JP5825678B2 - トランスミッションのパーキングブレーキ装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源からの駆動力が伝達される動力伝達軸に固定されたパーキングギヤと、パーキングポールシャフトによって回動可能に支持されて前記パーキングギヤに係合可能なパーキングポールと、シフトレンジの切り替えに応じて回動するコントロールシャフトに連動して移動し、前記パーキングポールを前記パーキングギヤに係合する方向に押圧可能な押圧部材と、前記押圧部材を前記コントロールシャフトに対して前記パーキングポールを押圧する方向に付勢する弾発手段とを備えるトランスミッションのパーキングブレーキ装置に関する。

かかるトランスミッションのパーキングブレーキ装置は、下記特許文献１により公知である。

この種のパーキングブレーキ装置では、パーキングギヤの外周面に等ピッチで複数の歯溝が形成されており、何れかの歯溝にパーキングポールの係止爪が係合することで、パーキングギヤの回転を拘束してパーキングブレーキが作動するようになっている。

特開２００８−２２３８１３号公報

ところで、パーキングポールが回動して係止爪がパーキングギヤの歯溝に係合する際に、車両が所定値以上の車速で移動してパーキングギヤが所定値以上の回転数で回転していると、パーキングギヤの歯溝に一旦係合したパーキングポールの係止爪が弾き返されてしまう場合がある。パーキングレバーはスプリングで係合方向に付勢されているため、弾き返されたパーキングポールに押圧されたパーキングレバーが反係合方向に回動し、スプリングの弾発力で再び係合方向に回動するか、反係合方向の限界位置に達してストッパに衝突した場合には、前記スプリングの弾発力に加えて前記ストッパに弾かれた力で再び係合方向に回動する。

ところで、パーキングレバー、パーキングポールおよび前記スプリングよりなる系は固有の振動周期を有しているため、パーキングポールがパーキングギヤに弾き返されてから再びパーキングギヤに係合する位置へと戻る時間はほぼ一定になる。このとき、従来のパーキングギヤは歯溝間のピッチが一定であるため、パーキングポールの振動周期と車速（つまりパーキングギヤの回転数）とが同期すると、係合位置へと戻って来たパーキングポールの係止爪が、前回衝突した歯溝から所定個数離れた歯溝に直接係合して再び弾き返されてしまい、これが連続して繰り返されることでパーキングポールやパーキングギヤが損傷する可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、パーキングポールの振動周期とパーキングギヤの回転数とが同期することによるパーキングポールやパーキングギヤの損傷を回避することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、駆動源からの駆動力が伝達される動力伝達軸に固定されたパーキングギヤと、パーキングポールシャフトによって回動可能に支持されて前記パーキングギヤに係合可能なパーキングポールと、シフトレンジの切り替えに応じて回動するコントロールシャフトに連動して移動し、前記パーキングポールを前記パーキングギヤに係合する方向に押圧可能な押圧部材と、前記押圧部材を前記コントロールシャフトに対して前記パーキングポールを押圧する方向に付勢する弾発手段とを備えるトランスミッションのパーキングブレーキ装置において、前記パーキングギヤの外周面には前記パーキングポールが係合可能な複数の歯溝が所定ピッチで形成され、隣接する二つの歯溝間のピッチは不等ピッチであることを特徴とするトランスミッションのパーキングブレーキ装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、隣接する少なくとも二つの歯溝間のピッチを合計した合計ピッチと、前記少なくとも二つの歯溝に隣接する少なくとも二つの歯溝間のピッチを合計した合計ピッチとが、不等ピッチであることを特徴とするトランスミッションのパーキングブレーキ装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記複数の歯溝は、Ｎを２以上の自然数としたときに、Ｎ回回転対称に配置されたＮ群の歯溝からなることを特徴とするトランスミッションのパーキングブレーキ装置が提案される。

尚、実施の形態のカウンタシャフト１２は本発明の動力伝達軸に対応し、実施の形態のパーキングレバー２０は本発明の押圧部材に対応し、実施の形態の第２捩じりバネ２３は本発明の弾発手段に対応する。

