(57)【要約】【課題】プランジャの移動抵抗と倒れを軽減することによって、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加を伴わずに、速い操作レスポンスと、円滑で安定した動作を得る。【解決手段】電磁コイル６７と、電磁コイル６７を保持するコイルハウジング６９，７１と、電磁コイル６７の磁路の一部を構成し、電磁コイル６７が励磁されるとドッグクラッチ９を断続操作するプランジャ７３とを備え、プランジャ７３をベローズ７５，７５によって軸方向移動自在にフローティング支持し、径方向に位置決めした。【選択図】　　　図１
2004108416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に形成された電磁コイルと、
前記電磁コイルを一体に包み込んで保持するコイルハウジングと、
前記コイルハウジングと共に前記電磁コイルの磁路を構成し、前記電磁コイルが励磁されると軸方向に移動し、被操作装置を移動操作するプランジャとを備えた電磁式アクチュエータであって、
前記プランジャの軸方向の少なくとも一方で、前記プランジャを可撓性を備えた部材により軸方向移動自在にフローティング支持し、径方向に位置決めしたことを特徴とする電磁式アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載された発明であって、
前記可撓性を備えた部材が、前記プランジャを前記コイルハウジングに対して軸方向移動自在にフローティング支持し、径方向に位置決めしたことを特徴とする電磁式アクチュエータ。
【請求項３】
原動機の駆動力を受けて回転するデフケースと、
前記デフケースの回転を一対の出力側部材から車輪側に配分する差動機構と、前記デフケースと前記出力側部材のいずれか２者との間に配置され、前記差動機構の差動を制限するクラッチと、
請求項１または請求項２に記載され、前記クラッチを被操作装置とする電磁式アクチュエータとを備え、
前記電磁式アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記差動機構の差動を制限することを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項４】
原動機の駆動力を受けて回転する外側回転部材と、
前記外側回転部材の内部に相対回転可能に配置された内側回転部材と、
前記内側回転部材に連結された差動機構と、
前記外側回転部材と前記内側回転部材との連結を断続するクラッチと、
請求項１または請求項２に記載され、前記クラッチを被操作装置とする電磁式アクチュエータとを備え、
前記電磁式アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記外側回転部材と前記内側回転部材との間でトルクを断続することを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項５】
原動機の駆動力を受けて回転するデフケースと、
前記デフケースの回転を一対の出力側部材から車輪側に配分する差動機構と、前記出力側部材の少なくとも一方とその車輪との間に配置されたクラッチと、請求項１または請求項２に記載され、前記クラッチを被操作装置とする電磁式アクチュエータとを備え、
前記電磁式アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記出力側部材と車輪との間でトルクを断続することを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項６】
一対のトルク伝達部材と、
前記両トルク伝達部材の間に配置されたクラッチと、
請求項１または請求項２に記載され、前記クラッチを被操作装置とする電磁式アクチュエータとを備え、
前記電磁式アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記トルク伝達部材の間でトルクを断続することを特徴とする動力断続装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クラッチなどの被操作装置を操作する電磁式アクチュエータと、このクラッチによって差動を制限する、あるいは、駆動力を断続するデファレンシャル装置と、このクラッチによって駆動力を断続する動力断続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、特許文献１に記載された車両用デフロック装置５０１を示している。この車両用デフロック装置５０１は、ベベルギア式差動機構５０３、その差動回転をロックするためのドッグクラッチ５０５、ドッグクラッチ５０５を噛み合わせ操作する電磁式アクチュエータ５０７、ドッグクラッチ５０５の噛み合いを解除するリターンスプリング５０９などから構成されている。
【０００３】
デフケース５１１を回転させるエンジンの駆動力は、差動機構５０３のサイドギア５１３，５１５からそれぞれの車軸５１７，５１９を介して左右の車輪側に配分される。ドッグクラッチ５０５は、デフケース５１１と磁性材料製のプランジャ５２１との間に設けられており、このプランジャ５２１は左サイドギア５１３側の車軸５１７に軸方向移動自在にスプライン連結されている。また、プランジャ５２１はリターンスプリング５０９によってドッグクラッチ５０５の噛み合い解除方向（図３の左方）に付勢されている。
【０００４】
電磁式アクチュエータ５０７は、プランジャ５２１の外周に配置された磁性材料製のベアリングハウジング５２３上に巻線された電磁コイル５２５と、上記のプランジャ５２１などから構成されており、ベアリングハウジング５２３とプランジャ５２１とによって電磁コイル５２５の磁路が構成されている。
