JP5759326B2 - 四輪駆動車用駆動力配分装置 - Google Patents

Description

本発明は、前後輪間又は左右輪間に駆動力を配分制御する四輪駆動車用駆動力配分装置に関する。

従来、副変速機の切替えと摩擦クラッチのクラッチ押付力とを単一のアクチュエータで制御する四輪駆動車用の駆動力配分装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この特許文献１に記載された駆動力配分装置は、アクチュエータの出力軸と同軸に回転駆動部材が固定されており、この回転駆動部材の軸方向両側には、副変速機に連結されるシフトフォークを移動するシフト用円筒カム、及びボールカムプレートの駆動ギヤと噛み合うピニオンギヤが相対回転可能に配置されている。

制御原点を起点としてアクチュエータの左回転により、回転駆動部材に回転軸方向出没自在に装着されたスライド型のラチェットをシフト用円筒カムの端面に形成されたラチェット溝に嵌合してシフト用円筒カムを回転させ、そのシフト用円筒カムの回転運動をシフトフォークにより直線運動に変換させることで、副変速機の変速制御が行われる。一方、制御原点を起点としてアクチュエータの右回転で、回転駆動部材のスライド型ラチェットをシフト用円筒カムのラチェット溝から離脱させ、回転駆動部材のピニオンギヤがボールカムプレートの駆動ギヤを介して摩擦クラッチのクラッチ押付力を変化させることで、クラッチ制御が行われる。

特開２００７−１７６３２９号公報

上記特許文献１記載の駆動力配分装置は、回転駆動部材の回転駆動に伴い回転駆動部材のスライド型ラチェットをシフト用円筒カムのラチェット溝にならって移動させることでラチェット溝から離脱させるように構成されている。このような構成によると、スライド型ラチェットがラチェット溝から離脱するのに必要な回転駆動部材の周方向の回転角度範囲が大きくなり、アクチュエータを多く回転駆動する必要がある。

本発明の目的は、変速制御とクラッチ制御とに対するシフト操作性を改良した四輪駆動車用駆動力配分装置を提供することにある。

［１］本発明は、入力軸への動力を少なくとも高速と低速の２段に切替えて主出力軸へ伝達する副変速機構と、前記主出力軸の動力を副出力軸に伝達する摩擦クラッチと、前記副変速機構のポジションを切替えるシフトカムと、前記副変速機構の切替え、もしくは前記摩擦クラッチの押付力の調整を行う単一のアクチュエータと、前記アクチュエータを基準位置から一方側へ回転駆動させる場合は、前記摩擦クラッチの押付力を調整し、前記アクチュエータを前記基準位置から他方側の前記シフトカムのシフト完了位置へ回転駆動した後に前記シフト完了位置から前記基準位置に戻す場合には、前記シフトカムを順送り動作させることで前記副変速機構のポジションを切替えるシフトカム駆動機構とを備えており、前記シフトカム駆動機構は、前記シフトカムに形成された噛合溝と噛み合うことで前記シフトカムを回転させる駆動爪と、前記駆動爪を前記シフトカムと噛み合う方向に付勢するバネと、前記シフト完了位置において、前記バネの弾力に抗して前記駆動爪を前記シフトカムの噛合溝と噛み合わない方向に回転させる駆動爪開放機構と、前記アクチュエータを前記シフト完了位置から前記基準位置へ戻すとき、前記駆動爪が前記シフトカムの噛合溝と噛み合わないように前記駆動爪開放機構の開放状態を保持する開放状態保持機構とを備えたことを特徴とする四輪駆動車用駆動力配分装置にある。

［２］上記［１］記載の前記開放状態保持機構は、前記駆動爪の開放に伴って前記駆動爪のシフトカム噛合側に挿入されるシャッター部材を備えたことを特徴とする。

［３］上記［１］記載の前記開放状態保持機構は、前記駆動爪の開放に伴って前記シフトカムに形成されたチェック溝に嵌め込むことで前記シフトカムを前記シフト完了位置に引き込むチェック機構を備えており、前記チェック機構が前記チェック溝に引き込まれる前に、前記駆動爪が前記シフトカムの噛合溝と噛み合わない位置に開放されるように構成されたことを特徴とする。

本発明によれば、シフトを途中で戻すことが可能となり、優れたシフト操作性が得られる。

本発明に係わる典型的な第１の実施の形態であるシフト・クラッチ制御機構を備えたトランスファの内部構造を一部省略して概略的に示す説明図である。 シフト・クラッチ制御機構の分解斜視図である。 シフト・クラッチ制御機構に好適に用いられる回転操作部材の斜視図である。 シフト・クラッチ制御機構に好適に用いられるチェック機構の断面図である。 シフト・クラッチ制御機構の要部平面図である。 シフト・クラッチ制御機構に好適に用いられるシャッター機構のシャッター部材を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｅ）はシャッター機構の動きを説明するための図である。 （ａ）及び（ｂ）はシフト・クラッチ制御機構におけるクラッチ制御の説明図である。 （ａ）〜（ｅ）は第２の実施の形態であるシフト・クラッチ制御機構の動きを説明するための図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。

［第１の実施の形態］
（トランスファの全体構成）
図１において、全体を示す符号１は、この第１の実施の形態に係る典型的な四輪駆動車用駆動力配分装置を備えたトランスファの全体構成を概略的に示している。図示例によるトランスファ１は、例えばＦＲ（フロントエンジン、リヤドライブ）方式をベースにした四輪駆動車に適用されるものである。

このトランスファ１は、図１に示すように、フロントケース２及びリアケース３からなるトランスファケースを有している。このフロントケース２の前側部位には、図示しないエンジンからの回転駆動を同じく図示を省略した自動変速機あるいは手動変速機を介して入力する入力軸４がベアリング５を介して回転可能に固定支持されている。この入力軸４には、フロントケース２内に同軸的に配された副変速機２０を介してリアケース３内に同軸的に配された主出力軸である後輪出力軸６が直結されている。この後輪出力軸６には、４ＷＤモードにおける前後輪駆動力の配分制御を行う摩擦クラッチ装置３０が同軸的に配されている。

