CN103648822A - 4轮驱动车用的分动器 - Google Patents

Abstract

在将被输入到输入轴（11）的旋转动力传递到后轮输出轴（12）和前轮输出轴（13）的4轮驱动车用的分动器（3）中，谋求用于实现变速功能和中央差动功能的动力传递单元的结构简化。所述动力传递单元包括1组行星齿轮机构（20），该行星齿轮机构（20）在轴向上具有1列的齿轮组（21～23），并且各齿轮（21～23）不能沿轴向移动。

Description

4轮驱动车用的分动器

技术领域

本发明涉及将被输入到输入轴的旋转动力传递到前轮输出轴和后轮输出轴的4轮驱动车用的分动器（トランスフア）。

背景技术

例如在专利文献1中记载了将从主变速器输入到输入轴的旋转动力传递到前轮驱动轴和后轮驱动轴的4轮驱动车用的动力传递装置。

该动力传递装置包括副变速装置和中央差动机构。副变速装置及中央差动机构分别由单齿轮式的行星齿轮机构构成。

该动力传递装置可从4个工作模式中选择1个。第1工作模式是高速变速档的2轮驱动（Hi－2WD），第2工作模式是高速变速档的4轮驱动、且有前、后轮之间的差动作用的行驶状态（Hi－4WD－Free），第3工作模式是高速变速档的4轮驱动、且没有前、后轮之间的差动作用的行驶状态（Hi－4WD－Lock），第4工作模式是低速变速档的4轮驱动、且没有前、后轮之间的差动作用的行驶状态（Lo－4WD－Lock）。该工作模式的切换使用2个切换机构进行。

例如在专利文献2中，在4轮驱动车用的分动器中，使单一拉威挪（ラビニオ）式行星齿轮机构兼具作为副变速器的功能和作为中央差动机构的功能。

在该分动器中也是可以从与上述专利文献1的动力传递装置同样的4个工作模式（驱动模式）中选择1个模式。该工作模式（驱动模式）的切换是使用3个离合器和1个制动器进行。

专利文献1：日本特开昭63－269729号公报

专利文献2：国际公开号WO95／16584

发明内容

在上述专利文献1中，使用分别由单齿轮式的行星齿轮机构构成的副变速装置及中央差动机构，因此被指出存在动力传递装置的构成部件数量需要较多等设备成本增高的问题，而且由于将所述副变速装置及中央差动机构沿轴向串联配置，还被指出轴向尺寸大的问题。

在上述专利文献2中，虽然使用单一的行星齿轮机构，但该行星齿轮机构是被称为拉威挪式的行星齿轮机构，是沿轴向并列2个太阳齿轮的结构，并且是在径向配置2个小齿轮而使其啮合的结构，因此被指出存在结构复杂而且构成部件数量需要较多等设备成本增高的问题，而且还被指出外形尺寸大的问题。

鉴于这样的情况，本发明的目的在于在将被输入到输入轴的旋转动力传递到前轮输出轴和后轮输出轴的4轮驱动车用分动器中，谋求用于实现变速功能和中央差动功能的动力传递单元的结构简化。

本发明的4轮驱动车用的分动器，包括用于实现变速功能和中央差动功能的动力传递单元，该变速功能使被输入到输入轴的转速变速而从后轮输出轴及前轮输出轴的至少任一方输出，所述中央差动功能允许所述2个输出轴之间的差动作用，所述动力传递单元包括1组行星齿轮机构，该行星齿轮机构在轴向上具有1列齿轮组、并且各齿轮不能沿轴向移动。

此时，由于用于实现变速功能和中央差动功能的动力传递单元使用1组单齿轮式的行星齿轮机构，因此与专利文献1那样使用2组单齿轮式的行星齿轮机构的情况、如专利文献2那样使用1组拉威挪式行星齿轮机构的情况相比，结构简单。结果，能够谋求设备成本的降低和轴向尺寸的缩小。

优选是能够做成如下结构，所述动力传递单元还包括用于将所述变速比切换为低档区或高档区的档区切换单元。

此时，可以在低档区或高档区这两个阶段切换所述变速比。

优选是，所述档区切换单元包括低速齿轮零件、高速齿轮零件、设于所述输入轴的内端的内齿轮、和第1套筒。所述低速齿轮零件被设为在中心筒轴部的顶端外径侧设置的外齿轮，所述中心筒轴部向轴向一方延伸地设置在所述行星齿轮机构的太阳齿轮的中心。所述高速齿轮零件被设为在中心轴部设置在从所述中心筒轴部的顶端开口突出的部分的外径侧的外齿轮，而且在轴向上与所述低速齿轮零件不接触地排列配置，所述中心轴部以能够相对旋转地插通所述中心筒轴部的内径侧的方式设置在所述行星齿轮机构的行星轮架的中心。所述第1套筒在外周具有能够与所述输入轴的内齿轮啮合的外齿，并且在内周具有能够与所述低速齿轮零件的外齿或所述高速齿轮零件的外齿啮合的内齿，并且在低速档要求时，被滑动到与所述输入轴的内齿轮和所述低速齿轮零件的外齿分别啮合的位置，而在高速档要求时，被滑动到与所述输入轴的内齿轮和所述高速齿轮零件的外齿分别啮合的位置。

