駆動力配分装置
【課題】副変速機の切替えと摩擦クラッチのクラッチ押付力とに対する応答性を改良した駆動力配分装置を提供する。
【解決手段】駆動力配分装置は、アクチュエータ出力軸７２に固定された回転駆動部材８１がシフトカム３７と板カム６０との間に相対回転可能に同軸配置されている。回転駆動部材８１には、ラチェットレバー８７が回転駆動部材８１の回転方向と直交する方向に回転可能に設けられている。回転駆動部材８１は、所定の位置から一方側に回転駆動したときシフトカム３７から離脱して回転するとともに、一方側とは逆方向に回転駆動したときシフトカム３７と連動して回転する。
【解決手段】駆動力配分装置は、アクチュエータ出力軸７２に固定された回転駆動部材８１がシフトカム３７と板カム６０との間に相対回転可能に同軸配置されている。回転駆動部材８１には、ラチェットレバー８７が回転駆動部材８１の回転方向と直交する方向に回転可能に設けられている。回転駆動部材８１は、所定の位置から一方側に回転駆動したときシフトカム３７から離脱して回転するとともに、一方側とは逆方向に回転駆動したときシフトカム３７と連動して回転する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の前後輪間又は車両の左右輪間に駆動力を配分制御する駆動力配分装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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４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）。
【０００３】
この特許文献１に記載された駆動力配分装置は、入力軸からの回転駆動力を高速と低速の２段に切り替えて主出力軸へ伝達する副変速機と、その主出力軸の回転駆動力を副出力軸に伝達する摩擦クラッチと、アクチュエータによる回転駆動に応じて摩擦クラッチのクラッチ押付力を変化させるボールカムプレートとを備えている。
【０００４】
この駆動力配分装置は、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いる。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それぞれ配置されている。
【０００５】
アクチュエータによる回転駆動部材の右回転はピニオンギヤに伝達され、そのピニオンギヤの回転に応じて駆動ギヤを介してボールカムプレートによる摩擦クラッチのクラッチ押付力が変化する。この回転駆動部材の左回転による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することで副変速機がシフトされる。
【０００６】
この回転駆動部材に回転軸方向移動可能に装着されたスライド型のラチェットが、シフト用円筒カムの端面に形成されたラチェット溝に出没自在に設けられている。そのラチェットがラチェット溝に嵌着すると、回転駆動部材の左回転駆動がシフト用円筒カムに伝達され、シフト用円筒カムの往復回転毎にシフトフォークによる副変速機の高速と低速との切替えが交互に繰り返される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１７６３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、そのラチェットをラチェット溝から離脱させるものである。このような構成によると、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。
【０００９】
本発明の目的は、副変速機の切替えと摩擦クラッチのクラッチ押付力とに対する応答性を改良した駆動力配分装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［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段に切り替えて主出力軸へ伝達する副変速機と、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、アクチュエータの出力軸に固定された回転駆動部材と、前記回転駆動部材の一端部に相対回転可能に同軸に配置され、前記摩擦クラッチの押付力を変化させる摩擦クラッチ駆動用カムと、前記回転駆動部材の他端部に相対回転可能に同軸に配置され、前記アクチュエータの回転運動を直線運動に変換して前記副変速機をシフトさせるシフトカムと、前記回転駆動部材の外面の法線方向の軸線を回転中心として設けられたラチェットレバーとを備え、前記ラチェットレバーは、前記回転駆動部材が前記シフトカムの制御原点を起点とした所定の位置から一方側に回転駆動したとき前記シフトカムから離脱して回転し、前記回転駆動部材が前記一方側とは逆方向に回転駆動したとき前記シフトカムと連動して回転することを特徴とする駆動力配分装置にある。
【００１１】
［２］上記［１］記載の発明にあって、前記ラチェットレバーは、前記シフトカムに形成されたラチェット溝と噛み合って前記シフトカムを回転させる駆動爪と、前記摩擦クラッチ駆動用カムに設けられた駆動ピンに当接することで、前記駆動爪を前記ラチェット溝と噛み合わない開放位置に回転して退避させる腕部とを一体に形成したことを特徴とする。
【００１２】
［３］上記［１］記載の発明にあって、前記回転駆動部材には、前記回転駆動部材が前記一方側に回転駆動したとき前記摩擦クラッチ駆動用カムに形成された被駆動突起に当接して回転し、前記摩擦クラッチの押付力を調整する第１の駆動突起と、前記回転駆動部材が前記一方側とは逆方向に回転駆動したとき前記被駆動突起に当接して停止する第２の駆動突起とが設けられ、前記第２の駆動突起が停止するとともに、前記副変速機のポジションを切替えた後、前記シフトカムを停止したままの状態で、前記回転駆動部材が前記制御原点の位置に戻ることを特徴とする。
【００１３】
［４］上記［２］記載の発明にあって、前記腕部が前記駆動ピンに当接することで、前記駆動爪を前記ラチェット溝と噛み合わない開放位置に回転して退避させたとき、前記駆動爪と前記ラチェット溝との間に介在して前記駆動爪と前記ラチェット溝との噛み合いを抑止するシャッター部材を備えてなることを特徴とする。
【００１４】
［５］上記［１］記載の発明にあって、前記シフトカムには、前記シフトカムのシフト位置となる２箇所に対応して前記シフト位置を決めるチェック機構が同軸に支持されてなることを特徴とする。
【００１５】
［６］上記［５］記載の発明にあって、前記チェック機構には、前記シフトカムに対する回り止めとなる保持片が形成され、前記保持片は、前記摩擦クラッチ駆動用カムの逆回転を阻止する位置決めロッドに貫通して支持されてなることを特徴とする。
【００１６】
［７］上記［１］記載の発明にあって、前記摩擦クラッチに軸方向変位を付与するボールカム機構を備え、前記ボールカム機構は、前記摩擦クラッチと同一軸上に互いに相対回転可能に配され、互いに相対する面に挟持されるボールを有する一対のボールカムを有し、前記ボールカムの一方が前記摩擦クラッチ駆動用カムの逆回転を阻止する位置決めロッドに固定支持されるとともに、前記ボールカムの他方が前記摩擦クラッチ駆動用カムのカム面に沿って移動するカムフォロアを介して駆動されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、副変速機の切替えと摩擦クラッチのクラッチ押付力とに対する優れた応答性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係わる典型的な実施の形態であるトランスファの一構造例を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明のトランスファに好適に用いられるシフト・クラッチ制御機構を示す分解斜視図である。
【図３】本発明のシフト・クラッチ制御機構に好適に用いられる回転駆動部材及び摩擦クラッチ駆動用カムの分解斜視図である。
【図４】（ａ）は本発明のシフト・クラッチ制御機構の組立状態を示す説明図であり、（ｂ）〜（ｄ）はシフト制御の説明図である。
【図５】（ａ）は本発明のシフト・クラッチ制御機構の組立状態の説明図であり、（ｂ）はクラッチ制御の説明図である。である。
【図６】本発明のシフト・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。
【図７】本発明のシフト・クラッチ制御機構に好適に用いられるシャッター機構を示す上面図である。
【図８】本発明のシャッター機構のシャッター部材を示す斜視図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は本発明のシャッター機構の動きを説明するための説明図である。
【図１０】本発明の他のシフト・クラッチ制御機構の組立状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
（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、この実施の形態に係る典型的な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（４ＷＤ）車に適用されるものである。
【００２１】
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。
【００２２】
このトランスファケースの後輪出力軸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の同一軸上には、駆動スプロケットギヤ８が設けられている。一方の前輪出力軸７の同一軸上には、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、及び従動スプロケットギヤ９の間には、環状のチェーン１０が掛け回されている。
【００２３】
この副変速機２０は、図１に示すように、入力軸４に入力するエンジンの駆動力をシフト機構３０により高速段Ｈと低速段Ｌとの走行変速切換を行う。このシフト機構３０は、副変速機２０の遊星歯車機構に同軸的に配されたＨ−Ｌ切換え用のクラッチスリーブ３１を備えている。
【００２４】
この遊星歯車機構は、図１に示すように、入力軸４の外周に形成された高速用ギヤ（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ピニオンギヤ（プラネタリギヤ）２３，…，２３とを備えている。複数のピニオンギヤ２３は、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を有する円形のリング体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と円形のリング体２６とに支持固定されている。
【００２５】
低速状態においては、クラッチスリーブ３１のスプラインが高速用ギヤ２１から脱することで、リング体２６の内スプライン２６ａにクラッチスリーブ３１のスプラインをスプライン係合させ、ピニオンギヤ２３から伝達された回転動力が、低速回転駆動力として後輪出力軸６に伝達される。
【００２６】
一方、図１に示す高速状態においては、クラッチスリーブ３１のスプラインと高速用ギヤ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入力軸４から後輪出力軸６に伝達される。
【００２７】
後輪出力軸６の同一軸上には、図１に示すように、４ＷＤモードにおける前後輪駆動力の配分制御を行う駆動力配分装置の一部を構成する摩擦クラッチ装置４０が設けられている。トランスファケースには、副変速機２０のシフト機構３０の作動、及び摩擦クラッチ装置４０の作動を制御する駆動源となるアクチュエータ７０が設けられている。このアクチュエータ７０には、モータのトルクを増幅する減速機７１が内蔵されている。その減速機７１による回転駆動は、アクチュエータ出力軸７２を介してシフト機構３０及び摩擦クラッチ装置４０に伝達される。
