JP5168405B2

JP5168405B2 - 車両のガタ音防止装置

Info

Publication number: JP5168405B2
Application number: JP2011503598A
Authority: JP
Inventors: 創加藤; 正人寺島; 祐紀桑本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2029-03-11
Also published as: US8684880B2; CN102348914B; DE112009004490B4; DE112009004490T5; CN102348914A; JPWO2010103625A1; WO2010103625A1; US20110319212A1

Description

【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両におけるガタ音を防止するための装置に関し、特に駆動力源が動作しかつ出力部材にトルクが現れないニュートラル状態でのガタ音を防止する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載された内燃機関などの駆動力源から駆動輪に対してトルクを伝達する伝動機構には、歯車などの噛み合い式の機構が多用されている。例えば有段式の変速機は、複数の歯車対や複数の遊星歯車機構を備え、クラッチなどの係合装置によって動力の伝達する経路を変更することにより変速を行うようになっている。また、ハイブリッド車では、差動作用を行う遊星歯車機構にエンジンと電動機とを連結し、その遊星歯車機構における反力要素の回転数を電動機によって変化させることによりエンジンの回転数を制御することが行われている。
【０００３】
一方、車両は停止時であってもエンジンを回転させ続ける。これに対して上記の伝動機構では、歯車同士が噛み合ったままになっている。歯車などの噛み合いによってトルクを伝達する機構ではバックラッシが必須であるから、トルクが作用していない状態では、そのバックラッシ分の相対回転が可能である。そのため、車両が停止して歯車などの伝動機構にトルクが掛かっていない状態でエンジンが回転していると、トルクの掛かっていない歯車が振動し、これが噛み合っている他の歯車との間でいわゆる歯打ちが生じ、騒音の原因となる。
【０００４】
例えば特開平８−１４５０７５号公報に記載されている歯車変速装置では、手動変速機におけるシンクロナイザリングを軸線方向に移動させてトルクの掛かっていない被駆動歯車に摩擦接触させるように構成している。すなわち、ニュートラル状態では入力軸の回転数が出力軸の回転数より大きくなるので、この回転数差を利用して、出力軸上の所定の回転部材を軸線方向に押圧し、その回転部材によってシンクロナイザリングがトルクの掛かっていない被駆動歯車に接触して被駆動歯車に摩擦力を作用させる。その結果、被駆動歯車にも幾分かの制動トルクが掛かることになるので、その振動やそれに起因する歯打ちが防止される。
［０００５］
上記の特開平８−１４５０７５号公報に記載された装置は、シンクロナイザリングの摩擦力を利用するものであるから、手動変速機における歯打ち音を防止することには有効であるが、手動変速機を搭載していない車両には適用できない。例えば、ハイブリッド車として、エンジン（内燃機関）と電動機とを、遊星歯車機構などの差動作用のある三要素の差動機構に連結し、その差動機構の出力要素を歯車などを介して出力部材に連結し、その出力部材から駆動輪にトルクを出力するように構成されているハイブリッド車が知られている。この種のハイブリッド車では、電動機を空転させることにより、出力部材もしくは駆動輪にトルクが現れないニュートラル状態を設定する。したがって、ニュートラル状態ではエンジンと出力部材もしくは駆動輪とがトルク伝達可能に連結されており、これは通常の走行状態と同じである。電動機が空転し、ここでトルクが抜けることにより出力部材もしくは駆動輪にトルクが現れないだけである。そのため、エンジンから駆動輪までの動力伝達系統の状態は、駆動状態とニュートラル状態とで変化がなく、エンジンのトルクの変動（振動）によって動力伝達系統における歯車の振動や歯打ち音あるいはガタ音が生じる。その種の駆動装置に前述したシンクロナイザリングを設けることはできないから、特開平８−１４５０７５号公報に記載されているようにして歯打ち音あるいはガタ音を防止することができない。
発明の開示
［０００６］
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、車両のニュートラル状態は運転者の操作によって設定されることに着目し、ニュートラル状態の選択操作があった場合にガタ音を防止する装置を提供することを目的とするものである。
