JPH03282016A - 変位センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、バネが介設されたシフト力伝達系における
変位センサに関する。

（従来の技術） 例えばシフト操作によりスプライン歯の係脱を行う連結
装置にシフト力を与える伝達系にはバネが介設されたも
のがある。このバネは待ち機構を構成しており、シフト
操作時にスプライン歯の位相が合わないときにバネが撓
み、位相が合うまでシフト待ちの状態にしてシフト装置
の破損を防止する。又、噛合ったスプライン歯が抜けな
い場合も同様である。このように、シフト操作時にバネ
の撓みによりその前段側と後段側とが相対変位を起すこ
とがあり、シフト操作を行ってもそのシフトが完了した
か否かが不明である。従って、後段側のシフト位置を確
認するためのシフト位置センサが必要である。

従来は、第３図のような構成でシフト位置の検知を行っ
ている。この図において、シフト力は操作ロッド２０１
（前段側部材）から待ち機構のバネ（図示されていない
）を介してシフトフォーク２０３（後段側部材）に伝達
され、フォーク２０３はこのシフト操作によりシフト位
１’Ａ、　　Ｂ、　　Ｃに移動しシフト操作を行う。フ
ォーク２０３の外周には四部２０５か設けられている。

破線で描いた凹部２０７，２０９はフ、オーク２０３が
それぞれ位置Ｂ、Ｃへ移動したときの凹部２０５の位置
を示す。ケーシング２１１にはスイッチ２１３゜２１５
が取付けられており、これらはそれぞれのステム２１７
．２１９がフォーク２０３の外周と接触しているとＯＮ
状態であり、凹部２０５に落ちるとＯＦＦ状態になる。

同図の表に示すように位置Ａではスイッチ２１５だけが
ＯＮ、位置Ｂては両方のスイッチ２１３．２１５がＯＮ
、位置Ｃではスイッチ２１３だけがＯＮとなる。こうし
てスイッチ２１３．２１５の信号の組合わせによりシフ
ト位置が検知できる。又、この他にポテンションタイプ
のセンサを用いてシフト位置を検知する方法もある。

（発明が解決しようとする課題） ところが、前者はスイッチが２個必要であって構成が複
雑であり、後者はセンサの構造が複雑な上に特別な検出
回路が必要であって、いずれもコスト高である。

そこで、この発明はバネの前段側と後段側の相対変位を
一箇のスイッチで検知しシフト位置の確認が行える変位
センサの提供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の変位センサは、シフト力をバネを介して伝達
する伝達系においてバネの前段側及び後段側の部材間に
配置され、バネの撓みによる前記両部材の相対変位によ
り作動するスイッチを備えたことを特徴とする。

（作用） シフト操作時にバネが撓み前段側と後段側の各部材が相
対移動するとスイッチが作動する。

例えば、このスイッチの信号をモニタし相対変位がない
ときだけシフト位置表示するように構成すればシフト位
置の誤表示か避けられる。

（実施例） 第１図と第２図により一実施例の説明をする。

この実施例はデファレンシャル装置に用いられており、
第２図はこのデファレンシャル装置を用いた４輪駆動（
４ＷＤ）車の動力系を示す。以下、左右の方向は第１図
での左右の方向であり、その上方はこの車両の前方（第
２図の上方）に相当する。なお、番号を附さない部材等
は図示されていない。

先ず、第２図によりこの動力系の構成を説明する。この
動力系は、エンジン１、トランスミッション３、フロン
トデフ５（前輪側のデファレンシャル装置）、前車軸７
，９、左右の前輪１１，１３、トランスファ１５、プロ
ペラシャフト１７、リヤデフ１９（この実施例を用いた
後輪側のデファレンシャル装置）、後車軸２１．２３、
左右の後輪２５．２７などから構成されている。

リヤデフ１９のデフケース２９はベアリング３１．３１
を介してデフキャリヤ３３内に支承されている。デフケ
ース２９にはリングギヤ３５がボルト３６で固定されて
おり、このギヤ３５はドライブピニオンシャフト３７の
後端に一体形成されたドライブピニオンギヤ３９と噛合
っている。このシャフト３７はプロペラシャフト１７側
にフランジ連結されており、ベアリング４１．４３によ
りキャリヤ３３に支承されている。こうして、デフケー
ス２９はエンジン１からの駆動力により回転駆動される
。

デフケース２９内周側の左半部にはノ１ブ４５が相対回
転自在に配置され、デフケース２つとの間に作動室４７
を形成している。この作動室４７は部材２９．４５間に
配置されたＸリング４９．５１　（断面がＸ字状のシー
ル）とバックアップリング５３．５５により液密に保た
れ、その内部には高粘度のシリコンオイルか封入されて
いる。この作動室４７内ではプレート５７．５９か交互
に配置され、デフケース２つの方とノ＼ブ４５の外周に
各別にスプライン係合している。こうして、ビスカスカ
ップリング６１が構成されている。

