JP4821804B2 - パーキングポール、パーキング装置、及びハイブリッド車両 - Google Patents

Description

本発明は、パーキングポール、パーキング装置、及びハイブリッド車両に関し、特に、パーキングギヤと係合してパーキングギヤの回転を規制するパーキングポールであって、パーキングギヤと係合する係合部とパーキングギヤの外周部とが互いに対向する位置に回転可能に支持され、駆動手段により駆動されることで係合部がパーキングギヤと係合するパーキングポール、上記パーキングポールを備えるパーキング装置、および、上記パーキング装置を備えるハイブリッド車両に関する。

車両等に用いられるパーキング装置のパーキングポールとして、パーキングギヤと係合する係合部とパーキングギヤの外周部とが互いに対向する位置に回転可能に支持され、駆動手段により駆動されることで係合部がパーキングギヤと係合するパーキングポールが知られている。例えば、特許文献１には、このようなパーキングポールを備えるパーキング機構が開示されている。

特許文献１のパーキング機構では、図１０に示すように、自動変速機の回転主軸１０１の外周に歯１０２ａを備えるパーキングギヤ１０２が固定的に設けられている。このパーキングギヤ１０２に対向する爪（係合部）１１１を備えるパーキングポール１１０が回動可能に配設されている。

パーキングポール１１０は、運転者が操作する図示しないセレクトレバーと対応して作動するカム（駆動手段）１０６により、セレクトレバーをパーキングレンジへ操作したときにパーキングギヤ１０２に向かって回動付勢され、その爪１１１がパーキングギヤ１０２の歯１０２ａと係合する。パーキングレンジ以外のレンジにあるときは、パーキングポール１１０はスプリング１０７により、爪１１１がパーキングギヤ１０２から離間する方向に付勢されている。

なお、図１０において、符号θは、爪１１１をパーキングギヤ１０２の歯１０２ａと係合させた状態（パーキング作動時、符号１１０ｂ参照）と、爪１１１をパーキングギヤ１０２の歯１０２ａと係合させていない状態（パーキング非作動時、符号１１０ａ参照）との間のパーキングポール１１０の回転角を示す。また、符号Ｌは、パーキングレンジへ操作された場合のカム１０６によるパーキングポール１１０に対するリフト量であるカムリフト量を示す。

実開平６−４９８４９号公報

ここで、シフトレバー（セレクトレバー）を操作するときのシフトフィーリングの向上等を図るためには、パーキングポールの回転角を小さなものとすることが有効である。パーキングポールの回転角が小さいと、同じカムリフト量であっても、パーキングポールを回動可能に支持するポールシャフトからカムまでの距離を大きくすることができる。

よって、パーキングポールの回転角を小さくすることができれば、カムを進退させるための荷重（シフト荷重）を小さなものとすることができる。その結果、シフトケーブル車では、シフトフィーリングが良好となる。また、シフトバイワイヤ車では、カムを駆動するために必要なアクチュエータトルクを小さくできるため、モータの小型化が可能となる。

パーキングポールを駆動して係合部をパーキングギヤに係合させた状態（パーキング作動時）と、係合部をパーキングギヤと係合させていない状態（パーキング非作動時）との間のパーキングポールの回転角を小さくできることが望まれている。

本発明の目的は、パーキングギヤと係合する係合部とパーキングギヤの外周部とが互いに対向する位置に回転可能に支持され、駆動手段により駆動されることで係合部がパーキングギヤと係合するパーキングポールにおいて、係合部をパーキングギヤと係合させた状態と、係合部をパーキングギヤと係合させていない状態との間のパーキングポールの回転角を小さくできるパーキングポールを提供することである。

本発明のパーキングポールは、パーキングギヤと係合して前記パーキングギヤの回転を規制するパーキングポールであって、前記パーキングギヤと係合する係合部と前記パーキングギヤの外周部とが互いに対向する位置に回転可能に支持され、駆動手段により駆動されることで前記係合部が前記パーキングギヤと係合し、前記係合部における前記パーキングギヤの外周部と対向する部分である対向部は、前記パーキングギヤの径方向外方に向けて窪んだ凹形状をなし、かつ前記パーキングギヤが回転する際の前記パーキングギヤの最外周の軌跡と対応する円弧形状に形成されており、前記係合部が前記パーキングギヤと係合しない非作動状態において、前記対向部における前記パーキングギヤの周方向の両端部は、前記パーキングギヤの回転中心を中心とする仮想円上にあり、かつ、前記対向部における前記周方向の中央部が、前記仮想円よりも前記径方向外方に位置し、前記対向部の円弧が前記パーキングギヤの回転中心と略同心であることを特徴とする。

本発明のパーキング装置は、前記パーキングポールと、前記パーキングギヤと、前記駆動手段とを備えることを特徴とする。

本発明のパーキング装置において、前記パーキングギヤは、前記径方向外方に向けて突出する凸形状をなし、前記係合部と係合する凸部を有し、前記凸部において、前記係合部と係合する部分である前記周方向の側部は、前記径方向の内方側と比較して前記径方向の外方側が前記周方向に突出したテーパ形状に形成されていることを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両は、前記パーキング装置と、車両を駆動する複数の駆動源とを備え、前記複数の駆動源の動力を前記車両の駆動軸に伝達する動力伝達装置に前記パーキング装置が設けられていることを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両において、前記動力伝達装置のケースに固定されるステータと、前記ステータの内方に配置され、前記ケースに回転自在に支持された回転軸に連結されて前記回転軸と一体回転するロータとを有し、前記駆動源として機能する回転電機と、前記回転軸の回転を減速して前記駆動軸に伝達する変速機構とを備え、前記パーキングギヤが、前記回転軸に連結されていることを特徴とする。