［０００７］
上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源が出力したトルクを噛み合い式伝動機構を介して出力部材に伝達する伝動機構を備えるとともに、前記駆動力源が出力したトルクが前記出力部材に伝達される走行ポジションと前記駆動力源が出力したトルクが前記出力部材に伝達されないニュートラルポジションと前記車両を停止状態に維持するためのパーキングポジションとを選択するシフト手段を備え、前記伝動機構はニュートラルポジションが選択された場合にその伝動機構を構成しているいずれかの回転部材を空転させて前記出力部材にトルクが現れないように構成されている車両のガタ音防止装置において、前記シフト手段が操作されて前記ニュートラルポジションが選択されることにより動作して、前記出力部材もしくはその出力部材にトルクを伝達する回転部材もしくはこれと一体の部材に摩擦接触する摺動手段と、前記回転部材と共に回転するパーキングギヤと、前記パーキングポジションが選択されることにより前記パーキングギヤ側に動作してパーキングギヤに該パーキングギヤの回転を止めるように係合するロック部材とを有するパーキング機構とを更に備え、前記摺動手段は、前記ロック部材に取り付けられ、前記ニュートラルポジションが選択されて前記ロック部材が動作した場合に前記回転部材もしくはこれに一体の部材に摩擦接触する摩擦材を含むことを特徴とするものである。
［０００８］
［０００９］
さらに、この発明は、上記の発明において、前記ロック部材は、前記シフト手段で前記走行ポジションが選択された場合と、前記ニュートラルポジションが選択された場合と、前記パーキングポジションが選択された場合とでそれぞれ異なる位置に移動するように構成され、前記摩擦材は、前記回転部材に緩く巻き掛けられ、かつ前記ロック部材が前記ニュートラルポジションが選択されて所定位置に移動した場合には前記回転部材に接触するとともに前記走行ポジションが選択されて前記ロック部材が他の所定位置に移動した場合には前記回転部材に接触しない環状体を含むことを特徴とする車両のガタ音防止装置である。
［００１０］
さらに、この発明は、上記の発明において、前記シフト手段は、前記車両を停止状態に維持するためのパーキングポジションを選択する手段を含み、前記回転部材は、前記出力部材と共に回転しかつ係合用凹部を有するパーキングギヤを含み、前記係合用凹部に噛み合う突起部を有しかつパーキングポジションが選択されることにより前記パーキングギヤ側に動作して前記突起部を前記係合用凹部に噛み合わせるロック部材を更に備えるとともに、前記ロック部材は、前記シフト手段で前記走行ポジションが選択された場合と、前記ニュートラルポジションが選択された場合と、前記パーキングポジションが選択された場合とでそれぞれ異なる位置に移動するように構成され、前記摺動部材は、前記パーキングギヤに緩く巻き掛けられた状態で前記ロック部材における前記突起部の先端に取り付けられ、かつ前記ロック部材が前記ニュートラルポジションが選択されて所定位置に移動した場合には前記回転部材に接触するとともに前記走行ポジションが選択されて前記ロック部材が他の所定位置に移動した場合には前記回転部材に接触しない環状体を含むことを特徴とする車両のガタ音防止装置である。
【００１１】
さらに、この発明は、上記の発明において、前記環状体は、その一部が、前記突起部が前記係合用凹部に噛み合う際に前記突起部によって前記係合用凹部に押し込められるように構成されていることを特徴とする車両のガタ音防止装置である。
【００１２】
さらに、この発明は、上記いずれかの発明において、前記環状体は、ゴムリングを含むことを特徴とする車両のガタ音防止装置である。
【００１３】
さらに、この発明は、上記いずれかの発明において、前記駆動力源は、内燃機関を含み、前記噛み合い式伝動機構は、前記内燃機関が連結された入力要素および第１の電動機が連結された反力要素ならびに出力要素を有し、かつこれらの要素で差動作用を行う差動機構と、前記出力要素から前記出力部材にトルクを伝達するギヤとを含むことを特徴とする車両のガタ音防止装置である。
【００１４】
さらに、この発明は、上記の発明において、第２の電動機と、その第２の電動機と前記出力要素との間に設けられた歯車機構とを更に備えていることを特徴とする車両のガタ音防止装置である。
【００１５】
さらに、この発明は、上記の発明において、前記歯車機構は、前記第２の電動機のトルクを増幅して前記出力要素に伝達する減速機構を含むことを特徴とする車両のガタ音防止装置である。
【００１６】
さらに、この発明は、上記の発明において、前記減速機構は、キャリヤがケーシングに固定された遊星歯車機構を含むことを特徴とする車両のガタ音防止装置である。
