(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に配置され、軸方向に移動自在とした２つの被駆動軸と、これら各被駆動軸にそれぞれ取り付けられた被駆動軸駆動用のカムと、該各カムを、複数の切換モードを持つ操作スイッチの切換操作によるモードに応じてそれぞれ予め定められた所定の停止位置まで駆動して、前記各被駆動軸を選択的に軸方向に所定ストローク移動させたアクチュエータにおいて、
前記アクチュエータは、通電により正回転または逆回転するモータと、該モータのアーマチュア軸に形成されたウオームに噛合する駆動ギヤと、該駆動ギヤに連結された出力軸と、該出力軸に固定され該出力軸と一体に回転する回転板と、この回転板の一面上からそれぞれ突出するとともに該回転板に回転自在に支持され、前記各カムにそれぞれ係合して該各カムを駆動する一対のカムフォロアと、前記駆動ギヤと前記出力軸および前記回転板をそれぞれ収納した第１のアクチュエータケースと、該第１のアクチュエータケースに固定され、前記各被駆動軸を軸方向に移動自在に支持するとともに前記各カムを収納した第２のアクチュエータケースを備え、前記回転板に回転自在に支持された前記一対のカムフォロアは、それぞれローラから構成され、この各ローラは、該回転板の回転中心から半径方向にそれぞれ所定距離離間させたことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
トランスファ内に互いに平行に配置され、軸方向に移動自在とした２輪駆動と４輪駆動の切換軸および４輪速度切換軸と、これら各切換軸にそれぞれ取り付けられた切換軸駆動用のカムとを備えた２輪駆動と４輪駆動の切換装置における前記各カムを、モード切換操作スイッチの切換操作によるモードに応じてそれぞれ予め定められた所定の停止位置まで駆動して、前記各切換軸を選択的に軸方向に所定ストローク移動させて２輪駆動、４輪高速駆動、４輪中立及び４輪低速駆動の４つの駆動状態に選択的に切換えるようにした２輪駆動と４輪駆動の切換装置駆動用アクチュエータにおいて、
前記アクチュエータは、通電により正回転または逆回転するモータと、該モータのアーマチュア軸に形成されたウオームに噛合する駆動ギヤと、該駆動ギヤに連結された出力軸と、該出力軸に固定され該出力軸と一体に回転する回転板と、この回転板の一面上からそれぞれ突出するとともに該回転板に回転自在に支持され、前記各カムにそれぞれ係合して該各カムを駆動する一対のカムフォロアと、前記駆動ギヤと前記出力軸および前記回転板をそれぞれ収納した第１のアクチュエータケースと、該第１のアクチュエータケースに固定され、前記各切換軸を軸方向に移動自在に支持するとともに前記各カムを収納した第２のアクチュエータケースを備え、前記回転板に回転自在に支持された前記一対のカムフォロアは、それぞれローラから構成され、この各ローラは、該回転板の回転中心から半径方向にそれぞれ所定距離離間させたことを特徴とする２輪駆動と４輪駆動の切換装置駆動用アクチュエータ。
【請求項３】
トランスファ内に互いに平行に配置され、軸方向に移動自在とした２輪駆動と４輪駆動の切換軸および４輪速度切換軸と、これら各切換軸にそれぞれ取り付けられた切換軸駆動用のカムと、モード切換操作スイッチの切換操作によるモードに応じてそれぞれ予め定められた所定の停止位置まで回転駆動され、前記各カムを駆動して前記各切換軸を選択的に軸方向に所定ストローク移動させるアクチュエータとを有し、２輪駆動、４輪高速駆動、４輪中立及び４輪低速駆動の４つの駆動状態に選択的に切換えるようにした２輪駆動と４輪駆動の切換装置において、
前記アクチュエータは、通電により正回転または逆回転するモータと、該モータのアーマチュア軸に形成されたウオームに噛合する駆動ギヤと、該駆動ギヤに連結された出力軸と、該出力軸に固定され該出力軸と一体に回転する回転板と、この回転板の一面上からそれぞれ突出するとともに該回転板に回転自在に支持され、前記各カムにそれぞれ係合して該各カムを駆動する一対のカムフォロアと、前記駆動ギヤと前記出力軸および前記回転板をそれぞれ収納した第１のアクチュエータケースと、該第１のアクチュエータケースに固定され、前記各切換軸を軸方向に移動自在に支持するとともに前記各カムを収納した第２のアクチュエータケースを備え、前記回転板に回転自在に支持された前記一対のカムフォロアは、それぞれローラから構成され、この各ローラは、該回転板の回転中心から半径方向にそれぞれ所定距離離間させたことを特徴とする２輪駆動と４輪駆動の切換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パートタイム４輪駆動車（４ＷＤ）等に用いて好適な自動車の２輪駆動と４輪駆動の切換装置、およびその駆動用アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
２輪駆動車で必要なときだけ４輪を駆動できるパートタイム４輪駆動車（４ＷＤ）が知られており、このパートタイム４輪駆動車の２輪駆動と４輪駆動の切換装置において、２輪駆動と４輪駆動の切換軸と４輪速度切換軸を、アクチュエータにより選択的に駆動して、２輪駆動、４輪高速駆動、４輪中立及び４輪低速駆動の４つの駆動状態に切換えるようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のアクチュエータにおいては、２つの切換軸にそれぞれ取り付けた該各切換軸駆動用のカムにそれぞれ係合して、この各カムを駆動する各カムフォロアの構造が複雑であり、従ってアクチュエータが高価なものになっていた。
