JP2017081433A - 車両用トランスファ - Google Patents

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Abstract

【課題】従来に比較して出力軸とフォーク軸との間の距離を短くしてトランスファを小型化させることができるトランスファを提供する。
【解決手段】ハイロー切替機構４８の切替作動を行うためにドラムカム部９２ｃを後輪側出力軸４４に設けられたボールカム８６の第１環状部材９２に連結させられるので、従来のようにドラムカムをフォークシャフトに設ける必要がなくなり後輪側出力軸４４とフォークシャフト１０２との間の距離を好適に短くすることができる。さらに、後輪側出力軸４４に設けられたボールカム８６の第２環状部材８２の直線運動が第１伝達機構８８ａを介して前輪駆動用クラッチ５０に伝達されるので、従来のようにクラッチの伝達トルクの調整用としてボールカムとレバーとを設ける必要がなくなり後輪側出力軸４４とフォークシャフト１０２との間の距離を好適に短くすることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、入力軸の回転を変速して出力軸に伝達するハイロー切替機構と、出力軸の動力の一部を出力部材に伝達或いは遮断する、または出力部材への伝達トルクを調整するクラッチとを備える車両用トランスファにおいて、トランスファを従来に比較して小型化させる技術に関するものである。
例えば、入力軸と、出力軸と、前記入力軸の回転数を変速して前記出力軸に伝達するハイロー切替機構と、前記出力軸とは動力の出力先を別にする出力部材と、前記出力軸の動力の一部を前記出力部材に伝達或いは遮断する、または前記出力部材への伝達トルクを調整するクラッチと、を備えるトランスファが知られている。特許文献１に記載されたトランスファがそれである。特許文献１に記載された４輪駆動車両用のトランスファでは、前記ハイロー切替機構の切替作動と、前記クラッチの伝達トルクの調整とを一つのモータで行っている。上記特許文献１のトランスファにおいて、前記モータの回転を直線運動に変換する変換機構として、前記ハイロー切替機構の切替作動用にはドラムカムを採用し、前記クラッチの伝達トルクの調整用にはボールカムとレバーとを採用している。
米国特許出願公開第２００７／０２５１３４５号明細書
ところで、上記のようなトランスファでは、前記クラッチの伝達トルクの制御用にボールカムとレバーとを採用しているので、前記出力軸ではなく前記出力軸と平行に配設されたフォーク軸に偏心カムを設けてそのフォーク軸をモータで回転駆動させる必要があり、前記ハイロー切替機構の切替作動を行うための前記ドラムカムも前記フォーク軸に設けられる。しかしながら、上記のようなトランスファでは、前記クラッチにおいて所定の伝達トルクを得るために前記出力軸と前記フォーク軸との間に設けられたレバーの長さを所定値以上にすることや、前記フォーク軸に設けられた前記ドラムカムと前記出力軸に設けられた前記ハイロー切替機構および前記クラッチとが干渉しないようにさせることが必要になるので、前記出力軸と前記フォーク軸との間の距離が比較的長くなりトランスファが大きくなってしまうという問題があった。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、従来に比較して出力軸とフォーク軸との間の距離を短くし小型化させることができるトランスファを提供することにある。
第１発明の要旨とするところは、（ａ）共通軸心上に配列された入力軸および出力軸と、前記入力軸の回転を変速して前記出力軸に伝達するハイロー切替機構と、前記出力軸とは動力の出力先を別にする出力部材と、前記出力軸の動力の一部を前記出力部材に伝達或いは遮断する、または前記出力部材へ伝達する伝達トルクを調整するクラッチと、を備える車両用トランスファであって、（ｂ）モータと、（ｃ）前記出力軸に相対回転可能にそれぞれ支持されるとともに、対向面に傾斜凹溝がそれぞれ形成され、前記共通軸心方向の移動が不能である第１環状部材および前記クラッチ側に位置する第２環状部材と、前記第１環状部材および前記第２環状部材の傾斜凹溝内に収納された球状転動体とを有し、前記第１環状部材および前記第２環状部材のいずれかを前記モータによって前記共通軸心まわりに回転駆動することにより、前記第２環状部材を前記クラッチ側に移動させるボールカムと、（ｄ）前記第２環状部材の前記共通軸心方向の移動を前記クラッチに伝達する伝達機構と、（ｅ）前記共通軸心と平行に配置され軸心方向に移動可能に支持されたフォーク軸と、（ｆ）前記フォーク軸に連結されたカム係合部材と、（ｇ）前記カム係合部材と係合し、前記第１環状部材および前記第２環状部材のいずれかに連結され前記共通軸心まわりに回動することにより前記カム係合部材を前記フォーク軸の軸心方向に移動させるカム溝が、外周部に形成されたドラムカムと、（ｈ）前記フォーク軸に連結され、前記フォーク軸の軸心方向の移動を、高速側ギヤ段と低速側ギヤ段とを切り替える前記ハイロー切替機構に伝達するフォークとを備えることにある。
また、第２発明は、第１発明において、前記出力軸の両端部のうち前記ドラムカム側の端部を回転可能に支持する出力軸支持ベアリングは、前記ドラムカムの前記共通軸心方向の長さ範囲と重なるように前記ドラムカムの内側に配置されることにある。
また、第３発明は、第１発明または第２発明において、（ａ）前記ドラムカムに形成されたカム溝には、前記共通軸心に対して傾斜する方向に伸びた傾斜カム溝が備えられており、（ｂ）前記モータによって前記ドラムカムが前記共通軸心まわりに回動させられると、前記ドラムカムの傾斜カム溝に沿って前記カム係合部材が、前記第２環状部材の前記共通軸心方向の移動量より大きい移動量で前記フォーク軸の軸心方向に移動させられることにある。
また、第４発明は、第１発明から第３発明のいずれか１において、前記カム係合部材は、そのカム係合部材の前記共通軸心方向の移動をバネ部材を介して前記フォーク軸に伝達することにある。
また、第５発明は、第１発明から第４発明のいずれか１において、（ａ）前記クラッチは、前記出力部材への伝達トルクを調整するクラッチであり、（ｂ）そのクラッチは、単板ないし多板クラッチであることにある。
第１発明によれば、前記モータによって前記第１環状部材および前記第２環状部材のいずれかが回転駆動させられると、前記第２環状部材が前記クラッチ側に移動して前記第２環状部材の直線運動が前記伝達機構を介して前記クラッチに伝達される。また、前記モータによって前記第１環状部材および前記第２環状部材のいずれかが回転駆動させられると、前記第１環状部材および前記第２環状部材のいずれかに連結された前記ドラムカムが回動し前記カム溝に係合された前記カム係合部材が前記フォーク軸の軸心方向に移動して前記カム係合部材の直線運動が前記フォークを介して前記ハイロー切替機構に伝達される。これによって、前記ハイロー切替機構の切替作動を行うために前記ドラムカムを前記出力軸に設けられた前記ボールカムの前記第１環状部材および前記第２環状部材のいずれかに連結させられるので、従来のように前記ドラムカムを前記フォーク軸に設ける必要がなくなり前記出力軸と前記フォーク軸との間の距離を好適に短くすることができ、トランスファを小型化させることができる。さらに、前記出力軸に設けられた前記ボールカムの前記第２環状部材の直線運動が前記伝達機構を介して前記クラッチに伝達されるので、従来のように例えば前記クラッチの伝達トルクの調整用としてボールカムとレバーとを設ける必要がなくなり前記出力軸と前記フォーク軸との間の距離を好適に短くすることができ、トランスファを小型化させることができる。
