JP3952457B2 - 動力伝達装置用アクチュエータ - Google Patents

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    • F16H1/32Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用4WD機構、差動制限機構、または一般産業機械に使用される動力伝達装置用アクチュエータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の動力伝達装置用アクチュエータとしては、外部にモータを設けた電動式として下記に記載した特許文献1が知られている。その特許文献1(下記参照)に記載された摩擦係合装置用アクチュエータを詳細に説明する。
図7は、摩擦係合装置用アクチュエータ50の半断面図である。
図7に示すように、摩擦係合装置用アクチュエータ50の摩擦多板クラッチ65は前輪側中空軸62に接続されたクラッチハブ66と、後輪側中空軸61に接続されたクラッチドラム67の間に設けられており、その押圧力はトルク発生機構であるモータ71のトルク(回転トルク)が与えられる構造になっている。すなわち、モータ71の駆動軸71aには、2種のギヤ72a、72bが刻まれた駆動ギヤ72が取り付けられており、この二つのギヤ72a、72bにそれぞれ被駆動ギヤ73、74が噛み合うように配置されている。これらのギヤ73、74は、それぞれフランジ部にカム面69、70を設けた中空軸75、76がローラ68を介してスプライン結合されており、さらに、ベアリング77を介してピストン78が設けられている。また、前記後輪側中空軸61は、ベアリング80を介してトランスファケース81に支持されると共に、クラッチドラム67にはトランスファドライブギヤ63とカバー82がボルトで固定され、該カバー82はベアリング83、84により中空軸75、76とトランスファケース81の間に支持されている。ただし、中心線上のシャフトはアクスル60である。
【0003】
つぎに、その動作を説明する。モータ71が回転すると、ギヤ72とギヤ74とはギヤ比が僅かに異なっているために、中空軸75と中空軸76は僅かな相対回転を伴いながら回転する。そのため、トルクがこの2軸間で大きく増大し、カム面69、70とローラ68からなる運動方向変換機構により強力なスラスト力が発生し、ベアリング77を介してピストン78を押圧し、摩擦多板クラッチ65を結合させる。このときの反力はベアリング77を介して受け止められる。このように、限られたクラッチサイズで大きな動力伝達力を得るためには、必然的にスラスト力を大きくする必要があり、そのためには、モータのトルクを大きくするか、減速機構のギヤ比を大きくする方法がある。
【0004】
【特許文献1】
特公平08−019971号公報(図1、図2)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した特許文献1では、動力伝達装置用ケースからモータの外径ラインが突出しているため、取り付け位置の制約がある他、露出しているため損傷する恐れがあるという問題があった。さらに、モータ71と減速機構の駆動ギヤ72が同心に配置され、また、モータ71の外径ラインが駆動軸71aの外側に大きく突出するという構造的特徴があるため、大きなトルクを得ようとしてモータ径を拡大すると、必然的に被駆動軸60aと軸間距離が増大するため、駆動ギヤ72、被駆動ギヤ73、74を大型化せざるを得ず、質量、慣性モーメントの増大から動力伝達におけるレスポンスが悪化するという問題があった。
一方、軸間距離を保ったままギヤ比を変更しようとすると、駆動ギヤ72もしくは被駆動ギヤ73、74のどちらかを小径化することになり、小径化に伴い歯面にかかる応力が増大するため、強度上ギヤの歯幅を大きくとることが必要になり、これも前記と同様に、質量の増大、レスポンスが悪化するという問題があった。
【0006】
そこで、本発明は、前記問題点を解決するために創案されたものであり、動力伝達装置用ケースからモータの外径ラインの突出部がなく、省スペースであり、トルクの伝達におけるレスポンスがよく、噛み合い率が高くて効率のよいギヤにより構成する小型、軽量の動力伝達装置用アクチュエータを提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された発明の動力伝達装置用アクチュエータは、摩擦係合機構の係合解放により入力軸および出力軸の2軸間に動力伝達を可能にする動力伝達装置用アクチュエータにおいて、中空に形成し、該中空部内に前記入力軸または前記出力軸を配置する駆動軸の外周面に設けられたロータと、動力伝達装置のケースの内周面に設けられたステータからなるトルク発生機構と、トルク発生機構からのトルクを入力軸または出力軸上に配置されて増幅する減速機構と、減速機構を構成する一対の外歯ギヤの対峙面に設けられたカム機構により増幅されたトルクをスラスト力に変換すると共に、外周に前記減速機構からのトルクが伝達される前記外歯ギヤを設けた2つの回転要素からなる運動方向変換機構と、前記入力軸および出力軸に設けられ、前記運動方向変換機構により発生したスラスト力により係合し、入力軸から出力軸へ動力の伝達を行う前記摩擦係合機構と、を備えたことを特徴とする。
【0008】
請求項1に記載された発明によれば、中空の駆動軸とケース内にビルトインしたモータとするトルク発生機構を配置し、動力を伝達する入力軸と出力軸を、中空の駆動軸内に構成としたことから、トルク発生機構の外径の大小や減速機構のギヤの軸間距離が無関係となるため、モータの大型化によってギヤを作り直す必要がなくなり、ケースからモータの外径ラインの突出部がなく、省スペースな装置ができる。
【0009】
請求項2に記載された発明の動力伝達装置用アクチュエータは、請求項1の発明の構成に加えて、更に、前記減速機構は、前記駆動軸の一端に一体に形成された第1内歯ギヤおよび第2内歯ギヤと、前記入力軸または前記出力軸の外周面に軸支され、前記第1内歯ギヤと噛み合う第1外歯ギヤおよび前記第2内歯ギヤと噛み合う第2外歯ギヤとからなり、前記第1内歯ギヤと前記第1外歯ギヤとのギヤ比と前記第2内歯ギヤと前記第2外歯ギヤとのギヤ比と、の違いによる前記第1外歯ギヤと前記第2外歯ギヤの差動により前記トルク発生機構からのトルクを増幅することを特徴とする。
【0010】
請求項2に記載された発明によれば、内接する駆動ギヤである第1内歯ギヤおよび第2内歯ギヤと、被駆動ギヤである第1外歯ギヤおよび第2外歯ギヤの噛み合いにより、噛み合い率が上がり、歯厚を薄くできるため、短尺化と軽量化ができる。また、動力伝達装置用ケースからモータの外径ラインの突出部がなく、省スペースであり、トルクの伝達におけるレスポンスがよく、噛み合い率が高くて効率のよいギヤにより構成する小型、軽量の動力伝達装置用アクチュエータを提供するができる。
【0011】
請求項3に記載された発明の動力伝達装置用アクチュエータは、請求項1の発明の構成に加えて、更に、前記減速機構は、前記駆動軸の一端に設けられた第1外歯ギヤと、前記入力軸または前記出力軸の外周面に軸支され、該第1外歯ギヤに近接する第2外歯ギヤと、前記第1外歯ギヤと噛み合う第1内歯ギヤおよび前記第2外歯ギヤと噛み合う第2内歯ギヤとからなり、前記第1内歯ギヤおよび前記第2内歯ギヤが、前記第1外歯ギヤおよび前記第2外歯ギヤを囲む同軸一体の、前記ケースの内周面に軸支された2連の一体に形成されたリングギヤとして設けられており、前記一対の外歯ギヤを、前記第1外歯ギヤおよび前記第2の外歯ギヤが構成し、前記第1内歯ギヤと前記第1外歯ギヤとのギヤ比と、前記第2内歯ギヤと前記第2外歯ギヤとのギヤ比と、の違いによる前記第1外歯ギヤと第2外歯ギヤ差動により前記トルク発生機構からのトルクを増幅することを特徴とする。
