(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止側に固定された環状の支持プレートと、
前記支持プレートの軸方向一側に正逆回動可能に配置されたカムプレートと、  前記支持プレートの軸方向他側に軸方向移動可能に配置され、被操作装置を移動操作する可動プレートと、
前記カムプレート側のギアプレート上に設けられたギアを含めて構成されるギア組と、
前記ギア組を介して前記カムプレートを、正逆方向に回転させる電動モータと、
前記カムプレートと前記可動プレートとの間に設けられ、前記カムプレートの回転力を前記可動プレートの移動操作力に変換するカム機構とを備え、
前記支持プレートに支持プレート側挿通孔を設け、
前記カムプレートにカムプレート側挿通孔を設け、
前記カムプレートに、前記支持プレート側挿通孔を挿通すると共に、前記支持プレート側挿通孔と異なった周方向位置で前記支持プレートと係合するカムプレート側突起を設け、
前記カムプレートに、前記カムプレートの回転に伴い、前記可動プレート側突起を介して前記可動プレートを軸方向に移動させるカム斜面と、前記カム斜面上を移動した前記可動プレート側突起を移動位置に保持するカム角を持たない保持面とからなるカム面とを設け、
前記可動プレートに、前記支持プレート側と前記カムプレート側の各挿通孔を挿通すると共に、前記支持プレート側と前記カムプレート側の各挿通孔と異なった周方向位置で前記カムプレートと係合する可動プレート側突起を設け、
前記カム機構が、前記可動プレート側突起と、前記カム面とからなり、
組み付けられた状態で、前記カムプレートが、前記支持プレート側挿通孔を挿通した前記カムプレート側突起によって前記支持プレートと係合し、前記可動プレートが、前記支持プレート側と前記カムプレート側の前記各挿通孔を挿通した前記可動プレート側突起によって前記カムプレートと係合していることを特徴とするギアプレート式アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載された発明であって、
前記カム面の前記カム斜面と前記保持面との間に保持突起を設け、
前記電動モータの非操作時に、前記保持突起と前記可動プレート側突起との突き当てによって、前記可動プレート側突起のカム斜面側から保持面への移動と、保持面からカム斜面側への移動が防止されることを特徴とするギアプレート式アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された発明であって、
前記可動プレート側突起が、基部に形成された軸方向部分と、前記軸方向部分の端部に形成された径方向部分からなり、
前記カム機構が、前記径方向部分と、前記カムプレートの前記カム面とからなることを特徴とするギアプレート式アクチュエータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載された発明であって、
前記支持プレート側挿通孔が、周方向等間隔に複数個設けられ、
前記カムプレート側挿通孔が、周方向等間隔に複数個設けられ、
前記可動プレート側突起が、周方向等間隔に複数個設けられ、
前記カムプレート側突起が、周方向等間隔に複数個設けられていることを特徴とするギアプレート式アクチュエータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載された発明であって、
前記支持プレートと、前記カムプレートと、前記可動プレートがそれぞれ環状に形成され、
前記支持プレート側挿通孔が、前記支持プレートの内周に形成された凹部であり、前記カムプレート側挿通孔が、前記カムプレートの内周に形成された凹部であり、  前記被操作装置の周囲に同軸配置されていることを特徴とするギアプレート式アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載された発明であって、
前記被操作装置を非作動状態に付勢するリターンスプリングと、前記リターンスプリングに抗して前記被操作装置を作動状態にするシフトスプリングを備えており、
前記カム機構のカムスラスト力が、前記シフトスプリングを撓める方向に働くことを特徴とするギアプレート式アクチュエータ。
【請求項７】
請求項６に記載された発明であって、
前記シフトスプリングの端部を係合させて脱落を防止する溝を、前記支持プレートと前記可動プレートにそれぞれ設けたことを特徴とするギアプレート式アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載された発明であって、
前記支持プレートと前記可動プレートとの間に、前記可動プレートの位置を検出する位置センサーを配置したことを特徴とするギアプレート式アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載された発明であって、
前記カムプレートと前記ギアプレートとが一体に形成されていることを特徴とするギアプレート式アクチュエータ。
【請求項１０】
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１〜９のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするギアプレート式アクチュエータとを備え、
前記ギアプレート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。
【請求項１１】
原動機の駆動力を受けて回転するアウターデフケースと、  前記アウターデフケースの内部に相対回転可能に配置されたインナーデフケースと、
前記インナーデフケースに連結された差動機構と、  前記アウターデフケースと前記インナーデフケースとの連結を断続するクラッチと、
請求項１〜９のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするギアプレート式アクチュエータとを備え、
前記ギアプレート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アウターデフケースと前記インナーデフケース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１２】
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サイドギアから車輪側に配分する差動機構と、
前記出力側サイドギア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１〜９のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするギアプレート式アクチュエータとを備え、
前記ギアプレート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サイドギア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１３】
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サイドギア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サイドギアのいずれか２者の間に配置され、前記差動機構の差動を制限するクラッチと、
請求項１〜９のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするギアプレート式アクチュエータとを備え、
前記ギアプレート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１４】
請求項１０〜１３のいずれかに記載された発明であって、  前記トルク伝達部材、あるいは、前記アウターデフケース、あるいは、前記デフケースが、スラストベアリングとベアリングキャップとを介して静止側部材に支承されており、
前記ベアリングキャップを、ネジ部によって前記静止側部材に螺着すると共に、前記ベアリングキャップに、前記カムプレート、あるいは、前記可動プレート、あるいは、前記支持プレートとの突き当て部を設けたことにより、前記ベアリングキャップを前記ネジ部で回転させて前記スラストベアリングのプリロードを調整する際に、前記ベアリングキャップの前記突き当て部に押されて前記カムプレート、あるいは、前記可動プレート、あるいは、前記支持プレートが、前記ベアリングキャップと同量のストロークだけ移動することを特徴とするデファレンシャル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クラッチのような被操作装置を操作するアクチュエータと、このクラッチによって駆動力を断続する動力断続装置と、このクラッチによって駆動力を断続する、あるいは、差動を制限するデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特公平５−５４５７４号公報に図２０のようなデファレンシャル装置１００１が記載されている。
【０００３】
デファレンシャル装置１００１はデフキャリヤ１００３に収容されており、アウターデフケース１００５、インナーデフケース１００７、ベベルギア式の差動機構１００９、噛み合いクラッチ１０１１、空気圧式のアクチュエータ１０１３などから構成されている。
【０００４】
