JP2009240030A - 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、電動モータの回転が入力される入力回転部材と、シフトフォークに動力を伝達する出力部材と、これら入力回転部材と出力部材との間に設けられたスパイラルスプリングとを有し、入力回転部材の回転がスパイラルスプリングを介して出力部材に伝達されるようになっている。そして、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、待ち機構が反力(弾力)を蓄える。 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. The waiting mechanism includes an input rotating member to which rotation of the electric motor is input, an output member that transmits power to the shift fork, and a spiral spring provided between the input rotating member and the output member, The rotation of the input rotation member is transmitted to the output member via a spiral spring. When the sleeve and the dog clutch cannot be displaced because of the phase mismatch of the spline teeth of the drive shaft and the driven shaft, and the shift fork is locked, the waiting mechanism stores a reaction force (elasticity).
すなわち、シフトフォークがロックして伝達トルクが所定以上に大きくなった際、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、シフトフォークがロックした際にスパイラルスプリングを弾性変形させる構造とするために部品点数が多くなってしまうばかりか、組込み性が悪いという課題がある。
また、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。
さらに、シフトフォークがロックした際にスパイラルスプリングを弾性変形させて駆動軸と従動軸のスプライン歯の位相の不一致を吸収する構造とすると、不一致の許容時間に限界があり、アクチュエータや2輪/4輪駆動状態を切り換える駆動切り換え装置が損傷してしまうおそれがあるという課題がある。
However, in the above-described conventional technology, there is a problem that not only the number of parts is increased but the assemblability is poor because the spiral spring is elastically deformed when the shift fork is locked.
Further, 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.
Furthermore, if the structure is such that when the shift fork is locked, the spiral spring is elastically deformed to absorb the phase mismatch between the spline teeth of the drive shaft and the driven shaft, there is a limit in the allowable time for the mismatch, and the actuator and the two-wheel / 4 There exists a subject that the drive switching apparatus which switches a wheel drive state may be damaged.
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、部品点数を低減して組み込み性を向上させることができ、かつ伝達トルクに応じて回転伝達を断続することができる安価なアクチュエータを提供するものである。
また、安全性をさらに高めることが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 can reduce the number of parts and improve the assemblability, and can inexpensively interrupt rotation transmission according to transmission torque. An actuator is provided.
The present invention also provides an actuator that can further enhance safety.
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、前記電動モータの回転を減速して出力軸に伝達する減速機構とを備えたアクチュエータにおいて、前記減速機構と前記出力軸との間に回転伝達を断続するトルクリミッタを設け、前記トルクリミッタは、前記減速機構に連係され前記電動モータの回転が入力される駆動回転体と、前記駆動回転体と同軸上であって前記駆動回転体に対して相対回転可能に設けられ、前記出力軸に前記電動モータの回転を出力する被駆動回転体と、前記駆動回転体と前記被駆動回転体との間に設けられ、これら駆動回転体、および被駆動回転体に所定の摩擦力を付勢する摩擦部材とを有し、前記駆動回転体と前記被駆動回転体との間の伝達トルクが前記所定の摩擦力以下の場合には前記駆動回転体の回転を前記被駆動回転体に伝達する一方、前記駆動回転体と前記被駆動回転体との間の伝達トルクが前記所定の摩擦力よりも大きい場合には前記駆動回転体の回転が前記被駆動回転体に伝達されるのを阻止するように構成したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 is an actuator including an electric motor and a speed reduction mechanism that reduces the rotation of the electric motor and transmits the rotation to the output shaft. A torque limiter for intermittently transmitting rotation to the output shaft is provided. The torque limiter is connected to the speed reduction mechanism and receives rotation of the electric motor, and is coaxial with the drive rotor. Provided to be relatively rotatable with respect to the drive rotator, and is provided between a driven rotator that outputs the rotation of the electric motor to the output shaft, and between the drive rotator and the driven rotator, These drive rotators and a friction member that urges a predetermined friction force on the driven rotator, and a transmission torque between the drive rotator and the driven rotator is less than or equal to the predetermined friction force In case While the rotation of the dynamic rotator is transmitted to the driven rotator, and the transmission torque between the drive rotator and the driven rotator is greater than the predetermined frictional force, the rotation of the drive rotator is rotated. Is prevented from being transmitted to the driven rotating body.
