(57)【要約】【課題】  被操作装置の状態に応じた回転力源の断続制御を不要にし、低コストで、小型、軽量に構成する。【解決手段】  回転力源１３と、噛み合い部で互いに噛み合う回転力源側部材１７と被操作装置側部材１９とからなり回転力源１３の回転力をこの噛み合い部で被操作装置３１の操作力に変換する変換機構１５とを備え、操作力の少なくとも一方向で被操作装置３１が所定の状態にまで操作されたとき変換機構１５の噛み合いが外れる位置に噛み合い部の端部を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転力源と、
それぞれの噛み合い部で互いに噛み合う回転力源側部材と被操作装置側部材とからなり、前記回転力源の回転力をこの噛み合い部で被操作装置の操作力に変換する変換機構とを備え、
前記操作力の少なくとも一方向で前記被操作装置が所定の状態にまで操作されたとき前記変換機構の噛み合いが外れる位置に、前記噛み合い部の端部を設けたことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載された発明であって、
前記変換機構の噛み合いが外れた状態で、前記被操作装置側部材と前記回転力源側部材とを互いの噛み合い方向に押圧する付勢部材を設けたことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項３】
請求項２に記載された発明であって、
前記被操作装置が、噛み合い部を持った断続機構であり、
前記付勢部材が、前記断続機構の噛み合いを待機状態にする待ち機構用の付勢部材であることを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被操作装置を断続操作する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に２輪４輪駆動切換え装置が記載されており、図８はその要部をなす切り換えユニット５０１を示している。
【０００３】
２輪４輪駆動切換え装置は、後輪駆動ベースの４輪駆動車においてエンジンと前輪側デファレンシャル装置（フロントデフ）との間に配置されおり、切り換えユニット５０１は、エンジン側の駆動軸５０３と、フロントデフ側の従動軸５０５と、これらを断続するワンウェイクラッチ５０７と、ワンウェイクラッチ５０７をＯＮーＯＦＦ切り換えする電磁コイル５０９などから構成され、車両が２輪駆動走行するときは、ワンウェイクラッチ５０７の連結を解除して前輪側を切り離すように構成されている。
【０００４】
また、駆動力の断続機能を有する動力伝達装置には、切り換えユニット５０１のような構成の他に、回転力源（例えば、電動モータ）の回転を変換機構を用いて被操作装置の操作力に変換するように構成されたものがある。
【特許文献１】特開２００３ー１２０７１９号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図８の２輪４輪駆動切換え装置は、電磁コイル５０９とワンウェイクラッチ５０７を用いたことによってコスト高になっている上に、ワンウェイクラッチはトルク伝達容量が小さく、充分なトルクを伝達するには大容量のものが必要であり、その場合、コストがさらに上昇すると共に、装置がそれだけ大型化する。
【０００６】
また、電動モータのような回転力源を用いた動力伝達装置の場合、例えば、被操作装置の操作が終了したら、被操作装置と電動モータ自身に無理な力が掛からないように電動モータを直ちに停止させたいが、位置センサーなどを用いて被操作装置の状態を検知しないと電動モータ停止のタイミングを知ることができず、また、電動モータを停止させたとしても、電動モータのイナーシャが働くから被操作装置と電動モータに無理な力が掛からないようにすることは難しい。
【０００７】
被操作装置の状態に応じて電動モータを制御するには、上記のように位置センサーを用いて被操作装置の状態を検知し、コントローラによって電動モータを制御する高価なシステムが必要になる。
【０００８】
