JP2013190076A - アクチュエータ及びこのアクチュエータを用いた動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レイアウト性を向上することができるアクチュエータ及びこのアクチュエータを用いた動力伝達装置を提供する。
【解決手段】アクチュエータ１が、アクチュエータハウジング３と、アクチュエータシャフト５と、アクチュエータシャフト５の外周に配置された第１のリング７と、アクチュエータハウジング３内でアクチュエータハウジング３と第１のリング７との間を摩擦締結可能に配置された摩擦部材９と、摩擦部材９を摩擦締結させる押圧部材１１と、押圧部材１１を作動させる作動部材１３と、第１のリング７と推力変換機構１５を介して所定回転角度をもって相対回転可能に配置された第２のリング１７と、アクチュエータハウジング３の外部でアクチュエータハウジング３に設けられた第１の連結部１９と、アクチュエータハウジング３の外部でアクチュエータシャフト５に設けられた第２の連結部２１とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に適用されるアクチュエータ及びこのアクチュエータを用いた動力伝達装置に関する。

従来、アクチュエータを備えた動力伝達装置としては、カップリングハウジングの内部に、断続部材としての多板クラッチとアクチュエータとを収容配置したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この動力伝達装置では、多板クラッチとアクチュエータとを一体にカップリングハウジングに収容するので、直列配置された動力伝達装置（カップリング）自体としては小型化が可能となっている。

特開２０００−３１０２４４号公報

ところで、上記特許文献１のようなカップリングでは、単に直列配置された２軸間で動力を伝達する場合には、周辺部材に対するレイアウト性の問題は生じない。

しかしながら、ギヤなど回転部材を含む動力伝達装置と組み合わせて使用する場合には、動力伝達装置の支持構造を考慮して組み合わせる必要がある。このため、アクチュエータを含めて動力伝達装置の支持構造を設定するときには、ベアリングなどの支持部材の大型化や支持間隔の長大化を招いて、レイアウト性が悪化していた。

そこで、この発明は、レイアウト性を向上することができるアクチュエータ及びこのアクチュエータを用いた動力伝達装置の提供を目的としている。

本発明は、アクチュエータハウジングと、このアクチュエータハウジングの内周側に相対回転可能に配置されたアクチュエータシャフトと、前記アクチュエータハウジング内に相対回転可能に配置され、前記アクチュエータシャフトの外周に配置された第１のリングと、前記アクチュエータハウジング内で、前記アクチュエータハウジングと前記第１のリングとの間を摩擦締結可能に配置された摩擦部材と、前記アクチュエータハウジング内で、前記摩擦部材を摩擦締結させる押圧部材と、前記アクチュエータハウジングの外部に配置され、前記押圧部材を作動させる作動部材と、前記アクチュエータハウジング内で、前記第１のリングと推力変換機構を介して所定回転角度をもって相対回転可能に配置された第２のリングと、前記アクチュエータハウジングの外部で、前記アクチュエータハウジングに設けられた第１の連結部と、前記アクチュエータハウジングの外部で、前記アクチュエータシャフトに設けられた第２の連結部とを有することを特徴とする。

このアクチュエータでは、アクチュエータを単独で配置させることができるので、レイアウト性を向上することができる。

本発明によれば、レイアウト性を向上することができるアクチュエータ及びこのアクチュエータを用いた動力伝達装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の第１実施形態に係るアクチュエータの断面図である。 本発明の第２実施形態に係るアクチュエータの断面図である。 本発明の実施の形態に係る動力伝達装置の断面図である。

（アクチュエータ）
まず、図１，図２を用いて本発明の実施の形態に係るアクチュエータについて説明する。

（第１実施形態）
図１を用いて第１実施形態について説明する。

本実施の形態に係るアクチュエータ１は、アクチュエータハウジング３と、このアクチュエータハウジング３の内周側に相対回転可能に配置されたアクチュエータシャフト５と、アクチュエータハウジング３内に相対回転可能に配置され、アクチュエータシャフト５の外周に配置された第１のリング７と、アクチュエータハウジング３内で、アクチュエータハウジング３と第１のリング７との間を摩擦締結可能に配置された摩擦部材９と、アクチュエータハウジング３内で、摩擦部材９を摩擦締結させる押圧部材１１と、アクチュエータハウジング３の外部に配置され、押圧部材１１を作動させる作動部材１３と、アクチュエータハウジング３内で、第１のリング７と推力変換機構１５を介して所定回転角度をもって相対回転可能に配置された第２のリング１７と、アクチュエータハウジング３の外部で、アクチュエータハウジング３に設けられた第１の連結部１９と、アクチュエータハウジング３の外部で、アクチュエータシャフト５に設けられた第２の連結部２１とを有する。

