JP2019056484A - 車両の変速機用のパークロック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトな構造を有し、傾斜レバーを解除位置に移動させるためにバネの使用を必要とせず、カムの回転を引き起こすために加える必要のある力を低減することができる変速機用のパークロック装置を提供する。【解決手段】制御ユニットはカム２８を備え、カムは、第１の回転軸に平行な第２の回転軸を中心に回転可能に取り付けられ、傾斜レバー１８に備えられた第１のカム従動子３２と協働するように構成された第１の側面部と、傾斜レバーに備えられた第２のカム従動子３４と協働するように構成された第２の側面部とを有し、第１の回転方向において、傾斜レバーを解除位置から係合位置に傾斜させ、第１の回転方向と反対の第２の回転方向において、傾斜レバーを係合位置から解除位置に傾斜させる。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の変速機用のパークロック装置に関する。すなわち、独立請求項１のプリアンブルに記載されたように、車両駐車時にその車両の変速機軸の回転を防止するように配置された回転防止装置に関する。

上記タイプのパークロック装置は、例えば、米国特許第４，３６９，８６７号から知られている。当該既知の解決策によれば、パークロック装置は、歯車又はパーキングホイールと、歯車の回転を防止するために、歯車の２つの隣接する歯の間の空間に係合するように適合された係止歯が設けられた傾斜レバーとを備える。歯車は、車両の変速機の回転部材、この場合は差動ギアのケーシング、とともに回転するように駆動連結されている。傾斜レバーは、解除位置と係合位置との間で傾斜可能に取り付けられている。解除位置においては、係止歯が歯車の歯と噛み合っていないため、歯車は、差動ギアのケーシングとともに、自由に回転する。係合位置においては、係止歯が歯車の歯と噛み合っており、歯車の回転、及び差動ギアのケーシングの回転が防止され、従って、いずれかの走行方向（車両の駐車位置）において、車両の移動が防止される。傾斜レバーは、通常、バネによって解除位置に保持され、カムを介して傾斜レバーに作用する作動部材によって、解除位置から係合位置に移動される。カム従動子（ｃａｍ ｆｏｌｌｏｗｅｒ）として作用するローラが傾斜レバーに取り付けられ、カムの側面に接触するように保持される。

本発明の目的は、軸方向にコンパクトな構造を有し、傾斜レバーを解除位置に移動させるためにバネの使用を必要とせず、カムの回転を引き起こすために加える必要のある力を低減することができる車両の変速機用のパークロック装置を提供することである。

この目的及び他の目的は、本発明に係る独立請求項１に記載の特徴を有するパークロック装置によって完全に達成される。

本発明の好ましい実施形態は従属請求項に規定されており、その主題は以下の説明の必要な部分を形成するものである。

一言で言うと、本発明は、上記タイプのパークロック装置を提供する考えに基づき、傾斜レバーには２つのカム従動子が設けられ、それぞれがカムのそれぞれの側面部と協働することによって、カムが複動式カムとして動作する。すなわち、第１の回転方向において、傾斜レバーを解除位置から係合位置に傾斜させ、第１の回転方向とは反対の第２の回転方向において、傾斜レバーを係合位置から解除位置に傾斜させる。更に、本発明に係るパークロック装置は、カムが角隙間（ａｎｇｕｌａｒ ｃｌｅａｒａｎｃｅ）をもって取り付けられた駆動軸と、駆動軸の回転をいずれかの方向に駆動する回転アクチュエータと、カムに対して、駆動軸の回転軸を中心とした弾性トルクを加えるように適合されたバネと、を含む。

係合位置向けと解除位置向けとの傾斜レバーの両方の傾斜運動を制御する複動式カムの使用は、傾斜レバーを解除位置に保持するためにバネを必要とすることを回避することができる。更に、複動式カムの使用は、係止歯と歯車との間の接触力による傾斜レバーが係合位置にロックされたままのリスクを冒すことなく、解放力を低減することを可能にする。従って、カムの回転を引き起こすのに必要な力を低減することができる。

一実施形態によれば、バネの一の端部はカムに接続され、反対側の端部は駆動軸に接続され、カムに対し、前記第１の回転方向にカムを回転させる弾性トルクを加える。バネは、好ましくは、駆動軸に面する側において、駆動軸とは別個の部材として作製され、例えば、スプライン結合によって駆動軸に堅固に連結される。

代替的な実施形態によれば、バネの一の端部はカムに接続され、反対側の端部は変速機の固定部、例えば、ギアボックスのケーシングに接続される。

本発明の更なる特徴及び利点は、添付図面を参照して、非限定的な例によって、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本発明の一実施形態に係るパークロック装置が取り付けられた車両の変速機の一部を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るパークロック装置の斜視図である。 図２のパークロック装置の分解図である。 図２のパークロック装置の正面図であって、傾斜レバーが解除位置から係合位置に移動されたときに装置の一連の取られた位置を示す図である。 本発明の更なる実施形態に係るパークロック装置の斜視図である。

