするためのパーキングポールと、該パーキングポールの作動レバー部に対して交差する方向に進退自在に設けられると共に、パーキング時にパーキングポールを作動する位置に進入され、かつ、非パーキング時に後退する位置に保持されるカム軸を有し、該カム軸に非パーキング時に前記作動レバー部と係合する非作用側円錐部を有すると共にその非作用側円錐部と連続し、かつ、作動レバー部をパーキングギヤにパーキングポールの爪が係合する位置に揺動する作用側円錐部を有するカム体と、を備えた変速機のパーキング機構において、
   前記カムの作用側円錐部の外周又は、前記パーキングポールの作動レバー部に、潤滑油を溜めておくためのディンプル面を形成したことを特徴とする変速機のパーキング機構。
2. 前記ディンプル面は浸炭材からなり、前記ディンプル面のディンプルは、前記カムの作用側円錐部の外周面又は、前記パーキングポールの作動レバー部の表面に、直径０．１２ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下の鋼球を５０ｍ／ｓ以上の投射速度で投射して形成されると共に、直径が４μｍ以上２０μｍ以下に形成された請求項１記載の変速機のパーキング機構。
3. 前記鋼球の投射は、カバレージが１００％以上となるようにされた請求項２記載の変速機のパーキング機構。