JP3704836B2 - トランスファのモード切替え装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４輪駆動車に用いられるトランスファのモード切替え装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、４輪駆動車には、変速機（トランスミッション）の後方にエンジン動力を前後輪へ分配するためのトランスファが付設されている。そのトランスファには、変速比を高速側（Ｈｉ）と低速側（Ｌｏ）の何れかに切り替えるＨｉ−Ｌｏ切替え機構と、駆動形態を２輪駆動と４輪駆動の何れかに切り替える２−４切替え機構とを有したものがあり、それぞれ手動レバーによる切替え操作、または別々の電動アクチュエータによる切替え操作を行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、Ｈｉ−Ｌｏ切替え操作と、２−４切替え操作とを電動化した場合、上記の様に別々の電動アクチュエータを用いているため、切替え装置が大型化し、且つコスト高となる問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、１つのアクチュエータでＨｉ−Ｌｏ切替え操作と２−４切替え操作とを実行できるトランスファのモード切替え装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の手段によれば、一組の減速機構を通じてモータの回転力が伝達される第１の回転体と第２の回転体を有し、その第１の回転体に設けられた噛合部がＨｉ−Ｌｏ切替えスリーブに連結された第１のロッドの噛合部と噛み合って回転することにより第１のロッドを軸方向に所定量だけ移動させることができ、第２の回転体に設けられた噛合部が２−４切替えスリーブに連結された第２のロッドの噛合部と噛み合って回転することにより第２のロッドを軸方向に所定量だけ移動させることができる。これにより、第１のロッドを移動させてＨｉ−Ｌｏ切替えスリーブを操作することにより変速比を切り替えることができ、第２のロッドを移動させて２−４切替えスリーブを操作することにより駆動形態を切り替えることができる。この構成によれば、２本のロッドを１つのアクチュエータで駆動することができるため、モード切替え装置の小型化、及びコストダウンが可能である。
また、第１のロッドは、第１のロッドの噛合部と第１の回転体の噛合部とが離脱している間、第１の回転体の外周面に摺接する円弧面を有している。これにより、第１のロッドは、自身の噛合部が第１の回転体の噛合部と噛み合って第１の回転体が回転することにより所定量移動した後、第１のロッドの円弧面が第１の回転体の外周面に嵌まることにより軸方向の移動が規制される。
更に、第２のロッドは、第２のロッドの噛合部と第２の回転体の噛合部とが離脱している間、第２の回転体の外周面に摺接する円弧面を有している。これにより、第２のロッドは、自身の噛合部が第２の回転体の噛合部と噛み合って第２の回転体が回転することにより所定量移動した後、第２のロッドの円弧面が第２の回転体の外周面に嵌まることにより軸方向の移動が規制される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のトランスファのモード切替え装置を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１はトランスファの構造を示す模式図である。
