(57)【要約】【課題】待ち機構にかかる負荷を分散し、アクチュエータ全体を小型化できるアクチュエータを提供する。【解決手段】電動モータと、電動モータに設けられている回転軸の回転を減速し、出力軸５０に伝達する減速機構と、減速機構内に設けられ、出力軸５０が拘束された際にその拘束が解除されるまで回転力を蓄積して待つ待ち機構６０とを有するアクチュエータであって、待ち機構６０は複数段で構成され、一段目の入力プレート６２に、回転軸に連係され入力プレート６２と共回りするヘリカルギヤ６１を設け、最後の段の出力プレート６３を出力軸５０に互いに相対回転不能に固定した。【選択図】図２
2009236175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、
前記電動モータに設けられている回転軸の回転を減速し、出力軸に伝達する減速機構と、
前記減速機構内に設けられ、前記出力軸が拘束された際にその拘束が解除されるまで回転力を蓄積して待つ待ち機構とを有するアクチュエータであって、
前記待ち機構は、
前記回転軸からの回転が入力される入力プレートと、
前記入力プレートからの回転がスプリングを介して伝達される出力プレートとの組みを複数組み備えて成り、
各々入力プレート、スプリング、および出力プレートは、前記出力軸の周囲を取り囲むように形成されて軸方向に沿って多段状に並設され、
一段目の入力プレートに、前記回転軸に連係され前記一段目の入力プレートと共回りする歯車を設け、
最後の段の出力プレートを前記出力軸に互いに相対回転不能に固定したことを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記一段目の入力プレートと前記最後の段の出力プレートとの間に介在する入力プレート、および出力プレートであって、
互いに軸方向で対向する入力プレート、および出力プレートをそれぞれ一体成形したことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、自動車の２輪駆動と４輪駆動との切り換え、またはニュートラルポジションとドライブポジションとの切り換え等を行う駆動切り換え装置に用いるアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、４輪駆動車のトランスファに電動モータの駆動によりシフトフォークをストロークさせるアクチュエータを設け、室内からのスイッチ操作により２輪／４輪駆動状態を切り換える駆動切り換え装置が知られている。
アクチュエータは減速機構であるウォーム減速機を備えており、このウォーム減速機が電動モータの回転軸と連係している。ウォーム減速機のウォームホイールには、ラック・ピニオンのピニオンが連結されている。
【０００３】
ピニオンに噛合されているラックには、シフトフォークをストロークさせるためのフォークシャフトが連結されている。すなわち、電動モータの回転運動をウォーム減速機、ラック・ピニオンで構成される減速機構を介して往復運動に変換し、フォークシャフトによってシフトフォークをストロークさせるようになっている。
シフトフォークがストロークするとドライブトレイン上に設けられたスプライン歯を有するスリーブやドグクラッチが変位する。すると、駆動軸と従動軸の連結／解除が行われ、これによって、２輪／４輪駆動状態を切り換えが行われる。
【０００４】
また、アクチュエータには、減速機構内に待ち機構が設けられている。すなわち、ウォーム減速機とピニオンとの間に待ち機構が配設されている。この待ち機構は、駆動軸と従動軸のスプライン歯の位相の不一致が理由でスリーブやドグクラッチが変位不能となり、シフトフォークがロックした場合に反力（弾力）を蓄えるものであって、スパイラルスプリングを備えている。
【０００５】
