(57)【要約】【課題】トルクコンバータ付きの自動変速機を介して内燃機関の回転力が入力される車両の副変速機において、変速モードの切り替えに伴う騒音の発生を抑制する。【解決手段】待ち機構２０を介してモータ３０と連結され、モータ３０の駆動力に基づいてスリーブ１６を出力軸１５の回転軸延伸方向に変位させるフォークシャフト１７にはロック機構４０が設けられている。ロック機構４０は、変速モードの切り替えに際し通常モード用スプライン１１ａと噛合状態にあるスリーブ１６の変位を規制して待ち機構２０のスパイラルスプリング２３を変形させる。一方、ロック機構４０は、スパイラルスプリング２３が所定量以上変形したときにその規制を解除する。これにより、通常モード用スプライン１１ａから離間して中立状態となったスリーブ１６は、スパイラルスプリング２３の弾性力によって低速モード用スプライン１４ａ側に付勢される。【選択図】図２
2009166681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクコンバータ付き自動変速機を介して内燃機関の回転力が入力される入力軸と、駆動輪に連結される出力軸と、前記入力軸の回転に伴って回転する第１の回転体と、前記入力軸の回転に伴って前記第１の回転体と異なる速度で回転する第２の回転体と、前記出力軸に相対回転不能に設けられ同出力軸の軸方向に変位して前記第１の回転体に形成された第１のスプライン及び前記第２の回転体に形成された第２のスプラインのいずれか一方に選択的に噛合されるスプラインを有するスリーブと、同スリーブを変位させるためのアクチュエータとを備え、前記スリーブをそのスプラインが前記第１のスプラインに噛合する位置に変位させて前記入力軸の回転力を前記第１の回転体を介し前記出力軸に伝達する第１の変速モードと前記スリーブをそのスプラインが前記第２のスプラインと噛合する位置に変位させて前記入力軸の回転力を前記第２の回転体を介し前記出力軸に伝達する第２の変速モードとにその変速モードが切り替えられる車両の副変速機であって、
前記アクチュエータと前記スリーブとの間に介装され、同アクチュエータの駆動力により弾性部材を変形させその弾性力によって前記スリーブを前記出力軸の軸方向に変位させる待ち機構を含み、変速モードの切り替えに際し前記第１のスプライン又は前記第２のスプラインと噛合状態にあるスリーブの変位を規制して前記待ち機構の弾性部材を変形させる一方、同弾性部材が所定量以上変形したときにその規制を解除し前記第１のスプライン又は前記第２のスプラインから離間して中立状態となったスリーブを前記弾性部材の弾性力によって他方のスプライン側に付勢するスリーブ付勢手段を備える
ことを特徴とする車両の副変速機。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の副変速機において、
前記スリーブ付勢手段は前記スリーブが中立状態となる直前の位置で前記スリーブの変位を規制する
ことを特徴とする車両の副変速機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車両の副変速機において、
前記スリーブ付勢手段は、前記規制が解除されてから前記スリーブのスプラインが前記他方のスプラインと噛合するまでの期間に亘って前記弾性部材の弾性力が前記スリーブに作用し続けるように前記規制が解除されるときの前記弾性部材の変形量が設定されてなる
ことを特徴とする副変速機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両の副変速機において、
前記スリーブ付勢手段は、変速モードを前記第１の変速モードから前記第２の変速モードに切り替える際及び前記第２の変速モードから前記第１の変速モードに切り替える際の双方において前記スリーブの変位を規制する
ことを特徴とする車両の副変速機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両の副変速機において、
前記スリーブ付勢手段は前記スリーブの変位に伴って相対的な位置関係が変化する係合部材及び凹部を含んでなり、前記係合部材が前記凹部側に所定の付勢力をもって付勢されて同凹部と係合することにより前記スリーブの変位を規制する一方、前記スリーブが変位する際に前記係合部材が付勢力に抗して前記凹部から離脱することにより前記規制が解除される
ことを特徴とする車両の副変速機。
【請求項６】
前記スリーブ付勢手段は、前記凹部として前記スリーブの変位を規制するための凹部に加え、前記第１のスプラインと前記スリーブのスプラインとの噛合が完了する位置及び前記第２のスプラインと前記スリーブのスプラインとの噛合が完了する位置の少なくとも一方の位置に前記スリーブを位置決めする位置決め用凹部を更に備える
請求項５に記載の車両の副変速機。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両の副変速機において、
前記スリーブ付勢手段は前記スリーブの変位に伴って相対的な位置関係が変化する係合部材及び凸部を含んでなり、前記係合部材が前記凸部側に所定の付勢力をもって付勢されて同凸部と係合することにより前記スリーブの変位を規制する一方、前記スリーブが変位する際に前記係合部材が付勢力に抗して前記凸部を乗り越えることにより前記規制が解除される
ことを特徴とする車両の副変速機。
【請求項８】
請求項７に記載の車両の副変速機において、
前記凸部は、前記スリーブの変位に伴って前記係合部材が相対変位する際の変位方向における同凸部の側面に前記係合部材が係合することにより前記第１のスプラインと前記スリーブのスプラインとの噛合が解除される前に前記スリーブの変位が規制される一方、前記側面と反対側に位置する側面に前記係合部材が係合することにより前記第２のスプラインと前記スリーブのスプラインとの噛合が解除される前に前記スリーブの変位が規制されるようにその形状が設定されてなる
ことを特徴とする車両の副変速機。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の車両の副変速機において、
前記スリーブ付勢手段は、前記スリーブの変位に伴う前記係合部材の変位をガイドするように延びるガイド溝を含み、
前記凸部は、同ガイド溝内に形成されてなる
ことを特徴とする車両の副変速機。
【請求項１０】
請求項９に記載の車両の副変速機において、
前記ガイド溝はその一端に前記係合部材が係合することにより前記第１のスプラインと前記スリーブのスプラインとの噛合が完了する位置に前記スリーブが位置決めされる一方、その他端に前記係合部材が係合することにより前記第２のスプラインと前記スリーブのスプラインとの噛合が完了する位置に前記スリーブが位置決めされるようにその長さが設定されてなる
ことを特徴とする車両の副変速機。
【請求項１１】
請求項５〜１０のいずれか一項に記載の車両の副変速機において、
前記係合部材は球状を呈してなる
ことを特徴とする車両の副変速機。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の車両の副変速機において、
前記スリーブは、同スリーブに係合するとともに前記待ち機構に設けられた出力ギアと噛合して駆動されるフォークシャフトを介して駆動されるものであり、
前記スリーブ付勢手段は、前記スリーブの変位を規制するに際して前記フォークシャフトの変位を規制するものである
ことを特徴とする車両の副変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トルクコンバータ付きの自動変速機を介して内燃機関の回転力が入力される車両の副変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