また、第１の連結部１９と第２の連結部２１とは、それぞれアクチュエータハウジング３の軸方向一側に配置されている。

さらに、アクチュエータハウジング３の内周部及びアクチュエータシャフト５の外周部には、シール部材２３，２５，２７が設けられている。

また、アクチュエータハウジング３と第２のリング１７との間には、第２のリング１７を第１のリング７側に付勢する弾性部材２９が配置されている。

図１に示すように、アクチュエータハウジング３は、軸方向の一側壁をなす壁部３１と、軸方向の他側壁を有する筒状部３３とからなる。壁部３１は、磁性材料からなり、作動部材１３である電磁石と、摩擦部材９との軸方向間に配置されている。また、壁部３１には、磁束ループを形成させるための非磁性材料からなる磁路形成部材３５が溶接などの固定手段によって壁部３１と一体的に設けられている。また、壁部３１には、軸方向の作動部材１３側に向けて延設された延設部３７，３９が内外径にそれぞれ設けられている。

この延設部３７，３９は、作動部材１３のコア５５との径方向間に微小隙間を持って対向するエアギャップが設けられており、作動部材１３のコア５５から壁部３１への磁束の受け渡しが可能となっている。この壁部３１の外径側には、溶接などの固定手段によって筒状部３３が一体回転可能に固定され、筒状部３３の軸方向端面と壁部３１の外径に設けられた凸部とが当接することによって壁部３１と筒状部３３との軸方向位置が位置決めされる。

筒状部３３は、構造用炭素鋼材、アルミ合金材又は非磁性材料からなり、壁部３１と軸方向に対向して設けられた壁部を有して有底の筒状に形成されている。また、筒状部３３の内周には、摩擦部材９の外側プレートが係合されるスプライン形状の係合部４１が形成されている。また、筒状部３３の壁部には、アクチュエータハウジング３内に潤滑油を流入させる注入孔４３が設けられ、潤滑油を注入させた後、蓋部材４５によって閉塞される。このようなアクチュエータハウジング３の内周側の回転軸心部には、アクチュエータシャフト５がアクチュエータハウジング３と相対回転可能に配置されている。

アクチュエータシャフト５は、外周で摺動ブッシュ４７を介してアクチュエータハウジング３と相対回転可能に支持されている。このアクチュエータシャフト５の外周部とアクチュエータハウジング３の内周部との径方向間には、アクチュエータハウジング３の内部と外部とを区画するそれぞれＸリングとＯリングとからなるシール部材２３，２５が設けられている。なお、シール部材２３，２５は、ＸリングやＯリングに限らず、リップシールなどアクチュエータハウジング３の内部と外部とを区画可能であれば、どのようなシール部材であってもよい。このようなアクチュエータシャフト５の外周には、第１のリング７が配置されている。

第１のリング７は、アクチュエータハウジング３内で、アクチュエータシャフト５の外周に相対回転可能で軸方向移動可能に配置されている。また、第１のリング７とアクチュエータハウジング３の壁部３１との軸方向間には、推力変換機構１５で生じるスラスト反力を受けるスラストベアリング４９が配置されている。この第１のリング７の外周には、摩擦部材９の内側プレートが軸方向移動可能で一体回転可能に係合されている。

摩擦部材９は、アクチュエータハウジング３内で、壁部３１と押圧部材１１との軸方向間に配置されている。この摩擦部材９は、筒状部３３の係合部４１に軸方向移動可能でアクチュエータハウジング３と一体回転可能に連結する複数の外側プレートと、第１のリング７の外周に複数の外側プレートに対して軸方向間に交互に配置され軸方向移動可能で第１のリング７と一体回転可能に連結する複数の内側プレートとで構成されている。

この摩擦部材９は、複数のプレートを摩擦締結させることにより、アクチュエータハウジング３と第１のリング７とを接続させる。なお、摩擦部材９は、多板のプレートに限らず、単板のプレートであるか押圧部材の壁面自体であってもよい。また、摩擦部材９における摩擦面は、プレート間だけに限らず、アクチュエータハウジング３の壁部３１の壁面、押圧部材１１の壁面を用いてもよい。このような摩擦部材９は、押圧部材１１が電磁石である作動部材１３の励磁によって吸引移動されることにより摩擦締結される。