噛み合いクラッチ１０１１は、インナーデフケース１００７に移動自在にスプライン連結されたクラッチリング１０１５と、アウターデフケース１００５との間に形成されている。
【０００５】
アクチュエータ１０１３はデフキャリヤ１００３に固定されたシリンダ１０１７、ピストン１０１９などから構成されており、エンジンに駆動されるエアポンプから空気圧を供給されて作動し、ピストン１０１９とシフトフォーク１０２１とを介してクラッチリング１０１５を移動操作し、噛み合いクラッチ１０１１を噛み合わせる。また、空気圧の供給を停止すると噛み合いクラッチ１０１１の噛み合いが解除される。
【０００６】
アウターデフケース１００５は、ドライブピニオンギア１０２３とリングギア１０２５とを介して入力するエンジンの駆動力により回転駆動される。
【０００７】
噛み合いクラッチ１０１１が噛み合うと、アウターデフケース１００５の回転はインナーデフケース１００７と差動機構１００９とを介して車軸１０２７，１０２９から左右の車輪に配分され、車両が４輪駆動状態になり、悪路などでの走破性、脱出性、安定性が向上する。
【０００８】
また、噛み合いクラッチ１０１１の噛み合いが解除されると、インナーデフケース１００７から左右の車輪までがエンジン側から切り離され、車両は２輪駆動状態になると共に、エンジンの燃費が向上する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
アクチュエータ１０１３は、上記のように、シリンダ１０１７、ピストン１０１９、シフトフォーク１０２１などから構成されており、アクチュエータ１０１３自身の組み付けと、デフキャリヤ１００３に対するアクチュエータ１０１３の組み付けは、いずれも工程が多く、面倒である。
【００１０】
また、アクチュエータ１０１３では、シフトフォーク１０１７を含めたシフトメカニズムが必要であって、部品点数が多く、構造が複雑である上に、高価であり、特に、エアポンプはこれらのコストの約３割を占める。
【００１１】
また、空気圧式アクチュエータのような流体圧式のアクチュエータでは、圧力ラインでの圧力漏れを避けることが難しく、この圧力漏れによって噛み合いクラッチ１０１１の連結及び連結解除のレスポンスが低下し、走行条件の変化に応じて４輪駆動状態と２輪駆動状態とを迅速に切り替えることが困難になる。
【００１２】
また、この圧力漏れによって信頼性が低下する上に、圧力漏れを防止するためには、圧力ライン各部のシ−ルを強化するなどの配慮が必要であり、これに伴うコストの上昇は避け難い。
【００１３】
また、空気圧式アクチュエータ１０１３は、内圧や外圧の影響を受け易く、それだけ性能が低下し、不安定になり易い。
【００１４】
また、流体圧式のアクチュエータを用いると、圧力ラインの配管及びその引き回しスペ−スなどを含めた広い配置スペ−スが必要であるから、デファレンシャル装置１００１が大型になって車載性が低下する上に、デファレンシャル装置１００１を収容するケーシング（例えば、デフキャリヤ）の変更が必要になり、大きな変更コストが生じると共に、車載性がさらに低下する。
【００１５】
また、デファレンシャル装置１００１では、エアポンプやアクチュエータ１０１３やシフトメカニズムなどの操作系が故障すると、リターンスプリングによって噛み合いクラッチ１０１１の噛み合いが解除され、車両は２輪駆動状態に戻るように構成されている。
【００１６】
このように、流体圧式のアクチュエータでクラッチを操作する装置では、操作系が故障すると、一般に、スプリングによって他の状態に戻る（例えば、アクチュエータでクラッチを連結させていれば、リターンスプリングによってクラッチの連結が解除される）から、操作系が正常なときの状態を保持することができない。
【００１７】
そこで、この発明は、自身の組み付けと被操作装置に対する組付けが極めて容易である上に、ピストンとシリンダを用いずに構成され、構造簡単、低コストで、信頼性が高いギアプレート式アクチュエータと、このギアプレート式アクチュエータを用いて構成した動力断続装置とデファレンシャル装置の提供を目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１のギアプレート式アクチュエータは、静止側に固定された環状の支持プレートと、前記支持プレートの軸方向一側に正逆回動可能に配置されたカムプレートと、前記支持プレートの軸方向他側に軸方向移動可能に配置され、被操作装置を移動操作する可動プレートと、前記カムプレート側のギアプレート上に設けられたギアを含めて構成されるギア組と、前記ギア組を介して前記カムプレートを、正逆方向に回転させる電動モータと、前記カムプレートと前記可動プレートとの間に設けられ、前記カムプレートの回転力を前記可動プレートの移動操作力に変換するカム機構とを備え、前記支持プレートに支持プレート側挿通孔を設け、前記カムプレートにカムプレート側挿通孔を設け、前記カムプレートに、前記支持プレート側挿通孔を挿通すると共に、前記支持プレート側挿通孔と異なった周方向位置で前記支持プレートと係合するカムプレート側突起を設け、前記カムプレートに、前記カムプレートの回転に伴い、前記可動プレート側突起を介して前記可動プレートを軸方向に移動させるカム斜面と、前記カム斜面上を移動した前記可動プレート側突起を移動位置に保持するカム角を持たない保持面とからなるカム面とを設け、前記可動プレートに、前記支持プレート側と前記カムプレート側の各挿通孔を挿通すると共に、前記支持プレート側と前記カムプレート側の各挿通孔と異なった周方向位置で前記カムプレートと係合する可動プレート側突起を設け、前記カム機構が、前記可動プレート側突起と、前記カム面とからなり、組み付けられた状態で、前記カムプレートが、前記支持プレート側挿通孔を挿通した前記カムプレート側突起によって前記支持プレートと係合し、前記可動プレートが、前記支持プレート側と前記カムプレート側の前記各挿通孔を挿通した前記可動プレート側突起によって前記カムプレートと係合していることを特徴とする。
【００１９】
請求項１のギアプレート式アクチュエータは、カムプレート側の突起を支持プレート側の挿通孔に挿通した後、カムプレートを適度に回転させれば、カムプレートがその突起によって支持プレートと係合する。さらに、この状態で、可動プレートの突起を、支持プレートとカムプレートの各挿通孔に挿通させた後、カムプレートを、例えば、反対側に回転させれば、可動プレートがその突起によってカムプレートに係合する。
【００２０】
このように、組付けは、特別な工具が不要であり、工程が少なく、極めて容易である。
【００２１】
また、ギアプレート式アクチュエータを被操作装置に組み付けるには、例えば、被操作装置のケーシングに支持プレートをボルトなどで固定すればよく、これもまた、極めて容易である。
【００２２】
また、支持プレート、カムプレート、可動プレートはすべてプレス加工（板金加工）が可能であり、それだけ軽量に構成される上に、低コストに実施できる。
【００２３】
さらに、電動モータの回転トルクをカム機構によって被操作装置の操作力に変換するように構成された本発明のギアプレート式アクチュエータは、流体圧式のアクチュエータを用いた従来例と異なって、高価なポンプ、流体圧式アクチュエータ（ピストンとシリンダ）、シフトメカニズムなどが不要であり、さらに部品点数が少なく、構造が簡単になり、低コストに実施できる。
【００２４】
また、流体圧式アクチュエータを用いたシステムでは避けがたい圧力漏れによる機能低下から解放され、信頼性が大きく向上する上に、圧力ライン各部のシ−ル強化とこれに伴うコストの上昇を避けることができる。
【００２５】
また、空気圧式アクチュエータを用いたシステムと異なって、圧力変動の影響を受けないから、性能が向上し、安定する。
【００２６】
また、流体圧式アクチュエータと異なって、圧力ライン及びその引き回しスペ−スなどの広い配置スペ−スが不要になるから、ギアプレート式アクチュエータ及び被操作装置が軽量でコンパクトになり、車載性が大きく向上する。
【００２７】
また、アクチュエータ及び被操作装置を収容するケーシングの変更が不要になり、変更に伴う大きなコスト上昇が避けられる。
【００２９】
また、カムプレートをプレス加工する場合は、カム面（カム片）も同時に低コストでプレス加工することができる。
【００３０】
また、カム斜面は、加工時と加工後の両方で、例えば、被操作装置に必要な操作力の大きさ、電動モータのトルクなどに応じてカム角を調整することができると共に、カム角調整によって電動モータの容量を小さくし、装置を軽量化し、バッテリーの負担を軽減することが可能であり、被操作装置が車載装置の場合は、バッテリー充電用のオルタネータを駆動するエンジンの燃費を向上させることができる。
【００３１】
また、カム斜面の両側にカム角を持たない保持面を設ければ、電動モータを停止しても、作動前と作動後の両方でカム機構の状態が安定して保持されるから、カム機構を作動させるとき以外は電動モータを停止することによって、バッテリーとオルタネータの負担をさらに軽減させ、エンジンの燃費をさらに向上させることができる。
【００３２】
請求項２の発明は、請求項１に記載されたギアプレート式アクチュエータであって、前記電動モータの非操作時に、前記保持突起と前記可動プレート側突起との突き当てによって、前記可動プレート側突起のカム斜面側から保持面への移動と、保持面からカム斜面側への移動が防止されることを特徴としており、請求項１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３３】
