JP2015085914A - 車両用パーキングロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性の低下を抑制する車両用パーキングロック装置を提供する。
【解決手段】パーキングロックポール１６におけるカム３０との接触部位及びスリーブ２８におけるカム３０との接触部位の少なくとも一方に凹面２０ｂ、２８ｂが形成され、凹面２０ｂ、２８ｂは、カム３０がパーキングロックポール１６とスリーブ２８との間に挿入される際の進行方向における一端部から他端部にかけてカム３０と接触するものであることから、パーキングロックポール１６とカム３０との接触面圧を低く抑えることができ、接触部位の摩耗を好適に抑制できる。すなわち、耐久性の低下を抑制する車両用パーキングロック装置１０を提供することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両用パーキングロック装置に関し、特に、耐久性の低下を抑制するための改良に関する。

パーキングギヤの歯溝に係合する爪部を有し、前記爪部が前記歯溝に係合する係合位置と係合しない退避位置との間を移動可能とされたパーキングロックポールと、変速機のケーシングに固定されたスリーブと、前記パーキングロックポールと前記スリーブとの間に挿入されてそれらに接触させられ、前記パーキングロックポールを前記係合位置へ移動させるカムとを、備えた車両用パーキングロック装置が知られている。例えば、特許文献１に記載されたパーキングロック装置がその一例である。この技術によれば、パーキングロックポールに傾斜面を設けることにより、前記カムが前記パーキングロックポールと前記スリーブとの間に挿入される際の進行をスムーズなものとすることができる。

特開２０１０−２０２０９９号公報 特開２００９−２８０１７８号公報 特開２００６−２８１９０６号公報 特開平０９−０２４８０５号公報 特開平０３−０８６６６０号公報

しかし、前記従来の技術においては、前記パーキングロックポールと前記カムとが点接触となり、接触面圧が高くなる場合が考えられる。このため、接触部位が摩耗して前記パーキングギヤの歯溝と前記パーキングロックポールとの噛合い代が減少する等して、装置の耐久性が低下するおそれがあった。このため、耐久性の低下を抑制する車両用パーキングロック装置の開発が求められていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、耐久性の低下を抑制する車両用パーキングロック装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本第１発明の要旨とするところは、パーキングギヤの歯溝に係合する爪部を有し、前記爪部が前記歯溝に係合する係合位置と、前記爪部が前記歯溝に係合しない退避位置との間を移動可能とされたパーキングロックポールと、変速機のケーシングに固定されたスリーブと、前記パーキングロックポールと前記スリーブとの間に挿入されてそれらに接触させられ、前記パーキングロックポールを前記係合位置へ移動させるカムとを、備えた車両用パーキングロック装置であって、前記パーキングロックポールにおける前記カムとの接触部位及び前記スリーブにおける前記カムとの接触部位の少なくとも一方に凹面が形成され、前記凹面は、前記カムが前記パーキングロックポールと前記スリーブとの間に挿入される際の進行方向における一端部から他端部にかけて前記カムと接触する曲面であることを特徴とするものである。

このように、前記第１発明によれば、前記パーキングロックポールにおける前記カムとの接触部位及び前記スリーブにおける前記カムとの接触部位の少なくとも一方に凹面が形成され、前記凹面は、前記カムが前記パーキングロックポールと前記スリーブとの間に挿入される際の進行方向における一端部から他端部にかけて前記カムと接触する曲面であることから、前記パーキングロックポールと前記カムとの接触面圧を低く抑えることができ、接触部位の摩耗を好適に抑制できる。すなわち、耐久性の低下を抑制する車両用パーキングロック装置を提供することができる。

前記第１発明によれば、前記パーキングロックポールと前記カムとの接触面圧を低く抑えることで、それらの接触部位における摺動抵抗を低下させることができ、パーキングロック解除の操作荷重の増加を好適に抑制できる。更に、パーキングロック状態とするために、前記パーキングロックポールに加える力が小さくて済むため、前記パーキングロックポール及び前記パーキングギヤを小型化できるという利点もある。すなわち、装置を小型化すると負荷が増えるが、前記第１発明によれば、前記パーキングロックポールと前記カムとの接触面圧を低く抑えることができるため、大きな負荷に耐えることができ、結果として装置を小型化することが可能となる。