先ず、図１を参照すれば、本発明に係る車両の変速機用のパークロック装置は全体として１０で示されている。パークロック装置１０は、変速機のギアボックスケーシング１２内に収容され、変速機の第２のシャフト１４の回転を防止するように、又は代替的に、車両を駐車位置に静止状態に保持しなければならないときに、車両の車輪に非解放可能に接続されている変速機の他の回転部材のいずれかの回転を防止するように配置される。第２のシャフト１４は、その縦軸（ｘで示す）を中心に回転するためにギアボックスケーシング１２によって既知の方法で回転可能に支持されている。

パークロック装置１０は、先ず、第２のシャフト１４と回転可能に接続された歯車１６又はパーキングホイールと、歯車１６の回転を防止するように配置された係止歯２０が設けられた傾斜レバー１８とを備えている。係止歯２０は、歯車１６の２つの隣接する歯２２の間の自由空間に係合することによって、歯車１６の回転を防止する。傾斜レバー１８は、解除位置（図４ａ）と係合位置（図４ｄ）との間で回転軸（ロッド２４の長手方向軸ｘ１と一致する）を中心に傾斜可能なように、例えば、ロッド２４上に、支持されている。ロッド２４は、その長手方向軸（ｘ１で示されている）が、第２のシャフト１４の長手方向軸ｘ（歯車１６の回転軸と一致する）に平行するように延びている。解除位置においては、係止歯２０が歯車１６の歯２２と噛み合っていないため、歯車１６は、第２のシャフト１４とともに、軸ｘを中心に自由に回転する。係合位置においては、係止歯２０が歯車１６の歯２２と噛み合っており、軸ｘを中心とした歯車１６及び第２のシャフト１４の回転が防止され、従って、いずれかの駆動方向（車両のパーキング位置）において、車両の移動が防止される。

また、図２−４を参照すれば、パークロック装置１０は、前述した解除位置と係合位置との間のいずれかの方向において、傾斜レバー１８の回転軸ｘ１を中心とした傾斜レバー１８の傾斜運動を制御する制御ユニットを更に備える。制御ユニットは、基本的に、駆動軸２６と、カム２８と、回転アクチュエータ３０とを有する。駆動軸２６は、その長手方向軸に一致しており、且つ軸ｘ及びｘ１に平行に延びている回転軸ｘ２を中心に回転可能に取り付けられている。カム２８は、駆動軸２６に取り付けられている。回転アクチュエータ３０は、例えば、電動アクチュエータであって、いずれかの方向の駆動軸２６の回転、そしてカム２８の回転を制御する。

カム２８及び傾斜レバー１８は、フラットな要素のように作製され、歯車１６と同一の平面に配置されている。

傾斜レバー１８には、第１のカム従動子３２及び第２のカム従動子３４が設けられている。第１のカム従動子３２と第２のカム従動子３４とは、傾斜レバー１８の回転軸ｘ１を中心に互いに角度をなして配置され、それぞれがカム２８の第１の側面部３６ａと、又は第２の側面部３６ｂと協働する。従って、カム２８は複動式カムとして動作する。すなわち、第１の回転方向（図４を見ている者の視点から見て反時計回り方向）に、第１の側面部３６ａと第１のカム従動子３２との相互作用によって、傾斜レバー１８を解除位置から係合位置に向かう方向に傾斜させる（図４ａから図４ｄのシーケンスに示すように）、また、第１の回転方向とは反対の第２の回転方向において、第２の側面部３６ｂと第２のカム従動子３４との相互作用によって、傾斜レバー１８を係合位置から解除位置に向かう方向に傾斜させる。

カム２８は、図４に示すように、角隙間をもって駆動軸２６に取り付けられている。この目的のために、カム２８は、例えば複数の内側半径方向のキャビティ３８を有し、各内側半径方向のキャビティ３８の内部において、駆動軸２６の個々の半径方向の突起４０は、隙間に係合している。すなわち、半径方向のキャビティ３８の円周方向のサイズ（幅）は、半径方向の突起４０の幅よりも小さい。

バネ４２は、例えば、円筒状の螺旋ねじりバネのように作製され、カム２８と駆動軸２６との間に挿入されている。バネ４２は、その第１の端部においてカム２８に接続され、その反対側の端部において駆動軸２６に接続されることによって、カム２８に対して、前記第１の回転方向、即ち、傾斜レバー１８を解除位置から係合位置に回転させる傾向の弾性トルクを加える。好ましくは、図示の実施形態のように、バネ４２は、駆動軸２６に面する側において当接部材４４に接続されている。当接部材４４は、駆動軸２６とは別個の部材として作製され、回転軸ｘ２を中心に駆動軸２６と一体に回転可能のように、駆動軸２６に、例えばスプラインカップリング４６によって、堅固に連結されている。

