動力伝達装置
【課題】部品点数の増加を回避しつつ駆動手段における駆動軸の組み付け性を向上させることができる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】作動軸１１により車両の２輪駆動と４輪駆動との切り換え及び差動手段の差動のロックを行わせ得る動力伝達装置であって、駆動手段１２は、モータＭと、該モータＭの駆動により回転駆動可能とされ動軸１１とその回転方向に係合可能とされた駆動軸１６と、モータＭ及び駆動軸１６を内部に収容する収容ケースＹと、該収容ケースＹに形成され、駆動軸１６の作動軸１１との係合端面を外部に臨ませつつ当該作動軸１１が挿通可能とされた開口Ｙａと、駆動軸１６から離間しつつ開口Ｙａの内縁面に形成され、作動軸１１が駆動軸１６に係合した状態で当該作動軸１１と開口Ｙａの内縁面との間をシールして収容ケースＹ内を密閉状態とするオイルシール２２とを具備したものである。
【解決手段】作動軸１１により車両の２輪駆動と４輪駆動との切り換え及び差動手段の差動のロックを行わせ得る動力伝達装置であって、駆動手段１２は、モータＭと、該モータＭの駆動により回転駆動可能とされ動軸１１とその回転方向に係合可能とされた駆動軸１６と、モータＭ及び駆動軸１６を内部に収容する収容ケースＹと、該収容ケースＹに形成され、駆動軸１６の作動軸１１との係合端面を外部に臨ませつつ当該作動軸１１が挿通可能とされた開口Ｙａと、駆動軸１６から離間しつつ開口Ｙａの内縁面に形成され、作動軸１１が駆動軸１６に係合した状態で当該作動軸１１と開口Ｙａの内縁面との間をシールして収容ケースＹ内を密閉状態とするオイルシール２２とを具備したものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の２輪駆動と４輪駆動との切り換え、及び差動手段の差動のロック又はロックの解除を行わせ得る動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、四輪バギーやＡＴＶ（All Terrain Vehicle）などの車両においては、一般に、駆動輪でない前輪に対するエンジンからの駆動力の伝達を断続し、２輪駆動と４輪駆動との切り換えを行わせる動力伝達装置を具備したものがある（例えば、特許文献１参照）。この動力伝達装置には、一般に差動手段（ディファレンシャルギア）が搭載されており、差動により左右輪の回転数の差を吸収してスムーズな旋回を行わせ得るようになっている。尚、差動手段については、ディファレンシャルギアから成るものの他、特許文献２で挙げられるものが提案されている。
【０００３】
更に、車両の左右何れかの一輪が、ぬかるみなど摩擦係数の小さな路面でスリップして脱出不能になったり、或いは旋回時に当該一輪が浮くと、駆動トルクが減少し走行性能が低下することから、一輪の差動を制限すべく差動手段をロック（デフロック）する機構を併せ持たせたものがある。しかして、近時においては、駆動力の断続と差動手段のロックとを任意行わせるべく、モータにて切り換え操作可能とした動力伝達装置が提案されるに至っている。
【０００４】
例えば、従来技術として、動力伝達装置の筐体を構成する本体ケース内に作動手段を具備させ、モータへの通電で作動手段を作動させることによりフォークを作動させて、エンジンと連結された入力軸と前輪と連結された出力軸との断続を行わせるとともに、当該動作を続けて行わせることにより他のフォークを作動させ、差動手段をロックし得るものがある。
【０００５】
ところで、入力軸と出力軸との断続を行わせるフォーク或いは作動手段をロックし得る他のフォークを動作させるための駆動手段は、特許文献３で開示されているように、当該フォークを動作させる作動手段と係合し得る駆動軸が収容ケースから突出形成されていた。また、駆動手段の筐体を成す収容ケースは、密閉状態とされており、収容ケースから突出した当該駆動軸の突端に作動手段を係合して組み付けることにより、モータの駆動力が駆動軸を介して作動手段に伝達されるよう構成されていた。
【特許文献１】特開２００３−１９１７６８号公報
【特許文献２】特表平６−５０９４０９号公報
【特許文献３】特開２００５−３２４７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の動力伝達装置においては、駆動軸を収容ケースに組み付ける際、当該収容ケース内部が密閉されるため、組み付けようとする駆動軸に対して反発力が生じてしまい、組み付け難いという問題があった。即ち、収容ケースの開口に駆動軸を挿通して組み付ける際、駆動軸と開口との間をシールして収容ケース内を密閉させる必要があるが、組み付け過程でシールにより収容ケース内が密閉してしまい、反発力が生じて組み付けを困難としているのである。
【０００７】
然るに、予め収容ケースに孔を形成しておき、駆動軸を挿通して組み付ける際、その孔にて密閉空間となるのを回避し、反発力が生じないようにして組み付けを行った後、当該孔をネジ等で埋めて収容ケース内を密閉空間とすることが考えられるが、その場合、部品点数が増大し、組み付け作業性が悪化してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、部品点数の増加を回避しつつ駆動手段における駆動軸の組み付け性を向上させることができる動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、車両の駆動源と連結されて軸周りに回転駆動する入力軸と、該入力軸の回転力が伝達されると、当該車両の前輪又は後輪を駆動させ得る左右一対の出力軸と、前記入力軸と出力軸との間に介装され、差動により当該出力軸の回転数の差を吸収し得る差動手段と、軸周りの回転により、前記入力軸と出力軸との連結又はその解除をさせて前記入力軸の前記出力軸に対する回転力の伝達を断続させるとともに、前記差動手段の差動を許容又はロックさせ得る作動軸と、該作動軸を任意回転させ得る駆動手段と、前記差動手段及び作動軸を収容しつつ車両に搭載される本体ケースとを具備し、前記作動軸により車両の２輪駆動と４輪駆動との切り換え、及び差動手段の差動のロックを行わせ得る動力伝達装置であって、前記駆動手段は、正転及び逆転駆動可能なモータと、該モータの駆動により回転駆動可能とされ、前記作動軸とその回転方向に係合可能とされた駆動軸と、前記モータ及び駆動軸を内部に収容するとともに、前記本体ケースに固定される収容ケースと、該収容ケースに形成され、前記駆動軸の前記作動軸との係合端面を外部に臨ませつつ当該作動軸が挿通可能とされた開口と、前記駆動軸から離間しつつ前記開口の内縁面に形成され、前記作動軸が前記駆動軸に係合した状態で当該作動軸と開口の内縁面との間をシールして前記収容ケース内を密閉状態とする第１シール手段とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の動力伝達装置において、前記開口の外縁面には、前記収容ケースが前記本体ケースに固定された状態で、当該収容ケースと本体ケースとの間をシールする第２シール手段が形成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の動力伝達装置において、前記駆動軸の前記作動軸に対する係合端面には、２面幅を有しつつ径方向に貫通したキー溝と、該キー溝内の当該駆動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター穴とが形成されるとともに、前記作動軸の前記駆動軸に対する係合端面には、前記キー溝と合致するキー凸部と、前記センター穴と合致しつつ当該作動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター凸部とが形成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の動力伝達装置において、前記作動軸の前記駆動軸に対する係合端面には、２面幅を有しつつ径方向に貫通したキー溝と、該キー溝内の当該作動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター穴とが形成されるとともに、前記駆動軸の前記作動軸に対する係合端面には、前記キー溝と合致するキー凸部と、前記センター穴と合致しつつ当該駆動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター凸部とが形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、収容ケースの開口から駆動軸の作動軸との係合端面を臨ませ、当該開口から作動軸を挿通させて駆動軸と係合させるので、駆動手段に駆動軸を組み付ける際に収容ケースが密閉状態とならず、部品点数が増加してしまうのを回避しつつ当該駆動軸の組み付け性を向上させることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、開口の外縁面には、収容ケースが本体ケースに固定された状態で、当該収容ケースと本体ケースとの間をシールする第２シール手段が形成されたので、開口に作動軸を挿通させて駆動軸と係合させる過程で収容ケースと本体ケースとの間をシールすることができる。