また、カム斜面と保持面との間に設けた保持突起によってチェック機能が得られるから、上記のように電動モータを停止させた状態で、振動や衝撃などの外乱因子を受けても、カム機構が作動状態から非作動状態に変動し、あるいは、非作動状態から作動状態に変動することが防止される。
【００３４】
従って、例えば、本発明のギアプレート式アクチュエータで動力断続用のクラッチを操作するデファレンシャル装置を、４輪駆動車で２輪駆動走行時に切り離される車輪側に配置した場合、走行中に振動や衝撃などの外乱因子を受けても、ドライバーの意図に反して４輪駆動状態から２輪駆動状態に、あるいは、２輪駆動状態から４輪駆動状態に変動することが防止される。
【００３５】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載されたギアプレート式アクチュエータであって、前記可動プレート側突起が、基部に形成された軸方向部分と、前記軸方向部分の端部に形成された径方向部分からなり、前記カム機構が、前記径方向部分と、前記カムプレートの前記カム面とからなることを特徴としており、請求項１または請求項２の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３６】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載されたギアプレート式アクチュエータであって、前記支持プレート側挿通孔が、周方向等間隔に複数個設けられ、前記カムプレート側挿通孔が、周方向等間隔に複数個設けられ、前記可動プレート側突起が、周方向等間隔に複数個設けられ、前記カムプレート側突起が、周方向等間隔に複数個設けられていることを特徴としており、請求項１〜３の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３７】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載されたギアプレート式アクチュエータであって、前記支持プレートと、前記カムプレートと、前記可動プレートがそれぞれ環状に形成され、前記支持プレート側挿通孔が、前記支持プレートの内周に形成された凹部であり、前記カムプレート側挿通孔が、前記カムプレートの内周に形成された凹部であり、前記被操作装置の周囲に同軸配置されていることを特徴としており、請求項１〜３の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３８】
また、支持プレートとカムプレートと可動プレートをそれぞれ環状に構成したことによって、ギアプレート式アクチュエータを被操作装置の周囲に同軸配置することが可能になり、ギアプレート式アクチュエータと被操作装置のアセンブリ全体がコンパクトになり、車載性が向上する。
【００３９】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載されたギアプレート式アクチュエータであって、前記被操作装置を非作動状態に付勢するリターンスプリングと、前記リターンスプリングに抗して前記被操作装置を作動状態にするシフトスプリングを備えており、前記カム機構のカムスラスト力が、前記シフトスプリングを撓める方向に働くことを特徴としており、請求項１〜５の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００４０】
また、被操作装置を作動状態にするシフトスプリングを用い、カム機構によってこのシフトスプリングを撓める（被操作装置を非作動状態にする）ように構成されたこの構成では、例えば、電動モータが不調になった場合でも、シフトスプリングによって被操作装置が作動状態になる。
【００４１】
従って、例えば、本発明のギアプレート式アクチュエータで動力断続用のクラッチを操作するデファレンシャル装置を、４輪駆動車で２輪駆動走行時に切り離される車輪側に配置した場合、あるいは、本発明のギアプレート式アクチュエータでクラッチを断続するように構成した動力断続装置を、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した場合は、４輪駆動走行時に電動モータが不調になっても、シフトスプリングによって車両が４輪駆動状態に保持されるから、故障モードがよい。
【００４２】
また、被操作装置が噛み合いクラッチの場合は、シフトスプリングが待ち機構になり、噛み合いクラッチが噛み合い操作されるときのラチェッティングとラチェット音を軽減させ、耐久性を大きく向上させる。
【００４３】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載されたギアプレート式アクチュエータであって、前記シフトスプリングの端部を係合させて脱落を防止する溝を、前記支持プレートと前記可動プレートにそれぞれ設けたことを特徴としており、請求項１〜６の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００４４】
また、支持プレートと可動プレートに設けた溝によってスプリングの脱落が防止されるから、ギアプレート式アクチュエータの機能が正常に保たれる。
【００４５】
また、この溝によって組み付けの際にスプリングが位置決めされるから、組み付け性が向上する。
【００４６】
請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載されたギアプレート式アクチュエータであって、前記支持プレートと前記可動プレートとの間に、前記可動プレートの位置を検出する位置センサーを配置したことを特徴としており、請求項１〜７の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００４７】
また、この位置センサーによって可動プレートの位置を検知し、被操作装置（例えば、クラッチ）の状態を直接知ることが可能になるから、電動モータによって可動プレートを移動操作した後、電動モータを直ちに停止させることによって電動モータを必要以上に回転させ続けることが避けられる。
【００４８】
従って、電動モータの過回転、過回転によるギア組の当たり、ギア組の当たりによる電動モータの過電流、電動モータの耐久性低下などが防止され、バッテリーの負担が軽減される。
【００４９】
また、位置センサーが配置される支持プレートと可動プレートとの間では、カムプレートとの間に位置センサーを配置する構成と異なって、位置センサーを挟んで相対回転が生じないから、摺動による位置センサーの磨耗が防止され、耐磨耗性を向上させるための浸炭・焼き入れや、窒化処理のような表面硬化処理が不要になり、これらに伴うコストの上昇が避けられる。
【００５０】
また、位置センサーの摺動抵抗による電動モータ、バッテリー、オルタネータなどの負担増加、燃費の低下なども防止される。
【００５１】
また、支持プレート（ギアプレート式アクチュエータ上）に取り付けられた位置センサーは、組み付けに当たって被操作装置との位置合わせをする必要がなくなり、それだけ組み付けが容易になる。
【００５２】
請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載されたギアプレート式アクチュエータであって、前記カムプレートと前記ギアプレートとが一体に形成されていることを特徴としており、請求項１〜８の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
する。
【００５３】
また、カムプレートとギアプレートを一体形成したことにより、部品点数とコストが低減される。
【００５４】
請求項１０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１〜９のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするギアプレート式アクチュエータとを備え、前記ギアプレート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。
【００５５】
請求項１０の動力断続装置は、上記のように、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、本発明のギアプレート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。
【００５６】
また、請求項１０の動力断続装置は、請求項１〜９のギアプレート式アクチュエータを用いたことにより、請求項１〜９の構成と同様に、組付けが極めて容易、構造簡単、軽量、低コスト、信頼性向上など効果を得ることができる。
【００５７】
請求項１１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アウターデフケースと、前記アウターデフケースの内部に相対回転可能に配置されたインナーデフケースと、前記インナーデフケースに連結された差動機構と、前記アウターデフケースと前記インナーデフケースとの連結を断続するクラッチと、請求項１〜１０のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするギアプレート式アクチュエータとを備え、前記ギアプレート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アウターデフケースと前記インナーデフケースとの間でトルクを断続することを特徴としている。
