KR100617464B1 - 액츄에이터 및 이를 이용한 동력 단속 장치 - Google Patents

Abstract

동력 전달 장치의 단속 조작을 하기 위한 액츄에이터는 고정된 제1 플레이트와, 상기 제1 플레이트와 이동 가능하게 끼워진 제2 플레이트와, 상기 제2 플레이트에 회전가능하게 끼워진 제3 플레이트와, 상기 제3 플레이트와 끼워져 회전되는 구동 장치와, 상기 제3 플레이트의 회전을 상기 제2 플레이트의 이동으로 전환하는 캠 기구와, 상기 구동 장치에 대한 상기 제3 플레이트의 상대적인 회전 범위를 규제하는 유지 장치를 구비한다. 상기 캠 기구에 의해 구동된 상기 제2 플레이트는 상기 동력 전달 장치를 구동하여 동력의 전달을 단속한다.

Description

액츄에이터 및 이를 이용한 동력 단속 장치{ACTUATOR AND INTERMISSIVE POWER TRANSMISSION DEVICE THEREWITH}

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 액츄에이터 및 동력 전달 장치의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 의한 액츄에이터의 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 액츄에이터의 사시도로서, 부분적으로 조립한 상태이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 의한 액츄에이터의 정면도로서, 가동 플레이트가 제1 측에 있는 상태이다.

도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 의한 액츄에이터의 캠 기구 부근의 도면으로, 상기 가동 플레이트가 상기 제1 측에 있는 상태이다.

도 6은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 액츄에이터의 정면도로서, 가동 플레이트가 제2 측에 있는 상태이다.

도 7은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 액츄에이터의 캠 기구 부근의 도면으로, 상기 가동 플레이트가 상기 제2 측에 있는 상태이다.

도 8은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 액츄에이터에 있어서, 플레이트끼리 끼워진 상태를 도시하는 주요부 단면도이다.

도 9는 본 발명의 제2 실시형태에 의한 액츄에이터의 정면도이다.

도 10은 본 발명의 제2 실시형태에 의한 액츄에이터의 일부 단면도로서, 단면은 도 9에 있어서 X-X로 표시되어 있다.

도 11은 본 발명의 제3 실시형태에 의한 액츄에이터의 캠 플레이트와 스톱퍼의 주요부 정면도이다.

도 12는 본 발명의 제4 실시형태에 의한 액츄에이터의 캠 플레이트와 스톱퍼의 주요부 정면도이다.

도 13은 본 발명의 제4 실시형태에 의한 액츄에이터의 캠 플레이트의 평면도로서, 특히 그 기어부를 도시한다.

도 14는 본 발명의 제5 실시형태에 의한 액츄에이터의 정면도로서, 가동 플레이트가 중앙에 있는 상태이다.

도 15는 본 발명의 제5 실시형태에 의한 액츄에이터의 정면도로서, 가동 플레이트가 제1 측에 있는 상태이다.

도 16은 본 발명의 제5 실시형태에 의한 액츄에이터의 돌기 부근의 주요부 단면도이다.

도 17은 본 발명의 제5 실시형태에 의한 액츄에이터의 돌기 부근의 주요부 단면도로서, 상기 돌기가 캠 플레이트를 마찰에 의해 감속하고 있는 상태이다.

도 18은 본 발명의 제5 실시형태에 의한 액츄에이터에 있어서, 상기 캠 플레이트의 회전 위치와 축 위치의 관계를 도시하는 그래프이다.

도 19는 도 18과 비교해 상기 돌기가 없는 경우에 있어서, 상기 캠 플레이트 의 회전 위치와 축 위치의 관계를 도시하는 그래프이다.

도 20은 본 발명의 제6 실시형태에 의한 액츄에이터 및 동력 전달 장치의 단면도이다.

도 21은 본 발명의 제6 실시형태에 의한 액츄에이터의 주요부 단면도이다.

도 22는 본 발명의 제6 실시형태에 의한 액츄에이터의 정면도로서, 가동 플레이트가 중앙에 있는 상태이다.

도 23은 본 발명의 제6 실시형태에 의한 액츄에이터의 정면도로서, 가동 플레이트가 제1 측에 있는 상태이다.

도 24는 본 발명의 제6 실시형태에 의한 액츄에이터의 정면도로서, 가동 플레이트가 제2 측에 있는 상태이다.

도 25는 본 발명의 제6 실시형태에 의한 액츄에이터의 정면도로서, 조립 순서를 도시한다.

도 26은 본 발명의 제6 실시형태에 의한 액츄에이터의 정면도로서, 조립 순서를 도시한다.

도 27은 본 발명의 제6 실시형태에 의한 액츄에이터의 배면도로서, 조립 순서를 도시한다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 액츄에이터 3 : 리어 디퍼런셜

7 : 아웃터 디퍼런셜 케이스 9 : 인너 디퍼런셜 케이스

11 : 베벨 기어식의 차동 기구 13 : 도그 클러치

15 : 지지 플레이트 17 : 캠 플레이트

19 : 가동 플레이트 21 : 캠(캠 기구)

23 : 리턴 스프링 25 : 시프트 스프링

27 : 전동 모터 29 : 기어 세트

본 발명은 간편한 구조로도 높은 신뢰성이 얻어지는 액츄에이터 및 이를 이용하여 단속할 수 있는 동력 전달 장치에 관한 것이다.

디퍼런셜 기어 등의 동력 전달 장치는 동력의 전달을 제어하고, 액츄에이터를 구비하는 것이 제안되어 있다. 일본국 특허 공고 H05-54574는 공기압을 이용한 액츄에이터를 구비한 동력 전달 장치에 관한 것으로, 관련되는 기술을 개시하고 있다.

상기 관련 기술에 의하면, 액츄에이터는 디퍼런셜 캐리어에 고정된 실린더, 피스톤 등으로 구성되어 있고, 엔진에 구동되는 에어 펌프로부터 공기압이 공급되어 작동하고, 피스톤과 시프트 포크를 통해 클러치 링을 이동 조작하여, 맞물림 클러치를 맞물리게 한다. 또한, 공기압의 공급을 정지하면 맞물림 클러치의 맞물림이 해제된다.

상기 관련 기술에 의하면, 구조가 복잡하게 되므로 중량의 증가 등의 단점을 피할 수 없다. 또한 공기압을 이용한 장치이므로, 공기 누설 등에 기인하는 고장을 피하기 어려워, 신뢰성의 저하가 우려된다. 상기 고장을 회피하기 위해서는, 공기압계의 시일을 강화하는 등의 조치가 필요하고, 이는 더욱 구조를 복잡하게 하는 요인이다.

본 발명은 상기의 문제에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은 간편한 구조로도 높은 신뢰성이 얻어지는 액츄에이터 및 이를 이용한 동력 전달 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제1 국면에 의한 동력 전달 장치의 단속 조작을 하기 위한 액츄에이터는 고정된 제1 플레이트와, 상기 제1 플레이트와 상기 단속 조작의 방향으로 이동 가능하게 끼워진 제2 플레이트와, 상기 제2 플레이트에 회전 가능하게 끼워진 제3 플레이트와, 상기 제3 플레이트에 끼워져 회전되는 구동 장치와, 상기 제3 플레이트의 회전을 상기 제2 플레이트의 상기 단속 조작 방향의 이동으로 전환하는 캠 기구와, 상기 구동 장치에 대한 상기 제3 플레이트의 상기 걸림을 유지하는 유지 장치를 구비하고, 상기 캠 기구에 의해 구동된 상기 제2 플레이트는 상기 동력 전달 장치를 상기 단속 조작 방향으로 구동한다.

바람직하게는, 상기 제3 플레이트는 기어부를 구비하고, 상기 구동 장치는 상기 기어부에 끼워지는 피니언 기어를 구비한다. 더욱 바람직하게는, 상기 유지 장치는 상기 기어부를 둘러싸고 양단이 상기 기어부와 일체로 연결되어 있는 가이드부로서, 상기 가이드부의 상기 양단이 상기 피니언 기어에 접하여 상기 걸림을 유지한다.

바람직하게는, 상기 유지 장치는 상기 제1 플레이트를 구비하고, 상기 제3 플레이트의 회전 범위를 제한하는 스톱퍼이다. 더욱 바람직하게는, 상기 제3 플레이트는 상기 스톱퍼와 접하는 흡수재(absorber)를 구비한다. 더욱 바람직하게는, 상기 흡수재는 가요성 부재이다. 더욱 바람직하게는, 상기 제3 플레이트는 상기 스톱퍼와 접하는 두께부를 구비한다.

바람직하게는, 상기 유지 장치는 상기 제1 플레이트를 구비하고, 상기 제3 플레이트와 접하여 회전 범위를 제한하고, 또한 충격을 흡수하는 흡수재이다. 더욱 바람직하게는, 상기 흡수재는 가요성 부재 또는 스프링이다.

바람직하게는, 상기 유지 장치는 상기 제3 플레이트를 구비하는 상기 제1 플레이트의 단부를 감싸는 절곡부이다.

바람직하게는, 상기 액츄에이터는 또한 감속 장치를 구비하고, 상기 감속 장치는 상기 제3 플레이트가 상기 캠 기구를 구동한 후, 상기 유지 장치가 상기 제3 플레이트의 회전을 규제하기 전에, 상기 제3 플레이트를 감속한다. 더욱 바람직하게는, 상기 감속 장치는 상기 제3 플레이트를 마찰에 의해서 감속하고 상기 제1 플레이트에 일체로 형성된 돌기이다.

바람직하게는, 상기 구동 장치는 전동 모터이다.

본 발명의 제2 국면에 의한 단속할 수 있는 동력 전달 장치는, 한 쌍의 동력 전달 부재와, 동력의 전달을 단속하기 위한 한 쌍의 클러치와, 고정된 제1 플레이트와, 상기 제1 플레이트와 이동 가능하게 끼워진 제2 플레이트와, 상기 제2 플레 이트에 회전 가능하게 끼워진 제3 플레이트와, 상기 제3 플레이트를 회전시키는 구동 장치와, 상기 제3 플레이트의 회전을 상기 제2 플레이트의 이동으로 전환하는 캠 기구와, 상기 구동 장치에 대한 상기 제3 플레이트가 상대적인 회전 범위를 규제하는 유지 장치를 구비하고, 상기 캠 기구에 의해 구동된 상기 제2 플레이트는 상기 클러치를 구동하여, 상기 동력의 전달을 단속한다.

바람직하게는, 상기 제1 플레이트, 상기 제2 플레이트, 및 상기 제3 플레이트는 각각 평판형상의 소재로 일체로 성형되어 이루어져 있다.

