JP2004239305A

JP2004239305A - アクチュエータとその保持部材の固定方法及びこれらを用いた動力断続装置とデファレンシャル装置

Info

Publication number: JP2004239305A
Application number: JP2003027013A
Authority: JP
Inventors: Hikari Hasegawa; 光長谷川; Tetsushi Tomita; 哲史富田
Original assignee: Tochigi Fuji Sangyo KK
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】ポンプとその駆動源及び圧力ラインの引き回しなどが不要であり、構造簡単、低コストで、配置スペースが狭くてすみ、軽量で車載性に優れる上に、レスポンスが速く、高い信頼性が得られるなどの利点があり、さらに、スプリング保持用のカバー部材にギア部を設け、表面硬化性を向上させ、表面硬化処理コストを低減した電磁アクチュエータを提供する。
【解決手段】プレート１５，１７，１９と、ギア組３１を介してプレート１７，９７を回動操作する電動モータ２９と、プレート１７，９７の回動をプレート１９の移動操作力に変換するカム機構２１と、プレート１７，９７側と当接してその回動角度を所定の範囲に保つストッパ９３と、ストッパ９３と当接して衝撃力を吸収するスプリング２３と、スプリング２３をプレート９７に保持するカバー部材１３１とを備え、ギア組３１を構成するギア部１３５をカバー部材１３１に設けた。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クラッチなどの被操作装置を操作するアクチュエータ及びその保持部材の固定方法と、このクラッチによって駆動力を断続する動力断続装置と、このクラッチによって駆動力を断続する、あるいは、差動を制限するデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来のデファレンシャル装置１００１を示している（特許文献１参照）。デファレンシャル装置１００１はデフキャリヤ１００３に収容されており、アウターデフケース１００５、インナーデフケース１００７、ベベルギア式の差動機構１００９、噛み合いクラッチ１０１１、空気圧式のアクチュエータ１０１３から構成されている。
【０００３】
噛み合いクラッチ１０１１は、インナーデフケース１００７に移動自在にスプライン連結されたクラッチリング１０１５と、アウターデフケース１００５との間に形成されている。
【０００４】
アクチュエータ１０１３はデフキャリヤ１００３に固定されたシリンダ１０１７、ピストン１０１９などから構成されており、エンジンに駆動されるエアポンプから空気圧を供給されて作動し、ピストン１０１９とシフトフォーク１０２１とを介してクラッチリング１０１５を移動操作し、噛み合いクラッチ１０１１を噛み合わせる。また、空気圧の供給を停止すると噛み合いクラッチ１０１１の噛み合いが解除される。
【０００５】
アウターデフケース１００５は、ドライブピニオンギア１０２３とリングギア１０２５とを介して入力するエンジンの駆動力により回転駆動される。
【０００６】
噛み合いクラッチ１０１１が噛み合うと、アウターデフケース１００５の回転はインナーデフケース１００７と差動機構１００９とを介して車軸１０２７，１０２９から左右の車輪に配分され、車両が４輪駆動状態になる。
【０００７】
また、噛み合いクラッチ１０１１の噛み合いが解除されると、インナーデフケース１００７から左右の車輪までがエンジン側から切り離されて、車両は２輪駆動状態になる。
【０００８】
【特許文献１】
特公平５−５４５７４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
流体圧式アクチュエータを用いた装置は、ポンプとその駆動源及び圧力ラインの引き回しなどが必要であり、コスト高で、配置スペースが大きく、重量があり車載性に劣る上に、レスポンスが遅いなどの装置本来の問題に加えて、クラッチリング１０１５の位置を特定、検出するための機能を有しておらずクラッチ移動力が直接クラッチリング１０１１に噛み合わさり損傷などの懸念があり、耐久性や信頼性を損ねていた。
【００１０】
そこで、この発明は、ポンプとその駆動源及び圧力ラインの引き回しなどが不要であり、構造簡単、低コストで、配置スペースが狭くてすみ、軽量で車載性に優れる上に、レスポンスが速く、高い信頼性が得られるなどの利点があり、さらに、電動モータによるギア部の回動を変換機構で被操作装置の操作力に変換するギア部を用いたアクチュエータであって、ギア部と支持部材とが高速で衝突することを抑制し、耐久性及び信頼性が向上するギア部を用いたアクチュエータと、このギア部を用いたアクチュエータを用いて構成した動力断続装置及びデファレンシャル装置の提供を目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載されたアクチュエータは、静止側に固定された支持部材と、前記支持部材の軸方向一側に回動可能に配置された回転部材と、前記支持部材の軸方向他側に軸方向移動可能に配置され、被操作装置を移動操作する可動部材と、前記回転部材と一体的に回動するギア部と、前記ギア部と噛み合うピニオンギアを介して前記回転部材を回動させる電動モータと、前記回転部材と前記可動部材との間に設けられ前記回転部材の回動力を前記可動部材の移動操作力に変換する変換機構と、前記支持部材と当接して回動エネルギーを軽減し、衝撃力を吸収するスプリングと、前記スプリングを前記回転部材に保持する保持部材とを備え、前記ピニオンギアと噛み合うギア部を、少なくとも前記保持部材に設けたことを特徴としている。
【００１２】
請求項１のアクチュエータでは、ギア組を構成するギア部が、少なくとも、衝撃吸収用のスプリングを回転部材に保持する保持部材に設けられている。