この後輪出力軸６と平行な部位には、図１に示すように、主出力軸に対する副出力軸となる前輪出力軸７が設けられている。この後輪出力軸６の副変速機２０及び摩擦クラッチ装置３０の間には、駆動スプロケットギヤ８が同軸的に設けられている。一方の前輪出力軸７の同軸上には、駆動スプロケットギヤ８に対する従動スプロケットギヤ９が設けられている。この駆動スプロケットギヤ８と従動スプロケットギヤ９とには、環状のチェーン１０が掛け回されている。

このトランスファ１は、図１に示すように、副変速機２０において高速段Ｈ又は低速段Ｌの走行変速切替えを行うＨ−Ｌシフト機構４０を備えている。トランスファ１は更に、Ｈ−Ｌシフト機構４０の切替え、及び摩擦クラッチ装置３０の接断を操作する単一のアクチュエータ１１を備えている。

このアクチュエータ１１には、図１に示すように、モータ１２のトルクを増幅する減速機１３が内蔵されている。その減速機１３による回転駆動は、アクチュエータ出力軸１４を介して摩擦クラッチ装置３０、及びＨ−Ｌシフト機構４０に伝達される。

（副変速機の構成）
この副変速機２０は、図１に示すように、Ｈ−Ｌシフト機構４０の操作により、入力軸４に入力するエンジン駆動力を少なくとも高速段Ｈ又は低速段Ｌの２段の減速比に切替えを行う。このＨ−Ｌシフト機構４０は、副変速機２０の遊星歯車機構に同軸的に配されたＨ−Ｌ切替え用のクラッチスリーブ４１を備えている。

この遊星歯車機構は、図１に示すように、入力軸４の外周に一体形成されたサンギヤ２１と、フロントケース２に固定されたリングギヤ２２と、このサンギヤ２１の外周に噛み合うとともに、リングギヤ２２の内周に噛み合う複数のプラネタリギヤ２３，…，２３とを備えている。

このプラネタリギヤ２３のそれぞれは、図１に示すように、同一の位相差をもって配された支軸２４を介して円形のキャリアケース２５に自転可能に固定支持されている。このキャリアケース２５は、サンギヤ２１と相対回転可能に入力軸４の軸回りに固定支持されている。このキャリアケース２５の後端部には、内スプライン（歯部）２６ａを有する円形のプラネタリキャリア２６が一体に固定されており、支軸２４の両端がキャリアケース２５とプラネタリキャリア２６とに支持固定されている。

低速状態においては、クラッチスリーブ４１のスプラインがサンギヤ２１から脱することで、プラネタリキャリア２６の内スプライン２６ａにクラッチスリーブ４１のスプラインをスプライン係合させ、プラネタリギヤ２３から伝達された回転駆動力が、低速回転駆動力として後輪出力軸６に伝達される。一方、図１に示す高速状態においては、クラッチスリーブ４１のスプラインとサンギヤ２１とが互いに噛合して連結されており、入力軸４の回転駆動力が、高速回転駆動力として後輪出力軸６に伝達される。

（摩擦クラッチ装置の構成）
この摩擦クラッチ装置３０は、図１に示すように、環状のクラッチハブ３１を後輪出力軸６に固定するとともに、環状のクラッチドラム３２を駆動スプロケットギヤ８の延長筒部に固定している。このクラッチハブ３１とクラッチドラム３２とにより形成された第１環状空間内には、トルク伝達を行うための多数枚のクラッチプレート３３，…，３３が軸方向移動可能に支持されている。このクラッチハブ３１とクラッチドラム３２とにより形成された第２環状空間内には、リターンスプリング３４が設けられている。

この摩擦クラッチ装置３０は、図１に示すように、後輪出力軸６と同一軸上に移動可能な環状のクラッチ押付部材３５と、アクチュエータ１１の回転運動を直線運動に変換し、クラッチ押付部材３５に軸方向変位を付与するボールカム機構５０とを備えている。このクラッチ押付部材３５は、リターンスプリング３４により摩擦クラッチ開放方向に付勢されており、アクチュエータ１１の回転駆動により軸方向へ移動されるようになっている。クラッチプレート３３の接断動作を制御することで、クラッチプレート３３のクラッチ締結力に応じて、後輪出力軸６及び前輪出力軸７に対して伝達されるトルク配分が変更可能である。

（ボールカム機構の構成）
このボールカム機構５０は、図１に示すように、摩擦クラッチ装置３０のクラッチ締結力を無段階に制御する。このボールカム機構５０には、後輪出力軸６と同一軸上に反力側のカムプレート（反力カムプレート）５１、及び駆動側のカムプレート（駆動カムプレート）５２により構成された一対のボールカムが設けられている。この反力カムプレート５１は、スラスト軸受５３を介して環状の固定部材５４に固定されている。一方の駆動カムプレート５２は、スラスト軸受５５を介してクラッチ押付部材３５に当接して連結されている。

この反力カムプレート５１は、図２に示すように、アクチュエータ出力軸１４側に向けて延在する自由端部を位置決めロッド１０７に支持している。この位置決めロッド１０７は、アクチュエータ出力軸１４と同軸上に回転可能に支持された摩擦クラッチ駆動用の板カム６０の逆回転を阻止するストッパとしての機能をも有している。

一方の駆動カムプレート５２は、図２に示すように、反力カムプレート５１とは所定角度の位相差をもってアクチュエータ出力軸１４側に向けて延在する先細り状のアーム部５２ａが一体形成されている。そのアーム部５２ａの先端部分にはカムフォロア５６が回転自在に軸支されている。そのカムフォロア５６は、板カム６０のカム面６０ａに常時接触されており、アクチュエータ１１の回転をボールカム機構５０に伝達するようになっている。

この駆動カムプレート５２は、カムフォロア５６を介して板カム６０のカム面６０ａにならって回転駆動するので、例えばピニオンギヤにより駆動カムプレートを回転駆動する構成と比べて、クラッチプレート３３の間が離間しているクラッチ締結解除状態からクラッチ締結状態へ移る際の長い移動距離をアクチュエータ１１による小さい回転角度で移動させることが可能となる。

