(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輛の駆動ライン用の連結−連結解除機構において、
端部と端部とを向き合わせた関係にあり且つ接合部を形成する前記駆動ラインの駆動構成要素及び前記駆動ラインの被駆動構成要素と、
前記駆動構成要素及び前記被駆動構成要素のうちの一方に永久的に連結されており、前記駆動構成要素と前記被駆動構成要素とを連結したり連結解除したりするため、前記駆動構成要素及び前記被駆動構成要素のうちの他方と連結関係になったり連結関係から外れたりするように軸線方向に移動可能なクラッチリングと、
前記クラッチリングを少なくとも部分的に取り囲むフォークと、
前記フォークによって支持され、前記フォークから前記クラッチリングの各側に沿って延びる、前記クラッチリングを前記フォーク内に押圧するためのばね賦勢されたニブと、
前記車輛に枢着された前記フォークの延長部と、
前記車輛に取り付けられたモータ部材とを含み、
前記モータ部材は、前記フォークと係合し、前記フォークを強制的に枢動させ、前記クラッチリングを前記駆動構成要素及び被駆動構成要素のうちの前記他方に連結された関係及び連結解除された関係のうちの一方に軸線方向に押圧する、ことを特徴とする連結−連結解除機構。
【請求項２】
前記モータ部材は、親ねじ及びこの親ねじと螺合したナットを回転自在に駆動する可逆電動モータであり、前記ナットは、前記親ねじの回転に応じて前記親ねじに沿って前後に並進され、前記ナットは前記フォークと係合しており、前記フォークを強制的に枢動させる、請求項１に記載の連結−連結解除機構。
【請求項３】
前記クラッチリングの各側に一対のニブが設けられており、各ニブ対は、前記クラッチリングに対して互いに直径方向反対側に位置決めされており、前記クラッチリングの各側の前記ニブ対は間隔が隔てられており、これによって、前記フォークの中央に設けられた前記クラッチリングに関し、前記ニブは前記クラッチリングの回転に関して非干渉関係にある、請求項１に記載の連結−連結解除機構。
【請求項４】
前記ナットは、前記フォークを、前記駆動構成要素及び前記被駆動構成要素のうちの他方に関して連結された関係及び連結解除された関係の両方に押圧する、請求項２に記載の連結−連結解除機構。
【請求項５】
二輪駆動と四輪駆動との間でシフト可能な車輛用の連結−連結解除機構において、
前輪組及び後輪組を持つ車輛シャシー用の駆動ラインであって、この駆動ラインは、トランスミッションと前記車輛の前記前輪組及び前記後輪組のうちの一方との間を延びており、前記駆動ラインの駆動構成要素と被駆動構成要素との間の接合部を含み、前記接合部は、前記車輛シャシーの非回転構成要素の直ぐ近くに配置されている、駆動ラインと、
前記駆動構成要素及び前記被駆動構成要素の一方に非回転関係で取り付けられており且つこれに対して包囲関係にあり、前記駆動ラインの長さに沿って軸線方向に移動して前記駆動構成要素及び前記被駆動構成要素の他方と係合し且つこれに関して包囲関係になることができる、環状クラッチリングと、
前記駆動構成要素及び前記被駆動構成要素の少なくとも一方を取り囲む環状ブラケットであって、前記車輛シャシーの非回転構成要素に固定的に取り付けられており、前記ブラケットは周方向両側部を有し、電動モータが前記ブラケットの一方の周方向側部に取り付けられており、フォーク支点が前記ブラケットの他方の周方向側部に設けられており、前記電動モータは、前記電動モータによって前記駆動ラインの長さに沿って第１位置と第２位置との間で軸線方向に駆動される被駆動部材を含む、ブラケットと、
前記環状クラッチリングを取り囲むフォークであって、周方向両側を有し、一方の側部は前記ブラケットの前記フォーク支点と枢動自在に係合し、他方の側部は連結器によって前記電動モータの軸線方向に移動自在の部材に連結されており、前記フォークの両側にはばね部材が設けられており、これらのばね部材は、前記電動モータと前記フォーク支点との間の中間位置に設けられた向き合ったニブを有し、前記クラッチリングは、これにより前記フォーク内に押圧される、フォークとを有し、
前記フォークが前記被駆動部材に連結されているため、前記被駆動部材は、前記電動モータによって駆動される前記被駆動部材の前記軸線方向移動により前記フォークを前記支点を中心として枢動させ、前記ばね部材による押圧によりニブが前記クラッチリングを軸線方向に強制的に摺動移動させ、前記ばね部材のニブは、前記クラッチリングを前記駆動構成要素又は前記被駆動構成要素の他方と係合させるのに必要な前記クラッチリングの抵抗された遅延移動を可能にする、ことを特徴とする連結−連結解除機構。
