CN102452315B - 驱动力分配装置 - Google Patents

Abstract

一种驱动力分配装置，包括副变速器、摩擦离合器、固定至致动器的输出轴的旋转驱动构件、用于改变摩擦离合器的压制力的摩擦离合器驱动凸轮、用于通过将致动器的旋转运动转换至线性运动以将副变速器换挡的换挡凸轮、以及棘轮杆，该棘轮杆设置为使得其相对于旋转驱动构件的外表面的法线方向的轴线为旋转中心。当将旋转驱动构件从由换挡凸轮的控制原点开始的预定的位置旋转地驱动至一侧时，该棘轮杆从换挡凸轮脱离并旋转，并且当沿与该一侧相反的方向旋转地驱动旋转驱动构件时，该棘轮杆与换挡凸轮结合地旋转。

Description

驱动力分配装置

本申请基于2010年10月26日提出的日本专利申请No.2010-239706，本文通过引用并入其全部内容。

技术领域

本发明涉及用于控制到车辆的前后轮或到车辆的左右轮的驱动力的分配的驱动力分配装置。

背景技术

例如，JP-A-2007-176329公开了一种用于四轮驱动车辆的驱动力分配装置，其中通过单个的致动器控制副变速器的换挡和摩擦离合器的离合器压制力。

JP-A-2007-176329中所公开的驱动力分配装置设置有副变速器、摩擦离合器和球凸轮板，该副变速器用于在高速和低速两个级别之间切换来自输出轴的旋转驱动力，并将旋转驱动力传送至主输出轴，该摩擦离合器用于将主输出轴的旋转驱动力传送至副输出轴，该球凸轮板用于根据致动器的旋转驱动来改变摩擦离合器的离合器压制力。

该驱动力分配装置设置有同轴地固定至致动器的输出轴的旋转驱动构件。用于使连接至副变速器的换挡拔叉移动的换挡圆柱形凸轮和与球凸轮板的驱动齿轮啮合的小齿轮分别布置在旋转驱动构件的两个轴向侧，从而可相对旋转。

由致动器所导致的旋转驱动构件的顺时针旋转传送至小齿轮，并且由球凸轮板经由驱动齿轮所产生的摩擦离合器的离合器压制力响应于小齿轮的旋转而改变。由旋转驱动构件的逆时针旋转所产生的换挡圆柱形凸轮的旋转运动通过换挡拔叉转换为线性运动，由此使副变速器换挡。

滑动棘轮设置为自由地进出形成在换挡圆柱形凸轮的端面上的棘轮槽，该滑动棘轮附接至旋转驱动构件，以便可以沿旋转轴线方向移动，从而。当棘轮配合至棘轮槽时，旋转驱动构件的逆时针旋转驱动被传送至换挡圆柱形凸轮，并且在换挡圆柱形凸轮的每次往复旋转中，副变速器通过换挡拔叉在高速和低速之间交替地并重复地切换。

发明内容

JP-A-2007-176329所公开的驱动力分配装置构造为使得旋转驱动构件的棘轮根据旋转驱动构件的旋转驱动而沿换挡圆柱形凸轮的棘轮槽移动，以使棘轮从棘轮槽脱离。在该构造中，为使棘轮从棘轮槽脱离所要求的旋转驱动构件的圆周旋转角度范围大，由此有必要更多地旋转驱动该致动器。

因此，本发明的目的在于提供一种驱动力分配装置，该驱动力分配装置提供针对副变速器的换挡和摩擦离合器的离合器压制力的改进的反应。

（1）根据本发明的一个实施例，一种驱动力分配装置，包括：

副变速器，用于在至少高速和低速两个级别之间切换到输入轴的动力，并且将该动力传送至主输出轴；

摩擦离合器，用于将主输出轴的动力传输至副输出轴；

旋转驱动构件，固定至致动器的输出轴；

摩擦离合器驱动凸轮，同轴地并可相对旋转地布置在旋转驱动构件的一个端部部分，以改变摩擦离合器的压制力；

换挡凸轮，同轴地并可相对旋转地布置在旋转驱动构件的另一个端部部分，以通过将致动器的旋转运动转换为线性运动而将副变速器换挡；以及

棘轮杆，设置为使得其相对于旋转驱动构件的外表面的法线方向的轴线为旋转中心，

其中当将旋转驱动构件从由换挡凸轮的控制原点开始的预定的位置旋转地驱动至一侧时，该棘轮杆从换挡凸轮脱离并旋转，并且当沿与该一侧相反的方向旋转地驱动旋转驱动构件时，该棘轮杆与换挡凸轮结合地旋转。

在上述本发明的实施例（1）中，能够进行以下修改和改变。

（i）该棘轮杆包括用于通过与在换挡凸轮上形成的棘轮槽接合而使换挡凸轮旋转的驱动爪，以及与该驱动爪一体形成的臂，该臂与设置在摩擦离合器驱动凸轮上的驱动销接触，以使驱动爪旋转并缩回至该驱动爪不与棘轮槽接合的释放位置。

（ii）该旋转驱动构件包括第一驱动突起以及第二驱动突起，在将旋转驱动构件旋转地驱动至一侧时，该第一驱动突起通过与形成在摩擦离合器驱动凸轮上的从动突起接触而旋转，以调节摩擦离合器的压制力，当在与该一侧相反的方向上旋转地驱动该旋转驱动构件时，该第二驱动突起与从动突起接触以阻挡旋转驱动构件，

