JPH0110261Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、待ち機構の軸方向の大きさを小さく
でき、しかも、その作動が確実になるようにした
自動車のギヤボツクスのシフト操作装置に関する
ものである。

〔従来技術〕

自動車には、その動力伝達経路を切換るために
トランスミツシヨンが設けられるが、車軸間差動
装置が設けられる４輪駆動車においては、更に、
車軸間差動装置に差動機能を消失させるデフロツ
ク機構が設けられる。

即ち、第５図に示すように、エンジン１の出力
はクラツチ２ａを介してトランスミツシヨン２ｂ
を経て車軸間差動機装置３に伝達される。この車
軸間差動機装置３は、旋回時に生じる前車輪４と
後車輪５との回転速度差を吸収するために、トラ
ンスミツシヨン２ｂと前後車軸４，５への駆動力
分割部分に設けられる。

このような車軸間差動機装置３は、例えば第５
図および第６図に示すように、前車輪差動装置６
を収納し、上記トランスミツシヨン２ｂの出力軸
７ａに固定された出力ギヤ７ｂに噛み合う入力ギ
ヤ８が固定される回転ハウジング９を有し、前車
輪差動装置６のハウジング１０に回転自在に枢支
されたサンギヤ１１と、上記回転ハウジング９に
このサンギヤ１１に所定の間隔をおいて対向する
リングギヤ１２と、サンギヤ１１と噛み合うよう
にピニオンキヤリア１３に軸支された内側スター
ギヤ１４と、上記リングギヤ１２および内側スタ
ーギヤ１４に噛み合うようにピニオンキヤリア１
３に回転自在に軸支された外側スターギヤ１５を
備える。上記ピニオンキヤリア１３は前車輪差動
装置６のハウジング１０と一体に形成される。

ところで、このような車軸間差動機装置３を設
けた４輪駆動車においては、例えば前車輪４が砂
地等に突入した場合、車軸間差動機装置３の差動
機能によつて後車輪５に駆動力が伝達されなくな
り、砂地等からの脱出が困難になるといつた問題
を生じる。

そこで、このような問題を解消するために、従
来、車軸間差動機装置３を備えた４輪駆動車に
は、例えば第５図および第６図に示すように、車
軸間差動機装置３の差動機能を選択的に消失させ
るデフロツク機構１６を設け、前車輪４および後
車輪５に作用する抵抗の大小にかかわらず、エン
ジン１の回転によつて前車輪４および後車輪５が
等しく回転されるように構成されているのが通例
である。このデフロツク機構１６は、通常、上記
回転ハウジング９に形成されたスプライン１７
と、これに常時噛み合い、かつ、このスプライン
１７の軸心方向に摺動可能に外嵌合されたスライ
ダ１８と、前車輪差動装置６のハウジング１０に
形成された、上記スプライン１７と同径のスプラ
イン１９とを有する。上記スライダ１８を、図示
しないシフト操作装置によつて上記スプライン１
７の軸心方向に摺動させて、両スプライン１７，
１９に同時に噛み合わせることによつて、車軸間
差動機装置３がロツク状態になり、車軸間差動機
装置３の回転ハウジング９と前車輪差動装置６の
ハウジング１０とが同期して回転することにな
る。

上記シフト操作装置は、通常、スライダ１８と
前車輪差動装置６のスプライン１９を噛み合わせ
る場合に、スライダ１８の歯の山てスプライン１
９の歯の谷の位相が一致するまでのスライダ１８
をスプライン１９に押し込める力を蓄えておき、
スライダ１８の歯の山とスプライン１９の歯の谷
の位相が一致したとき、蓄えておいた力でスライ
ダ１８をスライダ１８に嵌合させるようにした待
ち機構が設けられる。

従来の待ち機構は、例えば、特開昭55−91419
号公報に開示されているように、スライダを駆動
するためにスライダの摺動方向にのびるシフトロ
ツドと手動操作されるシフト操作手段との間に上
記シフトロツドの軸心方向に伸縮するコイルスプ
リングを圧縮することにより、スライダを押し込
める力を蓄えるように構成されているので、シフ
トロツドの軸心方向の長さ寸法が大きく、スペー
ス的に不利であるといつた問題を有する。

