(57)【要約】【課題】  簡易で低コストに構成しながら、軸方向の反転操作を円滑で容易に行う。【解決手段】  モータ３と、モータ３によって回転駆動される回転駆動部材５と、ネジ部７を介して回転駆動部材５に連結され、回転駆動部材５の回転に伴って軸方向に移動操作される軸方向移動部材９と、回転駆動部材５と軸方向移動部材９との間に配置され、軸方向移動部材９が軸方向移動範囲の一端に相当する第１の位置まで移動操作されたとき、軸方向移動部材９が持つ第１の軸力を吸収しそれより小さい第２の軸力に変換する弾性部材１１とを有する。【選択図】  図１
2006014484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
モータによって回転駆動される回転駆動部材と、
ネジ部を介して回転駆動部材に連結され、回転駆動部材の回転に伴って軸方向に移動操作される軸方向移動部材と、
回転駆動部材と軸方向移動部材との間に配置され、軸方向移動部材が軸方向移動範囲の一端に相当する第１の位置まで移動操作されたとき、軸方向移動部材が持つ第１の軸力を回転駆動部材側へ伝達する弾性部材とを有することを特徴とするモータを用いた軸方向操作機構。
【請求項２】
請求項１に記載された発明であって、
弾性部材が、回転駆動部材と軸方向移動部材との間で押圧されて前記第１の軸力と釣り合うことを特徴とするモータを用いた軸方向操作機構。
【請求項３】
モータと、
モータによって回転駆動される回転駆動部材と、
ネジ部を介して回転駆動部材に連結され、回転駆動部材の回転に伴って軸方向に移動操作される軸方向移動部材と、
回転駆動部材と軸方向移動部材との間に配置され、軸方向移動部材が軸方向移動範囲の一端に相当する第１の位置まで移動操作されたとき、軸方向移動部材が持つ第１の軸力を吸収する弾性部材とを有することを特徴とするモータを用いた軸方向操作機構。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載された発明であって、
軸方向位置を検知するセンサーか、モータの回転角を検知するセンサー、又は印加電流値の変化のセンサーのいずれかによって軸方向移動部材が前記第１の位置になり得ることを検知すると、モータの回転を停止させることを特徴とするモータを用いた軸方向操作機構。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載された発明であって、
弾性部材が、軸方向移動部材の第１の軸力をこれより小さい第２の軸力に変換して保持することを特徴とするモータを用いた軸方向操作機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、噛み合いクラッチや、デファレンシャル装置の差動ロック用クラッチ装置を、モータを用いて操作する軸方向操作機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に断続機構が記載されている。
【０００３】
この断続機構は、デファレンシャル装置の差動をロックするクラッチを断続操作するものであり、ネジ部で連結された回転駆動部材と軸方向移動部材とを有し、回転駆動部材を電動モータで回転させることにより軸方向移動部材を移動させてクラッチを断続操作するように構成されている。
【特許文献１】特開２０００−１７０９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被操作装置を軸方向に移動操作する機構では、軸方向の移動端（移動範囲の限界）を設定する必要があり、上記従来例の断続機構では、回転駆動部材のボス部を軸方向移動部材側の部材に突き当てることによって移動端が設定されている。
【０００５】
ところが、これらが突き当たるとき電動モータのトルクによるネジ部のスラスト力によって、あるいは、直前に電動モータを停止させた場合でも回転系の慣性力によるネジ部のスラスト力によって、突き当て部で互いに押し付け合う力（軸方向の力：軸力）が生じ、この軸力がネジ部に掛かって大きな摩擦抵抗が生じ、この摩擦抵抗によって電動モータを反転させることができなくなることがあり、その場合は、クラッチの噛み合いを解除することができなくなる。