前輪又は後輪のみを駆動する二輪駆動モードと前輪及び後輪の双方を駆動する四輪駆動モードとを切り替えることのできる四輪駆動車等、特に悪路走破性の高さを特徴とする車両にあっては、自動変速機によって変速された回転力を更に減速してより大きな回転力を駆動輪に伝達する悪路脱出用の低速モードを選択可能な副変速機を備えているものがある。
【０００３】
例えば、こうした副変速機は図６に示されるように、自動変速機に連結された入力軸１１に形成されたサンギア１２と、これに噛合して自転しながら入力軸１１の外周を公転する複数のプラネタリーギア１３と、これらプラネタリーギア１３を支持するプラネタリーキャリア１４とを備えている。
【０００４】
また、駆動輪に連結された出力軸１５には、入力軸１１に形成された通常モード用スプライン１１ａ及びプラネタリーキャリア１４に形成された低速モード用スプライン１４ａのいずれか一方と選択的に噛合するスプライン１６ａを有するスリーブ１６が出力軸１５の軸方向に摺動可能に噛合されている。
【０００５】
そして、このスリーブ１６を図６に矢印で示されるように同出力軸１５の回転軸Ｃの延伸方向に変位させて、通常モード用スプライン１１ａ又は低速モード用スプライン１４ａと、同スリーブ１６のスプライン１６ａとを噛合させることにより、スリーブ１６を介して入力軸１１と出力軸１５とを連結し自動変速機から入力軸１１に入力される回転力を駆動輪に伝達させる。
【０００６】
これにより、スリーブ１６のスプライン１６ａが通常モード用スプライン１１ａに噛合しているときには、入力軸１１と出力軸１５とが同一の速度で回転する一方、スリーブ１６のスプライン１６ａが低速モード用スプライン１４ａと噛合しているときには、入力軸１１の回転がプラネタリーギア１３及びプラネタリーキャリア１４により減速され、出力軸１５が入力軸１１よりも低速で回転するようになる。
【０００７】
また、図６に示されるように、スリーブ１６にはモータ３０によって駆動されるフォークシャフト１７が連結されている。スリーブ１６はこのフォークシャフト１７の軸方向への変位に伴って通常モード用スプライン１１ａ及び低速モード用スプライン１４ａのいずれか一方と噛合する位置に変位する。このとき、スリーブ１６と各スプライン１１ａ，１４ａとがうまく噛み合わない場合には、変速モードの切り替えを完了させることができない。そこで一般に、こうした副変速機にあっては、特許文献１に記載されるように、いわゆる待ち機構２０が設けられている。
【０００８】
図６に示されるように、この待ち機構２０は、フォークシャフト１７に形成されたラックと噛合する出力ギア２１と、モータ３０のウォームギア３１に噛合する入力ギア２２と備えている。これら出力ギア２１及び入力ギア２２は同一の回転軸上で相対回転可能に支承されるとともに、スパイラルスプリング２３を介して連結されている。
【０００９】
こうした待ち機構２０にあっては、スリーブ１６のスプライン１６ａとスプライン１１ａ，１４ａとがうまく噛み合わずにフォークシャフト１７に作用する負荷が増大するとスパイラルスプリング２３が弾性変形し、出力ギア２１と入力ギア２２との位相に差が生じるようになる。そして、出力ギア２１と入力ギア２２との位相差が増大するのに伴ってスパイラルスプリング２３の弾性変形量が増大し、その弾性力がフォークシャフト１７に伝達されるようになる。この結果、モータ３０の駆動力に加えて、スパイラルスプリング２３による弾性力がフォークシャフト１７に伝達されるようになり、より大きな駆動力でスリーブ１６のスプライン１６ａがスプライン１１ａ，１４ａに押し込まれるようになる。これにより、スパイラルスプリング２３の弾性力を利用してスリーブ１６のスプライン１６ａとスプライン１１ａ，１４ａとをより確実に噛合させ、ひいては副変速機による変速操作を確実なものとすることができるようになる。
【特許文献１】特開平７‐１７９１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記のような副変速機による変速モードの切り替えは一般に車両停止中であり、入力軸１１及び出力軸１５がいずれも回転していないことを条件に実行される。変速モードの切り替えに伴いスリーブ１６を変位させる際には、図６に示されるように、まずスリーブ１６をスプライン１１ａ，１４ａのいずれにも噛合されていない中立状態とする。このとき、入力軸１１にはトルクコンバータのいわゆる引き摺りトルクが入力されているため、入力軸１１は回転し始めるが、このように入力軸１１が回転しているときにスリーブ１６を変位させて変速モードを切り替えると、スリーブ１６のスプライン１６ａとスプライン１１ａ，１４ａとを噛合させる際に騒音が発生することがある。
【００１１】
例えば、通常モードから低速モードへの切り替えにあっては、図７の上段に示されるように、スリーブ１６が通常モード用スプライン１１ａとの噛合が解除される位置Ａを超えて低速モード用スプライン１４ａとの噛合が開始される位置Ｂ側に変位すると、スリーブ１６のスプライン１６ａと通常モード用スプライン１１ａとの噛合が解除されて中立状態になる（時刻ｔ１〜ｔ２）。
【００１２】
これにより、出力軸１５との連結が解除された入力軸１１は、図７の下段に一点鎖線で示されるように回転し始め、次第にその回転速度が増大する。一方、このとき、出力軸１５は駆動輪と連結されているため図７の下段に実線で示されるようにその回転は停止しており、またスリーブ１６も軸方向に変位しているもののその回転は停止している。そのため、スリーブ１６が位置Ｂまで変位して低速モード用スプライン１４ａと噛合し始めるまでの間（時刻ｔ１〜ｔ２）に入力軸１１とスリーブ１６との回転速度差が大きくなっている場合には、図７の上段に二点鎖線で示されるように、スリーブ１６のスプラインと低速モード用スプライン１４ａとを円滑に噛合させることができず、それらスリーブ１６のスプライン１６ａと低速モード用スプライン１４ａとの歯打ち音等による騒音が発生することとなる。また、低速モードから通常モードへの切り替えにおいても同様に騒音が発生する。
【００１３】
この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的はトルクコンバータ付きの自動変速機を介して内燃機関の回転力が入力される車両の副変速機において、変速モードの切り替えに伴う騒音の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、トルクコンバータ付き自動変速機を介して内燃機関の回転力が入力される入力軸と、駆動輪に連結される出力軸と、前記入力軸の回転に伴って回転する第１の回転体と、前記入力軸の回転に伴って前記第１の回転体と異なる速度で回転する第２の回転体と、前記出力軸に相対回転不能に設けられ同出力軸の軸方向に変位して前記第１の回転体に形成された第１のスプライン及び前記第２の回転体に形成された第２のスプラインのいずれか一方に選択的に噛合されるスプラインを有するスリーブと、同スリーブを変位させるためのアクチュエータとを備え、前記スリーブをそのスプラインが前記第１のスプラインに噛合する位置に変位させて前記入力軸の回転力を前記第１の回転体を介し前記出力軸に伝達する第１の変速モードと前記スリーブをそのスプラインが前記第２のスプラインと噛合する位置に変位させて前記入力軸の回転力を前記第２の回転体を介し前記出力軸に伝達する第２の変速モードとにその変速モードが切り替えられる車両の副変速機であって、前記アクチュエータと前記スリーブとの間に介装され、同アクチュエータの駆動力により弾性部材を変形させその弾性力によって前記スリーブを前記出力軸の軸方向に変位させる待ち機構を含み、変速モードの切り替えに際し前記第１のスプライン又は前記第２のスプラインと噛合状態にあるスリーブの変位を規制して前記待ち機構の弾性部材を変形させる一方、同弾性部材が所定量以上変形したときにその規制を解除し前記第１のスプライン又は前記第２のスプラインから離間して中立状態となったスリーブを前記弾性部材の弾性力によって他方のスプライン側に付勢するスリーブ付勢手段を備えることをその要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、変速モードの切り替えに際し、第１のスプライン又は第２のスプラインとスリーブのスプラインとが噛合されている状態で同スリーブの変位が規制される。従って、入力軸及び出力軸の双方の回転が停止している状況のもと、待ち機構の弾性部材が変形して同待ち機構に弾性エネルギが蓄えられる。そして、弾性部材が所定量以上変形すると、それまで規制されていたスリーブの変位が許容されるようになる。更にその後、第１のスプライン又は第２のスプラインからスリーブが離間して中立状態となると、同スリーブは弾性部材の弾性力によって他方のスプライン側に付勢されるようになる。
