(57)【要約】  本発明は、自動車のトランスミッションアッセンブリ（１）のためのパーキングロックユニット（２）であって、パーキングロックギヤ（３）と、第１のばね装置（７）と、パーキングロックギヤ（３）の縦軸線（Ｌ１）に関して、第１のばね装置（７）の半径方向外側に配置されている第２のばね装置（１２）と、第１および第２のばね装置（７，１２）の間に半径方向可動に配置されていて、第１および第２のばね装置（７，１２）のうちの少なくとも一方によってばね負荷されている少なくとも１つのロックエレメント（６）と、パーキングロックギヤ（３）に対して同心的に配置されている支持スリーブ（１７）であって、この支持スリーブは、トランスミッションアッセンブリ（１）の構成部分に周方向で支持可能であって、さらに少なくとも１つのロックエレメント（６）が半径方向可動に配置されている少なくとも１つの開口（２０）を有している支持スリーブ（１７）と、を有しているパーキングロックユニット（２）に関し、縦軸線（Ｌ１）を中心とした操作リング（２１）の回転により、少なくとも１つのロックエレメント（６）は半径方向内側に向かってロック位置へと、かつ半径方向外側に向かって解放位置へと移動可能である。
2021517950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のトランスミッションアッセンブリ（１）のためのパーキングロックユニット（２）であって、
前記トランスミッションアッセンブリ（１）の回転可能に支持された軸（２９）に相対回動不能に接続可能なパーキングロックギヤ（３）と、
第１のばね装置（７）と、
前記パーキングロックギヤ（３）の縦軸線（Ｌ１）に関して、前記第１のばね装置（７）の半径方向外側に配置されている第２のばね装置（１２）と、
前記第１のばね装置（７）と前記第２のばね装置（１２）との間に前記縦軸線（Ｌ１）に関して半径方向可動に配置されていて、前記第１のばね装置（７）および前記第２のばね装置（１２）のうちの少なくとも一方によってばね負荷されている少なくとも１つのロックエレメント（６）と、
前記パーキングロックギヤ（３）に対して同心的に配置されている支持スリーブ（１７）であって、前記支持スリーブは、前記トランスミッションアッセンブリ（１）の構成部分に前記縦軸線（Ｌ１）に関して周方向で支持可能であって、少なくとも１つのロックエレメント（６）が半径方向可動に配置されている少なくとも１つの開口（２０）を有している支持スリーブ（１７）と、
を有しており、
前記縦軸線（Ｌ１）を中心とした操作リング（２１）の回転により、前記少なくとも１つのロックエレメント（６）は半径方向内側に向かって、前記少なくとも１つのロックエレメント（６）が前記パーキングロックギヤ（３）の回転運動をロックするロック位置へと移動可能であって、かつ前記少なくとも１つのロックエレメント（６）は半径方向外側に向かって、前記少なくとも１つのロックエレメント（６）が、パーキングロックギヤ（３）が自由に回転可能となるように前記パーキングロックギヤ（３）を解放する解放位置へと移動可能である、パーキングロックユニット（２）。
【請求項２】
前記操作リング（２１）は、複数の角を有する多角形として、特に、複数の丸み付けられた角（４２，４２’４２’’）を有する多角形として形成されている内輪郭（２２）を有している、請求項１記載のパーキングロックユニット。
【請求項３】
前記第１のばね装置（７）は、周方向に敷設されたばねアーム（９，９’）を備えた２つのリングエレメント（８，８’）を有しており、前記少なくとも１つのロックエレメント（６）は、前記２つのリングエレメント（８，８’）のそれぞれの前記ばねアーム（９，９’）のうちの少なくとも１つに載置される、請求項１または２記載のパーキングロックユニット。
【請求項４】
前記第１のばね装置（７）の外周面（１０）は、前記支持スリーブ（１７）の内周面（１８）に相対回動不能に接続されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のパーキングロックユニット。
【請求項５】
前記２つのリングエレメント（８，８’）は位置決めエレメントを有しており、前記位置決めエレメントを介して、前記第１のばね装置（７）は周方向で前記支持スリーブ（１７）に対して位置決めされており、これにより前記ばねアーム（９，９’）は、前記支持スリーブ（１７）の前記少なくとも１つの開口（２０）に対して整列させられている、請求項３または４記載のパーキングロックユニット。
【請求項６】
前記第１のばね装置（７）は少なくとも１つのリング状のばねエレメント（４４）を有しており、前記ばねエレメントは、載置区分（４５）と支持区分（４６）とを有しており、
前記少なくとも１つのリング状のばねエレメント（４４）は、前記載置区分（４５）で、前記支持スリーブ（１７）の外周面（１９）に設けられた凹部（４９）に載置されていて、
前記少なくとも１つのロックエレメント（６）は、前記少なくとも１つのリング状のばねエレメント（４４）の前記支持区分（４６）上に載置されている、請求項１または２記載のパーキングロックユニット。
【請求項７】
前記第２のばね装置（１２）は、ばね舌片（１４，１４’）を有しているスリーブとして形成されており、前記少なくとも１つのロックエレメント（６）は前記解放位置で、前記ばね舌片（１４，１４’）のうちの少なくとも１つの上に載置される、請求項１から６までのいずれか１項記載のパーキングロックユニット。
【請求項８】
前記第２のばね装置（１２）の外周面（１６）は、前記操作リング（２１）の前記内輪郭（２２）に相対回動不能に接続されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のパーキングロックユニット。
【請求項９】