【０００６】
そこで、この発明は、モータを用いた軸方向操作機構において、簡易で低コストな構造でありながら、モータの反転操作を円滑で容易に行える構成の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のモータを用いた軸方向操作機構は、モータと、モータによって回転駆動される回転駆動部材と、ネジ部を介して回転駆動部材に連結され、回転駆動部材の回転に伴って軸方向に移動操作される軸方向移動部材と、回転駆動部材と軸方向移動部材との間に配置され、軸方向移動部材が軸方向移動範囲の一端に相当する第１の位置まで移動操作されたとき、軸方向移動部材が持つ第１の軸力を回転駆動部材側へ伝達する弾性部材とを有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のモータを用いた軸方向操作機構であって、弾性部材が、回転駆動部材と軸方向移動部材との間で押圧されて前記第１の軸力と釣り合うことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載のモータを用いた軸方向操作機構は、モータと、モータによって回転駆動される回転駆動部材と、ネジ部を介して回転駆動部材に連結され、回転駆動部材の回転に伴って軸方向に移動操作される軸方向移動部材と、回転駆動部材と軸方向移動部材との間に配置され、軸方向移動部材が軸方向移動範囲の一端に相当する第１の位置まで移動操作されたとき、軸方向移動部材が持つ第１の軸力を吸収する弾性部材とを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のモータを用いた軸方向操作機構であって、軸方向位置を検知するセンサーか、モータの回転角を検知するセンサー、又は印加電流値の変化のセンサーのいずれかによって軸方向移動部材が前記第１の位置になり得ることを検知すると、モータの回転を停止させることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のモータを用いた軸方向操作機構であって、弾性部材が、軸方向移動部材の第１の軸力をこれより小さい第２の軸力に変換して保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１のモータを用いた軸方向操作機構は、軸方向移動部材が第１の位置（軸方向移動範囲の一端：移動端：移動範囲の限界）まで移動したときに、軸方向移動部材が持つ第１の軸力を回転駆動部材側へ伝達する際に弾性部材の、例えば、撓みによって第１の軸力のエネルギーが消費されるから、軸方向移動部材と回転駆動部材間のネジ部に掛かる力と、この力によってネジ部に生じる摩擦抵抗がエネルギーの消費分だけ低減される。
【００１３】
また、軸方向移動部材の移動端に弾性部材を配置するだけで構成される本発明は構造が簡易であり、極めて低コストに実施できる。
【００１４】
請求項２のモータを用いた軸方向操作機構は、回転駆動部材と軸方向移動部材との間で押圧されたときに弾性部材が第１の軸力と釣り合うために消費するエネルギー分だけ、ネジ部に掛かる摩擦抵抗が低減され、また釣り合うことで軸方向位置を定めることができる。
【００１５】
請求項３のモータを用いた軸方向操作機構は、軸方向移動部材が第１の位置（軸方向移動範囲の一端：移動端：移動範囲の限界）まで移動したときに、軸方向移動部材が持つ第１の軸力が弾性部材の撓みによって吸収され、ネジ部に掛かる摩擦抵抗が低減される。
【００１６】
請求項４のモータを用いた軸方向操作機構は、軸方向移動部材が第１の位置になり得ることをセンサーで検知してモータを停止させるように構成したことにより、第１の軸力が回転系の回転慣性力によるネジスラスト力（軸力）にまで低減され、ネジ部に掛かる摩擦抵抗が大幅に低減されるから、電動モータを反転させて被操作装置を反対の状態に操作することがさらに容易になる。
【００１７】
