JPH0319462Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、４輪駆動車の前後輪の駆動系直結状
態を切換えるモータ式切換装置に関するものであ
る。

（従来技術） ４輪駆動車においては、前後輪の駆動系の直結
状態を操作ロツドで切換える切換装置として、車
軸間差動装置をロツク状態とアンロツク状態とに
切換えるデフロツク機構の切換装置、或いは２輪
駆動と４輪駆動とに切換える２−４切換機構の切
換装置などが使用される。

先ず、上記車軸間差動装置は、自動車の旋回時
における前輪と後輪の回転速度差を吸収するため
のものであるが、前輪が砂地に突入した場合など
には車軸間差動装置の差動機構を解除して前後輪
を等しく回転させる必要があることから、車軸間
差動装置をロツクするデフロツク機構が設けられ
る。上記デフロツク機構は車軸間差動装置の１対
のスプライン軸間をスライダにより連結或いは分
断するようにしたもので、上記スライダは切換装
置の操作ロツドでシフトフオークを介して切換操
作されるようになつている。

次に、上記２−４切換機構は、上記同様、後輪
へ動力を伝達する後輪駆動系の軸の途中部の１対
のスプライン軸をスライダを介して連結或いは分
断するようにしたもので、そのスライダは切換装
置の操作ロツドでシフトフオークを介して切換操
作されるようになつている。

上記デフロツク機構や２−４切換機構は、前後
輪駆動系の狭いスペースに組込まれるものなの
で、上記スライダのストロークエンド位置は精密
に規制する必要がある。

ところで、上記デフロツク機構や２−４切換機
構の切換装置をモータで駆動する場合には、モー
タの回転貫性に起因してモータが通電遮断後も回
転し、操作ロツドつまりスライダがオーバーラン
するという問題がある。

この種オーバランの問題に対して、従来では、
オーバーランの量を予め調べておき、スイツチの
位置を所望のストローク点の少し前に設定してお
く技術、或いはオーバーラン自体を軽減させるた
めにスイツチ作動（モータ通電OFF）と同時に
モータ通電端子の両側を短絡して電気ブレーキを
作動させる技術とが用いられて来た。

尚、参考までに特開昭56−53587号公報には、
モータの回転力をストロークに変換し所定のスト
ローク量に達したら導体と接点とが離れてモータ
が停止するようにしたものが記載されている。

（考案が解決しようとする問題点） 上記前者の技術では、電圧や負荷等の外的条件
が一定であればよいが、それらが変動する場合に
はオーバーランの量も変わるので、精度を要する
場合には適用できないという欠点がある。

また、上記後者の技術では、オーバーランを完
全になくすことは出来ず、電気ブレーキのための
回路が必要となりコストアツプの要因となるなど
の問題がある。

上記公報に記載のものによれば、簡単な機構で
モータを正逆回転または停止させることができる
けれども、モータの回転慣性によるオーバーラン
をなくすことは困難である。

（問題点を解決するための手段） 本考案に係る４輪駆動車のモータ式切換装置
は、４輪駆動車の車輪に駆動力を伝達する駆動系
の１対のスプライン軸部を分断可能に直結するス
ライダを、操作ロツドでシフトフオークを介して
直結状態と分断状態とに亙つて切換える切換装置
において、直流モータと、このモータの出力軸の
回転角を操作ロツドの軸方向変位に変換する作動
変換機構と、上記作動変換機構の何れかの作動体
に絶縁体を介して作動体の作動方向に沿つて取付
けられた第１導電体及び第２導電体と、上記モー
タの駆動回路のスイツチング回路に介装された
夫々１対の第１接触子及び第２接触子とを備え、
作動体がスライダの所定の直結位置に対応する第
１位置とスライダの所定の分断位置に対応する第
２位置とに亙つて往復作動する場合において、第
１導電体に接触する第１接触子は第１位置から第
２位置近傍に亙つて閉成し且つ第２位置で開成す
るように配設され、また第２導電体に接触する第
２接触子は第２位置から第１位置近傍に亙つて閉
成し且つ第１位置で開成するように配設され、第
１及び第２導電体の各閉成終了側の作動端近傍部
には各対の接触子を複数回開閉する間欠導電部が
形成したものである。