また、第２発明によれば、前記出力軸の両端部のうち前記ドラムカム側の端部を回転可能に支持する出力軸支持ベアリングは、前記ドラムカムの前記共通軸心方向の長さ範囲と重なるように前記ドラムカムの内側に配置されているので、前記トランスファにおける前記出力軸の軸心方向の寸法の長さが好適に短くなる。
また、第３発明によれば、（ａ）前記ドラムカムに形成されたカム溝には、前記共通軸心に対して傾斜する方向に伸びた傾斜カム溝が備えられており、（ｂ）前記モータによって前記ドラムカムが前記共通軸心まわりに回動させられると、前記ドラムカムの傾斜カム溝に沿って前記カム係合部材が、前記第２環状部材の前記共通軸心方向の移動量より大きい移動量で前記フォーク軸の軸心方向に移動させられる。このため、前記ハイロー切替機構における前記高速側ギヤ段と前記低速側ギヤ段との切替の応答性が、例えば前記ボールカムにおける前記第２環状部材の前記共通軸心方向の移動によって前記高速側ギヤ段と前記低速側ギヤ段とを切り替えるものに比べて大幅に向上する。
また、第４発明によれば、前記カム係合部材は、そのカム係合部材の前記共通軸心方向の移動をバネ部材を介して前記フォーク軸に伝達する。このため、前記ハイロー切替機構における前記高速側ギヤ段と前記低速側ギヤ段との切替時において、前記ハイロー切替機構の切替に伴う衝撃が前記バネ部材によって吸収される。
また、第５発明によれば、（ａ）前記クラッチは、前記出力部材への伝達トルクを調整するクラッチであり、（ｂ）そのクラッチは、単板ないし多板クラッチである。このため、前記クラッチの伝達トルクの連続可変制御が可能になり、運転状況に一層応じた前輪、後輪への駆動力分配制御が可能になる。
本発明が適用される車両の概略構成を説明する図であると共に、車両における各種制御の為の制御系統の要部を説明する図である。 トランスファの概略構成を説明する断面図であって、高速側ギヤ段にて４ＷＤ走行状態とする為の態様を示す図である。 トランスファの概略構成を説明する骨子図である。 トランスファの概略構成を説明する断面図であって、低速側ギヤ段にて４ＷＤロック状態での４ＷＤ走行状態とする為の態様を示す図である。 トランスファに設けられたドラムカムを説明する図２の拡大図である。 図５のVI-VI視断面図であり、図６の（ａ）はフォークシャフトがハイギヤ位置である時におけるカム係合部材の位置を示す図であり、図６の（ｃ）はフォークシャフトがローギヤ位置である時におけるカム係合部材の位置を示す図であり、図６の（ｂ）はフォークシャフトがハイギヤ位置からローギヤ位置への切替中におけるカム係合部材の位置を示す図である。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図１は、本発明が適用される車両１０の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、駆動力源としてのエンジン１２、左右の前輪１４Ｌ，１４Ｒ（特に区別しない場合には前輪１４という）、左右の後輪１６Ｌ，１６Ｒ（特に区別しない場合には後輪１６という）、エンジン１２の動力を前輪１４と後輪１６とへそれぞれ伝達する動力伝達装置１８等を備えている。後輪１６は、２輪駆動（２ＷＤ）走行中及び４輪駆動（４ＷＤ）走行中のときに共に駆動輪となる主駆動輪である。前輪１４は、２ＷＤ走行中のときに従動輪となり且つ４ＷＤ走行中のときに駆動輪となる副駆動輪である。車両１０は、前置エンジン後輪駆動（ＦＲ）をベースとする４輪駆動車両である。
動力伝達装置１８は、エンジン１２に連結された変速機（トランスミッション）２０、変速機２０に連結された前後輪動力分配装置である４輪駆動車両用のトランスファ（車両用トランスファ）２２、トランスファ２２にそれぞれ連結されたフロントプロペラシャフト２４及びリヤプロペラシャフト２６、フロントプロペラシャフト２４に連結された前輪用差動歯車装置２８、リヤプロペラシャフト２６に連結された後輪用差動歯車装置３０、前輪用差動歯車装置２８に連結された左右の前輪車軸３２Ｌ，３２Ｒ（特に区別しない場合には前輪車軸３２という）、後輪用差動歯車装置３０に連結された左右の後輪車軸３４Ｌ，３４Ｒ（特に区別しない場合には後輪車軸３４という）等を備えている。このように構成された動力伝達装置１８において、変速機２０を介してトランスファ２２へ伝達されたエンジン１２の動力は、トランスファ２２から、リヤプロペラシャフト２６、後輪用差動歯車装置３０、後輪車軸３４等の後輪側の動力伝達経路を順次介して後輪１６へ伝達される。また、後輪１６側へ伝達されるエンジン１２の動力の一部は、トランスファ２２にて前輪１４側へ分配されて、フロントプロペラシャフト２４、前輪用差動歯車装置２８、前輪車軸３２等の前輪側の動力伝達経路を順次介して前輪１４へ伝達される。
前輪用差動歯車装置２８は、フロント側クラッチ３６を前輪車軸３２Ｒ側に（すなわち前輪用差動歯車装置２８と前輪１４Ｒとの間に）備えている。フロント側クラッチ３６は、前輪用差動歯車装置２８と前輪１４Ｒとの間の動力伝達経路を選択的に接続または遮断する、電気的（電磁的）に制御される噛合式クラッチである。尚、フロント側クラッチ３６において、更に、同期機構（シンクロ機構）が備えられていても構わない。
図２から図４は、トランスファ２２の概略構成を説明する図であって、図２および図４はトランスファ２２の断面図であり、図３はトランスファ２２の骨子図である。図２から図４において、トランスファ２２は、非回転部材としてのトランスファケース４０を備えている。トランスファ２２は、トランスファケース４０により回転可能に支持された入力軸４２および、第１の左右の駆動輪としての後輪１６へ動力を出力する後輪側出力軸（出力軸）４４と、第２の左右の駆動輪としての前輪１４へ動力を出力する、すなわち後輪側出力軸４４とは動力の出力先を別にするスプロケット状のドライブギヤ（出力部材）４６と、入力軸４２の回転を変速して後輪側出力軸４４へ伝達する副変速機としてのハイロー切替機構４８と、後輪側出力軸４４からドライブギヤ４６へ伝達する伝達トルクを調整するすなわち後輪側出力軸４４の動力の一部をドライブギヤ４６に伝達する湿式多板クラッチとしての前輪駆動用クラッチ（クラッチ）５０とを、共通の第１軸線（共通軸心）Ｃ１回りに備えている。入力軸４２および後輪側出力軸４４は、相互に同心でそれぞれ回転可能に一対の第１支持ベアリング７１および第２支持ベアリング（出力軸支持ベアリング）７３を介してトランスファケース４０に支持されており、ドライブギヤ４６は、後輪側出力軸４４に相対回転可能に同心に第３支持ベアリング７５を介して支持されている。すなわち、入力軸４２、後輪側出力軸４４、ドライブギヤ４６は、それぞれ共通の第１軸線Ｃ１回りに回転可能にトランスファケース４０に支持されている。つまり、入力軸４２、後輪側出力軸４４、ドライブギヤ４６は共通の第１軸線Ｃ１上に配列されている。なお、後輪側出力軸４４では、入力軸４２のリヤ側の端部と後輪側出力軸４４のフロント側の端部との間に配設されたベアリング７７によって後輪側出力軸４４のフロント側の端部が回転可能に支持され、第２支持ベアリング７３によって後輪側出力軸４４のリヤ側の端部すなわち後輪側出力軸４４の両端部のうち後述するドラムカム部（ドラムカム）９２ｃ側の端部が回転可能に支持されている。