前記第１発明に従属する本第２発明の要旨とするところは、前記パーキングロックポールは、カム導入曲面を備え、前記凹面は、前記パーキングロックポールにおける前記カムとの接触部位において、前記カムが前記パーキングロックポールと前記スリーブとの間に挿入される際の進行方向における前記カム導入曲面に続いて形成されたものである。このようにすれば、前記パーキングロックポールと前記カムとの接触面圧を実用的な態様で好適に低下させることができる。

本発明の好適な実施例である車両用パーキングロック装置の構成の要部を説明する斜視図であり、パーキングロック解除状態を示している。 図１の車両用パーキングロック装置におけるパーキングロック状態を示す斜視図である。 図１の車両用パーキングロック装置における一部構成を断面で示す図である。 図１の車両用パーキングロック装置におけるパーキングロックポールに形成された凹面の構成を例示する斜視図である。 図１の車両用パーキングロック装置におけるスリーブに形成された凹面の構成を例示する斜視図である。 図１の車両用パーキングロック装置におけるパーキングロックポールとカムとの接触部位を詳しく説明する部分断面図である。 図１の車両用パーキングロック装置におけるスリーブとカムとの接触部位を詳しく説明する部分断面図である。

本発明は、シフト操作装置における操作位置に応じて機械的に前記カムが駆動される手動式の車両用パーキングロック装置に好適に適用される。或いは、シフト操作装置における操作位置に応じてアクチュエータにより前記カムが駆動されるシフトバイワイヤ機構における車両用パーキングロック装置に好適に適用される。

本発明において、好適には、前記凹面は、前記パーキングロックポールにおける前記カムとの接触部位において、前記カムにおけるカム面と対向する平面部と前記カム導入曲面との間に形成されたものである。

本発明において、好適には、前記スリーブは、カム導入曲面を備え、前記凹面は、前記スリーブにおける前記カムとの接触部位において、前記カムが前記パーキングロックポールと前記スリーブとの間に挿入される際の進行方向における前記カム導入曲面に続いて形成されたものであり、前記凹面の曲率半径は、前記カムにおけるカム面の曲率半径以上且つ前記カム導入曲面の曲率半径未満である。

本発明において、好適には、前記凹面は、前記スリーブにおける前記カムとの接触部位において、前記スリーブの内周面と前記カム導入曲面との間に形成されたものである。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面について、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。

図１及び図２は、本発明の好適な実施例である車両用パーキングロック装置１０の構成の要部を説明する斜視図である。図１及び図２においては、後述する予圧ばね３６等の構成を省略して示している。前記パーキングロック装置１０は、車両の停車時に図示しない車輪軸の回転を停止させる（ロックする）機構であり、図示しない変速機（自動変速機、トランスアクスル）のケーシング１２内に備えられている。前記パーキングロック装置１０は、図示しない車輪軸に直接乃至間接に連結されたパーキングギヤ１４を備えている。例えば、前記ケーシング１２内には、変速機の出力軸と差動歯車装置との間の動力伝達経路の一部を構成する図示しないカウンタ軸が設けられており、そのカウンタ軸の軸端に前記パーキングギヤ１４が固設されている。このパーキングギヤ１４は、外周側に複数の歯１４ａを備えた歯車状に構成されている。相互に隣り合う歯１４ａの間には、歯溝１４ｂが形成されている。すなわち、前記パーキングギヤ１４は、複数の歯溝１４ｂを備えている。