【００２８】
（シフト機構の構成）
このシフト機構３０は、図１に示すように、フォーク本体３２及び摺動ホルダ３３がコイルバネ３４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３２の一側は、シフトロッド３５に移動可能に挿通支持されている。このフォーク本体３２の他側には、Ｈ−Ｌ切換え用のクラッチスリーブ３１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３２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３２ａ，３２ａがシフトロッド軸方向両側にそれぞれ形成されている。
【００２９】
一方の摺動ホルダ３３は、図１に示すように、シフトロッド３５と同軸上に挿通支持される一対の摺動脚部３３ａ，３３ａを介してフォーク本体３２に相対移動可能に設けられている。この摺動脚部３３ａは、フォーク本体３２のバネ荷重受部３２ａ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３３ａの間の間隔は、フォーク本体３２の長さ方向両側一対のバネ荷重受部３２ａ間の間隔に略等しく設定されている。
【００３０】
この一対の摺動脚部３３ａ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３６，３６がシフトロッド３５と同軸上に配されている。このワッシャ３６には、フォーク本体３２の幅方向両側一対のバネ荷重受部３３ａ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３３ａ及びワッシャ３６は、コイルバネ３４の両端を保持するバネ保持機能と、コイルバネ３４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３２のバネ荷重受部３２ａと摺動ホルダ３３の摺動脚部３３ａとの相対移動で生じるコイルバネ３４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。
【００３１】
この摺動ホルダ３３の長さ方向一端部には、図１に示すように、シフトロッド３５に沿って延びるアーム部３３ｂが一体に形成されている。このアーム部３３ｂの先端部には円柱状のシフターピン３３ｃが突出して支持されている。このシフターピン３３ｃは、シフトカム３７の回転運動をシフト機構３０の直線運動に変換するカム溝３７ａ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３３ｃは、アーム部３３ｂを介してフォーク本体３２よりもシフトカム３７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。
【００３２】
シフトカム３７の回転運動は、図１に示すように、カム溝３７ａの傾斜部に沿って移動するシフターピン３３ｃを介して摺動ホルダ３３へと伝達され、摺動ホルダ３３の直線運動に変換される。この直線運動は、コイルバネ３４を介してシフトロッド３５に沿ってフォーク本体３２を直線運動させる。図示例では、シフトカム３７の左方向１８０°の回転で、シフターピン３３ｃ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３２の直線運動により、フォーク本体３２を介して副変速機２０のサンギヤ２１とピニオンギヤ２３との間で駆動力の連結・切断を行うクラッチスリーブ３１をシフトさせ、高速と低速の切替えが行われる。
【００３３】
（摩擦クラッチ装置の構成）
この摩擦クラッチ装置４０は、図１に示すように、環状をなす多板式の摩擦クラッチ４１の接断動作を制御する。この摩擦クラッチ４１は、環状のクラッチハブ４２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４３を後輪出力軸６に回転可能に支持した駆動スプロケットギヤ８に連結している。
【００３４】
２輪駆動（２ＷＤ）の際には摩擦クラッチ４１の締結が解除され、入力軸４の回転は、副変速機２０を介して後輪出力軸６に伝達される。一方、４ＷＤの際には、摩擦クラッチ４１が締結状態となり、入力軸４からの駆動力が後輪出力軸６、摩擦クラッチ４１、駆動スプロケットギヤ８、前輪駆動用チェーン１０、及び従動スプロケットギヤ９を介して前輪出力軸７へと伝達される。
【００３５】
この摩擦クラッチ装置４０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４４と、アクチュエータ７０の回転運動を直線運動に変換し、クラッチ押付部材４４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。
【００３６】
このボールカム機構５０は、図１及び図２に示すように、摩擦クラッチ４１のクラッチ締結力を無段階に制御する。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４４に当接して連結されている。
【００３７】
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側に向けて延在する自由端部を位置決めロッド１１に支持されている。この位置決めロッド１１は、アクチュエータ出力軸７２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、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のカム面に常時接触されており、アクチュエータ７０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。
【００３８】
この摩擦クラッチ４１を締結する場合は、板カム６０がアクチュエータ出力軸７２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４４は、後輪出力軸６の軸方向前方に押されて摩擦クラッチ４１を押圧することで、アクチュエータ７０の回転量に応じてクラッチ押付力を増加させる。
【００３９】
一方、摩擦クラッチ４１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の外面に形成されたカム面の形状に対応する変化パターンで、摩擦クラッチ４１のクラッチ押付部材４４を移動させることができる。
【００４０】
上記実施の形態に係るトランスファ１の構成によると、以下の効果が得られる。
【００４１】
（１）ボールカム機構５０の駆動カムプレート５２は、カムフォロア５６が板カム６０のカム面にならって回転駆動するので、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、摩擦クラッチ４１のクラッチプレート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７０による小さい回転角度で移動させることが可能となる。
（２）摺動ホルダ３３の摺動脚部３３ａに、ワッシャ３６を介してコイルバネ３４の両端を保持する機能と、コイルバネ３４を作動する機能とを集約化して配置させることにより、フォーク本体３２に対する摺動ホルダ３３のシフトロッド軸方向への移動ストロークに余裕をもたせることができる。摺動ホルダ３３に必要な移動ストロークが確保され、フォーク本体３２の長さ方向が不必要に長くなることもない。
（３）この摺動ホルダ３３の摺動脚部３３ａにバネ保持機能とバネ作動機能とを備えることにより、フォーク本体３２のシフトロッド軸方向の長さは、少なくとも摺動脚部３３ａがフォーク本体３２のバネ荷重受部３２ａを通過する移動ストローク分の長さを確保するとともに、摺動ホルダ３３及びコイルバネ３４の組み付けに必要な最小限の内部空間を確保すれば、フォーク本体３２の小型化と短縮化という二つの利点を併せ持つシフト機構３０が得られる。
【００４２】
（シフト・クラッチ制御機構の全体構成）
この実施の形態の主要な基本構成は、図２に示すように、シフト機構３０及び摩擦クラッチ装置４０を制御するシフト・クラッチ制御機構８０にある。上記のように構成されたトランスファ１の構成部分は、シフト機構３０、及びボールカム機構５０の構成を除いて、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。従って、トランスファ１の基本構成は、図示例に限定されるものではない。
【００４３】
こ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、単一のアクチュエータ７０により副変速機２０の切替え動作と摩擦クラッチ装置４０の接断動作と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３７のシフト位置（高速段Ｈ位置）を制御原点とした一方側（右回転）でクラッチ制御を行い、シフト位置（高速段Ｈ位置）を制御原点とした一方側とは逆の他方側（左回転）で副変速機２０の切替え制御を行っている。
【００４４】
このシフト・クラッチ制御機構８０は、図１及び図２に示すように、シフト機構３０をシフトロッド３５に沿って直線移動させるシフトカム３７と、摩擦クラッチ４１のクラッチ押付力を変化させる板カム６０と、シフトカム３７及び板カム６０を個別に回転駆動させる回転駆動部材８１とにより主に構成されている。このシフトカム３７、板カム６０、及び回転駆動部材８１は、アクチュエータ出力軸７２と同軸上に配されており、アクチュエータ７０の回転量に応じて動作する。
【００４５】
（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、周面が中心線Ｏ方向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とが段差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、図１及び図２に示すように、シフトカム３７の端面と対向してシフトロッド３５に相対回転可能に支持されている。この回転駆動部材８１は、小径部分８３の板カム側の内周部をスプラインによる固定状態で、アクチュエータ出力軸７２に支持されている。この小径部分８３の外周には、板カム６０が相対回転可能に支持されている。
【００４６】
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、回転駆動部材８１の右回転駆動により、板カム６０に形成された被駆動突起６３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、回転駆動部材８１の左回転駆動により、板カム６０の被駆動突起６３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。
【００４７】
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３７の端面側に向けて付勢されており、回転駆動部材８１の回転方向と直交する方向に回転する。
【００４８】
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３７の端面をシフト方向（左方向）、及びシフト方向とは反対側の戻し方向（右方向）の両方向に駆動可能な外形形態に形成されている。このラチェット爪９１は、シフトカム３７の端面に形成されたラチェット溝３８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３８との係合を阻止する突部９２が突出して形成されている。