前記第２のばね装置（１２）の内周面（１５）は、前記支持スリーブ（１７）の前記外周面（１９）に相対回動不能に接続されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のパーキングロックユニット。
【請求項１０】
前記第２のばね装置（１２）は位置決めエレメントを有しており、前記位置決めエレメントを介して、前記第２のばね装置（１２）は周方向で前記操作リング（２１）に対して位置決めされており、これにより前記ばね舌片（１４，１４’）は、前記操作リング（２１）の前記内輪郭（２２）の前記角（４２，４２’４２’’）に対して整列させられている、請求項７または８記載のパーキングロックユニット。
【請求項１１】
前記第２のばね装置（１２）は位置決めエレメントを有しており、前記位置決めエレメントを介して、前記第２のばね装置（１２）は周方向で前記支持スリーブ（１７）に対して位置決めされており、これにより前記ばね舌片（１４，１４’）は、前記支持スリーブ（１７）の前記少なくとも１つの開口（２０）に対して整列させられている、請求項７または９記載のパーキングロックユニット。
【請求項１２】
前記第１のばね装置（７）は、前記解放位置で、前記第２のばね装置（１２）よりも高いばね剛性を有しており、これによりばねの合力は前記ロックエレメント（６）に、前記パーキングロックギヤ（３）の前記縦軸線（Ｌ１）に関して半径方向外側に向かって作用する、請求項１から１１までのいずれか１項記載のパーキングロックユニット。
【請求項１３】
前記支持スリーブ（１７）は、前記トランスミッションアッセンブリ（１）のケーシング（２４）の一部を形成し、特に前記ケーシング（２４）に一体に形成されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のパーキングロックユニット。
【請求項１４】
前記操作リング（２１）は、電気モータ（２５）によって前記パーキングロックギヤ（３）の前記縦軸線（Ｌ１）を中心として回転可能であって、前記電気モータ（２５）の回転軸線（Ｌ２）は、前記パーキングロックギヤ（３）の前記縦軸線（Ｌ１）に対して同心的に、またはずらされて配置されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載のパーキングロックユニット。
【請求項１５】
特に電気モータにより駆動可能な自動車のためのトランスミッションアッセンブリ（１）であって、
ケーシング（２４）と、
それぞれ前記ケーシング（２４）内に回転可能に支持されていて、モーメント伝達および運動伝達のために、少なくとも１つの平歯車段（２８）を介して接続されている、駆動軸（２６）および被駆動軸（２７）と、
請求項１から１４までのいずれか１項記載のパーキングロックユニット（２）であって、前記駆動軸（２６）、前記被駆動軸（２７）、または出力経路において前記駆動軸（２６）と前記被駆動軸（２７）との間に配置された回転可能な駆動部分のうちの１つと、相対回動不能に接続されているパーキングロックユニット（２）と、
を有するトランスミッションアッセンブリ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のトランスミッションアッセンブリのための、特にハイブリッド電気自動車または電気自動車のためのパーキングロックユニット、ならびにこのようなパーキングロックユニットを備えたトランスミッションアッセンブリに関する。
【０００２】
トランスミッションアッセンブリには、パーキングロックユニットを設けることができ、その主たる課題は、駐車状態にある車両を確実に停止させておくことである。特に、機械的に作動するパーキングブレーキの代わりに、電気的に作動するパーキングブレーキを使用することにより、パーキングロックはますます頻繁に、車両の意図しない動きに対する主要な保護手段となっている。この場合、ロック作用は通常、形状接続によりパーキングロックギヤに係止するロックエレメントによって達成される。
【０００３】
トランスミッションアッセンブリは自動車のパワートレインにおいて、駆動ユニットの回転数・トルク特性を、タイヤで必要な回転数・トルクに変換して伝えるために必要である。このために、通常、駆動ユニットの高い回転数は、トランスミッションアッセンブリを介して、タイヤのより低い回転数に減じられ、駆動ユニットのトルクは逆にこれに比例して高くなる。駆動ユニットが内燃機関であるならば、回転数・トルク特性をタイヤで必要な特性に合わせるために、トランスミッションアッセンブリには切替可能なギヤが設けられる。これに対して、電気モータの回転数・トルク特性は、タイヤの所要特性に似ているので、切替可能なギヤは通常設ける必要はない。それにもかかわらず、高回転数の電気モータは、有利な出力密度を有していて、ひいては構成スペースが最適であるので、通常、電化されたパワートレインに、トランスミッションアッセンブリが設けられるが、ただし、このトランスミッションアッセンブリは固定されたギヤ比を有する。
【０００４】
米国特許第６５８８２９４号明細書により、パーキングロックユニットが公知であり、このパーキングロックユニットは、シフトチェンジアクチュエータによるパーキングロックの操作の際に、被駆動軸をロックする。このために、パーキングロックユニットは、トランスミッション軸に相対回動不能に配置されているパーキングロックギヤと、ロック用つめを有しており、このロック用つめは、トランスミッションケーシングに回転可能に支持されていて、選択的にパーキングロックギヤに係合させられ、かつパーキングロックギヤから再び解除可能である。このために、ロック用つめは、噛み合い状態で、アクチュエータロッドによるばね力に抗して、パーキングロックギヤの作用領域に押し込まれ、これによりロック用つめの歯は、パーキングロックギヤの歯列構造内に係合し、これによりパーキングロックギヤもしくはトランスミッション軸の回転をロックする。