図２から図４に示すように、トランスファ２２は、トランスファケース４０内において、前輪側出力軸５２と、前輪側出力軸５２に一体的に設けられたスプロケット状のドリブンギヤ５４とを第１軸線Ｃ１に平行な共通の第２軸線Ｃ２回りに備えている。更に、トランスファ２２は、ドライブギヤ４６とドリブンギヤ５４との間に巻き掛けられた前輪駆動用チェーン５６と、後輪側出力軸４４およびドライブギヤ４６を一体的に連結するドグクラッチとして４ＷＤロック機構５８と、を備えている。
入力軸４２は、変速機２０の出力軸（不図示）に継手を介して連結されており、エンジン１２から変速機２０を介して入力された駆動力（トルク）によって回転駆動させられる。後輪側出力軸４４は、リヤプロペラシャフト２６に連結された主駆動軸である。ドライブギヤ４６は、後輪側出力軸４４回りに相対回転可能に設けられている。前輪側出力軸５２は、フロントプロペラシャフト２４に図示しない継手を介して連結された副駆動軸である。
このように構成されたトランスファ２２は、ドライブギヤ４６へ伝達する伝達トルクを前輪駆動用クラッチ５０により調整して、変速機２０から伝達された動力を後輪１６のみへ伝達したり、或いは前輪１４にも分配する。また、トランスファ２２は、４ＷＤロック機構５８によりリヤプロペラシャフト２６とフロントプロペラシャフト２４との間の回転差を発生させない４ＷＤロック状態とそれらの間の回転差を許容する４ＷＤ非ロック状態とのいずれかに切り替える。また、トランスファ２２は、高速側ギヤ段（高速側変速段）Ｈ及び低速側ギヤ段（低速側変速段）Ｌの何れかを成立させて、変速機２０からの回転を変速して後段へ伝達する。つまり、トランスファ２２においては、入力軸４２の回転をハイロー切替機構４８を介して後輪側出力軸４４へ伝達すると共に、前輪駆動用クラッチ５０を介した伝達トルクが零とされ且つ４ＷＤロック機構５８が解放された状態では、後輪側出力軸４４から前輪側出力軸５２への動力伝達は行われない一方で、前輪駆動用クラッチ５０を介してトルクが伝達されるか或いは４ＷＤロック機構５８が係合された状態では、後輪側出力軸４４からドライブギヤ４６、前輪駆動用チェーン５６、及びドリブンギヤ５４を介して前輪側出力軸５２への動力伝達が行われる。
具体的には、ハイロー切替機構４８は、シングルピニオン型の遊星歯車装置６０と、ハイロースリーブ６２とを備えている。遊星歯車装置６０は、入力軸４２に対して第１軸線Ｃ１回りに回転不能に連結されたサンギヤＳと、サンギヤＳに対して略同心に配置され、トランスファケース４０に第１軸線Ｃ１回りの回転不能に連結されたリングギヤＲと、これらサンギヤＳ及びリングギヤＲに噛み合う複数のピニオンギヤＰを自転可能且つサンギヤＳ回りに公転可能に支持するキャリヤＣＡとを有している。このため、サンギヤＳの回転速度は、入力軸４２に対して等速であり、キャリヤＣＡの回転速度は入力軸４２に対して減速される。また、サンギヤＳの内周面にはハイ側ギヤ歯６４が固設されており、キャリヤＣＡにはハイ側ギヤ歯６４と同径のロー側ギヤ歯６６が固設されている。ハイ側ギヤ歯６４は、入力軸４２と等速の回転を出力する、高速側ギヤ段Ｈの成立に関与するスプライン歯である。ロー側ギヤ歯６６は、ハイ側ギヤ歯６４よりも低速側の回転を出力する、低速側ギヤ段Ｌの成立に関与するスプライン歯である。ハイロースリーブ６２は、後輪側出力軸４４に第１軸線Ｃ１と平行な方向の相対移動可能にスプライン嵌合されており、フォーク連結部６２ａと、フォーク連結部６２ａと隣接して一体的に設けられ後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１と平行な方向への移動によってハイ側ギヤ歯６４とロー側ギヤ歯６６とにそれぞれ噛み合う外周歯６２ｂとを有している。ハイ側ギヤ歯６４と外周歯６２ｂとが噛み合うことで、入力軸４２の回転と等速の回転が後輪側出力軸４４へ伝達され、ロー側ギヤ歯６６と外周歯６２ｂとが噛み合うことで、入力軸４２の回転に対して減速された回転が後輪側出力軸４４へ伝達される。ハイ側ギヤ歯６４とハイロースリーブ６２とは、高速側ギヤ段Ｈを形成する高速側ギヤ段用クラッチとして機能し、ロー側ギヤ歯６６とハイロースリーブ６２とは、低速側ギヤ段Ｌを形成する低速側ギヤ段用クラッチとして機能する。
４ＷＤロック機構５８は、ドライブギヤ４６の内周面に固設されたロック歯６８と、後輪側出力軸４４に対して第１軸線Ｃ１方向の移動可能且つ相対回転不能にスプライン嵌合されて、第１軸線Ｃ１方向の移動でドライブギヤ４６に形成されたロック歯６８に噛み合う外周歯７０ａが外周面に固設されたロックスリーブ７０とを有している。トランスファ２２は、ロックスリーブ７０の外周歯７０ａとロック歯６８とが噛み合った４ＷＤロック機構５８の係合状態では、後輪側出力軸４４とドライブギヤ４６とが一体的に回転させられて、４ＷＤロック状態が形成される。
ハイロースリーブ６２は、入力軸４２に設けられた第１支持ベアリング７１に対して（より具体的には遊星歯車装置６０に対して）ドライブギヤ４６側の空間に設けられている。ロックスリーブ７０は、ハイロー切替機構４８とドライブギヤ４６との間の空間に、ハイロースリーブ６２と隣接して別体で設けられている。トランスファ２２は、ハイロースリーブ６２とロックスリーブ７０との間に、それぞれに当接してハイロースリーブ６２とロックスリーブ７０とを相互に離間させる側へ付勢する予圧状態の第１スプリング７２を備えている。トランスファ２２は、ドライブギヤ４６とロックスリーブ７０との間に、後輪側出力軸４４の凸部４４ａとロックスリーブ７０とに当接してロックスリーブ７０をロック歯６８から離す側へ付勢する予圧状態の第２スプリング７４を備えている。第１スプリング７２の付勢力は第２スプリング７４よりも大きく設定されている。凸部４４ａは、ドライブギヤ４６の径方向内側の空間においてロック歯６８側に突出して設けられた後輪側出力軸４４の鍔部である。ハイ側ギヤ歯６４は、第１軸線Ｃ１に平行な方向に見てロー側ギヤ歯６６よりもロックスリーブ７０から離れた位置に設けられている。ハイロースリーブ６２の外周歯６２ｂは、ハイロースリーブ６２がロックスリーブ７０から離間する側（図２、３において左側）にてハイ側ギヤ歯６４に噛み合い、ハイロースリーブ６２がロックスリーブ７０に接近する側（図２、３において右側）にてロー側ギヤ歯６６に噛み合う。ロックスリーブ７０の外周歯７０ａは、ロックスリーブ７０がドライブギヤ４６に接近する側（図２、３において右側）にてロック歯６８に噛み合う。従って、ロックスリーブ７０の外周歯７０ａは、ハイロースリーブ６２がロー側ギヤ歯６６と噛み合う位置にてロック歯６８に噛み合う。