請求項4に記載された発明の動力伝達装置用アクチュエータは、請求項1の発明の構成に加えて、更に、前記減速機構は、前記駆動軸の一端に設けられた第1外歯ギヤと、前記入力軸または前記出力軸の外周面に軸支され、該第1外歯ギヤに近接する第2外歯ギヤと、前記第1外歯ギヤと噛み合う第1ピニオンギヤおよび前記第2外歯ギヤと噛み合う第2ピニオンギヤとからなり、前記第1ピニオンギヤおよび第2ピニオンギヤが、前記ケースの内面側に固定された共通のピニオン軸に軸支されて、一体に設けられており、前記一対の外歯ギヤを、前記第1外歯ギヤおよび前記第2外歯ギヤが構成し、前記第1ピニオンギヤと前記第1外歯ギヤとのギヤ比と、前記第2ピニオンギヤと前記第2外歯ギヤとのギヤ比と、の違いによる前記第1外歯ギヤと第2外歯ギヤの差動により前記トルク発生機構からのトルクを増幅することを特徴とする。
【0012】
請求項3に記載された発明によれば、内接する第1内歯ギヤおよび第2内歯ギヤと、被駆動ギヤである第1外歯ギヤおよび第2外歯ギヤとした場合、お互いの噛み合い率が上がり、歯厚を薄くできるため、短尺化と軽量化ができる。また、動力伝達装置用ケースからモータの外径ラインの突出部がなく、省スペースであり、トルクの伝達におけるレスポンスがよく、噛み合い率が高くて効率のよいギヤにより構成する小型、軽量の動力伝達装置用アクチュエータを提供するができる。さらに、カム機構を有する一対のギヤの外周から他方の外周にトルクを伝達する構成である為、トルク発生機構と駆動軸の位置関係とは無関係に減速機構の軸間距離を自由に変えられるので設計の自由度が増し、広範な減速比をカバーすることができる。
【0013】
請求項5に記載された発明の動力伝達装置用アクチュエータは、請求項1の発明の構成に加えて、更に、前記減速機構は、前記駆動軸の一端に設けられた該駆動軸の周方向に複数配置された2連のプラネットギヤを保持するキャリアと、前記入力軸または前記出力軸の外周面を囲み、前記ケースに固定され、前記2連のプラネットギヤの一方に噛み合うサンギヤである第1外歯ギヤと、該第1外歯ギヤに近接し、前記入力軸または前記出力軸の外周面に軸支され、前記2連のプラネットギヤの他方に噛み合うサンギヤである第2外歯ギヤと、とからなり、前記2連のプラネットギヤは一体に形成され、前記一対の外歯ギヤを、前記第1外歯ギヤおよび前記第2の外歯ギヤが構成し、前記2連のプラネットギヤの一方と前記第1外歯ギヤとのギヤ比と、前記2連のプラネットギヤの他方と前記第2外歯ギヤとのギヤ比と、の違いによる前記第1外歯ギヤと第2外歯ギヤの差動により前記トルク発生機構からのトルク増幅することを特徴とする。
【0014】
請求項5に記載された発明によれば、減速機構をプラネタリーギヤ(遊星歯車装置)とすることにより、偏心軸が不要となり、しかもモータの外形ラインがケースから突出するものがなく、省スペースであり、トルクの伝達におけるレスポンスがよく、噛み合い率が高く効率のよいギヤにより構成する小型、軽量化の動力伝達装置用アクチュエータを提供することができる。
【0015】
請求項6に記載された発明の動力伝達装置用アクチュエータは、請求項1の発明の構成に加えて、更に、前記減速機構は、前記ケースの内周面に固定されたリングギヤと、前記駆動軸の一端に設けられた該駆動軸の周方向に複数配置された2連のプラネットギヤを保持するキャリアと、前記入力軸または前記出力軸の外周面を囲み、前記2連のプラネットギヤの一方に噛み合うサンギヤである第1外歯ギヤと、前記入力軸または前記出力軸の外周面を囲み、前記第1外歯ギヤに近接し、前記2連のプラネットギヤの他方に噛み合うサンギヤである第2外歯ギヤと、とからなり、前記2連のプラネットギヤは一体に形成され、その一方は、前記第1外歯ギヤと噛み合うと同時に前記リングギヤにも噛み合い、前記一対の外歯ギヤを、前記第1外歯ギヤおよび前記第2の外歯ギヤが構成し、前記2連のプラネットギヤの一方と前記第1外歯ギヤとのギヤ比と、前記2連のプラネットギヤの他方と前記第2外歯ギヤとのギヤ比と、の違いによる前記第1外歯ギヤと第2外歯ギヤの差動により前記トルク発生機構からのトルクを増幅することを特徴とする。
【0016】
請求項6に記載された発明によれば、動力伝達装置のケースの内周面にリングギヤを設けたことにより多様の組み合わせによる減速が可能である。また、減速機構に遊星歯車装置を組み込むことにより、偏心軸が不要となり、しかもモータの外径ラインがケースから突出するものがなく、省スペースであり、トルクの伝達におけるレスポンスがよく、噛み合い率が高く効率のよいギヤにより構成する小型、軽量化の動力伝達装置用アクチュエータを提供することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の動力伝達装置用アクチュエータの、6つの実施の形態を、順次図面に基づいて詳細に説明する。
なお、第1〜第6実施の形態は、請求項1であり、第1、第2実施の形態は、請求項2に該当し、第3、第4実施の形態は、請求項3に該当し、第5実施の形態は、請求項4に該当し、第6実施の形態は、請求項5に該当する。
<第1実施の形態>
図1は、本発明に係る第1実施の形態を示す図であり、(a)は動力伝達装置用アクチュエータの第1実施の形態を示す断面図であり、(b)は、カム機構の形状を示し、遮断位置の様子を示す部分断面図であり、(c)は、同様にカム機構での連結位置の様子を示す部分断面図である。
図1(a)に示すように、動力伝達装置用アクチュエータ1は、トルク発生機構と、減速装置と、運動方向変換機構と、摩擦係合機構から構成されている。
トルク発生機構は、駆動軸とケース内にビルトインされたビルトインモータM(以下モータMという)であり、中空の駆動軸10aの左端外周面に嵌着されたロータ8aと、ケース7の内周面7aに嵌着されたステータ8bから構成されている。中空の駆動軸10aの左端と、駆動軸10aの右端を拡径したその外周には、ケース7との間にベアリング11a、11bが嵌入されており、回転自在に構成されている。
なお、モータMは、パルスモータ、ステッピングモータ等の電動モータ或いは超音波モータを用いてもよい。
【0018】
減速機構は、前記トルク発生機構より発生したトルクを2組みのギヤ比の違いにより差動を生じさせ、この差動により減速を行い、減速によりトルクを増幅するための機構である。前記駆動軸10aの拡径した右端はベアリング11bによって軸支され、その内周面には、トルク発生機構からのトルクを伝達する2組の第1内歯ギヤ13および第2内歯ギヤ14が、入力軸20aおよび出力軸30aに対して僅かな偏心量tをもって形成している。また、2組の第1内歯ギヤ13および第2内歯ギヤ14は一体に形成されている。入力軸20aは中空の駆動軸10aの中を挿通され、その入力軸20aの外周面にベアリング22a、22bによって軸支された第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24が、それぞれ第1内歯ギヤ13、第2内歯ギヤ14に噛み合い、トルクを伝達すると共に、2組の内歯、外歯ギヤのギヤ比がそれぞれ異なることで減速を行う。
【0019】
