CN103182934A - 车辆用动力切换装置 - Google Patents

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丝尾成司
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Abstract

根据本发明的车辆用动力切换装置，具有用于配置在动力传输通路上的一对旋转构件之间的连接和断开的接合机构，用于切换操作该接合机构的操作机构，电动执行器，以及含有弹性构件的等待机构，所述弹性构件包含于所述等待机构中以使所述弹性构件只在所述接合机构切换至接合状态时暂时地蓄积操作力。

Description

车辆用动力切换装置
技术领域
本发明涉及配置在车辆的从驱动源至车轮的动力传输通路上的车辆用动力切换装置。
背景技术
动力切换装置一般具有用于配置在动力传输通路上的一对旋转构件之间的连接和断开的接合机构，用于在接合状态和非接合状态之间切换操作该接合机构的操作机构，对该操作机构提供操作力的电动执行器，以及具有用于暂时地蓄积操作力然后将该操作力传输至接合机构的弹性构件的等待机构。日本专利申请特开（JP-A）2011-121458号公报公开了具有含等待机构的差速锁定机构的后轮用差速装置。
在现有技术文献所描述的等待机构中，螺旋弹簧配置在从电动执行器至差速锁定机构的换挡套筒（shift sleeve）的操作力传输通路上以便该螺旋弹簧能暂时地从电动执行器中蓄积操作力。用于该等待机构的螺旋弹簧能在用于将差速锁定机构的换挡套筒移至锁定位置的接合操作（动力连接操作）和用于将换挡套筒移至非锁定位置的释放操作（动力切断操作）中的任一操作时蓄积操作力。
发明内容
本发明提供一种车辆用动力切换装置，其中操作力只能在动力或驱动力连接操作时由等待机构暂时地蓄积，从而减少电动马达和等待机构的尺寸，并且能在动力切断操作时立即切断动力。
换言之，本发明提供了一种车辆用动力切换装置，包括：用于配置在从驱动源至车轮的动力传输通路上的一对旋转构件之间的连接和断开的接合机构、用于在接合状态和非接合状态之间切换操作接合机构的操作机构、对该操作机构提供操作力的电动执行器、以及具有用于暂时地蓄积操作力然后将操作力传输至接合机构的弹性构件的等待机构，其中，所述接合机构具有设置在两个旋转构件上的一对接合部，并且通过在所述旋转构件的轴向上相对于接合部中的一个移动另一个接合部在接合状态和非接合状态之间切换，并且所述弹性构件包含于所述等待机构中以使所述弹性构件只在所述接合机构从非接合状态切换至接合状态时暂时地蓄积操作力。
根据本发明，等待机构只在接合机构从非接合状态向接合状态切换操作时起作用，以便减小电动执行器和等待机构用弹性构件的体积和尺寸，并且也能减小整个动力切换装置的尺寸。此外，当接合机构从接合状态向非接合状态切换时，操作力不被弹性构件所蓄积，以便执行快速响应和迅速操作。
上述发明还可具备下述各特征。
（a）所述接合机构是设置在前轮或后轮用差速装置上的差速锁定机构，该接合机构在该接合机构处于接合状态时使差速装置进入锁定状态，在该接合机构处于非接合状态时使差速装置进入非锁定状态。在这种情况下，所述接合机构的所述一对接合部举例来说是内花键齿和外花键齿。
根据上述结构，能通过等待作用顺利地进行差速锁定机构的锁定，另一方面，能立即进行不产生等待作用的非锁定操作。在这种情况下，当内花键齿和外花键齿形成为一对接合部时，在等待作用时锁定所需的内花键齿和外花键齿间的相对旋转角可以更小，以保证顺利的切换操作。
（b）所述一对旋转构件是所述差速装置的差速器壳以及左右车轴中的一个。
（c）所述接合机构是配置在前轮或后轮用传动轴和前轮或后轮用最终减速装置之间的二轮驱动/四轮驱动切换机构，所述接合机构在该接合机构处于接合状态时使车辆进入四轮驱动状态，在该接合机构处于非接合状态时使车辆进入二轮驱动状态。
在这种情况下，所述接合构件的所述一对接合部举例来说是在轴向上突出的一对犬齿。