押圧部材１１は、環状の磁性材料からなり、アクチュエータハウジング３内に軸方向移動可能に収容され、軸方向に摩擦部材９を挟んでアクチュエータハウジング３の壁部３１と対向配置されている。この押圧部材１１は、作動部材１３が励磁されたときに形成される磁束ループによって作動部材１３側に吸引移動され、摩擦部材９のプレートを押圧して摩擦部材９を接続させる。

作動部材１３は、ベアリング５１を介してアクチュエータハウジング３の外部に配置され、本実施の形態では延設部３９の軸方向外端部の外周面側に配置され、電磁コイル５３とコア５５とを備えた電磁石からなる。電磁コイル５３は、合成樹脂などの絶縁部材によってモールド成形され、コア５５の内部に配置されている。

コア５５は、磁性材料からなり、アクチュエータハウジング３の壁部３１と共に磁束を透過して磁束ループを形成させる。このコア５５は、電磁コイル５３とアクチュエータハウジング３の外部に配置された通電を制御するコントローラ（不図示）とを接続するリード線５７（図３参照）が外部に引き出され、コントローラによる制御によって摩擦部材９で必要な摩擦トルクを生じさせるように電磁コイル５３に通電される。この電磁コイル５３の通電により、摩擦部材９が接続され、推力変換機構１５でスラスト力が発生される。

推力変換機構１５は、第１のリング７と第２のリング１７とに周方向に形成された複数のカム面と、このカム面間に介在されたカムボール５９とからなる。カムボール５９は、第１のリング７と第２のリング１７とに周方向に形成された複数のカム面を対向させ、これらのカム面間に介在されている。

このカムボール５９は、摩擦部材９の接続によって第１のリング７と第２のリング１７との間に差回転が生じることにより、摩擦部材９に生じる摩擦トルクに応じた強さで第２のリング１７を軸方向の第１のリング７と反対側へ軸方向押圧移動させるカムスラスト力を発生させる。

第２のリング１７は、アクチュエータハウジング３内で、アクチュエータシャフト５の外周に形成されたスプライン形状の第２の連結部２１にアクチュエータシャフト５と一体回転可能で軸方向移動可能に連結されている。また、第２のリング１７とアクチュエータハウジング３との径方向間には、アクチュエータハウジング３の内部と外部とを区画するＸリングからなるシール部材２７が配置されている。なお、シール部材２７は、Ｘリングに限らず、Ｏリングやリップシールなどアクチュエータハウジング３の内部と外部とを区画可能であれば、どのようなシール部材であってもよい。

この第２のリング１７は、摩擦部材９の摩擦締結によって第１のリング７に対して所定回転角度をもって相対回転し、推力変換機構１５によって軸方向推力に変換されて軸方向の第１のリング７と反対側に移動される。このような第２のリング１７とアクチュエータハウジング３との軸方向間には、弾性部材２９が配置されている。

弾性部材２９は、ウェーブスプリングからなり、アクチュエータハウジング３の内径側に設けられた円筒部６１の径方向壁部と第２のリング１７との軸方向間に、スラストベアリング６３を介して配置されている。なお、弾性部材２９は、ウェーブスプリングに限らず、皿バネやコイルバネなどの形状であってもよく、その材質は金属、ゴム、樹脂などの材料で形成可能である。

この弾性部材２９は、第２のリング１７を軸方向の第１のリング７側に付勢し、第１のリング７と第２のリング１７との間に形成された推力変換機構１５の初期位置を規定する。このような弾性部材２９が配置されたアクチュエータハウジング３の円筒部６１の外周には、第１の連結部１９が設けられている。

第１の連結部１９は、アクチュエータハウジング３の円筒部６１の外周に径方向に向けて形成された凹凸部からなる。この第１の連結部１９には、一対の回転部材（不図示）のうち一方の回転部材（不図示）が一体回転可能に連結される。このような第１の連結部１９の内径側には、第２の連結部２１が設けられている。

第２の連結部２１は、アクチュエータシャフト５の外周に径方向に向けて形成された凹凸部であるスプライン形状に形成されている。この第２の連結部２１には、一対の回転部材のうち他方の回転部材（不図示）が一体回転可能に連結される。

これら第１の連結部１９と第２の連結部２１とは、アクチュエータハウジング３の軸方向一側面側に配置されている。このため、アクチュエータ１を一対の回転部材を有する動力伝達装置などに組付ける際に、アクチュエータハウジング３の軸方向一側面側のみで組付けを行うことができる。

