(57)【要約】【課題】  モータにアクチュエータの全長を可及的に短縮し、ストローク、推力設定が容易である駆動力切換アクチュエータを提供することを技術的課題とする。【解決手段】  モータの出力軸とウォームギヤの間に第二の減速機構を配設し、ウォームホイールと、ハウジング又はカバーで囲まれる空間において、モータの本体部をウォームホイール側に配置すること。【選択図】図１
2005132270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータの出力を減速する第一の減速機構であるウォームギヤおよびウォームホイールと、
前記ウォームホイールに対して略同軸に一体回転可能または相対回転可能に配置される出力ピニオンギヤと、
これらの構成要素を収容し、前記ウォームホイールと前記出力ピニオンギヤを回転可能に支持するハウジングおよびカバーと、
前記モータの出力軸と前記ウォームギヤの間に配設される第二の減速機構と、
を有する駆動力切換アクチュエータ。
【請求項２】
前記第二の減速機構は、前記モータの出力軸に設けられた出力ギヤと、
前記ハウジングおよび又は前記カバーに支承される減速軸に設けられた減速ギヤから構成され、
前記減速軸の中位に前記ウォームギヤが形成されること、
を特徴とする請求項１に記載の駆動力切換アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２輪駆動−４輪駆動切換が可能な車両のトランスファ装置、ディファレンシャル装置、または、トランスアクスル上に配置され、駆動力の接続・遮断を行うフリーアクスル装置、フロント及びリヤデフロック装置の等の切換アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
４輪駆動車において、燃費向上のため路面状態、走行状態にあわせて２輪駆動状態を選択可能にしたものや、泥濘走行時に４輪駆動のディファレンシャルロックを選択可能にするシステムがある。これらのシステムでは、ドライブトレイン上に設けられたスプライン嵌合やクラッチを、モータ駆動のアクチュエータによりストロークさせ駆動力の遮断・接続を行う構成が公知である。
【０００３】
従来技術として例えば、特開平７−１７９１３３号に示される２輪駆動−４輪駆動を切換えるセンタデフ装置のアクチュエータは、モータの出力軸上に設けられたウォームギヤとウォームホイールにて減速を行っている。ウォームホイールの回転は、アクチュエータの出力軸に伝達され、ラックアンドピニオン機構を経由してシフトフォークをストロークさせる。この構成においては、ウォームギヤとウォームホイールの減速機構を用いて、モータ出力低減によりモータを小型化し、アクチュエータ全体として小型化し車両への搭載性を向上する試みが成されている。
【特許文献１】特開平７−１７９１３３号（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される構成では、アクチュエータの減速機構の配置が、モータの出力軸上に設けられたウォームギヤとモータの出力軸に直交する軸方向に設けられたウォームホイールであるため、ウォームホイールとモータ本体部を近接させて配置するには限界があり、図６に示すように、モータ本体部が突出したような形状になり、全長Ｌが長くなってしまっていた。
【０００５】
また、モータを小型化するために、モータ容量を小さくすると減速比を大きくとらなければならず、ウォームホイールを大きくする必要が生じる。逆にウォームホイールを小さくすると減速比が小さい為、モータが大型化する。
【０００６】
以上の問題を解決するために、本発明は、アクチュエータの全長を可及的に短縮し、アクチュエータのストローク、推力設定が容易である駆動力切換アクチュエータを提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１において、上記の問題を解決するために講じた技術的手段は、駆動力切換アクチュエータに、モータと、前記モータの出力を減速する第一の減速機構であるウォームギヤおよびウォームホイールと、前記ウォームホイールに対して略同軸に一体回転可能または相対回転可能に配置される出力ピニオンギヤと、これらの構成要素を収容し、前記ウォームホイールと前記出力ピニオンギヤを回転可能に支持するハウジングおよびカバーと、前記モータの出力軸と前記ウォームギヤの間に配設される第二の減速機構と、を設けたことである。