【００５８】
請求項１１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、上記のように、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、本発明のギアプレート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。
【００５９】
また、請求項１１のデファレンシャル装置は、請求項１〜９のギアプレート式アクチュエータを用いたことにより、請求項１〜９の構成と同様に、組付けが極めて容易、構造簡単、軽量、低コスト、信頼性向上など効果を得ることができる。
【００６０】
請求項１２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サイドギアから車輪側に配分する差動機構と、前記出力側サイドギア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１〜９のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするギアプレート式アクチュエータとを備え、前記ギアプレート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サイドギア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。
【００６１】
また、請求項１２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１１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、本発明のギアプレート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。
【００６２】
また、請求項１２のデファレンシャル装置は、請求項１〜９のギアプレート式アクチュエータを用いたことにより、請求項１〜９の構成と同様に、組付けが極めて容易、構造簡単、軽量、低コスト、信頼性向上など効果を得ることができる。
【００６３】
請求項１３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サイドギア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サイドギアのいずれか２者の間に配置され、前記差動機構の差動を制限するクラッチと、請求項１〜９のいずれかに記載され、前記クラッチを被操作装置とするギアプレート式アクチュエータとを備え、前記ギアプレート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。
【００６４】
また、請求項１３のデファレンシャル装置は、本発明のギアプレート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。
【００６５】
また、請求項１３のデファレンシャル装置は、請求項１〜９のギアプレート式アクチュエータを用いたことにより、請求項１〜９の構成と同様に、組付けが極めて容易、構造簡単、軽量、低コスト、信頼性向上など効果を得ることができる。
【００６６】
請求項１４の発明は、請求項１０〜１３のいずれかに記載された動力断続装置、あるいは、デファレンシャル装置であって、前記トルク伝達部材、あるいは、前記アウターデフケース、あるいは、前記デフケースが、スラストベアリングとベアリングキャップとを介して静止側部材に支承されており、前記ベアリングキャップを、ネジ部によって前記静止側部材に螺着すると共に、前記ベアリングキャップに、前記カムプレート、あるいは、前記可動プレート、あるいは、前記支持プレートとの突き当て部を設けたことにより、前記ベアリングキャップを前記ネジ部で回転させて前記スラストベアリングのプリロードを調整する際に、前記ベアリングキャップの前記突き当て部に押されて前記カムプレート、あるいは、前記可動プレート、あるいは、前記支持プレートが、前記ベアリングキャップと同量のストロークだけ移動することを特徴としており、請求項１０〜１３の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００６７】
また、請求項１４の構成では、上記のように、ベアリングキャップをネジ部で回転させてスラストベアリングのプリロードを調整する際に、アウターデフケース、トルク伝達部材、デフケースが移動しても、ベアリングキャップに設けた突き当て部がカムプレート、あるいは、可動プレート、あるいは、支持プレートに当たり、これらがベアリングキャップと同量のストロークだけ移動する。
【００６８】
従って、プリロード調整の前後で、トルク伝達部材、アウターデフケース、デフケースが移動しても、各プレート（カムプレート、可動プレート、支持プレート）と、トルク伝達部材、アウターデフケース、デフケースとの間隔が所定の値に保たれるから、例えば、クラッチを押圧するシフトスプリングのスプリング力が適正値に維持されて、ギアプレート式アクチュエータの動作が正常に保たれる。
【００６９】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
図１〜図１５によってギアプレート式アクチュエータ１とこれを用いたリヤデフ３（デファレンシャル装置）の説明をする。
【００７０】
図１はリヤデフ３を示しており、左右の方向はリヤデフ３が用いられた４輪駆動車及び図１での左右の方向である。また、以下の説明の中で符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００７１】
リヤデフ３（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）は、差動機構の入力側に駆動力の断続機能を備えたデファレンシャル装置であり、４輪駆動車に用いられ、２輪駆動時は後輪への駆動力を切断する。
【００７２】
リヤデフ３が用いられた４輪駆動車の動力伝達系は、エンジン（原動機）、トランスミッション、トランスファ、２−４切替え機構、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）、前車軸、左右の前輪、後輪側のプロペラシャフト、リヤデフ３、後車軸、左右の後輪などから構成されている。
【００７３】
２−４切替え機構は、トランスファの後輪側出力インターフェイスを構成しており、下記のように、リヤデフ３と同時に連結解除操作及び連結操作され、後輪側への駆動力を断続する。
【００７４】
エンジンの駆動力は、トランスミッションからトランスファに伝達され、トランスファから前輪側と後輪側に配分される。
【００７５】
前輪側に配分された駆動力は、フロントデフから前車軸を介して左右の前輪に配分される。
【００７６】
また、後輪側に配分された駆動力は、２−４切替え機構とリヤデフ３が連結されている間は、２−４切替え機構と後輪側プロペラシャフトからリヤデフ３に伝達され、リヤデフ３から後車軸を介して左右の後輪に配分され、車両は４輪駆動状態になる。
【００７７】
また、２−４切替え機構とリヤデフ３の連結をそれぞれ解除すると、後輪側がエンジンから切り離されて、車両は２輪駆動状態になる。
【００７８】
リヤデフ３はデフキャリヤ５の内部に配置されており、デフキャリヤ５の内部にはオイル溜りが形成されている。
【００７９】
リヤデフ３は、ギアプレート式アクチュエータ１、アウターデフケース７、インナーデフケース９、ベベルギア式の差動機構１１、ドッグクラッチ１３（被操作装置：クラッチ）などから構成されている。
【００８０】
また、ギアプレート式アクチュエータ１は、支持プレート１５、カムプレート１７、可動プレート１９、カム２１（カム機構）、リターンスプリング２３、シフトスプリング２５、電動モータ２７、ギア組２９、コントローラなどから構成されている。
【００８１】
リヤデフ３はアウターデフケース７とインナーデフケース９からなる２重ケーシング構造になっており、インナーデフケース９はアウターデフケース７の内周で摺動回転自在に支承されている。また、アウターデフケース７に形成された左右のボス部３１，３３はそれぞれスラストベアリング３５を介してデフキャリヤ５に支承されている。
【００８２】
デフキャリヤ５には、ベアリングキャップ３７，３７がネジ部３９によって螺着されており、これらのベアリングキャップ３７をネジ部３９で回転させることによって、アウターレース４１が軸方向に移動し各スラストベアリング３５のプリロード調整が行われる。
【００８３】
アウターデフケース７にはリングギア４３がボルト４５で固定されている。リングギア４３はドライブピニオンギア４７と噛み合っており、ドライブピニオンギア４７はドライブピニオンシャフト４９と一体に形成されている。ドライブピニオンシャフト４９は継ぎ手と後輪側のプロペラシャフトなどを介してトランスファの２−４切替え機構に連結されており、エンジンの駆動力はトランスファと２−４切替え機構からこの後輪側動力伝達系を介してアウターデフケース７を回転させる。
【００８４】
アウターデフケース７の内部にはクラッチリング５１が配置されており、アウターデフケース７の内周で軸方向移動自在に支承されている。
【００８５】
