JP2008074239A - Driving force distribution device for four-wheel drive vehicle - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce size, weight and costs by independently executing a shift switch control and a multiple-disc clutch control without mutually being influenced by a difference in the rotational direction of a motor. <P>SOLUTION: A clutch control mechanism 84 is provided between a driving member 74 and a pinion gear 76, and a clutch pressing force of a ball cam mechanism is changed in accordance with the one-way rotation by the motor originating from the point of controlling origin of the driving member 74 in such a state that an auxiliary transmission mechanism is switched to the H-position. A shift control mechanism 73 is provided between the driving member 74 and a cylindrical cam 78 for shifting, the auxiliary transmission mechanism is switched from high speed to low speed with the rotation in an opposite side direction by the motor originating from the control origin of the driving member 74, and the auxiliary transmission mechanism is changed from the low speed to the high speed with the rotation returning to the control origin after being switched to the high speed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、副変速機構の高速シフト時に前輪に動力を伝える多板クラッチの押付力を無段階に変化させる４輪駆動車用駆動力配分装置に関し、特に、モータひとつで副変速機構の切替えと多板クラッチの押付力を変化させる４輪駆動車用駆動力配分装置に関する。
The present invention relates to a driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle that continuously changes the pressing force of a multi-plate clutch that transmits power to a front wheel during high-speed shifting of the auxiliary transmission mechanism, and more particularly, switching of the auxiliary transmission mechanism with a single motor. The present invention relates to a driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle that changes the pressing force of a multi-plate clutch.

従来、副変速機構と前輪へのトルク配分を無段階に制御する多板クラッチを備えた４輪駆動車用駆動力配分装置にあっては、副変速機構の切替えと多板クラッチの押付力制御をひとつのモータ（アクチュエータ）で行うようにしたものがある。   Conventionally, in a driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle equipped with a multi-plate clutch that continuously controls torque distribution to the sub-transmission mechanism and the front wheels, switching of the sub-transmission mechanism and pressing force control of the multi-plate clutch Is performed by a single motor (actuator).

例えば特許文献１の４輪駆動車用駆動力配分装置では、副変速機構の切替えを行う場合と多板クラッチを制御する場合とで、モータの出力先を電磁クラッチにより切り替える機構を設け、モータをひとつで済ませている。   For example, in the driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle of Patent Document 1, a mechanism for switching the output destination of the motor by an electromagnetic clutch is provided for switching the sub-transmission mechanism and for controlling the multi-plate clutch. I'm done with one.

また特許文献２の４輪駆動車用駆動力配分装置では、モータにより駆動される駆動軸上に、副変速機構切替用の円筒カムとボールカム駆動用のピニオンギアを同軸に配置固定し、円筒カムのシフト溝が回転によって変位しない回転区間の間、ボールカムの駆動で多板クラッチの押付力を制御している。   In the driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle disclosed in Patent Document 2, a cylindrical cam for switching the auxiliary transmission mechanism and a pinion gear for driving the ball cam are coaxially arranged and fixed on a driving shaft driven by a motor. During the rotation section where the shift groove is not displaced by rotation, the pressing force of the multi-plate clutch is controlled by driving the ball cam.

更に特許文献３の４輪駆動車用駆動力配分装置では、モータで駆動される駆動軸上に、副変速機構切替用のシフトフォークとボールカム駆動用のピニオンギアが同軸に固定配置し、モータ駆動軸に設けられたカムフォロアによりシフトフォークとピニオンギアを所定の角度遊びを持たせて駆動するようにしている。   Further, in the driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle disclosed in Patent Document 3, a shift fork for switching the sub-transmission mechanism and a pinion gear for driving the ball cam are coaxially fixedly arranged on the drive shaft driven by the motor, and the motor is driven. The cam follower provided on the shaft drives the shift fork and the pinion gear with a predetermined angular play.

一方、従来の４輪駆動車用駆動力配分装置にあっては、副変速機構の高速ポジションと低速ポジションの両方て多板クラッチの伝達トルクを制御する装置と、副変速機の高速ポジョンのみで多板クラッチの伝達トルクを制御し、低速ポジションでは前後輪を直結駆動する装置が知られている。   On the other hand, in the conventional driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle, only the device for controlling the transmission torque of the multi-plate clutch at both the high speed position and the low speed position of the auxiliary transmission mechanism and the high speed position of the auxiliary transmission are used. Devices that control the transmission torque of a multi-plate clutch and drive the front and rear wheels directly at a low speed position are known.

図１６は、副変速機構におけるＨポシジョンとＬポジションの両方について多板クラッチ制御を行う場合の説明図であり、図１６（Ａ）にモータ軸の回転角に対する多板クラッチ制御とシフト制御を示し、図１６（Ｂ）にクラッチ押付力を制御するボールカム機構を示している。   FIG. 16 is an explanatory diagram in the case of performing multi-plate clutch control for both the H position and the L position in the auxiliary transmission mechanism, and FIG. 16 (A) shows multi-plate clutch control and shift control with respect to the rotation angle of the motor shaft. FIG. 16B shows a ball cam mechanism for controlling the clutch pressing force.

この場合には、ＨポジションとＬポジションのシフト用カム変位２００のシフト領域θ１の両側に多板クラッチ制御２０２，２０４の多板クラッチ制御領域θ２，θ３が設定され、ボールカム機構２０６の駆動ギア２０８は、シフト領域θ１及び両側の多板クラッチ制御領域θ２，θ３に対応した回転角の範囲をカバーするギアが必要となる。このためギア部が大型化して重くなり、コストも高くなる問題がある。また、ギア部がケース内に納まらないという問題もある。   In this case, the multi-plate clutch control areas θ2 and θ3 of the multi-plate clutch controls 202 and 204 are set on both sides of the shift area θ1 of the shift cam displacement 200 of the H position and the L position, and the drive gear 208 of the ball cam mechanism 206 is set. Requires a gear that covers a range of rotation angles corresponding to the shift region θ1 and the multi-plate clutch control regions θ2 and θ3 on both sides. For this reason, there is a problem that the gear portion becomes larger and heavier and the cost becomes higher. There is also a problem that the gear part does not fit in the case.

図１７は、副変速機構におけるＨポシジョンについてのみ多板クラッチ制御を行う場合の説明図であり、図１７（Ａ）にモータ軸の回転角に対する多板クラッチ制御とシフト制御を示し、図１７（Ｂ）にクラッチ押付力を制御するボールカム機構を示している。   FIG. 17 is an explanatory diagram when the multi-plate clutch control is performed only for the H position in the auxiliary transmission mechanism. FIG. 17A shows the multi-plate clutch control and the shift control with respect to the rotation angle of the motor shaft. B) shows a ball cam mechanism for controlling the clutch pressing force.

この場合には、ＨポジションとＬポジションのシフト用カム変位２００のシフト領域θ１のＨポジション側に多板クラッチ制御２０４の多板クラッチ制御領域θ２が設定され、ボールカム機構２０６の駆動ギア２１０は、シフト領域θ１及び片側の多板クラッチ制御領域θ２に対応した回転角の範囲をカバーする駆動ギア２１０が必要となるが、図１６のＨポシジョンとＬポジションの両方で多板クラッチ制御を行う場合に比べると、駆動ギア２１０は小型化でき、設置スペースも低減できる。
特表２００４−５１４５８７号公報 米国特許第６，６４５，１０９号公報 特開２００４−２４９９７４号公報 In this case, the multi-plate clutch control region θ2 of the multi-plate clutch control 204 is set on the H position side of the shift region θ1 of the shift cam displacement 200 of the H position and the L position, and the drive gear 210 of the ball cam mechanism 206 is The drive gear 210 that covers the range of the rotation angle corresponding to the shift region θ1 and the one-side multi-plate clutch control region θ2 is required. When multi-plate clutch control is performed at both the H position and the L position in FIG. In comparison, the drive gear 210 can be miniaturized and the installation space can be reduced.
JP-T-2004-514587 US Pat. No. 6,645,109 JP 2004-249974 A

しかしながら、このような従来の４輪駆動車用駆動力配分装置にあっては、図１７のように副変速機構のＨポジションのみで多板クラッチ制御を行うようした場合にあっても、
モータ駆動軸にシフト用円筒カムと多板クラッチを駆動するピニオンギアを固定して一体に回転する構造としていたため、ピニオンギアが噛合う図１７（Ｂ）のボールカム機構２０６の駆動ギア２１０はシフト領域θ１に対応したギア部分を余分に設けなければならず、このためギア部が大型化して重くなり、コストも高くなる問題がある。 However, in such a conventional four-wheel drive vehicle driving force distribution device, even when the multi-plate clutch control is performed only at the H position of the auxiliary transmission mechanism as shown in FIG.
Since the shift cylindrical cam and the pinion gear for driving the multi-plate clutch are fixed to the motor drive shaft and rotate integrally, the drive gear 210 of the ball cam mechanism 206 in FIG. There is a problem that an extra gear portion corresponding to the region θ1 must be provided, which increases the size and weight of the gear portion and increases the cost.

本発明は、副変速機構の高速切替え位置のみで多板クラッチ制御を行う場合について、シフト切替制御と多板クラッチ制御をモータ回転方向の相違により相互に影響し合うことなく独立に制御可能とする小型化、軽量化、低コスト化を図った４輪駆動車用駆動力配分装置を提供することを目的とする。
The present invention enables the shift switching control and the multi-plate clutch control to be independently controlled without affecting each other due to the difference in the motor rotation direction when the multi-plate clutch control is performed only at the high-speed switching position of the auxiliary transmission mechanism. An object of the present invention is to provide a driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle that is reduced in size, weight, and cost.

本発明は４輪駆動車用駆動力配分装置を提供する。本発明は、
入力軸の動力を低速と高速の２段に切り替えて出力し、低速切替時に低速出力を主出力軸及び副出力軸に伝達し、高速切替時に高速出力を主出力軸にのみ伝達する副変速機構と、
副変速機構の高速切替時に、主出力軸の動力を副出力軸に選択的に伝達する多板クラッチと、
を備えた４輪駆動車用駆動力配分装置に於いて、
モータと、
モータの出力軸に回転自在に同軸配置されたピニオンギアの回転に応じて多板クラッチの押付力を無段階に変化させるボールカム機構と、
モータの出力軸に回転自在に同軸配置されたシフト用円筒カムの回転を直線シフト運動に変換して副変速機構を低速と高速の２段に切り替えるシフト機構と、
モータの出力軸に固定された駆動部材と、
駆動部材とピニオンギアとの間に設けられ、モータによる駆動部材の制御原点を起点とした一方向回りの回転に応じてボールカム機構によるクラッチ押付力を変化させるクラッチ制御機構と、
駆動部材とシフト用円筒カムとの間に設けられ、モータによる駆動部材の制御原点を起点とした他方向回りの回転でシフト機構により副変速機構を高速から低速に切替え、高速切替え後の制御起点へ戻る回転で前記シフト機構により副変速機構を低速から高速に切替えるシフト制御機構と、
を設けたことを特徴とする。 The present invention provides a driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle. The present invention
A sub-transmission mechanism that switches the output power of the input shaft between two stages, low speed and high speed, transmits low speed output to the main output shaft and sub output shaft during low speed switching, and transmits high speed output only to the main output shaft during high speed switching. When,
A multi-plate clutch that selectively transmits the power of the main output shaft to the sub-output shaft during high-speed switching of the sub-transmission mechanism;
In the driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle equipped with
A motor,
A ball cam mechanism that changes the pressing force of the multi-plate clutch steplessly in accordance with the rotation of a pinion gear that is coaxially arranged rotatably on the output shaft of the motor;
A shift mechanism that converts the rotation of the shift cylindrical cam that is coaxially arranged rotatably on the output shaft of the motor into a linear shift motion and switches the sub-transmission mechanism between two stages of low speed and high speed;
A drive member fixed to the output shaft of the motor;
A clutch control mechanism that is provided between the drive member and the pinion gear and changes the clutch pressing force by the ball cam mechanism according to rotation around one direction starting from the control origin of the drive member by the motor;
Provided between the drive member and the shift cylindrical cam, the sub-transmission mechanism is switched from high speed to low speed by the shift mechanism by rotation in the other direction starting from the control origin of the drive member by the motor, and the control starting point after high speed switching A shift control mechanism for switching the auxiliary transmission mechanism from a low speed to a high speed by the shift mechanism by rotating back to
Is provided.