【００１６】
その結果、中立状態となったスリーブは速やかに他方のスプライン側に変位してそのスプラインがこれに噛合されるようになり、変速モードの切り替えに際してスリーブが中立状態にある期間、換言すればトルクコンバータの引き摺りトルクによって入力軸の回転速度が増大する期間が短縮されるようになる。そしてこれにより、スリーブのスプラインが他方のスプラインに噛合する際における入力軸と出力軸との回転速度差を減少させることができ、変速モードの切り替えに伴う騒音の発生を抑制することができるようになる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両の副変速機において、前記スリーブ付勢手段は前記スリーブが中立状態となる直前の位置で前記スリーブの変位を規制することをその要旨とする。
【００１８】
スリーブの変位を規制することによって待ち機構に蓄えられた弾性エネルギの大部分は、・第１のスプライン又は第２のスプラインと噛合されているスリーブを中立状態となるまで変位させるための運動エネルギ、・中立状態となったスリーブを更に他方のスプライン側に変位させるための運動エネルギ、としてそれぞれ消費される。
【００１９】
この点、上記請求項２に記載の構成によれば、スリーブの変位の規制が解除されたときに待ち機構に蓄えられていた弾性エネルギのほとんどが、上記の各運動エネルギの後者として消費されることとなり、中立状態にあるスリーブの変位速度の増大に供されるようになる。その結果、待ち機構の弾性部材を変形させるための駆動力が増大することを抑制することができ、待ち機構に蓄えられる弾性エネルギの不必要な増大、換言すればアクチュエータの駆動エネルギの不必要な増大を回避することができるようになる。
【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両の副変速機において、前記スリーブ付勢手段は、前記規制が解除されてから前記スリーブのスプラインが前記他方のスプラインと噛合するまでの期間に亘って前記弾性部材の弾性力が前記スリーブに作用し続けるように前記規制が解除されるときの前記弾性部材の変形量が設定されてなることをその要旨とする。
【００２１】
上記構成によれば、スリーブのスプラインが他方のスプラインに噛合するまで、すなわち中立状態にある期間の全域に亘って弾性エネルギに基づく弾性力がスリーブに作用するようになるため、中立状態にあるときのスリーブの変位期間を極力短くし、変速モードの変更に伴う騒音の発生をより好適に抑制することができるようになる。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両の副変速機において、前記スリーブ付勢手段は、変速モードを前記第１の変速モードから前記第２の変速モードに切り替える際及び前記第２の変速モードから前記第１の変速モードに切り替える際の双方において前記スリーブの変位を規制することをその要旨とする。
【００２３】
上記構成によれば、変速モードを第１の変速モードから第２の変速モードに切り替える際に発生する騒音、変速モードを第２の変速モードから第１の変速モードに切り替える際に発生する騒音の双方に対して対処することができ、変速モードの切り替えに伴う騒音の発生をより好適に抑制することができるようになる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両の副変速機において、前記スリーブ付勢手段は前記スリーブの変位に伴って相対的な位置関係が変化する係合部材及び凹部を含んでなり、前記係合部材が前記凹部側に所定の付勢力をもって付勢されて同凹部と係合することにより前記スリーブの変位を規制する一方、前記スリーブが変位する際に前記係合部材が付勢力に抗して前記凹部から離脱することにより前記規制が解除されることをその要旨とする。
【００２５】
同構成によれば、簡易な構成をもってスリーブの変位を規制するとともにその解除を行うことができる。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の車両の副変速機において、前記スリーブ付勢手段は、前記凹部として前記スリーブの変位を規制するための凹部に加え、前記第１のスプラインと前記スリーブのスプラインとの噛合が完了する位置及び前記第２のスプラインと前記スリーブのスプラインとの噛合が完了する位置の少なくとも一方の位置に前記スリーブを位置決めする位置決め用凹部を更に備えることをその要旨とする。
【００２６】
上記構成によれば、位置決め用凹部に係合部材が係合することによりスリーブが噛合完了位置に的確に保持されるようになる。尚、こうした位置決め用凹部を設ける場合には、第１のスプラインとスリーブのスプラインとの噛合が完了する位置及び第２のスプラインとスリーブのスプラインとの噛合が完了する位置の双方にこれを設けることが望ましい。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両の副変速機において、前記スリーブ付勢手段は前記スリーブの変位に伴って相対的な位置関係が変化する係合部材及び凸部を含んでなり、前記係合部材が前記凸部側に所定の付勢力をもって付勢されて同凸部と係合することにより前記スリーブの変位を規制する一方、前記スリーブが変位する際に前記係合部材が付勢力に抗して前記凸部を乗り越えることにより前記規制が解除されることをその要旨とする。
【００２８】
同構成によれば、簡易な構成をもってスリーブの変位を規制するとともにその解除を行うことができる。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の車両の副変速機において、前記凸部は、前記スリーブの変位に伴って前記係合部材が相対変位する際の変位方向における同凸部の側面に前記係合部材が係合することにより前記第１のスプラインと前記スリーブのスプラインとの噛合が解除される前に前記スリーブの変位が規制される一方、前記側面と反対側に位置する側面に前記係合部材が係合することにより前記第２のスプラインと前記スリーブのスプラインとの噛合が解除される前に前記スリーブの変位が規制されるようにその形状が設定されてなることをその要旨とする。
【００２９】
上記構成によれば、１つの凸部により、変速モードを第１の変速モードから第２の変速モードに切り替える際、及び第２の変速モードから第１の変速モードに切り替える際の双方においてスリーブの変位を規制することができ、例えばそれら変速モードを切り替えるための凸部を各別に設けるようにした構成と比較して構成の簡素化を図ることができる。
【００３０】
請求項９に記載の発明は、請求項７又は請求項８に記載の車両の副変速機において、前記スリーブ付勢手段は、前記スリーブの変位に伴う前記係合部材の変位をガイドするように延びるガイド溝を含み、前記凸部は、同ガイド溝内に形成されてなることをその要旨とする。