例えば、第1外歯ギヤ23の歯数を70枚 、第2外歯ギヤ24の歯数を78枚 、第1内歯ギヤ13の歯数を73枚 、第2内歯ギヤ14の歯数を81枚とすると、第1外歯ギヤ23は駆動軸10aに対して1.0429のギヤ比をもって回転し、第2外歯ギヤ24は駆動軸10aに対して1.0385のギヤ比をもって回転する。この場合、駆動軸10aが一回転するときの第1外歯ギヤ23と第2外歯ギヤ24とのギヤ比の差0.0044によって、第1外歯ギヤ23と第2外歯ギヤ24との間で差動(回転方向の位相差)が発生し、モータMの回転が大きく減速される。ただし、この場合のトータルのギヤ比は、227.5である。
【0020】
運動方向変換機構は、第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24の間の対峙面にカム機構が形成されている。そのカム機構は、カム溝25、26に複数のボール27、27…が配置されている。図1(b)、(c)に示すように、第1外歯ギヤ23と第2外歯ギヤ24との間の差動により、カム溝25、26に形成された傾斜面25a、26aをボール27が乗り上げ、第1外歯ギヤ23と第2外歯ギヤ24との間の寸法sが寸法s´に拡幅する。このように、減速により増幅したトルク(回転力)をスラスト力(軸方向の力)に変換する。
また、第1外歯ギヤ23の左側面と駆動軸10aの左端面の間にはスラスト用のベアリング29aが配置され、第2外歯ギヤ24の右側面部とピストン31との間には、同様にベアリング29bが配置され、スラスト力が支持される。
【0021】
摩擦係合機構は、摩擦多板クラッチ33であり、摩擦多板クラッチ33の内周面は中空の入力軸20aの後端に、入力軸20aと一体に形成されたクラッチハブ21に保持されており、左端面はピストン31がスプリング32の付勢力により押し戻された状態で挟持され、右端面はクラッチドラム34によってカバーされ、クラッチドラム34はビーム35に接続されて出力軸30aにスプラインによって連結されている。さらに、出力軸30aの左端部はベアリング28を介して入力軸20aの内周部に軸支されている。
その結果、入力軸20aの回転力(トルク)は、運動方向変換機構により発生したスラスト力(押圧力)がベアリング29bとピストン31を介して摩擦多板クラッチ33を押圧し、摩擦によって多板が連結して出力軸30aへトルクを伝達する。その反対に遮断するためには、運動方向変換機構からスラスト力を解消することにより、ピストン31は、ピストン31とクラッチハブ21との間に配置されたスプリング32の付勢力によりピストン31が押し戻されて摩擦多板クラッチ33が開放され、出力軸30aへのトルクの伝達は遮断される。
なお、ピストン31は、入力軸20aに対し軸方向に移動可能であり、回転不能(図示せず)となっている。
【0022】
次に、動力伝達装置用アクチュエータ1の動作について説明する。
図1(a)に示すように、通常はトルク発生機構の無作動により、減速装置が作動しないため、運動方向変換機構が元位置に維持されていることから、摩擦係合機構の摩擦多板クラッチ33はスプリング32の付勢力により開放状態で維持されるため、入力軸20aの回転力(トルク)は摩擦多板クラッチ33によって出力軸30aへのトルクの伝達は遮断されている。
ひとたび、トルク発生機構のモータMに起動信号が入ると、モータMのステータ8bが励磁され、中空の駆動軸10aに嵌着されたロータ8aを回転させると共に、一体となる駆動軸10aを回転させる。そして、駆動軸10aの右端を拡径して内周面に設けられた2組の第1内歯ギヤ13および第2内歯ギヤ14が、僅かな偏心量tをもって回転する。中空の駆動軸10aの中には入力軸20aが挿通されて配置され、その入力軸20aの外周面に軸支された第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24が、それぞれ第1内歯ギヤ13と第2内歯ギヤ14に噛み合い、トルクが伝達される。その結果、2組の内歯、外歯ギヤのギヤ比がそれぞれ異なることから回転に差動が生じ、減速を行うと共にトルクを増幅させる。一方、図1(b)と(c)に示すように、第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24の間の対峙面に形成されたカム機構のカム溝25、26とボール27の転動と差動によりカム溝25、26に形成された傾斜面25a、26aにボール27が乗り上げて、第1外歯ギヤ23と第2外歯ギヤ24との間の寸法sを押し広げ、ピストン31は、スプリング32の付勢力に押し勝って摩擦多板クラッチ33を押圧し、連結して出力軸30aへトルクを伝達する。
また、連結を遮断する場合は、モータMによる回転を逆回転し、図1(c)から(b)に戻すように、拡幅を解消することで連結を遮断する。
【0023】
<第2実施の形態>
第1実施の形態との相違は、モータと駆動軸を拡径して設けられた内歯ギアの位置が左右に反転して構成されたものである。
図2は動力伝達装置用アクチュエータの第2実施の形態を示す断面図である。
なお、図2に示す動力伝達装置用アクチュエータ2は、図1(a)に示す構成部品と同等の部品には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0024】
図2に示すように、動力伝達装置用アクチュエータ2は、トルク発生機構と、減速装置と、運動方向変換機構と、摩擦係合機構から構成されている。
トルク発生機構は、ビルトインされたモータMであり、中空の駆動軸10bの右端外周面に嵌着されたロータ8aと、ケース7の内周面7aに嵌着されたステータ8bから構成されている。中空の駆動軸10bの右端にはケース7との間にリテーナ5cを介してベアリング11aによって軸支され、駆動軸10bの左端を拡径したその外周とケースには、ベアリング11bによって軸支され、回転自在に構成されている。
【0025】
減速機構は、前記トルク発生機構より発生したトルクを2組みのギヤ比の違いにより差動を生じさせ、この差動により減速を行うと共に、減速によりトルクを増幅する。前記駆動軸10bの拡径した左端はベアリング11bによって軸支され、その内周面には、トルク発生機構からのトルクを伝達する2組の第1内歯ギヤ13および第2内歯ギヤ14が、入力軸20bおよび出力軸30bに対して僅かな偏心量tをもって形成している。また、2組の第1内歯ギヤ13および第2内歯ギヤ14は若干の歯数の違いをもって一体に形成されている。入力軸20bは中空の駆動軸10bの中に挿通され、その入力軸20bの外周面にベアリング22a、22bによって軸支された第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24が、それぞれ第1内歯ギヤ13と第2内歯ギヤ14に噛み合い、トルクを伝達すると共に、2組の内歯、外歯ギヤのギヤ比もそれぞれ異なることで減速を行う。
【0026】
運動方向変換機構は、第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24の間の対峙面にボール27が転動するカム機構のカム溝25、26が形成され、そのカム溝25、26には複数のボール27、27…が配置されている。図1(b)、(c)に示すように、第1外歯ギヤ23と第2外歯ギヤ24との間の差動により、カム機構25、26に形成された傾斜面25a、26aをボール27が乗り上げ、第1外歯ギヤ23と第2外歯ギヤ24との間の寸法sが寸法s´に押し広げられ、拡幅する。このように、減速により増幅したトルクをスラスト力に変換する。
第1外歯ギヤ23の左側面とケース7の右端面にはスラスト用のベアリング29aが配置され、第2外歯ギヤ24の右側面にはプレッシャガイド15が連結されている。プレッシャガイド15の右端部はフランジ状に鍔が形成され、右端部の内周面と入力軸20bの外周面との間にはベアリング22cが軸支され、プレッシャガイド15の右端面はピストン31との間に、スラスト用のベアリング29bが配置され、プレッシャガイド15が回転自在に支持されている。