そして、シフトフォークがロックした際、スパイラルスプリングが撓んで弾性変形することで電動モータの回転力をシフトフォークをストロークさせるための付勢力として蓄積するようになっている。このため、再びスリーブやドグクラッチが変位可能になったとき、シフトフォークに過大推力が作用することなく、スパイラルスプリングの復元力によってシフトフォークをストロークさせることができ、駆動軸と従動軸の連結／解除をスムーズに行うことができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３８０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、待ち機構を構成するスパイラルスプリングにかかる負荷が大きくなる。すなわち、スパイラルスプリングのバネ定数をシフトフォークをストローク可能な大きさに設定する必要がある。このため、スパイラルスプリングが大型化し、これに伴い電動モータも必要以上のトルクが必要となる。この結果、アクチュエータ全体が大型化してしまうという課題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、待ち機構にかかる負荷を分散し、アクチュエータ全体を小型化できるアクチュエータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、電動モータと、前記電動モータに設けられている回転軸の回転を減速し、出力軸に伝達する減速機構と、前記減速機構内に設けられ、前記出力軸が拘束された際にその拘束が解除されるまで回転力を蓄積して待つ待ち機構とを有するアクチュエータであって、前記待ち機構は、前記回転軸からの回転が入力される入力プレートと、前記入力プレートからの回転がスプリングを介して伝達される出力プレートとの組みを複数組み備えて成り、各々入力プレート、スプリング、および出力プレートは、前記出力軸の周囲を取り囲むように形成されて軸方向に沿って多段状に並設され、一段目の入力プレートに、前記回転軸に連係され前記一段目の入力プレートと共回りする歯車を設け、最後の段の出力プレートを前記出力軸に互いに相対回転不能に固定したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載した発明は、前記一段目の入力プレートと前記最後の段の出力プレートとの間に介在する入力プレート、および出力プレートであって、互いに軸方向で対向する入力プレート、および出力プレートをそれぞれ一体成形したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、待ち機構を複数の入力プレートと複数の出力プレートとが多段状に並設された構成とし、各入力プレートと出力プレートとの間に介在するスプリングを複数設けることができる。このため、複数のスプリングに負荷を分散させることができ、各スプリングのバネ定数をそれぞれ小さく設定することができる。これに伴い、電動モータの必要トルクも小さく設定することができ、結果的にアクチュエータ全体を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、アクチュエータ１は、例えば、四輪車の駆動を二輪駆動と四輪駆動とに切替える駆動切替え装置用として用いられるものであって、ケーシング２内に電動モータ３と減速機構４とを備え、これら電動モータ３と減速機構４とをクラッチ機構５を介して連結している。
ケーシング２は、電動モータ３を収納する電動モータ収納部６と、減速機構４を収納する減速機構収納部７とを有している。ケーシング２の外周縁には、アクチュエータ１を固定するときに使用されるボルト孔８が７箇所突設されている。
【００１２】
電動モータ３は、有底円筒形状のヨーク９内にアーマチュア１０を回転自在に配置した所謂ＤＣブラシ付モータである。ヨーク９の内周面には周方向に分割された瓦状の永久磁石１１が等間隔に、かつ隣り合う磁極が互いに逆になるように固定されている。
アーマチュア１０は、回転軸１２に固定されたアーマチュアコア１３と、アーマチュアコア１３に巻装されたアーマチュアコイル１４と、アーマチュアコア１３に隣接して設けられたコンミテータ１５とで構成されている。
【００１３】
回転軸１２は、クラッチ機構５側先端に向かうに従って段差により軸径が細くなるように形成されている。すなわち、回転軸１２は、アーマチュアコア１３が外嵌固定される軸本体１２ａと、この軸本体１２ａよりも段差によって縮径された第一縮径部１６ａと、この第一縮径部１６ａよりも段差により縮径された第二縮径部１６ｂとがこの順で一体成形され、かつ軸本体１２ａの基端側（図１における右側）にも段差により縮径された軸受け部１６ｃが一体成形されている。