（作用） 本考案に係る４輪駆動車のモータ式切換装置
は、以上のように構成されるから、各対の接触子
が各閉成終了側の作動端で開成されてモータへの
通電が遮断される前に、各対の接触子は各作動端
近傍部の間欠導電部で複数回開閉されてモータへ
の通電が断続されるため、モータ回転数は減少と
増加を繰り返し乍ら逓減していき、モータは作動
端で通電遮断されるときまでには極く低速回転に
なつており、作動端で通電遮断されると直ちに停
止することになる。

（考案の効果） 本考案に係る４輪駆動車のモータ式切換装置に
よれば、以上説明したように、操作ロツドにより
シフトフオークを介して切換えられるスライダが
所定の直結位置又は所定の分断位置に接近したと
きには各対の接触子と導電体の間欠導電部とを介
してモータの回転数を階段的に低下させることに
より、モータの回転貫性に基く操作ロツド及びス
ライダのオーバーランを極めて小さくすることが
出来、操作ロツド及びスライダを所定の停止位置
に精度よく停止させることが出来る。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図はパートタイム４輪駆動式４輪駆動車の
動力伝達系統を示すもので、エンジン１はそのク
ランク軸２を車幅方向に向けて横向きに配設さ
れ、トランスミツシヨン８もその入力軸４と出力
軸６とを車幅方向に向けて横向きに配設されてお
り、入力軸４はクラツチ３を介してクランク軸２
に接続され、出力軸６の端部にはドライブギヤ５
が設けられ、入力軸４と出力軸６とに互つて変速
機構７が設けられている。

上記ドライブギヤ５は車軸間差動装置９のリン
グギヤ１０の外周部に形成された入力ギヤ１１に
噛合されている。

第２図に示すように、上記車軸間差動装置９
は、上記リングギヤ１０と、これに同心状のサン
ギヤ１２と、リングギヤ１０とサンギヤ１２とに
噛合する複数のピニオン１３と、これらピニオン
１３をピン１４を介して担持するピニオンキヤリ
ヤ１５とからなる遊星歯車機構によつて構成され
ている。

ここで、第３図に示すように、車軸間差動装置
９のリングギヤ１０とサンギヤ１２との間の複数
のピニオン１３は、夫々リングギヤ１０に噛合す
るピニオン１３ａと、このピニオン１３ａとサン
ギヤ１２とに噛合するピニオン１３ｂとからなる
ダブルピニオンで構成されている。

第２図に示すように、車軸間差動装置９の一側
には、前輪差動装置２０が配設され、この前輪差
動装置２０は、デフケース１６と、ケース１６に
支持された半径方向のピン１７と、ピン１７に回
転自在に嵌合された１対のピニオン１８と、両ピ
ニオン１８に噛合する左右一対の傘歯車１９とか
ら構成されている。

上記前輪差動装置２０の左右の傘歯車１９に
は、左前輪駆動軸２１と右前輪駆動軸２２とが
夫々結合され、左前輪駆動軸２１は車軸間差動装
置９の中心部を貫通して、左前輪２３に連結さ
れ、また右前輪駆動軸２２は右前輪２４に連結さ
れている（第１図参照）。