本発明によれば、パーキングギヤと係合する係合部とパーキングギヤの外周部とが互いに対向する位置に回転可能に支持され、駆動手段により駆動されることで係合部がパーキングギヤと係合するパーキングポールにおいて、係合部におけるパーキングギヤの外周部と対向する部分である対向部は、パーキングギヤの径方向外方に向けて窪んだ凹形状をなし、かつパーキングギヤが回転する際のパーキングギヤの最外周の軌跡と対応する円弧形状に形成されており、係合部がパーキングギヤと係合しない非作動状態において、対向部におけるパーキングギヤの周方向の両端部は、パーキングギヤの回転中心を中心とする仮想円上にあり、かつ、対向部における周方向の中央部が、仮想円よりも径方向外方に位置し、対向部の円弧がパーキングギヤの回転中心と略同心である。これにより、係合部がパーキングギヤと係合した状態から、パーキングポールが小さな回転角だけ回転するだけで、パーキングギヤの外周部とパーキングポールの対向部との間に必要な隙間を確保し、パーキングポールとパーキングギヤとが係合しない状態（解放状態）とすることが可能となる。

以下、本発明のパーキングポール、パーキング装置、及びハイブリッド車両の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。

（実施形態）
図１から図９を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、パーキングギヤと係合してパーキングギヤの回転を規制するパーキングポールであって、パーキングギヤと係合する係合部とパーキングギヤの外周部とが互いに対向する位置に回転可能に支持され、駆動手段により駆動されることで係合部がパーキングギヤと係合するパーキングポール、上記パーキングポールを備えるパーキング装置、および、上記パーキング装置を備えるハイブリッド車両に関する。

図１は、この発明のパーキングポールおよびパーキング装置の一実施形態が適用されたＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ；エンジン前置き前輪駆動）形式のハイブリッド車両の動力伝達装置１００を示すスケルトン図である。図１において、１はエンジン（駆動源）であり、このエンジン１としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジンまたはメタノールエンジンまたは水素エンジンなどを用いることができる。

この実施形態においては、便宜上、エンジン１としてガソリンエンジンを用いた場合について説明する。エンジン１は、燃料の燃焼によりクランクシャフト２から動力を出力する装置であって、吸気装置、排気装置、燃料噴射装置、点火装置、冷却装置などを備えた公知のものである。クランクシャフト２は車両の幅方向に、かつ、水平に配置され、クランクシャフト２の後端部にはフライホイール３が形成されている。

エンジン１の外壁には、中空のトランスアクスルケース４が取り付けられている。トランスアクスルケース４は、エンジン側ハウジング７０と、エクステンションハウジング７１と、エンドカバー７２とを有している。これらエンジン側ハウジング７０およびエクステンションハウジング７１およびエンドカバー７２は、アルミニウムなどの金属材料を成形加工したものである。また、エンジン側ハウジング７０の一方の開口端７３とエンジン１とが接触した状態で、エンジン１とエンジン側ハウジング７０とが相互に固定されている。

また、エンジン側ハウジング７０とエンドカバー７２との間に、エクステンションハウジング７１が配置されている。さらに、エンジン側ハウジング７０の他方の開口端７４と、エクステンションハウジング７１の一方の開口端７５とが接触した状態で、エンジン側ハウジング７０とエクステンションハウジング７１とが相互に固定されている。さらにまた、エクステンションハウジング７１の他方の開口端７６を塞ぐようにエンドカバー７２が取り付けられて、エンドカバー７２とエクステンションハウジング７１とが相互に固定されている。

トランスアクスルケース４の内部Ｇ１には、インプットシャフト５、第１のモータジェネレータ６、動力合成機構７、変速機構８、第２のモータジェネレータ（回転電機）９が設けられている。インプットシャフト５はクランクシャフト２と同心状に配置されている。インプットシャフト５におけるクランクシャフト２側の端部には、クラッチハブ１０がスプライン嵌合されている。

トランスアクスルケース４内には、フライホイール３とインプットシャフト５との動力伝達状態を制御するクラッチ１１が設けられている。また、フライホイール３とインプットシャフト５との間におけるトルク変動を抑制・吸収するダンパ機構１２が設けられている。第１のモータジェネレータ６は、インプットシャフト５の外側に配置され、第２のモータジェネレータ９は、第１のモータジェネレータ６よりもエンジン１から遠い位置に配置されている。

すなわち、エンジン１と第２のモータジェネレータ９との間に第１のモータジェネレータ６が配置されている。第１のモータジェネレータ６および第２のモータジェネレータ９は、電力の供給により駆動する電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。第１のモータジェネレータ６および第２のモータジェネレータ９としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。第１のモータジェネレータ６および第２のモータジェネレータ９に電力を供給する電力供給装置としては、バッテリ、キャパシタなどの蓄電装置、あるいは公知の燃料電池などを用いることができる。

第１のモータジェネレータ６の配置位置および第１のモータジェネレータ６の構成を具体的に説明する。エンジン側ハウジング７０の内面には、エンジン１側に向けて延ばされ、ついで、インプットシャフト５側に向けて延ばされた隔壁７７が形成されている。さらに、隔壁７７に対してケースカバー７８が固定されている。このケースカバー７８は、エンジン１から離れる方向に延ばされ、ついで、インプットシャフト５側に向けて延ばされた形状を有している。そして、隔壁７７とケースカバー７８とにより取り囲まれた空間Ｇ２に、第１のモータジェネレータ６が配置されている。第１のモータジェネレータ６は、トランスアクスルケース４側に固定されたステータ１３と、回転自在なロータ１４とを有している。ステータ１３は、隔壁７７に固定された鉄心１５と、鉄心１５に巻かれたコイル１６とを有している。