第二縮径部１６ｂには、平面取りが１箇所施されている。回転軸１２の軸受け部１６ｃは、ヨーク９のエンド部９ａ（底部）に突出形成されたボス１７に圧入固定された軸受け１８によって回転自在に支持されている。
【００１４】
アーマチュアコア１３は、リング状の金属板を軸方向に複数枚積層したものである。金属板の外周部には平面視略Ｔ字型のティース１９が周方向に沿って等間隔に放射状に形成されている。複数枚の金属板を回転軸１２の軸本体１２ａに外嵌固定することにより、アーマチュアコア１３の外周には隣接するティース１９間に蟻溝状のスロット２０が形成されている。スロット２０は軸方向に沿って延びており、周方向に沿って等間隔に形成されている。
ティース１９には、このスロット２０を通ってエナメル被覆の巻線２１が巻装されるようになっている。これにより、アーマチュアコア１３の外周に複数のアーマチュアコイル１４が形成される。
【００１５】
コンミテータ１５は、回転軸１２の第一縮径部１６ａに外嵌固定されている。このコンミテータ１５は、アーマチュアコイル１４に流れる電流の向きを切替える、所謂整流を行うためのものであって、コンミテータ１５の外周面には、導電材で形成されたセグメント２２が取り付けられている。
【００１６】
セグメント２２は軸方向に長い板状の金属片からなり、互いに絶縁された状態で周方向に沿って等間隔に並列に固定されている。各セグメント２２のアーマチュアコア１３側の端部には、外径側に折り返す形で折り曲げられたライザ２３が一体形成され、このライザ２３に、アーマチュアコイル１４の巻き始め端部と巻き終わり端部となる巻線２１が掛け回わされている。巻線２１はヒュージングによりライザに固定されており、これによりセグメント２２とこれに対応するアーマチュアコイル１４とが電気的に接続される。
【００１７】
ヨーク９の開口端には有底筒状のカバー２４がボルト２５ａとナット２５ｂとによって締結固定されている。このカバー２４の内側には不図示のホルダステーが取り付けられており、ここにコンミテータ１５に摺接するブラシ（不図示）が設けられている。
カバー２４のエンド部２４ａ（底部）には、径方向中央に共有軸受け２６が設けられている。この共有軸受け２６は、回転軸１２の第一縮径部１６ａとクラッチ機構５の一端とを共に回転自在に支持するための滑り軸受けであって、筒状の軸受け本体２７とこの軸受け本体２７のクラッチ機構５側端に一体形成されたフランジ部２８とで構成されている。
【００１８】
クラッチ機構５は、電動モータ３の駆動に基づいた回転軸１２の回転力を減速機構４へ伝達する一方、外力による回転力が減速機構４を介して回転軸１２に作用し、これによって回転軸１２が逆転してしまうのを防止する、所謂ツーウェイクラッチである。
ここで、ツーウェイクラッチとは、ワンウェイクラッチが一方向（正回転、または逆回転の何れか一方）だけの駆動力を伝達するものであるのに対し、１つのクラッチで両方向（正／逆回転）に駆動力を伝達することができるものである。つまり、クラッチ機構５は、回転軸１２の正／逆回転の両方の回転力を減速機構４へ伝達する一方、減速機構４からの回転力は正／逆回転の何れも回転軸１２へは伝達されないようになっている。
【００１９】
このようなクラッチ機構５は、有底筒状のケーシング５１に内嵌された筒状のハウジング２９と、このハウジング２９の内側に回転軸１２連結されクラッチ機構５の一端側に配置された駆動側回転体３１と、この駆動側回転体３１と相対回転不能、かつ軸方向に移動可能に連結された従動側回転体３２とを備え、これら駆動側回転体３１、および従動側回転体３２と、ハウジング２９との間に有底筒状のハブ回転体３０を介装してある。
【００２０】
ハウジング２９の電動モータ３側端には、内周面に段差により拡径された拡径部２９ａが形成され、ここに共有軸受け２６のフランジ部２８を受け入れることができるようになっている。
駆動側回転体３１は、略円柱状に形成されたものであって、電動モータ３側に回転軸１２の第二縮径部１６ｂに対応する連結孔３３が形成されている。これによって、駆動側回転体３１と回転軸１２とが相対回転不能、かつ軸方向に移動可能になっている。
【００２１】