【００４９】
このラチェットレバー８７には、図２及び図３に示すように、回転軸８６と直交する一対のシフトカム３７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を対称に形成されたカム面８８ａ，８８ａを有している。この一対のカム面８８ａは、回転駆動部材８１がシフト方向とは逆側の戻り方向へ回転駆動するとき、ラチェット爪９１をシフトカム３７のラチェット溝３８から離脱させ、回転駆動部材８１とシフトカム３７との同期回転を阻止する機能を有している。
【００５０】
（シフト制御機構の構成）
一方の板カム６０は、図２及び図３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６１，６２が突出して形成されている。この長尺の駆動ピン６１は、ラチェットレバー８７のシフトカム３７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６２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。
【００５１】
この長尺の駆動ピン６１は、図２及び図３に示すように、シフトカム３７側の腕部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３７のラチェット溝３８の回転軌跡外に作動させ、ラチェット爪９１を開放する。一方の短尺の駆動ピン６２は、ラチェットレバー８７の板カム６０側の腕部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を開放する。
【００５２】
このシフトカム３７のラチェット溝３８と、板カム６０の駆動ピン６１，６２と、回転駆動部材８１の駆動突起８５及びラチェットレバー８７とによりシフト制御機構が主に構成される。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３８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る。
【００５３】
図４を参照すると、図４は、シフトカム３７、板カム６０、及び回転駆動部材８１を組み付けた状態を展開して示している。同図において、チェックボール１０４の両側に位置する２つのチェック溝３９、ラチェット溝３８、駆動ピン６２、及び被駆動突起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。
【００５４】
図４（ａ）において、アクチュエータ出力軸７２及びシフトカム３７は制御原点にあり、シフトカム３７のシフト位置は高速段Ｈ位置（Ｈポジション）となっている。回転駆動部材８１の駆動突起８５のストッパ面８５ａが板カム６０の被駆動突起６３から離れた位置で、シフトカム３７のカム溝３７ａ内を移動するシフト機構３０のシフターピン３３ｃの制御開始位置となる。
【００５５】
図４（ｂ）は、回転駆動部材８１を左方向に回転駆動（展開図では、回転駆動部材８１を左方向に移動）させることで、シフトカム３７が回転駆動部材８１と一緒に左方向に回転駆動するシフト切替えの往路回転であり、回転駆動部材８１のラチェット爪９１がシフトカム３７のラチェット溝３８に引っ掛かった係合状態で、シフトカム３７と回転駆動部材８１とが一体に回転している。板カム６０は、制御開始位置に残ったままの状態で停止している。
【００５６】
この回転駆動部材８１の回転角が１８０°に達すると、図４（ｃ）に示すように、チェックボール１０４が次のチェック溝３８に嵌合して低速段Ｌ位置（Ｌポジション）となるシフト位置に位置決めする。シフト機構３０のシフターピン３３ｃは、シフトカム３７のカム溝３７ａに沿って軸方向に案内移動され、Ｌポジションへの移動を完了している。
【００５７】
図４（ｃ）において、回転駆動部材８１における駆動突起８５のストッパ面８５ａが板カム６０の被駆動突起６３に当接して停止するとともに、板カム６０の短尺の駆動ピン６２がラチェットレバー８７の板カム６０側の腕部８８に当接して押圧する。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を中心とする左方向に回転して開放する。
【００５８】
このラチェット爪９１が板カム６０のラチェット溝３８から離脱すると、図４（ｄ）に示すように、シフトカム３７をシフト位置に残したままの状態で、回転駆動部材８１だけが右方向に復路（戻り）回転する（展開図では、回転駆動部材８１を右方向に移動）。ラチェット爪９１は、シフトカム３７の端面に沿って右方向に回転し、次のラチェット溝３８に係合することになる。
【００５９】
ところで、トランスファ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、シフトフォーク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、シフトフォーク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。このシフト・クラッチ制御機構８０においては、シフトフォークがシフト完了前に停止した場合は、シフトフォーク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。
【００６０】
以上のシフト操作によりＨポジションからＬポジションへの切替えが完了する。なお、上記シフト操作とは逆にＬポジションからＨポジションへ切替える際は、上記シフト操作とは逆のシフト操作となる。このため、ＬポジションからＨポジションへ切替える作動の説明は省略する。
【００６１】
（クラッチ制御機構の構成）
この板カム６０の外周に形成されるカム面６４は、図２及び図３に示すように、カム立ち上がり部分６５をシフトロッド３５及びカム面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するとともに、そのカム立ち上がり部分６５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４１の遊び部分を少ない回転角で、摩擦クラッチ４１の初期位置からクラッチプレート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４１の初期位置からクラッチプレート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。
【００６２】
この板カム６０には、図２及び図３に示すように、回転駆動部材８１のクラッチ制御機構用の駆動突起８４の駆動面８４ａとシフト制御機構用の駆動突起８５のストッパ面８５ａとの間の同一円周上に被駆動突起６３が突出形成されている。この板カム６０の被駆動突起６３と回転駆動部材８１の駆動突起８４とによりクラッチ制御機構が主に構成される。
【００６３】
図５を参照すると、図５は、図４と同様に、シフトカム３７、板カム６０、及び回転駆動部材８１を組み付けた状態を展開して示している。図５（ａ）において、回転駆動部材８１を右方向に回転駆動（展開図では、回転駆動部材８１を右方向に移動）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６３に当接する位置が、摩擦クラッチ機構５０における制御開始位置となる。
【００６４】
この摩擦クラッチ機構５０は、図５（ｂ）に示すように、回転駆動部材８１を右方向に回転駆動させると、回転駆動部材８１のラチェットレバー８７のシフトカム３７側の腕部８８は、板カム６０の長尺の駆動ピン６１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を中心に左方向に回転して開放する。
【００６５】
この板カム６０の被駆動突起６３は、図５（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３７をＨポジション又はＬポジションに残したままの状態で、板カム６０を右方向に回転駆動させることになる。このとき、ラチェット爪９１は、駆動ピン６１の作用により開放状態に保持される。
【００６６】
この板カム６０は、回転駆動部材８１と一緒に右方向に回転駆動し、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を介して摩擦クラッチ４１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が左回転すると、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。
【００６７】
上記実施の形態に係るシフト・クラッチ制御機構８０によると、以下の効果が得られる。
【００６８】
（１）回転駆動部材８１の回転方向と直交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３８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）シフト機構３０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と、板カム６０の被駆動突起６３が、シフトカム３７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。
【００６９】
（チェック機構の構成）
このシフトカム３７の回転駆動部材寄りの端部には、図１、図２、及び図６に示すように、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３７のシフト位置を決めるものであり、シフトカム３７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と一体形成された細長い円筒状の一対のチェックブロック１０２，１０２とを備えている。
【００７０】
このチェックブロック１０２は、図２及び図６に示すように、チェック部１０１の外周に同一の位相差をもって外側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３７のチェック溝３９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。
【００７１】
このチェックボール１０４が嵌め入れられて係合するチェック溝３９は、図２及び図６に示すように、シフトカム３７の端部に形成されている。このシフトカム３７のチェック溝３９は、シフトカム３７のラチェット溝３８で決まるシフト位置となる２箇所のシフトエンドに対応して形成されている。このチェックボール１０４のチェック溝３９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。
【００７２】
一対のチェックブロック１０２のうち、一方のチェックブロック１０２とチェック部１０１との間には、図２及び図６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１１に貫通して支持されている。
【００７３】
ところで、摩擦クラッチ４１を押付けた状態でアクチュエータ７０が駆動力を失うと、摩擦クラッチ装置５０の反発力によりアクチュエータ７０が逆転駆動する場合がある。
【００７４】
この実施の形態のもう一つの基本の構成は、チェック機構１００の吸収エネルギーが摩擦クラッチ４１の反発力によりアクチュエータ７０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とにある。
【００７５】