そこで、この発明は、被操作装置の状態に応じた回転力源の断続制御が不要であり、低コストで、小型、軽量に構成することができる動力伝達装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載された動力伝達装置は、回転力源と、それぞれの噛み合い部で互いに噛み合う回転力源側部材と被操作装置側部材とからなり、前記回転力源の回転力をこの噛み合い部で被操作装置の操作力に変換する変換機構とを備え、前記操作力の少なくとも一方向で前記被操作装置が所定の状態まで操作されたとき前記変換機構の噛み合いが外れる位置に、前記噛み合い部の端部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載された動力伝達装置であって、前記変換機構の噛み合いが外れた状態で、前記被操作装置側部材と前記回転力源側部材とを互いの噛み合い方向に押圧する付勢部材を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載された動力伝達装置であって、前記被操作装置が、噛み合い部を持った断続機構であり、前記付勢部材が、前記断続機構の噛み合いを待機状態にする待ち機構用の付勢部材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の動力伝達装置は、操作力の少なくとも一方向で被操作装置が所定の状態にまで操作されると変換機構の噛み合いが外れる位置に噛み合い部の端部を設けた。
【００１３】
従って、回転力源（例えば、電動モータ）によって被操作装置（例えば、噛み合いクラッチ装置）が連結されると変換機構の噛み合いが外れるように構成することができるから、電動モータを停止させないでも、電動モータの回転力やイナーシャが被操作装置から遮断されて保護されると共に、電動モータも自身の回転力やイナーシャなどの反力から保護される。
【００１４】
このように被操作装置の状態に応じて回転力源の回転力とイナーシャが自動的に遮断されるから、被操作装置と電動モータを保護するためだけに被操作装置の状態を検知するセンサーやコントローラを用いた高価なシステムが不要になり、それだけ低コストに構成することができる。
【００１５】
また、図８の２輪４輪駆動切換え装置と異なって電磁コイルやワンウェイクラッチを用いないから、コストがさらに低減される上に、ワンウェイクラッチによるトルク伝達容量の制限と大型化の問題からも解放される。
【００１６】
請求項２の動力伝達装置は、請求項１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００１７】
また、変換機構の噛み合いが外れた状態で、被操作装置側部材と回転力源側部材とを互いの噛み合い方向に押圧する付勢部材を設けたから、回転力源を反転させて変換機構を再度噛み合わせる際に、噛み合が遅滞なく行われ、被操作装置を操作するタイムラグの発生が防止される。
【００１８】
請求項３の動力伝達装置は、被操作装置（噛み合い部を持った断続機構）の噛み合いを待機状態にする待ち機構用の付勢部材を、変換機構の噛み合いを促進する付勢部材に利用したことにより、請求項２の構成と同等の作用・効果を得ることができると共に、さらにコストが低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に実施例について説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１〜図６によって動力伝達装置１（本発明の第１実施形態）の説明をする。動力伝達装置１は後輪駆動ベースの４輪駆動車においてエンジンとフロントデフ（エンジンの駆動力を左右の前輪に配分するデファレンシャル装置）との間に配置されている。
【００２１】
この４輪駆動車の動力系は、エンジンと、トランスミッションと、トランスファと、動力伝達装置１と、前輪側プロペラシャフトと、フロントデフと、前車軸と、左右の前輪と、後輪側プロペラシャフトと、リヤデフ（エンジンの駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置）と、後車軸と、左右の後輪などから構成されており、エンジンの駆動力はトランスミッションとトランスファから後輪側プロペラシャフトを介しリヤデフに伝達され後車軸から左右の後輪に配分され、動力伝達装置１が連結されていると、エンジンの駆動力は動力伝達装置１から前輪側プロペラシャフトを介しフロントデフに伝達され前車軸から左右の前輪に配分され、車両は４輪駆動状態になる。