【０００４】
また、各切換軸を作動させるための負荷（作動荷重）は異なる場合があり、それぞれ作動荷重が異なる各切換軸を、カムフォロアによって最適なトルクで駆動させることが、困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、各カムフォロアを簡単な構成として、安価なアクチュエータとすると共に、各切換軸の作動荷重に応じて、該各切換軸に作用するカムフォロアの作用トルクを容易に変更することが可能なカムフォロアを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、互いに平行に配置され、軸方向に移動自在とした２つの被駆動軸と、これら各被駆動軸にそれぞれ取り付けられた被駆動軸駆動用のカムと、該各カムを、複数の切換モードを持つ操作スイッチの切換操作によるモードに応じてそれぞれ予め定められた所定の停止位置まで駆動して、前記各被駆動軸を選択的に軸方向に所定ストローク移動させたアクチュエータにおいて、前記アクチュエータは、通電により正回転または逆回転するモータと、該モータのアーマチュア軸に形成されたウオームに噛合する駆動ギヤと、該駆動ギヤに連結された出力軸と、該出力軸に固定され該出力軸と一体に回転する回転板と、この回転板の一面上からそれぞれ突出するとともに該回転板に回転自在に支持され、前記各カムにそれぞれ係合して該各カムを駆動する一対のカムフォロアと、前記駆動ギヤと前記出力軸および前記回転板をそれぞれ収納した第１のアクチュエータケースと、該第１のアクチュエータケースに固定され、前記各被駆動軸を軸方向に移動自在に支持するとともに前記各カムを収納した第２のアクチュエータケースを備え、前記回転板に回転自在に支持された前記一対のカムフォロアは、それぞれローラから構成され、この各ローラは、該回転板の回転中心から半径方向にそれぞれ所定距離離間させたことを特徴とする。
【０００９】
この請求項１のアクチュエータでは、２つの被駆動軸に取り付けられたカムと、アクチュエータの出力軸に固定された回転板に回転自在に支持された一対のカムフォロアの係合により、アクチュエータの出力軸の回転運動が各被駆動軸の直線運動に確実に変換される。また、一対のカムフォロアは、２つの切換軸の作動荷重に応じて、該各カムフォロアの回転板の回転中心からの距離を容易に変更することが可能となり、各切換軸に最適なカムフォロアによるトルクを作用させることができる。
【００１３】
請求項２の発明は、トランスファ内に互いに平行に配置され、軸方向に移動自在とした２輪駆動と４輪駆動の切換軸および４輪速度切換軸と、これら各切換軸にそれぞれ取り付けられた切換軸駆動用のカムとを備えた２輪駆動と４輪駆動の切換装置における前記各カムを、モード切換操作スイッチの切換操作によるモードに応じてそれぞれ予め定められた所定の停止位置まで駆動して、前記各切換軸を選択的に軸方向に所定ストローク移動させて２輪駆動、４輪高速駆動、４輪中立及び４輪低速駆動の４つの駆動状態に選択的に切換えるようにした２輪駆動と４輪駆動の切換装置駆動用アクチュエータにおいて、前記アクチュエータは、通電により正回転または逆回転するモータと、該モータのアーマチュア軸に形成されたウオームに噛合する駆動ギヤと、該駆動ギヤに連結された出力軸と、該出力軸に固定され該出力軸と一体に回転する回転板と、この回転板の一面上からそれぞれ突出するとともに該回転板に回転自在に支持され、前記各カムにそれぞれ係合して該各カムを駆動する一対のカムフォロアと、前記駆動ギヤと前記出力軸および前記回転板をそれぞれ収納した第１のアクチュエータケースと、該第１のアクチュエータケースに固定され、前記各切換軸を軸方向に移動自在に支持するとともに前記各カムを収納した第２のアクチュエータケースを備え、前記回転板に回転自在に支持された前記一対のカムフォロアは、それぞれローラから構成され、この各ローラは、該回転板の回転中心から半径方向にそれぞれ所定距離離間させたことを特徴とする。
【００１４】
この請求項２の２輪駆動と４輪駆動の切換装置駆動用アクチュエータでは、２つの切換軸に取り付けられたカムと、アクチュエータの出力軸に固定された回転板に回転自在に支持された一対のカムフォロアの係合により、アクチュエータの出力軸の回転運動が各切換軸の直線運動に確実に変換され、２輪駆動、４輪高速駆動、４輪中立及び４輪低速駆動の４つの駆動状態に選択的に切換えられる。また、一対のカムフォロアは、２つの切換軸の作動荷重に応じて、該各カムフォロアの回転板の回転中心からの距離を容易に変更することが可能となり、各切換軸に最適なカムフォロアによるトルクを作用させることができる。
【００１８】