このような問題を解消し得る自動車のシフト操
作装置としては、次のように構成したものが考え
られる。

即ち、スライダの摺動方向に平行に伸びるシフ
トロツドをその軸心まわりに回転可能に設けると
ともに、その外周面にヘリカルスプライン、カム
等の操作力伝達部を形成し、この操作力伝達部に
これと噛み合つてシフトロツドの回転に対応して
シフトロツドの軸心方向に進退するスリーブを外
嵌合し、このスリーブにスライダを操作するフオ
ークを連結する一方、シフトロツドに外部から回
転力を与えるシフト操作手段と上記シフトロツド
との間に一対の互いに対向する回転プレートと、
両回転プレート間にシフト操作手段側の回転プレ
ートの動作をシフトロツド側の回転プレートに伝
達する弾性体を介在させたものが考えられる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、このようなシフトロツドの操作
力伝達部とスリーブの結合構造では、操作力に対
する抵抗が単純な軸と筒との間に生じる摺動抵抗
よりも大きく、この抵抗によつてスライダを押し
込める力が弱められ、待ち機構の作動が不確実に
なる虞れがある。このような虞れを解消するため
に、シフト操作手段の出力を大きく設定すること
が考えられるが、この場合には、両回転プレート
の間に強い弾性体を介在させる必要があり、小型
化や軽量化を図る上で不利であるばかりか、コス
ト的にも不利になる。

さらに、実開昭58−79428号公報に開示された
４輪駆動車の切換制御装置のごとく、ラツク、ピ
ニオンギヤ、モータなどを用いて構成されたもの
が提案されているが、この装置は待ち機構を待た
ないものである。

一方、実公昭40−22812号公報に開示された流
体変速機用歯車切換装置は、待ち機構を備えたも
のであるが、その構造は前述の特開昭55−91419
号公報に開示された装置とほぼ同様であり、ま
た、レバーの往復運動により弾性体の蓄勢力をシ
フターに直接的に作用させるものであるから、振
動・衝撃が加わる機会の多い自動車にこれを用い
ることには、信頼性の点で不安を生じることにな
る。

本考案は、このような事情を考慮してなされた
ものであつて、待ち機構の軸方向の長さ寸法が小
さく、しかも、その作動が確実になるように改善
された自動車のギヤボツクスのシフト操作装置の
提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係る自動車のギヤボツクスのシフト操
作装置は、上記の課題を解決するために、動力伝
達経路を切換るシフトロツドにラツクを設け、こ
のラツクに噛み合うピニオンギヤを設ける一方、
該ピニオンギヤが配設される出力軸と平行に配設
され、外部からの駆動力により回転する入力軸
と、上記出力軸と同軸上に相対回転可能に支持さ
れ、上記入力軸のギヤ部に歯合される歯部を有す
る第１の回転プレートと、該第１の回転プレート
の回転中心と同軸上に所定間隔隔てて配置され、
上記出力軸に相対回転不能に支持された第２の回
転プレートと、これら両回転プレートの上記間隔
内に配設されており、一端が第１の回転プレート
に、他端が第２の回転プレートにそれぞれ連係さ
れ、両回転プレートの回転中心回りの相対回転差
によりその両端部が該回転プレートの回転方向に
弾性変形する弾性体とを備え、上記入力軸の回転
が上記第１の回転プレート、弾性体、および第２
の回転プレートを介して上記出力軸に伝達される
ように構成されていることを特徴としている。

〔作用〕

このように構成された自動車のギヤボツクスの
シフト操作装置によれば、上記入力軸の回転運動
がギヤ部により第１の回転プレートに伝達されて
この第１の回転プレートが出力軸に対して相対回
転を行い、この第１の回転プレートの回転によつ
て上記弾性体には蓄勢力が生じ、この蓄勢力が第
２の回転プレートに伝達されてこの第２の回転プ
レートが回転し、この第２の回転プレートの回転
によりこれと相対回転不能に設けられた出力軸が
第２の回転プレートと同体的に回転し、この回転
がピニオンギヤおよびラツクを介してシフトロツ
ドに伝達され、このシフトロツドがその軸心方向
に移動することで動力伝達経路が切り換わること
になる。