４輪駆動車のトランスファ１（エンジン動力を前後輪へ分配する装置）は、変速比を高速側と低速側の何れかに切り替えるためのＨｉ−Ｌｏ切替え機構２と、駆動形態を２輪駆動と４輪駆動の何れかに切り替えるための２−４切替え機構３とを有し、それぞれの切替え操作を電動式の切替え装置（後述する）により行う。
Ｈｉ−Ｌｏ切替え機構２は、入力軸４に固定された入力ギヤ５、後輪駆動軸６に固定された高速側ギヤ７、入力軸４の外周に相対回転自在に嵌合する低速側ギヤ８、この低速側ギヤ８と高速側ギヤ７とを連結する２個のカップリングギヤ９、１０、入力ギヤ５の回転を高速側ギヤ７と低速側ギヤ８の何れか一方に伝達するＨｉ−Ｌｏ切替えスリーブ１１等より構成される。
【０００７】
入力ギヤ５は、図示しない主変速機（トランスミッション）を経てエンジン動力が入力軸４に伝達されることにより入力軸４と一体に回転する。
高速側ギヤ７は、Ｈｉ−Ｌｏ切替えスリーブ１１と連結可能なスプライン７ａが一体に設けられて、このスプライン７ａにＨｉ−Ｌｏ切替えスリーブ１１が噛み合うことで入力ギヤ５と一体的に回転して後輪駆動軸６にエンジン動力を伝達する。
低速側ギヤ８は、Ｈｉ−Ｌｏ切替えスリーブ１１と連結可能なスプライン８ａが一体に設けられて、このスプライン８ａにＨｉ−Ｌｏ切替えスリーブ１１が噛み合うことで入力ギヤ５と一体的に回転する。なお、低速側ギヤ８は、その外径が高速側ギヤ７より小さく設けられている。
【０００８】
カップリングギヤ９、１０は、低速側ギヤ８に噛み合う大径カップリングギヤ９と、高速側ギヤ７に噛み合う小径カップリングギヤ１０とから成り、大径カップリングギヤ９と小径カップリングギヤ１０は、カップリングシャフト１２により連結されて一体的に回転する。この各カップリングギヤ９、１０は、入力ギヤ５の回転がＨｉ−Ｌｏ切替えスリーブ１１を介して低速側ギヤ８に伝達された時に、低速側ギヤ８の回転を減速して高速側ギヤ７に伝達する。即ち、入力軸４の回転は、大径カップリングギヤ９のギヤ数（Ｚ1 ）と、小径カップリングギヤ１０のギヤ数（Ｚ2 ）との歯数比（Ｚ2 ／Ｚ1 ）に減速されて後輪駆動軸６に伝達される。
【０００９】
Ｈｉ−Ｌｏ切替えスリーブ１１は、入力ギヤ５に噛み合った状態で入力ギヤ５に対し軸方向（図１の左右方向）へ往復移動可能に設けられ、例えば、図１の右側へ移動して高速側ギヤ７に設けられたスプライン７ａに噛み合うことで入力ギヤ５の回転を高速側ギヤ７へ伝達する。また、図１の左側へ移動して低速側ギヤ８に設けられたスプライン８ａに噛み合うことで入力ギヤ５の回転を低速側ギヤ８へ伝達する。
【００１０】
２−４切替え機構３は、前輪駆動軸１３の外周に相対回転自在に嵌合する前輪入力ギヤ１４、前輪駆動軸１３に固定されたスプライン１３ａ、及び２輪駆動と４輪駆動とを切り替えるための２−４切替えスリーブ１５から成る。
前輪入力ギヤ１４は、小径カップリングギヤ１０と噛み合っており、変速比の切替え操作に係わらず、常にエンジン動力が小径カップリングギヤ１０を通じて伝達されて回転している。また、この前輪入力ギヤ１４には、２−４切替えスリーブ１５と連結可能なスプライン１４ａが一体に設けられている。
【００１１】
前輪駆動軸１３に固定されたスプライン１３ａは、前輪入力ギヤ１４のスプライン１４ａと隣接して設けられ、２−４切替えスリーブ１５を通じて前輪入力ギヤ１４のスプライン１４ａと連結されることにより、前輪入力ギヤ１４の回転が伝達されて前輪駆動軸１３と一体に回転する。
２−４切替えスリーブ１５は、スプライン１３ａの外周部を前輪駆動軸１３と平行に往復移動可能に設けられて、スプライン１３ａとスプライン１４ａとを断続することにより２輪駆動と４輪駆動とを切り替えることができる。つまり、２−４切替えスリーブ１５が図１の右側へ移動してスプライン１３ａと噛み合ったまま前輪入力ギヤ１４のスプライン１４ａとも噛み合うことで４輪駆動となり、２−４切替えスリーブ１５が前輪入力ギヤ１４のスプライン１４ａから離脱する（図１に示す状態）ことで２輪駆動となる。