此时，通过使第1套筒向轴向的任一方滑动，若首先使所述输入轴和所述低速齿轮零件连结，则可用行星齿轮机构确保低档区用动力传递路径，而若使所述输入轴和所述高速齿轮零件连结，则可用行星齿轮机构确保高档区用动力传递路径。

优选是能够做成如下结构，所述动力传递单元还包括模式切换单元，所述模式切换单元用于切换为使被输入到所述输入轴的旋转动力从所述后轮输出轴及所述前轮输出轴输出的4轮驱动模式、和使被输入到所述输入轴的旋转动力从所述后轮输出轴或所述前轮输出轴输出的2轮驱动模式中的任一方。

此时，通过所述模式切换单元，不仅能选择4轮驱动模式，还能选择2轮驱动模式。

优选是能够做成如下结构，所述动力传递单元还包括差动切换单元，所述差动切换单元用于切换为允许所述2个输出轴之间的差动作用的状态和禁止所述2个输出轴之间的差动作用的状态。

此时，在4轮驱动模式中，可切换为允许所述2个输出轴之间的差动作用的状态或禁止该差动作用的状态。

优选是能够做成如下结构，所述动力传递单元还包括：第1套筒，用于确保使所述输入轴与所述行星齿轮机构的行星轮架连结的第1连结状态和使所述输入轴与所述行星齿轮机构的太阳齿轮连结的第2连结状态中的任一状态；第2套筒，用于确保使所述前轮输出轴与所述太阳齿轮连结的第1连结状态、使所述前轮输出轴与所述行星轮架连结的第2连结状态、和使所述前轮输出轴与所述太阳齿轮及所述行星轮架不连结的可空转状态中的任一状态；第3套筒，用于确保使所述后轮输出轴与所述行星齿轮机构的齿圈（リングギヤ）连结的第1连结状态、使所述后轮输出轴与所述行星轮架连结的第2连结状态、和使所述后轮输出轴与所述齿圈及所述行星轮架连结的第3连结状态中的任一状态；和摩擦接合单元，用于使所述齿圈成为旋转自如的自由状态或不能旋转的锁定状态。

此时，可选择成为高档区的2轮驱动的（Hi－2WD）模式、成为高档区的4轮驱动且允许所述差动作用的状态的（Hi－4WD－Free）模式、成为高档区的4轮驱动且禁止所述差动作用的状态的（Hi－4WD－Lock）模式、和成为低档区的4轮驱动且禁止所述差动作用的状态的（Lo－4WD－Lock）模式。

所述（Hi－2WD）模式只要用所述摩擦接合单元使齿圈为旋转自如的自由状态，设为用所述第1套筒将所述输入轴和所述行星轮架连结的第1连结状态，设为用所述第2套筒使所述前轮输出轴与所述太阳齿轮及所述行星轮架不连结而使所述前轮输出轴为可空转状态，设为用所述第3套筒将所述后轮输出轴与所述齿圈及所述行星轮架连结的第3连结状态即可。

所述（Hi－4WD－Free）模式只要用所述摩擦接合单元使齿圈为旋转自如的自由状态，设为用所述第1套筒将所述输入轴和所述行星轮架连结的第1连结状态，设为用所述第2套筒将所述前轮输出轴和所述太阳齿轮连结的第1连结状态，设为用所述第3套筒将所述后轮输出轴和所述齿圈连结的第1连结状态即可。

所述（Hi－4WD－Lock）模式只要用所述摩擦接合单元使齿圈为旋转自如的自由状态，设为用所述第1套筒将所述输入轴和所述行星轮架连结的第1连结状态，设为用所述第2套筒将所述前轮输出轴和所述太阳齿轮连结的第1连结状态，设为用所述第3套筒将所述后轮输出轴和所述齿圈及所述行星轮架连结的第3连结状态即可。

所述（Lo－4WD－Lock）模式只要用所述摩擦接合单元使齿圈为不可旋转的锁定状态，设为用所述第1套筒将所述输入轴和所述太阳齿轮连结的第2连结状态，设为用所述第2套筒将所述前轮输出轴和所述行星轮架连结的第2连结状态，设为用所述第3套筒将所述后轮输出轴和所述行星轮架连结的第2连结状态即可。

优选是能够做成如下结构，所述行星齿轮机构包括：旋转自如地配置的齿圈；在所述齿圈的内径侧隔开预定空间地呈同心状配置的太阳齿轮；以与所述齿圈和所述太阳齿轮分别啮合的方式设于所述齿圈和所述太阳齿轮之间的多个小齿轮；将所述各小齿轮旋转自如地支承、且配置成能够与该各小齿轮的公转动作同步地旋转的行星轮架；和用于使所述齿圈为旋转自如的自由状态或不能旋转的锁定状态的摩擦接合单元。

在此，特定了行星齿轮机构的结构。此时，若用所述摩擦接合单元使所述齿圈为可旋转自如的自由状态，则行星齿轮机构的太阳齿轮、小齿轮、行星轮架以及齿圈都可相对旋转。若用所述摩擦接合单元使所述齿圈为不可旋转的锁定状态，则行星齿轮机构的太阳齿轮、小齿轮及行星轮架成为可相对旋转。

本发明在将被输入到输入轴的旋转动力传递到前轮输出轴和后轮输出轴的4轮驱动车用分动器中，能谋求用于实现变速功能和中央差动功能的动力传递单元的结构简化。因此，能够有助于降低分动器的设备成本和外形尺寸的小型化。

