(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスファ内にトランスファリヤ出力軸を設け、このトランスファリヤ出力軸にトランスファドライブスプロケットを回転自在に設け、このトランスファドライブスプロケットに同期用スプロケットを設け、前記トランスファリヤ出力軸に固定した切換ハブには前記同期用スプロケットと係合・離脱する切換スリーブを支持し、この切換スリーブを動かす切換フォークを前記トランスファケースに保持される切換シフトシャフトに固定し、この切換シャフトを軸方向に移動して二輪駆動と四輪駆動とに切換える二輪四輪切換機構を設け、この二輪四輪切換機構を操作する切換操作機構を切換モータに連結されるシャフト体と、このシャフト体に嵌装されるピニオン体と、前記切換シャフトに固定されるとともに前記ピニオン体のピニオンと噛み合うラックを有するラック体とで構成した四輪駆動車のトランスファ装置において、前記ピニオン体を前記シャフト体に回動可能に取り付けるとともに該ピニオン体及びシャフト体を捩りスプリングによって連結し、前記ピニオン体の内周面に突起部を突出させる一方、この突起部を受け入れる突起部用溝を前記シャフト体の外周面に形成し、前記二輪四輪切換機構が二輪駆動の場合、前記捩りスプリングによって前記突起部の一側突起面を前記突起部用溝の周方向一側に位置する一側溝面に当接させて前記切換スリーブの軸方向移動を阻止し、この二輪駆動状態から四輪駆動へ切り換えるように前記シャフト体を回転させた場合、前記トランスファドライブスプロケットと前記同期用プロケットとの同期開始から所定角度の範囲は前記捩りスプリングを捩って前記ピニオン体の回転を制限する一方、前記二輪四輪切換機構の同期途中に前記突起部の他側突起面と前記突起部用溝の周方向他側に位置する他側溝面とにより前記捩りスプリングの捩れを規制して前記ピニオン体を再度回転させる構造としたことを特徴とする四輪駆動車のトランスファ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、四輪駆動車のトランスファ装置に係り、特に二輪四輪切換機構を備えた四輪駆動車のトランスファ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
四輪駆動車等の車両においては、エンジンの駆動力を走行条件に応じて所要に変換して取出すために、動力伝達装置として、トランスミッション、差動機、トランスミッション側からの駆動力を分配するトランスファを備えている。
【０００３】
トランスファにあっては、二輪駆動（２ＷＤ）と四輪駆動（４ＷＤ）とに切換える二輪四輪切換機構を設け、この二輪四輪切換機構を操作する切換操作機構を設け、この切換操作機構を作動する切換モータを設けたものがある。
【０００４】
図１８、１９に示す如く、二輪四輪切換機構を操作する切換操作機構１０２は、ラックピニオン式であり、ピニオン１０４が一体的に形成されたピニオンシャフト１０６を切換モータ（図示せず）に連結し、ピニオンシャフト１０６のピニオン１０４には切換シフトシャフト（図示せず）に固定したラック体１０８のラック１１０を噛み合わせている。図示しないが、切換シフトシャフトには、二輪四輪切換機構の切換スリーブに係合する切換フォークが固定されている。これにより、切換モータが駆動すると、ピニオンシャフト１０６が回転し、このピニオンシャフト１０６が回転すると、ラック体１０８が直線運動して切換シフトシャフトが軸方向移動し、そして、切換フォーク及び切換スリーブを介して二輪四輪切換機構が操作されるものである。また、図示しないが、切換スリーブは、トランスファ出力軸に設けたトランスファスプロケットに係合・離脱し、このトランスファスプロケットに係合すると、四輪駆動にするものである。
【０００５】
また、動力伝達装置としては、例えば、特開平５−４２８４２号公報、実開平５−２６５８０号公報に開示されている。特開平５−４２８４２号公報に記載のものは、トランスファにおいて、低速・高速の切換機構を操作する第１のシフトフォークを設け、この第１のシフトフォーク及び待ち機構を介して連結されて差動制御機構を操作する第２のシフトフォークを設け、この第１のシフトフォーク及び第２のシフトフォークを同一軸上に支持する操作ロッドを設け、低速で且つデフロックである状態と高速で且つデフフリーである状態とを簡単に切換えさせるものである。