JP2009236175A - Actuator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、自動車の2輪駆動と4輪駆動との切り換え、またはニュートラルポジションとドライブポジションとの切り換え等を行う駆動切り換え装置に用いるアクチュエータに関するものである。 The present invention relates to an actuator used in a drive switching device that performs switching between two-wheel drive and four-wheel drive of an automobile, or switching between a neutral position and a drive position, for example.
従来から、4輪駆動車のトランスファに電動モータの駆動によりシフトフォークをストロークさせるアクチュエータを設け、室内からのスイッチ操作により2輪/4輪駆動状態を切り換える駆動切り換え装置が知られている。
アクチュエータは減速機構であるウォーム減速機を備えており、このウォーム減速機が電動モータの回転軸と連係している。ウォーム減速機のウォームホイールには、ラック・ピニオンのピニオンが連結されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a drive switching device in which an actuator that strokes a shift fork by driving an electric motor is provided in a transfer of a four-wheel drive vehicle, and a two-wheel / four-wheel drive state is switched by a switch operation from the room.
The actuator includes a worm reducer that is a reduction mechanism, and this worm reducer is linked to the rotating shaft of the electric motor. A rack and pinion pinion is connected to the worm wheel of the worm reducer.
ピニオンに噛合されているラックには、シフトフォークをストロークさせるためのフォークシャフトが連結されている。すなわち、電動モータの回転運動をウォーム減速機、ラック・ピニオンで構成される減速機構を介して往復運動に変換し、フォークシャフトによってシフトフォークをストロークさせるようになっている。
シフトフォークがストロークするとドライブトレイン上に設けられたスプライン歯を有するスリーブやドグクラッチが変位する。すると、駆動軸と従動軸の連結/解除が行われ、これによって、2輪/4輪駆動状態を切り換えが行われる。
A rack engaged with the pinion is connected to a fork shaft for making the shift fork stroke. That is, the rotational movement of the electric motor is converted into a reciprocating movement through a reduction mechanism composed of a worm reduction gear and a rack and pinion, and the shift fork is stroked by the fork shaft.
When the shift fork strokes, a sleeve or dog clutch having spline teeth provided on the drive train is displaced. Then, the drive shaft and the driven shaft are connected / released, whereby the two-wheel / four-wheel drive state is switched.
また、アクチュエータには、減速機構内に待ち機構が設けられている。すなわち、ウォーム減速機とピニオンとの間に待ち機構が配設されている。この待ち機構は、駆動軸と従動軸のスプライン歯の位相の不一致が理由でスリーブやドグクラッチが変位不能となり、シフトフォークがロックした場合に反力(弾力)を蓄えるものであって、スパイラルスプリングを備えている。 In addition, the actuator is provided with a waiting mechanism in the speed reduction mechanism. That is, a waiting mechanism is disposed between the worm reduction gear and the pinion. This waiting mechanism stores the reaction force (elasticity) when the shift fork locks when the sleeve or dog clutch becomes undisplaceable due to the phase mismatch of the spline teeth of the drive shaft and the driven shaft. I have.
そして、シフトフォークがロックした際、スパイラルスプリングが撓んで弾性変形することで電動モータの回転力をシフトフォークをストロークさせるための付勢力として蓄積するようになっている。このため、再びスリーブやドグクラッチが変位可能になったとき、シフトフォークに過大推力が作用することなく、スパイラルスプリングの復元力によってシフトフォークをストロークさせることができ、駆動軸と従動軸の連結/解除をスムーズに行うことができる(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述の従来技術にあっては、待ち機構を構成するスパイラルスプリングにかかる負荷が大きくなる。すなわち、スパイラルスプリングのバネ定数をシフトフォークをストローク可能な大きさに設定する必要がある。このため、スパイラルスプリングが大型化し、これに伴い電動モータも必要以上のトルクが必要となる。この結果、アクチュエータ全体が大型化してしまうという課題がある。 However, in the above-described conventional technology, the load applied to the spiral spring constituting the waiting mechanism is increased. That is, it is necessary to set the spring constant of the spiral spring to a size that allows the shift fork to stroke. For this reason, the spiral spring becomes larger, and accordingly, the electric motor also requires more torque than necessary. As a result, there exists a subject that the whole actuator will enlarge.