【０００５】
独国特許出願公開第１０２００８０６１２０１号明細書により、自動車のパーキングロックとして形成されている機械的な回転ロック装置が公知である。このパーキングロックは、ディスク状の軸受シェルを有していて、この軸受シェル内には３つのロックエレメントが配置されていて、回転軸線に対して半径方向かつディスク平面に対して平行にガイドされている。ロックエレメントはそれぞればねエレメントによって半径方向外側に向かって、パーキングロックのロック位置の方向へと力が加えられている。パーキングロックのロック位置では、３つのロックエレメントは、歯車ボディの内周面に形成されている対応する受容部に係合する。切替リングの回転により、ロックエレメントは、ばねエレメントのばね力に抗して、半径方向内側に向かって解放位置の方向へと移動することができ、この解放位置では、ロックエレメントは、受容部の作用領域外に配置されている。
【０００６】
独国特許出願公開第１０２０１６２０１１７７号明細書により、車両トランスミッションのためのパーキングロック装置が公知であり、このパーキングロック装置では、ロック装置が、線形アクチュエータ装置によって、パーキングロックギヤの回転軸線に対して平行に選択的に、ロック装置がパーキングロックギヤの回転運動をロックするロック位置から、ロック装置がパーキングロックギヤを解放する解放位置へと移動可能であり、かつその逆に解放位置からロック位置へと移動可能である。
【０００７】
独国特許出願公開第１８８９７６３号明細書により、パーキングロッククラッチのための解放機構が公知である。
【０００８】
本発明の根底を成す課題は、その構造により、所要構成スペースが僅かであり、必要な構成部品数が減じられているパーキングロックユニットを提案することである。課題はさらに、トランスミッション出力経路の確実なロックを可能にし、所要構成スペースが僅かである、このようなパーキングロックユニットを備えた相応のトランスミッションアッセンブリを提案することである。
【０００９】
この課題を解決するために、自動車のトランスミッションアッセンブリのためのパーキングロックユニットであって、トランスミッションアッセンブリの回転可能に支持された軸に相対回動不能に接続可能なパーキングロックギヤと、第１のばね装置と、パーキングロックギヤの縦軸線に関して、第１のばね装置の半径方向外側に配置されている第２のばね装置と、第１のばね装置と第２のばね装置との間に縦軸線に関して半径方向可動に配置されていて、第１のばね装置および第２のばね装置のうちの少なくとも一方によってばね負荷されている少なくとも１つのロックエレメントと、パーキングロックギヤに対して同心的に配置されている支持スリーブであって、この支持スリーブは、トランスミッションアッセンブリの構成部分に周方向で支持可能であって、さらに少なくとも１つのロックエレメントが半径方向可動に配置されている少なくとも１つの開口を有している支持スリーブと、を有しており、縦軸線を中心とした操作リングの回転により、少なくとも１つのロックエレメントは半径方向内側に向かって、少なくとも１つのロックエレメントがパーキングロックギヤの回転運動をロックするロック位置へと移動可能であって、かつ少なくとも１つのロックエレメントは半径方向外側に向かって、少なくとも１つのロックエレメントが、パーキングロックギヤが自由に回転可能となるようにパーキングロックギヤを解放する解放位置へと移動可能である、パーキングロックユニットが提案される。
【００１０】
パーキングロックギヤとトランスミッションアッセンブリの軸との間の相対回動不能な接続は、例えばスプラインまたは嵌合キー接続によって形成することができる。パーキングロックギヤをさらに、軸方向でスナップリングまたはナットによって軸上に固定することができる。パーキングロックギヤは、周囲にわたって均等に分配された歯とギャップとを交互に有している。ロック位置では、ロックエレメントが、操作リングによってそれぞれギャップ内へ押し込まれる。パーキングロックギヤの回転の際に、ロックエレメントは、パーキングロックギヤの対応する歯に接触し、ロックエレメントが、支持スリーブの開口にも接触するまで、歯によって周方向で動かされる。支持スリーブは、トランスミッションアッセンブリの定置の構成部分に回転しないように支持されている、もしくは定置の構成部分に相対回動不能に接続されている、または定置の構成部分に一体に形成されている。したがってロックエレメントは、歯と支持スリーブとの間に挟まれて、パーキングロックギヤを、ひいてはパワートレイン全体をロックする。
【００１１】
少なくとも１つのロックエレメントは円筒状のローラ体であってもよい。これにより、パーキングロックギヤの歯が、この歯によってロックエレメントが挟み込まれる領域で凹状の形状を有していれば、特に接触圧が減じられる。ロックエレメントは、両ばね装置の間にばね的に支持されている。ロックエレメントの移動方向は、支持スリーブの開口により、パーキングロックギヤの縦軸線に関してほぼ半径方向に画定される。ロックエレメントの移動の外側のストップ位置は、操作リングの内輪郭の各有効直径により、または第１および第２のばね装置のばね力が相殺される位置への到達により、規定される。操作リングの内輪郭はこのために非円形に形成されていてもよく、これにより有効直径は、操作リングと支持スリーブの相対回動により変化する。したがって、操作リングの回転により、有効直径が小さくなる場合は、ロックエレメントは、パーキングロックギヤの方向に押し込まれ、有効直径が大きくなる場合は、解放位置への経路が解放される。
【００１２】