【００１５】
請求項３、４の発明によれば、センター穴にセンター凸部を合致させつつキー溝にキー凸部を合致させれば、駆動軸に対して作動軸をその回転方向に係合させつつ両者の芯出しを図ることができる。また、センター穴、センター凸部、キー溝及びキー凸部は、細い径の駆動軸又は作動軸に切削加工容易であり、精度よく駆動軸と作動軸との係合及び芯だしを行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る動力伝達装置は、四輪バギーやＡＴＶ（All Terrain Vehicle）などの車両に搭載されるとともに、２輪駆動と４輪駆動との切り換え、及び差動手段の差動のロック又はロックの解除を行わせ得るものであり、図１に示すように、車両１の前方であって前輪２ａ、２ｂの間に配設されたものである。
【００１７】
同図に示すように、エンジンＥ（駆動源）からは、車両１の後方にプロペラシャフト４が延設され、ドライブシャフト５ａ、５ｂを介して後輪３ａ、３ｂを回転駆動し得るよう構成されているとともに、当該エンジンＥの前方にはプロペラシャフト６（入力軸）が延設され、本実施形態に係る動力伝達装置７と連結されている。これらプロペラシャフト４、６は、エンジンＥと連結されて軸周りに回転駆動するものである。
【００１８】
また、動力伝達装置７の左右側面ｂからは、左右一対のドライブシャフト８ａ、８ｂ（出力軸）が連結されて延設しており、プロペラシャフト６の回転力が伝達されると、当該車両１の前輪２ａ、２ｂを駆動させ得るよう構成されている。即ち、４輪駆動の状態であるとき、動力伝達装置７に入力されたエンジンＥの駆動力は、ドライブシャフト８ａ、８ｂを介して前輪２ａ、２ｂに伝達されるので、後輪３ａ、３ｂに加え前輪２ａ、２ｂも回転駆動し得るようになっているのである。尚、２輪駆動の状態であるときは、後述するように、動力伝達装置７に入力されたエンジンＥの駆動力がドライブシャフト８ａ、８ｂに伝達されず、前輪２ａ、２ｂは非駆動輪とされる。
【００１９】
動力伝達装置７は、図２、４、５に示すように、左右半割形状の本体ケース９（第１ケース９ｂ及び第２ケース９ａ）を筐体としつつ内部に収容空間を有し、当該収容空間に駆動部材１３、従動部材１４、差動手段１０（差動装置）、作動軸１１等を収容したものである。具体的には、第２ケース９ａの側面ｂからドライブシャフト８ａを延設させつつ第１ケース９ｂの側面ｂからドライブシャフト８ｂを延設させており、第１ケース９ｂにおけるエンジンＥ側に臨ませた背面ａからプロペラシャフト６が延設されている。
【００２０】
駆動部材１３は、ベアリングＢ１にて回転自在に支持されるとともに、プロペラシャフト６とスプライン嵌合にて接続されることにより、当該駆動部材１３と共に軸心Ｌ１周りに回転可能なものである。従動部材１４は、ベアリングＢ２及びＢ３にて回転自在に支持されるとともに、後述するスリーブＡ１にて駆動部材１３と連結されてその回転力が伝達されると、軸心Ｌ１周りに回転可能とされたものである。かかる従動部材１４の周縁には、ギアを構成する歯面１４ａが形成されており、当該歯面１４ａが差動手段１０のハウジング１５における歯面１５ａと噛み合っている。これにより、従動部材１４が回転すると、その回転力が歯面１４ａ、１５ａを介してハウジング１５が回転し得るよう構成されている。
【００２１】
差動手段１０は、プロペラシャフト６とドライブシャフト８ａ、８ｂとの間に介装され、出力カム部材１０ａと１０ｂの差動により当該ドライブシャフト８ａと８ｂの回転数の差を吸収して車両１の旋回をスムーズに行わせるためのものである。具体的には、従来技術として挙げた特許文献２で開示されたものと同様、ハウジング１５内には、ドライブシャフト８ａ、８ｂを嵌合するためのスプライン１０ａａ、１０ｂａが形成された一対の出力カム部材１０ａ、１０ｂが収容されており、これら出力カム部材１０ａ、１０ｂは、軸心Ｌ２を中心として当該ハウジング１５に対して相対的に回転可能とされている。
【００２２】
出力カム部材１０ａ、１０ｂには、それぞれ波形面のカム面１０ａｂ、１０ｂｂが形成されている。かかるカム面１０ａｂは、例えば６対の相互に傾斜したヘリカル面で作られる環状のジグザグ面で構成されるとともに、カム面１０ｂｂも、当該カム面１０ａｂと対応して例えば６対の相互に傾斜したヘリカル面で作られている。そして、これらカム面１０ａｂ、１０ｂｂの間には、カム従動子１０ｃが複数個配設されている。尚、図中符号Ｓ１は、出力カム部材１０ｂを出力カム部材１０ａ側に押圧させる板バネを示している。
【００２３】
しかして、車両１の直進走行時には、カム従動子１０ｃが荷重をカム面１０ａｂ、１０ｂｂに加えて出力カム部材１０ａ、１０ｂをハウジング１５と共に同じ速度で回転させるとともに、車両１の旋回時には、出力カム部材１０ａと１０ｂのカム面１０ａｂ、１０ｂｂの数の相違に起因して当該出力カム部材１０ａ、１０ｂに回転速度の差が生じる。即ち、車両旋回時には、ハウジング１５に対して出力カム部材１０ａ、１０ｂが互いに回転差を生じ、当該ドライブシャフト８ａと８ｂの回転数の差（前輪２ａ、２ｂにおける内輪と外輪との速度差）を吸収するのである。
【００２４】
作動軸１１は、その軸Ｌ３周りの回転により、プロペラシャフト６（入力軸）とドライブシャフト８ａ、８ｂ（出力軸）との連結又はその解除を行わせてプロペラシャフト６のドライブシャフト８ａ、８ｂに対する回転力の伝達を断続させる（断続操作）とともに、差動手段１０の差動を許容又はロックさせ得る（デフロック操作）ものである。即ち、作動軸１１は、軸Ｌ３周りの回転により、入力軸と出力軸との断続操作と、差動手段１０に対するデフロック操作とを行わせ得るものである。
【００２５】
また、作動軸１１は、小径円筒状部材から成る小径部１１ａと、該小径部１１ａの一端に係止されて大径円筒状部材から成る大径部１１ｂとから構成されており、小径部１１ａがベアリングＢ６にて回転自在に支持されつつ大径部１１ｂがブッシュＢ７にて回転自在に支持されている。そして、後述する駆動手段１２が駆動すると、小径部１１ａ及び大径部１１ｂが共に軸Ｌ３周りに回転し得るよう構成されている。即ち、作動軸１１全体として、その両端がベアリングＢ６及びブッシュＢ７にて回転自在に支持されているのである。
【００２６】
作動軸１１の側面（小径部１１ａの側面）には、図６に示すように、第１フォークＦ１を動作させ得る側面用カム溝１１ａａが形成されており、該側面用カム溝１１ａａ内にはピンＰ２が挿通されている。第１フォークＦ１には、図７に示すように、その基端に作動軸１１（小径部１１ａ）を挿通させ得る挿通孔Ｆ１ａが形成されており、基端側で作動軸１１を挟持しつつ取り付けられているとともに、当該挿通孔Ｆ１ａの下縁から側面用カム溝１１ａａに向かってピンＰ２が圧入にて突出形成されている。
【００２７】
これにより、作動軸１１が回転すると、側面用カム溝１１ａａに沿ってピンＰ２が移動し、それに伴い第１フォークＦ１が作動軸１１に案内されつつ作動するようになっている。第１フォークＦ１の先端は、駆動部材１３側に形成されたスリーブＡ１と係止されており、当該第１フォークＦ１が初期位置（図２参照）から作動位置（図４参照）まで移動すると、図４に示すように、スリーブＡ１が移動（前進）して従動部材１４に形成されたスプラインと嵌合し、これにより駆動部材１３と従動部材１４とを連結させ、プロペラシャフト６とドライブシャフト８ａ、８ｂとを連結し得るよう構成されている。この状態で、車両の前輪２ａ、２ｂが駆動輪となり、４輪駆動に切り替わる。
【００２８】
その後、作動軸１１が反対方向に回転すると、側面用カム溝１１ａａに沿ってピンＰ２が逆方向に移動し、それに伴い第１フォークＦ１が作動軸１１に案内されつつ作動位置から初期位置まで戻るので、図２に示すように、スリーブＡ１が後退し、元の位置まで移動して駆動部材１３と従動部材１４との連結が解除されるよう構成されている。しかして、車両は、４輪駆動から２輪駆動へと切り替わることとなる。
【００２９】
一方、作動軸１１の大径部１１ｂには、図８に示すように、その端面に第２フォークＦ２を動作させ得る端面用カム溝１１ｂａが形成されており、該端面用カム溝１１ｂａ内にはピンＰ３が挿通されている。第２フォークＦ２は、図９に示すように、その基端側にピンＰ３を具備しつつ先端側でスリーブＡ２を係止するとともに、作動軸１１の延長線（軸Ｌ３）上に延びて配設されている。
【００３０】
