JP2009052584A

JP2009052584A - 動力伝達装置

Info

Publication number: JP2009052584A
Application number: JP2007217286A
Authority: JP
Inventors: 幸司 ▲高▼以良; Koji Takaira
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-08-23
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2009-03-12
Also published as: US20090049940A1

Abstract

【課題】切替え機構を作動させたときに衝撃音が発生してしまうことを防止する動力伝達装置を提供する。
【解決手段】デフロック切替え用シフトフォーク５５とストッパ部材１８との間に設けられた弾性部材８０と、デフロック切替え用シフトフォーク５５と弾性部材８０との間に設けられた支持部材８１とを備え、ストッパ部材１８が、弾性部材８０に当接する第１当接部１６と、第１当接部１６よりもデフロック切替え用シフトフォーク５５側に向って突出し支持部材８１に当接する第２当接部１７とを有し、第１当接部１６に弾性部材８０が当接した状態で、デフロック切替え用スリーブ５３およびデフロック切替え用シフトフォーク５５を位置決めする。また、弾性部材８０の軸線方向の厚さが、第１当接部１６と第２当接部１７との軸線方向距離よりも大きくなるよう構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、動力伝達装置に関し、特に、副変速機のＨｉｇｈモードとＬｏｗモードとの間のモード切替え、デフロックのオンとオフの切替え等をアクチュエータにより行う動力伝達装置に関する。

一般に、動力伝達装置においては、複数の変速段数を有する主変速機と、高速段と低速段とを有する２速切替えの副変速機とを有し、比較的簡素な構成で高変速比を実現したものがある。

また、このような動力伝達装置においては、例えば主変速機とトランスファ内に設けた副変速機とを独立に変速制御可能とし、悪路や岩石路等のオフロード走行時にその副変速機を高速段での動作モード（以下、Ｈｉｇｈモードという）から低速段での動作モード（以下、Ｌｏｗモードという）に切り替えることで、通常走行時に対し高減速比として必要な駆動力を確保しつつ４輪駆動することができるようになっている。また、トランスファ内に設けた切替え機構により、２輪駆動状態と４輪駆動状態を切替えたり、センターデフのロックまたは非ロック状態を切替えることができるようになっている。

従来、この種の動力伝達装置としては、副変速機のＨｉｇｈモードとＬｏｗモードとの間のモード切替え（以下、Ｈ−Ｌ切替えという）のための切替えスリーブと、前輪と後輪の駆動軸を直結または分離するための切替えスリーブとを、アクチュエータとしてのシフトモータが出力する回転駆動力により移動させて、速やかに切替えを行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

図１０は、従来の動力伝達装置の切替え機構を示すものである。

図１０に示すように、従来の動力伝達装置の切替え機構においては、第１の歯車９７と、第２の歯車９８と、これらの歯車の一方に噛合する位置と双方に噛合する位置との間を移動する切替えスリーブ９５およびシフトフォーク９６と、切替えスリーブ９５およびシフトフォーク９６を移動させるアクチュエータ９２およびシフトシャフト９３と、切替えスリーブ９５およびシフトフォーク９６の移動限界位置を位置決めするストッパ部材９４とを備え、アクチュエータ９２により切替えスリーブ９５およびシフトフォーク９６を移動させて、第１の歯車９７と第２の歯車９８との間で駆動力の連結および切断をすることによって、Ｈ−Ｌ切替えをするようになっている。切替えが行われる際には、アクチュエータ９２が駆動すると第１の歯車９７上を切替えスリーブ９５が移動し、第２の歯車９８に接触して一旦停止する。アクチュエータ９２は、切替えスリーブ９５が停止した後も一定量駆動してアクチュエータ９２の図示しない内部スプリングを巻き上げる。切替えスリーブ９５のスプラインと第２の歯車９８のスプラインとの位相が一致するとアクチュエータ９２の内部スプリングによる付勢力によって切替えスリーブ９５は第２の歯車９８上に瞬間的に移動し、ストッパ部材９４に当接して停止する。
特開２００１−２８０４９１号公報

しかしながら、上述のような従来の動力伝達装置にあっては、切替えを行う際に、切替えスリーブ９５の移動限界位置を位置決めするストッパ部材９４に切替えスリーブ９５が衝突し、不快な衝突音が発生するという問題があった。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、切替え機構を作動させたときに衝撃音が発生してしまうことを防止する動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明に係る動力伝達装置は、上記目的達成のため、（１）第１の歯車および該第１の歯車と同軸に配置された第２の歯車と、前記第１の歯車または前記第２の歯車の一方に噛合する第１の位置と、前記第１の歯車と前記第２の歯車の双方に噛合する第２の位置との間で、前記第１の歯車および前記第２の歯車の軸線方向に移動自在に設けられた移動部材と、前記移動部材を移動させる移動手段と、前記第１の位置および前記第２の位置の何れか一方の位置において前記移動部材を位置決めする位置決め部材とを備えた動力伝達装置において、前記移動部材と前記位置決め部材との間に設けられた弾性部材と、前記移動部材と前記弾性部材との間に設けられた支持部材とを備え、前記位置決め部材が、前記弾性部材に当接する第１当接部と、該第１当接部よりも前記移動部材側に向って突出し前記支持部材に当接する第２当接部とを有し、前記第１当接部に前記弾性部材が当接した状態で、前記移動部材を位置決めするよう構成したものである。