【請求項６】
前記ばね部材はリーフばねであり、これらのリーフばねは、通常はフォークの軸線方向両側と係合しており、前記クラッチリングが前記フォークに対して自由に回転できるように軸線方向に間隔が隔てられた関係にある、請求項５に記載の連結−連結解除部材。
【請求項７】
前記リーフばねは、前記クラッチリングと接触したときに前記ニブの所望の押圧力を提供するため、前記フォークの側部に対して予め負荷が加えられている、請求項６に記載の連結−連結解除機構。
【請求項８】
前記電動モータはねじを駆動し、前記被駆動部材は前記ねじと螺合したナットである、請求項５に記載の連結−連結解除機構。
【請求項９】
前記連結器は前記被駆動部材にサドル形体をなして設けられており、前記フォークには前記形体と係合するプロングが設けられており、前記プロング及び前記サドル形体は、ナットがねじ上で相対的に回転しないように協働するように構成されており、これによって、ナットをねじに沿って軸線方向に並進させ、前記ナットの移動によりプロングを移動させ、これによって前記フォークを枢動させる、請求項８に記載の連結−連結解除機構。
【請求項１０】
リミットスイッチが前記ねじの長さに沿って、及び被駆動部材の各側に設けられており、前記被駆動部材は、並進のいずれかの方向で前記リミットスイッチと係合し、前記被駆動部材を移動の端位置間で正確に移動するように設計されている、請求項９に記載の連結−連結解除機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動及び被駆動のシャフト又はアクスルの係合及び係合解除を行うためのクラッチリングの作動に関し、更に詳細には、クラッチリングを係合位置と係合解除位置との間でシフトするための機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
駆動及び被駆動のシャフトの係合及び係合解除に対する必要は、二輪駆動と四輪駆動との間でシフトを行う車輛で特に有用である。代表的には、前輪駆動（即ちプロペラ）シャフトが車輛のトランスファーケース（又はトランスミッション）から前輪ディファレンシャルまで延びており、後輪駆動（即ちプロペラ）シャフトがトランスファーケースから後輪ディファレンシャルまで延びている。アクスルが、各ディファレンシャルから夫々の左右のホイールまで延びている。これらの構成要素は、場合によっては、集合的に車輛の駆動ラインと呼ばれる。クラッチリングは、トランスファーケース（トランスミッション）に含まれる位置とホイールハブとの間の多くの様々な位置のうちの任意の又は幾つかの位置に設けることができる。代表的には、後輪が永久的に係合しているか或いは前輪が永久的に係合しているかのいずれかであり、駆動ラインの部分はクラッチリングを含まない。しかしながら、クラッチリングがトランスファーケース並びに係合解除可能なホイールのホイールハブに設けられる場合がある。両方を係合解除すると、ホイールとトランスファーケースとの間の駆動ライン構成要素が動かなくなる。駆動ラインがホイールハブでなくトランスファーケースで係合解除される場合、構成要素はホイールに連結されているために回転される。別の態様では、ディファレンシャル（センタディファレンシャルと呼ばれる）でプロペラシャフトから係合解除される。アクスルは、ホイールによって駆動され続けるが、プロペラシャフト（質量が比較的大きい）が動かないようにされる。
【０００３】
クラッチリングをアクチュエータで係合位置と係合解除位置との間でシフトする。アクチュエータは、機械式（手動シフト又はカムを使用したオートマチックシフト）であってもよく、又は空気作動式、液圧作動式、又は電気作動式であってもよい。本発明は、クラッチリング用電動アクチュエータに関する。
【０００４】