ステータ１３およびロータ１４は、所定肉厚の電磁鋼板を、その厚さ方向に複数枚を積層して構成したものである。なお、複数の電磁鋼板は、インプットシャフト５の軸線方向に積層されている。そして、インプットシャフト５の軸線方向における第１のモータジェネレータ６のコイル１６の両端間が、インプットシャフト５の軸線方向における第１のモータジェネレータ６の配置領域Ｌ１である。一方、インプットシャフト５の外周には、中空シャフト１７が取り付けられている。そして、インプットシャフト５と中空シャフト１７とが相対回転可能に構成されている。ロータ１４は、中空シャフト１７の外周側に連結されている。

また、動力合成機構（言い換えれば動力分配機構）７は、第１のモータジェネレータ６と第２のモータジェネレータ９との間に設けられている。動力合成機構７は、いわゆるシングルピニオン形式の遊星歯車機構７Ａを有している。すなわち、遊星歯車機構７Ａは、サンギヤ１８と、サンギヤ１８と同心状に配置されたリングギヤ１９と、サンギヤ１８およびリングギヤ１９に係合するピニオンギヤ２０を保持したキャリヤ２１とを有している。そして、サンギヤ１８と中空シャフト１７とが連結され、キャリヤ２１とインプットシャフト５とが連結されている。なお、リングギヤ１９は、インプットシャフト５と同心状に配置された環状部材（言い換えれば円筒部材）２２の内周側に形成されており、この環状部材２２の外周側にはカウンタドライブギヤ２３が形成されている。

第２のモータジェネレータ９は、カウンタドライブギヤ２３よりもエンジン１から遠い位置に設けられている。第２のモータジェネレータ９のロータ２６がＭＧシャフト（回転軸）４５の外周に連結されており、ＭＧシャフト４５は車両の幅方向にほぼ水平に配置されている。このＭＧシャフト４５とインプットシャフト５および中空シャフト１７とが非同心状に配置されている。言い換えると、ＭＧシャフト４５の中心軸線の位置は、インプットシャフト５の中心軸線の位置とは異なる。さらに言い換えれば、ＭＧシャフト４５とインプットシャフト５および中空シャフト１７とが、その半径方向にオフセットされている。

第２のモータジェネレータ９の配置位置および第２のモータジェネレータ９の構成を具体的に説明する。エクステンションハウジング７１の内面には、ＭＧシャフト４５側に向けて延ばされた隔壁７９が形成されている。そして、エクステンションハウジング７１と隔壁７９とエンドカバー７２とにより取り囲まれた空間Ｇ３に、第２のモータジェネレータ９が配置されている。

第２のモータジェネレータ９は、トランスアクスルケース４に固定されたステータ２５と、回転自在なロータ２６とを有している。ステータ２５は、鉄心２７と、鉄心２７に巻かれたコイル２８とを有している。ステータ２５およびロータ２６は、所定肉厚の電磁鋼板を、その厚さ方向に複数枚を積層して構成したものである。なお、複数の電磁鋼板は、ＭＧシャフト４５の軸線方向に積層されている。そして、ＭＧシャフト４５の軸線方向における第２のモータジェネレータ９のコイル２８の両端間が、ＭＧシャフト４５の軸線方向における第２のモータジェネレータ９の配置領域Ｌ２に相当する。

上記のように、第１のモータジェネレータ６と第２のモータジェネレータ９とは、ＭＧシャフト４５およびインプットシャフト５ならびに中空シャフト１７の軸線方向において異なる位置に配置されている。より具体的には、軸線方向において、第１のモータジェネレータ６の配置領域Ｌ１と、第２のモータジェネレータ９の配置領域Ｌ２とが、重ならないように、各モータジェネレータの配置位置が設定されている。また、第１のモータジェネレータ６の回転中心（中心軸線）と、第２のモータジェネレータ９の回転中心（中心軸線）とが各シャフトの半径方向に位置ずれしている。

ＭＧシャフト４５における動力合成機構７側の端部にはギヤ４６が形成（連結）されている。ギヤ４６は、カウンタドライブギヤ２３と噛み合っている。カウンタドライブギヤ２３とギヤ４６とは、ギヤ４６からカウンタドライブギヤ２３に動力が伝達される場合の変速比が“１”より大きくなるように構成されている。これらのギヤ４６およびカウンタドライブギヤ２３により、変速機構８が構成されている。第２のモータジェネレータ９の動力がＭＧシャフト４５を介してギヤ４６に伝達されると、ギヤ４６の回転速度が減速されて環状部材２２に伝達される。すなわち、第２のモータジェネレータ９のトルクが増幅されて動力合成機構７に伝達される。

一方、トランスアクスルケース４の内部には、インプットシャフト５と平行なカウンタシャフト３４が設けられている。カウンタシャフト３４には、カウンタドリブンギヤ３５およびファイナルドライブピニオンギヤ３６が形成されている。そして、カウンタドライブギヤ２３とカウンタドリブンギヤ３５とが係合されている。さらに、トランスアクスルケース４の内部にはデファレンシャル３７が設けられており、デファレンシャル３７は、デフケース３８の外周側に形成されたファイナルリングギヤ３９と、デフケース３８に対してピニオンシャフト４０を介して取り付けられた連結された複数のピニオンギヤ４１と、複数のピニオンギヤ４１に係合されたサイドギヤ４２と、サイドギヤ４２に連結された２本のフロントドライブシャフト（駆動軸）４３とを有している。各フロントドライブシャフト４３には前輪４４が連結されている。このように、トランスアクスルケース４の内部に、変速機構８およびデファレンシャル３７を一括して組み込んだ、いわゆるトランスアクスルを構成している。