<발명의 실시형태>

본 발명의 제1 실시형태를 도 1 내지 도 8을 참조하여 이하에 설명한다. 이하는 동력 전달 장치로서 4륜 구동차량의 리어 디퍼런셜(rear differential)을 예로 들어, 그 2륜 구동과 4륜 구동의 전환 제어에 액츄에이터를 적용한 예에 관해서 설명되어 있다. 그러나, 본 발명은 클러치 등 다른 다양한 동력 전달 장치의 제어에 적용할 수 있다. 또한, 좌우의 디퍼런셜의 록크(lock)와 언록크(unlock)의 전환 제어에 액츄에이터를 적용하는 것이 가능하다.

도 1은 리어 디퍼런셜(3)을 도시하고 있고, 좌우의 방향은 리어 디퍼런셜(3)이 이용된 4륜 구동차량에서의 좌우 방향이다.

리어 디퍼런셜(3)(엔진의 구동력을 좌우의 후륜에 배분하는 디퍼런셜 장치)는 차동 기구의 입력측에 구동력의 단속 기능을 구비한 디퍼런셜 장치이고, 4륜 구동차량에 이용되고, 2륜 구동시에는 후륜으로의 구동력을 단속한다.

리어 디퍼런셜(3)이 이용된 4륜 구동차량의 동력 전달계는 엔진(원동기), 트 랜스미션, 트랜스퍼, 2-4 전환(2륜 구동 상태와 4륜 구동 상태의 전환)기구, 프론트 디퍼런셜(엔진의 구동력을 좌우의 전륜에 배분하는 디퍼런셜 장치), 전방 차축, 좌우의 전륜, 후륜측의 프로펠러 샤프트, 리어 디퍼런셜(3), 후방 차축, 좌우의 후륜 등으로 구성되어 있다.

2-4 전환 기구는 트랜스퍼의 후륜측 출력 인터페이스를 구성하고 있고, 하기와 같이, 리어 디퍼런셜(3)과 동시에 연결 해제조작 및 연결 조작되어, 후륜측으로의 구동력을 단속한다.

엔진의 구동력은 트랜스미션으로부터 트랜스퍼에 전달되고, 트랜스퍼로부터 전륜측과 후륜측에 배분된다.

전륜측에 배분된 구동력은 프론트 디퍼런셜로부터 전방 차축을 통해 좌우의 전륜에 배분된다.

또한, 후륜측에 배분된 구동력은 2-4 전환 기구와 리어 디퍼런셜(3)이 연결되어 있는 동안은 2-4 전환 기구와 후륜측 프로펠러 샤프트로부터 리어 디퍼런셜(3)에 전달되고, 리어 디퍼런셜(3)로부터 후방 차축을 통해 좌우의 후륜에 배분되어, 차량은 4륜 구동 상태로 된다.

또한, 2-4 전환 기구와 리어 디퍼런셜(3)의 연결을 각각 해제하면, 후륜측이 엔진으로부터 단속되어, 차량은 2륜 구동 상태로 된다.

리어 디퍼런셜(3)은 디퍼런셜 캐리어(5)의 내부에 배치되어 있고, 디퍼런셜 캐리어(5)의 내부에는 오일통이 형성되어 있다.

리어 디퍼런셜(3)은 액츄에이터(1), 아웃터 디퍼런셜 케이스(7), 인너 디퍼 런셜 케이스(9), 베벨 기어식의 차동 기구(11), 도그 클러치(13)(피조작 장치: 클러치) 등으로 구성되어 있다.

또한, 액츄에이터(1)는 지지 플레이트(15)(제1 플레이트), 캠 플레이트(17)(제3 플레이트), 가동 플레이트(19)(제2 플레이트), 캠(21)(캠 기구), 리턴 스프링(23), 시프트 스프링(25), 전동 모터(27)(구동 장치), 기어 세트(29), 컨트롤러 등으로 구성되어 있다.

리어 디퍼런셜(3)은 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)와 인너 디퍼런셜 케이스(9)로 이루어지는 2중 케이싱(casing)구조로 되어 있고, 인너 디퍼런셜 케이스(9)는 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)의 내주에서 슬라이드 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)에 형성된 좌우의 보스부(31, 33)는 각각 스러스트 베어링(35)을 통해 디퍼런셜 캐리어(5)에 지지되어 있다.

디퍼런셜 캐리어(5)에는 베어링 캡(37, 37)이 나사부(39)에 의해 조여져 있고, 이들 베어링 캡(37)을 나사부(39)로 회전시킴으로써, 아웃터 레이스(41)가 축방향으로 이동하여 각 스러스트 베어링(35)의 예압(preload)을 조정할 수 있다.

아웃터 디퍼런셜 케이스(7)에는 링 기어(43)가 볼트(45)로 고정되어 있다. 링 기어(43)는 드라이브 피니언 기어(47)와 맞물리고, 드라이브 피니언 기어(47)는 드라이브 피니언 샤프트(49)와 일체로 형성되어 있다. 드라이브 피니언 샤프트(49)는 커플링과 후륜측의 프로펠러 샤프트 등을 통해 트랜스퍼의 2-4 전환 기구에 연결되어 있고, 엔진의 구동력은 트랜스퍼와 2-4 전환 기구로부터 이 후륜측 동력 전달계를 통해 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)를 회전시킨다.

아웃터 디퍼런셜 케이스(7)의 내부에는 클러치 링(51)(한 쌍의 클러치의 한쪽)이 배치되어 있고, 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)의 내주에서 축방향 이동 자유롭게 지지되어 있다.

도그 클러치(13)는 맞물림 기어(53)와 맞물림 기어(55)에 의해 구성되어 있고, 맞물림 기어(53)는 클러치 링(51)의 좌단부에 형성되고, 맞물림 기어(55)(한 쌍의 클러치의 다른쪽)는 인너 디퍼런셜 케이스(9)의 우단부에 형성되어 있다.

또한, 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)의 좌우에는 각각 오일이 유출입하는 개구(57, 59)가 원주방향 등간격으로 형성되어 있다. 클러치 링(51)의 우단에는 원주방향 등간격으로 4개의 레그부(61)가 형성되어 있고, 이들 레그부(61)는 우측의 개구(59)에 끼워져, 외부로 돌출되어 있다.

클러치 링(51)은 하기와 같이, 액츄에이터(1)에 의해 좌우로 이동 조작된다. 클러치 링(51)이 좌측방으로 이동 조작되면, 도 1의 하반부와 같이 도그 클러치(13)가 맞물려 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)와 인너 디퍼런셜 케이스(9)가 연결되고, 클러치 링(51)이 우측방으로 되돌아가면, 도 1의 상반부와 같이, 도그 클러치(13)의 맞물림이 해제되어, 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)와 인너 디퍼런셜 케이스(9)가 단속된다.

인너 디퍼런셜 케이스(9)의 좌단부와 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)의 사이에는 액츄에이터(1)로부터의 조작력을 받는 스러스트 와셔(63)가 배치되어 있고, 인너 디퍼런셜 케이스(9)는 이 스러스트 와셔(63)를 통해 축방향의 좌측방에 위치 결정되어 있다.

베벨 기어식의 차동 기구(11)는 다수 개의 피니언 샤프트(65), 피니언 기어(67), 좌우의 출력측 사이드 기어(69, 71) 등으로 구성되어 있다.

각 피니언 샤프트(65)의 선단은 인너 디퍼런셜 케이스(9)에 원주방향 등간격으로 형성된 관통 구멍(73)에 끼워져, 스프링 핀(75)에 의해서 탈락하는 것이 방지된다.

피니언 기어(67)는 각 피니언 샤프트(65)상에 회전 자유롭게 지지되어 있고, 사이드 기어(69, 71)는 좌우로부터 각 피니언 기어(67)와 맞물려 있다.

사이드 기어(69, 71)의 각 보스부(77, 79)는 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)에 형성된 저어널부(81, 83)에 의해 지지되어 있고, 각 보스부(77, 79)에는 좌우의 후방 차축이 각각 스플라인 연결되어 있다.

또한, 각 사이드 기어(69, 71)와 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)와의 사이에는 스러스트 와셔(85)가 각각 배치되고, 사이드 기어(69, 71)의 맞물림 스러스트력을 받고 있다.

인너 디퍼런셜 케이스(9)의 내주에는 각 피니언 기어(67)의 배면에 대향하여 구면 와셔부(87)가 형성되어 있고, 피니언 기어(67)의 원심력과, 각 사이드 기어(69, 71)의 맞물림에 의해서 피니언 기어(67)가 받는 맞물림 반력을 지지하고 있다.

액츄에이터(1)의 지지 플레이트(15)는 프레스 가공되어 있고, 도 2와 같이, 고리형상 판부(89), 고리형상 판부(89)와 일체로 형성된 2개의 고정 판부(91), 고리형상 판부(89)의 내주에 원주방향 등간격으로 형성된 3개의 장착 오목부(93), 고 리형상 판부(89)의 외주에 원주방향 등간격으로 형성된 2개의 가이드홈(95) 등으로 구성되어 있다. 상기 지지 플레이트(15)는 상기 캠(21)이나 스프링(23, 25) 등에 의한 축방향의 힘에 견디도록, 가동 플레이트(19) 및 캠 플레이트(17)보다 조금 두꺼운 판 두께를 갖고 있다.

캠 플레이트(17)는 프레스 가공되어 있고, 도 8과 같이, 고리형상 판부(97), 상기 고리형상 판부(97)로부터 일체적으로 연장되어 기어의 날을 갖는 플레이트 부분(99), 고리형상 판부(97)의 내주에 원주방향 등간격으로 형성된 3개의 장착 오목부(101), 각 오목부(101)의 원주방향에 인접하여 형성된 3개의 지지 돌기(103)(지지 플레이트의 단부를 감싸는 절곡부: 맞물림 유지 수단), 고리형상 판부(97)의 내주에 따라 원주방향 등간격으로 형성된 3개의 캠 부재(105) 등으로 구성되어 있다. 상기 3개의 캠 부재(105)는 상기 가동 플레이트(19)의 축방향의 이동량(스트로크)에 따른 높이로 하여, 프레스 가공에 의해 형성되어 있다.

플레이트 부분(99)은 고리형상 판부(97)와 일체로 형성되어 있고, 그 외주에는 기어(107)(기어부)가 형성되어 있다. 또한, 지지 돌기(103)는 고리형상 판부(97)에 형성된 축방향 부분(109)과, 축방향 부분(109)의 단부에 형성된 직경 방향 부분(111)으로 구성되어 있다.

각 캠 부재(105)는 도 5, 도 7과 같이, 경사면(113)(캠면), 직경 방향으로 형성된 캠 각을 가지지 않는 유지면(115), 경사면(113)과 유지면(115)과의 사이에 형성된 유지 돌기(117)로 구성되어 있다.