其中在第二驱动突起停止移动，并且副变速器的位置被换挡后，该旋转驱动构件在换挡凸轮处于停止状态下返回至控制原点。

（iii）该驱动力分配装置进一步包括：

遮挡构件，用于当通过将臂与驱动销接触而使驱动爪旋转并缩回至释放位置而不与棘轮槽接合时，通过该遮挡构件处于驱动爪和棘轮槽之间而阻止其之间的接合。

（iv）该驱动力分配装置进一步包括：

制动机构，由换挡凸轮同轴地支撑，以确定换挡位置，以便与换挡凸轮的两个换挡位置对应。

（v）该制动机构包括用于停止换挡凸轮的旋转的保持片，并且该保持片由定位杆支撑，该定位杆穿过该保持片并阻止摩擦离合器驱动凸轮的反向旋转。

（vi）该驱动力分配装置进一步包括：

球凸轮机构，用于将摩擦离合器在轴向方向上移位，

其中该球凸轮机构包括一对球凸轮，该一对球凸轮与摩擦离合器同轴地布置，从而可相互相对旋转，并且该一对球凸轮具有夹在相互相向的表面之间的球，球凸轮中的一个由阻止摩擦离合器驱动凸轮的反向旋转的定位杆固定地支撑，并且另一个球凸轮经由沿摩擦离合器驱动凸轮的凸轮面移动的凸轮从动件驱动。

本发明的效果

根据本发明的一个实施例，能够提供一种驱动力分配装置，该驱动力分配装置提供针对副变速器的换挡和摩擦离合器的离合器压制力的改进的反应。

附图说明

下面，将结合附图更详细地解释本发明，在附图中：

图1是示出了本发明的典型实施例中的分动器的结构示例的示意性截面视图；

图2是示出了优选地用于本发明的分动器的换挡/离合器控制机构的分解立体图；

图3是示出了优选地用于本发明的换挡/离合器控制机构的旋转驱动构件和摩擦离合器驱动凸轮的分解立体图；

图4A是图示了本发明的换挡/离合器控制机构的组装好的状态的说明图，图4B至4D是图示了换挡控制的说明图；

图5A是图示了本发明的换挡/离合器控制机构的组装好的状态的说明图，图5B是图示了离合器控制的说明图；

图6是示出了优选地用于本发明的换挡/离合器控制机构的制动机构的截面视图；

图7是示出了优选地用于本发明的换挡/离合器控制机构的遮挡机构的俯视图；

图8是示出了本发明的遮挡机构的遮挡构件的立体图；

图9A至9D是图示了本发明的遮挡机构的运动的说明图；以及

图10是图示了本发明的另一个换挡/离合器控制机构的组装好的状态的说明图。

具体实施方式

下文将结合附图特别地说明本发明的优选实施例。

分动器的总体结构

图1示意性地示出了本实施例中的典型分动器的总体结构，该分动器由标号1指示。在所图示的例子中的分动器1用于例如使用FR（前置发动机后轮驱动）系统作为基础的四轮驱动（4WD）车辆。

如图1中所示，分动器1具有包括前壳体2和后壳体3的分动器壳体。输入轴4固定地支撑在前壳体2的前面部分，以便是可旋转的，该输入轴4用于经由未图示的自动或手动的变速器输入来自未图示的发动机的旋转。与输入轴4同轴地布置在后壳体3中的作为主输出轴的后轮输出轴6经由副变速器20直接连接至输入轴4，该副变速器20也与输入轴4同轴地布置在前壳体2中。

如图1中所示，在分动器壳体上平行于后轮输出轴6的位置设置有前轮输出轴7，该前轮输出轴7为相对于主输出轴的副输出轴。驱动链轮8与后轮输出轴6同轴地设置。在前轮输出轴7的一个端部同轴地设置有与驱动链轮8对应的从动链轮9。环形链10在驱动链轮8和从动链轮9之上经过。

参考图1，通过副变速器20的换挡机构30，输入至输入轴4的发动机的驱动力在高速阶段H和低速阶段L之间切换，以改变运行速度。该换挡机构30设置有高-低速切换离合器套筒31，该高-低速切换离合器套筒31与副变速器20的行星齿轮机构同轴地布置。

如图1中所示，行星齿轮机构设置有高速齿轮（太阳齿轮）21、环形齿轮22和多个小齿轮（行星齿轮）23、……、23，该高速齿轮（太阳齿轮）21形成在输入轴4的外周缘上，该环形齿轮22固定至前壳体2，该多个小齿轮（行星齿轮）23、……、23与太阳齿轮21的外周缘以及环形齿轮22的内周缘啮合。该多个小齿轮23经由布置为具有相同相位差的支撑轴24由圆形托架壳体25可旋转地并固定地支撑。该托架壳体25围绕输入轴4的轴线固定地支撑，以便相对于太阳齿轮21可相对旋转。具有内侧花键（齿部分）26a的圆环体26一体地固定至托架壳体25的后端部部分。支撑轴24由托架壳体25和圆环体26在支撑轴24的两个边缘处固定地支撑。