【００３１】
また、上記請求項９に記載の発明のように、スリーブの変位に伴う係合部材の変位をガイドするガイド溝を形成し、同ガイド溝内に凸部を形成する構成を採用することもできる。こうした構成を採用すれば、スリーブの変位に伴いガイド溝に沿って係合部材が変位してより確実に凸部に係合するようになり、スリーブの変位を規制する機能についてその信頼性を向上させることができる。
【００３２】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の車両の副変速機において、前記ガイド溝はその一端に前記係合部材が係合することにより前記第１のスプラインと前記スリーブのスプラインとの噛合が完了する位置に前記スリーブが位置決めされる一方、その他端に前記係合部材が係合することにより前記第２のスプラインと前記スリーブのスプラインとの噛合が完了する位置に前記スリーブが位置決めされるようにその長さが設定されてなることをその要旨とする。
【００３３】
また、上記構成のようにガイド溝の長さを設定することにより、ガイド溝の両端部と係合部材との係合を利用して各スプラインとスリーブのスプラインとの噛合が完了する位置に的確にスリーブを位置決めすることができるようになる。
【００３４】
請求項１１に記載の発明は、請求項５〜１０のいずれか一項に記載の車両の副変速機において、前記係合部材は球状を呈してなることをその要旨とする。
上記構成によれば、スリーブの変位に伴って生じる係合部材とこれに接触する部位との摩擦力を低減することができ、係合部位を円滑に変位させることができるようになる。
【００３５】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の車両の副変速機において、前記スリーブは、同スリーブに係合するとともに前記待ち機構に設けられた出力ギアと噛合して駆動されるフォークシャフトを介して駆動されるものであり、前記スリーブ付勢手段は、前記スリーブの変位を規制するに際して前記フォークシャフトの変位を規制するものであることをその要旨とする。
【００３６】
具体的には、請求項１２に記載されるように、待ち機構の出力ギアに噛合されて前記アクチュエータの駆動力により駆動されるフォークシャフトを備え、アクチュエータの駆動力により同フォークシャフトを介してスリーブを変位させるようにした車両の副変速機にあっては、フォークシャフトの変位を規制することによりスリーブの変位を規制する、といった構成を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、この発明にかかる車両の副変速機を具体化した一実施形態について、図１〜４を参照して説明する。尚、図１は、本実施形態にかかる副変速機１０が搭載された車両の駆動系についてその概略構成を示す模式図である。
【００３８】
図１に示されるように、本実施形態にかかる車両の内燃機関１００はトルクコンバータ１１５を備える自動変速機１１０に接続されている。そして、自動変速機１１０の出力側はトランスファ１２０に接続されている。これにより、トルクコンバータ１１５を介して自動変速機１１０に入力された内燃機関１００の回転力は、自動変速機１１０によって変速され、このトランスファ１２０を介して前輪、後輪に伝達される。
【００３９】
図１に示されるように、トランスファ１２０は、自動変速機１１０から入力された回転力を更に減速して伝達する低速モードと入力された回転力を減速せずに伝達する通常モードとを切り替える副変速機１０と、入力された回転力を後輪のみに伝達する２輪駆動モードと前輪及び後輪の双方に伝達する４輪駆動モードとを切り替える２駆・４駆切り替え機構５０とを備えている。
【００４０】
これら副変速機１０及び２駆・４駆切り替え機構５０の制御は、運転席に設けられた切り替えスイッチ２１０の操作に基づいて行われる。切り替えスイッチ２１０は、図１に示されるように２輪駆動による通常走行用の切り替えレンジである「Ｈ２」レンジ、４輪駆動による通常走行用の切り替えレンジである「Ｈ４」レンジ、４輪駆動による悪路走行用モードである「Ｌ４」レンジの３つの切り替えレンジを備えている。そして、それぞれの切り替えレンジに対応した出力信号を電子制御装置２００に出力する。
【００４１】
電子制御装置２００は、この出力信号に基づきトランスファ１２０の副変速機１０及び２駆・４駆切り替え機構５０を制御する。具体的には、切り替えスイッチ２１０が「Ｈ２」レンジに操作されている場合には、副変速機１０を自動変速機１１０から入力される回転力を変速せずに駆動輪に伝達する通常モードに制御するとともに、２駆・４駆切り替え機構５０を２輪駆動モードに制御する。また、切り替えスイッチ２１０が「Ｈ４」レンジに操作されている場合には、副変速機１０を上記通常モードに制御するとともに、２駆・４駆切り替え機構５０を４輪駆動モードに制御する。そして、切り替えスイッチ２１０が「Ｌ４」レンジに操作されている場合には、副変速機１０を自動変速機１１０から入力される回転力を更に減速して駆動輪に伝達する低速モードに制御するとともに、２駆・４駆切り替え機構５０を４輪駆動モードに制御する。
【００４２】
これにより、「Ｌ４」レンジが選択されている場合には、自動変速機１１０によって変速された回転力が副変速機１０によって更に減速されて前輪及び後輪に伝達されるようになる。そのため、本実施形態の車両にあっては、「Ｌ４」レンジを選択することにより、より大きな駆動力を前輪及び後輪に伝達することができるようになり、悪路走破性を向上させることができる。
【００４３】
尚、「Ｈ４」レンジと「Ｌ４」レンジとの間における切り替えスイッチ２１０の操作は車両停止中であることを条件に可能となるが、「Ｈ２」レンジと「Ｈ４」レンジの間における操作は、走行中であっても可能となっている。
【００４４】
以下、図２を参照して副変速機１０の構成を詳しく説明する。尚、図２はトランスファ１２０における副変速機１０の一部を拡大して示す部分断面図である。
図２の左側に示されるように、自動変速機１１０の出力側に連結された副変速機１０の入力軸１１の外周面には、サンギア１２が形成されている。このサンギア１２には、プラネタリーキャリア１４に回動可能に支持された複数のプラネタリーギア１３が同サンギア１２を取り囲むように噛合されており、入力軸１１の回転に伴ってこのプラネタリーギア１３が自転しながら入力軸１１の外周を公転するようになっている。尚、図２にあっては、複数設けられているプラネタリーギア１３のうちの１つのみを図示している。
【００４５】
一方、図２の中央に示されるように、駆動輪に連結された副変速機１０の出力軸１５には、内周面及び外周面にスプライン１６ａが形成された円筒状のスリーブ１６が、図２に一点鎖線で示される同出力軸１５の回転軸Ｃの延伸方向に摺動可能に噛合されている。
【００４６】
また、図２に示されるように入力軸１１には、このスリーブ１６の内周側に形成されたスプライン１６ａと噛合可能な通常モード用スプライン１１ａが形成されているとともに、プラネタリーキャリア１４にはスリーブ１６の外周側に形成されたスプライン１６ａと噛合可能な低速モード用スプライン１４ａが形成されている。
【００４７】
副変速機１０にあっては、スリーブ１６を図２に矢印で示されるように回転軸Ｃの延伸方向に変位させ、通常モード用スプライン１１ａ及び低速モード用スプライン１４ａのいずれか一方と、スリーブ１６のスプライン１６ａとを噛合させることにより、スリーブ１６を介して入力軸１１と出力軸１５とを連結し、自動変速機１１０から入力される回転力を駆動輪に伝達する。
【００４８】