ここで、図２を参照して、トランスアクスルケース４内の各軸の配置について説明する。図２は、動力伝達装置１００の軸配置を示す図である。

各軸５，３４，４３，４５の配置は、次のとおりである。インプットシャフト５を基準として、ＭＧシャフト４５はその斜め上方に、カウンタシャフト３４は斜め下方に配置されている。フロントドライブシャフト４３の中心軸線Ｃ５と比較して、カウンタシャフト３４の中心軸線Ｃ６は、わずかに下方に位置している。カウンタシャフト３４の中心軸線Ｃ６は、インプットシャフト５の中心軸線Ｃ３とフロントドライブシャフト４３の中心軸線Ｃ５とを結ぶ仮想線Ｌ４よりも下方に位置している。ＭＧシャフト４５をトランスアクスルケース４内の上部、カウンタシャフト３４を下部に配置することで、全体として各軸５，３４，４３，４５をコンパクトに配置することができる。これにより、ＨＶの大きな課題であるコスト低減や、車両搭載性の向上、質量低減による燃費向上等の大きなメリットが得られる。

各軸５，４５，４３，３４の回転方向は、図２に矢印Ａ３からＡ６でそれぞれ示した方向である。つまり、フロントドライブシャフト４３は、中心軸線Ｃ５の下方において図２の右方向に回転し、カウンタシャフト３４は、中心軸線Ｃ６の下方において図２の左方向に回転する。言い換えると、フロントドライブシャフト４３の回転方向とカウンタシャフト３４の回転方向とが、それぞれの中心軸線よりも下方の領域で互いに離間する方向である。なお、図示の回転方向は、車両の前進時のものである。また、本実施形態の説明における上下方向とは、特にことわりのない限り、車両に搭載された状態における上下方向（鉛直方向）を意味している。

本実施形態の動力伝達装置１００では、トランスアクスルケース４内の下部に溜まった潤滑油は、ファイナルリングギヤ３９で掻き揚げられて（矢印Ｙ２参照）トランスアクスルケース４内の上部に設けられたオイルキャッチタンク３２に送られる。オイルキャッチタンク３２からは、トランスアクスルケース４内の潤滑箇所（被潤滑部）や冷却箇所に向けて適宜の流量で潤滑油が滴下される。

上記のように構成されたハイブリッド車両においては、車速およびアクセル開度などの条件に基づいて、前輪４４に伝達するべき要求トルクが算出され、その算出結果に基づいて、エンジン１、クラッチ１１、第１のモータジェネレータ６、第２のモータジェネレータ９が制御される。エンジン１から出力されるトルクを前輪に伝達する場合は、クラッチ１１が係合される。すると、クランクシャフト２の動力（言い換えればトルク）がインプットシャフト５を介してキャリヤ２１に伝達される。

キャリヤ２１に伝達されたトルクは、リングギヤ１９、環状部材２２、カウンタドライブギヤ２３、カウンタドリブンギヤ３５、カウンタシャフト３４、ファイナルドライブピニオンギヤ３６、デファレンシャル３７を介して前輪４４に伝達され、駆動力が発生する。また、エンジン１のトルクをキャリヤ２１に伝達する際に、第１のモータジェネレータ６を発電機として機能させ、発生した電力を蓄電装置（図示せず）に充電することもできる。

さらに、第２のモータジェネレータ９を電動機として駆動させ、その動力を動力合成機構７に伝達する（駆動源として機能させる）ことができる。第２のモータジェネレータ９の動力がＭＧシャフト４５を介してギヤ４６に伝達されると、ギヤ４６の回転速度が減速されて環状部材２２に伝達される。すなわち、第２のモータジェネレータ９のトルクが増幅されて動力合成機構７に伝達される。このようにして、エンジン１の動力および第２のモータジェネレータ９の動力が動力合成機構７に入力されて合成され、合成された動力が前輪４４に伝達される。つまり、動力合成機構７は、エンジン１の動力、あるいは、第２のモータジェネレータ９の動力のうち少なくともいずれか一方を前輪４４に伝達する。

次に、本実施形態のパーキング装置について説明する。図１に示すように、本実施形態のパーキング装置５０のパーキングギヤ５１は、ＭＧシャフト４５に設けられている。図３は、ＭＧシャフト４５付近の概略構成を示す図である。

図３に示すように、ＭＧシャフト４５には、大径部４５ａと小径部４５ｂとが形成されている。小径部４５ｂは、大径部４５ａと比較して、ＭＧシャフト４５の軸方向におけるエンジン１に近い側に設けられている。大径部４５ａと小径部４５ｂとは、一体に形成されている。ＭＧシャフト４５は、軸方向の両端部において、それぞれ軸受３１により回転可能に支持されている。

小径部４５ｂの外周部には、ギヤ４６が連結されている。ギヤ４６は、小径部４５ｂと一体に形成されている。具体的には、ギヤ４６は、歯切加工により小径部４５ｂと一体に形成されている。大径部４５ａには、第２のモータジェネレータ９のロータ２６が設けられている。ロータ２６は、大径部４５ａの外周部に連結されており、ＭＧシャフト４５と一体となって回転する。ロータ２６の軸方向の両端部には、エンドプレート２９，３０が設けられている。エンドプレート２９，３０は、円盤状の部材であり、積層された電磁鋼板を軸方向の両側から押圧している。

パーキングギヤ５１は、ＭＧシャフト４５の軸方向において、ギヤ４６よりも第２のモータジェネレータ９と反対側の部分、言い換えると、ギヤ４６よりもエンジン１側の部分に連結されている。パーキングギヤ５１は、ＭＧシャフト４５の小径部４５ｂにおけるギヤ４６よりもエンジン１側の位置に軸受３１と隣接して設けられている。