ここで、クラッチ制御機構は、
駆動部材のピニオンギア側の端面に形成したクラッチ駆動突起と、
ピニオンギアの駆動部材側の端面に形成したクラッチ被駆動突起と、
を備え、駆動部材の制御原点からの一方向回りの回転により駆動突起を被駆動突起に当接してピニオンギアを一方向にのみ回転し、駆動部材の制御原点への戻り回転に対しては多板クラッチの反力で前記ピニオンギアを戻し回転させる。 Here, the clutch control mechanism is
A clutch drive protrusion formed on the end surface of the drive member on the pinion gear side;
A clutch driven protrusion formed on the end surface of the pinion gear on the driving member side;
The drive projection is brought into contact with the driven projection by rotation about one direction from the control origin of the drive member, and the pinion gear is rotated only in one direction. The pinion gear is rotated back by the reaction force of the plate clutch.

シフト制御機構は、
駆動部材のシフト用円筒カム側の端面に突出されたシフト駆動突起と、
シフト用円筒カムの外周から駆動部材側の端面に開口したキー溝に収納され、端面開口から突出したキー先端を中心方向に揺動自在に支持したシフトキーと、
シフト用円筒カムの駆動部材側の端面に突出して形成され、シフトキーのキー先端との間に１シフト駆動突起が介在する円周方向の間隔を介して配置されたシフト被駆動突起と、
シフト用円筒カムが制御原点に位置した状態でシフトキーを押し込んで端面から突出したキー先端の外側をシフト駆動突起を通過可能とし、シフト用円筒カムが制御原点から外れた回転位置でシフトキーの押込みを解除して端面から突出したキー先端でシフト駆動突起の通過を阻止させるチェック機構と、
を備え、
駆動部材の他方向回りの回転でシフト駆動突起をチェック機構により押込み状態にあるシフトキーのキー先端の外側を通過させた後にシフト被駆動突起に当接させてシフト用円筒カムの高速から低速に切替える回転を開始し、シフト用円筒カムが回転して制御原点から外れた位置でチェック機構によるシフトキーの押込みを解除してキー先端をシフト駆動突起の横に位置させた状態で更に回転して高速から低速に切替え、低速切替え後に制御起点へ戻る駆動部材の回転でシフト駆動突起をキー先端に当接してシフト用円筒カムを回転させて副変速機構を低速から高速に切替える。 The shift control mechanism
A shift drive protrusion protruding from an end surface of the drive member on the side of the cylindrical cam for shift,
A shift key that is housed in a key groove that opens from the outer periphery of the shift cylindrical cam to the end face on the drive member side, and that supports the tip of the key protruding from the end face opening so as to be swingable in the center direction;
A shift driven projection formed on the end face of the shift cylindrical cam on the drive member side, and disposed with a circumferential interval in which one shift drive projection is interposed between the key tip of the shift key;
With the shift cylindrical cam positioned at the control origin, the shift key is pushed in so that the shift drive protrusion can pass outside the key tip protruding from the end face, and the shift key is pushed at the rotational position where the shift cylindrical cam deviates from the control origin. A check mechanism that releases the shift drive protrusion at the tip of the key that is released and protrudes from the end face;
With
The shift drive projection is rotated around the other direction of the drive member, and the shift drive projection is passed through the outside of the key tip of the shift key in the depressed state by the check mechanism, and then brought into contact with the shift driven projection to switch from the high speed to the low speed of the shift cylindrical cam. Start rotation, release the shift key from the check mechanism at the position where the shift cylindrical cam rotates and deviates from the control origin, and further rotate with the key tip positioned next to the shift drive projection to increase the speed. The sub-transmission mechanism is switched from the low speed to the high speed by switching to the low speed, rotating the driving cylinder returning to the control start point after the low speed switching, and rotating the shift cylindrical cam with the shift drive protrusion contacting the key tip.

またシフト制御機構の別の形態にあっては、
駆動部材のシフト用円筒カム側の端面の突出されたシフト駆動突起と、
シフト用円筒カムの駆動部材側の端面に突出されたシフト被駆動突起と、
駆動部材の外周から径方向に設けたガイド穴にバネを介して出没自在に設けたシフトピンと、
シフト用円筒カムの駆動部材側の端面に延在した円筒部に開口してシフトピンを嵌着するピン嵌合穴と、
シフト用円筒カムが制御原点に位置した状態でシフト用円筒カムのピン嵌合穴を介してシフトピンを押し込んでピン嵌合穴から離脱させ、シフト用円筒カムが制御原点からクラッチ押付力を変化させる方向の回転した際にシフトピンの押込みを解除してピン嵌合穴に嵌合させるチェック機構と、
を備え、
駆動部材の前記他方向回りの回転でシフト駆動突起をシフト被駆動突起に当接させてシフト用円筒カムの高速から低速に切替える回転を開始し、シフト用円筒カムが回転して制御原点から外れた位置でチェック機構によるシフトピンの押込みを解除してピン嵌合穴に嵌合した状態で回転して高速から低速に切替え、低速切替え後の制御起点へ戻る駆動部材の回転をピン嵌合穴に対するシフトピンの嵌合によりシフト用円筒カムに伝えて回転させて副変速機構を低速から高速に切替えることを特徴とする。 In another form of the shift control mechanism,
A shift drive projection projected from the end surface of the drive member on the side of the shift cylindrical cam;
A shift driven projection protruding from an end surface of the shift cylindrical cam on the drive member side;
A shift pin provided in a guide hole provided in a radial direction from the outer periphery of the drive member via a spring,
A pin fitting hole that opens into a cylindrical portion that extends to an end surface on the drive member side of the shift cylindrical cam and fits a shift pin;
With the shift cylindrical cam positioned at the control origin, the shift pin is pushed through the pin fitting hole of the shift cylindrical cam to disengage from the pin fitting hole, and the shift cylindrical cam changes the clutch pressing force from the control origin. A check mechanism that releases the push of the shift pin when it rotates in the direction and fits it into the pin fitting hole;
With
With the rotation of the drive member around the other direction, the shift drive projection is brought into contact with the shift driven projection to start the rotation of the shift cylindrical cam to switch from the high speed to the low speed, and the shift cylindrical cam rotates to deviate from the control origin. When the shift pin is pushed by the check mechanism at the selected position and rotated in a state where it is fitted in the pin fitting hole, the drive member is rotated from the high speed to the low speed and returned to the control starting point after the low speed switching. The auxiliary transmission mechanism is switched from a low speed to a high speed by being transmitted to a cylindrical cam for shifting by the fitting of a shift pin and rotated.

更に、シフト制御機構は、副変速機構の高速切替位置に回転した後の更なる回転により、クラッチ制御機構を作動して多板クラッチのエンドプレートを詰めて副変速機構に供給している潤滑油の漏れ出しを抑制する。
Further, the shift control mechanism is a lubricant that is supplied to the sub-transmission mechanism by operating the clutch control mechanism and filling the end plate of the multi-plate clutch by further rotation after rotating to the high-speed switching position of the sub-transmission mechanism. Suppresses leakage.

本発明によれば、副変速機構をＨポジションにシフトした状態の制御原点に対し一方向回り、例えば右回りの回転で多板クラッチの押付力を変化させ、他方向回り、例えば左回りの往復回転で副変速機構のＨポジションとＬポジションの２段切替えを行うことができるため、同じモータによる駆動であっても、回転方向によりシフト制御と多板クラッチのトルク制御を独立させ、個別に最適な制御条件を決めることができる。   According to the present invention, the pressing force of the multi-plate clutch is changed in one direction with respect to the control origin with the auxiliary transmission mechanism shifted to the H position, for example, clockwise, and the other direction, for example, counterclockwise reciprocation. Since the sub-transmission mechanism can be switched between the H position and the L position by rotation, even when driven by the same motor, shift control and multi-plate clutch torque control are independent depending on the direction of rotation, and are optimal for each Control conditions can be determined.

またシフト回転中にクラッチ制御に使用するボールカム機構の駆動ギアを回転させる必要がないため、クラッチ制御用の駆動ギアが小型化でき、装置全体としての小型化と軽量化ができ、コストも安価になる。   In addition, it is not necessary to rotate the drive gear of the ball cam mechanism used for clutch control during shift rotation, so the drive gear for clutch control can be reduced in size, the entire device can be reduced in size and weight, and the cost can be reduced. Become.

更に、Ｈポジションにおける多板クラッチ制御のための駆動部材によりピニオンギアを回転させてもシフト用円筒カムは回転せずに停止しているため、カム溝のＨポジションの位置から従来の円筒カムで形成していた円周溝が不要となり、Ｈポジションで多板クラッチを駆動するピニオンギアの回転角を大きくとることができる。   Further, even if the pinion gear is rotated by the driving member for controlling the multi-plate clutch in the H position, the shift cylindrical cam is stopped without rotating, so that the conventional cylindrical cam is moved from the position of the cam groove H position. The formed circumferential groove becomes unnecessary, and the rotation angle of the pinion gear that drives the multi-plate clutch at the H position can be increased.

このように多板クラッチを駆動するピニオンギアの回転角を大きくできると、多板クラッチの駆動トルクはピニオンギアの回転角と反比例の関係にあるため、駆動トルクを小さくでき、小型で高速回転が可能となる。更に高速回転が可能となることで、副変速機構のシフト時間を短縮することができる。   If the rotation angle of the pinion gear that drives the multi-plate clutch can be increased in this way, the drive torque of the multi-plate clutch is inversely proportional to the rotation angle of the pinion gear. It becomes possible. Furthermore, since the high-speed rotation is possible, the shift time of the auxiliary transmission mechanism can be shortened.

更に、シフト制御機構は、副変速機構の低速切替位置に回転した後の更なる回転により、クラッチ制御機構を作動して多板クラッチのエンドプレートを詰め、これにより副変速機構に供給している潤滑油の漏れ出しを抑制して潤滑不足を防止できる。
Furthermore, the shift control mechanism operates the clutch control mechanism by further rotation after rotating to the low speed switching position of the auxiliary transmission mechanism, and fills the end plate of the multi-plate clutch, thereby supplying the auxiliary transmission mechanism. Insufficient lubrication can be prevented by suppressing leakage of lubricating oil.

図１は本発明による４輪駆動車用駆動力分配装置の実施形態を示した断面図である。図１において、本実施形態の４輪駆動車用駆動力分配装置はケース１０を有し、ケース１０の左側にエンジンからの動力を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１２が設けられ、入力軸１２は副変速機構１４を介して、同軸に配置された主出力軸としての後輪出力軸２４に連結されている。   FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle according to the present invention. In FIG. 1, the driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle of this embodiment has a case 10, and an input shaft 12 for inputting power from the engine via an automatic transmission or a manual transmission is provided on the left side of the case 10. The input shaft 12 is connected to a rear wheel output shaft 24 as a main output shaft arranged coaxially via the auxiliary transmission mechanism 14.

副変速機構１４は、サンギア１６、キャリアケース２０に設けたプラネアリギア１８及びリングギア２２を備えた遊星歯車機構であり、キャリアケース２０と一体にクラッチギア５４を設け、これに対応しシフト操作可能なシフトギア５２を配置している。   The auxiliary transmission mechanism 14 is a planetary gear mechanism including a sun gear 16, a planetary gear 18 provided in the carrier case 20, and a ring gear 22. A clutch gear 54 is provided integrally with the carrier case 20, and a shift operation can be performed corresponding to this. A shift gear 52 is arranged.

副変速機構１４はＨポジションとＬポジションの高低２段の切替えを行う。シフトギア５２が図示の位置のときＨポジションにあり、サンギア１６を後輪出力軸２４に直結している。シフトギア５２がクラッチギア５４に噛み合う位置がＬポジションとなり、リングギア２２が固定で、サンギア１６の入力回転を、プラネタリギア１８を備えたキャリアケース２０の回転として、クラッチギア５４からシフトギア５２を介して後輪出力軸２４に伝えている。   The subtransmission mechanism 14 switches between high and low two stages of the H position and the L position. When the shift gear 52 is at the illustrated position, it is in the H position, and the sun gear 16 is directly connected to the rear wheel output shaft 24. The position where the shift gear 52 meshes with the clutch gear 54 is the L position, the ring gear 22 is fixed, and the input rotation of the sun gear 16 is rotated as the rotation of the carrier case 20 with the planetary gear 18 from the clutch gear 54 via the shift gear 52. This is transmitted to the rear wheel output shaft 24.