また、図２に示されるように、スリーブ１６にはフォークシャフト１７の先端部が連結されている。フォークシャフト１７の基端部は図２の右側に示されるように、待ち機構２０を介してモータ３０と連結されている。図２の右側に示されるように、待ち機構２０は、フォークシャフト１７に形成されたラックと噛合する出力ギア２１と、モータ３０のウォームギア３１に噛合する入力ギア２２と備えている。これら出力ギア２１及び入力ギア２２は、同一の回転軸上で相対回転可能に支承されるとともに、スパイラルスプリング２３を介して連結されている。
【００４９】
モータ３０の駆動力は、待ち機構２０を介してフォークシャフト１７に伝達され、フォークシャフト１７の変位に伴ってスリーブ１６は通常モード用スプライン１１ａ及び低速モード用スプライン１４ａのいずれか一方と噛合する位置に変位する。
【００５０】
尚、このときフォークシャフト１７に作用する負荷が増大すると待ち機構２０のスパイラルスプリング２３が弾性変形し、出力ギア２１と入力ギア２２との位相に差が生じるようになる。そして、出力ギア２１と入力ギア２２との位相差が増大するのに伴ってスパイラルスプリング２３の弾性変形量が増大し、その弾性力がフォークシャフト１７に伝達されるようになる。
【００５１】
このように構成された副変速機１０にあっては、スリーブ１６のスプライン１６ａが通常モード用スプライン１１ａに噛合しているときには、入力軸１１と出力軸１５とが同一の速度で回転する一方、スリーブ１６のスプライン１６ａが低速モード用スプライン１４ａと噛合しているときには、入力軸１１の回転がプラネタリーギア１３及びプラネタリーキャリア１４により減速され、出力軸１５が入力軸１１よりも低速で回転するようになる。
【００５２】
ところで、「Ｈ４」レンジから「Ｌ４」レンジへの切り替え、又は「Ｌ４」レンジから「Ｈ４」レンジへの切り替え、すなわち上記のような副変速機１０による変速モードの切り替えは上述したように車両停止中であることを条件に実行可能になる。
【００５３】
変速モードの切り替えに伴いスリーブ１６を変位させる際には、図２に示されるように、まずスリーブ１６をスプライン１１ａ，１４ａのいずれにも噛合されていない中立状態とする。このとき、入力軸１１にはトルクコンバータ１１５を介して内燃機関１００から伝達されるトルク、いわゆる引き摺りトルクが作用するため、入力軸１１はこの中立状態において回転し始めることとなる。このように入力軸１１が回転しているときにスリーブ１６を変位させて変速モードを切り替えると、スリーブ１６のスプライン１６ａとスプライン１１ａ，１４ａとの回転速度差が大きいときには、これらを噛合させる際に騒音が発生することがある。
【００５４】
そこで、本実施形態の副変速機１０にあっては、変速モードの切り替えに伴う中立状態におけるスリーブ１６の移動速度を増大させてこうした騒音の発生を抑制すべく、スリーブ１６の変位を一時的に規制するロック機構４０を設け、待ち機構２０に弾性エネルギを蓄えてスパイラルスプリング２３の弾性力によって中立状態にあるスリーブ１６を付勢するスリーブ付勢手段とするようにしている。
【００５５】
尚、出力の大きなモータを使用するようにした場合にも、スリーブ１６の移動速度を増大させて騒音の発生を抑制することができるが、出力の大きなモータを使用するようにした場合には、コストが増大するとともに副変速機１０の大型化を招くおそれがある。これに対して、本実施形態の副変速機１０にあってはフォークシャフト１７にロック機構４０を設ける簡単な構成により、待ち機構２０に蓄えた弾性エネルギに基づく弾性力を利用して中立状態にあるスリーブ１６の移動速度を上昇させることができる。
【００５６】
以下、このロック機構４０の構成について図２及び図３を参照して詳しく説明する。尚、図３（ａ）及び図３（ｂ）は副変速機１０におけるロック機構４０の近傍を拡大して示す断面図であり、図３（ａ）は低速モードから通常モードへの切り替えに伴いロック機構４０によりスリーブ１６の変位が規制されている状態を示している。一方、図３（ｂ）は通常モードから低速モードへの切り替えに伴いロック機構４０によりスリーブ１６の変位が規制されている状態を示している。
【００５７】
図２に示されるように、フォークシャフト１７にはモータ３０の駆動に伴って同フォークシャフト１７が変位する方向、すなわち回転軸Ｃの延伸方向に延びるガイド溝４３が形成されるとともに、このガイド溝４３内には凸部４４が形成されている。そして、図２に示されるようにこのガイド溝４３には、副変速機１０のハウジング内に固定され、スプリング４２の付勢力によってこのガイド溝４３に向かって付勢されている球状のロックボール４１が嵌入している。
【００５８】
このように形成されたロック機構４０によれば、フォークシャフト１７の軸方向への変位に伴いスプリング４２によって付勢されたロックボール４１がガイド溝４３内を転がり、そのガイド溝４３内における相対位置が変位するようになる。そして、ガイド溝４３内には凸部４４が形成されているため、フォークシャフト１７の変位に伴ってロックボール４１がこの凸部４４に係合することにより、フォークシャフト１７の変位が規制されるようになる。
【００５９】
尚、ガイド溝４３は、スリーブ１６のスプライン１６ａと通常モード用スプライン１１ａとの噛合が完了する位置、すなわち通常モード用スプライン１１ａが全面に亘ってスリーブ１６のスプライン１６ａに重なる位置までスリーブ１６が変位したときにロックボール４１がガイド溝４３の図２における右側の端部４３ａに当接するように、またスリーブ１６のスプライン１６ａと低速モード用スプライン１４ａとの噛合が完了する位置、すなわち低速モード用スプライン１４ａが全面に亘ってスリーブ１６のスプライン１６ａに重なる位置までスリーブ１６が移動したときにロックボール４１がガイド溝４３の図２における左側の端部４３ｂに当接するようにその位置及び長さが設定されている。
【００６０】
また、図３（ａ）に示されるように、凸部４４は、変速モードが低速モードから通常モードに切り替えられる際にスリーブ１６のスプライン１６ａと低速モード用スプライン１４ａとの噛合が解除される直前までスリーブ１６が変位し、スプライン１６ａと低速モード用スプライン１４ａとが僅かに噛合している状態のときに図３における右側の側面がロックボール４１と係合するように、また図３（ｂ）に示されるように変速モードが通常モードから低速モードに切り替えられる際にスリーブ１６のスプライン１６ａと通常モード用スプライン１１ａとの噛合が解除される直前までスリーブ１６が変位し、スプライン１６ａと通常モード用スプライン１１ａとが僅かに噛合している状態のときに図３における左側の側面がロックボール４１と係合するようにその位置及び形状が設定されている。
【００６１】
これにより、本実施形態の副変速機１０にあっては、変速モードを通常モードから低速モードに切り替える際及び低速モードから通常モードに切り替える際の双方において、スリーブ１６が通常モード用スプライン１１ａ及び低速モード用スプライン１４ａのいずれとも噛合していない中立状態となる位置の直前の位置でスリーブ１６の変位が規制されるようになる。
【００６２】
スリーブ１６の変位が規制されているときには、モータ３０の駆動に伴って待ち機構２０のスパイラルスプリング２３が弾性変形するようになり、待ち機構２０には弾性エネルギが蓄えられるようになる。そして、スパイラルスプリング２３の変形量が所定以上になると、待ち機構２０に蓄えられた弾性エネルギに基づく弾性力とモータ３０の駆動力とによって付勢されるフォークシャフト１７がロックボール４１を押し上げて変位するようになり、ロック機構４０による規制が解除される。こうしてロックボール４１が凸部４４を乗り越え、ロック機構４０による規制が解除されると、モータ３０の駆動力に加え、待ち機構２０に蓄えられた弾性エネルギに基づく弾性力によって付勢された状態でスリーブ１６が駆動されるようになる。