このように、上記弾性体の蓄勢力がシフトロツ
ドに直接に作用されず、一旦回転力に変換された
上でピニオンギヤおよびラツクを介してシフトロ
ツドに伝達されるので、振動・衝撃が加わる機会
の多い自動車にこれを用いれば、動力伝達経路の
切り換え動作の信頼性を格段に向上させることが
できる。さらに、上記のラツク・ピニオンギヤ機
構によつてシフトロツドを操作するための操作力
が低減されるとともに、かかる自動車のギヤボツ
クスのシフト操作装置が備える減速装置機能によ
り上記ラツク・ピニオンギヤ機構を操作するため
の操作力をも低減できるのである。

また、待ち機構の弾性体がシフトロツドに沿つ
て設けられていないので、シフトロツドの長さを
短くできる。そのうえ、シフトロツドは、上述の
ごとく、ラツク・ピニオンギヤ機構によつてその
軸心方向に移動されるのであるが、シフト操作時
にピニオンギヤを介して弾性体およびシフト操作
手段が受ける抵抗は、例えば、特開昭55−91419
号公報に示された従来のシフト装置におけるシフ
トロツドと同程度に軽く、摺動抵抗を受けるに過
ぎず、また、ピニオンギヤの回転抵抗は無視し得
る程度に小さい。従つて、シフト操作の操作力を
従来と同様に弱く設定しても待ち機構の応答性が
高く、待ち機構が確実に作動することになる。

〔実施例〕

本考案の一実施例を第１図ないし第４図に基づ
いて説明すれば、以下の通りである。

４輪駆動車の動力伝達系に設けられた車軸間差
動機装置３は、第２図に示すように、前車輪差動
装置６を収納し、上記トランスミツシヨンの出力
ギヤ（ここでは図示せず）に噛み合う車軸間差動
機装置３の入力ギヤ８が固定される回転ハウジン
グ９を有し、前車輪差動装置６のハウジング１０
に回転自在に枢支されたサンギヤ１１と、上記回
転ハウジング９にこのサンギヤ１１に所定の間隔
をおいて対向するリングギヤ１２と、サンギヤ１
１と噛み合うようにピニオンキヤリア１３に回転
自在に軸支された内側スターギヤ（ここでは図示
せず）と、上記リングギヤ１２および内側スター
ギヤに噛み合うようにピニオンキヤリア１３に回
転自在に軸支された外側スターギヤ１５を備え
る。上記ピニオンキヤリア１３は、前車輪差動装
置６のハウジング１０にスプライン嵌合またはキ
ーによつて相対回転不能に連結されている。

車軸間差動機装置３の回転ハウジング９の一側
端部の外周面には、デフロツク機構２０の回転ハ
ウジング側のスプライン２１が形成され、この回
転ハウジング９の更に一側方に延長された前車輪
差動装置６のハウジング１０の一端部には、回転
ハウジング側のスプライン２１と同径の前車輪差
動装置側スプライン２２が、例えば、スプライン
嵌合によつて該ハウジング１０と相対回転不能に
外嵌される。上記回転ハウジング側のスプライン
２１にはこれに噛み合うスリーブ２３が、回転ハ
ウジング側のスプライン２１のみに嵌合されるア
ンロツク位置と、両スプライン２１および２２に
同時に嵌合されるロツク位置とにわたつて軸心方
向に摺動可能に嵌合される。このスリーブ２３の
外周面には凹溝２４が周設され、この凹溝２４に
は、シフト操作手段としてのモータ２５により、
待ち機構２６およびシフトロツド２７を介して両
スプライン２１，２２およびスリーブ２３の軸心
方向に往復駆動されるフオーク２８が係合されて
いる。上記シフトロツド２７は両スプライン２
１，２２およびスリーブ２３の軸心と平行に配置
され、その中間部２７ａがギアボツクス２９の一
側部にされた支持部３０に摺動可能に支持され
る。ギアボツクス２９の内側に突出するシフトロ
ツド２７の内端部２７ｂには上記フオーク２８が
固定され、ギアボツクス２９の外側に突出する外
端部２７ｃは上記待ち機構２６のケーシング３１
内に収納されている。