シフトギア５２の右側には、後輪駆動軸２４にスプライン嵌合されて軸方向に移動自在にクラッチハブ５５が配置される。クラッチハブ５５は図示のクラッチギア５４のＨポジョンでスプロケットギア２５の左側に一体形成したクラッチギアから切り離されているが、クラッチギア５２をＬポジションにシフトすると、クラッチギア５５も５５ａで示す位置にシフトし、スプロケットギア２５のクラッチギアに噛合い、後輪駆動軸２４にスプロケットギア２５を直結し、副変速機構１４の低速出力をチェーン１８を介して前輪出力軸３０に直接伝達する。即ち、Ｌポジションへのシフトで前後輪が直結された低速４輪駆動を表す４Ｌロックモードとなる。   A clutch hub 55 is disposed on the right side of the shift gear 52 so as to be spline-fitted to the rear wheel drive shaft 24 and movable in the axial direction. The clutch hub 55 is separated from the clutch gear integrally formed on the left side of the sprocket gear 25 by the H position of the illustrated clutch gear 54. However, when the clutch gear 52 is shifted to the L position, the clutch gear 55 is also moved to the position indicated by 55a. Shifting, meshing with the clutch gear of the sprocket gear 25, the sprocket gear 25 is directly connected to the rear wheel drive shaft 24, and the low speed output of the auxiliary transmission mechanism 14 is directly transmitted to the front wheel output shaft 30 via the chain 18. In other words, the 4L lock mode representing low-speed four-wheel drive in which the front and rear wheels are directly connected by shifting to the L position is set.

後輪出力軸２４と同軸に多板クラッチ２６が設けられる。多板クラッチ２６はクラッチハブ４４を後輪出力軸２４に固定し、クラッチドラム４６を後輪出力軸２４に対し回転自在に設けたスプロケットギア２５に連結している。   A multi-plate clutch 26 is provided coaxially with the rear wheel output shaft 24. The multi-plate clutch 26 has a clutch hub 44 fixed to the rear wheel output shaft 24, and a clutch drum 46 is connected to a sprocket gear 25 that is rotatably provided to the rear wheel output shaft 24.

後輪出力軸２４と平行には、反対側に動力を取り出す副出力軸としての前輪出力軸３０がケース１０に設けられており、前輪出力軸３０にはスプロケットギア３１が一体に形成され、多板クラッチ２６側のスプロケットギア２５との間にチェーンベルト２８を掛けて連結している。   In parallel with the rear wheel output shaft 24, a front wheel output shaft 30 as a secondary output shaft for taking out power on the opposite side is provided in the case 10, and a sprocket gear 31 is integrally formed on the front wheel output shaft 30, A chain belt 28 is hung and connected to the sprocket gear 25 on the plate clutch 26 side.

このような４輪駆動車用駆動力分配装置において、副変速機構１４のシフトギア５２をＨポジションに切替えた高速２輪駆動を示す２Ｈモードの際には、多板クラッチ２６のクラッチハブ４４とクラッチドラム４６の間に設けた複数のクラッチプレート４８が切り離され、入力軸１２の回転は副変速機構１４を介して後輪出力軸２４に伝達される。   In such a driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle, the clutch hub 44 and the clutch of the multi-plate clutch 26 are engaged in the 2H mode indicating the high-speed two-wheel drive in which the shift gear 52 of the auxiliary transmission mechanism 14 is switched to the H position. The plurality of clutch plates 48 provided between the drums 46 are disconnected, and the rotation of the input shaft 12 is transmitted to the rear wheel output shaft 24 via the auxiliary transmission mechanism 14.

この状態で多板クラッチ２６に対するクラッチ制御が行われると、クラッチ押付力に応じた駆動トルクをスプロケットギア２５、チェーンベルト２８、スプロケットギア３１を介して前輪出力軸３０にも伝達するトルク制御を伴う高速４輪駆動を示す４Ｈ−オート／ロックモードとなる。。   When the clutch control for the multi-plate clutch 26 is performed in this state, the torque control is performed to transmit the driving torque corresponding to the clutch pressing force to the front wheel output shaft 30 via the sprocket gear 25, the chain belt 28, and the sprocket gear 31. It becomes 4H-auto / lock mode indicating high-speed four-wheel drive. .

多板クラッチ２６に対しては、クラッチハブ４４とクラッチドラム４６の間に設けたクラッチプレート４８のクラッチ押付力（伝達トルク）を無段階に制御するボールカム機構３２が設けられる。ボールカム機構３２は、図２の軸方向から見た説明図のように、後輪出力軸２４と同軸に設けられた固定カムプレート３４と回転カムプレート３６の相対するカム面のボールカム溝３９に挟まれてボール３８を保持している。   For the multi-plate clutch 26, a ball cam mechanism 32 for continuously controlling the clutch pressing force (transmission torque) of the clutch plate 48 provided between the clutch hub 44 and the clutch drum 46 is provided. The ball cam mechanism 32 is sandwiched between the ball cam grooves 39 on the cam surfaces of the fixed cam plate 34 and the rotating cam plate 36 that are provided coaxially with the rear wheel output shaft 24 as shown in the explanatory view seen from the axial direction of FIG. The ball 38 is held.

固定カムプレート３４はモータ出力軸７２側にアーム部３７を延在してＵ字形の先端をベアリング７７の外側に嵌め入れて、回転を停止させている。回転カムプレート３６は、モータ出力軸７２側に駆動ギア４０を延在してピニオンギア７６に噛み合っており、駆動ギア４０は扇型の端面形状を持っている。   The fixed cam plate 34 extends the arm portion 37 toward the motor output shaft 72 side, and the U-shaped tip is fitted outside the bearing 77 to stop the rotation. The rotation cam plate 36 extends on the motor output shaft 72 side and meshes with the pinion gear 76, and the drive gear 40 has a fan-shaped end face shape.

再び図１を参照するに、固定カムプレート３４の右側にはスラストベアリングを介して固定プレート３５が配置され、回転カムプレート３６の左側にはスラストベアリングを介して押付部材４２が配置されている。   Referring to FIG. 1 again, a fixed plate 35 is disposed on the right side of the fixed cam plate 34 via a thrust bearing, and a pressing member 42 is disposed on the left side of the rotating cam plate 36 via a thrust bearing.

ボールカム機構３２は、駆動ギア４０により回転カムプレート３６が固定カムプレート３４に対し一定方向に回転駆動されると、相対する面の傾斜溝であるボールカム溝３９に入れているボール３８による押圧を受けて押付部材４２が軸方向に押され、多板クラッチ２６のクラッチプレート４８を押すことで、駆動ギア４０の回転量に応じてクラッチ伝達トルクを増加させ、最大押付け位置で直結状態を示すロックとする。   When the rotary cam plate 36 is driven to rotate in a fixed direction with respect to the fixed cam plate 34 by the drive gear 40, the ball cam mechanism 32 receives pressure from the ball 38 inserted in the ball cam groove 39 that is an inclined groove on the opposite surface. The pressing member 42 is pushed in the axial direction and the clutch plate 48 of the multi-plate clutch 26 is pushed, so that the clutch transmission torque is increased according to the rotation amount of the drive gear 40, and the lock is shown in the direct connection state at the maximum pressing position. To do.

副変速機構１４のシフト機構５０及び多板クラッチ２６の押圧力を制御する駆動源としてモータ７０が設けられている。モータ７０は内蔵した減速機による回転をモータ出力軸７２に伝えている。モータ出力軸７２には、後の説明で明らかにする多板クラッチ２６のクラッチ制御機構及び副変速機構１４のシフト制御機構を構成する駆動部材７４、ピニオンギア７６及びシフト用円筒カム７８が同軸に配置されている。   A motor 70 is provided as a drive source for controlling the pressing force of the shift mechanism 50 of the auxiliary transmission mechanism 14 and the multi-plate clutch 26. The motor 70 transmits the rotation by the built-in speed reducer to the motor output shaft 72. The motor output shaft 72 is coaxially provided with a drive member 74, a pinion gear 76, and a shift cylindrical cam 78 that constitute the clutch control mechanism of the multi-plate clutch 26 and the shift control mechanism of the auxiliary transmission mechanism 14, which will be clarified later. Has been placed.

駆動部材７４はモータ出力軸７２に固定されており、これに対しピニオンギア７６及びシフト用円筒カム７８は相対回転自在にモータ出力軸７２に装着されている。駆動部材７４は、制御原点となる所定位置にあっては、ピニオンギア７６及びシフト用円筒カム７８との連結は解除されており、この制御原点を起点にモータ出力軸７２を例えば右方向に回転すると、駆動部材７４の回転がピニオンギア７６に伝えられ、ピニオンギア７６の回転で駆動ギア４０が駆動され、ボールカム機構３２を動作して多板クラッチ２６の押付力を変化させることができる。このときシフト用円筒カム７８は回転せずに停止している。   The drive member 74 is fixed to the motor output shaft 72, while the pinion gear 76 and the shift cylindrical cam 78 are mounted on the motor output shaft 72 so as to be relatively rotatable. The drive member 74 is disconnected from the pinion gear 76 and the shift cylindrical cam 78 at a predetermined position as the control origin, and the motor output shaft 72 is rotated, for example, in the right direction from the control origin. Then, the rotation of the drive member 74 is transmitted to the pinion gear 76, the drive gear 40 is driven by the rotation of the pinion gear 76, and the pressing force of the multi-plate clutch 26 can be changed by operating the ball cam mechanism 32. At this time, the shift cylindrical cam 78 stops without rotating.

また制御原点を起点に、モータ出力軸７２により駆動部材７４を逆方向、例えば左方向に回転させると、駆動部材７４の回転がシフト用円筒カム７８に伝えられ、シフト用円筒カム７８が回転することで、その外周に形成したシフト用カム溝８０によりシフトピン８２を軸方向に案内移動し、図示の副変速機構１４におけるＨポジションからシフトピン８２を右方向に移動してＬポジションに切り替えることができる。   When the drive member 74 is rotated in the reverse direction, for example, the left direction by the motor output shaft 72 with the control origin as the starting point, the rotation of the drive member 74 is transmitted to the shift cylindrical cam 78 and the shift cylindrical cam 78 rotates. Thus, the shift pin 82 is guided and moved in the axial direction by the shift cam groove 80 formed on the outer periphery thereof, and the shift pin 82 can be moved rightward from the H position in the illustrated subtransmission mechanism 14 to be switched to the L position. .

ＬポジションからＨポジションへのシフトは、モータ出力軸７２により駆動部材７４を逆方向、即ち右方向に回転して制御原点に戻せば良い。このシフト制御の際、クラッチを駆動するピニオンギア７６は回転せずに停止している。   To shift from the L position to the H position, the drive member 74 may be rotated in the reverse direction, that is, rightward by the motor output shaft 72 to return to the control origin. During this shift control, the pinion gear 76 that drives the clutch is stopped without rotating.

シフト用円筒カム７８により軸方向にシフトされるシフトピン８２とシフトフォーク５６の間には待ち機構６０が設けられている。待ち機構６０は、シフトロット５８に固定したシフトフォーク５６の右側に配置され、内蔵したスプリング６２に対し、右側にストッパリング６４を入れて固定している。   A waiting mechanism 60 is provided between the shift pin 82 and the shift fork 56 which are shifted in the axial direction by the shift cylindrical cam 78. The waiting mechanism 60 is arranged on the right side of the shift fork 56 fixed to the shift lot 58, and a stopper ring 64 is inserted and fixed to the built-in spring 62 on the right side.

待ち機構６０はシフトピン８２のシフト操作を行った際に、シフトギア５２とクラッチギア５４が噛み合わない位置関係にある場合があり、この場合にシフトピン８２のシフト動作でスプリング６２を圧縮して、スプリング６２の力でシフトフォーク５６をシフト方向に付勢した待ち状態とし、待ち状態でギア噛合いがあるとシフト操作がスプリング６２の力で行われ、ギア噛合いができなくてもシフト操作そのものは完了できるようにしている。   The waiting mechanism 60 may be in a positional relationship where the shift gear 52 and the clutch gear 54 do not mesh when a shift operation of the shift pin 82 is performed. In this case, the spring 62 is compressed by the shift operation of the shift pin 82 and the spring 62 The shift fork 56 is energized in the shift direction with the force of the power, and when the gear is engaged in the wait state, the shift operation is performed by the force of the spring 62, and the shift operation itself is completed even if the gear is not engaged. I can do it.