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、待ち機構にかかる負荷を分散し、アクチュエータ全体を小型化できるアクチュエータを提供するものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides an actuator that can disperse a load applied to a waiting mechanism and reduce the size of the entire actuator.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、電動モータと、前記電動モータに設けられている回転軸の回転を減速し、出力軸に伝達する減速機構と、前記減速機構内に設けられ、前記出力軸が拘束された際にその拘束が解除されるまで回転力を蓄積して待つ待ち機構とを有するアクチュエータであって、前記待ち機構は、前記回転軸からの回転が入力される入力プレートと、前記入力プレートからの回転がスプリングを介して伝達される出力プレートとの組みを複数組み備えて成り、各々入力プレート、スプリング、および出力プレートは、前記出力軸の周囲を取り囲むように形成されて軸方向に沿って多段状に並設され、一段目の入力プレートに、前記回転軸に連係され前記一段目の入力プレートと共回りする歯車を設け、最後の段の出力プレートを前記出力軸に互いに相対回転不能に固定したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the invention described in claim 1 is an electric motor, a speed reduction mechanism that reduces the rotation of a rotary shaft provided in the electric motor and transmits the rotation to an output shaft, and the speed reduction mechanism. And a waiting mechanism that accumulates and waits until the restraint is released when the output shaft is restrained, and the waiting mechanism is configured to rotate from the rotating shaft. A plurality of combinations of an input plate to be input and an output plate to which rotation from the input plate is transmitted via a spring, each of the input plate, the spring, and the output plate around the output shaft. It is formed so as to surround and is arranged side by side in a multi-stage shape along the axial direction, and the first stage input plate is provided with a gear linked to the rotary shaft and rotating together with the first stage input plate, Characterized by being non-rotatably fixed to each other to the output shaft of the output plate stage after.
請求項2に記載した発明は、前記一段目の入力プレートと前記最後の段の出力プレートとの間に介在する入力プレート、および出力プレートであって、互いに軸方向で対向する入力プレート、および出力プレートをそれぞれ一体成形したことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an input plate and an output plate interposed between the first stage input plate and the last stage output plate, wherein the input plate and the output are opposed to each other in the axial direction. Each of the plates is integrally formed.
本発明によれば、待ち機構を複数の入力プレートと複数の出力プレートとが多段状に並設された構成とし、各入力プレートと出力プレートとの間に介在するスプリングを複数設けることができる。このため、複数のスプリングに負荷を分散させることができ、各スプリングのバネ定数をそれぞれ小さく設定することができる。これに伴い、電動モータの必要トルクも小さく設定することができ、結果的にアクチュエータ全体を小型化することができる。 According to the present invention, the waiting mechanism can have a configuration in which a plurality of input plates and a plurality of output plates are arranged in multiple stages, and a plurality of springs interposed between each input plate and the output plate can be provided. For this reason, a load can be distributed to a plurality of springs, and the spring constant of each spring can be set small. Accordingly, the required torque of the electric motor can be set small, and as a result, the entire actuator can be reduced in size.