가동 플레이트(19)는 프레스 가공되어 있고, 도 2와 같이, 고리형상 판부(119)(기부), 고리형상 판부(119)의 내주에 원주방향 등간격으로 형성된 3개의 캠 가이드 부재(121)(돌기), 각 캠 가이드 부재(121) 사이에 형성된 3개의 내주 가이드 부재(123), 고리형상 판부(119)의 외주에 원주방향 등간격으로 형성된 2개의 외주 가이드 부재(125) 등으로 구성되어 있다.

또한, 각 캠 가이드 부재(121)는 고리형상 판부(119)에 형성된 축방향 부분(127)과, 축방향 부분(127)의 단부에 형성된 직경 방향 부분(129)으로 구성되어 있다.

지지 플레이트(15)와 캠 플레이트(17)와 가동 플레이트(19)는 도 3과 같이 장착되고, 이 장착은 다음과 같은 순서로 행해진다.

우선, 캠 플레이트(17)의 각 지지 돌기(103)를, 우측에서 지지 플레이트(15)의 각 장착 오목부(93)에 각각 삽입시킨 후, 캠 플레이트(17)를, 도 2의 화살표(131)의 방향으로, 캠 플레이트(17)의 각 장착 오목부(101)가 지지 플레이트(15)의 각 장착 오목부(93)와 겹칠때까지 회전시킨다.

이 상태에서, 도 8과 같이, 캠 플레이트(17)의 각 지지 돌기(103)의 축방향 부분(109)과 직경 방향 부분(111)이 지지 플레이트(15)의 고리형상 판부(89)의 내주 단부를 둘러싸 걸고, 지지 플레이트(15)에 의해 캠 플레이트(17)가 축방향으로 위치 결정되어, 중앙 정렬된다.

이어서, 가동 플레이트(19)의 각 캠 가이드 부재(121)를 좌측에서 지지 플레이트(15)와 캠 플레이트(17)의 각 장착 오목부(93, 101)에 삽입시킨 후, 캠 플레이트(17)를, 도 2의 화살표(133)의 방향으로 회전시키면, 가동 플레이트(19)가 각 캠 가이드 부재(121)의 직경 방향 부분(129)에 의해서 캠 플레이트(17)의 고리형상 판부(97)에 끼워진다.

이와 같이, 각 플레이트(15, 17, 19)의 장착은 공정이 적어, 매우 용이하다.

장착이 종료한 상태에서, 지지 플레이트(15)와 캠 플레이트(17)의 각 고리형상 판부(89, 97)는 가동 플레이트(19)의 내주 가이드 부재(123)에 의해 내주가 가이드되어 있고, 이렇게 해서 지지 플레이트(15)와 캠 플레이트(17)와 가동 플레이트(19)는 서로 중앙 정렬된다. 또한, 캠 플레이트(17)는 지지 플레이트(15)와 가동 플레이트(19)에 대해 회전 가능하다.

지지 플레이트(15)의 각 고정 판부(91)는 도 1과 같이, 전동 모터(27)의 장착구(135)와 함께 볼트(137)에 의해서 디퍼런셜 캐리어(5)에 고정되어 있다.

캠(21)은 도 5, 도 7과 같이, 캠 플레이트(17)의 각 캠 부재(105)와 가동 플레이트(19)의 각 캠 가이드 부재(121)(직경 방향 부분(129))로 구성되어 있다.

리턴 스프링(23)은 도 1과 같이, 클러치 링(51)의 리테이너(139)에 일체로 형성되어 있다. 도 1, 도 2, 도 3과 같이, 이 리테이너(139)에 형성된 쇼울더부(141)는 클러치 링(51)의 각 레그부(61)에 고정되어 있고, 리테이너(139)(리턴 스프링(23))와 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)의 우단부와의 사이에는 링(143)이 배치되어 있다.

클러치 링(51)과 리테이너(139)는 일체로 축방향으로 왕복 이동 가능하고, 리턴 스프링(23)은 클러치 링(51)을 도그 클러치(13)의 맞물림 해제방향(우측방)으로 가압하고 있다.

시프트 스프링(25)은 도 1과 같이, 가동 플레이트(19)와 일체로 형성되어 있다. 시프트 스프링(25)의 가압력은 리턴 스프링(23)의 가압력보다 크게 되어 있고, 가동 플레이트(19)와 클러치 링(51)을 도그 클러치(13)의 맞물림 방향(좌측방)으로 가압하고 있다.

또, 리턴 스프링(23)과 시프트 스프링(25)은 도 2에 도시하는 바와 같이, 각각 코일 스프링(145)과 코일 스프링(147)을 이용해도 된다.

또한, 캠 플레이트(17)에는 코일 스프링(147)용의 스프링 시트(149)가 원주방향 등간격으로 3군데 형성되어 있다.

전동 모터(27)는 장착구(135)를 통해 디퍼런셜 캐리어(5)에 고정되어 있다. 전동 모터(27)는 양 방향으로 회전 가능하고, 컨트롤러를 통해 차량 탑재의 배터리에 접속되어 있다.

기어 세트(29)는 전동 모터(27)의 출력축(151)에 고정된 피니언 기어(153)와, 캠 플레이트(17)(플레이트 부분(99))의 기어(107)로 구성되어 있고, 전동 모터(27)의 회전 토오크를 증폭하여, 캠 플레이트(17)를 회전시킨다.

컨트롤러는 하기와 같이 하여 도그 클러치(13)의 단속 조작을 행하는 동시에, 2륜 구동 상태에서 4륜 구동 상태로 전환할 때에는 도그 클러치(13)와 2-4 전환 기구를 각각 동시에 연결 조작하여, 4륜 구동 상태로부터 2륜 구동 상태로 전환할 때에는 각각을 동시에 연결 해제조작한다.

또한, 도그 클러치(13)의 단속 조작에 있어서, 컨트롤러는 전동 모터(27)를 양 방향(일방향과 반대 방향)으로 각각 소정의 시간(각도)만큼 회전시키는 시간 제 어를 한다. 전동 모터(27)가 소정의 시간만큼 회전하면, 기어 세트(29)를 통해 캠 플레이트(17)가 소정의 방향으로 소정의 각도만큼 회전 조작된다.

도 4는 플레이트 부분(99)을 일방향으로 최대 각도만큼 회전시킨 상태를 도시하고 있고, 기어 세트(29)의 피니언 기어(153)는 기어(107)의 일측 단부에서 맞물려 있다. 이 때, 지지 플레이트(15)의 한쪽 고정 판부(91)는 플레이트 부분(99)과 맞닿아 스톱퍼로 되고, 캠 플레이트(17)의 과회전을 방지하여, 기어(107)가 피니언 기어(153)로부터 빠지는 것을 방지하고 있다.

도 5는 도 4에 대응하는 캠(21)의 상태를 도시하고, 각 캠 가이드 부재(121)(가동 플레이트(19))의 직경 방향 부분(129)은 각 캠 부재(105)(캠 플레이트(17))의 경사면(113)을 오르기 전이다. 이 때, 직경 방향 부분(129)은 시프트 스프링(25)의 가압력에 의해서 고리형상 판부(97)에 가압되고, 캠(21)은 작동하지 않는다. 또한, 도 4, 5의 각 화살표는 각각의 상태에서 전동 모터(27)를 반대 방향으로 회전시켰을 때의 캠 플레이트(17)와 캠 가이드부재(121)(가동 플레이트(19))의 이동 방향을 도시하고 있다.

캠(21)이 작동하지 않는 상태에서는 도 1의 하반부와 같이, 가동 플레이트(19)(클러치 링(51))가 시프트 스프링(25)에 의해서 좌측방으로 이동하고, 도그 클러치(13)가 맞물려 있다.

이 때, 시프트 스프링(25)은 대기 기구로 되어, 맞물림 날(53, 55)의 위상이 일치하는 곳에서 도그 클러치(13)를 맞물리게 한다.

도그 클러치(13)가 맞물리면, 상기한 바와 같이, 차량은 4륜 구동 상태로 된 다.

도 6은 도 4의 상태로부터 전동 모터(27)를 반대 방향으로 최대 각도 회전시킨 상태를 도시하고, 기어 세트(29)의 피니언 기어(153)는 기어(107)의 타측 단부에서 맞물려 있다. 이 때, 지지 플레이트(15)의 다른쪽 고정 판부(91)는 플레이트 부분(99)과 맞닿아 스톱퍼로 되고, 캠 플레이트(17)의 과회전을 방지하며, 기어(107)가 피니언 기어(153)로부터 빠지는 것을 방지하고 있다.

도 7은 도 6에 대응하는 캠(21)의 상태를 도시하고, 각 캠 가이드부재(121)의 직경 방향 부분(129)이 각 캠부재(105)의 경사면(113)을 올라, 유지 돌기(117)를 넘어 유지면(115)에 유지되고, 캠(21)을 작동시키고 있다. 또한, 도 6, 도 7의 각 화살표는 각각의 상태로부터 전동 모터(27)를 반대 방향으로 회전시켰을 때의 캠 플레이트(17)와 캠 가이드 부재(121)(가동 플레이트(19))의 이동 방향을 도시하고 있다.

캠(21)이 작동하면, 그 캠 스러스트력에 의해 각 캠 가이드부재(121)(가동 플레이트(19))가 도 7의 상측방으로 이동하고, 시프트 스프링(25)을 눌러 압축시킨다.

또, 도 8은 이 때의 각 플레이트(15, 17, 19)의 축방향 위치를 도시하고 있고, 시프트 스프링(25)이 눌려 압축된 상태라도 가동 플레이트(19)(고리형상 판부(119))와 캠 플레이트(17)의 직경 방향 부분(111)의 사이에는 충분한 클리어런스(clearance)(D)가 유지되고 있다.

시프트 스프링(25)이 상기 지지 플레이트(15)에 접하여, 축방향의 힘을 받아 압축되면, 도 1의 상반부와 같이, 리턴 스프링(23)의 가압력에 의해서 가동 플레이트(19)(클러치 링(51))가 우측방으로 이동하고, 도그 클러치(13)의 맞물림이 해제된다.

도그 클러치(13)의 맞물림이 해제되면, 상기한 바와 같이, 차량은 2륜 구동 상태로 된다.

또한, 유지 돌기(117)가 그 체크 기능에 의해, 각 캠 가이드 부재(121)를 유지면(115)에 유지하므로, 전동 모터(27)를 정지시킨 상태에서, 주행중에 진동이나 충격 등의 외란 인자를 받더라도, 운전자의 뜻과 달리 차량이 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 변동하는 것이 방지된다.