更に、後輪出力軸２４内の軸方向には中空穴２４ａが形成され、中空穴２４から副変速機構１４、多板クラッチ２６、ボールカム機構３２などに向けて潤滑ポートが放射状に形成され、潤滑油を供給している。   Further, a hollow hole 24a is formed in the axial direction in the rear wheel output shaft 24. Lubricating ports are formed radially from the hollow hole 24 toward the auxiliary transmission mechanism 14, the multi-plate clutch 26, the ball cam mechanism 32, etc. Supplying oil.

図３は図１の実施形態におけるシフト制御機構とクラッチ制御機構を取り出して示した説明図である。図３において、クラッチ制御機構６５Ａは、モータ出力軸７２に固定ピン７５により固定された駆動部材７４に設けているクラッチ駆動突起８４と、モータ出力軸７２に回転自在に配置したピニオンギア７６に設けているクラッチ被駆動突起８６で構成される。   FIG. 3 is an explanatory view showing the shift control mechanism and the clutch control mechanism in the embodiment of FIG. In FIG. 3, the clutch control mechanism 65 </ b> A is provided on a clutch drive protrusion 84 provided on a drive member 74 fixed to a motor output shaft 72 by a fixing pin 75, and a pinion gear 76 disposed rotatably on the motor output shaft 72. The clutch driven protrusion 86 is formed.

駆動部材７４のクラッチ駆動突起８４に対し、ピニオンギア７６のクラッチ被駆動突起８６は、制御原点でその端面同士が接触しない被駆動状態にあり、制御原点からモータ出力軸７２を右方向に回転すると、クラッチ駆動突起８４の側面がピニオンギア７６のクラッチ被駆動突起８６の側面に当接し、駆動部材７４と一体にピニオンギア７６を右方向に回転させることになる。   The clutch driven protrusion 86 of the pinion gear 76 is in a driven state in which the end surfaces thereof do not contact each other at the control origin with respect to the clutch drive protrusion 84 of the drive member 74, and when the motor output shaft 72 is rotated rightward from the control origin. Then, the side surface of the clutch driving projection 84 abuts on the side surface of the clutch driven projection 86 of the pinion gear 76, and the pinion gear 76 is rotated rightward integrally with the driving member 74.

ピニオンギア７６の駆動部材７４による回転に伴い、図１に示した駆動ギア４０が回動し、ボールカム機構３２が動作して、多板クラッチ２６の押付け力を無段階に増加させる。   With the rotation of the pinion gear 76 by the driving member 74, the driving gear 40 shown in FIG. 1 rotates and the ball cam mechanism 32 operates to increase the pressing force of the multi-plate clutch 26 steplessly.

ここで、ピニオンギア７６に対しては図１の多板クラッチ２６の反力が常に加わっており、このためクラッチ制御を解除するためにモータ出力軸７２を制御原点に戻すと、多板クラッチ２６からの反力が受けてピニオンギア７６も制御原点に戻るようになる。   Here, the reaction force of the multi-plate clutch 26 of FIG. 1 is always applied to the pinion gear 76. Therefore, when the motor output shaft 72 is returned to the control origin in order to release the clutch control, the multi-plate clutch 26 is restored. As a result, the pinion gear 76 returns to the control origin.

シフト制御機構６５Ｂは、駆動部材７４の左側の端面に設けたシフト駆動突起８８と、モータ出力軸７２に回転自在に設けたシフト用円筒カム７８で構成される。シフト用円筒カム７８の外周面軸方向から駆動部材７４側の端面にかけてキー溝９２が形成されており、キー溝９２の中にピン９４により揺動自在にシフトキー９０を収納している。   The shift control mechanism 65B includes a shift drive protrusion 88 provided on the left end face of the drive member 74 and a shift cylindrical cam 78 provided rotatably on the motor output shaft 72. A key groove 92 is formed from the axial direction of the outer peripheral surface of the shift cylindrical cam 78 to the end surface on the drive member 74 side, and a shift key 90 is housed in the key groove 92 by a pin 94 so as to be swingable.

シフトキー９０はキー先端９６を駆動部材７４側の端面から突出しており、更に図示の制御原点位置で、バネ１００で押圧されたチェックボール９８によるチェックボール機構の押圧を受けて、キー先端９６が中心方向に押し込まれたシフトキー９０の揺動位置を形成するようにしている。   The shift key 90 projects the key tip 96 from the end surface on the drive member 74 side, and further receives the pressing of the check ball mechanism by the check ball 98 pressed by the spring 100 at the illustrated control origin position, so that the key tip 96 is centered. A swing position of the shift key 90 pushed in the direction is formed.

シフト用円筒カム７８に設けたシフトキー９０のキー先端９６に対し、駆動部材７４のシフト駆動突起８８が介在する間隔を配してシフト被駆動突起１０２が形成されている。更にシフト用円筒カム７８の外周面には、図１に示したように、シフトピン８２をＨポジションからＬポジションに移動させるためのシフト用カム溝８０が形成されている。   A shift driven projection 102 is formed at a key tip 96 of the shift key 90 provided on the shift cylindrical cam 78 with an interval at which the shift drive projection 88 of the drive member 74 is interposed. Further, as shown in FIG. 1, a shift cam groove 80 for moving the shift pin 82 from the H position to the L position is formed on the outer peripheral surface of the shift cylindrical cam 78.

図４は図３のシフト制御機構６５Ｂにおける制御原点での動作状態を示した説明図であり、図４（Ａ）が断面図を、図４（Ｂ）が駆動部材７４側から見た端面図を示している。図４の制御原点において、シフト用円筒カム７８のキー溝９２に設けたシフトキー９０は、バネ１００によるチェックボール９８の押圧を受けてピン９４を中心に回動し、キー先端９６を下側に押し込んでおり、キー先端９６の外側部分を駆動部材７４に設けたシフト駆動突起８８が通過可能としている。   4A and 4B are explanatory views showing an operation state at the control origin in the shift control mechanism 65B of FIG. 3, in which FIG. 4A is a cross-sectional view and FIG. 4B is an end view as seen from the drive member 74 side. Is shown. At the control origin in FIG. 4, the shift key 90 provided in the key groove 92 of the shift cylindrical cam 78 receives the pressure of the check ball 98 by the spring 100 and rotates around the pin 94, and the key tip 96 is moved downward. The shift driving projection 88 provided on the driving member 74 can pass through the outer portion of the key tip 96.

即ち、図４（Ｂ）の端面図から明らかなように、制御原点でキー先端９６はバネ１００によるチェックボール９８の押圧を受けてモータ出力軸７２の中心方向に押し込まれており、右側に位置する駆動部材７４の駆動突起８８は、駆動部材７４を左方向に回転した場合、押し下げられているキー先端９６の外側を通ってシフト用円筒カム７８のシフト被駆動突起１０２に向かうようにしている。   That is, as apparent from the end view of FIG. 4B, at the control origin, the key tip 96 is pressed toward the center of the motor output shaft 72 by the pressing of the check ball 98 by the spring 100 and is positioned on the right side. When the drive member 74 is rotated counterclockwise, the drive protrusion 88 of the drive member 74 that passes through the outside of the key tip 96 that is pressed down is directed toward the shift driven protrusion 102 of the shift cylindrical cam 78. .

図５は図３のシフト制御機構６５Ｂにおけるシフト中の回転状態を示した説明図であり、図５（Ａ）が軸方向の断面図、図５（Ｂ）が駆動部材７４側から見た断面図である。   5A and 5B are explanatory views showing a rotation state during the shift in the shift control mechanism 65B of FIG. 3, in which FIG. 5A is an axial sectional view, and FIG. 5B is a sectional view seen from the drive member 74 side. FIG.

即ち図４の制御原点の状態で駆動部材７４を左方向に回転すると、駆動部材７４のシフト駆動突起８８が、押込み状態にあるキー先端９６の外側を通過してシフト用円筒カム７８のクラッチ被駆動突起１０２の側面に当接し、駆動部材７４によりシフト用円筒カム７８を左方向に回転させる。   That is, when the drive member 74 is rotated counterclockwise in the state of the control origin in FIG. 4, the shift drive projection 88 of the drive member 74 passes the outside of the key tip 96 in the depressed state and the clutch cover of the shift cylindrical cam 78 is engaged. The shift cylindrical cam 78 is rotated leftward by the drive member 74 in contact with the side surface of the drive protrusion 102.

シフト用円筒カム７８が駆動部材７４により左方向に回転を始めると、図４のように、制御原点でキー９０を押し下げていたチェックボール９８の押込みが解除され、バネ９５の力により図５（Ａ）のようにシフトキー９０は押し戻され、これによって図５（Ｂ）に示すように駆動部材のシフト駆動突起８８が、シフト用円筒カム７８に設けているシフト被駆動突起１０２と押込みが解除されたキー先端９６の間に位置する。   When the shift cylindrical cam 78 starts to rotate leftward by the drive member 74, as shown in FIG. 4, the pushing of the check ball 98 that has depressed the key 90 at the control origin is released, and the force of the spring 95 causes the FIG. As shown in FIG. 5B, the shift key 90 is pushed back as shown in FIG. 5B, whereby the shift drive projection 88 of the drive member is released from the shift driven projection 102 provided on the shift cylindrical cam 78. Located between the key tips 96.

ここで、駆動部材７４のシフト駆動突起８８の左方向の回転についてはシフト被駆動突起１０２との当接でシフト用円筒カム７８が回転し、また駆動部材７４による右方向の回転についてはシフト駆動突起８８のキー先端９６に対する当接でシフト用円筒カム７８を右方向に回転することになる。   Here, regarding the rotation of the shift drive protrusion 88 of the drive member 74 in the left direction, the shift cylindrical cam 78 is rotated by contact with the shift driven protrusion 102, and for the rotation of the drive member 74 in the right direction, shift drive is performed. The shift cylindrical cam 78 is rotated rightward by the contact of the projection 88 with the key tip 96.

また図４に示した制御原点におけるシフト位置は高速２輪駆動となる２Ｈモードであり、この制御原点からシフト用円筒カム７８を左方向に回転すると低速４輪駆動となる４Ｌロックモードに切り替わることになる。   The shift position at the control origin shown in FIG. 4 is the 2H mode in which high-speed two-wheel drive is performed, and when the shift cylindrical cam 78 is rotated leftward from this control origin, the shift is switched to the 4L lock mode in which low-speed four-wheel drive is performed. become.

図６は図３の実施形態における駆動部材の回転に対するクラッチ制御動作範囲とシフト動作範囲の説明図である。図６において、クラッチ制御動作範囲１０８は２Ｈポジションとなる制御原点１０４から右回りの回転角α１の範囲であり、本実施形態においてクラッチ制御動作範囲１０８の回転角α１は例えばα１＝３３０°とすることができる。   FIG. 6 is an explanatory diagram of the clutch control operation range and the shift operation range with respect to the rotation of the drive member in the embodiment of FIG. In FIG. 6, the clutch control operation range 108 is a range of the rotation angle α1 clockwise from the control origin 104 at the 2H position. In this embodiment, the rotation angle α1 of the clutch control operation range 108 is, for example, α1 = 330 °. be able to.

一方、シフト動作範囲１１０は、制御原点１０４に対応した２Ｈポジションから左回りに回転角α２の４Ｌポジションに達するまでの範囲であり、本実施形態にあっては、回転角α２は例えばα２＝１５０°に設定することができる。   On the other hand, the shift operation range 110 is a range from the 2H position corresponding to the control origin 104 to the 4L position of the rotation angle α2 counterclockwise. In the present embodiment, the rotation angle α2 is, for example, α2 = 150. Can be set to °.

更に、制御原点１０４に対応した２Ｈポジションの右側のシフト手前位置にはシフト原点スイッチ作動範囲１０６が設定されており、シフト原点スイッチ作動範囲１０６でスイッチオン状態を保つことでシフト原点位置の検出信号を得ることができる。   Further, a shift origin switch operation range 106 is set at the right shift front position of the 2H position corresponding to the control origin 104, and the shift origin position detection signal is maintained by keeping the switch on state in the shift origin switch operation range 106. Can be obtained.