在低速时，离合器套筒31的花键从太阳齿轮21脱离，并随后花键联接至环体26的内侧花键26a，并且从小齿轮23传送的旋转动力作为低速旋转驱动力传送至后轮输出轴6。

另一方面，如图1中所示，在高速时，离合器套筒31的花键和高速齿轮21相互啮合并联接，由此输入轴4的旋转驱动力作为高速旋转驱动力从输入轴4传送至后轮输出轴6。

如图1中所示，摩擦离合器装置40构成用于在4WD模式中控制到前后轮的驱动力的分配的驱动力分配装置的零件，该摩擦离合器装置40与后轮输出轴6同轴地设置。在分动器壳体上设置有致动器70，该致动器70为控制副变速器20的换挡机构30的操作以及摩擦离合器装置40的操作的驱动源。该致动器70包含用于放大马达扭矩的减速器71。来自减速器71的旋转驱动力经由致动器输出轴72传送至换挡机构30和摩擦离合器装置40。

换挡机构的结构

如图1中所示，换挡机构30主要包括拔叉主体32和滑动保持件33两个构件，该拔叉主体32和滑动保持件33可经由螺旋弹簧34相对旋转。拔叉主体32的一侧由换挡杆35可移动地贯穿插入并由该换挡杆35支撑。在拔叉主体32的另一侧上延伸有具有两个叉齿的拔叉，且其与高-低速切换离合器套筒31接合。在拔叉主体32的在宽度方向上相向的两个直立的侧壁的内侧，一对向内膨胀的长柱形的弹簧负载接收部分32a各自形成在换挡杆的沿轴向方向的两个端部上。

同时，如图1中所示，滑动保持件33经由一对滑动腿33a、33a同轴地设置在换挡杆35上，以便可相对于拔叉主体32相对移动，该滑动腿33a、33a由换挡杆35贯穿插入并由换挡杆35支撑。滑动腿33a形成为小于拔叉主体32的弹簧负载接收部分32a之间的距离，并且该对滑动腿33a之间的距离设为大体上等于在拔叉主体32的长度方向上成对的两个弹簧负载接收部分32a之间的距离。

如图1中所示，一对圆形垫圈36、36与换挡杆35同轴地布置在该对滑动腿33a的相向的内表面上。该垫圈36形成为具有比在拔叉主体32的宽度方向上成对的两个弹簧负载接收部分32a之间的距离大的直径。该对滑动腿33a和垫圈36同时具有用于保持螺旋弹簧34的两个边缘的弹簧保持功能和用于操作螺旋弹簧34的弹簧操作功能。等待机构构造为通过螺旋弹簧34的压缩力和恢复力积累换挡操作力，该螺旋弹簧34的压缩力和恢复力是由拔叉主体32的弹簧负载接收部分32a和滑动保持件33的滑动腿33a的相对移动产生的。

如图1中所示，在滑动保持件33的纵向端部一体地形成有沿换挡杆35延伸的臂部分33b。圆柱形状的换挡器销33c以突出的方式支撑在臂部分33b的端部部分。该换挡器销33c以预定的间隙松弛地配合至凸轮槽37a，从而可滑动，该凸轮槽37a将换挡凸轮37的旋转运动转换为换挡机构30的线性运动。换挡器销33c并未布置在拔叉主体32侧，而是经由臂部分33b布置在换挡凸轮37侧，这样的构造允许有效地使用装置中非常小的安装空间。

参考图1，换挡器销33c沿凸轮槽37a的倾斜部分移动，经由该换挡器销33c使换挡凸轮37的旋转运动传送至滑动保持件33，并转化成滑动保持件33的线性运动。该线性运动经由螺旋弹簧34导致拔叉主体32沿换挡杆35的线性运动。在图示的例子中，换挡凸轮37的180°逆时针旋转使换挡器销33c在轴向方向上移动使副变速器20在高速阶段H的位置和低速阶段L的位置之间切换所要求的换挡量。通过拔叉主体32的线性运动来将离合器套筒31换挡，由此切换至高速或低速，该离合器套筒31用于经由拔叉主体32而连接/断开副变速器20的太阳齿轮21和小齿轮23之间的驱动力。

摩擦离合器装置的结构

参考图1，由摩擦离合器装置40来控制环形形状的多板式摩擦离合器41的断开。在摩擦离合器41中，环形离合器毂42固定至后轮输出轴6，并且环形离合器鼓43联接至驱动链轮8，该驱动链轮8由后轮输出轴6可旋转地支撑。

在两轮驱动（2WD）模式中，摩擦离合器41的接合被释放，并且输入轴4的旋转经由副变速器20传送至后轮输出轴6。另一方面，在4WD模式中，摩擦离合器41处于接合状态中，并且来自输入轴4的驱动力经由后轮输出轴6、摩擦离合器41、驱动链轮8、前轮驱动链10和从动链轮9传送至前轮输出轴7。

如图1中所示，摩擦离合器装置40设置有环形离合器压制构件44和球凸轮机构50，该环形离合器压制构件44与后轮输出轴6同轴地布置，以便可移动，该球凸轮机构50用于将致动器70的旋转运动转换为线性运动，以将离合器压制构件44在轴向方向上移位。

参考图1和2，该球凸轮机构50将摩擦离合器41的离合器接合力控制至任意级别。该球凸轮机构50设置有一对球凸轮，该对球凸轮包括与后轮输出轴6同轴布置的反作用侧凸轮板（反作用凸轮板）51和驱动侧凸轮板（驱动凸轮板）52。该反作用凸轮板51经由推力轴承53固定至环形固定构件54。同时，驱动凸轮板52经由推力轴承55接触并连接至离合器压制构件44。