デフケース２９の回転は、シリコンオイルの剪断抵抗に
よりプレート５７．５９間で伝達され、ハブ４５を回転
させる。このとき、デフケース２９とハブ４５間の回転
差が大きいと差動の制限力が大きく、大きな駆動力が伝
達される。又、回転差が小さいと差動は許容され、伝達
される駆動力は小さい。

デフケース２９の右半部にはその内周と摺動しながら左
右移動自在にスリーブ６３が配置されている。スリーブ
６３に設けられた軸方向の溝６５にはピニオンシャフト
６７の先端が相対移動自在に係合していいる。シャフト
６７にはピニオンギヤ６９が回転自在に支承されており
、ギヤ６９には左右のサイドギヤ７１．７３が噛合って
いる。

左のサイドギヤ７１は左の後車軸２１にスプライン連結
され、右のサイドギヤ７３は右後車軸２３にスプライン
連結されている。こうして、差動機構７５が構成されて
いる。

この差動機構７５において、スリーブ６３の回転はピニ
オンシャフト６７、ピニオンギヤ６９からそれぞれサイ
ドギヤ７１．７３を介して左右の後輪２５．２７に分割
出力されると共に、ギヤ６９の自転により、左右各側に
差動出力される。

作動室４７の右側壁７７と、ハブ４５に連結されたリン
グ７９の外周にはそれぞれスプライン歯８１．８３が設
けられており、スリーブ６３の左端内周にはこれらと噛
合い可能なスプライン歯８５が設けられている。スリー
ブ６３は後述のようにシフト操作されてスプライン歯８
５が、スプライン歯８１．８３のいずれとも噛合わない
シフト位置Ａ（第１図の状態）と、スプライン歯８３と
だけ噛合うシフト位置Ｂと、両方のスプライン歯８１．
８３と噛合うシフト位置Ｃとに移動する。

シフト位置Ａでは、差動機構７５はビスカスカップリン
グ６１及びデフケース２９と切離され後輪２５．２７側
はフリー回転状態（フリー状態）になる。

シフト位置Ｂでは、スリーブ６３はハブ４５に連結され
、エンジン１からの駆動力はビスカスカップリング６１
を介して差動機構７５に与えられる（ビスカスミッショ
ン）。

シフト位置Ｃでは、スリーブ６３はデフケース２９側に
連結されるから、エンジン１からの駆動力はビスカスカ
ップリング６１をバイパスしてデフケース２９から直接
差動機構７５に与えられ、リヤデフ１９は通常のデファ
レンシャル装置として働＜（コンベンショナル・デフ） スリーブ６３のこのようなシフト操作は下記のようなシ
フト装置８７により行われる。

デフキャリヤ３３の右側下部の支持台８９にはベアリン
グ９１．９１より中空のウオームホイール９３が支承さ
れている。このホイール９３はウオーム９５を介して可
逆モータにより回転駆動される。ホイール９３の中空部
には操作ロッド９７（前段側部材）の右端部が配置され
、互いの間に設けられたねじ部９９により連結されてい
る。従って、モータの回転はこのねじ部９９により左右
方向のシフト力に変換される。

操作ロッド９７は支持台８９からキャリヤ３３に嵌入し
ており、その左端部外周には中空の移動駒１０１，１０
３が移動自在に取付けられている。

左の駒１０１は止め輪１０５により左方向に位置決めさ
れ、右の駒１０３はロッド９７の段差部１０７により右
方向に位置決めされている。各駒１０１．１０３の間に
はバネ１０９が配置されて待ち機構を構成している。

操作ロッド９７にはこれらの駒１０１．１０３を介して
フォーク１１１（後段側部材）のボス部１１３が嵌装さ
れており、ボス部′１１３の内周には各駒１０１．１０
３のそれぞれ左と右に止め輪１１５．１１７が装着され
ている。キャリヤ３３と支持台８９には回り止めのボル
ト１１９が取り付けられ、その先端は操作ロッド９７の
軸方向溝１２１に係合し周り止めを行っている。

デフケース２９の右端側外周にはリング１２３が軸方向
移動自在に配置されており、このリング１２３はベアリ
ング１２５を介してフォーク１１１に連結されている。

又リング１２３には連結部材１２７が固定され、この部
材１２７の腕１２９はデフケース２９に貫入し、その左
端は止め輪１３１によりスリーブ６３の右端部に固定さ
れている。こうして、モータからバネ１０９を介してス
リーブ６３を各シフト位置へシフト操作するシフト力の
伝達系が構成されている。