상기한 바와 같이, 도그 클러치(13)와 2-4 전환 기구가 각각 연결되는 4륜 구동 상태에서는 엔진의 구동력이 2-4 전환 기구로부터 후륜측 동력 전달계를 통해 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)에 전달되고, 도그 클러치(13)를 통해 인너 디퍼런셜 케이스(9)가 회전 구동된다. 이 회전은 피니언 샤프트(65)로부터 피니언 기어(67)를 통해 사이드 기어(69, 71)에 배분되고, 각 차축을 통해 좌우의 후륜에 전달된다.

차량이 4륜 구동 상태가 되면, 험한 길 등에서의 주파성, 탈출성, 안정성이 향상된다.

또한, 예를 들면, 험한 길 주행 중에 후륜 사이에 구동 저항차가 생기면, 각 피니언 기어(67)의 자전에 의해 엔진의 구동력은 좌우의 후륜에 차동 배분된다.

도그 클러치(13)와 2-4 전환 기구의 연결이 각각 해제되는 2륜 구동 상태에서는 인너 디퍼런셜 케이스(9)로부터 후륜까지 도그 클러치(13)에 의해 단속되고, 자유 회전 상태가 되는 동시에, 2-4 전환 기구로부터 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)까지의 동력 전달계가 엔진의 구동력과 후륜에 의한 동반 회전의 양쪽으로부터 단속되어, 회전이 정지한다.

이와 같이 2-4 전환 기구로부터 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)까지의 후륜측 동력 전달계의 회전이 정지하는 2륜 구동 상태에서는 진동이 경감하여 승차감이 향상하는 동시에, 후륜측 동력 전달계의 각 부에서 마모가 경감되어 내구성이 향상되고, 또한, 회전 저항의 저감분만큼 엔진의 부담이 경감하여, 연비가 향상된다.

아웃터 디퍼런셜 케이스(7)에는 개구(57, 59) 이외에, 보스부(31, 33)의 내주에 각각 나선형상의 오일홈(163, 165)이 형성되어 있고, 또한, 스러스트 와셔(85, 85)와 대향하는 부분에는 오일홈(163, 165)에 각각 연통시킨 직경 방향의 오일홈(167, 169)이 형성되어 있다.

개구(57, 59)는 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)의 직경 방향 외측 부분에 형성되어 있으므로, 디퍼런셜 캐리어(5)에 형성된 오일통의 오일에 항상 침적되어 있고, 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)의 회전에 따라 개구(57, 59)로부터 오일이 유출입한다.

또한, 오일통의 오일은 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)(링 기어(43))의 회전에 의해서 튀게 되고, 튀겨진 오일(splash oil)은 오일홈(163, 165)의 나사 펌핑 작용에 의해서 이동이 촉진되고, 오일홈(167, 169)과, 스러스트 와셔(85, 85) 등의 간극을 통과해 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)의 내부에 유입한다.

아웃터 디퍼런셜 케이스(7)에 유입된 오일은 차동 기구(11)를 구성하는 각 기어(67, 69, 71)의 맞물림부, 피니언 샤프트(65)와 피니언 기어(67)의 슬라이드 부, 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)와 인너 디퍼런셜 케이스(9)의 슬라이드부, 아웃터 디퍼런셜 케이스(7)와 클러치 링(51)의 슬라이드부, 도그 클러치(13)(맞물림 날(53, 55)) 등에 공급되어 이들을 윤활·냉각한다.

또한, 액츄에이터(1)의 하부 영역도 오일통에 침적되어 있고, 회전 조작되는 캠 플레이트(17)와 지지 플레이트(15) 및 가동 플레이트(19)와의 슬라이드부, 캠(21) 등도 윤활·냉각된다.

또한, 기어 세트(29)도 상기의 튀겨진 오일에 의해 윤활·냉각된다.

상기의 각 윤활·냉각부에서는 공급된 오일에 의해, 마모가 경감되고, 내구성이 향상되는 동시에, 각 슬라이드부에서의 마찰 저항이 경감되어, 엔진의 연비가 향상된다.

이렇게 해서, 액츄에이터(1)와 리어 디퍼런셜(3)이 구성되어 있다.

액츄에이터(1)는 도 2과 같이, 캠 플레이트(17)에 형성한 지지 돌기(103)에 의해서, 지지 플레이트(15)와 캠 플레이트(17)가 축방향으로 위치 결정되어 중앙 정렬되어 있다.

따라서, 캠(21)이 작동하지 않는 동안에 도그 클러치(13)에 래칭(racheting)이 발생하더라도, 캠 플레이트(17)의 진동이 방지되어, 캠 플레이트(17)측의 기어(107)와 전동 모터(27)측의 피니언 기어(153)는 맞물림이 안정되고, 마모와 내구성의 저하가 방지되어, 액츄에이터(1)와 리어 디퍼런셜(3)의 동작과 성능이 안정된다.

또한, 캠 플레이트(17)의 진동을 방지함으로써, 도그 클러치(13)의 래칭이 감소하므로, 도그 클러치(13)의 맞물림 날(53, 55)과, 래칭에 따라 신축하는 리턴 스프링(23)과 시프트 스프링(25)의 내구성 저하도 대폭 경감된다.

또한, 전동 모터(27)의 회전 토오크를 캠(21)에 의해 도그 클러치(13)의 조작력으로 변환하는 액츄에이터(1)는 유체압식의 액츄에이터를 이용한 종래예와 달리, 고가의 펌프, 피스톤과 실린더, 시프트 메카니즘 등이 불필요해지고, 그만큼 부품 점수가 적고, 구조가 간단하며, 저비용이다.

또한, 액츄에이터(1)를 이용한 리어 디퍼런셜(3)은 압력 라인 등이 넓은 배치 공간이 불필요하여, 경량으로 컴팩트하게 구성되어 차량 탑재성이 향상되는 동시에, 디퍼런셜 캐리어(5)를 변경할 필요도 없으므로, 변경에 따르는 큰 비용 상승이 방지된다.

또한, 액츄에이터(1)와 리어 디퍼런셜(3)은 압력 누설에 의한 기능 저하와 압력 변동의 영향으로부터 해방되어, 성능과 안정성과 신뢰성이 크게 향상되는데다, 압력 라인 각 부의 시일 강화와 이에 따르는 비용의 상승도 피할 수 있다.

본 발명의 제2 실시형태를 도 9 및 도 10을 참조하여 이하에 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 전술과 실질적으로 동일한 요소에 관해서는 동일한 참조 번호를 붙여 상세한 설명을 생략하고, 주로 서로 다른 것에 대해서 설명한다.

액츄에이터(251)는 제1 실시형태의 리어 디퍼런셜(3)에 액츄에이터(1)와 치환해 이용된다.

액츄에이터(251)에서는 캠 플레이트(17)(플레이트 부분(99))에 기어(107)와의 사이에 소정의 간격을 두고, 기어(107)의 양단측과 배면측을 둘러싸는 가이드부(253)(맞물림 유지 수단)가 형성되고, 전동 모터(27)측의 피니언 기어(153)는 가이드부(253)와 기어(107) 사이에 형성된 슬릿(255) 중에서 기어(107)와 맞물려 있다.

이와 같이 구성된 액츄에이터(251)에서는 피니언 기어(153)의 회전에 의해 캠 플레이트(17)(기어(107))가 회전하고, 피니언 기어(153)가 기어(107)의 단부까지 이동해도, 피니언 기어(153)는 가이드부(253)의 양단부에 맞닿고, 그 가이드 기능에 의해 기어(107)로부터 빠지는 것이 방지된다.

또한, 기어(107)와의 맞물림에 의해 피니언 기어(153)에 걸리는 맞물림 반력은 가이드부(253)가 받으므로, 피니언 기어(153)나 전동 모터(27)의 출력축(151) 등의 변형이 방지된다.

제2 실시형태에 의하면, 이렇게 해서 피니언 기어(153)와 기어(107)의 맞물림이 정상으로 유지되므로, 액츄에이터(251)와 리어 디퍼런셜(3)의 성능과 동작이 안정된다.

본 발명의 제3 실시형태를 도 11을 참조하여 이하에 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상술과 실질적으로 동일한 요소에 관해서는 동일한 참조 번호를 붙여 상세한 설명을 생략하고, 주로 서로 다른 것에 관해서 설명한다.

제3 실시형태의 액츄에이터는 제1 실시형태의 리어 디퍼런셜(3)에 액츄에이터(1)와 치환하여 이용되고 있다.

제3 실시형태의 액츄에이터에서는 캠 플레이트(17)(플레이트 부분(99))의 양단(캠 플레이트가 스톱퍼와 접하는 부분)에 슬릿(301)을 가공함으로써, 탄성 부재(303, 303)(맞물림 유지 수단)가 형성되어 있다.

따라서, 전동 모터(27)에 의해 캠 플레이트(17)(기어(107))가 양 방향으로 회전하고, 지지 플레이트(15)의 고정 판부(91)(캠 플레이트의 회전 각도를 소정의 범위로 유지하는 스톱퍼)와 충돌해도, 이들 탄성부재(303)에 의해서 그 충격이 흡수되므로, 충격을 받아도 피니언 기어(153)와 기어(107)의 맞물림이 빠지는 일은 없다.

또한, 탄성부재(303)에 의한 이러한 충격 흡수 기능에 의해, 충격에 의한 피니언 기어(153)와 기어(107)의 마모가 방지되어, 캠 플레이트(17)(플레이트 부분(99))나 고정 판부(91)의 변형도 방지된다.

제3 실시형태에 의하면, 이와 같이 피니언 기어(153)와 기어(107)의 맞물림이 정상으로 유지되므로, 액츄에이터와 리어 디퍼런셜(3)의 성능과 동작이 안정된다.

또한, 플레이트 부분(99)의 슬릿(301)은 캠 플레이트(17)를 프레스 가공할 때에 동시 가공할 수 있으므로, 이 구성은 매우 저비용으로 용이하게 실시할 수 있다.

본 발명의 제4 실시형태를 도 12 및 도 13을 참조하여 이하에 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 전술과 실질적으로 동일한 요소에 관해서는 동일한 참조 번호를 붙여 상세한 설명을 생략하고, 주로 서로 다른 것에 관해서 설명한다.

제4 실시형태의 액츄에이터는 제1 실시형태의 리어 디퍼런셜(3)에 액츄에이터(1)와 치환하여 이용되고 있다.

제4 실시형태의 액츄에이터에서는 캠 플레이트(17)(플레이트 부분(99))의 양단에 한 쌍의 두께부(351)(맞물림 유지 수단)를 형성하고 있다.

따라서, 전동 모터(27)에 의해서 캠 플레이트(17)(기어(107))가 양 방향으로 회전하고, 지지 플레이트(15)의 고정 판부(91)(스톱퍼)와 충돌하여 전동 모터(27)의 회전이 멈추고(stall), 기어(107)에 큰 토오크가 걸려도, 두께부(351)가 상기 토오크를 수용하므로, 파손이나 마모가 방지된다.