また、パークロック装置１０は、回転アクチュエータ３０の位置フィードバック制御を可能にするために、駆動軸２６又は当接部材４４の回転軸ｘ２に関する角位置を検出するための位置センサを備えることができる。

次に、図４のａ）、ｂ）、ｃ）、及びｄ）に示す様々な状態に示されているように、パークロック装置１０の動作、特にその制御ユニットの動作について、傾斜レバー１８が解除位置から係合位置に移動される場合を参照して説明する。

状態ａ）において、傾斜レバー１８が解除位置にあり、すなわち、係止歯２０は歯車１６の歯２２と噛み合っていない。傾斜レバー１８の第２のカム従動子３４とカム２８の第２の側面部３６ｂとの間の接触により、傾斜レバー１８は当該位置に保持される。従って、傾斜レバー１８は、カム２８が図４ａに示された位置に維持される限り、回転軸ｘ１を中心に係合位置に向かって（図４を見ている者の視点から見て時計回りの方向に）回転することが防止される。駆動軸２６が回転しない場合、カム２８は、カム２８と駆動軸２６との間に作用するバネ４２の予荷重によって前記位置に保持される。このような予荷重は、実際に、カム２８を駆動軸２６に対して反時計回り方向に回転させる傾向がある。従って、カム２８の半径方向のキャビティ３８の第１のフランク３８ａは、対応する駆動軸２６の半径方向の突起４０の第１のフランク４０ａに当接する。

このような状態から開始する場合には、駆動軸２６は、まず、駆動軸２６とカム２８との間の角隙間に等しい角度まで、回転軸ｘ２を中心に第１の回転方向（反時計回り方向）に回転される（状態ｂ）を参照）。このような動きは、動的作用又は歯対歯の接触によるカム２８の回転を生じさせることなく、バネ４２の更なる弾性変形を引き起こすのみである。

この時点で、駆動軸２６が回転軸ｘ２を中心に第１の回転方向に更に回転されることなく、バネ４２によってカム２８に加えられる弾性トルクは、カム２８を、駆動軸２６に対して、第１の回転方向に回転させる傾向がある。従って、カム２８の第１の側面部３６ａと傾斜レバー１８の第１のカム従動子３２とが相互作用した結果、傾斜レバー１８を係合位置に向かって回転軸ｘ１を中心に回転させる（状態ｃ）を参照）。最終的に、歯車１６が回転するうち、傾斜レバー１８の係止歯２０が歯車１６の２つの隣接する歯２２の間の自由空間に面するときに、係合位置に達する（状態ｄ）を参照）。

ここで、カム２８は、バネ４２によって、このように到達した位置に保持され、傾斜レバー１８の第１のカム従動子３２と、より大きい直径を有するカム２８の第１の側面部３６ａの長さとの係合により、傾斜レバー１８が係合位置から解除位置に向かう方向へ回転することが防止される。このように、パークロック装置１０は、歯車１６と傾斜レバー１８との間で交わされた接触力によって、自主的に解除することができないため、パークロック装置１０は不可逆的である。

傾斜レバー１８の係合位置から解除位置へ戻る移動は、駆動軸２６の回転のみによって発生される。すなわち、傾斜レバー１８の第２のカム従動子３４とカム２８の第２の側面部３６ｂとの相互作用によって、カム２８の逆方向（図４を見ている者の視点から見て時計回りの方向）の回転のみによって発生される。傾斜レバー１８が解除位置にあるとき、複動式カムのようなカム２８の構成により、装置の構成要素の間に作用する接触力によって、傾斜レバー１８は、係合位置に向かって移動することができない。従って、傾斜レバー１８をその位置に保持するために特別なバネを必要としない。

最後に、図５は、本発明に係る車両の変速機用のパークロック装置の更なる実施形態を示す。図５を参照すれば、図１−４に示されたパークロック装置と同一又は対応するパークロック装置の部品及び要素が同一の参照番号で示されているが、当該更なる実施形態に係るパークロック装置は、図１−４に示されたものとは相違がある。すなわち、当該更なる実施形態に係るパークロック装置は、当接部材４４を備えていない、従って、バネ４２は、カム２８に接続された端部とは反対側の端部において、ギアボックスケーシング１２に接続されている。それ以外に、図１−４の実施形態に関連する前述した説明は依然適用される。バネ４２のこのような配置によって、当該更なる実施形態のパークロック装置は自己係合型である。

以上の説明及び添付図面に示したように、傾斜レバー及びカムがフラットな要素であって、歯車と同一の平面に取り付けられているため、本発明のパークロック装置は、なによりも、軸方向に非常にコンパクトな構造を有する利点を提供する。