図７は図３の実施形態における駆動部材の回転角変位に対するクラッチトルク特性とシフトカム変位の説明図であり、併せて図２に示したボールカム機構３２におけるボールカム溝とボールの関係を示している。   FIG. 7 is an explanatory diagram of clutch torque characteristics and shift cam displacement with respect to the rotational angular displacement of the drive member in the embodiment of FIG. 3, and also shows the relationship between the ball cam groove and the ball in the ball cam mechanism 32 shown in FIG.

図７（Ａ）において、まず回転角αに対し駆動部材を右回転したときのトルク特性１１２は、直線的な多板クラッチにおけるクラッチプレートの変位特性１１４に対し、トルク特性１１２はクラッチプレートの変位が小さい内は伝達トルクはほとんどなく、所定変位に達すると直線的に急激に立ち上がる折れ線特性となる。   In FIG. 7A, the torque characteristic 112 when the drive member is rotated clockwise with respect to the rotation angle α is the displacement characteristic 114 of the clutch plate in the linear multi-plate clutch, whereas the torque characteristic 112 is the displacement of the clutch plate. When the value is small, there is almost no transmission torque, and when it reaches a predetermined displacement, it has a polygonal line characteristic that rises linearly and rapidly.

一方、図７（Ｂ）の駆動部材を左方向に回転して行うシフト用カム変位１１０は、制御原点に対応した２Ｈポジションを起点に回転角α２の回転でＬポジションにシフトし、その後、微小角度αだけ更に左方向に回転させることで、図１に示した多板クラッチ２６における複数のクラッチプレート４８の右端のエンドプレートを押し当て部材４２で押して詰め、後輪出力軸２５の中空穴２４ａから供給の潤滑油が開放状態にある多板クラッチの部分を通って流出することを防ぎ、副変速機構１４に対する潤滑油の供給する圧力の低下を防止している。   On the other hand, the shift cam displacement 110 performed by rotating the driving member in the left direction in FIG. 7B is shifted to the L position by the rotation angle α2 starting from the 2H position corresponding to the control origin, and then minutely. By rotating further leftward by an angle α, the right end plate of the plurality of clutch plates 48 in the multi-plate clutch 26 shown in FIG. 1 is pushed and packed by the pressing member 42, and the hollow hole 24a of the rear wheel output shaft 25 is filled. Thus, the supplied lubricating oil is prevented from flowing out through the part of the multi-plate clutch in the open state, and the pressure of the lubricating oil supplied to the auxiliary transmission mechanism 14 is prevented from being lowered.

このＬポジションにおける左方向の微小角度αの回転に伴い、エンドプレート詰めトルク特性１１６により若干駆動トルクが発生するが、変位特性１１８に示すように前輪を駆動するに必要な駆動トルクには達することのない微小トルクであることから、ほとんど無視できる。   Along with the rotation of the slight left angle α in the L position, a slight driving torque is generated by the end plate stuffing torque characteristic 116, but the driving torque necessary to drive the front wheels as shown by the displacement characteristic 118 is reached. It is negligible because it is a very small torque.

図７（Ｃ）は、回転角α１となる右方向の回転によるトルク特性１１２を発生する際の図２に示しているボールカム機構による固定カムプレート３４に設けたボールカム溝３９−１１と可動カムプレート３６側に設けたボールカム溝３９−１２の間に位置するボール３８の状態を示している。   FIG. 7C shows a ball cam groove 39-11 and a movable cam plate provided in the fixed cam plate 34 by the ball cam mechanism shown in FIG. 2 when generating the torque characteristic 112 by the rightward rotation with the rotation angle α1. The state of the ball 38 positioned between the ball cam grooves 39-12 provided on the 36th side is shown.

このクラッチ制御動作範囲にあっては、固定カムプレート３４に対する可動カムプレート３６の矢印Ａ方向の動きにより、ボール３８の介在で可動カムプレート３６側が上側に押し上げられ、多板クラッチ２６のクラッチプレートを押し付けるようになる。   In this clutch control operation range, the movable cam plate 36 is pushed upward by the movement of the ball 38 due to the movement of the movable cam plate 36 relative to the fixed cam plate 34 in the direction of arrow A, and the clutch plate of the multi-plate clutch 26 is lifted. It comes to press.

図７（Ｄ）は、駆動部材７４によりシフト用円筒カム７８をＨポジションからＬポジジョンにシフトするときのボールカム機構であり、駆動部材７４の左方向の回転に対しシフト用円筒カム７８は回転するが、ピニオンギア７６は停止しており、図７（Ｄ）の状態を維持している。   FIG. 7D shows a ball cam mechanism when the shift cylindrical cam 78 is shifted from the H position to the L position by the drive member 74. The shift cylindrical cam 78 rotates with respect to the left rotation of the drive member 74. However, the pinion gear 76 is stopped and maintains the state of FIG.

図７（Ｅ）は、駆動部材７４によりシフト用円筒カム７８をＬポジションにシフトした後、更に左方向に微小回転角Δαだけ回転させた状態を示す。このときボール３８が位置する可動カムプレート３４と固定カムプレート３６のボールカム溝３９−１１，３８−１２の端部は急激なテーパ面としていることで、可動カムプレート３６のΔαという僅かな回転角で、エンドプレート変位特性１１８に示すように多板クラッチ２６のエンドプレートを変位させてエンドプレートを詰めることで、潤滑油の漏出を防ぐことができるようにしている。   FIG. 7E shows a state where the shift cylindrical cam 78 is shifted to the L position by the drive member 74 and then further rotated to the left by the minute rotation angle Δα. At this time, the end portions of the ball cam grooves 39-11 and 38-12 of the movable cam plate 34 and the fixed cam plate 36 on which the ball 38 is located have a sharp taper surface, so that a slight rotation angle of Δα of the movable cam plate 36 is obtained. Thus, as shown in the end plate displacement characteristic 118, the end plate of the multi-plate clutch 26 is displaced and filled with the end plate, so that leakage of the lubricating oil can be prevented.

図８は図３の実施形態におけるシフト用円筒カムのカム溝を、従来の円周溝を持つ円筒カムと対比して示した展開説明図である。   FIG. 8 is a developed explanatory view showing the cam groove of the shift cylindrical cam in the embodiment of FIG. 3 in comparison with a conventional cylindrical cam having a circumferential groove.

図８（Ａ）は本実施形態のシフト用円筒カム７８に設けたシフト用カム溝８０の展開図であり、図８（Ｂ）に円周溝１８２を備えた従来のシフト用円筒カム１７４におけるシフト用カム溝１を対比して示している。   FIG. 8A is a development view of the shift cam groove 80 provided in the shift cylindrical cam 78 of the present embodiment. FIG. 8B shows a conventional shift cylindrical cam 174 provided with a circumferential groove 182. The shift cam groove 1 is shown in comparison.

図８（Ａ）の本実施形態にあっては、シフト用カム溝８０はＨポジションからＬポジションに向かう傾斜溝を持ち、Ｈポジション側に、シフトピン８２−１に示すように原点位置となる微小な長さの円周溝部を形成し、またＬポジション側にエンドプレート詰めのための微小回転Δαを行うエンドプレート詰め溝８１を形成している。   In the present embodiment of FIG. 8A, the shift cam groove 80 has an inclined groove from the H position to the L position, and the minute position that is the origin position as shown by the shift pin 82-1 on the H position side. An end plate filling groove 81 for forming a minute rotation Δα for filling the end plate is formed on the L position side.

これに対し、図８（Ｂ）のモータ出力軸によりクラッチ制御用のピニオンギアとシフト用円筒カム１７４を一体に回転する場合にあっては、ＨポジションからＬポジションに至る傾斜溝であるシフト溝１８０以外に、Ｈポジションでクラッチ制御のための回転を行う円周溝１８２を設ける必要がある。   On the other hand, when the clutch output pinion gear and the shift cylindrical cam 174 are integrally rotated by the motor output shaft of FIG. 8B, a shift groove which is an inclined groove extending from the H position to the L position. In addition to 180, it is necessary to provide a circumferential groove 182 that performs rotation for clutch control at the H position.

このように円周溝１８２を設けた場合には、斜めに形成したシフト溝１８０に対し円周溝１８２の端部を所定距離、離して配置しなければならず、このため円周溝１８２の長さで決まるクラッチ制御動作範囲となる回転角α１は、従来のシフト用円筒カム１７４の場合にはα１＝２００°程度に制限される。   When the circumferential groove 182 is provided in this way, the end of the circumferential groove 182 must be spaced apart from the shift groove 180 formed obliquely by a predetermined distance. In the case of the conventional shift cylindrical cam 174, the rotation angle α1, which is the clutch control operation range determined by the length, is limited to about α1 = 200 °.

これに対し図８（Ａ）の本実施形態のシフト用円筒カム７８にあっては、図３に示したように、駆動部材７４でピニオンギア７６を回転してクラッチ制御を行う場合、シフト用円筒カム７８は原点位置に停止したままにあるため、図８（Ｂ）のように円周溝１８２は設ける必要がなく、円周溝１８２による回転角α１の制限を受けることがなく、本実施形態にあってはクラッチ制御のための回転角α１として例えばα１＝３３０°という十分な回転角を得ることができる。   On the other hand, in the shift cylindrical cam 78 of the present embodiment shown in FIG. 8A, when the clutch is controlled by rotating the pinion gear 76 by the drive member 74 as shown in FIG. Since the cylindrical cam 78 remains stopped at the origin position, there is no need to provide the circumferential groove 182 as shown in FIG. 8B, and the rotation angle α1 by the circumferential groove 182 is not limited, and this embodiment is performed. In the embodiment, a sufficient rotation angle of α1 = 330 °, for example, can be obtained as the rotation angle α1 for clutch control.

このようにクラッチ制御動作を行う回転角α１を大きくできれば、多板クラッチ３２を駆動するための駆動トルクが回転角α１と反比例の関係にあるため、回転角α１を大きくできたことで、多板クラッチを制御する駆動トルクを小さくすることができる。   If the rotation angle α1 for performing the clutch control operation can be increased in this way, the driving torque for driving the multi-plate clutch 32 has an inversely proportional relationship with the rotation angle α1, and therefore the rotation angle α1 can be increased, The driving torque for controlling the clutch can be reduced.

多板クラッチを制御するための駆動トルクを小さくできれば、図３に示したクラッチ制御機構６５Ａを小型化でき、この小型化に伴って、モータにより高速回転をすることが可能となり、その結果、シフト時間も短縮できる。   If the driving torque for controlling the multi-plate clutch can be reduced, the clutch control mechanism 65A shown in FIG. 3 can be reduced in size, and with this reduction in size, the motor can be rotated at a high speed. Time can be shortened.

例えば図８（Ｂ）における円周溝１８２に依存した従来のクラッチ制御の回転角α１を２００°、図８の本実施形態における回転角α１を３３０°とすると、本実施形態の方が従来に対し駆動トルクを３分の２に下げることができ、これに伴う高速化で回転数を約１．５倍とでき、これによってシフト時間を短縮することが可能となる。   For example, when the rotation angle α1 of the conventional clutch control depending on the circumferential groove 182 in FIG. 8B is 200 ° and the rotation angle α1 in the present embodiment in FIG. 8 is 330 °, the present embodiment is more conventional. On the other hand, the drive torque can be reduced to two-thirds, and the rotation speed can be increased by about 1.5 times due to the increase in speed, which makes it possible to shorten the shift time.

図９は図３の実施形態におけるボールカム機構３２の駆動ギア４０を、クラッチ駆動用ピニオンギアとシフト用円筒カムを一体回転する従来例と対比して示した説明図である。   FIG. 9 is an explanatory view showing the drive gear 40 of the ball cam mechanism 32 in the embodiment of FIG. 3 in comparison with a conventional example in which a clutch drive pinion gear and a shift cylindrical cam rotate together.

図９（Ａ）が本実施形態のボールカム機構３２に設けた駆動ギア４０であり、駆動ギア４０は図７（Ａ）のトルク特性１１２を得るための右方向の回転角α１に対応した回転角θ１の範囲に加え、シフト用カム変位１１０におけるポジションＬでエンドプレートを詰めるために左方向に回転するΔαに対応した回転角Δθを加えた回転角（θ１＋Δθ）の大きさを持っている。   FIG. 9A shows a drive gear 40 provided in the ball cam mechanism 32 of the present embodiment, and the drive gear 40 has a rotation angle corresponding to the rotation angle α1 in the right direction for obtaining the torque characteristic 112 in FIG. 7A. In addition to the range of θ1, the rotation angle (θ1 + Δθ) is obtained by adding a rotation angle Δθ corresponding to Δα that rotates leftward to close the end plate at the position L at the shift cam displacement 110.