これにより、作動軸１１が回転すると、端面用カム溝１１ｂａに沿ってピンＰ３が移動し、それに伴い第２フォークＦ２が作動してスリーブＡ２を図２中上方へ移動させ得るよう構成されている。尚、端面用カム溝１１ｂａは、作動軸１１の回転に伴い第１フォークＦ１が作動してプロペラシャフト６とドライブシャフト８ａ、８ｂとが連結した後、第２フォークＦ２を作動させるよう設定されている。
【００３１】
スリーブＡ２は、図１０に示すように、複数（本実施形態においては３本）のピンＰ１が一体的に突出形成されており、第２フォークＦ２が作動すると、図４に示すように、当該ピンＰ１が出力カム部材１０ａの嵌合孔１０ａｃに挿通されるようになっている。ピンＰ１が出力カム部材１０ａに挿通すると、当該出力カム部材１０ａとハウジング１５とが連結されることとなり、差動手段１０の差動がロック（デフロック）される。
【００３２】
その後、作動軸１１が反対方向に回転すると、端面用カム溝１１ｂａに沿ってピンＰ３が逆方向に移動し、それに伴い第２フォークＦ２が初期位置まで戻るので、図２に示すように、スリーブＡ２が元の位置まで移動してピンＰ１を出力カム部材１０ａの嵌合孔１０ａｃから離間させ、差動手段１０の差動を許容（即ち、デフロックを解除）するよう構成されている。
【００３３】
一方、駆動手段１２は、図３に示すように、モータＭと、ウォームギアＧ１及びギアＧ２で構成されるギア群と、スプリングＳと、駆動軸１６と、回転部材１８と、駆動手段１２の筐体を成す収容ケースＹとから主に構成されている。モータＭは、通電によりその出力軸Ｍａを回転駆動させるものであり、正転及び逆転駆動が可能とされている。ウォームギアＧ１は、出力軸Ｍａと連結されて、モータＭの駆動に伴い回転可能とされたものである。
【００３４】
ギアＧ２は、大径ギアＧ２ａと小径ギアＧ２ｂとを有するものであり、大径ギアＧ２ａがウォームギアＧ１と噛み合っているとともに、小径ギアＧ２ｂが回転部材１８の周縁に形成された歯面と噛み合って構成されている。回転部材１８は、その周方向にスプリングＳを収容したもので、ギアＧ２の回転と連動して、当該スプリングＳと共に軸Ｌ３を中心として回転可能とされている。
【００３５】
駆動軸１６は、回転部材１８の中心部を貫通して形成され、軸Ｌ３を軸心としつつその軸周りに回転可能とされたもので、その端面には連結部材１７が固定されている。かかる連結部材１７には、折り曲げ部１７ａが延設されており、該折り曲げ部１７ａがスプリングＳの端部と当接して構成されている。これにより、モータＭの駆動により、回転部材１８が回転すると、その回転力がスプリングＳを介して連結部材１７に伝達され、駆動軸１６が回転駆動し得るようになっている。
【００３６】
駆動軸１６の作動軸１１に対する係合端面には、図１１に示すように、２面幅１６ａａを有しつつ径方向に貫通したキー溝１６ａと、該キー溝１６ａ内の当該駆動軸１６の中心軸上の位置に形成されたセンター穴１６ｂとが形成されている。これに対し、作動軸１１の駆動軸１６に対する係合端面には、図１２に示すように、キー溝１６ａと合致するキー凸部１１ｃと、センター穴１６ｂと合致しつつ当該作動軸１１の中心軸上の位置に形成されたセンター凸部１１ｄとが形成されている。
【００３７】
然るに、２面幅とは、所定寸法離間した平行な２面を指すとともに、係合を行わせるべくキー溝１６ａの方がセンター凸部１１ｄよりも若干大きな寸法とされている。尚、本実施形態においては、駆動軸１６にキー溝１６ａ及びセンター穴１６ｂが形成され、作動軸１１にキー凸部１１ｃ及びセンター凸部１１ｄが形成されているが、これとは反対に、作動軸１１にキー溝及びセンター穴を形成し、駆動軸１６にキー凸部及びセンター凸部を形成するようにしてもよい。
【００３８】
即ち、作動軸１１の駆動軸１６に対する係合端面には、２面幅を有しつつ径方向に貫通したキー溝と、該キー溝内の当該作動軸１６の中心軸上の位置に形成されたセンター穴とが形成されるとともに、駆動軸１６の作動軸１１に対する係合端面には、キー溝と合致するキー凸部と、センター穴と合致しつつ当該駆動軸１６の中心軸上の位置に形成されたセンター凸部とが形成されたものとしてもよいのである。
【００３９】
しかして、センター穴１６ｂにセンター凸部１１ｄを合致させつつキー溝１６ａにキー凸部１１ｃを合致させれば、駆動軸１６に対して作動軸１１をその回転方向に係合させつつ両者の芯出しを図ることができる。また、センター穴１６ｂ、センター凸部１１ｄ、キー溝１６ａ及びキー凸部１１ｃは、細い径の駆動軸１６又は作動軸１１に切削加工容易であり、精度よく駆動軸１６と作動軸１１との係合及び芯だしを行わせることができる。
【００４０】
ここで、本実施形態において、収容ケースＹは、モータＭ及び駆動軸１６等の構成要素を内部に収容するとともに、本体ケースの背面ａに固定されるよう構成されており、かかる収容ケースＹには、駆動軸１６の作動軸１１との係合端面を外部に臨ませつつ当該作動軸１１が挿通可能とされた開口Ｙａが形成されている。また、収容ケースＹの開口Ｙａにおける内縁面には、第１シール手段としてのオイルシール２２が形成されるとともに、当該開口Ｙａの外縁面には、第２シール手段としてのＯリング２１が形成されている。
【００４１】
オイルシール２２は、駆動軸１６から離間しつつ開口Ｙａの内縁面に形成されており、作動軸１１が駆動軸１６に係合した状態で当該作動軸１１と開口Ｙａの内縁面との間をシールして収容ケースＹ内を密閉状態とし得るよう構成されている。即ち、本体ケース９に組み付けられる前の駆動手段１２は、図１３に示すように、収容ケースＹ内に駆動軸１６を収容しつつ、当該駆動軸１６がオイルシール２２と離間した状態（シールされていない状態）とされているため、密閉状態となっていないのである。
【００４２】
そして、収容ケースＹを本体ケース９に組み付ける過程で、図１４に示すように、開口Ｙａに作動軸１１を挿通させるとともに、センター穴１６ｂにセンター凸部１１ｄを合致させつつキー溝１６ａにキー凸部１１ｃを合致させることにより、駆動軸１６に対して作動軸１１をその回転方向に係合させつつ両者の芯出しを行う。これにより、図２に示すように、作動軸１１の外周面にオイルシール２２が当接してシールするとともに、Ｏリング２１が本体ケース９側と当接してシールすることとなる。
【００４３】
上記の如く組み付けられた状態で、モータＭを回転駆動させると、その回転力がウォームギアＧ１、ギアＧ２、回転部材１８、スプリングＳ、連結部材１７及び駆動軸１６に伝達され、当該駆動軸１６に係止された作動軸１１を回転するのである。尚、収容ケースＹ内には、表裏面に導通パターンが形成された基板１９が固定されているとともに、駆動軸１６と共に回転し得るステー２０が形成されている。回転部材１８、ステー２０からは基板１９の導通パターンに向かって接触子（不図示）が形成されており、当該導通パターンで形成される電気信号に基づき、当該回転部材１８の回転角度（即ち、モータＭ側の回転角度）及びステー２０の回転角度（即ち、駆動軸１６及び作動軸１１の回転角度）を検知し得るようになっている。
【００４４】
次に、本実施形態に係る動力伝達装置７の作用について説明する。
まず、車両を２輪駆動から４輪駆動に切り換えるには、モータＭを駆動させて作動軸１１（小径部１１ａ及び大径部１１ｂ）を軸Ｌ３周りに回転させる。これにより、第１フォークＦ１が作動軸１１に案内されつつ小径部１１ａの周面を摺動することにより作動し、スリーブＡ１を従動部材１４のスプラインに嵌合させる。尚、スリーブＡ１のスプライン形状とこれに対応する従動部材１４側のスプラインとが合致していない場合、スプリングＳが収縮することにより、駆動手段１２側（具体的には回転部材１８）の回転を吸収している。
【００４５】
しかして、モータＭの駆動を継続して行わせつつスリーブＡ１がスプライン嵌合するまで作動軸１１の回転を停止させることができる。そして、スリーブＡ１のスプライン形状とこれに対応する従動部材１４側のスプラインとが合致すると、スプリングＳが伸長して当該スリーブＡ１が規定位置まで移動し、従動部材１４とスプライン嵌合することとなる。これにより、駆動部材１３と従動部材１４とを連結させ、プロペラシャフト６とドライブシャフト８ａ、８ｂとを連結することにより、エンジンＥの駆動力を後輪３ａ、３ｂ及び前輪２ａ、２ｂに伝達し得るようになっている。
【００４６】
尚、上記の作動過程においては、ピンＰ３は、端面用カム溝１１ｂａの円弧状に形成された部位に挿通された状態となり、第２フォークＦ２は作動しない。その状態から差動手段１０の差動をロック（デフロック）するには、モータＭを更に回転させ、作動軸１１（小径部１１ａ及び大径部１１ｂ）を軸Ｌ３周りに回転させる。それに伴い大径部１１ｂの端面用カム溝１１ｂａに沿って第２フォークＦ２が作動するので、スリーブＡ２が図２中上方へ移動し、ピンＰ１を出力カム部材１０ａの嵌合孔１０ａｃに挿通させる。尚、スリーブＡ２のピンＰ１と嵌合孔１０ａｃとが合致していない場合、スプリングＳが収縮することにより、駆動手段１２側（具体的には回転部材１８）の回転を吸収している。
【００４７】