【0027】
摩擦係合機構は、摩擦多板クラッチ33であり、摩擦多板クラッチ33の内周面は中空の入力軸20bの後端に一体に形成されたクラッチハブ21によって保持されており、左端面はピストン31がスプリング32の付勢力により押し戻された状態で挟持され、右端面はクラッチドラム34によってカバーされ、クラッチドラム34はビーム35に接続されて出力軸30bにスプラインによって連結されている。その結果、運動方向変換機構により発生したスラスト力は、ピストン31を介して摩擦多板クラッチ33を押圧し、摩擦によって連結して出力軸30bへトルクを伝達する。その反対に遮断するためには、運動方向変換機構からスラスト力を解消することにより、ピストン31は、ピストン31とクラッチハブ21との間に配置されたスプリング32の付勢力により摩擦多板クラッチ33が開放され、出力軸30bへのトルクの伝達は遮断される。なお、第2外歯ギヤ24およびスラスト用のベアリング29bは、軸方向に対して摺動可能となっている。
【0028】
次に、動力伝達装置用アクチュエータ2の動作について説明する。
前記した動力伝達装置用アクチュエータ1とほぼ同様である。図2に示すように、トルク発生機構のモータMに起動信号が入ると、モータMは、中空の駆動軸10bに嵌着されたロータ8aを回転させると共に、一体となる駆動軸10bを回転させる。そして、中空の駆動軸10bの右端を拡径して内周面に設けられた2組の第1内歯ギヤ13および第2内歯ギヤ14が、僅かな偏心量tをもって回転する。中空の駆動軸10bの中には入力軸20bが挿通されて配置され、その入力軸20bの外周面に軸支された第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24が、それぞれ第1内歯ギヤと第2内歯ギヤ14に噛み合い、トルクが伝達される。その結果、2組の内歯、外歯ギヤのギヤ比がそれぞれ異なることから回転に差動が生じ、減速を行うと共にトルクを増幅させる。
一方、図1(b)、(c)に示すと同様に、第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24の間の対峙面に形成されたカム機構のカム溝25、26とボール27の転動によって、差動によりカム溝25、26に形成された傾斜面25a、26aをボール27が乗り上げて、第1外歯ギヤ23と第2外歯ギヤ24との間が押し広げ、ピストン31は、スプリング32の付勢力に押し勝って摩擦多板クラッチ33を押圧し、連結して、出力軸30bへトルクを伝達する。
また、連結を遮断する場合は、モータMによる回転を逆回転し、拡幅を解消することができる。
【0029】
第1、2の実施の形態をまとめて説明する。図1、図2において、動力伝達装置用アクチュエータ1、2は、駆動軸10a、10bの外周面の一端に設けられたロータ8aと、動力伝達装置のケース2の内周面に設けられたステータ8bからなるトルク発生機構と、
前記駆動軸の他端に一体に形成され前記トルク発生機構からのトルクを増幅するために、第1内歯ギヤ13および第2内歯ギヤ14と、前記駆動軸の中を挿通して設けられた入力軸20a、20bの外周面に軸支され前記第1内歯ギヤ13および第2内歯ギヤ14と噛み合いトルクを伝達する第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24とからなり、第1内歯ギヤ13と第1外歯ギヤ23、第2内歯ギヤ14と第2外歯ギヤ24とのギヤ比の違いによる差動によりトルクを増幅する減速機構と、
前記第1外歯ギヤ13および第2外歯ギヤ14の間の対峙面にはボール27が転動するカム機構のカム溝25、26が形成され、そのカム溝25、26には複数のボール27、27…が配置されており、カム溝25、26に形成された傾斜面25a、26aをボール27が乗り上げることにより増幅されたトルクをスラスト力に変換する運動方向変換機構と、
入力軸20a、20bの一端に一体に形成されたクラッチハブ21に保持され、前記運動方向変換機構により発生したスラスト力によってピストン31を介して押圧し、入力軸20a、20bから出力軸30a、30bへ動力の伝達を行う摩擦係合機構とを備えた動力伝達装置用アクチュエータ1、2であって、
前記駆動軸10a、10bを中空に形成し、該駆動軸10a、10bの中空部内の貫通穴に前記入力軸20a、20bおよび前記出力軸30a、30bを配置したことを特徴とするものである。
【0030】
<第3実施の形態>
第1、第2実施の形態との相違は、第1外歯ギヤが駆動軸に一体に設けられ、その第1外歯ギヤに近接して第2外歯ギヤが設けられ、第1内歯ギヤ、第2内歯ギヤはケースの内周面に軸支されて噛み合うことによって減速を行うものである。図3は動力伝達装置用アクチュエータの第3実施の形態を示す断面図である。
図3に示すように、動力伝達装置用アクチュエータ3は、トルク発生機構と、減速装置と、運動方向変換機構と、摩擦係合機構から構成されている。
トルク発生機構は、モータMであり、中空の駆動軸10cの左側外周面に嵌着されたロータ8aと、ケース7の内周面7aに嵌着されたステータ8bから構成されている。中空の駆動軸10cの左端の外周面とケース7の内周面とは、ベアリング11aによって軸支され、駆動軸10cの右端がフランジ形状に形成したその内周面と入力軸20dの外周面とは、ベアリング22aにより軸支されている。
【0031】
減速機構は、駆動軸10cの右端がフランジ形状に形成され、そのフランジ形状の外周面に第1外歯ギヤ23が形成されている。この第1外歯ギヤ23に近接してギヤ比が異なる第2外歯ギヤ24が、同様に入力軸20c-の外周面にベアリング22bによって軸支されている。そして、それぞれの第1外歯ギヤ23、第2外歯ギヤ24の外周には第1内歯ギヤ13および第2内歯ギヤ14が、駆動軸10d、入力軸20dおよび出力軸30dに対して僅かな偏心量tをもって形成されている。また、第1内歯ギヤ13および第2内歯ギヤ14は一体に形成されており、その外周面はベアリング11bによってケース7の内周面に軸支されている。これにより、第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24が、それぞれ第1内歯ギヤ13、第2内歯ギヤ14に噛み合い、トルクを伝達すると共に、第1外歯ギヤと第1内歯ギヤ、第2外歯ギヤと第2内歯ギヤとのギヤ比は若干異なることによる差動によりトルクを増幅する。
【0032】
運動方向変換機構は、第1、第2実施の形態にて説明したように、前記したカム機構により第1外歯ギヤ23と第2外歯ギヤ24との間の寸法sが寸法s´に押し広げられ、拡幅する。
【0033】
摩擦係合機構は、摩擦多板クラッチ33であり、運動方向変換機構により発生したスラスト力は、ピストン31を介して摩擦多板クラッチ33を押圧し連結して出力軸30cへトルクを伝達する。その反対に遮断するためには、運動方向変換機構からスラスト力を解消することにより、ピストン31は、ピストン31とクラッチハブ21との間に配置されたスプリング32の付勢力により摩擦多板クラッチ33が開放され、出力軸30cへのトルクの伝達は遮断される。
【0034】
次に、動力伝達装置用アクチュエータ3の動作について説明する。
