JP7168488B2

JP7168488B2 - パーキング機構

Info

Publication number: JP7168488B2
Application number: JP2019034333A
Authority: JP
Inventors: 匡齋藤; 裕也藏本
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2022-11-09
Anticipated expiration: 2039-02-27
Also published as: JP2020138613A

Description

本発明は車両の駆動軸に連結されたパーキングギヤをロックするためのパーキング機構の技術分野に関する。

自動変速機を有する車両においては、シフトレバーの操作によりパーキングレンジ（Ｐレンジ）、リバースレンジ（Ｒレンジ）、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、ドライブレンジ（Ｄレンジ）等のレンジの選択が行われる。また、パーキングスイッチの操作によりパーキングレンジへの選択が行われる車両もある。

パーキングレンジは、車両を停止状態に維持するレンジであり、シフトレバー等によりパーキングレンジへの選択操作が行われると、駆動軸の回転が規制されて駆動輪の回転が不能な状態にされる。

パーキングレンジへの遷移及びパーキングレンジの解除は、パーキング機構が動作されることにより行われる。パーキング機構は駆動軸に連結されたパーキングギヤとパーキングギヤの回転を規制するパーキングポールと車両の前後方向に延びパーキングポールを動作させるパーキングロッドと、パーキングロッドと連動して動作されるマニュアルプレートとを有し、パーキングポールにはパーキングギヤに噛合される噛合部が設けられている。

パーキングレンジへの選択操作が行われると、マニュアルプレートが所定の方向に回動され、マニュアルプレートの回動に連動してパーキングロッドが所定の方向へ移動され、パーキングロッドの移動に伴ってパーキングポールがパーキングギヤに近付く方向へ移動され、噛合部がパーキングギヤに噛合されてパーキングギヤの回転が規制される。パーキングギヤの回転が規制されると、駆動軸の回転が規制されて駆動輪の回転が不能な状態にされ、パーキングレンジへの遷移が行われる。

逆に、パーキングレンジ以外への選択操作が行われると、マニュアルプレートが上記とは逆方向へ回動され、マニュアルプレートの回動に連動してパーキングロッドが上記とは逆方向へ移動され、パーキングロッドの移動に伴ってパーキングポールがパーキングギヤから離隔する方向へ移動され、噛合部のパーキングギヤへの噛合が解除されてパーキングギヤに対する回転の規制が解除される。パーキングギヤに対する回転の規制が解除されると、駆動軸の回転の規制が解除されて駆動輪の回転が可能な状態にされ、パーキングレンジ以外のレンジへの遷移が行われる。

パーキング機構においては、車両の走行中に意図せずパーキングレンジに遷移してしまうと走行に支障を及ぼすおそれがあるため、リターンスプリングによってパーキングポールがパーキングレンジ以外のレンジへ遷移する方向へ付勢されている。

また、パーキング機構を有する車両においては、衝突時や急制動時に前後方向において生じる慣性力によるパーキングロッドの軸方向への急激な移動を抑制したものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５－１２４８８１号公報

ところで、車両の走行中には、パーキングロッドに対して車両の前後方向だけでなく様々な方向からの力が作用しており、例えば、波状路の走行時や左右への旋回時に、パーキングロッドに大きな慣性モーメントが生じると、パーキングロッドが意図せず移動されてしまうおそれがある。

このような大きな慣性モーメントに対しては、リターンスプリングの付勢力を大きくすることによりパーキングロッドの意図しない移動を防止することが可能であるが、リターンスプリングの付勢力を大きくすると、その付勢力がパーキング機構の各部材に付与されて設計の自由度が低下してしまう。

一方、パーキングポールの重量を小さくすることでリターンスプリングの付勢力を相対的に大きくすることも可能である。この方法であれば、従来のリターンスプリングを使用してパーキング機構の各部に過度な付勢力が付与されないようにすることができるが、パーキングポールの重量が小さいためパーキングポールの強度が低下してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、車両の走行中のパーキングロッドの意図しない移動を設計の自由度を低下させることなく防止することを目的とする。

本発明に係るパーキング機構は、駆動軸に連結されたパーキングギヤと、車両がパーキングレンジに遷移するパーキング位置と車両が非パーキングレンジに遷移する非パーキング位置との間で移動されるマニュアルプレートと、カム部と回動軸部を有し前記回動軸部が前記マニュアルプレートに連結され前記マニュアルプレートに連動して移動されるパーキングロッドと、前記パーキングギヤに噛合可能な噛合部を有し前記パーキングロッドの移動による前記カム部の位置に応じて前記噛合部の前記パーキングギヤに対する噛合又は噛合の解除が行われるパーキングポールと、前記回動軸部を基準として前記パーキングロッドに生じる前記パーキングロッドの動作方向と異なる方向の第１の慣性モーメントを打ち消す方向に第２の慣性モーメントが生じると共に前記パーキングロッドに結合された錘部材とを備えたものである。