如图2中所示，由定位杆11支撑反作用凸轮板51的朝向致动器输出轴延伸的自由端部。该定位杆11还具有作为用于阻止摩擦离合器驱动板凸轮60反向转动的阻挡件的功能，该摩擦离合器驱动板凸轮60与致动器输出轴72同轴地支撑，以便可旋转。同时，该驱动凸轮板52与渐缩的臂部分52a一体形成，该渐缩的臂部分52a朝向致动器输出轴延伸，以便与反作用凸轮板51具有预定角度的相位差。凸轮从动件56轴向地支撑在臂部分52a的端部部分，以便可旋转。该凸轮从动件56与板凸轮60的凸轮面持续地接触，从而将致动器70的旋转传输至球凸轮机构50。

为了接合摩擦离合器41，板凸轮60围绕致动器输出轴72的轴中心沿向前的旋转方向顺时针旋转，这使得驱动凸轮板52沿相对于反作用凸轮板51的一定方向旋转地驱动。被旋转地驱动的驱动凸轮板52通过接收来自球凸轮机构中的球57的压力而在后轮输出轴6的轴向方向移动。当驱动凸轮板52移动时，离合器压制构件44通过被沿后轮输出轴6的轴向方向向前推而压制摩擦离合器41，并且根据致动器70的旋转量增大离合器压制力。

相反，通过以相反的方式旋转板凸轮60的反向操作，释放摩擦离合器41的接合。这就允许摩擦离合器41的离合器压制构件44以对应于形成在板凸轮60的外表面上的凸轮面的形状的变化的形式移动。

根据实施例中的分动器1的构造，会获得以下效果。

（1）因为凸轮从动件56是被沿着板凸轮60的凸轮面旋转地驱动的，与通过小齿轮旋转地驱动驱动凸轮板的构造相比，致动器70的小的旋转角度能够使球凸轮机构50的驱动凸轮板52移动长的行进距离，用于将离合器接合释放状态换挡至离合器接合状态，在该离合器接合释放状态中，摩擦离合器41的离合器板是分离的。

（2）滑动保持件33的滑动腿33a布置为具有经由垫圈36保持螺旋弹簧34的两个边缘的功能以及操作螺旋弹簧34的功能，该滑动保持件33的滑动腿33a允许滑动保持件33具有在换挡杆的轴向方向相对于拔叉主体32的足够的移动行程。滑动保持件33所要求的移动行程得以确保，并且拔叉主体32的长度并未不必要地增大。

（3）拔叉主体32在换挡杆的轴向方向上的足够长度确保用于使得滑动腿33a的移动行程至少经过拔叉主体32的弹簧负载接收部分32a，因为滑动保持件33的滑动腿33a提供弹簧保持功能和弹簧操作功能，并且只要确保用于组装滑动保持件33和螺旋弹簧34所要求的最小内部空间，就能获得具有使拔叉主体32缩小尺寸并变短这两个优点的换挡机构30。

换挡/离合器控制机构的总体结构

本实施例的必要基本结构是如图2中所示的换挡/离合器控制机构80，该换挡/离合器控制机构80控制换挡机构30和摩擦离合器装置40。除了换挡机构30和球凸轮机构50的构造以外，如上文所说明构造的分动器1的部件的基本结构与传统的分动器的基本结构并无区别。因此，分动器1的基本结构并不限于图示的例子。

本实施例中的典型的换挡/离合器控制机构80允许单个的致动器70单独控制副变速器20的切换操作和摩擦离合器装置40的断开操作。在图示的例子中，离合器受控于起始于作为控制原点的换挡位置（高速阶段H的位置）的沿一个方向（顺时针）的旋转，并且副变速器20的换挡受控于起始于作为控制原点的换挡位置（高速阶段H的位置）的沿与该一个方向相反的另一个方向（逆时针）的旋转。

如图1和2中所示，换挡/离合器控制机构80主要包括换挡凸轮37、板凸轮60和旋转驱动构件81，该换挡凸轮37用于沿换挡杆35线性地移动换挡机构30，该板凸轮60用于改变摩擦离合器41的离合器压制力，该旋转驱动构件81用于单独地旋转地驱动换挡凸轮37和板凸轮60。该换挡凸轮37、该板凸轮60和该旋转驱动构件81与致动器输出轴72同轴地布置，并且根据致动器70的旋转量而操作。

旋转驱动构件的结构

如图2和3中所示，旋转驱动构件81为圆柱体，其周缘表面通过在中心线O的方向上一体地形成大直径部分82和小直径的部分83而具有级别的区别，该大直径部分82布置在面对换挡凸轮的侧上，该小直径部分83布置在面对板凸轮的侧上。如图1和2中所示，该大直径部分82由换挡杆35相对可旋转地支撑，从而面对换挡凸轮37的端面。旋转驱动构件81由致动器输出轴72以板凸轮侧上的小直径部分83的内周缘部分通过花键固定的状态支撑。板凸轮60相对可旋转地支撑在小直径部分83的外周缘上。