根据上述结构，能通过等待作用顺利地执行从两轮驱动状态向四轮驱动状态的切换操作，在从四轮驱动状态向二轮驱动状态切换时，不发挥等待作用，以便迅速地将四轮驱动状态切换至二轮驱动状态。
（d）所述差速锁定机构和所述二轮驱动/四轮驱动切换机构中的两个机构设置为所述接合机构，所述操作机构将从单一的所述电动执行器传输的操作力分岔至所述差速锁定机构和二轮驱动/四轮驱动切换机构。
在这种情况下，所述操作机构具有含有用于接合换挡构件以移动所述差速锁定机构的所述接合部中的一个的第一导向槽和用于接合换挡构件以移动所述二轮驱动/四轮驱动切换机构的所述接合部中的一个的第二导向槽的换挡杆，所述导向槽两者中的一个形成于所述换挡杆在径向上的端面上，另一个导向槽形成于所述换挡杆在轴向上的端面上。
根据上述结构，能通过单一电动执行器切换操作差速锁定机构和二轮驱动/四轮驱动切换机构，以便减少动力切换装置的部件数。在这种情况下，由于设置了具有用于操作差速锁定机构的第一导向槽和用于在二轮驱动状态和四轮驱动状态间切换的第二导向槽的单一换挡杆，所以能使操作机构更小，并减少部件数。
（e）所述等待机构的所述弹性构件是螺旋弹簧，所述螺旋弹簧配置在连接于所述电动执行器的输出轴上的驱动侧筒轴和连接于所述操作机构的旋转轴上的从动侧筒轴之间以便与这些筒轴大致同轴。
在这种情况下，例如，所述驱动侧筒轴配置在所述从动侧筒轴的内侧。
此外，在所述驱动侧筒轴和所述从动侧筒轴中，所述筒轴中的一个与围绕筒轴轴芯的弧形缺口一起形成，且另一个筒轴与用于接合所述缺口以便在周向上可移动的突起一起形成，只有当操作所述驱动侧筒轴从非接合状态至接合状态时，所述突起和所述缺口在周向上相对移动以压缩所述螺旋弹簧。
根据上述结构，配置一对筒轴和所述螺旋弹簧以便互相大致同轴，以使等待机构更小。此外，当通过螺旋弹簧发挥等待作用的方向由弧形缺口和突出所规制时，能简化结构。
（f）所述等待机构配置在所述电动执行器的外侧。
根据上述结构，通用性的产品能用作所述电动执行器。
（g）用于检测旋转量的电位计设置在配置在所述电动执行器上的旋转构件上。
根据上述结构，能容易地检测从电动执行器到等待机构的操作量。
（h）设有从径向上外侧与所述换挡杆相对的三个旋转位置传感器，作为所述三个旋转位置传感器，设有当所述二轮驱动/四轮驱动切换机构处于二轮驱动状态以及所述差速锁定机构处于非锁定状态时用于检测所述换挡杆的旋转位置的第一旋转位置传感器，当所述二轮驱动/四轮驱动切换机构处于四轮驱动状态以及所述差速锁定机构处于非锁定状态时用于检测所述换挡杆的旋转位置的第二旋转位置传感器，当所述二轮驱动/四轮驱动切换机构处于四轮驱动状态以及所述并且差速锁定机构处于锁定状态时用于检测所述换挡杆的旋转位置的第三旋转位置传感器。
根据上述结构，设置能分别检测所述换挡杆的三个旋转位置的所述第一、第二、第三旋转位置传感器，以便精确地检测所述差速锁定机构和所述二轮驱动/四轮驱动切换机构的三个状态。
附图说明
从以下结合附图的说明，本发明的上述目的、特征以及优点将更加明确。
图1是根据本发明的具有车辆用动力切换装置的多用途车的左视图。
图2是用于图1的前轮的最终减速装置的水平剖视图。
图3是图2的操作机构的放大剖视图。
图4是等待机构的分解立体图。
图5是等待机构的放大水平剖视图。
图6是当二轮驱动/四轮驱动切换机构处于二轮驱动状态并且差速锁定机构处于非锁定状态（第一位置）时换挡杆的视图。
图7是当二轮驱动/四轮驱动切换机构处于四轮驱动状态并且差速锁定机构处于非锁定状态（第二位置）时换挡杆的视图。
图8是当二轮驱动/四轮驱动切换机构处于四轮驱动状态并且差速锁定机构处于锁定状态（第三位置）时换挡杆的视图。
图9是显示当换挡杆处于图6的第一位置时等待机构的规制机构（regulating mechanism）的状态的功能视图。
图10是在从图9的状态至四轮驱动状态的切换操作时产生等待作用时等待机构的规制机构的功能性视图。
图11是显示换挡杆处于图7的第二位置时等待机构的规制机构的状态的功能性视图。