本願で考えている電動アクチュエータは、シフトフォークに連結された電動モータを備えている。シフトフォークは、クラッチリングに連結されている。これに対し、電動モータは、その賦勢時に、電動モータに連結された構成要素を二つの正確な位置の間で一杯に移動させることができるように設計されていなければならない。他方、クラッチリングは、クラッチリングと、係合特徴、即ちクラッチリングが係合されるべき構成要素に設けられたスプラインとを整合させなければならない所与の時期に正確な距離だけ移動させる必要はない。整合を行う上で遅延は不可避である。従って、フォーク又はフォークの関連構成要素は、このような遅延を可能にするように形成されていなければならない。以上、係合の問題点に言及したが、係合解除中にも同様の問題点が生じる。構成要素に高いトルクが作用した状態で係合解除を行おうとすると、クラッチリングの移動に対して摩擦による大きな抵抗が発生する。これは、トルクロックアップ又はトルク係止と呼ばれる。本願では、整合の問題点に最も一般的に言及するが、このような問題点に対する解決策は、同様に、係合解除中に発生するトルクロックアップにも適用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上文中に説明した状態での電動アクチュエータの構造を最適化しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の好ましい実施例のアクチュエータは、電動モータ、歯車減速装置及び親ねじ駆動装置、及び標準的な環状クラッチリングを使用する。連結及び連結解除を行う位置は、クラッチリングが駆動ラインの駆動構成要素と被駆動構成要素との間の接合部を取り囲み（完全に又は部分的に）且つこれらの構成要素の両方の外スプラインと係合する場所、及びクラッチリングのアクチュエータを車輛のシャシーの非回転部分に取り付けることができる場所にある。残りの構成要素は、フォーク及びこのフォークを電動モータの親ねじに連結する連結構成要素、及び環状ブラケット即ちハウジングであり、このハウジングは、車輛のシャシーに固定されており、電動モータ及びフォーク用の取り付け体を提供し、好ましくはアクチュエータ構成要素の収容体を提供する。
【０００７】
クラッチリングは、駆動構成要素及び被駆動構成要素に対して軸線方向に移動するように設計されており、これに対し、フォークは、ブラケット即ちハウジングとの係合により形成された、好ましくは電動モータの親ねじに対して直径方向反対側の周囲位置にある軸線（フォークの枢軸）を中心として枢動する。枢動自在のフォークと軸線方向に移動自在のクラッチリングとの間の連結は、フォークの各側に設けられた一対のリーフばねによって行われる。これらのリーフばねの各々は、係合ニブを含む。リーフばねの各々は、ニブから間隔が隔てられた位置でフォークに固定されており、ニブは、クラッチリングに連結されていないけれどもクラッチリング全体をフォーク内に閉じ込める。ニブは、好ましくは、クラッチリングの直径方向両側の位置でクラッチリングと係合するように設計されており、整合したニブとクラッチリングの軸線を通って引いた線は、フォークの枢軸と実質的に平行である。これにより、クラッチリングに加わる力のバランスを最適にする。
【０００８】
ニブがクラッチリングをフォークに独特の方法で連結することによって、フォークはクラッチリングに対して旋回でき、この旋回連結により、ニブとクラッチリングとの間の係合位置での相対的回転が可能になる。かくして、クラッチリングは、フォークの枢動により、駆動ライン構成要素のスプラインに従って正確に軸線方向に摺動できる。リーフばねに設けられたこれらと同じニブは、クラッチリングとニブとの間の軸線方向移動を可能にするが、これに抵抗する。即ち、例えばクラッチリングのスプラインと被駆動構成要素のスプラインとの不整合により（又はトルク係止により）このような移動に対して抵抗が及ぼされた場合、ニブがクラッチリングを押圧してフォークとともに移動させるが、リーフばねが曲がり、フォークの連続的移動及びクラッチリングの遅延移動を可能にする。ばねは、それにも拘わらず、スプラインが整合するまでクラッチリングを強制的に移動し続ける。この場合、ばねがクラッチリングをフォークの位置まで移動する。
【０００９】
好ましくは、リーフばねには、所望の押圧圧力まで予負荷が加えられているが、リーフばねにこのような負荷を加えることは、ニブとクラッチリングとを摩擦係合させることにならない。クラッチリングがフォークの中心に位置決めされた状態では、ニブは、クラッチリングの厚さよりも大きいフォークの厚さによって離間された状態に保持される。これにより、クラッチリングは、係合した駆動ライン構成要素とともに、ニブによる摩擦干渉なしで自由に回転できる。
【００１０】
好ましい実施例の連結構成要素は、電動モータの電動ねじ機構及び環状フォークに加えられる協働的特徴であると考えられる。フォークには、ねじ機構のナットに設けられたサドル形体に跨がる半径方向に突出した一対のプロングが設けられている。これらのプロングは、ナットの両移動方向でプロングと係合するナットに設けられた軸線方向に離間したボス間に捕捉され、かくして、モータによって駆動される親ねじの長さに沿ったナットの移動で決まる軸線方向位置間でプロングを前後に押圧する。この構成により、フォークを、ブラケットとは反対側にあるその枢軸を中心として枢動させることができる。プロングをナットのサドル形体と係合させることにより、ナットが回転しないようにし、モータが親ねじを回転したときにナットを軸線方向に移動させる。