【００１７】
さらに、この発明は、上記の発明において、前記ニュートラルポジションが選択された場合には、前記各電動機が空転させられるように構成されていることを特徴とする車両のガタ音防止装置である。
【００１８】
この発明によれば、駆動力源と出力部材とが、ニュートラルポジションが選択された場合であっても連結されており、したがって駆動力源のトルクの変動もしくは振動によって、伝動機構を構成しているいずれかの回転部材の回転位相が変化し、あるいはその回転部材が回転方向に振動する。ニュートラルポジションが選択されると、その選択操作に連動して摺動手段が動作し、その回転部材もしくはこれに一体の部材に対して摺動手段が摩擦接触する。その結果、前記伝動機構におけるトルクの掛かっていない回転部材の回転方向の振動が防止もしくは抑制される。そのため、当該回転部材と他の部材との相互の噛み合い箇所で衝突が生じたり、これに伴ういわゆるガタ音が生じたりすることを防止もしくは抑制することができる。
【００１９】
また、この発明によれば、シフト手段の操作によってロック部材が動作し、ニュートラルポジションが選択された場合には、そのロック部材によって摩擦材が前記回転部材もしくはこれに一体の部材に摩擦接触し、その結果、上記の発明と同様にガタ音が防止もしくは抑制される。そして、この発明によれば、既存のパーキング機構を利用してガタ音の防止を行うことができるので、装置の全体としての構成を簡素化することができる。
【００２０】
さらに、この発明によれば、ニュートラルポジションが選択された場合、それ以外のポジションでは前記回転部材に接触していなかった環状体が前記回転部材に摩擦接触させられ、その結果、その回転部材の回転方向での振動が抑制されてガタ音が防止もしくは抑制される。したがって、この発明によれば、上記の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
さらに、この発明によれば、パーキングギヤに凹部に噛み合うロック部材に環状体が取り付けられ、ニュートラルポジションが選択された場合にその環状体が前記パーキングギヤに摩擦接触させられるので、上記の発明と同様にガタ音を防止もしくは抑制することができる。
【００２２】
さらに、この発明によれば、パーキングポジションが選択された場合、環状体の一部がパーキングギヤに形成されている係合用凹部に、ロック部材の突起部によって押し込められ、これら突起部と係合用凹部の内面との間に挟み込まれる。その結果、パーキングギヤに交番的にトルクが掛かっても突起部と係合用凹部の内面とが直接接触することが回避され、パーキング状態でのガタ音あるいは歯打ち音を防止もしくは抑制することができる。
【００２３】
さらに、この発明によれば、ゴムリングを環状体として使用するので、全体としてのコストを低廉化することができる。
【００２４】
さらに、この発明によれば、いわゆるハイブリッド車におけるニュートラル状態でのガタ音を効果的に防止もしくは抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】走行ポジションが選択されている状態（ａ）、ニュートラルポジションが選択されている状態（ｂ）、パーキングポジションが選択されている状態（ｃ）のそれぞれにおける摩擦材とパーキングギヤあるいはカウンタドライブギヤとの相対位置関係を示す図である。
【図２】この発明で対象とするハイブリッド車の動力伝達系統を模式的に示す図である。
【図３】そのパーキングギヤとパーキングポールとを示す部分図である。
【図４】パーキング機構の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
この発明を具体例に基づいて説明する。この発明で対象とする車両は、駆動力源が出力したトルクを噛み合い式の伝動機構を介して出力部材に伝達し、さらにその出力部材から駆動輪にトルクを伝達するように構成されている。その駆動力源は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を含む。いわゆるハイブリッド車では、内燃機関と併せて電動機を備えており、走行状態によっては内燃機関が出力するトルクと電動機が出力するトルクとを出力部材を介して駆動輪に伝達するように構成される。図２にはいわゆる２モータ式のハイブリッド車の動力伝達系統を模式的に示してある。
【００２７】