このために可能な実施形態では、操作リングの内輪郭は、複数の角を有する多角形として、特に、複数の丸み付けられた角を有する多角形として形成されている。このような形状は、例えば、ＤＩＮ３２７１１に準拠する軸・ハブ結合、三角形については形状Ｐ３Ｇ、または四角形については形状Ｐ４Ｃにより公知であり、任意の数の角を有する多角形についても同様に使用することができる。２つのロックエレメントを有する構成のためには、多角形は特に楕円の形状であってもよい。この場合、多角形は、直径ｄ１の１つの共通の外接円上に全て位置し、周にわたって均一に分配された複数の角を有し、角の数は少なくともロックエレメントの数に相当する。さらにこの多角形は、直径ｄ２の１つの共通の内接円上に全て位置し、周方向で角に対してずらされて配置されていて、かつ周にわたって均一に分配された複数の内側点を有し、内側点の数は角の数に相当する。したがって、ロックエレメントの最大のばね撓みは、直径ｄ１と直径ｄ２との差の半分によって規定される。最大のばねの撓みは、ロックエレメントが一方では解放位置で、パーキングロックギヤの作用領域から完全に外へ移動させられることができるように、他方ではロック位置で、パーキングロックギヤの作用領域内に十分に入り込むように選択されており、ロックエレメントは好適には常に、少なくとも１つの部分で、支持スリーブの開口の内側に配置されていてもよい。多角形の形状の他に、操作リングの回転の際に有効直径を変化させる別の形状も考えられ、特に直径の急激な変化を伴う一貫性のない形状も考えられる。
【００１３】
パーキングロックギヤの縦軸線を中心とした周方向での、トランスミッションアッセンブリの構成部分における支持スリーブの支持は、トランスミッションアッセンブリのケーシングとの、例えばねじ接続および／または差込接続により行うことができる。この場合、パーキングロックユニットは完全に交換可能なモジュールであり得る。別の実施形態では、支持スリーブは、トランスミッションアッセンブリのケーシングの一部を形成していてもよく、特にケーシングに一体に形成されてもよく、したがって、パーキングロックギヤの縦軸線に対して周方向で支持され得る。支持スリーブの複数の開口は、操作リングの多角形の角が有する、周方向で等しい角度間隔を置いて位置している。開口は、矩形の貫通孔として形成されていてもよく、各個所で、ロックエレメントの長さよりも大きな軸方向の幅を有している。
【００１４】
第１のばね装置の外周面は、支持スリーブの内周面に相対回動不能に接続されていてもよい。このために、第１のばね装置は、例えば支持スリーブと共にプレス接続部を形成することができ、この場合、生じる摩擦力は第１のばね装置のつながっているスリーブ区分の領域で主に伝達される。接着、または堅固な結合部を形成する第１のばね装置と支持スリーブとの各種その他の接合も可能であることは勿論である。
【００１５】
１つの可能な実施形態では、第１のばね装置は、周方向に敷設されたばねアームを備えた２つのリングエレメントを有しており、少なくとも１つのロックエレメントは、２つのリングエレメントのそれぞれのばねアームのうちの少なくとも１つに載置される。ばねアームは、この場合、ロックエレメントを負荷するために働き、ばね力の作用方向は、ほぼ半径方向外側に向けられている。したがってロックエレメントは、少なくとも２つのばねアーム、すなわち各リングエレメントのそれぞれ１つのばねアームの上に載置され、ばねアームの力の作用点は特に、ロックエレメントの重心点から対称に間隔を置いて位置し、これにより付加的に傾けられることなく、ほぼ半径方向の運動が保証されている。ばねアームは、１つの構成では、全て同じ周方向に、時計回りまたは反時計回りに方向付けることができる。この場合、ばねアームは、操作リングの多角形の角が有する、周方向で等しい角度間隔を置いて位置している。代替的にばねアームは、交互にそれぞれ逆の周方向に向けられていてもよく、これにより、端部はそれぞれ対を成して対向している。この場合、対向する２つの端部の間の仮想中心平面は、操作リングの多角形の角が有する等しい角度間隔を置いて位置しており、ロックエレメントは、各リングエレメントにつきそれぞれ２つのばねアームの上に載置される。ばねアームの数は、この構成では、ロックエレメントの数の２倍に相当する。この構成は、ばねが撓む際にロックエレメントが周方向でも支持される一種の漏斗を、ばねアームが形成しているという利点を有している。ばねアームは例えば、つながっているスリーブ区分に結合されていてもよい。ばねアームの領域におけるパーキングロックギヤの縦軸線方向でのリングエレメントの間隔は、この場合、パーキングロックギヤが、これらのリングエレメントの間で回転することができるような大きさに選択されている。
【００１６】
１つの可能な実施形態では、２つのリングエレメントは位置決めエレメントを有していてもよく、位置決めエレメントを介して、第１のばね装置は周方向で支持スリーブに対して位置決めされており、これによりばねアームは、支持スリーブの少なくとも１つの開口に対して整列させられている。整列された状態では、ばねアームと開口とが、構造により所望される相対位置に互いに位置している。したばって、ばねアームのばね力が、ほぼ半径方向でロックエレメントに作用し、周方向の大きな割合の力により支持スリーブの開口内でクランプされてひっかかることが回避され、さらには各切替位置で、全てのロックエレメントに作用するばね力がほぼ同じであることが保証される。この構成では、支持スリーブは、位置決めエレメントに相補的な溝を有している。さらには、ロックエレメントに対する均一な力作用を実現するために、１つのリングエレメントの、周方向で隣接するそれぞれ２つのばねアームを対称的に形成することができる。
【００１７】
代替的には、第１のばね装置がワンピースに形成されていて、両リングエレメントは、つながっているスリーブ区分の領域の接続ウェブにより互いに接続されていることも考えられる。この実施形態では、接続ウェブは、構成部分の衝突を避けるために、パーキングロギヤの外径よりも大きな内径を有していなければならない。