【００１２】
切替え装置は、シフトフォーク１６を介してＨｉ−Ｌｏ切替えスリーブ１１を操作するＨｉ−Ｌｏ切替え用ロッド（以下、ロッドと略す）１７、シフトフォーク１８を介して２−４切替えスリーブ１５を操作する２−４切替え用ロッド（以下、ロッドと略す）１９、及びロッド１７とロッド１９を駆動するアクチュエータ２０より構成される。なお、本実施例のトランスファ１に設定された走行モード（即ち、切替え装置により切り替えることのできるモード）は、２輪駆動で変速比を高速側とする「Ｈ−２」モード、４輪駆動で変速比を高速側とする「Ｈ−４」モード、及び４輪駆動で変速比を低速側とする「Ｌ−４」モードである。
【００１３】
ロッド１７は、軸方向（図１の左右方向）に移動可能に支持され、シフトフォーク１６を介してロッド１７自身の移動方向へＨｉ−Ｌｏ切替えスリーブ１１を移動させることができる。
ロッド１９は、一定の間隔を保ってロッド１７と平行に配されて、ロッド１７と同様に軸方向に移動可能に支持され、シフトフォーク１８を介してロッド１９自身の移動方向へ２−４切替えスリーブ１５を移動させることができる。
ロッド１７及びロッド１９の一方（アクチュエータ２０側）の端部には、図２に示す様に、互いに向かい合う側に噛合部１７ａ、１９ａ（ラックギヤ）が設けられ、その噛合部１７ａ、１９ａに隣接して円弧面１７ｂ、１９ｂが形成されている。
【００１４】
アクチュエータ２０は、回転力を発生するモータ２１、このモータ２１の回転を減速する歯車減速機構２２、この歯車減速機構２２を通じて回転力が伝達される同軸ギヤ（２３、２４）から成る。この同軸ギヤは、回転軸を共通として一体に回転する大径ギヤ２３と小径ギヤ２４から成る。
大径ギヤ２３は、外周の一部に噛合部２３ａを有し、この噛合部２３ａがロッド１７の噛合部１７ａと噛み合って回転することによりロッド１７を軸方向に所定量だけ移動させることができる。
小径ギヤ２４は、外周の一部に噛合部２４ａを有し、この噛合部２４ａがロッド１９の噛合部１９ａと噛み合って回転することによりロッド１９を軸方向に所定量だけ移動させることができる。
なお、上記のロッド１７に形成された円弧面１７ｂは、大径ギヤ２３の噛合部２３ａが形成されていない部分の外周面に沿った形状に設けられ、ロッド１９に形成された円弧面１９ｂは、小径ギヤ２４の噛合部２４ａが形成されていない部分の外周面に沿った形状に設けられている。
【００１５】
次に、本実施例の作動を図２を参照して説明する。
ａ）走行モードが「Ｈ−２」の場合。
図２（ａ）に示す様に、ロッド１７は、噛合部１７ａが大径ギヤ２３の噛合部２３ａから外れた状態（大径ギヤ２３の外周面にロッド１７の円弧面１７ｂが当接している状態）でアクチュエータ２０側（図２（ａ）の右側）へ移動しており、ロッド１９は、噛合部１９ａが小径ギヤ２４の噛合部２４ａと噛み合った状態で反アクチュエータ２０側（図２（ａ）の左側）へ移動している。これにより、ロッド１７に駆動されるＨｉ−Ｌｏ切替えスリーブ１１が高速側ギヤ７のスプライン７ａと噛み合い、ロッド１９に駆動される２−４切替えスリーブ１５が前輪入力ギヤ１４のスプライン１４ａから外れて、「Ｈ−２」モードとなる。
【００１６】
ｂ）走行モードを「Ｈ−２」から「Ｈ−４」へ切り替える場合。