前輪駆動用クラッチ５０は、後輪側出力軸４４に相対回転不能に連結されたクラッチハブ７６と、ドライブギヤ４６に相対回転不能に連結されたクラッチドラム７８と、クラッチハブ７６とクラッチドラム７８との間に介挿されこれらを選択的に断接する摩擦係合要素８０と、摩擦係合要素８０を押圧する後述する第２環状部材８２の押圧部８２ａと、を備える多板の摩擦クラッチである。前輪駆動用クラッチ５０は、後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１方向で、ドライブギヤ４６に対してハイロー切替機構４８とは反対側に後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１回りに配置されて、ドライブギヤ４６側に移動する第２環状部材８２の押圧部８２ａによって摩擦係合要素８０が押し付けられる。前輪駆動用クラッチ５０は、第２環状部材８２の押圧部８２ａがドライブギヤ４６から第１軸線Ｃ１に平行な方向に離れる側である非押圧側（図２、３において右側）に移動させられて摩擦係合要素８０に当接しない状態では、解放状態となる。一方で、前輪駆動用クラッチ５０は、第２環状部材８２の押圧部８２ａがドライブギヤ４６に第１軸線Ｃ１に平行な方向に近づく側である押圧側（図２、３において左側）に移動させられて摩擦係合要素８０に当接する状態では、第２環状部材８２の移動量によって伝達トルク（トルク容量）が調整され、解放状態、スリップ状態、又は係合状態となる。
トランスファ２２は、前輪駆動用クラッチ５０の解放状態且つロックスリーブ７０の外周歯７０ａとロック歯６８とが噛み合っていない４ＷＤロック機構５８の解放状態では、後輪側出力軸４４とドライブギヤ４６との間の動力伝達経路が遮断されて、変速機２０から伝達された動力を後輪１６のみへ伝達する。トランスファ２２は、前輪駆動用クラッチ５０のスリップ状態または係合状態では、変速機２０から伝達された動力を前輪１４及び後輪１６のそれぞれに分配する。トランスファ２２は、前輪駆動用クラッチ５０のスリップ状態では、後輪側出力軸４４とドライブギヤ４６との間の回転差動が許容されて、差動状態（４ＷＤ非ロック状態）が形成される。トランスファ２２は、前輪駆動用クラッチ５０の係合状態では、後輪側出力軸４４とドライブギヤ４６とが一体的に回転させられて、４ＷＤロック状態が形成される。前輪駆動用クラッチ５０は、伝達トルクが制御されることで、前輪１４と後輪１６とのトルク配分を例えば０：１００〜５０：５０の間で連続的に変更することができる。
トランスファ２２は、ハイロー切替機構４８、前輪駆動用クラッチ５０、及び４ＷＤロック機構５８を作動させる装置として、電動モータ（モータ）８４（図３参照）と、電動モータ８４の回転運動を直線運動に変換するボールカム８６と、ボールカム８６を介して電動モータ８４の回転運動力をハイロー切替機構４８、前輪駆動用クラッチ５０、及び４ＷＤロック機構５８へそれぞれ伝達する伝達機構８８とを、更に備えている。
ボールカム８６は、前輪駆動用クラッチ５０に対してドライブギヤ４６とは反対側において後輪側出力軸４４に支持されている。また、ボールカム８６は、対向面９２ａ、８２ｂに傾斜凹溝９２ｂ、８２ｃがそれぞれ形成された環状の第１環状部材９２および第２環状部材８２と、それら第１環状部材９２および第２環状部材８２の傾斜凹溝９２ｂ、８２ｃ内に収容された、すなわちそれぞれの傾斜凹溝９２ｂ、８２ｃに挟まれた球状転動体９４とを有している。なお、第２環状部材８２には、非回転部材であるトランスファケース４０の一部に形成された係合歯４０ａに係合する係合部８２ｄが備えられており、それら係合部８２ｄおよび係合歯４０ａによって、第２環状部材９２は、後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１まわりに回動不能かつ後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１方向に移動可能に後輪側出力軸４４に支持されている。第１環状部材８２と後輪側出力軸４４との間には第２ベアリング９７が介在されており、第２ベアリング９７によって第２環状部材８２は後輪側出力軸４４に相対回転可能に支持されている。また、第１環状部材９２は、トランスファ２２に備えられたウォームギヤ９０を介して電動モータ８４に間接的に連結されており、その第１環状部材９２が第２支持ベアリング７３のインナーレース７３ａに隣接したスラストベアリング９５と当接している。第１環状部材９２と後輪側出力軸４４との間には第１ベアリング９６が介在されており、第１ベアリング９６によって第１環状部材９２は後輪側出力軸４４に相対回転可能に支持されている。第１環状部材９２は、スラストベアリング９５、第１ベアリング９６、および第２環状部材８２によって、後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１まわりに回動可能且つ後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１方向の移動が不能に後輪側出力軸４４に支持されている。また、ボールカム８６において、第２環状部材８２は前輪駆動用クラッチ５０側すなわちその摩擦係合要素８０側に配置されており、第１環状部材９２は前輪駆動用クラッチ５０側とは反対側に配置されている。また、対向面９２ａ、８２ｂに形成された傾斜凹溝９２ｂ、８２ｃは、第１環状部材９２、第２環状部材８２において周方向の等角度間隔で複数個所に形成され、その周方向の傾斜凹溝９２ｂ、８２ｃの位置で深さが連続的に変化する溝である。
このように構成されたボールカム８６では、第１環状部材９２が電動モータ８４によって第１軸線Ｃ１まわりに回転駆動させられてそれら第１環状部材９２と第２環状部材８２とが相対回動すると、第２環状部材８２が第１環状部材９２に対して離間させられ、または第２環状部材８２が第１環状部材９２に対して接近させられて、第２環状部材８２が後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１方向に移動させられる。なお、本実施例において、図２および図５に示すように第１環状部材９２が電動モータ８４によって第１軸線Ｃ１まわり矢印Ｆ１方向に回動させられると、第２環状部材８２が第１軸線方向Ｃ１において前輪駆動用クラッチ５０の摩擦係合要素８０から離間する方向すなわち矢印Ｆ２方向に移動する。また、第１環状部材９２が電動モータ８４によって第１軸線Ｃ１まわり矢印Ｆ１方向とは反対方向に回動させられると、第２環状部材８２が第１軸線方向Ｃ１において前輪駆動用クラッチ５０の摩擦係合要素８０に接近する方向すなわち矢印Ｆ２方向とは反対方向に移動する。
ウォームギヤ９０は、電動モータ８４のモータシャフトと一体的に形成されたウォーム９８と、第１環状部材９２の外周部に形成されたドラムカム部（ドラムカム）９２ｃに設けられたウォームホイール９２ｄとを備えた歯車対である。例えばブラシレスモータなどの電動モータ８４の回転は、ウォームギヤ９０を介して第１環状部材９２へ減速されて伝達される。ボールカム８６は、第１環状部材９２に伝達された電動モータ８４の回転を、第２環状部材８２の直線運動に変換する。
伝達機構８８には、ボールカム８６における第２環状部材８２の直線運動すなわち第２環状部材８２の第１軸線Ｃ１方向の移動を前輪駆動用クラッチ５０に伝達する第１伝達機構（伝達機構）８８ａと、第１環状部材９２のドラムカム部９２ｃに形成されたカム溝９２ｆに係合された後述するカム係合部材１０３の第１軸線Ｃ１方向の移動をハイロー切替機構４８に伝達する第２伝達機構８８ｂと、が備えられている。