この構成により、移動部材が弾性部材を介して位置決め部材に当接することになる。したがって、移動手段により移動部材を移動させて動力伝達装置の切替えをするときに衝撃音が発生してしまうことを防止することができる。また、弾性部材が摩耗して第１当接部に当接しなくなった場合は、支持部材が第２当接部に当接することにより移動部材の位置決めが行われるので、弾性部材が摩耗しても切替え精度が低下することがなく、正常に切替えをすることができる。

上記（１）記載の構成を有する動力伝達装置は、好ましくは、（２）前記弾性部材の前記軸線方向の厚さが、前記第１当接部と前記第２当接部との軸線方向距離よりも大きくなるよう構成される。

この構成により、弾性部材が摩耗しておらず、弾性部材の軸線方向の厚さが、第１当接部と第２当接部との軸線方向距離よりも大きい状態のときには、第１当接部が弾性部材に当接することで移動部材が位置決めされるとともに、移動部材と位置決め部材との衝突による衝撃音の発生が弾性部材により防止される。また、弾性部材が摩耗した後の状態においては、第２当接部が支持部材に当接することで移動部材が位置決めされ、移動部材の停止位置が、弾性部材が摩耗した僅かな長さだけ変位するが、第２当接部が支持部材に当接することで移動部材が位置決めされるので、切替え精度が低下することがなく、正常に切替えをすることができる。

上記（１）または（２）記載の動力伝達装置においては、（３）前記弾性部材と前記支持部材とを一体的に構成するのが好ましい。

この構成により、弾性部材は、第１当接部により支持されることにより変形または分解が防止される。

上記（３）記載の動力伝達装置においては、（４）前記支持部材と前記移動部材とを一体的に構成してもよい。

この構成により、移動部材が移動するときに、移動部材と支持部材とが接触するときの僅かな音の発生も防止することができる。

上記（１）または（２）記載の動力伝達装置においては、（５）前記支持部材と前記移動部材とを一体的に構成するとともに、前記弾性部材を前記第１当接部に固定してもよい。

この構成により、弾性部材が第１当接部により支持されることにより変形または分解が防止され、移動部材と支持部材とが接触するときの僅かな音の発生も防止することができる。

本発明によれば、移動部材と位置決め部材との間に設けられた弾性部材と、移動部材と弾性部材との間に設けられた支持部材とを備え、位置決め部材が、弾性部材に当接する第１当接部と、第１当接部よりも移動部材側に向って突出し支持部材に当接する第２当接部とを有し、第１当接部に弾性部材が当接した状態で、移動部材を位置決めするよう構成しているので、移動部材が弾性部材を介して位置決め部材に当接することになる。その結果、切替え機構を作動させたときに衝撃音が発生してしまうことを防止する動力伝達装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置を搭載した車両の概略ブロック図である。

まず、構成について説明する。

図１に示すように、動力伝達装置としてのトランスファ１０は、エンジン１から主変速機２を介して出力される動力を前輪４Ｌ、４Ｒ側および後輪５Ｌ、５Ｒ側に伝達するよう、主変速機２の後段側に直列的に配置されている。トランスファ１０からの動力は、プロペラシャフト６ａ、６ｂを介して前輪４Ｌ、４Ｒおよび後輪５Ｌ、５Ｒ側に分配され、リヤ側の差動装置６からドライブシャフト７Ｌ、７Ｒを介して後輪５Ｌ、５Ｒに伝達されるとともに、フロント側の差動装置８からドライブシャフト９Ｌ、９Ｒを介して前輪４Ｌ、４Ｒに伝達されるようになっている。

ここで、主変速機２は、公知のものであり、特にその詳細な構成を図示しないが、複数の走行レンジ（複数の前進レンジ"Ｄ"、"Ｌ"、"２"、および後進レンジ"Ｒ"等）およびニュートラルレンジ（例えば、"Ｎ"）のうち任意のレンジに選択操作されるようになっており、選択されたレンジに応じてそれに対応する車両の走行レンジで、自動変速制御を行うようになっている。

図２は本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置の正面断面図に、切替え制御のブロック図を付加した構成図である。

図２に示すように、トランスファ１０は、入力した動力を高速で出力軸１４に伝達するＨｉｇｈモードと、入力した動力を低速で出力軸１４に伝達するＬｏｗモードとに切替え可能な動力伝達機構である副変速機２０と、副変速機２０の切替えのための操作部に設けられた同期機構１５と、同期機構１５を介して副変速機２０を切替え操作するアクチュエータ３０と、プラネタリギヤタイプの差動制限機能付のディファレンシャルギヤ装置からなるセンターデフ４０とを備えている。