【００１１】
サドルの別の特徴は、サドルから突出したフランジ部分がサドルに設けられているということである。一対のスイッチが、ねじに沿った間隔が隔てられた位置に、ナットが一方の方向に及び次いで他方の方向に移動するときのナットのフランジ部分の行路に取り付けられている。フランジ部分がいずれかのスイッチと係合すると、ねじの回転方向が逆になるまでモータが停止される。
【００１２】
本発明による車輛の駆動ライン用の連結−連結解除機構は、端部と端部とを向き合わせた関係にあり且つ接合部を形成する上記駆動ラインの駆動構成要素及び上記駆動ラインの被駆動構成要素、上記駆動構成要素及び上記被駆動構成要素のうちの一方に永久的に連結されており、上記駆動構成要素と上記被駆動構成要素とを連結したり連結解除したりするため、上記駆動構成要素及び上記被駆動構成要素のうちの他方と連結関係になったり連結関係から外れたりするように軸線方向に移動可能なクラッチリング、上記クラッチリングを少なくとも部分的に取り囲むフォーク、上記フォークによって支持され、上記フォークから上記クラッチリングの各側に沿って延びる、上記クラッチリングを上記フォーク内に押圧するためのばね賦勢されたニブ、上記車輛に枢着された上記フォークの延長部、及び上記車輛に取り付けられたモータ部材を含み、このモータ部材は、上記フォークと係合し、上記フォークを強制的に枢動させ、上記クラッチリングを上記駆動構成要素及び被駆動構成要素のうちの上記他方に連結された関係及び連結解除された関係のうちの一方に軸線方向に押圧する。
【００１３】
更に、本発明によれば、上記モータ部材は、親ねじ及びこの親ねじと螺合したナットを回転自在に駆動する可逆電動モータであり、上記ナットは、上記親ねじの回転に応じて上記親ねじに沿って前後に並進され、上記ナットは上記フォークと係合しており、上記フォークを強制的に枢動させる。
【００１４】
上記クラッチリングの各側には一対のニブが設けられており、各ニブ対は、上記クラッチリングに対して互いに直径方向反対側に位置決めされており、上記クラッチリングの各側の上記ニブ対は間隔が隔てられており、これによって、上記フォークの中央に設けられた上記クラッチリングに関し、上記ニブは上記クラッチリングの回転に関して非干渉関係にある。
【００１５】
上記ナットは、上記フォークを、上記駆動構成要素及び上記被駆動構成要素のうちの他方に関して連結された関係及び連結解除された関係の両方に押圧する。
【００１６】
更に、本発明の別の特徴によれば、二輪駆動と四輪駆動との間でシフト可能な車輛用の連結−連結解除機構が提供され、この連結−連結解除機構は、前輪組及び後輪組を持つ車輛シャシー用の駆動ラインであって、この駆動ラインは、トランスミッションと上記車輛の上記前輪組及び上記後輪組のうちの一方との間を延びており、上記駆動ラインの駆動構成要素と被駆動構成要素との間の接合部を含み、上記接合部は、上記車輛シャシーの非回転構成要素の直ぐ近くに配置されている、駆動ラインと、上記駆動構成要素及び上記被駆動構成要素の一方に非回転関係で取り付けられており且つこれに対して包囲関係にあり、上記駆動ラインの長さに沿って軸線方向に移動して上記駆動構成要素及び上記被駆動構成要素の他方と係合し且つこれに関して包囲関係になることができる、環状クラッチリングと、上記駆動構成要素及び上記被駆動構成要素の少なくとも一方を取り囲む環状ブラケットであって、上記車輛シャシーの非回転構成要素に固定的に取り付けられており、上記ブラケットは周方向両側部を有し、電動モータが上記ブラケットの一方の周方向側部に取り付けられており、フォーク支点が上記ブラケットの他方の周方向側部に設けられており、上記電動モータは、上記電動モータによって上記駆動ラインの長さに沿って第１位置と第２位置との間で軸線方向に駆動される被駆動部材を含む、ブラケットと、上記環状クラッチリングを取り囲むフォークであって、周方向両側を有し、一方の側部は上記ブラケットの上記フォーク支点と枢動自在に係合し、他方の側部は連結器によって上記電動モータの軸線方向に移動自在の部材に連結されており、上記フォークの両側にはばね部材が設けられており、これらのばね部材は、上記電動モータと上記フォーク支点との間の中間位置に設けられた向き合ったニブを有し、上記クラッチリングは、これにより上記フォーク内に押圧される、フォークとを有し、上記フォークが上記被駆動部材に連結されているため、上記被駆動部材は、上記電動モータによって駆動される上記被駆動部材の上記軸線方向移動により上記フォークを上記支点を中心として枢動させ、上記ばね部材による押圧によりニブが上記クラッチリングを軸線方向に強制的に摺動移動させ、上記ばね部材のニブは、上記クラッチリングを上記駆動構成要素又は上記被駆動構成要素の他方と係合させるのに必要な上記クラッチリングの抵抗された遅延移動を可能にする。