上記車軸間差動装置９のピニオンキヤリヤ１５
と、その側方に位置する前輪駆動装置２０のデフ
ケース１６とは一体部品に形成されている。

上記車軸間差動装置９のリングギヤ１０とデフ
ケース１６（ピニオンキヤリヤ１５）は、前輪差
動装置２０の右方へ延長され、リングギヤ１０の
延長部外周にはスプライン２５がまたデフケース
１６の延長部外周には上記スプライン２５の右側
に隣接するスプライン２６が形成され、上記スプ
ライン２５は嵌合された状態と両スプライン２
５，２６に跨つて嵌合された状態とにスライド可
能なスライダ２７が設けられ、上記両スプライン
２５，２６とスライダ２７とによつて、リングギ
ヤ１０とピニオンキヤリヤ１５とを結合し又は分
離するデフロツク機構２８が構成されている。

そして、上記デフロツク機構２８を切換える為
のモータ式切換装置５０がケーシング５１に取付
けられ、その操作ロツド５２がケーシング５１内
へ延び、操作ロツド５２の先端部のシフトフオー
ク５２ａがスライダ２７の外周溝に回転摺接自在
に係合されている。

上記のように、車軸間差動装置９と、前輪差動
装置２０と、車軸間差動装置９のデフロツク機構
２８とが、前輪差動装置２０を中央として同軸上
に配置されている。

一方、上記車軸間差動装置９や前輪差動装置２
０の軸心から一定間隔を隔てて中間軸２９が平行
に配設され、中間軸２９に一体形成されたギヤ３
０が車軸間差動装置９のサンギヤ１２に一体形成
されたギヤ３１に噛合され、中間軸２９の延長上
に第２中間軸３２が配設され、両中間軸２９，３
２の隣接端部に形成されたスプライン３３，３４
にスライダ３５が嵌合されて、スライダ３５のス
ライドによつて両中間軸２９，３２が接続又は分
離される構成となつている。

上記第２中間軸３２には冠歯車からなる出力ギ
ヤ３６が設けられ、この出力ギヤ３６に車体前後
方向に延びる推進軸３７と一体の傘歯車３８が噛
合され、この推進軸３７は第１図に示すように後
輪差動装置３９に至り、後輪差動装置３９から左
右に延びる左後輪駆動軸４０と右後輪駆動軸４１
を介して左右の後輪４２，４３を駆動するように
なつている。

上記の構成において、エンジン１のクランク軸
２の回転は、クラツチ３を介してトランスミツシ
ヨン８に入力され、トランスミツシヨン８におい
て選択された減速比で出力軸６が駆動され、出力
軸６上のドライブギヤ５から入力ギヤ１１を介し
て車軸間差動装置９のリングギヤ１０に入力され
る。

上記リングギヤ１０に入力された動力は、車軸
間差動装置９において分割されて、ピニオンキヤ
リヤ１５とサンギヤ１２とから夫々出力され、ピ
ニオンキヤリヤ１５からの出力は前輪差動装置２
０を介して左右の前輪駆動軸２１，２２つまり左
右の前輪２３，２４を駆動する。

上記サンギヤ１２からの出力は、ギヤ３１，３
０、中間軸２９，３２及び出力ギヤ３６を介して
推進軸３７を駆動し、さらに後輪差動装置３９を
介して左右の後輪駆動軸４０，４１つまり後輪４
２，４３を駆動する。

この場合において、上記中間軸２９と第２中間
軸３２のスプライン３３，３４に跨つて嵌合され
たスライダ３５を第２図の仮想線で示すようにス
ライドさせて両中間軸２９，３２を分断すれば、
上記エンジン１の出力は前輪２３，２４のみに伝
達されることになる。

ここで、両中間軸２９，３２を結合して４輪駆
動状態にした場合において、車軸間差動装置９の
デフロツク機構２８のスライダ２７をモータ式切
換装置によつて仮想線で示すようにスライドさせ
て、リングギヤ１０のスプライン２５とピニオン
キヤリヤ１５のスプライン２６に跨つて嵌合させ
れば、リングギヤ１０とピニオンキヤリヤ１５と
が結合されるため車軸間差動装置９の差動機能が
なくなり、これにより前輪２３，２４および後輪
４２，４３が夫々に作用する抵抗に拘らず、エン
ジン１の回転によつて等しく回転されることにな
る。