また、この発明における噛み合い式伝動機構は、歯車機構が最も一般的であるが、これ以外にチェーンを用いた機構であってもよく、また一部にスプラインを介在させてあってもよい。要は、二つの部材が互いに噛み合っており、その噛み合い部分でトルクを伝達するように構成された機構であればよい。この伝動機構は、クラッチや流体伝動装置（トルクコンバータ）などのトルクを遮断できる機構を含んでいてもよいが、この発明に係る装置は、これらのトルクを遮断する機構を含まずに駆動力源と出力部材とを常時連結している伝動機構を搭載した車両に適用した場合に、より効果を奏する。この種の伝動機構で出力部材にトルクが現れないニュートラル状態を設定するには、その伝動機構を構成しているいずれかの回転部材を空転させ、その回転部材によっていわゆるトルク抜けを生じさせる。図２に示す例は、この種の伝動機構を有するハイブリッド駆動装置の例である。
【００２８】
ここで、図２に示すハイブリッド車の動力伝達系統の構成について説明する。駆動力源であるエンジン１の出力軸が動力分割機構を構成している遊星歯車機構２のキャリヤ３に連結されている。図２に示す例では、遊星歯車機構２はシングルピニオン型の遊星歯車機構であり、サンギヤ４と同心円状に内歯歯車であるリングギヤ５が配置されており、これらサンギヤ４とリングギヤ５とに噛み合っているピニオンギヤがキャリヤ３によって自転かつ公転可能に保持されている。そして、このサンギヤ４に第１の電動機６が連結されている。したがって、キャリヤ３が入力要素、サンギヤ４が反力要素、リングギヤ５が出力要素となっている。なお、電動機６は、発電機能を有するものであり、したがって以下の説明では第１モータ・ジェネレータ６と記す。
【００２９】
上記のリングギヤ５には外歯歯車であるカウンタドライブギヤ７が一体化されている。このカウンタドライブギヤ７は、この発明における出力部材の一部をなすカウンタドリブンギヤ８に噛み合っており、さらにこのカウンタドリブンギヤ８と一体となって回転するように同軸上に設けられた出力ギヤ９が、デファレンシャル（図示せず）のリングギヤ１０に噛み合っている。そして、そのデファレンシャルから左右の駆動輪１１にトルクを出力するように構成されている。
【００３０】
さらに、前記カウンタドライブギヤ７にトルクを付加し、あるいはエネルギ回生を行う第２の電動機１２が設けられている。この第２の電動機１２は上記の第１モータ・ジェネレータ６と同様に、発電機能を備えたものであり、したがって以下の説明では第２モータ・ジェネレータ１２と記す。この第２モータ・ジェネレータ１２と前記カウンタドライブギヤ７とは減速機構１３を介して連結されている。図２に示す例では、この減速機構１３はシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。
【００３１】
すなわち、外歯歯車であるサンギヤ１４と同心円状に内歯歯車であるリングギヤ１５が配置されており、これらサンギヤ１４とリングギヤ１５とに噛み合っているピニオンギヤがキャリヤ１６によって自転可能に保持されている。第２モータ・ジェネレータ１２はそのサンギヤ１４に連結され、またリングギヤ１５は前記カウンタドライブギヤ７に一体となって回転するように連結されている。さらに、キャリヤ１６はケーシング１７などの固定部にスプライン（図示せず）を介して連結されて固定されている。
【００３２】
したがって、図２に示す駆動装置では、エンジン１が出力した動力は動力分割機構を構成している遊星歯車機構におけるキャリヤ３に伝達され、ここからそのサンギヤ４およびリングギヤ５に分割される。この状態で第１モータ・ジェネレータ６を発電機として機能させると、サンギヤ４にいわゆる負のトルクが加えられ、その結果、リングギヤ５およびこれと一体のカウンタドライブギヤ７には、エンジン１から伝達されたトルクを増大させたトルクが現れる。
【００３３】
一方、第１モータ・ジェネレータ６で発生した電力が第２モータ・ジェネレータ１２に供給され、第２モータ・ジェネレータ１２がモータとして動作する。その第２モータ・ジェネレータ１２が出力したトルクは減速機構１３で増幅されてリングギヤ５およびこれと一体のカウンタドライブギヤ７に伝達される。したがって、カウンタドライブギヤ７からカウンタドリブンギヤ８には、エンジントルクを動力分割機構で増幅したトルクと、第２モータ・ジェネレータ１２のトルクを減速機構１３で増幅したトルクとを合計したトルクが伝達される。また、この場合、第１モータ・ジェネレータ６によってサンギヤ４の回転数を変化させると、キャリヤ３およびこれに連結されているエンジン１の回転数が変化する。したがって、エンジン１の回転数が、燃費が良好な回転数となるように第１モータ・ジェネレータ６によって制御される。
【００３４】
上記の動力伝達系統は、エンジン１から駆動輪１１までの全体が常時連結されているように構成されているから、出力部材にトルクが現れないニュートラル状態は、いずれかの箇所でいわゆるトルク抜けを生じさせることにより設定される。具体的には、上記の第１および第２のモータ・ジェネレータ６，１２のうちの少なくとも一方を電気的に遮断して空転させる。こうすることにより、エンジン１が出力したトルクが、動力分割機構におけるサンギヤ４あるいは減速機構１３のサンギヤ１４から抜けるので、カウンタドライブギヤ７や出力部材であるカウンタドリブンギヤ８にトルクは現れず、ニュートラル状態になる。