しかして、モータＭの駆動を継続して行わせつつスリーブＡ２がスプライン嵌合するまで作動軸１１の回転を停止させることができる。そして、スリーブＡ２のピンＰ１と嵌合孔１０ａｃとが合致すると、スプリングＳ２が伸長して当該スリーブＡ２が規定位置まで移動し、ピンＰ１が嵌合孔１０ａｃに挿通することとなる。これにより、当該出力カム部材１０ａとハウジング１５とが連結され、差動手段１０の差動がロック（デフロック）されることとなる。
【００４８】
尚、モータＭを反対方向に回転駆動させれば、作動軸１１をその軸Ｌ３周りであって反対方向に回転させることができ、作動手段１０の差動の許容（デフロックの解除）、及びプロペラシャフト６とドライブシャフト８ａ、８ｂとの連結の解除を順次行わせることができる。このように、本実施形態に係る動力伝達装置７によれば、作動軸１１により車両１の２輪駆動と４輪駆動との切り換え、及び差動手段１０の差動のロック（デフロック）を任意行わせることができる。
【００４９】
本実施形態によれば、収容ケースＹの開口Ｙａから駆動軸１６の作動軸１１との係合端面を臨ませ、当該開口Ｙａから作動軸１１を挿通させて駆動軸１６と係合させるので、駆動手段１２に駆動軸１６を組み付ける際に収容ケースＹが密閉状態とならず、部品点数が増加してしまうのを回避しつつ当該駆動軸１６の組み付け性を向上させることができる。また、開口Ｙａの外縁面には、収容ケースＹが本体ケース９に固定された状態で、当該収容ケースＹと本体ケース９との間をシールする第２シール手段としてのＯリング２１が形成されたので、開口Ｙａに作動軸１１を挿通させて駆動軸１６と係合させる過程で収容ケースＹと本体ケース９との間をシールすることができる。
【００５０】
更に、本実施形態によれば、第１フォークＦ１の基端が作動軸１１を挟持して取り付けられ、当該作動軸１１に案内されつつ作動するので、プロペラシャフト６（入力軸）とドライブシャフト８ａ、８ｂ（出力軸）との断続操作を確実に行わせることができるとともに、別個の案内手段が不要となることから、部品点数を削減して組み付け作業性を向上させつつ本体ケース９内のレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００５１】
尚、作動軸１１は、その両端で回転自在に支持されたので、片持ちで支持されるものに比べ、強度が向上し、第１フォーク等を介して付与される荷重にも十分耐えうる構成とすることができる。特に、本実施形態においては、スリーブＡ１のスプライン形状とこれに対応する従動部材１４側のスプラインとが合致していないとき（スプリングＳが収縮しているとき）、側面用カム溝１１ａａに大きな荷重が付与されてしまうのであるが、作動軸１１が両端で支持されているため、かかる荷重にも十分に耐え得ることができる。
【００５２】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば自動車等他の車両に適用されたものであってもよい。他の車両に適用した場合、エンジンの駆動力を常時前輪に伝達させるとともに、後輪への伝達の断続を行わせ、２輪駆動と４輪駆動とを切り換え可能とされたものとしてもよい。更に、本実施形態に係る第１シール手段としてのオイルシール２２、第２シール手段としてのＯリング２１に代え、他の汎用的なシール手段としてもよい。また、本実施形態における差動手段１０は、ハウジング内に収容された一対の出力カム部材を有したものとされているが、これに代えて、遊星歯車等を用いた汎用的な差動手段としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
正転及び逆転駆動可能なモータと、該モータの駆動により回転駆動可能とされ、作動軸とその回転方向に係合可能とされた駆動軸と、モータ及び駆動軸を内部に収容するとともに、本体ケースに固定される収容ケースと、該収容ケースに形成され、駆動軸の作動軸との係合端面を外部に臨ませつつ当該作動軸が挿通可能とされた開口と、駆動軸から離間しつつ開口の内縁面に形成され、作動軸が駆動軸に係合した状態で当該作動軸と開口の内縁面との間をシールして収容ケース内を密閉状態とする第１シール手段とを具備した動力伝達装置であれば、外観形状等が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態に係る動力伝達装置が適用される車両を示す模式図
【図２】同動力伝達装置を示す全体断面図
【図３】同動力伝達装置における駆動手段の内部構成を示す模式図
【図４】同動力伝達装置（４輪駆動に切り換えた状態）を示す全体断面図
【図５】同動力伝達装置（差動手段の差動をロックした状態）を示す全体断面図
【図６】同動力伝達装置における側面用カム溝を示す作動軸の展開図
【図７】同動力伝達装置における側面用カム溝に沿って作動するフォークを示す模式図
【図８】同動力伝達装置における端面用カム溝を示す作動軸の端面図
【図９】同動力伝達装置における端面用カム溝に沿って作動するフォークを示す模式図
【図１０】同端面用カム溝に沿って作動するフォークと係止するスリーブを示す模式図
【図１１】同動力伝達装置における作動軸及び駆動軸の係合端面を示す斜視図
【図１２】同動力伝達装置における駆動軸及び作動軸の係合端面を示す斜視図
【図１３】同動力伝達装置における駆動手段単体を示す拡大断面図
【図１４】同動力伝達装置における駆動手段を本体ケースに組み付ける過程の状態を示す拡大断面図
【符号の説明】
【００５５】
１ 車両
２ａ、２ｂ 前輪
３ａ、３ｂ 後輪
４ プロペラシャフト
５ａ、５ｂ ドライブシャフト
６ プロペラシャフト（入力軸）
７ 動力伝達装置
８ａ、８ｂ ドライブシャフト（出力軸）
９ ケース
１０ 差動手段
１１ 作動軸
１１ａａ 側面用カム溝
１１ｂａ 端面用カム溝
１２ 駆動手段
１３ 駆動部材
１４ 従動部材
１５ ハウジング
１６ 回転軸部材
１７ 連結部材
１８ 回転部材
１９ 基板
２０ ステー
２１ Ｏリング（第２シール手段）
２２ オイルシール（第１シール手段）
Ｙ 収容ケース
Ｙａ 開口
Ｍ モータ
Ｆ１ 第１フォーク
Ｆ２ 第２フォーク
Ａ１、Ａ２ スリーブ
ａ （ケースの）背面
ｂ （ケースの）側面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の２輪駆動と４輪駆動との切り換え、及び差動手段の差動のロック又はロックの解除を行わせ得る動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、四輪バギーやＡＴＶ（All Terrain Vehicle）などの車両においては、一般に、駆動輪でない前輪に対するエンジンからの駆動力の伝達を断続し、２輪駆動と４輪駆動との切り換えを行わせる動力伝達装置を具備したものがある（例えば、特許文献１参照）。この動力伝達装置には、一般に差動手段（ディファレンシャルギア）が搭載されており、差動により左右輪の回転数の差を吸収してスムーズな旋回を行わせ得るようになっている。尚、差動手段については、ディファレンシャルギアから成るものの他、特許文献２で挙げられるものが提案されている。
【０００３】
更に、車両の左右何れかの一輪が、ぬかるみなど摩擦係数の小さな路面でスリップして脱出不能になったり、或いは旋回時に当該一輪が浮くと、駆動トルクが減少し走行性能が低下することから、一輪の差動を制限すべく差動手段をロック（デフロック）する機構を併せ持たせたものがある。しかして、近時においては、駆動力の断続と差動手段のロックとを任意行わせるべく、モータにて切り換え操作可能とした動力伝達装置が提案されるに至っている。
【０００４】
例えば、従来技術として、動力伝達装置の筐体を構成する本体ケース内に作動手段を具備させ、モータへの通電で作動手段を作動させることによりフォークを作動させて、エンジンと連結された入力軸と前輪と連結された出力軸との断続を行わせるとともに、当該動作を続けて行わせることにより他のフォークを作動させ、差動手段をロックし得るものがある。
【０００５】
ところで、入力軸と出力軸との断続を行わせるフォーク或いは作動手段をロックし得る他のフォークを動作させるための駆動手段は、特許文献３で開示されているように、当該フォークを動作させる作動手段と係合し得る駆動軸が収容ケースから突出形成されていた。また、駆動手段の筐体を成す収容ケースは、密閉状態とされており、収容ケースから突出した当該駆動軸の突端に作動手段を係合して組み付けることにより、モータの駆動力が駆動軸を介して作動手段に伝達されるよう構成されていた。
【特許文献１】特開２００３−１９１７６８号公報
【特許文献２】特表平６−５０９４０９号公報