【０００５】
電磁コイル５２５が励磁されていない間、プランジャ５２１はリターンスプリング５０９の付勢力によって、図３の位置に移動しており、この状態ではドッグクラッチ５０５の噛み合いと、差動機構５０３の差動ロックが解除されている。
【０００６】
また、電磁コイル５２５が励磁されると、上記の磁路に磁束ループが形成され、その磁力によって生じた移動操作力によりプランジャ５２１は右方に移動し、ドッグクラッチ５０５を噛み合わせて差動機構５０３の差動をロックする。
【０００７】
悪路走行中のように、駆動輪が空転し易い状況で差動をロックさせると、空転車輪からの駆動力の逃げが防止されて、悪路などの脱出性、走破性が向上し、車両のスタックが防止される。
【０００８】
電磁式アクチュエータ５０７は、電磁コイル５２５とプランジャ５２１とを同軸配置したことにより、コンパクトに構成されると共に、ユニット性が高く、従って、車載性に勝れている。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６４−２２６３３号公報（明細書右上欄１行〜右下欄１７行、図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
電磁式アクチュエータ５０７とデフロック装置５０１が作動するオイル中には金属の磨耗粉などによるコンタミネーションが発生する上に、電磁式アクチュエータ５０７では、磁束ループがプランジャ５２１とベアリングハウジング５２３との摺動部に近接して形成され、さらに、ベアリングハウジング５２３も磁性材料で作られているから、オイル中に拡散した磁性金属のコンタミネーションが磁力により摺動部の周辺に引き寄せられて、摺動部に侵入することがある。
【００１１】
磁性金属のコンタミネーションに限らず、どのようなコンタミネーションでも摺動部に侵入すると、プランジャ５２１を移動操作する際の摺動抵抗が大きくなり、プランジャ５２１とドッグクラッチ５０５の操作力及び操作レスポンスを低下させる恐れがある。また、この場合、操作力と操作レスポンスにもバラツキが生じるから、電磁式アクチュエータ５０７とデフロック装置５０１の動作も円滑を欠き、不安定になり易い。
【００１２】
このように、電磁式アクチュエータ５０７によるデフロック装置５０１（ドッグクラッチ５０５）の操作レスポンスが低下し、動作が不安定になると、悪路走行中の車両の脱出性や走破性の向上効果、スタックの防止効果などが損なわれ、あるいは、失われる恐れがある。
【００１３】
さらに、コンタミネーションの侵入によって摺動部の摺動抵抗が過剰に大きくなると、プランジャ５２１がロックして移動不能になり、デフロック装置５０１の差動ロック操作とロック解除操作が不可能になる恐れもある。
【００１４】
しかし、磁力による磁性コンタミネーションの吸引を防止するために、ベアリングハウジング５２３をステンレス鋼のような非磁性材料製にすると、それだけコスト高になる。
【００１５】
また、摺動部の摺動抵抗が大きいと、偏荷重が掛かったときプランジャ５２１が倒れ易くなり、プランジャ５２１に倒れが生じると、上記のような摺動抵抗の増加、プランジャ５２１とドッグクラッチ５０５の操作力及び操作レスポンスの低下とバラツキ、電磁式アクチュエータ５０７とデフロック装置５０１の不安定な動作などが助長され易い。
【００１６】
また、プランジャ５２１の倒れを軽減するには、その径（Ｄ）に対して軸方向寸法（Ｌ）を長くする（Ｌ／Ｄ比を大きくする）必要がある。
【００１７】
ところが、径方向には、ベアリングハウジング５２３やデフケース５１１のボス部との干渉によってプランジャ５２１を小径にするのは不可能であり、軸方向には、デフロック装置５０１周辺のスペース上の制限によって、プランジャ５２１を長くするには限界がある。
【００１８】
また、プランジャ５２３の移動抵抗増加や倒れに備えて、電磁コイル５２５の操作移動力（磁力）を強化するには、電磁コイル５２５の大型化や励磁電流の増加が必要であるから、これに伴って、バッテリーの負担が増加し、エンジンの燃費が低下し、大型化と重量増加によって電磁式アクチュエータ５０７とデフロック装置５０１の車載性が低下する。
【００１９】
そこで、この発明は、電磁コイルによってプランジャを移動操作し、クラッチなどの被操作装置を断続操作する電磁式アクチュエータであって、プランジャの移動抵抗と倒れを軽減することにより、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加を伴わずに、円滑で安定した動作が得られると共に、プランジャと被操作装置の操作力と操作レスポンスを向上させた電磁式アクチュエータと、この電磁式アクチュエータを用いて構成したデファレンシャル装置及び動力断続装置の提供を目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の電磁式アクチュエータは、環状に形成された電磁コイルと、前記電磁コイルを一体に包み込んで保持するコイルハウジングと、前記コイルハウジングと共に前記電磁コイルの磁路を構成し、前記電磁コイルが励磁されると軸方向に移動し、被操作装置を移動操作するプランジャとを備えた電磁式アクチュエータであって、前記プランジャの軸方向の少なくとも一方で、前記プランジャを可撓性を備えた部材により軸方向移動自在にフローティング支持し、径方向に位置決めしたことを特徴とする。
【００２１】
このように、請求項１の電磁式アクチュエータでは、プランジャを可撓性を備えた部材によって相手側部材（例えば、コイルハウジング）に対し、軸方向移動自在にフローティング支持し、径方向に位置決めした。
【００２２】