图12是在从图11的状态至锁定状态的切换操作时产生等待作用时等待机构的规制机构的功能性视图。
图13是显示换挡杆处于图8的第三位置时等待机构的规制机构的状态的功能性视图。
具体实施方式
[第一实施例]
图1至13示出了根据本发明的车辆用动力切换装置的一个实施形态，将参考这些附图说明本发明的实施例。应当注意，在该实施例中，作为根据本发明的动力切换装置的接合机构，设置差速锁定机构39（图2）和二轮驱动/四轮驱动切换机构31（图2）。
图1是根据本发明的具有车辆用动力切换装置的多用途车的左视图，在图1中，该多用途车具有在车身前部的左右一对前轮2，在车身后部的左右一对后轮3，以及在前轮2和后轮3之间由ROPS 5所包围的乘车空间（舱室）4。此外，车前盖10设置在乘车空间4的前方。前座椅12设置在乘车空间4的前半部中，后座椅13设置在乘车空间4的后半部中，作为车辆行驶用驱动源的发动机14设置于前座椅12的下侧（在驾驶员座椅和前乘客座椅之间的下侧）。
发动机14具有传动装置15。向前延伸的前轮用传动轴16和向后延伸的后轮用传动轴17与传动装置15下端的动力输出部15a相连。后轮用传动轴17的后端通过后轮用最终减速装置22与左右后车轴23相连。前轮用传动轴16的前端通过万向节36和具有前轮用差速装置25的前轮用最终减速装置26与左右前车轴27相连。
图2是图1的前轮用最终减速装置26的水平剖视图，图3是图2的前轮用最终减速装置26的操作机构的放大剖视图。在图2中，在前轮用最终减速装置26的减速齿轮箱33中，配置前轮用差速装置25、前轮用最终减速齿轮机构30、二轮驱动/四轮驱动切换机构31、前轮用差速锁定机构39。应当注意，减速齿轮箱33具有由相同附图标记“33”所指示的箱体和箱盖。
最终减速齿轮机构30具有在前后方向上延伸的输入小齿轮34和大直径的环形齿轮35。输入小齿轮34的轴部的后端通过二轮驱动/四轮驱动切换机构31与万向节36相接。万向节36的后端花键嵌合于前轮用传动轴16的前端。环形齿轮35与差速装置25的差速器壳38相连并围绕前车轴的轴芯O1旋转以便与差速器壳38一体化。
差速装置25具有差速器壳38、固定在差速器壳38上的支轴41、由该支轴41可旋转地支持的一对差速齿轮42、与该两个差速齿轮42相啮合的左侧齿轮44和右侧齿轮45。右侧前车轴27b花键嵌合于右侧齿轮45，左侧前车轴27a花键嵌合于左侧齿轮44。在本实施形态中，差速锁定机构39设置在左侧前车轴27a和差速器壳38之间。换言之，差速锁定机构39直接连接差速器壳38和左侧前车轴27a以使差速装置25进入锁定状态。
[差速锁定机构39]
差速锁定机构39具有形成于差速器壳38的左端上的毂部的内周面上的内花键齿54和形成于在前车轴方向上可移动的第一换挡套筒51的外周面上的外花键齿53。第一换挡套筒51花键嵌合于固定在左侧前车轴27a右端的连接套筒50的外周面上以便在前车轴方向上可移动。
图2的差速锁定机构39的状态是第一换挡套筒51位于非锁定位置以及外花键齿53从内花键齿54脱离的状态。位于图2的非锁定位置的第一换挡套筒51在箭头D1所指的方向上（向右）移动，以使外花键齿53与内花键齿54相啮合以锁定前轮用差速装置25。
作为用于在前车轴方向上移动第一换挡套筒51的操作机构，设有用于与第一换挡套筒51的外周环状槽相接合的第一换挡叉56和具有用于与第一换挡叉56的第一驱动销56a相接合的第一导向槽58的换挡杆60。第一换挡叉56由与前车轴27平行配置的第一换挡支轴61支持以便在换挡轴方向上可移动。换挡杆60由固定在减速齿轮箱33上的杆支轴62可旋转地支持。换挡杆60也用作二轮驱动/四轮驱动切换机构31的操作机构。
向左突出的部分圆筒状端部60a形成于换挡杆60的前端，与第一换挡叉56的第一驱动销56a相接合的第一导向槽58形成于该部分圆筒状端部60a的前端面上。
[二轮驱动/四轮驱动切换机构31]
