JP2008248980A - 切り替え機構、ならびに車両用のトランスファ - Google Patents

Abstract

【課題】複数の内歯６１ａを円周等間隔に有する外筒６１と、複数の外歯６３ａを円周等間隔に有する内軸６３とを備え、これらを軸方向に引き離した分離状態と、前記両者を軸方向に嵌合させて両歯を噛合させた連結状態とに切り替えるための切り替え機構６において、外筒６１および内軸６３の一方が回転している状態で他方を軸方向変位させることにより嵌合連結する際に、可及的速やかに連結可能とする。
【解決手段】内歯６１ａ群および外歯６３ａ群のうちの円周方向所定数おきの歯（６１ａ１、６３ａ１）の噛合方向先端縁が、残りの内歯６１ａおよび外歯６３ａよりも噛合方向奥へ後退されている。前記残りの内歯６１ａおよび外歯６３ａの噛合方向先端側にチャンファが設けられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の内歯を円周等間隔に有する外筒と、複数の外歯を円周等間隔に有する内軸とを備え、これらを軸方向に引き離した分離状態と、前記両者を軸方向に嵌合させて両歯を噛合させることで軸方向変位可能かつ円周方向に一体化させた連結状態とに切り替えるための切り替え機構に関する。

また、本発明は、入力軸に入力される回転動力を前記入力軸と同軸状に配置された第１出力軸のみから出力させる二輪駆動モードと、前記入力軸に入力される回転動力を前記第１出力軸および当該第１出力軸と平行に配置される第２出力軸の両方から出力させる四輪駆動モードとに切り替え可能とされる車両用のトランスファに関する。

従来から、例えば四輪駆動車両用のトランスファでは、副変速機構を設けることにより、四輪駆動モードにおいて、「ニュートラルレンジ（Ｎ）」、「低速レンジ（Ｌ）」、「高速レンジ（Ｈ）」の切り替えを、運転者によるレンジ切り替えレバーの操作により選択可能とされている（例えば特許文献１，２参照。）。

このような副変速機構を有するトランスファにおいて、レンジ切り替えは、例えばトランスファの出力軸に対して円周方向一体回転可能にかつ軸方向変位可能に外装されるカップリングスリーブを、軸方向にスライドさせることによって行うように構成したものがある。

このような構成の場合、ニュートラルレンジでは、カップリングスリーブが中立位置に配置されていて、副変速機構の低速回転動力出力部材や高速回転動力出力部材に対して連結されていない状態とされる。

また、低速レンジでは、カップリングスリーブが軸方向一方へスライドされて副変速機構の低速回転動力出力部材に連結され、この低速回転動力出力部材からトランスファの出力軸に低速回転動力が伝達される動力伝達経路が確保される。

さらに、高速レンジでは、カップリングスリーブが軸方向他方へスライドされて副変速機構の高速回転動力出力部材に連結され、この高速回転動力出力部材からトランスファの出力軸に高速回転動力が伝達される動力伝達経路が確保される。

なお、前記低速回転動力出力部材および高速回転動力出力部材には、複数の歯が円周等間隔に設けられており、また、前記カップリングスリーブには、前記両部材の歯に噛合しうる複数の歯が設けられており、カップリングスリーブと低速回転動力出力部材または高速回転動力出力部材とが歯の噛合（例えばスプライン嵌合）によって連結されるようになっている。

これらの歯の歯先には、一般的に、チャンファと呼ばれる面取りが設けられており、このチャンファによって歯どうしの噛合を円滑とするようになっている。

なお、このチャンファには、一般的に、例えば歯先を平面視で二等辺三角形のように尖った形状に面取りした形態の両チャンファと、例えば歯先を平面視で直角三角形のように斜めに面取りした形態の片チャンファとがある。いずれの形態のチャンファも公知であり、従来から前記歯先に適宜採用されている。

前記片チャンファは、例えば車両のように正回転動力（前進トルク）を主体とする場合において前記カップリングスリーブの相手に対する噛合性を高めるときに利用される。
特開２００５−４７３８１号公報 特開２００５−１０６２０２号公報

上記従来例においては、副変速機構の低速回転動力出力部材または高速回転動力出力部材が回転している状態で、カップリングスリーブをスライドさせて、カップリングスリーブの歯と相手部材の歯とを噛合させる状況がありうるが、そのような場合には、低速回転動力出力部材または高速回転動力出力部材の回転速度が速くなるほど、それらの隣り合う各歯の間に、カップリングスリーブの歯を挿入させて噛合させることが困難になることが懸念される。