【００６３】
尚、ロック機構４０による規制が解除されるときのスパイラルスプリング２３の変形量は、ロック機構４０による規制が解除されてからスリーブ１６のスプライン１６ａが他方のスプライン１１ａ，１４ａと噛合するまでの期間に亘ってスパイラルスプリング２３の弾性力がフォークシャフト１７及びスリーブ１６に作用し続けるようにその大きさが設定されている。本実施形態の副変速機１０にあっては、ロック機構４０のスプリング４２及びスパイラルスプリング２３のばね定数やロックボール４１と凸部４４との係合部分の形状等を調整することによりロック機構４０による規制が解除されるときの変形量が上記のような大きさになるようにしている。
【００６４】
以下、図４を参照して通常モードから低速モードへと変速モードを切り替える場合を例に、スリーブ１６の位置とスパイラルスプリング２３の変形量の変化との関係、また入力軸１１と出力軸１５との回転速度の変化の関係について説明する。尚、図４はスリーブ１６の位置とスパイラルスプリング２３の変形量の変化との関係及びスリーブ１６の変位による入力軸１１と出力軸１５との回転速度の関係を示すタイミングチャートである。
【００６５】
図４の上段に示されるように、時刻ｔ１において切り替えスイッチ２１０が「Ｈ４」レンジから「Ｌ４」レンジに切り替えられ、モータ３０の駆動が開始されると、モータ３０の駆動力が待ち機構２０、フォークシャフト１７を介してスリーブ１６に伝達され、スリーブ１６が移動し始める。
【００６６】
尚、上述したように「Ｈ４」レンジと「Ｌ４」レンジとの間における切り替えスイッチ２１０の操作は車両停止中であることを条件に可能とされるため、ここでは、車両が停止しており、図４の中段に示されるように出力軸１５及び入力軸１１はともに停止している。
【００６７】
そして、時刻ｔ２においてスリーブ１６が、通常モード用スプライン１１ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が解除される位置Ａの直前の位置まで変位するとロック機構４０によりフォークシャフト１７及びスリーブ１６の変位が規制される。こうしてフォークシャフト１７及びスリーブ１６の変位が規制されると、スリーブ１６の変位が停止している状態でモータ３０の駆動が継続されることとなるため、図４の下段に示されるように待ち機構２０のスパイラルスプリング２３が弾性変形し始める。
【００６８】
尚、このとき、スリーブ１６は通常モード用スプライン１１ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が解除される位置Ａよりも手前の位置で停止しているため、入力軸１１と出力軸１５とは未だにスリーブ１６によって連結されている。このため、図４の中段に示されるようにこの間も入力軸１１と出力軸１５はともに停止したままとなる。
【００６９】
そして、図４の下段に示されるように時刻ｔ３において、スパイラルスプリング２３の変形量が所定量以上になると、増大したスパイラルスプリング２３の弾性力とモータ３０の駆動力との作用により、ロック機構４０による規制が解除される。
【００７０】
こうして、ロック機構４０による規制が解除されると、待ち機構２０に蓄えられた弾性エネルギに基づく弾性力がフォークシャフト１７を介してスリーブ１６に作用し、この弾性力とモータ３０の駆動力とによりスリーブ１６が駆動されるようになる。これにより、スリーブ１６は図４の上段に示されるように速やかに変位するようになる（時刻ｔ３〜ｔ４）。
【００７１】
このとき、スリーブ１６のスプライン１６ａが通常モード用スプライン１１ａ及び低速モード用スプライン１４ａのいずれとも噛合していない中立状態となるため、入力軸１１と出力軸１５との連結が解除され、入力軸１１は自動変速機１１０のトルクコンバータ１１５による引き擦りトルクによって回転し始める。
【００７２】
そして、時刻ｔ４において、スリーブ１６は、低速モード用スプライン１４ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が開始される位置Ｂに到達し、スリーブ１６のスプライン１６ａと低速モード用スプライン１４ａとの噛合が開始される。これにより、入力軸１１と出力軸１５とが連結され、回転していた入力軸１１は停止される。
【００７３】
そして、時刻ｔ４において噛合が開始されると、待ち機構２０に蓄えられた弾性エネルギに基づく弾性力とモータ３０の駆動力とにより、スリーブ１６のスプライン１６ａと低速モード用スプライン１４ａとの噛合が進行する。
【００７４】
そして、時刻ｔ５においてロックボールがガイド溝４３の端部４３ｂに係合し、スリーブ１６のスプライン１６ａと低速モード用スプライン１４ａとの噛合が完了するとともに、モータ３０の駆動が停止され変速モードの切り替えが完了する。
【００７５】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）変速モードの切り替えに際し、通常モード用スプライン１１ａ又は低速モード用スプライン１４ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとが噛合されている状態でスリーブ１６の変位が規制される。従って、入力軸１１及び出力軸１５の双方の回転が停止している状況のもと、待ち機構２０のスパイラルスプリング２３が変形して同待ち機構２０に弾性エネルギが蓄えられる。そして、スパイラルスプリング２３が所定量以上変形すると、それまで規制されていたスリーブ１６の変位が許容されるようになる。更にその後、通常モード用スプライン１１ａ又は低速モード用スプライン１４ａからスリーブ１６が離間して中立状態となると、スリーブ１６はスパイラルスプリング２３の弾性力によって他方のスプライン１１ａ，１４ａ側に付勢されるようになる。
【００７６】
その結果、中立状態となったスリーブ１６は速やかに他方のスプライン１１ａ，１４ａ側に変位してそのスプライン１６ａがこれに噛合されるようになり、変速モードの切り替えに際してスリーブ１６が中立状態にある期間、換言すればトルクコンバータ１１５の引き摺りトルクによって入力軸１１の回転速度が増大する期間が短縮されるようになる。そしてこれにより、スリーブ１６のスプライン１６ａが他方のスプライン１１ａ，１４ａに噛合する際における入力軸１１と出力軸１５との回転速度差を減少させることができ、変速モードの切り替えに伴う騒音の発生を抑制することができるようになる。
【００７７】
（２）変速モードの切り替えに伴い、通常モード用スプライン１１ａ又は低速モード用スプライン１４ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が解除される位置（図４における位置Ａ，Ｂ）の直前の位置でスリーブ１６の変位を規制するようにしている。そのため、スリーブ１６の変位の規制が解除されたときに待ち機構２０に蓄えられていた弾性エネルギのほとんどが、中立状態となったスリーブ１６を他方のスプライン１１ａ，１４ａ側に変位させるための運動エネルギとして消費されることとなり、中立状態にあるスリーブ１６の変位速度の増大に供されるようになる。その結果、待ち機構２０のスパイラルスプリング２３を変形させるための駆動力が増大することを抑制することができ、待ち機構２０に蓄えられる弾性エネルギの不必要な増大、換言すればモータ３０の駆動エネルギの不必要な増大を回避することができるようになる。
【００７８】