附图说明

图1是表示作为本发明的4轮驱动车用的分动器的使用对象的4轮驱动车用驱动装置的概略结构的图。

图2是表示图1的分动器的概略结构的骨架图，表示Hi－2WD模式。

图3是表示图1的分动器的概略结构的骨架图，表示Hi－4WD－Free模式。

图4是表示图1的分动器的概略结构的骨架图，表示Hi－4WD－Lock模式。

图5是表示图1的分动器的概略结构的骨架图，表示Lo－4WD－Lock模式。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明用于实施本发明的最佳实施方式。

图1~图5表示本发明的一实施方式。首先，参照图1说明作为本发明的分动器的使用对象的4轮驱动车用驱动装置的一实施方式的概略结构。在该实施方式中例示的4轮驱动车用驱动装置例举出以前置发动机后驱动（FR）车用驱动装置为基本结构的4轮驱动车用驱动装置。

图1所示的4轮驱动车用驱动装置包括：发动机1、变速器2、分动器3、前传动轴（propeller shaft）4F、后传动轴4R、前差速器（差动器）5F、后差速器5R。另外，在图1中，附图标记6F是前轮，6R是后轮。以下说明这些部件，但对于与本发明的特征不直接相关的部分简单图示、说明。

发动机1是汽油发动机、柴油发动机等使燃料燃烧来输出旋转动力的公知的驱动源。

变速器2将发动机1的未图示的输出轴（曲轴）的转速变速而输出。该变速器2被称为主变速机构等，做成使用例如行星齿轮机构或许多齿轮列、同步机构的结构等。

如图2~图5所示，分动器3包括输入轴11、后轮输出轴12、前轮输出轴13、1组行星齿轮机构20、档区切换单元30、模式切换单元40、差动切换单元50等。

输入轴11借助滚动轴承（未图示）旋转自如地支承于分动箱14。从变速器2输出的旋转动力被输入到该输入轴11。

后轮输出轴12与输入轴11同轴地配置。该后轮输出轴12经由后传动轴4R、后差速器5R以及左右的后驱动轴（省略附图标记）而向左右的后轮6R侧输出旋转动力。

前轮输出轴13与后轮输出轴12平行配置。在该前轮输出轴13设有动力传递单元（15～17）。该动力传递单元是包括驱动齿轮15、从动齿轮16、由传动链或传动带构成的环状（輪状）部件17等的结构。

具体而言，驱动齿轮15借助合适的的滚动轴承（未图示）而可相对旋转地安装于下述行星齿轮机构20的太阳齿轮22的中心筒轴部22a的外径侧。从动齿轮16被设置成与前轮输出轴13的外径侧一体旋转。环状部件17卷绕在驱动齿轮15和从动齿轮16。

这样，前轮输出轴13经由动力传递单元（15～17）、前传动轴4F、前差速器5F以及左右的前驱动轴（省略附图标记）向左右的前轮6F侧输出旋转动力。

此外，1组行星齿轮机构20、档区切换单元30、模式切换单元40及差动切换单元50等相当于权利要求所述的动力传递单元。

该动力传递单元是为了实现如下的变速功能和中央差动功能而设置的，所述变速功能是将输入到输入轴11的旋转动力以合适的变速比变速、从后轮输出轴12及前轮输出轴13中至少一方输出，所述中央差动功能是允许后轮输出轴12与前轮输出轴13之间的差动作用。

如图2~图4所示，行星齿轮机构20被做成在轴向具有1列齿轮组、并且各齿轮不沿轴向移动的结构，即做成单齿轮（シングルピニオン）式。具体而言，行星齿轮机构20包括由内齿轮构成的齿圈21、由外齿轮构成的太阳齿轮22、由外齿轮构成的多个小齿轮23、以及行星轮架24等。各齿轮被配置成沿轴向不动。

齿圈21经由制动器18支承于分动箱14。太阳齿轮22配置在齿圈21的内径侧并与其隔开。多个小齿轮23与齿圈21和太阳齿轮22分别啮合地配置在齿圈21和太阳齿轮22的对向环状空间。行星轮架24以使各小齿轮23能够旋转自如地支承各小齿轮23，并且与各小齿轮23的公转动作同步地旋转。

另外，关于所述制动器18未详细图示，例如做成公知的多板式的摩擦接合单元等，具有设于齿圈21侧的内径侧摩擦板和设于分动箱14侧的外径侧摩擦板。

作为该制动器18的动作，在例如从未图示的工作源受到液压或电磁力时，使所述内径侧摩擦板与所述外径侧摩擦板摩擦接合，使齿圈21与分动箱14一体化而成为不能旋转的锁定状态，另一方面，在所述液压或电磁力消失时，将所述内径侧摩擦板和所述外径侧摩擦板分离释放，使齿圈21从分动箱14分离而成为能旋转的自由状态。

档区切换单元30能将行星齿轮机构20的变速比切换为低档区（L）或高档区（H）。

具体而言，如图2~图5所示，档区切换单元30包括低速齿轮零件31、高速齿轮零件32、输入轴11的内齿轮33、第1套筒34等而构成。

低速齿轮零件31设置在中心筒轴部22a的顶端外径侧，中心筒轴部22a设置成在行星齿轮机构20的太阳齿轮22的中心向轴向一方延伸。

高速齿轮零件32设置在中心轴部24a从所述中心筒轴部22a的顶端开口突出的部分的外径侧，所述中心轴部24a以可相对旋转地穿通所述中心筒轴部22a的内径侧的方式设置在行星齿轮机构20的行星轮架24的中心。