如图2和3中所示，用于离合器控制机构的驱动突起84和用于换挡控制机构的驱动突起85的一对矩形突起形成在旋转驱动构件81的大直径部分82上，以便朝向板凸轮60突出。该驱动突起84和85与大直径部分82布置在相同的圆周上，以具有预定的相位差。该驱动突起84具有驱动面84a，通过旋转驱动构件81的顺时针旋转驱动，该驱动面84a与形成在板凸轮60上的从动突起63接触，并且使板凸轮60同步地旋转。同时，驱动突起85具有阻挡件表面85a，通过旋转驱动构件81的逆时针旋转驱动，该阻挡件表面85a与板凸轮60的从动突起63接触，并且阻止旋转驱动构件81的操作。

如图2和3中所示，在通过切割一对驱动突起84和85之间的部分而形成的大直径部分82的平坦的外表面上，棘轮杆87经由旋转轴86支撑，以便可双向旋转，该旋转轴86在相对于外表面的法线方向延伸。该棘轮杆87通过弹簧89朝向换挡凸轮37的端面偏置，并且在与旋转驱动构件81的旋转方向正交的方向上旋转。

如图2和3中所示，围绕旋转轴86设置的棘轮90在旋转底座处与棘轮杆87一体形成。棘轮90的作为驱动爪的棘轮爪91形成为具有能够在换挡方向（逆时针）上和在与其相反的恢复方向（顺时针）上驱动换挡凸轮37的端面的外部形状。该棘轮爪91逆向于弹簧89的弹性力移动，并且由此可以与在换挡凸轮37的端面上形成的棘轮槽38接合和脱离。在棘轮爪91的外表面上以突出的方式形成有突出部分92，以阻止在完成换挡后返回时与棘轮槽38接合。

如图2和图3中所示，在棘轮杆87上一体地形成有与旋转轴86正交的一对臂，换挡凸轮37侧的臂88和板凸轮60侧的臂88。该对臂88围绕旋转驱动构件81的旋转中心线在顺时针方向上倾斜。凸轮面88a、88a在顺时针方向上形成在该对臂的侧表面上，以便围绕旋转轴86对称。该对凸轮面88a具有在旋转驱动构件81被在与换挡方向相反的恢复方向旋转地驱动时，通过使棘轮爪91从换挡凸轮37的棘轮槽38脱离而阻止旋转驱动构件81与换挡凸轮37同步旋转的功能。

换挡控制机构的结构

同时，如图2和3中所示，一对长的和短的圆柱形状的驱动销61和62形成为从板凸轮60的面向旋转驱动构件81的表面突出。该长的驱动销61布置在棘轮杆87的位于换挡凸轮37侧的臂88的旋转轨迹中。同时，该短的驱动销62布置在棘轮杆87的位于板凸轮60侧的臂88的旋转轨迹中。

参考图2和图3，该长的驱动销61接触并压制换挡凸轮37侧的臂88的凸轮面88a，以使棘轮爪91移动出换挡凸轮37的棘轮槽38的旋转轨迹，由此释放该棘轮爪91。另一方面，该短的驱动销62接触并压制板凸轮60侧的棘轮杆87的臂88的凸轮表面88a，以释放棘轮爪91。

换挡控制机构主要包括换挡凸轮37的棘轮槽38、板凸轮60的驱动销61和62、以及旋转驱动构件81的驱动突起85和棘轮杆87。因为该棘轮杆87构造为围绕相对于旋转驱动构件81的旋转中心线的法线方向的轴线固定地支撑，以便可在两个方向相对旋转，所以可以减小使棘轮爪91从棘轮槽38脱离所要求的棘轮爪91的旋转操作角度。

参考图4A至4D，以展开图示出了换挡凸轮37、板凸轮60和旋转驱动构件81的组装好的状态。在图4A至4D中，分别在展开图中图示的位于制动球104的两侧的两个制动槽39、棘轮槽38、驱动销62和从动突起63分别为完全相同的部件。

在图4A中，致动器输出轴72和换挡凸轮37定位于控制原点，并且换挡凸轮37的换挡位置是高速阶段H的位置（H位置）。旋转驱动构件81的驱动突起85的阻挡件表面85a从板凸轮60的从动突起63分离的位置是在换挡凸轮37的凸轮槽37a中移动的换挡机构30的换挡器销33c的控制起始位置。

图4B示出了用于切换挡位的向前的旋转，其中旋转驱动构件81被逆时针地旋转地驱动（在展开图中该旋转驱动构件81向左移动），以与旋转驱动构件81一起逆时针地旋转地驱动换挡凸轮37。该换挡凸轮37和该旋转驱动构件81以接合的状态一体地旋转，其中旋转驱动构件81的棘轮爪91钩在换挡凸轮37的棘轮槽38中。板凸轮60保持在控制起始位置上，并且不移动。

如图4C中所示，当旋转驱动构件81的旋转角度达到180°时，制动球104配合至下一个制动槽39，并且换挡位置确定为低速阶段L的位置（L位置）。换挡机构30的换挡器销33c在沿换挡凸轮37的凸轮槽37a的轴向方向上被导向并移动，并且完成向L位置的换挡。

在图4C中，旋转驱动构件81的驱动突起85的阻挡件表面85a通过与板凸轮60的从动突起63接触而被阻挡，并且板凸轮60的短的驱动销62接触并压制棘轮杆87的板凸轮60侧的臂88。通过围绕旋转轴86逆向于弹性力逆时针旋转，棘轮杆87的棘轮爪91得以释放。