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、アクチュエータ1は、例えば、四輪車の駆動を二輪駆動と四輪駆動とに切替える駆動切替え装置用として用いられるものであって、ケーシング2内に電動モータ3と減速機構4とを備え、これら電動モータ3と減速機構4とをクラッチ機構5を介して連結している。
ケーシング2は、電動モータ3を収納する電動モータ収納部6と、減速機構4を収納する減速機構収納部7とを有している。ケーシング2の外周縁には、アクチュエータ1を固定するときに使用されるボルト孔8が7箇所突設されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the actuator 1 is used for, for example, a drive switching device that switches the driving of a four-wheeled vehicle between a two-wheel drive and a four-wheel drive, and includes an
The casing 2 includes an electric
電動モータ3は、有底円筒形状のヨーク9内にアーマチュア10を回転自在に配置した所謂DCブラシ付モータである。ヨーク9の内周面には周方向に分割された瓦状の永久磁石11が等間隔に、かつ隣り合う磁極が互いに逆になるように固定されている。
アーマチュア10は、回転軸12に固定されたアーマチュアコア13と、アーマチュアコア13に巻装されたアーマチュアコイル14と、アーマチュアコア13に隣接して設けられたコンミテータ15とで構成されている。
The
The
回転軸12は、クラッチ機構5側先端に向かうに従って段差により軸径が細くなるように形成されている。すなわち、回転軸12は、アーマチュアコア13が外嵌固定される軸本体12aと、この軸本体12aよりも段差によって縮径された第一縮径部16aと、この第一縮径部16aよりも段差により縮径された第二縮径部16bとがこの順で一体成形され、かつ軸本体12aの基端側(図1における右側)にも段差により縮径された軸受け部16cが一体成形されている。
第二縮径部16bには、平面取りが1箇所施されている。回転軸12の軸受け部16cは、ヨーク9のエンド部9a(底部)に突出形成されたボス17に圧入固定された軸受け18によって回転自在に支持されている。
The
The second reduced
アーマチュアコア13は、リング状の金属板を軸方向に複数枚積層したものである。金属板の外周部には平面視略T字型のティース19が周方向に沿って等間隔に放射状に形成されている。複数枚の金属板を回転軸12の軸本体12aに外嵌固定することにより、アーマチュアコア13の外周には隣接するティース19間に蟻溝状のスロット20が形成されている。スロット20は軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に形成されている。
ティース19には、このスロット20を通ってエナメル被覆の巻線21が巻装されるようになっている。これにより、アーマチュアコア13の外周に複数のアーマチュアコイル14が形成される。
The
An enamel-coated
コンミテータ15は、回転軸12の第一縮径部16aに外嵌固定されている。このコンミテータ15は、アーマチュアコイル14に流れる電流の向きを切替える、所謂整流を行うためのものであって、コンミテータ15の外周面には、導電材で形成されたセグメント22が取り付けられている。
The
セグメント22は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各セグメント22のアーマチュアコア13側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ23が一体形成され、このライザ23に、アーマチュアコイル14の巻き始め端部と巻き終わり端部となる巻線21が掛け回わされている。巻線21はヒュージングによりライザに固定されており、これによりセグメント22とこれに対応するアーマチュアコイル14とが電気的に接続される。
The
ヨーク9の開口端には有底筒状のカバー24がボルト25aとナット25bとによって締結固定されている。このカバー24の内側には不図示のホルダステーが取り付けられており、ここにコンミテータ15に摺接するブラシ(不図示)が設けられている。
カバー24のエンド部24a(底部)には、径方向中央に共有軸受け26が設けられている。この共有軸受け26は、回転軸12の第一縮径部16aとクラッチ機構5の一端とを共に回転自在に支持するための滑り軸受けであって、筒状の軸受け本体27とこの軸受け本体27のクラッチ機構5側端に一体形成されたフランジ部28とで構成されている。
A bottomed
A common bearing 26 is provided at the
クラッチ機構5は、電動モータ3の駆動に基づいた回転軸12の回転力を減速機構4へ伝達する一方、外力による回転力が減速機構4を介して回転軸12に作用し、これによって回転軸12が逆転してしまうのを防止する、所謂ツーウェイクラッチである。
ここで、ツーウェイクラッチとは、ワンウェイクラッチが一方向(正回転、または逆回転の何れか一方)だけの駆動力を伝達するものであるのに対し、1つのクラッチで両方向(正/逆回転)に駆動力を伝達することができるものである。つまり、クラッチ機構5は、回転軸12の正/逆回転の両方の回転力を減速機構4へ伝達する一方、減速機構4からの回転力は正/逆回転の何れも回転軸12へは伝達されないようになっている。