また、駆動側回転体３１の電動モータ３側端には、外周面に段差により縮径された縮径部３４が形成されており、ここを共有軸受け２６が回転自在に支持するようになっている。すなわち、駆動側回転体３１の縮径部３４の外径Ｅ１は、回転軸１２の第一縮径部１６ａの外径Ｅ２と略一致するように設定されている。
【００２２】
さらに、駆動側回転体３１の電動モータ３とは反対側端に段差により形成された縮径部３５には、従動側回転体３２が外嵌されている。駆動側回転体３１の縮径部３５には平面取りが１箇所施されている一方、縮径部３５を受け入れる従動側回転体３２の連結孔３６は、縮径部３５に対応するように形成されている。これによって、両者３１，３２は相対回転不能、かつ軸方向に移動可能になっている。
【００２３】
駆動側回転体３１、および従動側回転体３２は、互いに重ね合わさった状態で有底筒状のハブ回転体３０内に収納されている。つまり、駆動側回転体３１、および従動側回転体３２と、ハウジング２９との間にハブ回転体３０が介装された状態になっている。
ハブ回転体３０は、この開口部が電動モータ３側となるように設けられている。ハブ回転体３０とハウジング２９との間には、コイルスプリング５２が設けられている。このコイルスプリング５２は、それぞれ駆動側回転体３１、および従動側回転体３２の回転駆動に応じて径方向内側に向かって縮径変形したり、径方向外側に向かって拡径変形したりするようになっている。
【００２４】
すなわち、クラッチ機構５は、駆動側回転体３１が駆動した場合、駆動側回転体３１が駆動することでコイルスプリング５２が縮径変形し、これがハブ回転体３０を介して駆動側回転体３１と従動側回転体３２を一体化させて両者が共回りする。このため、駆動側回転体３１から従動側回転体３２に回転力が伝達される。
これに対し、ハブ回転体３０が駆動側回転体３１よりも先に駆動するような場合、従動側回転体３２が駆動することでコイルスプリング５２が拡径変形し、コイルスプリング５２とハウジング２９との間に摩擦抵抗力が生じる。これによって、従動側回転体３２の回転が規制されるので、ハブ回転体３０から駆動側回転体３１への回転力の伝達が防止される。
【００２５】
ハブ回転体３０のエンド部３０ａ（底部）には、軸方向外側に向かって突出するボス部３７が形成され、ここに減速機構４を構成する第一ピニオン３８が圧入固定されている。なお、減速機構４は、第一ピニオン３８、第二ピニオン４３、第一平歯車４２、第二平歯車４４、ウォーム軸４５、および待ち機構６０で構成されている。
【００２６】
第一ピニオン３８は、筒状に形成されたものであって、基端側に形成されクラッチ機構５と連結される連結部４０と、先端側に形成された歯部４１とが一体成形されている。第一ピニオン３８の連結部４０は、ハウジング２９の電動モータ３とは反対側端に設けられた軸受け３９に回転自在に支持されている。すなわち、第一ピニオン３８の連結部４０に圧入されているハブ回転体３０は、軸受け３９に第一ピニオン３８を介して回転自在に支持された状態になっている。
【００２７】
ここで、歯部４１のピッチ円径ＰＣは連結部４０の直径よりも小さく設定されている。
このようにすることで、歯部４１のピッチ円径ＰＣが連結部４０の直径よりも大きく設定されている場合と比較して第一ピニオン３８に作用する駆動モーメントを小さくすることができる。このため、第一ピニオン３８の連結部４０のみに軸受け３９を設ける、つまり、第一ピニオン３８を片持ちで支持することが可能になる。
【００２８】
第一ピニオン３８の歯部４１には、第一平歯車４２が噛合されている。第一平歯車４２には、電動モータ３側に延出する第二ピニオン４３が一体成形されており、これら第一平歯車４２、および第二ピニオン４３は、ケーシング２と電動モータ３のカバー２４とで回転自在に支持されている。
【００２９】
第二ピニオン４３には、第二平歯車４４が噛合されている。第二平歯車４４には、電動モータ３側に延出するウォーム軸４５が一体成形されている。ウォーム軸４５は、ケーシング２に設けられたウォーム収容部４８に収容され、このウォーム収容部４８に設けられた軸受け４９，４９によって回転自在に支持されている。なお、ウォーム軸４５は、この軸線Ｐ１が電動モータ３の軸線Ｐ２に沿うように設けられている。
【００３０】
ウォーム軸４５には、待ち機構６０を構成するヘリカルギヤ６１が噛合されている。