特に、例えば正回転時の噛合性を高めるために前記歯に片チャンファを設けている場合だと、正回転時には互いの歯先どうしが軸方向に少し重合すれば噛合連結することが可能になるが、逆回転時においては、互いの歯先どうしが軸方向に少し重合した程度では弾いて噛合しにくくなることが指摘される。ここに改良の余地がある。

本発明は、複数の内歯を円周等間隔に有する外筒と、複数の外歯を円周等間隔に有する内軸とを備え、これらを軸方向に引き離した分離状態と、前記両者を軸方向に嵌合させて両歯を噛合させることで軸方向変位可能かつ円周方向に一体化させた連結状態とに切り替えるための切り替え機構において、前記外筒または内軸の一方が回転している状態で他方を軸方向変位させることにより嵌合連結する際に、可及的速やかに連結可能とすることを目的としている。

本発明は、出力すべき回転動力の高低切り替えを行う切り替え機構を備える車両用のトランスファにおいて、前記切り替え機構による切り替え動作を迅速かつ確実に行えるようにすることを目的としている。

本発明は、複数の内歯を円周等間隔に有する外筒と、複数の外歯を円周等間隔に有する内軸とを備え、これらを軸方向に引き離した分離状態と、前記両者を軸方向に嵌合させて両歯を噛合させることで軸方向変位可能かつ円周方向に一体化させた連結状態とに切り替えるための切り替え機構であって、前記内歯群および外歯群のうちの円周方向所定数おきの内歯および外歯の噛合方向先端縁が、残りの内歯および外歯よりも噛合方向奥へ後退されており、前記残りの内歯および外歯の噛合方向先端側にチャンファが設けられている、ことを特徴としている。

好ましくは、前記後退されている内歯および外歯は、円周方向一つおきとされる。

この構成によれば、前記外筒または内軸の一方が回転している状態で他方を軸方向スライドさせることにより嵌合連結する際に、可及的速やかに連結することが可能になる。

その理由について説明する。そもそも、外筒の内歯および内軸の外歯の噛合方向先端を揃えたうえでチャンファを設けていると、外筒の内歯と内軸の外歯とを噛合させる際に、噛合代が浅い噛合初期において、互いに弾きあうことがあって、噛合しにくくなる。

これに対し、上記本発明の構成の場合、回転側部材の歯が最初にスライド側部材の歯に弾かれたとしても、この弾かれた回転側部材の歯が、前記スライド側部材の歯の次に位置する短い歯に対向したときに、それに当接せずに通過することになるから、その間にスライド側部材の歯が回転側部材へ向けてスムースにスライドすることになる。

そのため、スライド側部材の歯が、回転側部材の歯と歯の間へ入り込みやすくなって、十分な噛合代を可及的速やかに確保することが可能になる。

また、本発明は、入力軸に入力される回転動力を前記入力軸と同軸状に配置された第１出力軸のみから出力させる二輪駆動モードと、前記入力軸に入力される回転動力を前記第１出力軸および当該第１出力軸と平行に配置される第２出力軸の両方から出力させる四輪駆動モードとに切り替え可能とされる車両用のトランスファにおいて、次のような構成をとる。

まず、前記入力軸から前記第１出力軸に伝達すべき回転動力を少なくとも高低二段階に選択的に変速する副変速機構と、この副変速機構の低速回転動力出力部材および高速回転動力出力部材のいずれか一方を前記第１出力軸に連結させるための切り替え機構とを有する。前記切り替え機構は、前記第１出力軸に一体回転可能かつ軸方向変位可能に外装されかつ軸方向にスライドされることによって前記低速回転動力出力部材および高速回転動力出力部材のいずれか一方に連結されるカップリングスリーブを有する。このカップリングスリーブと前記低速回転動力出力部材および高速回転動力出力部材とに、それぞれ、複数の歯が互いに噛合する位置関係で円周等間隔に設けられている。前記カップリングスリーブと前記低速回転動力出力部材との噛合構造および前記カップリングスリーブと前記高速回転動力出力部材との噛合構造の少なくともいずれか一方構造に関し、噛合対象どうしの歯群のうちの円周方向所定数おきの歯の噛合方向先端縁が、残りの歯よりも噛合方向奥へ後退されており、前記残りの歯の噛合方向先端側にチャンファが設けられている。