この板カム６０のカム面６０ａは、図２に示すように、カム立ち上がり部分６０ｂをシフトロッド４５及びカム面６０ａ間の距離の変化率が二次曲線的に変化する非線形に形成されるとともに、そのカム立ち上がり部分６０ｂから駆動回転方向にわたって線形形状に形成されている。

この板カム６０の作用により、摩擦クラッチ装置３０のクラッチプレート３３の遊び部分を少ない回転角で摩擦クラッチ装置３０の初期位置からクラッチプレート３３間の隙間を縮めてクラッチ押付力が作用する。従って、摩擦クラッチ装置３０の初期位置からクラッチプレート３３間の隙間を縮めてクラッチ押付力が作用する位置までのストロークが長い区間を短時間でクラッチ接断動作を行うことが可能になる。

この摩擦クラッチ装置３０を締結する場合は、アクチュエータ１１の後側からみて、板カム６０がアクチュエータ出力軸１４の軸心回りに正回転方向に右回転することで、駆動カムプレート５２が反力カムプレート５１に対して一定方向に回転駆動される。この駆動カムプレート５２が回転駆動すると、駆動カムプレート５２は、ボールカム溝内のボール５７による押圧を受けながら、後輪出力軸６の軸方向に移動する。駆動カムプレート５２が移動すると、クラッチ押付部材３５は、後輪出力軸６の軸方向前方に押されてクラッチプレート３３を押圧する。これにより、アクチュエータ１１の回転量に応じてクラッチ押付力が増加する。

一方、摩擦クラッチ装置３０の締結を解除する場合は、上記操作とは逆に板カム６０が回転することで、上記操作と逆の操作を行うこととなる。これにより、板カム６０のカム面６０ａの形状に対応する変化パターンで、摩擦クラッチ装置３０のクラッチ押付部材３５を後輪出力軸６の軸方向に移動させることができる。

（Ｈ−Ｌシフト機構の構成）
このＨ−Ｌシフト機構４０は、図１に示すように、フォーク本体４２及び摺動ホルダ４３がコイルバネ４４を介して相対移動可能な二部材により主に構成されている。このフォーク本体４２の一側は、シフトロッド４５に移動可能に挿通支持されている。このフォーク本体４２の他側には、Ｈ−Ｌ切換え用のクラッチスリーブ４１に係合した二股状のフォークが延出されている。フォーク本体４２の幅方向両側に相対する立設側壁の内面には、内方に膨出した細長い柱状の一対のバネ荷重受部４２ａ，４２ａがシフトロッド軸方向両側にそれぞれ形成されている。

一方の摺動ホルダ４３は、図１に示すように、シフトロッド４５と同軸上に挿通支持される一対の摺動脚部４３ａ，４３ａを介してフォーク本体４２に相対移動可能に設けられている。この摺動脚部４３ａは、フォーク本体４２のバネ荷重受部４２ａ間の間隔より小さく設定されるとともに、この一対の摺動脚部４３ａの間の間隔は、フォーク本体４２の長さ方向両側一対のバネ荷重受部４２ａ間の間隔に略等しく設定されている。

この一対の摺動脚部４３ａの対向内面には、図１に示すように、一対の円形のワッシャ４６，４６がシフトロッド４５と同軸上に配されている。このワッシャ４６には、フォーク本体４２の幅方向両側一対のバネ荷重受部４２ａ間の間隔より大径に形成されている。この一対の摺動脚部４３ａ及びワッシャ４６は、コイルバネ４４の両端を保持するバネ保持機能と、コイルバネ４４を作動させるバネ作動機能とを兼ね備えている。フォーク本体４２のバネ荷重受部４２ａと摺動ホルダ４３の摺動脚部４３ａとの相対移動で生じるコイルバネ４４の圧縮力及び復元力によってシフト操作力を蓄積する待ち機構が構成される。

この摺動ホルダ４３の長さ方向一端部には、図１に示すように、シフトロッド４５に沿って延びるアーム部４３ｂが一体に形成されている。このアーム部４３ｂの先端部には円柱状のシフターピン４３ｃが突出して支持されている。このシフターピン４３ｃは、シフトカム４７の回転運動をＨ−Ｌシフト機構４０の直線運動に変換するカム溝４７ａ内に摺動自在に所定の間隙をもって遊嵌されている。シフターピン４３ｃは、アーム部４３ｂを介してフォーク本体４２よりもシフトカム４７側に配置される構成となっており、装置内の狭小な設置空間を合理的に使用することができる。

このシフトカム４７の回転運動は、図１に示すように、カム溝４７ａの傾斜部に沿って移動するシフターピン４３ｃを介して摺動ホルダ４３へと伝達され、摺動ホルダ４３の直線運動に変換される。この直線運動は、コイルバネ４４を介してシフトロッド４５に沿ってフォーク本体４２を直線運動させる。図示例では、シフトカム４７の回転で、シフターピン４３ｃを副変速機２０の高速段Ｈ位置及び低速段Ｌ位置の切替えに必要な軸方向のシフト量だけ移動させる。このフォーク本体４２の直線運動により、フォーク本体４２を介して副変速機２０のサンギヤ２１とプラネタリギヤ２３との間で駆動力の連結・切断を行うクラッチスリーブ４１をシフトさせ、高速と低速の切替えが行われる。

（シフト・クラッチ制御機構の全体構成）
この第１の実施の形態に係る一つの主要な基本の構成は、図１〜図３に示すように、摩擦クラッチ装置３０とＨ−Ｌシフト機構４０とを制御するシフト・クラッチ制御機構８０にある。従って、上記のように構成されたトランスファ１の全体構成は、従来のものと基本的な構成において変わるところはない。よって、トランスファ１の全体構成は、図示例に限定されるものではない。