請求項１の構成によれば、シフトレンジをパーキングレンジに切り替えるとコントロールシャフトが回動し、コントロールシャフトの回動に連動して移動可能であって弾発手段により付勢された押圧部材がパーキングポールを押圧して動力伝達軸に固定したパーキングギヤに係合させることで、動力伝達軸が回転不能に拘束されてパーキングブレーキが作動する。パーキングポールをパーキングギヤに係合させるときに、パーキングギヤの歯溝に直接衝突して反係合方向に弾き返されたパーキングポールは、弾発手段の弾発力によってほぼ一定の振動周期で往復振動する。このとき、動力伝達軸が所定速度で回転していると、パーキングポールの振動周期とパーキングギヤの歯溝の位相とが同期してしまい、パーキングポールが再びパーキングギヤの歯溝に直接係合して弾き返される可能性がある。しかしながら、パーキングギヤの複数の歯溝は隣接する二つの歯溝間のピッチが不等ピッチになるように形成されているため、それ以後にパーキングポールがパーキングギヤの歯溝に直接係合する確率が減少し、パーキングポールが繰り返し弾き返されるのを防止してパーキングポールやパーキングギヤの損傷を未然に防止することができる。

また請求項２の構成によれば、隣接する少なくとも二つの歯溝間のピッチを合計した合計ピッチと、前記少なくとも二つの歯溝に隣接する少なくとも二つの歯溝間のピッチを合計した合計ピッチとが不等ピッチであるので、一つ置きの歯溝にパーキングポールが連続的に弾き返される現象や、二つ置きの歯溝にパーキングポールが連続的に弾き返される現象を確実に回避することができる。

また請求項３の構成によれば、パーキングギヤの複数の歯溝は、Ｎを２以上の自然数としたときに、Ｎ回回転対称に配置されたＮ群の歯溝からなるので、パーキングギヤの中心に重心位置を一致させて回転に伴う振動の発生を防止することができる。

自動車用トランスミッションの部分断面図。 図１の２部拡大図。 図１の３−３線断面図。 パーキングギヤ、パーキングポールおよびパーキングレバーの斜視図。 パーキングギヤの歯溝のピッチの説明図。 パーキングブレーキの作動時の作用説明図（その１）。 パーキングブレーキの作動時の作用説明図（その２）。

以下、図１〜図７に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１〜図４に示すように、自動車のトランスミッションのミッションケース１１の内部に回転可能に支持された動力伝達軸であるカウンタシャフト１２には、外周に複数の歯溝１３ａ…が形成されたパーキングギヤ１３が固定される。ミッションケース１１に固定したパーキングポールシャフト１４には、パーキングポール１５の基端が回動可能に枢支されており、パーキングポールシャフト１４の外周に巻き付けた第１捩じりバネ１６の一端をミッションケース１１に係止して他端をパーキングポール１５に係止することで、パーキングポール１５は図２の矢印Ａ′方向、つまりパーキングギヤ１３から離反する方向に付勢される。パーキングポール１５の先端には、パーキングギヤ１３の歯溝１３ａ…に係合可能な係止爪１５ａが設けられる。

ミッションケース１１に回動可能に支持されたコントロールシャフト１７には、パーキングレバーホルダ１８が嵌合してボルト１９で固定される。一対の側板２０ａ，２０ａを連結板２０ｂで接続したパーキングレバー２０は、その一対の側板２０ａ，２０ａの一端がパーキングレバーホルダ１８を挟むようにコントロールシャフト１７の外周に嵌合することで、コントロールシャフト１７に対して相対回動可能かつ軸方向移動不能に支持される。一対の側板２０ａ，２０ａの他端間を接続する支軸２１に押圧ローラ２２が回転可能に支持されており、この押圧ローラ２２はパーキングポール１５の背面に形成したカム面１５ｂに当接する。

コントロールシャフト１７の外周に第２捩じりバネ２３が巻き付けられており、その一端がコントロールシャフト１７に圧入したピン２４に係止され、その他端がパーキングレバー２０の連結板２０ｂに係止される。第２捩じりバネ２３の弾発力で、パーキングレバー２０は図２の矢印Ｂ方向、つまり押圧ローラ２２がパーキングポール１５の背面に形成したカム面１５ｂに当接する方向に付勢される。