二轮驱动/四轮驱动切换机构31具有在前后方向上相对的驱动犬齿70和从动犬齿71。从动犬齿71形成于第二换挡套筒73的后端面上并向后突出，该第二换挡套筒73花键嵌合于输入小齿轮34的轴部的后端上的外周面上以便在前后方向上可移动。驱动犬齿70形成于与万向节36的前端相连的毂构件36a的前端面上并向前突出。
作为用于在前后方向上移动第二换挡套筒73的操作机构，设有用于与第二换挡套筒73的外周环状槽相接合的第二换挡叉74。第二换挡叉74由固定在差速齿轮箱33上并且在前后方向上延伸的第二换挡支轴63支持以便在前后方向上可移动，该第二换挡杆74的第二轮驱动动销74a与形成于共通换挡杆60后端的第二导向槽75相接合。
图2的第二换挡套筒73位于四轮驱动位置，当第二换挡套筒73在箭头E1所指的方向上（向前）从四轮驱动位置移至到达二轮驱动位置时，犬齿70和71两者间的啮合解除，从而使二轮驱动/四轮驱动切换机构31进入二轮驱动状态（后轮驱动状态）。
[共通操作机构和电动执行器85的结构]
共通换挡杆60围绕杆支轴62旋转并能在图6所示的第一位置（二轮驱动及非锁定位置）和图7所示的第二位置（四轮驱动及非锁定位置），以及图8所示的第三位置（四轮驱动及锁定位置）间切换。应当注意，图6（b）、图7（b）及图8（b）是相当于从左观看时换挡杆60的侧视图，而换挡杆60的前端面的主视图在各自的图6（a）、图7（a）及图8（a）中示出。
在图6中，与第一驱动销56a相接合的换挡杆60的第一导向槽58具有沿着换挡杆60的圆周方向延伸的第一槽部58a和从第一槽部58a的一端在箭头D1所指的方向上（向右）倾斜的第二槽部58b。在图6和图7的换挡杆60的第一位置和第二位置中，第一驱动销56a位于非锁定位置A1，在图8的第三位置中，第一驱动销56a位于锁定位置A2。
在图6中，与第二驱动销74a与相接合的换挡杆60的第二导向槽75具有沿着换挡杆60 的圆周方向上延伸的第一槽部75a和从第一槽部75a的一端向杆支轴62侧倾斜的第二槽部75b。在图6的第一位置中，第二驱动销74a位于二轮驱动位置B1，在图7和图8的第二位置和第三位置中，第二驱动销74a位于四轮驱动位置B2。
换言之，当换挡杆60在图6的第一位置时，图2的二轮驱动/四轮驱动切换机构31进入二轮驱动状态并且差速锁定机构39进入非锁定状态。当换挡杆60在图7的第二位置时，图2的二轮驱动/四轮驱动切换机构31进入四轮驱动状态并且差速锁定机构39进入非锁定状态。当换挡杆60在图8的第三位置时，图2的二轮驱动/四轮驱动切换机构31进入四轮驱动状态并且差速锁定机构39进入锁定状态。
此外，三个接触式位置传感器77-1、77-2、77-3在周向上隔开以便与换挡杆60的后端面相对。另一方面，与三个位置传感器77-1、77-2、77-3的检测针77a-1、77a-2、77a-3的末端相邻接的位置检测用突起78形成于换挡杆60的后端面上。换言之，当换挡杆60在图6的第一位置时，突起78接触到第一位置传感器77-1的检测针77a-1，以此，驾驶员座椅的仪表用灯显示换挡杆60在第一位置（二轮驱动及非锁定状态）。当换挡杆60在图7的第二位置时，突起78接触到第二位置传感器77-2的检测针77a-2 ，以此，驾驶员座椅的仪表用灯显示换挡杆60在第二位置（四轮驱动及非锁定状态）。当换挡杆60在图8的第三位置时，突起78接触到第三位置传感器77-3的检测针77a-3 ，以此，驾驶员座椅的仪表用灯显示换挡杆60在第三位置（四轮驱动及锁定状态）。
在图3中，扇形齿轮79固定在具有第一导向槽58和第二导向槽75的共通换挡杆60的左侧面上，并与等待机构83的输出齿轮84相啮合。等待机构83的输入部连接在电动执行器85的输出轴85d上。换言之，换挡杆60通过电动执行器85中产生的操作力（旋转力），经由等待机构83围绕杆支轴62旋转，以操作图2的差速锁定机构39和二轮驱动/四轮驱动切换机构31。
在图3中，电动执行器85安装在减速齿轮箱33的左侧面上，且其中具有电动马达85a、具备多个减速齿轮的减速齿轮机构85b、安装于减速齿轮机构85b的任一旋转轴（例如在驱动力的最下游侧的输出轴85d）的一端的电位计85c。