この第１の実施の形態に係る典型的なシフト・クラッチ制御機構８０は、図１〜図３に示すように、単一のアクチュエータ１１によって副変速機２０の切替え動作、及び摩擦クラッチ装置３０の接断動作を個別に制御することを可能とする。図示例によると、この制御は、シフトカム４７のシフト完了位置（アクチュエータ１１の基準位置）を制御原点とした一方側に所定の回転角でクラッチ制御を行い、シフトカム４７のシフト完了位置を制御原点とした一方側とは逆の他方側に所定の回転角で副変速機２０の切替えを行っている。

このシフト・クラッチ制御機構８０は、図１〜図３に示すように、Ｈ−Ｌシフト機構４０をシフトロッド４５に沿って直線移動させるシフトカム４７と、摩擦クラッチ装置３０のクラッチ押付力を変化させる板カム６０と、シフトカム４７及び板カム６０を個別に回転駆動させる回転駆動部材８１と、シフトカム４７のシフト完了位置を決めるチェック機構１００とにより主に構成されている。このシフトカム４７、板カム６０、回転駆動部材８１及びチェック機構１００は、アクチュエータ出力軸１４と同軸上に配されており、アクチュエータ１１の回転量に応じて動作する。

（回転駆動部材の構成）
この回転駆動部材８１は、図２及び図３に示すように、シフトカム対向側の大径部分８２と板カム対向側の小径部分８３とが中心線方向に段差をもつ中間段差部８３ａを介して一体形成された円筒体からなる。この大径部分８２は、シフトカム４７の端面と対向して配置されており、シフトロッド４５の一端部が大径部分８２及び中間段差部８３ａに連通して形成された中心孔部に相対回転可能に支持されている。

この小径部分８３の外周部は、図１及び図２に示すように、一対のベアリング１５，１５を介してリアケース３に回転可能に支持されている。小径部分８３の内周部は、スプラインによる固定状態でアクチュエータ出力軸１４と結合されている。中間段差部８３ａの外周部には、板カム６０が相対回転可能に支持されている。

この回転駆動部材８１の大径部分８２には、図２及び図３に示すように、矩形状を有する一対のクラッチ制御機構用の駆動突起８４とシフト制御機構用の駆動突起８５とが板カム６０側に突出して形成されている。この駆動突起８４，８５は、所定の位相差をもって大径部分８２の同一円周上に配されている。

この駆動突起８４は、図２及び図３に示すように、板カム６０に形成された被駆動突起６１に当接して板カム６０を同期回転させる駆動面８４ａを有している。一方の駆動突起８５は、板カム６０の被駆動突起６１に当接して回転駆動部材８１の動作を停止させるストッパ面８５ａを有している。板カム６０の被駆動突起６１は、駆動突起８４の駆動面８４ａと駆動突起８５のストッパ面８５ａとの間の同一円周上に突出形成されている。

この一対の駆動突起８４，８５の間に切欠して形成された平坦状の大径部分８２の外面には、図２及び図３に示すように、外面の法線方向に延びる回転軸８６を介してラチェットレバー８７が双方向回転可能に支持されている。このラチェットレバー８７は、バネ８９によりシフトカム４７の端面側に向けて付勢されており、回転駆動部材８１の回転方向と交差する方向に回転する。

このラチェットレバー８７の回転基部には、図２及び図３に示すように、回転軸８６を中心として設けられたラチェット部９０が一体に形成されている。このラチェット部９０の駆動爪であるラチェット爪９１は、シフトカム４７の端面をシフト方向、及びシフト方向とは反対側の戻し方向の両方向に駆動可能な外形形態に形成されている。この回転駆動部材８１の回転中心線の法線方向の軸線を中心としてラチェットレバー８７が双方向回転可能に固定支持された構成となっているので、ラチェット爪９１がラチェット溝４７ｂから離脱するのに必要となるラチェット爪９１の作動回転角を小さくすることができるようになっている。

このラチェット爪９１は、図２及び図３に示すように、シフトカム４７の端面に形成されたラチェット溝４７ｂにバネ８９の弾力に抗して係脱可能とされている。このラチェット爪９１の外面には、シフト完了の戻り時にラチェット溝４７ｂとの係合を阻止する円柱の突部９２が突出して形成されている。

このラチェットレバー８７には、図３に示すように、回転軸８６と直交してシフトカム４７側の腕部８８と板カム６０側の腕部８８とが一体に形成されている。この一対の腕部８８は、回転駆動部材８１の回転中心線から右回り方向に傾斜している。この一対の腕部８８の右回り方向の側面は、回転軸８６に対称に形成されたカム面８８ａ，８８ｂをそれぞれ有している。

このカム面８８ａは、回転駆動部材８１が制御原点からシフト方向とは逆方向（摩擦クラッチ押付方向）へ回転駆動したとき、ラチェット爪９１をシフトカム４７のラチェット溝４７ｂから離脱させる開放状態に保持し、クラッチ制御動作中にシフトカム４７を回転させないようにするものである。一方のカム面８８ｂは、回転駆動部材８１が制御原点からシフト完了位置の方向（シフト方向）へ回転駆動したとき、ラチェット爪９１を開放させるものである。

（シフトカム駆動機構の構成）
一方の板カム６０には、図２に示すように、回転駆動部材８１側の対向面に円柱状の長短一対の駆動ピン６２，６３が突出して形成されている。この長尺の駆動ピン６２は、ラチェットレバー８７のシフトカム４７側の腕部８８の回転軌跡内に配されている。一方の短尺の駆動ピン６３は、ラチェットレバー８７の板カム６０側の腕部８８の回転軌跡内に配されている。この駆動ピン６２，６３は、ラチェット爪９１をラチェット溝４７ｂと噛み合わない方向に回転させる駆動爪開放機構となる。

長尺の駆動ピン６２は、図２に示すように、回転駆動部材８１が制御原点からクラッチ押付方向へ回転駆動したとき、回転駆動部材８１の腕部８８のカム面８８ａに当接して押圧することで、ラチェット爪９１をシフトカム４７のラチェット溝４７ｂから離脱させ、ラチェット爪９１を開放する。一方の短尺の駆動ピン６３は、回転駆動部材８１が制御原点からシフト方向へ回転駆動したとき、回転駆動部材８１の腕部８８のカム面８８ｂに当接して押圧することで、ラチェット爪９１を開放する。