請求項2に記載した発明は、前記駆動回転体に、前記減速機構の減速歯車と噛合う歯車を一体成形したことを特徴とする。
The invention described in
本発明によれば、従来の待ち機構のようにスパイラルスプリングを用いることなく、駆動回転体と被駆動回転体との間の伝達トルクが所定値以下の場合に、駆動回転体の回転を被駆動回転体に伝達することができる。また、駆動回転体と被駆動回転体との間の伝達トルクが所定値よりも大きい場合に、駆動回転体の回転が被駆動回転体に伝達されるのを阻止することができる。このため、部品点数を低減して組み込み性を向上させることができるばかりか、製造コストを低減することが可能になる。 According to the present invention, when the transmission torque between the drive rotator and the driven rotator is a predetermined value or less without using a spiral spring as in the conventional waiting mechanism, the rotation of the drive rotator is driven. It can be transmitted to the rotating body. Further, when the transmission torque between the drive rotator and the driven rotator is larger than a predetermined value, it is possible to prevent the rotation of the drive rotator from being transmitted to the driven rotator. For this reason, not only can the number of components be reduced to improve assemblability, but also the manufacturing cost can be reduced.
また、例えば、従来のようにシフトフォークがロックした際にスパイラルスプリングを弾性変形させて駆動軸と従動軸のスプライン歯の位相の不一致を吸収する構造と比較して、被駆動回転体がロックした場合であっても、駆動回転体を回転させ続けることができる。このため、不一致の時間が長くなった場合であっても装置の損傷を確実に防止でき、安全性の高いアクチュエータを提供することが可能になる。 Further, for example, when the shift fork is locked, the driven rotor is locked as compared with the conventional structure in which the spiral spring is elastically deformed to absorb the phase mismatch between the spline teeth of the drive shaft and the driven shaft. Even in this case, the drive rotator can continue to rotate. For this reason, it is possible to reliably prevent damage to the device even when the mismatch time becomes long, and to provide a highly safe actuator.
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、減速機構4、これら電動モータ3と減速機構4とを連結するクラッチ機構5、および減速機構4に連係されるトルクリミッタ60とを備えている。
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 example, for a drive switching device that switches the driving of a four-wheel vehicle between a two-wheel drive and a four-wheel drive, and includes an
The
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が一体成形され、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側端に一体成形されたフランジ部28とで構成されている。
A bottomed
A
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。減速機構4は、第一ピニオン38の他に、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。ウォーム軸45には、トルクリミッタ60が連係されている。
A
図2に示すように、トルクリミッタ60は、保持軸59の一端に軸支されている略円盤状のベース部材61と、ベース部材61の保持軸59とは反対側(図2における左側)の面を覆うように有底筒状に形成されたリミットカバー62と、リミットカバー62の内面側に設けられ出力軸50に連結されたリミットプレート63と、リミットカバー62とリミットプレート63との間に設けられるフェーシング部材64とを有している。
As shown in FIG. 2, the
保持軸59は、この他端がケーシング2の減速機構収納部7に固定されている。ベース部材61は、径方向中央に両面から軸方向に突出するボス部65が形成されている。ボス部65の径方向中央には、軸方向に貫通する軸受け孔66が形成されており、ここにすべり軸受け67が圧入固定されている。したがって、ベース部材61は、保持軸59にすべり軸受け67を介して軸支された状態になっている。
The other end of the holding
ベース部材61の外周面には、雄ネジ部68が刻設されている。一方、リミットカバー62の周壁69には、内周面に雄ネジ部68が螺入される雌ネジ部70が刻設されている。すなわち、ベース部材61は、リミットカバー62に締結固定され、リミットカバー62と一体回転するようになっている。
また、リミットカバー62の周壁69には、外周面にウォーム軸45に噛合う樹脂製のヘリカルギヤ71が一体成形されている。リミットカバー62のエンド部(底壁)72には、後述する筒状の連結部材73が挿通可能な挿通孔74が形成されている。リミットカバー62のエンド部72には、内面側に平面視略円環状のフェーシング部材64を介してリミットプレート63が配設されている。
A
A resin
フェーシング部材64はリミットプレート63に摩擦力を付勢する摩擦板としての役割を有するものであって、リミットカバー62のエンド部72に貼付されている。
リミットプレート63は略円板状に形成されたものであって、径方向中央に連結部材73を連結するための連結孔75が形成されている。この連結孔75には、リミットカバー62の挿通孔74を介して軸方向外方に向かって突出する連結部材73が固定されている。リミットプレート63と連結部材73は、それぞれを別体とし、これらを互いに固定する構造とすることで要求される精度を十分考慮した成形が可能になっている。