ここで、チェック機構１００の吸収エネルギーは、チェック機構１００のチェックトルクとシフトカム３７の回転角とにより計算される。このチェックトルクは、コイルスプリング１０３の弾力によりチェック溝３９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３９との係合を解除する抵抗トルクである。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。
【００７６】
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３７の回転角……（１）
【００７７】
上記実施の形態に係るチェック機構１００の構成によると、以下の効果が得られる。
【００７８】
（１）このチェック機構１００の吸収エネルギーを上記式（１）の関係に設定することで、クラッチ制御とシフト制御とを単一のアクチュエータ７０で行うトランスファ１の構成であっても、例えばアクチュエータ７０の駆動を失うような故障に対してシフトカム３７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できる。
（２）チェック部１０１の円形外周の対角位置に一対のチェックボール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。
【００７９】
（シャッター機構の構成）
この回転駆動部材８１が、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すように、シフトカム３７のＬポジションとなるシフト位置（カム溝端部）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３７のラチェット溝３８に嵌まり込むと、シフトカム３７は、回転駆動部材８１と一緒に回転してしまうことになる。
【００８０】
この実施の形態では、図７及び図８に示すように、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により、ラチェットレバー８７におけるラチェット爪９１のラチェット溝３８に対する嵌まり込みを阻止することができる。
【００８１】
このシャッター部材１１０は、図７及び図８に示すように、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側へ直交する方向に第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。
【００８２】
図９を参照すると、図９には、回転駆動部材８１がシフトカム３７のシフト（カム溝端部）方向への回転駆動から戻り方向へ回転駆動するまでの間のシャッター部材１１０の動きが模式的に示されている。このシャッター部材１１０は、図９（ｄ）に示すように、捻りバネ１１４により第２突出片１１３がシフトカム３７のラチェット溝３８を閉鎖した状態で配されている。
【００８３】
この回転駆動部材８１が、図９（ａ）に示すように、シフトカム３７のカム溝端部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加える。このラチェットレバー８７の脚部８８は、図９（ｂ）に示すように、回転駆動部材８１の回転駆動に伴って板カム６０の短尺の駆動ピン６２に当接する。ラチェットレバー８７は、図９（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の短尺の駆動ピン６２の押圧荷重により回転軸８６を中心として左方向に回転する。このラチェットレバー８７のラチェット爪９１は、シフトカム３７のラチェット溝３８から離脱して開放される。
【００８４】
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。このとき、このシャッター部材１１０は、図９（ｃ）に示すように、ラチェットレバー８７の突部９２による押圧から外れて捻りバネ１１４の弾性反発力により初期の位置に復帰し、シフトカム３７のラチェット溝３８を閉鎖する。このラチェットレバー８７の突部９２が、図９（ｃ）及び図９（ｄ）に示すように、シャッター部材１１０から外れるまで、ラチェットレバー８７の開放状態が維持される。
【００８５】
上記実施の形態に係るシャッター機構の構成によると、以下の効果が得られる。
【００８６】
（１）このシャッター部材１１０により、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、ラチェット爪９１がシフトカム３７のラチェット溝３８内に嵌まり込むのを阻止するので、ラチェット爪９１とラチェット溝３８との間の引っ掛かりを防止することができるとともに、シフトカム３７の回転を阻止することができるようになる。
【００８７】
以上の説明からも明らかなように、本発明の駆動力配分装置を上記実施の形態、及び図示例に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態、及び図示例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。本発明にあっては、次に示すような変形例も可能である。
【００８８】
［変形例］
上記実施の形態では、一対の腕部８８を有する回転駆動部材８１を例示したが、これに限定されるものではない。回転駆動部材８１の変形例の一例としては、図１０に示すように、ラチェット爪９１をシフト方向（図中左方向）には駆動可能であるが、シフト完了からの戻り時には駆動不能となる、所謂一方向駆動形とするとともに、シフトカム３７のシフト方向（展開図では、シフトカム３７の左方向）側の腕部８８を排除している。
【００８９】
この構成は、シフト時間を充分に短くすることで、シフト途中でシフトフォークが停止した場合にシフトフォークを元の位置に戻せないという問題の発生を防止するとともに、製作コストの低減を図るものである。この構成を採用することで、上記短尺の駆動ピン６２、及びシャッター部材１１０を必要としないため、製作コストを低減させることができる。なお、同図において上記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。
【００９０】
上記実施の形態にあっては、ＦＲタイプの四輪駆動車のトランスファに本発明の駆動力配分装置を適用した場合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ＦＦタイプの四輪駆動車などのトランスファに本発明の駆動力配分装置を効果的に使用することができる。また、上記実施の形態では、ＨポジションとＬポジションとの走行変速切換を行う副変速機２０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。
【００９１】
なお、自動二輪車あるいは農業機械、建設土木機械、運搬機械等の作業用車両などの各種車両に本発明の駆動力配分装置を効果的に使用することができることは勿論である。
【符号の説明】
【００９２】
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 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 位置決めロッド
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 リング体
２６ａ 内スプライン
３０ シフト機構
３１ クラッチスリーブ
３２ フォーク本体
３２ａ バネ荷重受部
３３ 摺動ホルダ
３３ａ 摺動脚部
３３ｂ アーム部
３３ｃ シフターピン
３４ コイルバネ
３５ シフトロッド
３６ ワッシャ
３７ シフトカム
３７ａ カム溝
３８ ラチェット溝
３９ チェック溝
４０ 摩擦クラッチ装置
４１ 摩擦クラッチ
４２ クラッチハブ
４３ クラッチドラム
４４ クラッチ押付部材
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
６１，６２ 駆動ピン
６３ 被駆動突起
６４ カム面
６５ カム立ち上がり部分
７０ アクチュエータ
７１ 減速機
７２ アクチュエータ出力軸
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
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
８８ａ カム面
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
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の前後輪間又は車両の左右輪間に駆動力を配分制御する駆動力配分装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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４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）。
【０００３】
この特許文献１に記載された駆動力配分装置は、入力軸からの回転駆動力を高速と低速の２段に切り替えて主出力軸へ伝達する副変速機と、その主出力軸の回転駆動力を副出力軸に伝達する摩擦クラッチと、アクチュエータによる回転駆動に応じて摩擦クラッチのクラッチ押付力を変化させるボールカムプレートとを備えている。
【０００４】
この駆動力配分装置は、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いる。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それぞれ配置されている。
【０００５】
アクチュエータによる回転駆動部材の右回転はピニオンギヤに伝達され、そのピニオンギヤの回転に応じて駆動ギヤを介してボールカムプレートによる摩擦クラッチのクラッチ押付力が変化する。この回転駆動部材の左回転による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することで副変速機がシフトされる。
【０００６】
この回転駆動部材に回転軸方向移動可能に装着されたスライド型のラチェットが、シフト用円筒カムの端面に形成されたラチェット溝に出没自在に設けられている。そのラチェットがラチェット溝に嵌着すると、回転駆動部材の左回転駆動がシフト用円筒カムに伝達され、シフト用円筒カムの往復回転毎にシフトフォークによる副変速機の高速と低速との切替えが交互に繰り返される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１７６３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、そのラチェットをラチェット溝から離脱させるものである。このような構成によると、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。
【０００９】
本発明の目的は、副変速機の切替えと摩擦クラッチのクラッチ押付力とに対する応答性を改良した駆動力配分装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［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段に切り替えて主出力軸へ伝達する副変速機と、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、アクチュエータの出力軸に固定された回転駆動部材と、前記回転駆動部材の一端部に相対回転可能に同軸に配置され、前記摩擦クラッチの押付力を変化させる摩擦クラッチ駆動用カムと、前記回転駆動部材の他端部に相対回転可能に同軸に配置され、前記アクチュエータの回転運動を直線運動に変換して前記副変速機をシフトさせるシフトカムと、前記回転駆動部材の外面の法線方向の軸線を回転中心として設けられたラチェットレバーとを備え、前記ラチェットレバーは、前記回転駆動部材が前記シフトカムの制御原点を起点とした所定の位置から一方側に回転駆動したとき前記シフトカムから離脱して回転し、前記回転駆動部材が前記一方側とは逆方向に回転駆動したとき前記シフトカムと連動して回転することを特徴とする駆動力配分装置にある。