【特許文献３】特開２００５−３２４７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の動力伝達装置においては、駆動軸を収容ケースに組み付ける際、当該収容ケース内部が密閉されるため、組み付けようとする駆動軸に対して反発力が生じてしまい、組み付け難いという問題があった。即ち、収容ケースの開口に駆動軸を挿通して組み付ける際、駆動軸と開口との間をシールして収容ケース内を密閉させる必要があるが、組み付け過程でシールにより収容ケース内が密閉してしまい、反発力が生じて組み付けを困難としているのである。
【０００７】
然るに、予め収容ケースに孔を形成しておき、駆動軸を挿通して組み付ける際、その孔にて密閉空間となるのを回避し、反発力が生じないようにして組み付けを行った後、当該孔をネジ等で埋めて収容ケース内を密閉空間とすることが考えられるが、その場合、部品点数が増大し、組み付け作業性が悪化してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、部品点数の増加を回避しつつ駆動手段における駆動軸の組み付け性を向上させることができる動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、車両の駆動源と連結されて軸周りに回転駆動する入力軸と、該入力軸の回転力が伝達されると、当該車両の前輪又は後輪を駆動させ得る左右一対の出力軸と、前記入力軸と出力軸との間に介装され、差動により当該出力軸の回転数の差を吸収し得る差動手段と、軸周りの回転により、前記入力軸と出力軸との連結又はその解除をさせて前記入力軸の前記出力軸に対する回転力の伝達を断続させるとともに、前記差動手段の差動を許容又はロックさせ得る作動軸と、該作動軸を任意回転させ得る駆動手段と、前記差動手段及び作動軸を収容しつつ車両に搭載される本体ケースとを具備し、前記作動軸により車両の２輪駆動と４輪駆動との切り換え、及び差動手段の差動のロックを行わせ得る動力伝達装置であって、前記駆動手段は、正転及び逆転駆動可能なモータと、該モータの駆動により回転駆動可能とされ、前記作動軸とその回転方向に係合可能とされた駆動軸と、前記モータ及び駆動軸を内部に収容するとともに、前記本体ケースに固定される収容ケースと、該収容ケースに形成され、前記駆動軸の前記作動軸との係合端面を外部に臨ませつつ当該作動軸が挿通可能とされた開口と、前記駆動軸から離間しつつ前記開口の内縁面に形成され、前記作動軸が前記駆動軸に係合した状態で当該作動軸と開口の内縁面との間をシールして前記収容ケース内を密閉状態とする第１シール手段とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の動力伝達装置において、前記開口の外縁面には、前記収容ケースが前記本体ケースに固定された状態で、当該収容ケースと本体ケースとの間をシールする第２シール手段が形成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の動力伝達装置において、前記駆動軸の前記作動軸に対する係合端面には、２面幅を有しつつ径方向に貫通したキー溝と、該キー溝内の当該駆動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター穴とが形成されるとともに、前記作動軸の前記駆動軸に対する係合端面には、前記キー溝と合致するキー凸部と、前記センター穴と合致しつつ当該作動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター凸部とが形成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の動力伝達装置において、前記作動軸の前記駆動軸に対する係合端面には、２面幅を有しつつ径方向に貫通したキー溝と、該キー溝内の当該作動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター穴とが形成されるとともに、前記駆動軸の前記作動軸に対する係合端面には、前記キー溝と合致するキー凸部と、前記センター穴と合致しつつ当該駆動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター凸部とが形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、収容ケースの開口から駆動軸の作動軸との係合端面を臨ませ、当該開口から作動軸を挿通させて駆動軸と係合させるので、駆動手段に駆動軸を組み付ける際に収容ケースが密閉状態とならず、部品点数が増加してしまうのを回避しつつ当該駆動軸の組み付け性を向上させることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、開口の外縁面には、収容ケースが本体ケースに固定された状態で、当該収容ケースと本体ケースとの間をシールする第２シール手段が形成されたので、開口に作動軸を挿通させて駆動軸と係合させる過程で収容ケースと本体ケースとの間をシールすることができる。
【００１５】
請求項３、４の発明によれば、センター穴にセンター凸部を合致させつつキー溝にキー凸部を合致させれば、駆動軸に対して作動軸をその回転方向に係合させつつ両者の芯出しを図ることができる。また、センター穴、センター凸部、キー溝及びキー凸部は、細い径の駆動軸又は作動軸に切削加工容易であり、精度よく駆動軸と作動軸との係合及び芯だしを行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る動力伝達装置は、四輪バギーやＡＴＶ（All Terrain Vehicle）などの車両に搭載されるとともに、２輪駆動と４輪駆動との切り換え、及び差動手段の差動のロック又はロックの解除を行わせ得るものであり、図１に示すように、車両１の前方であって前輪２ａ、２ｂの間に配設されたものである。
【００１７】
同図に示すように、エンジンＥ（駆動源）からは、車両１の後方にプロペラシャフト４が延設され、ドライブシャフト５ａ、５ｂを介して後輪３ａ、３ｂを回転駆動し得るよう構成されているとともに、当該エンジンＥの前方にはプロペラシャフト６（入力軸）が延設され、本実施形態に係る動力伝達装置７と連結されている。これらプロペラシャフト４、６は、エンジンＥと連結されて軸周りに回転駆動するものである。
【００１８】
また、動力伝達装置７の左右側面ｂからは、左右一対のドライブシャフト８ａ、８ｂ（出力軸）が連結されて延設しており、プロペラシャフト６の回転力が伝達されると、当該車両１の前輪２ａ、２ｂを駆動させ得るよう構成されている。即ち、４輪駆動の状態であるとき、動力伝達装置７に入力されたエンジンＥの駆動力は、ドライブシャフト８ａ、８ｂを介して前輪２ａ、２ｂに伝達されるので、後輪３ａ、３ｂに加え前輪２ａ、２ｂも回転駆動し得るようになっているのである。尚、２輪駆動の状態であるときは、後述するように、動力伝達装置７に入力されたエンジンＥの駆動力がドライブシャフト８ａ、８ｂに伝達されず、前輪２ａ、２ｂは非駆動輪とされる。
【００１９】
動力伝達装置７は、図２、４、５に示すように、左右半割形状の本体ケース９（第１ケース９ｂ及び第２ケース９ａ）を筐体としつつ内部に収容空間を有し、当該収容空間に駆動部材１３、従動部材１４、差動手段１０（差動装置）、作動軸１１等を収容したものである。具体的には、第２ケース９ａの側面ｂからドライブシャフト８ａを延設させつつ第１ケース９ｂの側面ｂからドライブシャフト８ｂを延設させており、第１ケース９ｂにおけるエンジンＥ側に臨ませた背面ａからプロペラシャフト６が延設されている。
【００２０】
駆動部材１３は、ベアリングＢ１にて回転自在に支持されるとともに、プロペラシャフト６とスプライン嵌合にて接続されることにより、当該駆動部材１３と共に軸心Ｌ１周りに回転可能なものである。従動部材１４は、ベアリングＢ２及びＢ３にて回転自在に支持されるとともに、後述するスリーブＡ１にて駆動部材１３と連結されてその回転力が伝達されると、軸心Ｌ１周りに回転可能とされたものである。かかる従動部材１４の周縁には、ギアを構成する歯面１４ａが形成されており、当該歯面１４ａが差動手段１０のハウジング１５における歯面１５ａと噛み合っている。これにより、従動部材１４が回転すると、その回転力が歯面１４ａ、１５ａを介してハウジング１５が回転し得るよう構成されている。
【００２１】
差動手段１０は、プロペラシャフト６とドライブシャフト８ａ、８ｂとの間に介装され、出力カム部材１０ａと１０ｂの差動により当該ドライブシャフト８ａと８ｂの回転数の差を吸収して車両１の旋回をスムーズに行わせるためのものである。具体的には、従来技術として挙げた特許文献２で開示されたものと同様、ハウジング１５内には、ドライブシャフト８ａ、８ｂを嵌合するためのスプライン１０ａａ、１０ｂａが形成された一対の出力カム部材１０ａ、１０ｂが収容されており、これら出力カム部材１０ａ、１０ｂは、軸心Ｌ２を中心として当該ハウジング１５に対して相対的に回転可能とされている。
【００２２】