上記のように構成されたシフト・クラッチ制御機構８０の構成部品のうち、シフトカム４７のラチェット溝４７ｂ、板カム６０の駆動ピン６２，６３、及び回転駆動部材８１により、シフト・クラッチ制御機構８０の一つの主要部を構成するシフトカム駆動機構が主に構成される。このシフトカム駆動機構は、アクチュエータ１１を基準位置から一方側へ回転駆動させる場合は、摩擦クラッチ装置３０の押付力を調整し、アクチュエータ１１を基準位置から他方側のシフトカム４７のシフト完了位置へ回転駆動した後にシフト完了位置から基準位置に戻す場合には、シフトカム４７を順送り動作させることで副変速機２０のポジションを切替えるように構成されている。

（シフトチェック機構の構成）
このシフトカム４７の回転駆動部材８１寄りの端部には、図１、図２及び図４に示すように、シフトカム駆動機構のもう一つの主要部を構成するシフトカム用のチェック機構１００が同軸に支持されている。このチェック機構１００は、シフトカム４７と相対回転する円形筐体状のチェック部１０１と、そのチェック部１０１と一体形成された一対の細長い円筒状のチェックブロック１０２，１０２とを備えている。

このチェックブロック１０２は、図２及び図４に示すように、チェック部１０１の外周に放射状に延在されている。このチェックブロック１０２の内部には、コイルスプリング１０３の弾性反発力（付勢力）によりシフトカム４７のチェック溝４７ｃに押付けられるチェックボール１０４が設けられている。チェックブロック１０２の先端部開口は、プラグ１０５により閉鎖されている。

このチェックボール１０４が係合するチェック溝４７ｃは、図２及び図４に示すように、シフトカム４７の端部外周面に形成されている。このシフトカム４７のチェック溝４７ｃは、シフトカム４７のラチェット溝４７ｂで決まるシフト完了位置となる２箇所のシフトエンドに対応して形成されている。このチェック溝４７ｃに対する係合で、副変速機２０のＨポジション及びＬポジションのシフト位置を位置決めしている。

このチェック部１０１とチェックブロック１０２との間には、図２及び図４に示すように、チェック機構１００の回り止めとなる扁平状の保持片１０６が一体に形成されている。この保持片１０６は、板カム６０の逆回転を阻止するとともに、反力カムプレート５１を支持する位置決めロッド１０７に貫通して支持されている。

ところで、クラッチプレート３３を押付けた状態でアクチュエータ１１が駆動力を失うと、摩擦クラッチ装置３０の反発力によりアクチュエータ１１が逆転駆動する場合がある。チェック機構１００の吸収エネルギーが摩擦クラッチ装置３０の反発力によりアクチュエータ１１を逆転駆動させるときに放出するエネルギーよりも大きくなるように、チェック機構１００のチェックトルクと回転角とを設定する。

ここで、チェックトルクとは、コイルスプリング１０３の弾力によりシフトカム４７のチェック溝４７ｃに付勢された状態で係合するチェックボール１０４が、このコイルスプリング１０３の付勢力に抗してチェックボール１０４とチェック溝４７ｃとの係合を解除する抵抗トルクをいう。チェック機構１００の吸収エネルギーは、次式（１）により計算される。

チェック機構１００の吸収エネルギー＝チェック機構１００の抵抗トルク×シフトカム４７の回転角……（１）

このチェック機構１００は、シフトカム４７の回転を停止するストッパとしての機能を有する。チェック機構１００により、アクチュエータ１１の駆動を失うような故障に対してシフトカム４７をシフト方向に回転駆動させることなく、車両走行中の副変速機２０の切替えを未然に防止することが可能となる。このチェック部１０１の円形外周の対角位置にチェックボール１０４を設けた構成となっているため、安価なチェックボール１０４及びコイルスプリング１０３により強いチェックトルクを発生することができる。

（シャッター機構の構成）
この回転駆動部材８１が、シフトカム４７のシフト完了位置から戻り方向へ回転駆動するとき、ラチェットレバー８７のラチェット爪９１がシフトカム４７のラチェット溝４７ｂに嵌まり込むと、シフトカム４７は、回転駆動部材８１と一緒に回転してしまうことになる。

この第１の実施の形態では、図２及び図５に示すように、シフトカム駆動機構のもう一つの主要部を構成するシャッター部材１１０が、板カム６０を介して回転駆動部材８１に相対回転可能に取り付けられている。このシャッター部材１１０は、アクチュエータ１１がシフト完了位置から基準位置へ戻るとき、ラチェットレバー８７のラチェット爪９１がシフトカム４７のラチェット溝４７ｂと噛み合わないように、板カム６０の駆動ピン６３による回転駆動部材８１の開放状態を保持する。このシャッター部材１１０により、ラチェット爪９１のラチェット溝４７ｂに対する嵌まり込みを阻止することができる。

このシャッター部材１１０は、図６に示すように、回転駆動部材８１の小径部分８３の外周に挿入される挿入孔１１１を有する円形の薄板材からなる。その薄板材の外周辺から回転駆動部材８１側へ交差する方向に第１突出片１１２が屈曲して突出されており、この第１突出片１１２の先端から円周方向に第２突出片１１３が延びている。この突出片１１２，１１３の形状は、円形の薄板材と同一曲率に設定されている。このシャッター部材１１０は、捻りバネ１１４により第２突出片１１３がラチェットレバー８７の突部９２と当接する方向に付勢されている。板カム６０、シャッター部材１１０、及び捻りバネ１１４により、回転駆動部材８１の開放状態を保持する開放状態保持機構（シフト噛み合い解除機構）が構成される。