これにより、車両の走行に伴い回動軸部を基準としてパーキングロッドに生じる第１の慣性モーメントに対して、パーキングロッドに結合された錘部材に第１の慣性モーメントを打ち消す方向に第２の慣性モーメントが生じるため、回動軸部を基準とする慣性モーメントによってパーキングロッドが移動されにくくなる。

第２に、上記した本発明に係るパーキング機構においては、前記錘部材が前記パーキングロッドに結合されるアーム部と前記アーム部に連続する先端部とを有し、前記カム部に生じる前記第１の慣性モーメントと前記先端部に生じる前記第２の慣性モーメントとが略釣り合うようにされることが望ましい。

これにより、第１の慣性モーメントと第２の慣性モーメントとが効果的に打ち消される。

第３に、上記した本発明に係るパーキング機構においては、前記先端部における前記アーム部の軸方向に直交する方向の大きさが前記アーム部の径よりも大きくされることが望ましい。

これにより、先端部の重量が大きくなり、アーム部の長さを長くすることなく先端部に生じる第２の慣性モーメントが大きくなる。

第４に、上記した本発明に係るパーキング機構においては、前記パーキングロッドには前記カム部と前記回動軸部を連結する連結軸部が設けられ、前記連結軸部と前記アーム部が同一軸上に並んで結合されることが望ましい。

これにより、第１の慣性モーメントの作用線と第２の慣性モーメントに関する設計が容易になる。

第５に、上記した本発明に係るパーキング機構においては、前記錘部材が前記パーキングロッドよりも比重の大きい材料で形成されることが望ましい。

これにより、錘部材の長さを短くしても錘部材の十分な重量が確保される。

第６に、上記した本発明に係るパーキング機構においては、前記錘部材が前記パーキングロッドと一体に形成されることが望ましい。

これにより、錘部材とパーキングロッドとを別々に製造する必要がない。

本発明によれば、車両の走行に伴い回動軸部を基準としてパーキングロッドに生じる第１の慣性モーメントに対して、パーキングロッドに結合された錘部材に第１の慣性モーメントを打ち消す方向に第２の慣性モーメントが生じるため、回動軸部を基準とする慣性モーメントによってパーキングロッドが移動されにくくなり、パーキングロッドの意図しない移動を設計の自由度を低下させることなく防止することができる。

図２乃至図６と共に本発明パーキング機構の実施の形態を示すものであり、本図は、パーキング機構を示す斜視図である。パーキングレンジに遷移されている状態を示す側面図である。非パーキングレンジに遷移されている状態を示す側面図である。第１の慣性モーメントと第２の慣性モーメントの関係を一部を断面にして示す平面図である。錘部材の先端部が大きくされた例を一部を断面にして示す平面図である。錘部材がパーキングロッドよりも比重の大きい材料で形成された例を一部を断面にして示す平面図である。

以下に、本発明のパーキング機構を実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。

＜パーキング機構の構成＞
パーキング機構１は、車両における自動変速機構を備えた動力伝達装置に設けられている。例えば、動力伝達装置は車両において縦置きにされており、駆動軸は軸方向が車両の前後方向に略一致されている。

車両においては、運転者等がシフトレバーの操作を行うことにより、パーキングレンジ（Ｐレンジ）、リバースレンジ（Ｒレンジ）、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、ドライブレンジ（Ｄレンジ）等のレンジの選択が行われる。また、パーキングスイッチの操作によりパーキングレンジへの選択が行われる車両もある。

パーキングレンジは、車両を停止させておくためのレンジであり、リバースレンジは車両を後進走行させるためのレンジであり、ニュートラルレンジはエンジン等の動力源からの駆動軸への動力伝達を遮断するレンジであり、ドライブレンジは車両を前進走行させるためのレンジである。パーキングレンジとニュートラルレンジは非走行レンジに相当し、リバースレンジとドライブレンジは走行レンジに相当する。

シフトレバーにおいては、パーキングレンジとリバースレンジとニュートラルレンジとドライブレンジを選択するためのシフト位置がそれぞれ定められており、パーキングレンジの選択はシフトレバーがパーキングシフト位置に操作されることにより行われる。また、パーキングレンジの選択がパーキングスイッチの操作により行われる場合もある。