ドッグクラッチ１３は、噛み合い歯５３と噛み合い歯５５によって構成されており、噛み合い歯５３はクラッチリング５１の左端部に形成され、噛み合い歯５５はインナーデフケース９の右端部に形成されている。
【００８６】
また、アウターデフケース７の左右にはそれぞれオイルが流出入する開口５７，５９が周方向等間隔に設けられている。クラッチリング５１の右端には周方向等間隔に４本の脚部６１が設けられており、これらの脚部６１は右の開口５９に係合し、外部に突き出している。
【００８７】
クラッチリング５１は、下記のように、ギアプレート式アクチュエータ１によって左右に移動操作される。クラッチリング５１が左方に移動操作されると、図１の下半部のように、ドッグクラッチ１３が噛み合ってアウターデフケース７とインナーデフケース９とが連結され、クラッチリング５１が右方に戻ると、図１の上半部のように、ドッグクラッチ１３の噛み合いが解除され、アウターデフケース７とインナーデフケース９とが切り離される。
【００８８】
インナーデフケース９の左端部とアウターデフケース７との間には、ギアプレート式アクチュエータ１からの操作力を受けるスラストワッシャ６３が配置されており、インナーデフケース９はこのスラストワッシャ６３を介して軸方向の左方に位置決めされている。
【００８９】
ベベルギア式の差動機構１１は、複数本のピニオンシャフト６５、ピニオンギア６７、左右の出力側サイドギア６９，７１などから構成されている。
【００９０】
各ピニオンシャフト６５の先端は、インナーデフケース９に周方向等間隔に形成された貫通孔７３に係合し、スプリングピン７５によって抜け止めが施されている。
【００９１】
ピニオンギア６７は、各ピニオンシャフト６５上に回転自在に支承されており、サイドギア６９，７１は左右から各ピニオンギア６７と噛み合っている。
【００９２】
サイドギア６９，７１の各ボス部７７，７９はアウターデフケース７に形成された支承部８１，８３によって支承されており、各ボス部７７，７９には左右の後車軸がそれぞれスプライン連結されている。
【００９３】
また、各サイドギア６９，７１とアウターデフケース７との間にはスラストワッシャ８５がそれぞれ配置され、サイドギア６９，７１の噛み合いスラスト力を受けている。
【００９４】
インナーデフケース９の内周には、各ピニオンギア６７の背面に対向して球面ワッシャ部８７が形成されており、ピニオンギア６７の遠心力と、各サイドギア６９，７１との噛み合いによってピニオンギア６７が受ける噛み合い反力とを負担している。
【００９５】
ギアプレート式アクチュエータ１の支持プレート１５はプレス加工されており、図２，３，８のように、環状板部８９、環状板部８９と一体に形成された２個の固定板部９１、環状板部８９の内周に周方向等間隔に設けられた３個の組み付け凹部９３（支持プレート側挿通孔）、環状板部８９の外周に周方向等間隔に設けられた２個のガイド溝９５などから構成されている。
【００９６】
カムプレート１７はプレス加工されており、図４，５，８のように、環状板部９７、ギアプレート９９、環状板部９７の内周に周方向等間隔に設けられた３個の組み付け凹部１０１（カムプレート側挿通孔）、各凹部１０１の周方向に隣接して設けられた３個の支持突起１０３（カムプレート側突起）、環状板部９７の内周に沿って周方向等間隔に設けられた３個のカム片１０５などから構成されている。
【００９７】
ギアプレート９９は環状板部９７と一体に形成されており、その外周にはギア１０７が設けられている。また、支持突起１０３は、環状板部９７に形成された軸方向部分１０９と、軸方向部分１０９の端部に形成された径方向部分１１１から構成されている。
【００９８】
各カム片１０５は、図５，１１，１３，１５のように、傾斜面１１３、径方向に形成されたカム角を持たない保持面１１５、傾斜面１１３と保持面１１５との間に形成された保持突起１１７から構成されている。
【００９９】
可動プレート１９はプレス加工されており、図６，７，８のように、環状板部１１９、環状板部１１９の内周に周方向等間隔に設けられた３個のカムガイド片１２１（可動プレート側突起）、各カムガイド片１２１の間に設けられた３個の内周ガイド片１２３、環状板部１１９の外周に周方向等間隔に設けられた２個の外周ガイド片１２５などから構成されている。
【０１００】
また、各カムガイド片１２１は、環状板部１１９に形成された軸方向部分１２７と、軸方向部分１２７の端部に形成された径方向部分１２９から構成されている。
【０１０１】
支持プレート１５とカムプレート１７と可動プレート１９は、図９のように組付けられ、この組付けは次のような順序で行われる。
【０１０２】
先ず、カムプレート１７の各支持突起１０３を、右側から支持プレート１５の各組み付け凹部９３にそれぞれ挿通させた後、カムプレート１７を、図８の矢印１３１の方向に、カムプレート１７の各組み付け凹部１０１が支持プレート１５の各組み付け凹部９３と重なるまで回転させると、これに伴ってカムプレート１７が各支持突起１０３の径方向部分１１１によって支持プレート１５の環状板部８９と係合する。
【０１０３】
次いで、可動プレート１９の各カムガイド片１２１を、左側から支持プレート１５とカムプレート１７の各組み付け凹部９３，１０１に挿通させた後、カムプレート１７を、図８の矢印１３３の方向に回転させると、可動プレート１９が各カムガイド片１２１の径方向部分１２９によってカムプレート１７の環状板部９７と係合する。
【０１０４】
このように、各プレート１５，１７，１９の組付けは工程が少なく、極めて容易である。
【０１０５】
組付けが終了した状態で、支持プレート１５とカムプレート１７の各環状板部８９，９７は可動プレート１９の内周ガイド片１２３によって内周をガイドされており、こうして支持プレート１５とカムプレート１７と可動プレート１９は互いにセンターリングされている。また、カムプレート１７は支持プレート１５と可動プレート１９に対して回動可能である。
【０１０６】
支持プレート１５の各固定板部９１は、図１のように、電動モータ２７の取り付け金具１３５と共に、ボルト１３７によってデフキャリヤ５に固定されている。
【０１０７】
カム２１は、図１１，１３，１５のように、カムプレート１７の各カム片１０５と可動プレート１９の各カムガイド片１２１（径方向部分１２９）とで構成されている。
【０１０８】
リターンスプリング２３は、図１のように、クラッチリング５１のリテーナ１３９に一体形成されている。図１，８，９のように、このリテーナ１３９に形成された腕部１４１はクラッチリング５１の各脚部６１に固定されており、リテーナ１３９（リターンスプリング２３）とアウターデフケース７の右端部との間にはリング１４３が配置されている。
【０１０９】
クラッチリング５１とリテーナ１３９は一体で軸方向に往復移動可能であり、リターンスプリング２３はクラッチリング５１をドッグクラッチ１３の噛み合い解除方向（右方）に付勢している。
【０１１０】
シフトスプリング２５は、図１のように、可動プレート１９と一体に形成されている。シフトスプリング２５の付勢力はリターンスプリング２３の付勢力より大きくされており、可動プレート１９とクラッチリング５１をドッグクラッチ１３の噛み合い方向（左方）に付勢している。
【０１１１】
なお、リターンスプリング２３とシフトスプリング２５は、図８に示すように、それぞれコイルスプリング１４５とコイルスプリング１４７を用いてもよい。
【０１１２】
また、カムプレート１７には、コイルスプリング１４７用のばね座１４９が周方向等間隔に３箇所設けられている。
【０１１３】
電動モータ２７は、取り付け金具１３５を介してデフキャリヤ５に固定されている。電動モータ２７は両方向に回転可能であり、コントローラを介して車載のバッテリに接続されている。
【０１１４】
ギア組２９は、電動モータ２７の出力軸１５１に固定されたピニオンギア１５３と、カムプレート１７（ギアプレート９９）のギア１０７とで構成されており、電動モータ２７の回転トルクを増幅し、カムプレート１７を回転させる。
【０１１５】
コントローラは、下記のようにしてドッグクラッチ１３の断続操作を行うと共に、２輪駆動状態から４輪駆動状態に切り換える際はドッグクラッチ１３と２−４切替え機構をそれぞれ同時に連結操作し、４輪駆動状態から２輪駆動状態に切り換える際はそれぞれを同時に連結解除操作する。
【０１１６】
また、ドッグクラッチ１３の断続操作に当たって、コントローラは電動モータ２７を両方向（一方向と反対方向）にそれぞれ所定の時間（角度）だけ回転させる時間制御を行う。電動モータ２７が所定の時間だけ回転すると、ギア組２９を介してカムプレート１７が所定の方向に所定の角度だけ回転操作される。
【０１１７】
図１０は、ギアプレート９９を一方向に最大角度だけ回転させた状態を示しており、ギア組２９のピニオンギア１５３はギア１０７の一側端部で噛み合っている。このとき、支持プレート１５の一方の固定板部９１はギアプレート９９と突き当たってストッパになり、カムプレート１７の過回転を防止し、ギア１０７がピニオンギア１５３から外れることを防止している。
【０１１８】
図１１は、図１０に対応するカム２１の状態を示しており、各カムガイド片１２１（可動プレート１９）の径方向部分１２９は各カム片１０５（カムプレート１７）の傾斜面１１３を上る前である、このとき径方向部分１２９はシフトスプリング２５の付勢力によって環状板部９７に押し付けられており、カム２１は作動していない。また、図１０，１１の各矢印は、それぞれの状態から電動モータ２７を反対方向に回転させたときのカムプレート１７とカムガイド片１２１（可動プレート１９）の移動方向を示している。
