JP5871522B2 - 四輪駆動車用トランスファ - Google Patents

Description

本発明は、四輪駆動車用トランスファに係わり、特に、高速段又は低速段への切替え、二輪駆動又は四輪駆動への切替え、及び差動制限トルクの制御を行う四輪駆動車用トランスファに関するものである。

四輪駆動車用トランスファの一例としては、２段変速を行う副変速機、前後輪の駆動力配分を行うセンターデファレンシャル（以下、「センターデフ」という。）、及びセンターデフの差動制限を行う差動制限装置を備えた四輪駆動車用駆動力伝達装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

上記特許文献１に記載された四輪駆動車用駆動力伝達装置は、高速段又は低速段への切替えと二輪駆動又は四輪駆動への切替えとを行う第１のアクチュエータを備えるとともに、差動制限装置としての多板クラッチ機構の伝達トルクを制御する第２のアクチュエータを備えている。

特開２０１０−５８６８４号公報

この種の四輪駆動車用駆動力伝達装置においてセンターデフの差動制限装置を電子制御する場合は、高速段又は低速段への切替えと二輪駆動又は四輪駆動への切替えとを行うアクチュエータの他に、差動制限装置を差動制限するアクチュエータがもう一つ必要となる。２つのアクチュエータを使用することは、大型化して重量が嵩むばかりでなく、コストアップの要因となる。このため、重量低減の面やコスト削減の面から改善の余地がある。

本発明の目的は、小型軽量化や低コスト化を可能とした四輪駆動車用トランスファを提供することにある。

［１］本発明は、エンジンからの駆動力を入力する入力軸と、前記入力軸からの駆動力を少なくとも高速又は低速の２段に切替える副変速機と、前記副変速機からの駆動力を後輪出力軸及び前輪出力軸に配分する多板クラッチ機構と、前記前輪出力軸への駆動力を断ってフリー状態とする二輪駆動モード、又は前記前輪出力軸へ駆動力を配分する四輪駆動モードに切替える二輪・四輪切替機構と、前記副変速機の高速側又は低速側への切替え、前記二輪・四輪切替機構の二輪駆動モード又は四輪駆動モードへの切替え、及び前記多板クラッチ機構の伝達トルク制御を単一のアクチュエータの回転駆動により行う切替機構と、前記副変速機を高速側又は低速側に切替える第１シフト機構と、前記二輪・四輪切替機構を前記二輪駆動モード又は前記四輪駆動モードに切替える第２シフト機構と、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第１シフト機構及び前記第２シフト機構をシフトさせる単一のシフトカムと、を備え、前記切替機構は、前記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ており、前記ラチェットレバーは、前記回転駆動部材が前記アクチュエータの基準位置からシフト方向とは反対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基準位置からシフト方向に所定の回転角で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四輪駆動車用トランスファにある。

［２］上記［１］記載の発明にあって、前記シフトカムは、高速二輪駆動モードのシフトポジション、高速四輪駆動モードのシフトポジション、又は低速四輪駆動モードのシフトポジションを設定する構成とされ、前記切替機構は、前記シフトカムを介して前記アクチュエータの基準位置からの回転方向及び回転角を制御することで、前記高速二輪駆動モード、前記高速四輪駆動モード、又は前記低速四輪駆動モードのそれぞれのシフトポジションの切替えとは独立して前記多板クラッチ機構のクラッチ押付力を調整することを特徴とする。

［３］上記［１］又は［２］記載の発明にあって、前記切替機構は、前記アクチュエータを前記基準位置からシフト方向に所定の回転角で回転させた後に前記基準位置に戻すことで、前記シフトカムを所定の回転角毎に前記シフトポジションに順送り動作させるように構成されるとともに、前記アクチュエータを前記所定の回転角で回転させることなく、前記基準位置に戻す場合には、前記シフトカムを前記アクチュエータと一緒に前記基準位置に戻すように構成され、前記アクチュエータを前記基準位置からシフト方向とは反対側に回転させた場合は、前記シフトカムを回転させることなく、前記多板クラッチ機構のみを駆動するように構成されていることを特徴とする。

［４］上記［２］又は［３］記載の発明にあって、前記高速四輪駆動モードのシフトポジション及び前記低速四輪駆動モードのシフトポジションは、前記基準位置から所定の回転角の位置に設定されるとともに、前記高速二輪駆動モードのシフトポジションは、前記所定の回転角範囲内の位置にあり、前記高速二輪駆動モード及び前記高速四輪駆動モードは、前記アクチュエータの正逆両方向の回転のうちのいずれの方向からも切替え自在に設定されていることを特徴とする。

［５］上記［２］〜［４］のいずれかに記載の発明にあって、前記高速四輪駆動モードから前記低速四輪駆動モードへの切替えは、前記シフトカムの所定の回転角の順送り動作を２回行い、前記低速四輪駆動モードから前記高速四輪駆動モードへの切替えは、前記シフトカムの所定の回転角の順送り動作を１回行うことを特徴とする。

［６］上記［１］記載の発明にあって、前記回転駆動部材に相対回転可能に同軸に配置され、前記多板クラッチ機構のクラッチ押付力を調整する多板クラッチ駆動用カムを備えており、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、前記多板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。

［７］上記［６］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基準位置からシフト方向とは反対側に回転駆動したとき前記多板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前記多板クラッチ駆動用カムを回転させ、前記多板クラッチ機構のクラッチ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基準位置からシフト方向に所定の回転角で回転駆動したとき前記被駆動突起に当接して前記回転駆動部材を停止させる第２の駆動突起とが設けられ、前記第２の駆動突起が前記被駆動突起に当接して前記回転駆動部材を停止させるとともに、前記腕部が前記駆動ピンに当接した後、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基準位置に戻ることを特徴とする。

［８］上記［６］又は［７］記載の発明にあって、前記回転駆動部材がシフト方向に所定の回転角で回転駆動したところで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いることを特徴とする。

［９］上記［１］〜［８］のいずれかに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３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おり、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、前記多板クラッチ機構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いることを特徴とする。
［１０］上記［１］〜［９］のいずれかに記載の発明にあって、前記副変速機からの駆動力を前記後輪出力軸及び前記前輪出力軸に差動配分する配分機構を備え、前記多板クラッチ機構は、前記配分機構の差動制限を行う差動制限装置として構成され、前記配分機構の差動制限を前記単一のアクチュエータの回転駆動により行うことを特徴とする。

本発明によれば、小型軽量化や低コスト化を図りながら、単一のアクチュエータにより、高速段又は低速段への切替え、二輪駆動又は四輪駆動への切替え、及び差動制限トルクの制御を行う構成が効果的に得られる。