【００１３】
このように、ギア部を、サイズと質量の小さい保持部材に設けたことにより、この保持部材（とギア部）は、小規模の熱処理設備で焼き入れなどの表面硬化処理を行える上に、熱処理に必要な熱量がそれだけ少なくてすむから、表面硬化処理のコストが大幅に低減される。
【００１４】
その上、サイズと質量の小さいカバー部材は、焼き入れなどの表面硬化処理が行い易く（例えば、焼きが入り易く）、ギア部は充分な硬度と耐久性が得られるから、アクチュエータは長期にわたって正常に動作する。
【００１５】
また、ギア部が回転部材と一体に形成され、質量が大きくなったことにより表面硬化処理がそれだけコスト高になる場合は、上記のような効果がさらに大きくなる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１に記載されたアクチュエータであって、前記ピニオンギアと噛み合うギア部を、前記回転部材にも設けたことを特徴とし、請求項１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００１７】
また、この構成では、回転部材にもギア部を設けたことによって、保持部材のギア部と合わせて、ギア部全体の歯幅がそれだけ広くなり、充分な強度と耐久性が得られるから、アクチュエータは長期にわたって正常に動作する。
【００１８】
また、ギア部の歯幅を広くするために、ギア部を肉厚にする必要がなくなるから、これに伴う重量化と、コストの上昇が避けられる。
【００１９】
また、ギア部が回転部材と一体に形成され、質量が大きくなったことにより表面硬化処理がそれだけコスト高になる場合は、上記のような効果がさらに大きくなる。
【００２０】
請求項３に記載された保持部材の固定方法は、請求項１または請求項２に記載されたアクチュエータにおいて、前記保持部材を、ボルト締め、リベット止め、溶接、カシメのいずれかの固定手段で、前記回転部材部に固定したことを特徴とし、請求項１または請求項２の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００２１】
また、請求項３に開示された、ボルト締め、リベット止め、溶接、カシメによる保持部材の固定方法は、いずれも施工作業が容易で、低コストであり、充分な固定強度が得られる。
【００２２】
請求項４に記載された動力断続装置は、一対のトルク伝達部材と、前記両トルク伝達部材の間に配置されたクラッチと、請求項１〜３のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするアクチュエータまたは保持部材の固定方法を備え、前記アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記トルク伝達部材の間でトルクを断続することを特徴としている。
【００２３】
請求項４の動力断続装置は、例えば、４輪駆動車で２輪駆動走行時に切り離される車輪側の動力伝達系に配置され、本発明のアクチュエータによってクラッチを連結すれば車両は４輪駆動状態になり、クラッチの連結を解除すれば車両は２輪駆動状態になる。
【００２４】
また、請求項４の動力断続装置は、請求項１〜３のアクチュエータまたは保持部材の固定方法を用いたことにより、ギア部が、小規模の熱処理設備と少ない熱量で表面硬化処理可能になり、表面硬化処理のコストが大幅に低減され、ギア部全体の歯幅が広くなり、これらの結果によって、充分な耐久性が得られ、スプリング保持用の保持部材を強固に固定することができる。
【００２５】
請求項５に記載されたデファレンシャル装置は、原動機の駆動力を受けて回転する外側回転部材と、前記外側回転部材の内部に相対回転可能に配置された内側回転部材と、前記内側回転部材に連結された差動機構と、前記外側回転部材と前記内側回転部材との連結を断続するクラッチと、請求項１〜３のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするアクチュエータまたは保持部材の固定方法を備え、前記アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記外側回転部材と前記内側回転部材との間でトルクを断続することを特徴としている。
【００２６】
請求項５のデファレンシャル装置は、差動機構の入力側で駆動力を断続するデファレンシャル装置であり、４輪駆動車で２輪駆動走行時に切り離される車輪側の動力伝達系に配置され、本発明のアクチュエータによってクラッチを連結すれば車両は４輪駆動状態になり、クラッチの連結を解除すれば車両は２輪駆動状態になる。
【００２７】
また、請求項５のデファレンシャル装置は、請求項１〜３のアクチュエータまたは保持部材の固定方法を用いたことにより、ギア部が、小規模の熱処理設備と少ない熱量で表面硬化処理可能になり、表面硬化処理のコストが大幅に低減され、ギア部全体の歯幅が広くなり、これらの結果によって、充分な耐久性が得られ、スプリング保持用の保持部材を強固に固定することができる。
【００２８】
請求項６に記載されたデファレンシャル装置は、原動機の駆動力を受けて回転する回転ケース部材と、前記回転ケース部材の回転を一対の出力部材から車輪側に配分する差動機構と、前記出力部材のいずれか一方とその車輪との間に配置されたクラッチと、請求項１〜３のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするアクチュエータまたは保持部材の固定方法を備え、前記アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記出力部材と車輪との間でトルクを断続することを特徴としている。
【００２９】