【００１１】
［２］上記［１］記載の発明にあって、前記ラチェットレバーは、前記シフトカムに形成されたラチェット溝と噛み合って前記シフトカムを回転させる駆動爪と、前記摩擦クラッチ駆動用カムに設けられた駆動ピンに当接することで、前記駆動爪を前記ラチェット溝と噛み合わない開放位置に回転して退避させる腕部とを一体に形成したことを特徴とする。
【００１２】
［３］上記［１］記載の発明にあって、前記回転駆動部材には、前記回転駆動部材が前記一方側に回転駆動したとき前記摩擦クラッチ駆動用カムに形成された被駆動突起に当接して回転し、前記摩擦クラッチの押付力を調整する第１の駆動突起と、前記回転駆動部材が前記一方側とは逆方向に回転駆動したとき前記被駆動突起に当接して停止する第２の駆動突起とが設けられ、前記第２の駆動突起が停止するとともに、前記副変速機のポジションを切替えた後、前記シフトカムを停止したままの状態で、前記回転駆動部材が前記制御原点の位置に戻ることを特徴とする。
【００１３】
［４］上記［２］記載の発明にあって、前記腕部が前記駆動ピンに当接することで、前記駆動爪を前記ラチェット溝と噛み合わない開放位置に回転して退避させたとき、前記駆動爪と前記ラチェット溝との間に介在して前記駆動爪と前記ラチェット溝との噛み合いを抑止するシャッター部材を備えてなることを特徴とする。
【００１４】
［５］上記［１］記載の発明にあって、前記シフトカムには、前記シフトカムのシフト位置となる２箇所に対応して前記シフト位置を決めるチェック機構が同軸に支持されてなることを特徴とする。
【００１５】
［６］上記［５］記載の発明にあって、前記チェック機構には、前記シフトカムに対する回り止めとなる保持片が形成され、前記保持片は、前記摩擦クラッチ駆動用カムの逆回転を阻止する位置決めロッドに貫通して支持されてなることを特徴とする。
【００１６】
［７］上記［１］記載の発明にあって、前記摩擦クラッチに軸方向変位を付与するボールカム機構を備え、前記ボールカム機構は、前記摩擦クラッチと同一軸上に互いに相対回転可能に配され、互いに相対する面に挟持されるボールを有する一対のボールカムを有し、前記ボールカムの一方が前記摩擦クラッチ駆動用カムの逆回転を阻止する位置決めロッドに固定支持されるとともに、前記ボールカムの他方が前記摩擦クラッチ駆動用カムのカム面に沿って移動するカムフォロアを介して駆動されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、副変速機の切替えと摩擦クラッチのクラッチ押付力とに対する優れた応答性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係わる典型的な実施の形態であるトランスファの一構造例を概略的に示す断面図である。
【図２】本発明のトランスファに好適に用いられるシフト・クラッチ制御機構を示す分解斜視図である。
【図３】本発明のシフト・クラッチ制御機構に好適に用いられる回転駆動部材及び摩擦クラッチ駆動用カムの分解斜視図である。
【図４】（ａ）は本発明のシフト・クラッチ制御機構の組立状態を示す説明図であり、（ｂ）〜（ｄ）はシフト制御の説明図である。
【図５】（ａ）は本発明のシフト・クラッチ制御機構の組立状態の説明図であり、（ｂ）はクラッチ制御の説明図である。である。
【図６】本発明のシフト・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。
【図７】本発明のシフト・クラッチ制御機構に好適に用いられるシャッター機構を示す上面図である。
【図８】本発明のシャッター機構のシャッター部材を示す斜視図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は本発明のシャッター機構の動きを説明するための説明図である。
【図１０】本発明の他のシフト・クラッチ制御機構の組立状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
（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、この実施の形態に係る典型的な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（４ＷＤ）車に適用されるものである。
【００２１】
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。
【００２２】
このトランスファケースの後輪出力軸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の同一軸上には、駆動スプロケットギヤ８が設けられている。一方の前輪出力軸７の同一軸上には、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、及び従動スプロケットギヤ９の間には、環状のチェーン１０が掛け回されている。
【００２３】
この副変速機２０は、図１に示すように、入力軸４に入力するエンジンの駆動力をシフト機構３０により高速段Ｈと低速段Ｌとの走行変速切換を行う。このシフト機構３０は、副変速機２０の遊星歯車機構に同軸的に配されたＨ−Ｌ切換え用のクラッチスリーブ３１を備えている。
【００２４】
この遊星歯車機構は、図１に示すように、入力軸４の外周に形成された高速用ギヤ（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ピニオンギヤ（プラネタリギヤ）２３，…，２３とを備えている。複数のピニオンギヤ２３は、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を有する円形のリング体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と円形のリング体２６とに支持固定されている。
【００２５】
低速状態においては、クラッチスリーブ３１のスプラインが高速用ギヤ２１から脱することで、リング体２６の内スプライン２６ａにクラッチスリーブ３１のスプラインをスプライン係合させ、ピニオンギヤ２３から伝達された回転動力が、低速回転駆動力として後輪出力軸６に伝達される。
【００２６】
一方、図１に示す高速状態においては、クラッチスリーブ３１のスプラインと高速用ギヤ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入力軸４から後輪出力軸６に伝達される。
【００２７】
後輪出力軸６の同一軸上には、図１に示すように、４ＷＤモードにおける前後輪駆動力の配分制御を行う駆動力配分装置の一部を構成する摩擦クラッチ装置４０が設けられている。トランスファケースには、副変速機２０のシフト機構３０の作動、及び摩擦クラッチ装置４０の作動を制御する駆動源となるアクチュエータ７０が設けられている。このアクチュエータ７０には、モータのトルクを増幅する減速機７１が内蔵されている。その減速機７１による回転駆動は、アクチュエータ出力軸７２を介してシフト機構３０及び摩擦クラッチ装置４０に伝達される。
【００２８】
（シフト機構の構成）
このシフト機構３０は、図１に示すように、フォーク本体３２及び摺動ホルダ３３がコイルバネ３４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３２の一側は、シフトロッド３５に移動可能に挿通支持されている。このフォーク本体３２の他側には、Ｈ−Ｌ切換え用のクラッチスリーブ３１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３２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３２ａ，３２ａがシフトロッド軸方向両側にそれぞれ形成されている。
【００２９】
一方の摺動ホルダ３３は、図１に示すように、シフトロッド３５と同軸上に挿通支持される一対の摺動脚部３３ａ，３３ａを介してフォーク本体３２に相対移動可能に設けられている。この摺動脚部３３ａは、フォーク本体３２のバネ荷重受部３２ａ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３３ａの間の間隔は、フォーク本体３２の長さ方向両側一対のバネ荷重受部３２ａ間の間隔に略等しく設定されている。
【００３０】
この一対の摺動脚部３３ａ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３６，３６がシフトロッド３５と同軸上に配されている。このワッシャ３６には、フォーク本体３２の幅方向両側一対のバネ荷重受部３３ａ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３３ａ及びワッシャ３６は、コイルバネ３４の両端を保持するバネ保持機能と、コイルバネ３４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３２のバネ荷重受部３２ａと摺動ホルダ３３の摺動脚部３３ａとの相対移動で生じるコイルバネ３４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。
【００３１】
この摺動ホルダ３３の長さ方向一端部には、図１に示すように、シフトロッド３５に沿って延びるアーム部３３ｂが一体に形成されている。このアーム部３３ｂの先端部には円柱状のシフターピン３３ｃが突出して支持されている。このシフターピン３３ｃは、シフトカム３７の回転運動をシフト機構３０の直線運動に変換するカム溝３７ａ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３３ｃは、アーム部３３ｂを介してフォーク本体３２よりもシフトカム３７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。
【００３２】
シフトカム３７の回転運動は、図１に示すように、カム溝３７ａの傾斜部に沿って移動するシフターピン３３ｃを介して摺動ホルダ３３へと伝達され、摺動ホルダ３３の直線運動に変換される。この直線運動は、コイルバネ３４を介してシフトロッド３５に沿ってフォーク本体３２を直線運動させる。図示例では、シフトカム３７の左方向１８０°の回転で、シフターピン３３ｃ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３２の直線運動により、フォーク本体３２を介して副変速機２０のサンギヤ２１とピニオンギヤ２３との間で駆動力の連結・切断を行うクラッチスリーブ３１をシフトさせ、高速と低速の切替えが行われる。
【００３３】
（摩擦クラッチ装置の構成）
この摩擦クラッチ装置４０は、図１に示すように、環状をなす多板式の摩擦クラッチ４１の接断動作を制御する。この摩擦クラッチ４１は、環状のクラッチハブ４２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４３を後輪出力軸６に回転可能に支持した駆動スプロケットギヤ８に連結している。
【００３４】
２輪駆動（２ＷＤ）の際には摩擦クラッチ４１の締結が解除され、入力軸４の回転は、副変速機２０を介して後輪出力軸６に伝達される。一方、４ＷＤの際には、摩擦クラッチ４１が締結状態となり、入力軸４からの駆動力が後輪出力軸６、摩擦クラッチ４１、駆動スプロケットギヤ８、前輪駆動用チェーン１０、及び従動スプロケットギヤ９を介して前輪出力軸７へと伝達される。
【００３５】