このフローティング支持によって、プランジャは摺動支持から解放される上に、可撓性を備えた部材のシール機能によってプランジャと相手側部材との間にコンタミネーションが侵入することが防止される。
【００２３】
また、フローティング支持されている上に、プランジャと相手側部材との間には摺動抵抗が生じないから、プランジャは偏荷重を受けても倒れにくい。
【００２４】
このような、フローティング支持による摺動支持からの解放と、シール機能によるコンタミネーションの侵入防止効果と、プランジャの倒れ防止効果などにより、例えば、オイル中のコンタミネーション（例えば、磁性金属粉）が磁力によって引き寄せられても、コンタミネーションの噛み込みによってプランジャの移動抵抗が増加し、プランジャの移動機能がロックされ、あるいは、プランジャが倒れることはなくなる。
【００２５】
従って、同一サイズの電磁コイルに同一の励磁電流を与えた場合、電磁コイルによるプランジャの移動操作力がそれだけ大きくなるから、操作レスポンスの低下とバラツキ、操作レスポンスの低下とバラツキによる電磁式アクチュエータと被操作装置の特性変化及び特性のバラツキ、操作不良などが防止され、電磁式アクチュエータと被操作装置が円滑で安定に動作する。
【００２６】
また、プランジャの移動抵抗増加や倒れに備えて、電磁コイルを大型化し、励磁電流を増加して電磁コイルの操作移動力（磁力）を強化する必要がなくなるから、これに伴うバッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による電磁式アクチュエータと被操作装置の車載性低下などが防止される。
【００２７】
また、本発明は、コイルハウジングにガイド部材を設け、コイルハウジングとこのガイド部材とでプランジャを内包するように構成してもよく、この場合でも、可撓性を備えた部材のシール機能によってコンタミネーションの侵入が防止されるから、磁力によるコンタミネーションの吸引を防止するために上記のガイド部材をステンレス鋼のような非磁性材料製にする必要がなくなり、これに伴うコストの上昇が避けられる。
【００２８】
また、プランジャの倒れが軽減されるから、倒れを心配せずにプランジャの軸方向寸法（Ｌ）を径（Ｄ）に対して短くすることが可能になり、プランジャを軸方向に短くすれば、電磁式アクチュエータと被操作装置がそれだけ軸方向にコンパクトになり、車載性が向上する。
【００２９】
なお、プランジャを可撓性を備えた部材により、軸方向の一方だけでフローティング支持しても、あるいは、軸方向の両方でフローティング支持してもよい。
【００３０】
軸方向の両方でプランジャをフローティング支持する場合、上記のような摺動支持からの解放効果、コンタミネーションの侵入防止効果、プランジャの倒れ防止効果などが最も大きい。
【００３１】
請求項２の発明は、請求項１に記載された電磁式アクチュエータであって、前記可撓性を備えた部材が、前記プランジャを前記コイルハウジングに対して軸方向移動自在にフローティング支持し、径方向に位置決めしたことを特徴とし、請求項１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３２】
また、プランジャが可撓性を備えた部材によりコイルハウジングに対してフローティング支持されているこの構成では、ガイド部材であるベアリングハウジングにプランジャが支持されている従来例と異なって、プランジャを支持するためのガイド部材が不要であるから、ガイド部材の材料、加工、溶接などの各コストが低減される。
【００３３】
請求項３のデファレンシャル装置は、原動機の駆動力を受けて回転するデフケースと、前記デフケースの回転を一対の出力側部材から車輪側に配分する差動機構と、前記デフケースと前記出力側部材のいずれか２者との間に配置され、前記差動機構の差動を制限するクラッチと、請求項１または請求項２に記載され、前記クラッチを被操作装置とする電磁式アクチュエータとを備え、前記電磁式アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記差動機構の差動を制限することを特徴としている。
【００３４】
また、請求項３のデファレンシャル装置は、本発明の電磁式アクチュエータによってクラッチを連結すれば差動機構の差動が制限され、クラッチの連結を解除すれば差動が自由になる。
【００３５】
また、請求項３のデファレンシャル装置は、請求項１または請求項２の電磁式アクチュエータを用いたことにより、プランジャの移動抵抗と倒れが大幅に軽減され、プランジャとクラッチの操作力と操作レスポンスが向上し、円滑で安定した差動制限機能が得られると共に、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【００３６】
また、本発明の電磁式アクチュエータによってデファレンシャル装置の差動制限用クラッチ（被操作装置）を操作する場合は、車両が悪路などを走行する際の脱出性や走破性の向上効果、スタックの防止効果などが高く保たれる。
【００３７】
請求項４のデファレンシャル装置は、原動機の駆動力を受けて回転する外側回転部材と、前記外側回転部材の内部に相対回転可能に配置された内側回転部材と、前記内側回転部材に連結された差動機構と、前記外側回転部材と前記内側回転部材との連結を断続するクラッチと、請求項１または請求項２に記載され、前記クラッチを被操作装置とする電磁式アクチュエータとを備え、前記電磁式アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記外側回転部材と前記内側回転部材との間でトルクを断続することを特徴としている。
【００３８】