The
Here, the two-way clutch refers to a one-way clutch that transmits a driving force in only one direction (forward rotation or reverse rotation), whereas a single clutch performs both directions (forward / reverse rotation). It is possible to transmit the driving force to. That is, the
このようなクラッチ機構5は、有底筒状のケーシング51に内嵌された筒状のハウジング29と、このハウジング29の内側に回転軸12連結されクラッチ機構5の一端側に配置された駆動側回転体31と、この駆動側回転体31と相対回転不能、かつ軸方向に移動可能に連結された従動側回転体32とを備え、これら駆動側回転体31、および従動側回転体32と、ハウジング29との間に有底筒状のハブ回転体30を介装してある。
Such a
ハウジング29の電動モータ3側端には、内周面に段差により拡径された拡径部29aが形成され、ここに共有軸受け26のフランジ部28を受け入れることができるようになっている。
駆動側回転体31は、略円柱状に形成されたものであって、電動モータ3側に回転軸12の第二縮径部16bに対応する連結孔33が形成されている。これによって、駆動側回転体31と回転軸12とが相対回転不能、かつ軸方向に移動可能になっている。
At the end of the
The drive-
また、駆動側回転体31の電動モータ3側端には、外周面に段差により縮径された縮径部34が形成されており、ここを共有軸受け26が回転自在に支持するようになっている。すなわち、駆動側回転体31の縮径部34の外径E1は、回転軸12の第一縮径部16aの外径E2と略一致するように設定されている。
In addition, a diameter-reduced
さらに、駆動側回転体31の電動モータ3とは反対側端に段差により形成された縮径部35には、従動側回転体32が外嵌されている。駆動側回転体31の縮径部35には平面取りが1箇所施されている一方、縮径部35を受け入れる従動側回転体32の連結孔36は、縮径部35に対応するように形成されている。これによって、両者31,32は相対回転不能、かつ軸方向に移動可能になっている。
Furthermore, a driven-
駆動側回転体31、および従動側回転体32は、互いに重ね合わさった状態で有底筒状のハブ回転体30内に収納されている。つまり、駆動側回転体31、および従動側回転体32と、ハウジング29との間にハブ回転体30が介装された状態になっている。
ハブ回転体30は、この開口部が電動モータ3側となるように設けられている。ハブ回転体30とハウジング29との間には、コイルスプリング52が設けられている。このコイルスプリング52は、それぞれ駆動側回転体31、および従動側回転体32の回転駆動に応じて径方向内側に向かって縮径変形したり、径方向外側に向かって拡径変形したりするようになっている。
The drive-
The
すなわち、クラッチ機構5は、駆動側回転体31が駆動した場合、駆動側回転体31が駆動することでコイルスプリング52が縮径変形し、これがハブ回転体30を介して駆動側回転体31と従動側回転体32を一体化させて両者が共回りする。このため、駆動側回転体31から従動側回転体32に回転力が伝達される。
これに対し、ハブ回転体30が駆動側回転体31よりも先に駆動するような場合、従動側回転体32が駆動することでコイルスプリング52が拡径変形し、コイルスプリング52とハウジング29との間に摩擦抵抗力が生じる。これによって、従動側回転体32の回転が規制されるので、ハブ回転体30から駆動側回転体31への回転力の伝達が防止される。
That is, in the
On the other hand, when the
ハブ回転体30のエンド部30a(底部)には、軸方向外側に向かって突出するボス部37が形成され、ここに減速機構4を構成する第一ピニオン38が圧入固定されている。なお、減速機構4は、第一ピニオン38、第二ピニオン43、第一平歯車42、第二平歯車44、ウォーム軸45、および待ち機構60で構成されている。
A
第一ピニオン38は、筒状に形成されたものであって、基端側に形成されクラッチ機構5と連結される連結部40と、先端側に形成された歯部41とが一体成形されている。第一ピニオン38の連結部40は、ハウジング29の電動モータ3とは反対側端に設けられた軸受け39に回転自在に支持されている。すなわち、第一ピニオン38の連結部40に圧入されているハブ回転体30は、軸受け39に第一ピニオン38を介して回転自在に支持された状態になっている。
The
ここで、歯部41のピッチ円径PCは連結部40の直径よりも小さく設定されている。
このようにすることで、歯部41のピッチ円径PCが連結部40の直径よりも大きく設定されている場合と比較して第一ピニオン38に作用する駆動モーメントを小さくすることができる。このため、第一ピニオン38の連結部40のみに軸受け39を設ける、つまり、第一ピニオン38を片持ちで支持することが可能になる。
Here, the pitch circle diameter PC of the
By doing in this way, the drive moment which acts on the
第一ピニオン38の歯部41には、第一平歯車42が噛合されている。第一平歯車42には、電動モータ3側に延出する第二ピニオン43が一体成形されており、これら第一平歯車42、および第二ピニオン43は、ケーシング2と電動モータ3のカバー24とで回転自在に支持されている。
A