コントロールシャフト１７には、外周面に複数の凹部２５ａ…が形成された扇状のディテントプレート２５が固定される。一方、ミッションケース１１に固定したディテントアームシャフト２６にディテントアーム２７の一端が回動可能に支持されており、ディテントアーム２７の二股状の他端に一対のベアリング２８，２８を介してディテントローラ２９が回転可能に支持される。ディテントアーム２７は、コントロールシャフト１７との間に配置したコイルスプリング３０でディテントアームシャフト２６まわりに付勢されており、ディテントローラ２９がディテントプレート２５の複数の凹部２５ａ…の何れかに係合することでコントロールシャフト１７の回動位置が規制される。

ミッションケース１１には第１ストッパ３１および第２ストッパ３２が設けられており、パーキングポール１５が矢印Ａ′で示す反係合方向に回動したときの回動端が第１ストッパ３１とパーキングポール１５の背面との当接により規制され、パーキングレバー２０が矢印Ｂ′で示す反係合方向に回動したときの回動端が第２ストッパ３２とパーキングレバー２０の連結板２０ｂとの当接により規制される。

図５に示すように、パーキングギヤ１３の歯溝１３ａ…は不等ピッチに形成されている。即ち、パーキングギヤ１３は１本の直径線で中心角が各々１８０°の二つの領域に分けられており、各領域には各々８個の歯溝１３ａ（１）〜１３ａ（８）が形成される。各領域の８個の歯溝１３ａ（１）〜１３ａ（８）間のピッチを順番にａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈとすると、ａ＝１７°、ｂ＝２１°、ｃ＝２６°、ｄ＝１５°、ｅ＝２５°、ｆ＝３０°、ｇ＝１９°、ｈ＝２７°に設定される。パーキングギヤ１３の歯溝１３ａ（１）〜１３ａ（８）の配置は２回回転対称であり、パーキングギヤ１３を１８０°回転させると、その歯溝１３ａ（１）〜１３ａ（８）は回転させる前の歯溝１３ａ（１）〜１３ａ（８）に正しく重なり合う。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

運転者がセレクトレバーを操作して「Ｐ」ポジションを選択すると、図示せぬアクチュエータが作動してコントロールシャフト１７が回動し、ディテントプレート２５の所定の凹部２５ａにディテントアーム２７のディテントローラ２９が係合することで、コントロールシャフト１７が「Ｐ」ポジションに対応する回動位置で停止する。

その結果、図６（Ａ）に示すように、コントロールシャフト１７まわりに矢印Ｂ方向に回動するパーキングレバー２０の押圧ローラ２２にカム面１５ｂを押圧されたパーキングポール１５が、パーキングポールシャフト１４まわりに矢印Ａ方向に回動し、その係止爪１５ａがパーキングギヤ１３の何れかの歯溝１３ａ（例えば、歯溝１３ａ（１））に係合することで、パーキングギヤ１３が回動不能に拘束されてパーキングブレーキが作動する。

このとき、パーキングギヤ１３の歯溝１３ａの位相がパーキングポール１５の係止爪１５ａの位置に一致しないときは、パーキングレバー２０が第２捩じりバネ２３を圧縮しながらコントロールシャフト１７に対して矢印Ｂ′方向に相対回転し、コントロールシャフト１７の回動を許容する。そしてパーキングギヤ１３の歯溝１３ａの位相がパーキングポール１５の係止爪１５ａの位置に一致した瞬間に、圧縮された第２捩じりバネ２３の弾発力でパーキングレバー２０が矢印Ｂ方向に回動してパーキングポール１５を矢印Ａ方向に押圧することで、パーキングポール１５の係止爪１５ａがパーキングギヤ１３の歯溝１３ａに係合する。

ところで、パーキングブレーキを作動させるときに車両が微速で移動しているような場合に、パーキングポール１５の係止爪１５ａが回転するパーキングギヤ１３の歯溝１３ａに係合した瞬間に弾き返されてしまい、図６（Ｂ）の矢印Ａ′方向に回動する場合がある。このようにして矢印Ａ′方向に回動するパーキングポール１５は第１ストッパ３１に衝突して停止するが、図７（Ａ）に示すように、パーキングポール１５のカム面１５ｂに押圧ローラ２２を押圧されたパーキングレバー２０が第２捩じりバネ２３を圧縮しながら更に矢印Ｂ′方向に回動し、第２ストッパ３２に衝突して跳ね返される。