（シフトカムの順送り動作）
Ｈ−Ｌシフト機構４０のシフト動作は、アクチュエータ１１を基準位置からシフト方向に所定の回転角で回転させた後に基準位置に戻すアクチュエータ１１の往復回転動作を繰返すことで、シフトカム４７がＨポジション及びＬポジションの２つのシフトポジションに順送り動作する。一方、アクチュエータ１１を基準位置からクラッチ押付方向に駆動回転させた場合は、シフトカム４７を回転させることなく、摩擦クラッチ装置３０のみを駆動する。

アクチュエータ１１を基準位置からシフト方向に駆動回転させた場合でも、所定の回転角まで駆動回転させない場合は、回転駆動部材８１のラチェットレバー８７のラチェット爪９１は常に、シフトカム４７のラチェット溝４７ｂに噛み合っており、アクチュエータ１１とシフトカム４７とは一体回転する。よって、アクチュエータ１１が所定の回転角に達する前であれば、元の位置に戻すことができる。

（シフトカム駆動機構によるシフトカム順送り動作）
図７を参照すると、同図には、シフトカム４７、板カム６０、及び回転駆動部材８１を組み付けた状態が展開して示されている。同図において、チェックボール１０４の両側に位置する２つのラチェット溝４７ｂ、チェック溝４７ｃ、被駆動突起６１、及び駆動ピン６３は同一のものであるが、展開図としては別々に表している。

以下に、図７を参照しながら、回転駆動部材８１がシフトカム４７のシフト方向へ回転駆動するときのシャッター部材１１０の動作の一例を説明する。図７（ａ）においては、回転駆動部材８１が基準位置からシフト方向に回転駆動しているシフト途中にある。回転駆動部材８１のラチェット爪９１は、シフトカム４７のラチェット溝４７ｂに噛み合っており、シフトカム４７と回転駆動部材８１とが一体に回転している。板カム６０は、停止位置に残ったままの状態で停止している。

この回転駆動部材８１が、図７（ｂ）に示すように、シフトカム４７のカム溝端面方向に回転駆動する動きで、回転駆動部材８１のラチェットレバー８７の突部９２は、捻りバネ１１４の弾力に抗してシャッター部材１１０の第２突出片１１３に当接して押圧荷重を受ける。

このラチェットレバー８７における腕部８８のカム面８８ｂは、図７（ｃ）に示すように、回転駆動部材８１の回転駆動に伴い板カム６０の駆動ピン６３に当接する。このラチェットレバー８７は、回転駆動部材８１の回転駆動に伴い板カム６０の駆動ピン６３の押圧荷重により回転軸８６を中心としてシフトカム４７のラチェット溝４７ｂから離脱する方向に回転する。

このラチェットレバー８７のラチェット爪９１は、図７（ｄ）に示すように、シフトカム４７のラチェット溝４７ｂから離脱して開放される。このラチェット爪９１が開放されると、ラチェットレバー８７の突部９２が捻りバネ１１４の弾力に抗してシャッター部材１１０の第２突出片１１３を乗り越えて、シャッター部材１１０の内側にラチェット爪９１を押し込む。

この回転駆動部材８１がシフト完了位置（シフトエンド）からシフト方向とは反対方向に回転駆動して戻るとき、このシャッター部材１１０は、図７（ｅ）に示すように、捻りバネ１１４の弾性反発力により初期の位置に復帰し、ラチェットレバー８７の突部９２がシャッター部材１１０の第２突出片１１３から離脱するまで、シフトカム４７のラチェット溝４７ｂを閉鎖する。このとき、シフトカム４７はシフトポジションに残ったままの状態で停止している。

（シフトカム駆動機構の効果）
この第１の実施の形態に係るシフトカム駆動機構によれば、回転駆動部材８１がシフトを完了して制御原点に戻るとき、シャッター部材１１０によりラチェットレバー８７の開放状態が維持されるので、ラチェット爪９１がシフトカム４７のラチェット溝４７ｂ内に嵌まり込むのを阻止することができる。ラチェット爪９１とラチェット溝４７ｂとの間の引っ掛かりを防止することができるため、シフトカム４７の回転を阻止することができるようになり、変速制御とクラッチ制御とに対する優れたシフト操作性が得られる。

（クラッチ制御機構の構成）
このシフト・クラッチ制御機構８０のもう一つの主要部を構成するクラッチ制御機構は、図２に示すように、板カム６０の被駆動突起６１と回転駆動部材８１の駆動突起８４とにより主に構成されており、アクチュエータ１１を制御原点からシフト方向とは反対側に駆動回転させることで、シフトカム４７を回転させることなく、摩擦クラッチ装置３０のみを駆動するように構成されている。

（回転操作部材によるクラッチ制御の構成）
図８を参照すると、同図には、図７と同様に、シフトカム４７、板カム６０、及び回転駆動部材８１を組み付けた状態が展開して示されている。図８（ａ）において、回転駆動部材８１は基準位置にあり、回転駆動部材８１のラチェット爪９１は、シフトカム４７のラチェット溝４７ｂに噛み合った状態にある。シフトカム４７はシフト完了位置に停止している。回転駆動部材８１を回転駆動させることで、回転駆動部材８１の駆動突起８４の駆動面８４ａが板カム６０の被駆動突起６１に当接する位置が、摩擦クラッチ装置３０における制御開始位置となる。

この摩擦クラッチ装置３０においては、図８（ｂ）に示すように、回転駆動部材８１を回転駆動させると、回転駆動部材８１のラチェットレバー８７における腕部８８のカム面８８ａが、板カム６０の長尺の駆動ピン６２に当接して押圧される。ラチェットレバー８７のラチェット爪９１は、弾力に抗して回転軸８６を中心にシフトカム４７のラチェット溝４７ｂから離脱する方向に回転して開放する。

この板カム６０の被駆動突起６１は、図８（ｂ）に示すように、回転駆動部材８１の駆動突起８４の駆動面８４ａにより押圧荷重を受ける。この回転駆動部材８１は、シフトカム４７をシフトポジションに残したままの状態で、板カム６０を回転駆動させることになる。このとき、ラチェット爪９１は、板カム６０の駆動ピン６２の作用により開放状態に保持される。