出力カム部材１０ａ、１０ｂには、それぞれ波形面のカム面１０ａｂ、１０ｂｂが形成されている。かかるカム面１０ａｂは、例えば６対の相互に傾斜したヘリカル面で作られる環状のジグザグ面で構成されるとともに、カム面１０ｂｂも、当該カム面１０ａｂと対応して例えば６対の相互に傾斜したヘリカル面で作られている。そして、これらカム面１０ａｂ、１０ｂｂの間には、カム従動子１０ｃが複数個配設されている。尚、図中符号Ｓ１は、出力カム部材１０ｂを出力カム部材１０ａ側に押圧させる板バネを示している。
【００２３】
しかして、車両１の直進走行時には、カム従動子１０ｃが荷重をカム面１０ａｂ、１０ｂｂに加えて出力カム部材１０ａ、１０ｂをハウジング１５と共に同じ速度で回転させるとともに、車両１の旋回時には、出力カム部材１０ａと１０ｂのカム面１０ａｂ、１０ｂｂの数の相違に起因して当該出力カム部材１０ａ、１０ｂに回転速度の差が生じる。即ち、車両旋回時には、ハウジング１５に対して出力カム部材１０ａ、１０ｂが互いに回転差を生じ、当該ドライブシャフト８ａと８ｂの回転数の差（前輪２ａ、２ｂにおける内輪と外輪との速度差）を吸収するのである。
【００２４】
作動軸１１は、その軸Ｌ３周りの回転により、プロペラシャフト６（入力軸）とドライブシャフト８ａ、８ｂ（出力軸）との連結又はその解除を行わせてプロペラシャフト６のドライブシャフト８ａ、８ｂに対する回転力の伝達を断続させる（断続操作）とともに、差動手段１０の差動を許容又はロックさせ得る（デフロック操作）ものである。即ち、作動軸１１は、軸Ｌ３周りの回転により、入力軸と出力軸との断続操作と、差動手段１０に対するデフロック操作とを行わせ得るものである。
【００２５】
また、作動軸１１は、小径円筒状部材から成る小径部１１ａと、該小径部１１ａの一端に係止されて大径円筒状部材から成る大径部１１ｂとから構成されており、小径部１１ａがベアリングＢ６にて回転自在に支持されつつ大径部１１ｂがブッシュＢ７にて回転自在に支持されている。そして、後述する駆動手段１２が駆動すると、小径部１１ａ及び大径部１１ｂが共に軸Ｌ３周りに回転し得るよう構成されている。即ち、作動軸１１全体として、その両端がベアリングＢ６及びブッシュＢ７にて回転自在に支持されているのである。
【００２６】
作動軸１１の側面（小径部１１ａの側面）には、図６に示すように、第１フォークＦ１を動作させ得る側面用カム溝１１ａａが形成されており、該側面用カム溝１１ａａ内にはピンＰ２が挿通されている。第１フォークＦ１には、図７に示すように、その基端に作動軸１１（小径部１１ａ）を挿通させ得る挿通孔Ｆ１ａが形成されており、基端側で作動軸１１を挟持しつつ取り付けられているとともに、当該挿通孔Ｆ１ａの下縁から側面用カム溝１１ａａに向かってピンＰ２が圧入にて突出形成されている。
【００２７】
これにより、作動軸１１が回転すると、側面用カム溝１１ａａに沿ってピンＰ２が移動し、それに伴い第１フォークＦ１が作動軸１１に案内されつつ作動するようになっている。第１フォークＦ１の先端は、駆動部材１３側に形成されたスリーブＡ１と係止されており、当該第１フォークＦ１が初期位置（図２参照）から作動位置（図４参照）まで移動すると、図４に示すように、スリーブＡ１が移動（前進）して従動部材１４に形成されたスプラインと嵌合し、これにより駆動部材１３と従動部材１４とを連結させ、プロペラシャフト６とドライブシャフト８ａ、８ｂとを連結し得るよう構成されている。この状態で、車両の前輪２ａ、２ｂが駆動輪となり、４輪駆動に切り替わる。
【００２８】
その後、作動軸１１が反対方向に回転すると、側面用カム溝１１ａａに沿ってピンＰ２が逆方向に移動し、それに伴い第１フォークＦ１が作動軸１１に案内されつつ作動位置から初期位置まで戻るので、図２に示すように、スリーブＡ１が後退し、元の位置まで移動して駆動部材１３と従動部材１４との連結が解除されるよう構成されている。しかして、車両は、４輪駆動から２輪駆動へと切り替わることとなる。
【００２９】
一方、作動軸１１の大径部１１ｂには、図８に示すように、その端面に第２フォークＦ２を動作させ得る端面用カム溝１１ｂａが形成されており、該端面用カム溝１１ｂａ内にはピンＰ３が挿通されている。第２フォークＦ２は、図９に示すように、その基端側にピンＰ３を具備しつつ先端側でスリーブＡ２を係止するとともに、作動軸１１の延長線（軸Ｌ３）上に延びて配設されている。
【００３０】
これにより、作動軸１１が回転すると、端面用カム溝１１ｂａに沿ってピンＰ３が移動し、それに伴い第２フォークＦ２が作動してスリーブＡ２を図２中上方へ移動させ得るよう構成されている。尚、端面用カム溝１１ｂａは、作動軸１１の回転に伴い第１フォークＦ１が作動してプロペラシャフト６とドライブシャフト８ａ、８ｂとが連結した後、第２フォークＦ２を作動させるよう設定されている。
【００３１】
スリーブＡ２は、図１０に示すように、複数（本実施形態においては３本）のピンＰ１が一体的に突出形成されており、第２フォークＦ２が作動すると、図４に示すように、当該ピンＰ１が出力カム部材１０ａの嵌合孔１０ａｃに挿通されるようになっている。ピンＰ１が出力カム部材１０ａに挿通すると、当該出力カム部材１０ａとハウジング１５とが連結されることとなり、差動手段１０の差動がロック（デフロック）される。
【００３２】
その後、作動軸１１が反対方向に回転すると、端面用カム溝１１ｂａに沿ってピンＰ３が逆方向に移動し、それに伴い第２フォークＦ２が初期位置まで戻るので、図２に示すように、スリーブＡ２が元の位置まで移動してピンＰ１を出力カム部材１０ａの嵌合孔１０ａｃから離間させ、差動手段１０の差動を許容（即ち、デフロックを解除）するよう構成されている。
【００３３】
一方、駆動手段１２は、図３に示すように、モータＭと、ウォームギアＧ１及びギアＧ２で構成されるギア群と、スプリングＳと、駆動軸１６と、回転部材１８と、駆動手段１２の筐体を成す収容ケースＹとから主に構成されている。モータＭは、通電によりその出力軸Ｍａを回転駆動させるものであり、正転及び逆転駆動が可能とされている。ウォームギアＧ１は、出力軸Ｍａと連結されて、モータＭの駆動に伴い回転可能とされたものである。
【００３４】
ギアＧ２は、大径ギアＧ２ａと小径ギアＧ２ｂとを有するものであり、大径ギアＧ２ａがウォームギアＧ１と噛み合っているとともに、小径ギアＧ２ｂが回転部材１８の周縁に形成された歯面と噛み合って構成されている。回転部材１８は、その周方向にスプリングＳを収容したもので、ギアＧ２の回転と連動して、当該スプリングＳと共に軸Ｌ３を中心として回転可能とされている。
【００３５】
駆動軸１６は、回転部材１８の中心部を貫通して形成され、軸Ｌ３を軸心としつつその軸周りに回転可能とされたもので、その端面には連結部材１７が固定されている。かかる連結部材１７には、折り曲げ部１７ａが延設されており、該折り曲げ部１７ａがスプリングＳの端部と当接して構成されている。これにより、モータＭの駆動により、回転部材１８が回転すると、その回転力がスプリングＳを介して連結部材１７に伝達され、駆動軸１６が回転駆動し得るようになっている。
【００３６】
駆動軸１６の作動軸１１に対する係合端面には、図１１に示すように、２面幅１６ａａを有しつつ径方向に貫通したキー溝１６ａと、該キー溝１６ａ内の当該駆動軸１６の中心軸上の位置に形成されたセンター穴１６ｂとが形成されている。これに対し、作動軸１１の駆動軸１６に対する係合端面には、図１２に示すように、キー溝１６ａと合致するキー凸部１１ｃと、センター穴１６ｂと合致しつつ当該作動軸１１の中心軸上の位置に形成されたセンター凸部１１ｄとが形成されている。
【００３７】
然るに、２面幅とは、所定寸法離間した平行な２面を指すとともに、係合を行わせるべくキー溝１６ａの方がセンター凸部１１ｄよりも若干大きな寸法とされている。尚、本実施形態においては、駆動軸１６にキー溝１６ａ及びセンター穴１６ｂが形成され、作動軸１１にキー凸部１１ｃ及びセンター凸部１１ｄが形成されているが、これとは反対に、作動軸１１にキー溝及びセンター穴を形成し、駆動軸１６にキー凸部及びセンター凸部を形成するようにしてもよい。
【００３８】
即ち、作動軸１１の駆動軸１６に対する係合端面には、２面幅を有しつつ径方向に貫通したキー溝と、該キー溝内の当該作動軸１６の中心軸上の位置に形成されたセンター穴とが形成されるとともに、駆動軸１６の作動軸１１に対する係合端面には、キー溝と合致するキー凸部と、センター穴と合致しつつ当該駆動軸１６の中心軸上の位置に形成されたセンター凸部とが形成されたものとしてもよいのである。
【００３９】
しかして、センター穴１６ｂにセンター凸部１１ｄを合致させつつキー溝１６ａにキー凸部１１ｃを合致させれば、駆動軸１６に対して作動軸１１をその回転方向に係合させつつ両者の芯出しを図ることができる。また、センター穴１６ｂ、センター凸部１１ｄ、キー溝１６ａ及びキー凸部１１ｃは、細い径の駆動軸１６又は作動軸１１に切削加工容易であり、精度よく駆動軸１６と作動軸１１との係合及び芯だしを行わせることができる。