本発明に係わる典型的な第１の実施の形態であるトランスファの一構造例を一部省略して概略的に示す説明図であり、断面を示すハッチングを省略している。 第１の実施の形態に係る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機能ブロック図である。 第１の実施の形態に係るトランスファに好適に用いられる駆動力配分装置のスケルトン図である。 （ａ）はシフト・クラッチ制御機構の分解斜視図であり、（ｂ）はシフト・クラッチ制御機構の一構成部品である切替機構の斜視図である。 第１の実施の形態に係るトランスファに好適に用いられるアクチュエータによるシフト動作範囲とクラッチ動作範囲とを説明するための図である。 （ａ）はシフト・クラッチ制御機構に好適に用いられるシフトカムのシフト位置とＨ−Ｌシフト機構及び２ＷＤ−４ＷＤシフト機構の切替えモードとの関係を示す説明図であり、（ｂ）はシフトカムを模式的に示す展開図である。 （ａ）〜（ｄ）は回転操作部材によるシフトカム順送り動作の一例を説明するための図である。 （ａ）及び（ｂ）は回転操作部材によるシフトカム順送り動作の他の一例を説明するための図である。 （ａ）及び（ｂ）はシフト・クラッチ制御機構におけるクラッチ制御の説明図である。 シフト・クラッチ制御機構に好適に用いられるチェック機構の断面図である。 シフト・クラッチ制御機構に好適に用いられるシャッター機構のシャッター部材を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）はシャッター機構の動きを説明するための説明図である。 （ａ）はシフト・クラッチ制御機構に好適に用いられるシフト機構の断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸＩＩＩｂ−ＸＩＩＩｂ線の矢視断面図である。 本発明の第２の実施の形態であるトランスファに好適に用いられる駆動力配分装置のスケルトン図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。

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

このトランスファ１は、図１に示すように、フロントケース２及びリアケース３からなるトランスファケースを有している。このフロントケース２の前側部位には、図示しないエンジンからの回転駆動を同じく図示を省略した自動変速機あるいは手動変速機を介して入力する入力軸４がベアリング５を介して回転可能に固定支持されている。この入力軸４には、フロントケース２及びリアケース３の内部にわたって同軸的に配された主出力軸である後輪出力軸６が直結されている。

この後輪出力軸６の前側部位には、図１に示すように、２段変速を行う副変速機２０、及び副変速機２０から入力する駆動力を後輪出力軸６及び前輪出力軸７に差動配分する配分機構であるセンターデフ４０が同軸的に配されている。この後輪出力軸６の後側部位には、センターデフ４０の差動制限を行う差動制限装置である多板クラッチ機構６０が同軸的に配されている。

この後輪出力軸６と平行な部位には、図１に示すように、主出力軸に対する副出力軸となる前輪出力軸７が設けられている。この後輪出力軸６のセンターデフ４０及び多板クラッチ機構６０の間には、駆動スプロケットギヤ８が同軸的に設けられている。一方の前輪出力軸７の同軸上には、駆動スプロケットギヤ８に対する従動スプロケットギヤ９が設けられている。この駆動スプロケットギヤ８と従動スプロケットギヤ９とには、環状のチェーン１０が掛け回されている。

このトランスファ１は、図１に示すように、副変速機２０において高速段Ｈ又は低速段Ｌの走行変速切替えを行うＨ−Ｌシフト機構３０と、センターデフ４０において二輪駆動（２ＷＤ）又は四輪駆動（４ＷＤ）の切替えを行う２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０とを備えている。トランスファ１は更に、Ｈ−Ｌシフト機構３０の切替え、２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０の切替え、及び多板クラッチ機構６０の接断を操作する単一のアクチュエータ１１を備えている。

このアクチュエータ１１には、図１及び図２に示すように、モータ１２のトルクを増幅する減速機１３が内蔵されている。その減速機１３による回転駆動は、アクチュエータ出力軸１４を介してＨ−Ｌシフト機構３０、２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０、及び多板クラッチ機構６０に伝達される。

このアクチュエータ１１には、図２に示すように、Ｈ−Ｌシフト機構３０、及び２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０のシフト位置を検出するスイッチ２０１からの情報やモータ回転駆動を検出するパルスセンサ２０２などの各種の情報を入力して、モータ駆動を制御する制御装置（ＥＣＵ）２００が電気的に接続されている。この制御装置２００は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータを含んで構成される。

このトランスファ１は、図１に示すように、入力軸４を介して副変速機２０に入力した駆動力を高速出力モード又は低速出力モードに切替え、副変速機２０からセンターデフ４０に入力した駆動力を２ＷＤモード又は４ＷＤモードに切替える。４ＷＤモードにおいては、チェーン１０を介して後輪出力軸６と前輪出力軸７とに伝達され、多板クラッチ機構６０を制御することで４ＷＤモードにおける後輪出力軸６と前輪出力軸７との駆動力（トルク）配分比が可変制御される。

（副変速機の構成）
この副変速機２０は、図１に示すように、Ｈ−Ｌシフト機構３０の操作により、入力軸４に入力するエンジン駆動力を少なくとも高速段Ｈ又は低速段Ｌの２段の減速比に切替えを行う。このＨ−Ｌシフト機構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切替え用のクラッチスリーブ３１を備えている。

この遊星歯車機構は、図１に示すように、入力軸４の外周に一体形成された高速用ギヤ（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プラネタリギヤ２３，…，２３とを備えている。

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

低速状態においては、クラッチスリーブ３１のスプラインが高速用ギヤ２１から脱することで、プラネタリキャリア２６の内スプライン２６ａにクラッチスリーブ３１のスプラインをスプライン係合させ、プラネタリギヤ２３から伝達された回転駆動力が、低速回転駆動力として後輪出力軸６に伝達される。一方、図１に示す高速状態においては、クラッチスリーブ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後輪出力軸６に伝達される。

（センターデフの構成）
このセンターデフ４０は、図１に示すように、２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０の操作により、副変速機２０から入力する駆動力を後輪出力軸６及び前輪出力軸７に差動配分する。この２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０は、センターデフ４０の遊星歯車機構に同軸的に配された２ＷＤ−４ＷＤ切替え機構用のクラッチスリーブ５１を二輪・四輪切替機構の一構成部品として備えている。

このセンターデフ４０のデフケース４７の内側には、図１及び図３に示すように、前後輪間の駆動力を配分する遊星歯車機構が備えられている。遊星歯車機構の構成部品は、副変速機２０に備えられた遊星歯車機構と基本的な構成において変わるところはない。この遊星歯車機構のサンギヤ４１は、ベアリング１６，１６を介して後輪出力軸６の軸回りに支持されている。サンギヤ４１と、そのサンギヤ４１とは同心状に配されたリングギヤ４２との間に形成された径方向対向空間には、複数のプラネタリギヤ４３，…，４３が介装されている。

このプラネタリギヤ４３のそれぞれは、図１及び図３に示すように、同一の位相差をもって配された支軸４４を介してキャリアケース４５に自転可能に固定支持されている。このキャリアケース４５は、サンギヤ４１と相対回転可能に後輪出力軸６の軸回りに固定支持されている。このキャリアケース４５の後端部には、円形のプラネタリキャリア４６が一体に固定されており、支軸４４の両端がキャリアケース４５とプラネタリキャリア４６とに支持固定されている。このプラネタリキャリア４６の後端側には、円形リング状のスプライン４８ａを有するスプライン部材４８が一体に形成されている。

（二輪・四輪切替機構の構成）
このセンターデフ４０と駆動スプロケットギヤ８との間には、図１及び図３に示すように、二輪・四輪切替機構が配されている。この二輪・四輪切替機構は、サンギヤ４１の延長筒部の外周にベアリング１７を介して駆動スプロケットギヤ８の延長筒部を支持するとともに、クラッチハブ４９を固定支持している。そのクラッチハブ４９の外周に形成されたスプラインがクラッチスリーブ５１と摺動自在に噛み合うようになっている。駆動スプロケットギヤ８の延長筒部にはクラッチギヤ８ａが形成されている。クラッチスリーブ５１と駆動スプロケットギヤ８の延長筒部との間には、クラッチスリーブ５１と駆動スプロケットギヤ８との回転を同期させるシンクロ機構５３が設けられている。