この摩擦クラッチ装置４０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４４と、アクチュエータ７０の回転運動を直線運動に変換し、クラッチ押付部材４４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。
【００３６】
このボールカム機構５０は、図１及び図２に示すように、摩擦クラッチ４１のクラッチ締結力を無段階に制御する。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４４に当接して連結されている。
【００３７】
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側に向けて延在する自由端部を位置決めロッド１１に支持されている。この位置決めロッド１１は、アクチュエータ出力軸７２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、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のカム面に常時接触されており、アクチュエータ７０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。
【００３８】
この摩擦クラッチ４１を締結する場合は、板カム６０がアクチュエータ出力軸７２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４４は、後輪出力軸６の軸方向前方に押されて摩擦クラッチ４１を押圧することで、アクチュエータ７０の回転量に応じてクラッチ押付力を増加させる。
【００３９】
一方、摩擦クラッチ４１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の外面に形成されたカム面の形状に対応する変化パターンで、摩擦クラッチ４１のクラッチ押付部材４４を移動させることができる。
【００４０】
上記実施の形態に係るトランスファ１の構成によると、以下の効果が得られる。
【００４１】
（１）ボールカム機構５０の駆動カムプレート５２は、カムフォロア５６が板カム６０のカム面にならって回転駆動するので、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、摩擦クラッチ４１のクラッチプレート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７０による小さい回転角度で移動させることが可能となる。
（２）摺動ホルダ３３の摺動脚部３３ａに、ワッシャ３６を介してコイルバネ３４の両端を保持する機能と、コイルバネ３４を作動する機能とを集約化して配置させることにより、フォーク本体３２に対する摺動ホルダ３３のシフトロッド軸方向への移動ストロークに余裕をもたせることができる。摺動ホルダ３３に必要な移動ストロークが確保され、フォーク本体３２の長さ方向が不必要に長くなることもない。
（３）この摺動ホルダ３３の摺動脚部３３ａにバネ保持機能とバネ作動機能とを備えることにより、フォーク本体３２のシフトロッド軸方向の長さは、少なくとも摺動脚部３３ａがフォーク本体３２のバネ荷重受部３２ａを通過する移動ストローク分の長さを確保するとともに、摺動ホルダ３３及びコイルバネ３４の組み付けに必要な最小限の内部空間を確保すれば、フォーク本体３２の小型化と短縮化という二つの利点を併せ持つシフト機構３０が得られる。
【００４２】
（シフト・クラッチ制御機構の全体構成）
この実施の形態の主要な基本構成は、図２に示すように、シフト機構３０及び摩擦クラッチ装置４０を制御するシフト・クラッチ制御機構８０にある。上記のように構成されたトランスファ１の構成部分は、シフト機構３０、及びボールカム機構５０の構成を除いて、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。従って、トランスファ１の基本構成は、図示例に限定されるものではない。
【００４３】
こ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、単一のアクチュエータ７０により副変速機２０の切替え動作と摩擦クラッチ装置４０の接断動作と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３７のシフト位置（高速段Ｈ位置）を制御原点とした一方側（右回転）でクラッチ制御を行い、シフト位置（高速段Ｈ位置）を制御原点とした一方側とは逆の他方側（左回転）で副変速機２０の切替え制御を行っている。
【００４４】
このシフト・クラッチ制御機構８０は、図１及び図２に示すように、シフト機構３０をシフトロッド３５に沿って直線移動させるシフトカム３７と、摩擦クラッチ４１のクラッチ押付力を変化させる板カム６０と、シフトカム３７及び板カム６０を個別に回転駆動させる回転駆動部材８１とにより主に構成されている。このシフトカム３７、板カム６０、及び回転駆動部材８１は、アクチュエータ出力軸７２と同軸上に配されており、アクチュエータ７０の回転量に応じて動作する。
【００４５】
（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、周面が中心線Ｏ方向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とが段差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、図１及び図２に示すように、シフトカム３７の端面と対向してシフトロッド３５に相対回転可能に支持されている。この回転駆動部材８１は、小径部分８３の板カム側の内周部をスプラインによる固定状態で、アクチュエータ出力軸７２に支持されている。この小径部分８３の外周には、板カム６０が相対回転可能に支持されている。
【００４６】
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、回転駆動部材８１の右回転駆動により、板カム６０に形成された被駆動突起６３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、回転駆動部材８１の左回転駆動により、板カム６０の被駆動突起６３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。
【００４７】
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３７の端面側に向けて付勢されており、回転駆動部材８１の回転方向と直交する方向に回転する。
【００４８】
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３７の端面をシフト方向（左方向）、及びシフト方向とは反対側の戻し方向（右方向）の両方向に駆動可能な外形形態に形成されている。このラチェット爪９１は、シフトカム３７の端面に形成されたラチェット溝３８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３８との係合を阻止する突部９２が突出して形成されている。
【００４９】
このラチェットレバー８７には、図２及び図３に示すように、回転軸８６と直交する一対のシフトカム３７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を対称に形成されたカム面８８ａ，８８ａを有している。この一対のカム面８８ａは、回転駆動部材８１がシフト方向とは逆側の戻り方向へ回転駆動するとき、ラチェット爪９１をシフトカム３７のラチェット溝３８から離脱させ、回転駆動部材８１とシフトカム３７との同期回転を阻止する機能を有している。
【００５０】
（シフト制御機構の構成）
一方の板カム６０は、図２及び図３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６１，６２が突出して形成されている。この長尺の駆動ピン６１は、ラチェットレバー８７のシフトカム３７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６２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。
【００５１】
この長尺の駆動ピン６１は、図２及び図３に示すように、シフトカム３７側の腕部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３７のラチェット溝３８の回転軌跡外に作動させ、ラチェット爪９１を開放する。一方の短尺の駆動ピン６２は、ラチェットレバー８７の板カム６０側の腕部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を開放する。
【００５２】
このシフトカム３７のラチェット溝３８と、板カム６０の駆動ピン６１，６２と、回転駆動部材８１の駆動突起８５及びラチェットレバー８７とによりシフト制御機構が主に構成される。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３８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る。
【００５３】
図４を参照すると、図４は、シフトカム３７、板カム６０、及び回転駆動部材８１を組み付けた状態を展開して示している。同図において、チェックボール１０４の両側に位置する２つのチェック溝３９、ラチェット溝３８、駆動ピン６２、及び被駆動突起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。
【００５４】
図４（ａ）において、アクチュエータ出力軸７２及びシフトカム３７は制御原点にあり、シフトカム３７のシフト位置は高速段Ｈ位置（Ｈポジション）となっている。回転駆動部材８１の駆動突起８５のストッパ面８５ａが板カム６０の被駆動突起６３から離れた位置で、シフトカム３７のカム溝３７ａ内を移動するシフト機構３０のシフターピン３３ｃの制御開始位置となる。
【００５５】
図４（ｂ）は、回転駆動部材８１を左方向に回転駆動（展開図では、回転駆動部材８１を左方向に移動）させることで、シフトカム３７が回転駆動部材８１と一緒に左方向に回転駆動するシフト切替えの往路回転であり、回転駆動部材８１のラチェット爪９１がシフトカム３７のラチェット溝３８に引っ掛かった係合状態で、シフトカム３７と回転駆動部材８１とが一体に回転している。板カム６０は、制御開始位置に残ったままの状態で停止している。
【００５６】
この回転駆動部材８１の回転角が１８０°に達すると、図４（ｃ）に示すように、チェックボール１０４が次のチェック溝３８に嵌合して低速段Ｌ位置（Ｌポジション）となるシフト位置に位置決めする。シフト機構３０のシフターピン３３ｃは、シフトカム３７のカム溝３７ａに沿って軸方向に案内移動され、Ｌポジションへの移動を完了している。
【００５７】
図４（ｃ）において、回転駆動部材８１における駆動突起８５のストッパ面８５ａが板カム６０の被駆動突起６３に当接して停止するとともに、板カム６０の短尺の駆動ピン６２がラチェットレバー８７の板カム６０側の腕部８８に当接して押圧する。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を中心とする左方向に回転して開放する。
【００５８】
このラチェット爪９１が板カム６０のラチェット溝３８から離脱すると、図４（ｄ）に示すように、シフトカム３７をシフト位置に残したままの状態で、回転駆動部材８１だけが右方向に復路（戻り）回転する（展開図では、回転駆動部材８１を右方向に移動）。ラチェット爪９１は、シフトカム３７の端面に沿って右方向に回転し、次のラチェット溝３８に係合することになる。