また、請求項６のデファレンシャル装置は、差動機構の出力側で駆動力を断続するデファレンシャル装置であり、請求項５のデファレンシャル装置と同様に、４輪駆動車で２輪駆動走行時に切り離される車輪側の動力伝達系に配置され、本発明のアクチュエータによってクラッチを連結すれば車両は４輪駆動状態になり、クラッチの連結を解除すれば、差動機構の差動回転によって駆動力が遮断され、車両は２輪駆動状態になる。
【００３０】
また、請求項６のデファレンシャル装置は、請求項１〜３のアクチュエータまたは保持部材の固定方法を用いたことにより、ギア部が、小規模の熱処理設備と少ない熱量で表面硬化処理可能になり、表面硬化処理のコストが大幅に低減され、ギア部全体の歯幅が広くなり、これらの結果によって、充分な耐久性が得られ、スプリング保持用の保持部材を強固に固定することができる。
【００３１】
請求項７に記載されたデファレンシャル装置は、原動機の駆動力を受けて回転する回転ケース部材と、前記回転ケース部材の回転を一対の出力部材から車輪側に配分する差動機構と、前記回転ケース部材と前記出力部材のいずれか２者の間に配置され、前記差動機構の差動を制限するクラッチと、請求項１〜３のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするアクチュエータまたは保持部材の固定方法を備え、前記アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記差動機構の差動を制限することを特徴としている。
【００３２】
また、請求項７のデファレンシャル装置は、本発明のアクチュエータによってクラッチを連結すれば差動機構の差動が制限され、クラッチの連結を解除すれば差動が自由になる。
【００３３】
また、請求項７のデファレンシャル装置は、請求項１〜３のアクチュエータまたは保持部材の固定方法を用いたことにより、ギア部が、小規模の熱処理設備と少ない熱量で表面硬化処理可能になり、表面硬化処理のコストが大幅に低減され、ギア部全体の歯幅が広くなり、これらの結果によって、充分な耐久性が得られ、スプリング保持用の保持部材を強固に固定することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
図１〜図７によって本発明の第１実施形態であるアクチュエータ１及びそのカバー部材の固定方法と、これを用いたリヤデフ３（デファレンシャル装置）の説明をする。
【００３５】
以下の説明の中で、左右の方向はリヤデフ３が用いられた４輪駆動車での左右の方向である。
【００３６】
リヤデフ３（エンジンの駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置）は、差動機構の入力側に駆動力の断続機能を備えたデファレンシャル装置であり、４輪駆動車に用いられて、２輪駆動時は後輪への駆動力を切断する。
【００３７】
リヤデフ３が用いられた４輪駆動車の動力伝達系は、エンジン（原動機）、トランスミッション、トランスファ、２−４切替え機構、フロントデフ（エンジンの駆動力を左右の前輪に配分するデファレンシャル装置）、前車軸、左右の前輪、後輪側のプロペラシャフト、リヤデフ３、後車軸、左右の後輪などから構成されている。
【００３８】
２−４切替え機構は、トランスファの後輪側出力インターフェイスを構成しており、下記のように、リヤデフ３と同時に連結解除操作及び連結操作され、後輪側への駆動力を断続する。
【００３９】
エンジンの駆動力は、トランスミッションからトランスファに伝達され、トランスファから前輪側と後輪側に配分される。
【００４０】
前輪側に配分された駆動力は、フロントデフから前車軸を介して左右の前輪に配分される。
【００４１】
また、後輪側に配分された駆動力は、２−４切替え機構とリヤデフ３が連結されている間は、２−４切替え機構と後輪側プロペラシャフトからリヤデフ３に伝達され、リヤデフ３から後車軸を介して左右の後輪に配分され、車両は４輪駆動状態になる。
【００４２】
また、２−４切替え機構とリヤデフ３の連結をそれぞれ解除すると、後輪側がエンジンから切り離されて、車両は２輪駆動状態になる。
【００４３】
リヤデフ３はデフキャリヤ５の内部に配置されており、デフキャリヤ５の内部にはオイル溜りが形成されている。
【００４４】
リヤデフ３は、図１のように、アクチュエータ１、アウターデフケース（外側回転部材）７、インナーデフケース（内側回転部材）９、ベベルギア式の差動機構１１、ドッグクラッチ１３（被操作装置：クラッチ）から構成されている。
【００４５】
また、アクチュエータ１は、図１と図２のように、支持プレート（支持部材）１５、カムプレート（回転部材）１７、可動プレート（可動部材）１９、カム２１（変換機構）、コイルスプリング２３（スプリング）、リターンスプリング２５、シフトスプリング２７、電動モータ２９、ギア組３１、カバー部材（保持部材）１３１、コントローラなどから構成されている。
【００４６】
リヤデフ３はアウターデフケース７とインナーデフケース９からなる２重ケーシング構造になっており、インナーデフケース９はアウターデフケース７の内周で摺動回転自在に支承されている。また、アウターデフケース７に形成された左右のボス部３３，３５はそれぞれスラストベアリング３７（図２）を介してデフキャリヤ５に支承されている。
【００４７】
アウターデフケース７にはリングギア３９（図２）がボルトで固定されている。リングギア３９はドライブピニオンギアと噛み合っており、このドライブピニオンギアはドライブピニオンシャフトと一体に形成されている。ドライブピニオンシャフトは継ぎ手と後輪側のプロペラシャフトなどを介してトランスファの２−４切替え機構に連結されており、エンジンの駆動力はトランスファと２−４切替え機構からこの後輪側動力伝達系を介してアウターデフケース７を回転させる。
【００４８】
アウターデフケース７の内部にはクラッチリング４１が配置されており、アウターデフケース７の内周で軸方向移動自在に支承されている。
【００４９】