（３）ロック機構４０による規制が解除されてからスリーブ１６のスプライン１６ａが他方のスプライン１１ａ，１４ａに噛合するまでの期間に亘ってスパイラルスプリング２３の弾性力がフォークシャフト１７及びスリーブ１６に作用し続けるように規制が解除さえるときのスパイラルスプリング２３の変形量を設定するようにしている。これにより、スリーブ１６のスプライン１６ａが他方のスプライン１１ａ，１４ａに噛合するまで、すなわち中立状態にある期間の全域に亘って弾性エネルギに基づく弾性力がスリーブ１６に作用するようになるため、中立状態にあるときのスリーブ１６の変位期間を極力短くし、変速モードの変更に伴う騒音の発生をより好適に抑制することができるようになる。
【００７９】
（４）変速モードを通常モードから低速モードに切り替える際、変速モードを低速モードから通常モードに切り替える際の双方において、スリーブ１６の変位を一時的に規制するようにしている。そのため、変速モードを通常モードから低速モードに切り替える際に発生する騒音、変速モードを低速モードから通常モードに切り替える際に発生する騒音の双方に対して対処することができ、変速モードの切り替えに伴う騒音の発生をより好適に抑制することができるようになる。
【００８０】
（５）フォークシャフト１７に形成された凸部４４と、スプリング４２によって付勢されたロックボール４１とを係合させることによりスリーブ１６の変位を規制するロック機構４０を設けるようにしている。そのため、簡易な構成をもってスリーブ１６の変位を規制するとともにその解除を行うことができる。
【００８１】
（６）凸部４４は、スリーブ１６の変位に伴ってロックボール４１がガイド溝４３に対して相対変位する際の変位方向における同凸部４４の一方の側面にロックボール４１が係合することにより通常モード用スプライン１１ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が解除される位置の直前の位置でスリーブ１６の変位が規制される一方、他方の側面にロックボール４１が係合することにより低速モード用スプライン１４ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が解除される位置の直前の位置でスリーブ１６の変位が規制されるようにその形状が設定されている。そのため、１つの凸部４４により、変速モードを通常モードから低速モードに切り替える際、及び低速モードから通常モードに切り替える際の双方においてスリーブ１６の変位を規制することができ、例えばそれら変速モードを切り替えるための凸部を各別に設けるようにした構成と比較して構成の簡素化を図ることができる。
【００８２】
（７）スリーブ１６の変位に伴うロックボール４１の変位をガイドするガイド溝４３を形成し、同ガイド溝４３内に凸部４４を形成する構成を採用しているため、スリーブ１６の変位に伴いガイド溝４３に沿ってロックボール４１が相対変位し、より確実に凸部４４に係合するようになり、スリーブ１６の変位を規制する機能についてその信頼性を向上させることができる。
【００８３】
（８）ガイド溝４３は、同ガイド溝４３の一方の端部４３ａにロックボール４１が係合することにより通常モード用スプライン１１ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が完了する位置にスリーブ１６が位置決めされる一方、その他方の端部４３ｂにロックボール４１が係合することにより低速モード用スプライン１４ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が完了する位置にスリーブ１６が位置決めされるようにその長さが設定されている。そのため、ガイド溝４３の両端部４３ａ，４３ｂとロックボール４１との係合を利用して各スプライン１１ａ，１４ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が完了する位置に的確にスリーブ１６を位置決めすることができる。
【００８４】
（９）ロック機構４０において、凸部４４に係合する係合部材として球状を呈するロックボール４１を採用しているため、スリーブ１６の変位に伴ってロックボール４１が回転し、スリーブ１６の変位に伴って生じるロックボール４１とこれに接触する部位との摩擦力を低減することができ、スリーブ１６を円滑に変位させることができる。
【００８５】
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、１つの凸部４４によって、通常モードから低速モードへと変速モードを切り替える際、低速モードから通常モードへと変速モードを切り替える際の双方においてスリーブ１６の変位を規制する構成を示した。これに対して、通常モードから低速モードへと変速モードを切り替える際にスリーブ１６の変位を規制するための凸部と、低速モードから通常モードへと変速モードを切り替える際にスリーブ１６の変位を規制するための凸部とを各別に設ける構成を採用することもできる。
【００８６】
・上記実施形態では、ガイド溝４３の一方の端部４３ａにロックボール４１が係合することにより通常モード用スプライン１１ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が完了する位置にスリーブ１６が位置決めされる一方、その他方の端部４３ｂにロックボール４１が係合することにより低速モード用スプライン１４ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が完了する位置にスリーブ１６が位置決めされるようにガイド溝４３の長さが設定されている構成を示した。これに対して、ガイド溝４３の両端部４３ａ，４３ｂのうち、一方の端部のみがスリーブ１６を噛合完了位置に位置決めする構成であってもよい。
【００８７】
・また、少なくとも変速モードの切り替えに伴いロックボール４１の相対移動をガイドする機能を有するものであれば、特にこうした位置決め作用を狙った長さの設定を行っていないガイド溝を形成するようにしてもよい。
【００８８】
・ガイド溝４３内に凸部４４を形成する構成を示したが、ガイド溝４３を設けずにフォークシャフト１７の表面に直接凸部４４を形成することにより、スリーブ１６の変位を規制する構成を採用することもできる。
【００８９】
・また、図５に示されるようにフォークシャフト１７に、変速モードが通常モードから低速モードに切り替えられる際にスリーブ１６のスプライン１６ａと通常モード用スプライン１１ａとの噛合が解除される直前の位置までスリーブ１６が変位したときにロックボール４１が係合する凹部４５を設けるとともに、変速モードが低速モードから通常モードに切り替えられる際にスリーブ１６のスプライン１６ａと低速モード用スプライン１４ａとの噛合が解除される直前の位置までスリーブ１６が変位したときにロックボール４１が係合する凹部４６を設け、変速モードの切り替えに伴うスリーブ１６の変位を一時的に規制する構成を採用することもできる。
【００９０】
・更に図５に二点鎖線で示されるように、スリーブ１６のスプライン１６ａと通常モード用スプライン１１ａとの噛合が完了する位置までスリーブ１６が変位したときにロックボール４１が係合する位置決め用凹部４７を設けるとともに、スリーブ１６のスプライン１６ａと低速モード用スプライン１４ａとの噛合が完了する位置までスリーブ１６が移動したときにロックボール４１が係合する位置決め用凹部４８を設け、これら位置決め用凹部４７，４８によってスリーブ１６のスプライン１６ａの噛合が完了する位置にスリーブ１６を位置決めする構成を採用することもできる。こうした構成によれば、位置決め用凹部４７，４８にロックボール４１が係合することによりスリーブ１６が噛合完了位置に的確に保持されるようになる。
【００９１】
・尚、位置決め用凹部４８を省略して通常モード用スプライン１１ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が完了する位置に位置決め用凹部４７のみを形成する構成や、位置決め用凹部４７を省略して低速モード用スプライン１４ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が完了する位置に位置決め用凹部４８のみを形成する構成を採用することもできる。