なお、第１の連結部１９と第２の連結部２１とは、それぞれ径方向に向けて形成された凹凸部となっているが、これに限らず、軸方向に向けて形成された凹凸部、或いは一体回転可能に連結される圧入部など、種々の連結形態を含む。

このように構成されたアクチュエータ１では、作動部材１３の電磁コイル５３への通電により、コア５５、延設部３７，３９及び壁部３１、摩擦部材９、押圧部材１１を介した磁力線が循環されて磁束ループが形成され、押圧部材１１が作動部材１３側に吸引移動されて摩擦部材９が締結される。この摩擦部材９の締結トルクは、推力変換機構１５を介して軸方向推力に変換され、第２のリング１７が弾性部材２９の付勢力に抗して軸方向の第１のリング７と反対側に移動される。この第２のリング１７の軸方向移動により、例えば、一対の回転部材間に設けられた断続部が接続され、一対の回転部材間の動力伝達が可能となる。

このようなアクチュエータ１では、アクチュエータ１を単独で配置させることができるので、アクチュエータを搭載する動力伝達装置の支持構造などと独立して設計することができ、レイアウト性を向上することができる。

また、第１の連結部１９と第２の連結部２１とは、それぞれアクチュエータハウジング３の軸方向一側に配置されているので、一方と他方の回転部材をアクチュエータ１の軸方向の一方側に配置しても連結構造を確保しやすく、レイアウト性を向上させ、かつアクチュエータ１のアタッチメント性を向上することができる。

さらに、アクチュエータハウジング３の内周部及びアクチュエータシャフト５の外周部には、シール部材２３，２５，２７が設けられているので、アクチュエータ１を単独の潤滑環境に形成させることができ、よりレイアウト性を向上することができる。

また、アクチュエータハウジング３と第２のリング１７との間には、第２のリング１７を第１のリング７側に付勢する弾性部材２９が配置されているので、アクチュエータ１に弾性部材２９を内蔵して第２のリング１７の初期位置を規定することができ、よりレイアウト性及びアッセンブリ性を向上することができる。

（第２実施形態）
図２を用いて第２実施形態について説明する。

本実施の形態に係るアクチュエータ１０１は、第２のリング１０３は、第１のリング７と推力変換機構１５を介して所定回転角度をもって相対回転可能に配置された回動部材１０５と、この回動部材１０５と連動して作動される連動部材１０７とを有する。

なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して構成及び機能説明は第１実施形態を参照するものとし省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。

図２に示すように、第２のリング１０３は、回動部材１０５と、連動部材１０７とを備えている。回動部材１０５は、アクチュエータハウジング３内で、アクチュエータシャフト５の外周に形成されたスプライン形状の連結部１０９にアクチュエータシャフト５と一体回転可能で軸方向移動可能に連結されている。また、回動部材１０５は、第１のリング７側の対向面に推力変換機構１５を構成するカム面が形成されている。

この回動部材１０５は、摩擦部材９の摩擦締結によって第１のリング７に対して所定回転角度をもって相対回転し、推力変換機構１５によって軸方向推力に変換されて軸方向の第１のリング７と反対側に移動される。この回動部材１０５には、連動部材１０７が軸方向に隣接配置されている。

連動部材１０７は、スラストベアリング１１１を介して回動部材１０５と軸方向に隣接配置されている。また、連動部材１０７には、アクチュエータハウジング３の円筒部６１の径方向壁部に設けられた孔部１１３を挿通する挿通部１１５が周方向に複数設けられている。この挿通部１１５と孔部１１３との径方向間には、アクチュエータハウジング３の内部と外部とを区画するＯリングからなるシール部材１１７が配置されている。なお、アクチュエータハウジング３の円筒部６１の径方向壁部とアクチュエータシャフト５との径方向間には、アクチュエータハウジング３の内部と外部とを区画するＸリングからなるシール部材１１９が配置されている。

この連動部材１０７とアクチュエータハウジング３の円筒部６１の径方向壁部との軸方向間には、連動部材１０７を介して回動部材１０５を軸方向の第１のリング７側に付勢し、推力変換機構１５の初期位置を規定する弾性部材２９が配置されている。