前記パーキングロック装置１０は、前記パーキングギヤ１４の歯溝１４ｂに係合する爪部１６ａを有するパーキングロックポール１６を備えている。このパーキングロックポール１６は、前記爪部１６ａが前記歯溝１４ｂに係合（嵌合）する係合位置（パーキングロック位置）と、前記爪部１６ａが前記歯溝１４ｂに係合しない退避位置（非パーキングロック位置）との間を移動可能とされている。図１は前記パーキングロックポール１６が前記退避位置とされた状態、図２は前記パーキングロックポール１６が前記係合位置とされた状態を、それぞれ示している。図１及び図２に示すように、前記パーキングロックポール１６は、長手状（レバー状）に形成され、その長手方向の中央部に前記爪部１６ａを備えている。基端部１６ｂがピン１８によって回動可能に前記ケーシング１２に支持されている。前記基端部１６ｂの反対側の端部に、後述するカム３０に接触させられる接触部２０を備えている。斯かる構成において、前記パーキングロックポール１６は、前記ピン１８を回動中心として、図１に示す前記退避位置と、図２に示す前記係合位置との間を回動させられる。好適には、前記パーキングロックポール１６は、図示しないリターンスプリングによって前記退避位置すなわち前記爪部１６ａが前記歯溝１４ｂに係合しない位置に向かって常時付勢されている。

前記パーキングロック装置１０は、図示しないシフトレバー等のシフト操作装置におけるシフト操作位置に応じて回転駆動される軸部材２２と、その軸部材２２の所定位置に相対回転不能に固定されると共にその軸心まわりに回動可能に設けられたディテント部材２４と、基端部がそのディテント部材２４に回動可能に連結されたパーキングロッド２６とを、備えている。前記軸部材２２は、シフト操作装置におけるシフト操作位置に応じて機械的に回転駆動される手動式装置の要素であってもよいし、シフト操作装置におけるシフト操作位置に応じてアクチュエータにより回転駆動される所謂シフトバイワイヤ機構の要素であってもよい。前記ディテント部材２４は、パーキングロック位置及び非パーキングロック位置にそれぞれ位置決めされるための凹状谷部を有するカム面２４ａを外周縁部に備えている。そのカム面２４ａが設けられた側とは反対側の端部に、前記パーキングロッド２６が回動可能に連結されている。前記ディテント部材２４は、ディテントプレート、パーキングレバー、ディテントレバー、節度板等とも称される。

前記パーキングロッド２６の先端部すなわち前記ディテント部材２４に回動可能に連結された側とは反対側の端部には、カム（パーキングロックカム）３０が長手方向の移動可能に嵌め付けられている。前記ケーシング１２には、スリーブ２８が固定されている。前記カム３０は、前記パーキングロックポール１６における前記接触部２０と前記スリーブ２８との間に挿入される挿入位置と、前記接触部２０と前記スリーブ２８との間に挿入されない離脱位置との間を移動可能とされている。

図３は、前記パーキングロック装置１０における前記接触部２０、スリーブ２８、及びカム３０等の構成を詳しく説明する図であり、一部構成を断面で示している。図３は、前記カム３０が前記接触部２０と前記スリーブ２８との間に挿入されてそれらに接触させられ、前記パーキングロックポール１６が前記係合位置とされた状態を示している。図３に示すように、前記カム３０は、その側周部（側周面）にカム面３２を備えている。このカム面３２は、好適には、前記カム３０が前記パーキングロックポール１６と前記スリーブ２８との間に挿入される際の進行方向（図３において矢印Ｂで示している）に径寸法が漸減させられるテーパ状に形成されたものである。更に、前記進行方向における前記カム３０の先端部には、前記カム３０が前記パーキングロックポール１６と前記スリーブ２８との間に挿入される際の導入部として、前記進行方向に径寸法が漸減させられるテーパ面３４が形成されている。前記パーキングロッド２６の先端部には、前記カム３０を図示しない先端ストッパへ向かって予め設定された予荷重で付勢するコイル状の与圧ばね３６が、前記パーキングロッド２６の所定位置に固定された図示しないばね受けと前記カム３０との間に介挿されている。以上のように構成された前記カム３０は、前記パーキングロッド２６の長手方向（カム３０近傍における軸心方向）の移動可能に支持され、前記カム３０が前記パーキングロックポール１６の接触部２０及び前記スリーブ２８に対して摺動可能に移動させられるようになっている。