【００１７】
更に、上記ばね部材はリーフばねであり、これらのリーフばねは、通常はフォークの軸線方向両側と係合しており、上記クラッチリングが上記フォークに対して自由に回転できるように軸線方向に間隔が隔てられた関係にある。
【００１８】
上記リーフばねは、上記クラッチリングと接触したときに上記ニブの所望の押圧力を提供するため、上記フォークの側部に対して予め負荷が加えられている。
【００１９】
上記電動モータはねじを駆動し、上記被駆動部材は上記ねじと螺合したナットである。
【００２０】
上記連結器は上記被駆動部材にサドル形体をなして設けられており、上記フォークには上記形体と係合するプロングが設けられており、上記プロング及び上記サドル形体は、ナットがねじ上で相対的に回転しないように協働するように構成されており、これによって、ナットをねじに沿って軸線方向に並進させ、上記ナットの移動によりプロングを移動させ、これによって上記フォークを枢動させる。
【００２１】
リミットスイッチが上記ねじの長さに沿って、及び被駆動部材の各側に設けられており、上記被駆動部材は、並進のいずれかの方向で上記リミットスイッチと係合し、上記被駆動部材を移動の端位置間で正確に移動するように設計されている。
【００２２】
以上の説明は、好ましい実施例及びこれらの実施例の互いに関連した機能をおおまかに説明しようとするものである。本発明は、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより更に明らかに理解されよう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、車輛の駆動ライン（下文において図７、図８、及び図９と関連して論じ且つ示す）の駆動構成要素と被駆動構成要素とを連結したり連結解除したりするためのアクチュエータ１０を示す。このアクチュエータ１０は、車輛のシャシーの固定部材に非回転的に固定的に取り付けることができる環状ブラケット（ハウジング）１２を有する。ブラケット１２は、図８及び図９に示すように、アクチュエータの構成要素を収容し、車輛の駆動ラインの駆動構成要素及び被駆動構成要素を取り囲む（包囲する）。ブラケット１２は、ボルト１７等の従来のファスナ（図８及び図９参照）でブラケット１２を車輛シャシーの部材１００に固定的に取り付けるのを容易にする通孔１１を有する。
【００２４】
図１及び図２を同時に参照すると、クラッチリング１４は、矢印１５が示すように、駆動構成要素及び被駆動構成要素の一方だけと係合する一方向に、及び駆動構成要素及び被駆動構成要素の両方と係合する他方の方向に、軸線方向に移動可能である。クラッチリング１４を移動させて駆動構成要素及び被駆動構成要素の両方と係合させたとき、被駆動構成要素が駆動構成要素に連結される。
【００２５】
可動ナット１８に連結されたシフトフォーク１６がクラッチリング１４を軸線方向で二つの方向に移動する。ナット１８を螺着したねじ２２を可逆駆動モータ２０（図２参照）が回転自在に駆動する。モータ２０は、歯車組２１によって駆動ねじ２２に連結されている。モータ２０を一方の方向に駆動させると、フォーク１６が枢動し、クラッチリング１４が一方の方向に軸線方向に移動し、モータ２０を反対方向に駆動させると、フォーク１６及びクラッチリング１４を反対方向に移動する。駆動モータアッセンブリ２０は、ブラケット１２に形成されたキャビティ２４に取り付けられている。
【００２６】
ブラケット１２に図１に示すように収容されたアクチュエータの構成要素を図２に分解図で示す。クラッチリング１４は円形形状であり、内スプライン２６及び外フランジ２８を有する。フランジ２８の厚さは、フォーク１６とほぼ同じであるが、僅かに小さい。フォーク１６は、クラッチリング１４を取り囲むように大きさが定められており、その縁部から半径方向に延びる突出タブ３０を有する。フォーク１６は、タブ３０に対して直径方向反対側の位置でフォークから半径方向に突出した二つの隣接したプロング３２を有する。