【００１８】
別の可能な実施形態では、第１のばね装置は、載置区分と支持区分とを有する少なくとも１つのリング状のばねエレメントを有していてもよい。少なくとも１つのリング状のばねエレメントは、載置区分で、支持スリーブの外周面に設けられた凹部に載置される。さらに、少なくとも１つのロックエレメントが、少なくとも１つのリング状のばねエレメントの支持区分上に載置される。このような実施形態では、少なくとも１つのロックエレメントは、円筒体の円形の面に支持突起または支持溝を有していてもよい。
【００１９】
ロックエレメントをばね負荷するために、第２のばね装置は、ばね舌片を有しているスリーブとして形成されていてもよく、少なくとも１つのロックエレメントは解放位置で、ばね舌片のうちの少なくとも１つの上に載置される。ばね舌片は、真ん中でスリーブから打ち抜いて形成することができ、これによりばね舌片は、つながっているスリーブ区分の間に配置されていて、側方ではそれぞれ１つのリング区分によって画定されている。ばね舌片は、１つの構成では、全て同じ周方向に、時計回りまたは反時計回りに方向付けることができる。この場合、ばね舌片は、操作リングの多角形の角が有する、周方向で等しい角度間隔を置いて位置している。代替的にばね舌片は、交互にそれぞれ逆の周方向に向けられていてもよく、これにより、端部はそれぞれ対を成して対向している。この場合、対向する２つの端部の間の仮想中心平面は、操作リングの多角形の角が有する等しい角度間隔を置いて位置しており、ロックエレメントは、それぞれ２つのばね舌片の上に載置される。ばね舌片の数は、したがって、ロックエレメントの数の２倍に相当する。この構成は、ばねが撓む際にロックエレメントが周方向でも支持される一種の漏斗を、ばね舌片が形成しているという利点を有している。ロックエレメントへのばね力のほぼ半径方向での導入のために、第２のばね装置の、周方向で隣接しているそれぞれ２つのばね舌片を対称的に形成することができる。第２のばね装置を第１のばね装置と同様に、複数の部分から形成し、ばね舌片をリングエレメントに付設することも考えられる。
【００２０】
第２のばね装置の内周面は、支持スリーブの外周面に相対回動不能に接続されていてもよい。この実施形態では、操作リングは、パーキングロックユニットを切り換えるために個別に回転し、円形とは異なる内輪郭を有している。ロックエレメントはロック位置では少なくとも１つの舌片上に載置されており、この少なくとも１つの舌片は、操作リングの内輪郭によってほぼブロックされている。解放位置では、ばね舌片はロックエレメント共に半径方向外側に向かって、操作リングの内輪郭によって制限されるまで、または第１および第２のばね装置のばね力が相殺されるまで、動かされる。第２のばね装置のスリーブは、位置決めエレメントを有していてもよく、位置決めエレメントを介して、第２のばね装置は周方向で支持スリーブに対して位置決めされており、これによりばね舌片は、支持スリーブの少なくとも１つの開口に対して整列させられている。
【００２１】
別の実施形態では、第２のばね装置の外周面は、操作リングの内輪郭に相対回動不能に接続されていてもよい。したがって、パーキングロックユニットを操作するために、操作リングと第２のばね装置とが共に回転させられる。このような実施形態では、第２のばね装置の内周面および操作リングの内輪郭のうちの少なくとも１つが、円形とは異なる形状でよい。ロック位置では、ロックエレメントは、つながっているスリーブ区分上に位置している。解放位置では、ばね舌片はロックエレメントと共に半径方向外側に向かって、操作リングの内輪郭によって移動が制限されるまで、または第１および第２のばね装置のばね力が相殺されるまで、動くことができる。第２のばね装置のスリーブは、位置決めエレメントを有していてもよく、位置決めエレメントを介して、第２のばね装置は周方向で操作リングに対して相対的に位置決めされており、これによりばね舌片は、操作リングの内輪郭の角に対して整列させられている。上述した両実施形態の選択に応じて第２のばね装置の外周面もしくは内周面が、対応する滑動パートナと共に、滑り軸受として形成されている。
【００２２】
操作リングが解放位置へと回転した後、ロックエレメントがパーキングロックギヤを解放することを保証するために、１つの実施形態では、第１のばね装置は、解放位置で、第２のばね装置よりも高いばね剛性を有していてもよく、これによりばねの合力はロックエレメントに、パーキングロックギヤの縦軸線に関して半径方向外側に向かって作用する。
【００２３】
操作リングは、電気モータによってパーキングロックギヤの縦軸線を中心として回転可能であってもよく、電気モータの回転軸線は、パーキングロックギヤの縦軸線に対して同心的に、またはずらされて配置されている。電気モータのステータは、上述した両実施形態では、トランスミッションアッセンブリのケーシングに対して定置である。同心的な実施形態では、電気モータのロータは、操作リングに堅固に接続されている。電気モータが、パーキングロックギヤの縦軸線に対してずらされた回転軸線を有して形成されている場合は、ロータは、操作リングを動かすために、操作リングの相補的な対応歯列に噛み合う歯列を有している。上述した両構成に対して代替的な構成として、操作リングは、ボーデンケーブルを介して操作されてもよい。
【００２４】