図３に示すように、前記パーキングロックポール１６における接触部２０は、カム導入曲面２０ａを備えている。このカム導入曲面２０ａは、前記接触部２０における前記カム３０との接触部位において、前記カム３０が前記パーキングロックポール１６と前記スリーブ２８との間に挿入される際に、そのカム３０におけるテーパ面３４が接触（当接）させられる位置に傾斜して形成された例えば部分円筒状の凹曲面である。好適には、前記カム導入曲面２０ａの曲率半径は、前記カム３０におけるテーパ面３４の曲率半径以上とされたものである。前記スリーブ２８は、カム導入曲面２８ａを備えている。このカム導入曲面２８ａは、前記スリーブ２８における前記カム３０との接触部位において、前記カム３０が前記パーキングロックポール１６と前記スリーブ２８との間に挿入される際に、そのカム３０におけるテーパ面３４が接触（当接）させられる位置に傾斜して形成された例えば部分円錐状の凹曲面である。好適には、前記カム導入曲面２８ａの曲率半径は、前記カム３０におけるテーパ面３４の曲率半径以上とされたものである。

前記パーキングロック装置１０が図１に示す状態、すなわち前記爪部１６ａが前記歯溝１４ｂに係合しない退避位置とされた状態から、図示しないシフト操作装置におけるシフト操作位置に応じて前記軸部材２２が矢印Ａに示す方向に回転させられると、その軸部材２２と一体的に設けられた前記ディテント部材２４が同方向に回動させられ、前記パーキングロッド２６が矢印Ｂに示す方向に繰り出される。これにより、前記カム３０が前記予圧ばね３６の付勢力により矢印Ｂに示す方向に押し出され、前記パーキングロックポール１６の接触部２０と前記スリーブ２８との間に挿入されてそれらに接触させられる前記挿入位置とされる。前記カム３０が前記挿入位置とされることで、前記パーキングロックポール１６における前記接触部２０が前記スリーブ２８に対して離隔する方向へ移動させられ、前記パーキングロックポール１６が図２に示す前記係合位置へ移動（回動）させられる。前記パーキングロックポール１６が前記係合位置とされた状態すなわちパーキングロック状態においては、前記パーキングギヤ１４と連結された車輪軸の回転が抑制される。

前記パーキングロック装置１０が図２に示す状態、すなわち前記爪部１６ａが前記歯溝１４ｂに係合する係合位置とされた状態から、図示しないシフト操作装置におけるシフト操作位置に応じて前記軸部材２２が矢印Ａ′に示す方向に回転させられると、その軸部材２２と一体的に設けられた前記ディテント部材２４が同方向に回動させられ、前記パーキングロッド２６が矢印Ｂ′に示す方向に抜き出される。これにより、前記カム３０が矢印Ｂ′に示す方向に抜き出され、前記パーキングロックポール１６の接触部２０と前記スリーブ２８との間から引き抜かれて前記離脱位置とされる。前記カム３０が前記離脱位置とされることで、図示しないリターンスプリングの付勢力により、前記爪部１６ａが前記歯溝１４ｂに係合しない位置に向かって前記パーキングロックポール１６が付勢され、前記パーキングロックポール１６が図１に示す前記退避位置へ移動（回動）させられる。前記パーキングロックポール１６が前記退避位置とされた状態すなわちパーキングロック解除状態においては、前記パーキングギヤ１４と連結された車輪軸の回転が許容（フリー回転）される。

前記のようなパーキングロック装置において、従来の技術では、カムがパーキングロックポールとスリーブとの間に挿入されてそれらに接触させられる前記挿入位置において、パーキングロックポールとカムとの接触が点接触となるおそれがある。これにより、装置の耐久性の低下が問題となる。例えば、坂路にてパーキングロック装置のみの制動力により車両駐車を行ったり、走行状態からパーキングロック装置の制動力により停車する等の操作を行った場合、パーキングロックポールとパーキングギヤとが噛み合い、パーキングロックポールとカムとの噛合い面に負荷がかかる。繰り返し入力が入ると、カムにおけるパーキングロックポールとの接触面にあれ（損傷）が生じる。パーキングロックポールにおけるカムとの接触面も摩耗する。カムにおけるパーキングロックポールとの接触面のあれにより、パーキングロックポールとスリーブとの間からカムを図２の矢印Ｂ′に示す方向に引き抜くための荷重が増加するため、パーキングロック装置によるロック状態の解除（Ｐ抜き操作）のための操作荷重が増加する。パーキングロックポールにおけるカムとの接触面の摩耗により、パーキングロック装置によるロック状態でのパーキングロックポールの配置が下がり（カムが挿入された状態において接触部がスリーブに近づく結果となり）、パーキングロックポールの爪部とパーキングギヤの歯溝との噛合い代が減少するおそれがある。