この板カム６０は、回転駆動部材８１と一緒に回転駆動し、回転駆動部材８１による板カム６０の回転に伴い、駆動カムプレート５２が反力カムプレート５１に対して一定方向に回転駆動される。駆動カムプレート５２は、ボールカム溝内のボール５７による押圧を受けながら、カムフォロア５６を介してクラッチプレート３３を押圧することで、クラッチ押付力を増加させる。一方、この回転駆動部材８１がシフト方向に回転すると、上記操作とは逆に板カム６０の回転に応じてクラッチ押付力を減少させる。

（第１の実施の形態の効果）
上記第１の実施の形態に係るシフト・クラッチ制御機構８０によると、上記効果に加えて、以下の効果が得られる。

（１）回転駆動部材８１の回転方向と交差する方向に回転するラチェットレバー８７を装着した構成となっているため、ラチェット溝４７ｂから離脱するのに必要となるラチェット爪９１の作動回転角を小さくすることが可能となり、シフト時間を短縮することができる。
（２）Ｈ−Ｌシフト機構４０の切替え時間が短くなるので、回転駆動部材８１がシフト途中で停止することはない。回転駆動部材８１がシフト途中で停止したとしても、元の位置に戻すことができる。
（３）回転駆動部材８１の駆動突起８５、及び板カム６０の被駆動突起６１が、シフトカム４７のシフトエンドに対応して設定されているので、回転駆動部材８１がシフトエンドでオーバーランすることがなくなり、制御バラツキがあったとしても確実にシフトを完了することができる。
（４）単一のアクチュエータ１１を用いることで、変速制御とクラッチ制御とを行うことが可能となる。
（５）摩擦クラッチ装置３０、及びＨ−Ｌシフト機構４０を駆動操作する機構をモジュール化することが容易な構造が得られる。
（６）一つのアクチュエータ１１で、変速制御とクラッチ制御とを行うことが可能であるため、トランスファ１の全体構造を安価にかつ小型軽量に設計することができる。

［第２の実施の形態］
図９を参照すると、同図には、アクチュエータ１１がシフト完了位置から基準位置へ戻るとき、回転駆動部材８１のラチェット爪９１がシフトカム４７のラチェット溝４７ｂと噛み合わないように開放状態を保持する開放状態保持機構の他の一構成例が例示されている。

上記第１の実施の形態では、シャッター部材１１０を開放状態保持機構としていたものを、この第２の実施の形態にあっては、シャッター部材１１０を排除して、シフトカム４７をシフトポジションに保持するチェック機構１００を開放状態保持機構としている点で上記第１の実施の形態とは異なっている。なお、図９において上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。

ところで、トランスファ１の切替え操作後にトランスミッションをあまり早く操作すると、シフトの途中でエンジン駆動力が入力され、Ｈ−Ｌシフト機構４０のフォーク本体４２が動かなくなってシフト完了前で停止する場合がある。そのような場合は、フォーク本体４２を元の位置に戻すことで、車両が走り始めてから突然にシフトするような動作を回避することが望ましい。

フォーク本体４２がシフト完了前に停止した場合は、図９（ａ）に示すように、チェック機構１００がシフトカム４７のチェック溝４７ｃに吸い込まれていない状態にあり、回転駆動部材８１のラチェット爪９１をシフトカム４７のラチェット溝４７ｂにおけるシフト方向の端面に引っ掛かった係合状態からラチェット溝４７ｂのシフト方向とは反対側の端面に引っ掛かった係合状態で、シフトカム４７と回転駆動部材８１とをアクチュエータ１１と一体に回転させる。これにより、フォーク本体４２を元の位置に戻すことができるため、車両が走り始めてからの突然のシフト動作を回避することができる。

以下に、図９（ｂ）〜図９（ｅ）を参照しながら、この第２の実施の形態に係る開放状態保持機構の動作の一例を説明する。

図９（ｂ）において、回転駆動部材８１は、アクチュエータ１１を基準位置からシフト方向に回転駆動しているシフト途中にある。回転駆動部材８１のラチェット爪９１は、シフトカム４７のラチェット溝４７ｂに噛み合っており、シフトカム４７と回転駆動部材８１とが一体に回転している。図示を省略した板カムは、停止位置に残ったままの状態を維持している。

この回転駆動部材８１によりシフトカム４７を押しながら、ラチェットレバー８７の腕部８８のカム面８８ｂが板カムの駆動ピン６３に達すると、チェック機構１００のチェックボール１０４は、図９（ｂ）に示すように、シフトカム４７のチェック溝４７ｃに押し付ける吸い込み開始位置に達する。

この回転駆動部材８１が、図９（ｃ）に示すように、シフトカム４７のシフトエンド方向に回転駆動する動きで、ラチェットレバー８７のカム面８８ｂは、駆動ピン６３により押圧荷重を受ける。ラチェットレバー８７は、回転駆動部材８１の回転駆動に伴い駆動ピン６３の押圧荷重により回転軸８６を中心としてラチェット溝４７ｂから離脱する方向に回転することで、回転駆動部材８１のバネ８９の弾力に抗してラチェット溝４７ｂから離脱する。

このとき、チェックボール１０４がチェック溝４７ｂに引き込まれる前に、ラチェット爪９１がラチェット溝４７ｂと噛み合わない位置に開放される。チェックボール１０４はチェック溝４７ｃに嵌め入れる吸い込みを開始する。

図９（ｄ）において、チェックボール１０４はチェック溝４７ｃに吸い込まれており、シフトカム４７はシフト完了位置に停止している。このとき、ラチェットレバー８７が閉じようとしても、シフトカム４７の端面に当接しており、ラチェット爪９１がラチェット溝４７ｂと噛み合うことが防止される。

図９（ｅ）において、回転駆動部材８１がシフトカム４７のシフト完了位置からシフト方向とは反対方向に回転駆動して戻るとき、ラチェットレバー８７は、シフトカム４７をシフトポジションに残したままの状態で、シフトカム４７の端面を滑りながら回転し、アクチュエータ１１の基準位置である初期の位置に戻る。