この構成のように、トランスファに備える切り替え機構において、カップリングスリーブとその噛合相手との相対回転が発生しているときでも、カップリングスリーブの歯がその噛合相手側の歯と歯の間へ入り込みやすくなって、可及的速やかに十分な噛合代を確保することが可能になる。

これにより、要求された噛合状態を迅速かつ確実に成立させることが可能になって、切り替え動作の信頼性向上に貢献できる。

好ましくは、前記副変速機構は、トランスファケースに非回転に固定されるリングギアと前記入力軸と一体回転可能に結合されるサンギアとの径方向対向空間に複数個のピニオンギアを介装し、各ピニオンギアをキャリアに回転自在に支持させてなるシングルピニオンタイプの遊星歯車機構とされ、かつ、前記キャリアが前記低速回転動力出力部材とされ、前記サンギアが前記高速回転動力出力部材とされる。このように、低速回転動力出力部材と高速回転動力出力部材とについての具体例を特定することができる。

好ましくは、前記切り替え機構は、前記カップリングスリーブの他に、前記キャリアに一体回転可能に結合されかつ内周面に複数の内歯が円周等間隔に設けられる低速レンジ用ピースと、前記サンギアに一体回転可能に結合されかつ外周面に複数の外歯が円周等間隔に設けられる高速レンジ用ピースとを有し、前記カップリングスリーブには、前記低速レンジ用ピースの内歯に噛合可能な複数の外歯と、前記高速レンジ用ピースの外歯に噛合可能な複数の内歯とが、それぞれ円周等間隔に設けられる。このように、切り替え機構の具体構成例を特定することができる。

好ましくは、前記サンギアと高速レンジ用ピースとが、一体物として形成される。この構成によれば、部品点数を少なくできるから、製造コストを低減するうえで有利となる。

本発明に係る切り替え機構によれば、外筒または内軸の一方が回転している状態で他方を軸方向変位させることにより嵌合連結する際に、可及的速やかに連結することが可能になる。

また、本発明に係る車両用のトランスファによれば、切り替え機構による切り替え動作を迅速かつ確実に行うことが可能になる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１から図１１に本発明の一実施形態を示している。

まず、図１を参照して、本発明に係る切り替え機構の適用対象となる四輪駆動車用トランスファの一実施形態についての概要構成を説明する。

図１に示すトランスファにおいて、１は入力軸、２は第１出力軸、３は第２出力軸、４は副変速機構、５は四輪駆動モード（４ＷＤ）と二輪駆動モード（２ＷＤ）との切り替え用のモード切り替え機構、６は高速レンジ（Ｈｉ）と低速レンジ（Ｌｏ）との切り替え用のレンジ切り替え機構である。

入力軸１には、トランスファの上流側に連結される図示省略の自動変速機等の主変速機から出力される回転動力が入力される。第１出力軸２は、入力軸１と同軸に配置されており、図示省略の後輪側へ回転動力を出力する。第２出力軸３は、第１出力軸２と平行に配置されており、図示省略の前輪側へ回転動力を出力する。

なお、第１出力軸２には、ドライブギア７がケージアンドローラと呼ばれる転がり軸受（符号省略）を介して外装されており、また、第２出力軸３の外径側には、ドリブンギア８が一体に形成されている。これらドライブギア７とドリブンギア８とには、チェーンやベルト等の無端部材９が巻回されている。

副変速機構４は、例えばシングルピニオンタイプのギア式遊星機構とされている。つまり、副変速機構４は、同心状に配置されるリングギアＲとサンギアＳとの径方向対向空間に複数個のピニオンギアＰを介装し、各ピニオンギアＰをキャリアＣＡに回転自在に支持させた構成になっている。

サンギアＳは、入力軸１に一体回転可能に連結されて、トランスファケースに転がり軸受を介して回転自在に支持されている。リングギアＲは、トランスファケースに非回転かつ軸方向不動に固定されている。

モード切り替え機構５は、例えば図示していないが運転席近傍に設置される駆動モード切り替え用レバー等の運転者による操作に応じて、四輪駆動モード（４ＷＤ）と二輪駆動モード（２ＷＤ）とのいずれか一方を選択するものである。このモード切り替え機構５は、本発明の特徴に実質的に関係しないものであるので、図示や説明を簡単にする。