図２および図５に示すように、第２環状部材９２に形成されたドラムカム部９２ｃは、電動モータ８４のモータシャフトに形成されたウォーム９８と噛み合う円環状のウォームホイール９２ｄと、ウォームホイール９２ｄのフォークシャフト（フォーク軸）１０２側の端部においてウォームホイール９２ｄからリヤプロペラシャフト２６に接近する方向に突き出された突部９２ｅと、その突部９２ｅの外周部に形成されたカム溝９２ｆとが備えられている。なお、上記突部９２ｅは、ウォームホイール９２ｄの円周方向の一部がリヤプロペラシャフト２６に接近する方向に突き出された例えば円筒形状の一部分を示す形状である。後輪側出力軸４４の両端部のうちドラムカム部９２ｃ側の端部を回転可能に支持する第２支持ベアリング７３は、ドラムカム部９２ｃの後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１方向の長さ範囲と重なるようにドラムカム部９２ｃの内側に配置されている。また、ドラムカム部９２ｃの後輪側出力軸４４の径方向の寸法Ｒ１は、ハイロー切替機構４８の後輪側出力軸４４の径方向の寸法Ｒ２および前輪駆動用クラッチ５０の後輪側出力軸４４の径方向の寸法Ｒ３以下になるように、ドラムカム部９２ｃが形成されている。上記寸法Ｒ２は、ハイロー切替機構４８のリングギヤＲまたはキャリヤＣＡの外径寸法である。上記寸法Ｒ３は、前輪駆動用クラッチ５０のクラッチドラム７８の外径寸法である。
図６に示すように、ドラムカム部９２ｃに形成されたカム溝９２ｆは、後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１に対して傾斜する方向に伸びた傾斜カム溝９２ｇと、傾斜カム溝９２ｇのボールカム８６側に端部に形成され、第１軸線Ｃ１に対して垂直方向に伸びた第１カム溝９２ｈと、傾斜カム溝９２ｇのボールカム８６側とは反対側の端部に形成され、第１軸線Ｃ１に対して垂直方向に伸びた第２カム溝９２ｉとを有している。このように構成されたドラムカム部９２ｃによれば、例えば図６の（ａ）に示すように、ドラムカム部９２ｃのカム溝９２ｆの第１カム溝９２ｈ内にカム係合部材１０３が配置された状態から、電動モータ８４によって第１環状部材９２が第１軸線Ｃ１回り矢印Ｆ１方向に回動されると共にそのドラムカム部９２ｃが第１軸線Ｃ１回り矢印Ｆ１方向に回動させられると、ドラムカム部９２ｃの傾斜カム溝９２ｇに沿ってカム係合部材１０３が、第２環状部材８２の矢印Ｆ２方向の移動量、すなわちボールカム８６において第１環状部材９２が回動することによって第２環状部材８２が矢印Ｆ２方向に移動する移動量より大きい移動量Ｄで矢印Ｆ２方向すなわちフォークシャフト１０２の第３軸線（軸心）Ｃ３方向に移動させられる。なお、後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１と、前輪側出力軸５２の第２軸線Ｃ２と、フォークシャフト１０２の第３軸線Ｃ３とはそれぞれ平行である。また、例えば図６の（ｃ）に示すように、ドラムカム部９２ｃのカム溝９２ｆの第２カム溝９２ｉ内にカム係合部材１０３が配置された状態から、電動モータ８４によって第１環状部材９２が第１軸線Ｃ１回り矢印Ｆ１方向とは反対方向に回動されると共にドラムカム部９２ｃが第１軸線Ｃ１回り矢印Ｆ１方向とは反対方向に回動させられると、ドラムカム部９２ｃの傾斜カム溝９２ｇに沿ってカム係合部材１０３が、第２環状部材８２の矢印Ｆ２方向とは反対方向の移動量、すなわちボールカム８６において第１環状部材９２が回動することによって第２環状部材８２が矢印Ｆ２方向とは反対方向に移動する移動量より大きい移動量Ｄで矢印Ｆ２方向とは反対方向に移動させられる。すなわち、電動モータ８４が回転駆動し第１環状部材９２のドラムカム部９２ｃが後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１回りに回動させられると、ドラムカム部９２ｃに形成されたカム溝９２ｆによってそのカム溝９２ｆに係合されたカム係合部材１０３が後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１と平行にトランスアクスルケース４０内に配置されたフォークシャフト１０２の第３軸線Ｃ３方向に移動させられる。なお、図６の（ｂ）および（ｃ）に示されている１点鎖線の円は、図６の（ａ）のカム係合部材１０３の位置を示すものである。
図２から図５に示すように、第１伝達機構８８ａには、前輪駆動用クラッチ５０の摩擦係合要素８０を押圧する第２環状部材８２の押圧部８２ａと、その押圧部８２ａと摩擦係合要素８０との間に介在されたスラストベアリング１０５とが備えられている。これによって、ボールカム８６における第２環状部材８２の直線運動は、第１伝達機構８８ａを介して前輪駆動用クラッチ５０の摩擦係合要素８０に伝達される。
また、図２から図５に示すように、第２伝達機構８８ｂには、トランスファケース４０内において後輪側出力軸４４と平行に配置され且つ第３軸線Ｃ３方向に移動可能に支持され、カム係合部材１０３が連結されたフォークシャフト１０２と、フォークシャフト１０２に連結され且つハイロースリーブ６２のフォーク連結部６２ａに連結されたフォーク１０４とが備えられている。なお、カム係合部材１０３とフォークシャフト１０２との間には、フォークシャフト１０２にカム係合部材１０３の第１軸線Ｃ１方向すなわち第３軸線Ｃ３方向の移動をバネ部材１１２を介して伝達する待ち機構１０６が備えられている。このため、第２伝達機構８８ｂでは、カム係合部材１０３の第１軸線Ｃ１方向すなわち第３軸線Ｃ３方向の移動が、待ち機構１０６、フォークシャフト１０２、及びフォーク１０４を介してハイロー切替機構４８のハイロースリーブ６２へ伝達される。これによって、例えば図２および図６の（ａ）に示す状態から、カム係合部材１０３が矢印Ｆ２方向に移動させられると、ハイロースリーブ６２がドライブギヤ４６側へ移動すなわちハイロースリーブ６２の外周歯６２ｂがロー側ギヤ歯６６に噛み合あう位置へ移動させられる。また、例えば図４および図６の（ｃ）に示す状態から、カム係合部材１０３が矢印Ｆ２方向とは反対方向に移動させられると、ハイロースリーブ６２がドライブギヤ４６から離れる側へ移動すなわちハイロースリーブ６２の外周歯６２ｂがハイ側ギヤ歯６４に噛み合あう位置へ移動させられる。つまり、第２伝達機構８８ｂでは、フォークシャフト１０２の第３軸線Ｃ３方向に移動が、フォーク１０４を介してハイロー切替機構４８に伝達されて、高速側ギヤ段Ｈと低速側ギヤ段Ｌとが切り替えられる。
また、伝達機構８８には、カム係合部材１０３の第１軸線Ｃ１方向の移動すなわちカム係合部材１０３の第３軸線Ｃ３方向の移動を４ＷＤロック機構５８に伝達する第３伝達機構８８ｃが備えられている。第３伝達機構８８ｃには、第２伝達機構８８ｂと同様に、フォークシャフト１０２と、フォーク１０４とが備えられ、更に、フォーク１０４に連結されたハイロースリーブ６２と、ハイロースリーブ６２とロックスリーブ７０との間において圧縮された状態で配設された第１スプリング７２と、ロックスリーブ７０と後輪側出力軸４４の凸部４４ａとの間において圧縮された状態で配設された第２スプリング７４とが備えられている。