請求項３の発明は、トランスファ内に互いに平行に配置され、軸方向に移動自在とした２輪駆動と４輪駆動の切換軸および４輪速度切換軸と、これら各切換軸にそれぞれ取り付けられた切換軸駆動用のカムと、モード切換操作スイッチの切換操作によるモードに応じてそれぞれ予め定められた所定の停止位置まで回転駆動され、前記各カムを駆動して前記各切換軸を選択的に軸方向に所定ストローク移動させるアクチュエータとを有し、２輪駆動、４輪高速駆動、４輪中立及び４輪低速駆動の４つの駆動状態に選択的に切換えるようにした２輪駆動と４輪駆動の切換装置において、前記アクチュエータは、通電により正回転または逆回転するモータと、該モータのアーマチュア軸に形成されたウオームに噛合する駆動ギヤと、該駆動ギヤに連結された出力軸と、該出力軸に固定され該出力軸と一体に回転する回転板と、この回転板の一面上からそれぞれ突出するとともに該回転板に回転自在に支持され、前記各カムにそれぞれ係合して該各カムを駆動する一対のカムフォロアと、前記駆動ギヤと前記出力軸および前記回転板をそれぞれ収納した第１のアクチュエータケースと、該第１のアクチュエータケースに固定され、前記各切換軸を軸方向に移動自在に支持するとともに前記各カムを収納した第２のアクチュエータケースを備え、前記回転板に回転自在に支持された前記一対のカムフォロアは、それぞれローラから構成され、この各ローラは、該回転板の回転中心から半径方向にそれぞれ所定距離離間させたことを特徴とする。
【００１９】
この請求項３の２輪駆動と４輪駆動の切換装置では、２つの切換軸に取り付けられたカムと、アクチュエータの出力軸に固定された回転板に回転自在に支持された一対のカムフォロアの係合により、アクチュエータの出力軸の回転運動が各切換軸の直線運動に確実に変換され、２輪駆動、４輪高速駆動、４輪中立及び４輪低速駆動の４つの駆動状態に選択的に切換えられる。また、一対のカムフォロアは、２つの切換軸の作動荷重に応じて、該各カムフォロアの回転板の回転中心からの距離を容易に変更することが可能となり、各切換軸に最適なカムフォロアによるトルクを作用させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施形態の２輪駆動と４輪駆動の切換装置に用いられるアクチュエータの要部を示す斜視図、図２は同アクチュエータを裏側から見た斜視図、図３は同アクチュエータの一部を断面で示す平面図、図４は同アクチュエータの回転保持板を取り外した状態を示す平面図、図５は同アクチュエータの回転保持板と駆動ギヤと出力軸の関係を示す分解斜視図、図６は同回転保持板の底面図、図７は同出力軸の斜視図、図８は同出力軸の底面図、図９は同２輪駆動と４輪駆動の切換装置を用いたパートタイム４輪駆動車の概略構成図、図１０は同２輪駆動と４輪駆動の切換装置の２輪駆動状態を示す説明図、図１１は同２輪駆動と４輪駆動の切換装置の４輪高速駆動状態を示す説明図、図１２は同２輪駆動と４輪駆動の切換装置の４輪中立状態を示す説明図、図１３は同２輪駆動と４輪駆動の切換装置の４輪低速駆動状態を示す説明図、図１４は同アクチュエータの正回転時の待ち機構を一部断面で示す平面図、図１５は同アクチュエータの逆回転時の待ち機構を一部断面で示す平面図である。
【００２４】
図９に示すように、パートタイム４輪駆動車（４ＷＤ）１には、エンジン２と、変速機（トランスミッション）３と、トランスファ４とが設けられている。このトランスファ４に２輪駆動と４輪駆動の切換装置１０を取り付けてある。そして、このパートタイム４ＷＤ１の通常走行時に、トランスファ４内に平行にそれぞれ配置された被駆動軸としての２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１および同じく被駆動軸としての４輪速度切換軸１２は図１０に示す所定位置にあって２輪駆動（２Ｈ）の状態になっている。この場合、エンジン２の動力は、トランスファ４の後輪用出力軸５と後輪用差動機６Ｂを経て後輪７Ｂ，７Ｂに伝達され、後輪７Ｂ，７Ｂによる２輪駆動が行われるようになっている。
【００２５】
また、図１１に示すように、２輪駆動と４輪駆動の切換装置１０により２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１を軸方向に所定ストローク移動させると４輪高速駆動（４Ｈ）の状態になり、後輪用出力軸ギヤ５ａとフロントドライブギヤ８ａとの噛合状態を断続させる２輪・４輪切換スライダ９が該フロントドライブギヤ８ａに係合（スプライン嵌合）するようになっている。これにより、エンジン２の動力は後輪７Ｂ，７Ｂだけでなく、前輪用出力軸８と前輪用差動機６Ａを経て前輪７Ａ，７Ａに伝達され、前，後輪７Ａ，７Ｂによる４輪高速駆動が行われるようになっている。
【００２６】
さらに、図１２に示すように、２輪駆動と４輪駆動の切換装置１０により４輪速度切換軸１２を軸方向に所定ストローク移動させると４輪中立（Ｎ）の状態に切り換わり、また、この４輪中立の状態より、図１３に示すように、２輪駆動と４輪駆動の切換装置１０により４輪速度切換軸１２を更に軸方向に所定ストローク移動させると４輪低速駆動（４Ｌ）の状態に切り換わるようになっている。
【００２７】
次に、トランスファ４内に平行に配置された２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１と４輪速度切換軸１２の各切換軸１１，１２を軸方向に所定ストローク移動させて前述した２輪駆動（２Ｈ）と４輪高速駆動（４Ｈ）と４輪中立（Ｎ）及び４輪低速駆動（４Ｌ）の４つの状態にそれぞれ切り換えるアクチュエータ２０の構成を説明する。
【００２８】
図１乃至図１３に示すように、アクチュエータ２０には、該アクチュエータ２０の出力軸２３に固定され、該出力軸２３と一体に回転する回転板２４と、この回転板２４に回転自在に支持された一対のカムフォロアとしてのローラ２６，２８を備えている。この一対のローラ２６，２８は、前記被駆動軸としての２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１、４輪速度切換軸１２にそれぞれ取り付けられた後述する被駆動軸としての切換軸１１，１２を駆動する一対のカム１３，１５にそれぞれ係合して該カム１３，１５を駆動する。