パーキング機構１は、駆動軸１００に連結されたパーキングギヤ２と、パーキングギヤ２に噛合可能なパーキングポール３と、パーキングポール３を動作させるパーキングロッド４と、パーキングロッド４と連動して動作されるマニュアルプレート６と、パーキングロッド４に結合された錘部材５とを有している（図１参照）。

パーキングギヤ２は図示しないトランスミッションケースに回転自在に支持され、平ギヤであり外周部がギヤ部２ａとして設けられている。パーキングギヤ２は中心部が駆動軸１００に連結されている。従って、パーキングギヤ２は車両の走行時に駆動軸１００の回転に伴って回転され、車両の非走行時には回転が停止される。駆動軸１００はデファレンシャル機構等を介して図示しない駆動輪に連結されている。

パーキングポール３は長手方向が上下方向にされ、上端部が支点部３ａとして設けられ、下端部がカム作用部３ｂとして設けられている。パーキングポール３の上下方向における中央部には噛合部３ｃが設けられている。

支点部３ａには軸方向が前後方向にされた支軸１０１が連結され、支軸１０１は軸方向における両端部がトランスミッションケースに結合されている。従って、パーキングポール３は支軸１０１を支点としてカム作用部３ｂが略左右方向へ変位する方向へ回動される。

噛合部３ｃはパーキングギヤ２側に突出された形状にされ、パーキングギヤ２の下側に位置されている。パーキングポール３は、パーキングギヤ２に近付く方向へ回動されることにより噛合部３ｃがパーキングギヤ２に噛合され、パーキングギヤ２から離隔する方向へ回動されることにより噛合部３ｃのパーキングギヤ２との噛合が解除される。

支軸１０１にはリターンスプリング７が支持されている。リターンスプリング７は、例えば、捩じりコイルバネであり、コイル部７ａとコイル部７ａに連続する一対の腕部７ｂ、７ｂとを有している。コイル部７ａには支軸１０１が挿通され、一方の腕部７ｂがパーキングポール３に係合され、他方の腕部７ｂがトランスミッションケースの図示しないバネ受部に支持されている。従って、リターンスプリング７によってパーキングポール３には噛合部３ｃがパーキングギヤ２から離隔する回動方向への付勢力が付与されている。

パーキングロッド４は、軸方向が前後方向にされた連結軸部８と、連結軸部８の一端部に連続され連結軸部８に対して直交する方向に折り曲げられた回動軸部９と、連結軸部８の他端部寄りに設けられたカム部１０とから構成されている。

回動軸部９はマニュアルプレート６に回動可能な状態で連結されている。カム部１０は最も径が小さくされた第１の作用部１０ａと第１の作用部１０ａから離隔するに従って径が大きくなる変位部１０ｂと変位部１０ｂに連続する第２の作用部１０ｃとを有している。カム部１０の径はいずれも回動軸部８の径よりも大きくされ、第２の作用部１０ｃの径が最も大きくされている。

パーキングロッド４はカム部１０がサポート部材１１に前後方向へ移動可能に支持されている。サポート部材１１はトランスミッションケースに固定され、側方に開口された支持凹部１１ａを有している。パーキングロッド４はカム部１０が支持凹部１１ａに挿入された状態でサポート部材１１に対して移動される。

錘部材５は軸状に形成され連結軸部８に結合されたアーム部５ａとアーム部５ａに連続して設けられた先端部５ｂとを有している。

アーム部５ａは連結軸部８と同一軸上に並んで結合されている。なお、アーム部５ａは軸方向が連結軸部８の軸方向と平行となるように位置されることが望ましいが、これに限るものではない。例えば、アーム部５ａが連結軸部８に対して傾斜された状態で位置されていてもよい。また、アーム部５ａは回動軸部９に結合されていてもよい。

先端部５ｂは、例えば、球状に形成され、先端部５ｂの直径はアーム部５ａの径よりも
大きくされている。なお、先端部５ｂは球状以外の形状にされていてもよい。例えば、直方体状や円筒状や錐体状にされていてもよいし、カム部１０と同様の形状にされていてもよい。また、錘部材５には先端部５ｂが形成されず、錘部材５がアーム部５ａのみで構成されていてもよい。

錘部材５は、例えば、パーキングロッド４と同じ材料によって形成され、錘部材５とパーキングロッド４は重さが同じにされている。また、錘部材５の前後方向における長さは、例えば、パーキングロッド４の前後方向における長さと同じにされている。尚、回動軸部９からカム部１０までの重さ又は長さと回動軸部９から先端部６ｂまでの重さ又は長さが同じにされていてもよい。