このクラッチスリーブ５１が図３に示す２ＷＤ高速段位置にある２ＷＤモードにおいては、クラッチスリーブ５１のスプラインとスプライン部材４８のスプライン４８ａとが互いに噛み合うと、サンギヤ４１とプラネタリキャリア４６とがクラッチスリーブ５１を介して結合される。センターデフ４０の差動作用が不能なロック状態となり、駆動スプロケットギヤ８とクラッチスリーブ５１との結合が解除されてフリー状態となる。これにより、前輪を切り離してもセンターデフ４０が空転せず、後輪を駆動することができる。

一方、クラッチスリーブ５１が図１に示す４ＷＤ高速段位置にある４ＷＤモードにおいては、クラッチスリーブ５１のスプラインがスプライン部材４８のスプライン４８ａから離脱すると、サンギヤ４１と駆動スプロケットギヤ８とがクラッチスリーブ５１を介して結合される。クラッチスリーブ５１からの駆動力がサンギヤ４１から駆動スプロケットギヤ８に伝達されるとともに、センターデフ４０の差動作用が可能なロック解除（フリー）状態となり、センターデフ４０は差動自在となる。

（多板クラッチ機構の構成）
この多板クラッチ機構６０は、図１及び図３に示すように、環状のクラッチハブ６１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６２をサンギヤ４１の延長筒部に固定している。このクラッチハブ６１とクラッチドラム６２とにより形成された第１環状空間内には、トルク伝達を行うための多数枚のクラッチプレート６３，…，６３が軸方向移動可能に支持されている。このクラッチハブ６１とクラッチドラム６２とにより形成された第２環状空間内には、リターンスプリング６５が設けられている。

この多板クラッチ機構６０は、図１に示すように、クラッチプレート６３の接断動作を制御することで、前輪及び後輪の間の差動制限の度合を調整する差動制限機構として機能するものであり、クラッチプレート６３のクラッチ締結力に応じて、後輪出力軸６及び前輪出力軸７に対して伝達されるトルク配分が変更可能である。

この多板クラッチ機構６０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６４と、アクチュエータ１１の回転運動を直線運動に変換し、クラッチ押付部材６４に軸方向変位を付与するボールカム機構７０とを備えている。このクラッチ押付部材６４は、リターンスプリング６５により多板クラッチ開放方向に付勢されており、アクチュエータ１１の回転駆動により軸方向へ移動されるようになっている。

（ボールカム機構の構成）
このボールカム機構７０は、図１及び図４に示すように、多板クラッチ機構６０のクラッチ締結力を無段階に制御する。このボールカム機構７０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）７１、及び駆動側のカムプレート（駆動カムプレート）７２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７１は、スラスト軸受７３を介して環状の固定部材７４に固定されている。一方の駆動カムプレート７２は、スラスト軸受７５を介してクラッチ押付部材６４に当接して連結されている。

この反力カムプレート７１は、図４に示すように、アクチュエータ出力軸１４側に向けて延在する自由端部を位置決めロッド１０７に支持している。この位置決めロッド１０７は、アクチュエータ出力軸１４と同軸上に回転可能に支持された多板クラッチ駆動用の板カム７６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７２は、図４に示すように、反力カムプレート７１とは所定角度の位相差をもってアクチュエータ出力軸１４側に向けて延在する先細り状のアーム部７２ａが一体形成されている。そのアーム部７２ａの先端部分にはカムフォロア７７が回転自在に軸支されている。そのカムフォロア７７は、板カム７６のカム面７６ａに常時接触されており、アクチュエータ１１の回転をボールカム機構７０に伝達するようになっている。

ボールカム機構７０の駆動カムプレート７２は、カムフォロア７７が板カム７６のカム面７６ａにならって回転駆動するので、例えばピニオンギヤにより駆動カムプレートを回転駆動する構成と比べて、クラッチプレート６３の間が離間しているクラッチ締結解除状態からクラッチ締結状態へ移る際の長い移動距離をアクチュエータ１１による小さい回転角度で移動させることが可能となる。

この多板クラッチ機構６０を締結する場合は、アクチュエータ１１の後側からみて、板カム７６がアクチュエータ出力軸１４の軸心回りに正回転方向に右回転することで、駆動カムプレート７２が反力カムプレート７１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７２が回転駆動すると、駆動カムプレート７２は、ボールカム溝内のボール７８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７２が移動すると、クラッチ押付部材６４は、後輪出力軸６の軸方向前方に押されてクラッチプレート６３を押圧する。これにより、アクチュエータ１１の回転量に応じてクラッチ押付力が増加する。

一方、多板クラッチ機構６０の締結を解除する場合は、上記操作とは逆に板カム７６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７６のカム面７６ａの形状に対応する変化パターンで、多板クラッチ機構６０のクラッチ押付部材６４を後輪出力軸６の軸方向に移動させることができる。

この多板クラッチ機構６０のクラッチ締結力を制御することで、前後輪のトルク配分が前後５０：５０の直結による４ＷＤからセンターデフ４０によるトルク配分比の範囲でセンターデフ４０の差動作用の制限が行われる。摩擦摺動するクラッチプレート６３が完全に締結された状態になると、センターデフ４０の差動が制限され、前後輪のトルク配分が前後直結状態となり、前輪出力軸６と後輪出力軸７との回転数が同じになる。多板クラッチ機構６０が滑りを許容する状態で前後輪のトルク配分が自動的に移行するオート４ＷＤモードと、多板クラッチ機構６０の滑りがなく、前後輪のトルク配分が前後直結状態となるリジッド４ＷＤモードとが実現される。

（シフト機構の構成）
このシフト機構は、図１に示すように、Ｈ−Ｌシフト機構３０と２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０とからなり、２本のシフトロッド３２，５２が後輪出力軸６と平行に配されている。このＨ−Ｌシフト機構３０のシフトロッド３２の一端部は、フロントケース２に回転可能に固定支持されており、シフトロッド３２の他端部は、一対のベアリング１５，１５を介してリアケース３に回転可能に固定支持された切替機構である回転駆動部材８１に支持されている。一方の２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０のシフトロッド５２は、一端部がフロントケース２に片持ち状態で固定支持されている。

このＨ−Ｌシフト機構３０のシフトロッド３２には、図１に示すように、円筒状のシフトカム３３が同軸的に固定支持されている。このシフトカム３３の外周面には、アクチュエータ１１の回転運動をＨ−Ｌシフト機構３０と２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０との直線運動に変換するＨ−Ｌカム溝３３ａ及び２ＷＤ−４ＷＤカム溝３３ｂが独立して形成されている。

このＨ−Ｌカム溝３３ａには、Ｈ−Ｌシフト機構３０の一端が係合されており、その他側がＨ−Ｌ切替え用のクラッチスリーブ３１に係合されている。一方の２ＷＤ−４ＷＤカム溝３３ｂには、２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０の一端が係合されており、その他端が２ＷＤ−４ＷＤ切替機構用のクラッチスリーブ５１に係合されている。

（シフト・クラッチ制御機構の構成）
この第１の実施の形態に係る一つの主要な基本の構成は、図２及び図４に示すように、Ｈ−Ｌシフト機構３０、２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０、及び多板クラッチ機構６０を制御するシフト・クラッチ制御機構８０にある。従って、上記のように構成されたトランスファ１は、従来のものと基本的な構成において変わるところはない。よって、トランスファ１の全体構成は、図示例に限定されるものではない。