第二ピニオン43には、第二平歯車44が噛合されている。第二平歯車44には、電動モータ3側に延出するウォーム軸45が一体成形されている。ウォーム軸45は、ケーシング2に設けられたウォーム収容部48に収容され、このウォーム収容部48に設けられた軸受け49,49によって回転自在に支持されている。なお、ウォーム軸45は、この軸線P1が電動モータ3の軸線P2に沿うように設けられている。
A
ウォーム軸45には、待ち機構60を構成するヘリカルギヤ61が噛合されている。
図2、図3に示すように、待ち機構60は、出力軸50と、この出力軸50の周囲を取り囲むように形成された略円板状の入力プレート62、および出力プレート63と、これら入力プレート62と出力プレート63との間に軸方向に沿って並設された4つの中間プレート64〜67と、各プレート62〜67間に配設された5つのコイルスプリング68〜72とを有し、入力プレート62にヘリカルギヤ61が一体成形されている。
The
As shown in FIGS. 2 and 3, the waiting
入力プレート62の外周縁には、略環状の外周壁部62aが出力プレート63側に向かって立ち上がるように設けられており、ここにヘリカルギヤ61が一体成形されている。また、入力プレート62の径方向中央には、略環状の内周壁部62bが出力プレート63側に向かって立ち上がるように設けられている。この内周壁部62bの直径は、出力軸50が挿通可能な大きさに設定されている。
A substantially annular outer
入力プレート62、外周壁部62a、および内周壁部62bによって形成された平面視円環状の凹部73には、第一コイルスプリング68が収納されている。第一コイルスプリング68は、この外径が外周壁部62aよりもやや小さく設定されており、外周壁部62aの内周面に沿って存在した状態になっている。
ここで、第一コイルスプリング68の両端末部には、径方向内側に向かって屈曲形成されたフック部68aが設けられている。一方、入力プレート62には、この入力プレート62が回転するとフック部68aに係合可能な平面視略弧状の係合部62cが設けられている。
A
Here,
凹部73の開口部には、これを閉塞するように略円板状の第一中間プレート64が設けられている。第一中間プレート64の外周縁には、略環状の外周壁部64aが出力プレート63側に向かって立ち上がるように設けられている。また、第一中間プレート64の径方向中央には、略環状の内周壁部64bが出力プレート63側に向かって立ち上がるように設けられている。この内周壁部64bの直径は、出力軸50が挿通可能な大きさに設定されている。
A substantially disc-shaped first
第一中間プレート64、外周壁部64a、および内周壁部64bによって形成された平面視円環状の凹部74には、第二コイルスプリング69が収納されている。第二コイルスプリング69は、この外径が外周壁部64aよりもやや小さく設定されており、外周壁部64aの内周面に沿って存在した状態になっている。
第二コイルスプリング69の両端末部には、径方向内側に向かって屈曲形成されたフック部69aが設けられている。一方、第一中間プレート64には、この第一中間プレート64が回転するとフック部69aに係合可能な平面視略弧状の第一係合部64cが設けられている。
A
Both end portions of the
ここで、第一中間プレート64の入力プレート62側にも平面視略弧状の第二係合部64dが設けられている。この第二係合部64dは、第一中間プレート64から入力プレート62側に向かって立ち上がるように形成され、入力プレート62の係合部62cの回動軌跡よりも径方向外側で、かつ第一コイルスプリング68よりも径方向内側に配置されている。そして、第一中間プレート64が回転すると第一コイルスプリング68のフック部68aに係合するようになっている。
すなわち、入力プレート62の回転は、入力プレート62の係合部62c、第一コイルスプリング68、および第一中間プレート64の第二係合部64dを介して第一中間プレート64に伝達されることになる。
Here, a
That is, the rotation of the
第一中間プレート64上に形成されている凹部74の開口部には、これを閉塞するように略円板状の第二中間プレート65が設けられている。この第二中間プレート65にも第一中間プレート64と同様に、外周壁部65a、内周壁部65bが設けられ、これらによって形成された凹部75に第三コイルスプリング70が収納されている。この第三コイルスプリング70には、第一コイルスプリング68や第二コイルスプリング69と同様にフック部70aが設けられている。
A substantially disc-shaped second
一方、第二中間プレート65には、第三コイルスプリング70のフック部70aに係合する第一係合部65cと、第二コイルスプリング69のフック部69aに係合する第二係合部65dとが形成されている。第二係合部65dは、第一中間プレート64に形成されている第一係合部64cの回動軌跡よりも径方向外側で、かつ第二コイルスプリング69よりも径方向内側に配置されている。
したがって、第一中間プレート64の回転は、第一中間プレート64の第一係合部64c、第二コイルスプリング69、および第二中間プレート65の第二係合部65dを介して第二中間プレート65に伝達されることになる。
On the other hand, the second
Accordingly, the rotation of the first
同様に、第二中間プレート65上に形成されている凹部75の開口部に、これを閉塞する略円板状の第三中間プレート66が設けられ、第三中間プレート66、外周壁部66a、および内周壁部66bによって形成された凹部76の開口部に、これを閉塞する略円板状の第四中間プレート67が設けられている。また、第四中間プレート67、外周壁部67a、および内周壁部67bによって形成された凹部77に、これを閉塞する略円板状の出力プレート63が設けられている。そして、凹部76には第四コイルスプリング71が収納され、凹部77には第五コイルスプリング72が収納されている。
Similarly, a substantially disc-shaped third