マニュアルプレート６は上方に凸の略三角形状に形成され、上端部が被連結部６ａとして設けられ、下端部がレンジ切換部６ｂとして設けられている。マニュアルプレート６の上下方向における中央部はシフト軸１０２に連結されている。シフト軸１０２は軸方向における一端部が図示しない連結部材に連結され、連結部材を介してシフトレバーに連結されている。従って、マニュアルプレート６はシフトレバーの操作に連動してシフト軸１０２の回転に伴って回動される。

被連結部６ａには挿通孔が形成されており、挿通孔に回動軸部９が挿通されることでパーキングポール４とマニュアルプレート６が連結される。従って、マニュアルプレート６が回動されると、パーキングロッド４と錘部材５が一体になって連結軸部８の軸方向へ移動される。レンジ切換部６ｂは凹凸状に形成され、各凹部にディテントスプリング１２が係合可能にされている。

ディテントスプリング１２は薄板状の弾性部１２ａと円筒状に形成され弾性部１２ａの一端に連結された係合部１２ｂと弾性部１２ａの他端に連続された被固定部１２ｃとを有している。ディテントスプリング１２は、被固定部１２ｃがトランスミッションケースに固定されており弾性部１２ａが厚み方向において弾性変形可能な状態にされている。従って、係合部１２ｂは弾性部１２ａの弾性によって上方へ付勢された状態で被係合部６ｃに押しつけられた状態で係合される。

上記のように構成されたパーキング機構１においては、シフトレバーがパーキングシフト位置に操作され又はパーキングスイッチが操作されると、シフト軸１０２が回転されシフト軸１０２に連動してマニュアルプレート６が非パーキング位置からパーキング位置まで回動される（図２参照）。マニュアルプレート６の回動に連動してパーキングロッド４と錘部材５が連結軸部８の軸方向へ移動され、カム部１０の第２の作用部１０ｃがカム作用部３ｂに当接する位置まで移動される。第２の作用部１０ｃがカム作用部３ｂに当接しカム作用部３ｂが押し上げられることで、パーキングポール３がリターンスプリング７の付勢力に反して回動され、噛合部３ｃがパーキングギヤ２に噛合され、パーキングレンジへの遷移が行われる。

一方、シフトレバーがパーキングシフト位置以外の位置に操作され又はパーキングスイッチの操作状態が解除されると、シフト軸１０２が回転されシフト軸１０２に連動してマニュアルプレート６がパーキング位置から非パーキング位置まで回動される（図３参照）。マニュアルプレート６の回動に連動してパーキングロッド４と錘部材５が連結軸部８の軸方向において上記とは反対方向へ移動され、第２の作用部１０ｃがカム作用部３ｂと離隔し、第１の作用部１０ａがカム作用部３ｂに対向する位置まで移動される。第２の作用部１０ｃがカム作用部３ｂから離隔しカム作用部３ｂに対する押し上げが解消されることで、リターンスプリング７の付勢力によりパーキングポール３が回動され、噛合部３ｃのパーキングギヤ２に対する噛合が解消され、非パーキングレンジへの遷移が行われる。

＜慣性モーメントに対する動作＞
上記のように構成されたパーキング機構１において、車両の走行時にはパーキングロッド４に対して車両の様々な方向からの力が作用している。例えば、波状路の走行時や左右への旋回時には、パーキングロッド４に対して回動軸部９を基準とした第１の慣性モーメントＭ１が生じる（図４参照）。このとき、錘部材５にもパーキングロッド４に作用する力と同じ方向への力が作用するため、錘部材５には回動軸部９を基準とした第２の慣性モーメントＭ２が生じる。

パーキングロッド４と錘部材５は重量と前後方向における長さが同じにされているため、第１の慣性モーメントＭ１と第２の慣性モーメントＭ２は大きさが等しくされており、互いに打ち消し合う方向に作用することで、パーキングロッド４又は錘部材５に作用する力が小さくなり、パーキングロッド４の変位が抑制される。

従って、リターンスプリング７の付勢力を大きくすることなくパーキングロッド４の変位が抑制されるため、設計の自由度を低下させることなくパーキングロッド４の意図しない移動を防止することができる。また、パーキングポール３の重量を小さくすることなくパーキングロッド４の変位を抑制することが可能であるため、パーキングポール３の軽量化に伴う強度の低下を来すことなくパーキングロッドの意図しない移動を防止することができる。

また、パーキング機構１においては、カム部１０に生じる第１の慣性モーメントＭ１と先端部５ｂに生じる第２の慣性モーメントＭ２とが略釣り合うようにされている。

カム部１０は、パーキングロッド４において最も重量が大きくなり易く、パーキングロッド４において最も大きな慣性モーメントが生じ易い。一方で、錘部材５においては、回動軸部９からの距離が最も長い先端部５ｂに最も大きな慣性モーメントが生じ易い。