実開平５−２６５８０号公報に記載のものは、クラッチにおいて、一側が固定側で回転制動され、他側が伝達トルクが掛かって作動するカムによって連結され、一側のアームにばね力を与えて固定側を押しつけて制動力を得るようにして、部品点数を低減するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来、トランスファ装置にあっては、図１８、１９に示すように、ピニオンシャフトが剛体であるので、切換モータの回転とラック体の軸方向移動とが連結し、このため、切換モータが一定速で回転すると、ピニオンシャフトも同じ一定速で回転するので、切換モータの回転が早い場合に、二輪四輪切換機構の同期（シンクロ）が強く効き過ぎて四輪駆動への切換えのショックが大きくなるとともに、切換モータの回転が遅い場合には、二輪四輪切換機構の同期後に、切換スリーブが二輪四輪切換機構のトランスファスプロケットに係合する間でその同期状態が崩れて、ギヤ鳴りが発生するという不都合があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、トランスファ内にトランスファリヤ出力軸を設け、このトランスファリヤ出力軸にトランスファドライブスプロケットを回転自在に設け、このトランスファドライブスプロケットに同期用スプロケットを設け、前記トランスファリヤ出力軸に固定した切換ハブには前記同期用スプロケットと係合・離脱する切換スリーブを支持し、この切換スリーブを動かす切換フォークを前記トランスファケースに保持される切換シフトシャフトに固定し、この切換シャフトを軸方向に移動して二輪駆動と四輪駆動とに切換える二輪四輪切換機構を設け、この二輪四輪切換機構を操作する切換操作機構を切換モータに連結されるシャフト体と、このシャフト体に嵌装されるピニオン体と、前記切換シャフトに固定されるとともに前記ピニオン体のピニオンと噛み合うラックを有するラック体とで構成した四輪駆動車のトランスファ装置において、前記ピニオン体を前記シャフト体に回動可能に取り付けるとともに該ピニオン体及びシャフト体を捩りスプリングによって連結し、前記ピニオン体の内周面に突起部を突出させる一方、この突起部を受け入れる突起部用溝を前記シャフト体の外周面に形成し、前記二輪四輪切換機構が二輪駆動の場合、前記捩りスプリングによって前記突起部の一側突起面を前記突起部用溝の周方向一側に位置する一側溝面に当接させて前記切換スリーブの軸方向移動を阻止し、この二輪駆動状態から四輪駆動へ切り換えるように前記シャフト体を回転させた場合、前記トランスファドライブスプロケットと前記同期用プロケットとの同期開始から所定角度の範囲は前記捩りスプリングを捩って前記ピニオン体の回転を制限する一方、前記二輪四輪切換機構の同期途中に前記突起部の他側突起面と前記突起部用溝の周方向他側に位置する他側溝面とにより前記捩りスプリングの捩れを規制して前記ピニオン体を再度回転させる構造としたことを特徴とする四輪駆動車のトランスファ装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明は、二輪駆動から四輪駆動に切換える際に、切換モータの回転が早い場合に、二輪四輪切換機構の同期中に、捩りスプリングが捩られことから、二輪四輪切換機構の同期が強く効くのを抑制して切換えのショックの発生を防止し、一方、切換モータの回転が遅い場合には、その同期状態が崩されることがなく、そして、二輪四輪切換機構の同期後に、捩りスプリングが元に戻るので、ギヤ鳴りを発生することなく、四輪駆動への切換えを完了することができる。
【０００９】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図１〜１６は、この発明の第１実施例を示すものである。図１〜３において、２は車両（四輪駆動車）に搭載されるエンジン、４は動力伝達装置である。この動力伝達装置４にあっては、エンジン２にトランスミッション６が連結され、このトランスミッション６にトランスファ８が連結されている。
【００１０】
トランスミッション６にあっては、ミッションケース１０にクランク軸（図示せず）に連結される入力軸１２とこの入力軸１２に連結されるメイン軸１４とが同一軸心上に設けられ、また、メイン軸１４と平行にカウンタ軸１６及び複数の変速シフト軸１８が設けられ、更に、メイン軸１４とカウンタ軸１６との間には複数の変速ギヤ列２０が設けられている。
【００１１】
トランスファ８にあっては、トランスファケース２２にはメイン軸１４に同一軸心上に連結されたトランスファリヤ出力軸２４が設けられ、このトランスファリヤ出力軸２４と平行にトランスファフロント出力軸２６が設けられている。
【００１２】
トランスファリヤ出力軸２４には、トランスファドライブスプロケット２８が回転自在に設けられている。トランスファフロント出力軸２６には、トランスファドライブスプロケット２８に対応したトランスファドリブンスプロケット３０が固定して設けられている。トランスファドライブスプロケット２８とトランスファドリブンスプロケット３０とには、トランスファチェーン３２が巻掛けられている。