【００５９】
ところで、トランスファ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、シフトフォーク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、シフトフォーク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。このシフト・クラッチ制御機構８０においては、シフトフォークがシフト完了前に停止した場合は、シフトフォーク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。
【００６０】
以上のシフト操作によりＨポジションからＬポジションへの切替えが完了する。なお、上記シフト操作とは逆にＬポジションからＨポジションへ切替える際は、上記シフト操作とは逆のシフト操作となる。このため、ＬポジションからＨポジションへ切替える作動の説明は省略する。
【００６１】
（クラッチ制御機構の構成）
この板カム６０の外周に形成されるカム面６４は、図２及び図３に示すように、カム立ち上がり部分６５をシフトロッド３５及びカム面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するとともに、そのカム立ち上がり部分６５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４１の遊び部分を少ない回転角で、摩擦クラッチ４１の初期位置からクラッチプレート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４１の初期位置からクラッチプレート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。
【００６２】
この板カム６０には、図２及び図３に示すように、回転駆動部材８１のクラッチ制御機構用の駆動突起８４の駆動面８４ａとシフト制御機構用の駆動突起８５のストッパ面８５ａとの間の同一円周上に被駆動突起６３が突出形成されている。この板カム６０の被駆動突起６３と回転駆動部材８１の駆動突起８４とによりクラッチ制御機構が主に構成される。
【００６３】
図５を参照すると、図５は、図４と同様に、シフトカム３７、板カム６０、及び回転駆動部材８１を組み付けた状態を展開して示している。図５（ａ）において、回転駆動部材８１を右方向に回転駆動（展開図では、回転駆動部材８１を右方向に移動）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６３に当接する位置が、摩擦クラッチ機構５０における制御開始位置となる。
【００６４】
この摩擦クラッチ機構５０は、図５（ｂ）に示すように、回転駆動部材８１を右方向に回転駆動させると、回転駆動部材８１のラチェットレバー８７のシフトカム３７側の腕部８８は、板カム６０の長尺の駆動ピン６１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を中心に左方向に回転して開放する。
【００６５】
この板カム６０の被駆動突起６３は、図５（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３７をＨポジション又はＬポジションに残したままの状態で、板カム６０を右方向に回転駆動させることになる。このとき、ラチェット爪９１は、駆動ピン６１の作用により開放状態に保持される。
【００６６】
この板カム６０は、回転駆動部材８１と一緒に右方向に回転駆動し、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を介して摩擦クラッチ４１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が左回転すると、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。
【００６７】
上記実施の形態に係るシフト・クラッチ制御機構８０によると、以下の効果が得られる。
【００６８】
（１）回転駆動部材８１の回転方向と直交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３８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）シフト機構３０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と、板カム６０の被駆動突起６３が、シフトカム３７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。
【００６９】
（チェック機構の構成）
このシフトカム３７の回転駆動部材寄りの端部には、図１、図２、及び図６に示すように、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３７のシフト位置を決めるものであり、シフトカム３７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と一体形成された細長い円筒状の一対のチェックブロック１０２，１０２とを備えている。
【００７０】
このチェックブロック１０２は、図２及び図６に示すように、チェック部１０１の外周に同一の位相差をもって外側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３７のチェック溝３９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。
【００７１】
このチェックボール１０４が嵌め入れられて係合するチェック溝３９は、図２及び図６に示すように、シフトカム３７の端部に形成されている。このシフトカム３７のチェック溝３９は、シフトカム３７のラチェット溝３８で決まるシフト位置となる２箇所のシフトエンドに対応して形成されている。このチェックボール１０４のチェック溝３９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。
【００７２】
一対のチェックブロック１０２のうち、一方のチェックブロック１０２とチェック部１０１との間には、図２及び図６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１１に貫通して支持されている。
【００７３】
ところで、摩擦クラッチ４１を押付けた状態でアクチュエータ７０が駆動力を失うと、摩擦クラッチ装置５０の反発力によりアクチュエータ７０が逆転駆動する場合がある。
【００７４】
この実施の形態のもう一つの基本の構成は、チェック機構１００の吸収エネルギーが摩擦クラッチ４１の反発力によりアクチュエータ７０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とにある。
【００７５】
ここで、チェック機構１００の吸収エネルギーは、チェック機構１００のチェックトルクとシフトカム３７の回転角とにより計算される。このチェックトルクは、コイルスプリング１０３の弾力によりチェック溝３９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３９との係合を解除する抵抗トルクである。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。
【００７６】
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３７の回転角……（１）
【００７７】
上記実施の形態に係るチェック機構１００の構成によると、以下の効果が得られる。
【００７８】
（１）このチェック機構１００の吸収エネルギーを上記式（１）の関係に設定することで、クラッチ制御とシフト制御とを単一のアクチュエータ７０で行うトランスファ１の構成であっても、例えばアクチュエータ７０の駆動を失うような故障に対してシフトカム３７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できる。
（２）チェック部１０１の円形外周の対角位置に一対のチェックボール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。
【００７９】
（シャッター機構の構成）
この回転駆動部材８１が、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すように、シフトカム３７のＬポジションとなるシフト位置（カム溝端部）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３７のラチェット溝３８に嵌まり込むと、シフトカム３７は、回転駆動部材８１と一緒に回転してしまうことになる。
【００８０】
この実施の形態では、図７及び図８に示すように、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により、ラチェットレバー８７におけるラチェット爪９１のラチェット溝３８に対する嵌まり込みを阻止することができる。
【００８１】
このシャッター部材１１０は、図７及び図８に示すように、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側へ直交する方向に第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。
【００８２】
図９を参照すると、図９には、回転駆動部材８１がシフトカム３７のシフト（カム溝端部）方向への回転駆動から戻り方向へ回転駆動するまでの間のシャッター部材１１０の動きが模式的に示されている。このシャッター部材１１０は、図９（ｄ）に示すように、捻りバネ１１４により第２突出片１１３がシフトカム３７のラチェット溝３８を閉鎖した状態で配されている。
【００８３】
この回転駆動部材８１が、図９（ａ）に示すように、シフトカム３７のカム溝端部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加える。このラチェットレバー８７の脚部８８は、図９（ｂ）に示すように、回転駆動部材８１の回転駆動に伴って板カム６０の短尺の駆動ピン６２に当接する。ラチェットレバー８７は、図９（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の短尺の駆動ピン６２の押圧荷重により回転軸８６を中心として左方向に回転する。このラチェットレバー８７のラチェット爪９１は、シフトカム３７のラチェット溝３８から離脱して開放される。
【００８４】
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。このとき、このシャッター部材１１０は、図９（ｃ）に示すように、ラチェットレバー８７の突部９２による押圧から外れて捻りバネ１１４の弾性反発力により初期の位置に復帰し、シフトカム３７のラチェット溝３８を閉鎖する。このラチェットレバー８７の突部９２が、図９（ｃ）及び図９（ｄ）に示すように、シャッター部材１１０から外れるまで、ラチェットレバー８７の開放状態が維持される。
【００８５】
上記実施の形態に係るシャッター機構の構成によると、以下の効果が得られる。
【００８６】
（１）このシャッター部材１１０により、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、ラチェット爪９１がシフトカム３７のラチェット溝３８内に嵌まり込むのを阻止するので、ラチェット爪９１とラチェット溝３８との間の引っ掛かりを防止することができるとともに、シフトカム３７の回転を阻止することができるようになる。
【００８７】
