JP4385413B2

JP4385413B2 - ２輪・４輪駆動切換装置

Info

Publication number: JP4385413B2
Application number: JP24074998A
Authority: JP
Inventors: 典昭野中
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1998-08-26
Filing date: 1998-08-26
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2018-08-26
Also published as: JP2000071806A; US6315073B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、自動車の駆動系を２輪駆動状態と４輪駆動状態に切換えるトランスファの２輪・４輪駆動切換部材を駆動する２輪・４輪駆動切換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開昭６４−８５８３９号公報、特開平７−１７９１３３号公報には、ハウジングと、このハウジングにより往復動自在に支承されかつトランスファの２輪・４輪駆動切換用のシフトフォークを固設したシフトフーク軸と、ハウジングにより回転自在に支承されかつシフトフォーク軸に形成されたラックと噛合うピニオンを形成した回転軸と、回転軸により相対回転自在に支承されかつスプリングを介して回転軸と回転的に連結されたウオームホイールと、このウオームホイールに噛合ったウオームと、このウオームを回転駆動する電気モータとを備えた２輪・４輪駆動切換装置が記載されている。
【０００３】
２輪・４輪駆動切換装置には、一般的に、トランスファが２輪駆動状態と４輪駆動状態の何れの状態になっているかを運転者に表示するインジケータが附設されており、このインジケータの作動を制御するための電気信号を生成する電気スイッチは、汎用の電気スイッチをハウジングに取付けてシフトフォーク軸に形成されたカムにより動作させるように構成されていた。
【０００４】
また、特開平７−１７９１３３号公報に記載の２輪・４輪駆動切換装置においては、ウオームホイールに固設された複数の電極とハウジングに固設された複数の導電部材とにより構成される複数の電気スイッチがハウジング内の設置され、これら電気スイッチのオン、オフの組合わせに基づき電気モータへの通電を制御するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
今日、自動車用部品に対して製造コストの引き下げが強く要求されているが、インジケータの作動を制御するための電気信号を汎用の電気スイッチにより生成する構成が製造コストの引き下げの妨げとなっていた。
【０００６】
この出願の発明は、インジケータの作動を制御するための電気信号を生成する電気スイッチの構成を改良して製造コストを従来よりも引き下げることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この出願の請求項１の発明は、ハウジングと、このハウジングの端壁により端部を支承されておりかつトランスファの２輪・４輪駆動切換部材と常時連動する回転軸と、この回転軸をスプリングを介して回転駆動する駆動手段と、前記トランスファが２輪駆動状態と４輪駆動状態の何れの状態になっているかを表示するインジケータの作動を制御するための電気信号を生成する電気スイッチとを備えた２輪・４輪駆動切換装置において、前記電気スイッチを、前記ハウジングの前記端壁の内面と前記回転軸の何れか一方に互いに電気的に絶縁して固設した複数の電気スイッチ用電極と、その他方に固設して前記回転軸の回転位置に応じて前記複数の電極を電気的に導通／非導通させる電気スイッチ用導電部材とで構成し、前記複数の電極を前記ハウジングの前記端壁の前記内面に固設すると共に、前記ハウジングの前記端壁を電気絶縁材により形成して同端壁により前記複数の電極の間を電気的に絶縁し、また前記回転軸と一体に回転する電気絶縁材よりなるホルダを設置してこのホルダに前記導電部材を保持させ、前記駆動手段を、前記回転軸により相対回転自在に支承させたウオームホイールとこのウオームホイールに噛合ったウオーム及びこのウオームを回転駆動する電気モータとにより構成し、この電気モータの作動を制御するための電気信号を生成する第２の電気スイッチを、前記ハウジングの前記端壁の前記内面に固設した複数の第２の電気スイッチ用電極と、前記ウオームホイールに固設した第２の電気スイッチ用導電部材とにより構成し、前記電気スイッチと前記第２の電気スイッチは、前記ハウジングの前記端壁の内面と前記回転軸の何れか一方に固設した電極を共有することを特徴とする２輪・４輪駆動切換装置である。
【０００８】
この出願の請求項２の発明は、請求項１に記載の２輪・４輪駆動切換装置であって、前記電気スイッチの前記複数の電極及び前記第２の電気スイッチの前記複数の電極のそれぞれを、前記回転軸の周方向に延在する導電帯により構成したことを特徴とする２輪・４輪駆動切換装置である。
【０００９】
この出願の請求項３の発明は、ハウジングと、このハウジングにより支承されておりかつトランスファの２輪・４輪駆動切換部材と常時連動する回転軸と、この回転軸をスプリングを介して回転駆動する駆動手段と、前記トランスファが２輪駆動状態と４輪駆動状態の何れの状態になっているかを表示するインジケータの作動を制御するための電気信号を生成する電気スイッチと、前記駆動手段の作動を制御するスイッチと、を備えた２輪・４輪駆動切換装置において、前記電気スイッチを、前記ハウジングの前記端壁の内面と前記回転軸の何れか一方に互いに電気的に絶縁して固設した電気スイッチ用電極と、その他方に固設して前記回転軸の回転位置に応じて前記電極を電気的に導通／非導通させる電気スイッチ用導電部材とで構成し、前記スイッチを、前記ハウジングの前記端壁の内面と前記回転軸の何れか一方に互いに電気的に絶縁して固設したスイッチ用電極と、その他方に固設して前記回転軸の回転位置に応じて前記電極を電気的に導通／非導通させるスイッチ用導電部材とで構成し、前記電気スイッチと前記スイッチは、前記ハウジングの前記端壁の内面と前記回転軸の何れか一方に固設した電極を共有することを特徴とする２輪・４輪駆動切換装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この出願の発明に係る２輪・４輪駆動切換装置を図１を参照して説明する。図１において、２輪・４輪駆動切換装置１０のハウジング１１は金属よりなる部分１１Ａと電気絶縁材である樹脂よりなる部分１１Ｂとを結合してなる。部分１１Ａは図示しないトランスファの２輪・４輪駆動切換部材（例えば、２輪駆動状態が後輪駆動である自動車では前輪側駆動軸を後輪側駆動軸と断続する噛合いクラッチの可動クラッチ部材）を駆動するシフトフォーク１２を固定したシフトフォーク軸１３を往復動自在に支承している。
【００１３】
このシフトフォーク軸１３に形成されたラックと噛合うピニオン１４を一端に一体成形された回転軸１５は、ピニオン１４の近傍部をハウジング部分１１Ａにより回転自在に支承され、また他端をハウジング部分１１Ｂにインサート成形された軸受１６により回転自在に支承されている。
【００１４】
回転軸１５上には、中心部に金属よりなるブッシュ１７がインサート成形された樹脂よりなるウオームホイール１８が、回転軸１５と相対回転自在に支承されている。このウオームホイール１８には、ハウジング１１に固定された直流電動機１９により回転駆動されるウオーム２０（図２参照）が噛合っている。
【００１５】
ウオームホイール１８と一体に回転するレバー２１は、スパイラル形状のスプリング２２の一端と回転的に連結され、トーションスプリング２２の他端は回転軸１５と一体に回転するレバー２３と回転的に連結されている。