この第１の実施の形態に係る典型的なシフト・クラッチ制御機構８０は、図１、図２及び図４に示すように、単一のアクチュエータ１１によって副変速機２０の切替え動作、二輪・四輪切替機構の切替え動作、及び多板クラッチ機構６０の接断動作を個別に制御することを可能とする。図示例によると、この制御は、シフトカム３３のチェック位置を制御原点とした一方側に所定の回転角でクラッチ制御を行い、チェック位置を制御原点とした一方側とは逆の他方側に所定の回転角で副変速機２０の切替えと二輪・四輪切替機構の切替えとを行っている。

下記の表１に、２ＷＤ高速段位置（２Ｈポジション）、４ＷＤ高速段位置（４Ｈポジション）、及び４ＷＤ低速段位置（４Ｌポジション）の３つのシフトポジションにおける副変速機２０、センターデフ４０、駆動スプロケット（ＦＲスプロケット）８、及び多板クラッチ機構６０の状態を示す。

図５を参照すると、同図にはアクチュエータ１１によるシフト動作範囲とクラッチ動作範囲との関係が示されている。以下の説明において、シフト方向とは、アクチュエータ１１の後側からみて左回りをいい、クラッチ押付方向とは、アクチュエータ１１の後側からみて右回りをいう。アクチュエータ１１によるシフト動作範囲は、シフトカム３３の制御原点（以下、「基準位置」ともいう。）Ａから左回りに回転角θ１の停止位置Ｂに達するまでの範囲であり、１２０°に設定されている。アクチュエータ１１を基準位置Ａからシフト方向に１２０°の回転角で回転させた後に基準位置Ａに戻すことで、シフトカム３３が３つのシフトポジションの切替えを順番に繰り返す順送り動作が行われる。

一方、アクチュエータ１１によるクラッチ動作範囲は、図５に示すように、制御原点Ａから右回りの回転角θ２の範囲に設定されている。このクラッチ動作範囲は、クラッチ押付部材６４の初期位置であるフリー位置Ａ１からクラッチ押付部材６４の押付開始位置である４ＷＤ原点（クラッチ伝達トルクゼロ点）Ｂ１までのクラッチ隙間領域と、クラッチ押付部材６４の４ＷＤ原点Ｂ１からクラッチ押付部材６４の押付最大位置Ｃ１までの４ＷＤ制御領域とに区分されている。

このシフト・クラッチ制御機構８０は、図１及び図４に示すように、Ｈ−Ｌシフト機構３０をシフトロッド３２に沿って直線移動させるとともに、２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０をシフトロッド５２に沿って直線移動させるシフトカム３３と、多板クラッチ機構６０のクラッチ押付力を変化させる板カム７６と、シフトカム３３及び板カム７６を個別に回転駆動させる回転駆動部材（切替機構）８１とにより主に構成されている。このシフトカム３３、板カム７６、及び回転駆動部材８１は、アクチュエータ出力軸１４と同軸上に配されており、アクチュエータ１１の回転量に応じて動作する。

（回転駆動部材の構成）
この回転駆動部材８１は、図１及び図４に示すように、シフトカム対向側の大径部分８２と板カム対向側の小径部分８３とが中心線Ｏ方向に段差をもつ中間段差部８３ａを介して一体形成された円筒体からなる。この大径部分８２は、シフトカム３３の端面と対向して配置されており、シフトロッド３２の一端部が大径部分８２及び中間段差部８３ａに連通して形成された中心孔部に相対回転可能に支持されている。

この小径部分８３の外周部は、図１及び図４に示すように、一対のベアリング１５，１５を介してリアケース３に回転可能に支持されている。小径部分８３の内周部は、スプラインによる固定状態でアクチュエータ出力軸１４と結合されている。中間段差部８３ａの外周部には、板カム７６が相対回転可能に支持されている。

この回転駆動部材８１の大径部分８２には、図４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７６側に突出して形成されている。

この駆動突起８４，８５は、図４に示すように、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７６に形成された被駆動突起７６ｃに当接して板カム７６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、図４に示すように、回転駆動部材８１の左回転駆動により、板カム７６の被駆動突起７６ｃ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。この板カム７６の被駆動突起７６ｃは、駆動突起８４の駆動面８４ａと駆動突起８５のストッパ面８５ａとの間の同一円周上に突出形成されている。

この一対の駆動突起８４，８５の間に切欠して形成された平坦状の大径部分８２の外面には、図４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３３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。

このラチェットレバー８７の回転基部には、図４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３３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、図４に示すように、シフトカム３３の端面に形成されたラチェット溝３３ｄ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３３ｄとの係合を阻止する突部９２が突出して形成されている。

このラチェットレバー８７には、図４に示すように、回転軸８６と直交する一対のシフトカム３３側の腕部８８と板カム７６側の腕部８８とが一体に形成されている。この一対の腕部８８は、回転駆動部材８１の回転中心線から右回り方向に傾斜している。この一対の腕部８８の右回り方向の側面は、回転軸８６に対称に形成されたカム面８８ａ，８８ｂを有している。

このカム面８８ａは、回転駆動部材８１が制御原点からシフト方向とは逆側の右方向（多板クラッチ押付方向）へ回転駆動したとき、ラチェット爪９１をシフトカム３３のラチェット溝３３ｄから離脱させる開放状態に保持し、クラッチ制御動作中にシフトカム３３を回転させないようにするものである。一方のカム面８８ｂは、回転駆動部材８１が制御原点から停止位置まで左方向（シフト方向）へ１２０°回転駆動したとき、ラチェット爪９１を開放させるものである。

（シフト制御機構の構成）
一方の板カム７６には、図４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７６ｂ，７６ｂが突出して形成されている。この長尺の駆動ピン７６ｂは、ラチェットレバー８７のシフトカム３３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７６ｂは、ラチェットレバー８７の板カム７６側の腕部８８の回転軌跡内に配されている。

この長尺の駆動ピン７６ｂは、図４に示すように、回転駆動部材８１が制御原点からクラッチ押付方向へ回転駆動したとき、回転駆動部材８１の腕部８８のカム面８８ａに当接して押圧することで、ラチェット爪９１をシフトカム３３のラチェット溝３３ｄから離脱させ、ラチェット爪９１を開放する。一方の短尺の駆動ピン７６ｂは、回転駆動部材８１が制御原点からシフト方向へ１２０°回転駆動したとき、回転駆動部材８１の腕部８８のカム面８８ｂに当接して押圧することで、ラチェット爪９１を開放する。

このシフトカム３３のラチェット溝３３ｄと、板カム７６の駆動ピン７６ｂ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。この回転駆動部材８１の回転中心線の法線方向の軸線を中心としてラチェットレバー８７が双方向回転可能に固定支持された構成となっており、ラチェット爪９１がラチェット溝３３ｄ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。

（シフトカムの構成）
図６を参照すると、同図にはシフトカム３３のシフト位置と、Ｈ−Ｌシフト機構３０及び２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０の切替えモードとの関係が示されている。シフトカム３３の外周面には、１２０°の位相差をもって３つのシフトポジションが設定されている。図示例では、４Ｈポジション、ダミーポジション、及び４Ｌポジションのそれぞれが、１２０°の間隔で配置されており、２Ｈポジションは、４Ｈポジションとダミーポジションとの間に設定されている。