第１図に示すように、シフトロツド２７の外端
部２７ｃにはラツク３２が形成され、このラツク
３２にピニオンギヤ３３が噛み合わされる。この
ピニオンギヤ３３は待ち機構２６のケーシング３
１内に回転自在に支持された出力軸としての支軸
３４の一端部に固定されている。この支軸３４の
他端部にはこの支軸３４を中心に広がる扇形の第
２の回転プレートとしての回転プレート３５が支
軸３４に対し相対回転不能に固定され、また、そ
の中間部には回転プレート３５と所定間隔隔てて
第１の回転プレートとしてのセクタギヤ３６が支
軸３４に対し回転自在に枢支されている。このセ
クタギヤ３６と回転プレート３５との間、即ち上
記の間隔内には、セクタギヤ３６の動作を回転プ
レート３５に伝達する弾性体としてのねじりコイ
ルばね３７が、その両端部３７ｂ，３７ｃが上記
回転プレート３５の回転方向に弾性変形するよう
に挿入される。具体的には、このねじりコイルば
ね３７のコイル部分３７ａは上記支軸３４に外装
され、第４図Ａ〜Ｄに示すように、その一端部３
７ｂは回転プレート３５の一側縁近傍の外周部か
らセクタギヤ３６に向かつて突出させた短係合ピ
ン３８と、セクタギヤ３６の一側縁近傍の中間部
から回転プレート３５に向かつて突出させた長係
合ピン３９の各扇形中心線側面に同時に、また
は、選択的に受け止めさせる。また、上記ねじり
コイルばね３７の他端部３７ｃは、セクタギヤ３
６の他側縁近傍の外周部から回転プレート３５に
向かつて突出させた短係合ピン４０と、回転プレ
ート３５の他側縁近傍の中間部からセクタギヤ３
６に向かつて突出させた長係合ピン４１の各扇形
中心線側面に同時にまたは選択的に受け止めさせ
る。上記セクタギヤ３６は、ケーシング３１内に
上記支軸３４と平行に、かつ、回転自在に支持さ
れた入力軸としての中間伝動軸４２の一端部に固
定されたギヤ部としてのピニオンギヤ４３と噛み
合わされる。この中間伝動軸４２の他端部にはも
う一つのピニオンギヤ４４が固定される。上記モ
ータ２５の出力軸にはこのピニオンギヤ４４と噛
み合うウオームギヤ４５が直結される。

次に、上記待ち機構２６の動作について第４図
Ａ〜Ｄに基づいて説明する。

まず、アンロツク状態からロツク状態に切り換
える場合、モータ２５を一方の方向に回転させ、
ウオームギヤ４５、ピニオンギヤ４４、中間伝動
軸４２およびピニオンギヤ４３を介して、セクタ
ギヤ３６をロツク位置方向に移動させる〔第４図
Ａ参照〕。この時にスリーブ２３の山と前車輪差
動装置側スプライン３２の谷の位相が不一致であ
れば、スリーブ２３の端面と前車輪差動装置側ス
プライン２２の端面とが突き合わされた状態にな
り、回転プレート３５はアンロツク位置に止ま
る。従つて、第４図Ａに示すように、セクタギヤ
３６の短係合ピン４０がねじりコイルばね３７の
他端部３７ｃを回転プレート３５の短係合ピン３
８に受け止められたねじりコイルばね３７の一端
部３７ｂ側に押しつけることにより、ねじりコイ
ルばね３７に反発力が蓄えられる。

次に、車軸間差動機装置３の差動機構によつて
スリーブ２３の山と前車輪差動装置側スプライン
２２の谷の位相が一致すると、蓄えられたねじり
コイルばね３７の反発力（蓄勢力）によつてスリ
ーブ２３が前車輪差動装置側スプライン２２に押
し込められ、ねじりコイルばね３７の一端部３７
ｂが回転プレート３５の短係合ピン３８とセクタ
ギヤ３６の長係合ピン３９に、その他端部３７ｃ
がそのセクタギヤ３６の短係合ピン４０と、回転
プレート３５の長係合ピン４１にそれぞれ同時に
受け止められるまで回転プレート３５が回転する
〔第４図Ｂ参照〕。なお、この回転は支軸３４、ピ
ニオンギヤ３３、ラツク３２、フオーク２８を介
して上記スリーブ２３に伝達される。