【００１６】
而して、シフトフォーク１２が図１に示す４ＷＤ（４輪駆動位置）に位置する状態にて直流電動機１９を正転させると、直流電動機１９の回転がウオーム２０とウオームホイール１８とにより減速されてレバー２１に伝達され、レバー２１の回転がスプリング２２とレバー２３を介して回転軸１５に伝達され、ピニオン１４とシフトフォーク軸１３のラックとにより回転軸１５の回転がシフトフォーク軸１３の軸方向移動に変換され、シフトフォーク１２が４ＷＤ位置から２ＷＤ位置（２輪駆動位置）へ移動し、トランスファの２輪・４輪駆動切換部材を２輪駆動位置へ動かし、またシフトフォーク１２が２ＷＤ位置に位置する状態にて直流電動機１９を逆転させると、シフトフォーク１２が２ＷＤ位置から４ＷＤ位置へ移動し、トランスファの２輪・４輪駆動切換部材を４輪駆動位置へ動かす。
【００１７】
直流電動機１９を作動させてシフトフォーク１２を４ＷＤ位置と２ＷＤ位置との間で移動させる時、２輪・４輪駆動切換部材とこれが噛合っている相手側部材との間に大きなトルクが作用していたり、或いは２輪・４輪駆動切換部材と相手側部材の歯が対向している場合には直流電動機１９の出力トルクでは２輪・４輪駆動切換部材を４ＷＤ位置から、或いは４ＷＤ位置へ移動させることができないが、直流電動機１９の出力トルクはスプリング２２を弾性変形させるには十分であることから、そのような場合には直流電動機１９からレバー２１までの伝動系はスプリング２２を弾性変形させながら所定位置まで動かされ、レバー２３から２輪・４輪駆動切換部材までの伝動系は２輪・４輪駆動切換部材が４ＷＤ位置から、或いは４ＷＤ位置へ動き得る状態になったときスプリング２２に蓄積された力によって４ＷＤ位置から、或いは４ＷＤ位置へ動かされる。
【００１８】
直流電動機１９の作動は、運転者によって操作される２輪・４輪駆動切換電気スイッチＳＷ１と、ハウジング１１内に設置されてウオームホイール１８の回転に連動する切換電気スイッチＳＷ２とによって制御される。即ち、図４に示すように、直流電動機１９の２つの端子の一方はリレーＲ１によりバッテリー＋側とバッテリー−側に電気的にかつ択一的に接続され、またその他方はリレーＲ２によりバッテリー＋側とバッテリー−側に電気的にかつ択一的に接続される。リレーＲ１、Ｒ２のコイルの一端は切換電気スイッチＳＷ１を介してバッテリー＋側と電気的に接続され、またその他端は切換電気スイッチＳＷ２を介してバッテリー−側に電気的に接続される。切換電気スイッチＳＷ２は、ウオームホイール１８の回転位置が２ＷＤ側行程端〜４ＷＤ側行程端の少し手前の範囲にある場合にリレーＲ１のコイルの他端をバッテリー−側に電気的に接続し、またウオームホイール１８の回転位置が４ＷＤ側行程端〜２ＷＤ側行程端の少し手前の範囲にある場合にリレーＲ２のコイルの他端をバッテリー−側に電気的に接続する。シフトフォーク１２を２ＷＤ位置から４ＷＤ位置へ、或いはその逆に動かすためにはウオームホイール１８が２ＷＤ側行程端の少し手前から４ＷＤ側行程端の少し手前まで、或いはその逆に回転することで足りる。つまり、ウオームホイール１８の回転行程範囲はシフトフォーク１２の行程範囲より少し広く設定されているものであり、その両者間の差はスプリング２２の弾性変形によって吸収される。
【００１９】
図４に示すように、４ＷＤ状態を運転者に報知するランプ等のインジケータＬの作動、非作動はハウジング１１内に設置されて回転軸１５の回転に連動する電気スイッチＳＷ３によって制御される。即ち、インジケータＬの一端はバッテリー＋側と電気的に接続され、またその他端は電気スイッチＳＷ３を介してバッテリー−側と電気的に接続される。この電気スイッチＳＷ３は、回転軸１５の回転位置が、２輪・４輪駆動切換部材とその相手側部材との噛合いが開始する少し手前の位置〜４ＷＤ位置の範囲にある場合にのみインジケータＬの他端をバッテリー−側と電気的に接続する。