【００２２】
［動力伝達装置１の構成］
動力伝達装置１は、電動モータ１３（回転力源）と、それぞれの噛み合い部で互いに噛み合うネジ部材１７（回転力源側部材）とネジ部材１９（被操作装置側部材）とからなり電動モータ１３の回転力をこの噛み合い部で断続機構３１（被操作装置：噛み合い部を持った断続機構）の操作力に変換するネジ機構１５（変換機構）とを備え、断続機構３１が所定の状態にまで操作されたときネジ機構１５の噛み合いが外れる位置に噛み合い部の端部を設け、さらに、ネジ機構１５の噛み合いが外れた状態でネジ部材１９とネジ部材１７とを互いの噛み合い方向に押圧する皿ばね２７（付勢部材）を設け、さらに、断続機構３１の噛み合いを待機状態にすると共にネジ機構１５の噛み合いが外れた状態でネジ部材１９とネジ部材１７とを互いの噛み合い方向に押圧する待ち機構用のコイルばね２９（付勢部材：待ち機構）を設けた。
【００２３】
動力伝達装置１はケーシング３に収容され、ケーシング３を介して車体に支持されている。ケーシング３は互いに直角に形成された円筒部５，７とカバー９からなり、カバー９はボルト１１で円筒部５に固定されてその開口部を塞いでおり、電動モータ１３は円筒部５に固定されている。
【００２４】
ネジ機構１５は一対のネジ部材１７，１９からなり、ネジ部材１７は電動モータ１３の出力軸２１に連結され、ネジ部材１９はシフトロッド２３に固定されている。シフトロッド２３にはシフトフォーク２５が固定されており、シフトロッド２３は円筒部５に移動自在に支持されている。皿ばね２７とコイルばね２９はシフトロッド２３上に配置されており、皿ばね２７はネジ部材１９と円筒部５との間に取り付けられ、コイルばね２９はネジ部材１９とシフトフォーク２５との間に取り付けられている。
【００２５】
ネジ機構１５のネジ部材１９は、ネジ部材１７との噛み合いにより、ネジ部材１７との噛み合いが右側に外れた位置（図１）から、ネジ部材１７と噛み合う位置を経由して、ネジ部材１７との噛み合いが左側に外れた位置（図２及び図３）まで移動可能にされている。
【００２６】
断続機構３１は、円筒部７に収容されており、内周にスプライン部３３が形成されたカップリングスリーブ３５と、スプライン部３３と係脱可能なスプライン部が外周に形成されたエンジン側の動力伝達軸と、スプライン部３３と係脱可能なスプライン部３７が外周に形成されたフロントデフ側の動力伝達軸３９から構成されており、動力伝達軸３９にはエンジン側の動力伝達軸をセンターリングするガイド部４１が設けられている。また、カップリングスリーブ３５の溝４３にはシフトフォーク２５の先端が摺動可能に係合している。
【００２７】
エンジン側の動力伝達軸は継ぎ手を介して前輪側プロペラシャフトに連結され、動力伝達軸３９はスプライン部４５でフロントデフ側のドライブピニオンシャフトに連結されている。動力伝達軸３９はボールベアリング４７によって円筒部７に支承されており、動力伝達軸３９とケーシング３（円筒部７）との間にはシール４９が配置され、また、カバー９と円筒部５との間にはＯリング５１が配置され、それぞれケーシング３からのオイル漏れと外部からの異物の侵入を防止している。
【００２８】
図１のように、ネジ機構１５のネジ部材１９がネジ部材１７との噛み合いにより右側に移動して噛み合いが外れると、これに伴うシフトロッド２３とシフトフォーク２５の右移動に伴ってカップリングスリーブ３５が右に移動しエンジン側動力伝達軸との噛み合いが解除され、断続機構３１の連結が解除されて、車両は後輪駆動の２輪駆動状態になる。
【００２９】
また、図１の状態では、皿ばね２７によりネジ部材１９がネジ部材１７に押圧されて互いのバックラッシが最小に保たれている。従って、電動モータ１３（ネジ部材１７）を反転させると直ちにネジ部材１９がネジ部材１７と噛み合ってシフトロッド２３などが左方向に移動すると共に、ネジ部材１９がネジ部材１７の左側で噛み合いが外れる位置（図２及び図３）まで移動する。
【００３０】
このとき、断続機構３１においてカップリングスリーブ３５のスプライン部３３とエンジン側動力伝達軸のスプライン部との位相が合っていないと、図２のようにコイルばね２９が撓んで断続機構３１が噛み合い待ち状態になり（コイルばね２９が待ち機構になり）、次いで、位相が合うと、図３のように、カップリングスリーブ３５のスプライン部３３がエンジン側動力伝達軸のスプライン部と噛み合って断続機構３１が連結され、エンジンの駆動力がフロントデフを介して前輪側に送られ、車両は４輪駆動状態になる。