請求項４のデファレンシャル装置は、差動機構の入力側で駆動力を断続するデファレンシャル装置であり、４輪駆動車で２輪駆動走行時に切り離される車輪側の動力伝達系に配置され、本発明の電磁式アクチュエータによってクラッチを連結すれば車両は４輪駆動状態になり、クラッチの連結を解除すれば車両は２輪駆動状態になる。
【００３９】
また、請求項４のデファレンシャル装置は、請求項１または請求項２の電磁式アクチュエータを用いたことにより、プランジャの移動抵抗と倒れが大幅に軽減され、プランジャとクラッチの操作力と操作レスポンスが向上し、円滑で安定した駆動力の断続機能が得られると共に、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【００４０】
請求項５のデファレンシャル装置は、原動機の駆動力を受けて回転するデフケースと、前記デフケースの回転を一対の出力側部材から車輪側に配分する差動機構と、前記出力側部材のいずれか一方とその車輪との間に配置されたクラッチと、請求項１または請求項２に記載され、前記クラッチを被操作装置とする電磁式アクチュエータとを備え、前記電磁式アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記出力側部材と車輪との間でトルクを断続することを特徴としている。
【００４１】
また、請求項５のデファレンシャル装置は、差動機構の出力側で駆動力を断続するデファレンシャル装置であり、請求項４のデファレンシャル装置と同様に、４輪駆動車で２輪駆動走行時に切り離される車輪側の動力伝達系に配置され、本発明の電磁式アクチュエータによってクラッチを連結すれば車両は４輪駆動状態になり、クラッチの連結を解除すれば、差動機構の差動回転によって駆動力が遮断され、車両は２輪駆動状態になる。
【００４２】
また、請求項５のデファレンシャル装置は、請求項１または請求項２の電磁式アクチュエータを用いたことにより、プランジャの移動抵抗と倒れが大幅に軽減され、プランジャとクラッチの操作力と操作レスポンスが向上し、円滑で安定した駆動力の断続機能が得られると共に、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【００４３】
請求項６の動力断続装置は、一対のトルク伝達部材と、前記両トルク伝達部材の間に配置されたクラッチと、請求項１または請求項２に記載され、前記クラッチを被操作装置とする電磁式アクチュエータとを備え、前記電磁式アクチュエータによる前記クラッチの操作によって前記トルク伝達部材の間でトルクを断続することを特徴としている。
【００４４】
請求項６の動力断続装置は、例えば、４輪駆動車で２輪駆動走行時に切り離される車輪側の動力伝達系に配置され、本発明の電磁式アクチュエータによってクラッチを連結すれば車両は４輪駆動状態になり、クラッチの連結を解除すれば車両は２輪駆動状態になる。
【００４５】
また、請求項６の動力断続装置は、請求項１または請求項２の電磁式アクチュエータを用いたことにより、プランジャの移動抵抗と倒れが大幅に軽減され、プランジャとクラッチの操作力と操作レスポンスが向上し、円滑で安定した駆動力の断続機能が得られると共に、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【００４６】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
図１によって本発明の第１実施形態である電磁式アクチュエータ１及びこれを用いたデファレンシャル装置３の説明をする。
【００４７】
以下の説明の中で、左右の方向はデファレンシャル装置３が用いられた車両での左右の方向である。また、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００４８】
デファレンシャル装置３は、電磁式アクチュエータ１、デフケース５、ベベルギア式の差動機構７、ドッグクラッチ９（クラッチ：被操作装置）、リターンスプリング１１、ポジションスイッチ１３、コントローラなどから構成されている。
【００４９】
デフケース５は、ケーシング本体１５と左右のカバー１７，１９から構成されており、ケーシング本体１５と左のカバー１７は皿ビス２１で固定され、ケーシング本体１５と右のカバー１９は溶接されている。
【００５０】
デフケース５はデフキャリヤ２３の内部に配置されており、カバー１７，１９に形成された各ボス部２５，２７はテーパーローラーベアリング２９を介してそれぞれデフキャリヤ２３に支承されている。
【００５１】
デフキャリヤ２３の内部にはオイル溜りが形成されている。
【００５２】
デフケース５にはリングギアがボルトで固定されており、このリングギアは動力伝達系のギヤと噛み合っている。この動力伝達系はトランスミッション側に連結されており、デフケース５はトランスミッションとこの動力伝達系とを介して伝達されるエンジンの駆動力により回転駆動される。
【００５３】
差動機構７は、複数本のピニオンシャフト３１、各ピニオンシャフト３１上に支承されたピニオンギア３３、出力側のサイドギア３５，３７から構成されている。
【００５４】
各ピニオンシャフト３１は、デフケース５（ケーシング本体１５）に設けられた貫通孔３９に端部を係合し、スプリングピン４１によって抜け止めされている。また、サイドギア３５，３７は左右からそれぞれ各ピニオンギア３３と噛み合っている。
【００５５】
デフケース５と各ピニオンギア３３との間には球面ワッシャ４３が配置されており、ピニオンギア３３の遠心力と、サイドギア３５，３７との噛み合いによってピニオンギア３３に生じる噛み合い反力を受けている。
【００５６】
各サイドギア３５，３７のボス部４５，４７は、カバー１７，１９に形成された支承部４９，５１によって回転自在に支承されており、各ボス部４５，４７はスプライン連結された車軸を介して左右の車輪側に連結されている。