【００９２】
・上記実施形態では、ロック機構４０において凸部又は凹部と係合する係合部材としてロックボール４１を備える構成を示したが、ロックボール４１に換えて棒状のロックピンを採用することもできる。
【００９３】
・その他、電磁駆動式の係合部材とこれが係合する凸部又は凹部とからなり、電磁的に係合部材を駆動することによりスリーブの変位を規制・解除する構成を採用することもできる。
【００９４】
・通常モード用スプライン１１ａ又は低速モード用スプライン１４ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が解除される位置よりも手前の位置でスリーブの変位を規制する構成、すなわちスリーブ１６を介して入力軸１１と出力軸１５とが連結されており、入力軸１１及び出力軸１５の双方の回転が停止している状態において待ち機構２０に弾性エネルギが蓄えられる構成であれば、ロック機構４０によってスリーブ１６の変位を一時的に規制する位置は、通常モード用スプライン１１ａ又は低速モード用スプライン１４ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が解除される位置の直前の位置でなくてもよい。
【００９５】
・上記実施形態では、ロック機構４０による規制を解除するときのスパイラルスプリング２３の変形量を規制が解除されたあと中立状態にある期間の全域に亘ってスパイラルスプリング２３の弾性力がスリーブ１６に作用するように設定する構成を示した。これに対して、少なくとも中立状態において待ち機構２０に蓄えられた弾性エネルギに基づく弾性力がスリーブ１６に作用し、スリーブ１６の変位速度を増大させるものであればよい。すなわち、中立状態にある期間の途中でスパイラルスプリング２３の変形量が「０」なり、待ち機構２０に蓄えられた弾性エネルギによる弾性力が消滅するような構成を採用することもできる。尚、こうした構成を採用した場合には、弾性力によって付勢されたスリーブ１６が勢いよく通常モード用スプライン１１ａ又は低速モード用スプラインに衝突することによる騒音の発生も併せて回避することができる。
・通常モードから低速モードに変速モードを切り替える際、低速モードから通常モードに変速モードを切り替える際のいずれか一方においてのみ、ロック機構４０によってスリーブ１６の変位を一時的に規制する構成を採用することもできる。
【００９６】
・尚、中立状態においてトルクコンバータ１１５を介して内燃機関１００の回転力が伝達される際には低速モード用スプライン１４ａよりも通常モード用スプライン１１ａがより高速で回転するようになる。これにより、低速モードから通常モードへと切り替えるときにはスリーブ１６のスプラインと通常モード用スプライン１１ａとの回転速度差がより大きくなり、スリーブ１６のスプラインと通常モード用スプライン１１ａとの噛合に伴う騒音の発生がより顕著になる。そのため、少なくとも低速モード用スプライン１４ａとスリーブ１６のスプライン１６ａとの噛合が解除される前にスリーブ１６の変位を一時的に規制することが望ましい。
【００９７】
・フォークシャフト１７を備えず、スリーブ１６が直接待ち機構２０に連結される構成であってもよい。その場合には、スリーブ１６にロック機構４０を形成するようにすればよい。
【００９８】
・スリーブ付勢手段として、待ち機構２０とスリーブ１６の移動を規制するロック機構４０とを備える構成を示したが、スリーブ１６の変位を規制して待ち機構２０のスパイラルスプリング２３を弾性変形させ、待ち機構２０に弾性エネルギを蓄えることのできる構成であれば適宜変更して採用することができる。
・スリーブ１６を駆動するためのアクチュエータとして電動のモータ３０を示したが、直線運動する電磁ソレノイドからなるアクチュエータや、油圧式アクチュエータを適用することもできる。
【００９９】
・上記実施形態では、待ち機構２０において、弾性エネルギを蓄える弾性部材としてスパイラルスプリング２３を備える構成を示したが、スパイラルスプリングに限らず、弾性エネルギを蓄えることのできる弾性部材であればよい。また、待ち機構２０の構成として、入力ギア２２と出力ギア２１との相対回転位相の変化に伴って弾性エネルギを蓄える構成を示したが、例えば、直線運動における一対の部材の相対変位差を弾性エネルギとして蓄える待ち機構を採用することもできる。
【０１００】
・「Ｈ２」レンジ、「Ｈ４」レンジ、「Ｌ４」レンジの３つの切り替えレンジを備える切り替えスイッチ２１０を搭載し、この切り替えスイッチ２１０の操作に基づいて走行モードを切り替える車両を示したが、切り替えスイッチ２１０によって切り替えられる走行モードはこれに限定されるものではない。例えば、２駆・４駆切り替え機構５０を備えていない車両であっても本願発明を適用することができる。すなわち、少なくとも副変速機１０を備え、切り替えスイッチの操作に基づいて副変速機１０により変速モードを切り替えることのできる車両であれば、本願発明を適用し、変速モードの切り替えに伴う騒音の発生を抑制することができる。
【０１０１】
・また、副変速機１０によって切り替えられる変速モードは、自動変速機１１０から入力される回転力を変速せずに駆動輪に伝達する通常モードと、自動変速機１１０から入力される回転力を減速して駆動輪に伝達する低速モードとに限定されるものではない。すなわち、入力軸１１の回転に伴って異なる速度で回転する第１の回転体と第２の回転体とを備え、これら回転体のいずれか一方と出力軸１５とをスリーブ１６を介して連結することにより自動変速機１１０から入力される回転力を変速することのできる副変速機１０であれば、本願発明を適用することにより変速モードの切り替えに伴う騒音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本実施形態にかかる副変速機を搭載した車両の駆動系の概略構成を示す模式図。
【図２】同実施形態にかかる副変速機の一部を拡大して示す部分断面図。
【図３】（ａ），（ｂ）は同実施形態にかかる車両の副変速機におけるロック機構を拡大して示す断面図。
【図４】同実施形態にかかる副変速機のスリーブの位置とスパイラルスプリングの変形量の変化との関係、及びスリーブの変位による入力軸と出力軸との回転速度の関係を示すタイミングチャート。
【図５】同実施形態にかかる副変速機のロック機構の変更例を示す断面図。
【図６】従来の副変速機の構成を示す断面図。
【図７】従来の副変速機におけるスリーブの位置と入力軸及び出力軸の回転速度との関係を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…副変速機、１１…入力軸、１１ａ…通常モード用スプライン、１２…サンギア、１３…プラネタリーギア、１４…プラネタリーキャリア、１４ａ…低速モード用スプライン、１５…出力軸、１６…スリーブ、１６ａ…スプライン、１７…フォークシャフト、２０…待ち機構、２１…出力ギア、２２…入力ギア、２３…スパイラルスプリング、３０…モータ、３１…ウォームギア、４０…ロック機構、４１…ロックボール、４２…スプリング、４３…ガイド溝、４４…凸部、５０…２駆・４駆切り替え機構、１００…内燃機関、１１０…自動変速機、１１５…トルクコンバータ、１２０…トランスファ、２００…電子制御装置、２１０…切り替えスイッチ。
【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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