モータによるこのようなシフトは運転席から手動操作可
能か又は操舵条件や路面条件に応じて自動操作可能に構
成されている。

支持台８９には回転角センサ１３３が取付けられており
、ウオームギヤのホイール９３の回転角を検知しコント
ローラ１３５に回転角信号１３７を出力している。

フォーク１１１のボス部１１３にはスイッチ１３９が取
り付けられ、信号１４１をコントローラ１３５に出力し
ている。操作ロッド９７にはスイッチ１３９のステム１
４３が係合する凹部１４５が設けられている。このステ
ム１４３はノくネ１０９が撓まない状態で凹部１４５に
係合し、スイ・ソチ１３９はＯＦＦになる。バネ１０９
が撓んで部材９７，１１１が相対移動するとステム１４
３はロッド９７の外周部に乗って後退し、スイ、ソチ１
３９はＯＮになる。こうして、変位センサが構成されス
イッチ信号１４１によりバネ１０９の後段側が目的のシ
フト位置にあるか否かが検知できる。

スリーブ６３のシフト操作に当ってスプライン歯８５と
スプライン歯８１．８３の位相が合わないとき、又はこ
れらの歯が抜けないときは待ち機構が働いてシフト待ち
の状態となり、バネ１０９の前段側（シフト操作側）の
シフト位置と後段側（フォーク１１１からスリーブ６３
まで）のシフト位置とが相違する。コントローラ１３５
はセンサ１３３からの信号１３７により目的のシフト位
置を知ると共にスイッチ信号１４１により待ち機構が働
いているか否かを知る。待ち機構が働いていなければ（
信号１４１がＯＦＦであれば）スリーブ６３は目的のシ
フト位置にあるから、コントローラ１３９は信号１４７
により運転席にそのシフト位置の表示ランプを点灯させ
る。

こうして、シフト８７が構成されている。このようなシ
フト装置８７において変位センサによる変位の検知によ
りシフト位置の誤表示が避けられる。このような機能の
ために用いられるスイッチは、従来例と異って、スイッ
チ１３９の１個だけであり、ポテンションタイプのセン
サも用いないから、コストが低減され構成も簡単である
。

こうして、リヤデフ１９が構成されている。

次に、リヤデフ１９の機能を第２図の車両の動力性能に
則して簡単に説明する。

エンジン１の駆動力はトランスミッション３で変速され
フロントデフ５を介して左右の前輪１１゜１３に分割出
力される。

リヤデフ１９をフリー状態（シフト位置Ａ）にすると、
ビスカスカップリング６１と差動機構７５とが切離され
車両は前輪駆動の２輪駆動状態になり、燃費が向上する
。

リヤデフ１９をビスカスミッション（シフト位置Ｂ）に
すると、ビスカスカップリング６１と差動機構７５とが
連結される。この状態では、前後輪間に差動が生じたと
きだけ後輪２５．２７側に駆動力が送られ、その他の場
合は実質的に前輪駆動状態となる。又、ビスカスカップ
リング６１の機能により、旋回は円滑に行われタイトコ
ーナブレーキング現象が防止される。

リヤデフ１９をコンベンショナルφデフ（シフト位置Ｃ
）にすると、エンジン１からの駆動力はビスカスカップ
リング６１をバイパスして直接差動機構７５に伝達され
る。この状態では前後輪間が直結状態になり差動が停止
するから直進性が向上する。

リヤデフ１９のこのような連結状態（シフト位置）は上
記のように正しく表示されるから操舵上の危険が避けら
れる。

なお、この実施例においてスイッチ１３９は操作ロッド
９７側に設けてもよい。操作ロッド９７に凸部を設けこ
の凸部の移動によりステム１４３を前進後退させスイッ
チ１３９を０Ｎ−ＯＦＦ操作してもよい。

［発明の効果］ この発明の変位センサは、バネを介設した伝達系におい
てバネの前段側と後段側との相対変位でスイッチが操作
されるように構成したから、例えばシフト位置を検知す
るに当って、必要なスイッチはこのスイッチ１個てすみ
ポテンショタイプのセンサも不要である。従って、それ
たけ低コストになり構造も簡単になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は一実施例を用いたデファレンシャル装置の断面
図、第２図はこのデファレンシャル装置を用いた車両の
動力系を示すスケルトン機構図、第３図は従来例の構成
図である。 ９７・・・操作ロッド １０９・・・バネ １１１・・・フォーク １３９・−・スイッチ （前段側部材） （後段側部材）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シフト力をバネを介して伝達する伝達系においてバネの
   前段側及び後段側の部材間に配置されバネの撓みによる
   前記両部材の相対変位により作動するスイッチを備えた
   ことを特徴とする変位センサ。