ドッグクラッチ１３は、噛み合い歯４３と噛み合い歯４５によって構成されており、噛み合い歯４３はクラッチリング４１の左端部に形成され、噛み合い歯４５はインナーデフケース９の右端部に形成されている。
【００５０】
また、アウターデフケース７の左右にはそれぞれオイルが流出入する開口４７，４９が周方向等間隔に設けられている。クラッチリング４１の右端には周方向等間隔に３本の脚部５１が設けられており、これらの脚部５１は右の開口４９に係合し、外部に突き出している。
【００５１】
クラッチリング４１は、下記のように、アクチュエータ１によって左右に移動操作される。クラッチリング４１が左方に移動操作されると、図１の下半部のように、ドッグクラッチ１３が噛み合ってアウターデフケース７とインナーデフケース９とが連結され、クラッチリング４１が右方に戻ると、図１の上半部のように、ドッグクラッチ１３の噛み合いが解除され、アウターデフケース７とインナーデフケース９とが切り離される。
【００５２】
インナーデフケース９の左端部とアウターデフケース７との間には、アクチュエータ１からの操作力を受けるスラストワッシャ５３が配置されており、インナーデフケース９はこのスラストワッシャ５３を介して軸方向の左方に位置決めされている。
【００５３】
ベベルギア式の差動機構１１は、複数本のピニオンシャフト５５、ピニオンギア５７、左右の出力側サイドギア５９，６１から構成されている。
【００５４】
各ピニオンシャフト５５の先端は、インナーデフケース９に周方向等間隔に形成された貫通孔６３に係合し、スプリングピン６５によって抜け止めが施されている。
【００５５】
ピニオンギア５７は、各ピニオンシャフト５５上に回転自在に支承されており、サイドギア（出力部材）５９，６１は左右から各ピニオンギア５７と噛み合っている。
【００５６】
サイドギア５９，６１の各ボス部６７，６９はアウターデフケース７に形成された支承部７１，７３によって支承されており、各ボス部６７，６９のスプライン部７５，７７には左右の後車軸がそれぞれ連結されている。
【００５７】
また、各サイドギア５９，６１とアウターデフケース７との間にはスラストワッシャ７９がそれぞれ配置され、サイドギア５９，６１の噛み合い反力を受けている。
【００５８】
インナーデフケース９の内周には、各ピニオンギア５７の背面に対向して球面ワッシャ部８１が形成されており、ピニオンギア５７の遠心力と、各サイドギア５９，６１との噛み合いによってピニオンギア５７が受ける噛み合い反力とを負担している。
【００５９】
支持プレート１５はプレス加工されており、図１〜図６のように、環状板部８３、環状板部８３と一体に形成された２個の固定板部８５、環状板部８３の内周に周方向等間隔に設けられた３個の組み付け凹部８７、環状板部８３に設けられた２個のガイド孔８９と４個のガイド孔９１と２個のストッパ９３などから構成されている。
【００６０】
また、カムプレート１７はプレス加工されており、環状板部９５、ギアプレート（ギア部）９７、環状板部９５の内周に周方向等間隔に設けられた３個の組み付け凹部９９、各組み付け凹部９９の周方向に隣接して設けられた３個の支持突起１０１、環状板部９５の内周に沿って周方向等間隔に設けられた３個のカム片１０３などから構成されている。
【００６１】
ギアプレート９７は環状板部９５と一体に形成されており、その外周にはギア部１０５が設けられている。また、支持突起１０１は、環状板部９５に形成された軸方向部分１０７と、軸方向部分１０７の端部に形成された径方向部分１０９（図６と図７）から構成されている。
【００６２】
各カム片１０３は、傾斜面１１１、その周方向に形成されたカム角を持たない保持面１１３、傾斜面１１１と保持面１１３との間に形成された保持突起１１５から構成されている。
【００６３】
可動プレート１９はプレス加工されており、図６のように、環状板部１１７、環状板部１１７の内周に周方向等間隔に設けられた３個のカムガイド片１１９、環状板部１１７の外周に設けられた各４個のガイド片１２１，１２３などから構成されている。
【００６４】
また、各カムガイド片１１９は、環状板部１１７に形成された軸方向部分１２５と、軸方向部分１２５の端部に形成された径方向部分１２７から構成されている。
【００６５】
コイルスプリング２３は、図２〜図７のように、ギアプレート９７（カムプレート１７）にリベット１２９，１２９で固定されたカバー部材１３１とギアプレート９７との間に形成された円筒状のリテーナ部１３３に保持されており、下記のように、カムプレート１７が両方向に回動すると、その両端部は支持プレート１５のストッパ９３，９３と当接する。
【００６６】
また、カバー部材１３１には、ギアプレート９７のギア部１０５と同位相のギア部１３５が設けられている。
【００６７】
なお、組付けが終了した状態で、支持プレート１５とカムプレート１７と可動プレート１９は互いにセンターリングされており、カムプレート１７は支持プレート１５と可動プレート１９に対して回動自在である。
【００６８】
図１と図３のように、支持プレート１５の各固定板部８５はボルト１３６によってデフキャリヤ５に固定されている。
【００６９】
カム２１は、上記のように、カムプレート１７の各カム片１０３と可動プレート１９の各カムガイド片１１９（径方向部分１２７）とによって構成されている。
【００７０】
図１のように、リターンスプリング２５は、クラッチリング５１のリテーナ１３７に一体形成されている。このリテーナ１３７に形成された腕部１３９はクラッチリング４１の各脚部５１に折り曲げて固定されており、リテーナ１３７（リターンスプリング２５）とアウターデフケース７の右端部との間にはリング１４１が配置されている。
【００７１】
クラッチリング４１とリテーナ１３７は一体で軸方向に往復移動可能であり、リターンスプリング２５はクラッチリング４１をドッグクラッチ１３の噛み合い解除方向（右方）に付勢している。
【００７２】