このシフトカム３３のＨ−Ｌカム溝３３ａは、図６に示すように、４Ｈポジションからダミーポジションまでの区間をシフトカム３３の回転軸線に直交する直線カム溝とし、ダミーポジションから４Ｌポジションまでの区間を傾斜カム溝とし、４Ｌポジションから４Ｈポジションまでの区間を傾斜カム溝としており、２Ｈポジションが４Ｈポジションとダミーポジションとの間の直線カム溝に設定されている。

一方の２ＷＤ−４ＷＤカム溝３３ｂは、図６に示すように、４Ｈポジションから２Ｈポジションまでの区間を傾斜カム溝とし、２Ｈポジションからダミーポジションまでの区間を直線カム溝とし、ダミーポジションから４Ｌポジションまでの区間を傾斜カム溝として設定されている。

（シフトカムの順送り動作）
この第１の実施の形態に係るもう一つの主要な基本の構成は、Ｈ−Ｌシフト機構３０及び２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０のシフト動作にある。このシフト動作は、図６に示すように、アクチュエータ１１を基準位置Ａ（シフトカム３３のチェック位置）からシフト方向に所定の回転角で回転させた後に基準位置Ａに戻すアクチュエータ１１の往復回転動作を繰返すことで、シフトカム３３が４Ｈポジション、ダミーポジション、及び４Ｌポジションの３つのシフトポジションに順送り動作するようになっている。

アクチュエータ１１を基準位置Ａから１２０°の回転角（図５に示す停止位置Ｂ）に達するまで回転駆動させると、シフトカム３３は、チェック位置で決められた現在のポジションから次のポジションまで回転する。ここで、現在のポジションが４Ｈポジションであり、ダミーポジションが次のポジションであるとすれば、シフト操作を１２０°の回転角で行うと、ダミーポジションでチェック位置決めされる。続けてシフトカム３３をシフト操作すると、シフトカム３３は、ダミーポジションから４Ｌポジションに回転する。

アクチュエータ１１を基準位置Ａから１２０°の回転角で駆動回転させることなく、シフトカム３３の次のチェック位置に達する前に基準位置Ａに戻した場合は、シフトカム３３をアクチュエータ１１と一緒に基準位置Ａに戻すようになっている。アクチュエータ１１を基準位置Ａからクラッチ押付方向に駆動回転させた場合は、シフトカム３３を回転させることなく、多板クラッチ機構６０のみを駆動するようになっている。

（２Ｈと４Ｈとの切替え）
Ｈ−Ｌシフト機構３０及び２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０の４Ｈから２Ｈへの切替え、あるいは２Ｈから４Ｈへの切替えは、図６に示すように、アクチュエータ１１を４Ｈポジションから１２０°以下の位置にある２Ｈポジションまで駆動回転させた後に停止させて保持する。このシフト操作により、２Ｈポジションとなる。アクチュエータ１１を基準位置Ａからシフト方向に駆動回転させた場合でも、１２０°まで駆動回転させない場合は、回転駆動部材８１のラチェットレバー８７のラチェット爪９１は常に、シフトカム３３のラチェット溝３３ｄに噛み合っており、アクチュエータ１１とシフトカム３３とは一体で回転する。よって、アクチュエータ１１を１２０°の回転角に達する前の位置に保持した場合は、シフトカム３３は１２０°に達する前の位置に保持される。

アクチュエータ１１を１２０°に達する前の位置から基準位置Ａへ戻すと、シフトカム３３もアクチュエータ１１と一緒に基準位置Ａに戻る。アクチュエータ１１を２Ｈポジションから基準位置Ａに戻すと、シフトカム３３は、アクチュエータ１１と一緒に回転して４Ｈポジションとなる。

従って、２Ｈ及び４Ｈは、アクチュエータ１１の正逆両方向の駆動回転のうちのいずれの方向からも切替え自在に設定されており、車両走行中でも、切替えが必要な２Ｈと４Ｈとの間は、４Ｌを通ることなく、相互に切替えが可能となる。

（４Ｈから４Ｌへの切替え）
Ｈ−Ｌシフト機構３０及び２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０の４Ｈから４Ｌへの切替えにおいては、図６に示すように、シフトカム３３の４Ｈポジションから４Ｌポジションまでは２４０°の位相差をもって離れているため、アクチュエータ１１による１回の順送り動作では、シフトカム３３を４Ｈポジションから４Ｌポジションにシフト動作させることはできない。図示例にあっては、アクチュエータ１１を基準位置Ａからシフト方向に１２０°の順送り動作を２回繰り返すことで、シフトカム３３を４Ｌポジションに切替えることができる。

（４Ｌから４Ｈへの切替え）
Ｈ−Ｌシフト機構３０及び２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０の４Ｌから４Ｈへの切替えは、図６に示すように、シフトカム３３の４Ｌポジションから４Ｈポジションまでは１２０°の間隔であり、アクチュエータ１１による１回の順送り動作で済む。アクチュエータ１１を基準位置Ａからシフト方向に１２０°の順送り動作を行うことで、シフトカム３３を１回のシフト動作で４Ｌポジションから４Ｈポジションへ切替えることが可能となる。

このように、４Ｈから４Ｌへの切替えは、シフトカム３３の所定の回転角の順送り動作を２回行い、４Ｌから４Ｈへの切替えは、シフトカム３３の所定の回転角の順送り動作を１回行う。このシフト動作により、制御原点Ａを起点に所定の回転角をもって往復回転を繰り返すことで、４Ｈポジション、及び４Ｌポジションの切替えを行うことができる。

（回転操作部材によるシフトカム順送り動作）
図７を参照すると、同図には、シフトカム３３、板カム７６、及び回転駆動部材８１を組み付けた状態が展開して示されている。同図において、チェックボール１０４の両側に位置する２つの駆動ピン７６ｂ、及び被駆動突起７６ｃは同一のものであるが、展開図としては別々に表している。

以下に、図７を参照しながら、回転操作部材８１によるシフトカム３３の順送り動作の一例を説明する。なお、図７では、シフトカム３３のＨ−Ｌカム溝３３ａを例示して回転操作部材８１の動作を説明する。

図７（ａ）において、回転駆動部材８１は基準位置にあり、回転操作部材８１のラチェット爪９１は、シフトカム３３のラチェット溝３３ｄに噛み合った状態にある。シフトカム３３はチェック位置に停止している。板カム７６は制御開始前の停止位置にある。

図７（ｂ）においては、回転駆動部材８１が基準位置からシフト方向（左方向）に回転駆動している状態にある。回転駆動部材８１のラチェット爪９１は、シフトカム３３のラチェット溝３３ｄに噛み合っており、シフトカム３３と回転駆動部材８１とが一体に往路回転している。板カム７６は、停止位置に残ったままの状態で停止している。

この回転駆動部材８１の回転角が１２０°に達すると、図７（ｃ）に示すように、チェックボール１０４が次のチェック溝３３ｃに嵌合してシフト位置が位置決めされる。シフターピン３８は、シフトカム３３のＨ−Ｌカム溝３３ａに沿って軸方向に案内移動され、次のポジションへの移動を完了している。

図７（ｃ）においては、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７６の被駆動突起７６ｃに当接して停止するとともに、板カム７６の短尺の駆動ピン７６ｂがラチェットレバー８７の板カム７６側の腕部８８ｂ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。

このラチェット爪９１がシフトカム３３のラチェット溝３３ｄから離脱すると、図７（ｄ）に示すように、シフトカム３３をシフト位置に残したままの状態で、回転駆動部材８１だけが基準位置（右方向）に復路（戻り）回転する。ラチェット爪９１は、シフトカム３３の端面に沿って右方向に回転し、ラチェット溝３３ｄに噛み合っていない。