このような連動部材１０７は、推力変換機構１５によって軸方向移動される回動部材１０５と連動して弾性部材２９の付勢力に抗して軸方向の第１のリング７と反対側に移動される。この連動部材１０７の軸方向移動により、例えば、一対の回転部材間に設けられた断続部が接続され、一対の回転部材間の動力伝達が可能となる。

このようなアクチュエータ１０１では、第２のリング１０３が第１のリング７と推力変換機構１５を介して所定回転角度をもって相対回転可能に配置された回動部材１０５と、この回動部材１０５と連動して作動される連動部材１０７とを有するので、推力変換機構１５を有する回動部材１０５を小型化でき、第２のリング１０３の大型化を抑制することができる。

（動力伝達装置）
次に、図３を用いて本発明の実施の形態に係るアクチュエータを用いた動力伝達装置について説明する。なお、本実施の形態に係る動力伝達装置では、第１実施形態のアクチュエータを適用したものとして説明するが、第２実施形態のアクチュエータも第１実施形態のアクチュエータと同様に適用可能である。また、第１実施形態のアクチュエータと同一の構成には、同一の記号を記して構成及び機能説明は第１実施形態のアクチュエータを参照するものとし省略するが、第１実施形態のアクチュエータと同一の構成であるので、得られる効果は同一である。

本実施の形態に係る動力伝達装置２０１は、動力を伝達可能な第１の回転部材２０３と、この第１の回転部材２０３の内周側に相対回転可能に配置され動力を伝達可能な第２の回転部材２０５と、第１の回転部材２０３と第２の回転部材２０５との間に配置された断続部材２０７と、軸方向に移動可能で、断続部材２０７を断続操作する第２の押圧部材２０９と、この第２の押圧部材２０９を移動操作するアクチュエータ１と、第１の回転部材２０３に形成され、第１の連結部１９に連結された第３の連結部２１１と、第２の回転部材２０５に形成され、第２の連結部２１に連結された第４の連結部２１３とを有する。

また、第１の回転部材２０３は、ベアリング２１５を介して固定ケース２１７側に支持され、第３の連結部２１１は、ベアリング２１５の内径側に配置されている。

図３に示すように、第１の回転部材２０３は、２つの分割部材からなり、軸方向両側の外周側でそれぞれベアリング２１５，２１９を介して静止系部材としての固定ケース２１７に回転可能に支持されている。また、一方の分割部材の内周には、断続部材２０７の外側クラッチ板が係合されるスプライン形状の係合部２２１が形成されている。

この第１の回転部材２０３の外周には、リングギヤ２２３がボルトで固定されるフランジ部２２５が形成されている。このフランジ部２２５には、分割部材の分割部が設けられ、２つの分割部材がボルトで一体的に固定される。このようなフランジ部２２５に固定されたリングギヤ２２３は、駆動力を伝達するドライブピニオン２２７と噛み合い、駆動力が伝達されて第１の回転部材２０３を回転駆動させる。

ドライブピニオン２２７は、リングギヤ２２３より小径に形成され、ドライブピニオンシャフト２２９の軸方向一端側にドライブピニオンシャフト２２９と連続する一部材で形成されている。このドライブピニオン２２７は、リングギヤ２２３と噛み合い、ドライブピニオンシャフト２２９に達された駆動力を方向変換しつつ、変速駆動させるベベルギヤ組からなるギヤ組２３１を構成している。

ドライブピニオンシャフト２２９は、軸心が第１の回転部材２０３の回転軸心と直交する方向に配置され、外周側で２つのベアリング２３３，２３５を介して固定ケース２１７に回転可能に支持されている。このドライブピニオンシャフト２２９の他端側外周には、スプライン形状の連結部２３７が形成され、入力部材２３９が一体回転可能に連結されている。

入力部材２３９は、連結部２３７を介してドライブピニオンシャフト２２９と一体回転可能に連結され、ドライブピニオンシャフト２２９の端部にねじ締結されたナット２４１によって軸方向の位置決めがなされると共に、ベアリング２３３，２３５に予圧が付与される。また、入力部材２３９と固定ケース２１７との径方向間には、固定ケース２１７の内部と外部とを区画するリップシールであるシール部材２４３が配置されている。また、入力部材２３９の外周には、シール部材２４３のリップ部と摺動しシール部材２４３を保護するダストカバー２４５が固定されている。

この入力部材２３９は、駆動力を入力させる入力側の動力伝達機構（不図示）側に接続された回転部材（不図示）と一体回転可能に接続され、ドライブピニオンシャフト２２９からギヤ組２３１を介して第１の回転部材２０３に駆動力を入力させる。このような第１の回転部材２０３の内周側には、差動機構２４７が配置されている。