トランスファ１０には、アクチュエータ３０の駆動を制御するトランスファＥＣＵ７０が接続されている。トランスファＥＣＵ７０は、詳細なハードウェア構成を図示していないが、例えばＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）およびバッテリーを利用するバックアップ用メモリとしてのＢ−ＲＡＭ（Ｂａｃｋ-ｕｐＲＡＭ）を備え、更に、Ａ／Ｄ変換器等を含む入力インターフェース回路と、リレー回路等を含む出力インターフェース回路等と、エンジン１の制御および主変速機２の制御を行う他のＥＣＵや統合制御用コントロールコンピュータとの間で通信を行うための通信インターフェースとを含んで構成されている。勿論、このトランスファＥＣＵ７０は、トランスミッション制御用のコントロールコンピュータの一部となっていてもよい。トランスファＥＣＵ７０には、図示しない車室側に装備された高低切替えスイッチ７１とデフロック切替えスイッチ７２とが、それぞれ接続されている。

副変速機２０は、主変速機２のアウトプットシャフト（図示していない）のスプラインと嵌合する筒状の入力軸２１に一体形成された外歯車からなるサンギヤ２２と、そのサンギヤ２２の周りに配された複数のピニオンギヤ２３と、これら複数のピニオンギヤ２３を所定間隔で支持するキャリア２４と、複数のピニオンギヤ２３が噛合するようにトランスファケース１３の内部に固定されたリングギヤ２５とからなるプラネタリギヤ方式のものであり、入力軸２１が複数回転、例えば２．６回転すると、キャリア２４が１回転するという減速出力を、キャリア２４に固着された筒状体２７（歯付の低速出力側の部材）から取り出すことができる。筒状体２７はその先端部内周側にスプライン歯２７ａを有している。

また、入力軸２１の内端部には高速段用の歯付ホイール２６（歯付の高速出力側の部材）が固定されており、その歯付ホイール２６は、入力軸２１の入力回転を同期機構１５を介してそのまま（速度比１：１）の回転速度で出力するようになっている。なお、この副変速機２０の各ギヤは例えばヘリカルギヤ（はすば歯車）からなる。

同期機構１５は、いわゆるレバーシンクロ方式のもので、歯付ホイール２６の内側面側に一体に装着されたテーパリング３１と、そのテーパリング３１に近接して配置されたシンクロナイザリング３２と、入力軸２１と同軸に配置されたシンクロスリーブとしてのＨ−Ｌ切替え用スリーブ３３と、外周部でＨ−Ｌ切替え用スリーブ３３の内周側に形成された環状溝（符号なし）に遊嵌されるとともに内周部で板ばね等により弾性支持されたシンクロレバー３４と、Ｈ−Ｌ切替え用スリーブ３３の環状の切替え操作部３３ｇに係合してＨ−Ｌ切替え用スリーブ３３を軸方向に移動させるＨ−Ｌ切替え用シフトフォーク３５と、Ｈ−Ｌ切替え用シフトフォーク３５を支持するとともにトランスファケース１３に軸方向摺動可能に支持されたＨ−Ｌ切替え用シフトシャフト３７とを有している。Ｈ−Ｌ切替え用スリーブ３３は、その内周部に軸方向に所定間隔を隔てた２組のスプライン歯３３ａを有し、その間に前記環状溝が形成されている。

また、Ｈ−Ｌ切替え用スリーブ３３の外端部の外周には、筒状体２７のスプライン歯２７ａに係合可能なスプライン歯３３ｔが設けられており、Ｈ−Ｌ切替え用スリーブ３３が歯付ホイール２６のスプライン歯２６ａから離脱してアクチュエータ３０側（図２の右方向）に移動したとき、Ｈ−Ｌ切替え用スリーブ３３がスプライン歯３３ｔ、２７ａによって筒状体２７に回転方向一体にスプライン結合されるようになっている。

センターデフ４０は、入力軸２１と同一軸線上に配置されたリヤ側への出力軸１４に回転自在に支持されるとともに、外周部でＨ−Ｌ切替え用スリーブ３３の内周部にスプライン結合しているハウジング４１と、ハウジング４１の一端側内周部にスプライン結合されるとともに抜け止めされ、出力軸１４に軸受けを介して回転自在に支持された蓋状のキャリア４２と、キャリア４２に回転自在に支持されて出力軸１４の周りに等角度間隔に配置された例えばヘリカルギヤ（はすば歯車）からなる複数のピニオンギヤ４３と、フロントドライブ用のチェーンスプロケット４４に一体結合され、出力軸１４に回転自在に支持されたフロント側の出力部材４５と、フロント側の出力部材４５にスプライン結合するとともにピニオンギヤ４３が噛合する外歯を有するサンギヤ４６と、複数のピニオンギヤ４３の一端部に対向する環状板部４７ｂを有し、内周側で複数のピニオンギヤ４３と噛合するリングギヤ４７と、リングギヤ４７の環状板部４７ｂにスプライン結合するとともに出力軸１４にスプライン結合した内筒部材４８とを有している。