図４は、ＭＧシャフト４５の中心軸線と直交する断面図である。

パーキングギヤ５１の外周部には、周方向に沿って凸部５１ａと凹部５１ｂとが交互に形成されている。トランスアクスルケース４内には、パーキングギヤ５１と係合するパーキングポール５２が設けられている。パーキングポール５２は、ポールシャフト（ピボットピン）５２ａによりポールシャフト５２ａを回転中心として回転可能に支持されている。パーキングポール５２の一端部には、パーキングギヤ５１の凹部５１ｂに対応する形状の係合部５２ｂが形成されている。パーキングポール５２は、係合部５２ｂとパーキングギヤ５１の外周部とが互いに対向する位置に設けられている。パーキングポール５２がポールシャフト５２ａを回転中心として回転することにより、係合部５２ｂがパーキングギヤ５１の外周部に接近または離間する。パーキングポール５２における係合部５２ｂが設けられた側と反対側の端部（他端部）には、接触部５２ｃが形成されている。

パーキングポール５２は、図示しないねじりコイルバネにより、係合部５２ｂがパーキングギヤ５１から離間する方向（矢印Ｙ１参照）に付勢されている。パーキングポール５２は、カム部材（駆動手段）５３により駆動されてパーキングギヤ５１と係合する。図５は、カム部材５３付近を示すポールシャフト５２ａの軸方向の断面図である。

図５に示すように、カム部材５３には、基端部から先端部へ向けて順に、大径部５３ａ、テーパ部５３ｂ、および小径部５３ｃが形成されている。大径部５３ａは、小径部５３ｃと比較して、大径に形成されている。テーパ部５３ｂは、軸方向における大径部５３ａと小径部５３ｃとの間に位置し、大径部５３ａから小径部５３ｃへ向けて径が漸次減少するテーパ形状に形成されている。カム部材５３は、ロックスリーブ５４にポールシャフト５２ａの軸方向に沿って形成されたガイド穴５４ａに配置されている。カム部材５３は、ガイド穴５４ａにより、ポールシャフト５２ａの軸方向に進退可能に支持されている。

カム部材５３は、シフト操作に対応して軸方向に駆動される。本実施形態では、シフトレバー（図示せず）に連結されたケーブルにより、シフト操作に対応して機械的にカム部材５３が駆動される。シフトポジションが、Ｐ（パーキング）ポジション以外のポジション（例えば、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジション、Ｂ（ブレーキ）ポジション）にある場合には、図５に実線で示すように、小径部５３ｃがパーキングポール５２の接触部５２ｃに当接している。

シフトポジションが、Ｐポジション以外のポジションからＰポジションに切り替えられると、カム部材５３が先端方向（矢印Ｙ３参照）に駆動される。これにより、カム部材５３のテーパ部５３ｂが、接触部５２ｃに当接して接触部５２ｃを上方に向けて押圧する。このため、パーキングポール５２は、ねじりコイルバネの付勢力（図４の矢印Ｙ１）に抗して係合部５２ｂがパーキングギヤ５１に接近する方向（図４の矢印Ｙ４参照）に回転する。この場合に、パーキングギヤ５１の周方向において、係合部５２ｂと凹部５１ｂとが同位相にあれば、係合部５２ｂが凹部５１ｂに進入し、パーキングポール５２とパーキングギヤ５１とが係合された状態となる。係合部５２ｂが凹部５１ｂに進入することに対応して、図５に破線で示すように、カム部材５３の大径部５３ａがパーキングポール５２の接触部５２ｃとロックスリーブ５４のガイド穴５４ａの内壁部との間に進入した状態で保持される。この状態では、パーキングポール５２がパーキングギヤ５１と係合してパーキングギヤ５１の回転を規制する。

図６は、パーキングポール５２がパーキングギヤ５１と係合した状態と、係合していない状態のそれぞれを示す図である。

図６において、符号５２１は、シフトポジションがＰポジション以外のポジションとされており、パーキングポール５２がパーキングギヤ５１と係合していない状態を示す。符号５２２は、シフトポジションがＰポジションとされ、カム部材５３に駆動されてパーキングポール５２がパーキングギヤ５１と係合した状態を示す。

符号Ｌは、Ｐポジション以外のポジションからＰポジションへ操作された場合のカム部材５３によるパーキングポール５２に対するリフト量（カム移動量）であるカムリフト量を示す。また、符号θは、パーキングポール５２の係合部５２ｂがパーキングギヤ５１と係合していない状態（符号５２１）と、パーキングポール５２の係合部５２ｂがパーキングギヤ５１と係合した状態（符号５２２）との間のパーキングポール５２の回転角を示す。言い換えると、回転角θは、係合部５２ｂをパーキングギヤ５１に接近させる方向にカム部材５３がパーキングポール５２を駆動する際の、ポールシャフト５２ａを回転中心とするパーキングポール５２の回転する角度である。

以下に説明するように、本実施形態のパーキングポール５２は、回転角θを小さな角度とすることができる形状に形成されている。

図４に示すように、本実施形態のパーキングポール５２の係合部５２ｂにおいて、パーキングギヤ５１の外周部と対向する対向部５２ｄは、パーキングギヤ５１の径方向外方に向けて窪んだ凹形状に形成されている。対向部５２ｄは、パーキングギヤ５１が回転する際のパーキングギヤ５１の外周部の軌跡、より具体的には、凸部５１ａにおける最も径方向の外方に位置する部分（最外周）の軌跡Ｔと対応する円弧形状に形成されている。これにより、パーキングポール５２をパーキングギヤ５１と係合させた状態から係合させていない状態とする場合の回転角θを小さなものとすることができる。