四輪駆動モードとは、入力軸１に入力される回転動力を第１出力軸２と第２出力軸３との両方から出力させる動力伝達経路を確保した形態である。

二輪駆動モードとは、入力軸１に入力される回転動力を第１出力軸２のみから出力させる動力伝達経路を確保した形態である。

つまり、このモード切り替え機構５によって、ドライブギア７を第１出力軸２と一体回転可能な状態にさせると、入力軸１から第１出力軸２の回転動力が、ドライブギア７、無端部材９、ドリブンギア８を介して第２出力軸３に伝達される動力伝達経路を確保した、四輪駆動モードとなる。

一方、モード切り替え機構５によって、ドライブギア７を第１出力軸２と相対回転する状態にさせると、入力軸１から第１出力軸２の回転動力が第２出力軸３に伝達されずに第１出力軸２のみから回転動力が出力される動力伝達経路を確保した、二輪駆動モードとなる。

レンジ切り替え機構６は、例えば図示していないが運転席近傍に設置される速度レンジ切り替え用レバー等の運転者による操作に応じて、ニュートラルレンジ（Ｎ）、低速レンジ（Ｌ）、高速レンジ（Ｈ）のうちの一つを選択するものである。この速度レンジの切り替えは、四輪駆動モードにおいてのみ可能となる。

ニュートラルレンジは、入力軸１に入力された回転動力を第１出力軸２に伝達しない状態である。

高速レンジは、入力軸１に入力された回転動力を副変速機構４のサンギアＳから第１出力軸２に伝達する動力伝達経路を確保する状態、つまり入力軸１と第１出力軸２とを直結した状態である。

低速レンジは、入力軸１に入力された回転動力を副変速機構４のキャリアＣＡから第１出力軸２に伝達する動力伝達経路を確保する状態、つまりキャリアＣＡの公転速度が第１出力軸２に出力される状態である。この低速レンジでの減速比は、副変速機構４の各部の直径サイズやギア比等に応じて適宜に決定される。

このレンジ切り替え機構６は、少なくとも、低速レンジ用ピース６１、高速レンジ用ピース６２、カップリングスリーブ６３、フォーク６４、シンクロナイザーリング６５、シンクロキー６６、駆動ユニット６７、切り替え用コントローラ６８等を含んで構成されている。

低速レンジ用ピース６１は、副変速機構４のキャリアＣＡに一体回転可能に結合されており、その内周面において回転動力入力方向下流側の端部には、複数の内歯６１ａが円周等間隔に設けられている。

高速レンジ用ピース６２は、副変速機構４のサンギアＳの側面に張り出す形態で一体に形成されており、その外周面においてサンギアＳ領域側には、複数の外歯６２ａが円周等間隔に設けられている。

カップリングスリーブ６３は、ハブ６９を介して第１出力軸２に一体回転可能に外装されている。

このカップリングスリーブ６３の外周面において回転動力入力方向上流側の端部には、低速レンジ用ピース６１の内歯６１ａに噛合される複数の外歯６３ａが円周等間隔に設けられており、また、カップリングスリーブ６３の内周面において回転動力入力方向上流側の端部には、高速レンジ用ピース６２の外歯６２ａに噛合される複数の内歯６３ｂが円周等間隔に設けられている。

フォーク６４は、カップリングスリーブ６３を第１出力軸２と平行に軸方向に変位させるものである。

シンクロナイザーリング６５は、カップリングスリーブ６３を高速レンジ用ピース６２に噛合させるときにカップリングスリーブ６３の軸方向スライドに連動するシンクロキー６６により押圧されることによって高速レンジ用ピース６２のテーパ状外周面に圧接させられるもので、この摺接面で摩擦トルクを発生することによって、高速レンジ用ピース６２とカップリングスリーブ６３とを回転同期させるものである。

駆動ユニット６７は、フォーク６４を駆動するもので、詳細に図示していないが、電動モータ等の駆動源と、駆動源で発生する回転動力を減速するとともに直線推進力に変換する動力伝達機構とを含んで構成されている。

切り替え用コントローラ６８は、一般的に公知のＥＣＵ（Electronic Control Unit）とされ、図示していない速度レンジ切り替え用レバーの操作に応じたレンジ切り替え信号の入力に応答して高速レンジと低速レンジとの切り替えに関連する制御や、図示していない駆動モード切り替え用レバーの操作に応じたモード切り替え信号の入力に応答して二輪駆動モードと四輪駆動モードとの切り替えに関する制御等を行うように構成されている。