その結果、図７（Ｂ）に示すように、パーキングレバー２０は第２捩じりバネ２３の弾発力で矢印Ｂ方向に回動し、パーキングレバー２０に押圧されたパーキングポール１５は第１捩じりバネ１６を圧縮しながら矢印Ａ方向に回動する。このときのパーキングポール１５の振動周期は、パーキングポール１５の慣性モーメント、パーキングレバー２０の慣性モーメント、第１捩じりバネ１６のバネ定数、第２捩じりバネ２３のバネ定数等により定まる一定の値であるが、各部の摩擦や第１ストッパ３１との衝突等により、パーキングポール１５がパーキングギヤ１３の歯溝１３ａ（１）に最初に弾き返された位置から、一往復して同じ位置に再び戻るまでの時間はほぼ一定になる。

一方、車両が一定車速で走行していると、その車速に応じた一定回転数でカウンタシャフト１２が回転するため、仮にパーキングギヤ１３の歯溝１３ａ…のピッチが等間隔であるとすると、各歯溝１３ａ…は一定周期でパーキングポール１５の係止爪１５ａに係合可能な位置に達することになる。よって、ある特定の車速では、パーキングポール１５の固有の振動周期と、隣接する歯溝１３ａ…が次々と係合可能な位置に達する周期とが一致してしまい、パーキングポール１５が連続的に歯溝１３ａ…に弾き返されて激しく振動し、パーキングポール１５やパーキングギヤ１３が損傷する可能性がある。

しかしながら、本実施の形態では、図５の表に示すように、パーキングギヤ１３の歯溝１３ａ…間のピッチａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈが不等間隔であるため、車両の走行中にパーキングブレーキを作動させた場合に、パーキングポール１５の係止爪１５ａがパーキングギヤ１３の歯溝１３ａ…に高速で繰り返し噛み込むことが回避される。これにより、係止爪１５ａや歯溝１３ａ…の異常摩耗が抑制されるため、パーキングブレーキが作動したときに係止爪１５ａと歯溝１３ａ…とが確実に係合し、充分な制動力を確保することできる。

例えば、パーキングポール１５が最初の係合機会に第１の歯溝１３ａ（１）に弾き返されてしまい（図６（Ｂ）参照）、２回目の係合機会に第１の歯溝１３ａ（１）からピッチａ＝１７°離れた第２の歯溝１３ａ（２）に再び弾き返されても（図７（Ｂ）参照）、３回目の係合機会に噛み合うべき第３の歯溝１３ａ（３）は第２の歯溝１３ａ（２）に対して前記ピッチａ＝１７°とは異なるピッチｂ＝２１°離れているため、パーキングポール１５の係止爪１５ａは第３の歯溝１３ａ（３）の手前でパーキングギヤ１３の外周面に当接し、滑りながら第３の歯溝１３ａ（３）にゆっくりと係合するため、歯溝１３ａ（３）への噛み込みが浅く、パーキングポール１５が強く弾き返されるのを防止して異常摩耗を抑制することができる。

あるいは、パーキングポール１５が最初の係合機会に第３の歯溝１３ａ（３）に弾き返されてしまい、２回目の係合機会に第３の歯溝１３ａ（３）からピッチｂ＝２６°離れた第４の歯溝１３ａ（４）に再び弾き返されても、３回目の係合機会に噛み合うべき第５の歯溝１３ａ（５）は第４の歯溝１３ａ（４）に対して前記ピッチｃ＝２６°とは異なるピッチｄ＝１５°離れているため、パーキングポール１５の係止爪１５ａは第５の歯溝１３ａ（５）を通り越してパーキングギヤ１３の外周面に当接し、滑りながら第６の歯溝１３ａ（６）にゆっくりと係合するため、パーキングポール１５が強く弾き返されるのを防止して異常摩耗を抑制することができる。

ところで、パーキングギヤ１３の隣接する歯溝１３ａ…間のピッチが異なっていても、二つ置きの歯溝１３ａ…間のピッチが一致していると、所定の同期車速でパーキングポール１５が連続的に弾き返される可能性がある。例えば、ａ＋ｂ＝ｃ＋ｄ＝ｅ＋ｆ＝ｇ＋ｈの関係が成立したり、ｂ＋ｃ＝ｄ＋ｅ＝ｆ＋ｇ＝ｈ＋ａの関係が成立したりすると、一つ置きの歯溝１３ａ…にパーキングポール１５が連続的に弾き返される現象（二次の同期）が発生する問題がある。しかしながら、本実施の形態によれば、図５の表に示すように、隣接する二つのピッチの和が全て異なるように設定されているため、上記二次の同期を確実に回避することができる。