差動機構２４７は、第２の回転部材２０５と、ピニオンシャフト２４９と、ピニオン２５１と、一対のサイドギヤ２５３，２５５とを備えている。第２の回転部材２０５は、軸方向両側の外周側でそれぞれ摺動ブッシュ２５７とベアリング２５９とを介して第１の回転部材２０３に相対回転可能に支持されている。また、第２の回転部材２０５のアクチュエータ１側の外周には、断続部材２０７の内側クラッチ板が係合されるスプライン形状の係合部２６１が形成されている。この第２の回転部材２０５には、ピニオンシャフト２４９と、ピニオン２５１と、一対のサイドギヤ２５３，２５５とが収容されている。

ピニオンシャフト２４９は、端部を第２の回転部材２０５に係合してピンで抜け止めされ第２の回転部材２０５と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト２４９には、ピニオン２５１が支承されている。

ピニオン２５１は、第２の回転部材２０５の周方向等間隔に２つ配置され、それぞれピニオンシャフト２４９の両端側に支承されて第２の回転部材２０５の回転によって公転する。また、ピニオン２５１の背面側と第２の回転部材２０５との径方向間には、ピニオン２５１の公転時に発生する径方向への移動を受ける球面ワッシャが配置されている。

このピニオン２５１は、一対のサイドギヤ２５３，２５５に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ２５３，２５５に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト２４９に自転可能に支持されている。

一対のサイドギヤ２５３，２５５は、第２の回転部材２０５に相対回転可能に収容され、ピニオン２５１と噛み合っている。また、サイドギヤ２５３，２５５の背面側と第２の回転部材２０５との軸方向間には、ピニオン２５１との噛み合い反力によるサイドギヤ２５３，２５５の軸方向への移動を受けるスラストワッシャがそれぞれ配置されている。

この一対のサイドギヤ２５３，２５５は、内周側にスプライン形状の連結部２６３，２６５が設けられ、出力側の動力伝達機構（不図示）側に接続された駆動軸（不図示）がそれぞれサイドギヤ２５３，２５５と一体回転可能に連結され、第２の回転部材２０５に入力された駆動力を出力側の動力伝達機構に出力する。

なお、サイドギヤ２５３側に接続される駆動軸は、中空状に形成されたアクチュエータシャフト５を挿通する。この駆動軸と固定ケース２１７との径方向間には、固定ケース２１７の内部と外部とを区画するリップシールであるシール部材２６７が配置されている。サイドギヤ２５５側に接続される駆動軸と固定ケース２１７との径方向間には、固定ケース２１７の内部と外部とを区画するリップシールであるシール部材２６９が配置されている。

このような差動機構２４７に伝達される駆動力は、第１の回転部材２０３と第２の回転部材２０５との間に設けられた断続部材２０７によって断続される。なお、このような動力伝達装置２０１は、いわゆるフリーランニングデフとなっている。

断続部材２０７は、複数の外側クラッチ板と、複数の内側クラッチ板とを備えている。複数の外側クラッチ板は、第１の回転部材２０３の内周に形成された係合部２２１に軸方向移動可能で第１の回転部材２０３と一体回転可能に係合されている。複数の内側クラッチ板は、複数の外側クラッチ板に対して軸方向に交互に配置され、第２の回転部材２０５の外周に形成された係合部２６１に軸方向移動可能で第２の回転部材２０５と一体回転可能に係合されている。

この断続部材２０７は、複数の外側クラッチ板と複数の内側クラッチ板とで構成された多板クラッチであり、滑り摩擦を伴い伝達トルクを中間制御可能な制御型の摩擦クラッチとなっている。このような断続部材２０７は、第２の押圧部材２０９によって断続操作される。

第２の押圧部材２０９は、中空状に形成され、アクチュエータシャフト５の外周側で断続部材２０７に対して軸方向に隣接配置され、第１の回転部材２０３内で第２の回転部材２０５の係合部２６１に軸方向移動可能で第２の回転部材２０５と一体回転可能に係合されている。また、第２の押圧部材２０９と第２の回転部材２０５との軸方向間には、第２の押圧部材２０９を断続部材２０７の接続解除方向に付勢する皿バネなどからなる付勢部材２７１が配置されている。この付勢部材２７１により、断続部材２０７の接続解除状態では、第２の押圧部材２０９が断続部材２０７を押圧することがなく、断続部材２０７における引きずりトルクの発生を抑制することができる。