ここで、車軸間差動装置９のピニオン１３がダ
ブルピニオンなので、エンジン１の出力が前輪２
３，２４と後輪４２，４３に略均等に分割されて
伝達される。

ここで、上記デフロツク機構２８を切換える前
記モータ式切換装置５０は次のように構成されて
いる。

第４図に示すように、上記操作ロツド５２の右
端部は、直流モータ５３で駆動される作動変換機
構のラツク部材５４に連結され、操作ロツド５２
は上記モータ５３の回転駆動力で作動変換機構を
介して軸方向へ進退駆動されるようになつてい
る。

即ち、上記作動変換機構はモータ５３とともに
ケース５０ａ内に組込まれており、この作動変換
機構は、操作ロツド５２の端部に連結されたラツ
ク部材５４であつてラツクガイド５５のガイド溝
５５ａ内で前記スライダ２７の移動ストロークだ
け進退し得るラツク部材５４と、このラツク部材
５４を案内する上記ラツクガイド５５と、上記ラ
ツク部材５４のラツクに噛み合つてラツク部材５
４を進退させる第１ピニオン５６と、第１ピニオ
ン５６が固着された第１支軸５７と、第１支軸５
７に固着されたセクタギヤ５８と、セクタギヤ５
８に噛み合いセクタギヤ５８を介して第１支軸５
７を自転させる第２ピニオン５９と第２ピニオン
５９が固着された第２支軸６０と、第２支軸６０
に設けられモータ５３の出力軸のウオームキヤ５
３ａと噛合つてモータ５３で回転駆動される大径
ギヤ６１と、大径ギヤ６１の軸直交端面に絶縁体
を介して取付けられた円弧状の第１導電体６２及
び第２導電体６３と、上記第１及び第２導電体６
２，６３に夫々摺動する２対の接触子６２ａ，６
２ｂ及び６３ａ，６３ｂであつてモータ５３の駆
動回路のスイツチング回路に介装された接触子６
２ａ，６２ｂ及び６３ａ，６３ｂとから構成され
ている（第４図。第５図参照）。

第５図に示すように、上記第１導電体６２は大
径ギヤ６１の端面にＣ字状に取付けられ、第２導
電体６３は第１導電体６２に対してその外周側に
約180゜位相の異なる逆向きＣ字状に取付けられて
いる。

第２図。第４図。第５図はデフロツク機構２８
のスライダ２７がアンロツク状態に切換られた状
態を示し、上記スライダ２７をロツク状態に切換
える際には大径ギヤ６１を第５図の矢印Ｂ方向へ
約180゜回転させると、第２支軸６０、第２ピニオ
ン５９、セクタギヤ５８、第１支軸５７を介して
第１ピニオン５６が約90゜回転してラツク部材５
４が第４図の仮想位置へ移動し、スライダ２７が
第２図仮想線位置（ロツク状態）へ切換えられ
る。

このロツク状態からアンロツク状へ切換える際
には大径ギヤ６１を上記とは反対方向つまり第５
図矢印Ａ方向へ約180゜回転させればよい。

上記モータ５３の駆動回路には、モータ５３の
回転方向を正逆切換えるための１対のリレースイ
ツチ６４，６５が介装され、リレースイツチ６４
の共通端子６４ｃはモータ５３の一方の入力端子
にまたリレースイツチ６５の共通端子６５ｃはモ
ータ５３の他方の入力端子に継続され、両リレー
スイツチ６４，６５の常閉側端子６４ｂ，６５ｂ
は接地されるとともに、励磁側端子６４ａ，６５
ａは直流電源６６の十端子に接続されている。

また、上記第１導電体６２に摺接し且つそのア
ンロツク側作動端Ｕで開成される１対の接触子６
２ａ，６２ｂが第５図のように配設され、上記接
触子６２ａ，６２ｂの一方は接地されまた他方は
リレースイツチ６４のコイル６４ｄの一端に接続
される。