【０１１９】
カム２１が作動していない状態では、図１の下半部のように、可動プレート１９（クラッチリング５１）がシフトスプリング２５によって左方に移動し、ドッグクラッチ１３が噛み合っている。
【０１２０】
このとき、シフトスプリング２５は待ち機構になり、噛み合い歯５３，５５の位相が合ったところでドッグクラッチ１３を噛み合わせる。
【０１２１】
ドッグクラッチ１３が噛み合うと、上記のように、車両は４輪駆動状態になる。
【０１２２】
図１２は、図１０の状態から電動モータ２７を反対方向に最大角度回転させた状態を示しており、ギア組２９のピニオンギア１５３はギア１０７の他側端部で噛み合っている。このとき、支持プレート１５の他方の固定板部９１はギアプレート９９と突き当たってストッパになり、カムプレート１７の過回転を防止し、ギア１０７がピニオンギア１５３から外れることを防止している。
【０１２３】
図１３は、図１２に対応するカム２１の状態を示しており、各カムガイド片１２１の径方向部分１２９が各カム片１０５の傾斜面１１３を上り、保持突起１１７を乗り越えて保持面１１５に保持され、カム２１を作動させている。また、図１２，１３の各矢印は、それぞれの状態から電動モータ２７を反対方向に回転させたときのカムプレート１７とカムガイド片１２１（可動プレート１９）の移動方向を示している。
【０１２４】
カム２１が作動すると、そのカムスラスト力によって各カムガイド片１２１（可動プレート１９）が図１３の上方に移動し、シフトスプリング２５を押し縮める。
【０１２５】
シフトスプリング２５が縮められると、図１の上半部のように、リターンスプリング２３の付勢力によって可動プレート１９（クラッチリング５１）が右方に移動し、ドッグクラッチ１３の噛み合いが解除される。
【０１２６】
ドッグクラッチ１３の噛み合いが解除されると、上記のように、車両は２輪駆動状態になる。
【０１２７】
また、保持突起１１７がそのチェック機能により、各カムガイド片１２１を保持面１１５に保持するから、電動モータ２７を停止させた状態で、走行中に振動や衝撃などの外乱因子を受けても、ドライバーの意に反して車両が２輪駆動状態から４輪駆動状態に変動することが防止される。
【０１２８】
図１４は、図１０と図１２の状態からカムプレート１７を両方向に回転操作する途中で、ピニオンギア１５３がギア１０７の中央部で噛み合った状態を示しており、図１５は、このときカムプレート１７の回転方向（矢印１５５）に応じた各カムガイド片１２１（可動プレート１９）の移動方向（矢印１５７）を示している。
【０１２９】
カムプレート１７を図１４の矢印１５９の方向に回転させると、図１０の４輪駆動状態になり、矢印１６１の方向に回転させると、図１２の２輪駆動状態になる。
【０１３０】
また、カム片１０５の傾斜面１１３の両側にカム角を持たない保持面（保持面１１５と環状板部９７）が設けられているから、カムガイド片１２１（径方向部分１２９）がこれらの保持面に乗っているときは、シフトスプリング２５の付勢力を受けてもカムプレート１７に回転トルクが掛かることはない。従って、作動前と作動後の両方でカム２１の状態が保持され、車両が４輪駆動状態及び２輪駆動状態に安定して保持されるから、カム２１を操作するとき以外は電動モータ２７を停止させることができる。
【０１３１】
上記のように、ドッグクラッチ１３と２−４切替え機構がそれぞれ連結される４輪駆動状態では、エンジンの駆動力が２−４切替え機構から後輪側動力伝達系を介してアウターデフケース７に伝達され、ドッグクラッチ１３を介してインナーデフケース９が回転駆動される。この回転はピニオンシャフト６５からピニオンギア６７を介してサイドギア６９，７１に配分され、各車軸を介して左右の後輪に伝達される。
【０１３２】
車両が４輪駆動状態になると、悪路などでの走破性、脱出性、安定性が向上する。
【０１３３】
また、例えば、悪路走行中に後輪間に駆動抵抗差が生じると、各ピニオンギア６７の自転によってエンジンの駆動力は左右の後輪に差動配分される。
【０１３４】
ドッグクラッチ１３と２−４切替え機構の連結がそれぞれ解除される２輪駆動状態では、インナーデフケース９から後輪までがドッグクラッチ１３によって切り離され、フリー回転状態になると共に、２−４切替え機構からアウターデフケース７までの動力伝達系が、エンジンの駆動力と後輪による連れ回りの両方から切り離され、回転が停止する。
【０１３５】
このように２−４切替え機構からアウターデフケース７までの後輪側動力伝達系の回転が停止する２輪駆動状態では、振動が軽減して乗り心地が向上すると共に、後輪側動力伝達系の各部で磨耗が軽減されて耐久性が向上し、さらに、回転抵抗の低減分だけエンジンの負担が軽減し、燃費が向上する。
【０１３６】
アウターデフケース７には、開口５７，５９の他に、ボス部３１，３３の内周にそれぞれ螺旋状のオイル溝１６３，１６５が形成されており、さらに、スラストワッシャ８５，８５と対向する部分には、オイル溝１６３，１６５にそれぞれ連通した径方向のオイル溝１６７，１６９が形成されている。
【０１３７】
開口５７，５９はアウターデフケース７の径方向外側部分に形成されているから、デフキャリヤ５に形成されたオイル溜りのオイルに常時浸されており、アウターデフケース７の回転に伴って開口５７，５９からオイルが流出入する。
【０１３８】
また、オイル溜りのオイルはアウターデフケース７（リングギア４３）の回転によって掻き上げられ、掻き上げられたオイルはオイル溝１６３，１６５のネジポンプ作用によって移動を促進され、オイル溝１６７，１６９と、スラストワッシャ８５，８５などの隙間を通ってアウターデフケース７の内部に流入する。
【０１３９】
アウターデフケース７に流入したオイルは、差動機構１１を構成する各ギア６７，６９，７１の噛み合い部、ピニオンシャフト６５とピニオンギア６７の摺動部、アウターデフケース７とインナーデフケース９の摺動部、アウターデフケース７とクラッチリング５１の摺動部、ドッグクラッチ１３（噛み合い歯５３，５５）などに供給されてこれらを潤滑・冷却する。
【０１４０】
また、ギアプレート式アクチュエータ１の下部もオイル溜りに浸されており、回転操作されるカムプレート１７と支持プレート１５及び可動プレート１９との摺動部、カム２１なども潤滑・冷却される。
【０１４１】
また、ギア組２９も上記の掻き上げオイルによって潤滑・冷却される。
【０１４２】
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が軽減され、エンジンの燃費が向上する。
【０１４３】
こうして、ギアプレート式アクチュエータ１とリヤデフ３が構成されている。
【０１４４】
ギアプレート式アクチュエータ１の組付けは、上記のように、カムプレート１７の支持突起１０３を支持プレート１５の組み付け凹部９３に通して僅かに捻り、可動プレート１９のカムガイド片１２１を支持プレート１５とカムプレート１７の組み付け凹部９３，１０１に通してカムプレート１７を僅かに捻るだけで終了するから、特別な工具が不要であり、工程が少なく、極めて容易である。
【０１４５】
また、リヤデフ３に対するギアプレート式アクチュエータ１の組み付けも、支持プレート１５をデフキャリヤ５にボルト止めし、電動モータ２７を取り付け金具１３５でデフキャリヤ５に固定し、ピニオンギア１５３をカムプレート１７側のギア１０７とを噛み合わせるだけでよいから、極めて容易である。
【０１４６】
また、電動モータ２７の回転トルクをカム２１によってドッグクラッチ１３の操作力に変換するギアプレート式アクチュエータ１は、流体圧式のアクチュエータを用いた従来例と異なって、高価なポンプ、ピストンとシリンダ、シフトメカニズムなどが不要であり、それだけ部品点数が少なく、構造が簡単で、低コストである。
【０１４７】
さらに、ギアプレート式アクチュエータ１１を用いたリヤデフ３は、圧力ラインなどの広い配置スペ−スが不要であり、軽量でコンパクトに構成されて車載性が向上すると共に、デフキャリヤ５を変更する必要もなくなり、変更に伴う大きなコスト上昇が防止される。
【０１４８】
また、ギアプレート式アクチュエータ１１とリヤデフ３は、圧力漏れによる機能低下と圧力変動の影響から解放され、性能と安定性と信頼性が大きく向上する上に、圧力ライン各部のシ−ル強化とこれに伴うコストの上昇も避けられる。
【０１４９】
また、支持プレート１５、カムプレート１７、可動プレート１９はすべて板金加工されており、それだけ軽量で、低コストである。
【０１５０】
また、カムプレート１７のカム片１０５もプレスで低コストに加工することができる。
【０１５１】
さらに、カム片１０５の傾斜面１１３は、加工時と加工後の両方で、ドッグクラッチ１３に必要な操作力（シフトスプリング２５の付勢力に対するカムスラスト力）の大きさ、電動モータ２７のトルクなどに応じてカム角を調整することができると共に、カム角調整によって電動モータ２７の容量を小さくし、バッテリー及び充電用オルタネータの負担を軽減し、エンジンの燃費を向上させることが可能である。
【０１５２】
また、カム片１０５の傾斜面１１３の両側に設けたカム角を持たない保持面ではカム片１０５（カムプレート１７）に回転トルクが掛からず、カム２１の状態が作動前と作動後の両方で保持されるから、カム２１を操作した後は電動モータ２７を停止することができ、バッテリーとオルタネータの負担がさらに軽減され、燃費がさらに向上すると共に、電動モータ２７の耐久性が向上する。