なお、チェーンスプロケット４４は、ドリブン側のチェーンスプロケット５１とチェーン５２によって連結されており、このチェーンスプロケット５１を介してフロント側のプロペラシャフト６ａが駆動される。また、出力軸１４にリヤ側のプロペラシャフト６ｂが連結される。なお、Ｈ−Ｌ切替え用スリーブ３３がアクチュエータ３０側に移動したとき、Ｈ−Ｌ切替え用スリーブ３３が内周部でハウジング４１のスプライン歯４１ａに係合して、Ｈ−Ｌ切替え用スリーブ３３およびハウジング４１が回転方向一体にスプライン結合されるようになっている。

センターデフ４０においては、ハウジング４１からキャリア４２を介してピニオンギヤ４３の公転運動が入力されると、サンギヤ４６からフロント側の出力部材４５へ、また、リングギヤ４７から内筒部材４８を介して出力軸１４へと回転が伝動されるとともに、サンギヤ４６と一体回転するフロントドライブ用のチェーンスプロケット４４と、リングギヤ４７と一体回転する出力軸１４との差動が許容されるようになっている。センターデフ４０は、ヘリカルギヤからなるピニオンギヤ４３に作用するスラスト方向の力を利用してリングギヤ４７の環状板部４７ｂをハウジング４１の内壁側に押圧することで、前後輪の差動を一定の範囲内に制限するようになっている。

また、ハウジング４１の一端側外周部にはスプライン歯４１ｂが形成されており、そこにデフロック切替え用スリーブ５３が装着されている。このデフロック切替え用スリーブ５３は、チェーンスプロケット４４と、フロント側の出力部材４５に固着されるとともにハウジング４１と同軸に配置された歯付ホイール５４とにスプライン結合したとき、センターデフ４０のハウジング４１とチェーンスプロケット４４を回転方向一体に結合してデフロックがオンの状態（前後輪に差動のないリジッドな４輪駆動とする結合状態）とするためのものである。すなわち、デフロック切替え用スリーブ５３がアクチュエータ３０側に移動したときはデフロックがオンの状態となり、デフロック切替え用スリーブ５３がアクチュエータ３０と反対側に移動したときはデフロックがオフの状態となる。ハウジング４１、歯付ホイール５４は、それぞれ本発明における第１の歯車、第２の歯車を構成している。また、デフロックがオフのときのデフロック切替え用スリーブ５３の位置およびデフロックがオンのときのデフロック切替え用スリーブ５３の位置は、それぞれ本発明における第１の位置および第２の位置に対応する。デフロックのオン／オフ切替えは、アクチュエータ３０の駆動によってデフロック切替え用シフトシャフト３６に固定されたデフロック切替え用シフトフォーク５５が移動することにより行われるようになっている。また、出力軸１４にはリヤ側のプロペラシャフト６ｂへの取付けブラケット１４１が、ドリブン側のチェーンスプロケット５１にはフロント側のプロペラシャフト６ａへの取付けブラケット１４２が、それぞれ固定されている。また、出力軸１４を軸支する軸受１０１、１０２、およびチェーンスプロケット５１の一端側を軸支する軸受１０３は、玉軸受けで構成され、チェーンスプロケット５１の他端側を軸支する軸受１０４は、ころ軸受で構成されている。

また、トランスファケース１３内におけるデフロック切替え用シフトシャフト３６が挿通する部位には、デフロック切替え用シフトフォーク５５に当接することによりデフロック切替え用スリーブ５３およびデフロック切替え用シフトフォーク５５の位置決めをする位置決め部材としてのストッパ部材１８がトランスファケース１３と一体的に設けられている。ストッパ部材１８は、デフロック切替え用シフトフォーク５５がアクチュエータ３０側（図２の右側）に移動したときに、デフロック切替え用シフトフォーク５５に接触してその移動限界位置を規定することによって、位置決めを行うようになっている。デフロック切替え用スリーブ５３およびデフロック切替え用シフトフォーク５５は、本発明における移動部材を構成している。

また、デフロック切替え用シフトフォーク５５とストッパ部材１８との間には、緩衝部材８２がデフロック切替え用シフトシャフト３６に対して摺動自在に設けられており、デフロック切替え用シフトフォーク５５がアクチュエータ３０側に移動したときに、緩衝部材８２がデフロック切替え用シフトフォーク５５とストッパ部材１８との間の衝突音の発生を防止するようになっている。

図３は、本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置のアクチュエータの拡大断面図である。なお、アクチュエータは、デフロックのオンとオフとを切替えるための構成要素と、副変速機２０をＨｉｇｈモードとＬｏｗモードとの間で切替えるための構成要素を図３における手前側と奥側にそれぞれ有しており、説明の便宜上、手前側の構成要素にも奥側の構成要素の符号を付している。