【００３５】
さらに、車両が停止している場合に駆動輪１１が回転しないようにするためのパーキング機構１８が設けられている。このパーキング機構１８は、従来の自動変速機におけるパーキング機構と同様に、出力部材あるいはこれに連結されている部材を機械的な手段で固定部に連結してその回転を止めるように構成された機構である。図２に示す例では、カウンタドライブギヤ７の回転を止めるように構成されている。すなわち、前述したリングギヤ５もしくはカウンタドライブギヤ７と一体にパーキングギヤ１９が設けられている。このパーキングギヤ１９は、通常の歯車より大きいピッチの歯が外周面に形成された回転体であり、それらの歯同士の間の部分が、係合用凹部２０となっている。その一例を図３に模式的に示してある。
【００３６】
このパーキングギヤ１９の回転を止めるためのロック部材であるパーキングポール２１がパーキングギヤ１９の外周側に配置されている。このパーキングポール２１は、前記係合用凹部２０の噛み合う突起部２２を備え、パーキングギヤ１９に接近することにより突起部２２が係合用凹部２０に噛み合ってパーキングギヤ１９の回転を止め、またパーキングギヤ１９から離れることにより突起部２２が係合用凹部２０から離脱してパーキングギヤ１９の回転を許容するように構成されている。なお、パーキングポール２１のパーキングギヤ１９に対する接近・離隔は、パーキングポール２１が平行移動して行うように構成してもよく、あるいは図３に示すように、パーキングポール２１の一端部を所定の固定部に回転自在に連結することにより行うように構成してもよい。また、パーキングポール２１には、図示しないスプリングにより、パーキングギヤ１９から離隔する方向に弾性力が付与されている。
【００３７】
図４は、上記のパーキングポール２１をパーキングギヤ１９に向けて前後動させるための機構を示している。パーキングポール２１の背面側（突起部２２とは反対側）に、パーキングポール２１の回転中心軸線と平行な方向に前後動するプッシュロッド２３が配置されており、そのプッシュロッド２３の先端部にカム部材２４が前後動可能に取り付けられている。このカム部材２４は、外周面がテーパー状に形成された部材であり、その外周面に前記パーキングポール２１の背面が接触している。したがって、カム部材２４が図４の右方向に前進することにより、パーキングポール２１が押されて回動し、その突起部２２がパーキングギヤ１９側に移動するようになっている。
【００３８】
上記のカム部材２４は、プッシュロッド２３に対して抜け止めされた状態に嵌合させられ、かつプッシュロッド２３に取り付けたコイルスプリング２５によってプッシュロッド２３の先端側に押圧されている。すなわち、前記突起部２２がパーキングギヤ１９の係合用凹部２０に噛み合わずに、パーキングポール２１をパーキングギヤ１９側に押すことができない場合、プッシュロッド２３のみが前進し、その際にコイルスプリング２５を圧縮してカム部材２４に弾性力を作用させる。そして、突起部２２が係合用凹部２０に噛み合う状態になった際にカム部材２４が前進してパーキングポール２１をパーキングギヤ１９側に押す。言い換えれば、図４に示す構成は、プッシュロッド２３にその軸線方向に推力が作用してもカム部材２４を前進させ得ない場合に、カム部材２４をプッシュロッド２３に対して相対的に後退させて、過剰な応力が生じないように構成したものである。
【００３９】
さらに、プッシュロッド２３はディテントプレート２６に連結されている。このディテントプレート２６は、モータ２７によって回転させる板状の部材であって、外周縁は波状に形成され、ここに、シフトポジションに対応した複数の凹部２８が形成されている。この凹部２８に嵌り込むピン２９が板ばね３０に取り付けられており、ピン２９が板ばね３０の弾性力によって凹部２８に押し込められる際にディテントプレート２６にトルクが作用し、またピン２９が凹部２８に嵌り込んでいる状態では、ディテントプレート２６を回転させるために要するトルクが大きくなる。このようにして、ディテントプレート２６がシフトポジションに応じた角度、回転することに対して節度感を生じさせるようになっている。
【００４０】
前記プッシュロッド２３は、上記のディテントプレート２６の中間部もしくは外周側の部分に連結されている。したがって、プッシュロッド２３あるいはカム部材２４は、シフトポジションに応じた位置に前進もしくは後退させられるように構成されている。
【００４１】