【００４０】
ここで、本実施形態において、収容ケースＹは、モータＭ及び駆動軸１６等の構成要素を内部に収容するとともに、本体ケースの背面ａに固定されるよう構成されており、かかる収容ケースＹには、駆動軸１６の作動軸１１との係合端面を外部に臨ませつつ当該作動軸１１が挿通可能とされた開口Ｙａが形成されている。また、収容ケースＹの開口Ｙａにおける内縁面には、第１シール手段としてのオイルシール２２が形成されるとともに、当該開口Ｙａの外縁面には、第２シール手段としてのＯリング２１が形成されている。
【００４１】
オイルシール２２は、駆動軸１６から離間しつつ開口Ｙａの内縁面に形成されており、作動軸１１が駆動軸１６に係合した状態で当該作動軸１１と開口Ｙａの内縁面との間をシールして収容ケースＹ内を密閉状態とし得るよう構成されている。即ち、本体ケース９に組み付けられる前の駆動手段１２は、図１３に示すように、収容ケースＹ内に駆動軸１６を収容しつつ、当該駆動軸１６がオイルシール２２と離間した状態（シールされていない状態）とされているため、密閉状態となっていないのである。
【００４２】
そして、収容ケースＹを本体ケース９に組み付ける過程で、図１４に示すように、開口Ｙａに作動軸１１を挿通させるとともに、センター穴１６ｂにセンター凸部１１ｄを合致させつつキー溝１６ａにキー凸部１１ｃを合致させることにより、駆動軸１６に対して作動軸１１をその回転方向に係合させつつ両者の芯出しを行う。これにより、図２に示すように、作動軸１１の外周面にオイルシール２２が当接してシールするとともに、Ｏリング２１が本体ケース９側と当接してシールすることとなる。
【００４３】
上記の如く組み付けられた状態で、モータＭを回転駆動させると、その回転力がウォームギアＧ１、ギアＧ２、回転部材１８、スプリングＳ、連結部材１７及び駆動軸１６に伝達され、当該駆動軸１６に係止された作動軸１１を回転するのである。尚、収容ケースＹ内には、表裏面に導通パターンが形成された基板１９が固定されているとともに、駆動軸１６と共に回転し得るステー２０が形成されている。回転部材１８、ステー２０からは基板１９の導通パターンに向かって接触子（不図示）が形成されており、当該導通パターンで形成される電気信号に基づき、当該回転部材１８の回転角度（即ち、モータＭ側の回転角度）及びステー２０の回転角度（即ち、駆動軸１６及び作動軸１１の回転角度）を検知し得るようになっている。
【００４４】
次に、本実施形態に係る動力伝達装置７の作用について説明する。
まず、車両を２輪駆動から４輪駆動に切り換えるには、モータＭを駆動させて作動軸１１（小径部１１ａ及び大径部１１ｂ）を軸Ｌ３周りに回転させる。これにより、第１フォークＦ１が作動軸１１に案内されつつ小径部１１ａの周面を摺動することにより作動し、スリーブＡ１を従動部材１４のスプラインに嵌合させる。尚、スリーブＡ１のスプライン形状とこれに対応する従動部材１４側のスプラインとが合致していない場合、スプリングＳが収縮することにより、駆動手段１２側（具体的には回転部材１８）の回転を吸収している。
【００４５】
しかして、モータＭの駆動を継続して行わせつつスリーブＡ１がスプライン嵌合するまで作動軸１１の回転を停止させることができる。そして、スリーブＡ１のスプライン形状とこれに対応する従動部材１４側のスプラインとが合致すると、スプリングＳが伸長して当該スリーブＡ１が規定位置まで移動し、従動部材１４とスプライン嵌合することとなる。これにより、駆動部材１３と従動部材１４とを連結させ、プロペラシャフト６とドライブシャフト８ａ、８ｂとを連結することにより、エンジンＥの駆動力を後輪３ａ、３ｂ及び前輪２ａ、２ｂに伝達し得るようになっている。
【００４６】
尚、上記の作動過程においては、ピンＰ３は、端面用カム溝１１ｂａの円弧状に形成された部位に挿通された状態となり、第２フォークＦ２は作動しない。その状態から差動手段１０の差動をロック（デフロック）するには、モータＭを更に回転させ、作動軸１１（小径部１１ａ及び大径部１１ｂ）を軸Ｌ３周りに回転させる。それに伴い大径部１１ｂの端面用カム溝１１ｂａに沿って第２フォークＦ２が作動するので、スリーブＡ２が図２中上方へ移動し、ピンＰ１を出力カム部材１０ａの嵌合孔１０ａｃに挿通させる。尚、スリーブＡ２のピンＰ１と嵌合孔１０ａｃとが合致していない場合、スプリングＳが収縮することにより、駆動手段１２側（具体的には回転部材１８）の回転を吸収している。
【００４７】
しかして、モータＭの駆動を継続して行わせつつスリーブＡ２がスプライン嵌合するまで作動軸１１の回転を停止させることができる。そして、スリーブＡ２のピンＰ１と嵌合孔１０ａｃとが合致すると、スプリングＳ２が伸長して当該スリーブＡ２が規定位置まで移動し、ピンＰ１が嵌合孔１０ａｃに挿通することとなる。これにより、当該出力カム部材１０ａとハウジング１５とが連結され、差動手段１０の差動がロック（デフロック）されることとなる。
【００４８】
尚、モータＭを反対方向に回転駆動させれば、作動軸１１をその軸Ｌ３周りであって反対方向に回転させることができ、作動手段１０の差動の許容（デフロックの解除）、及びプロペラシャフト６とドライブシャフト８ａ、８ｂとの連結の解除を順次行わせることができる。このように、本実施形態に係る動力伝達装置７によれば、作動軸１１により車両１の２輪駆動と４輪駆動との切り換え、及び差動手段１０の差動のロック（デフロック）を任意行わせることができる。
【００４９】
本実施形態によれば、収容ケースＹの開口Ｙａから駆動軸１６の作動軸１１との係合端面を臨ませ、当該開口Ｙａから作動軸１１を挿通させて駆動軸１６と係合させるので、駆動手段１２に駆動軸１６を組み付ける際に収容ケースＹが密閉状態とならず、部品点数が増加してしまうのを回避しつつ当該駆動軸１６の組み付け性を向上させることができる。また、開口Ｙａの外縁面には、収容ケースＹが本体ケース９に固定された状態で、当該収容ケースＹと本体ケース９との間をシールする第２シール手段としてのＯリング２１が形成されたので、開口Ｙａに作動軸１１を挿通させて駆動軸１６と係合させる過程で収容ケースＹと本体ケース９との間をシールすることができる。
【００５０】
更に、本実施形態によれば、第１フォークＦ１の基端が作動軸１１を挟持して取り付けられ、当該作動軸１１に案内されつつ作動するので、プロペラシャフト６（入力軸）とドライブシャフト８ａ、８ｂ（出力軸）との断続操作を確実に行わせることができるとともに、別個の案内手段が不要となることから、部品点数を削減して組み付け作業性を向上させつつ本体ケース９内のレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００５１】
尚、作動軸１１は、その両端で回転自在に支持されたので、片持ちで支持されるものに比べ、強度が向上し、第１フォーク等を介して付与される荷重にも十分耐えうる構成とすることができる。特に、本実施形態においては、スリーブＡ１のスプライン形状とこれに対応する従動部材１４側のスプラインとが合致していないとき（スプリングＳが収縮しているとき）、側面用カム溝１１ａａに大きな荷重が付与されてしまうのであるが、作動軸１１が両端で支持されているため、かかる荷重にも十分に耐え得ることができる。
【００５２】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば自動車等他の車両に適用されたものであってもよい。他の車両に適用した場合、エンジンの駆動力を常時前輪に伝達させるとともに、後輪への伝達の断続を行わせ、２輪駆動と４輪駆動とを切り換え可能とされたものとしてもよい。更に、本実施形態に係る第１シール手段としてのオイルシール２２、第２シール手段としてのＯリング２１に代え、他の汎用的なシール手段としてもよい。また、本実施形態における差動手段１０は、ハウジング内に収容された一対の出力カム部材を有したものとされているが、これに代えて、遊星歯車等を用いた汎用的な差動手段としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
正転及び逆転駆動可能なモータと、該モータの駆動により回転駆動可能とされ、作動軸とその回転方向に係合可能とされた駆動軸と、モータ及び駆動軸を内部に収容するとともに、本体ケースに固定される収容ケースと、該収容ケースに形成され、駆動軸の作動軸との係合端面を外部に臨ませつつ当該作動軸が挿通可能とされた開口と、駆動軸から離間しつつ開口の内縁面に形成され、作動軸が駆動軸に係合した状態で当該作動軸と開口の内縁面との間をシールして収容ケース内を密閉状態とする第１シール手段とを具備した動力伝達装置であれば、外観形状等が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態に係る動力伝達装置が適用される車両を示す模式図
【図２】同動力伝達装置を示す全体断面図