[等待机构83的结构]
图4是等待机构83的分解立体图，图5是等待机构83的放大水平剖视图。在图4中，等待机构83在相同的轴芯O2上具有连于电动执行器85的输出轴85d（图3）的驱动侧筒轴91、与输出齿轮84一体形成的从动侧筒轴92、螺旋弹簧93、轴承或轴承合金94。从动侧筒轴92嵌合于驱动侧筒轴91的外周面上以便通过轴承合金94相对旋转地嵌合，螺旋弹簧93配置在驱动侧筒轴91内。
在图5中，从动侧筒轴92由减速齿轮箱33的毂部的内周面上的轴承合金95可旋转地支持。螺旋弹簧93的一端93a与驱动侧筒轴91的缺口91a相接合，螺旋弹簧93的另一端93b与从动侧筒轴92的缺口92a相接合。螺旋弹簧93具有从电动执行器85暂时蓄积操作力的功能。然而，等待机构83包括由规制突起96和规制缺口97（图4）组成的等待作用规制机构。因此，只有在换挡杆60在箭头R1所指的方向上从图6的第一位置移至图7的第二位置时以及只有在换挡杆60在箭头R1所指的方向上从图7的第二位置移至图8的第三位置时，操作力能被暂时蓄积。换言之，当换挡杆60在箭头R2所指的方向上从图8的第三位置旋转至图7的第二位置以及当换挡杆60在箭头R2所指的方向上从图7的第二位置旋转至图6的第一位置时，操作力不能通过规制机构蓄积。
在图4中，当具体说明规制机构时，规制突起96形成于驱动侧筒轴91的轴向上的一端并在径向上向外突出，规制缺口97形成于从动侧筒轴92的轴向上的一端。
图9示出了当换挡杆60在第一位置时规制突起96和规制缺口97的状态。在图9的状态中，规制突起96通过以预定角度与规制缺口97在箭头Q1所指的方向上的端面97a相对，并通过螺旋弹簧93的弹力的固定力邻接在规制缺口97在箭头Q2所指的方向上的端面97b上。换言之，当组装等待机构83时，螺旋弹簧93可扭转地安装以使具有规制突起96的驱动侧筒轴91在箭头Q2所指的方向上对于从动侧筒轴92相对地偏置，以此，规制突起96通常通过图3的螺旋弹簧93 的弹力邻接在规制缺口97在箭头Q2所指方向上的端面97b上。
在图6或图7的状态中的换挡杆60在箭头R1所指方向上旋转的情况下，当图2的犬齿70和71的端面相邻接或者花键齿53和54的端面相邻接时，图4的驱动侧筒轴91在箭头Q1所指的方向上相对于从动侧筒轴92旋转以使螺旋弹簧93扭转从而使来自于电动执行器85（图2）的操作力在螺旋弹簧93中暂时蓄积。另一方面，当换挡杆60从图8和图7的状态中在箭头R2所指的方向上旋转时，规制突起96邻接在规制缺口97的端面97b上，以使驱动侧筒轴91和从动侧筒轴92总是一体地在箭头Q2所指的方向上旋转。换言之，操作力不能在螺旋弹簧93中蓄积。
[在二轮驱动及非锁定状态]
当图2的二轮驱动/四轮驱动切换机构31处于二轮驱动状态并且差速锁定机构39处于非锁定状态时，与图6一样，换挡杆60位于第一位置，第一驱动销56a位于非锁定位置A1，第二驱动销74a位于二轮驱动位置B1。换言之，图2所示的差速锁定机构39的内花键齿54和外花键齿53不互相啮合，二轮驱动/四轮驱动切换机构31的犬齿70和71两者也不互相啮合。并且，等待机构83的规制机构处于图9的状态。
此外，在图6中，换挡杆60的突起78邻接在第一位置传感器77-1的检测针77a-1上，以此，仪表显示二轮驱动/四轮驱动切换机构31处于二轮驱动状态并且差速锁定机构39处于非锁定状态。
[从二轮驱动状态至四轮驱动状态的切换操作]
与图2一样，当差速锁定机构39维持在非锁定状态时以及二轮驱动/四轮驱动切换机构31从二轮驱动状态切换至四轮驱动状态时，电动执行器85驱动以在图4的箭头Q1所指的方向上旋转等待机构83，以使换挡杆60通过输出齿轮84（图4）和扇形齿轮79（图3）在箭头R1所指的方向上从图6的第一位置旋转至图7的第二位置。第一驱动销56a维持在非锁定位置A1，第二驱动销74a借由第二导向槽75的作用在箭头E2所指的方向上（向后）从二轮驱动位置B1移至四轮驱动位置B2，以使图2的二轮驱动/四轮驱动切换机构31中的犬齿70和71两者互相啮合。