【００２９】
更に、このアクチュエータ２０は、通電により正回転または逆回転するモータ３６と、該モータ３６のアーマチュア軸３７に形成されたウオーム３８と、該ウオーム３８に噛合し前記出力軸２３に連結された駆動ギヤ３２と、前記駆動ギヤ３２と前記出力軸２３および前記回転板２４をそれぞれ収納した第１のアクチュエータケース２１と、該第１のアクチュエータケース２１に固定され、前記各切換軸１１，１２を軸方向に移動自在に支持するとともに前記各カム１３，１５を収納した第２のアクチュエータケース２１ａとを備えている。
【００３０】
図１及び図１０〜図１３に示すように、一対のカム１３，１５は、第２のアクチュエータケース２１ａの凹所１８内に配置される。この一対のカム１３，１５は、前記凹所１８に掛け渡された支軸１９にその各一端を貫通させてスライド自在に支持されている。この第２のアクチュエータケース２１ａは、トランスファ４に図示しないボルト等を介して取り付けられると共に、第１のアクチュエータケース２１に図示しないボルト等を介して取り付けている。
【００３１】
また、各カム１３，１５の上面には所定形状のカム溝１４，１６をそれぞれ形成してある。さらに、図１０に示すように、各カム１３，１５の下面には凸部１３ａ，１５ａをそれぞれ一体突出形成してある。この各カム１３，１５の凸部１３ａ，１５ａは各切換軸１１，１２に形成された凹部１１ａ，１２ａにそれぞれ嵌め込まれている。これにより、一方のカム１３が支軸１９を摺動すると該カム１３の摺動に伴って２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１が軸方向に所定ストローク移動するようになっていると共に、他方のカム１５が支軸１９を摺動すると該カム１５の摺動に伴って４輪速度切換軸１２が軸方向に所定ストローク移動するようになっている。
【００３２】
図２〜図５に示すように、アクチュエータ２０の第１のアクチュエータケース２１の略中央には、円形孔状の開口部２２を形成してある。この開口部２２内の裏面側には、該アクチュエータケース２１に回転自在に支持された出力軸２３の基端２３ａに圧入等により固定された円板状の回転板２４を回転自在に収納してあると共に、該開口部２２内の表面側には、出力軸２３の先端２３ｂに相対的な回転不能に保持された回転保持板３１を介して該出力軸２３に回転自在に支持された駆動ギヤ３２を収納してある。
【００３３】
図２，図７，図８に示すように、出力軸２３の基端２３ａに固定された回転板２４の裏面である一面上には、それぞれカムフォロアとしてのローラ２６，２８を突出させて設けており、このローラ２６，２８はそれぞれ支軸２５，２７を介して回転板２４に回転自在に支持してある。一方のローラ２６は回転板２４の回転中心２４ａから近い距離の位置に取り付けられていると共に、他方のローラ２８は回転板２４の回転中心２４ａから遠い距離の位置に取り付けられている。また、一方のローラ２６と他方のローラ２８とは角度にして１５０°離れた位置にそれぞれ位置している。そして、一方のローラ２６は一方のカム１３のカム溝１４に、他方のローラ２８は他方のカム１５のカム溝１６に、それぞれ係合可能になっている。これにより、アクチュエータ２０の出力軸２３により回転する回転板２４に設けられた各ローラ２６，２８の回転移動により、各カム１３，１５を介して各切換軸１１，１２が軸方向に所定ストロークそれぞれ往復移動するようになっている。
【００３４】
図３〜図５に示すように、駆動ギヤ３２のギヤ本体３２ａの上面の同一円周上には、３つの凹状のスプリング収納部３３を円弧状にかつ等間隔毎にそれぞれ形成してある。この各スプリング収納部３３には、コイルスプリングとしての円筒状の圧縮コイルスプリング３５をそれぞれ収納してある。また、一方のスプリング収納部３３の円周方向の両端面３３ａ，３３ｂから他方のスプリング収納部３３の円周方向の両端面３３ｂ，３３ａ間のそれぞれギヤ本体３２ａの上面から所定の深さに至るまでスリット３４が形成してある。この各スリット３４は、回転保持板３１に設けた後述する各スプリング押圧部３１ｂとの干渉を防止するためのものである。
【００３５】
図３，図５，図６に示すように、円板状の回転保持板３１の中央には平面略小判状の取付孔３１ａを形成してあると共に、該回転保持板３１の外周縁の下面には等間隔毎に円弧板状に湾曲した３つのスプリング押圧部３１ｂを下方に向けてそれぞれ一体突出形成してある。この各スプリング押圧部３１ｂは通常は駆動ギヤ３２の各スリット３４内に位置している。そして、回転保持板３１の取付孔３１ａはアクチュエータ２０の出力軸２３の先端２３ｂに嵌め込まれて、ワッシャ３９で抜け止めされている。このアクチュエータ２０の出力軸２３及び回転保持板３１は、通常は、図３に示すように、モータ３６のアーマチュア軸３７のウオーム３８の回転により駆動ギヤ３２が回転する方向と同一方向（例えば図３の矢印Ａの正回転方向）に共に回転するようになっている。しかし、モータ３６が通電されアクチュエータ２０の出力軸２３が正回転または逆回転している途中で拘束されて停止した場合には、モータ３６の通電が継続しているので駆動ギヤ３２は正回転（図１４の矢印Ａ方向）または逆回転（図１５の矢印Ｃ方向）を続行しようとする。このため、各圧縮コイルスプリング３５の両端部３５ａ，３５ｂのいずれか一方は出力軸２３とともに停止する回転保持板３１の各スプリング押圧部３１ｂにより回転が阻止されるが、各両端部３５ａ，３５ｂのいずれか他方が各スプリング押圧部３１ｂで押圧され、各圧縮コイルスプリング３５は撓まされて圧縮状態になる。この各圧縮コイルスプリング３５が圧縮状態になると、駆動ギヤ３２は拘束されて停止する。
