(57)【要約】【課題】２輪・４輪駆動切換装置において低温動作時のギア鳴り防止、円滑なスプライン嵌合の係脱動作を行うことが可能な切替装置を実現する。【解決手段】電動機が固定されその駆動軸が案内されているハウジング、ハウジングに回転自在に支承されて電動機の駆動軸により駆動される出力軸、出力軸に配されたギアに駆動連結されるシフトフォークから成る２輪・４輪駆動切換装置であって、電動機の起動軸と出力軸との間に縮設されたスプリング、および前記シフトフォークの作動がシフトフォークに負荷されるトルクが所定値を超えたときにシフトフォークの作動を許容するクラッチ機構をシフトフォーク上に配設した２輪・４輪駆動切換装置。【選択図】  図２
2004291862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機が固定されその駆動軸が案内されているハウジングと、
該ハウジングに回転自在に支承されて前記電動機の駆動軸により駆動される出力軸と、
該出力軸に配されたギアに駆動連結されるシフトフォークから成る２輪・４輪駆動切換装置であって、
前記電動機の起動軸と出力軸との間に縮設されたスプリング、および前記シフトフォークの作動がシフトフォークに負荷されるトルクが所定値を超えたときにシフトフォークの作動を許容するクラッチ機構をシフトフォーク上に配設したことを特徴とする２輪・４輪駆動切換装置。
【請求項２】
前記シフトフォーク上に配設されたクラッチ機構はディテント機構である２輪・４輪駆動切換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２輪・４輪駆動切換装置に係り、より具体的には２輪・４輪駆動切換装置が、例えば２輪駆動から４輪駆動に切替る際の安定した動作を可能とする新たな構造を提供したものである。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に関連する従来技術として、特開平７−１７９１３８号公報に記載された２輪・４輪駆動切換装置が公知となっている。この公報に記載された２輪・４輪駆動切換装置は、ハウジング内に回転可能に支承された出力軸と、出力軸上に回転可能に配設されたギア、このギアと一体回転する第１プレートと、出力軸と一体回転する第２プレート、出力軸上に回転可能に配されたブッシュ部材と、第１および第２プレート間に配設されたスプリングと出力軸の回転方向に応じて移動してフォーク機構により２輪駆動と４輪駆動との間の切替を行うシフトフォークを備え、第１プレートの一方向への回転時には回転力はブッシュ部材、スプリング、第２プレートの順に出力軸に伝達され、第１プレートの他方向への回転時には回転力はスプリング、ブッシュ部材、第２プレートの順に出力軸に伝えられるように構成したものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１７９１３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前出の従来技術の構成であるとモータが停止した後に、２つのギア間のスプライン嵌合が緩むとスプリングに蓄積されたトルクが出力軸を回転させ、シフトフォークが移動し、スライダー（２つのギア間のスプライン嵌合の係脱を制御する）が２つのギアのスプライン嵌合を解除できるようになる。即ち、単一のスプリングで待ち機構を構成できるため、２輪・４輪駆動切換装置の部品点数が削減でき、組付の煩雑さを解消できるものであった。
【０００５】
上記構成は単一のスプリングにより待ち機構を構成し、切替対象の負荷が小さい領域の切替を円滑に行うことは可能であった。ところが、自動変速機において４輪駆動モードの高速と低速の切替を選択する場合、通常のトランスファーでは高速と低速の間に駆動力を伝達しない中立領域が存在するため、特に低温時（潤滑油の粘性が高い場合）の自動変速機の引きずりトルクによりトランスファーの切替部が回転してスプライン嵌合部分に位相差を生じさせてギア鳴りやスプライン嵌合の係脱動作が円滑にできない、という新たな技術的課題を呈するものであった。
【０００６】