同様に、隣接する三つのピッチの和が全て異なるように設定することで三次の同期を確実に回避することができ、更に隣接する四つのピッチの和が全て異なるように設定することで四次の同期を確実に回避することができる。

尚、歯溝１３ａ…のピッチの関係が上記条件の全てを満たさなくても、満たしている分だけパーキングポール１５の往復振動を抑制する作用効果が発揮される。つまり歯溝１３ａ…間のピッチａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈが完全に等ピッチでなければ、例えば一つのピッチだけが他のピッチと異なっているような場合でも、それなりの作用効果を得ることができる。

またパーキングギヤ１３の歯溝１３ａ…が２回回転対称に配置されているため、歯溝１３ａ…間のピッチが不等間隔であってもパーキングギヤ１３の中心に重心位置を一致させ、パーキングギヤ１３の回転に伴う振動の発生を防止することができる。

以上の説明では、パーキングレバー２０が第２ストッパ３２に衝突した場合を説明したが、パーキングレバー２０が第２ストッパ３２に衝突しない場合は第２捩じりバネ２３の弾発力で係合方向に戻るが、その場合も再びパーキングギヤ１３に係合する位置へと戻る時間が若干長くなる以外は第２ストッパ３２に衝突した場合と同様である。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の動力伝達軸は実施の形態のカウンタシャフト１２に限定されず、駆動源からの駆動力が伝達される任意の動力伝達軸を含むものとする。

また本発明の押圧部材は実施の形態のパーキングレバー２０に限定されず、パーキングポール１５を円錐状のパーキングコーンで押圧してパーキングギヤ１３に係合させるタイプのパーキングブレーキ装置では、そのパーキングコーンが本発明の押圧部材に対応する。

また本発明の弾発手段は実施の形態の捩じりバネ（第２捩じりバネ２３）に限定されず、任意の形状のバネ等を含むものとする。

また実施の形態ではパーキングギヤ１３の歯溝１３ａ…を２回回転対称に配置しているが、３回回転対称（１２０°回転させると重なる形状）や４回回転対称（９０°回転させると重なる形状）に配置しても同様の作用効果を達成することができる。

また本発明におけるトランスミッションは、変速を行わずに動力伝達のみを行う伝動装置を含むものである。

１２ カウンタシャフト（動力伝達軸）
１３ パーキングギヤ
１３ａ 歯溝
１４ パーキングポールシャフト
１５ パーキングポール
１７ コントロールシャフト
２０ パーキングレバー（押圧部材）
２３ 第２捩じりバネ（弾発手段）

Claims (3)

1. 駆動源からの駆動力が伝達される動力伝達軸（１２）に固定されたパーキングギヤ（１３）と、パーキングポールシャフト（１４）によって回動可能に支持されて前記パーキングギヤ（１３）に係合可能なパーキングポール（１５）と、シフトレンジの切り替えに応じて回動するコントロールシャフト（１７）に連動して移動し、前記パーキングポール（１５）を前記パーキングギヤ（１３）に係合する方向に押圧可能な押圧部材（２０）と、前記押圧部材（２０）を前記コントロールシャフト（１７）に対して前記パーキングポール（１５）を押圧する方向に付勢する弾発手段（２３）とを備えるトランスミッションのパーキングブレーキ装置において、
   前記パーキングギヤ（１３）の外周面には前記パーキングポール（１５）が係合可能な複数の歯溝（１３ａ）が所定ピッチで形成され、隣接する二つの歯溝（１３ａ）間のピッチは不等ピッチであることを特徴とするトランスミッションのパーキングブレーキ装置。
2. 隣接する少なくとも二つの歯溝（１３ａ）間のピッチを合計した合計ピッチと、前記少なくとも二つの歯溝（１３ａ）に隣接する少なくとも二つの歯溝（１３ａ）間のピッチを合計した合計ピッチとが、不等ピッチであることを特徴とする、請求項１に記載のトランスミッションのパーキングブレーキ装置。
3. 前記複数の歯溝（１３ａ）は、Ｎを２以上の自然数としたときに、Ｎ回回転対称に配置されたＮ群の歯溝（１３ａ）からなることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のトランスミッションのパーキングブレーキ装置。

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