【００２０】
切換電気スイッチＳＷ２、電気スイッチＳＷ３の構成を図１〜図３により説明すると、回転軸１５の他端を支承する樹脂製ハウジング部分１１Ｂの内壁面には、４つの電極Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４が設けられている。これら電極Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４は、回転軸１５を中心とする円弧状の導電帯により構成されており、電極Ｔ１はインジケータＬと電気的に接続され、電極Ｔ２はバッテリー−側と電気的に接続され、電極Ｔ３はリレーＲ１のコイルと電気的に接続され、電極Ｔ４はリレーＲ２のコイルと電気的に接続される。電極Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４の相互間の電気的な絶縁はハウジング１１Ｂにより行われている。電極Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４はハウジング部分１１Ｂの内壁面に印刷等により直接的に形成してもよいし、或いは予め形成しておいてハウジング部分１１Ｂの内壁面に固定してもよい。
【００２１】
一方、図３に示すように、回転軸１５には樹脂などの電気絶縁材からなるホルダ２４が回転軸１５と一体回転するように設けられ、このホルダ２４には導電スプリング（導電部材）２５が固設されている。この導電スプリング２５は第１及び第２の舌片２５ａ及び２５ｂを有しており、第２の舌片２５ｂは常時電極Ｔ２に軽く圧接する。第１の舌片２５ａは、回転軸１５の回転位置が、２輪・４輪駆動切換部材とその相手側部材との噛合いが開始する少し手前の位置〜４ＷＤ位置の範囲にある場合には電極Ｔ１と軽く圧接するが、回転軸１５の回転位置が、２輪・４輪駆動切換部材とその相手側部材との噛合いが開始する少し手前の位置〜４ＷＤ位置の範囲になければハウジング部分１１Ｂの内壁面に軽く圧接する。また、ウオームホイール１８には第１、第２及び第３の舌片２６ａ、２６ｂ及び２６ｃを有した導電スプリング（導電部材）２６が固設されており、この導電スプリング２６の第１の舌片２６ａは常時電極Ｔ２に軽く圧接する。第２の舌片２６ｂは、ウオームホイール１８の回転位置が２ＷＤ側行程端〜４ＷＤ側行程端の少し手前の範囲にある場合には電極Ｔ３と軽く圧接するが、ウオームホイール１８の回転位置が２ＷＤ側行程端〜４ＷＤ側行程端の少し手前の範囲になければハウジング部分１１Ｂの内壁面に軽く圧接する。第３の舌片２６ｃは、ウオームホイール１８の回転位置が４ＷＤ側行程端〜２ＷＤ側行程端の少し手前の範囲にある場合には電極Ｔ４と軽く圧接するが、ウオームホイール１８の回転位置が４ＷＤ側行程端〜２ＷＤ側行程端の少し手前の範囲になければハウジング部分１１Ｂの内壁面に軽く圧接する。
【００２２】
電極Ｔ１及びＴ２と導電スプリング２４とによって電気スイッチＳＷ３が構成され、電極Ｔ２、Ｔ３及びＴ４と導電スプリング２６とによって切換電気スイッチＳＷ２が構成される。
【００２３】
シフトフォーク１２が図１に示すように４ＷＤ位置に位置する場合、電気スイッチＳＷ３がインジケータＬをバッテリー−側と接続するので、インジケータＬが作動し、運転者に４ＷＤ状態であることを知らせる。また、切換電気スイッチＳＷ２がリレーＲ１のコイルとバッテリー−側との接続を断つと共にリレーＲ２のコイルをバッテリー−側に接続しているので、運転者が切換電気スイッチＳＷ１を４ＷＤ側から２ＷＤ側に切換えると、リレーＲ２のコイルの回路が閉じてリレーＲ２の接点がバッテリー−側からバッテリー＋側へ切換わり、直流電動機１９が正転してウオームホイール１８が２ＤＷ側行程端に向けて回転されると共に回転軸１５が２ＷＤ位置に向けて回転され、シフトフォーク１２が２ＷＤ位置に向けて動かされる。切換電気スイッチＳＷ２はウオームホイール１８の回転が２ＤＷ側行程端の少し手前に到達するまでの間リレーＲ２のコイルをバッテリー−側と接続し続けるので、直流電動機１９の正転はウオームホイール１８の回転が２ＤＷ側行程端の少し手前に到達するまで継続し、従ってシフトフォーク１２が２ＷＤ位置へ動かされる。ウオームホイール１８の回転が２ＤＷ側行程端に到達すると、切換電気スイッチＳＷ２がリレーＲ２のコイルとバッテリー−側との接続を断つので、直流電動機１９が停止する。