【００５７】
左サイドギア３５とデフケース５との間にはスラストワッシャ５３が配置され、サイドギア３５の噛み合い反力を受けており、右サイドギア３７とデフケース５との間にはスラストワッシャ５５，５５が配置され、サイドギア３７の噛み合い反力を受けている。
【００５８】
ドッグクラッチ９は、右サイドギア３７に形成された噛み合い歯５７と、クラッチリング５９に形成された噛み合い歯６１によって構成されている。
【００５９】
このクラッチリング５９には脚部６３が周方向等間隔に形成されている。クラッチリング５９は各脚部６３をカバー１９に形成された周方向等間隔の開口６５にそれぞれ貫通させてデフケース５に回り止めされ、軸方向移動自在に配置されている。
【００６０】
図１に示すように、クラッチリング５９が左に移動するとドッグクラッチ９が噛み合って差動機構７の差動がロックされ、図１上半部のように、クラッチリング５９が右に移動するとドッグクラッチ９の噛み合いが解除され、差動ロックが解除される。
【００６１】
リターンスプリング１１は右サイドギア３７とクラッチリング５９との間に配置され、クラッチリング５９をドッグクラッチ９の噛み合い解除側（右方）に付勢している。
【００６２】
電磁式アクチュエータ１は、電磁コイル６７、一対のコイルハウジング６９，７１、プランジャ７３、一対のベローズ７５，７５などから構成されている。
【００６３】
コイルハウジング６９，７１は磁性材料（Ｓ１０Ｃ）で作られており、電磁コイル６７を左右から挟み込んで一体に形成されている。右のコイルハウジング７１は連結部材を介してデフキャリヤ２３に固定され、回り止めされている。また、電磁コイル６７のリード線７７はデフキャリヤ２３の外部に引き出され、コネクター７９によりコントローラ側のコネクターを介して車載のバッテリに接続されている。
【００６４】
プランジャ７３は磁性材料（Ｓ１０Ｃ）で作られており、コイルハウジング６９，７１の内周側に配置されている。
【００６５】
各ベローズ７５はプランジャ７３の軸方向両側に配置されている。左側のベローズ７５は径方向内側の端部をプランジャ７３の左端部に接着されており、径方向外側の端部をコイルハウジング６９に接着されている。また、右側のベローズ７５は径方向内側の端部をプランジャ７３の右端部に接着されており、径方向外側の端部をコイルハウジング７１に接着されている。
【００６６】
各ベローズ７５は、このようにプランジャ７３を軸方向の両側でコイルハウジング６９，７１に連結することにより、プランジャ７３が軸方向に充分な距離だけ往復移動できるようにしながら、コイルハウジング６９，７１に対してプランジャ７３をフローティング支持し、径方向に位置決めし、倒れを防止し、回り止めしている。
【００６７】
各ベローズ７５によるフローティング支持によってプランジャ７３はコイルハウジング６９，７１による摺動支持から解放されていると共に、各ベローズ７５のシール機能によってプランジャ７３とコイルハウジング６９，７１の間にはコンタミネーションが侵入しない。
【００６８】
また、各ベローズ７５によって軸方向の両側で支持されたことにより、プランジャ７３はカンチレバーになる（片持ち支持される）ことが防止され、倒れ防止機能がさらに向上している。
【００６９】
また、各ベローズ７５は、図１の下半部のように、プランジャ７３をドッグクラッチ９の噛み合い位置から右方の噛み合い解除位置へ付勢することにより、リターンスプリング１１のリターンスプリング機能を補強している。
【００７０】
ドッグクラッチ９のクラッチリング５９は、リターンスプリング１１の付勢力により、プレッシャープレート８１を介してプランジャ７３を右方に押圧している。このプレッシャープレート８１は腕部８３によって回転側のクラッチリング５９（脚部６３）に連結されており、静止側のプランジャ７３との間で摺動（相対回転）を許容している。
【００７１】
コイルハウジング６９，７１とプランジャ７３によって電磁コイル６７の磁路が構成されており、プランジャ７３はアーマチャになっている。
【００７２】
コントローラは、電磁コイル６７の励磁、励磁停止を行う。
【００７３】
電磁コイル６７が励磁されると、磁路に磁束ループ８５が発生し、その磁力によってプランジャ７３が左方に移動し、プレッシャープレート８１を介し、リターンスプリング１１と各ベローズ７５を撓ませながら、クラッチリング５９を押圧してドッグクラッチ９を噛み合わせ、上記のように、差動機構７の差動をロックさせる。
【００７４】
悪路走行中のように、左右の駆動輪が空転し易い状況で差動をロックさせると、空転車輪からの駆動力の逃げが防止されて、悪路などの脱出性、走破性が向上し、車両のスタックが防止される。
【００７５】
なお、コイルハウジング６９には、電磁コイル６７の磁力によってプランジャ７３が左方へ移動したときに、プランジャ７３と突き当たって停止させるストッパ部８７が設けられている。
【００７６】
また、電磁コイル６７の励磁を停止すると、リターンスプリング１１と各ベローズ７５の付勢力によってクラッチリング５９とプレッシャープレート８１とプランジャ７３が右方へ戻り、ドッグクラッチ９の噛み合いが解除され、差動機構７の差動が自由になる。
【００７７】
ポジションスイッチ１３の取り付け軸８９はデフキャリヤ２３を貫通して螺着されており、取り付け軸８９と同軸に設けられた位置検出軸９１の先端にはプローブ９３が形成されている。このプローブ９３はプレッシャープレート８１の左側面に係合している。また、位置検出軸９１（プローブ９３）は適度な強さのリターンスプリングによって右方へ付勢されている。
【００７８】