図７は、パーキングポール５２がパーキングギヤ５１に係合した状態におけるパーキングポール５２およびパーキングギヤ５１の拡大図である。図８は、パーキングポール５２がパーキングギヤ５１に係合していない状態におけるパーキングポール５２とパーキングギヤ５１の拡大図である。

図７に示すように、パーキングポール５２がパーキングギヤ５１に係合した状態では、係合部５２ｂの周方向の側面５２ｅと、凸部５１ａの周方向の側面５１ｅとが当接することで、パーキングギヤ５１の回転が規制されている。シフトポジションがＰポジション以外のポジションとされた場合には、パーキングギヤ５１とパーキングポール５２とが接触しない位置までパーキングポール５２を退避させる（回転させる）必要がある。より具体的には、係合部５２ｂの周方向の側面５２ｅと、凸部５１ａの周方向の側面５１ｅとが当接（接触）せず、かつ、係合部５２の対向部５２ｄが凸部５１ａと接触しない位置までパーキングポール５２を回転（係合部５２ｂを径方向外方に退避）させる必要がある。

本実施形態のパーキングポール５２では、対向部５２ｄがパーキングギヤ５１の径方向外方に窪む凹形状に形成されているため、Ｐポジション以外のシフトポジションとされた場合に、小さな回転角θで対向部５２ｄと凸部５１ａとの間の隙間を確保することができる。言い換えると、Ｐポジション以外のシフトポジションにおいて、対向部５２ｄと凸部５１ａとの間の隙間を必要量確保した状態から、Ｐポジションとされた場合に、小さな回転角θでパーキングポール５２の係合部５２ｂをパーキングギヤ５１の凸部５１ａに係合させることができる。

また、図８に示すように、Ｐポジション以外のシフトポジションにおいて、対向部５２ｄの円弧がパーキングギヤ５１の回転中心Ｃ０と略同心となるように、パーキングポール５２とパーキングギヤ５１との相対位置が設定されている。これにより、Ｐポジション以外のシフトポジション（パーキングポール５２とパーキングギヤ５１とが係合していない状態）において、パーキングギヤ５１の外周部と対向部５２ｄとの間に必要な隙間を確保しつつ、回転角θを可能な限り小さくすることができる。

必要とされる回転角θが小さいと、同じカムリフト量Ｌに対して、ポールシャフト５２ａの中心軸線とカム部材５３との距離（図６の符号Ｄ参照）を大きくすることができる。これにより、シフト荷重、特に、ＰポジションからＰポジション以外のシフトポジションに操作する際のシフト荷重を小さくすることができる。その結果、シフトレバーとトランスアクスル（自動変速機）がケーブルで接続されたシフトケーブル車では、シフトフィーリングが良好になる。あるいは、自動変速機の前後進およびパーキングレンジが電気的に切替え可能なシステム（シフトバイワイヤ：ＳＢＷ）を搭載したシフトバイワイヤ車では、カム部材５３を駆動するためのアクチュエータトルクを小さくでき、モータの小型化が可能となる。

一般に、パーキングギヤ５１が小径であるほど、必要とされるパーキングポール５２の回転角θが大きくなる傾向があるため、シフト荷重が大きくなってシフトフィーリングが低下したり、モータの小型化が困難となったりしやすい。このため、特にパーキングギヤ５１が小径とされたパーキング装置５０において、本実施形態のパーキングポール５２が有効である。

また、本実施形態によれば、以下に図９を参照して説明するように、パーキングギヤ５１の凸部５１ａとパーキングポール５２の対向部５２ｄが衝突した場合のパーキングギヤ５１とパーキングポール５２の磨耗を抑制することができる。高速走行時等に運転者がＰポジションにミスシフトしたとしても、パーキングポール５２とパーキングギヤ５１とが衝突して撥ね返る（ラチェッティング）ことにより、パーキングロックによるタイヤロックが回避されるようになっている。このときに、パーキングギヤ５１とパーキングポール５２との衝突の角度によっては、パーキングギヤ５１やパーキングポール５２の磨耗が生じる可能性がある。例えば、対向部５２ｄとパーキングギヤ５１の最外周の軌跡Ｔ（図４参照）とのなす角度が大きいと、衝突時に磨耗が生じやすくなる。

図９は、パーキングポール５２とパーキングギヤ５１とが衝突した状態を示す拡大図である。本実施形態のパーキングポール５２では、対向部５２ｄが、パーキングギヤ５１の径方向外方に向けて窪んだ凹形状とされている。また、Ｐポジション以外のシフトポジションにおいて、対向部５２ｄの円弧がパーキングギヤ５１の回転中心Ｃ０と略同心とされている。このため、対向部５２ｄとパーキングギヤ５１の凸部５１ａとが接触する状態において、パーキングギヤ５１の回転方向（ＭＧシャフト４５の回転方向Ａ４）で位相が遅いほど、凸部５１ａと対向部５２ｄとの間の隙間が大きくなり、かつ、その隙間の変化は周方向においてわずかなものとなる。言い換えると、パーキングギヤ５１の回転方向（矢印Ｙ５）が、パーキングポール５２の対向部５２ｄの接線方向となす角度δが小さなものとなる。よって、パーキングポール５２とパーキングギヤ５１とが衝突した場合の磨耗の発生を十分に抑制することができる。

なお、Ｐポジション以外のシフトポジションにおいて、対向部５２ｄの円弧がパーキングギヤ５１の回転中心Ｃ０と略同心となるような配置に限らず、対向部５２ｄとパーキングギヤ５１の凸部５１ａとが接触する場合のパーキングギヤ５１の回転方向（矢印Ｙ５）が、対向部５２ｄの接線方向となす角度δが小さくなるように、パーキングポール５２とパーキングギヤ５１との位置関係を設定してもよい。