在该操作时，当二轮驱动/四轮驱动切换机构31的犬齿70和71的端面互相邻接时，等待机构83的等待作用发挥出来。换言之，只有驱动侧筒轴91在箭头Q1所指的方向上从图9所示的状态旋转，而从动侧筒轴92维持在停止状态，以使等待机构83进入图10的状态。以此，图3的螺旋弹簧93扭转以从电动执行器85中蓄积操作力。
在图10的等待作用时，当二轮驱动/四轮驱动切换机构31的犬齿70和71两者相对地旋转至到达可啮合的相对位置时，从动侧筒轴92通过螺旋弹簧93中蓄积的操作力在箭头Q1所指的方向上以预定角度相对于驱动侧筒轴91旋转，以此，换挡杆60在箭头R1所指的方向上从图6的第一位置移至图7的第二位置。换言之，如图2所示，二轮驱动/四轮驱动切换机构31的犬齿70和71两者互相啮合，以使二轮驱动/四轮驱动切换机构31自动地从二轮驱动状态切换至四轮驱动状态。
当换挡杆60到达图7 的第二位置时，换挡杆60的突起78邻接在第二位置传感器77-2的检测针77a-2上，以此，仪表显示二轮驱动/四轮驱动切换机构31处于四轮驱动状态并且差速锁定机构39处于非锁定状态。
[在四轮驱动状态中从非锁定状态至锁定状态的切换操作]
当四轮驱动状态维持并且差速锁定机构39从非锁定状态切换至锁定状态时，电动执行器85驱动以进一步在图4的箭头Q1所指的方向上旋转等待机构83，以使换挡杆60通过输出齿轮84和扇形齿轮79在箭头R1所指的方向上从图7的第二位置旋转至图8的第三位置。第二驱动销74a维持在四轮驱动位置，第一驱动销56a借由第一导向槽58的作用从非锁定位置A1移至锁定位置A2，以使图2的内花键齿54和外花键齿53互相啮合。
在该操作时，当内花键齿54和外花键齿53在轴向上的端面互相邻接时，等待机构83的等待作用发挥出来。换言之，只有驱动侧筒轴91在箭头Q1所指的方向上从图11所示的状态旋转，而从动侧筒轴92维持在停止状态，以使等待机构83进入图12的状态。以此，图3的螺旋弹簧93扭转以从电动执行器85中将操作力蓄积于螺旋弹簧93中。
在图12的等待作用时，当图2的差速锁定机构39的内花键齿54和外花键齿53相对旋转至到达可啮合的相对位置时，如图13所示，从动侧筒轴92通过螺旋弹簧93中蓄积的操作力在箭头Q1所指的方向上以预定角度相对于驱动侧筒轴91旋转，以使差速锁定机构39自动地从非锁定状态切换至锁定状态。换言之，图2的差速锁定机构39的花键齿53和54两者进入啮合状态。
如图8所示，当换挡杆60到达第三位置时，突起78邻接在第三位置传感器77-3的检测针77a-3上，以此，仪表显示二轮驱动/四轮驱动切换机构31处于四轮驱动状态并且差速锁定机构39处于锁定状态。
[从锁定状态切换至非锁定状态]
当换挡杆60从图8的第三位置返回至图7的第二位置以解除差速锁定机构39的锁定时，图3的电动执行器85的输出轴85d在箭头Q2所指的方向上旋转，等待机构83的驱动侧筒轴91、从动侧筒轴92、输出齿轮84在箭头Q2所指的方向上旋转，换挡杆60通过扇形齿轮79在箭头R2所指的方向上从图8的第三位置旋转。以此，差速锁定机构39的花键齿53和54两者间的啮合解除。
在该操作时，规制突起96和规制缺口97在箭头Q2所指方向上的端面97b始终互相邻接，以便不产生等待机构83的等待作用。换言之，第一驱动销56a在箭头D2所指的方向上移动以便解除图2的差速锁定机构39的内花键齿54和外花键齿53间的啮合，从而不引起发挥等待作用的情况。
[从四轮驱动状态切换至二轮驱动状态]
当换挡杆60从图7的第二位置返回至图6的第一位置以使二轮驱动/四轮驱动切换机构31从四轮驱动状态返回至二轮驱动状态时，图3的电动执行器85的输出轴85d在箭头Q2所指的方向上旋转，等待机构83的驱动侧筒轴91、从动侧筒轴92、输出齿轮84在箭头Q2所指的方向上旋转，换挡杆60通过扇形齿轮79在箭头R2所指的方向上从图7的第二位置旋转。以此，二轮驱动/四轮驱动切换机构31的犬齿70和71两者间的啮合解除。在该操作时，与前述锁定解除操作中一样，不产生等待机构83的等待作用。换言之，第二驱动销74a移动以便解除图2的二轮驱动/四轮驱动切换机构31的犬齿70和71间的啮合，从而不引起发挥等待作用的情况。