同様に、上記第２導電体６３に摺接し且つその
ロツク側作動端Ｌで開成される１対の接触子６３
ａ，６３ｂが配設され、上記接触子６３ａ，６３
ｂの一方は接地されまた他方はリレースイツチ６
５のコイル６５ｄの一端に接続される。

そして、ロツク・アンロツクをセレクトする為
のセレクトスイツチ６７の共通端子６７ｃは電源
６６の十端子に接続され、そのアンロツク側端子
６７ａはリレースイツチ６４のコイル６４ｄの他
端に接続されまたそのロツク側端子６７ｂはリレ
ースイツチ６５のコイル６５ｄの他端に接続され
ている。

上記モータ駆動回路とそのスイツチング回路に
おいて、上記セレクトスイツチ６７をアンロツク
側からロツク側へ切換えると、接触子６３ａ，６
３ｂ間は第２導電体６３を介して閉成されている
ので、リレースイツチ６５のコイル６５ｄへ通電
され、リレースイツチ６５が励磁側端子６５ａへ
切換えられ、モータ５３へ矢印ｂ方向の電流が流
れてモータ５３が回転し大径ギヤ６１が矢印Ｂ側
へ回転し、作動変換機構を介してデフロツク機構
２８のスライダ２７は第２図で右方へ移動してい
く。

そして、スライダ２７が仮想線図示位置へ移動
してデフロツク機構２８がロツク状態になつたと
きには、接触子６３ａ，６３ｂ間が第２導電体６
３のロツク側作動端Ｌで開成されるので、リレー
スイツチ６５のコイル６５ｄへ通電しなくなり、
リレースイツチ６５が常閉側端子６５ｂへ切換え
られ、モータ５３が停止する（第６図参照）。

上記セレクトスイツチ６７をロツク側からアン
ロツク側へ切換えるときも、上記と同様に、初め
のうちは接触子６２ａ，６２ｂ間が第１導電体６
２を介して閉成されているので、リレースイツチ
６４が励磁側へ切換えられ、モータ５３へは矢印
ａ方向の電流が通電され、スライダ２７は第２図
で左方へ移動し、デフロツク機構２８がアンロツ
ク状態になつたときには、接触子６２ａ，６２ｂ
間が第１導電体６２のアンロツク側作動端Ｕで開
成されるので、リレースイツチ６４のコイル６４
ｄへ通電しなくなり、リレースイツチ６４が常閉
側端子６４ｂへ切換えられ、モータ５３が停止す
る。

ここで、デフロツク機構２８のスライダ２７を
切換えてアンロツク位置又はロツク位置に停止さ
せる際に、モータ５３の回転速度を段階的に低下
させることによつて、スライダ２７のオーバーラ
ンを極力小さくするために、上記第１導電体６２
のアンロツク側作動端Ｕの近傍部及び第２導電体
６３のロツク側作動端Ｌの近傍部には、第５図図
示のように間欠導電部６２ｅ，６３ｅが夫々形成
される。

上記間欠導電部６２ｅ，６３ｅは、第１及び第
２導電体６２，６３の連結状の内周部から小間隔
おきに外周側へ突出する３個の矩形波状導電体で
構成される。

上記のような間欠導電部６２ｅ，６３ｅを設け
たときには、第６図、第７図に示すように、作動
動端Ｕ，Ｌに至るまでに接触子６２ａ，６２ｂ及
び６３ａ，６３ｂ間が３回開閉され、モータ回転
数が減少増加を繰返し乍ら段階的に逓減してい
き、作動端Ｕ，Ｌに到達したときに接触子６２
ａ，６２ｂ及び６３ａ，６３ｂ間の４回目の開成
で停止することになる。

この場合、作動端Ｕ，Ｌに至るまでにモータ５
３の回転数が十分に低下しているので、作動端
Ｕ，Ｌにおいて通電遮断後モータ５３は微小時間
ｔで停止することになり、スライダ２７のオーバ
ーランは微小となる。