본 발명의 제5 실시형태를 도 14 내지 도 19를 참조하여 이하에 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 전술과 실질적으로 동일한 요소에 관해서는 동일한 참조 번호를 붙여 상세한 설명을 생략하고, 주로 서로 다른 것에 관해서 설명한다.

이 액츄에이터(601)는 액츄에이터(1)와 치환해 제1 실시형태의 리어 디퍼런셜(3)에 이용되고 있다.

액츄에이터(601)에서는 도 14와 도 15에 도시하는 바와 같이, 지지 플레이트(15)에, 캠 플레이트(17)(플레이트 부분(99))의 회전 중심 양측의 원주방향 등거리에, 스톱퍼(603)와 돌출부(605)와 한 쌍의 볼록부(607)(감속 수단)가 형성되어 있다.

각 스톱퍼(603)는 각 돌출부(605)에 있어서 캠 플레이트(17)측으로 절곡 형성되어 있고, 도 14의 화살표(651)와 같이, 양 방향으로 회전한 캠 플레이트(17)(플레이트 부분(99))가 스톱퍼(603)에 접해 회전을 정지하고, 회전을 정지함으로써 피니언 기어(153)가 기어부(107)로부터 빠지는 것을 방지한다. 도 15는 화살표(653)와 같이, 캠 플레이트(17)(플레이트 부분(99))가 우측 방향(2WD의 위 치)으로 회전하여 스톱퍼(603)에 접한 상태를 나타내고 있다.

또한, 스톱퍼(603)는 캠 플레이트(17)의 회전 방향으로 변형하도록 구부러져 있고, 회전한 캠 플레이트(17)가 접할 때, 그 탄성력에 의해 충격이 완화된다.

각 볼록부(607)는 캠 플레이트(17)측에 형성되어 있고, 캠 플레이트(17)가 스톱퍼(603)에 접하기 직전의 회전 위치(회전 각도)에 형성되어 있다.

도 16은 캠 플레이트(17)가 회전하여 볼록부(607)에 근접하는 상태를 도시하고 있다. 이 상태에서는 상기한 바와 같이 캠 플레이트(17)는 캠(21)에서 가동 플레이트(19)와의 접촉을 종료하고, 긴 화살표(655)가 도시하는 바와 같이, 전동 모터(27)의 토오크에 의해 고속으로 회전하고 있다.

도 17은 도 16의 위치로부터 더 회전한 캠 플레이트(17)가 볼록부(607)에 올려져 슬라이드 저항을 받는 상태를 도시하고 있고, 짧은 화살표(657)가 도시하는 바와 같이, 이 슬라이드 저항에 의해서 스톱퍼(603)와 접하기 직전에 회전 속도가 감속된다.

회전 속도가 이와 같이 감속되면, 캠 플레이트(17)가 스톱퍼(603)와 고속으로 접하는 것이 회피되어, 충격이 완화되므로, 전동 모터(27)의 피니언 기어(153)와 플레이트 부분(99)의 기어부(107)나 전동 모터(27)가 손상을 받는 것이 방지된다.

도 18은 캠 플레이트(17)의 회전 각도에 대한 가동 플레이트(19)의 축방향 위치를 도시하는 그래프(659)이고, 횡축(회전 각도)에는 스톱퍼 위치가 표시되고, 종축(축방향 위치)에는 2륜 구동(2WD) 시의 위치와 4륜 구동(4WD) 시의 위치가 표 시되어 있다.

캠 플레이트(17)가 도 14의 상태로부터 2륜 구동시의 방향(도 15의 위치)까지 회전하면 캠(21)이 작동하고, 그래프(659)와 같이, 가동 플레이트(19)는 캠 부재(105)의 경사면(113)을 올라가, 유지 돌기(117)에 의한 피크(661)를 거쳐 2륜 구동시의 위치로 이동한다.

이 사이에, 캠 플레이트(17)는 볼록부(607)와 접촉하여 감속된 후, 스톱퍼(603)에 접해 회전을 정지한다. 또한, 가동 플레이트(19)는 피크(661)를 거친 후, 캠 플레이트(17)가 볼록부(607)에 올려 졌을 때의 축방향 이동분만큼 피크(663)와 같이 축방향으로 이동한다.

또한, 캠 플레이트(17)가 도 14의 상태에서 4륜 구동시의 방향으로 회전하면 캠(21)의 작동이 정지하고, 가동 플레이트(19)는 캠 부재(105)의 경사면(113)을 내려가, 4륜 구동시의 위치로 이동한다.

이 사이에, 캠 플레이트(17)는 반대측의 볼록부(607)와 접촉하여 감속된 후, 반대측의 스톱퍼(603)에 접하여 회전을 정지한다. 또한, 가동 플레이트(19)는 캠 플레이트(17)가 볼록부(607)에 올려졌을 때의 축방향 이동분만큼 피크(665)와 같이 축방향으로 이동한다.

또한, 도 19는 볼록부(607, 607)를 가지지 않는 액츄에이터에서의 캠 플레이트의 회전 각도에 대한 가동 플레이트의 축방향 위치를 도시하는 그래프(671)이고, 도 18의 그래프(659)와 달리, 캠 플레이트(17)가 볼록부(607)에 올려졌을 때의 피크(663, 665)가 없고, 캠 플레이트(17)의 감속 기능과 충격 완화 기능을 가지지 않 는 것을 나타내고 있다.

또, 액츄에이터(601)의 경우, 스톱퍼(603, 603)를 형성함으로써, 지지 플레이트(15)의 고정 판부(91)는 스톱퍼 기능으로부터 해방되어 있다.

또한, 도 14와 도 15와 같이, 가동 플레이트(19)에는 2개의 외주 가이드 부재(609)와 4개의 가이드부재(611)가 형성되어 있고, 각 외주 가이드 부재(609)는 지지 플레이트(15)의 외주를 유지하여 가동 플레이트(19)와 지지 플레이트(15)를 서로 중앙 정렬하고, 각 가이드부재(611)는 지지 플레이트(15)에 형성된 가이드 구멍(613)에 걸리고, 서로 회전 정지와 중앙 정렬을 하고 있다.

이와 같이 구성된 액츄에이터(601)는 상기한 바와 같이, 캠 플레이트(17)의 회전이 볼록부(607)와의 슬라이드에 의해 감속되므로, 스톱퍼(603)와 닿을 때의 충격이 완화되어, 피니언 기어(153)와 기어부(l07)나 전동 모터(27)의 손상이 방지되어, 내구성이 향상된다.

또한, 지지 플레이트(15)에 볼록부(607, 607)를 형성하는 구성은 실시가 용이하고, 저비용이다.

본 발명의 제6 실시형태를 도 20 내지 도 27을 참조하여 이하에 설명한다. 이하의 기술에 있어서, 좌우의 방향은 리어 디퍼런셜(703)이 이용된 4륜 구동차량에 있어서의 좌우 방향과 일치하고 있다. 리어 디퍼런셜(703)(엔진의 구동력을 좌우의 후륜에 배분하는 디퍼런셜 장치)는 차동 기구의 입력측에 구동력의 단속 기능을 구비한 디퍼런셜 장치이고, 4륜 구동차량에 이용되고, 2륜 구동시에는 후륜으로의 구동력을 절단한다.

리어 디퍼런셜(703)이 이용된 4륜 구동차량의 동력 전달계는 엔진(원동기), 트랜스미션, 트랜스퍼, 2-4 전환 기구, 프론트 디퍼런셜(엔진의 구동력을 좌우의 전륜에 배분하는 디퍼런셜 장치), 전방 차축, 좌우의 전륜, 후륜측의 프로펠러 샤프트, 리어 디퍼런셜(703), 후방 차축, 좌우의 후륜 등으로 구성되어 있다.

2-4 전환 기구는 트랜스퍼의 후륜측 출력 인터페이스를 구성하고 있고, 하기와 같이, 리어 디퍼런셜(703)과 동시에 연결 해제조작 및 연결 조작되어, 후륜측으로의 구동력을 단속한다. 엔진의 구동력은 트랜스미션으로부터 트랜스퍼에 전달되고, 트랜스퍼로부터 전륜측과 후륜측에 배분된다.

전륜측에 배분된 구동력은 프론트 디퍼런셜로부터 전방 차축을 통해 좌우의 전륜에 배분된다. 또한, 후륜측에 배분된 구동력은 2-4 전환 기구와 리어 디퍼런셜(703)이 연결되어 있는 동안 2-4 전환 기구와 후륜측 프로펠러 샤프트로부터 리어 디퍼런셜(703)에 전달되고, 리어 디퍼런셜(703)로부터 후방 차축을 통해 좌우의 후륜에 배분되고, 차량은 4륜 구동 상태로 된다. 또한, 2-4 전환 기구와 리어 디퍼런셜(703)의 연결을 각각 해제하면, 후륜측이 엔진으로부터 단속되어, 차량은 2륜 구동 상태로 된다.

리어 디퍼런셜(703)은 디퍼런셜 캐리어(705)의 내부에 배치되어 있고, 디퍼런셜 캐리어(705)의 내부에는 오일통이 형성되어 있다. 리어 디퍼런셜(703)은 도 20과 같이, 기어 날을 갖는 플레이트를 이용한 액츄에이터(701), 아웃터 디퍼런셜 케이스(707), 인너 디퍼런셜 케이스(709), 베벨 기어식의 차동 기구(711), 도그 클러치(713)(피조작 장치 : 클러치) 등으로 구성되어 있다.

기어 날을 갖는 플레이트를 이용한 액츄에이터(701)는 도 20과 도 21과 같이, 지지 플레이트(715), 캠 플레이트(717), 가동 플레이트(719), 캠(721)(캠 기구), 코일 스프링(723)(충격력 흡수 수단), 리턴 스프링(725), 시프트 스프링(727), 전동 모터(729), 기어 세트(731), 컨트롤러 등으로 구성되어 있다.

리어 디퍼런셜(703)은 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)와 인너 디퍼런셜 케이스(709)로 이루어지는 2중 케이싱 구조로 되어 있고, 인너 디퍼런셜 케이스(709)는 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)의 내주에서 슬라이드 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)에 형성된 좌우의 보스부(733, 735)는 각각 스러스트 베어링(737)(도 21)을 통해 디퍼런셜 캐리어(705)에 지지되어 있다.

아웃터 디퍼런셜 케이스(707)에는 링 기어(739)(도 21)가 볼트로 고정되어 있다. 링 기어(739)는 드라이브 피니언 기어와 맞물리고, 이 드라이브 피니언 기어는 드라이브 피니언 샤프트와 일체로 형성되어 있다. 드라이브 피니언 샤프트는 커플링과 후륜측의 프로펠러 샤프트 등을 통해 트랜스퍼의 2-4 전환 기구에 연결되어 있고, 엔진의 구동력은 트랜스퍼와 2-4 전환 기구로부터 이 후륜측 동력 전달계를 통해 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)를 회전시킨다.