図３に示すように、アクチュエータ３０は、デフロックのオンとオフとを切替えるためのデフロック切替え用シフトフォーク５５を２つの切替え位置のうち任意の一方に移動するように、出力ギヤ６２ｂが固定されたモータ６１ｂと、出力ギヤ６２ｂの回転を減速する減速ギヤ６３ｂと、減速ギヤ６３ｂにより回転されるウォームホイール６４ｂと、ウォームホイール６４ｂ内に一端が固定されたぜんまいばね６５ｂと、ぜんまいばね６５ｂの他端が固定されるとともにウォームホイール６４ｂの中心に配置されたピニオンギヤ６６ｂとを備えている。なお、デフロックのオンとオフとを切替えるためのこれらの構成要素は、図３において手前側に配置されている。ピニオンギヤ６６ｂは、デフロック切替え用シフトシャフト３６の端部に形成されたラック部３６ａと噛合するようになっている。なお、ウォームホイール６４ｂは、減速ギヤ６３ｂに結合された図示しない駆動側ウォームと噛合することにより従動回転される。また、アクチュエータ３０は、ウォームホイール６４ａ、６４ｂの回転位置をそれぞれ電気的に検出する検出部材６７ａ、６７ｂを備えている。アクチュエータ３０は、本発明における移動手段を構成している。

また、アクチュエータ３０は、前述したデフロックのオンとオフとを切替えるための構成要素の奥側に、副変速機２０をＨｉｇｈモードとＬｏｗモードとの間で切替えるためのＨ−Ｌ切替え用シフトフォーク３５を２つの切替え位置のうち任意の一方に移動するように、出力ギヤ６２ａが固定されたモータ６１ａと、出力ギヤ６２ａの回転を減速する減速ギヤ６３ａと、減速ギヤ６３ａにより回転されるウォームホイール６４ａと、ウォームホイール６４ａ内に一端が固定されたぜんまいばね６５ａと、ぜんまいばね６５ａの他端が固定されるとともにウォームホイール６４ａの中心に配置されたピニオンギヤ６６ａとを備えている。ピニオンギヤ６６ａは、Ｈ−Ｌ切替え用シフトシャフト３７の端部に形成されたラック部３７ａと噛合するようになっている。なお、ウォームホイール６４ａは、減速ギヤ６３ａに結合された図示しないウォームと噛合することにより回転される。

アクチュエータ３０においては、高低切替えスイッチ７１が操作されてトランスファＥＣＵ７０からの指令によりモータ６１ａが回転すると、出力ギヤ６２ａから減速ギヤ６３ａを介してウォームホイール６４ａが回転する。ウォームホイール６４ａが回転すると、ウォームホイール６４ａ内のぜんまいばね６５ａを介してピニオンギヤ６６ａが回転し、ピニオンギヤ６６ａによりＨ−Ｌ切替え用シフトシャフト３７がアクチュエータ３０側（図３の右側）に移動する。なお、ウォームホイール６４ａが回転すると、ぜんまいばね６５ａが巻き上げられ、ぜんまいばね６５ａに蓄積された付勢力によりピニオンギヤ６６ａが回転するようになっている。

また、アクチュエータ３０においては、デフロック切替えスイッチ７２が操作されてトランスファＥＣＵ７０からの指令によりモータ６１ｂが回転すると、出力ギヤ６２ｂから減速ギヤ６３ｂを介してウォームホイール６４ｂが回転する。ウォームホイール６４ｂが回転すると、ウォームホイール６４ｂ内のぜんまいばね６５ｂを介してピニオンギヤ６６ｂが回転し、ピニオンギヤ６６ｂによりデフロック切替え用シフトシャフト３６がアクチュエータ３０側（図３の右側）に移動する。なお、ウォームホイール６４ｂが回転すると、ぜんまいばね６５ｂが巻き上げられ、ぜんまいばね６５ｂに蓄積された付勢力によりピニオンギヤ６６ｂが回転するようになっている。なお、Ｈ−Ｌ切替え用シフトフォーク３５を移動するための各要素と、デフロック切替え用シフトフォーク５５を移動するための各要素は、同一のハウジングまたは独立したハウジングの何れに収納するようにしてもよい。

図４は、本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置のデフロック切替え機構の切替え前の状態を示す図である。

図４に示すように、緩衝部材８２は、弾性部材８０と、この弾性部材８０を支持する支持部材８１とを有している。弾性部材８０は、ゴム、樹脂等の弾性を有するものから構成され、デフロック切替え用シフトフォーク５５がアクチュエータ３０側に移動したときに、デフロック切替え用シフトフォーク５５とストッパ部材１８との衝突を防止し衝突音の発生を防止するようになっている。

支持部材８１は、弾性部材８０が外力により変形または分解しないよう弾性部材８０を支持するとともに、弾性部材８０が摩耗した場合でも、アクチュエータ３０側に移動したデフロック切替え用スリーブ５３がハウジング４１および歯付ホイール５４の双方に十分な幅をもってスプライン結合するよう、ストッパ部材１８とともにデフロック切替え用スリーブ５３の停止位置を設定するためのものである。支持部材８１は、金属を円環状に形成したものから構成され、弾性部材８０のデフロック切替え用シフトフォーク５５側の面に接着、溶着、嵌めこみ等の方法により固定されている。