図１は、シフトスプリング２７を可動プレート１９と一体に形成した例を示している。また、シフトスプリング２７の付勢力はリターンスプリング２５の付勢力より強くされており、可動プレート１９とクラッチリング４１をドッグクラッチ１３の噛み合い方向（左方）に移動させる。
【００７３】
なお、リターンスプリング２５は可動プレート１９と一体に形成する他に、別体のスプリング（例えば、コイルスプリング１５９）を用いてもよい。
【００７４】
図２のように、電動モータ２９のケーシング１４３は、デフキャリヤ５に設けられた取り付け穴１４５にＯリング１４７を介して取り付けられている。電動モータ２９は両方向に回転可能であり、そのリード線１４９はコントローラを介して車載のバッテリに接続されている。
【００７５】
電動モータ２９の出力軸１５１にはピニオンギア１５３がスプライン連結されている。出力軸１５１とケーシング１４３との間にはオイルシール１５５が配置されており、ピニオンギア１５３はボールベアリング１５７によってケーシング１４３に支承されている。
【００７６】
ギア組３１は、電動モータ２９側のピニオンギア１５３と、ギアプレート９７（カムプレート１７）のギア部１０５及びカバー部材１３１のギア部１３５とで構成されており、電動モータ２９の回転トルクを増幅し、カムプレート１７を回動させる。
【００７７】
コントローラは、下記のようにしてドッグクラッチ１３の断続操作を行うと共に、２輪駆動状態から４輪駆動状態に切り換える際はドッグクラッチ１３と２−４切替え機構をそれぞれ同時に連結操作し、４輪駆動状態から２輪駆動状態に切り換える際はそれぞれを同時に連結解除操作する。
【００７８】
また、ドッグクラッチ１３の断続操作に当たって、コントローラは電動モータ２９を両方向（一方向と反対方向）にそれぞれ所定の時間（角度）だけ回転させる時間制御を行う。電動モータ２９が所定の時間だけ回転すると、ギア組３１を介してカムプレート１７が所定の方向に所定の角度だけ回動操作される。
【００７９】
図３は、カムプレート１７が全回動角度（回動幅）の中心位置にある状態を示している。
【００８０】
図４は、図３の位置から、カムプレート１７をＬ方向（４ＷＤ位置）まで所定の角度だけ回動させた状態を示している。
【００８１】
このとき、ギア組３１のピニオンギア１５３はギア部１０５の一方の端部で噛み合っていると共に、カムプレート１７上のコイルスプリング２３の一側端部は支持プレート１５の一側の固定板部８５（ストッパ）と突き当たり、カムプレート１７の過回転を防止し、ピニオンギア１５３がギア部１０５から外れることを防止している。
【００８２】
また、図４のように、カムプレート１７はコイルスプリング２３が固定板部８５と突き当たる直前にカム２１で可動プレート１９との接触を終了し、電動モータ２９のトルクによって回動速度が加速されるが、コイルスプリング２３は固定板部８５と突き当たったとき、その撓みによって衝撃を吸収し、緩和する。
【００８３】
カムプレート１７が４ＷＤ位置まで回動すると、各カム２１において、可動プレート１９のカムガイド片１１９の径方向部分１２７はカムプレート１７のカム片１０３の傾斜面１１１を下りた位置にある。図１の下半部のように、この状態では径方向部分１２７がシフトスプリング２７の付勢力によってカムプレート１７の環状板部９５に押し付けられており、各カム２１は作動を停止している。
【００８４】
各カム２１が作動を停止すると、可動プレート１９とクラッチリング４１がシフトスプリング２７によって左方に移動し、ドッグクラッチ１３が噛み合い、車両は４輪駆動状態になる。
【００８５】
また、このときシフトスプリング２７は待ち機構になり、噛み合い歯４３，４５の位相が合ったところでドッグクラッチ１３を噛み合わせる。
【００８６】
図５は、図３の位置から、ギアプレート９７をＲ方向（２ＷＤ位置）まで所定の角度だけ回動させた状態を示している。
【００８７】
このとき、ギア組３１のピニオンギア１５３はギア部１０５の他方の端部で噛み合っており、カムプレート１７上のコイルスプリング２３の他側端部は支持プレート１５の他側の固定板部８５（ストッパ）と突き当たり、カムプレート１７の過回転を防止し、ピニオンギア１５３がギア部１０５から外れることを防止している。
【００８８】
また、図５のように、カムプレート１７はコイルスプリング２３が固定板部８５と突き当たる直前にカム２１で可動プレート１９との接触を終了し、電動モータ２９のトルクによって回動速度が加速されるが、コイルスプリング２３は固定板部８５と突き当たったとき、その撓みによって衝撃を吸収し、緩和する。
【００８９】
カムプレート１７が２ＷＤ位置まで回動すると、各カム２１において、カムガイド片１１９の径方向部分１２７はカム片１０３の傾斜面１１１を登り、保持突起１１５を乗り越えて保持面１１３に保持され、各カム２１を作動させる。
【００９０】
各カム２１が作動すると、そのカムスラスト力によって各カムガイド片１１９（可動プレート１９）が軸方向の右側に移動し、シフトスプリング２７を押し縮める。シフトスプリング２７が縮められると、図１の上半部のように、リターンスプリング２５の付勢力によって可動プレート１９（クラッチリング４１）が右方に移動し、ドッグクラッチ１３の噛み合いが解除され、車両は２輪駆動状態になる。
【００９１】
なお、コイルスプリング２３のばね常数は、４ＷＤ位置と２ＷＤ位置の両方で、固定板部８５（ストッパ）と突き当たり、その撓み量だけカムプレート１７がさらに回動したときに、ピニオンギア１５３がギア部１０５から外れない範囲で設定されている。
【００９２】
また、保持突起１１５がそのチェック機能によって各カムガイド片１１９を保持面１１３に保持するから、電動モータ２９を停止させた状態で、走行中に振動や衝撃などの外乱因子を受けても、ドライバーの意に反して車両が２輪駆動状態から４輪駆動状態に変動することが防止される。
【００９３】