以上の説明からも明らかなように、本発明の駆動力配分装置を上記実施の形態、及び図示例に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態、及び図示例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。本発明にあっては、次に示すような変形例も可能である。
【００８８】
［変形例］
上記実施の形態では、一対の腕部８８を有する回転駆動部材８１を例示したが、これに限定されるものではない。回転駆動部材８１の変形例の一例としては、図１０に示すように、ラチェット爪９１をシフト方向（図中左方向）には駆動可能であるが、シフト完了からの戻り時には駆動不能となる、所謂一方向駆動形とするとともに、シフトカム３７のシフト方向（展開図では、シフトカム３７の左方向）側の腕部８８を排除している。
【００８９】
この構成は、シフト時間を充分に短くすることで、シフト途中でシフトフォークが停止した場合にシフトフォークを元の位置に戻せないという問題の発生を防止するとともに、製作コストの低減を図るものである。この構成を採用することで、上記短尺の駆動ピン６２、及びシャッター部材１１０を必要としないため、製作コストを低減させることができる。なお、同図において上記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。
【００９０】
上記実施の形態にあっては、ＦＲタイプの四輪駆動車のトランスファに本発明の駆動力配分装置を適用した場合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ＦＦタイプの四輪駆動車などのトランスファに本発明の駆動力配分装置を効果的に使用することができる。また、上記実施の形態では、ＨポジションとＬポジションとの走行変速切換を行う副変速機２０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。
【００９１】
なお、自動二輪車あるいは農業機械、建設土木機械、運搬機械等の作業用車両などの各種車両に本発明の駆動力配分装置を効果的に使用することができることは勿論である。
【符号の説明】
【００９２】
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 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 位置決めロッド
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 リング体
２６ａ 内スプライン
３０ シフト機構
３１ クラッチスリーブ
３２ フォーク本体
３２ａ バネ荷重受部
３３ 摺動ホルダ
３３ａ 摺動脚部
３３ｂ アーム部
３３ｃ シフターピン
３４ コイルバネ
３５ シフトロッド
３６ ワッシャ
３７ シフトカム
３７ａ カム溝
３８ ラチェット溝
３９ チェック溝
４０ 摩擦クラッチ装置
４１ 摩擦クラッチ
４２ クラッチハブ
４３ クラッチドラム
４４ クラッチ押付部材
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
６１，６２ 駆動ピン
６３ 被駆動突起
６４ カム面
６５ カム立ち上がり部分
７０ アクチュエータ
７１ 減速機
７２ アクチュエータ出力軸
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
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
８８ａ カム面
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
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸への動力を少なくとも高速と低速の２段に切り替えて主出力軸へ伝達する副変速機と、
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、
アクチュエータの出力軸に固定された回転駆動部材と、
前記回転駆動部材の一端部に相対回転可能に同軸に配置され、前記摩擦クラッチの押付力を変化させる摩擦クラッチ駆動用カムと、
前記回転駆動部材の他端部に相対回転可能に同軸に配置され、前記アクチュエータの回転運動を直線運動に変換して前記副変速機をシフトさせるシフトカムと、
前記回転駆動部材の外面の法線方向の軸線を回転中心として設けられたラチェットレバーとを備え、
前記ラチェットレバーは、前記回転駆動部材が前記シフトカムの制御原点を起点とした所定の位置から一方側に回転駆動したとき前記シフトカムから離脱して回転し、前記回転駆動部材が前記一方側とは逆方向に回転駆動したとき前記シフトカムと連動して回転することを特徴とする駆動力配分装置。
【請求項２】
前記ラチェットレバーは、前記シフトカムに形成されたラチェット溝と噛み合って前記シフトカムを回転させる駆動爪と、前記摩擦クラッチ駆動用カムに設けられた駆動ピンに当接することで、前記駆動爪を前記ラチェット溝と噛み合わない開放位置に回転して退避させる腕部とを一体に形成したことを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項３】
前記回転駆動部材には、前記回転駆動部材が前記一方側に回転駆動したとき前記摩擦クラッチ駆動用カムに形成された被駆動突起に当接して回転し、前記摩擦クラッチの押付力を調整する第１の駆動突起と、前記回転駆動部材が前記一方側とは逆方向に回転駆動したとき前記被駆動突起に当接して停止する第２の駆動突起とが設けられ、
前記第２の駆動突起が停止するとともに、前記副変速機のポジションを切替えた後、前記シフトカムを停止したままの状態で、前記回転駆動部材が前記制御原点の位置に戻ることを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項４】
前記腕部が前記駆動ピンに当接することで、前記駆動爪を前記ラチェット溝と噛み合わない開放位置に回転して退避させたとき、前記駆動爪と前記ラチェット溝との間に介在して前記駆動爪と前記ラチェット溝との噛み合いを抑止するシャッター部材を備えてなることを特徴とする請求項２記載の駆動力配分装置。
【請求項５】
前記シフトカムには、前記シフトカムのシフト位置となる２箇所に対応して前記シフト位置を決めるチェック機構が同軸に支持されてなることを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項６】
前記チェック機構には、前記シフトカムに対する回り止めとなる保持片が形成され、
前記保持片は、前記摩擦クラッチ駆動用カムの逆回転を阻止する位置決めロッドに貫通して支持されてなることを特徴とする請求項５記載の駆動力配分装置。
【請求項７】
前記摩擦クラッチに軸方向変位を付与するボールカム機構を備え、
前記ボールカム機構は、前記摩擦クラッチと同一軸上に互いに相対回転可能に配され、互いに相対する面に挟持されるボールを有する一対のボールカムを有し、
前記ボールカムの一方が前記摩擦クラッチ駆動用カムの逆回転を阻止する位置決めロッドに固定支持されるとともに、前記ボールカムの他方が前記摩擦クラッチ駆動用カムのカム面に沿って移動するカムフォロアを介して駆動されてなることを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項１】
入力軸への動力を少なくとも高速と低速の２段に切り替えて主出力軸へ伝達する副変速機と、
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、
アクチュエータの出力軸に固定された回転駆動部材と、
前記回転駆動部材の一端部に相対回転可能に同軸に配置され、前記摩擦クラッチの押付力を変化させる摩擦クラッチ駆動用カムと、
前記回転駆動部材の他端部に相対回転可能に同軸に配置され、前記アクチュエータの回転運動を直線運動に変換して前記副変速機をシフトさせるシフトカムと、
前記回転駆動部材の外面の法線方向の軸線を回転中心として設けられたラチェットレバーとを備え、
前記ラチェットレバーは、前記回転駆動部材が前記シフトカムの制御原点を起点とした所定の位置から一方側に回転駆動したとき前記シフトカムから離脱して回転し、前記回転駆動部材が前記一方側とは逆方向に回転駆動したとき前記シフトカムと連動して回転することを特徴とする駆動力配分装置。
【請求項２】
前記ラチェットレバーは、前記シフトカムに形成されたラチェット溝と噛み合って前記シフトカムを回転させる駆動爪と、前記摩擦クラッチ駆動用カムに設けられた駆動ピンに当接することで、前記駆動爪を前記ラチェット溝と噛み合わない開放位置に回転して退避させる腕部とを一体に形成したことを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項３】
前記回転駆動部材には、前記回転駆動部材が前記一方側に回転駆動したとき前記摩擦クラッチ駆動用カムに形成された被駆動突起に当接して回転し、前記摩擦クラッチの押付力を調整する第１の駆動突起と、前記回転駆動部材が前記一方側とは逆方向に回転駆動したとき前記被駆動突起に当接して停止する第２の駆動突起とが設けられ、
前記第２の駆動突起が停止するとともに、前記副変速機のポジションを切替えた後、前記シフトカムを停止したままの状態で、前記回転駆動部材が前記制御原点の位置に戻ることを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項４】
前記腕部が前記駆動ピンに当接することで、前記駆動爪を前記ラチェット溝と噛み合わない開放位置に回転して退避させたとき、前記駆動爪と前記ラチェット溝との間に介在して前記駆動爪と前記ラチェット溝との噛み合いを抑止するシャッター部材を備えてなることを特徴とする請求項２記載の駆動力配分装置。
【請求項５】
前記シフトカムには、前記シフトカムのシフト位置となる２箇所に対応して前記シフト位置を決めるチェック機構が同軸に支持されてなることを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【請求項６】
前記チェック機構には、前記シフトカムに対する回り止めとなる保持片が形成され、
前記保持片は、前記摩擦クラッチ駆動用カムの逆回転を阻止する位置決めロッドに貫通して支持されてなることを特徴とする請求項５記載の駆動力配分装置。
【請求項７】
前記摩擦クラッチに軸方向変位を付与するボールカム機構を備え、
前記ボールカム機構は、前記摩擦クラッチと同一軸上に互いに相対回転可能に配され、互いに相対する面に挟持されるボールを有する一対のボールカムを有し、
前記ボールカムの一方が前記摩擦クラッチ駆動用カムの逆回転を阻止する位置決めロッドに固定支持されるとともに、前記ボールカムの他方が前記摩擦クラッチ駆動用カムのカム面に沿って移動するカムフォロアを介して駆動されてなることを特徴とする請求項１記載の駆動力配分装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−９１６４１（Ｐ２０１２−９１６４１Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３９７０６（Ｐ２０１０−２３９７０６）
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【出願人】（０００１５４３４７）株式会社ユニバンス (132)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【出願人】（０００１５４３４７）株式会社ユニバンス (132)
【Ｆターム（参考）】
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