図２（ａ）に示す状態から同軸ギヤ（２３、２４）を反時計回転方向へ所定の回転角度だけ回転させる。この時、ロッド１７は、噛合部１７ａが大径ギヤ２３の噛合部２３ａから外れているため、大径ギヤ２３が回転しても移動することはない（図２（ｂ）参照）。その結果、Ｈｉ−Ｌｏ切替えスリーブ１１は高速側ギヤ７のスプライン７ａと噛み合った状態を維持し、変速比の切替えは行われない。一方、ロッド１９は、図２（ａ）に示す状態で噛合部１９ａが小径ギヤ２４の噛合部２４ａと噛み合っているため、小径ギヤ２４が回転することでアクチュエータ２０側へ移動する（図２（ｂ）参照）。その結果、２−４切替えスリーブ１５が前輪入力ギヤ１４のスプライン１４ａと噛み合うことにより４輪駆動となる。
【００１７】
ｃ）走行モードを「Ｈ−４」から「Ｌ−４」へ切り替える場合。
図２（ｂ）に示す状態から同軸ギヤ（２３、２４）を反時計回転方向へ所定の回転角度だけ回転させる。これにより、ロッド１７は、噛合部１７ａが大径ギヤ２３の噛合部２３ａと噛み合って反アクチュエータ２０側へ移動する（図２（ｃ）参照）。その結果、Ｈｉ−Ｌｏ切替えスリーブ１１が高速側ギヤ７のスプライン７ａから外れて低速側ギヤ８のスプライン８ａと噛み合うことにより、変速比が高速側から低速側へ切り替えられる。一方、ロッド１９は、噛合部１９ａが小径ギヤ２４の噛合部２４ａから外れているため、小径ギヤ２４が回転しても移動することはない（図２（ｃ）参照）。その結果、２−４切替えスリーブ１５は前輪入力ギヤ１４のスプライン１４ａと噛み合った状態を維持し、駆動形態の切替えは行われない。
【００１８】
ｄ）走行モードを「Ｌ−４」から「Ｈ−４」へ切り替える場合。
図２（ｃ）に示す状態から同軸ギヤ（２３、２４）を時計回転方向へ所定の回転角度だけ回転させる。これにより、ロッド１７は、図２（ｃ）に示す状態で噛合部１７ａが大径ギヤ２３の噛合部２３ａと噛み合っているため、大径ギヤ２３が回転することでアクチュエータ２０側へ移動する。その結果、Ｈｉ−Ｌｏ切替えスリーブ１１が低速側ギヤ８のスプライン８ａから外れて高速側ギヤ７のスプライン７ａと噛み合うことにより、変速比が低速側から高速側へ切り替えられる。一方、ロッド１９は、噛合部１９ａが小径ギヤ２４の噛合部２４ａから外れているため、小径ギヤ２４が回転しても移動することはない（図２（ｂ）参照）。その結果、２−４切替えスリーブ１５は前輪入力ギヤ１４のスプライン１４ａと噛み合った状態を維持し、駆動形態の切替えは行われない。
【００１９】
ｅ）走行モードを「Ｈ−４」から「Ｈ−２」へ切り替える場合。
図２（ｂ）に示す状態から同軸ギヤ（２３、２４）を時計回転方向へ所定の回転角度だけ回転させる。この時、ロッド１７は、噛合部１７ａが大径ギヤ２３の噛合部２３ａから外れているため、大径ギヤ２３が回転しても移動することはない。その結果、Ｈｉ−Ｌｏ切替えスリーブ１１は高速側ギヤ７のスプライン７ａと噛み合った状態を維持し、変速比の切替えは行われない。一方、ロッド１９は、噛合部１９ａが小径ギヤ２４の噛合部２４ａと噛み合って反アクチュエータ２０側へ移動する（図２（ａ）参照）。その結果、２−４切替えスリーブ１５が前輪入力ギヤ１４のスプライン１４ａから外れて、４輪駆動から２輪駆動へ切り替えられる。
【００２０】
なお、上記の各走行モードにおいて、各ロッド１７、１９の噛合部１７ａ、１９ａがそれぞれ大径ギヤ２３及び小径ギヤ２４の噛合部２３ａ、２４ａと噛み合っている時は、その噛み合いによって各ロッド１７、１９の移動が規制される。また、各ロッド１７、１９の噛合部１７ａ、１９ａがそれぞれ大径ギヤ２３及び小径ギヤ２４の噛合部２３ａ、２４ａから外れている時は、各ロッド１７、１９の円弧面１７ｂ、１９ｂが大径ギヤ２３の外周面及び小径ギヤ２４の外周面に当接していることにより各ロッド１７、１９の移動が規制される。これにより、各走行モードを確実に保持できる。