また、カム片１０３の傾斜面１１１の両側に設けられた保持面１１３と環状板部９５はいずれもカム角を持たないから、カムガイド片１１９（径方向部分１２７）がこれらの保持面１１３と環状板部９５に乗っている間は、シフトスプリング２７の付勢力を受けてもカムプレート１７に回転トルクが掛かることはなく、ドライバーの意に反して車両が２輪駆動状態や４輪駆動状態に誤って切り替わることはない。
【００９４】
従って、作動前（作動停止時）と作動後の両方でカム２１の状態が保持され、車両が４輪駆動状態及び２輪駆動状態に安定して保持されるから、カム２１を操作するとき以外は電動モータ２９を停止させることができる。
【００９５】
４輪駆動状態では、上記のようにドッグクラッチ１３と２−４切替え機構がそれぞれ連結されるから、エンジンの駆動力は２−４切替え機構から後輪側動力伝達系を介してアウターデフケース７に伝達され、ドッグクラッチ１３を介してインナーデフケース９が回転駆動される。この回転はピニオンシャフト５５からピニオンギア５７を介してサイドギア５９，６１に配分され、各車軸を介して左右の後輪に伝達される。
【００９６】
車両が４輪駆動状態になると、悪路などでの走破性、脱出性、安定性が向上する。また、悪路走行中などに後輪間に駆動抵抗差が生じると、各ピニオンギア５７の自転によってエンジンの駆動力は左右の後輪に差動配分される。
【００９７】
また、２輪駆動状態では、ドッグクラッチ１３と２−４切替え機構の連結がそれぞれ解除されるから、インナーデフケース９から後輪までがドッグクラッチ１３によって切り離されフリー回転状態になると共に、２−４切替え機構からアウターデフケース７までの動力伝達系が、エンジンの駆動力と後輪による連れ回りの両方から切り離されて回転が停止する。
【００９８】
このように２−４切替え機構からアウターデフケース７までの後輪側動力伝達系の回転が停止する２輪駆動状態では、振動が軽減して乗り心地が向上すると共に、後輪側動力伝達系の各部で磨耗が軽減されて耐久性が向上し、さらに、回転抵抗の低減分だけエンジンの負担が軽減し、燃費が向上する。
【００９９】
アウターデフケース７には、開口４７，４９の他に、ボス部３３の内周には螺旋状のオイル溝１５９が形成され、ボス部３５の内周にも同様な螺旋状のオイル溝が形成されており、さらに、スラストワッシャ７９，７９と対向する部分には、各螺旋状オイル溝１５９にそれぞれ連通した径方向のオイル溝１６１，１６３が形成されている。
【０１００】
開口４７，４９はアウターデフケース７の径方向外側部分に形成されているから、デフキャリヤ５に形成されたオイル溜りのオイルに常時浸されており、アウターデフケース７の回転に伴って開口４７，４９からオイルが流出入する。
【０１０１】
また、オイル溜りのオイルはアウターデフケース７（リングギア３９）の回転によって掻き上げられ、掻き上げられたオイルは螺旋状オイル溝１５９のネジポンプ作用によって移動を促進され、オイル溝１６１，１６３と、スラストワッシャ７９，７９などの隙間を通ってアウターデフケース７の内部に流入する。
【０１０２】
アウターデフケース７に流入したオイルは、差動機構１１を構成する各ギア５７，５９，６１の噛み合い部、ピニオンシャフト５５とピニオンギア５７の摺動部、アウターデフケース７とインナーデフケース９の摺動部、アウターデフケース７とクラッチリング４１の摺動部、ドッグクラッチ１３（噛み合い歯４３，４５）などに供給されてこれらを潤滑・冷却する。
【０１０３】
また、アクチュエータ１の下部もオイル溜りに浸されており、回動操作されるカムプレート１７と支持プレート１５及び可動プレート１９との摺動部、カム２１なども潤滑・冷却される。
【０１０４】
また、ギア組３１も上記の掻き上げオイルによって潤滑・冷却される。
【０１０５】
上記の各潤滑・冷却部では、供給されたオイルによって、磨耗が軽減され、耐久性が向上すると共に、各摺動部での摩擦抵抗が軽減され、エンジンの燃費が向上する。
【０１０６】
こうして、アクチュエータ１及びそのカバー部材の固定方法と、これを用いたリヤデフ３が構成されている。
【０１０７】
アクチュエータ１では、ギアプレート９７のギア部１０５の他に、コイルスプリング２３保持用のカバー部材１３１にもギア部１３５が設けられており、これらが電動モータ２９側のピニオンギア１５３と噛み合ってギア組３１を構成している。
【０１０８】
ギア部１３５が設けられたカバー部材１３１は、サイズと質量が小さく、従って、小規模の熱処理設備で焼き入れなどの表面硬化処理が行える上に、熱処理に必要な熱量がそれだけ少なくてすむから、表面硬化処理のコストが大幅に低減されている。
【０１０９】
その上、サイズと質量の小さいカバー部材１３１は、焼き入れなどの表面硬化処理が行い易く、例えば、焼きが入り易いから、そのギア部１３５は充分な硬度と耐久性が得られる。
【０１１０】
また、ギアプレート９７のギア部１０５に加えて、カバー部材１３１にもギア部１３５を設けたことにより、ギア部全体の歯幅がそれだけ広くなっているから、強度と耐久性がそれだけ向上している。
【０１１１】
従って、アクチュエータ１は長期にわたって正常に動作する。
【０１１２】
また、ギア部の歯幅を広くするために、ギアプレート９７（カムプレート１７）を肉厚にする必要がなくなったから、これに伴うカムプレート１７及びアクチュエータ１の重量化と、コスト上昇が避けられる。
【０１１３】
また、カバー部材１３１をリベット１２９，１２９でギアプレート９７（カムプレート１７）に固定するカバー部材の固定方法は、作業が容易で、低コストであり、充分な固定強度が得られる。
【０１１４】
［第２実施形態］
図８と図９によって第２実施形態のアクチュエータ２０１及びそのカバー部材（保持部材）２０３の固定方法を説明する。
【０１１５】
アクチュエータ２０１は、第１実施形態のリヤデフ３にアクチュエータ１と置き換えて用いられており、以下、アクチュエータ１と同一の部材等には同一の符号を与えて引用しながら、相違点を説明する。