第四コイルスプリング71、および第五コイルスプリング72には、第一〜第三コイルスプリング68〜70と同様に、それぞれフック部71a、72aが形成されている。また、第三中間プレート66には、それぞれ第四コイルスプリング71のフック部71aと第三コイルスプリング70のフック部70aに係合される係合部66c,66dが形成され、第四中間プレート67には、それぞれ第五コイルスプリング72のフック部72aと第四コイルスプリング71のフック部71aに係合される係合部67c,67dが形成されている。
Similarly to the first to third coil springs 68 to 70,
出力プレート63には、第五コイルスプリング72のフック部72aに係合する平面視略弧状の係合部63aが形成されている。また、出力プレート63の径方向中央には、出力軸50が内嵌固定される固定孔78が形成されている。これにより、出力プレート63と出力軸50とが一体となって共回りする。
The
出力軸50の出力プレート63側端(図2における左側端)には、フランジ部53が形成されており、ここに出力プレート63が当接することにより待ち機構60の軸方向の位置決めが行われるようになっている。一方、出力軸50の出力プレート63とは反対側の端部は待ち機構60を貫通して外方に突出しており、ここに不図示のピニオンが圧入固定されている。このピニオンがラック(不図示)を介してシフトフォークをストロークさせるためのフォークシャフト(不図示)に連結されている。フォークシャフトは、不図示のドライブトレイン上に設けられスプライン歯を有するスリーブやドグクラッチを変位させるためのものであって、このスリーブやドグクラッチを変位させることで4輪車の駆動を2輪駆動と4輪駆動とに切り換えることができるようになっている。
A flange portion 53 is formed at the
次に、この実施形態の待ち機構60の作用について説明する。
例えば、駆動切り換え装置により2輪駆動が選択され、スリーブやドグクラッチの変位、およびシフトフォークのストロークが完了しているとき、電動モータ3には通電が行われない。
一方、駆動切り換え装置により2輪駆動から4輪駆動に切り換える場合、電動モータ3が通電されて回転軸12が回転し始める。そして、回転軸12の回転運動がクラッチ機構5、および減速機構4を構成する第一ピニオン38、第二ピニオン43、第一平歯車42、第二平歯車44、およびウォーム軸45を介して待ち機構60のヘリカルギヤ61に伝達される。これによって、ヘリカルギヤ61に一体成形されている入力プレート62が回転し始める。
Next, the operation of the
For example, when the two-wheel drive is selected by the drive switching device and the displacement of the sleeve and the dog clutch and the stroke of the shift fork are completed, the
On the other hand, when switching from 2-wheel drive to 4-wheel drive by the drive switching device, the
すると、入力プレート62の回転が入力プレート62の係合部62c、第一コイルスプリング68、および第一中間プレート64の第二係合部64dを介して第一中間プレート64に伝達され、第一中間プレート64が回転する。第一中間プレート64が回転すると、この回転が第一中間プレート64の第一係合部64c、第二コイルスプリング69、および第二中間プレート65の第二係合部65dを介して第二中間プレート65に伝達され、第二中間プレート65が回転する。引き続き、この回転が各係合部65c,66c,66d,67c,67d,63aと、各コイルスプリング70,71,72とを介して出力プレート63に伝達され、出力軸50が回転する。
Then, the rotation of the
すなわち、各中間プレート64〜67は、入力プレート62側から伝達される回転を出力プレート63側に伝達する入力プレートと出力プレートの役割を有していることになる。したがって、各中間プレート64〜67は、互いに軸方向で対向する入力プレート、および出力プレートをそれぞれ一体成形したことになる。そして、待ち機構60は、恰も入力プレートと、この入力プレートからの回転がコイルスプリングを介して伝達される出力プレートとの組みを軸方向に沿って多段状に5組並設した状態になる。
That is, each of the
より具体的には、待ち機構60の一段目は、入力プレート62、第一コイルスプリング68、および第一中間プレート64で構成され、待ち機構60の二段目は、第一中間プレート64、第二コイルスプリング69、および第二中間プレート65で構成され、待ち機構60の三段目は、第二中間プレート65、第三コイルスプリング70、および第三中間プレート66で構成され、待ち機構60の四段目は、第三中間プレート66、第四コイルスプリング71、および第四中間プレート67で構成され、待ち機構60の五段目は、第四中間プレート67、第五コイルスプリング72、および出力プレート63で構成されている。
More specifically, the first stage of the
出力軸50が回転すると、不図示のピニオン、ラック、およびシフトフォークを介してスリーブやドグクラッチが変位し始める。
ここで、駆動切り換え装置の駆動軸と従動軸のスプライン歯の位相が一致している場合にあっては、シフトフォークがスムーズにストロークし続け、スリーブやドグクラッチの変位を完了させる。そして、4輪車の駆動軸と従動軸とがスリーブやドグクラッチを介して連結され、4輪駆動への切り換えが終了する。
When the