【０００８】
請求項２において、上記の問題を解決するために講じた技術的手段は、請求項１の駆動力切換アクチュエータにおいて、前記第二の減速機構は、前記モータの出力軸に設けられた出力ギヤと、前記ハウジングおよび又は前記カバーに支承される減速軸に設けられた減速ギヤから構成され、前記減速軸の中位に前記ウォームギヤが形成されることである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、第二の減速機構を設けたことによりモータの出力軸をウォームホイールの回転面から平行にオフセットさせて、出力ピニオンまたはウォームホイールの軸に近づけて配置できるので、アクチュエータの全長が可及的に短縮でき、コンパクト化できる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、ギヤ比の変更でアクチュエータのストローク−荷重関係の変更が容易に可能であり、減速比を大きく設定しモータを小型化することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明による駆動力切換アクチュエータ１を模式的に表している。モータ２０で発生した回転は、出力軸３０から出力ギヤ３１、減速ギヤ５１を介して減速され、減速軸５０に伝達される。減速軸５０の回転は、後述する減速軸５０上のウォームギヤ５０ａとウォームホイール４０のウォームホイールギヤ４０ａを介して減速され、ウォームホイール４０の回転に変換される。ここで、モータ２０の本体部はウォームホイール４０側（図１においてウォームホイール４０の下方）に配置されるため、モータ２０の軸に沿う方向の寸法Ｌは、モータ２０が出力ギヤ３１に対称に配置される従来技術に示された配置構成に対して短縮されている。また、モータ２０は、モータ２０の軸がウォームホイール４０の回転面に対してオフセットして（図１において紙面の奥方）配置され、寸法Ｗが可及的に短縮して構成される。
【００１２】
図２および図３は、本発明による駆動力切換アクチュエータ１の要部を具体的に表している。この駆動力切換アクチュエータ１は、４輪駆動車両の下側に、アンダーカバー、マフラー、プロペラシャフト等の干渉を回避してトランスファ装置（図示なし）にボルトにより固定される。駆動力切換アクチュエータ１の出力ロッド６０はトランスファ装置に連結されスプライン嵌合部（図示なし）の嵌合・非嵌合を行う。モータ２０は、ＥＣＵ（図示なし）からの信号に応じて駆動され、ウォームホイール４０、出力ピニオンギヤ４１に伝達された回転が、ラックギヤ６１を介してシフトロッド（出力ロッド）６０をストロークさせて車両の４輪駆動、２輪駆動を変化させる。
【００１３】
次に、駆動力切換アクチュエータ１の待ち機構について説明する。この待ち機構は、トランスファ装置において、スプライン嵌合部では、位相が不一致の時、嵌合していないにもかかわらず出力ロッドがストロークしようとし、アクチュエータに過大な負荷が発生しモータが損傷にいたる虞があるため、スプライン嵌合部の位相が一致するまでストロークを待機状態にする機能を有する。
【００１４】
図４は、駆動力切換アクチュエータ１の図２のＡ−Ａに沿う断面図を示している。ウォームホイール４０と、出力ピニオンギア４１は、同軸に相対回転可能に軸４０ｂにより軸通され、軸４０ｂがハウジング１ａとケース１ｂに回転可能に支持される。ウォームホイール４０にはドライブプレート７０ａが、出力ピニオンギア４１には、ドリブンプレート７０ｂが固定され、ドライブプレート７０ａとドリブンプレート７０ｂは、それぞれスパイラルスプリング７０の一端を係止する。スパイラルスプリング７０は、軸４０ｂを中心として、ドライブプレート７０ａとドリブンプレート７０ｂの間に配置される。
【００１５】