【００３６】
上記アクチュエータ２０の出力軸２３が拘束停止する場合としては、２輪駆動と４輪駆動の切換装置１０により２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１を軸方向に所定ストローク移動させて２輪駆動（２Ｈ）の状態から４輪高速駆動（４Ｈ）の状態に切り換える際に、後輪用出力軸ギヤ５ａとフロントドライブギヤ８ａの２つのギヤの位相がずれて２輪・４輪切換スライダ９で両ギヤ５ａ，８ａのスプライン嵌合ができなかったり、４輪高速駆動（４Ｈ）の状態から２輪駆動（２Ｈ）の状態に切り換える際に両ギヤ５ａ，８ａのスプライン嵌合の解除に要する動力が大き過ぎて該両ギヤ５ａ，８ａのスプライン嵌合の解除ができない場合があり、これら拘束状態が解除されるまで、回転保持板３１と駆動ギヤ３２及び各圧縮コイルスプリング３５から成る待ち機構３０の作用で、図１４或いは図１５に示すように、該各圧縮コイルスプリング３５を圧縮状態にしておく。
【００３７】
そして、上記２輪・４輪切換スライド９で両ギヤ５ａ，８ａのスプライン嵌合位相が合致したり或いはスプライン嵌合の解除に要する動力が軽減されると、圧縮状態となっていた上記各圧縮コイルスプリング３５の弾性反発力により回転保持板３１を介して出力軸２３を自動的に正回転或いは逆回転のいずれか一方の方向に回転させことができるようになっている。尚、この待ち機構３０は、２Ｈと４Ｈ間の切り換えの場合のみならず、４Ｈと４Ｌ（４輪低速駆動）間の切り換えの場合を含めた２Ｈ−４Ｈ−４Ｌ間の全ポジションにおいて作用するようになっている。
【００３８】
ここで、パートタイム４ＷＤ１が通常走行の場合には、トランスファ４内に平行にそれぞれ配置された２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１と４輪速度切換軸１２は図１０に示す２輪駆動（２Ｈ）の状態になっており、エンジン２の動力は、トランスファ４の後輪用出力軸５と後輪用差動機６Ｂを経て後輪７Ｂ，７Ｂに伝達され、後輪７Ｂ，７Ｂによる２輪駆動が行われる。この際、図１０に示すように、一方のローラ２６は一方のカム１３のカム溝１４の奥に係合している。尚、他方のローラ２８は他方のカム１５のカム溝１６に係合していない。このとき、アクチュエータ２０は図３の状態である。
【００３９】
ここで、アクチュエータ２０には、図示しないモード切換操作スイッチが備えられている。この図示しないモード切換操作スイッチは、同じく図示しないコントローラへ駆動信号を与えるためのものであり、該コントローラは、モード切換スイッチのモードに応じてアクチュエータ２０のモータ３６の駆動を制御する。このモード切換操作スイッチは、２輪駆動、４輪高速駆動、４輪中立及び４輪低速駆動の４つのモードを持つ。コントローラは、モード切換操作スイッチのモードに応じてモータ３６を正回転又は逆回転させて、アクチュエータ２０の出力軸２３をそれぞれ予め定められた４つの所定のいずれかの停止位置まで回転駆動させ、駆動ギヤ３２が予め定められた所定の位置に到達するとモータ３６への通電を遮断する。この４つの停止位置は、駆動ギヤ３１の１回転の回転角度内に設定されている。
【００４０】
この２輪駆動の状態より、モード切換操作スイッチを４輪高速駆動モードに切換操作すると、モータ３６が正回転駆動され、駆動ギヤ３２は図３に示す矢印Ａ方向に正回転し、出力軸２３も同一方向に回転する。出力軸２３の基端２３ａに固定された回転板２４の回転により、各ローラ２６，２８は該回転板２４の回転中心２４ａを回動中心として回動する。図１１に示すように、一方のローラ２６の回動により、一方のカム１３のカム溝１４を介して該一方のカム１３が支軸１９に沿って図１１中上方に摺動する。このカム１３の摺動に伴って２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１が軸方向にストロークＳ１だけ移動する。この２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１のストロークＳ１の移動により２輪駆動の状態から４輪高速駆動（４Ｈ）の状態に自動的に切り換わる。即ち、後輪用出力軸ギヤ５ａとフロントドライブギヤ８ａとの噛合状態を断続させる２輪・４輪切換スライダ９により上記両ギヤ５ａ，８ａがスプライン嵌合して、エンジン２の動力は後輪７Ｂ，７Ｂだけでなく、前輪用出力軸８と前輪用差動機６Ａを経て前輪７Ａ，７Ａに伝達され、前，後輪７Ａ，７Ｂによる４輪高速駆動が行われる。そのとき、モータ３６への通電は遮断される。尚、他方のローラ２８は依然としてカム１５のカム溝１６に係合せず、従って４輪速度切換軸１２を移動させることはない。
【００４１】