従って、カム部１０に生じる第１の慣性モーメントＭ１と先端部５ｂに生じる第２の慣性モーメントＭ２が釣り合うようにされることで、第１の慣性モーメントＭ１と第２慣性モーメントＭ２とが効果的に打ち消され、パーキングロッド４の意図しない移動を効果的に防止することができる。

さらに、錘部材５における先端部５ｂの直径はアーム部６の軸径よりも大きくされている。

これにより、先端部５ｂの重量が大きくなり、アーム部５ａの長さを長くすることなく先端部５ｂに生じる慣性モーメントを大きくすることができる。

従って、錘部材５の長さを短縮することができ、錘部材５の小型化を図ることができる。
なお、先端部５ｂの直径をより大きくすることで、アーム部５ａの長さをより短縮することができる（図５参照）。

また、連結軸部８とアーム部５ａは同一軸上に並んで結合されている。

これにより、第１の慣性モーメントＭ１の作用線と第２の慣性モーメントＭ２に関する設計が容易になり、簡素な構成で慣性モーメントのつり合いを取りやすくすることができる。

なお、上記にはパーキングロッド４と錘部材５が同一の材料によって形成された例を示したが、錘部材５がパーキングロッド４よりも比重の大きい材料で形成されていてもよい。例えば、パーキングロッド４が鉄によって形成され、錘部材５が鉛によって形成されていてもよい。

錘部材５がパーキングロッド４よりも比重の大きい材料で形成されることで、錘部材５の長さを短くしても錘部材５の十分な重量が確保され、錘部材５に生じる第２の慣性モーメントＭ２を大きくすることができるため、錘部材５の長さを短くしてパーキング機構１の小型化を図ることができる（図６参照）。

また、上記にはパーキングロッド４と錘部材５が別部材として設けられ、結合された例を示したが、錘部材５はパーキングロッド４と一体に形成されていてもよい。

これにより、錘部材５とパーキングロッド４とを別々に製造する必要がなく、部品点数の削減や製造工程の簡略化を図ることができるため、パーキング機構１の製造コストの低減を図ることができる。

１００…駆動軸、１…パーキング機構、２…パーキングギヤ、３…パーキングポール、３ｂ…カム作用部、３ｃ…噛合部、４…パーキングロッド、５…錘部材、５ａ…アーム部、５ｂ…先端部、６…マニュアルプレート、６ａ…アーム部、６ｂ…先端部、７…リターンスプリング、８…連結軸部、９…回動軸部、１０…カム部、１０ｃ…第２の作用部、Ｍ１…第１の慣性モーメント、Ｍ２…第２の慣性モーメント

Claims

車両におけるパーキング機構であって、
駆動軸に連結されたパーキングギヤと、
車両がパーキングレンジに遷移するパーキング位置と車両が非パーキングレンジに遷移する非パーキング位置との間で移動されるマニュアルプレートと、
カム部と回動軸部を有し前記回動軸部が前記マニュアルプレートに連結され前記マニュアルプレートに連動して移動されるパーキングロッドと、
前記パーキングギヤに噛合可能な噛合部を有し前記パーキングロッドの移動による前記カム部の位置に応じて前記噛合部の前記パーキングギヤに対する噛合又は噛合の解除が行われるパーキングポールと、
前記回動軸部を基準として前記パーキングロッドに生じる前記パーキングロッドの動作方向と異なる方向の第１の慣性モーメントを打ち消す方向に第２の慣性モーメントが生じると共に前記パーキングロッドに結合された錘部材とを備えた
パーキング機構。
前記錘部材が前記パーキングロッドに結合されるアーム部と前記アーム部に連続する先端部とを有し、
前記カム部に生じる前記第１の慣性モーメントと前記先端部に生じる前記第２の慣性モーメントとが略釣り合うようにされた
請求項１に記載のパーキング機構。
前記先端部における前記アーム部の軸方向に直交する方向の大きさが前記アーム部の径よりも大きくされた
請求項２に記載のパーキング機構。
前記パーキングロッドには前記カム部と前記回動軸部を連結する連結軸部が設けられ、
前記連結軸部と前記アーム部が同一軸上に並んで結合された
請求項２又は請求項３に記載のパーキング機構。
前記錘部材が前記パーキングロッドよりも比重の大きい材料で形成された
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のパーキング機構。
前記錘部材が前記パーキングロッドと一体に形成された
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載のパーキング機構。