（第２の実施の形態の効果）
この第２の実施の形態に係る開放状態保持機構にあっても、上記第１の実施の形態に係る開放状態保持機構と同様の効果が得られる。それに加えて、シャッター部材を省略した構造では、シフト・クラッチ制御機構８０の製作コストを低減することができる。

［他の実施の形態］
上記四輪駆動車用トランスファにあっては、ＦＲタイプの四輪駆動車用トランスファ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いことは勿論であり、例えばセンターデフを備えたＦＲタイプの四輪駆動車用トランスファやＦＦタイプの四輪駆動車用トランスファに効果的に使用することができる。また、上記各実施の形態では、ＨポジションとＬポジションとの走行変速切替えを行う副変速機構を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、例えば副変速機構における切替えポジションとして、ニュートラルや４ＷＤロックなどの各種のポジションを増加させて設定することができる。

なお、例えば入力側と出力側の間でトルクを伝達する各種の装置に使用することができることは勿論であり、例えば農業機械、建設土木機械、運搬機械等の作業用車両、不整地用四輪走行車（ＡＴＶ）、鉄道等の各種の車両、各種の産業機械や工作機械等にも適用可能であり、本発明の初期の目的を十分に達成することができる。

以上の説明からも明らかなように、本発明の四輪駆動車用トランスファの代表的な構成例を上記実施の形態、変形例及び図示例を挙げて説明したが、上記実施の形態、変形例及び図示例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。上記実施の形態、変形例及び図示例の中で説明した特徴の組合せの全てが本発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきであり、本発明の技術思想の範囲内において種々の構成が可能であることは勿論である。

１…トランスファ、２…フロントケース、３…リアケース、４…入力軸、５，１５…ベアリング、６…後輪出力軸、７…前輪出力軸、８…駆動スプロケットギヤ、９…従動スプロケットギヤ、１０…チェーン、１１…アクチュエータ、１２…モータ、１３…減速機、１４…アクチュエータ出力軸、２０…副変速機、２１…サンギヤ、２２…リングギヤ、２３…プラネタリギヤ、２４…支軸、２５…キャリアケース、２６…プラネタリキャリア、２６ａ…内スプライン、３０…摩擦クラッチ装置、３１…クラッチハブ、３２…クラッチドラム、３３…クラッチプレート、３４…リターンスプリング、３５…クラッチ押付部材、４０…Ｈ−Ｌシフト機構、４１…クラッチスリーブ、４２…フォーク本体、４２ａ…バネ荷重受部、４３…摺動ホルダ、４３ａ…摺動脚部、４３ｂ…アーム部、４３ｃ…シフターピン、４４…コイルバネ、４５…シフトロッド、４６…ワッシャ、４７…シフトカム、４７ａ…カム溝、４７ｂ…ラチェット溝、４７ｃ…チェック溝、５０…ボールカム機構、５１…反力カムプレート、５２…駆動カムプレート、５２ａ…アーム部、５３，５５…スラスト軸受、５４…固定部材、５６…カムフォロア、５７…ボール、６０…板カム、６０ａ，８８ａ，８８ｂ…カム面、６０ｂ…カム立ち上がり部分、６１…被駆動突起、６２，６３…駆動ピン、８０…シフト・クラッチ制御機構、８１…回転駆動部材、８２…大径部分、８３…小径部分、８３ａ…中間段差部、８４，８５…駆動突起、８４ａ…駆動面、８５ａ…ストッパ面、８６…回転軸、８７…ラチェットレバー、８８…腕部、８９…バネ、９０…ラチェット部、９１…ラチェット爪、９２…突部、１００…チェック機構、１０１…チェック部、１０２…チェックブロック、１０３…コイルスプリング、１０４…チェックボール、１０５…プラグ、１０６…保持片、１０７…位置決めロッド、１１０…シャッター部材、１１１…挿入孔、１１２…第１突出片、１１３…第２突出片、１１４…捻りバネ

Claims (3)

1. 入力軸への動力を少なくとも高速と低速の２段に切替えて主出力軸へ伝達する副変速機構と、
   前記主出力軸の動力を副出力軸に伝達する摩擦クラッチと、
   前記副変速機構のポジションを切替えるシフトカムと、
   前記副変速機構の切替え、もしくは前記摩擦クラッチの押付力の調整を行う単一のアクチュエータと、
   前記アクチュエータを基準位置から一方側へ回転駆動させる場合は、前記摩擦クラッチの押付力を調整し、前記アクチュエータを前記基準位置から他方側の前記シフトカムのシフト完了位置へ回転駆動した後に前記シフト完了位置から前記基準位置に戻す場合には、前記シフトカムを順送り動作させることで前記副変速機構のポジションを切替えるシフトカム駆動機構とを備えており、
   前記シフトカム駆動機構は、
   前記シフトカムに形成された噛合溝と噛み合うことで前記シフトカムを回転させる駆動爪と、
   前記駆動爪を前記シフトカムと噛み合う方向に付勢するバネと、
   前記シフト完了位置において、前記バネの弾力に抗して前記駆動爪を前記シフトカムの噛合溝と噛み合わない方向に回転させる駆動爪開放機構と、
   前記アクチュエータを前記シフト完了位置から前記基準位置へ戻すとき、前記駆動爪が前記シフトカムの噛合溝と噛み合わないように前記駆動爪開放機構の開放状態を保持する開放状態保持機構とを備えたことを特徴とする四輪駆動車用駆動力配分装置。
2. 前記開放状態保持機構は、前記駆動爪の開放に伴って前記駆動爪のシフトカム噛合側に挿入されるシャッター部材を備えたことを特徴とする請求項１記載の四輪駆動車用駆動力配分装置。
3. 前記開放状態保持機構は、前記駆動爪の開放に伴って前記シフトカムに形成されたチェック溝に嵌め込むことで前記シフトカムを前記シフト完了位置に引き込むチェック機構を備えており、
   前記チェック機構が前記チェック溝に引き込まれる前に、前記駆動爪が前記シフトカムの噛合溝と噛み合わない位置に開放されるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の四輪駆動車用駆動力配分装置。

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