次に、上記レンジ切り替え機構６の動作について説明する。

なお、速度レンジの切り替えは、四輪駆動モードに設定されている場合に行われる。また、速度レンジの切り替えは、その切り替え動作を円滑にするために、基本的に、トランスファの上流側に連結される自動変速機（図示省略）がニュートラルポジションになっている場合に行うように規定するのが好ましく、一般的に、そのような約束事が車両使用マニュアルに記載される。但し、自動変速機がニュートラルポジションになっていない場合でも、前記速度レンジの切り替えを許容するようになっている。

ここでまず、例えば図２に示すニュートラルレンジ状態において、例えば図示省略の速度レンジ切り替え用レバーによって低速レンジが選択された場合、切り替え用コントローラ６８により駆動ユニット６７を駆動して、フォーク６４を図２の矢印Ｘ方向（紙面に向かって右側）に変位させることにより、カップリングスリーブ６３を前記同方向にスライドさせると、カップリングスリーブ６３の外歯６３ａが、低速レンジ用ピース６１の内歯６１ａに噛合される。

これにより、入力軸１に入力された回転動力が、副変速機構４のキャリアＣＡ→カップリングスリーブ６３→ハブ６９→第１出力軸２→第２出力軸３へと伝達されるような低速レンジ用動力伝達経路が確保されて、低速レンジとなる。

一方、例えば図２に示すニュートラルレンジの状態において、例えば図示省略の速度レンジ切り替え用レバーによって高速レンジが選択された場合、切り替え用コントローラ６８により駆動ユニット６７を駆動して、フォーク６４を図２の矢印Ｙ方向（紙面に向かって左側）に変位させることにより、カップリングスリーブ６３を前記同方向にスライドさせると、カップリングスリーブ６３の内歯６３ｂが、高速レンジ用ピース６２の外歯６２ａに噛合される。

なお、この噛合過程では、カップリングスリーブ６３のスライドに伴いシンクロキー６６がシンクロナイザーリング６５を高速レンジ用ピース６２のテーパ面に圧接させるように押圧するので、その摺接面で摩擦トルクが発生し、カップリングスリーブ６３と高速レンジ用ピース６２とが回転同期されて、カップリングスリーブ６３の内歯６３ｂと高速レンジ用ピース６２の外歯６２ａとの噛み合いが円滑に行われるようになる。

これにより、入力軸１に入力された回転動力が、副変速機構４のサンギアＳ→カップリングスリーブ６３→ハブ６９→第１出力軸２→第２出力軸３へと伝達されるような高速レンジ用動力伝達経路が確保されて、高速レンジとなる。

次に、本発明を適用した部分について、図５から図１１を参照して詳細に説明する。

低速レンジ用ピース６１の内歯６１ａとカップリングスリーブ６３の外歯６３ａとの噛合構造や、高速レンジ用ピース６２の外歯６２ａとカップリングスリーブ６３の内歯６３ｂとの噛合構造の両方について、低速レンジまたは高速レンジへの切り替え時に可及的速やかに噛合可能にさせるように工夫している。

なお、低速レンジ用ピース６１の内歯６１ａとカップリングスリーブ６３の外歯６３ａとの噛合構造については、低速レンジ用ピース６１が請求項１，２に記載の外筒に、また、カップリングスリーブ６３が請求項１，２に記載の内軸にそれぞれ相当している。さらに、高速レンジ用ピース６２の外歯６２ａとカップリングスリーブ６３の内歯６３ｂとの噛合構造については、高速レンジ用ピース６２が請求項１，２に記載の内軸に、カップリングスリーブ６３が請求項１，２に記載の外筒にそれぞれ相当している。

具体的に、まず、図５および図９に示すように、低速レンジ用ピース６１の内歯６１ａ群、高速レンジ用ピース６２の外歯６２ａ群、カップリングスリーブ６３の外歯６３ａ群および内歯６３ｂ群のうちの円周方向一つおきの歯の噛合方向先端縁は、残りの歯６１ａ，６２ａ，６３ａ，６３ｂよりも噛合方向奥へ所定量Ｌ後退されている。

この後退している短い歯には、分かりやすくするために、符号６１ａ１，６２ａ１，６３ａ１，６３ｂ１を付している。なお、前記の後退量Ｌについては、レンジ切り替え機構６による切り替えを行う状況を考慮して、適宜に設定することができる。