【００２７】
フォーク１６の各側には円弧状リーフばね３４が取り付けられており、取り付けファスナはタブ３０の近くにある。これらのばね３４は、リベット３３等の従来のファスナによってフォーク１６に取り付けられている（図１参照）。リーフばね３４の半径はフォーク１６とほぼ同じであり、ばね３４をフォーク１６に取り付けたときにフォーク１６の中央に向かって半径方向内方に延びるニブ３６を有する。半径方向内方に延びるこれらのニブ３６は、クラッチリング１４のフランジ２８から遠ざかる方向に僅かに間隔が隔てられており、クラッチリングはニブ間の中央に置かれる（フォークの厚さが大きいため）。かくして、クラッチリング１４は、フォークに対するリングの回転の抵抗を最少にしてフォーク１６の内側の位置に保持される。
【００２８】
ばねに予負荷を加えるのが望ましく、このように予負荷を加えることによりフォークに追加の圧力を加え、クラッチリングをフォークの内側のその中央位置に強く押圧する。ばね３４は、フォーク１６を枢動させたとき、及び例えばスプラインの不整合又はトルク係止によりクラッチリング１４が移動に抗するときに撓む。このようにばねが撓むため、フォーク１６はその枢動移動を続けることができる。このとき、クラッチリングの対応する移動が阻止される。クラッチリングに加えられた抵抗力が解放されたとき、張力が加わったリーフばね３４がクラッチリング１４を押圧し、ニブ間の中央位置まで軸線方向に移動する。最適には、図３に示すように、ニブ３６は互いから直径方向反対側にあり、これらのニブ（及びクラッチリングの中心）を通過する線は、フォークの枢軸３７と平行である。ニブをこのように位置決めすることにより、クラッチリングに加えられる押圧力をバランスさせる。
【００２９】
ナット１８は実質的に矩形であり、ナット１８の本体から外方に延びるボス３８（図２参照）を有する。ボス３８及びこれらのボスが延びるナット平坦部が、ナットのサドル部分を画成する。フォーク１６のプロング３２は、ユニットの組み立て時にナット１８の（ボス３８間に形成された）サドル部分に嵌着する。ナット１８のサドル部分に嵌着し、ナットの平らな側部に当たるプロング３２は、モータ２０がねじ２２を駆動するときにナット１８が回転しないようにする。かくして、ねじ２２をいずれかの回転方向に回転駆動するとき、ナット１８はねじ２２の長さに沿って移動し、フォーク１６の（ボス３８間に捕捉されている）プロング３２はナット１８に従ってフォーク１６をその支点（ノッチ１３、図１参照）で枢動させる。ナット１８には突出フランジ４０が設けられており、このフランジは、ナット１８が一方の方向に次いで他方の方向にねじ２２に沿って移動するとき、リミットスイッチ４２の二つの端位置に設けられた接点と係合する。リミットスイッチは、モータ２０への電力を遮断し、ナット１８の移動及びかくしてフォーク１６の枢動を停止する。
【００３０】
組み立て済の状態のアクチュエータを示す、添付図面のうちの図１及び図３を参照する。図示のように、シフトフォーク１６のタブ３０は、ブラケット１２（枢軸３７を構成する）のノッチ（フォーク支点）１３内にあり、モータアッセンブリ２０は、ブラケット１２のキャビティ２４内に設置されている。フォーク１６のプロング３２はナット１８のサドル部分と係合しており、ナット１８がねじ２２上で移動するとき、フォーク１６が枢動する。かくして、ブラケット１２のノッチ１３に嵌着したタブ３０を中心としてシフトフォーク１６を枢動させる。クラッチリング１４は、クラッチリング１４のフランジ２８の各側に位置決めされたリーフばね３４のニブ３６によって捕捉された状態に保持される。フォークを枢動させたとき、及びクラッチリング１４が係合特徴、例えば被駆動構成要素のスプラインと整合していない場合にリーフばね３４が撓むということは理解されよう。これにより、シフトフォーク１６にその枢動運動を続けさせることができ、この際、クラッチリングに同様の移動をさせることがない。クラッチリングのスプラインが被駆動構成要素と整合したとき、リーフばね３４がクラッチリング１４を押圧して軸線方向にフォークの中心位置まで移動し、及びかくして被駆動構成要素と係合させる。
【００３１】