請求項５のモータを用いた軸方向操作機構は、回転駆動部材と軸方向移動部材との間で押圧されたとき、弾性部材が第１の軸力をこれより小さい第２の軸力に変換して保持することによってネジ部に掛かる摩擦抵抗が低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
（実施形態）
図１〜図４によりモータを用いた軸方向操作機構１（本発明の一実施形態）の説明をする。モータを用いた軸方向操作機構１はドッグクラッチ２を断続操作するために用いられており、また、以下の説明の中で左右の方向は図１〜図３での左右の方向である。
【００２０】
［モータを用いた軸方向操作機構１の特徴］
モータを用いた軸方向操作機構１は、電動モータ３（モータ）と、電動モータ３によって回転駆動される回転駆動部材５と、ネジ部７を介して回転駆動部材５に連結され、回転駆動部材５の回転に伴って軸方向に移動操作される軸方向移動部材９と、回転駆動部材５と軸方向移動部材９との間に配置され、軸方向移動部材９が軸方向移動範囲の一端に相当する第１の位置まで移動操作されたとき、軸方向移動部材９が持つ第１の軸力を吸収する左のシリコンゴム１１（弾性部材）とを有し、
軸方向移動部材９が第１の位置まで移動したことを軸方向位置を検知するポジションスイッチ（センサー）によって検知すると、電動モータ３の回転を停止させ、
シリコンゴム１１が、軸方向移動部材９の第１の軸力を受けて撓み、第１の軸力より小さい第２の軸力に変換し、これを保持することを特徴とする。
【００２１】
［ドッグクラッチ２の構成］
図１のように、ドッグクラッチ２は同軸配置されたトルク伝達部材１３，１５の間で下記のシフトスリーブ３９を介して駆動力を伝達するように構成されており、トルク伝達部材１３とシフトスリーブ３９にそれぞれ形成された噛み合い歯１７，１９によって構成されている。トルク伝達部材１３，１５はセンターリング部２１で互いにセンターリングされており、トルク伝達部材１５の外周にはスプライン部２３が形成されている。
【００２２】
［モータを用いた軸方向操作機構１の構成］
図１のように、モータを用いた軸方向操作機構１は、上記の電動モータ３と回転駆動部材５とネジ部７と軸方向移動部材９とシリコンゴム１１の他に、右のシリコンゴム１１と、ケーシング２５と、減速ギヤ組２７と、スナップリング２９と、コイルスプリング３１，３３と、シフトロッド３５と、シフトフォーク３７と、シフトスリーブ３９と、コントローラなどから構成されている。
【００２３】
電動モータ３はケーシング２５の外部に配置されており、回転駆動部材５はケーシング２５の支持部４１と、シフトロッド３５に設けられた中空の大径部４３に形成された支持部４５で両端を支持されている。軸方向移動部材９はネジ部７によって回転駆動部材５の外周に螺合しており、シフトロッド３５の大径部４３に収容されている。
【００２４】
減速ギヤ組２７は互いに噛み合った小径ギア４７と大径ギア４９からなり、小径ギア４７はケーシング２５に貫入した電動モータ３の出力軸５１に固定され、大径ギア４９は回転駆動部材５に固定されている。
【００２５】
スナップリング２９は回転駆動部材５に取り付けられており、左のシリコンゴム１１は回転駆動部材５上でスナップリング２９に接して配置され、右のシリコンゴム１１は回転駆動部材５に形成された大径部５３の左端面に接して配置されている。スナップリング２９側のシリコンゴム１１と大径部５３側のシリコンゴム１１によって軸方向移動部材９の軸方向移動範囲が規制されており、スナップリング２９側シリコンゴム１１によって軸方向移動部材９の軸方向移動範囲の一端に相当する第１の位置が設定されている。
【００２６】
コイルスプリング３１は軸方向移動部材９に形成されたフランジ部５５とシフトロッド３５の大径部４３の底面との間に配置され、コイルスプリング３３は大径部４３の開口側に取り付けられたスナップリング５７とフランジ部５５との間に配置されている。いずれのコイルスプリング３１，３３も軸方向移動部材９の操作力（軸力）をシフトロッド３５に伝達すると共に、回転駆動部材５と軸方向移動部材９間の共回りを防止し、さらに、ドッグクラッチ２の待ち機構になっている。フランジ部５５はシフトロッド３５の大径部４３の内周面に形成した軸方向溝（図示外）に対して凸部（図示外）を係合させ一体回転可能かつ軸方向移動可能に組付けられている。