この２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１を軸方向に移動させて２輪駆動の状態から４輪高速駆動の状態に切り換える途中で、後輪用出力軸ギヤ５ａとフロントドライブギヤ８ａの２つのギヤの位相がずれて２輪・４輪切換スライダ９で両ギヤ５ａ，８ａのスプライン嵌合ができなくなってアクチュエータ２０の出力軸２３が停止すると、図１４に示すように、回転保持板３１と駆動ギヤ３２及び圧縮コイルスプリング３５から成る待ち機構３０が作用する。即ち、アクチュエータ２０の出力軸２３と回転保持体３１が拘束停止してもモータ３６は通電されているので、駆動ギヤ３２は図１４に示す矢印Ａ方向の正回転を続行する。この為、各圧縮コイルスプリング３５の一方の端部３５ａは停止している回転保持板３１の各スプリング押圧部３１ｂにより回転が阻止されるので、各圧縮コイルスプリング３５は圧縮された待ち状態になる。この時、モータ３６への通電は遮断されている。
【００４２】
そして、後輪用出力軸ギヤ５ａとフロントドライブギヤ８ａの２つのギヤの位相が一致すると、出力軸２３の拘束状態が解除され、圧縮状態の各圧縮コイルスプリング３５の弾性反発力により回転保持体３１の各スプリング押圧部３１ｂを介して出力軸２３と回転板２４を正回転させる。これにより、２輪・４輪切換スライダ９で両ギヤ５ａ，８ａのスプライン嵌合がされて２輪駆動の状態から４輪高速駆動の状態に自動的に切換わる。
【００４３】
さらに、この状態からモード切換操作スイッチを２輪駆動モードに切換操作し、出力軸２３を逆回転させて４輪高速駆動の状態から２輪駆動の状態に切り換える途中で、２輪・４輪切換スライダ９で後輪用出力軸ギヤ５ａとフロントドライブギヤ８ａのスプライン嵌合の解除ができなくなった場合も、図１５に示すように、待ち機構３０の各圧縮コイルスプリング３５の他方の端部３５ｂは停止している回転保持板３１の各スプリング押圧部３１ｂにより回転が阻止されるので、各圧縮コイルスプリング３５は圧縮された待ち状態になることにより、前述の２輪駆動の状態から４輪高速駆動の状態に切り換える場合と同様に、出力軸２３の拘束停止状態が解除されると、４輪高速駆動の状態から２輪駆動の状態に自動的に切り換えることができる。さらに、これら２Ｈと４Ｈ間の切り換えの場合のみならず、後述する４Ｈと４Ｌ（４輪低速駆動）間の切り換えの場合を含めた２Ｈ−４Ｈ−４Ｌ間の全ポジションにおいても上記待ち機構３０は作用する。
【００４４】
また、図１１に示す４輪高速駆動の状態より、モード切換操作スイッチを４輪中立モードに切換操作し、出力軸２３を更に正回転させると、図１２に示すように、出力軸２３の基端２３ａに固定された回転板２４の回転により他方のローラ２８が他方のカム１５のカム溝１６に係合し、該他方のカム１５が支軸１９に沿って図１２中上方に摺動する。この他方のカム１５の摺動に伴って４輪速度切換軸１２が軸方向にストロークＳ２だけ移動する。この４輪速度切換軸１２のストロークＳ２の移動により４輪中立（Ｎ）の状態に自動的に切り換わる。尚、このときローラ２６はカム１３のカム溝１４から離れて係合が解除されるので、２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１が移動されることはない。
【００４５】
そして、図１２に示す４輪中立状態より、モード切換操作スイッチを４輪低速駆動モードに切換操作し、出力軸２３を更に正回転させると、図１３に示すように、他方のカム１５が支軸１９に沿って更に上方に摺動し、この他方のカム１５の摺動に伴って４輪速度切換軸１２が軸方向にストロークＳ３だけ移動する。この４輪速度切換軸１２のストロークＳ３の移動により４輪低速駆動の状態に自動的に切り換わる。
【００４６】
尚、モード切換操作スイッチの選択的切換操作により、４輪低速駆動状態から４輪中立状態、４輪中立状態から４輪高速駆動状態、または４輪高速駆動状態から２輪駆動状態にすると、モータ３６の逆回転により出力軸２３が逆回転し、それぞれモード切換操作スイッチの切換モードに応じて出力軸２３は予め定められた所定の停止位置まで回転駆動される。そして、カム１３またはカム１５を駆動して、２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１まはた４輪速度切換軸１２を所定ストローク移動させて、それぞれの状態に切換える。
【００４７】
このように、２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１と４輪速度切換軸１２に切換軸駆動用の摺動カム１３，１５をそれぞれ取り付け、アクチュエータ２０の出力軸２３に固定された回転板２４に回転自在に支持された一対のローラ２６，２８をそれぞれ前記カム１３，１５に係合にし該一対のローラ２６，２８をカム１３，１５を駆動するカムフォロアとし、アクチュエータ２０の駆動によりカムフォロア２６，２８およびカム１３，１５を介して各切換軸１１，１２を軸方向に所定ストロークそれぞれ移動可能にしたので、２輪駆動と４輪高速駆動と４輪中立及び４輪低速駆動の４つの状態を自動的に簡単に切り換えることできる。
【００４８】
図１６は本発明の他の実施形態の２輪駆動と４輪駆動の切換装置の要部を示す断面図、図１７は同２輪駆動と４輪駆動の切換装置の２輪駆動の状態を示す説明図、図１８は同２輪駆動と４輪駆動の切換装置の４輪高速駆動の状態を示す説明図、図１９は同２輪駆動と４輪駆動の切換装置の４輪中立の状態を示す説明図、図２０は同２輪駆動と４輪駆動の切換装置の４輪低速駆動の状態を示す説明図である。
【００４９】