ポジションスイッチ１３のプローブ９３（位置検出軸９１）は、ドッグクラッチ９が噛み合うと、プレッシャープレート８１の移動に伴って破線の位置まで移動し、ドッグクラッチ９の噛み合いが解除されると、上記のリターンスプリングによって実線の位置に戻る。
【００７９】
ポジションスイッチ１３は位置検出軸９１のこのような軸方向往復移動に伴ってＯＮ−ＯＦＦし、その信号をコントローラに送る。コントローラは受け取ったＯＮ−ＯＦＦ信号に基づいて、デファレンシャル装置３（差動機構７）の差動回転がロックされているか否かを判断する。
【００８０】
デフケース５には、右カバー１９の開口６５の他に、左カバー１７とケーシング本体１５にも開口９５，９７がそれぞれ形成されており、ボス部２５，２７の内周には螺旋状のオイル溝が形成されている。さらに、スラストワッシャ５３，５５と対向する部分には、前記の各螺旋状オイル溝にそれぞれ連通した径方向のオイル溝９９，１０１が形成されている。
【００８１】
開口６５，９５，９７はいずれもデフケース５の径方向外側部分に形成されているから、デフキャリヤ２３に形成されたオイル溜りのオイルに常時浸されており、デフケース５の回転に伴って開口６５，９５，９７からオイルが流出入する。
【００８２】
また、オイル溜りのオイルはデフケース５とリングギアの回転によって掻き上げられ、掻き上げられたオイルは、開口６５，９５，９７から流出入すると共に、ボス部２５，２７の各螺旋状オイル溝から流入したオイルは、それぞれのネジポンプ作用によって移動を促進され、オイル溝９９，１０１と、スラストワッシャ５３，５５の隙間などを通ってデフケース５の内部に流入する。
【００８３】
デフケース５に流入したオイルは、差動機構７を構成する各ギア３３，３５，３７の噛み合い部、ピニオンシャフト３１とピニオンギア３３の摺動部、デフケース５とクラッチリング５９との摺動部、ドッグクラッチ９（噛み合い歯５７，６１）などに供給されてこれらを潤滑・冷却する。
【００８４】
また、電磁式アクチュエータ１の下部もオイル溜りに浸されており、プランジャ７３とプレッシャープレート８１との摺動部、ポジションスイッチ１３のプローブ９３とプレッシャープレート８１との摺動部なども潤滑・冷却される。
【００８５】
上記の各潤滑・冷却部では、供給されたオイルによって磨耗が軽減され、耐久性が向上すると共に、各摺動部での摩擦抵抗の低減によってエンジンの燃費が向上する。
【００８６】
こうして、電磁式アクチュエータ１とデファレンシャル装置３が構成されている。
【００８７】
電磁式アクチュエータ１では、ベローズ７５，７５により、プランジャ７３をフローティング支持し、径方向に位置決め（センターリング）し、プランジャ７３の倒れを防止し、プランジャ７３とコイルハウジング６９，７１との間をシールした。
【００８８】
プランジャ７３はこれらのフローティング支持機能とセンターリング機能によってコイルハウジング６９，７１による摺動支持から解放されると共に、ベローズ７５，７５のシール機能によってプランジャ７３とコイルハウジング６９，７１の間へのコンタミネーション（磁性金属のコンタミネーションだけでなく、すべてのコンタミネーション）の侵入が遮断される。
【００８９】
また、コイルハウジング６９，７１とフローティング支持されたプランジャとの間には摺動抵抗が生じないから、プランジャ７３は偏荷重を受けても倒れにくい。
【００９０】
このように、プランジャ７３が摺動支持から解放され、コンタミネーションの侵入が防止され、プランジャ７３の倒れが防止されるから、オイル中に拡散した磁性金属のコンタミネーションが磁力によって引き寄せられても、コンタミネーションの噛み込みによるプランジャ７３の移動抵抗の増加、プランジャ７３のロック、プランジャ７３の倒れなどが生じない。
【００９１】
従って、電磁コイル６７によるプランジャ７３とドッグクラッチ９の移動操作力がそれだけ大きくなり、操作レスポンスの低下とバラツキ、操作レスポンスの低下とバラツキによる電磁式アクチュエータ１とデファレンシャル装置３（ドッグクラッチ９）の特性変化及び特性のバラツキ、操作不良などが防止され、電磁式アクチュエータ１とドッグクラッチ９が円滑で安定に動作するから、悪路などを走行する際の脱出性や走破性の向上効果、車両のスタック防止効果などが高く保たれる。
【００９２】
また、プランジャ７３の移動抵抗増加や倒れに備えて、電磁コイル６７を大型化し、励磁電流を増加して電磁コイル６７の操作移動力（磁力）を強化する必要がなくなるから、これに伴うバッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による電磁式アクチュエータ１とデファレンシャル装置３の車載性低下などが防止される。
【００９３】
また、プランジャ７３がベローズ７５，７５によってフローティング支持されているから、ガイド部材であるベアリングハウジング５２３にプランジャ５２１が支持されている従来例と異なって、プランジャを支持するためのガイド部材は不要であり、ガイド部材の材料、加工、溶接などの各コストが低減される。
【００９４】
また、ガイド部材を用いる構成も可能であるが、その場合でも、磁力によるコンタミネーションの吸引を防止するために、このガイド部材をステンレス鋼のような非磁性材料製にする必要はないから、これに伴うコストの上昇が避けられる。
【００９５】
また、プランジャ７３の倒れが軽減されるから、倒れを心配せずにプランジャ７３の軸方向寸法（Ｌ）を径（Ｄ）に対して短くすることが可能になり、プランジャ７３を軸方向に短くすることによって、電磁式アクチュエータ１とデファレンシャル装置３がそれだけ軸方向にコンパクトになり、車載性が向上する。
【００９６】
［第２実施形態］
図２によって本発明の第２実施形態である電磁式アクチュエータ２０１及びこれを用いたデファレンシャル装置３の説明をする。