【００２７】
シフトロッド３５はケーシング２５から外部に貫通し、シフトフォーク３７はその先端部に固定されている。シフトフォーク３７の先端はシフトスリーブ３９の周溝５９に摺動自在に係合しており、シフトフォーク３９はトルク伝達部材１５のスプライン部２３に軸方向移動自在に連結されている。
【００２８】
コントローラは電源の電力によって電動モータ３を回転させ、また、その回転方向を反転させる。電動モータ３の回転力は減速ギヤ組２７で減速されて回転駆動部材５を回転させる。回転駆動部材５が回転するとネジ部７で発生するスラスト力により、電動モータ３の回転方向に応じて、軸方向移動部材９が左右に移動操作される。
【００２９】
回転駆動部材５が左方へ移動して図１の位置まで来ると、その移動操作力はコイルスプリング３１を介してシフトロッド３５に伝達され、シフトフォーク３７を介してシフトスリーブ３９を左方に移動操作し、ドッグクラッチ２を噛み合わせる。ドッグクラッチ２が噛み合うと、駆動力はトルク伝達部材１３とドッグクラッチ２とシフトスリーブ３９とトルク伝達部材１５との間で伝達される。
【００３０】
また、軸方向移動部材９が第１の位置まで移動したことを、軸方向位置を検知するポジションスイッチが検知すると、コントローラは電動モータ３の回転を停止させる。
【００３１】
電動モータ３の回転が停止しても、電動モータ３のロータから回転駆動部材５までの回転系は慣性力で回転を続け、図２に示すように、回転駆動部材５はスナップリング２９側のシリコンゴム１１に突き当たり、第１の軸力１０１によってシリコンゴム１１をスナップリング２９との間で押圧する。この過程は図４のグラフ１５１に相当する。
【００３２】
さらに、図３に示すように、シリコンゴム１１は自らの撓み（変形）によりこの軸力１０１を吸収して第１の軸力１０１より小さい第２の軸力１０３に変換し、この軸力１０３を保持する。この過程は図４のグラフ１５３に相当する。
【００３３】
このようにシリコンゴム１１が第１の軸力１０３を吸収しそれより小さい第２の軸力１０３に変換するから、回転駆動部材５と軸方向移動部材９の間のネジ部７に掛かる力（第２の軸力１０３）と、この力によって生じる摩擦抵抗がそれだけ低減され、ネジ部７の摩擦抵抗が低減されたことにより、電動モータ３を図１及び図３の状態から円滑に反転させることが可能になり、任意のタイミングでドッグクラッチ２の噛み合いを解除し、駆動力を遮断することができる。
【００３４】
また、ドッグクラッチ２の噛み合いを解除した後、軸方向移動部材９が回転駆動部材５の大径部５３側シリコンゴム１１に突き当たっても、上記と同様に、このシリコンゴム１１によって第１の軸力１０３が小さい第２の軸力１０３に変換されてネジ部７に生じる摩擦抵抗が大幅に低減されるから、電動モータ３を円滑に反転させ、任意のタイミングでドッグクラッチ２を噛み合わせて駆動力を伝達することができる。
【００３５】
［モータを用いた軸方向操作機構１の効果］
モータを用いた軸方向操作機構１は次のような効果が得られる。
【００３６】
軸方向移動部材９が移動範囲の一側端（第１の位置）まで移動したときの第１の軸力１０１がシリコンゴム１１により、それより小さい第２の軸力１０３に変換され（エネルギーが吸収され）るから、軸方向移動部材９と回転駆動部材５のネジ部７に生じる摩擦抵抗がそれだけ低減される。
【００３７】
従って、電動モータ３を円滑に反転させてドッグクラッチ２の噛み合いを解除することができる。
【００３８】
また、軸方向移動部材９が一側端まで移動したことをポジションスイッチで検知し、電動モータ３を停止させるように構成したことにより、第１の軸力１０１が回転系の回転慣性力によるネジスラスト力（軸力）にまで低減され、ネジ部７の摩擦抵抗が低減されるから、電動モータ３を反転させることがさらに容易になる。
【００３９】