多角形の角、第２のばね装置のばね舌片、支持スリーブの開口、および第１のばね装置のばねアームが、ロックエレメントの数に相応に、それぞれ均一に間隔を置いて、例えば３つのロックエレメントの場合、１２０°の間隔を置いて位置していて、ばねアームとばね舌片とはそれぞれ対になって周方向で対向して配置されている場合は、第１の解放位置からロック位置への、そしてさらに第２の解放位置への切替は、同じ周方向への操作リングの回転により達成することができる。したがって、電気モータの出力電子機器は、一方の回転方向のみで設計することができ、電圧の反転は省くことができる。電気モータの電力供給が故障した場合に、車両を危険なく引き続き利用できることを保証するために、特にロック状態の意図しない設計を回避するために、輪郭は特に、ロック位置で安定的な均衡状態となるように設計されている。したがって、ロックエレメントは、操作リングが機械的に回転されるまで、ロック位置に留まる。
【００２５】
課題を解決するために、さらに、本発明によるパーキングロックユニットを備えたトランスミッションアッセンブリが提案される。本発明によるパーキングロックユニットを備えたトランスミッションアッセンブリは、上記にパーキングロックユニットとの関連で説明したのと同様の利点を提供し、これについては手短に参照されたい。特に、パーキングロックユニットは、予め組み立てられた構成ユニットとして簡単にトランスミッションアッセンブリに接続することができる。このために、規定された２つのインターフェース、すなわち軸接続部とケーシング接続部とが設けられていて、これらのインターフェースに、両ユニットが機能的かつ構造的に互いに接続される。
【００２６】
次に、図面につき好適な実施例を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるパーキングロックユニットを備えたトランスミッションアッセンブリを示す縦断面図である。
【図２】図１の細部Ｚを拡大して示す図である。
【図３】解放位置にある図１のパーキングロックユニットを軸方向で見た図である。
【図４】ロック位置にある図１のパーキングロックユニットを軸方向で見た図である。
【図５】解放位置にある図１の第１のばね装置とロックエレメントとの間の接触を示す詳細図である。
【図６】ロック位置にある図１の第１のばね装置とロックエレメントとの間の接触を示す詳細図である。
【図７】ロック位置にある図１のパーキングロックギヤとロックエレメントとの間の接触を示す詳細図である。
【図８】解放位置にある図１の操作リングと第２のばね装置との間の接触を部分分解図で示す詳細図である。
【図９】ロック位置にある図１の操作リングと第２のばね装置との間の接触を部分分解図で示す詳細図である。
【図１０】操作リングの解放位置にある図１の第２のばね装置の詳細を示す斜視図である。
【図１１】操作リングのロック位置にある図１の第２のばね装置の詳細を示す斜視図である。
【図１２】図１の操作リングの内輪郭を示す概略図である。
【図１３】第１のばね装置の第２の実施形態を部分的に示す斜視図である。
【図１４】図１３の第１のばね装置の第２の実施形態を示す部分分解図である。
【図１５】第１のばね装置の第３の実施形態を部分的に示す斜視図である。
【図１６】同心的に配置され、操作リングに堅固に接続された電気モータを示す概略図である。
【図１７】軸がずらされて配置された電気モータを示す概略図である。
【００２８】
図１には、電気式もしくはハイブリッド電気式車両のためのトランスミッションアッセンブリ１が示されており、このトランスミッションアッセンブリは、所属の中間軸２９を備えた２つの平歯車段２８，２８’と、下流に接続されたディファレンシャル３５とを有している。図示されていない駆動電気モータは、軸歯列を介して駆動軸２６に接続されていてもよく、ねじ固定によりケーシング２４に接続されていてもよく、これにより完全な駆動装置が形成される。駆動機械を有したトランスミッションアッセンブリ１は、純粋な電気車両（ＢＥＶ）では、前車軸および／または後車軸の駆動装置として使用することができ、またはプラグインハイブリッド車両（ＰＨＥＶ）では主に、後車軸の駆動装置として使用することができる。駆動機械の駆動トルクは、駆動軸２６によって受け取られ、平歯車段２８，２８’を介して伝達される。ディファレンシャル３５は、伝達された駆動トルクを、サイドギヤに相対回動不能に結合された被駆動軸２７；２７’に分割し、例えばカーブ走行の際に、各駆動軸の車輪における異なる回転数を補償することができる。中間軸２９の軸端部３６には、望ましくない動きから車両を保護すべき本発明によるパーキングロックユニット２が装着されている。本明細書に示されたトランスミッションアッセンブリは単なる例であり、パーキングロックユニットは、任意の別のトランスミッションアッセンブリにおいても使用することができ、特にケーシング２４の内側に配置することができることは勿論である。
【００２９】
本発明によるパーキングロックユニット２の構造およびロック機構の第１の実施形態を、以下に、図２〜図１２の共通の考察に基づき説明する。パーキングロックユニット２は、この場合、中間軸２９の軸端部３６に堅固に接続されているパーキングロックギヤ３を有している。軸端部３６はこのために、軸歯列３１を有しており、この軸歯列には、パーキングロックギヤ３の相補的な内側歯列３１’が、ストッパ段部に到るまで被せ嵌められ、これにより中間軸２９とパーキングロックギヤ３とは相対回動不能に接続されている。中間軸２９上におけるパーキングロックギヤ３の軸方向の位置固定は、スナップリング３０によって行われるが、これに限定されるものではない。
【００３０】