そして、低速レンジ用ピース６１の内歯６１ａ群、高速レンジ用ピース６２の外歯６２ａ群、カップリングスリーブ６３の外歯６３ａ群および内歯６３ｂ群のうちの前記残りの歯６１ａ，６２ａ，６３ａ，６３ｂの噛合方向先端側には、いずれも、例えば歯先を平面視で直角三角形のように斜めに面取りした形態の片チャンファが設けられている。

ここで、低速レンジ用ピース６１の内歯６１ａに関する片チャンファについて前記と別の言い方をすれば、図５において、当該ピース６１が矢印Ｄで示す正回転方向（車両前進方向）に回転する場合、内歯６１ａの回転方向下流側角部から上流側角部へ向けて噛合方向奥に後退するような傾斜になっている。

図５は、低速レンジ用ピース６１およびカップリングスリーブ６３を外径側から見た状態を展開して示している。

また、高速レンジ用ピース６２の外歯６２ａに関する片チャンファについて前記と別の言い方をすれば、図９において、当該ピース６２が矢印Ｄで示す正回転方向（車両前進方向）に回転する場合、外歯６２ａの回転方向下流側角部から上流側角部へ向けて噛合方向奥に後退するような傾斜になっている。

なお、図９は、高速レンジ用ピース６２およびカップリングスリーブ６３を外径側から見た状態を展開して示している。

また、カップリングスリーブ６３の外歯６３ａおよび内歯６３ｂに設けてある片チャンファは、前記両ピース６１，６２の片チャンファと逆向きの傾斜になっている。

次に、このような特徴を適用した実施形態におけるレンジ切り替え時の動作について、詳細に説明する。

まず、図５に示すニュートラルレンジから低速レンジを成立させるにあたって、カップリングスリーブ６３を矢印Ｘ方向にスライドさせる。

このとき、仮に、トランスファ前段の自動変速機が例えばニュートラルポジションではなく、ドライブポジションになっていたとすると、例えば自動変速機のクリープトルクによって、低速レンジ用ピース６１が図５の矢印Ｄで示す正回転方向（車両前進方向）に回転している。

このような状況では、例えば図６に示すように、カップリングスリーブ６３の外歯６３ａの先端側が、低速レンジ用ピース６１の内歯６１ａの先端に最低噛合代Δαだけ噛合すれば、この噛合面が回転方向に対して直交しているので、低速レンジ用ピース６１からカップリングスリーブ６３への回転動力伝達が有効に行われることになる。そのため、カップリングスリーブ６３が低速レンジ用ピース６１と同期回転させられながらスライド進行が許容されるので、比較的容易に十分な噛合深さに到達して低速レンジが成立されることになる。

ところが、仮に、トランスファ前段の自動変速機が例えばニュートラルポジションではなく、リバースポジションになっていたとすると、例えば自動変速機からの後進トルクによって、低速レンジ用ピース６１が図５の矢印Ｒで示す逆回転方向（車両後進方向）に回転している。

このような状況では、例えば図７に示すように、カップリングスリーブ６３の外歯６３ａにおける片チャンファの最先端が、低速レンジ用ピース６１の内歯６１ａにおける片チャンファの最先端に最低噛合代Δαだけ噛合したとしても、斜面どうしの接触であって噛合深さが小さいために、当該噛合代Δαによる噛合力が、低速レンジ用ピース６１の回転力に負けて、噛合が解かれることがある。

このとき、仮にすべての歯の先端側を同じ位置に揃えている場合だと、低速レンジ用ピース６１の回転に伴い各歯の先端どうしが弾く現象が繰り返されることになって、深く噛合しにくくなる等、好ましくない。

これに対し、上述した特徴構成を備える本実施形態の場合には、仮に、図７に示すように、低速レンジ用ピース６１の内歯６１ａが最初にカップリングスリーブ６３の外歯６３ａに弾かれたとしても、この弾かれた内歯６１ａが、図８に示すように、前記外歯６３ａの次に位置する短い外歯６３ａ１に対向したときに、それに当接せずに通過することになるから、その間にカップリングスリーブ６３の外歯６３ａが低速レンジ用ピース６１側へ向けてスムースにスライドすることになる。

そのため、カップリングスリーブ６３の外歯６３ａが、低速レンジ用ピース６１がわずかに回転する間に当該ピース６１において隣り合う内歯６１ａの間へ入り込みやすくなって、可及的速やかに十分な噛合代を確保することが可能になる。

このように、要求されたレンジ切り替えを迅速かつ確実に成立させることが可能になる等、信頼性向上に貢献できる。

ところで、トランスファ前段の自動変速機が例えばリバースポジションになっている状況において、図５に示すニュートラルレンジから高速レンジを成立させる場合について説明する。この場合、上述した動作と基本的に同様になるので、簡単に説明する。