【００９７】
電磁式アクチュエータ２０１は、第１実施形態のデファレンシャル装置３において電磁式アクチュエータ１と置き換えて用いられており、以下、電磁式アクチュエータ１と同一の部材等には同一の符号を与えて引用しながら、相違点を説明する。
【００９８】
電磁式アクチュエータ２０１は、電磁コイル６７、コイルハウジング６９，７１、ガイド部材２０３、プランジャ７３、一対のシール２０５，２０７などから構成されている。
【００９９】
ガイド部材２０３はコイルハウジング７１の内周側に溶接されており、左右のスラストワッシャ２０９，２１１によりそれぞれデフケース５の右ボス部２７と、テーパーローラーベアリング２９のインナーレース２１３との間で軸方向に位置決めされている。
【０１００】
プランジャ７３は、コイルハウジング６９，７１とガイド部材２０３の間に配置され、ガイド部材２０３の外周で軸方向移動自在に支承されている。プランジャ７３の内周にはテフロンのコーティングが施され、摺動抵抗を低減させている。
【０１０１】
各シール２０５，２０７は、それぞれプランジャ７３の軸方向左側と右側に取り付けられており、ガイド部材２０３との間をシールしている。
【０１０２】
また、プランジャ７３と各シール２０５，２０７とガイド部材２０３との間にはオイルが封入されている。
【０１０３】
こうして、電磁式アクチュエータ２０１が構成されている。
【０１０４】
電磁式アクチュエータ２０１では、プランジャ７３の軸方向両端とガイド部材２０３との間に配置されたシール２０５，２０７によって、プランジャ７３とガイド部材２０３の間へのコンタミネーションの侵入が遮断され、コンタミネーションの噛み込みによる摺動抵抗の増大が防止されている。
【０１０５】
また、プランジャ７３と各シール２０５，２０７とガイド部材２０３との間に封入されたオイルによって、プランジャ７３とガイド部材２０３の間の摺動抵抗が大幅に低減されると共に、オイルの圧力によってプランジャ７３の擬似的なセンターリング機能及びフローティング支持機能が得られる。
【０１０６】
さらに、プランジャ７３は偏荷重を受けても、プランジャ７３とガイド部材２０３間の摺動抵抗が小さいことと、これらのセンターリング機能及びフローティング支持機能とによって倒れが軽減される。
【０１０７】
また、この倒れ軽減効果に加えて、軸方向の両端に配置したシール２０５，２０７によってプランジャ７３とガイド部材２０３間の囓りが防止されるから、プランジャ７３の倒れ軽減効果がさらに向上すると共に、囓りによるプランジャ７３のロックが防止される。
【０１０８】
このように、プランジャ７３が摺動支持から解放され、コンタミネーションの侵入が防止され、プランジャ７３の倒れが防止されるから、オイル中に拡散した磁性金属のコンタミネーションが磁力によって引き寄せられても、コンタミネーションの噛み込みによるプランジャ７３の移動抵抗増加、プランジャ７３の倒れ、プランジャ７３のロックなどが防止される。
【０１０９】
従って、電磁コイル６７によるプランジャ７３とドッグクラッチ９の移動操作力がそれだけ大きくなり、操作レスポンスの低下及びバラツキ、操作レスポンスの低下とバラツキによる電磁式アクチュエータ２０１とデファレンシャル装置３（ドッグクラッチ９）の特性変化及び特性のバラツキ、操作不良などが防止され、電磁式アクチュエータ２０１とドッグクラッチ９が円滑で安定に動作するから、悪路などを走行する際の脱出性や走破性の向上効果、車両のスタック防止効果などが高く保たれる。
【０１１０】
また、プランジャ７３の移動抵抗増加や倒れに備えて、電磁コイル６７を大型化し、励磁電流を増加して電磁コイル６７の磁力を強化する必要がなくなるから、これに伴うバッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による電磁式アクチュエータ２０１とデファレンシャル装置３の車載性低下などが防止される。
【０１１１】
また、プランジャ７３の倒れが軽減されるから、倒れを心配せずにプランジャ７３の軸方向寸法（Ｌ）を径（Ｄ）に対して短くすることが可能になり、プランジャ７３を軸方向に短くすることによって、電磁式アクチュエータ２０１とデファレンシャル装置３がそれだけ軸方向にコンパクトになり、車載性が向上する。
【０１１２】
なお、本発明では、各実施形態と異なって、プランジャをコイルハウジングの外周側に配置することも可能である。
【０１１３】
このようにプランジャをコイルハウジングの外周側に配置し、あるいは、プランジャをコイルハウジングの内周側と外周側の両方に配置すれば、コイルハウジングの内周側と外周側で生じている空気層への磁束漏れを有効に利用することが可能になるから、電磁コイルを大型化し、あるいは、励磁電流を増やすことなく、電磁コイルによるプランジャと被操作装置の移動操作力及び操作レスポンスを大幅に向上させることができる。
【０１１４】
また、外周側と内周側の一方で、プランジャとコイルハウジング間の磁束が飽和し、電磁コイルの磁束を充分に使い切っていない場合は、外周側と内周側の両方にプランジャを配置することにより、電磁コイルの磁束を有効に使い切ることができるから、プランジャと被操作装置の移動操作力及び操作レスポンスがさらに向上する。
【０１１５】
このように、コイルハウジングの外周側にプランジャを配置すれば、プランジャをベローズでセンターリングすることによる本発明の効果に加えて、プランジャをコイルハウジングの外周側に配置することによる上記の効果が得られる。
【０１１６】
また、本発明では、第１実施形態と異なって、プランジャの軸方向の一側だけをベローズでフローティング支持してもよい。
【０１１７】