【００２４】
上記のように回転軸１５、シフトフォーク１２が４ＷＤ位置から２ＷＤ位置へ動く過程で電気スイッチＳＷ３がインジケータＬとバッテリー−側とを接続から遮断に切換えるので、インジケータＬが非作動となる。
【００２５】
ウオームホイール１８の回転が２ＤＷ側行程端に位置する場合、切換電気スイッチがリレーＲ１のコイルをバッテリー−側と接続する。従って、運転者が切換電気スイッチＳＷ１を２ＷＤ側から４ＷＤ側に切換えると、リレーＲ１のコイルの回路が閉じてリレーＲ１の接点がバッテリー−側からバッテリー＋側へ切換わり、直流電動機１９が逆転してウオームホイール１８が４ＤＷ側行程端に向けて回転されると共に回転軸１５が４ＷＤ位置に向けて回転され、シフトフォーク１２が４ＷＤ位置に向けて動かされる。切換電気スイッチＳＷ２はウオームホイール１８の回転が４ＤＷ側行程端の少し手前に到達するまでの間リレーＲ１のコイルをバッテリー−側と接続し続けるので、直流電動機１９の逆転はウオームホイール１８の回転が４ＤＷ側行程端の少し手前に到達するまで継続し、従ってシフトフォーク１２が４ＷＤ位置へ動かされる。ウオームホイール１８の回転が４ＤＷ側行程端に到達すると、切換電気スイッチＳＷ２がリレーＲ１のコイルとバッテリー−側との接続を断つので、直流電動機１９が停止する。
【００２６】
上記のように回転軸１５、シフトフォーク１２が２ＷＤ位置から４ＷＤ位置へ動く過程で電気スイッチＳＷ３がインジケータＬとバッテリー−側とを遮断から接続に切換えるので、インジケータＬが作動となる。
【００２７】
以上に説明したように、インジケータＬを作動、非作動させる電気スイッチＳＷ３は、ハウジング部分１１Ｂの内壁面に固設した電極Ｔ１、Ｔ２と回転軸１５と一体に回転する導電スプリング２５とにより構成されており、電気スイッチＳＷ３のハウジングを２輪・４輪駆動切換装置１０のハウジング１１によって提供することができ、ハウジング部分１１Ｂを電気絶縁材で形成することによって電極Ｔ１、Ｔ２間の電気的な絶縁が容易に達成できる等により、汎用の電気スイッチを使用する場合に比べて製造コストを引き下げることができる。また、直流電気モータ１９の作動を制御するための切換電気スイッチＳＷ２をハウジング部分１１Ｂの内壁面に固設した電極Ｔ２〜Ｔ４とウオームホイール１８と一体に回転する導電スプリング２６とにより構成した場合、電極Ｔ１〜Ｔ４がハウジング部分１１Ｂの内壁面に集中的に位置することからそれらの形成が容易であり、電極Ｔ２を２つの電気スイッチＳＷ２、ＳＷ３に共有させることができるので、これらのことによっても製造コストの引き下げができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上に説明したように、この出願の発明に係る２輪・４輪駆動切換装置は、４輪駆動状態であるか、或いは２輪駆動状態であるかを運転者に知らせるインジケータを作動、非作動制御するための電気信号を生成させる電気スイッチを、２輪・４輪駆動切換装置のハウジングの端壁の内面とシフトフォーク軸と常時連動する回転軸の何れか一方に互いに電気的に絶縁して固設した複数の電極と、その他方に固設して回転軸の回転位置に応じて複数の電極を電気的に導通／非導通させる導電部材とで構成したことから、同電気スイッチとして汎用の電気スイッチを用いていた従来装置に比べ、製造コストを引き下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明に係る２輪・４輪駆動切換装置の断面図である。