つまり、カップリングスリーブ６３を図９の矢印Ｙ方向にスライドさせる。そのとき、高速レンジ用ピース６２が図９の矢印Ｒで示す逆回転方向（車両後進方向）に回転しているが、図１０に示すように最低噛合代Δαを確保する状態になったときに、仮に歯どうしが弾いたとしても、この高速レンジ用ピース６２の弾かれた外歯６２ａが、図１１に示すようにカップリングスリーブ６３の内歯６３ｂの次に位置する短い内歯６３ｂ１に対向したときに、それに当接せずに通過することになるから、その間にカップリングスリーブ６３の外歯６３ａが低速レンジ用ピース６１側へ向けてスムースにスライドすることになる。したがって、この場合も、可及的に速やかな噛合が可能になる。

以上説明したように、本発明を適用した実施形態では、トランスファにおいて低速レンジや高速レンジに切り替える際に、カップリングスリーブ６３の外歯６３ａや内歯６３ｂが、各ピース６１，６２の外歯６１ａや内歯６２ａに噛合初期段階で弾かれたとしても、それらの歯が次の歯に当接するまでの間に、カップリングスリーブ６３のスライド量を可及的に大きくできるようになっているので、可及的速やかに噛合連結させることが可能になる等、要求されたレンジを迅速かつ確実に成立させることが可能になる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

（１）上記実施形態では、遊星歯車機構からなる副変速機４を備えるトランスファのレンジ切り替え機構６に本発明を適用した例を挙げているが、どのようなタイプのトランスファにおいても切り替え機構を備える場合であれば本発明を適用することが可能である。また、本発明の切り替え機構は、トランスファに備えるレンジ切り替え機構６の他に、各種の装置に用いられる切り替え機構として適用することも可能である。

（２）上記実施形態では、トランスファのレンジ切り替え機構６において、低速レンジ用ピース６１の内歯６１ａとカップリングスリーブ６３の外歯６３ａとの噛合構造や、高速レンジ用ピース６２の外歯６２ａとカップリングスリーブ６３の内歯６３ｂとの噛合構造の両方に本発明の特徴を適用しているが、いずれか一方の噛合構造に本発明の特徴を適用する形態としてもよい。

（３）上記実施形態では、後退させる歯を円周方向一つおきとしたが、円周方向二つおき、あるいはそれ以上隔ててもよい。

（４）上記実施形態では、低速レンジ用ピース６１の内歯６１ａ、カップリングスリーブ６３の外歯６３ａおよび内歯６３ｂ、高速レンジ用ピース６２の外歯６２ａに、いわゆる片チャンファを設けた例を挙げているが、いわゆる両チャンファとすることも可能である。なお、両チャンファとは、例えば歯先を平面視で二等辺三角形のように尖った形状に面取りした形態のものを言う。

本発明に係る車両用のトランスファの要部を断面にして示す概略構成図である。 図１において副変速機構およびレンジ切り替え機構を拡大して示す図であり、ニュートラルレンジの状態を示している。 図２においてレンジ切り替え機構を低速レンジにした状態を示している。 図２においてレンジ切り替え機構を高速レンジにした状態を示している。 図２において低速レンジ用ピースの内歯とカップリングスリーブの外歯とを外径側から見て平面展開した図であって、ニュートラルレンジの状態を示している。 図５において正回転動力（車両前進トルク）が入力されている状態で低速レンジに切り替える場合に、低速レンジ用ピースの内歯に対するカップリングスリーブの外歯の噛合初期段階を示す図である。 図５において逆回転動力（車両後進トルク）が入力されている状態で低速レンジに切り替える場合に、低速レンジ用ピースの内歯に対するカップリングスリーブの外歯の噛合初期段階を示す図である。 図７の続きを示す図である。 図２において高速レンジ用ピースの外歯とカップリングスリーブの内歯とを外径側から見て平面展開した図であって、ニュートラルレンジの状態を示している。 図９において逆回転動力（車両後進トルク）が入力されている状態で高速レンジに切り替える場合に、高速レンジ用ピースの外歯に対するカップリングスリーブの内歯の噛合初期段階を示す図である。 図１０の続きを示す図である。