ストッパ部材１８は、デフロック切替え用スリーブ５３およびデフロック切替え用シフトフォーク５５がアクチュエータ３０側に移動したときに、弾性部材８０に当接する第１当接部１６と、第１当接部１６を取り囲むようにして第１当接部１６よりもデフロック切替え用シフトフォーク５５側に向って突出し、支持部材８１に当接する第２当接部１７とを有している。すなわち、本実施の形態では、ストッパ部材１８に凹部１９を形成して、この凹部１９の底面を第１当接部１６とし、凹部１９の外縁を第２当接部１７としている。

弾性部材８０の軸線方向の厚さＬ２は、凹部１９の深さ、すなわち第１当接部１６と第２当接部１７との軸線方向距離Ｌ１よりも大きくなっており、デフロック切替え用スリーブ５３およびデフロック切替え用シフトフォーク５５は、アクチュエータ３０側に移動したとき、弾性部材８０が凹部１９内に入り込んでストッパ部材１８の第１当接部１６に当接して停止することにより位置決めされるようになっている。また、弾性部材８０の軸線方向の厚さＬ２および支持部材８１の軸線方向の厚さＬ３は、弾性部材８０が摩耗する前後の何れであっても、アクチュエータ３０側に移動したデフロック切替え用スリーブ５３がハウジング４１および歯付ホイール５４の双方に十分な幅をもってスプライン結合するよう設定されている。すなわち、弾性部材８０が摩耗する前においては、デフロック切替え用シフトフォーク５５は、ストッパ部材１８の第２当接部１７から軸線方向にＬ２−Ｌ１＋Ｌ３の位置に位置決めされ、弾性部材８０が摩耗した後においては、デフロック切替え用シフトフォーク５５は、ストッパ部材１８の第２当接部１７から軸線方向にＬ３の位置に位置決めされることとなり、弾性部材８０が摩耗する前後でデフロック切替え用スリーブ５３およびデフロック切替え用シフトフォーク５５の停止位置がＬ２−Ｌ１の長さだけ変位するが、Ｌ２−Ｌ１の長さだけ変位してもデフロック切替え用スリーブ５３がハウジング４１および歯付ホイール５４の双方に十分な幅をもってスプライン結合するようになっている。

次に、動作について説明する。

図５は、本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置のデフロック切替え機構の切替え中の状態を示す図である。また、図６、図７は、本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置のデフロック切替え機構の切替え後の状態を示す図である。

図５に示すように、図２、図４で説明した切替え前の状態において、トランスファＥＣＵ７０からの指令によりアクチュエータ３０内のモータ６１ｂが回転すると、ウォームホイール６４ｂが回転してぜんまいばね６５ｂが巻き上げられ、ぜんまいばね６５ｂに蓄積された付勢力によりピニオンギヤ６６ｂが回転し、ピニオンギヤ６６ｂによりデフロック切替え用シフトシャフト３６がアクチュエータ３０側に移動する。このため、デフロック切替え用シフトシャフト３６によりデフロック切替え用シフトフォーク５５およびデフロック切替え用スリーブ５３がアクチュエータ３０側に移動し、デフロック切替え用スリーブ５３と歯付ホイール５４の側面同士が当接して、デフロック切替え用スリーブ５３が一旦停止する。なお、アクチュエータ３０においては、デフロック切替え用スリーブ５３が停止した後もモータ６１ｂが一定量駆動してぜんまいばね６５を巻き上げる。

図６に示すように、図５で示した切替え中の状態において、デフロック切替え用スリーブ５３と歯付ホイール５４の双方のスプラインの位相が一致すると、アクチュエータ３０内のぜんまいばね６５ｂに蓄積された付勢力により、デフロック切替え用スリーブ５３およびデフロック切替え用シフトフォーク５５が更にアクチュエータ３０側に移動し、デフロック切替え用スリーブ５３と歯付ホイール５４の双方のスプラインが噛合する。そして、デフロック切替え用シフトフォーク５５が緩衝部材８２を介してストッパ部材１８に当接することにより、デフロック切替え用スリーブ５３およびデフロック切替え用シフトフォーク５５が停止して位置決めされる。また、弾性部材８０の軸線方向の厚さＬ２が、第１当接部１６と第２当接部１７との軸線方向距離Ｌ１よりも大きく設定されているため、緩衝部材８２の弾性部材８０がストッパ部材１８の第１当接部１６に当接し、支持部材８１と第２当接部１７は離隔した状態となる。すなわち、弾性部材８０が摩耗しておらず、弾性部材８０の軸線方向の厚さＬ２が第１当接部１６と第２当接部１７との軸線方向距離Ｌ１よりも大きい状態のときには、第１当接部１６が弾性部材８０に当接することでデフロック切替え用スリーブ５３が位置決めされる。このように、デフロック切替え用シフトフォーク５５が緩衝部材８２を介してストッパ部材１８に当接するので、衝撃音の発生が防止されることとなる。