[本实施形态效果总结]
（1）只有在差速锁定机构39从非锁定状态切换至锁定状态时以及只有在二轮驱动/四轮驱动切换机构31从二轮驱动状态切换至四轮驱动状态时，等待机构83才启用等待作用。换言之，差速锁定机构39只在花键齿53和54两者的啮合操作时才启用等待作用，二轮驱动/四轮驱动切换机构31只在犬齿70和71两者的啮合操作时才启用等待作用，以使等待机构83的螺旋弹簧93和电动执行器85小容量化和小型化。
（2）另一方面，当差速锁定机构39从锁定状态切换至非锁定状态时以及当二轮驱动/四轮驱动切换机构31从四轮驱动状态切换至二轮驱动状态时，螺旋弹簧93的操作力不被蓄积，以便执行快速应答和迅速操作。
（3）差速锁定机构39使用内花键齿54和外花键齿53间的啮合，等待作用时的锁定所必需的螺旋弹簧93所产生的内花键齿54和外花键齿53间的相对旋转角可以更小，并保证顺利的切换操作。
（4）利用共通电动执行器85和共通等待机构83来操作差速锁定机构39和二轮驱动/四轮驱动切换机构31，以便减少用于操作各个机构的部件数。
（5）共通换挡杆60在径向两端具有操作差速锁定机构用的第一导向槽58和二轮驱动/四轮驱动切换用的第二导向槽75，以便在该点上能减小操作机构的尺寸并减少部件数。
（6）等待机构83在相同的轴芯O2上具有驱动侧筒轴91、从动侧筒轴92、配置在驱动侧筒轴91内的螺旋弹簧93，以便使等待机构83更小。
（7）在等待机构83中，弧形规制缺口97形成于从动侧筒轴92上，用于接合规制缺口97以便在周向上可移动的规制突起96形成于驱动侧筒轴91上，只有在驱动侧筒轴91从非锁定状态至锁定状态或从二轮驱动状态至四轮驱动状态切换操作时，规制突起96在周向上相对于缺口97移动以压缩螺旋弹簧93，从而通过弧形规制缺口97和规制突起96来规制由螺旋弹簧93所发挥的等待作用的方向，以简化等待机构83的结构。
（8）等待机构83配置在电动执行器85的外面，以便通用产品能用作电动执行器85。
（9）在配置于电动执行器85内的旋转构件上设置用于检测旋转量的电位计，以便容易地检测从电动执行器至等待机构83的操作力的量。
（10）在换挡杆60的径向上外侧设置当二轮驱动/四轮驱动切换机构31处于二轮驱动状态并且差速锁定机构39处于非锁定状态时用于检测换挡杆60的旋转位置的第一位置传感器77-1，当二轮驱动/四轮驱动切换机构31处于四轮驱动状态并且差速锁定机构39处于非锁定状态时用于检测换挡杆60的旋转位置的第二位置传感器77-2，以及当二轮驱动/四轮驱动切换机构31处于四轮驱动状态并且差速锁定机构39处于锁定状态时用于检测换挡杆60的旋转位置的第三位置传感器77-3，以便精确检测差速锁定机构39和二轮驱动/四轮驱动切换机构31的三种状态。
[其它实施形态]
（1）虽然在上述实施例中，发动机（内燃机）设置为用于产生驾驶车辆用驱动力的驱动源，但是本发明也能应用于装有电动马达、液压马达或者柴油发动机作为驱动源的车辆。
（2）虽然在上述实施例中，本发明应用于前轮用差速锁定机构和二轮驱动/四轮驱动切换机构，但是本发明也能应用于后轮用差速锁定机构和二轮驱动/四轮驱动切换机构。
（3）也能设置不包含电位计的电动执行器。
（4）作为等待机构83的弹性构件，除了螺旋弹簧以外，也能采用橡胶和空气弹簧。
（5）本发明不限于上述实施例的结构，也包括不脱离权利要求中所记载的内容的范围内的各种变形例。

Claims (14)

1.一种车辆用动力切换装置，其特征在于，所述切换装置包括：
用于配置在从驱动源至车轮的动力传输通路上的一对旋转构件之间的连接和断开的接合机构；
用于在接合状态和非接合状态之间切换操作所述接合机构的操作机构；