这些低速齿轮零件31及高速齿轮零件32都做成外齿轮，这些低速齿轮零件31及高速齿轮零件32沿轴向相邻且不接触地并列配置。

内齿轮33设于输入轴11的内端。第1套筒34以沿轴向可滑动的状态配置在输入轴11的内齿轮33与低速齿轮零件31及高速齿轮零件32之间。该第1套筒34在外周具有能够与输入轴11的内齿轮33啮合的外齿，并在内周具有能够与低速齿轮零件31的外齿或高速齿轮零件32的外齿啮合的内齿。另外，所述各齿也称为花键。

于是，首先，若使第1套筒34滑动到与输入轴11的内齿轮33和高速齿轮零件32的外齿分别啮合的位置，则成为输入轴11和行星齿轮机构20的行星轮架24经由第1套筒34、高速齿轮零件32及中心轴部24a而连结的第1连结状态。另一方面，若使第1套筒34滑动到与输入轴11的内齿轮33和低速齿轮零件31的外齿分别啮合的位置，则成为输入轴11和行星齿轮机构20的太阳齿轮22经由第1套筒34、低速齿轮零件31及中心筒轴部22a而连结的第2连结状态。

模式切换单元40能够设为4轮驱动（4WD）模式或2轮驱动（2WD）模式。

另外，4轮驱动模式是指确保使输入到输入轴11的旋转动力从后轮输出轴12和前轮输出轴13这二者输出的动力传递路径的形态。2轮驱动模式是确保使输入到输入轴11的旋转动力仅从后轮输出轴12输出的动力传递路径的形态。

具体而言，如图2~图5所示，模式切换单元40包括驱动齿轮15的外齿轮41、太阳齿轮22的外齿轮42、行星轮架24的内齿轮43、第2套筒44等而构成。

驱动齿轮15的外齿轮41设置在驱动齿轮15的中心轴部的顶端外径侧。太阳齿轮22的外齿轮42设置在太阳齿轮22的中心筒轴部22a的轴向中途的外径侧。行星轮架24的内齿轮43设于在行星轮架24插入小齿轮23的小齿轮轴的顶端内径侧。

第2套筒44以可沿轴向滑动的状态配置在驱动齿轮15的外齿轮41及太阳齿轮22的外齿轮42与行星轮架24的内齿轮43之间。该第2套筒44在外周具有能够与行星轮架24的内齿轮43的内齿啮合的外齿，并且在内周具有能够与前轮输出轴13的外齿轮41的外齿及太阳齿轮22的外齿轮42的外齿啮合的内齿。另外，所述各齿也称为花键。

于是，要做成2轮驱动模式，只要使第2套筒44滑动到不与太阳齿轮22的外齿轮42或行星轮架24的内齿轮43啮合、而是仅与驱动齿轮15的外齿轮41啮合的位置，由此使驱动齿轮15为可空转的状态即可。

此外，要做成4轮驱动模式，只要使第2套筒44滑动到与驱动齿轮15的外齿轮41和太阳齿轮22的外齿轮42分别啮合的位置，由此成为将太阳齿轮22和前轮输出轴13连结的第1连结状态，或使第2套筒44滑动到与驱动齿轮15的外齿轮41和行星轮架24的内齿轮43啮合的位置，由此成为将行星轮架24和前轮输出轴13连结的第2连结状态即可。

差动切换单元50能够在4轮驱动模式下，设为允许后轮输出轴12与前轮输出轴13之间的差动作用的状态或禁止该差动作用的状态。

具体而言，如图2~图5所示，差动切换单元50包括后轮输出轴12的外齿轮51、行星轮架24的外齿轮52、齿圈21的内齿轮53、第3套筒54等而构成。

后轮输出轴12的外齿轮51设于后轮输出轴12的中心轴部的顶端外径侧。行星轮架24的外齿轮52设于行星轮架24的中心轴部24a的后轮输出轴12侧的端部。齿圈21的内齿轮53设于以从齿圈21向后轮输出轴12侧突出的方式设置的筒轴21a的顶端内径侧。

第3套筒54以可沿轴向滑动的状态配置在后轮输出轴12的外齿轮51及行星轮架24的外齿轮52与齿圈21的内齿轮53之间。该第3套筒54在外周具有能够与齿圈21的内齿轮53啮合的外齿，并且在内周具有能够与后轮输出轴12的外齿轮51及行星轮架24的外齿轮52啮合的内齿。另外，所述各齿也称为花键。

于是，在使制动器18不工作而使齿圈21为旋转自如的自由状态时，通过使第3套筒54与后轮输出轴12的外齿轮51和齿圈21的内齿轮53啮合，由此成为用第3套筒54将后轮输出轴12和齿圈21连结的第1连结状态，则行星齿轮机构20的行星轮架24、齿圈21和太阳齿轮22成为可相对旋转的状态。在该状态下，允许后轮输出轴12与前轮输出轴13之间的差动作用。