図3に示すように、トルク発生機構のモータMに起動信号が入ると、モータMは、中空の駆動軸10cに嵌着されたロータ8aを回転させると共に、ロータ8aと一体となる駆動軸10cを回転させる。そして、駆動軸10cの右端のフランジ形状の外周に形成された第1外歯ギヤ23を入力軸20cに対して同心で回転させる。駆動軸10cの回転によって第1外歯ギヤ23が回転し、第1内歯ギヤ13を回転させる。第1、第2内歯13、14は一体に形成されているため、第2内歯ギヤ14もいっしょに回転し、第2外歯ギヤ24に回転力(トルク)を伝える。その結果、第1外歯ギヤ23、第2外歯ギヤ24とは若干歯数が異なり、第1、第2内歯13、14も若干歯数が異なり、それぞれのギヤ比も若干異なることから差動が生じ、減速を行うと共にトルクを増幅させる。
一方、図1の(b)、(c)に示すと同様に、第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24の間の対峙面に形成されたボール27が転動するカム機構のカム溝25、26によって、差動によりカム溝25、26に形成された傾斜面25a、26aをボール27が乗り上げ、第1外歯ギヤ23と第2外歯ギヤ24との間を押し広げ、ピストン31は、スプリング32の付勢力に押し勝って摩擦多板クラッチ33を押圧し、連結して出力軸30dへトルクを伝達する。
【0035】
<第4実施の形態>
第3実施の形態との相違は、内歯ギヤの代わりに、小径の外歯ギヤであるピニオンギヤを設けたものである。図4は動力伝達装置用アクチュエータの第4実施の形態を示す断面図である。
なお、図4に示す動力伝達装置用アクチュエータ4は、図1(a)に示す構成部品と同等の部品には同じ符号を付し詳細な説明は省略する。
【0036】
図4に示すように、動力伝達装置用アクチュエータ4は、前記同様にトルク発生機構と、減速装置と、運動方向変換機構と、摩擦係合機構から構成されている。トルク発生機構は、モータMであり、中空の駆動軸10dの左側外周面に嵌着されたロータ8aと、ケース7の内周面7aに嵌着されたステータ8bから構成されている。中空の駆動軸10dの左端の外周面とケース7の内周面とは、ベアリング11aによって軸支され、駆動軸10dの右端がフランジ形状に形成したその内周面と入力軸20dの外周面とは、ベアリング22bにより軸支されている。
【0037】
減速機構は、駆動軸10dの右端がフランジ形状に形成され、そのフランジ形状の外周面に第1外歯ギヤ23が形成されたその内周面は、駆動軸10dの中を挿通して設けられた入力軸20dの外周面にベアリング22aによって軸支されている。この第1外歯ギヤ23に近接してギヤ比が異なる第2外歯ギヤ24が、同様に入力軸20dの外周面にベアリング22bによって軸支されている。そして、それぞれの第1外歯ギヤ23、第2外歯ギヤ24の外周の近傍にピニオン軸40をケース7の拡径した肩部7bに、駆動軸10dと平行に固定され、ピニオン軸40の軸端はサポート7cによって支持されている。ベアリング41a、41bに軸支されたピニオン42は第1ピニオンギヤ43と第2ピニオンギヤ44の2つのギヤを有し、若干の歯の枚数を変えて一体に設けられている。これにより、第1外歯ギヤ23と第1ピニオンギヤ43、第2外歯ギヤ24と第2ピニオンギヤ44とのギヤ比は若干異なることによる差動によりトルクを増幅する。
【0038】
運動方向変換機構と摩擦係合機構の説明は、第3実施の形態での説明と重複するため、ここでは省略する。
【0039】
次に、動力伝達装置用アクチュエータ4の動作について説明する。
図4に示すように、一度、トルク発生機構のビルトインされたモータMに起動信号が入ると、モータMは、中空の駆動軸10dに嵌着されたロータ8aを回転させると共に、ロータ8aと一体となる駆動軸10dを回転させる。そして、駆動軸10dの右端のフランジ形状の外周に形成された第1外歯ギヤ23を入力軸20dに対して同心で回転させる。駆動軸10dの回転によって第1外歯ギヤ23が回転し、第1ピニオンギヤ43を回転させる。第1ピニオンギヤ43、第2ピニオンギヤ44はピニオン42に一体に形成されているため、第2ピニオンギヤ44は第2外歯ギヤ24に回転力(トルク)を伝達する。その結果、第1外歯ギヤ23、第2外歯ギヤ24とは歯数が異なり、第1ピニオンギヤ43、第2ピニオンギヤ44も歯数が異なり、それぞれのギヤ比も異なることから差動が生じ、減速を行うと共にトルクを増幅させる。一方、図1の(b)、(c)に示すと同様に、第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24の間の対峙面に形成されたボール27が転動するカム機構のカム溝25、26によって、差動によりカム溝25、26に形成された傾斜面25a、26aをボール27が乗り上げ、第1外歯ギヤ23と第2外歯ギヤ24との間を押し広げ、ピストン31は、スプリング32の付勢力に押し勝って摩擦多板クラッチ33を押圧し、連結して出力軸30cへトルクを伝達する。
また、連結を遮断する場合は、モータMによる回転を逆回転させ、その結果、図1の(c)から(b)に戻ることにより、拡幅を解消することができる。
【0040】
第3、4の実施の形態をまとめて説明する。図3、図4において、動力伝達装置用アクチュエータ3、4は、駆動軸10a、10bの外周面の一端に設けられたロータ8aと、動力伝達装置のケース7の内周面に設けられたステータ8bからなるトルク発生機構と、
前記トルク発生機構からのトルクを増幅するために、前記駆動軸10c、10dの他端の外周に形成された第1外歯ギヤ23と、前記第1外歯ギヤ23に近接して第2外歯ギヤ24が設けられており、前記駆動軸10a、10b内を挿通して設けられた入力軸20c、20dの外周面に前記第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24が軸支され、第1外歯ギヤ23、第2外歯ギヤ24には、ピニオン軸40に軸支された第1ピニオンギヤ43および第2ピニオンギヤ44が一体に設けられた外歯ギヤ42が配設され、第1外歯ギヤ23と第1ピニオンギヤ43、第2外歯ギヤ24と第2ピニオンギヤ44とのギヤ比の違いによる差動によりトルクを増幅する減速機構、または、ケース7の内周面に軸支され一体に形成された第1内歯ギヤ13および第2内歯ギヤ14の内歯ギヤが配設され、第1外歯ギヤ13と第1内歯ギヤ23、第2外歯ギヤ14と第2内歯ギヤ24のギヤ比の違いによる差動によりトルクを増幅する減速機構と、
前記第1外歯ギヤ13および第2外歯ギヤ14の間の対峙面にはボール27が転動するカム機構のカム溝25、26が形成され、そのカム溝25、26には複数のボール27、27…が配置されており、カム機構25、26に形成された傾斜面25a、26aをボール27が乗り上げることにより増幅されたトルクをスラスト力に変換する運動方向変換機構と、
入力軸20c、20dの一端に一体に形成されたクラッチハブ21に保持され、前記運動方向変換機構により発生したスラスト力によってピストン31を介して押圧し、入力軸20c、20dから出力軸30c、30dへ動力の伝達を行う摩擦係合機構とを備えた動力伝達装置用アクチュエータ3、4であって、
前記駆動軸10c、10dを中空に形成し、該駆動軸10c、10dの中空部内の貫通穴に前記入力軸20c、20dおよび前記出力軸30c、30dを配置したことを特徴とするものである。
【0041】
<第5実施の形態>
第1〜第4実施の形態との相違は、減速機構にプラネタリギア(遊星歯車装置)を設けたものである。
図5は動力伝達装置用アクチュエータの第5実施の形態を示す断面図である。
なお、図5に示す動力伝達装置用アクチュエータ5は、図1(a)に示す構成と類似しているため、同等の部品には同じ符号を付し詳細な説明は省略する。
【0042】