この第２の押圧部材２０９は、アクチュエータ１側の軸方向端面がアクチュエータ１の第２のリング１７の軸方向端面に当接されている。このため、第２の押圧部材２０９は、アクチュエータ１の作動による第２のリング１７の軸方向移動により、断続部材２０７の接続方向に軸方向移動される。このアクチュエータ１による第２の押圧部材２０９の軸方向移動により、第２の押圧部材２０９が断続部材２０７の複数のクラッチ板に押圧力を付与し、断続部材２０７を接続させる。このような第２の押圧部材２０９の外径側には、第３の連結部２１１が設けられている。

なお、本実施の形態に係る動力伝達装置２０１では、第２の押圧部材２０９が付勢部材２７１によって断続部材２０７の接続解除方向に付勢されている。この付勢部材２７１による第２の押圧部材２０９の軸方向移動は、アクチュエータ１の第２のリング１７に伝達されて第２のリング１７が第１のリング７側に付勢されている。このため、アクチュエータ１では、図１，図２に示すような弾性部材２９が廃止されている。

第３の連結部２１１は、第１の回転部材２０３のアクチュエータ１側の軸方向端面に軸方向に向けて形成された凹凸部からなる。なお、本実施の形態では、アクチュエータ１の第１の連結部１９が軸方向に向けて形成された凹凸部となっている。また、第３の連結部２１１は、ベアリング２１５の内径側に配置され、第１の回転部材２０３が径方向に小型化されている。この第３の連結部２１１には、アクチュエータ１のアクチュエータハウジング３に形成された第１の連結部１９が連結され、第１の回転部材２０３とアクチュエータハウジング３とが一体回転可能となる。このような第３の連結部２１１の内径側には、第４の連結部２１３が設けられている。

第４の連結部２１３は、第２の回転部材２０５のアクチュエータ１側の内周に径方向に向けて形成された凹凸部であるスプライン形状に形成されている。この第４の連結部２１３には、アクチュエータ１のアクチュエータシャフト５に形成された第２の連結部２１が連結され、第２の回転部材２０５とアクチュエータシャフト５とが一体回転可能となる。

なお、第３の連結部２１１と第４の連結部２１３とは、それぞれ軸方向に向けて形成された凹凸部と径方向に向けて形成された凹凸部となっているが、これに限らず、径方向に向けて形成された凹凸部と軸方向に向けて形成された凹凸部、或いは一体回転可能に連結される圧入部など、種々の連結形態を含む。

このように構成された動力伝達装置２０１では、アクチュエータ１の作動によって第２のリング１７が軸方向移動され、第２の押圧部材２０９が付勢部材２７１の付勢力に抗して断続部材２０７の接続方向に軸方向移動される。この第２の押圧部材２０９の軸方向移動により、断続部材２０７の複数のクラッチ板が押圧され断続部材２０７が接続される。この断続部材２０７の接続により、第１の回転部材２０３と第２の回転部材２０５とが接続されて駆動力の伝達が可能となる。

このような動力伝達装置２０１では、アクチュエータ１と、断続部材２０７を備えた第１の回転部材２０３と第２の回転部材２０５とを分離配置した後、第１の連結部１９と第３の連結部２１１及び第２の連結部２１と第４の連結部２１３とを連結することで、動力伝達装置２０１のレイアウト性を向上することができる。

また、第３の連結部２１１は、ベアリング２１５の内径側に配置されているので、装置の小型化を実現し、コンパクト化が可能であり、レイアウト性を向上することができる。

なお、本発明の実施の形態に係るアクチュエータでは、押圧部材が電磁石の励磁により吸引されるアーマチャとなっているが、これに限らず、アクチュエータハウジングの外部に配置されたアーマチャと連結して、アクチュエータハウジング内に配置されて連動する部材、アクチュエータハウジング内外を軸方向に貫通する部材であってもよい。

また、作動部材は、電磁石となっているが、これに限らず、流体圧を用いたシリンダとピストンからなる作動部材、電動モータとカム機構を用いた作動部材など、押圧部材を作動させることが可能な起動源をもつ作動部材であればどのようなものであってもよい。

さらに、推力変換機構は、一対のカム溝間にボールを配置したカム機構となっているが、これに限らず、一対の対向接触するカム面からなるカム機構、ネジ機構、ボールネジ機構など、回転を第２のリングの推力に変換できる機構であればどのような機構であってもよい。