上記のモータ２７や各モータ・ジェネレータ６，１２、あるいは各モータ・ジェネレータ６，１２のためのインバータ（図示せず）などを制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）３１が設けられている。この電子制御装置３１は、マイクロコンピュータを主体にして構成されたものであり、アクセル開度などの駆動要求量、車速、シフトポジション、エンジン回転数などの入力されたデータに基づいて演算を行い、その結果を制御信号として出力するように構成されている。
【００４２】
そして、この電子制御装置３１にはシフト手段３２が電気的に接続されている。そのシフト手段３２はシフトポジションを選択するためのものであり、車両を前進させ、あるいは後退させるための走行ポジション、エンジン１を駆動している状態で出力部材にトルクが現れないニュートラルポジション、車両を停止状態に維持するためのパーキングポジション、動力源ブレーキ状態（エンジンブレーキ状態）を設定するためのＢポジションなどに対応しているスイッチと、それらのスイッチを動作させるシフトレバー（それぞれ図示せず）とを備えている。なお、パーキングポジションを選択するスイッチは、手動で直接操作するように構成してもよい。
【００４３】
上述したように構成された車両では、パーキングポジションが選択された場合、少なくとも第１モータ・ジェネレータ６が電気的に遮断されて空転するように制御される。したがって、エンジン１がトルクを出力していても、動力分割機構を構成している遊星歯車機構２のサンギヤ４が空転するために、ここでいわゆるトルク抜けが生じ、リングギヤ５やカウンタドライブギヤ７などにトルクが現れない。この状態では、エンジン１が回転していてその出力トルクが変化して振動するから、上述した伝動機構の全体に振動が生じる。そして、減速機構１３のキャリヤ１６がケーシング１７に取り付けられているので、伝動機構での歯打ち音やキャリヤ１６とケーシング１７との嵌合部での歯打ち音などのガタ音がケーシング１７で共鳴して車両の騒音となることがある。
【００４４】
そのガタ音を防止するために、ニュートラル状態でトルクの掛かっていない回転部材に摩擦力を作用させ、その振動を防止もしくは抑制するように構成されている。その構成を具体的に説明すると、ニュートラル状態でトルクの掛かっていない回転部材例えば前記カウンタドライブギヤ７もしくはパーキングギヤ１９に緩く嵌合する摩擦材３３が設けられている。この摩擦材３３は、この発明における摺動手段の一部を構成し、シフトポジションが選択されることにより位置を変える部材に取り付けられており、例えばパーキングポール２１に取り付けられている。この摩擦材３３はゴムリングなどの環状の部材であって、特に荷重を掛けない状態では、真円に近い形状もしくは楕円形状を維持するように構成されている。さらに、その内径がカウンタドライブギヤ７あるいはパーキングギヤ１９の外径より大きく、したがって摩擦材３３を、これらカウンタドライブギヤ７あるいはパーキングギヤ１９と同心円状に位置させると、摩擦材３３はカウンタドライブギヤ７あるいはパーキングギヤ１９の外周を取り囲むのみでいずれの部分も接触しないようになっている。その状態を図１の（ａ）に模式的に示してある。
【００４５】
上記の摩擦材３３の取付位置を更に具体的に説明すると、図１の（ａ）に示す例では、パーキングポール２１における突起部２２の先端に、環状をなす摩擦材３３の外周面の一部が接着されている。したがって、前進ポジション（Ｄポジション）や後進ポジション（Ｒポジション）などの走行ポジションが前記シフト手段３２で選択された場合には、パーキングポール２１がパーキングギヤ１９から幾分離れるので、摩擦材３３がカウンタドライブギヤ７あるいはパーキングギヤ１９と同心円状に位置させられ、摩擦材３３がカウンタドライブギヤ７あるいはパーキングギヤ１９と同心円状に位置し、カウンタドライブギヤ７あるいはパーキングギヤ１９とは接触しないようになっている。すなわち、走行ポジションでは、カウンタドライブギヤ７あるいはパーキングギヤ１９に対して摩擦による制動力を作用させないようになっている。
【００４６】
これに対してニュートラルポジションが選択された場合、パーキングポール２１がカウンタドライブギヤ７あるいはパーキングギヤ１９から更に離れるように構成されている。これは、前述したモータ２７を回転させることにより可能である。したがって、摩擦材３３は、ニュートラル状態ではその中心がカウンタドライブギヤ７あるいはパーキングギヤ１９の中心から大きく外れるので、その内周面の一部がカウンタドライブギヤ７あるいはパーキングギヤ１９の外周面の一部に摩擦接触するようになっている。その状態を図１の（ｂ）に模式的に示してある。
【００４７】