如图4D中所示，当棘轮爪91从换挡凸轮37的棘轮槽38脱离时，在换挡凸轮37留在换挡位置的状态中，仅旋转驱动构件81顺时针旋转以返回（恢复）（在展开图中该旋转驱动构件81向右移动）。棘轮爪91沿换挡凸轮37的端面顺时针旋转，并与下一个棘轮槽38接合。

在此期间，如果分动器的切换操作之后变速操作过快，换挡拔叉会由于在换挡的过程中输入的发动机驱动力而锁止，并且可能在换挡完成之前停止移动。在这样的情况中，需要通过使换挡拔叉返回至初始位置而避免在车辆开始运行后的突然换挡操作。在换挡/离合器控制机构80中，因为即使当换挡拔叉在换挡完成之前停止移动时，也可以将换挡拔叉返回至初始位置，所以可以避免在车辆开始运行后的突然换挡操作。

通过上文所说明的换挡操作完成从H位置至L位置的切换。用与上述的换挡操作相反的方式反向地操作换挡以从L位置切换至H位置。因此，省略了从L位置至H位置的切换操作的解释。

离合器控制机构的结构

如图2和3中所示，形成在板凸轮60的外周缘上的凸轮面64在凸轮前边缘65处形成为非线性形状，从而换挡杆35与凸轮面之间的距离的变化率以二次曲线变化，并且从凸轮前边缘65遍及驱动旋转方向形成为线性形状。通过以小的旋转角度操作板凸轮60，减小了摩擦离合器41的松弛度，也就是摩擦离合器41的初始位置和离合器板之间的间隙，由此使离合器压制力起作用。因此，通过减小摩擦离合器41的初始位置与离合器板之间的间隙，在需要长行程以达到离合器压制力起作用的位置的段中，离合器的断开能够以短的时间周期操作。

如图2和3中所示，板凸轮60具有从动突起63，该从动突起63形成在与形成为在从旋转驱动构件81上突出的用于离合器控制机构的驱动突起84的驱动面84a和用于换挡控制机构的驱动突起85的阻挡件表面85a之间的圆周相同的圆周上。该离合器控制机构主要包括板凸轮60的从动突起63和旋转驱动构件81的驱动突起84。

参考图5A和5B，以与图4A至4D相同的方式以展开图示出了换挡凸轮37、板凸轮60和旋转驱动构件81的组装好的状态。在图5A中，通过顺时针地（在展开图中向右移动旋转驱动构件81）旋转地驱动旋转驱动构件81而使旋转驱动构件81的驱动突起84的驱动表面84a与板凸轮60的从动突起63接触的位置，是球凸轮机构50的控制起始位置。

如图5B中所示，在该球凸轮机构50中，当顺时针地旋转地驱动旋转驱动构件81时，旋转驱动构件81的棘轮杆87的在换挡凸轮37侧的臂88接触板凸轮60的长的驱动销61，并由其压制。通过围绕旋转轴86逆向于弹性力逆时针旋转而释放棘轮杆87的棘轮爪91。

如图5B中所示，板凸轮60的从动突起63接收来自旋转驱动构件81的驱动突起84的驱动面84a的压制负载。在换挡凸轮37保持在H位置或L位置的状态中，旋转驱动构件81顺时针旋转地驱动板凸轮60。此时，棘轮爪91通过驱动销61的作用维持在释放的状态中。

板凸轮60与旋转驱动构件81一起被顺时针旋转地驱动，并且根据板凸轮60的旋转，驱动凸轮板52由旋转驱动构件81沿着相对于反作用凸轮板51的一定方向旋转地驱动。当驱动凸轮板52接收来自球凸轮机构中的球57的压力时，该驱动凸轮板52经由凸轮从动件56压制摩擦离合器41，由此增大离合器压制力。相反，以与上述操作反向的方式，旋转驱动构件81的逆时针旋转根据板凸轮60的旋转减小离合器压制力。

通过实施例中的换挡/离合器控制机构80会获得以下效果。

（1）因为棘轮杆87附接以在与旋转驱动构件81的旋转方向正交的方向上旋转，所以可以减小用于从棘轮槽38脱离所要求的棘轮爪91的旋转操作角度，并且由此可以减小换挡时间。

（2）因为用于切换换挡机构30的时间短暂，旋转驱动构件81在换挡中不停止移动。甚至在换挡中中止的情况下也可以使旋转驱动构件81返回初始位置。

（3）因为旋转驱动构件81的驱动突起85和板凸轮60的从动突起63构造为与换挡凸轮37的换挡端部对应，旋转驱动构件81不会在换挡端部超出限度，并且即使在变化地控制时也当然可以完成换挡。

制动机构的结构

如图1、2和6中所示，制动机构100构成换挡/离合器控制机构80的另一个必要零件，该制动机构100与换挡凸轮37同轴地支撑在旋转驱动构件侧的端部部分。该制动机构100用于确定换挡凸轮37的换挡位置，并且设置有相对于换挡凸轮37相对旋转的圆形的盒形状的制动部分101和与该制动部分101一体地形成的一对长的圆柱形状的制动块102。

如图2和6中所示，制动块102从制动部分101的外周缘径向地向外延伸，以便具有相同的相位差。在制动块102中设置有制动球104，该制动球104通过螺旋弹簧103的弹性排斥力（偏置力）压靠换挡凸轮37的制动槽39。制动块102的端部开口由塞105关闭。