このため、第３伝達機構８８ｃでは、上述したようにカム係合部材１０３が矢印Ｆ２方向に移動させられてハイロースリーブ６２の外周歯６２ｂがロー側ギヤ歯６６に噛み合あう位置へ移動させられると、ロックスリーブ７０は、第１スプリング７２を介してドライブギヤ４６側へ向かうロック方向推力が作用される。これによって、ロックスリーブ７０は、その外周歯７０ａが第１スプリング７２よりも弱く設定された第２スプリング７４の付勢力に抗してドライブギヤ４６側へ移動させられ、ドライブギヤ４６のロック歯６８に噛み合わせられる。また、ハイロースリーブ６２の外周歯６２ｂがロー側ギヤ歯６６に噛み合あっている状態から、カム係合部材１０３が矢印Ｆ２方向とは反対方向に移動させられてハイロースリーブ６２の外周歯６２ｂがハイ側ギヤ歯６４に噛み合あう位置へ移動させられると、ロックスリーブ７０は、第２スプリング７４でドライブギヤ４６から離れる側へ向かう４ＷＤロック解除方向推力が作用される。これによって、ロックスリーブ７０は、その外周歯７０ａがドライブギヤ４６のロック歯６８から離れるように第２スプリング７４の付勢力によってドライブギヤ４６から離れる側に移動させられる。
待ち機構１０６には、図５に示すように、第３軸線Ｃ３と平行な方向にフォークシャフト１０２と摺動可能に第３軸線Ｃ３回りに配置された、一端部に設けられた鍔どうしが相対する２つの鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂと、２つの鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂの間に介在させられた円筒状のスペーサ１１０と、スペーサ１１０の外周側に予圧状態で配置されたバネ部材１１２と、２つの鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂを第３軸線Ｃ３と平行な方向に摺動可能に把持する把持部材１１４とが備えられている。把持部材１１４は、鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂの鍔に当接することで鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂをフォークシャフト１０２上で摺動させる。鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂの鍔が共に把持部材１１４と当接した状態における鍔間の長さは、スペーサ１１０の長さよりも長くされている。従って、鍔が共に把持部材１１４と当接した状態は、バネ部材１１２の付勢力によって形成される。また、待ち機構１０６には、フォークシャフト１０２の外周面に鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂの各々を第３軸線Ｃ３と平行な方向の離間不能とするストッパ１１８ａ，１１８ｂが備えられている。ストッパ１１８ａ，１１８ｂにより鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂが離間不能とされることで、第２伝達機構８８ｂおよび第３伝達機構８８ｃでは、カム係合部材１０３の第３軸線Ｃ３方向の移動を待ち機構１０６を介してフォークシャフト１０２へ伝達することができる。
ロックスリーブ７０の外周歯７０ａは、フォークシャフト１０２がハイロースリーブ６２の外周歯６２ｂをロー側ギヤ歯６６に噛み合わせる位置（以下、ローギヤ位置と称す）にてロック歯６８に噛み合う。前輪駆動用クラッチ５０の摩擦係合要素８０は、フォークシャフト１０２がハイロースリーブ６２の外周歯６２ｂをハイ側ギヤ歯６４に噛み合わせる位置（以下、ハイギヤ位置と称す）にて第２環状部材８２の押圧部８２ａによって押し付けられ、フォークシャフト１０２のローギヤ位置にて第２環状部材８２の押圧部８２ａによって押し付けられない。なお、図６において、図６の（ａ）はフォークシャフト１０２がハイギヤ位置である時におけるカム係合部材１０３の位置を示す図であり、図６の（ｃ）はフォークシャフト１０２がローギヤ位置である時におけるカム係合部材１０３の位置を示す図であり、図６の（ｂ）はフォークシャフト１０２がハイギヤ位置からローギヤ位置への切替中におけるカム係合部材１０３の位置を示す図である。
フォークシャフト１０２のハイギヤ位置では、鍔付円筒部材１０８ａ，１０８ｂの鍔間の長さを、鍔が共に把持部材１１４と当接した状態での長さと、スペーサ１１０の長さとの間で変化させることができる。従って、待ち機構１０６は、フォークシャフト１０２のハイギヤ位置のままで、前輪駆動用クラッチ５０の摩擦係合要素８０が第２環状部材８２の押圧部８２ａによって押し付けられる位置と押し付けられない位置との間で、第２環状部材８２の第１軸線Ｃ１と平行な方向の移動を許容する。
トランスファ２２は、フォークシャフト１０２のハイギヤ位置を保持し、また、フォークシャフト１０２のローギヤ位置を保持するギヤ位置保持機構１２０を備えている。ギヤ位置保持機構１２０は、フォークシャフト１０２が摺動するトランスファケース４０の内周面に形成された収容孔１２２と、収容孔１２２に収容されたロックボール１２４と、収容孔１２２に収容されてロックボール１２４をフォークシャフト１０２側へ付勢するロック用スプリング１２６と、フォークシャフト１０２の外周面に形成された、フォークシャフト１０２のハイギヤ位置においてロックボール１２４の一部を受け入れる凹部１２８ｈ及びフォークシャフト１０２のローギヤ位置においてロックボール１２４の一部を受け入れる凹部１２８ｌとを備えている。ギヤ位置保持機構１２０により、その各ギヤ位置において電動モータ８４からの出力を停止してもフォークシャフト１０２の各ギヤ位置が保持される。
トランスファ２２は、フォークシャフト１０２のローギヤ位置を検出するローギヤ位置検出スイッチ１３０を備えている。ローギヤ位置検出スイッチ１３０は、例えばボール型の接触スイッチである。ローギヤ位置検出スイッチ１３０は、ローギヤ位置に移動したフォークシャフト１０２と接触する位置において、トランスファケース４０に形成された貫通孔１３２に固設される。ローギヤ位置検出スイッチ１３０によってローギヤ位置が検出されると、例えば低速側ギヤ段Ｌにて４ＷＤロック状態であることを運転者に知らせる為のインジケータが点灯される。
図１に戻り、車両１０には、例えば２ＷＤ状態と４ＷＤ状態とを切り替える車両１０の制御装置を含む電子制御装置（ＥＣＵ）２００が備えられている。電子制御装置２００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置２００は、エンジン１２の出力制御、車両１０の駆動状態の切替制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や駆動状態制御用等に分けて構成される。電子制御装置２００には、図１に示すように、車両１０に備えられた各種センサ（例えばエンジン回転速度センサ２０２、モータ回転角度センサ２０４、各車輪速センサ２０６、アクセル開度センサ２０８、運転者の操作によって高速側ギヤ段Ｈを選択する為のＨレンジ選択スイッチ２１０、運転者の操作によって４ＷＤ状態を選択する為の４ＷＤ選択スイッチ２１２、運転者の操作によって４ＷＤロック状態を選択する為の４ＷＤロック選択スイッチ２１４など）による検出信号に基づく各種実際値（例えばエンジン回転速度Ｎe、モータ回転角度θm、前輪１４Ｌ，１４Ｒ、及び後輪１６Ｌ，１６Ｒの各車輪速Ｎwfl，Ｎwfr，Ｎwrl，Ｎwrr、アクセル開度θacc、Ｈレンジ選択スイッチ２１０が操作されたことを示す信号であるＨレンジ要求Ｈon、４ＷＤ選択スイッチ２１２が操作されたことを示す信号である４ＷＤ要求4WDon、４ＷＤロック選択スイッチ２１４が操作されたことを示す信号であるLOCKonなど）が、それぞれ供給される。電子制御装置２００からは、図１に示すように、例えばエンジン１２の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓe、フロント側クラッチ３６の状態を切り替える為の作動指令信号Ｓd、電動モータ８４の回転量を制御する為のモータ駆動指令信号Ｓmなどが、エンジン１２の出力制御装置、フロント側クラッチ３６のアクチュエータ、電動モータ８４などへそれぞれ出力される。