さらに、パーキングポジションが選択された場合、パーキングポール２１はバーキングギヤ１９側に移動し、その突起部２２がパーキングギヤ１９における係合用凹部２０に嵌り込む。その場合、摩擦材３３が突起部２２の先端に接合されているから、突起部２２はその摩擦材３３を撓ませて係合用凹部２０に押し込みつつ、係合用凹部２０に噛み合う。その状態を図１の（ｃ）に模式的に示してある。
【００４８】
したがって、上記のように構成されたこの発明に掛かるガタ音防止装置によれば、以下のようにしてニュートラル状態でのガタ音が防止もしくは抑制される。すなわち、エンジン１を起動した状態で前記シフト手段３２が運転者によって操作され、ニュートラルポジションが選択されると、前記モータ２７が回転してパーキングポール２１がパーキングギヤ１９から離れる方向に移動させられる。その結果、図１の（ｂ）に示すように、摩擦材３３のうち突起部２２に接着されている箇所とは反対側の箇所がカウンタドライブギヤ７あるいはパーキングギヤ１９に接触し、カウンタドライブギヤ７あるいはパーキングギヤ１９に制動力を与える。そのため、カウンタドライブギヤ７あるいはパーキングギヤ１９ならびにこれらとの間でトルク伝達する状態に連結されている他の回転部材が回転方向に対して固定される。したがってエンジントルクが変動して伝動機構に加振力が生じても、各歯車が振動して、互いに噛み合っている歯同士が衝突し合ったり、それに伴うガタ音が生じたりすることが防止もしくは抑制される。また、ケーシング１７に対して固定されている前記キャリヤ１６も回転方向に対して制動されるので、これらの嵌合部でのガタ音も防止もしくは抑制される。
【００４９】
これに対して走行ポジションが選択された場合には、パーキングポール２１はパーキングギヤ１９に接触しない範囲でパーキングギヤ１９側に移動させられ、その突起部２２に取り付けられている環状の摩擦材３３が、カウンタドライブギヤ７もしくはパーキングギヤ１９とほぼ同心円状の位置に移動させられる。その結果、摩擦材３３がこれらカウンタドライブギヤ７もしくはパーキングギヤ１９に対して接触しなくなる。したがって、車両が走行している際にカウンタドライブギヤ７もしくはパーキングギヤ１９に対して制動力が作用したり、それに伴って燃費効率が低下したりすることを回避することができる。
【００５０】
さらに、車両が停止している状態で運転者が前記シフト手段３２を操作してパーキングポジションが選択されると、パーキングポール２１が前述したカム部材２４によってパーキングギヤ１９に向けて押され、その突起部２２がパーキングギヤ１９の外周部に形成されている係合用凹部２０に嵌り込んで噛み合う。その結果、パーキングギヤ１９およびこれと一体のカウンタドライブギヤ７の回転が止められるので、車両が停止状態に維持される。なお、前記摩擦材３３がパーキングギヤ１９の外周側に巻き掛けられ、かつパーキングポール２１の突起部２２に取り付けられている場合には、突起部２２が係合用凹部２０に嵌り込むことにより摩擦材３３の一部が、係合用凹部２０に押し込められ、突起部２２と係合用凹部２０の内面との間に挟み込まれる。したがって、摩擦材３３によって突起部２２と係合用凹部２０の内面とが直接接触することが回避される。そのため、突起部２２が係合用凹部２０に噛み合う際や、パーキング状態でカウンタドライブギヤ７に掛かるトルクが変動した際などに、突起部２２と係合用凹部２０の内面とが直接接触したり、それに伴って金属によるいわゆる当たり音が生じたりすることを回避することができる。また突起部２２と係合用凹部２０の内面との間に挟み込まれている摩擦材３３が緩衝作用を行うので、カウンタドライブギヤ７に掛かるトルクが変動した場合、そのトルク変動を摩擦材３３が緩和するので、ショックを防止もしくは抑制することができる。
【００５１】
上述したこの発明の係るガタ音防止装置は、シフト操作することによって位置が変化するパーキングポール２１を利用して摩擦材３３をカウンタドライブギヤ７あるいはパーキングギヤ１９に接触させてその制動を行うように構成されている。したがって新たなアクチュエータを追加することなく、ニュートラル状態でのガタ音を防止もしくは抑制することができる。
【００５２】
この発明は、ニュートラルポジションが選択されることによって動作する部材により、ニュートラル状態でトルクの掛かっていない回転部材に対して摩擦材を接触させるように構成された発明であり、したがって摩擦材を前記回転部材に押し付けるように動作する部材は、前述したパーキングポールに限られないのであり、パーキングポールに連動して動作する他の適宜の部材であってもよい。また、摩擦材は、前述したゴムリングのような環状体である必要はなく、要は、前記回転部材に摺動状態で接触して摩擦力を生じる部材であればよい。さらに、この発明を適用する車両は、ハイブリッド車以外に従来の一般的な自動変速機を搭載した車両であってもよい。

Claims