此外，在使制动器18不工作而使齿圈21为旋转自如的自由状态时，通过使第3套筒54与后轮输出轴12的外齿轮51、齿圈21的内齿轮53和行星轮架24的外齿轮52啮合，由此成为用第3套筒54将后轮输出轴12、齿圈21和行星轮架24连结的第3连结状态，则行星齿轮机构20的行星轮架24、齿圈21和太阳齿轮22成为不可相对旋转的状态，因此后轮输出轴12与前轮输出轴13之间的差动作用被禁止。

进而，在使制动器18工作而使齿圈21为不可旋转的锁定状态时，通过使第3套筒54滑动到与后轮输出轴12的外齿轮51和行星轮架24的外齿轮52啮合的位置，由此成为用第3套筒54将后轮输出轴12和行星轮架24连结的第2连结状态，则行星齿轮机构20的行星轮架24、齿圈21和太阳齿轮22成为不可相对旋转的状态，因此后轮输出轴12与前轮输出轴13之间的差动作用被禁止。

此外，第1换档拨叉35卡定于档区切换单元30的第1套筒34，第2换档拨叉45卡定于模式切换单元40的第2套筒44，而且，第3换档拨叉55卡定于差动切换单元50的第3套筒54。

第1～第3换档拨叉35、45、55通过换档促动器60（参照图1）分别（个别）工作。也就是说，用第1～第3换档拨叉35、45、55使第1～第3套筒34、44、54分别地与各自的中心轴线平行地滑动，从而使档区切换单元30、模式切换单元40及差动切换单元50工作。

换档促动器60，用动力传递机构将在换档马达产生的旋转动力减速而作为轴向推进力传递到第1～第3换档拨叉35、45、55，从而使第1～第3换档拨叉35、45、55分别地与各自的中心轴线平行地滑动（未详细图示）。

该换档促动器60的动作由4WD控制计算机100（参照图1）控制。该4WD控制计算机100是具有未图示的CPU（中央处理装置）、ROM（程序存储器）、RAM（数据存储器）、备份RAM（非易失性存储器）等的公知结构。

ROM存储有各种控制程序、在执行这些各种控制程序时参照的映射（map）等。CPU基于存储于ROM的各种控制程序、映射而执行运算处理。RAM是暂时存储在CPU的运算结果、从各传感器输入的数据等的存储器，备份RAM是在发动机1的停止时存储应保存的数据等的非易失性的存储器。

接着，具有以上所述结构的分动器3的4轮驱动车用驱动装置能够从下述4个驱动模式中选择1个驱动模式。

关于该4个驱动模式，参照图2~图5详细说明。该4个驱动模式的切换，例如可通过驾驶者操作设于驾驶席附近的适当的切换开关（未图示）而进行。

也就是说，若来自所述切换开关的输出信号输入到4WD控制计算机100，则该4WD控制计算机100识别所要求的驱动模式，基于该识别结果来控制制动器18，并用换档拨叉促动器60使档区切换单元30的第1套筒34、模式切换单元40的第2套筒44和差动切换单元50的第3套筒54分别滑动，从而成为图2~图5所示的状态的第1～第4驱动模式。以下说明该第1～第4驱动模式。

（1）第1驱动模式是设为高档区（高速变速档）的后轮2轮驱动的组合，称为“Hi－2WD”模式，简称为“H2”模式。

若选择该“H2”模式，则成为如图2所示的状态。具体而言，首先，使制动器18不工作而使齿圈21成为旋转自如的自由状态，使档区切换单元30的第1套筒34滑动到与输入轴11的内齿轮33和高速齿轮零件32的外齿分别啮合的位置，由此成为用第1套筒34将输入轴11和高速齿轮零件32及行星轮架24连结的第1连结状态。此外，通过使模式切换单元40的第2套筒44仅与驱动齿轮15的外齿轮41啮合，由此使驱动齿轮15为可空转的状态。而且，通过使差动切换单元50的第3套筒54滑动到与后轮输出轴12的外齿轮51、行星轮架24的外齿轮52和齿圈21的内齿轮53分别啮合的位置，由此成为用第3套筒54将后轮输出轴12与行星轮架24及齿圈21连结的第3连结状态。

该情况下，如图2的粗线箭头所示，从输入轴11输入到第1套筒34及高速齿轮零件32的旋转动力，经由中心轴部24a被输入到行星齿轮机构20的行星轮架24，从该行星轮架24的外齿轮52经由第3套筒54而直接传递到后轮输出轴12。

（2）第2驱动模式是设为高档区（高速变速档）的4轮驱动，且允许前轮输出轴13与后轮输出轴12之间的差动作用的状态的组合，称为“Hi－4WD－Free”模式，简称为“H4F”模式。

若选择该“H4F”模式，则成为图3所示的状态。具体而言，首先，使制动器18不工作而使齿圈21为旋转自如的自由状态，使档区切换单元30的第1套筒34滑动到分别与输入轴11的内齿轮33和高速齿轮零件32的外齿啮合的位置，由此成为用第1套筒34将输入轴11和高速齿轮零件32及行星轮架24连结的第1连结状态。此外，使模式切换单元40的第2套筒44滑动到分别与驱动齿轮15的外齿轮41和太阳齿轮22的外齿轮42啮合的位置，由此成为用第2套筒44将驱动齿轮15和太阳齿轮22连结的第1连结状态。而且，通过使差动切换单元50的第3套筒54滑动到分别与后轮输出轴12的外齿轮51和齿圈21的内齿轮53啮合的位置，由此成为用第3套筒54将后轮输出轴12和齿圈21连结的第1连结状态。由此，成为行星齿轮机构20的行星轮架24、齿圈21和太阳齿轮22可相对旋转的状态。