また、例えば、ポジションスイッチ、あるいは、ポジションスイッチの検知に応じて電動モータ３を停止させる制御機能（コントローラ）が不調になり、軸方向移動部材９が移動範囲の両側端まで移動する直前に電動モータ３を停止させることができなくなったとしても、シリコンゴム１１のエネルギー吸収機能により上記のようにネジ部７に大きな摩擦抵抗が生じることが防止されるから、モータを用いた軸方向操作機構１は機能を損なわれることがなく、正常に作動することができる。
【００４０】
この理由によって、ポジションスイッチ（センサー）を用いない構成も可能であり、軸方向移動部材９が移動範囲の両側端に移動する直前に電動モータ３を停止させないでも、電動モータ３は円滑な逆転が可能である。
【００４１】
また、軸方向移動部材９の移動端にシリコンゴム１１を配置するだけで構成されるモータを用いた軸方向操作機構１は、構造が簡易であり、極めて低コストに実施できる。
【００４２】
［本発明の範囲に含まれる他の態様］
本発明において、弾性部材は、シリコンゴムに限らず、撓みによるエネルギー消費を伴うものであれば、全ての弾性部材を用いることが可能であり、例えば、ゴム系の他に、皿バネ、板バネ、コイルバネなどのバネ系でもよい。
【００４３】
また、弾性部材は、オイルダンパーやオリフィスダンパーのように、弾性部材として機能する機構でもよい。
【００４４】
また、弾性部材は弾性係数の低いものが特に望ましく、例えば、低反発ゴムは本発明に好適である。
【００４５】
また、請求項４に示される軸方向移動部材が第１の位置になり得ることを検知するセンサーは、実施形態のポジションスイッチのような軸方向位置を検知するセンサーだけでなく、モータの回転角を検知するセンサーや、軸方向移動部材を移動させるために印加される電流の変化をセンシングして大１の位置に達した場合に電流をオフするようにセンサーとして制御回路で判断しても良い。
【００４６】
また、軸方向移動部材が第１の位置まで移動したことを検知するためには、タイマーを用いてもよい。
【００４７】
つけ付して「第１の位置になり得る」とは、軸方向移動部材が第１の位置に実際に達していることを判断する場合と、印加電流の印加時間などを考慮して、第１の位置に確実に到達する設定であれば第１の位置に達しなくともセンサーの検知によりモータの回転を停止させても良いことを含んでいる。
【００４８】
また、実施形態においてスナップリング２９は回転駆動部材５の一部を構成しているが、スナップリングを取り付けずに、回転駆動部材にシリコンゴム（弾性部材）と突き当た凸部を設けてもよい。
【００４９】
また、実施形態では軸方向移動部材９が回転駆動部材５の外周に螺合しているが、これと反対に、回転駆動部材の内周に軸方向移動部材を螺合させてもよい。この場合、軸方向移動部材の内周側に、コイルスプリングによる待ち機構を介してシフトロッドが係合される。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
また、本発明のモータを用いた軸方向操作機構の適用範囲（被操作装置）は、ドッグクラッチだけでなく、デファレンシャル装置の差動回転をロックさせるクラッチ装置や、デファレンシャル装置において駆動力を断続するクラッチ装置でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】一実施形態であるモータを用いた軸方向操作機構１と、これによって断続操作されるドッグクラッチ２を示す断面図である。
【図２】図１の実施形態において、軸方向移動部材９がシリコンゴム１１を第１の軸力１０１で押圧する状態を示す断面図である。
【図３】図２の過程の後、シリコンゴム１１が第１の軸力１０１を吸収して第２の軸力１０３に変換した状態を示す断面図である。
【図４】図２と図３の状態を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１  モータを用いた軸方向操作機構
３  電動モータ（モータ）
５  回転駆動部材
７  ネジ部
９  軸方向移動部材
１１  シリコンゴム（弾性部材）
１０１  第１の軸力
１０３  第２の軸力
【図１】
2006014484.tif 000003
【図２】
2006014484.tif 000004
【図３】
2006014484.tif 000005
【図４】
2006014484.tif 000006