図７に示すように、弾性部材８０が摩耗し、弾性部材８０の軸線方向の厚さＬ２が第１当接部１６と第２当接部１７との軸線方向距離Ｌ１と等しいか、または弾性部材８０の軸線方向の厚さＬ２が第１当接部１６と第２当接部１７との軸線方向距離Ｌ１より小さくなったときには、第１当接部１６が弾性部材８０に僅かに当接する状態または当接しない状態となり、第２当接部１７が支持部材８１に当接することでデフロック切替え用スリーブ５３が位置決めされる。第２当接部１７により当接して位置決めされるスリーブの停止位置は、支持部材８１の軸線方向の厚さＬ３によって設定されている。このように、弾性部材８０が摩耗した後の状態においては、デフロック切替え用スリーブ５３の停止位置が、弾性部材８０が摩耗した僅かな長さだけアクチュエータ３０側に変位するが、第２当接部１７が支持部材８１に当接することでデフロック切替え用スリーブ５３が位置決めされるので、切替え精度が低下することがなく、正常に切替えをすることができる。

以上のように、本実施の形態に係る動力伝達装置は、デフロック切替え用シフトフォーク５５とストッパ部材１８との間に設けられた弾性部材８０と、デフロック切替え用シフトフォーク５５と弾性部材８０との間に設けられた支持部材８１とを備え、ストッパ部材１８が、弾性部材８０に当接する第１当接部１６と、第１当接部１６よりもデフロック切替え用シフトフォーク５５側に向って突出し支持部材８１に当接する第２当接部１７とを有し、第１当接部１６に弾性部材８０が当接した状態で、デフロック切替え用シフトフォーク５５を位置決めするようにしたので、デフロック切替え用シフトフォーク５５が緩衝部材８２を介してストッパ部材１８に当接するので、アクチュエータ３０によりデフロックのオフ状態からデフロックのオン状態に切替えをするときに衝撃音が発生してしまうことを防止することができる。また、弾性部材８０が摩耗して第１当接部１６に当接しなくなった場合は、支持部材８１が第２当接部１７に当接することによりデフロック切替え用シフトフォーク５５の位置決めが行われるので、弾性部材８０が摩耗しても切替え精度が低下することがなく、正常に切替えをすることができる。

また、本実施の形態に係る動力伝達装置は、弾性部材８０の軸線方向の厚さＬ２が、第１当接部１６と第２当接部１７との軸線方向距離Ｌ１よりも大きくなるよう構成したので、弾性部材８０が摩耗しておらず、弾性部材８０の軸線方向の厚さＬ２が第１当接部１６と第２当接部１７との軸線方向距離Ｌ１よりも大きい状態のときには、第１当接部１６が弾性部材８０に当接することでデフロック切替え用スリーブ５３が位置決めされるとともに、デフロック切替え用シフトフォーク５５とストッパ部材１８との衝突による衝撃音の発生が弾性部材８０により防止される。また、弾性部材８０が摩耗した後の状態においては、第２当接部１７が支持部材８１に当接することでデフロック切替え用スリーブ５３が位置決めされ、デフロック切替え用スリーブ５３の停止位置が、弾性部材８０が摩耗した僅かな長さだけアクチュエータ３０側に変位するが、第２当接部１７が支持部材８１に当接することでデフロック切替え用スリーブ５３が位置決めされるので、切替え精度が低下することがなく、正常に切替えをすることができる。

また、本実施の形態に係る動力伝達装置は、弾性部材８０と支持部材８１とを一体的に構成したので、弾性部材８０は、支持部材８１により支持されることにより変形または分解を防止することができる。

（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る動力伝達装置のデフロック切替え機構を示す図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図８に示すように、弾性部材８０と支持部材８１とからなる緩衝部材８２は、図５、図６のようにデフロック切替え用スリーブ５３およびデフロック切替え用シフトフォーク５５がアクチュエータ３０側に移動する前の待機位置を規定されず自由に設定することができるため、支持部材８１とデフロック切替え用シフトフォーク５５とを溶接、接着等により固定するか一体的形成して製作することにより、デフロック切替え用シフトフォーク５５と一体的に構成するようにしてもよい。この場合、デフロック切替え用シフトフォーク５５がアクチュエータ３０側に移動するときに、デフロック切替え用シフトフォーク５５と支持部材８１とが接触するときの僅かな音の発生も防止することができる。なお、本実施の形態において、デフロックのオンとオフを切替えるときの各部の動作は、第１の実施の形態と同様である。

以上のように、本実施の形態に係る動力伝達装置は、支持部材８１とデフロック切替え用シフトフォーク５５とを一体的に構成した場合、デフロック切替え用シフトフォーク５５がアクチュエータ３０側に移動するときに、デフロック切替え用シフトフォーク５５と支持部材８１とが接触するときの僅かな音の発生も防止することができる。

（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る動力伝達装置のデフロック切替え機構を示す図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図９に示すように、支持部材８１とデフロック切替え用シフトフォーク５５とを一体的に構成するとともに、弾性部材８０をストッパ部材１８の第１当接部１６に接着等により固定するようにしてもよい。この場合、弾性部材８０は、第１当接部１６により支持されているので変形または分解が防止される。また、図８の場合と同様に、デフロック切替え用シフトフォーク５５と支持部材８１とが接触するときの僅かな音の発生も防止することができる。なお、本実施の形態において、デフロックのオンとオフを切替えるときの各部の動作は、第１の実施の形態と同様である。