これに対し図９（Ｂ）のクラッチ作動用のピニオンギアとシフト用円筒カムが一体回転する従来例にあっては、ボールカム機構２０６を駆動する駆動ギア２０８として、図８（Ｂ）に示した円周溝１８２の長さに対応したクラッチ制御のための回転角θ１に加え、ＨポジションからＬポジションに切り替えるシフト制御のための回転角θ２を加えた回転角（θ１＋θ２）となり、図９（Ａ）の本実施形態に比べ、ほぼ２倍の回転角を持った駆動ギア２０８を必要とする。   On the other hand, in the conventional example in which the clutch operating pinion gear and the shift cylindrical cam in FIG. 9B rotate integrally, the driving gear 208 for driving the ball cam mechanism 206 is shown in FIG. In addition to the rotation angle θ1 for clutch control corresponding to the length of the circumferential groove 182, the rotation angle (θ1 + θ2) is obtained by adding the rotation angle θ2 for shift control for switching from the H position to the L position. ) Requires a drive gear 208 having a rotation angle almost twice that of the present embodiment.

このように図９（Ａ）の本実施形態の駆動ギア４０にあっては、従来の駆動ギア２０８に対しほぼ半分の回転角で済むことから、駆動ギア４０を小型軽量化でき、また駆動ギア４０の設置スペースが低減され、装置全体として軽量小型化とコストの低減を図ることができる。   As described above, in the drive gear 40 of this embodiment shown in FIG. 9A, the rotation angle of the drive gear 40 can be reduced by approximately half that of the conventional drive gear 208, and the drive gear 40 can be reduced in size and weight. The installation space of 40 can be reduced, and the entire apparatus can be reduced in weight and size and cost.

図１０は図３の実施形態におけるクラッチ制御動作の説明図である。図１０（Ａ）は制御原点となる２Ｈポジションの状態であり、この２Ｈポジションの状態から駆動部材７４を右方向に回転させることでクラッチ制御が行われる。なお図１０（Ａ）にあっては、図３のピニオンギア７６、駆動部材７４及びシフト用円筒カム７８を、モータ出力軸７２を縦方向に配置した状態で示し、その右側にシフト用円筒カム７８と駆動部材７４の相対する端面の関係、更にその右側に駆動部材７４とピニオンギア７６の相対する端面の駆動関係を示している。   FIG. 10 is an explanatory diagram of the clutch control operation in the embodiment of FIG. FIG. 10A shows the 2H position as the control origin, and clutch control is performed by rotating the drive member 74 in the right direction from the 2H position. 10A, the pinion gear 76, the drive member 74, and the shift cylindrical cam 78 of FIG. 3 are shown with the motor output shaft 72 arranged in the vertical direction, and the shift cylindrical cam is on the right side thereof. 78 shows the relationship between the opposed end surfaces of the drive member 74 and the drive relationship between the opposed end surfaces of the drive member 74 and the pinion gear 76 on the right side.

この制御原点にあっては、駆動部材７４のシフト駆動突起８８はシフト用円筒カム７８のシフト被駆動突起１０２の右側に位置している。またシフト用円筒カム７８のシフトキー９０は、図４に示したようにチェックボール９８によりキー先端９６が押し込まれ、シフト用円筒カム７８の端面に示すようにキー先端９６の外側を駆動部材７４のシフト駆動突起８８が通過できるようにしている。   At this control origin, the shift drive projection 88 of the drive member 74 is positioned on the right side of the shift driven projection 102 of the shift cylindrical cam 78. Further, the shift key 90 of the shift cylindrical cam 78 is pushed by the check ball 98 as shown in FIG. 4, and the outer side of the key tip 96 is placed on the outside of the drive member 74 as shown on the end face of the shift cylindrical cam 78. The shift driving projection 88 can pass therethrough.

この図１０（Ａ）の制御原点の状態から、図１０（Ｂ）に示すようにモータ出力軸７２の回転で駆動部材７４を矢印Ａで示すように右方向に回転させると、駆動部材７４のクラッチ駆動突起８４がピニオンギア７６のクラッチ被駆動突起８６に当接し、ピニオンギア７６を右回りに回転させる。これによって多板クラッチのクラッチプレートが押し付けられて、前輪側に対する駆動トルクが増加する。   When the drive member 74 is rotated to the right as shown by the arrow A by the rotation of the motor output shaft 72 as shown in FIG. 10B from the state of the control origin in FIG. The clutch drive protrusion 84 abuts on the clutch driven protrusion 86 of the pinion gear 76 to rotate the pinion gear 76 clockwise. As a result, the clutch plate of the multi-plate clutch is pressed, and the driving torque for the front wheels increases.

図１１は図３の実施形態におけるシフト制御動作の説明図である。図１１（Ａ）は図１０（Ａ）と同じ制御原点となる２Ｈポジションの状態である。この状態でモータ出力軸７２を矢印Ｂのように左方向に回転すると、図１１（Ｂ）のシフト中の状態に示すように、駆動部材７４のシフト駆動突起８８がシフト用円筒カム７８のシフト被駆動突起１０２に当接し、シフト用円筒カム７８を左方向に回転する。   FIG. 11 is an explanatory diagram of the shift control operation in the embodiment of FIG. FIG. 11A shows a state of the 2H position that is the same control origin as FIG. When the motor output shaft 72 is rotated to the left as indicated by the arrow B in this state, the shift drive protrusion 88 of the drive member 74 is shifted by the shift cylindrical cam 78 as shown in the shifting state of FIG. Abutting on the driven projection 102, the shift cylindrical cam 78 is rotated in the left direction.

また図１１（Ａ）の制御原点からシフト用円筒カム７８を左方向に回転した時、チェックボール９８によるシフトキー９０の押込みが解除され、シフト用円筒カム７８の端面に示すように駆動部材７４のシフト駆動突起８８の右側にキー先端９６が位置し、この状態で左方向に回転する。   When the shift cylindrical cam 78 is rotated counterclockwise from the control origin in FIG. 11A, the push of the shift key 90 by the check ball 98 is released, and the drive member 74 of the drive member 74 is shown in the end surface of the shift cylindrical cam 78 as shown in FIG. The key tip 96 is positioned on the right side of the shift driving projection 88, and rotates in the left direction in this state.

図１１（Ｃ）は４Ｌポジションに達した状態であり、この位置から更に左方向に回転させると、駆動部材７４のクラッチ駆動突起８４がピニオンギア７６のクラッチ被駆動突起８６の反対側に当接し、図１１（Ｄ）に示すようにピニオンギア７６側を僅かに左方向に回転し、この動きによって多板クラッチ３２におけるエンドプレートの詰めを行い、エンドプレートを閉じて副変速機構に対する潤滑油量の不足を防ぐようにする。   FIG. 11C shows a state where the position has reached the 4L position, and when further rotated leftward from this position, the clutch drive protrusion 84 of the drive member 74 comes into contact with the opposite side of the clutch driven protrusion 86 of the pinion gear 76. As shown in FIG. 11D, the pinion gear 76 side is rotated slightly to the left, the end plate is packed in the multi-plate clutch 32 by this movement, the end plate is closed, and the amount of lubricating oil for the auxiliary transmission mechanism To prevent the shortage.

図１１（Ｄ）のエンドプレート詰め状態のポジション４Ｌから図１１（Ａ）のポジション２Ｈに戻す場合には、モータ出力軸７２を逆方向となる右方向に回転させると、この場合には駆動部材７４のシフト駆動突起８８がシフトキー９０のキー先端９６の側面に当接して、シフト用円筒カム７８を右方向に回転して２Ｈポジション２に戻す。   When returning from the position 4L in the end plate packed state of FIG. 11 (D) to the position 2H of FIG. 11 (A), if the motor output shaft 72 is rotated in the right direction which is the opposite direction, in this case, the drive member 74 shift drive projections 88 abut against the side surface of the key tip 96 of the shift key 90, and the shift cylindrical cam 78 is rotated rightward to return to the 2H position 2.

図１２は図１の４輪駆動車用駆動力配分装置で用いるクラッチ制御機構とシフト制御機構の他の実施形態の説明図である。図１２（Ａ）はモータ出力軸７２に対する駆動部材７４とシフト用円筒カム７８の装着状態を示しており、駆動部材７４はピン７５によりモータ出力軸７２に固定され、シフト用円筒カム７８はモータ出力軸７２に回転自在に装着されている。   12 is an explanatory diagram of another embodiment of a clutch control mechanism and a shift control mechanism used in the four-wheel drive vehicle driving force distribution device of FIG. FIG. 12A shows the mounting state of the drive member 74 and the shift cylindrical cam 78 to the motor output shaft 72. The drive member 74 is fixed to the motor output shaft 72 by a pin 75, and the shift cylindrical cam 78 is a motor. The output shaft 72 is rotatably mounted.

なお駆動部材７４の右側には図３の実施形態と同様、ピニオンギア７６が回転自在に装着され、ピニオンギア７６は駆動部材７４側の端面にクラッチ被駆動突起８６を設けているが、図１２（Ａ）はこれを省略している。   As in the embodiment of FIG. 3, a pinion gear 76 is rotatably mounted on the right side of the driving member 74, and the pinion gear 76 has a clutch driven protrusion 86 provided on the end surface on the driving member 74 side. (A) omits this.

シフト用円筒カム７８は駆動部材７４側の端面に円筒部１２４を形成している。この円筒部１２４内に対し駆動部材７４が左側に収納され、駆動部材７４にはガイド穴１２２が径方向に開口形成され、ガイド穴１２２の中にバネ１２１を介してシフトピン１２０を出没自在に組み込んでいる。   The shift cylindrical cam 78 has a cylindrical portion 124 formed on the end surface on the drive member 74 side. A drive member 74 is housed on the left side of the cylindrical portion 124, and a guide hole 122 is formed in the drive member 74 in a radial direction. The shift pin 120 is assembled in the guide hole 122 via a spring 121 so as to be freely retractable. It is out.

図１２（Ａ）は制御原点であり、制御原点で円筒部１２４側に設けたピン嵌合穴１２６に駆動部材７４側のシフトピン１２０が位置し、ピン嵌合穴１２６の外側にはバネ１３０により押圧されたチェックボール１２８が配置している。このため制御原点にあっては、バネ１３０によるチェックボール１２８のピン嵌合穴１２６に対する押込みで、シフトピン１２０はバネ１２１に抗してガイド穴１２２の中に押し込まれ、円筒部１２４の内周面に対応した位置にシフトピン１２０の先端を位置させている。   FIG. 12A shows the control origin. The shift pin 120 on the drive member 74 side is located in the pin fitting hole 126 provided on the cylindrical portion 124 side at the control origin, and a spring 130 is provided outside the pin fitting hole 126. A pressed check ball 128 is arranged. Therefore, at the control origin, when the check ball 128 is pushed into the pin fitting hole 126 by the spring 130, the shift pin 120 is pushed into the guide hole 122 against the spring 121, and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 124. The tip of the shift pin 120 is positioned at a position corresponding to the above.

図１２（Ｂ）は駆動部材７４に設けたシフトピン１２０の部分の断面であり、駆動部材７４の外周のシフトピン１２０の組込み位置の左側にはシフト駆動突起１３０が形成され、これに対応してシフト用円筒カム７８側にはシフト被駆動突起１３２が設けられている。更にシフト用円筒カム７８の円筒部のピン嵌合穴１２６に相対したほぼ反対側の位置には４Ｌシフト完了溝１３６が形成されている。   FIG. 12B is a cross-sectional view of the shift pin 120 portion provided on the drive member 74. A shift drive protrusion 130 is formed on the left side of the outer periphery of the drive member 74 where the shift pin 120 is assembled. A shift driven protrusion 132 is provided on the cylindrical cam 78 side. Further, a 4L shift completion groove 136 is formed at a position substantially opposite to the pin fitting hole 126 in the cylindrical portion of the cylindrical cam 78 for shifting.