【００１３】
トランスファ８には、二輪駆動（２ＷＤ）と四輪駆動（４ＷＤ）とに切換える二輪四輪切換機構３４が設けられる。この二輪四輪切換機構３４は、トランスファドライブスプロケット２８に設けた同期用スプロケット３６と、トランスファリヤ出力軸２４に固定した切換ハブ３８と、この切換ハブ３８に支持されて同期用スプロケット３６が係合・離脱する切換スリーブ４０と、こり切換スリーブ４０を動かす切換フォーク４２とを有している。この切換フォーク４２は、トランスファケース２０に保持された切換シフトシャフト４４に固定されている。この切換シフトシャフト４４には、切換フォーク４２とトランスミッション６側のトランスファケース２０との間で待ち機構としてのリターンスプリング４６が設けられている。
【００１４】
二輪四輪切換機構３４は、ラックピニオン式の切換操作機構４８を介して切換モータ５０によって操作される。この切換操作機構４８にあっては、図４〜６に示す如く、切換モータ５０に連結されるシャフト体５２と、このシャフト体５２に一定範囲で回動可能なピニオン体５４と、シャフト体５２とピニオン体５４とを連結する捩りスプリング５６と、切換シフトシャフト４４に固定されてピニオン体５４に連結するラック体５８とからなる。
【００１５】
シャフト体５２は、図７〜９に示す如く、切換モータ５０に連結されるボルト部６０と、このボルト部６０に連結して大きい径Ｄ１の段差部６２と、この段差部６２に連結し且つこの段差部６２の径Ｄ１よりも小さい径Ｄ２のピニオン嵌装部６４及びスプリング嵌装部６６と、これらピニオン嵌装部６４及びスプリング嵌装部６６の径Ｄ２よりも小さい径Ｄ３の支持部６８とを有している。この支持部６８は、図１に示す如く、トランスファケース２０の支持穴７０にワッシャ７２（図５参照）を介して回転可能に保持されている。また、シャフト体５２には、ピニオン嵌装部６４及びスプリング嵌装部６６に支持部６８側から軸方向に長さＬ１で深さＭ１で且つ幅Ｗ１の突起部用溝７４が形成されているとともに、支持部６８に突起部用溝７４の幅Ｗ１よりも狭い幅Ｗ２で深さＭ２で且つ長さＬ２の係合溝７６が形成されている。突起部用溝７４は、図９に示す如く、一側溝面７８−１と他側溝面７８−２とで所定の角度θ１で形成されている。
【００１６】
ピニオン体５４は、図１０、１１に示す如く、段差部６２の段差面に接してピニオン嵌装部６４に嵌装される円環部８０と、外方に突出して所定角度θ２のピニオン（ギヤ）８２と、このピニオン８２の両端側の一側、他側係止部８４−１、８４−２と、ピニオン８２に対応した内側で所定の幅Ｗ３で且つ高さＨの突起部８６とからなる。この突起部８６は、一側突起面８８−１と他側突起面８８−２とで形成されている。
【００１７】
従って、シャフト体５２とピニオン体５４との間には、一側溝面７８−１と他側溝面７８−２と突起部８６とによってストッパ部９０が形成される。
【００１８】
捩りスプリング５６は、図６に示す如く、コイルスプリングからなり、一端部５６−１が内側方向に折曲されているとともに、他端部５６−２が軸方向で且つ外方に折曲されている。捩りスプリング５６の一端部５６−１はシャフト体５２の係合溝７６係合されるとともに、捩りスプリング５６の他端部５６−２はピニオン体５４の一側係止部８４−１に係止される。
【００１９】
ラック体５８は、図４、５に示す如く、切換シフトシャフト４４に嵌装する管状部９２と、この管状部９２に連設してピニオン８２に噛み合うラック９４とからなる。管状部９２は、ピン孔９６に挿通される固定ピン（図示せず）で切換シフトシャフト４４に固定される。
【００２０】
次に、この第１実施例の作用を説明する。
【００２１】
二輪駆動時にあっては、図１２に示す如く、シャフト体５２の一側溝面７８−１にピニオン体５４の突起部８６の一側突起面８８−１が接し、このとき、切換シフトシャフト４４が軸方向移動されず、よつて、二輪四輪切換機構３４が操作されず、切換スリーブ４０が切換ハブ３８に係合しているだけで、同期用スプロケット３６に係合せず、二輪駆動状態に維持される。
【００２２】
そして、二輪駆動から四輪駆動への同期中には、図１３に示す如く、シャフト体５２が回転し始まると、ラック体５８が軸方向移動して切換シフトシャフト４４が軸方向移動されるが、所定角度θ３の範囲で捩りスプリング５６が捩られる。この場合に、ピニオン体５４は、図１５に示すように、その回転が制限される。
【００２３】
そして、四輪駆動時になると、図１４、１５に示す如く、シャフト体５２が更に回転すると、切換シフトシャフト４４が更に軸方向移動され、二輪四輪切換機構３４の同期が完了し、捩りスプリング５６が戻り、四輪駆動への切換が完了する。
【００２４】
そして、四輪駆動から二輪駆動へ戻るときには、図１６に示す如く、ストッパ部９０の存在により、ピニオン体５４が一体的に戻る。