図７によりわかるように、パーキングロックギヤ３は、全周にわたって均一に分配された歯４とギャップ５とを交互に有している。パーキングロックユニット２は、解放位置からロック位置へと切り換えることができ、この場合、３つのロックエレメント６，６’，６’’はギャップ５内へと動かされ、これにより縦軸線を中心とした中間軸２９の回転自由度はパーキングロックギヤ３を介してロックされる。ロックエレメントの数は、必要なロックモーメントを伝達することができるように任意に選択することができる。歯４は、歯底と歯先との間にクランプ領域３７を有しており、クランプ領域の輪郭は、ロックエレメント６，６’，６’’の直径よりも大きな直径を有する円弧によって規定され、ロックエレメントはロック位置でクランプ領域に当接する。歯４は歯先に退避領域３８を有している。退避領域は、解放位置からロック位置へと切り換えられている状態で、中間軸２９の臨界回転数を上回ると、ロックエレメント６，６’，６’’が半径方向外側に向かって退避され、ギャップ５内に入ることができないように構成されており、ラチェットの呼称でも公知である。臨界回転数を下回ると、ロックエレメント６，６’，６’’はギャップ内へと動くことができ、パワートレインはすぐにロックされる。したがって、退避領域３８は、時速５ｋｍ未満の臨界車両速度に相当する、中間軸２９の臨界回転数が達せられるように設計されている。ただし、臨界車両速度の選択は、法規制と自動車メーカの快適性規定によって大きく影響される。パーキングロックギヤ３は、ロック状態で大きな力を吸収しなければならず、これにより材料としては鋼材料が選択される。しかしながら、応力に合わせて最適化されたプラスチック、特に繊維強化プラスチックを使用することも考えられる。
【００３１】
パーキングロックギヤ３は、半径方向外側に位置する支持スリーブ１７によって取り囲まれており、支持スリーブ１７は、特に、トランスミッションケーシングとも呼ぶことができるケーシング２４に一体に形成されているが、代替的には、ねじ接続を介してケーシング２４に取り付けられていてもよい。支持スリーブ１７は、パーキングロックギヤに同心的に配置されている。支持スリーブ１７は、１２０°ずつ、ずらされている３つの開口２０を有しており、この開口内に３つのロックエレメント６，６’，６’’が配置されていて、半径方向でガイドされている。したがって開口２０の数は好適には、ロックエレメント６，６’，６’’の数に相当する。開口２０は、ロックエレメント６，６’，６’’の長さよりも僅かにだけ広い幅の矩形の貫通孔である。パーキングロックユニット２のロック位置では、ロックエレメント６，６’，６’’は開口２０の側壁に支持されており、これによりロックエレメント６，６’，６’’は支持スリーブ１７とパーキングロックギヤ３との間に挟み込まれる。ロックエレメント６，６’，６’’と支持スリーブ１７との間の接触部における応力を最小限にするために、開口２０の側壁は凹状に形成されている。しかしながら、製造コストをさらに減じるために、開口２０の側壁をまっすぐ形成することも考えられる。
【００３２】
支持スリーブ１７の内周面１８は、第１のばね装置７の外周面１０がプレス嵌めにより接続されている。第１のばね装置７は、複数の部分から形成されており、パーキングロックギヤ３の第１の側およびパーキングロックギヤ３の第２の側にそれぞれ配置されたリングエレメント８，８’を有している。したがって、パーキングロックギヤ３は、両リングエレメント８，８’の間で自由に回転することができる。リングエレメント８，８’は、１２０°ずつ、ずらされている３つのスリーブ区分３９，３９’をそれぞれ有していて、このスリーブ区分の周方向で対向する２つの端部には、それぞれ２つのばねアーム９，９’が配置されている。３つのロックエレメント６，６’，６’’は、それぞれ２つのばねアーム９，９’上に載置されており、ばねアーム９，９’が半径方向内側に向かって曲げられる間は、ばね作用により半径方向外側に向かって負荷されている。第１のばね装置７は、ばね鋼から製作されており、最適化されたプラスチック、特に繊維強化プラスチックを使用ことも考えられる。
【００３３】
支持スリーブ１７の半径方向外側には、特に金属材料から成る第２のばね装置１２が配置されている。支持スリーブ１７の外周面１９と、第２のばね装置１２の内周面１５とは、滑り軸受を形成している。第２のばね装置１２は、側方で、周方向に延びる２つのリング区分４０，４０’によって画定されており、これらのリング区分は、つながった３つのスリーブ区分４１，４１’を介して互いに接続されている。スリーブ区分４１，４１’からは、それぞれ周方向逆向きに２つのばね舌片１４，１４’が延びている。第２のばね装置１２は、特に外周面１６で、パーキングロックギヤ３と同心的に配置され支持されている操作リング２１内に圧入されており、この操作リングと共に、支持スリーブ１７に対して相対的に回動することができる。
【００３４】
操作リング２１の内輪郭２２は、角が丸み付けられた三角形状の多角形として形成されている。多角形の角４２，４２’４２’’は、直径ｄ１の外接円に沿ってそれぞれ１２０°ずつ、ずらされて位置している。直径ｄ２の内接円上には、多角形の３つの内側点４３，４３’４３’’が、同じく１２０°ずつ、ずらされて位置していて、したがってそれぞれ角の６０°後方には内側点が続いていて、逆に内側点の６０°後方には角が続いている。これを角４２，４２’４２’’から内側点４３，４３’４３’’へとたどると、角４２，４２’４２’’と内側点４３，４３’４３’’とは連続した輪郭線によって接続されているので、ｄ１の有効直径は、連続的にｄ２の方向に減少する。操作リング２１と第２のばね装置１２とは、パーキングロックギヤ３の縦軸線Ｌ１と、ばね舌片１４，１４’の対向する２つの端部の間の仮想中心線とによって規定される平面に角４２，４２’４２’’が位置するように周方向で位置決めされている。スリーブ区分４１，４１’、角４２，４２’４２’’、および内側点４３，４３’４３’’の数は、ロックエレメント６，６’，６’’の数に相当し、必要なロックモーメントを伝達することができるように任意に選択することができる。
【００３５】