如图2和6中所示，制动球104所配合并接合的制动槽39形成在换挡凸轮37的端部部分。该换挡凸轮37的制动槽39形成为对应于两个换挡端部，该两个换挡端部是由换挡凸轮37的棘轮槽38确定的换挡位置。副变速器20的换挡位置由制动球104与制动槽39的接合确定为H位置或L位置。

如图2和6中所示，在一对制动块102中的一个与制动部分101之间一体地形成有作为制动机构100的回转停止件的平坦的保持片106。阻止板凸轮60的反向转动并支撑反作用凸轮板51的定位杆11穿过并支撑保持片106。

在此期间，当在压制摩擦离合器41的状态中失去了致动器70的驱动力时，致动器70可以由球凸轮机构50的排斥力反向地驱动。

在本实施例的另一个基本结构中，制动机构100的制动扭矩和旋转角度设定为使得制动机构100所吸收的能量大于在由摩擦离合器41的排斥力所导致的对致动器70的反向驱动的过程中放出的能量。

这里，制动机构100所吸收的能量是从制动机构100的制动扭矩和换挡凸轮37的旋转角度计算出的。该制动扭矩是抵抗扭矩，被螺旋弹簧103的弹性力偏置而与制动槽39接合的制动球104通过该抵抗扭矩逆向于螺旋弹簧103的偏置力而从制动槽39脱离。制动机构100所吸收的能量由以下公式（1）计算。

制动机构100所吸收的能量＝制动机构100的抵抗扭矩×换挡凸轮37的旋转角度…（1）

通过实施例中的制动机构100获得以下效果。

（1）通过设定制动机构100所吸收的能量以具有公式（1）所体现的关系，即使当分动器1构造为通过单个的致动器70控制离合器和换挡时，也可以在车辆在移动时，在例如有故障使致动器70的驱动失去的情况下，不沿换挡方向旋转地驱动换挡凸轮37而阻止副变速器20切换。

（2）因为在制动部分101的圆形圆周上的相反位置处设置有一对制动球104，可以通过廉价的制动球104和螺旋弹簧103产生强的制动扭矩。

遮挡机构的结构

如图4C和4D中所示，在从作为换挡凸轮37的L位置的换挡位置（凸轮槽的端部部分）沿恢复方向旋转地驱动旋转驱动构件81时，如果棘轮杆87的棘轮爪91卡入换挡凸轮37的棘轮槽38中，该换挡凸轮37会与旋转驱动构件81一起旋转。

如图7和8中所示，在本实施例中，构成换挡/离合器控制机构80的另一个必要零件的遮挡构件110经由板凸轮60可相对旋转地附接至旋转驱动构件81。可以通过遮挡构件110阻止棘轮杆87的棘轮爪91卡入棘轮槽38中。

如图7和8中所示，遮挡构件110由具有插入孔111的圆形薄板形成。从该薄板的外周缘侧突出的第一突出片112在与旋转驱动构件正交的方向上弯曲，第二突出片113在圆周方向上从第一突出片112的前边缘延伸。该第一突出片112和该第二突出片113设计为具有与圆形薄板同样的曲率的形状。该遮挡构件110通过扭簧114在第二突出片113与棘轮杆87的突出部分92接触的方向上偏置。

图9A至9D示意性地示出了在恢复方向上旋转地驱动该旋转驱动构件81之前，在换挡凸轮37的换挡方向（朝向凸轮槽的端部部分）上旋转地驱动旋转驱动构件81时遮挡机构110的运动。如图9D中所示，遮挡构件110布置为使得扭簧114使第二突出片113阻挡换挡凸轮37的棘轮槽38。

如图9A中所示，在朝向换挡凸轮37的凸轮槽的端部部分的方向上旋转地驱动的旋转驱动构件81的运动使得旋转驱动构件81的棘轮杆87的突出部分92与遮挡构件110的第二突出片113接触并逆向于扭簧114的弹性力向该第二突出片113施加压制负载。如图9B中所示，棘轮杆87的臂88根据旋转驱动构件81的旋转驱动与板凸轮60的短的驱动销62接触。如图9C中所示，通过根据旋转驱动构件81的旋转驱动的板凸轮60的短的驱动销62的压制负载，棘轮杆87围绕旋转轴86逆时针旋转。棘轮杆87的棘轮爪91从换挡凸轮37的棘轮槽38脱离，然后释放。

当棘轮爪91释放时，棘轮杆87的突出部分92逆向于弹性力跨过遮挡构件110的第二突出片113之上，并且棘轮爪91被推入遮挡构件110中。此时，如图9C中所示，遮挡构件110从棘轮杆87的突出部分92的压力下释放，并且通过扭簧114的弹性排斥力返回初始位置，由此阻挡换挡凸轮37的棘轮槽38。如图9C和9D中所示，棘轮杆87的释放状态一直维持到棘轮杆87的突出部分92从遮挡构件110中出来。

通过本实施例中的遮挡机构的构造，会获得以下效果。

（1）因为当在换挡完成后旋转驱动构件81返回至控制原点时，遮挡机构110阻止棘轮爪91卡入换挡凸轮37的棘轮槽38中，所以可以阻止棘轮爪91钩在棘轮槽38中并阻止换挡凸轮37旋转。

从上文的说明显而易见，尽管基于实施例和所图示的例子说明了本发明的驱动力分配装置，本发明并非意图限于此，并且各种实施例能够不脱离本发明的主旨地实施。在本发明中实施下面的修改也是可以的。