このようにして、スリーブ２３が前車輪差動装
置側スプライン２２に押し込められ、スリーブ２
３が回転ハウジング側スプライン２１と前車輪差
動装置側スプライン２２とに同時に噛み合うロツ
ク位置に移動することにより、車軸間差動機装置
３の差動機能が消失され、前車輪４および後車輪
５に作用する抵抗の大小にかかわらず、エンジン
１の回転によつて前車輪４および後車輪５が等し
く回転されることになる。尚、実際には、スリー
ブ２３の山と前車輪差動装置側スプライン２２の
谷の位相が一致する状態でスリーブ２３が前車輪
差動装置側スプライン２２に接触し始めた場合で
も、直ちにスリーブ２３が前車輪差動装置側スプ
ライン２２に押し込められることはなく、スリー
ブ２３のスプライン歯の端部に形成されたチヤン
フア（図示せず）が前車輪差動装置側スプライン
２２の端部に形成されたスプライン歯の端部に形
成されたチヤンフア（図示せず）に当接して、ス
リーブ２３のスプライン歯が一旦後退し、スリー
ブ２３のスプライン歯を乗り越えて再度スリーブ
２３の山と前車輪差動装置側スプライン２２の谷
の位相が一致した時に、スリーブ２３が前車輪差
動装置側スプライン２２に押し込められることが
多い。

また、このロツク状態からアンロツク状態に切
り換える場合は、モータ２５を他方の回転方向に
回転させてセクタギヤ３６をアンロツク位置に移
動させる。これにより、第４図Ｃに示すようにセ
クタギヤ３６の長係合ピン３９がコイルばね３７
の一端部３７ｂを介して回転プレート３５の長係
合ピン４１をアンロツク位置方向に押しつける。
ここではスリーブ２３の山と前車輪差動装置側ス
プライン２２の谷の位相が一致しているので、上
記スリーブ２３が直ちに前車輪差動装置側スプラ
イン２２側から抜き出され、回転プレート３５が
アンロツク位置に戻されるることになる〔第４図
Ｄ参照〕。

尚、図示はしないが、上記モータ２５には例え
ばロータリエンコーダが連結され、これによつて
上記セクタギヤ３６の位置を検出し、セクタギヤ
３６の位置をフイードバツク制御するように構成
されている。

上述のように、ねじりコイルばね３７の蓄勢力
がシフトロツド２７に直接に作用されず、一旦回
転力に変換された上でピニオンギヤ３３およびラ
ツク３２を介してシフトロツド２７に伝達される
ので、振動・衝撃が加わる機会の多い自動車にこ
れを用いれば、動力伝達経路の切り換え動作の信
頼性を格段に向上させることができる。さらに、
上記のラツク・ピニオンギヤ機構によつてシフト
ロツド２７を操作するための操作力が低減される
とともに、かかる自動車のギヤボツクスのシフト
操作装置が備える減速装置機構により上記ラツ
ク・ピニオンギヤ機構を操作するための操作力を
も低減できるものである。

また、待ち機構２６のねじりコイルばね３７
は、シフトロツド２７にその軸心方向とは異なる
方向に向けられた支軸３４に外嵌されるので、シ
フトロツド２７にその軸心方向に伸縮する圧縮コ
イルばねで待ち機構２６の弾性体が構成された従
来のものに比べて、シフトロツド２７の軸心方向
の長さ寸法を圧縮コイルばねの長さだけ短縮でき
ることになる。そのうえ、シフトロツド２７は単
に支持部３０に摺動可能に支持されているので、
シフト操作時の抵抗が小さく、スリーブ２３（ス
ライダ）の応答が速くなり、また、その操作力も
小さくて済む。従つて、待ち機構２６を弱い操作
力でも確実に作動させることができる。

尚、本考案は、車軸間差動機装置３のデフロツ
ク機構に限定されるものではなく、例えばトラン
スミツシヨン、駆動車輪数切り換え装置等、広く
自動車の動力伝達経路を切換る装置に適用するこ
とが可能である。