パーキングギヤ５１が高回転であるほど、ラチェッティング時の衝突エネルギーが大きくなり、磨耗の可能性が高くなる。このため、特に、第２のモータジェネレータ９が高回転に設定されている動力伝達装置において、衝突時の角度δを小さくするようなパーキングポール５２とパーキングギヤ５１との配置が有効となる。モータジェネレータは、一般的に、高回転・低トルク化した方が小型、低損失、低コスト化できる。このため、本実施形態の動力伝達装置１００では、第２のモータジェネレータ９が高回転化されると共に、変速機構８（図１参照）が高減速化されている（第２のモータジェネレータ９の回転速度が大きく減速されて環状部材２２に伝達される）。この場合、動力合成機構７からＭＧシャフト４５に入力されるトルクが低減されるため、パーキングギヤ５１およびパーキング装置５０全体を小型化できる。一方で、ＭＧシャフト４５に連結されたパーキングギヤ５１が高回転することになり、ラチェッティング時の衝突エネルギーが大きなものとなりやすい。衝突時の角度δを小さくするようなパーキングポール５２とパーキングギヤ５１との配置は、特に、このようにパーキングギヤ５１が高回転である動力伝達装置において有効である。

また、本実施形態のパーキングギヤ５１の凸部（歯）５１ａは、径方向の外方側が内方側と比較して周方向の幅が広いテーパ形状に形成されている。これにより、以下に説明するように、パーキングギヤ５１とパーキングポール５２との干渉を回避しつつ、適切な接触方向の設定が可能となる。

図６において、矢印Ｙ６は、前進時におけるパーキングギヤ５１とパーキングポール５２との接触方向（パーキングポール５２に荷重が作用する方向、以下、単に「前進時荷重方向」と記す）を示す。矢印Ｙ７は、後進時におけるパーキングギヤ５１とパーキングポール５２との接触方向（パーキングポール５２に荷重が作用する方向、以下、単に「後進時荷重方向」と記す）を示す。

パーキングギヤ５１とパーキングポール５２とが係合した状態における前進時荷重方向Ｙ６および後進時荷重方向Ｙ７は、パーキングギヤ５１とパーキングポール５２との摩擦力も考慮して、ポールシャフト５２ａを中心として係合状態を解放する方向のモーメント（矢印Ｙ８参照）がパーキングポール５２に作用するように設定される。しかしながら、パーキングギヤ５１の径が小さい場合、凸部５１ａの形状によっては、パーキングギヤ５１とパーキングポール５２との干渉が問題となる。例えば、凸部５１ａが平行歯である場合、係合状態を解放する方向のモーメントをパーキングポール５２に作用させるように、パーキングギヤ５１とパーキングポール５２とを接触させようとすると、パーキングギヤ５１とパーキングポール５２とが干渉するという問題がある。

これに対して、本実施形態では、図７を参照して説明するように、パーキングギヤ５１とパーキングポール５２との干渉を回避しつつ、適切な接触方向の設定が可能となる。矢印Ｙ９に示すように、凸部５１ａは、径方向の外方ほど周方向の幅が広いテーパ形状に形成されている。言い換えると、凸部５１ａの周方向の側面５１ｅは、径方向の内方側と比較して径方向の外方側が周方向に突出したテーパ形状に形成されている。

これにより、パーキングポール５２の係合部５２ｂの周方向の側面５２ｅと、凸部５１ａの周方向の側面５１ｅとが適切に噛み合ってパーキングギヤ５１の回転が規制される。パーキングギヤ５１とパーキングポール５２との干渉を回避しつつ、例えば、小さな回転角θで係合部５２ｂの周方向の側面５２ｅと、凸部５１ａの周方向の側面５１ｅとを適切に噛み合わせることができる。さらに、パーキングギヤ５１とパーキングポール５２との干渉を回避しつつ、図６に示すように、係合状態を解放する方向のモーメントをパーキングポール５２に作用させるように前進時荷重方向Ｙ６および後進時荷重方向Ｙ７をそれぞれ設定することができる。

なお、上記のように凸部５１ａの形状を設定する方法に代えて、係合部５２ｂの周方向の側面５２ｅの角度を調節する方法が考えられるが、この場合、係合状態を解放する方向のモーメントをパーキングポール５２に作用させるように前進時荷重方向Ｙ６および後進時荷重方向Ｙ７をそれぞれ成立させることには困難が伴う。これに対して、凸部５１ａにおける径方向の外方側の幅を広くするテーパ形状とする方法によれば、係合状態を解放する方向のモーメントをパーキングポール５２に作用させることを、前進時および後進時のそれぞれにおいて容易に両立できる。

本実施形態では、対向部５２ｄがパーキングギヤ５１の最外周の軌跡Ｔと対応する円弧形状に形成されていたが、対向部５２ｄの形状は、これには限定されない。対向部５２ｄがパーキングギヤ５１の径方向外方に向けて窪んだ凹形状をなし、係合部５２ｂがパーキングギヤ５１と係合しない非作動状態（図８参照）において、対向部５２ｄにおける周方向の両端部５２１ｄが、パーキングギヤ５１の回転中心Ｃ０を中心とする仮想円Ｋ上にあり、かつ、対向部５２ｄにおける周方向の中央部５２２ｄが、仮想円Ｋよりも径方向外方に位置していればよい。言い換えると、対向部５２ｄにおける周方向の中央部５２２ｄが、両端部５２１ｄと比較して径方向内方に位置していなければよい。対向部５２ｄがこのような形状とされていれば、パーキングポール５２がパーキングギヤ５１と係合した状態から、周方向の両端部５２１ｄがパーキングギヤ５１と接触しない位置までパーキングポール５２を回転させるだけで、対向部５２ｄの他の部分（中央部５２２ｄ）がパーキングギヤ５１と接触しない状態となる。すなわち、回転角θを小さなものとすることができる。