修改

尽管在实施例中例举了具有一对臂88的旋转驱动构件81，但是其并不限制于此。如图10中所示，作为旋转驱动构件81的示例性修改，棘轮爪91为所谓的单向驱动，能够在换挡方向（图中向左）上驱动该棘轮爪91，但是不能在完成换挡后将其驱动以返回，并且取消换挡凸轮37的换挡方向侧（在展开图中换挡凸轮37向左移动的方向）上的臂88。

在此构造中，换挡时间短得足以防止在换挡中当换挡拔叉停止移动时换挡拔叉不能返回至初始位置的问题，并且还减小了制造成本。当采用此构造时，并不需要短的驱动销62和遮挡构件110，由此可以减小制造成本。应当注意，在图10中与实施例中的构件大体上相同的构件是以相同的名称和相同的标号指示的。因此，省略了对这些构件的详细说明。

尽管在实施例中说明了本发明的驱动力分配装置用于使用FR类型系统的四轮驱动车辆的分动器的情形，显而易见本发明并不限制于此。可以在例如使用FF类型系统的四轮驱动车辆的分动器中有效地使用本发明的驱动力分配装置。此外，尽管在实施例中说明了用于在H位置和L位置之间切换以改变运行速度的副变速器20，本发明并非限制于此。在本发明中，可以在副变速器中加入例如空档位置或4WD锁止位置的各种位置作为切换位置。

注意，显而易见，对于各种类型的车辆，如摩托车或作业车辆，例如农业机械、建筑和运土机械和运输机械，可以有效地使用本发明的驱动力分配装置。

Claims (7)

1.一种驱动力分配装置，包括：

副变速器，用于在至少高速和低速两个级别之间切换到输入轴的动力，并且将所述动力传送至主输出轴；

摩擦离合器，用于将所述主输出轴的所述动力传输至副输出轴；

旋转驱动构件，固定至致动器的输出轴；

摩擦离合器驱动凸轮，同轴地并可相对旋转地布置在所述旋转驱动构件的一个端部部分，以改变所述摩擦离合器的压制力；

换挡凸轮，同轴地并可相对旋转地布置在所述旋转驱动构件的另一个端部部分，以通过将所述致动器的旋转运动转换为线性运动而将所述副变速器换挡；以及

棘轮杆，设置为使得其相对于所述旋转驱动构件的外表面的法线方向的轴线为旋转中心，

其中当将所述旋转驱动构件从由所述换挡凸轮的控制原点开始的预定的位置旋转地驱动至一侧时，所述棘轮杆从所述换挡凸轮脱离并旋转，并且当沿与所述一侧相反的方向旋转地驱动所述旋转驱动构件时，所述棘轮杆与所述换挡凸轮结合地旋转。

2.如权利要求1所述的驱动力分配装置，其中所述棘轮杆包括用于通过与在所述换挡凸轮上形成的棘轮槽接合而使所述换挡凸轮旋转的驱动爪以及与所述驱动爪一体形成的臂，所述臂与设置在所述摩擦离合器驱动凸轮上的驱动销接触，以使所述驱动爪旋转并缩回至所述驱动爪不与所述棘轮槽接合的释放位置。

3.如权利要求1所述的驱动力分配装置，其中所述旋转驱动构件包括第一驱动突起以及第二驱动突起，在将所述旋转驱动构件旋转地驱动至所述一侧时，所述第一驱动突起通过与形成在所述摩擦离合器驱动凸轮上的从动突起接触而旋转，以调节所述摩擦离合器的压制力，以及当沿与所述一侧相反的方向旋转地驱动所述旋转驱动构件时，所述第二驱动突起与所述从动突起接触以阻挡所述旋转驱动构件，以及

其中在所述第二驱动突起停止移动，并且所述副变速器的位置被换挡后，所述旋转驱动构件在所述换挡凸轮处于停止状态下返回至所述控制原点。

4.如权利要求2所述的驱动力分配装置，进一步包括：

遮挡构件，用于当通过将所述臂与所述驱动销接触而使所述驱动爪旋转并缩回至释放位置而不与所述棘轮槽接合时，通过所述遮挡构件处于所述驱动爪和所述棘轮槽之间而阻止其之间的接合。

5.如权利要求1所述的驱动力分配装置，进一步包括：

制动机构，由所述换挡凸轮同轴地支撑，以确定所述换挡位置，以便与所述换挡凸轮的两个换挡位置对应。

6.如权利要求5所述的驱动力分配装置，其中所述制动机构包括用于停止所述换挡凸轮的旋转的保持片，并且所述保持片由定位杆支撑，所述定位杆穿过所述保持片并阻止所述摩擦离合器驱动凸轮的反向旋转。

7.如权利要求1所述的驱动力分配装置，进一步包括：

球凸轮机构，用于将所述摩擦离合器在轴向方向上移位，

其中该球凸轮机构包括一对球凸轮，该一对球凸轮与所述摩擦离合器同轴地布置，从而可相互相对旋转，并且该一对球凸轮具有夹在相互相向的表面之间的球，所述球凸轮中的一个由阻止所述摩擦离合器驱动凸轮的反向旋转的定位杆固定地支撑，并且另一个球凸轮经由沿所述摩擦离合器驱动凸轮的凸轮面移动的凸轮从动件驱动。