また、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置では、第１の回転部材に入力された駆動力を第２の回転部材に出力する動力系となっているが、これに限らず、第２の回転部材に入力された駆動力を第１の回転部材に出力するなど、入出力の関係はどちらであってもよい。

さらに、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置は、制御可能な断続部材を備えたフリーランニング機能とデファレンシャル装置の組み合わせとなっているが、これに限らず、差動制限用の断続部材を備えたデファレンシャル装置、差動機構の一対の出力軸のうち一方の出力軸を断続させる断続部材を備えたアクスルディスコネクト装置、差動制限用の断続部材を備えたトランスファ装置、終減速ギヤ組と左右一対の断続部材を備えたツインクラッチ装置、デフキャリアに隣接して配置される断続部材を備えた終減速装置などであってもよい。

加えて、「アクチュエータハウジングの外部」の定義は、アクチュエータハウジングにおける外壁面で囲まれる空間の内部に位置していないことを意味し、例えば、第２の回転部材の内周側に形成された部分もアクチュエータハウジングの外部の範囲であり、この内周側に第２の連結部を形成してもよいし、又例えば、アクチュエータハウジングの筒状部の外周面に第１の連結部を形成してもよい。

１，１０１…アクチュエータ
３…アクチュエータハウジング
５…アクチュエータシャフト
７…第１のリング
９…摩擦部材
１１…押圧部材
１３…作動部材
１５…推力変換機構
１７，１０３…第２のリング
１９…第１の連結部
２１…第２の連結部
２３，２５，２７，１１７，１１９…シール部材
２９…弾性部材
２０１…動力伝達装置
２０３…第１の回転部材
２０５…第２の回転部材
２０７…断続部材
２０９…第２の押圧部材
２１１…第３の連結部
２１３…第４の連結部
２１５…ベアリング

Claims (6)

1. アクチュエータハウジングと、
   このアクチュエータハウジングの内周側に相対回転可能に配置されたアクチュエータシャフトと、
   前記アクチュエータハウジング内に相対回転可能に配置され、前記アクチュエータシャフトの外周に配置された第１のリングと、
   前記アクチュエータハウジング内で、前記アクチュエータハウジングと前記第１のリングとの間を摩擦締結可能に配置された摩擦部材と、
   前記アクチュエータハウジング内で、前記摩擦部材を摩擦締結させる押圧部材と、
   前記アクチュエータハウジングの外部に配置され、前記押圧部材を作動させる作動部材と、
   前記アクチュエータハウジング内で、前記第１のリングと推力変換機構を介して所定回転角度をもって相対回転可能に配置された第２のリングと、
   前記アクチュエータハウジングの外部で、前記アクチュエータハウジングに設けられた第１の連結部と、
   前記アクチュエータハウジングの外部で、前記アクチュエータシャフトに設けられた第２の連結部と、
   を有することを特徴とするアクチュエータ。
2. 請求項１記載のアクチュエータであって、
   前記第１の連結部と前記第２の連結部とは、それぞれ前記アクチュエータハウジングの軸方向一側に配置されていることを特徴とするアクチュエータ。
3. 請求項１又は２記載のアクチュエータであって、
   前記アクチュエータハウジングの内周部及び前記アクチュエータシャフトの外周部には、シール部材が設けられていることを特徴とするアクチュエータ。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアクチュエータであって、
   前記アクチュエータハウジングと前記第２のリングとの間には、前記第２のリングを前記第１のリング側に付勢する弾性部材が配置されていることを特徴とするアクチュエータ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアクチュエータを備えた動力伝達装置であって、
   動力を伝達可能な第１の回転部材と、
   この第１の回転部材の内周側に相対回転可能に配置され動力を伝達可能な第２の回転部材と、
   前記第１の回転部材と前記第２の回転部材との間に配置された断続部材と、
   軸方向に移動可能で、前記断続部材を断続操作する第２の押圧部材と、
   この第２の押圧部材を移動操作する前記アクチュエータと、
   前記第１の回転部材に形成され、前記第１の連結部に連結された第３の連結部と、
   前記第２の回転部材に形成され、前記第２の連結部に連結された第４の連結部と、
   を有することを特徴とする動力伝達装置。
6. 請求項５記載の動力伝達装置であって、
   前記第１の回転部材は、ベアリングを介して固定ケース側に支持され、
   前記第３の連結部は、前記ベアリングの内径側に配置されていることを特徴とする動力伝達装置。

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