図４、図５、及び図６は、ねじ２２に沿ったナット１８の移動によるフォーク１６の枢動及びクラッチリング１４の軸線方向移動を示す。図４は、その一方の限度まで移動させたナット１８を示し、モータ２０は、ナットのフランジ４０がスイッチ４２と接触したことによって停止されている。フォーク１６の枢動によるクラッチリング１４の移動がなされていない状態のクラッチリング１４が実線で示してある。フォーク１６が枢動させてあり、クラッチリング１４が移動していないため、クラッチリングの下側に設けられたリーフばね３４が曲がる。破線は、クラッチリングが抵抗なく位置決めされた状態を示す。クラッチリング１４の移動に対する抵抗がなくなると、クラッチリング１４は、リーフばね３４の押圧により軸線方向に移動される。これを図５に示す。この図では、クラッチリング１４は、クラッチリング１４のフランジ２８に作用を及ぼすリーフばね３４のニブ３６の押圧により、軸線方向に移動されている。図６は、他方の移動限度まで移動させたナット１８を示す。この場合もクラッチリング１４の移動に対して抵抗が及ぼされる。クラッチリングの停止側に設けられたリーフばね３４が湾曲し、フォーク１６が枢動できるようにする。移動に対する抵抗が解放されると、クラッチリング１４は、リーフばね３４の押圧により軸線方向に移動される。
【００３２】
クラッチリングが移動に対して抵抗する一つの状態は、駆動構成要素のスプラインが被駆動構成要素のスプラインと整合していない場合である。クラッチリング１４は、例えば駆動構成要素だけと係合しており、及びかくして被駆動構成要素のスプラインと整合していない。駆動構成要素及び被駆動構成要素のスプラインが整合すると、クラッチリング１４が軸線方向に移動し、駆動構成要素及び被駆動構成要素の両方と係合する。これは、リーフばね３４によって押圧されるためである。移動に対して抵抗する別の状態は、クラッチリング１４が駆動構成要素及び被駆動構成要素の両方に連結され、駆動構成要素によってトルクが被駆動構成要素に加えられる場合である。クラッチリング、駆動構成要素、及び被駆動構成要素の間に加えられた力は、この加えられた力が解放されるまで、クラッチリング１４が移動しないようにできる結合効果（トルク係止）を発生する。
【００３３】
上文中に言及したように、アクチュエータ１０は、クラッチリング１４の内スプライン２６が駆動構成要素及び被駆動構成要素の両方と係合する位置までクラッチリング１４を移動させることによって、駆動構成要素を被駆動構成要素に連結するのに使用される。クラッチリング１４を、内スプライン２６が駆動構成要素及び被駆動構成要素のうちの一方だけと係合する位置まで移動させ、駆動構成要素を被駆動構成要素から外す。しかしながら、車輛の駆動ラインの様々な位置に連結／分離機構を設けるため、アクチュエータ１０を車輛に装着できるということは理解されるべきである。
【００３４】
図７は、前輪組６０及び後輪組６２を持つ車輛を概略に示す。この例では、車輛は四輪駆動車輛であり、二輪駆動モード又は四輪駆動モードのいずれかで作動できる。エンジン６４は、プロペラシャフト６８に連結されたトランスミッション６６に動力を供給し、プロペラシャフト６８は、ディファレンシャル７０を通して後輪組６２を駆動する。アクスル７２がディファレンシャル７０から後輪組６２の各ホイールまで延びている。トランスミッション６６に連結されたトランスファーケース７４は、前ディファレンシャル７８に連結された駆動シャフト７６を有する。アクスル８０がディファレンシャル７８から前輪組６０の各ホイールまで延びている。代表的には、トランスファーケース７４は、動力を前プロペラシャフト７６に伝達するシフト機構を有し、又は、前駆動シャフト７６に動力を提供しないようにシフトできる。動力を前駆動シャフト７６に供給しないモードにトランスファーケース７４をシフトした場合、車輛は、二輪駆動モードで作動できる。四輪駆動モードで作動するためには、トランスファーケースが動力を前プロペラシャフト７６に提供するようにトランスファーケース７４をシフトする。
【００３５】
前輪組６０は、車輛が二輪駆動モードで作動する場合には、ホイール組６０が前アクスル８０を駆動し、ディファレンシャル７８及び駆動シャフト７６を通して回転力をトランスファーケース７４に伝達することがないように、前アクスル８０から外されている。これは、車輛の効率を向上させる上で望ましい。
【００３６】
本発明のアクチュエータ１０は、前輪組６０と前アクスル８０との間の連結部材を提供するのに適しており、更に、前ディファレンシャル７８に取り付けるのに適している。この場合、アクチュエータ１０はアクスル８０の一方を前輪組６０から連結解除する。更に、アクチュエータ１０は、トランスファーケースを二輪駆動モードと四輪駆動モードとの間でシフトするためにトランスファーケースに適用できる。更に、トランスファーケースは、代表的には、トランスミッション６６と組み合わせて、高速レンジ及び低速レンジを有し、アクチュエータ１０はこれらのシフト必要条件を取り扱うのに適している。