아웃터 디퍼런셜 케이스(707)의 내부에는 클러치 링(741)이 배치되어 있고, 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)의 내주에서 축방향 이동 자유롭게 지지되어 있다.

도그 클러치(713)는 맞물림 기어(743)와 맞물림 기어(745)에 의해 구성되어 있고, 맞물림 기어(743)는 클러치 링(741)의 좌단부에 형성되고, 맞물림 기어(745) 는 인너 디퍼런셜 케이스(709)의 우단부에 형성되어 있다.

또한, 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)의 좌우에는 각각 오일이 유출입하는 개구(747, 749)가 원주방향 등간격으로 형성되어 있다. 클러치 링(741)의 우단에는 원주방향 등간격으로 3개의 레그부(751)가 형성되어 있고, 이들 레그부(751)는 우측의 개구(749)에 걸리고, 외부로 돌출되어 있다.

클러치 링(741)은 하기와 같이 기어 날을 갖는 플레이트를 이용한 액츄에이터(701)에 의해 좌우로 이동 조작된다. 클러치 링(741)이 좌측방으로 이동 조작되면, 도 20의 하반부와 같이, 도그 클러치(713)가 맞물려 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)와 인너 디퍼런셜 케이스(709)가 연결되고, 클러치 링(741)이 우측방으로 되돌아가면, 도 20의 상반부와 같이, 도그 클러치(713)의 맞물림이 해제되어, 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)와 인너 디퍼런셜 케이스(709)가 단속된다.

인너 디퍼런셜 케이스(709)의 좌단부와 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)와의 사이에는 기어 날을 갖는 플레이트를 이용한 액츄에이터(701)로부터의 조작력을 받는 스러스트 와셔(753)가 배치되어 있고, 인너 디퍼런셜 케이스(709)는 이 스러스트 와셔(753)를 통해 축방향의 좌측방에 위치 결정되어 있다.

베벨 기어식의 차동 기구(711)는 다수 개의 피니언 샤프트(755), 피니언 기어(757), 좌우의 출력측 사이드 기어(759, 761) 등으로 구성되어 있다.

각 피니언 샤프트(755)의 선단은 인너 디퍼런셜 케이스(709)에 원주방향 등간격으로 형성된 관통 구멍(763)에 걸리고, 스프링 핀(765)에 의해 탈락이 방지된다.

피니언 기어(757)는 각 피니언 샤프트(755)상에 회전 자유롭게 지지되어 있고, 사이드 기어(759, 761)는 좌우로부터 각 피니언 기어(757)와 맞물려 있다.

사이드 기어(759, 761)의 각 보스부(767, 769)는 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)에 형성된 저어널부(771, 773)에 의해 지지되어 있고, 각 보스부(767, 769)의 스플라인부(775, 777)에는 좌우의 후방 차축이 각각 연결되어 있다.

또한, 각 사이드 기어(759, 761)와 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)와의 사이에는 스러스트 와셔(779)가 각각 배치되고, 사이드 기어(759, 761)의 맞물림 반력을 받고 있다.

인너 디퍼런셜 케이스(709)의 내주에는 각 피니언 기어(757)의 배면에 대향하여 구면 와셔부(781)가 형성되어 있고, 피니언 기어(757)의 원심력과, 각 사이드 기어(759, 761)와의 맞물림에 의해 피니언 기어(757)가 받는 맞물림 반력을 부담하고 있다.

지지 플레이트(715)(제1 플레이트)는 프레스 가공되어 있고, 도 20∼도 27과 같이, 고리형상 판부(783), 고리형상 판부(783)와 일체로 형성된 2개의 고정 판부(785), 고리형상 판부(783)의 내주에 원주방향 등간격으로 형성된 3개가 장착 오목부(787), 고리형상 판부(783)에 형성된 2개의 가이드 구멍(789)과 4개의 가이드 구멍(791)과 2개의 스톱퍼(793) 등으로 구성되어 있다. 상기 지지 플레이트(715)는 상기 캠(721)이나 스프링(723, 725) 등에 의한 축방향의 힘에 견디도록, 가동 플레이트(719) 및 캠 플레이트(717)보다 조금 두꺼운 판두께를 갖고 있다.

또한, 캠 플레이트(717)(제3 플레이트)는 프레스 가공되어 있고, 고리형상 판부(795), 상기 고리형상 판부(795)로부터 일체적으로 연장되어 기어의 날을 갖는 플레이트 부분(797), 고리형상 판부(795)의 내주에 원주방향 등간격으로 형성된 3개의 장착 오목부(799), 각 장착 오목부(799)의 원주방향에 인접하여 형성된 3개의 지지 돌기(801), 고리형상 판부(795)의 내주에 따라 원주방향 등간격으로 형성된 3개의 캠 부재(803) 등으로 구성되어 있다. 상기 3개의 캠 부재(803)는 상기 가동 플레이트(719)의 축방향의 이동량(스트로크)에 따른 높이로 하여, 프레스 가공에 의해 형성되어 있다.

플레이트 부분(797)은 고리형상 판부(795)와 일체로 형성되어 있고, 그 외주에는 기어부(805)가 형성되어 있다. 또한, 지지 돌기(801)는 고리형상 판부(795)에 형성된 축방향 부분(807)과, 축방향 부분(807)의 단부에 형성된 직경 방향 부분(809)(도 27)으로 구성되어 있다.

각 캠 부재(803)는 경사면(811), 그 원주방향에 형성된 캠각을 가지지 않는 유지면(813), 경사면(811)과 유지면(813)과의 사이에 형성된 유지 돌기(815)로 구성되어 있다.

가동 플레이트(719)는 프레스 가공되어 있고, 도 27과 같이, 고리형상 판부(817), 고리형상 판부(817)의 내주에 원주방향 등간격으로 형성된 3개의 캠 가이드 부재(819), 고리형상 판부(817)의 외주에 형성된 각 4개의 가이드 부재(821, 823) 등으로 구성되어 있다.

또한, 각 캠 가이드 부재(819)는 고리형상 판부(817)에 형성된 축방향 부분(825)과, 축방향 부분(825)의 단부에 형성된 직경 방향 부분(827)으로 구성되어 있다.

코일 스프링(723)은 도 21 및 도 27과 같이, 기어 날을 갖는 플레이트 부분(797)(캠 플레이트(717))에 리벳(829, 829)으로 고정된 스프링 가이드(831)와 플레이트 부분(797)과의 사이에 형성된 원통 형상의 리테이너부(133)에 지지되어 있고, 하기와 같이, 캠 플레이트(717)가 양 방향으로 회전하면, 그 양 단부는 지지 플레이트(715)의 스톱퍼(793, 793)에 접한다.

지지 플레이트(715)와 캠 플레이트(717) 및 가동 플레이트(719)와 코일 스프링(723)의 장착은 도 25 내지 도 27과 같이 다음 순서로 행해진다.

순서 1 : 도 25와 같이, 캠 플레이트(717)의 3개의 지지 돌기(801)를 지지 플레이트(715)의 3개의 장착 오목부(787)에 각각 삽입시킨다.

순서 2 : 이 상태에서, 캠 플레이트(717)를 도 25의 화살표 L 방향으로 회전시키고, 각 지지 돌기(801)의 축방향 부분(807)과 직경 방향 부분(809)을 지지 플레이트(715)의 고리형상 판부(783)의 내주 단부측에 걸리게 하고, 지지 플레이트(715)와 캠 플레이트(717)을 서로 축방향으로 위치 결정하여, 중앙 정렬한다.

순서 3 : 가동 플레이트(719)의 가이드부재(821)와 가이드부재(823) 사이에 웨이브 링(시프트 스프링)을 장착한 후, 도 26과 같이, 지지 플레이트(715)의 장착 오목부(787)와 캠 플레이트(717)의 장착 오목부(799)를 맞춘 상태에서, 이들 오목부(787, 99)에 가동 플레이트(719)의 각 캠 가이드 부재(819)를 각각 삽입시킨다.

또한, 시프트 스프링(웨이브 링)은 가동 플레이트(719)와 일체로 형성(시프트 스프링)해도, 혹은, 별체의 스프링(예를 들면, 코일 스프링)을 이용해도 된다.

또한, 가동 플레이트(719)의 2개의 가이드 부재(821)를 지지 플레이트(715)의 2개의 가이드 구멍(789)에 각각 걸리게 해, 다른 2개의 가이드 부재(821)로 지지 플레이트(715)의 외주를 지지하고, 또한, 4개의 가이드 부재(823)를 지지 플레이트(715)의 4개의 가이드 구멍(791)에 각각 걸리게 한다.

또, 지지 플레이트(715)의 외주를 유지하는 가이드 부재(821)는 가동 플레이트(719)와 지지 플레이트(715)를 서로 중앙 정렬하여 가이드 구멍(789, 799)과 걸리게 한 다른 가이드 부재(821, 823)는 가동 플레이트(719)와 지지 플레이트(715)의 회전 멈춤과 중앙 정렬한다.

순서4 : 순서 3의 상태에서, 캠 플레이트(717)를 도 26의 화살표 R의 방향으로 회전시키고, 각 캠 부재(803)를 가동 플레이트(719)의 각 캠 가이드 부재(819)의 직경 방향 부분(827)과 끼우게 해, 캠(721)을 구성한다.

순서5 : 도 27과 같이, 캠 플레이트(717)(기어 날을 갖는 플레이트 부분(797))의 리테이너부(133)에 코일 스프링(723)을 세트한다.

순서6 : 세트한 코일 스프링(723)에 스프링 가이드(831)를 씌운다.

순서7 : 스프링 가이드(831)를 리벳(829)으로 플레이트 부분(797)에 고정한다.

이와 같이, 각 플레이트(715, 717, 719)와 코일 스프링(723)의 장착은 공정이 적고, 매우 용이하다.

또, 순서 2와 순서 4전에 코일 스프링(723)을 캠 플레이트(717)에 장착하면, 이들 순서로 캠 플레이트(717)를 회전시켰을 때, 코일 스프링(723)이 지지 플레이트(715)의 스톱퍼(793)에 각각 접하고, 캠 플레이트(717)를 필요한 각도만큼 회전시킬 수 없으므로, 상기와 같이, 코일 스프링(723)의 장착은 순서 4의 후에 행해진다.

상기한 바와 같이, 장착이 종료한 상태에서, 지지 플레이트(715)와 캠 플레이트(717)와 가동 플레이트(719)는 상호 중앙 정렬되고, 캠 플레이트(717)는 지지 플레이트(715)와 가동 플레이트(719)에 대해 회전이 자유롭다.