Here, in the case where the phases of the spline teeth of the drive shaft and the driven shaft of the drive switching device coincide with each other, the shift fork continues to smoothly stroke and completes the displacement of the sleeve and dog clutch. Then, the drive shaft and the driven shaft of the four-wheel vehicle are connected via a sleeve and a dog clutch, and the switching to the four-wheel drive is completed.
しかしながら、駆動軸と従動軸のスプライン歯の位相が不一致の場合にあっては、スリーブやドグクラッチが変位不能となり、シフトフォークがロックしてしまう。
このとき、出力軸50、および出力プレート63が停止した状態となる一方、電動モータ3の回転軸12に連係されているヘリカルギヤ61、および入力プレート62は回転を続ける。このため、各プレート62〜67に形成された係合部62c〜67dに係合する各コイルスプリング68〜72が弾性変形し、電動モータ3の回転力をシフトフォークをストロークさせるための付勢力として蓄積する。
However, when the phases of the spline teeth of the drive shaft and the driven shaft do not match, the sleeve and the dog clutch cannot be displaced, and the shift fork is locked.
At this time, the
そして、駆動軸と従動軸のスプライン歯の位相が一致し、スリーブやドグクラッチが変位可能になったとき、各コイルスプリング68〜72に復元力が作用する。すると、この復元力によって、スリーブやドグクラッチが変位して駆動軸と従動軸とが連結され、4輪駆動への切り換えが終了する。なお、各待ち機構60は、4輪駆動から2輪駆動に切換える場合においても2輪駆動から4輪駆動に切換える場合と同様に機能してスリーブやドグクラッチを変位させるので、4輪駆動から2輪駆動に切換える場合の説明を省略する。
When the phases of the spline teeth of the drive shaft and the driven shaft coincide with each other and the sleeve and the dog clutch can be displaced, a restoring force acts on each of the coil springs 68 to 72. Then, by this restoring force, the sleeve and the dog clutch are displaced, the drive shaft and the driven shaft are connected, and the switching to the four-wheel drive is completed. Each waiting
したがって、上述の実施形態によれば、待ち機構60を5段構造とし、5つのコイルスプリング68〜72を設けることで、各コイルスプリング68〜72にシフトフォークをストロークさせる際の負荷を分散させることができる。このため、各コイルスプリング68〜72のバネ定数をそれぞれ小さく設定することができると共に、電動モータ3の必要トルクも小さく設定することができる。よって、アクチュエータ1全体を小型化することができる。
また、各コイルスプリング68〜72のバネ定数をそれぞれ別個に設定することで、シフトフォークをストロークさせるために必要なモータトルクを出力軸50の作動角度毎に細かく設定することが可能になる。このため、電動モータ3をより適正に選定することが可能になり、電動モータ3が必要以上に大型化することを確実に防止できる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the waiting
In addition, by setting the spring constants of the coil springs 68 to 72 separately, it is possible to finely set the motor torque required to stroke the shift fork for each operating angle of the
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、アクチュエータ1は、例えば、4輪車の駆動を2輪駆動と4輪駆動とに切り換える駆動切り換え装置用として用いられる場合について説明したが、これに限られるものではなく、アクチュエータ1をニュートラルポジションとドライブポジションとの切り換え等を行う駆動切り換え装置に用いてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the actuator 1 has been described as being used, for example, for a drive switching device that switches driving of a four-wheel vehicle between two-wheel driving and four-wheel driving. However, the present invention is not limited to this. The actuator 1 may be used in a drive switching device that switches between a neutral position and a drive position.