该情况下，如图3的粗线箭头所示，从输入轴11输入到第1套筒34及高速齿轮零件32的旋转动力经由中心轴部24a被输入到行星齿轮机构20的行星轮架24，从在该行星轮架24支承的小齿轮23经由齿圈21及第3套筒54传递到后轮输出轴12，并从在该行星轮架24支承的小齿轮23经由太阳齿轮22、第2套筒44及动力传递单元（15～17）传递到前轮输出轴13。在该状态下，由于行星齿轮机构20的行星轮架24所支承的小齿轮23、齿圈21和太阳齿轮22可相对旋转，因此所述旋转动力被差动分配到后轮输出轴12和前轮输出轴13。

（3）第3驱动模式是设为高档区（高速变速档）的4轮驱动、且禁止前轮输出轴13与后轮输出轴12之间的差动作用的状态（中央差动锁定状态）的组合，称为“Hi－4WD－Lock”模式，简称“H4L”模式。

若选择该“H4L”模式，则成为图4所示的状态。具体而言，首先，使制动器18不工作而使齿圈21为旋转自如的自由状态，使档区切换单元30的第1套筒34滑动到分别与输入轴11的内齿轮33和高速齿轮零件32的外齿啮合的位置，由此成为用第1套筒34将输入轴11和高速齿轮零件32及行星轮架24连结的第1连结状态。此外，通过使模式切换单元40的第2套筒44滑动到分别与驱动齿轮15的外齿轮41和太阳齿轮22的外齿轮42啮合的位置，由此成为用第2套筒44将驱动齿轮15和太阳齿轮22连结的第1连结状态。而且，通过使差动切换单元50的第3套筒54滑动到分别与后轮输出轴12的外齿轮51、行星轮架24的外齿轮52、和齿圈21的内齿轮53啮合的位置，由此成为用第3套筒54将后轮输出轴12和行星轮架24及齿圈21连结的第3连结状态。由此，由行星齿轮机构20的行星轮架24支承的小齿轮23、齿圈21和太阳齿轮22成为不可相对旋转的状态。

该情况下，如图4的粗线箭头所示，从输入轴11输入到第1套筒34及高速齿轮零件32的旋转动力经由中心轴部24a输入到行星齿轮机构20的行星轮架24，从该行星轮架24的外齿轮52经由第3套筒54被直接传递到后轮输出轴12，并且从由行星轮架24支承的小齿轮23经由太阳齿轮22、第2套筒44及动力传递单元（15～17）而传递到前轮输出轴13。在该状态下，行星齿轮机构20的行星轮架24所支承的小齿轮23、齿圈21和太阳齿轮22成为不可相对旋转的状态，因此所述旋转动力不会被差动分配到后轮输出轴12和前轮输出轴13。

（4）第4驱动模式是设为低档区（低速变速档）的4轮驱动、且禁止前轮输出轴13与后轮输出轴12之间的差动作用的状态（中央差动锁定状态）的组合，称为“Lo－4WD－Lock”，简称“L4L”模式。

若选择该“L4L”模式，则成为图5所示的状态。具体而言，首先，使制动器18工作而使齿圈21为不可旋转的锁定状态，使档区切换单元30的第1套筒34滑动到分别与输入轴11的内齿轮33和低速齿轮零件31的外齿啮合的位置，由此成为用第1套筒34将输入轴11和低速齿轮零件31及太阳齿轮22连结的第2连结状态。此外，通过使模式切换单元40的第2套筒44滑动到分别与驱动齿轮15的外齿轮41和行星轮架24的内齿轮43的啮合的位置，由此成为用第2套筒44将驱动齿轮15和行星轮架24连结的第2连结状态。进而，通过使差动切换单元50的第3套筒54滑动到分别与后轮输出轴12的外齿轮51和行星轮架24的外齿轮52啮合的位置，由此成为用第3套筒54将后轮输出轴12和行星轮架24连结的第2连结状态。

该情况下，如图5的粗线箭头所示，从输入轴11输入到第1套筒34及低速齿轮零件31的旋转动力经由中心筒轴部22a被输入到行星齿轮机构20的太阳齿轮22，在从该太阳齿轮22输入到小齿轮23及行星轮架24时被减速，然后经由该行星轮架24的外齿轮52及第3套筒54被传递到后轮输出轴12，并且经由第2套筒44及动力传递单元（15～17）传递到前轮输出轴13。在该状态下，行星齿轮机构20的行星轮架24所支承的小齿轮23、齿圈21和太阳齿轮22成为不可相对旋转，因此所述旋转动力不会被差动分配到后轮输出轴12和前轮输出轴13。