本発明は、上記した従来技術による特に低温動作時のギア鳴りやスプライン嵌合の係脱動作が円滑にできない、という技術課題を解決を図るために成されたものであり、この技術課題を解決するために簡易な構成であり、かつコスト的にも有利な新規な２輪・４輪駆動切換装置を提供することを技術的課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために講じた手段は、請求項１記載のように、「電動機が固定されその駆動軸が案内されているハウジングと、ハウジングに回転自在に支承されて電動機の駆動軸により駆動される出力軸と、出力軸に配されたギアに駆動連結されるシフトフォークから成る２輪・４輪駆動切換装置であって前記電動機の起動軸と出力軸との間に      縮設されたスプリング、およびシフトフォークの作動がシフトフォークに負荷されるトルクが所定値を超えたときにシフトフォークの作動を許容するクラッチ機構をシフトフォーク上に配設した２輪・４輪駆動切換装置」としたことである。
【０００８】
上記構成によれば、従来の単一スプリングによる待ち機構に蓄積されるスプリング力を簡単な構成により制御することにより、シフトフォークの係脱動作を瞬時に切替装置に伝達することができるようになった。
【０００９】
上記課題を解決するために講じた第２の技術的手段は、請求項２記載のように、「前記シフトフォーク上に配設されたクラッチ機構はディテント機構」としたことである。
【００１０】
上記構成によりシフトフォークを動作させる駆動力（スプリングに蓄積される付勢力）の開放点をディテント機構内に配設されるディテントスプリングや、ディテントボールと係合するシフトフォーク上の切欠部の構造を変更するのみでディテント機構の開放点を設定することができるようになり、電気的な制御も必要ではなくコスト的に有利な切換装置となった。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明する。
【００１２】
図１および図２において、２輪・４輪駆動切換装置１０はハウジング１１を備える。ハウジング１１内には出力軸１２が回転可能に支承されている。この出力軸１２上には図示省略したスリーブが回転可能に装架されている。スレーブ上には電動機（モーター）１４により正逆両方向に回転駆動されるギア（図示略）が固定され、スリーブ上には前出のギアと一体的に回転する第１プレート１６が装架されている。第１プレート１５は図１に示すように、全体として略Ｌ字形状をしており、ギアに隣接してモーター１４に向かって延びる部分と、出力軸１２と平行且つギアから遠ざかる方向に延びる先端部分１６２を有している。出力軸１２上には、ブッシュ部材１７の基部１７１が回転可能に配設されている。ブッシュ部材１７の基部１７１からは半径方向に延びる径延部１７２が形成されている。帯状のスパイラルスプリング（スプリング）２０の一端がブッシュ部材１７の基部１７１に装架されており、スパイラルスプリング２０の内端部がブッシュ部材１７の基部１７１に固定されている。また、スパイラルスプリング２０の他方の端部は屈曲部を有し、この屈曲部は第１プレート１６と係合するようになっている。このような構成により、スパイラルスプリング２０は第１プレート１６の先端部分１６２を反時計方向に付勢して、第１プレート１６の先端部分１６２はブッシュ部材１７の径延部１７２と係合するようになっている。
【００１３】
一方、出力軸１２上には第２プレート２１の径延部２１１が固定されており、第２プレート２１の延在部２１２は出力軸１２と平行に延び、出力軸１２とスパイラルスプリング２０との間に位置するように配設されている。
【００１４】
出力軸１２の端部にはギア２５が出力軸１２と一体回転可能となるように装架固定されており、このギア２５はシフトフォーク２６を介してシフト機構２７に駆動的に連結されている。
【００１５】
図２は図１のＡ−Ａ線に沿うＡ方向から眺めた一部断面を含む平面図である。図２にギア２５からシフトフォーク２６を経てシフト機構２７に至る駆動経路が示されている。モーター１４の駆動力は、第１プレート１６、スパイラルスプリング２０、第２プレート２１、出力軸１２（ギア２５）を経てシフトフォーク２６を経てシフト機構２７に導かれる。ここで、ギア２５とシフトフォーク２６との間には、所謂ラックアンドピニオン機構３０が構成されており、出力軸１２の回転動作はスライド動作に変換される。そして、シフトフォーク２６上に設けられたラックアンドピニオン機構３０に隣接するシフト機構２７側には、本発明の要部を成すディテント機構３１（クラッチ機構として機能）が配設されている。