更に、複動式カムを使用することによって、従来技術によるパークロック装置に必要とされている特別な保持バネを必要とすることなく、傾斜レバーを解除位置に保持することができる。

更に、複動式カムの使用は、従来技術に対して、解放力、すなわち、傾斜レバーを係合位置から解除位置に移動させるために必要な力を、歯車と交わされる接触力によって傾斜レバーが係合位置に保持されるリスクを冒すことなく、低減することができる。

当然ながら、本発明の原理が変更されないように、実施形態及び構成の詳細は、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲から逸脱することなく、単に非限定的な例によって説明及び図示されたものとは大きく相違することが可能である。

Claims (7)

1. 車両の変速機用のパークロック装置（１０）であって、
   前記車両の車輪に非解放可能に接続されている前記車両の変速機の回転部材（１４）とともに回転するように接続された歯車（１６）と、
   前記歯車（１６）の回転を防止するために、前記歯車（１６）の１対の隣接する歯（２２）の間の自由空間に挿入されることによって歯車（１６）に係合する係止歯（２０）を備え、解除位置と係合位置との間で傾斜するように第１の回転軸（ｘ１）を中心に傾斜可能に取り付けられた傾斜レバー（１８）であって、前記解除位置において、前記係止歯（２０）が前記歯車（１６）と係合しておらず、前記歯車（１６）の回転を可能にし、前記係合位置において、前記係止歯（２０）が前記歯車（１６）と係合し、前記歯車（１６）の回転を防止する、前記傾斜レバー（１８）と、
   前記解除位置と前記係合位置との間において、前記第１の回転軸（ｘ１）を中心とした前記傾斜レバー（１８）の傾斜運動を制御する制御ユニット（２６，２８，３０）と、
   を備え、
   前記傾斜レバー（１８）は、第１のカム従動子（３２）と第２のカム従動子（３４）とを有し、
   前記制御ユニット（２６，２８，３０，４２）は、
   前記第１の回転軸（ｘ１）に平行な第２の回転軸（ｘ２）を中心に回転可能に取り付けられた駆動軸（２６）と、
   前記第２の回転軸（ｘ２）を中心としたいずれかの方向において、前記駆動軸（２６）の回転を制御する回転アクチュエータと、
   前記第２の回転軸（ｘ２）を中心に回転するように前記駆動軸（２６）に取り付けられたカム（２８）と、
   を有し、
   前記カム（２８）は、
   前記傾斜レバー（１８）の前記第１のカム従動子（３２）と協働するように構成された第１の側面部（３６ａ）と、
   前記傾斜レバー（１８）の前記第２のカム従動子（３４）と協働するように構成された第２の側面部（３６ｂ）と、
   を有し、
   第１の回転方向において、前記カム（２８）は、前記傾斜レバー（１８）を解除位置から係合位置に傾斜させ、前記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向において、前記カム（２８）は、前記傾斜レバー（１８）を係合位置から解除位置に傾斜させるように構成されており、
   前記カム（２８）は、角隙間を持って前記駆動軸（２６）に取り付けられ、
   前記制御ユニット（２６，２８，３０，４２）は、バネ（４２）を更に備え、前記バネ（４２）は、前記カム（２８）に対して、前記第２の回転軸（ｘ２）を中心とした弾性トルクを加えるように構成されている、
   ことを特徴とする、パークロック装置。
2. 前記バネ（４２）は、円筒状の螺旋ねじりバネである、請求項１に記載のパークロック装置。
3. 前記カム（２８）に対し、前記カム（２８）を、前記第１の回転方向に回転させる傾向の弾性トルクを加えるように、前記バネ（４２）は、その一の端部が前記カム（２８）に接続され、反対側の端部が前記駆動軸（２６）に接続されるように構成されている、請求項１又は２に記載のパークロック装置。
4. 前記バネ（４２）は、その一の端部が前記カム（２８）に接続され、反対側の端部が前記変速機の固定部（１２）に接続されるように構成されている、請求項１又は２に記載のパークロック装置。
5. 前記傾斜レバー（１８）及び前記カム（２８）は、前記歯車（１６）とともに、同一の平面に配置されたフラット要素である、請求項１から４のいずれか１項に記載のパークロック装置。
6. ギアボックスケーシング（１２）及び請求項１から５のいずれか一項に記載のパークロック装置（１０）を備える車両の変速機であって、前記パークロック装置（１０）は、前記ギアボックスケーシング（１２）内に収容されている、車両の変速機。
7. 前記ギアボックスケーシング（１２）内に収容され、且つ前記パークロック装置（１０）の前記歯車（１６）とともに回転するように堅固に連結された第２のシャフト（１４）を更に備える、請求項６に記載の車両の変速機。

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