図5に示すように、動力伝達装置用アクチュエータ5は、前記同様にトルク発生機構と、減速装置と、運動方向変換機構と、摩擦係合機構から構成されている。トルク発生機構は、モータMであり、中空の駆動軸10eの外周面に嵌着されたロータ8aと、ケース7の内周面7aに嵌着されたステータ8bから構成されている。中空の駆動軸10eの右端の外周面とケース7の内周面とは、リテーナ5cを介してベアリング11aによって軸支され、駆動軸10eの内周面は、2つのオイレスブッシュ12a、12bによって軸支されている。また、駆動軸10eの左端には複数のピニオン42を保持するためのキャリア16がフランジ状に延びて、シャフト48を両端支持するキャリア17が一体形成されている。キャリア16、17に穿孔された孔に両端支持されたシャフト48はベアリング41a、41bによってプラネットギヤ45が軸支されている。プラネットギヤ45には第1プラネットギヤ46と第2プラネットギヤ47が、若干の歯数の違いを有して一体で形成されている。
【0043】
減速機構は、前記トルク発生機構より発生したトルクを遊星歯車のギヤ比の違いにより差動を生じさせ、この差動により減速を行うと共に、減速によりトルクを増幅する。また、前記駆動軸10eの内周には、筒状のプレッシャガイド15が軸方向に移動可能に軸支され、そのプレッシャガイド15の内周には、入力軸20eがベアリング22b、22cによって軸支されている。また、第1外歯ギヤ23はケース7の内周端面5cに固定され、前記プラネットギヤ45の第1プラネットギヤ46と噛み合うようになっている。また、第1外歯ギヤ23に近接して第2外歯ギヤ24が配置されており、第2外歯ギヤ24はプレッシャガイド15の左端面に固定されている。その結果、第1外歯ギヤ23、第2外歯ギヤ24は、それぞれの第1プラネットギヤ46、第2プラネットギヤ47と噛み合い、トルクを伝達すると共に、2組のギヤ比がそれぞれ異なることで減速を行う。
【0044】
運動方向変換機構、摩擦係合機構は、前記した第2実施の形態の機構の説明と同様であるため、省略する。
【0045】
次に、動力伝達装置用アクチュエータ5の動作について説明する。
図5に示すように、トルク発生機構のモータMに起動信号が入ると、モータMは、中空の駆動軸10eに嵌着されたロータ8aを回転させると共に、ロータ8aと一体となる駆動軸10eと、駆動軸10eの左側に一体に設けられたキャリア16、17を回転させる。そして、キャリア16、17に配設されたプラネットギヤ45の第1プラネットギヤ46は、第1外歯ギヤ23の回りを公転しながら自転する。その結果、プラネットギヤ45に一体に形成された第2プラネットギヤ47も公転しながら自転して、第2外歯ギヤ24を回転させる。つまり、駆動軸10eの回転によって第1プラネットギヤ46、第2プラネットギヤ47が公転しながら自転し、第2プラネットギヤ47は第2外歯ギヤ24に回転(トルク)を伝達する。その結果、第1外歯ギヤ23、第2外歯ギヤ24とは歯数が異なり、第1プラネットギヤ46、第2プラネットギヤ47も歯数が異なり、それぞれのギヤ比も異なることから差動が生じ、2重の減速を行うと共にトルクを増幅させる。
一方、図1の(b)、(c)に示すと同様に、第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24の間の対峙面に形成されたボール27が転動するカム機構25、26によって、差動によりカム機構25、26に形成された傾斜面25a、26aをボール27が乗り上げ、第1外歯ギヤ23と第2外歯ギヤ24との間を押し広げ、第2外歯ギヤ24はプレッシャガイド15、ベアリング29b、ピストン31の順にスラスト力を伝え、スプリング32の付勢力に押し勝って摩擦多板クラッチ33を押圧し、連結して出力軸30eへトルクを伝達する。
【0046】
第5の実施の形態をまとめて説明する。図5において、動力伝達装置用アクチュエータ5は、駆動軸10eの外周面の一端に設けられたロータ8aと、動力伝達装置のケース7の内周面に設けられたステータ8bからなるトルク発生機構と、
前記トルク発生機構からのトルクを増幅するために、前記駆動軸10eの他端にプラネットギヤ(遊星歯車)45を保持しながら搬送するキャリア16、17が一体に形成され、前記トルク発生機構からトルクを伝達する第1プラネットギヤ46および第2プラネットギヤ47からなるプラネットギヤ45が複数配置され、前記プラネットギヤ46と入力軸20eとの間にサンギヤ(太陽歯車)となる第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24とが近接して配置され、それぞれが互いに噛み合いながら自転及び公転を行い、第1プラネットギヤ46と第1外歯ギヤ23、第2プラネットギヤ47と第2外歯ギヤ24とのギヤ比の違いによる差動によりトルクを増幅する減速機構と、
前記第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24の間の対峙面にはボール27が転動するカム機構25、26が形成され、そのカム機構25、26には複数のボール27、27…が配置されており、カム機構25、26に形成された傾斜面をボール27が乗り上げることにより増幅されたトルクをスラスト力に変換する運動方向変換機構と、
入力軸20eの一端に一体に形成されたクラッチハブ21に保持され、前記運動方向変換機構により発生したスラスト力によってピストン31を介して押圧し、入力軸20eから出力軸30eへ動力の伝達を行う摩擦係合機構と、を備えた動力伝達装置用アクチュエータ5であって、
前記駆動軸10eを中空に形成し、該駆動軸10eの中空部内の貫通穴に前記入力軸20eおよび前記出力軸30eを配置したことを特徴とするものである。
【0047】
<第6実施の形態>
第5実施の形態との相違は、リングギヤを有するプラネタリギア(遊星歯車装置)をトルク発生機構と摩擦係合機構との間に設けたものである。
図6は動力伝達装置用アクチュエータの第6実施の形態を示す断面図である。
なお、図6に示す動力伝達装置用アクチュエータ6は、図5に示す構成と類似しているため、同等の部品には同じ符号を付し詳細な説明は省略する。
【0048】
図6に示すように、動力伝達装置用アクチュエータ6は、前記同様にトルク発生機構と、減速装置と、運動方向変換機構と、摩擦係合機構から構成されている。トルク発生機構は、モータMであり、中空の駆動軸10fの外周面に嵌着されたロータ8aと、ケース7の内周面7aに嵌着されたステータ8bから構成されている。中空の駆動軸10fの右端内周面と、複数のプラネットギヤ45を保持するためのキャリア16の中空形状を有する軸端外周面とは螺着され、さらに、シャフト48を両端支持するためのキャリア17が同巻きに一体で形成されている。また、プラネットギヤ45は、キャリア16、17に穿孔された孔に両端支持されたシャフト48に嵌入したベアリング41a、41bによって軸支されている。プラネットギヤ45は第1プラネットギヤ46と第2プラネットギヤ47が、若干の歯数の違いを有して一体で形成されている。
【0049】
減速機構は、前記トルク発生機構より発生したトルクを遊星歯車のギヤ比の違いにより差動を生じさせ、この差動により減速を行うと共に、減速によりトルクを増幅する。ケース7の内周面にリング状のリングギヤ(内歯ギヤ)49を固定し、キャリア16、17に支持されたプラネットギヤ45の第1プラネットギヤ46が噛み合い、プラネットギヤ45と入力軸20fとの間にはリング状に形成された第1外歯ギヤ23と第2外歯ギヤ24が近接して配置され、両ギヤの間にはボールが挟持されており、それぞれのギヤの両サイドにはスラスト用のベアリング29a、29bが配置されている。その結果、第1外歯ギヤ23は、プラネットギヤ45の第1プラネットギヤ46と噛み合い、第2外歯ギヤ24は、第2プラネットギヤ47と噛み合い、トルクを伝達すると共に、2組のギヤ比がそれぞれ異なることで減速を行う。