【００２５】
この結果、二輪駆動から四輪駆動への同期中に、所定角度θ３の範囲で捩りスプリング５６が捩られることから、切換モータ５０の回転が早い場合に、二輪四輪切換機構３４の同期が強く効くのを抑制して切換えのショックの発生を防止することができる。一方、切換モータ５０の回転が遅い場合には、その同期状態が崩されることがなく、そして、二輪四輪切換機構３４の同期後に、捩りスプリング５６が元に戻るので、もって、ギヤ鳴りを発生することなく、四輪駆動への切換えを完了することができる。
【００２６】
また、シャフト体５２とピニオン体５４との間には、ストッパ部９０が設けられているので、捩りスプリング５６が捩れすぎることがなく、捩りスプリング５６に過大な応力がかかるのを回避させ、捩りスプリング５６の破損を防止することができる。
【００２７】
図１７は、この発明の特別構成であり、第２実施例を示すものである。
【００２８】
この第２実施例においては、上述の第１実施例と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明する。
【００２９】
この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、シャフト体５２の外周面とピニオン体５４の内周面との間には、環状空間Ｓを形成する。そして、この環状空間Ｓには、ピニオン体５４が径方向に移動可能に弾性材として、例えば波形形状のスプリング部材９８を設けた。
【００３０】
この第２実施例の構成によれば、ピニオン体５４の回転が開始するときに、ピニオン体８２がラック９４に噛み合うと、ピニオン体５４が径方向に少しだけ動くことにより（図１７の一点鎖線で示す）、ピニオン８２がラック９４に強く当たり過ぎることがなく、もって、ピニオン８２とラック９４との噛み合う時のショックの発生を効果的に低減し、ピニオン８２及びラック９４の損傷を防止することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、二輪駆動から四輪駆動に切換える際に、二輪四輪切換機構の同期中に、捩りスプリングが捩られることから、二輪四輪切換機構の同期が強く効くのを抑制して切換えのショックの発生を防止するとともに、二輪四輪切換機構の同期状態が崩れるのを回避してギヤ鳴りが発生するのを防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２の動力伝達装置の要部拡大図である。
【図２】動力伝達装置の断面図である。
【図３】動力伝達装置の平面図である。
【図４】切換操作機構の平面図である。
【図５】図４の矢印〓による底面図である。
【図６】図５の矢印〓による側面図である。
【図７】シャフト体の平面図である。
【図８】図７の〓−〓線によるシャフト体の断面図である。
【図９】図７のシャフト体の側面図である。
【図１０】ピニオン体の平面図である。
【図１１】図１０の〓〓−〓〓線によるピニオン体の断面図である。
【図１２】切換操作機構の二輪駆動時の平面図である。
【図１３】切換操作機構の二輪駆動から四輪駆動への同期中の平面図である。
【図１４】切換操作機構の四輪駆動時の平面図である。
【図１５】二輪駆動から四輪駆動へのピニオン体の回転角を示す図である。
【図１６】四輪駆動から二輪駆動へのピニオン体の回転角を示す図である。
【図１７】第２実施例においてシャフト体とピニオン体とを組付けた平面図である。
【図１８】従来における切換操作機構の平面図である。
【図１９】図１８の矢印〓〓による側面図である。
【符号の説明】
２  エンジン
４  動力伝達装置
６  トランスミッション
８  トランスファ
２４  トランスファリヤ出力軸
２８  トランスファドライブスプロケット
３４  二輪四輪切換機構
４８  切換操作機構
５０  切換モータ
５２  シャフト体
５４  ピニオン体
５６  捩りスプリング
５８  ラック体
８６  突起部
９０  ストッパ部
【図１】
0003978633.tif 000002
【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】
0003978633.tif 000014
【図１４】
0003978633.tif 000015
【図１５】
0003978633.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
0003978633.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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