上記回転駆動部材８１の動作により、シフトカム３３を４Ｈポジション、ダミーポジション、及び４Ｌポジションの３つのシフトポジションに順送り動作させることができる。

ところで、トランスファ１の切替え操作後にトランスミッションをあまり早く操作すると、シフトの途中でエンジン駆動力が入力され、シフト機構の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、図８に示すように、回転駆動部材８１のラチェット爪９１をシフトカム３３のラチェット溝３３ｄにおけるシフト方向の端面に引っ掛かった係合状態からラチェット溝３３ｄのシフト方向とは反対側の端面に引っ掛かった係合状態で、シフトカム３３と回転駆動部材８１とをアクチュエータ１１と一体に回転させる。これにより、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。

（クラッチ制御機構の構成）
このシフト・クラッチ制御機構８０のもう一つの主要部を構成するクラッチ制御機構は、図４に示すように、板カム７６の被駆動突起７６ｃと回転駆動部材８１の駆動突起８４とにより主に構成されており、アクチュエータ１１を制御原点からシフト方向とは反対側に駆動回転させることで、シフトカム３３を回転させることなく、多板クラッチ機構６０のみを駆動するように構成されている。

この板カム７６の外周に形成されるカム面７６ａは、図４に示すように、カム立ち上がり部分７６ｄをシフトロッド３２及びカム面７６ａ間の距離の変化率が二次曲線的に変化する非線形に形成されるとともに、そのカム立ち上がり部分７６ｄ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７６の一方が板カム７６の逆回転を阻止する位置決めロッド１０７に固定支持されるとともに、板カム７６の他方が板カム７６のカム面７６ａに沿って移動するカムフォロア７７を介して駆動される。

この板カム７６の作用により、多板クラッチ機構６０のクラッチプレート６３の遊び部分を少ない回転角で、多板クラッチ機構６０の初期位置からクラッチプレート６３間の隙間を縮めてクラッチ押付力が作用する。従って、多板クラッチ機構６０の初期位置からクラッチプレート６３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。

（回転操作部材によるクラッチ制御の構成）
図９を参照すると、同図には、図７と同様に、シフトカム３３、板カム７６、及び回転駆動部材８１を組み付けた状態が展開して示されている。図９（ａ）において、回転駆動部材８１を右方向に回転駆動させることで、回転駆動部材８１の駆動突起８４の駆動面８４ａが板カム７６の被駆動突起７６ｃに当接する位置が、多板クラッチ機構６０における制御開始位置となる。

この多板クラッチ機構６０においては、図９（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における腕部８８のカム面８８ａが、板カム７６の長尺の駆動ピン７６ｂ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。

この板カム７６の被駆動突起７６ｃは、図９（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３３をシフトポジションに残したままの状態で、板カム７６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、板カム７６の駆動ピン７６ｂの作用により開放状態に保持される。

この板カム７６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７６の回転に伴い、駆動カムプレート７２が反力カムプレート７１に対して一定方向に回転駆動される。駆動カムプレート７２は、ボールカム溝内のボール７８による押圧を受けながら、カムフォロア７７を介してクラッチプレート６３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７６の回転に応じてクラッチ押付力を減少させる。

上記第１の実施の形態に係るシフト・クラッチ制御機構８０によると、以下の様々な効果が得られる。

（１）単一のアクチュエータ１１を用いることで、高速段Ｈ又は低速段Ｌの切替え、２ＷＤ又は４ＷＤの切替え、及び差動制限トルクの制御を行うことが可能となる。
（２）Ｈ−Ｌシフト機構３０、２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０、及び多板クラッチ機構６０を駆動操作する機構をモジュール化することが容易な構造が得られる。
（３）一つのアクチュエータ１１で、高速段Ｈ又は低速段Ｌの切替え、２ＷＤ又は４ＷＤの切替え、及び差動制限トルクの制御を行うことが可能であるため、トランスファ１の全体構造を安価にかつ小型軽量に設計することができる。
（４）使用頻度の多い２ＷＤモード及び高速４ＷＤモードの切替えは、車両走行中においても、アクチュエータ出力軸１４の正逆両方向（左右方向）の回転のうちのいずれの方向からも切替え可能である。
（５）高速４ＷＤモードから低速４ＷＤモードへの切替えは、シフト順送り動作を連続して２回行う必要があり、若干切替え時間が長くなるものの、低速４ＷＤモードを使用する頻度は非常に少ないため、ユーザーの不便は最小限に抑えられる。
（６）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３３ｄ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。
（７）Ｈ−Ｌシフト機構３０、及び２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０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。
（８）回転駆動部材８１の駆動突起８５、及び板カム７６の被駆動突起７６ｃが、シフトカム３３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。

（チェック機構の構成）
このシフトカム３３の回転駆動部材寄りの端部には、図１、図２、図４及び図１０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３３のシフト位置を決めるものであり、シフトカム３３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チェックブロック１０２とを備えている。

このチェックブロック１０２は、図４及び図１０に示すように、チェック部１０１の外周に放射状に延在されている。このチェックブロック１０２の内部には、コイルスプリング１０３の弾性反発力（付勢力）によりシフトカム３３のチェック溝３３ｃに押付けられるチェックボール１０４が設けられている。チェックブロック１０２の先端部開口は、プラグ１０５により閉鎖されている。

このチェックボール１０４が嵌め入れられて係合するチェック溝３３ｃは、図４及び図１０に示すように、シフトカム３３の端部に形成されている。このシフトカム３３のチェック溝３３ｃは、シフトカム３３のラチェット溝３３ｄで決まるシフト位置となる３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３３ｃに対する係合で、４Ｈ、ダミー、及び４Ｌの３つのシフトポジションのシフト位置を位置決めしている。

このチェック部１０１とチェックブロック１０２との間には、図４及び図１０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７６の逆回転を阻止するとともに、反力カムプレート７１を支持する位置決めロッド１０７に貫通して支持されている。

ところで、クラッチプレート６３を押付けた状態でアクチュエータ１１が駆動力を失うと、多板クラッチ機構６０の反発力によりアクチュエータ１１が逆転駆動する場合がある。

この第１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多板クラッチ機構６０の反発力によりアクチュエータ１１を逆転駆動させるときに放出するエネルギーよりも大きくなるように、チェック機構１００のチェックトルクと回転角とを設定することにある。

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３３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３３ｃ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３３ｃ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。

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３３の回転角……（１）

上記第１の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。

（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１１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１１の駆動を失うような故障に対してシフトカム３３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チェックボール１０４を設けた構成となっているため、安価なチェックボール１０４及びコイルスプリング１０３により強いチェックトルクを発生することができる。

（シャッター機構の構成）
この回転駆動部材８１が、図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、シフトカム３３のシフト位置から戻り方向へ回転駆動するとき、ラチェットレバー８７のラチェット爪９１がシフトカム３３のラチェット溝３３ｄに嵌まり込むと、シフトカム３３は、回転駆動部材８１と一緒に回転してしまうことになる。

この第１の実施の形態では、図４、図１１及び図１２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７６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３３ｄに対する嵌まり込みを阻止することができる。

このシャッター部材１１０は、図１１及び図１２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。

図１２を参照すると、同図には、回転駆動部材８１がシフトカム３３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１２（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３３のラチェット溝３３ｄを閉鎖した状態で配される。