以上のように構成された車両１０では、電動モータ８４の回転量が制御されることで第２環状部材８２の移動量（ストローク）が制御される。フォークシャフト１０２のハイギヤ位置において、第２環状部材８２の押圧部８２ａがスラストベアリング１０５を介して摩擦係合要素８０に当接した位置から電動モータ８４を所定の回転量だけ駆動して非押圧側に所定のストローク分だけ第２環状部材８２を移動させることで前輪駆動用クラッチ５０を解放状態とした位置が、車両１０を高速側ギヤ段Ｈにて後輪１６のみを駆動する２ＷＤ走行状態とする為の位置（以下Ｈ２位置と称す）とされる。この第２環状部材８２のＨ２位置においてフロント側クラッチ３６が解放状態とされると、２ＷＤ走行中において、ドライブギヤ４６から前輪用差動歯車装置２８までの動力伝達経路を構成する各回転要素（ドライブギヤ４６、前輪駆動用チェーン５６、ドリブンギヤ５４、前輪側出力軸５２、フロントプロペラシャフト２４、前輪用差動歯車装置２８等）には、エンジン１２側からも前輪１４側からも回転が伝達されない。従って、２ＷＤ走行中において、これらの各回転要素が回転停止し、前記各回転要素の連れ回りが防止され、走行抵抗が低減される。
また、図２に示すように、フォークシャフト１０２のハイギヤ位置において、第２環状部材８２の押圧部８２ａがスラストベアリング１０５を介して摩擦係合要素８０に当接した位置から電動モータ８４の回転量を制御して押圧側に第２環状部材８２を移動させることで前輪駆動用クラッチ５０をスリップ状態とした位置が、車両１０を高速側ギヤ段Ｈにて前輪１４及び後輪１６共に動力が伝達される４ＷＤ走行状態とする為の位置（以下、Ｈ４位置と称す）とされる。この第２環状部材８２のＨ４位置では、第２環状部材８２の押圧部８２ａの押圧力に応じて前輪駆動用クラッチ５０の伝達トルクが制御されることで、前輪１４と後輪１６とのトルク配分が必要に応じて調整される。
また、フォークシャフト１０２のローギヤ位置では、図４に示すように、前輪駆動用クラッチ５０が解放状態とされ且つ４ＷＤロック機構５８が係合状態とされるので、車両１０を低速側ギヤ段Ｌにて４ＷＤロック状態での４ＷＤ走行状態とする為の位置（Ｌ４位置と称す）とされる。
上述のように、電動モータ８４によって第１環状部材９２が回転駆動させられると、第２環状部材８２が前輪駆動用クラッチ５０側に移動して第２環状部材８２の直線運動が第１伝達機構８８ａを介して前輪駆動用クラッチ５０に伝達される。また、電動モータ８４によって第１環状部材９２が回転駆動させられると、第１環状部材９２に連結されたドラムカム部９２ｃが回動しカム溝９２ｆに係合されたカム係合部材１０３がフォークシャフト１０２の第３軸線Ｃ３方向に移動してカム係合部材１０３の直線運動がフォーク１０４を介してハイロー切替機構４８に伝達される。これによって、ハイロー切替機構４８の切替作動を行うためにドラムカム部９２ｃを後輪側出力軸４４に設けられたボールカム８６の第１環状部材９２に一体に連結させられるので、従来のようにドラムカムをフォークシャフトに設ける必要がなくなり後輪側出力軸４４とフォークシャフト１０２との間の距離を好適に短くすることができ、トランスファ２２を小型化させることができる。さらに、後輪側出力軸４４に設けられたボールカム８６の第２環状部材８２の直線運動が第１伝達機構８８ａを介して前輪駆動用クラッチ５０に伝達されるので、従来のように例えばクラッチの伝達トルクの調整用としてボールカムとレバーとを設ける必要がなくなり後輪側出力軸４４とフォークシャフト１０２との間の距離を好適に短くすることができ、トランスファ２２を小型化させることができる。
また、本実施例によれば、後輪側出力軸４４の両端部のうちドラムカム部９２ｃ側の端部を回転可能に支持する第２支持ベアリング７３は、ドラムカム部９２ｃの第１軸線Ｃ１方向の長さ範囲と重なるようにドラムカム部９２ｃの内側に配置されているので、トランスファ２２における後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１方向の寸法の長さが好適に短くなる。
また、本実施例によれば、ドラムカム部９２ｃに形成されたカム溝９２ｆには、第１軸線Ｃ１に対して傾斜する方向に伸びた傾斜カム溝９２ｇが備えられており、電動モータ８４によってドラムカム部９２ｃが第１軸線Ｃ１まわりに回動させられると、ドラムカム部９２ｃの傾斜カム溝９２ｇに沿ってカム係合部材１０３が、第２環状部材８２の第１軸線Ｃ１方向の移動量より大きい移動量Ｄでフォークシャフト１０２の第３軸線Ｃ３方向に移動させられる。このため、ハイロー切替機構４８における高速側ギヤ段Ｈと低速側ギヤ段Ｌとの切替の応答性が、例えばボールカム８６における第２環状部材８２の第１軸線Ｃ１方向の移動によって高速側ギヤ段Ｈと低速側ギヤ段Ｌとを切り替えるものに比べて大幅に向上する。
また、本実施例によれば、カム係合部材１０３は、そのカム係合部材１０３の第１軸線Ｃ１方向の移動をバネ部材１１２を介してフォークシャフト１０２に伝達する。このため、ハイロー切替機構４８における高速側ギヤ段Ｈと低速側ギヤ段Ｌとの切替時において、ハイロー切替機構４８の切替に伴う衝撃がバネ部材１１２によって吸収される。
また、本実施例によれば、前輪駆動用クラッチ５０は、ドライブギヤ４６への伝達トルクを調整するクラッチであり、その前輪駆動用クラッチ５０は、湿式多板クラッチである。このため、前輪駆動用クラッチ５０の伝達トルクの連続可変制御が可能になり、運転状況に一層応じた前輪１４Ｌ、１４Ｒ、後輪１６Ｌ、１６Ｒへの駆動力分配制御が可能になる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例において、トランスファ２２には、ドライブギヤ４６への伝達トルクを調整する前輪駆動用クラッチ５０が備えられていたが、前輪駆動用クラッチ５０に替えて、後輪側出力軸４４の動力の一部をドライブギヤ４６に伝達或いは遮断するクラッチすなわちドグクラッチ（噛合クラッチ）が設けられても良い。