そこで、本実施例のパーキングロック装置１０においては、前記パーキングロックポール１６における前記カム３０との接触部位及び前記スリーブ２８における前記カム３０との接触部位の少なくとも一方に、前記カム３０の側周面すなわち前記カム面３２にならう凹面が形成されている。図４は、前記パーキングロックポール１６の接触部２０に前記カム導入曲面２０ａよりも傾斜して形成された例えば部分円筒状の凹面２０ｂの構成を例示する図である。この図４に示すように、前記凹面２０ｂは、好適には、前記パーキングロックポール１６における前記カム３０との接触部位において、図３に矢印Ｂで示す前記進行方向における前記カム導入曲面２０ａに続いて形成されたものである。更に好適には、前記パーキングロックポール１６における前記カム３０との接触部位において、略平面状とされた平面部２０ｃと前記カム導入曲面２０ａとの間に形成されたものである。前記平面部２０ｃは、前記パーキングロックポール１６における前記カム３０との接触部位において、前記カム３０におけるカム面３２と対向する面に相当する。前記凹面２０ｂは、好適には、所定の曲率半径に対応する部分円筒面である。好適には、前記凹面２０ｂの曲率半径は、前記カム３０におけるカム面３２の曲率半径と略等しいものである。換言すれば、前記凹面２０ｂの曲率は、前記カム面３２の曲率と略等しいものである。

図５は、前記スリーブ２８における前記カム３０との接触部位に形成された凹面２８ｂの構成を例示する図である。この図５に示すように、前記凹面２８ｂは、好適には、前記スリーブ２８における前記カム３０との接触部位において、図３に矢印Ｂで示す前記進行方向における部分円錐面状のカム導入曲面２８ａに続いて形成されたものである。更に好適には、前記凹面２８ｂは、前記スリーブ２８における前記カム３０との接触部位において、円筒面状とされた内周面２８ｃと前記カム導入曲面２８ａとの間に傾斜して形成されたものである。前記凹面２８ｂは、好適には、所定の曲率半径に対応する部分円筒面である。好適には、前記凹面２８ｂの曲率半径は、前記カム３０におけるカム面３２の曲率半径と略等しいものである。換言すれば、前記凹面２８ｂの曲率は、前記カム面３２の曲率と略等しいものである。

図６は、前記カム３０が前記パーキングロックポール１６と前記スリーブ２８との間に挿入される際における前記接触部２０と前記カム３０との接触部位を詳しく説明する部分断面図であり、前記進行方向における前記凹面２０ｂに相当する範囲をａで示している。図７は、前記カム３０が前記パーキングロックポール１６と前記スリーブ２８との間に挿入される際における前記スリーブ２８と前記カム３０との接触部位を詳しく説明する部分断面図であり、前記進行方向における前記凹面２８ｂに相当する範囲をｂで示している。図６及び図７に示すように、前記凹面２０ｂ、２８ｂは、好適には、前記カム３０が前記パーキングロックポール１６の接触部２０と前記スリーブ２８との間に挿入される際の進行方向における一端部から他端部にかけて前記カム３０と接触するものである。すなわち、前記接触部２０と前記カム３０との接触部位においては、図６にａで示す範囲において、前記接触部２０の凹面２０ｂが前記カム３０のカム面３２に対して線接触延いては面接触させられる。前記スリーブ２８と前記カム３０との接触部位においては、図７にｂで示す範囲において、前記スリーブ２８の凹面２８ｂが前記カム３０のカム面３２に対して線接触延いては面接触させられる。ここで、前記パーキングロック装置１０においては、前記凹面２０ｂ、２８ｂの何れか一方が形成されたものであってもよい。好適には、前記パーキングロックポール１６の接触部２０に前記凹面２０ｂが形成されたものである。すなわち、前記スリーブ２８には、必ずしも前記凹面２８ｂが形成されなくともよい。