この回転駆動部材８１が、図１２（ａ）に示すように、シフトカム３３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の腕部８８は、図１２（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７６の短尺の駆動ピン７６ｂに当接する。

このラチェットレバー８７は、図１２（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７６の短尺の駆動ピン７６ｂ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３３のラチェット溝３３ｄから離脱して開放される。このラチェット爪９１が開放されると、ラチェットレバー８７の突部９２が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。

このシャッター部材１１０は、図１２（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３３のラチェット溝３３ｄを閉鎖する。このラチェットレバー８７の突部９２が、図１２（ｃ）及び図１２（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。

上記第１の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。

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３３のラチェット溝３３ｄ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３３ｄ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３３の回転を阻止することができるようになる。

この第１の実施の形態に係るシフト・クラッチ制御機構８０のもう一つの主要な構成は、Ｈ−Ｌシフト機構３０、及び２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０にある。

（Ｈ−Ｌシフト機構の構成）
このＨ−Ｌシフト機構３０は、図１３に示すように、フォーク本体３４及び摺動ホルダ３５がコイルバネ３６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３４の一側は、シフトロッド３２に移動可能に挿通支持されている。このフォーク本体３４の他側には、Ｈ−Ｌ切替え用のクラッチスリーブ３１に係合した二股状のシフトフォークが延出されている。フォーク本体３４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３４ａ，３４ａがシフトロッド軸方向両側にそれぞれ形成されている。

一方の摺動ホルダ３５は、図１３に示すように、シフトロッド３２と同軸上に挿通支持される一対の摺動脚部３５ａ，３５ａを介してフォーク本体３４に相対移動可能に設けられている。この摺動脚部３５ａは、フォーク本体３４のバネ荷重受部３４ａ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３５ａの間の間隔は、フォーク本体３４の長さ方向両側一対のバネ荷重受部３４ａ間の間隔に略等しく設定されている。

この一対の摺動脚部３５ａの対向内面には、図１３に示すように、一対の円形のワッシャ３７，３７がシフトロッド３２と同軸上に配されている。このワッシャ３７は、フォーク本体３４の幅方向両側一対のバネ荷重受部３４ａ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３５ａ及びワッシャ３７は、図１３に示すように、コイルバネ３６の両端を保持するバネ保持機能と、コイルバネ３６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３４のバネ荷重受部３４ａと摺動ホルダ３５の摺動脚部３５ａとの相対移動で生じるコイルバネ３６の圧縮力及び復元力によってシフト操作力を蓄積する待ち機構が構成される。

この摺動ホルダ３５の長さ方向一端部には、図１３に示すように、シフトロッド３２に沿って延びるアーム部３５ｂが一体に形成されている。このアーム部３５ｂの先端部には円柱状のシフターピン３８が突出して支持されている。このシフターピン３８はＨ−Ｌカム溝３３ａ内に摺動自在に遊嵌されている。シフターピン３８は、アーム部３５ｂを介してフォーク本体３４よりもシフトカム３３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。

シフトカム３３の回転運動は、図１３に示すように、Ｈ−Ｌカム溝３３ａの傾斜部に沿って移動するシフターピン３８を介して摺動ホルダ３５へと伝達され、摺動ホルダ３５の直線運動に変換される。この直線運動は、コイルバネ３６を介してシフトロッド３２に沿ってフォーク本体３４を直線運動させる。このフォーク本体３４の直線運動により、フォーク本体３４を介して副変速機２０のサンギヤ２１とプラネタリギヤ２３との間で駆動力の連結・切断を行うクラッチスリーブ３１をシフトさせ、副変速機２０の高速段Ｈと低速段Ｌの切替えが行われる。

（２ＷＤ−４ＷＤシフト機構の構成）
この２ＷＤ−４ＷＤシフト機構５０は、Ｈ−Ｌシフト機構３０と基本的な構成において変わるところはない。図１において、Ｈ−Ｌシフト機構３０の構成要素と同等の構成要素には同一の部材名と符号を付している。従って、Ｈ−Ｌシフト機構３０と実質的に同じ部材に関する詳細な説明は省略する。

このフォーク本体３４の一側は、シフトロッド５２に移動可能に挿通支持されている。フォーク本体３４の他側には、２ＷＤ−４ＷＤ切替機構用のクラッチスリーブ５１に係合した二股状のシフトフォークが延出されている。シフトカム３３の回転運動は、２ＷＤ−４ＷＤカム溝３３ｂの傾斜部に沿って移動するシフターピン３８を介して摺動ホルダ３５へと伝達され、摺動ホルダ３５の直線運動に変換される。この直線運動は、コイルバネ３６を介してシフトロッド５２に沿ってフォーク本体３４を直線運動させる。このフォーク本体３４の直線運動により、フォーク本体３４を介して２ＷＤ−４ＷＤ切替機構用のクラッチスリーブ５１をシフトさせ、２ＷＤモードと４ＷＤモードの切替えが行われる。

上記第１の実施の形態に係るシフト機構の構成によると、以下の効果が得られる。

（１）摺動ホルダ３５の摺動脚部３５ａに、ワッシャ３７を介してコイルバネ３６の両端を保持する機能と、コイルバネ３６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３４に対する摺動ホルダ３５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３５に必要な移動ストロークが確保され、フォーク本体３４の長さ方向が不必要に長くなることもない。
（２）この摺動ホルダ３５の摺動脚部３５ａ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３４のシフトロッド軸方向の長さは、少なくとも摺動脚部３５ａがフォーク本体３４のバネ荷重受部３４ａ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３５及びコイルバネ３６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３４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が得られる。

［第２の実施の形態］
図１４を参照すると、図１４には、駆動力配分装置の他の一構成例が示されている。上記第１の実施の形態では、前後輪の駆動力配分を行うセンターデフ４０、及びセンターデフ４０の差動制限を行う多板クラッチ機構６０を備えたトランスファ１の構成を例示したが、この第２の実施の形態にあっては、センターデフ４０を有しないトランスファ１の駆動力配分装置を例示している。なお、同図において上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、これらの部材に関する詳細な説明は省略する。

この多板クラッチ機構６０は、図１４に示すように、副変速機２０からの駆動力を後輪及び前輪にトルク配分する配分機構として構成されるとともに、差動制限機構として構成されている。多板クラッチ機構６０の環状のクラッチドラム６２の延長部分は、ベアリング１７を介して駆動スプロケットギヤ８を支持するとともに、クラッチハブ４９を固定支持している。このクラッチハブ４９の外周に形成されたスプラインがクラッチスリーブ５１と摺動自在に噛み合うようになっており、二輪・四輪切替機構として構成される。

（第２の実施の形態の効果）
この第２の実施の形態に係るトランスファに適用される駆動力配分装置にあっても、上記シフト・クラッチ制御機構８０を用いることで、単一のアクチュエータ１１によって副変速機２０の高速側又は低速側への切替えと、二輪駆動モード又は四輪駆動モードへの切替えと、多板クラッチ機構６０の差動制限とを個別に制御することが可能である。

上記実施の形態に係る四輪駆動車用トランスファにあっては、センターデフ付きＦＲタイプ、及びセンターデフを備えないＦＲタイプの四輪駆動車用トランスファについて説明したが、本発明は、これに限定されるものではないことは勿論であり、例えばＦＦタイプの四輪駆動車用トランスファに効果的に使用することができる。また、上記実施の形態では、ＨポジションとＬポジションとの走行変速切替を行う副変速機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。