【０１１６】
アクチュエータ２０１では、カバー部材２０３がリベット１２９，１２９でギアプレート９７に固定されており、コイルスプリング２３はギアプレート９７とカバー部材２０３との間に形成された円筒状のリテーナ部１３３に保持されている。
【０１１７】
カバー部材２０３は、例えば、第１実施形態でのカバー部材１３１より厚板で作られており、また、第１実施形態と異なって、ギアプレート９７にギア部は設けられていない。
【０１１８】
カバー部材２０３にはギア部２０５が設けられており、このギア部２０５は電動モータ２９側のピニオンギア１５３と噛み合ってギア組３１を構成している。
【０１１９】
こうして、アクチュエータ２０１と、そのカバー部材２０３の固定方法が構成されている。
【０１２０】
アクチュエータ２０１では、上記のように、コイルスプリング２３保持用のカバー部材２０３にギア部２０５を設けると共に、ギアプレート９７（カムプレート１７）にはギア部を設けていない。
【０１２１】
ギア部２０５が設けられたカバー部材２０３は、サイズと質量が小さく、従って、小規模の熱処理設備で焼き入れなどの表面硬化処理が行える上に、熱処理に必要な熱量がそれだけ少なくてすむから、表面硬化処理のコストが大幅に低減されている。
【０１２２】
その上、サイズと質量の小さいカバー部材２０３は、焼き入れなどの表面硬化処理が行い易く、例えば、焼きが入り易いから、そのギア部２０５は充分な硬度と耐久性が得られる。
【０１２３】
また、カバー部材２０３を厚板で作ったことにより、ギア部２０５の歯幅が広くなっており、強度と耐久性がそれだけ向上している。
【０１２４】
従って、アクチュエータ２０１は長期にわたって正常に動作する。
【０１２５】
また、ギア部２０５の歯幅を広くするために、ギアプレート９７（カムプレート１７）を肉厚にする必要がなくなったから、これに伴うギアプレート９７（カムプレート１７）及びアクチュエータ２０１の重量化と、コスト上昇が避けられる。
【０１２６】
また、カバー部材２０３をリベット１２９，１２９でギアプレート９７（カムプレート１７）に固定するカバー部材の固定方法は、作業が容易で、低コストであり、充分な固定強度が得られる。
【０１２７】
なお、本発明において、カムプレートとギアプレートは、各実施形態のように一体に形成するのではなく、別体で製作した後、一体に固定してもよい。
【０１２８】
また、スプリングは、コイルスプリングに限らず、あらゆる形状のスプリングを使用可能であり、さらには、金属製のスプリング以外の弾性部材（例えば、ゴム、プラスチック）など、ダンパー機能を持った部材は全て使用することができる。
【０１２９】
また、本発明のアクチュエータにおいて、被操作装置はクラッチに限らない。また、このクラッチも、各実施形態のような噛み合いクラッチ（ドッグクラッチ）だけでなく、多板クラッチやコーンクラッチのような摩擦クラッチでもよい。
【０１３０】
また、本発明のデファレンシャル装置において、差動機構は、ベベルギア式の差動機構に限らず、プラネタリーギア式の差動機構、デフケースの収容孔に回転自在に収容されたピニオンギアで出力側のサイドギアを連結した差動機構、ウォームギアを用いた差動機構などでもよい。
【０１３１】
【発明の効果】
請求項１のアクチュエータは、少なくとも、ギア部をサイズと質量の小さい保持部材に設けたことにより、保持部材（ギア部）の表面硬化処理を小規模な熱処理設備で行える上に、熱処理に必要な熱量もそれだけ少なくてすむから、表面硬化処理のコストが大幅に低減される。
【０１３２】
その上、サイズと質量の小さい保持部材は、焼き入れなどの表面硬化処理が行い易く、ギア部は充分な耐久性（硬度）が得られるから、アクチュエータは長期にわたって正常に動作する。
【０１３３】
また、ギア部が回転部材と一体に形成され、質量が大きくなったことにより表面硬化処理がそれだけコスト高になる場合は、上記のような効果がさらに大きくなる。
【０１３４】
請求項２のアクチュエータは、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１３５】
また、ギア部と保持部材のギア部と合わせて、ギア部全体の歯幅が広くなり、充分な強度と耐久性が得られるから、アクチュエータは長期にわたって正常に動作する。
【０１３６】
また、ギア部の歯幅を広くするためにギア部を肉厚にする必要がなくなり、これに伴う重量化と、コストの上昇が避けられる。
【０１３７】
また、ギア部が回転部材と一体に形成され、質量が大きくなったことにより表面硬化処理がそれだけコスト高になる場合は、上記のような効果がさらに大きくなる。
【０１３８】
請求項３に記載されたカバー部材の固定方法は、いずれも施工作業が容易で、低コストであり、充分な固定強度が得られる。
【０１３９】
請求項４に記載された動力断続装置は、請求項１〜３のアクチュエータまたは保持部材の固定方法を用いたことにより、ギア部が、小規模の熱処理設備と少ない熱量で表面硬化処理可能になり、表面硬化処理のコストが大幅に低減され、ギア部全体の歯幅が広くなり、これらの結果によって、充分な耐久性が得られ、スプリング保持用の保持部材を強固に固定することができる。
【０１４０】
請求項５に記載されたデファレンシャル装置は、請求項１〜３のアクチュエータまたは保持部材の固定方法を用いたことにより、ギア部が、小規模の熱処理設備と少ない熱量で表面硬化処理可能になり、表面硬化処理のコストが大幅に低減され、ギア部全体の歯幅が広くなり、これらの結果によって、充分な耐久性が得られ、スプリング保持用のカバー部材を強固に固定することができる。
【０１４１】
請求項６に記載されたデファレンシャル装置は、請求項１〜３のアクチュエータまたは保持部材の固定方法を用いたことにより、ギア部が、小規模の熱処理設備と少ない熱量で表面硬化処理可能になり、表面硬化処理のコストが大幅に低減され、ギア部全体の歯幅が広くなり、これらの結果によって、充分な耐久性が得られ、スプリング保持用のカバー部材を強固に固定することができる。