【００３７】
図８及び図９は、本発明のアクチュエータ１０の一つの適用例を示す。図８及び図９では、アクチュエータ１０は、ホイールスピンドル９４を駆動アクスル８０に連結するため、及びホイールスピンドル９４を前輪組６０の駆動アクスルから外すため、ホイールハブに装着されている。図示のように、アクチュエータは、前輪組６０のシャシー１００に回転しないようにしっかりと取り付けられている。図８では、クラッチリング１４は、駆動アクスル８０のスプライン９０だけと係合するように移動させてある。クラッチリング１４がこの位置まで移動させてある場合、ハブのホイールスピンドル９４は、駆動アクスル８０から連結解除してある。図９は、駆動アクスル８０のスプライン９０及びスピンドル９４のスプライン９２の両方と係合するまで移動させたクラッチリング１４を示す。これにより、ホイール６０を駆動アクスル８０に連結する。動力が前駆動シャフト７６及びディファレンシャル７８を通して伝達されるとき、ホイール６０は、エンジン６４から伝達された回転力によって駆動される。
【００３８】
本発明の真の精神及び範囲から逸脱することなく、変形及び変更を行うことができるということは、当業者には理解されよう。このような変形及び変更の簡単な例を図１１及び図１２に示す。図１０は、本明細書中上文中に論じた好ましい実施例の装置を示す。フォーク１６はクラッチリング（図示せず）を取り囲んでおり、ナット１８は枢軸３７の直径方向反対側にある。モータ（図示せず）の親ねじによって駆動されるナットは、クラッチリングを枢軸３７を中心として枢動する。図１１では、ナット１８' は、フォーク１６' と枢軸３７' との間に配置された状態で示してあり、それにも拘わらず、ニブ３６' を枢動する。図１２では、枢軸３７’’及びナット１８' ' は、図１１と比較して位置が交換してあるが、それにも拘わらず、フォーク１６' ' 及びかくしてニブ３６' ' を枢動させる。従って、本発明は、説明し図示した実施例に限定されず、添付の特許請求の範囲から決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】アクチュエータの斜視図である。
【図２】図１のアクチュエータの内部構成要素の分解図である。
【図３】図１のアクチュエータの３−３線での断面図である。
【図４】図１のアクチュエータのフォーク及びクラッチリングの移動状態を示す図３の４−４線での断面図である。
【図５】図１のアクチュエータのフォーク及びクラッチリングの移動状態を示す図３の４−４線での断面図である。
【図６】図１のアクチュエータのフォーク及びクラッチリングの移動状態を示す図３の４−４線での断面図である。
【図７】車輛の概略図である。
【図８】図１のアクチュエータを含む、駆動構成要素及び被駆動構成要素の一方だけと係合したクラッチリングを示す、図７の車輛のホイールアッセンブリの断面図である。
【図９】駆動部材及び被駆動部材の両方と係合したクラッチリングを示す、図８と同様の図である。
【図１０】変形例のフォーク用枢動装置の概略図である。
【図１１】変形例のフォーク用枢動装置の概略図である。
【図１２】変形例のフォーク用枢動装置の概略図である。
【符号の説明】
１０  アクチュエータ              １１  通孔
１２  環状ブラケット              １４  クラッチリング
１６  シフトフォーク              １７  ボルト
１８  可動ナット                  ２０  可逆駆動モータ
２１  歯車組                      ２２  駆動ねじ
２４  キャビティ                  ２６  内スプライン
２８  外フランジ                  ３０  突出タブ
３２  プロング                    ３３  リベット
３４  円弧状リーフばね            ３６  ニブ
３７  フォーク枢軸                ３８  ボス
４０  突出フランジ                ４２  リミットスイッチ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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