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。

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

１…トランスファ、２…フロントケース、３…リアケース、４…入力軸、５，１５，１６，１７…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、８ａ…クラッチギヤ、９…従動スプロケットギヤ、１０…チェーン、１１…アクチュエータ、１２…モータ、１３…減速機、１４…アクチュエータ出力軸、２０…副変速機、２１，４１…サンギヤ、２２，４２…リングギヤ、２３，４３…プラネタリギヤ、２４，４４…支軸、２５…キャリアケース、２６，４６…プラネタリキャリア、２６ａ…内スプライン、３０…Ｈ−Ｌシフト機構、３１，５１…クラッチスリーブ、３２，５２…シフトロッド、３３…シフトカム、３３ａ…Ｈ−Ｌカム溝、３３ｂ…２ＷＤ−４ＷＤカム溝、３３ｃ…チェック溝、３３ｄ…ラチェット溝、３４…フォーク本体、３４ａ…バネ荷重受部、３５…摺動ホルダ、３５ａ…摺動脚部、３５ｂ…アーム部、３６…コイルバネ、３７…ワッシャ、３８…シフターピン、４０…センターデフ、４５…キャリアケース、４７…デフケース、４８…スプライン部材、４８ａ…スプライン、４９…クラッチハブ、５０…２ＷＤ−４ＷＤシフト機構、５３…シンクロ機構、６０…多板クラッチ機構、６１…クラッチハブ、６２…クラッチドラム、６３…クラッチプレート、６４…クラッチ押付部材、６５…リターンスプリング、７０…ボールカム機構、７１…反力カムプレート、７２…駆動カムプレート、７２ａ…アーム部、７３，７５…スラスト軸受、７４…固定部材、７６…板カム、７６ａ，８８ａ，８８ｂ…カム面、７６ｂ…駆動ピン、７６ｃ…被駆動突起、７６ｄ…カム立ち上がり部分、７７…カムフォロア、７８…ボール、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、８９…バネ、９０…ラチェット部、９１…ラチェット爪、９２…突部、１００…チェック機構、１０１…チェック部、１０２…チェックブロック、１０３…コイルスプリング、１０４…チェックボール、１０５…プラグ、１０６…保持片、１０７…位置決めロッド、１１０…シャッター部材、１１１…挿入孔、１１２…第１突出片、１１３…第２突出片、１１４…捻りバネ、２００…ＥＣＵ、２０１…スイッチ、２０２…パルスセンサ

Claims (10)

1. エンジンからの駆動力を入力する入力軸と、
   前記入力軸からの駆動力を少なくとも高速又は低速の２段に切替える副変速機と、
   前記副変速機からの駆動力を後輪出力軸及び前輪出力軸に配分する多板クラッチ機構と、
   前記前輪出力軸への駆動力を断ってフリー状態とする二輪駆動モード、又は前記前輪出力軸へ駆動力を配分する四輪駆動モードに切替える二輪・四輪切替機構と、
   前記副変速機の高速側又は低速側への切替え、前記二輪・四輪切替機構の二輪駆動モード又は四輪駆動モードへの切替え、及び前記多板クラッチ機構の伝達トルク制御を単一のアクチュエータの回転駆動により行う切替機構と、
   前記副変速機を高速側又は低速側に切替える第１シフト機構と、
   前記二輪・四輪切替機構を前記二輪駆動モード又は前記四輪駆動モードに切替える第２シフト機構と、
   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第１シフト機構及び前記第２シフト機構をシフトさせる単一のシフトカムと、
   を備え、
   前記切替機構は、前記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ており、
   前記ラチェットレバーは、前記回転駆動部材が前記アクチュエータの基準位置からシフト方向とは反対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基準位置からシフト方向に所定の回転角で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四輪駆動車用トランスファ。
2. 前記シフトカムは、高速二輪駆動モードのシフトポジション、高速四輪駆動モードのシフトポジション、又は低速四輪駆動モードのシフトポジションを設定する構成とされ、
   前記切替機構は、前記シフトカムを介して前記アクチュエータの基準位置からの回転方向及び回転角を制御することで、前記高速二輪駆動モード、前記高速四輪駆動モード、又は前記低速四輪駆動モードのそれぞれのシフトポジションの切替えとは独立して前記多板クラッチ機構のクラッチ押付力を調整することを特徴とする請求項１記載の四輪駆動車用トランスファ。
3. 前記切替機構は、前記アクチュエータを前記基準位置からシフト方向に所定の回転角で回転させた後に前記基準位置に戻すことで、前記シフトカムを所定の回転角毎に前記シフトポジションに順送り動作させるように構成されるとともに、前記アクチュエータを前記所定の回転角で回転させることなく、前記基準位置に戻す場合には、前記シフトカムを前記アクチュエータと一緒に前記基準位置に戻すように構成され、前記アクチュエータを前記基準位置からシフト方向とは反対側に回転させた場合は、前記シフトカムを回転させることなく、前記多板クラッチ機構のみを駆動するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の四輪駆動車用トランスファ。
4. 前記高速四輪駆動モードのシフトポジション及び前記低速四輪駆動モードのシフトポジションは、前記基準位置から所定の回転角の位置に設定されるとともに、
   前記高速二輪駆動モードのシフトポジションは、前記所定の回転角範囲内の位置にあり、
   前記高速二輪駆動モード及び前記高速四輪駆動モードは、前記アクチュエータの正逆両方向の回転のうちのいずれの方向からも切替え自在に設定されていることを特徴とする請求項２又は３記載の四輪駆動車用トランスファ。
5. 前記高速四輪駆動モードから前記低速四輪駆動モードへの切替えは、前記シフトカムの所定の回転角の順送り動作を２回行い、
   前記低速四輪駆動モードから前記高速四輪駆動モードへの切替えは、前記シフトカムの所定の回転角の順送り動作を１回行うことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の四輪駆動車用トランスファ。
6. 前記回転駆動部材に相対回転可能に同軸に配置され、前記多板クラッチ機構のクラッチ押付力を調整する多板クラッチ駆動用カムを備えており、
   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、前記多板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記載の四輪駆動車用トランスファ。
7. 前記回転駆動部材には、前記回転駆動部材が前記基準位置からシフト方向とは反対側に回転駆動したとき前記多板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前記多板クラッチ駆動用カムを回転させ、前記多板クラッチ機構のクラッチ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基準位置からシフト方向に所定の回転角で回転駆動したとき前記被駆動突起に当接して前記回転駆動部材を停止させる第２の駆動突起とが設けられ、
   前記第２の駆動突起が前記被駆動突起に当接して前記回転駆動部材を停止させるとともに、前記腕部が前記駆動ピンに当接した後、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基準位置に戻ることを特徴とする請求項６記載の四輪駆動車用トランスファ。
8. 前記回転駆動部材がシフト方向に所定の回転角で回転駆動したところで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いることを特徴とする請求項６又は７記載の四輪駆動車用トランスファ。
9. 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３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おり、
   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、前記多板クラッチ機構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いることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の四輪駆動車用トランスファ。
10. 前記副変速機からの駆動力を前記後輪出力軸及び前記前輪出力軸に差動配分する配分機構を備え、
    前記多板クラッチ機構は、前記配分機構の差動制限を行う差動制限装置として構成され、
    前記配分機構の差動制限を前記単一のアクチュエータの回転駆動により行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の四輪駆動車用トランスファ。

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