また、本発明の電磁式アクチュエータにおいて、被操作装置はクラッチに限らない。また、クラッチも、実施形態のようなドッグクラッチ（噛み合いクラッチ）だけでなく、多板クラッチやコーンクラッチのような摩擦クラッチでもよい。
【０１１８】
また、本発明のデファレンシャル装置において、差動機構は、ベベルギア式の差動機構に限らず、プラネタリーギア式の差動機構、デフケースの収容孔に回転自在に収容されたピニオンギアで出力側のサイドギアを連結した差動機構、ウォームギアを用いた差動機構などでもよい。
【０１１９】
また、本発明のデファレンシャル装置は、フロントデフ（エンジンの駆動力を左右の前輪に配分するデファレンシャル装置）と、リヤデフ（エンジンの駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置）と、センターデフ（エンジンの駆動力を前輪と後輪に配分するデファレンシャル装置）のいずれにも用いることができる。
【０１２０】
【発明の効果】
請求項１の電磁式アクチュエータは、ベローズによるフローティング支持によって、プランジャが摺動支持から解放され、コンタミネーションの噛み込みによるプランジャの移動抵抗増加、囓り、プランジャのロック、プランジャの倒れなどが防止される。
【０１２１】
従って、電磁コイルによるプランジャと被操作装置の移動操作力が大きくなり、操作レスポンスの低下及びバラツキ、操作レスポンスの低下とバラツキによる電磁式アクチュエータと被操作装置の特性変化及び特性のバラツキ、操作不良などが防止され、電磁式アクチュエータと被操作装置が円滑で安定に動作する。
【０１２２】
また、プランジャの移動抵抗増加や倒れに備えて、電磁コイルを大型化し、励磁電流を増加して電磁コイルの磁力を強化する必要がなくなり、これに伴うバッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による電磁式アクチュエータと被操作装置の車載性低下などが防止される。
【０１２３】
また、コイルハウジングとガイド部材の間にプランジャを配置する構成では、磁力による磁性コンタミネーションの吸引を防止するためにこのガイド部材をステンレス鋼のような非磁性材料製にする必要がなくなり、これに伴うコストの上昇が避けられる。
【０１２４】
また、プランジャの倒れを心配せずにプランジャの軸方向寸法（Ｌ）を径（Ｄ）に対して短くすることが可能になり、プランジャを軸方向に短くすることにより、電磁式アクチュエータと被操作装置が軸方向にコンパクトになり、車載性が向上する。
【０１２５】
請求項２の電磁式アクチュエータは、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１２６】
また、この構成では、従来例と異なって、プランジャを支持するためのガイド部材が不要であり、ガイド部材の材料、加工、溶接などの各コストが低減される。
【０１２７】
請求項３のデファレンシャル装置は、請求項１または請求項２の電磁式アクチュエータを用いたことにより、プランジャの移動抵抗と倒れが大幅に軽減され、プランジャとクラッチの操作力と操作レスポンスが向上し、円滑で安定した差動制限機能が得られると共に、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【０１２８】
また、本発明の電磁式アクチュエータによってデファレンシャル装置の差動制限用クラッチ（被操作装置）を操作する場合は、車両が悪路などを走行する際の脱出性や走破性の向上効果、スタックの防止効果などが高く保たれる。
【０１２９】
請求項４のデファレンシャル装置は、請求項１または請求項２の電磁式アクチュエータを用いたことにより、プランジャの移動抵抗と倒れが大幅に軽減され、プランジャとクラッチの操作力と操作レスポンスが向上し、円滑で安定した駆動力の断続機能が得られると共に、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【０１３０】
請求項５のデファレンシャル装置は、請求項１または請求項２の電磁式アクチュエータを用いたことにより、プランジャの移動抵抗と倒れが大幅に軽減され、プランジャとクラッチの操作力と操作レスポンスが向上し、円滑で安定した駆動力の断続機能が得られると共に、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【０１３１】
請求項６の動力断続装置は、請求項１または請求項２の電磁式アクチュエータを用いたことにより、プランジャの移動抵抗と倒れが大幅に軽減され、プランジャとクラッチの操作力と操作レスポンスが向上し、円滑で安定した駆動力の断続機能が得られると共に、電磁コイルの大型化や励磁電流の増加、バッテリーの負担増加、エンジンの燃費低下、大型化と重量増加による車載性の低下などが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の電磁式アクチュエータとこれを用いたデファレンシャル装置を示す断面図である。
【図２】第２実施形態の電磁式アクチュエータとこれを用いたデファレンシャル装置を示す断面図である。
【図３】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１　電磁式アクチュエータ
３　デファレンシャル装置
５　デフケース
７　差動機構
９　ドッグクラッチ（クラッチ：被操作装置）
３５，３７　差動機構の出力側サイドギア
６７　電磁コイル
６９，７１　コイルハウジング
７３　プランジャ
７５，７５　ベローズ
２０１　電磁式アクチュエータ
【図１】
2004108416.tif 000003
【図２】
2004108416.tif 000004
【図３】
2004108416.tif 000005