도 20과 도 22와 같이, 지지 플레이트(715)의 각 고정 판부(785)는 볼트(835)에 의해 디퍼런셜 캐리어(705)에 고정되어 있다.

캠(721)은 상기와 같이, 캠 플레이트(717)의 각 캠 부재(803)와 가동 플레이트(719)의 각 캠 가이드 부재(819)(직경 방향 부분(827))에 의해 구성되어 있다.

도 20과 같이, 리턴 스프링(725)은 클러치 링(741)의 리테이너(837)에 일체로 형성되어 있다. 이 리테이너(837)에 형성된 쇼울더부(839)는 클러치 링(741)의 각 레그부(751)에 절곡되어 고정되고, 리테이너(837)(리턴 스프링(725))와 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)의 우단부와의 사이에는 링(841)이 배치되어 있다.

클러치 링(741)과 리테이너(837)는 일체로 축방향으로 왕복 이동 가능하고, 리턴 스프링(725)은 클러치 링(741)을 도그 클러치(713)의 맞물림 해제방향(우측방)으로 가압하고 있다.

도 20은 시프트 스프링(727)을 가동 플레이트(719)와 일체로 형성한 예를 나 타내고 있다. 또한, 시프트 스프링(727)의 가압력은 리턴 스프링(725)의 가압력보다 강하게 되어 있고, 가동 플레이트(719)와 클러치 링(741)을 도그 클러치(713)의 맞물림 방향(좌측방)으로 이동시킨다.

또, 리턴 스프링(725)은 가동 플레이트(719)와 일체로 형성하는 이외에, 별체의 스프링(예를 들면, 코일 스프링)을 이용해도 된다.

도 21과 같이, 전동 모터(729)의 케이싱(843)은 디퍼런셜 캐리어(705)에 형성된 장착 구멍(845)에 O링(847)을 통해 장착되어 있다. 전동 모터(729)는 양 방향으로 회전 가능하고, 그 리드선(849)은 컨트롤러를 통해 차량 탑재의 배터리에 접속되어 있다.

전동 모터(729)의 출력축(853)에는 피니언 기어(853)가 스플라인 연결되어 있다. 출력축(853)과 케이싱(843)과의 사이에는 오일 시일(855)이 배치되어 있고, 피니언 기어(853)는 볼 베어링(857)에 의해서 케이싱(843)에 지지되어 있다.

기어 세트(731)는 전동 모터(729)측의 피니언 기어(853)와, 플레이트 부분(797)(캠 플레이트(717))의 기어부(805)로 구성되어 있고, 전동 모터(729)의 회전 토오크를 증폭하여, 캠 플레이트(717)를 회전시킨다.

컨트롤러는 하기와 같이 하여 도그 클러치(713)의 단속 조작을 행함과 동시에 2륜 구동 상태로부터 4륜 구동 상태로 전환할 때에는 도그 클러치(713)와 2-4 전환 기구를 각각 동시에 연결 조작하고, 4륜 구동 상태로부터 2륜 구동 상태로 전환할 때에는 각각을 동시에 연결 해제조작한다.

또한, 도그 클러치(713)의 단속 조작에 접해서, 컨트롤러는 전동 모터(729) 를 양 방향(일방향과 반대방향)으로 각각 소정의 시간(각도)만큼 회전시키는 시간 제어를 행한다. 전동 모터(729)가 소정의 시간만큼 회전하면, 기어 세트(731)를 통해 캠 플레이트(717)가 소정의 방향으로 소정의 각도만큼 회전 조작된다.

도 22는 캠 플레이트(717)가 전체 회전 각도(회전 폭)의 중심 위치에 있는 상태를 나타내고 있다.

도 23은 도 22의 위치로부터, 캠 플레이트(717)를 L방향(4WD 위치)까지 소정의 각도만큼 회전시킨 상태를 도시하고 있다.

이 때, 기어 세트(731)의 피니언 기어(853)는 기어부(805)의 한쪽 단부에서 맞물리는 동시에, 캠 플레이트(717)상의 코일 스프링(723)의 일측 단부는 지지 플레이트(715) 일측의 고정 판부(785)(스톱퍼)와 접하고, 캠 플레이트(717)의 과회전을 방지하여, 피니언 기어(853)가 기어부(805)로부터 빠지는 것을 방지하고 있다.

또한, 도 23과 같이, 캠 플레이트(717)는 코일 스프링(723)이 고정 판부(785)와 접하기 직전에 캠(721)에서 가동 플레이트(719)와의 접촉을 종료하고, 전동 모터(729)의 토오크에 의해 회전 속도가 가속되는데, 코일 스프링(723)은 고정 판부(785)와 접했을 때, 그 변형에 의해서 충격을 흡수하여, 완화된다.

캠 플레이트(717)가 4WD 위치까지 회전하면, 각 캠(721)에 있어서, 가동 플레이트(719)의 캠 가이드 부재(819)의 직경 방향 부분(827)은 캠 플레이트(717)의 캠 부재(803)의 경사면(811)을 내린 위치에 있다. 도 20의 하반부와 같이, 이 상태에서는 직경 방향 부분(827)이 시프트 스프링(727)의 가압력에 의해서 캠 플레이트(717)의 고리형상 판부(795)에 가압되어, 각 캠(721)은 작동을 정지한다.

각 캠(721)이 작동을 정지하면, 가동 플레이트(719)와 클러치 링(741)이 시프트 스프링(727)에 의해 좌측방으로 이동하고, 도그 클러치(713)가 맞물려, 차량은 4륜 구동 상태로 된다.

또한, 이 때 시프트 스프링(727)은 대기 기구로 되어, 맞물림 날(743, 745)의 위상이 일치하는 곳에서 도그 클러치(713)를 맞물리게 한다.

도 24는 도 22의 위치로부터, 플레이트 부분(797)을 R방향(2WD 위치)까지 소정의 각도만큼 회전시킨 상태를 도시하고 있다.

이 때, 기어 세트(731)의 피니언 기어(853)는 기어부(805)의 다른쪽 단부에서 맞물려 있고, 캠 플레이트(717)상의 코일 스프링(723)의 타측 단부는 지지 플레이트(715)의 타측의 고정 판부(785)(스톱퍼)와 접하고, 캠 플레이트(717)의 과회전을 방지하여, 피니언 기어(853)가 기어부(805)로부터 빠지는 것을 방지하고 있다.

또한, 도 24와 같이, 캠 플레이트(717)는 코일 스프링(723)이 고정 판부(785)와 접하기 직전에 캠(721)에서 가동 플레이트(719)와의 접촉을 종료하고, 전동 모터(729)의 토오크에 의해서 회전 속도가 가속되는데, 코일 스프링(723)은 고정 판부(785)와 접했 때, 그 변형에 의해 충격을 흡수하여, 완화한다.

캠 플레이트(717)가 2WD 위치까지 회전하면, 각 캠(721)에 있어서, 캠 가이드 부재(819)의 직경 방향 부분(827)은 캠 부재(803)의 경사면(811)을 오르고, 지지 돌기(815)를 넘어 지지면(813)에 지지되어, 각 캠(721)을 작동시킨다.

각 캠(721)이 작동하면, 그 캠 스러스트력에 의해 각 캠 가이드 부재(819)(가동 플레이트(719))가 축방향의 우측으로 이동하고, 시프트 스프링(727)을 눌러 압축한다. 시프트 스프링(727)가 압축되면, 도 20의 상반부와 같이, 리턴 스프링(725)의 가압력에 의해서 가동 플레이트(719)(클러치 링(741))가 우측방으로 이동하고, 도그 클러치(713)의 맞물림이 해제되어, 차량(25)은 2륜 구동 상태로 된다.

또, 코일 스프링(723)의 탄성 상수는 4WD 위치와 2WD 위치의 양쪽에서, 고정 판부(785)(스톱퍼)와 접하여, 그 변형량 만큼 캠 플레이트(717)가 더 회전했을 때, 피니언 기어(853)가 기어부(805)로부터 빠지지 않는 범위로 설정되어 있다.

또한, 유지 돌기(815)가 그 체크 기능에 의해서 각 캠 가이드 부재(819)를 지지면(813)에 지지하므로, 전동 모터(729)를 정지시킨 상태에서, 주행중에 진동이나 충격 등의 외란 인자를 받더라도, 운전자의 뜻과 달리 차량이 2륜 구동상태로부터 4륜 구동상태로 변동하는 것이 방지된다.

또한, 캠부재(803)의 경사면(811)의 양측에 형성된 유지면(813)과 고리형상 판부(795)는 어느것이나 캠 각을 가지지 않으므로, 캠 가이드 부재(819)(직경 방향 부분(827))가 이들 유지면(813)과 고리형상 판부(795)에 얹어져 있는 동안에는, 시프트 스프링(727)의 가압력을 받더라도 캠 플레이트(717)에 회전 토오크가 걸리지 않아, 운전자의 뜻과 달리 차량이 2륜 구동 상태나 4륜 구동 상태로 잘못해 바뀌는 일이 없다.

따라서, 작동전(작동 정지시)과 작동후의 양쪽에서 캠(721)의 상태가 유지되고, 차량이 4륜 구동 상태 및 2륜 구동 상태로 안정되게 유지되므로, 캠(721)을 조작할 때 이외에는 전동 모터(729)를 정지시킬 수 있다.

4륜 구동 상태에서는 상기와 같이 도그 클러치(713)와 2-4 전환 기구가 각각 연결되므로, 엔진의 구동력은 2-4 전환 기구로부터 후륜측 동력 전달계를 통해 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)에 전달되고, 도그 클러치(713)를 통해 인너 디퍼런셜 케이스(709)가 회전 구동된다. 이 회전은 피니언 샤프트(755)로부터 피니언 기어(757)를 통해 사이드 기어(759, 761)에 배분되고, 각 차축을 통해 좌우의 후륜에 전달된다.

차량이 4륜 구동 상태로 되면, 험한 길 등에서의 주파성, 탈출성, 안정성이 향상된다. 또한, 험한 길 주행중 등에 후륜 사이에 구동 저항차가 생기면, 각 피니언 기어(757)의 자전에 의해서 엔진의 구동력은 좌우의 후륜에 차동 배분된다.

또한, 2륜 구동 상태에서는 도그 클러치(713)와 2-4 전환 기구의 연결이 각각 해제되므로, 인너 디퍼런셜 케이스(709)로부터 후륜까지 도그 클러치(713)에 의해서 단속되어 자유 회전 상태로 되는 동시에, 2-4 전환 기구로부터 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)까지의 동력 전달계가 엔진의 구동력과 후륜에 의한 동반 회전의 양쪽으로부터 단속되어 회전이 정지한다.