The facing
The
連結部材73は、リミットプレート63と出力軸50とを連結するためのものであって、内周面側にスプライン76が形成されている。一方、出力軸50の連結部材73に対応する部位にもスプライン77が形成されており、両者73,50がスプライン嵌合するようになっている。これによって、出力軸50、連結部材73、およびリミットプレート63が互いに一体回転する。
The connecting
ここで、リミットプレート63のベース部材61側(図2における右側)の面には、平面視略円環状の滑り材78が配設され、さらに、滑り材78とベース部材61との間に皿バネ79が配設されている。滑り材78は、皿バネ79の押圧力をリミットプレート63に伝達するためのものである。
Here, on the surface of the
すなわち、リミットプレート63は、滑り材78、および皿バネ79によってフェーシング部材64側に向かって付勢されることでフェーシング部材64との間に摩擦力が発生し、この摩擦力によってリミットカバー62と共回りするようになっている。したがって、ベース部材61のリミットカバー62へのねじ込み量を調整することで摩擦力が可変となる。つまり、ベース部材61をリミットカバー62にねじ込めばねじ込むほど摩擦力が強くなる。
That is, the
滑り材78のリミットプレート63側の面には、リミットプレート63側に向かって膨出するように形成された膨出部80が設けられている。滑り材78に膨出部80が設けられることによって、滑り材78とリミットプレート63とが線接触となる。これは、滑り材78とリミットプレート63との接触面積の変化が滑りトルクへ影響を及ぼすことを避けるためである。なお、滑り材78は皿バネ79から押圧力を付勢されても長期にわたりその形状を維持できるような素材を用いることが望ましい。ここでは滑り材78を金属とするが、上記条件を満足する樹脂を用いてもよい。
A bulging
出力軸50のトルクリミッタ60とは反対側の端部には、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 pinion (not shown) is press-fitted and fixed to the end of the
次に、この実施形態のトルクリミッタ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を介してトルクリミッタ60のヘリカルギヤ71に伝達される。これによって、ヘリカルギヤ71に一体成形されているリミットカバー62、およびリミットカバー62に締結固定されているベース部材61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、リミットプレート63は、これとフェーシング部材64との間に生じる摩擦力によって回転し始める。リミットプレート63が回転すると、これと一体化されている出力軸50が回転し始める。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。
Then, the
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る。すなわち、リミットカバー62とリミットプレート63との間の伝達トルクがリミットプレート63とフェーシング部材64との間に生じる摩擦力以下であるため、リミットカバー62の回転がリミットプレート63に伝達される。この結果、シフトフォークがストロークし続け、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。
Here, when 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 stroke smoothly. That is, since the transmission torque between the
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、連結部材73、およびリミットプレート63が停止した状態となる一方、電動モータ3の回転軸12に連係されているリミットカバー62(ヘリカルギヤ71)、およびベース部材61は回転を続ける。すなわち、リミットカバー62とリミットプレート63との間の伝達トルクがリミットプレート63とフェーシング部材64との間に生じる摩擦力よりも大きくなってしまう。このため、リミットカバー62の回転がリミットプレート63に伝達されることなく、リミットカバー62(ヘリカルギヤ71)、およびベース部材61が回転し続ける。
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、再びリミットカバー62とリミットプレート63との間の伝達トルクがリミットプレート63とフェーシング部材64との間に生じる摩擦力以下になるので、リミットカバー62の回転がリミットプレート63に伝達される。この結果、シフトフォークがストロークし、スリーブやドグクラッチの変位を完了させる。
なお、トルクリミッタ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, the transmission torque between the
The
したがって、上述の実施形態によれば、従来の待ち機構のようにスパイラルスプリングを用いることなく、リミットカバー62とリミットプレート63との間の伝達トルクが所定値以下の場合、つまり、リミットプレート63とフェーシング部材64との間に生じる摩擦力以下の場合に、リミットカバー62の回転をリミットプレート63に伝達することができる。また、リミットカバー62とリミットプレート63との間の伝達トルクが所定値よりも大きい場合、つまり、リミットプレート63とフェーシング部材64との間に生じる摩擦力が大きい場合に、リミットカバー62の回転をリミットプレート63に伝達されるのを阻止することができる。
このため、従来のようにシフトフォークがロックした際にスパイラルスプリングを弾性変形させて駆動軸と従動軸のスプライン歯の位相の不一致を吸収する構造と比較して部品点数を低減することができ、組み込み性を向上させることができる。また、構造を単純化できるので、製造コストを低減することが可能になる。
Therefore, according to the above-described embodiment, when the transmission torque between the
For this reason, when the shift fork is locked as in the prior art, the number of parts can be reduced compared to a structure in which the spiral spring is elastically deformed to absorb the phase mismatch between the spline teeth of the drive shaft and the driven shaft, The embeddability can be improved. In addition, since the structure can be simplified, the manufacturing cost can be reduced.