【0050】
運動方向変換機構、摩擦係合機構は、前記した第1実施の形態の機構の説明と同様であるため、省略する。
なお、入力軸20fとクラッチハブ21とは別ピースとなっており、入力軸20fの軸端の外周面に設けられた雄ネジにクラッチハブ21の内周面に設けられた雌ネジによって螺着し、入力軸20fの端面には、穿孔された孔に出力軸30fがベアリング28を介して軸支され、片持ち支持されている。
【0051】
次に、動力伝達装置用アクチュエータ6の動作について説明する。
図6に示すように、トルク発生機構のモータMに起動信号が入ると、モータMは、中空の駆動軸10fに嵌着されたロータ8aを回転させると共に、ロータ8aと一体となる駆動軸10fを回転させる。そして、駆動軸10fの右側に螺着されたキャリア16、17に配設されたプラネットギヤ45の第1プラネットギヤ46は、ケース7の内周に設けられた内歯ギア47に噛み合いながら第1外歯ギヤ23の回りを公転しながら自転する。その結果、プラネットギヤ45に一体に形成された第2プラネットギヤ46も公転しながら自転して、第2外歯ギヤ24を回転させる。つまり、駆動軸10fの回転によって第1プラネットギヤ46、第2プラネットギヤ47が公転、自転し、第2プラネットギヤ47は第2外歯ギヤ24に回転(トルク)を伝達する。その結果、第1外歯ギヤ23、第2外歯ギヤ24とは歯数が異なり、第1プラネットギヤ46、第2プラネットギヤ47も歯数が異なり、それぞれのギヤ比も異なることから差動が生じ、2重の減速を行うと共にトルクを増幅させる。
一方、図1の(b)、(c)に示すと同様に、第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24の間の対峙面に形成されたボール27が転動するカム機構25、26によって、差動によりカム機構25、26に形成された傾斜面25a、26aをボール27が乗り上げ、第1外歯ギヤ23と第2外歯ギヤ24との間が押し広げ、ピストン31は、スプリング32の付勢力に押し勝って摩擦多板クラッチ33を押圧し、連結して出力軸30fへトルクを伝達する。
【0052】
第6の実施の形態をまとめて説明する。つまり、第5の実施の形態とは減速機構の配置と構成が異なる。図6において、動力伝達装置用アクチュエータ6の減速機構は、前記駆動軸10fにプラネットギヤ(遊星歯車)45を保持しながら搬送するキャリア16、17が連結され、前記トルク発生機構からトルクを伝達する第1プラネットギヤ46および第2プラネットギヤ47からなるプラネットギヤ45が複数配置され、ケース7の内周面にはリングギヤ46が形成され、第1プラネットギヤ46と噛み合い、前記プラネットギヤ45と入力軸20fとの間にサンギヤ(太陽歯車)となる第1外歯ギヤ23および第2外歯ギヤ24とが近接して配置され、それぞれが互いに噛み合いながら自転及び公転を行い、第1プラネットギヤ46と第1外歯ギヤ23、第2プラネットギヤ47と第2外歯ギヤ24とのギヤ比の違いによる差動によりトルクを増幅することを特徴とする動力伝達装置用アクチュエータ6である。
【0053】
なお、本発明はその技術的思想の範囲内において種々の改造、変更が可能であり、本発明はこの改造、変更された発明にも及ぶことは当然である。たとえば、運動方向変換機構は、ボールとカム機構以外に、ボールネジとナットで構成してもよい。また、入力軸の一端に形成されたクラッチハブは入力軸と出力軸のどちらにあってもよいし、図1〜6は、入力軸が駆動軸を挿通するようになっているが、出力軸が挿通しても構わない。
図3では、1個のピニオンギヤ42を配置したが、1個に限らず2個、3個、4個といった複数個を配置してもよい。また、図1〜6に記載の各ギヤの歯数は、好ましいギヤ比になるように各ギヤの枚数を変更しても構わない。さらに、図5、6に記載した遊星歯車は、2セットを配置したが、1セット、3セット、4セットであっても良いし、これ以外の複数配置としても良い。
【0054】
【発明の効果】
請求項1に記載された発明では、モータをビルトインモータとして動力を伝達する入力軸と出力軸をトルク発生機構の中空の駆動軸の内周に設けた構成としたことから、トルク発生機構の外径の大小と減速機構のギヤの軸間距離が無関係となるため、モータの大型化によってギヤを作り直す必要がなくなり、共通化が可能であり標準化ができる。また、モータの外径ラインがケースから突出するものがなく、省スペースであり、トルクの伝達におけるレスポンスがよく、噛み合い率が高く効率のよいギヤにより構成することができる。
【0055】
請求項2に記載された発明では、内接する駆動ギヤである第1内歯ギヤおよび第2内歯ギヤと、被駆動ギヤである第1外歯ギヤおよび第2外歯ギヤの噛み合いにより、噛み合い率が上がり、歯厚を薄くできるため、短尺化と軽量化ができる。また、動力伝達装置用ケースからモータの外径ラインの突出部がなく、省スペースであり、トルクの伝達におけるレスポンスがよく、噛み合い率が高くて効率のよいギヤにより構成する小型、軽量の動力伝達装置用アクチュエータができる。
【0056】
請求項3に記載された発明では、内接する第1内歯ギヤおよび第2内歯ギヤと、被駆動ギヤである第1外歯ギヤおよび第2外歯ギヤとした場合、お互いの噛み合い率が上がり、歯厚を薄くできるため、短尺化と軽量化ができる。また、動力伝達装置用ケースからモータの外径ラインの突出部がなく、省スペースであり、トルクの伝達におけるレスポンスがよく、噛み合い率が高くて効率のよいギヤにより構成する小型、軽量の動力伝達装置用アクチュエータができる。
【0057】
請求項5に記載された発明では、減速機構を遊星歯車にすることにより、偏心軸が不要となり、しかもモータの外径ラインがケースから突出するものがなく、省スペースであり、トルクの伝達におけるレスポンスがよく、噛み合い率が高く効率のよいギヤにより構成する小型、軽量化の動力伝達装置用アクチュエータができる。
【0058】
請求項6に記載された発明では、動力伝達装置のケースの内周面にリングギヤを設けたことにより多様の組み合わせによる減速が可能である。また、減速機構に遊星歯車装置を組み込むことにより、偏心軸が不要となり、しかもモータの外径ラインがケースから突出するものがなく、省スペースであり、トルクの伝達におけるレスポンスがよく、噛み合い率が高く効率のよいギヤにより構成する小型、軽量化の動力伝達装置用アクチュエータができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施の形態を示す図であり、(a)は動力伝達装置用アクチュエータの断面図、(b)はカム機構の形状を示し、遮断位置の様子を示す部分断面図、(c)はカム機構での連結位置の様子を示す部分断面図である。
【図2】本発明に係る第2実施の形態を示す図であり、動力伝達装置用アクチュエータの断面図である。
【図3】本発明に係る第3実施の形態を示す図であり、動力伝達装置用アクチュエータの断面図である。
【図4】本発明に係る第4実施の形態を示す図であり、動力伝達装置用アクチュエータの断面図である。
【図5】本発明に係る第5実施の形態を示す図であり、動力伝達装置用アクチュエータの断面図である。
【図6】本発明に係る第6実施の形態を示す図であり、動力伝達装置用アクチュエータの断面図である。
【図7】(a)は、従来技術を示す図であり、摩擦係合装置用アクチュエータを示す断面図であり、(b)は、カム機構の形状を示す部分断面図である。