符号の説明

１ 入力軸
２ 第１出力軸
３ 第２出力軸
４ 副変速機構
Ｓ サンギア
Ｒ リングギア
Ｐ ピニオンギア
ＣＡ キャリア
５ モード切り替え機構
６ レンジ切り替え機構
６１ 低速レンジ用ピース
６１ａ 低速レンジ用ピースの内歯
６２ 高速レンジ用ピース
６２ａ 高速レンジ用ピースの外歯
６３ カップリングスリーブ
６３ａ カップリングスリーブの外歯
６３ｂ カップリングスリーブの内歯
６４ フォーク
６５ シンクロナイザーリング
６６ シンクロキー
６７ 駆動ユニット
６８ 切り替えコントローラ
６９ ハブ

Claims (6)

1. 複数の内歯を円周等間隔に有する外筒と、複数の外歯を円周等間隔に有する内軸とを備え、これらを軸方向に引き離した分離状態と、前記両者を軸方向に嵌合させて両歯を噛合させることで軸方向変位可能かつ円周方向に一体化させた連結状態とに切り替えるための切り替え機構であって、
   前記内歯群および外歯群のうちの円周方向所定数おきの内歯および外歯の噛合方向先端縁が、残りの内歯および外歯よりも噛合方向奥へ後退されており、
   前記残りの内歯および外歯の噛合方向先端側にチャンファが設けられている、ことを特徴とする切り替え機構。
2. 請求項１に記載の切り替え機構において、前記後退されている内歯および外歯は、円周方向一つおきとされる、ことを特徴とする切り替え機構。
3. 入力軸に入力される回転動力を前記入力軸と同軸状に配置された第１出力軸のみから出力させる二輪駆動モードと、前記入力軸に入力される回転動力を前記第１出力軸および当該第１出力軸と平行に配置される第２出力軸の両方から出力させる四輪駆動モードとに切り替え可能とされる車両用のトランスファにおいて、
   前記入力軸から前記第１出力軸に伝達すべき回転動力を少なくとも高低二段階に選択的に変速する副変速機構と、この副変速機構の低速回転動力出力部材および高速回転動力出力部材のいずれか一方を前記第１出力軸に連結させるための切り替え機構とを有し、
   前記切り替え機構は、前記第１出力軸に一体回転可能かつ軸方向変位可能に外装されかつ軸方向にスライドされることによって前記低速回転動力出力部材および高速回転動力出力部材のいずれか一方に連結されるカップリングスリーブを有し、
   このカップリングスリーブと前記低速回転動力出力部材および高速回転動力出力部材とに、それぞれ、複数の歯が互いに噛合する位置関係で円周等間隔に設けられ、
   前記カップリングスリーブと前記低速回転動力出力部材との噛合構造および前記カップリングスリーブと前記高速回転動力出力部材との噛合構造の少なくともいずれか一方構造に関し、噛合対象どうしの歯群のうちの円周方向所定数おきの歯の噛合方向先端縁が、残りの歯よりも噛合方向奥へ後退されており、
   前記残りの歯の噛合方向先端側にチャンファが設けられている、ことを特徴とする車両用のトランスファ。
4. 請求項３に記載の車両用のトランスファにおいて、
   前記副変速機構は、トランスファケースに非回転に固定されるリングギアと前記入力軸と一体回転可能に結合されるサンギアとの径方向対向空間に複数個のピニオンギアを介装し、各ピニオンギアをキャリアに回転自在に支持させてなるシングルピニオンタイプの遊星歯車機構とされ、
   かつ、前記キャリアが前記低速回転動力出力部材とされ、前記サンギアが前記高速回転動力出力部材とされる、ことを特徴とする車両用のトランスファ。
5. 請求項４に記載の車両用のトランスファにおいて、
   前記切り替え機構は、前記カップリングスリーブの他に、前記キャリアに一体回転可能に結合されかつ内周面に複数の内歯が円周等間隔に設けられる低速レンジ用ピースと、前記サンギアに一体回転可能に結合されかつ外周面に複数の外歯が円周等間隔に設けられる高速レンジ用ピースとを有し、
   前記カップリングスリーブには、前記低速レンジ用ピースの内歯に噛合可能な複数の外歯と、前記高速レンジ用ピースの外歯に噛合可能な複数の内歯とが、それぞれ円周等間隔に設けられる、ことを特徴とする車両用のトランスファ。
6. 請求項５に記載の車両用のトランスファにおいて、
   前記サンギアと高速レンジ用ピースとが、一体物として形成される、ことを特徴とする車両用のトランスファ。

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