図１２（Ｃ）は駆動部材７４を取り出して示しており、駆動部材７４のピニオンギア７６側の面にはクラッチ駆動突起１３４が形成され、このクラッチ駆動突起１３４に対し左側にピニオンギア側のクラッチ被駆動突起８６が位置している。   FIG. 12C shows the drive member 74 taken out. A clutch drive projection 134 is formed on the surface of the drive member 74 on the pinion gear 76 side, and the clutch on the pinion gear side is formed on the left side of the clutch drive projection 134. A driven projection 86 is located.

図１３は図１１の実施形態におけるクラッチ制御動作の説明図である。図１３（Ａ）は２Ｈポジションとなる制御原点であり、シフト用円筒カム７８、駆動部材７４及びピニオンギアのクラッチ被駆動突起８６については、図１２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示した状態となっている。   FIG. 13 is an explanatory diagram of the clutch control operation in the embodiment of FIG. FIG. 13A shows the control origin for the 2H position. The shift cylindrical cam 78, the drive member 74, and the clutch driven projection 86 of the pinion gear are shown in FIGS. 12A, 12B, and 12C. It is in a state.

この制御原点となる２Ｈポジションから、駆動部材７４を図１３（Ｂ）に示すように矢印Ａで示す右方向に回転すると、駆動部材７４のクラッチ駆動突起１３４がピニオンギアのクラッチ被駆動突起８６の右側に当接してピニオンギアを右回りに回転し、これによって多板クラッチの制御が行われる。   When the driving member 74 is rotated in the right direction indicated by the arrow A as shown in FIG. 13B from the 2H position which is the control origin, the clutch driving projection 134 of the driving member 74 is shifted from the clutch driven projection 86 of the pinion gear. The multi-plate clutch is controlled by contacting the right side and rotating the pinion gear clockwise.

このクラッチ制御中にあっては、原点位置でチェックボール１２８により押し込まれていたシフトピン１２０は、駆動部材７４が右方向に回転するがシフト用円筒カム７８は制御原点に停止していることから、チェックボール１２８の押込み位置を外れても、図１３（Ｂ）のようにシフトピン１２０は円筒部１２４の内面に沿って回転移動することになる。   During this clutch control, the shift pin 120 pushed by the check ball 128 at the origin position rotates the drive member 74 in the right direction, but the shift cylindrical cam 78 stops at the control origin. Even if the check ball 128 is removed from the pushing position, the shift pin 120 rotates and moves along the inner surface of the cylindrical portion 124 as shown in FIG.

図１４及び図１５は、図１１の実施形態におけるクラッチ制御動作の説明図である。図１４（Ａ）は２Ｈポジションとなる制御原点であり、図１３（Ａ）と同じ状態である。この制御原点となる２Ｈポジションの状態から、駆動部材７４を図１４（Ｂ）に矢印で示すように左方向に回転すると、駆動部材７４のシフト駆動突起１３０がシフト用円筒カム７８のシフト被駆動突起１３２の右側に当接し、シフト用円筒カム７８を左方向に回転させる。このシフト用円筒カム７８の左方向の回転に伴い、シフトピン１２０のチェックボール１２８による押込みが解除され、シフトピン１２０はピン嵌合穴１２６に嵌合した状態で左方向に回転する。   14 and 15 are explanatory diagrams of the clutch control operation in the embodiment of FIG. FIG. 14A shows the control origin that is the 2H position, which is the same state as FIG. When the driving member 74 is rotated leftward as indicated by an arrow in FIG. 14B from the 2H position as the control origin, the shift driving projection 130 of the driving member 74 is shifted by the shift cylindrical cam 78. Abutting on the right side of the protrusion 132, the shift cylindrical cam 78 is rotated leftward. As the shift cylindrical cam 78 is rotated in the left direction, the push of the shift pin 120 by the check ball 128 is released, and the shift pin 120 is rotated in the left direction while being fitted in the pin fitting hole 126.

図１５（Ｃ）は４Ｌポジションに回転してシフトが完了した状態である。本実施形態にあっても、この状態から更に、図１５（Ｄ）に示すように駆動部材７４を左方向に回転すると、駆動部材７４のシフト駆動突起１３４がピニオンギアのクラッチ被駆動突起８６の左側（反対側）に当接し、ピニオンギアを僅かに回転させることで、多板クラッチ３２のエンドプレートを詰めて、副変速機構への潤滑油量の不足を補うようになる。   FIG. 15C shows a state where the shift is completed after rotating to the 4L position. Even in the present embodiment, when the drive member 74 is further rotated leftward from this state as shown in FIG. 15D, the shift drive protrusion 134 of the drive member 74 is shifted from the clutch driven protrusion 86 of the pinion gear. By abutting the left side (opposite side) and slightly rotating the pinion gear, the end plate of the multi-plate clutch 32 is packed to compensate for the lack of lubricating oil amount to the auxiliary transmission mechanism.

一方、図１５（Ｄ）のクラッチプレートを詰めた４Ｌポジションの状態から図１４（Ａ）の２Ｌポジションにシフトする場合には、モータ出力軸７２により駆動部材７４を右方向に回転する。   On the other hand, when shifting from the 4L position with the clutch plate shown in FIG. 15 (D) to the 2L position shown in FIG. 14 (A), the drive member 74 is rotated rightward by the motor output shaft 72.

この場合には、駆動部材７４のシフトピン１２０がシフト用円筒カム７８の円筒部１２４に形成したピン嵌合穴１２６に嵌合していることで、駆動部材７４の右方向の回転に伴ってシフト用円筒カム７８も右方向に回転し、制御原点となる２Ｌポジションにシフトさせることができる。   In this case, the shift pin 120 of the drive member 74 is fitted in the pin fitting hole 126 formed in the cylindrical portion 124 of the shift cylindrical cam 78, so that the shift is performed as the drive member 74 rotates in the right direction. The cylindrical cam 78 can also be rotated to the right and shifted to the 2L position as the control origin.

なお、上記の実施形態にあっては、駆動部材によりシフト用円筒カムを回転して制御原点となる２Ｈポジションから４Ｌポジションに切り替えた後に、更に駆動部材を回転させてピニオンギアを僅かに回転することで、多板クラッチのエンドプレートを詰めて副変速機構に対する潤滑油量の不足を補う構成としているが、エンドプレート詰めのための回転を行わず、制御原点であるポジション２Ｌとポジション４Ｌとの間のシフトを行うエンドプレート詰めの動作を持たないクラッチ制御機構であってもよい。   In the above embodiment, after the shift cylindrical cam is rotated by the drive member to switch from the 2H position as the control origin to the 4L position, the drive member is further rotated to slightly rotate the pinion gear. Therefore, the end plate of the multi-plate clutch is packed to compensate for the shortage of the lubricating oil amount with respect to the auxiliary transmission mechanism, but rotation for packing the end plate is not performed, and the positions 2L and 4L that are the control origins are controlled. A clutch control mechanism that does not have an end plate filling operation for shifting between the two may be used.

また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
Further, the present invention includes appropriate modifications that do not impair the object and advantages thereof, and is not limited by the numerical values shown in the above embodiments.

本発明による４輪駆動車用駆動力分配装置の実施形態を示した断面図Sectional drawing which showed embodiment of the driving force distribution apparatus for four-wheel drive vehicles by this invention 図１のボールカム機構を取出して軸方向から見た説明図Explanatory drawing taken out from the axial direction of the ball cam mechanism of FIG. 図１のクラッチ制御機構とシフト制御機構を取出して示した説明図Explanatory drawing which took out and showed the clutch control mechanism and shift control mechanism of FIG. 図３のシフト制御機構の制御原点での動作状態を示した断面図Sectional drawing which showed the operation state in the control origin of the shift control mechanism of FIG. 図３のシフト制御機構におけるシフト回転状態を示した断面図Sectional drawing which showed the shift rotation state in the shift control mechanism of FIG. 図３の実施形態における駆動部材の回転に対するクラッチ制御動作範囲とシフト動作範囲の説明図Explanatory drawing of the clutch control operation range and shift operation range with respect to rotation of the drive member in embodiment of FIG. 図３の実施形態における駆動部材の回転角に対するクラッチトルク特性、シフト用カム変移及びボールカム機構の説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of clutch torque characteristics with respect to the rotation angle of the drive member, shift cam shift, and ball cam mechanism in the embodiment of FIG. 図３の実施形態におけるシフト用円筒カムのシフト用カム溝を従来の円周溝をもつ円筒カムと対比して示した展開説明図3 is a developed explanatory view showing the shift cam groove of the shift cylindrical cam in the embodiment of FIG. 3 in comparison with a conventional cylindrical cam having a circumferential groove. 図３の実施形態におけるボールカム機構の駆動ギアを従来と対比して示した説明図Explanatory drawing which showed the drive gear of the ball cam mechanism in embodiment of FIG. 3 in contrast with the former 図３の実施形態におけるクラッチ制御動作の説明図Explanatory drawing of the clutch control operation in embodiment of FIG. 図３の実施形態におけるシフト制御動作の説明図Explanatory drawing of the shift control operation in embodiment of FIG. 図１のクラッチ制御機構とシフト制御機構の他の実施形態の説明図Explanatory drawing of other embodiment of the clutch control mechanism and shift control mechanism of FIG. 図１１の実施形態におけるクラッチ制御動作の説明図Explanatory drawing of the clutch control operation in embodiment of FIG. 図１３に続くシフト制御動作の説明図Explanatory drawing of the shift control operation following FIG. 図１４に続くシフト制御動作の説明図Explanatory drawing of the shift control operation following FIG. 従来のモータ回転に応じてシフト制御とクラッチ制御を順番に行なう制御の説明図Explanatory drawing of the control which performs shift control and clutch control in order according to the conventional motor rotation Ｈポジションの単独シフトとＨポジションとＬポジションの両側シフトにおけるクラッチ制御用ボールカム機構の駆動ギアの大きさの説明図Explanatory drawing of the size of the drive gear of the ball cam mechanism for clutch control in single shift of H position and double shift of H position and L position

符号の説明Explanation of symbols

１０：ケース
１２：入力軸
１４：副変速機構
１６：サンギア
１８：プラネタリギア
２０：キャリアケース
２２：リングギア
２４：後輪出力軸
２４ａ：中空穴
２５，３１：スプロケットギア
２６：多板クラッチ
２８：チェーンベルト
３０：前輪出力軸
３２：ボールカム機構
３４：固定カムプレート
３５：固定プレート
３６：回転カムプレート
３８：ボール
４０：駆動ギア
４２：押付部材
４４：クラッチハブ
４６：クラッチドラム
４８：クラッチプレート
５０：シフト機構
５２：シフトギア
５３：クラッチギア（Ｈポジション）
５４：クラッチギア（Ｌポジション）
５５：カップリングスリーブ
５６：シフトフォーク（Ｈ−Ｌ切替用）
５８：シフトロッド
６０：待ち機構
６２：スプリング
６４：ストッパリング
６５Ａ：クラッチ制御機構
６５Ｂ：シフト制御機構
７０：モータ
７２：モータ出力軸
７４：駆動部材
７５：固定ピン
７６：ピニオンギア
７８：シフト用円筒カム
８０：シフト用カム溝
８２：シフトピン
８４，１３４：クラッチ駆動突起
８６：クラッチ被駆動突起
８８，１３０：シフト駆動突起
９０：シフトキー
９２：キー溝
９４：ピン
９６：キー先端
９８，１２８：チェックボール
９５，１００，１３０：バネ
１０２，１３２：シフト被駆動突起
１０４：制御原点
１０６：シフト原点スイッチ作動範囲
１０８：クラッチ制御動作範囲
１１０：シフト動作範囲
１１２：トルク特性
１１４：変位特性
１１５：シフト用カム変位
１１６：エンドプレート詰めトルク特性
１１８：エンドプレート詰め変位特性
１２０：シフトピン
１２２：ガイド穴
１２４：円筒部
１２６：ピン嵌合穴
１３６：４Ｌシフト完了溝 10: Case 12: Input shaft 14: Sub transmission mechanism 16: Sun gear 18: Planetary gear 20: Carrier case 22: Ring gear 24: Rear wheel output shaft 24a: Hollow hole 25, 31: Sprocket gear 26: Multi-plate clutch 28: Chain belt 30: Front wheel output shaft 32: Ball cam mechanism 34: Fixed cam plate 35: Fixed plate 36: Rotating cam plate 38: Ball 40: Drive gear 42: Pressing member 44: Clutch hub 46: Clutch drum 48: Clutch plate 50: Shift mechanism 52: Shift gear 53: Clutch gear (H position)
54: Clutch gear (L position)
55: Coupling sleeve 56: Shift fork (for HL switching)
58: Shift rod 60: Waiting mechanism 62: Spring 64: Stopper ring 65A: Clutch control mechanism 65B: Shift control mechanism 70: Motor 72: Motor output shaft 74: Drive member 75: Fixed pin 76: Pinion gear 78: Cylindrical for shift Cam 80: Shift cam groove 82: Shift pin 84, 134: Clutch drive protrusion 86: Clutch driven protrusion 88, 130: Shift drive protrusion 90: Shift key 92: Key groove 94: Pin 96: Key tip 98, 128: Check ball 95, 100, 130: Spring 102, 132: Shift driven projection 104: Control origin 106: Shift origin switch operation range 108: Clutch control operation range 110: Shift operation range 112: Torque characteristic 114: Displacement characteristic 115: Shift cam Displacement 116: End plate packing torque characteristic 11 : End plate filling displacement characteristic 120: shift pin 122: guide hole 124: cylindrical portion 126: Pin fitting hole 136: 4L shift completion groove