此外，在上述分动器3的结构中，可设为低档区（低速变速档）的后轮2轮驱动的驱动模式。该驱动模式称为“Lo－2WD”模式，简称为“L2”模式。

为了实现该“L2”模式，虽然未图示，首先，使制动器18不工作而使齿圈21成为旋转自如的自由状态，使档区切换单元30的第1套筒34滑动到分别与输入轴11的内齿轮33和低速齿轮零件31的外齿啮合的位置，由此成为用第1套筒34将输入轴11和低速齿轮零件31及太阳齿轮22连结的状态。此外，使模式切换单元40的第2套筒44仅与驱动齿轮15的外齿轮41啮合而使驱动齿轮15成为可空转的状态。并且，通过使差动切换单元50的第3套筒54滑动到分别与后轮输出轴12的外齿轮51和行星轮架24的外齿轮52啮合的位置，由此成为用第3套筒54将后轮输出轴12和行星轮架24连结的状态。该情况下，从输入轴11输入到第1套筒34及低速齿轮零件31的旋转动力经由中心筒轴部22a被输入到行星齿轮机构20的太阳齿轮22，在从该太阳齿轮22输入到小齿轮23及行星轮架24时被减速，然后经由该行星轮架24的外齿轮52及第3套筒54传递到后轮输出轴12。

此外，可以设为高档区（高速变速档）的前轮2轮驱动的驱动模式。该驱动模式称为“Hi－FF2WD”模式。

为了实现该“Hi－FF2WD”模式，虽然未图示，首先，使制动器18不工作而使齿圈21为旋转自如的自由状态，使档区切换单元30的第1套筒34滑动到分别与输入轴11的内齿轮33和高速齿轮零件32的外齿啮合的位置，由此成为用第1套筒34将输入轴11和高速齿轮零件32及行星轮架24连结的状态。此外，通过使模式切换单元40的第2套筒44滑动到分别与行星轮架24的内齿轮43和驱动齿轮15的外齿轮41啮合的位置，由此成为用第2套筒44将行星轮架24和驱动齿轮15连结的状态。进而，通过使差动切换单元50的第3套筒54滑动到分别与后轮输出轴12的外齿轮51和齿圈21的内齿轮53啮合的位置，由此成为用第3套筒54将后轮输出轴12和齿圈21连结的状态。该情况下，从输入轴11输入到第1套筒34及高速齿轮零件32的旋转动力经由中心轴部24a被输入到行星齿轮机构20的行星轮架24，从该行星轮架24的内齿轮43经由第2套筒44及动力传递单元（15～17）被直接传递到前轮输出轴13，旋转动力不被传递到后轮输出轴12。另外，前轮输出轴13和后轮输出轴12通过由行星轮架24支承的小齿轮23的旋转而被断绝关联。

此外，可以设成低档区（低速变速档）的前轮2轮驱动的驱动模式。该驱动模式称为“Lo－FF2WD”模式。

作为实现该“Lo－FF2WD”模式的其他方式，虽然未图示，首先，使制动器18不工作而使齿圈22成为旋转自如的自由状态，使档区切换单元30的第1套筒34滑动到分别与输入轴11的内齿轮33和低速齿轮零件31的外齿啮合的位置，从而成为用第1套筒34将输入轴11和低速齿轮零件31及太阳齿轮22连结的状态。此外，通过使模式切换单元40的第2套筒44滑动到分别与太阳齿轮22的外齿轮42和驱动齿轮15的外齿轮41的位置，由此成为用第2套筒44将太阳齿轮22和驱动齿轮15连结的状态。并且，通过使差动切换单元50的第3套筒54滑动到分别与后轮输出轴12的外齿轮51和行星轮架24的外齿轮52或齿圈21的内齿轮53啮合的位置，由此成为用第3套筒54将后轮输出轴12和行星轮架24或齿圈21连结的状态。该情况下，从输入轴11输入到第1套筒34及低速齿轮31的旋转动力经由中心筒轴部22a被输入到行星齿轮机构20的太阳齿轮22，从该太阳齿轮22的外齿轮42经由第2套筒44及动力传递单元（15～17）直接传递到前轮输出轴13，旋转动力不会被传递到后轮输出轴12。另外，前轮输出轴13和后轮输出轴12通过由行星轮架24支承的小齿轮23的旋转而被断绝关联。

如上所述，应用了本发明的实施方式的4轮驱动车用的分动器3，使用1组单齿轮式的行星齿轮机构20作为实现变速功能和中央差动功能的动力传递单元。由此，与专利文献1那样的使用2组单齿轮式的行星齿轮机构的情况、专利文献2那样的使用1组拉威挪式的行星齿轮机构的情况相比，能够简化结构，因此有助于降低分动器3的设备成本和外形尺寸的小型化。

而且，在该实施方式中，用模式切换单元40不仅可选择4轮驱动模式，还可选择2轮驱动模式，并且用差动切换单元50能够切换成允许中央差动功能即差动作用的状态或禁止该功能的状态，因此便于使用。而且，关于这些模式切换单元40、差动切换单元50，做成仅使用第2、第3套筒（44，54）和适当的齿轮（41～43，51～53）的比较简单的结构，因此在抑制设备成本上升方面有利。

另外，不言而喻，本发明不限于上述实施方式，在不脱离其要旨的档区内可进行各种变更。

例如在上述实施方式中，举出了在仅使用发动机1作为驱动源的4轮驱动车用驱动装置中使用本发明的分动器3的例子，但本发明不限于此。本发明的分动器3可使用于例如使用发动机和一个电动发电机作为驱动源的混合动力4轮驱动车用驱动装置、使用发动机和多个电动发电机作为驱动源的混合动力4轮驱动车用驱动装置、或者不使用发动机而使用1个或多个电动发电机作为驱动源的电动式4轮驱动车用驱动装置。