また、前述の実施例において、ボールカム８６では、第１環状部材９２が電動モータ８４により回転駆動されることによって、第２環状部材８２が後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１方向に移動させられていたが、例えば、第２環状部材８２が電動モータ８４により回転駆動されることによって、その第２環状部材８２が後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１方向に移動させられるようにボールカム８６の構造を変更しても良い。なお、このように、第２環状部材８２が電動モータ８４によって回転駆動される場合には、第１環状部材９２は、後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１方向に移動不能且つ第１軸線Ｃ１まわりに回動不能にケース等に支持され、第２環状部材８２は後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１方向に移動可能に、かつ後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１まわりに回動可能に後輪側出力軸４４に支持される。また、第２環状部材８２にドラムカム部９２ｃが一体に連結される。これによって、電動モータ８４によって第２環状部材８２が回転駆動させられると、第２環状部材８２が後輪側出力軸４４の第１軸線Ｃ１方向に移動して第２環状部材８２の直線運動が第１伝達機構８８ａを介して前輪駆動用クラッチ５０に伝達される。さらに、電動モータ８４によって第２環状部材８２が回転駆動させられると、第２環状部材８２に一体に連結されたドラムカム部９２ｃが回動しカム溝９２ｆに係合されたカム係合部材１０３がフォークシャフト１０２の第３軸線Ｃ３方向に移動してカム係合部材１０３の直線運動が第２伝達機構８８ｂを介してハイロー切替機構４８に伝達される。
また、前述の実施例において、第１環状部材９２には、ドラムカム部９２ｃが一体に連結されていたが、例えば第１環状部材９２とドラムカム部９２ｃすなわちドラムカムとを別々の部品として製造し、例えば溶接等によってそれら第１環状部材９２と前記ドラムカムとを一体的に連結させても良い。
また、前述の実施例では、ボールカム８６はウォームギヤ９０を介して電動モータ８４に間接的に連結されたが、この態様に限らない。例えば、ボールカム８６の第１環状部材９２と電動モータ８４とは、ウォームギヤ９０を介すことなく直接的に連結されても良い。具体的には、第１環状部材９２と電動モータ８４とは、電動モータ８４のモータシャフトに設けられたピニオンと第１環状部材９２に形成されたギヤ歯とが噛み合うように、直接的に連結されても良い。
また、前述の実施例では、トランスファ２２が適用される車両１０としてＦＲをベースとする４輪駆動車両を例示したが、これに限らない。例えば、トランスファ２２が適用される車両１０は、前置エンジン前輪駆動（ＦＦ）をベースとする４輪駆動車両であっても良い。また、トランスファ２２は、ギヤ位置保持機構１２０やローギヤ位置検出スイッチ１３０を備えなくても良い。
また、前述の実施例では、前輪駆動用クラッチ５０は湿式多板クラッチであったが、単板のクラッチなど他の形式のクラッチであっても本発明は適用され得る。
また、前述の実施例において、駆動力源として例示したエンジン１２は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関が用いられる。また、駆動力源としては、例えば電動機等の他の原動機を単独で或いはエンジン１２と組み合わせて採用することもできる。また、変速機２０は、遊星歯車式多段変速機、無段変速機、同期噛合型平行２軸式変速機（公知のＤＣＴ含む）などの種々の自動変速機、又は公知の手動変速機である。また、フロント側クラッチ３６は、電磁ドグクラッチであったが、これに限らない。例えば、フロント側クラッチ３６は、スリーブを軸方向に移動させるシフトフォークを備え、電気制御可能な或いは油圧制御可能なアクチュエータによって、そのシフトフォークが駆動される形式のドグクラッチ、又は、摩擦クラッチなどであっても良い。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
２２：トランスファ（車両用トランスファ）
４２：入力軸
４４：後輪側出力軸（出力軸）
４６：ドライブギヤ（出力部材）
４８：ハイロー切替機構
５０：前輪駆動用クラッチ（クラッチ）
７３：第２支持ベアリング（出力軸支持ベアリング）
８２：第２環状部材
８２ｂ：対向面
８２ｃ：傾斜凹溝
８４：電動モータ（モータ）
８６：ボールカム
８８ａ：第１伝達部材（伝達機構）
９２：第１環状部材
９２ａ：対向面
９２ｂ：傾斜凹溝
９２ｃ：ドラムカム部（ドラムカム）
９２ｆ：カム溝
９２ｇ：傾斜カム溝
９４：球状転動体
１０２：フォークシャフト（フォーク軸）
１０３：カム係合部材
１０４：フォーク
１１２：バネ部材
Ｃ１：第１軸線（共通軸心）
Ｃ３：第３軸線（軸心）
Ｄ：移動量
Ｈ：高速側ギヤ段（高速側変速段）
Ｌ：低速側ギヤ段（低速側変速段）

Claims (5)

  1. 共通軸心上に配列された入力軸および出力軸と、前記入力軸の回転を変速して前記出力軸に伝達するハイロー切替機構と、前記出力軸とは動力の出力先を別にする出力部材と、前記出力軸の動力の一部を前記出力部材に伝達或いは遮断する、または前記出力部材へ伝達する伝達トルクを調整するクラッチと、を備える車両用トランスファであって、
    モータと、
    前記出力軸に相対回転可能にそれぞれ支持されるとともに、対向面に傾斜凹溝がそれぞれ形成され、前記共通軸心方向の移動が不能である第１環状部材および前記クラッチ側に位置する第２環状部材と、前記第１環状部材および前記第２環状部材の傾斜凹溝内に収納された球状転動体とを有し、前記第１環状部材および前記第２環状部材のいずれかを前記モータによって前記共通軸心まわりに回転駆動することにより、前記第２環状部材を前記クラッチ側に移動させるボールカムと、
    前記第２環状部材の前記共通軸心方向の移動を前記クラッチに伝達する伝達機構と、
    前記共通軸心と平行に配置され軸心方向に移動可能に支持されたフォーク軸と、
    前記フォーク軸に連結されたカム係合部材と、
    前記カム係合部材と係合し、前記第１環状部材および前記第２環状部材のいずれかに連結され前記共通軸心まわりに回動することにより前記カム係合部材を前記フォーク軸の軸心方向に移動させるカム溝が、外周部に形成されたドラムカムと、
    前記フォーク軸に連結され、前記フォーク軸の軸心方向の移動を、高速側ギヤ段と低速側ギヤ段とを切り替える前記ハイロー切替機構に伝達するフォークとを備えることを特徴とする車両用トランスファ。
  2. 前記出力軸の両端部のうち前記ドラムカム側の端部を回転可能に支持する出力軸支持ベアリングは、前記ドラムカムの前記共通軸心方向の長さ範囲と重なるように前記ドラムカムの内側に配置される請求項１の車両用トランスファ。
  3. 前記ドラムカムに形成されたカム溝には、前記共通軸心に対して傾斜する方向に伸びた傾斜カム溝が備えられており、
    前記モータによって前記ドラムカムが前記共通軸心まわりに回動させられると、前記ドラムカムの傾斜カム溝に沿って前記カム係合部材が、前記第２環状部材の前記共通軸心方向の移動量より大きい移動量で前記フォーク軸の軸心方向に移動させられる請求項１または２の車両用トランスファ。
  4. 前記カム係合部材は、そのカム係合部材の前記共通軸心方向の移動をバネ部材を介して前記フォーク軸に伝達する請求項１から３のいずれか１の車両用トランスファ。
  5. 前記クラッチは、前記出力部材への伝達トルクを調整するクラッチであり、
    そのクラッチは、単板ないし多板クラッチである請求項１から４のいずれか１の車両用トランスファ。
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