【０１５３】
また、電動モータ２７を停止させても、あるいは、電動モータ２７が故障した場合でも、この保持機能によって車両は４輪駆動状態及び２輪駆動状態に安定して保持される。
【０１５４】
また、カム片１０５に設けた保持突起１１７のチェック機能によって、振動や衝撃などを受けても、ドライバーの意図に反して車両が２輪駆動状態から４輪駆動状態に変動することが避けられる。
【０１５５】
また、支持プレート１５とカムプレート１７と可動プレート１９をそれぞれ環状に形成したことによって、ギアプレート式アクチュエータ１をリヤデフ３（ボス部３３）の周囲に同軸配置することが可能になり、リヤデフ３がそれだけコンパクトになり、車載性が向上している。
【０１５６】
また、シフトスプリング２５が待ち機構になり、ドッグクラッチ１３が噛み合い操作されるときのラチェッティングとラチェット音が低減し、耐久性が大きく向上する。
【０１５７】
また、カムプレート１７とギアプレート９９とを一体形成したことにより、部品点数とコストが低減されている。
【０１５８】
［第２実施形態］
図１６によってギアプレート式アクチュエータ１とこれを用いたリヤデフ２０１（デファレンシャル装置）の説明をする。
【０１５９】
リヤデフ２０１は、第１実施形態のリヤデフ３が用いられた４輪駆動車にリヤデフ３と置き換えて用いられており、以下、リヤデフ３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。
【０１６０】
デフキャリヤ５には、ベアリングキャップ２０３，２０３がネジ部３９によって螺着されており、アウターデフケース７のボス部３１，３３はそれぞれスラストベアリング３５とベアリングキャップ２０３とを介してデフキャリヤ５に支承されている。図１６のように、各ベアリングキャップ２０３は各スラストベアリング３５のアウターレースを兼ねている。
【０１６１】
また、各ベアリングキャップ２０３には、カムプレート１７との突き当て部２０５が設けられている。
【０１６２】
これらのベアリングキャップ２０３，２０３をネジ部３９で回転させることによって、左右のスラストベアリング３５のアウターレース（ベアリングキャップ２０３）が軸方向に移動し、プリロード調整が行われる。
【０１６３】
さらに、このプリロード調整に伴ってアウターデフケース７が移動しても、ベアリングキャップ２０３の突き当て部２０５にカムプレート１７が押されて支持プレート１５が撓み、カムプレート１７と可動プレート１９がベアリングキャップ２０３（アウターデフケース７）と同量のストロークだけ移動する。
【０１６４】
従って、プリロード調整の前後で、ドッグクラッチ１３側のリテーナ１３９と可動プレート１９との間隔２０７が所定の値に保たれ、クラッチリング５１を押圧するシフトスプリング２５のスプリング力が適正値に維持されるから、ギアプレート式アクチュエータ１は正常に作動する。
【０１６５】
［第３実施形態］
図１７によって第３実施形態のギアプレート式アクチュエータを説明する。
【０１６６】
第３実施形態のギアプレート式アクチュエータはギアプレート式アクチュエータ１に位置センサー３０１を追加したものである。
【０１６７】
この位置センサー３０１はポジションスイッチであり、支持プレート１５に螺着されている。また、そのプローブ３０３は可動プレート１９と接触し、信号線３０５はコントローラに接続されている。
【０１６８】
可動プレート１９が、上記のように、シフトスプリング２５とカム２１によって双方向に移動操作されドッグクラッチ１３の連結位置（４輪駆動位置）と連結解除位置（２輪駆動位置）に移動すると、可動プレート１９と連動するプローブ３０３によってスイッチが作動し、そのＯＮ−ＯＦＦ信号が信号線３０５からコントローラに送られる。
【０１６９】
コントローラは、電動モータ２７によってドッグクラッチ１３を操作した後、位置センサー３０１から受け取ったＯＮ−ＯＦＦ信号から可動プレート１９の位置（ドッグクラッチ１３が目的の状態になったこと）を検知し、電動モータ２７の回転を停止する。
【０１７０】
このように、位置センサー３０１によってドッグクラッチ１３の状態（リヤデフ３の断続状態）を直接知ることができるから、ドッグクラッチ１３操作した後、電動モータ２７を直ちに停止させることが可能になり、電動モータ２７の過回転、過回転によるギア組２９の当たり、ギア組２９の当たりによる電動モータ２７の過電流、電動モータ２７の耐久性低下などが防止され、バッテリーの負担が軽減される。
【０１７１】
また、位置センサー３０１が取り付けられた支持プレート１５と可動プレート１９との間では相対回転が生じないから、摺動による位置センサー３０１（プローブ３０３）の磨耗が防止され、耐磨耗性を向上させるための浸炭・焼き入れや、窒化処理のような表面硬化処理が不要になり、これらに伴うコストの上昇が避けられる。
【０１７２】
また、位置センサー３０１の摺動抵抗による電動モータ２７、バッテリー、オルタネータなどの負担増加、燃費の低下なども防止される。
【０１７３】
また、支持プレート１５（ギアプレート式アクチュエータ上）に取り付けられた位置センサー３０１は、組み付けに当たってリヤデフ３との位置合わせをする必要がなくなり、それだけ組み付けが容易である。
【０１７４】
［第４実施形態］
図１８と図１９によって第４実施形態のギアプレート式アクチュエータを説明する。
【０１７５】
第４実施形態のギアプレート式アクチュエータはギアプレート式アクチュエータ１の変形例であり、シフトスプリング２５に代わってスクロウェイブスプリング４０１が用いられている。
【０１７６】
このスクロウェイブスプリング４０１は、支持プレート１５と可動プレート１９との間に配置され、可動プレート１９を介してクラッチリング５１をドッグクラッチ１３の連結側に付勢している。図１９のように、スクロウェイブスプリング４０１にはばね材を切断したときに生じた先端部４０７，４０９がある。
【０１７７】
また、支持プレート１５と可動プレート１９には周方向の溝４０３，４０５がそれぞれ設けられており、スクロウェイブスプリング４０１の先端部４０７，４０９はこれらの溝４０３，４０５に係合している。
【０１７８】
このように、支持プレート１５と可動プレート１９に設けた溝４０３，４０５によって、スクロウェイブスプリング４０１の先端部４０７，４０９が位置決めされているから、可動プレート１９の移動（ドッグクラッチ１３の断続操作）に伴ってスクロウェイブスプリング４０１が伸縮を繰り返しても、先端部４０７，４０９の脱落が防止されるから、スクロウェイブスプリング４０１が所定の位置に保持され、ギアプレート式アクチュエータの機能が正常に保たれる。
【０１７９】
また、組み付けの際にスクロウェイブスプリング４０１（先端部４０７，４０９）が溝４０３，４０５によって位置決めされるから、組み付け性がよい。
【０１８０】
なお、本発明のギアプレート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。
【０１８１】
また、そのクラッチも、各実施形態のような噛み合いクラッチ（ドッグクラッチ）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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
【発明の効果】
請求項１のギアプレート式アクチュエータにおいて、支持プレートとカムプレートとと可動プレートの組付けは、特別な工具が不要であり、工程が少なく、極めて容易である。
【０１８４】
また、ギアプレート式アクチュエータの組み付けも、例えば、被操作装置のケーシングに支持プレートを固定するだけですみ、極めて容易である。
【０１８５】
また、支持プレート、カムプレート、可動プレートはすべてプレス加工が可能であり、それだけ軽量に構成され、低コストに実施できる。
【０１８６】
また、流体圧式のアクチュエータを用いた構成と異なって、高価なポンプ、ピストンとシリンダ、シフトメカニズムなどが不要であり、それだけ部品点数が少なく、構造簡単で、低コストである。
【０１８７】
さらに、ギアプレート式アクチュエータを用いた被操作装置は、圧力ラインなどの広い配置スペ−スが不要であり、軽量でコンパクトに構成されて車載性が向上すると共に、ケーシングを変更する必要もなくなり、変更に伴う大きなコスト上昇が防止される。
【０１８８】
また、ギアプレート式アクチュエータと被操作装置は、圧力漏れによる機能低下と圧力変動の影響から解放され、性能と安定性と信頼性が大きく向上する上に、圧力ライン各部のシ−ル強化とこれに伴うコストの上昇も避けられる。
【０１９０】
また、カムプレートをプレス加工する場合は、カム面も同時に低コストでプレス加工することができる。
【０１９１】
また、カム斜面は、加工時と加工後の両方でカム角を調整することが可能であり、電動モータの容量を小さくし、装置を軽量化し、バッテリーの負担を軽減することができ、車載装置の場合は、バッテリー充電用のオルタネータを駆動するエンジンの燃費を向上させることができる。
【０１９２】
また、カム斜面の両側にカム角を持たない保持面を設ければ、作動前と作動後の両方でカム機構の状態が安定して保持され、カム機構を作動させるとき以外は電動モータを停止して、バッテリーとオルタネータの負担をさらに軽減させ、燃費をさらに向上させることができる。
【０１９３】