〔考案の効果〕

本考案の自動車のギヤボツクスのシフト操作装
置は、以上のように、動力伝達経路を切換るシフ
トロツドにラツクを設け、このラツクに噛み合う
ピニオンギヤを設ける一方、該ピニオンギヤが配
設される出力軸と平行に配設され、外部からの駆
動力により回転する入力軸と、上記出力軸と同軸
上に相対回転可能に支持され、上記入力軸のギヤ
部に歯合される歯部を有する第１の回転プレート
と、該第１の回転プレートの回転中心と同軸上に
所定間隔隔てて配置され、上記出力軸に相対回転
不能に支持された第２の回転プレートと、これら
両回転プレートの上記間隔内に配設されており、
一端が第１の回転プレートに、他端が第２の回転
プレートにそれぞれ連係され、両回転プレートの
回転中心回りの相対回転差によりその両端部が該
回転プレートの回転方向に弾性変形する弾性体と
を備え、上記入力軸の回転が上記第１の回転プレ
ート、弾性体、および第２の回転プレートを介し
て上記出力軸に伝達されるように構成されてい
る。

これにより、弾性体の蓄勢力がシフトロツドに
直接に作用されず、一旦回転力に変換された上で
ピニオンギヤおよびラツクを介してシフトロツド
に伝達されるので、振動・衝撃が加わる機会の多
い自動車にこれを用いれば、動力伝達経路の切り
換え動作の信頼性を格段に向上させることができ
る。さらに、上記のラツク・ピニオンギヤ機構に
よつてシフトロツドを操作するための操作力が低
減されるとともに、かかる自動車のギヤボツクス
のシフト操作装置が備える減速装置機構により上
記ラツク・ピニオンギヤ機構を操作するための操
作力をも低減できる。

また、待ち機構がシフトロツドとは別に設けら
れているので、シフトロツドにその軸心方向に伸
縮する圧縮コイルばねから成る待ち機構の弾性体
を支持させる従来のものに比べて、シフトロツド
の軸心方向の長さ寸法を圧縮コイルばねの長さだ
け短縮できる。

そのうえ、シフトロツドは単に支持部に摺動可
能に支持されているので、シフトロツドの回転動
作をフオークの進退動作に変換している従来のも
の比べて、シフト操作時の抵抗が小さく、スリー
ブ（スライダ）の応答が速くなり、また、その操
作力も小さくて済み、従つて、待ち機構を弱い操
作力でも確実に作動させることができる等の効果
も併せて奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の要部の平面図、第
２図はその側面図、第３図はその待ち機構の要部
の分解斜視図、第４図Ａ〜ADは待ち機構の異な
る動作状態を示す各側面図、第５図は従来の４輪
駆動車の動力伝達経路図、第６図はその車軸間差
動機装置の縦断面図である。 ２７はシフトロツド、３２はラツク、３３はピ
ニオンギヤ、２５はシフト操作手段（モータ）、
３４は支軸（出力軸）、３５は回転プレート（第
２の回転プレート）、３６はセクタギヤ（第１の
回転プレート）、３７は弾性体（ねじりコイルば
ね）、４２は中間伝動軸（入力軸）、４３はピニオ
ンギヤ（ギヤ部）である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 動力伝達経路を切換るシフトロツドにラツクを
   設け、このラツクに噛み合うピニオンギヤを設け
   る一方、該ピニオンギヤが配設される出力軸と平
   行に配設され、外部からの駆動力により回転する
   入力軸と、上記出力軸と同軸上に相対回転可能に
   支持され、上記入力軸のギヤ部に歯合される歯部
   を有する第１の回転プレートと、該第１の回転プ
   レートの回転中心と同軸上に所定間隔隔てて配置
   され、上記出力軸に相対回転不能に支持された第
   ２の回転プレートと、これら両回転プレートの上
   記間隔内に配設されており、一端が第１の回転プ
   レートに、他端が第２の回転プレートにそれぞれ
   連係され、両回転プレートの回転中心回りの相対
   回転差によりその両端部が該回転プレートの回転
   方向に弾性変形する弾性体とを備え、上記入力軸
   の回転が上記第１の回転プレート、弾性体、およ
   び第２の回転プレートを介して上記出力軸に伝達
   されるように構成されていることを特徴とする自
   動車のギヤボツクスのシフト操作装置。