本发明能够在具有能实现变速功能和中央差动功能的动力传递单元的4轮驱动车用分动器中适当利用。

附图标记的说明

3分动器

11输入轴

12后轮输出轴

13前轮输出轴

14分动箱

15驱动齿轮

16从动齿轮

17环状部件

18制动器（摩擦接合单元）

20行星齿轮机构

21齿圈

22太阳齿轮

23小齿轮

24行星轮架

25档区切换单元

31低速齿轮零件

32高速齿轮零件

33输入轴的内齿轮

34第1套筒

35第1换档拨叉

40模式切换单元

41驱动齿轮的外齿轮

42太阳齿轮的外齿轮

43行星轮架的内齿轮

44第2套筒

45第2换档拨叉

50差动切换单元

51后轮输出轴的外齿轮

52行星轮架的外齿轮

53齿圈的内齿轮

54第3套筒

55第3换档拨叉

60换档促动器

1004WD控制计算机

Claims (7)

1.一种4轮驱动车用的分动器，其特征在于，

包括用于实现变速功能和中央差动功能的动力传递单元，该变速功能使被输入到输入轴的转速变速而从后轮输出轴及前轮输出轴的至少任一方输出，所述中央差动功能允许所述2个输出轴之间的差动作用，

所述动力传递单元包括1组行星齿轮机构，该行星齿轮机构在轴向上具有1列齿轮组、并且各齿轮不能沿轴向移动。

2.根据权利要求1所述的4轮驱动车用的分动器，其特征在于，

所述动力传递单元还包括用于将变速比切换为低速档或高速档的档区切换单元。

3.根据权利要求2所述的4轮驱动车用的分动器，其特征在于，

所述档区切换单元包括低速齿轮零件、高速齿轮零件、设于所述输入轴的内端的内齿轮、和第1套筒，

所述低速齿轮零件被设为在中心筒轴部的顶端外径侧设置的外齿轮，所述中心筒轴部向轴向一方延伸地设置在所述行星齿轮机构的太阳齿轮的中心，

所述高速齿轮零件被设为在中心轴部设置在从所述中心筒轴部的顶端开口突出的部分的外径侧的外齿轮，而且在轴向上与所述低速齿轮零件不接触地排列配置，所述中心轴部以能够相对旋转地插通所述中心筒轴部的内径侧的方式设置在所述行星齿轮机构的行星轮架的中心，

所述第1套筒在外周具有能够与所述输入轴的内齿轮啮合的外齿，并且在内周具有能够与所述低速齿轮零件的外齿或所述高速齿轮零件的外齿啮合的内齿，并且在低速档要求时，被滑动到与所述输入轴的内齿轮和所述低速齿轮零件的外齿分别啮合的位置，而在高速档要求时，被滑动到与所述输入轴的内齿轮和所述高速齿轮零件的外齿分别啮合的位置。

4.根据权利要求1所述的4轮驱动车用的分动器，其特征在于，

所述动力传递单元还包括模式切换单元，所述模式切换单元用于切换为使被输入到所述输入轴的旋转动力从所述后轮输出轴及所述前轮输出轴输出的4轮驱动模式、和使被输入到所述输入轴的旋转动力从所述后轮输出轴或所述前轮输出轴输出的2轮驱动模式中的任一方。

5.根据权利要求1所述的4轮驱动车用的分动器，其特征在于，

所述动力传递单元还包括差动切换单元，所述差动切换单元用于切换为允许所述2个输出轴之间的差动作用的状态或禁止所述2个输出轴之间的差动作用的状态。

6.根据权利要求1所述的4轮驱动车用的分动器，其特征在于，

所述动力传递单元还包括：

第1套筒，用于确保使所述输入轴与所述行星齿轮机构的行星轮架连结的第1连结状态和使所述输入轴与所述行星齿轮机构的太阳齿轮连结的第2连结状态中的任一状态；

第2套筒，用于确保使所述前轮输出轴与所述太阳齿轮连结的第1连结状态、使所述前轮输出轴与所述行星轮架连结的第2连结状态、和使所述前轮输出轴与所述太阳齿轮及所述行星轮架不连结的可空转状态中的任一状态；

第3套筒，用于确保使所述后轮输出轴与所述行星齿轮机构的齿圈连结的第1连结状态、使所述后轮输出轴与所述行星轮架连结的第2连结状态、和使所述后轮输出轴与所述齿圈及所述行星轮架连结的第3连结状态中的任一状态；和

摩擦接合单元，用于使所述齿圈成为旋转自如的自由状态或不能旋转的锁定状态。

7.根据权利要求1所述的4轮驱动车用的分动器，其特征在于，

所述行星齿轮机构包括：

旋转自如地配置的齿圈；

在所述齿圈的内径侧隔开预定空间地呈同心状配置的太阳齿轮；

以与所述齿圈和所述太阳齿轮分别啮合的方式设于所述齿圈和所述太阳齿轮之间的多个小齿轮；

将所述各小齿轮旋转自如地支承、且配置成能够与该各小齿轮的公转动作同步地旋转的行星轮架；和

用于使所述齿圈为旋转自如的自由状态或不能旋转的锁定状态的摩擦接合单元。

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