对所述操作机构提供操作力的电动执行器；以及
具有用于暂时地蓄积操作力然后将操作力传输至所述接合机构的弹性构件的等待机构，
其中，所述接合机构具有设置在两个旋转构件上的一对接合部，并且通过在所述旋转构件的轴向上相对于接合部中的一个移动另一个接合部在接合状态和非接合状态之间切换，并且
所述弹性构件包含于所述等待机构中以使所述弹性构件只在所述接合机构从非接合状态切换至接合状态时暂时地蓄积操作力。
2.根据权利要求1所述的车辆用动力切换装置，其特征在于，
所述接合机构是设置在前轮或后轮用差速装置上的差速锁定机构，
所述接合机构在所述接合机构处于接合状态时使所述差速装置进入锁定状态，在所述接合机构处于非接合状态时使所述差速装置进入非锁定状态。
3.根据权利要求2所述的车辆用动力切换装置，其特征在于，
所述接合机构的所述一对接合部是内花键齿和外花键齿。
4.根据权利要求1所述的车辆用动力切换装置，其特征在于，
所述一对旋转构件是所述差速装置的差速器壳以及左右车轴中的一个。
5.根据权利要求1所述的车辆用动力切换装置，其特征在于，
所述接合机构是配置在前轮或后轮用传动轴和前轮或后轮用最终减速装置之间的二轮驱动/四轮驱动切换机构，
所述接合机构在所述接合机构处于接合状态时使车辆进入四轮驱动状态，在所述接合机构处于非接合状态时使车辆进入二轮驱动状态。
6.根据权利要求5所述的车辆用动力切换装置，其特征在于，
所述接合机构的所述一对接合部是在轴向上突出的一对犬齿。
7.根据权利要求1所述的车辆用动力切换装置，其特征在于，
所述差速锁定机构和所述二轮驱动/四轮驱动切换机构的两个机构设置为所述接合机构，
所述操作机构将从单一的所述电动执行器传输的操作力分岔至所述差速锁定机构和二轮驱动/四轮驱动切换机构。
8.根据权利要求7所述的车辆用动力切换装置，其特征在于，
所述操作机构具有含有用于接合换挡构件以移动所述差速锁定机构的所述接合部中的一个的第一导向槽和用于接合换挡构件以移动所述二轮驱动/四轮驱动切换机构的所述接合部中的一个的第二导向槽的换挡杆，
所述导向槽两者中的一个形成于所述换挡杆在径向上的端面上，另一个导向槽形成于所述换挡杆在轴向上的端面上。
9.根据权利要求1所述的车辆用动力切换装置，其特征在于，
所述等待机构的所述弹性构件是螺旋弹簧，所述螺旋弹簧配置在连接于所述电动执行器的输出轴上的驱动侧筒轴和连接于所述操作机构的旋转轴上的从动侧筒轴之间以便与这些筒轴大致同轴。
10.根据权利要求9所述的车辆用动力切换装置，其特征在于，
所述驱动侧筒轴配置在所述从动侧筒轴的内侧。
11.根据权利要求9所述的车辆用动力切换装置，其特征在于，
在所述驱动侧筒轴和所述从动侧筒轴中，所述筒轴中的一个与围绕筒轴轴芯的弧形缺口一起形成，且另一个筒轴与用于接合所述缺口以便在周向上可移动的突起一起形成，
只有当操作所述驱动侧筒轴从非接合状态至接合状态时，所述突起和所述缺口在周向上相对移动以压缩所述螺旋弹簧。
12.根据权利要求1所述的车辆用动力切换装置，其特征在于，
所述等待机构配置在所述电动执行器的外侧。
13.根据权利要求1所述的车辆用动力切换装置，其特征在于，
用于检测旋转量的电位计设置在配置在所述电动执行器上的旋转构件上。
14.根据权利要求8所述的车辆用动力切换装置，其特征在于，
设有从径向上外侧与所述换挡杆相对的三个旋转位置传感器，
作为所述三个旋转位置传感器，设有当所述二轮驱动/四轮驱动切换机构处于二轮驱动状态以及所述差速锁定机构处于非锁定状态时用于检测所述换挡杆的旋转位置的第一旋转位置传感器，当所述二轮驱动/四轮驱动切换机构处于四轮驱动状态以及所述差速锁定机构处于非锁定状态时用于检测所述换挡杆的旋转位置的第二旋转位置传感器，当所述二轮驱动/四轮驱动切换机构处于四轮驱动状态以及所述差速锁定机构处于锁定状态时用于检测所述换挡杆的旋转位置的第三旋转位置传感器。
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