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

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とからなるトルク発生機構と、該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、該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とからなるトルク発生機構と、
   該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、
   該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。
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。

Images