【００２１】
（本実施例の効果）
本実施例によれば、変速比を切り替えるためのＨｉ−Ｌｏ切替えスリーブ１１を操作するロッド１７、及び駆動形態を切り替えるための２−４切替えスリーブ１５を操作するロッド１９を、同軸ギヤ（２３、２４）を組み込んだ１つのアクチュエータ２０によって駆動することができる。これにより、従来では別々の電動アクチュエータを用いて行われていた変速比の切替え操作と駆動形態の切替え操作とを１つのアクチュエータ２０で行うことができるため、モード切替え装置の小型化とコストダウンを実現できる。
【００２２】
（第２実施例）
第１実施例では、各ロッド１７、１９の噛合部１７ａ、１９ａが大径ギヤ２３及び小径ギヤ２４の各噛合部２３ａ、２４ａから外れている時に、各ロッド１７、１９に形成された円弧面１７ｂ、１９ｂが各ギヤ２３、２４の外周面に当接することで各ロッド１７、１９の移動を規制しているが、本実施例では、図３に示す様に、各ロッド１７、１９のアクチュエータ２０側端部にそれぞれスプリング２５、２６を設けて、各ロッド１７、１９を反アクチェエータ２０側へ付勢することにより各ロッド１７、１９の移動を規制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トランスファの構造を示す模式図である。
【図２】同軸ギヤと各ロッドとの作動を示す説明図である。
【図３】同軸ギヤと各ロッドとの作動を示す説明図である（第２実施例）。
【符号の説明】
１ トランスファ
１１ Ｈｉ−Ｌｏ切替えスリーブ
１５ ２−４切替えスリーブ
１７ ロッド（第１のロッド）
１７ａ 噛合部
１７ｂ 円弧面
１９ ロッド（第２のロッド）
１９ａ 噛合部
１９ｂ 円弧面
２０ アクチュエータ
２１ モータ
２２ 歯車減速機構（減速機構）
２３ 大径ギヤ（第１の回転体）
２３ａ 大径ギヤの噛合部
２４ 小径ギヤ（第２の回転体）
２４ａ 小径ギヤの噛合部

Claims (1)

1. ４輪駆動車のトランスファ内に有るＨｉ−Ｌｏ切替えスリーブを操作して変速比を高速側と低速側の何れかに切り替えるとともに、２−４切替えスリーブを操作して駆動形態を２輪駆動と４輪駆動の何れかに切り替えるトランスファのモード切替え装置であって、
   前記Ｈｉ−Ｌｏ切替えスリーブに連結され、噛合部を有する第１のロッドと、
   前記２−４切替えスリーブに連結され、噛合部を有する第２のロッドと、
   前記第１のロッドと前記第２のロッドを駆動するアクチュエータとを備え、
   このアクチュエータは、
   回転力を発生するモータと、
   外周の一部に噛合部を有し、この噛合部が前記第１のロッドの噛合部と噛み合って回転することにより前記第１のロッドを軸方向に所定量だけ移動させる第１の回転体と、
   この第１の回転体と同軸に配されて、外周の一部に噛合部を有し、この噛合部が前記第２のロッドの噛合部と噛み合って回転することにより前記第２のロッドを軸方向に所定量だけ移動させる第２の回転体と、
   前記モータの回転を減速して前記第１の回転体と前記第２の回転体に伝達する一組の減速機構とから成り、
   前記第１のロッドは、前記第１のロッドの噛合部と前記第１の回転体の噛合部とが離脱している間、前記第１の回転体の外周面に摺接する円弧面を有し、
   前記第２のロッドは、前記第２のロッドの噛合部と前記第２の回転体の噛合部とが離脱している間、前記第２の回転体の外周面に摺接する円弧面を有することを特徴とするトランスファのモード切替え装置。

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