以上に説明したように、本実施例のパーキングロック装置１０においては、前記カム３０が前記パーキングロックポール１６と前記スリーブ２８との間に挿入される際に、前記カム３０との接触部位が線接触延いては面接触となり、ヘルツの接触応力により接触面圧が低下する。とりわけ、前記接触部２０における前記カム３０のカム面３２との接触部位が前記凹面２０ｂとされていることで、前記カム３０との接触部位を実用的な態様で面接触とすることができ、接触面圧が大幅に低下する。これにより、前記パーキングロックポール１６と前記カム３０との接触面圧を低く抑えることができ、過酷な使用環境下においても前記カム３０の表面にあれが生じたり、前記パーキングロックポール１６における前記カム３０との接触部位に摩耗が生じる等の不具合を軽減することができる。前記スリーブ２８に前記凹面２８ｂを形成することにより、前記スリーブ２８と前記カム３０との接触面圧が低下した場合においても、同様の効果が得られる。これにより、前記パーキングロックポール１６と前記カム３０との摺動抵抗の増加を抑制し、パーキングロック解除のための操作荷重の増加を抑制できる。更に、前記パーキングロックポール１６の摩耗を抑制することで、そのパーキングロックポール１６の配置変化量（退避位置から係合位置への切り替え時における押上げストローク）を抑制できるため、前記パーキングギヤ１４及びパーキングロックポール１６の小型化が可能とされるという利点もある。

このように、本実施例によれば、前記パーキングロックポール１６における前記カム３０との接触部位及び前記スリーブ２８における前記カム３０との接触部位の少なくとも一方に凹面２０ｂ、２８ｂが形成され、前記凹面２０ｂ、２８ｂは、前記カム３０が前記パーキングロックポール１６と前記スリーブ２８との間に挿入される際の進行方向における一端部から他端部にかけて前記カム３０と接触するものであることから、前記パーキングロックポール１６と前記カム３０との接触面圧を低く抑えることができ、接触部位の摩耗を好適に抑制できる。すなわち、耐久性の低下を抑制する車両用パーキングロック装置１０を提供することができる。

前記パーキングロックポール１６は、カム導入曲面２０ａを備え、前記凹面２０ｂは、前記パーキングロックポール１６における前記カム３０との接触部位において、前記カム３０が前記パーキングロックポール１６と前記スリーブ２８との間に挿入される際の進行方向における前記カム導入曲面２０ａに続いて形成されたものであるため、前記パーキングロックポール１６と前記カム３０との接触面圧を実用的な態様で好適に低下させることができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０：車両用パーキングロック装置、１２：ケーシング、１４：パーキングギヤ、１４ｂ：歯溝、１６：パーキングロックポール、１６ａ：爪部、２０ａ：カム導入曲面、２０ｂ：凹面、２８：スリーブ、２８ｂ：凹面、２８ｃ：内周面、３０：カム、３２：カム面

Claims (2)

1. パーキングギヤの歯溝に係合する爪部を有し、前記爪部が前記歯溝に係合する係合位置と、前記爪部が前記歯溝に係合しない退避位置との間を移動可能とされたパーキングロックポールと、
   変速機のケーシングに固定されたスリーブと、
   前記パーキングロックポールと前記スリーブとの間に挿入されてそれらに接触させられ、前記パーキングロックポールを前記係合位置へ移動させるカムと
   を、備えた車両用パーキングロック装置であって、
   前記パーキングロックポールにおける前記カムとの接触部位及び前記スリーブにおける前記カムとの接触部位の少なくとも一方に凹面が形成され、
   前記凹面は、前記カムが前記パーキングロックポールと前記スリーブとの間に挿入される際の進行方向における一端部から他端部にかけて前記カムと接触する曲面である
   ことを特徴とする車両用パーキングロック装置。
2. 前記パーキングロックポールは、カム導入曲面を備え、
   前記凹面は、前記パーキングロックポールにおける前記カムとの接触部位において、前記カムが前記パーキングロックポールと前記スリーブとの間に挿入される際の進行方向における前記カム導入曲面に続いて形成されたものである
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用パーキングロック装置。

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