【００３１】
また、図２及び図３の状態では、コイルばね２９によってネジ部材１９がネジ部材１７側に押し返されており、図１の状態と同様に、互いのバックラッシが最小に保たれている。従って、電動モータ１３（ネジ部材１７）を反対方向に回転させると直ちにネジ部材１９がネジ部材１７と噛み合ってシフトロッド２３などを右方向に移動させることができる。
【００３２】
上記のように、断続機構３１の連結が解除されると（図１）ネジ機構１５のネジ部材１９がネジ部材１７の右側に移動して噛み合いが外れ、断続機構３１が連結されると（図２及び図３）ネジ部材１９がネジ部材１７の左側に移動して噛み合いが外れる。このように断続機構３１のＯＮ−ＯＦＦ操作が完了するとネジ機構１５の噛み合いが自動的に外れるから、電動モータ１３を停止させないでも電動モータ１３の回転力やイナーシャが断続機構３１から遮断される。
【００３３】
なお、ネジ機構１５は、互いに噛み合う一対のヘリカルギアからなるギア組に換えてもよい。
【００３４】
また、図４のように、ポジションスイッチ５３でシフトフォーク２５の位置を検知するように構成してもよい。
【００３５】
［動力伝達装置１の効果］
動力伝達装置１は、上記のように断続機構３１の操作が完了するとネジ機構１５の噛み合いが自動的に外れるから、操作完了時に電動モータ１３を停止させないでも電動モータ１３の回転力やイナーシャが断続機構３１から遮断されて保護され、電動モータ１３も自身の回転力やイナーシャの反力から保護されると共に、断続機構３１の状態を検知するセンサーやコントローラを用いた高価なシステムを断続機構３１と電動モータ１３を保護するためだけに使用する必要がなくなり、それだけ低コストに構成することができる。
【００３６】
また、図８の２輪４輪駆動切換え装置と異なって電磁コイルやワンウェイクラッチを用いないから、さらに低コストに構成される上に、ワンウェイクラッチによるトルク伝達容量の制限と大型化の問題からも解放される。
【００３７】
また、ネジ機構１５の噛み合いが外れた状態で、ねじ部材１７とねじ部材１９とを互いの噛み合い方向に押圧する皿ばね２７とコイルばね２９とを設けたことにより、噛み合いが外れた状態から電動モータ１３を反転させるとネジ機構１５の噛み合が遅滞なく行われ、断続機構３１を操作する際のタイムラグ発生が防止される。
【００３８】
また、断続機構３１の噛み合いを待機状態にする待ち機構用コイルばね２９を、ネジ機構１５の噛み合いを促進する付勢部材に利用したから、さらに低コストに構成されている。
【００３９】
（第２実施形態）
図７によって動力伝達装置１０１（本発明の第２実施形態）の説明をする。なお、左右の方向は図７での左右の方向である。
【００４０】
［動力伝達装置１０１の構成］
動力伝達装置１０１は、電動モータ１０３（回転力源）と、それぞれの噛み合い部で互いに噛み合うネジ部材１０５（回転力源側部材）とシフトロッド状のネジ部材１０７（被操作装置側部材）とからなり電動モータ１０３の回転力をこの噛み合い部で被操作装置（噛み合い部を持った断続機構）の操作力に変換するネジ機構１０９（変換機構）とを備え、被操作装置が所定の状態にまで操作されたときネジ機構１０９の噛み合いが外れる位置に噛み合い部の端部を設け、さらに、ネジ機構１０９の噛み合いが外れた状態でネジ部材１９とネジ部材１７とを互いの噛み合い方向に押圧するコイルばね１１１，１１３（付勢部材）を設けた。
【００４１】
電動モータ１０３の出力軸１１５にはギア１１７が固定されており、ギア１１７はネジ部材１０５に形成されたギア１１９と噛み合っている。また、ネジ部材１０７にはシフトフォーク１２１が固定されており、シフトフォーク１２１は被操作装置側に連結されている。
【００４２】
また、ネジ部材１０７は支持部材１２３に右端を支持されており、コイルばね１１１はネジ部材１０５に固定されたスナップリング１２５とネジ部材１０７との間に配置されてネジ部材１０７を右方に付勢し、コイルばね１１３は支持部材１２３とネジ部材１０７との間に配置されてネジ部材１０７を左方に付勢している。
【００４３】