さらに、上述の実施形態では、待ち機構60の入力プレート62にヘリカルギヤ71を一体成形した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ヘリカルギヤ71に代わってウォームホイールを用いてウォーム軸45に噛合せてもよい。
そして、上述の実施形態では、待ち機構60は入力プレートと、この入力プレートからの回転がコイルスプリングを介して伝達される出力プレートとの組みを軸方向に沿って5段並設したものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、待ち機構60を少なくとも2段構成にすればよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the
In the above-described embodiment, the waiting
また、上述の実施形態では、各中間プレート64〜67は、恰も互いに軸方向で対向する入力プレート、および出力プレートをそれぞれ一体化したように形成されたものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、中間プレート64〜67をそれぞれ入力プレートと出力プレートとで分割構成してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where each of the
1 アクチュエータ
3 電動モータ
4 減速機構
12 回転軸
38 第一ピニオン
42 第一平歯車
43 第二ピニオン
44 第二平歯車
45 ウォーム軸
50 出力軸
60 待ち機構
61 ヘリカルギヤ(歯車)
62 入力プレート
63 出力プレート
64 第一中間プレート
65 第二中間プレート
66 第三中間プレート
67 第四中間プレート
68 第一コイルスプリング(スプリング)
69 第二コイルスプリング(スプリング)
70 第三コイルスプリング(スプリング)
71 第四コイルスプリング(スプリング)
72 第五コイルスプリング(スプリング)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
62
69 Second coil spring (spring)
70 Third coil spring (spring)
71 Fourth coil spring (spring)
72 Fifth coil spring (spring)
Claims (2)
前記電動モータに設けられている回転軸の回転を減速し、出力軸に伝達する減速機構と、
前記減速機構内に設けられ、前記出力軸が拘束された際にその拘束が解除されるまで回転力を蓄積して待つ待ち機構とを有するアクチュエータであって、
前記待ち機構は、
前記回転軸からの回転が入力される入力プレートと、
前記入力プレートからの回転がスプリングを介して伝達される出力プレートとの組みを複数組み備えて成り、
各々入力プレート、スプリング、および出力プレートは、前記出力軸の周囲を取り囲むように形成されて軸方向に沿って多段状に並設され、
一段目の入力プレートに、前記回転軸に連係され前記一段目の入力プレートと共回りする歯車を設け、
最後の段の出力プレートを前記出力軸に互いに相対回転不能に固定したことを特徴とするアクチュエータ。 An electric motor;
A speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the rotation shaft provided in the electric motor and transmits the rotation to the output shaft;
An actuator having a waiting mechanism that is provided in the speed reduction mechanism and accumulates and waits until the output shaft is restrained until the restraint is released,
The waiting mechanism is
An input plate to which rotation from the rotating shaft is input;
Comprising a plurality of sets with an output plate in which rotation from the input plate is transmitted via a spring;
Each of the input plate, the spring, and the output plate is formed so as to surround the periphery of the output shaft, and is arranged in a multistage shape along the axial direction.
The first stage input plate is provided with a gear linked to the rotary shaft and rotating together with the first stage input plate,
An actuator characterized in that the last stage output plate is fixed to the output shaft so as not to rotate relative to each other.
互いに軸方向で対向する入力プレート、および出力プレートをそれぞれ一体成形したことを特徴とする請求項1に記載のアクチュエータ。
An input plate interposed between the first-stage input plate and the last-stage output plate, and an output plate,
2. The actuator according to claim 1, wherein an input plate and an output plate facing each other in the axial direction are integrally formed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008081123A JP2009236175A (en) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | Actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008081123A JP2009236175A (en) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | Actuator |
Publications (1)
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JP2009236175A true JP2009236175A (en) | 2009-10-15 |
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ID=41250381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008081123A Pending JP2009236175A (en) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | Actuator |
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Country | Link |
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-
2008
- 2008-03-26 JP JP2008081123A patent/JP2009236175A/en active Pending
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