ディテント機構３１の構造自体は既に公知のものであるが、ディテント機構３１の基本構成要素はハウジング１１とシフトフォーク２６との間に張設されたディテントスプリング３１ａ、同ディテントスプリング３１ａとシフトフォーク２６との間に配設されシフトフォーク２７に形成されたディテント溝２６ａと係合してシフトフォーク２６のスライド動作を規制するディテントボール３１ｃ、およびディテントスプリング３１ａとディテントボール３１ｃとの間に配設されるスプリングシート３１ｂから成る。このディンテント機構３１は出力軸１２から入力される駆動力を受けて、この駆動力が一定値以上となった場合、シフトフォーク２６のスライド動作を許容するように機能する。なお、前出の一定値はディテントスプリング３１ａのバネ強度（バネ定数）、シフトフォーク２６側に設けられたディテント溝２６ａの切込深さ、切込角度等を調整することで任意に設定することが可能である。
【００１６】
以下、本実施例で説明した２輪・４輪駆動切換装置の作動につき説明をする。
【００１７】
電動機としてのモーター１４に電源電圧が供給されると２輪・４輪駆動切換装置の出力軸１２上に回転自在に支承されたスリーブにギアを介して駆動力が伝達され、結果的に第１プレート１６を反時計方向に回転駆動する。この回転駆動力はスパイラルスプリング２０を介して第２プレート２１を同じく反時計方向に回転駆動するように作用する。この回転駆動力は出力軸１２、ギア２５を経由してシフトフォーク２６に伝達されることになるが、シフトフォーク２６上に配設されたディテント機構３０によりシフトフォーク２６のスライド動作が規制されている。即ち、モーター１４の動作によりスパイラルスプリング２０に負荷された力はスパイラルスプリング２０とディテント機構３０が協同することによって、ディテント機構３０が開放されるまでスパイラルスプリング２０に蓄積されることになる。したがって、シフト機構２７の動作はディテント機構３０が許容する駆動力以内、即ちディテント機構３０が開放されてシフトフォーク２６のスライド動作が許容されるまでの駆動力、の範囲においてそのスライド動作が規制されシフト切替力がシフト機構２７に作用しないようになっている。
【００１８】
シフト機構２７内において、シフトフォーク２６の動きに連動して動作する図示しないスライダーにより駆動部と被駆動部のスプラインによる係脱が駆動力の伝達を実質的に支配する。
【００１９】
スプライン嵌合される２つの部分の位相が異なる場合、シフトフォーク２６は位相差のために噛み合わないこととなってしまうが、位相が一致した場合には、スパイラルスプリング２０に蓄積された負荷は出力軸１２を回転させ、シフトフォーク２６をスライド動作させる駆動力として一気に開放される。かくして、スプラインによる嵌合が成立し、駆動力が伝達可能な状態となる。ディテント機構３０を開放するための必要荷重は、２輪・４輪駆動切換装置が許容する最大シフト荷重の範囲内で設定されている。さらに、ディテント機構３０が開放されたときのフォークシャフト２６がスライドするストローク量を最大ストローク量の範囲内にて適切に調整することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によるコンセプト、即ちクラッチ機構をシフトフォーク上に配設することにより駆動部と被駆動部との間は位相差の有無に係らず瞬時に係脱動作を行うことができるようになった。また、シフトフォークのストローク量を適宜調整することによって切替動作時のギア鳴りを排除することもできるようになり、コスト的にも有利な２輪・４輪駆動切換装置を達成することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による２輪・４輪駆動切換装置の要部の断面を含む装置全体の平面図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ線に沿うＡ方向から見た一部断面を含む平面図である。
【符号の説明】
１１    ハウジング
１２    出力軸
２６    シフトフォーク
２０    スパイラルスプリング（スプリング）
３０    クラッチ機構（ディテント機構）
【図１】
2004291862.tif 000003
【図２】
2004291862.tif 000004