【図３】同動力伝達装置における駆動手段の内部構成を示す模式図
【図４】同動力伝達装置（４輪駆動に切り換えた状態）を示す全体断面図
【図５】同動力伝達装置（差動手段の差動をロックした状態）を示す全体断面図
【図６】同動力伝達装置における側面用カム溝を示す作動軸の展開図
【図７】同動力伝達装置における側面用カム溝に沿って作動するフォークを示す模式図
【図８】同動力伝達装置における端面用カム溝を示す作動軸の端面図
【図９】同動力伝達装置における端面用カム溝に沿って作動するフォークを示す模式図
【図１０】同端面用カム溝に沿って作動するフォークと係止するスリーブを示す模式図
【図１１】同動力伝達装置における作動軸及び駆動軸の係合端面を示す斜視図
【図１２】同動力伝達装置における駆動軸及び作動軸の係合端面を示す斜視図
【図１３】同動力伝達装置における駆動手段単体を示す拡大断面図
【図１４】同動力伝達装置における駆動手段を本体ケースに組み付ける過程の状態を示す拡大断面図
【符号の説明】
【００５５】
１ 車両
２ａ、２ｂ 前輪
３ａ、３ｂ 後輪
４ プロペラシャフト
５ａ、５ｂ ドライブシャフト
６ プロペラシャフト（入力軸）
７ 動力伝達装置
８ａ、８ｂ ドライブシャフト（出力軸）
９ ケース
１０ 差動手段
１１ 作動軸
１１ａａ 側面用カム溝
１１ｂａ 端面用カム溝
１２ 駆動手段
１３ 駆動部材
１４ 従動部材
１５ ハウジング
１６ 回転軸部材
１７ 連結部材
１８ 回転部材
１９ 基板
２０ ステー
２１ Ｏリング（第２シール手段）
２２ オイルシール（第１シール手段）
Ｙ 収容ケース
Ｙａ 開口
Ｍ モータ
Ｆ１ 第１フォーク
Ｆ２ 第２フォーク
Ａ１、Ａ２ スリーブ
ａ （ケースの）背面
ｂ （ケースの）側面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動源と連結されて軸周りに回転駆動する入力軸と、
該入力軸の回転力が伝達されると、当該車両の前輪又は後輪を駆動させ得る左右一対の出力軸と、
前記入力軸と出力軸との間に介装され、差動により当該出力軸の回転数の差を吸収し得る差動手段と、
軸周りの回転により、前記入力軸と出力軸との連結又はその解除をさせて前記入力軸の前記出力軸に対する回転力の伝達を断続させるとともに、前記差動手段の差動を許容又はロックさせ得る作動軸と、
該作動軸を任意回転させ得る駆動手段と、
前記差動手段及び作動軸を収容しつつ車両に搭載される本体ケースと、
を具備し、前記作動軸により車両の２輪駆動と４輪駆動との切り換え、及び差動手段の差動のロックを行わせ得る動力伝達装置であって、
前記駆動手段は、
正転及び逆転駆動可能なモータと、
該モータの駆動により回転駆動可能とされ、前記作動軸とその回転方向に係合可能とされた駆動軸と、
前記モータ及び駆動軸を内部に収容するとともに、前記本体ケースに固定される収容ケースと、
該収容ケースに形成され、前記駆動軸の前記作動軸との係合端面を外部に臨ませつつ当該作動軸が挿通可能とされた開口と、
前記駆動軸から離間しつつ前記開口の内縁面に形成され、前記作動軸が前記駆動軸に係合した状態で当該作動軸と開口の内縁面との間をシールして前記収容ケース内を密閉状態とする第１シール手段と、
を具備したことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記開口の外縁面には、前記収容ケースが前記本体ケースに固定された状態で、当該収容ケースと本体ケースとの間をシールする第２シール手段が形成されたことを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記駆動軸の前記作動軸に対する係合端面には、２面幅を有しつつ径方向に貫通したキー溝と、該キー溝内の当該駆動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター穴とが形成されるとともに、前記作動軸の前記駆動軸に対する係合端面には、前記キー溝と合致するキー凸部と、前記センター穴と合致しつつ当該作動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター凸部とが形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記作動軸の前記駆動軸に対する係合端面には、２面幅を有しつつ径方向に貫通したキー溝と、該キー溝内の当該作動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター穴とが形成されるとともに、前記駆動軸の前記作動軸に対する係合端面には、前記キー溝と合致するキー凸部と、前記センター穴と合致しつつ当該駆動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター凸部とが形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力伝達装置。
【請求項１】
車両の駆動源と連結されて軸周りに回転駆動する入力軸と、
該入力軸の回転力が伝達されると、当該車両の前輪又は後輪を駆動させ得る左右一対の出力軸と、
前記入力軸と出力軸との間に介装され、差動により当該出力軸の回転数の差を吸収し得る差動手段と、
軸周りの回転により、前記入力軸と出力軸との連結又はその解除をさせて前記入力軸の前記出力軸に対する回転力の伝達を断続させるとともに、前記差動手段の差動を許容又はロックさせ得る作動軸と、
該作動軸を任意回転させ得る駆動手段と、
前記差動手段及び作動軸を収容しつつ車両に搭載される本体ケースと、
を具備し、前記作動軸により車両の２輪駆動と４輪駆動との切り換え、及び差動手段の差動のロックを行わせ得る動力伝達装置であって、
前記駆動手段は、
正転及び逆転駆動可能なモータと、
該モータの駆動により回転駆動可能とされ、前記作動軸とその回転方向に係合可能とされた駆動軸と、
前記モータ及び駆動軸を内部に収容するとともに、前記本体ケースに固定される収容ケースと、
該収容ケースに形成され、前記駆動軸の前記作動軸との係合端面を外部に臨ませつつ当該作動軸が挿通可能とされた開口と、
前記駆動軸から離間しつつ前記開口の内縁面に形成され、前記作動軸が前記駆動軸に係合した状態で当該作動軸と開口の内縁面との間をシールして前記収容ケース内を密閉状態とする第１シール手段と、
を具備したことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記開口の外縁面には、前記収容ケースが前記本体ケースに固定された状態で、当該収容ケースと本体ケースとの間をシールする第２シール手段が形成されたことを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記駆動軸の前記作動軸に対する係合端面には、２面幅を有しつつ径方向に貫通したキー溝と、該キー溝内の当該駆動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター穴とが形成されるとともに、前記作動軸の前記駆動軸に対する係合端面には、前記キー溝と合致するキー凸部と、前記センター穴と合致しつつ当該作動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター凸部とが形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記作動軸の前記駆動軸に対する係合端面には、２面幅を有しつつ径方向に貫通したキー溝と、該キー溝内の当該作動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター穴とが形成されるとともに、前記駆動軸の前記作動軸に対する係合端面には、前記キー溝と合致するキー凸部と、前記センター穴と合致しつつ当該駆動軸の中心軸上の位置に形成されたセンター凸部とが形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の動力伝達装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−２７９８８０（Ｐ２００８−２７９８８０Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２５３５８（Ｐ２００７−１２５３５８）
【出願日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【出願人】（０００１２８１７５）株式会社エフ・シー・シー (109)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【出願人】（０００１２８１７５）株式会社エフ・シー・シー (109)
【Ｆターム（参考）】
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