以上のように、本実施の形態に係る動力伝達装置は、支持部材８１とデフロック切替え用シフトフォーク５５とを一体的に構成するとともに、弾性部材８０を第１当接部１６に固定した場合、弾性部材８０が第１当接部１６により支持されることにより変形または分解が防止され、デフロック切替え用シフトフォーク５５と支持部材８１とが接触するときの僅かな音の発生も防止することができる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって例示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。例えば、弾性部材８０を、外力により変形または分解しないよう強度に優れる材料から構成したり、強度に優れる形状に形成した場合、図４に示すように弾性部材８０を支持部材８１に固定して支持させたり、図９に示すように弾性部材８０をストッパ部材１８の第１当接部１６に固定して支持させたりする必要がなくなり、簡易な構成で衝突音の発生を防止することができる。また、デフロック切替え用スリーブ５３がアクチュエータ３０と反対側に移動してデフロックがオフの状態となる位置にもストッパ部材１８を設けるとともに、ストッパ部材１８とデフロック切替え用シフトフォーク５５との間に緩衝部材８２を介装させるように構成してもよい。また、副変速機２０のＨｉｇｈモードとＬｏｗモードの切替え機構に本実施の形態の弾性部材８０およびストッパ部材１８を設けて切替え時の衝突音を防止するように構成してもよい。また、トランスファ１０に限らず、アクチュエータによりスリーブ等を移動させて変速段の切替えを行うタイプの主変速機に本実施の形態の弾性部材８０およびストッパ部材１８を設けて切替え時の衝突音を防止するように構成してもよい。

以上説明したように、本発明に係る動力伝達装置は、切替え機構を作動させたときに衝撃音が発生してしまうことを防止するという効果を奏するものであり、副変速機のＨｉｇｈモードとＬｏｗモードとの間のモード切替え、デフロックのオンとオフの切替え等をアクチュエータにより行う動力伝達装置全般に有用である。

本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置を搭載した車両の概略ブロック図である。本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置の正面断面図に、切替え制御のブロック図を付加した構成図である。本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置のアクチュエータの拡大断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置のデフロック切替え機構の切替え前の状態を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置のデフロック切替え機構の切替え中の状態を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置のデフロック切替え機構の切替え後の状態を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る動力伝達装置のデフロック切替え機構の切替え後の状態を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る動力伝達装置のデフロック切替え機構を示す図である。本発明の第３の実施の形態に係る動力伝達装置のデフロック切替え機構を示す図である。従来の動力伝達装置の切替え機構を示す図である。

符号の説明

１０トランスファ（動力伝達装置）
１３トランスファケース
１５同期機構
１６第１当接部（位置決め部材）
１７第２当接部（位置決め部材）
１８ストッパ部材（位置決め部材）
１９凹部
２０副変速機
３０アクチュエータ（移動手段）
３３Ｈ−Ｌ切替え用スリーブ
３５Ｈ−Ｌ切替え用シフトフォーク
３６デフロック切替え用シフトシャフト
３７Ｈ−Ｌ切替え用シフトシャフト
４０センターデフ
４１ハウジング（第１の歯車）
５３デフロック切替え用スリーブ（移動部材）
５４歯付ホイール（第２の歯車）
５５デフロック切替え用シフトフォーク（移動部材）
８０弾性部材
８１支持部材
８２緩衝部材

Claims

第１の歯車および該第１の歯車と同軸に配置された第２の歯車と、
前記第１の歯車または前記第２の歯車の一方に噛合する第１の位置と、前記第１の歯車と前記第２の歯車の双方に噛合する第２の位置との間で、前記第１の歯車および前記第２の歯車の軸線方向に移動自在に設けられた移動部材と、
前記移動部材を移動させる移動手段と、
前記第１の位置および前記第２の位置の何れか一方の位置において前記移動部材を位置決めする位置決め部材とを備えた動力伝達装置において、
前記移動部材と前記位置決め部材との間に設けられた弾性部材と、
前記移動部材と前記弾性部材との間に設けられた支持部材とを備え、
前記位置決め部材が、前記弾性部材に当接する第１当接部と、該第１当接部よりも前記移動部材側に向って突出し前記支持部材に当接する第２当接部とを有し、前記第１当接部に前記弾性部材が当接した状態で、前記移動部材を位置決めすることを特徴とする動力伝達装置。
前記弾性部材の前記軸線方向の厚さが、前記第１当接部と前記第２当接部との軸線方向距離よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
前記弾性部材と前記支持部材とを一体的に構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の動力伝達装置。
前記支持部材と前記移動部材とを一体的に構成したことを特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置。
前記支持部材と前記移動部材とを一体的に構成するとともに、前記弾性部材を前記第１当接部に固定したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の動力伝達装置。