解放位置では、それぞれ１つの角４２，４２’４２’’が、支持スリーブ１７の開口２０に並んでいる。ばねアーム９，９’のばね剛性が、ばね舌片１４，１４’のばね剛性よりも高く選択されているので、ロックエレメント６，６’，６’’は、第１のばね装置７のばねアーム９，９’によって、ばね舌片１４，１４’のばね力に抗して角４２，４２’４２’’の方向に押される。したがってロックエレメント６，６’，６’’は、ばねアーム９，９’とばね舌片１４，１４’との間でばね的に、半径方向で支持されている。ロックエレメント６，６’，６’’は、パーキングロックギヤ３の縦軸線Ｌ１から最大の間隔を置いた位置をとるので、これによりパーキングロックギヤ３は解放される。最大の間隔は、この場合、ばね舌片１４，１４’が、操作リング２１の内輪郭２２に当接することにより画定される。代替的には、最大の間隔は、第１のばね装置７と第２のばね装置１２とのばね力が釣り合う点に位置していてもよい。
【００３６】
解放位置からロック位置の方向に操作リング２１が回転することにより、ばね舌片１４，１４’とロックエレメント６，６’，６’’との間の各接触点の有効直径は減じられて、これによりロックエレメント６，６’，６’’は、連続的にそれぞれパーキングロックギヤ３のギャップ５内へと押される。６０°の回転後に、ロック位置に到達する。
【００３７】
共に図示されている図１３および図１４には、第１のばね装置７の第２の実施形態が示されている。第１のばね装置７は、リング状の３つのばねエレメント４４を含み、そのうちの１つだけが図示されている。ばねエレメント４４の数は、パーキングロックユニット２のロックエレメント６の数に相当する。ばねエレメント４４は、支持区分４６，４６’を介して互いに接続されているＵ字型の載置区分４５，４５’を有している。ばねエレメント４４は、支持スリーブ１７の外周面１９における凹部４９内に配置されていて、載置区分４５，４５’で支持スリーブ１７上に載置されている。凹部４９はこの場合、支持スリーブ１７の開口２０を取り囲んでいる。ロックエレメント６は、それぞれ円筒体の円形の面に支持溝４７，４７’を有している。支持溝４７，４７’内には、ばねエレメント４４のそれぞれ１つの支持区分４６，４６’が受容されているので、ばねエレメント４４とロックエレメント６とは形状接続的に互いに接続されている。パーキングロックギヤ３の縦軸線Ｌ１に関して半径方向へのばねエレメント４４の載置区分４５，４５’の移動は、組込み状態で第２のばね装置１２によってロックされており、これによりばねエレメント４４は支持スリーブ１７と第２のばね装置１２との間に位置決めされている。支持区分４６，４６’は、この場合、ロックエレメント６と共に、開口２０内で半径方向にばね的に出入りする。
【００３８】
図１５には、第１のばね装置７の第２の実施形態が、ロックエレメント６の代替的な構成と組み合わされて示されている。ロックエレメント６は、それぞれ円筒体の円形の面に円筒状の支持突起４８を有しており、この場合、そのうちの１つだけが、図１３の斜視図に示されている。支持突起４８は、ばねエレメント４４の支持区分４６，４６’上に載置されている。
【００３９】
操作リング２１の回転は、電気モータ２５によって作動される。図１６に示した第１の実施形態では、電気モータ２５の回転軸線Ｌ２は、パーキングロックギヤ３の縦軸線Ｌ１と同軸である。ステータ３２は、ねじ接続によってケーシング２４に堅固に接続されている。ロータ３３は、操作リング２１に堅固に接続されている。図１７に示した第２の実施形態では、電気モータ２５の回転軸線Ｌ２は、パーキングロックギヤ３の縦軸線Ｌ１に対して軸がずらされている。ステータ３２は、ねじ接続によりケーシング２４に対して定置である。ロータ３３は、一方の端部に歯列３４を有していて、この歯列は、操作リング２１の外輪郭２３における相補的な対応歯列３４’に噛み合い、回転運動を伝達する。
【符号の説明】
【００４０】
１  トランスミッションアッセンブリ
２  パーキングロックユニット
３  パーキングロックギヤ
４  歯
５  ギャップ
６，６’，６’’  ロックエレメント
７  第１のばね装置
８，８’  リングエレメント
９，９’  ばねアーム
１０  外周面
１２  第２のばね装置
１４，１４’  ばね舌片
１５  内周面
１６  外周面
１７  支持スリーブ
１８  内周面
１９  外周面
２０  開口
２１  操作リング
２２  内輪郭
２３  外輪郭
２４  ケーシング
２５  電気モータ
２６  駆動軸
２７，２７’  被駆動軸
２８，２８’  平歯車段
２９  中間軸
３０  スナップリング
３１，３１’  軸歯列
３２  ステータ
３３  ロータ
３４，３４’  歯列
３５  ディファレンシャル
３６  軸端部
３７  クランプ領域
３８  退避領域
３９，３９’  スリーブ区分
４０，４０’  リング区分
４１，４１’  スリーブ区分
４２，４２’４２’’  角
４３，４３’４３’’  内側点
４４  ばねエレメント
４５，４５’  載置区分
４６，４６’  支持区分
４７，４７’  支持溝
４８  支持突起
４９  凹部
ｄ１  外接円の直径
ｄ２  内接円の直径
Ｌ１  パーキングロックギヤの縦軸線
Ｌ２  電気モータの回転軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2021517950.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2021517950.tif 000019
【国際調査報告】
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2021517950.tif 000021
2021517950.tif 000022
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