駆動力源が出力したトルクを噛み合い式伝動機構を介して出力部材に伝達する伝動機構を備えるとともに、前記駆動力源が出力したトルクが前記出力部材に伝達される走行ポジションと前記駆動力源が出力したトルクが前記出力部材に伝達されないニュートラルポジションと前記車両を停止状態に維持するためのパーキングポジションとを選択するシフト手段を備え、前記伝動機構はニュートラルポジションが選択された場合にその伝動機構を構成しているいずれかの回転部材を空転させて前記出力部材にトルクが現れないように構成されている車両のガタ音防止装置において、
前記シフト手段が操作されて前記ニュートラルポジションが選択されることにより動作して、前記出力部材もしくはその出力部材にトルクを伝達する回転部材もしくはこれと一体の部材に摩擦接触する摺動手段と、
前記回転部材と共に回転するパーキングギヤと、前記パーキングポジションが選択されることにより前記パーキングギヤ側に動作してパーキングギヤに該パーキングギヤの回転を止めるように係合するロック部材とを有するパーキング機構と
を更に備え、
前記摺動手段は、前記ロック部材に取り付けられ、前記ニュートラルポジションが選択されて前記ロック部材が動作した場合に前記回転部材もしくはこれに一体の部材に摩擦接触する摩擦材を含む
ことを特徴とする車両のガタ音防止装置。
前記ロック部材は、前記シフト手段で前記走行ポジションが選択された場合と、前記ニュートラルポジションが選択された場合と、前記パーキングポジションが選択された場合とでそれぞれ異なる位置に移動するように構成され、
前記摩擦材は、前記回転部材に緩く巻き掛けられ、かつ前記ロック部材が前記ニュートラルポジションが選択されて所定位置に移動した場合には前記回転部材に接触するとともに前記走行ポジションが選択されて前記ロック部材が他の所定位置に移動した場合には前記回転部材に接触しない環状体を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の車両のガタ音防止装置。
前記シフト手段は、前記車両を停止状態に維持するためのパーキングポジションを選択する手段を含み、
前記回転部材は、前記出力部材と共に回転しかつ係合用凹部を有するパーキングギヤを含み、
前記係合用凹部に噛み合う突起部を有しかつパーキングポジションが選択されることにより前記パーキングギヤ側に動作して前記突起部を前記係合用凹部に噛み合わせるロック部材を更に備えるとともに、前記ロック部材は、前記シフト手段で前記走行ポジションが選択された場合と、前記ニュートラルポジションが選択された場合と、前記パーキングポジションが選択された場合とでそれぞれ異なる位置に移動するように構成され、
前記摺動部材は、前記パーキングギヤに緩く巻き掛けられた状態で前記ロック部材における前記突起部の先端に取り付けられ、かつ前記ロック部材が前記ニュートラルポジションが選択されて所定位置に移動した場合には前記回転部材に接触するとともに前記走行ポジションが選択されて前記ロック部材が他の所定位置に移動した場合には前記回転部材に接触しない環状体を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の車両のガタ音防止装置。
前記環状体は、その一部が、前記突起部が前記係合用凹部に噛み合う際に前記突起部によって前記係合用凹部に押し込められるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両のガタ音防止装置。
前記環状体は、ゴムリングを含むことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の車両のガタ音防止装置。
前記駆動力源は、内燃機関を含み、
前記噛み合い式伝動機構は、前記内燃機関が連結された入力要素および第１の電動機が連結された反力要素ならびに出力要素を有し、かつこれらの要素で差動作用を行う差動機構と、前記出力要素から前記出力部材にトルクを伝達するギヤとを含む
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の車両のガタ音防止装置。
第２の電動機と、
その第２の電動機と前記出力要素との間に設けられた歯車機構と
を更に備えていることを特徴とする請求項６に記載の車両のガタ音防止装置。
前記歯車機構は、前記第２の電動機のトルクを増幅して前記出力要素に伝達する減速機構を含むことを特徴とする請求項７に記載の車両のガタ音防止装置。
前記減速機構は、キャリヤがケーシングに固定された遊星歯車機構を含むことを特徴とする請求項８に記載の車両のガタ音防止装置。
前記ニュートラルポジションが選択された場合には、前記各電動機が空転させられるように構成されていることを特徴とする請求項８または９に記載の車両のガタ音防止装置。