上記間欠導電部６２ｅ，６３ｅを設けない場合
には、第７図に仮想線で図示のように、作動端
Ｕ，Ｌにおけるモータ５３の回転数が大きいた
め、作動端Ｕ，Ｌにおいて通電遮断後モータ５３
が停止するまでの時間Ｔが長くなり、スライダ２
７のオーバーランが大きくなる。

上記間欠導電体６２ｅ，６３ｅの形状は、第５
図に図示のものに限るものではなく、要は作動端
Ｕ，Ｌに達するまでに接触子６２ａ，６２ｂ及び
６３ａ，６３ｂ間を複数回開閉するような構造に
なつていればよい。

上記実施例では、大径ギヤの端面に第１及び第
２導電体を設けたが、例えばラツク部材の側面に
絶縁体を介してその移動方向に沿う１対の導電体
を取付け上記導電体の各作動端に間欠導電体を形
成してもよい。

上記実施例では、本考案に係るモータ式切換装
置５０をデフロツク機構２８をアンロツク状態と
ロツク状態とに切換える切換装置に適用した場合
について説明したが、本考案に係るモータ式切換
装置はパートタイム型４輪駆動車の２−４切換装
置つまり第２図におけるスライダ３５を切換える
切換装置にも適用することが出来る。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
４輪駆動車の動力伝達系統の平面図、第２図は車
軸間差動装置の周辺構造の横断平面図、第３図は
第２図−線断面図、第４図はモータ式切換装
置の横断平面図、第５図は第４図−線図面図
にモータ駆動回路とそのスイツチング回路を追加
した図、第６図はデフロツク機構をロツク状態に
したときの導電体と接触子の位置関係を示す説明
図、第７図はモータ電圧の線図、第８図はモータ
回転数の線図である。 ５０……切換装置、５２……操作ロツド、５２
ａ……シフトフオーク、５３……モータ、５３ａ
……ウオームギヤ、５４……ラツク部材、５５…
…ラツクガイド、５６……第１ピニオン、５７…
…第１支軸、５８……セクタギヤ、５９……第２
ピニオン、６０……第２支軸、６１……大径ギ
ヤ、６２……第１導電体、Ｕ……アンロツク側作
動端、６３……第２導電体、Ｌ……ロツク側作動
端、６２ａ，６２ｂ……接触子、６３ａ，６３ｂ
……接触子、６２ｅ，６３ｅ……間欠導電部、６
４，６５……リレースイツチ、６６……電源。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ４輪駆動車の車輪に駆動力を伝達する駆動系の
   １対のスプライン軸部を分断可能に直結するスラ
   イダを、操作ロツドでシフトフオークを介して直
   結状態と分断状態とに亙つて切換える切換装置に
   おいて、 直流モータと、このモータの出力軸の回転角を
   操作ロツドの軸方向変位に変換する作動変換機構
   と、上記作動変換機構の何れかの作動体に絶縁体
   を介して作動体の作動方向に沿つて取付けられた
   第１導電体及び第２導電体と、上記モータの駆動
   回路のスイツチング回路に介装された夫々１対の
   第１接触子及び第２接触子とを備え、 作動体がスライダの所定の直結位置に対応する
   第１位置とスライダの所定の分断位置に対応する
   第２位置とに亙つて往復作動する場合において、
   第１導電体に接触する第１接触子は第１位置から
   第２位置近傍に亙つて閉成し且つ第２位置で開成
   するように配設され、また第２導電体に接触する
   第２接触子は第２位置から第１位置近傍に亙つて
   閉成し且つ第１位置で開成するように配設され、
   第１及び第２導電体の各閉成終了側の作動端近傍
   部には各対の接触子を複数回開閉する間欠導電部
   が形成されていることを特徴とする４輪駆動車の
   モータ式切換装置。