図１６〜図２０に示すように、この他の実施形態の２輪駆動と４輪駆動の切換装置１０′は、２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１を軸方向に所定ストローク移動させるカム溝１４を有した一方のカム１３を図示しないボルト等で該２輪・４輪切換軸１１に直接連結してあると共に、４輪速度切換軸１２を軸方向に所定ストローク移動させるカム溝１６を有した他方のカム１５を図示しないボルト等で該４輪速度切換軸１２に直接連結したものである。また、アクチュエータ２０の出力軸２３の基端２３ａに回転板２４を固定し、この回転板２４の裏面に支軸２５，２７を介して回転自在に支持された各ローラ（カムフォロア）２６，２８を該回転板２４の回転中心２４ａから等しい距離を隔てた直線上にそれぞれ配置してあり、他の構成は前記実施形態の２輪駆動と４輪駆動の切換装置１０と同様であるので、同一構成部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５０】
この２輪駆動と４輪駆動の切換装置１０′の通常時は、トランスファ４内に平行にそれぞれ配置された２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１と４輪速度切換軸１２は図１７に示す２輪駆動（２Ｈ）の状態になっている。この際、回転板２４に回転自在に支持された一方のローラ２６は一方のカム１３のカム溝１４の奥に係合している。この状態より、モード切換操作スイッチを４輪高速駆動モードに切換操作し、モータ３６を正回転駆動させて出力軸２３を正回転（図１７において左回転）させると、一方のローラ２６によりカム１３が図１８に示すように上方に移動する。このカム１３の移動に伴って２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１が軸方向にストロークＳ１だけ移動する。この２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１のストロークＳ１の移動により２輪駆動の状態から４輪高速駆動（４Ｈ）の状態に自動的に切り換わる。この時、他方のローラ２８が他方のカム１５のカム溝１６に係合する。
【００５１】
また、この４輪高速駆動の状態より、モード切換操作スイッチを４輪中立モードに切換操作し、出力軸２３を更に正回転させると、図１９に示すように、他方のローラ２８により他方のカム１５が上方に移動する。この他方のカム１５の移動に伴って４輪速度切換軸１２が軸方向にストロークＳ２だけ移動する。この４輪速度切換軸１２のストロークＳ２の移動により４輪中立（Ｎ）の状態に自動的に切り換わる。
【００５２】
そして、この４輪中立の状態から４輪低速駆動の状態に切り換える場合は、モード切換操作スイッチを４輪低速駆動モードに切換操作し、出力軸２３を更に正回転させると、図２０に示すように、他方のローラ２８により他方のカム１５が更に上方に移動し、この他方のカム１５の移動に伴って４輪速度切換軸１２が軸方向にストロークＳ３だけ移動する。この４輪速度切換軸１２のストロークＳ３の移動により４輪低速駆動の状態に自動的に切り換わる。
【００５３】
このように、２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１と４輪速度切換軸１２に切換軸駆動用のカム１３，１５をそれぞれ取り付け、アクチュエータ２０の出力軸２３に固定された回転板２４に回転自在に支持された一対のローラ２６，２８をそれぞれ前記カム１３，１５に係合し、アクチュエータ２０の駆動によりローラ２６，２８およびカム１３，１５を介して各切換軸１１，１２を軸方向に所定ストロークそれぞれ移動可能にしたので、簡単な構成の一対のローラ２６，２８により、アクチュエータ２０の出力軸２３の回転運動を２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１或いは４輪速度切換軸１２の直線運動に変換することができ、２輪駆動と４輪高速駆動と４輪中立及び４輪低速駆動の４つの状態を自動的に簡単に切り換えることできる。
【００５４】
また、前記ローラ２６，２８をそれぞれカムフォロアとすると共に、該ローラ２６，２８は、前記回転板２４の回転中心２４ａから半径方向にそれぞれ所定距離離間させた構成としているので、２輪駆動と４輪駆動の切換軸１１および４輪速度切換軸１２の作動荷重に応じて、容易に回転中心２４ａからの距離を変更することが可能となる。これにより、各切換軸１１，１２に最適な各ローラ２６，２８によるトルクを作用させることができる。
【００５５】
尚、前記各実施形態によれば、２輪駆動車で必要なときだけ４輪を駆動できるパートタイム４ＷＤに用いられる２輪駆動と４輪駆動の切換装置、および該切換装置駆動用のアクチュエータについて説明したが、パートタイム４ＷＤ以外の４ＷＤに用いられる２輪駆動と４輪駆動の切換装置、およびその切換装置駆動用のアクチュエータに前記各実施形態を適用できることは勿論である。また、互いに平行に配置され、軸方向に移動自在とした２つの被駆動軸を駆動するアクチュエータに適用することもできる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明のアクチュエータによれば、互いに平行に配置された２つの被駆動軸に、該被駆動軸駆動用のカムをそれぞれ取り付け、アクチュエータの出力軸に固定された回転板の一面上からそれぞれ突出するとともに該回転板に回転自在に支持された一対のローラをカムフォロアとしてそれぞれ前記カムに係合し、アクチュエータの駆動により各ローラおよび各カムを介して各被駆動軸を軸方向に所定ストロークそれぞれ移動可能にしたので、一対のローラは簡単な構成となり、従ってアクチュエータは安価なものとなる優れた効果を奏する。また、一対のカムフォロアは、回転板の回転中心から半径方向にそれぞれ所定距離離間させたので、２つの被駆動軸の作動荷重に応じて該各カムフォロアの回転板の回転中心からの距離を容易に変更することが可能となり、従って各切換軸に最適なカムフォロアによるトルクを作用させることができる効果を奏する。