Claims (5)

入力軸の動力を低速と高速の２段に切り替えて出力し、低速切替時に低速出力を主出力軸及び副出力軸に伝達し、高速切替時に高速出力を前記主出力軸にのみ伝達する副変速機構と、
前記副変速機構の高速切替時に、前記主出力軸の動力を副出力軸に選択的に伝達する多板クラッチと、
を備えた４輪駆動車用駆動力配分装置に於いて、
モータと、
前記モータの出力軸に回転自在に同軸配置されたピニオンギアの回転に応じて前記多板クラッチの押付力を無段階に変化させるボールカム機構と、
前記モータの出力軸に回転自在に同軸配置されたシフト用円筒カムの回転を直線シフト運動に変換して前記副変速機構を低速と高速の２段に切り替えるシフト機構と、
前記モータの出力軸に固定された駆動部材と、
前記駆動部材と前記ピニオンギアとの間に設けられ、前記モータによる前記駆動部材の制御原点を起点とした一方向回りの回転に応じて前記ボールカム機構によるクラッチ押付力を変化させるクラッチ制御機構と、
前記駆動部材と前記シフト用円筒カムとの間に設けられ、前記モータによる前記駆動部材の制御原点を起点とした他方向回りの回転で前記シフト機構により副変速機構を高速から低速に切替え、高速切替え後の前記制御起点へ戻る回転で前記シフト機構により副変速機構を低速から高速に切替えるシフト制御機構と、
を設けたことを特徴とする４輪駆動車用駆動力配分装置。
Sub-shift that transmits the power of the input shaft to two stages, low speed and high speed, transmits low speed output to the main output shaft and sub output shaft during low speed switching, and transmits high speed output only to the main output shaft during high speed switching Mechanism,
A multi-plate clutch that selectively transmits the power of the main output shaft to the sub output shaft during high-speed switching of the sub transmission mechanism;
In the driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle equipped with
A motor,
A ball cam mechanism for steplessly changing the pressing force of the multi-plate clutch in accordance with the rotation of a pinion gear that is coaxially arranged rotatably on the output shaft of the motor;
A shift mechanism that converts the rotation of the shift cylindrical cam rotatably arranged on the output shaft of the motor into a linear shift motion and switches the auxiliary transmission mechanism between a low speed and a high speed; and
A drive member fixed to the output shaft of the motor;
A clutch control mechanism that is provided between the drive member and the pinion gear and changes the clutch pressing force by the ball cam mechanism according to rotation around one direction starting from the control origin of the drive member by the motor;
Provided between the drive member and the shift cylindrical cam, the sub-transmission mechanism is switched from high speed to low speed by the shift mechanism by rotation around the other direction starting from the control origin of the drive member by the motor. A shift control mechanism for switching the auxiliary transmission mechanism from a low speed to a high speed by the shift mechanism by rotation returning to the control starting point after switching;
A driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle.
請求項１記載の４輪駆動車用駆動力配分装置に於いて、前記クラッチ制御機構は、
前記駆動部材の前記ピニオンギア側の端面に形成したクラッチ駆動突起と、
前記ピニオンギアの前記駆動部材側の端面に形成したクラッチ被駆動突起と、
を備え、前記駆動部材の制御原点からの一方向回りの回転により前記クラッチ駆動突起を前記クラッチ被駆動突起に当接して前記ピニオンギアを前記一方向にのみ回転し、前記駆動部材の前記制御原点への戻り回転に対しては前記多板クラッチの反力で前記ピニオンギアを戻し回転させることを特徴とする４輪駆動車用駆動力配分装置。
The drive force distribution device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, wherein the clutch control mechanism includes:
A clutch drive protrusion formed on an end surface of the drive member on the pinion gear side;
A clutch driven projection formed on an end surface of the pinion gear on the driving member side;
The clutch driving projection is brought into contact with the clutch driven projection by rotation about one direction from the control origin of the driving member, and the pinion gear is rotated only in the one direction, and the control origin of the driving member is A drive force distribution device for a four-wheel drive vehicle, wherein the pinion gear is rotated back by the reaction force of the multi-plate clutch with respect to the return rotation to the front.
請求項１記載の４輪駆動車用駆動力配分装置に於いて、前記シフト制御機構は、
前記駆動部材のシフト用円筒カム側の端面に突出されたシフト駆動突起と、
前記シフト用円筒カムの外周から駆動部材側の端面に開口したキー溝に収納され、端面開口部から突出したキー先端を中心方向に揺動自在に支持したシフトキーと、
前記シフト用円筒カムの駆動部材側の端面に突出して形成され、前記シフトキーのキー先端との間に前記シフト駆動突起が介在する円周方向の間隔を介して配置されたシフト被駆動突起と、
前記シフト用円筒カムが前記制御原点に位置した状態で前記シフトキーを押し込んで端面から突出したキー先端の外側を前記シフト駆動突起を通過可能とし、前記シフト用円筒カムが前記制御原点から外れた回転位置で前記シフトキーの押込みを解除して端面から突出したキー先端で前記第１突起の通過を阻止させるチェック機構と、
を備え、
前記駆動部材の前記他方向回りの回転で前記シフト駆動突起を前記チェック機構により押込み状態にある前記シフトキーのキー先端の外側を通過させた後に前記シフト被駆動突起に当接させて前記シフト用円筒カムの高速から低速に切替える回転を開始し、前記シフト用円筒カムが回転して前記制御原点から外れた位置で前記チェック機構による前記シフトキーの押込みを解除してキー先端を前記シフト駆動突起の横に位置させた状態で更に回転して高速から低速に切替え、低速切替え後に前記制御起点へ戻る前記駆動部材の回転で前記シフト駆動突起を前記キー先端に当接して前記シフト用円筒カムを回転させて副変速機構を低速から高速に切替えることを特徴とする４輪駆動車用駆動力配分装置。
The drive force distribution device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, wherein the shift control mechanism includes:
A shift drive protrusion protruding from an end surface of the drive member on the shift cylindrical cam side;
A shift key that is housed in a key groove that opens from the outer periphery of the shift cylindrical cam to the end surface on the drive member side, and that supports the tip of the key protruding from the end surface opening so as to be swingable in the center direction;
A shift driven projection formed to protrude from an end surface of the shift cylindrical cam on the drive member side, and disposed with a circumferential interval in which the shift drive projection is interposed between the key end of the shift key;
When the shift cylindrical cam is positioned at the control origin, the shift key is pushed so that the shift drive projection can pass through the outside of the key tip protruding from the end face, and the shift cylindrical cam deviates from the control origin. A check mechanism that releases the first projection at the key tip protruding from the end surface by releasing the pressing of the shift key at a position;
With
The shift driving projection is caused to rotate by the rotation of the driving member around the other direction, and the shift mechanism is brought into contact with the shift driven projection after passing through the outside of the key tip of the shift key which is in the depressed state by the check mechanism. The rotation of the cam is switched from high speed to low speed, and the shift cylinder cam is rotated to release the shift key from the control origin to release the shift key from the control mechanism, so that the key tip is positioned next to the shift drive protrusion. In this state, the shaft is further rotated to switch from a high speed to a low speed, and returns to the control start point after switching to a low speed, and the shift driving projection is brought into contact with the key tip to rotate the shift cylindrical cam. The sub-transmission mechanism is switched from a low speed to a high speed.
請求項１記載の４輪駆動車用駆動力配分装置に於いて、前記シフト制御機構は、
前記駆動部材のシフト用円筒カム側の端面の突出されたシフト駆動突起と、
前記シフト用円筒カムの駆動部材側の端面に突出されたシフト被駆動突起と、
前記駆動部材の外周から径方向に設けたガイド穴にバネを介して出没自在に設けたシフトピンと、
前記シフト用円筒カムの駆動部材側の端面に延在した円筒部に開口して前記シフトピンを嵌着するピン嵌合穴と、
前記シフト用円筒カムが前記制御原点に位置した状態で前記シフト用円筒カムのピン嵌合穴を介して前記シフトピンを押し込んで前記ピン嵌合穴から離脱させ、前記シフト用円筒カムが制御原点からクラッチ押付力を変化させる方向の回転した際に前記シフトピンの押込みを解除して前記ピン嵌合穴に嵌合させるチェック機構と、
を備え、
前記駆動部材の前記他方向回りの回転で前記シフト駆動突起を前記シフト被駆動突起に当接させて前記シフト用円筒カムの高速から低速に切替える回転を開始し、前記シフト用円筒カムが回転して前記制御原点から外れた位置で前記チェック機構による前記シフトピンの押込みを解除して前記ピン嵌合穴に嵌合した状態で回転して高速から低速に切替え、低速切替え後の前記制御起点へ戻る前記駆動部材の回転を前記ピン嵌合穴に対する前記シフトピンの嵌合により前記シフト用円筒カムに伝えて回転させて副変速機構を低速から高速に切替えることを特徴とする４輪駆動車用駆動力配分装置。
The drive force distribution device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, wherein the shift control mechanism includes:
A shift drive projection projected from the end surface of the drive member on the side of the cylindrical cylinder for shift;
A shift driven projection protruding from an end surface of the shift cylindrical cam on the drive member side;
A shift pin provided in a guide hole provided in a radial direction from the outer periphery of the driving member via a spring;
A pin fitting hole that opens to a cylindrical portion that extends to an end surface on the drive member side of the shift cylindrical cam and fits the shift pin;
With the shift cylindrical cam positioned at the control origin, the shift pin is pushed through the pin fitting hole of the shift cylindrical cam to be released from the pin fitting hole, and the shift cylindrical cam is moved from the control origin. A check mechanism that releases the push of the shift pin when fitted in the pin fitting hole when rotating in the direction of changing the clutch pushing force;
With
By rotating the driving member around the other direction, the shift driving projection is brought into contact with the shift driven projection to start the rotation of the shift cylindrical cam from high speed to low speed, and the shift cylindrical cam rotates. When the shift pin is pushed by the check mechanism at a position deviated from the control origin and rotated in a state of being fitted in the pin fitting hole, the high speed is switched to the low speed, and the control starting point after the low speed switching is returned. The driving force for a four-wheel drive vehicle, wherein the rotation of the driving member is transmitted to the cylindrical cylinder for shifting by the fitting of the shift pin to the pin fitting hole and rotated to switch the auxiliary transmission mechanism from a low speed to a high speed. Distribution device.
請求項１記載の４輪駆動車用駆動力配分装置に於いて、前記シフト制御機構は、前記副変速機構の低速切替位置に回転した後の更なる回転により前記クラッチ制御機構を作動して前記多板クラッチのエンドプレートを詰めて前記副変速機構に供給している潤滑油の漏れ出しを抑制することを特徴とする４輪駆動車用駆動力配分装置。   The drive power distribution device for a four-wheel drive vehicle according to claim 1, wherein the shift control mechanism operates the clutch control mechanism by further rotation after rotating to a low speed switching position of the auxiliary transmission mechanism. 4. A driving force distribution device for a four-wheel drive vehicle, wherein the end plate of a multi-plate clutch is packed to suppress leakage of lubricating oil supplied to the auxiliary transmission mechanism.

Images