さらに、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シフトフォークがロックしてしまう場合であっても、リミットカバー62(ヘリカルギヤ71)、およびベース部材61を回転させ続けることができる。このため、不一致の時間が長くなった場合であっても装置の損傷を確実に防止でき、安全性の高いアクチュエータ1を提供することが可能になる。
Furthermore, even when the shift fork is locked due to the phase mismatch of the spline teeth of the drive shaft and the driven shaft, the limit cover 62 (helical gear 71) and 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、トルクリミッタ60のリミットカバー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、フェーシング部材64をリミットカバー62のエンド部72に貼付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、リミットカバー62のエンド部72の内面を粗面にしてリミットカバー62とフェーシング部材64とを非接着状態としてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the
And in the above-mentioned embodiment, the case where the facing
また、上述の実施形態では、リミットプレート63と連結部材73を別体とし、これらを互いに固定する構造とすることで要求される精度を十分考慮した成形が可能になってい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、リミットプレート63と連結部材73の成形要求精度がそれほど高くない場合には、これらを一体成形としてもよい。
さらに、上述の実施形態では、滑り材78に膨出部80を設け、滑り材78とリミットプレート63とが線接触となるように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、滑り材78に膨出部80を設けず、滑り材78とリミットプレート63とを面接触としてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case has been described in which the
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the bulging
1 アクチュエータ
3 電動モータ
4 減速機構
12 回転軸
45 ウォーム軸(減速歯車)
50 出力軸
60 トルクリミッタ
61 ベース部材(駆動回転体)
62 リミットカバー(駆動回転体)
63 リミットプレート(被駆動回転体)
64 フェーシング部材(摩擦部材)
78 滑り材
79 皿バネ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
50
62 Limit cover (drive rotating body)
63 Limit plate (driven rotating body)
64 Facing member (friction member)
78 Sliding
Claims (2)
前記電動モータの回転を減速して出力軸に伝達する減速機構とを備えたアクチュエータにおいて、
前記減速機構と前記出力軸との間に回転伝達を断続するトルクリミッタを設け、
前記トルクリミッタは、
前記減速機構に連係され前記電動モータの回転が入力される駆動回転体と、
前記駆動回転体と同軸上であって前記駆動回転体に対して相対回転可能に設けられ、前記出力軸に前記電動モータの回転を出力する被駆動回転体と、
前記駆動回転体と前記被駆動回転体との間に設けられ、これら駆動回転体、および被駆動回転体に所定の摩擦力を付勢する摩擦部材とを有し、
前記駆動回転体と前記被駆動回転体との間の伝達トルクが前記所定の摩擦力以下の場合には前記駆動回転体の回転を前記被駆動回転体に伝達する一方、
前記駆動回転体と前記被駆動回転体との間の伝達トルクが前記所定の摩擦力よりも大きい場合には前記駆動回転体の回転が前記被駆動回転体に伝達されるのを阻止するように構成したことを特徴とするアクチュエータ。 An electric motor;
In an actuator comprising a reduction mechanism that reduces the rotation of the electric motor and transmits it to the output shaft,
A torque limiter for intermittently transmitting rotation is provided between the speed reduction mechanism and the output shaft,
The torque limiter is
A drive rotator linked to the speed reduction mechanism and to which rotation of the electric motor is input;
A driven rotator that is coaxial with the drive rotator and is rotatable relative to the drive rotator, and outputs the rotation of the electric motor to the output shaft;
Provided between the drive rotator and the driven rotator, the drive rotator, and a friction member for biasing a predetermined friction force to the driven rotator,
When the transmission torque between the drive rotator and the driven rotator is less than or equal to the predetermined frictional force, the rotation of the drive rotator is transmitted to the driven rotator,
When the transmission torque between the drive rotator and the driven rotator is larger than the predetermined frictional force, the rotation of the drive rotator is prevented from being transmitted to the driven rotator. An actuator characterized by comprising.
The actuator according to claim 1, wherein a gear that meshes with a reduction gear of the reduction mechanism is formed integrally with the driving rotating body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008081122A JP2009240030A (en) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | Actuator |
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- 2008-03-26 JP JP2008081122A patent/JP2009240030A/en active Pending
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