請求項２のギアプレート式アクチュエータは、請求項２の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１９４】
また、保持突起のチェック機能によって、カム機構が作動状態から非作動状態に変動し、あるいは、非作動状態から作動状態に変動することが防止されるから、本発明のギアプレート式アクチュエータで動力断続用のクラッチを操作する動力断続装置やデファレンシャル装置では、走行中の振動や衝撃などを受けても、ドライバーの意図に反して４輪駆動状態から２輪駆動状態に、あるいは、２輪駆動状態から４輪駆動状態に変動することが防止される。
【０１９５】
請求項３のギアプレート式アクチュエータは、請求項１または請求項２の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１９６】
請求項４のギアプレート式アクチュエータは、請求項１〜３の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１９７】
請求項５のギアプレート式アクチュエータは、請求項１〜４の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１９８】
また、環状に構成したギアプレート式アクチュエータは、被操作装置の周囲に同軸配置することが可能になり、ギアプレート式アクチュエータと被操作装置のアセンブリ全体がコンパクトになり、車載性が向上する。
【０１９９】
請求項６のギアプレート式アクチュエータは、請求項１〜５の構成と同等の効果を得ることができる。
【０２００】
また、カム機構によってシフトスプリングを撓めるこの構成では、電動モータが不調になっても、シフトスプリングによって被操作装置が作動状態になるから、本発明のギアプレート式アクチュエータで動力断続用のクラッチを操作する動力断続装置やデファレンシャル装置の場合、４輪駆動走行時に電動モータが不調になっても、シフトスプリングによって車両が４輪駆動状態に保持されるから、故障モードがよい。
【０２０１】
また、噛み合いクラッチを操作する場合はシフトスプリングが待ち機構になり、噛み合い操作されるときのラチェッティングとラチェット音が軽減し、耐久性が大きく向上する。
【０２０２】
請求項７のギアプレート式アクチュエータは、請求項１〜６の構成と同等の効果を得ることができる。
【０２０３】
また、支持プレートと可動プレートに設けた溝によってスプリングの脱落が防止され、ギアプレート式アクチュエータの機能が正常に保たれる上に、組み付けの際にスプリングが位置決めされるから、組み付け性がよい。
【０２０４】
請求項８のギアプレート式アクチュエータは、請求項１〜７の構成と同等の効果を得ることができる。
【０２０５】
また、この位置センサーによって可動プレートの位置（被操作装置の状態）を直接知ることができ、可動プレートを移動操作した後電動モータを直ちに停止させることにより、電動モータの過回転、過回転によるギア組の当たり、ギア組の当たりによる電動モータの過電流、電動モータの耐久性低下などを防止すると共に、バッテリーの負担を軽減させることができる。
【０２０６】
また、相対回転しない支持プレートと可動プレートとの間に配置された位置センサーには、摺動によるの磨耗が生じないから、耐磨耗性を向上させるための表面硬化処理が不要になり、コストの上昇が避けられると共に、位置センサーの摺動抵抗による電動モータ、バッテリー、オルタネータなどの負担増加、燃費の低下なども防止される。
【０２０７】
また、支持プレート（ギアプレート式アクチュエータ上）に取り付けられた位置センサーは、組み付けに当たって被操作装置との位置合わせをする必要がなく、それだけ組み付け性がよい。
【０２０８】
請求項９のギアプレート式アクチュエータは、請求項１〜８の構成と同等の効果を得ることができる。
【０２０９】
また、カムプレートとギアプレートを一体形成したことによって、部品点数とコストが低減される。
【０２１０】
請求項１０の動力断続装置は、請求項１〜９のギアプレート式アクチュエータを用いたことにより、組付けが極めて容易、構造簡単、軽量、低コスト、信頼性向上など効果を得ることができる。
【０２１１】
請求項１１のデファレンシャル装置は、請求項１〜９のギアプレート式アクチュエータを用いたことにより、組付けが極めて容易、構造簡単、軽量、低コスト、信頼性向上など効果を得ることができる。
【０２１２】
請求項１２のデファレンシャル装置は、請求項１〜１１のギアプレート式アクチュエータを用いたことにより、組付けが極めて容易、構造簡単、軽量、低コスト、信頼性向上など効果を得ることができる。
【０２１３】
請求項１３のデファレンシャル装置は、請求項１〜９のギアプレート式アクチュエータを用いたことにより、組付けが極めて容易、構造簡単、軽量、低コスト、信頼性向上など効果を得ることができる。
【０２１４】
請求項１４の発明は、請求項１０〜１３の構成と同等の効果を得ることができる。
【０２１５】
また、プリロード調整を行っても、被操作装置を押圧するシフトスプリングのスプリング力が適正値に保持され、ギアプレート式アクチュエータの動作が正常に保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のギアプレート式アクチュエータとこれを用いたリヤデフを示す断面図である。
【図２】各実施形態に用いられた支持プレートの正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】各実施形態に用いられたカムプレートの正面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】各実施形態に用いられた可動プレートの正面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】各実施形態に用いられた支持プレート、カムプレート、可動プレートなどを示す分解斜視図である。
【図９】図８の各部材をサブアセンブリした状態を示す斜視図である。
【図１０】車両が４輪駆動状態にあるときのカムプレートの角度を示す正面図である。
【図１１】カムプレートが図１０の角度にあるときのカムの状態を示す図面である。
【図１２】車両が２輪駆動状態にあるときのカムプレートの角度を示す正面図である。
【図１３】カムプレートが図１２の角度にあるときのカムの状態を示す図面である。
【図１４】車両を４輪駆動状態と２輪駆動状態に切り換えるときのカムプレートの角度を示す正面図である。
【図１５】カムプレートが図１４の角度にあるときのカムの状態を示す図面である。
【図１６】第２実施形態のギアプレート式アクチュエータとこれを用いたリヤデフを示す断面図である。
【図１７】第３実施形態において位置センサーと、その取り付け状態を示す図面である。
【図１８】第４実施形態において支持プレートと可動プレートを示す図面である。
【図１９】図１８のＤ矢視図である。
【図２０】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１  ギアプレート式アクチュエータ
３  リヤデフ（デファレンシャル装置）
７  アウターデフケース
９  インナーデフケース
１１  ベベルギア式の差動機構
１３  ドッグクラッチ（被操作装置：クラッチ）
１５  支持プレート
１７  カムプレート
１９  可動プレート
２１  カム（カム機構）
２３  リターンスプリング
２５  シフトスプリング
２７  電動モータ
２９  ギア組
９３  組み付け凹部（支持プレート側挿通孔）
９９  ギアプレート
１０１  組み付け凹部（カムプレート側挿通孔）
１０３  支持突起（カムプレート側突起）
１０５  カム片
１０７  ギアプレート上のギア
１１５  カム角を持たない保持面
１２１  カムガイド片（可動プレート側突起）
１２７  カムガイド片の軸方向部分
１２９  カムガイド片の径方向部分
１４７  コイルスプリング（シフトスプリング）
２０１  リヤデフ（デファレンシャル装置）
２０３  ベアリングキャップ
２０５  突き当て部
３０１  位置センサー
４０３  支持プレートに設けられた溝
４０５  可動プレートに設けられた溝
【図１】
0004194287.tif 000002
【図２】
0004194287.tif 000003
【図３】
0004194287.tif 000004
【図４】
0004194287.tif 000005
【図５】
0004194287.tif 000006
【図６】
0004194287.tif 000007
【図７】
0004194287.tif 000008
【図８】
0004194287.tif 000009
【図９】
0004194287.tif 000010
【図１０】
0004194287.tif 000011
【図１１】
0004194287.tif 000012
【図１２】
0004194287.tif 000013
【図１３】
0004194287.tif 000014
【図１４】
0004194287.tif 000015
【図１５】
0004194287.tif 000016
【図１６】
0004194287.tif 000017
【図１７】
0004194287.tif 000018
【図１８】
0004194287.tif 000019
【図１９】
0004194287.tif 000020
【図２０】
0004194287.tif 000021