이와 같이 2-4 전환 기구로부터 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)까지의 후륜측 동력 전달계의 회전이 정지하는 2륜 구동 상태에서는 진동이 경감하여 승차감이 향상되는 동시에, 후륜측 동력 전달계의 각 부에서 마모가 경감되어 내구성이 향상되고, 또한, 회전 저항의 저감분만큼 엔진의 부담이 경감하여, 연비가 향상된다.

아웃터 디퍼런셜 케이스(707)에는 개구(747, 749) 이외에, 보스부(733)의 내주에는 나선형상의 오일홈(859)이 형성되고, 보스부(735)의 내주에도 동일한 나선 형상의 오일홈이 형성되어 있고, 또한, 스러스트 와셔(779, 779)와 대향하는 부분에는 각 나선형상 오일홈(859)에 각각 연통한 직경 방향의 오일홈(861, 863)이 형성되어 있다.

개구(747, 749)는 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)의 직경 방향 외측 부분에 형성되어 있으므로, 디퍼런셜 캐리어(705)에 형성된 오일통의 오일에 항상 침적되어 있고, 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)의 회전에 따라 개구(747, 749)로부터 오일이 유출입한다.

또한, 오일통의 오일은 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)(링 기어(739))의 회전에 의해 튀기고, 튀겨진 오일은 나선형상 오일홈(859)의 나사 펌핑 작용에 의해서 이동이 촉진되어, 오일홈(861, 863)과 스러스트 와셔(779, 779) 등의 간극을 통과해 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)의 내부에 유입한다.

아웃터 디퍼런셜 케이스(707)에 유입한 오일은 차동 기구(711)를 구성하는 각 기어(757, 759, 761)의 맞물림부, 피니언 샤프트(755)와 피니언 기어(757)의 슬라이드부, 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)와 인너 디퍼런셜 케이스(709)의 슬라이드부, 아웃터 디퍼런셜 케이스(707)와 클러치 링(741)의 슬라이드부, 도그 클러치(713)(맞물림 기어(743, 745)) 등에 공급되어 이들을 윤활·냉각한다.

또한, 기어 날을 갖는 플레이트를 이용한 액츄에이터(701)의 하부도 오일통에 침적되어 있고, 회전 조작되는 캠 플레이트(717)와 지지 플레이트(715) 및 가동 플레이트(719)의 슬라이드부, 캠(721) 등도 윤활·냉각된다.

또한, 기어 세트(731)도 상기의 튀겨진 오일에 의해서 윤활·냉각된다.

상기의 각 윤활·냉각부에서는 공급된 오일에 의해서, 마모가 경감되어, 내구성이 향상하는 동시에, 각 슬라이드부에서의 마찰 저항이 경감되어, 엔진의 연비가 향상된다.

이렇게 해서, 액츄에이터(701)와 리어 디퍼런셜(703)이 구성되어 있다.

액츄에이터(701)에서는 캠 플레이트(717)가 캠(721)에서의 접촉을 종료하여 전동 모터(729)의 토오크에 의해 고속으로 회전해도, 코일 스프링(723)의 변형에 의해 고정 판부(785)(스톱퍼)와의 사이에서 충격이 완화되므로, 피니언 기어(853)와 기어부(805), 각 고정 판부(785)(스톱퍼), 전동 모터(729) 등의 손상이 방지되어, 내구성과 신뢰성이 향상되어, 정상 기능이 길게 유지된다.

또한, 위치 센서를 이용한 구성과 비교해, 매우 저비용으로 실시할 수 있다.

또한, 충격력 흡수 수단에 코일 스프링(723)을 이용한 구성은 실시가 용이하고, 또한 저비용으로 된다.

또한, 코일 스프링(723)을 다른 강도의 것으로 바꿈으로써, 충격력의 흡수 기능을 자유롭게 조정할 수 있다.

또한, 전동 모터(729)의 회전 토오크를 캠(721)에 의해서 도그 클러치(713)의 조작력으로 변환하는 액츄에이터(701)는 유체압식의 액츄에이터를 이용한 구성과 달리, 고가의 펌프, 피스톤과 실린더, 시프트 메카니즘 등이 불필요하고, 그만큼 부품 점수가 적고, 구조가 간단하며, 저비용이다.

또한, 기어 플레이트를 이용한 액츄에이터(701)를 이용한 리어 디퍼런셜(703)은 압력 라인 등이 넓은 배치 공간이 불필요하고, 경량으로 컴팩트하게 구성되어 차량 탑재성을 향상하는 동시에, 디퍼런셜 캐리어(705)를 변경할 필요도 없어져, 변경에 따르는 큰 비용 상승이 방지된다.

또한, 액츄에이터(701)와 리어 디퍼런셜(703)은 압력 누설에 의한 기능 저하와 압력 변동의 영향으로부터 해방되어, 성능과 안정성 및 신뢰성이 크게 향상되는데다, 압력 라인 각 부의 시일 강화와 이에 따르는 비용의 상승도 피할 수 있다.

일본국 특허 출원 2002-228498호(2002년 8월6일 출원) 및 2002-263989호(2002년 9월10일 출원)의 내용은 그 전체를 참조하여 여기에 기술되어 있다.

본 발명의 적합한 실시예를 기술했는데, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 상기 개시 내용에 의거하여, 이 기술 분야의 통상의 기술을 갖는 자가 실시예의 수정없이 변형에 의해 본 발명을 실시하는 것이 가능하다.

예를 들면, 본 발명의 액츄에이터에 있어서, 피조작 장치는 클러치에 한정되지 않는다. 클러치는 각 실시형태와 같은 맞물림 클러치(도그 클러치) 뿐만 아니라, 다판 클러치나 콘 클러치와 같은 마찰 클러치라도 된다. 또한, 차동 기구는 베벨 기어식의 차동 기구에 한정되지 않고, 유성기어식의 차동 기구, 디퍼런셜 케이스의 수용 구멍에 회전 자유롭게 수용된 피니언 기어로 출력측의 사이드 기어를 연결한 차동 기구, 웜 기어를 이용한 차동 기구 등이어도 된다.

Claims (16)

1. 동력 전달 장치(3,703)의 단속 조작을 하기 위한 액츄에이터(1,251,601,701)로서,

   고정된 제1 플레이트(15,715)와,

   상기 제1 플레이트(15,715)와 상기 단속 조작의 방향으로 이동 가능하게 끼워진 제2 플레이트(19,719)와,

   상기 제2 플레이트(19,719)에 회전 가능하게 끼워진 제3 플레이트(17,717)와,

   상기 제3 플레이트(17,717)와 끼워져 회전되는 구동 장치(27,729)와,

   상기 제3 플레이트(17,717)의 회전을 상기 제2 플레이트(19,719)의 상기 단속 조작 방향의 이동으로 전환하는 캠 기구(21,721)와,

   상기 구동 장(27,729)치에 대한 상기 제3 플레이트(17,717)의 상기 걸림을 유지하는 유지 장치(91,253,303,351,603,793)를 구비하고,

   상기 캠 기구(21,721)에 의해 구동된 상기 제2 플레이트(19,719)는 상기 동력 전달 장치(3,703)를 상기 단속 조작 방향으로 구동하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3 플레이트(17,717)는 기어부(107,805)를 구비하고, 상기 구동 장치(27,729)는 상기 기어부(107,805)에 끼워지는 피니언 기어(153,853)를 구비하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
3. 제2항에 있어서, 상기 유지 장치(91,253,303,351,603,793)는 상기 기어부(107,805)를 둘러싸고 양단이 상기 기어부(107)와 일체로 연결되어 있는 가이드부(253)로서, 상기 가이드부(253)의 상기 양단이 상기 피니언 기어(153)에 접하여 상기 걸림을 유지하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
4. 제1항에 있어서, 상기 유지 장치는 상기 제1 플레이트(15,715)를 구비하고, 상기 제3 플레이트(17,717)의 회전 범위를 제한하는 스톱퍼(91,603,793)인 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
5. 제4항에 있어서, 상기 제3 플레이트(17,717)는 상기 스톱퍼와 접하는 흡수재(303,723)를 구비하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
6. 제5항에 있어서, 상기 흡수재(303,723)는 가요성 부재(303,723)인 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
7. 제4항에 있어서, 상기 제3 플레이트(17)는 상기 스톱퍼(91)와 접하는 두께부(351)를 구비하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
8. 제1항에 있어서, 상기 유지 장치는 상기 제1 플레이트(15,715)를 구비하고, 상기 제3 플레이트(17,717)와 접하여 회전 범위를 제한하고, 또한 충격을 흡수하는 흡수재(303,723)인 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
9. 제8항에 있어서, 상기 흡수재(303)는 가요성 부재(303)인 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
10. 제8항에 있어서, 상기 흡수재(723)는 스프링(723)인 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
11. 제1항에 있어서, 상기 유지 장치는, 상기 제3 플레이트(17)에 형성된 상기 제3 플레이트(17)의 회전범위를 규제하는 두께부(351)인 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
12. 제1항에 있어서, 감속 장치를 구비하고, 상기 감속 장치는 상기 제3 플레이트(17)가 상기 캠 기구(21)를 구동한 후, 상기 유지 장치(91)가 상기 제3 플레이트(17)의 회전을 규제하기 전에, 상기 제3 플레이트(17)를 감속하는 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
13. 제12항에 있어서, 상기 감속 장치(607)는 상기 제3 플레이트(17)를 마찰에 의해서 감속하고 상기 제1 플레이트(15)에 일체로 형성된 돌기(607)인 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
14. 제1항에 있어서, 상기 구동 장치(27,729)는 전동 모터(27,729)인 것을 특징으로 하는 액츄에이터.
15. 단속할 수 있는 동력 전달 장치로서,

    한 쌍의 동력 전달 부재(7,9,707,709)와,

    동력의 전달을 단속하기 위한 한 쌍의 클러치(13,713)와,

    고정된 제1 플레이트(15,715)와,

    상기 제1 플레이트(15,715)와 이동 가능하게 끼워진 제2 플레이트(19,719)와,

    상기 제2 플레이트(19,719)에 회전 가능하게 끼워진 제3 플레이트(17,717)와,

    상기 제3 플레이트(17,717)를 회전시키는 구동 장치(27,729)와,

    상기 제3 플레이트(17,717)의 회전을 상기 제2 플레이트(19,719)의 이동으로 전환하는 캠 기구(21,721)와,

    상기 구동 장치(27,729)에 대한 상기 제3 플레이트(17,717)의 상대적인 회전 범위를 규제하는 유지 장치(91,253,303,351,603,793)를 구비하고,

    상기 캠 기구(21,721)에 의해 구동된 상기 제2 플레이트(19,719)는 상기 클러치(13,713)를 구동하여, 상기 동력의 전달을 단속하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 제1 플레이트(15), 상기 제2 플레이트(19), 및 상기 제3 플레이트(17)는 각각 평판형상의 소재로 일체로 성형되어 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.

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