【図２】図１のハウジング部分１１Ｂをウオームホイール側から見た図である。
【図３】図１の導電スプリング２５、２６をハウジング１１Ｂの端壁側から見た図である。
【図４】直流電動機１９とインジケータＬの電気回路を示す図である。
【符合の説明】
１０・・・２輪・４輪駆動切換装置
１１・・・ハウジング
１１Ｂ・・・ハウジング部分
１２・・・シフトフォーク
１３・・・シフトフォーク軸
１４・・・ピニオン
１５・・・回転軸
１８・・・ウオームホイール
１９・・・直流電動機
２０・・・ウオーム
２１・・・内壁面
２２・・・スプリング
Ｓｗ２、ＳＷ３・・・電気スイッチ
Ｔ１〜Ｔ４・・・電極
２４・・・ホルダ
２５、２６・・・導電スプリング（導電部材）

Claims

ハウジングと、このハウジングの端壁により端部を支承されておりかつトランスファの２輪・４輪駆動切換部材と常時連動する回転軸と、この回転軸をスプリングを介して回転駆動する駆動手段と、前記トランスファが２輪駆動状態と４輪駆動状態の何れの状態になっているかを表示するインジケータの作動を制御するための電気信号を生成する電気スイッチとを備えた２輪・４輪駆動切換装置において、前記電気スイッチを、前記ハウジングの前記端壁の内面と前記回転軸の何れか一方に互いに電気的に絶縁して固設した複数の電気スイッチ用電極と、その他方に固設して前記回転軸の回転位置に応じて前記複数の電極を電気的に導通／非導通させる電気スイッチ用導電部材とで構成し、
前記複数の電極を前記ハウジングの前記端壁の前記内面に固設すると共に、前記ハウジングの前記端壁を電気絶縁材により形成して同端壁により前記複数の電極の間を電気的に絶縁し、また前記回転軸と一体に回転する電気絶縁材よりなるホルダを設置してこのホルダに前記導電部材を保持させ、
前記駆動手段を、前記回転軸により相対回転自在に支承させたウオームホイールとこのウオームホイールに噛合ったウオーム及びこのウオームを回転駆動する電気モータとにより構成し、この電気モータの作動を制御するための電気信号を生成する第２の電気スイッチを、前記ハウジングの前記端壁の前記内面に固設した複数の第２の電気スイッチ用電極と、前記ウオームホイールに固設した第２の電気スイッチ用導電部材とにより構成し、
前記電気スイッチと前記第２の電気スイッチは、前記ハウジングの前記端壁の内面と前記回転軸の何れか一方に固設した電極を共有することを特徴とする２輪・４輪駆動切換装置。
請求項１に記載の２輪・４輪駆動切換装置であって、前記電気スイッチの前記複数の電極及び前記第２の電気スイッチの前記複数の電極のそれぞれを、前記回転軸の周方向に延在する導電帯により構成したことを特徴とする２輪・４輪駆動切換装置。
ハウジングと、
このハウジングにより支承されておりかつトランスファの２輪・４輪駆動切換部材と常時連動する回転軸と、
この回転軸をスプリングを介して回転駆動する駆動手段と、
前記トランスファが２輪駆動状態と４輪駆動状態の何れの状態になっているかを表示するインジケータの作動を制御するための電気信号を生成する電気スイッチと、
前記駆動手段の作動を制御するスイッチと、
を備えた２輪・４輪駆動切換装置において、
前記電気スイッチを、前記ハウジングの前記端壁の内面と前記回転軸の何れか一方に互いに電気的に絶縁して固設した電気スイッチ用電極と、その他方に固設して前記回転軸の回転位置に応じて前記電極を電気的に導通／非導通させる電気スイッチ用導電部材とで構成し、
前記スイッチを、前記ハウジングの前記端壁の内面と前記回転軸の何れか一方に互いに電気的に絶縁して固設したスイッチ用電極と、その他方に固設して前記回転軸の回転位置に応じて前記電極を電気的に導通／非導通させるスイッチ用導電部材とで構成し、
前記電気スイッチと前記スイッチは、前記ハウジングの前記端壁の内面と前記回転軸の何れか一方に固設した電極を共有することを特徴とする２輪・４輪駆動切換装置。