電動モータ１０３を両方向に回転させると、ギア１１７，１１９を介してねじ部材１０５が回転し、ネジ部材１０５はネジ部材１０７との噛み合いが右側に外れる位置から、ネジ部材１０７と噛み合う位置を経由して、ネジ部材１０７との噛み合いが左側に外れる位置まで移動し、この間に被操作装置は異なった状態（ＯＮ−ＯＦＦ）に操作されると共に、被操作装置の操作が完了するとネジ機構１０９は自動的に噛み合いが外れる。
【００４４】
また、ネジ部材１０５がネジ部材１０７との噛み合いにより、コイルばね１１３を撓めながら、右側に移動して噛み合いが外れると、撓んだコイルばね１１３がネジ部材１０７をネジ部材１０５に押圧してバックラッシを最小に保ち、ネジ部材１０５が、コイルばね１１１を撓めながら、左側に移動してネジ部材１０５との噛み合いが外れると、撓んだコイルばね１１１がネジ部材１０７をネジ部材１０５に押圧してバックラッシを最小に保つ。
【００４５】
従って、ねじ部材１０７とねじ部材１０５との噛み合いが右側で外れていても左側で外れていても、電動モータ１０３（ネジ部材１０５）を回転させると直ちにネジ部材１０５，１０７が噛み合ってシフトフォーク１２１が移動し被操作装置を操作することができる。
【００４６】
［動力伝達装置１０１の効果］
動力伝達装置１０１は、上記のように被操作装置の操作が完了するとネジ機構１０９の噛み合いが自動的に外れるから、操作完了時に電動モータ１０３を停止させないでも電動モータ１０３の回転力やイナーシャが被操作装置から遮断されて保護され、電動モータ１０３も自身の回転力やイナーシャの反力から保護されると共に、被操作装置の状態を検知するセンサーやコントローラを用いた高価なシステムを被操作装置と電動モータ１０３を保護するためだけに使用する必要がなくなり、それだけ低コストに構成することができる。
【００４７】
また、電磁コイルやワンウェイクラッチを用いないから、さらに低コストに構成される上に、ワンウェイクラッチによるトルク伝達容量の制限と大型化の問題からも解放される。
【００４８】
また、ネジ機構１０９の噛み合いが外れた状態で、ねじ部材１０５とねじ部材１０７とを互いの噛み合い方向に押圧するコイルばね１１１，１１３設けたから、電動モータ１０３を反転させるとネジ機構１０９の噛み合が遅滞なく行われ、被操作装置を操作する際のタイムラグ発生が防止される。
【００４９】
［本発明の範囲に含まれる他の態様］
本発明の動力伝達装置において、変換機構は、ネジ機構に限らず、例えば、ヘリカルギアやウォームギアのようなギア組でもよい。
【００５０】
また、操作力の両方向で変換機構の噛み合いを外す両実施形態と異なって、変換機構の噛み合いは操作力の一方向だけで外してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１実施形態の断面図であり、断続機構３１の連結が解除されている状態を示す。
【図２】第１実施形態の断面図であり、断続機構３１の連結を待機している状態を示す。
【図３】第１実施形態の断面図であり、断続機構３１が連結された状態を示す。
【図４】図１のＡ矢視図である。
【図５】図１のＢ矢視図である。
【図６】図１のＣ矢視図である。
【図７】第２実施形態の構成図である。
【図８】従来例の断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  動力伝達装置
１３  電動モータ（回転力源）
１５  ネジ機構（変換機構）
１７  ネジ部材（回転力源側部材）
１９  ネジ部材（被操作装置側部材）
２７  皿ばね（付勢部材）
２９  コイルばね（付勢部材：待ち機構）
３１  断続機構（被操作装置：噛み合い部を持った断続機構）
１０１  動力伝達装置
１０３  電動モータ（回転力源）
１０５  ネジ部材（回転力源側部材）
１０７  ネジ部材（被操作装置側部材）
１１１，１１３  コイルばね（付勢部材）
【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】
2005249188.tif 000007
【図６】
2005249188.tif 000008
【図７】
2005249188.tif 000009
【図８】
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