トランスファ装置のスプライン嵌合部の位相が一致している場合、モータ２０で発生した駆動力は、出力ギヤ３１、減速ギヤ５１、ウォームギヤ５０ａを介してウォームホイール４０を回転させる。この回転はドライブプレート７０ａによりスパイラルスプリング７０に伝達され、スパイラルスプリング７０はドリブンプレート７０ｂを介して出力ピニオンギヤ４１を回転させる。出力ピニオンギヤ４１は、出力ロッド６１をストロークさせ、スプライン嵌合が行われて、４輪駆動状態が確立する。
【００１６】
トランスファ装置のスプライン嵌合部の位相にズレがあるときに、モータ２０が駆動した場合、出力ロッド６１がストロークしないため、ドライブプレート７０ａとドリブンプレート７０ｂは相対回転する。この相対回転は、スパイラルスプリング７０を回転方向に撓ませ弾性エネルギが蓄積される。この弾性エネルギは、出力ピニオンギヤ４１を回転方向に付勢し、出力ロッド６１を付勢する。このとき、車輪（図示なし）からのバックトルクやドライブシャフト（図示なし）の回転によりスプライン嵌合部の位相が一致すると、付勢力によりスプライン嵌合が成立する。
【００１７】
以上のような待ち機構を有する本発明の駆動力切換アクチュエータ１の動力伝達要素の配置を図２、図３、図４を用いて説明する。ウォームホイール４０に動力を伝達する減速軸５０は、ウォームホイール４０と略同一面内に配置され、両端をハウジング１ａに回転可能に支持される。減速軸５１に入力された回転は、減速軸５１にもうけられたウォームギヤ５０ａとウォームホイールギヤ４０ａにより、１／８０に減速される。この減速は、ウォームギヤ列で行われるため、減速軸５０のウォームギヤ５０ａの回転は、ウォームホイール４０に伝達されるが、ウォームホイール４０の回転は、減速軸５０に伝達されない。つまり、モータ２０が非通電でトルクを発生していなくても、出力ロッド６０の位置は保持される。減速軸５０の端部には、減速ギヤ５１が固定される。図４からわかるように、待ち機構を有する構成においては、待ち機構が軸４０ｂに対する軸方向の空間を占めるため、ウォームホイールとカバーの間に何も配置されない空間Ｓ（図４減速ギヤ５１の右方）が生じる。モータ２０は、この空間を利用するためにウォームホイール４０の面からオフセット（右方）して、配置される。この配置により、駆動力切換アクチュエータ１の全長を短縮し、車両への搭載性を向上している。
【００１８】
図５は、別の実施例の模式図を示しており、基本的な構成は同じなので説明を省略し、図５中では、図１に対応する部分にＡを付した番号をつけた。図５において、出力ギヤ３１Ａと減速ギヤ５１Ａのギヤ比は、図１に比べて大きく設定（１／３〜１／５）されており、モータ２０Ａに必要となるトルクが軽減されてモータ２０Ａの小型化が可能となる。なお、本実施例において図５からも明らかなように、ハウジング１ａとカバー１ｂは、減速ギヤ比が１／２〜１／１０に設定できる程度、空間的に余裕をもって構成されており、減速ギヤ比が自由に設定できて、モータの容量設定、トルク、ストローク特性が容易に変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の駆動力切換アクチュエータを模式的に表す図。
【図２】本発明に係る実施例の要部の正面図。
【図３】本発明に係る実施例のギヤ構成の要部の正面図。
【図４】本発明に係る実施例の要部の断面図。
【図５】本発明の駆動力切換アクチュエータの別の実施例を模式的に表す図。
【図６】従来の駆動力切換アクチュエータを模式的に表す図
【符号の説明】
【００２０】
１      駆動力切換アクチュエータ
１ａ    ハウジング
１ｂ    カバー
２０    モータ
３０    出力軸
３１    出力ギヤ
４０    ウォームホイール
４１    出力ピニオンギヤ
５０    減速軸
５１    減速ギヤ
５０ａ  ウォームギヤ
６０    出力ロッド
６１    ラックギヤ
７０    スパイラルスプリング（弾性部材）
７０ａ  ドライブプレート（ドライブ部材）
７０ｂ  ドリブンプレート（ドリブン部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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