本発明のパーキングポールおよびパーキング装置の実施形態が適用された動力伝達装置を示すスケルトン図である。 本発明のパーキングポールおよびパーキング装置の実施形態が適用された動力伝達装置の軸配置を示す図である。 本発明のパーキングポールおよびパーキング装置の実施形態が適用された動力伝達装置のＭＧシャフト付近の概略構成図である。 本発明のパーキングポールおよびパーキング装置の実施形態におけるＭＧシャフトの中心軸線と直交する断面図である。 本発明のパーキングポールおよびパーキング装置の実施形態におけるカム部材付近を示す断面図である。 本発明のパーキングポールおよびパーキング装置の実施形態においてパーキングポールがパーキングギヤと係合した状態と、係合していない状態のそれぞれを示す図である。 本発明のパーキングポールおよびパーキング装置の実施形態においてパーキングポールがパーキングギヤに係合した状態を示す拡大図である。 本発明のパーキングポールおよびパーキング装置の実施形態においてパーキングポールがパーキングギヤに係合していない状態を示す拡大図である。 本発明のパーキングポールおよびパーキング装置の実施形態においてパーキングポールとパーキングギヤとが衝突した状態を示す拡大図である。 従来のパーキング機構の一例を示す図である。

符号の説明

１ エンジン
２ クランクシャフト
３ フライホイール
４ トランスアクスルケース
５ インプットシャフト
６ 第１のモータジェネレータ
７ 動力合成機構
７Ａ 遊星歯車機構
８ 変速機構
９ 第２のモータジェネレータ
１３ ステータ
１４ ロータ
１５ 鉄心
１６ コイル
１８ サンギヤ
１９ リングギヤ
２０ ピニオンギヤ
２１ キャリヤ
２２ 環状部材
２３ カウンタドライブギヤ
２５ ステータ
２６ ロータ
２７ 鉄心
２８ コイル
２９，３０ エンドプレート
３１ 軸受
３２ オイルキャッチタンク
３４ カウンタシャフト
３５ カウンタドリブンギヤ
３９ ファイナルリングギヤ
４３ フロントドライブシャフト
４４ 前輪
４５ ＭＧシャフト
４５ａ 大径部
４５ｂ 小径部
４６ ギヤ
５０ パーキング装置
５１ パーキングギヤ
５１ａ 凸部
５１ｂ 凹部
５２ パーキングポール
５２ａ ポールシャフト
５２ｂ 係合部
５２ｃ 接触部
５２ｄ 対向部
５３ カム部材
５４ ロックスリーブ
７０ エンジン側ハウジング
７１ エクステンションハウジング
７２ エンドカバー
１００ 動力伝達装置
１０１ 回転主軸
１０２ パーキングギヤ
１０６ カム
１０７ スプリング
１１０ パーキングポール
１１１ 爪
Ｙ６ 前進時荷重方向
Ｙ７ 後進時荷重方向
θ 回転角

Claims (5)

1. パーキングギヤと係合して前記パーキングギヤの回転を規制するパーキングポールであって、
   前記パーキングギヤと係合する係合部と前記パーキングギヤの外周部とが互いに対向する位置に回転可能に支持され、駆動手段により駆動されることで前記係合部が前記パーキングギヤと係合し、
   前記係合部における前記パーキングギヤの外周部と対向する部分である対向部は、前記パーキングギヤの径方向外方に向けて窪んだ凹形状をなし、かつ前記パーキングギヤが回転する際の前記パーキングギヤの最外周の軌跡と対応する円弧形状に形成されており、
   前記係合部が前記パーキングギヤと係合しない非作動状態において、前記対向部における前記パーキングギヤの周方向の両端部は、前記パーキングギヤの回転中心を中心とする仮想円上にあり、かつ、前記対向部における前記周方向の中央部が、前記仮想円よりも前記径方向外方に位置し、前記対向部の円弧が前記パーキングギヤの回転中心と略同心である
   ことを特徴とするパーキングポール。
2. 請求項１に記載のパーキングポールと、前記パーキングギヤと、前記駆動手段とを備えるパーキング装置。
3. 請求項２に記載のパーキング装置において、
   前記パーキングギヤは、前記径方向外方に向けて突出する凸形状をなし、前記係合部と係合する凸部を有し、
   前記凸部において、前記係合部と係合する部分である前記周方向の側部は、前記径方向の内方側と比較して前記径方向の外方側が前記周方向に突出したテーパ形状に形成されている
   ことを特徴とするパーキング装置。
4. 請求項２または３に記載のパーキング装置と、
   車両を駆動する複数の駆動源とを備え、
   前記複数の駆動源の動力を前記車両の駆動軸に伝達する動力伝達装置に前記パーキング装置が設けられている
   ことを特徴とするハイブリッド車両。
5. 請求項４に記載のハイブリッド車両において、
   前記動力伝達装置のケースに固定されるステータと、前記ステータの内方に配置され、前記ケースに回転自在に支持された回転軸に連結されて前記回転軸と一体回転するロータとを有し、前記駆動源として機能する回転電機と、
   前記回転軸の回転を減速して前記駆動軸に伝達する変速機構とを備え、
   前記パーキングギヤが、前記回転軸に連結されている
   ことを特徴とするハイブリッド車両。

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