【０１４２】
請求項７に記載されたデファレンシャル装置は、請求項１〜３のアクチュエータまたは保持部材の固定方法を用いたことにより、ギア部が、小規模の熱処理設備と少ない熱量で表面硬化処理可能になり、表面硬化処理のコストが大幅に低減され、ギア部全体の歯幅が広くなり、これらの結果によって、充分な耐久性が得られ、スプリング保持用の保持部材を強固に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のアクチュエータとこれを用いたリヤデフを示す断面図である。
【図２】第１実施形態の要部断面図である。
【図３】第１実施形態のアクチュエータのカムプレートが回動範囲の中心にある状態を示す正面図である。
【図４】第１実施形態のアクチュエータのカムプレートが４ＷＤ位置に回動した状態を示す正面図である。
【図５】第１実施形態のアクチュエータのカムプレートが２ＷＤ位置に回動した状態を示す正面図である。
【図６】第１実施形態のアクチュエータの背面図である。
【図７】第１実施形態のアクチュエータの縦断面図である。
【図８】第２実施形態のアクチュエータの縦断面図である。
【図９】第２実施形態のアクチュエータの背面図である。
【図１０】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１アクチュエータ
３リヤデフ（デファレンシャル装置）
７アウターデフケース（外側回転部材）
９インナーデフケース（内側回転部材）
１１ベベルギア式の差動機構
１３ドッグクラッチ（被操作装置：クラッチ）
１５支持プレート（支持部材）
１７カムプレート（回転部材）
１９可動プレート（可動部材）
２１カム（変換機構）
２３コイルスプリング（スプリング）
２９電動モータ
３１ギア組
９３支持プレートに設けられたストッパ
９７ギアプレート（ギア部）
１０５ギアプレート９７に設けられたギア部
１３１スプリング保持用のカバー部材
１３５カバー部材１３１に設けられたギア部
２０１アクチュエータ
２０３スプリング保持用のカバー部材
２０５カバー部材２０３に設けられたギア部

Claims

静止側に固定された支持部材と、
前記支持部材の軸方向一側に回動可能に配置された回転部材と、
前記支持部材の軸方向他側に軸方向移動可能に配置され、被操作装置を移動操作する可動部材と、
前記回転部材と一体的に回動するギア部と、
前記ギア部と噛み合うピニオンギアを介して前記回転部材を回動させる電動モータと、
前記回転部材と前記可動部材との間に設けられ前記回転部材の回動力を前記可動部材の移動操作力に変換する変換機構と、
前記支持部材と当接して回動エネルギーを軽減し、衝撃力を吸収するスプリングと、
前記スプリングを前記回転部材に保持する保持部材とを備え、
前記ピニオンギアと噛み合うギア部を、少なくとも前記保持部材に設けたことを特徴とするアクチュエータ。
請求項１に記載されたアクチュエータであって、
前記ピニオンギアと噛み合うギア部を、前記回転部材にも設けたことを特徴とするアクチュエータ。
請求項１または請求項２に記載されたアクチュエータにおいて、
前記保持部材を、ボルト締め、リベット止め、溶接、カシメのいずれかの固定手段で、前記回転部材に固定したことを特徴とする保持部材の固定方法。
一対のトルク伝達部材と、
前記両トルク伝達部材の間に配置されたクラッチと、
請求項１〜３のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするアクチュエータまたは保持部材の固定方法を備え、
前記アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記トルク伝達部材の間でトルクを断続することを特徴とする動力断続装置。
原動機の駆動力を受けて回転する外側回転部材と、
前記外側回転部材の内部に相対回転可能に配置された内側回転部材と、
前記内側回転部材に連結された差動機構と、
前記外側回転部材と前記内側回転部材との連結を断続するクラッチと、
請求項１〜３のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするアクチュエータまたは保持部材の固定方法を備え、
前記アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記外側回転部材と前記内側回転部材との間でトルクを断続することを特徴とするデファレンシャル装置。
原動機の駆動力を受けて回転する回転ケース部材と、
前記回転ケース部材の回転を一対の出力部材から車輪側に配分する差動機構と、
前記出力部材のいずれか一方とその車輪との間に配置されたクラッチと、
請求項１〜３のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするアクチュエータまたは保持部材の固定方法を備え、
前記アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記出力部材と車輪との間でトルクを断続することを特徴とするデファレンシャル装置。
原動機の駆動力を受けて回転する回転ケース部材と、
前記回転ケース部材の回転を一対の出力部材から車輪側に配分する差動機構と、
前記回転ケース部材と前記出力部材のいずれか２者の間に配置され、前記差動機構の差動を制限するクラッチと、
請求項１〜３のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするアクチュエータまたは保持部材の固定方法を備え、
前記アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記差動機構の差動を制限することを特徴とするデファレンシャル装置。