【符号の説明】
1、2、3、4、5、6 動力伝達装置用アクチュエータ
7 ケース
7a 内周面
7b 肩部
7c サポート
8a ロータ
8b ステータ
10a、10b、10c、10d、10e、10f 駆動軸
11a、11b ベアリング
12a、12b オイレスブッシュ
13 第1内歯ギヤ
14 第2内歯ギヤ
15 プレッシャガイド
16、17 キャリア
20a、20b、20c、20d、20e、20f 入力軸
21 クラッチハブ
22a、22b、22c ベアリング
23 第1外歯ギヤ
24 第2外歯ギヤ
25、26 カム溝
25a、26a、 傾斜面
27 ボール
28 ベアリング
29a、29b ベアリング
30a、30b、30c、30d、30e、30f 出力軸
31 ピストン
32 スプリング
33 摩擦多板クラッチ
34 クラッチドラム
35 ビーム
40 ピニオン軸
41a、41b ベアリング
42 ピニオンギヤ
43 第1ピニオンギヤ
44 第2ピニオンギヤ
45 プラネットギヤ
46 第1プラネットギヤ
47 第2プラネットギヤ
48 シャフト
49 リングギヤ(内歯車)
M モータ(ビルトインモータ)
s 寸法
t 偏心量

Claims (8)

  1. 摩擦係合機構の係合解放により入力軸および出力軸の2軸間に動力伝達を可能にする動力伝達装置用アクチュエータにおいて、
    中空に形成し、該中空部内に前記入力軸または前記出力軸を配置する駆動軸の外周面に設けられたロータと、動力伝達装置のケースの内周面に設けられたステータからなるトルク発生機構と、
    トルク発生機構からのトルクを入力軸または出力軸上に配置されて増幅する減速機構と、
    減速機構を構成する一対の外歯ギヤの対峙面に設けられたカム機構により増幅されたトルクをスラスト力に変換すると共に、外周に前記減速機構からのトルクが伝達される前記外歯ギヤを設けた2つの回転要素からなる運動方向変換機構と、
    前記入力軸および出力軸に設けられ、前記運動方向変換機構により発生したスラスト力により係合し、入力軸から出力軸へ動力の伝達を行う前記摩擦係合機構と、を備えたことを特徴とする動力伝達装置用アクチュエータ。
  2. 前記減速機構は、
    前記駆動軸の一端に一体に形成された第1内歯ギヤおよび第2内歯ギヤと、
    前記入力軸または前記出力軸の外周面に軸支され、前記第1内歯ギヤと噛み合う第1外歯ギヤおよび前記第2内歯ギヤと噛み合う第2外歯ギヤとからなり、
    前記第1内歯ギヤと前記第1外歯ギヤとのギヤ比と前記第2内歯ギヤと前記第2外歯ギヤとのギヤ比と、の違いによる前記第1外歯ギヤと前記第2外歯ギヤの差動により前記トルク発生機構からのトルクを増幅することを特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置用アクチュエータ。
  3. 前記減速機構は、
    前記駆動軸の一端に設けられた第1外歯ギヤと、
    前記入力軸または前記出力軸の外周面に軸支され、該第1外歯ギヤに近接する第2外歯ギヤと、
    前記第1外歯ギヤと噛み合う第1内歯ギヤおよび前記第2外歯ギヤと噛み合う第2内歯ギヤとからなり、
    前記第1内歯ギヤおよび前記第2内歯ギヤが、前記第1外歯ギヤおよび前記第2外歯ギヤを囲む同軸一体の、前記ケースの内周面に軸支された2連の一体に形成されたリングギヤとして設けられており、
    前記一対の外歯ギヤを、前記第1外歯ギヤおよび前記第2の外歯ギヤが構成し、
    前記第1内歯ギヤと前記第1外歯ギヤとのギヤ比と、前記第2内歯ギヤと前記第2外歯ギヤとのギヤ比と、の違いによる前記第1外歯ギヤと第2外歯ギヤ差動により前記トルク発生機構からのトルクを増幅することを特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置用アクチュエータ。
  4. 前記減速機構は、
    前記駆動軸の一端に設けられた第1外歯ギヤと、
    前記入力軸または前記出力軸の外周面に軸支され、該第1外歯ギヤに近接する第2外歯ギヤと、
    前記第1外歯ギヤと噛み合う第1ピニオンギヤおよび前記第2外歯ギヤと噛み合う第2ピニオンギヤとからなり、
    前記第1ピニオンギヤおよび第2ピニオンギヤが、前記ケースの内面側に固定された共通のピニオン軸に軸支されて、一体に設けられており、
    前記一対の外歯ギヤを、前記第1外歯ギヤおよび前記第2外歯ギヤが構成し、
    前記第1ピニオンギヤと前記第1外歯ギヤとのギヤ比と、前記第2ピニオンギヤと前記 第2外歯ギヤとのギヤ比と、の違いによる前記第1外歯ギヤと第2外歯ギヤの差動により前記トルク発生機構からのトルクを増幅することを特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置用アクチュエータ。
  5. 前記減速機構は、
    前記駆動軸の一端に設けられた該駆動軸の周方向に複数配置された2連のプラネットギヤを保持するキャリアと、
    前記入力軸または前記出力軸の外周面を囲み、前記ケースに固定され、前記2連のプラネットギヤの一方に噛み合うサンギヤである第1外歯ギヤと、
    該第1外歯ギヤに近接し、前記入力軸または前記出力軸の外周面に軸支され、前記2連のプラネットギヤの他方に噛み合うサンギヤである第2外歯ギヤと、とからなり、
    前記2連のプラネットギヤは一体に形成され、
    前記一対の外歯ギヤを、前記第1外歯ギヤおよび前記第2外歯ギヤが構成し、
    前記2連のプラネットギヤの一方と前記第1外歯ギヤとのギヤ比と、前記2連のプラネットギヤの他方と前記第2外歯ギヤとのギヤ比と、の違いによる前記第1外歯ギヤと第2外歯ギヤの差動により前記トルク発生機構からのトルク増幅することを特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置用アクチュエータ。
  6. 前記減速機構は、
    前記ケースの内周面に固定されたリングギヤと、
    前記駆動軸の一端に設けられた該駆動軸の周方向に複数配置された2連のプラネットギヤを保持するキャリアと、
    前記入力軸または前記出力軸の外周面を囲み、前記2連のプラネットギヤの一方に噛み合うサンギヤである第1外歯ギヤと、
    前記入力軸または前記出力軸の外周面を囲み、前記第1外歯ギヤに近接し、前記2連のプラネットギヤの他方に噛み合うサンギヤである第2外歯ギヤと、とからなり、
    前記2連のプラネットギヤは一体に形成され、その一方は、前記第1外歯ギヤと噛み合うと同時に前記リングギヤにも噛み合い、
    前記一対の外歯ギヤを、前記第1外歯ギヤおよび前記第2の外歯ギヤが構成し、
    前記2連のプラネットギヤの一方と前記第1外歯ギヤとのギヤ比と、前記2連のプラネットギヤの他方と前記第2外歯ギヤとのギヤ比と、の違いによる前記第1外歯ギヤと第2外歯ギヤの差動により前記トルク発生機構からのトルクを増幅することを特徴とする請求項1に記載の動力伝達装置用アクチュエータ。
  7. 前記駆動軸は、前記入力軸および前記出力軸に対して偏心して設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の動力伝達装置用アクチュエータ。
  8. 前記2連のリングギヤは、前記入力軸および前記出力軸に対して偏心して設けられていることを特徴とする請求項3に記載の動力伝達装置用アクチュエータ。
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