【００５８】
また、請求項２の発明の２輪駆動と４輪駆動の切換装置駆動用アクチュエータによれば、２輪駆動と４輪駆動の切換軸と４輪速度切換軸に切換軸駆動用のカムをそれぞれ取り付け、アクチュエータの出力軸に固定された回転板の一面上からそれぞれ突出するとともに該回転板に回転自在に支持された一対のローラをカムフォロアとしてそれぞれ前記カムに係合し、アクチュエータの駆動により各ローラおよび各カムを介して各切換軸を軸方向に所定ストロークそれぞれ移動可能にして、２輪駆動、４輪高速駆動、４輪中立及び４輪低速駆動の４つの駆動状態に切換えるようにしたので、一対のローラは簡単な構成となり、従ってアクチュエータは安価なものとなる優れた効果を奏する。また、一対のカムフォロアは、回転板の回転中心から半径方向にそれぞれ所定距離離間させたので、各切換軸の作動荷重に応じて該各カムフォロアの回転板の回転中心からの距離を容易に変更することが可能となり、従って各切換軸に最適なカムフォロアによるトルクを作用させることができる効果を奏する。
【００６０】
更に、請求項３の発明の２輪駆動と４輪駆動の切換装置によれば、２輪駆動と４輪駆動の切換軸と４輪速度切換軸に切換軸駆動用のカムをそれぞれ取り付け、アクチュエータの出力軸に固定された回転板の一面上からそれぞれ突出するとともに該回転板に回転自在に支持された一対のローラをカムフォロアとしてそれぞれ前記カムに係合し、アクチュエータの駆動により各ローラおよび各カムを介して各切換軸を軸方向に所定ストロークそれぞれ移動可能にして、２輪駆動、４輪高速駆動、４輪中立及び４輪低速駆動の４つの駆動状態に切換えるようにしたので、一対のローラは簡単な構成となり、従ってアクチュエータしいては２輪駆動と４輪駆動の切換装置が安価なものとなる優れた効果を奏する。また、一対のカムフォロアは、回転板の回転中心から半径方向にそれぞれ所定距離離間させたので、各切換軸の作動荷重に応じて該各カムフォロアの回転板の回転中心からの距離を容易に変更することが可能となり、従って各切換軸に最適なカムフォロアによるトルクを作用させることができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の２輪駆動と４輪駆動の切換装置に用いられるアクチュエータの要部を示す斜視図である。
【図２】同アクチュエータを裏側から見た斜視図である。
【図３】同アクチュエータの一部を断面で示す平面図である。
【図４】同アクチュエータの回転保持板を取り外した状態を示す平面図である。
【図５】同アクチュエータの回転保持板と駆動ギヤと出力軸の関係を示す分解斜視図である。
【図６】上記回転保持板の底面図である。
【図７】上記出力軸の斜視図である。
【図８】上記出力軸の底面図である。
【図９】上記２輪駆動と４輪駆動の切換装置を用いたパートタイム４輪駆動車の概略構成図である。
【図１０】上記２輪駆動と４輪駆動の切換装置の２輪駆動状態を示す説明図である。
【図１１】上記２輪駆動と４輪駆動の切換装置の４輪高速駆動状態を示す説明図である。
【図１２】上記２輪駆動と４輪駆動の切換装置の４輪中立状態を示す説明図である。
【図１３】上記２輪駆動と４輪駆動の切換装置の４輪低速駆動状態を示す説明図である。
【図１４】上記アクチュエータの正回転時の待ち機構を一部断面で示す平面図である。
【図１５】上記アクチュエータの逆回転時の待ち機構を一部断面で示す平面図である。
【図１６】本発明の他の実施形態の２輪駆動と４輪駆動の切換装置に用いられるアクチュエータの要部を示す断面図である。
【図１７】上記他の実施形態の２輪駆動と４輪駆動の切換装置の２輪駆動状態を示す説明図である。
【図１８】上記他の実施形態の２輪駆動と４輪駆動の切換装置の４輪高速駆動状態を示す説明図である。
【図１９】上記他の実施形態の２輪駆動と４輪駆動の切換装置の４輪中立状態を示す説明図である。
【図２０】上記他の実施形態の２輪駆動と４輪駆動の切換装置の４輪低速駆動の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
４  トランスファ
１０，１０′  ２輪駆動と４輪駆動の切換装置
１１  ２輪駆動と４輪駆動の切換軸（被駆動軸）
１２  ４輪速度切換軸（被駆動軸）
１３，１５  カム
２０  アクチュエータ
２１  第１のアクチュエータケース
２１ａ  第２のアクチュエータケース
２３  出力軸
２４  回転板
２４ａ  回転板の回転中心
２６，２８  ローラ（カムフォロア）
３２  駆動ギヤ
３６  モータ
３７  アーマチュア軸
３８  ウオーム
【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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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