図２、図３に示すように、待ち機構６０は、出力軸５０と、この出力軸５０の周囲を取り囲むように形成された略円板状の入力プレート６２、および出力プレート６３と、これら入力プレート６２と出力プレート６３との間に軸方向に沿って並設された４つの中間プレート６４〜６７と、各プレート６２〜６７間に配設された５つのコイルスプリング６８〜７２とを有し、入力プレート６２にヘリカルギヤ６１が一体成形されている。
【００３１】
入力プレート６２の外周縁には、略環状の外周壁部６２ａが出力プレート６３側に向かって立ち上がるように設けられており、ここにヘリカルギヤ６１が一体成形されている。また、入力プレート６２の径方向中央には、略環状の内周壁部６２ｂが出力プレート６３側に向かって立ち上がるように設けられている。この内周壁部６２ｂの直径は、出力軸５０が挿通可能な大きさに設定されている。
【００３２】
入力プレート６２、外周壁部６２ａ、および内周壁部６２ｂによって形成された平面視円環状の凹部７３には、第一コイルスプリング６８が収納されている。第一コイルスプリング６８は、この外径が外周壁部６２ａよりもやや小さく設定されており、外周壁部６２ａの内周面に沿って存在した状態になっている。
ここで、第一コイルスプリング６８の両端末部には、径方向内側に向かって屈曲形成されたフック部６８ａが設けられている。一方、入力プレート６２には、この入力プレート６２が回転するとフック部６８ａに係合可能な平面視略弧状の係合部６２ｃが設けられている。
【００３３】
凹部７３の開口部には、これを閉塞するように略円板状の第一中間プレート６４が設けられている。第一中間プレート６４の外周縁には、略環状の外周壁部６４ａが出力プレート６３側に向かって立ち上がるように設けられている。また、第一中間プレート６４の径方向中央には、略環状の内周壁部６４ｂが出力プレート６３側に向かって立ち上がるように設けられている。この内周壁部６４ｂの直径は、出力軸５０が挿通可能な大きさに設定されている。
【００３４】
第一中間プレート６４、外周壁部６４ａ、および内周壁部６４ｂによって形成された平面視円環状の凹部７４には、第二コイルスプリング６９が収納されている。第二コイルスプリング６９は、この外径が外周壁部６４ａよりもやや小さく設定されており、外周壁部６４ａの内周面に沿って存在した状態になっている。
第二コイルスプリング６９の両端末部には、径方向内側に向かって屈曲形成されたフック部６９ａが設けられている。一方、第一中間プレート６４には、この第一中間プレート６４が回転するとフック部６９ａに係合可能な平面視略弧状の第一係合部６４ｃが設けられている。
【００３５】
ここで、第一中間プレート６４の入力プレート６２側にも平面視略弧状の第二係合部６４ｄが設けられている。この第二係合部６４ｄは、第一中間プレート６４から入力プレート６２側に向かって立ち上がるように形成され、入力プレート６２の係合部６２ｃの回動軌跡よりも径方向外側で、かつ第一コイルスプリング６８よりも径方向内側に配置されている。そして、第一中間プレート６４が回転すると第一コイルスプリング６８のフック部６８ａに係合するようになっている。
すなわち、入力プレート６２の回転は、入力プレート６２の係合部６２ｃ、第一コイルスプリング６８、および第一中間プレート６４の第二係合部６４ｄを介して第一中間プレート６４に伝達されることになる。
【００３６】
第一中間プレート６４上に形成されている凹部７４の開口部には、これを閉塞するように略円板状の第二中間プレート６５が設けられている。この第二中間プレート６５にも第一中間プレート６４と同様に、外周壁部６５ａ、内周壁部６５ｂが設けられ、これらによって形成された凹部７５に第三コイルスプリング７０が収納されている。この第三コイルスプリング７０には、第一コイルスプリング６８や第二コイルスプリング６９と同様にフック部７０ａが設けられている。
【００３７】
一方、第二中間プレート６５には、第三コイルスプリング７０のフック部７０ａに係合する第一係合部６５ｃと、第二コイルスプリング６９のフック部６９ａに係合する第二係合部６５ｄとが形成されている。第二係合部６５ｄは、第一中間プレート６４に形成されている第一係合部６４ｃの回動軌跡よりも径方向外側で、かつ第二コイルスプリング６９よりも径方向内側に配置されている。
したがって、第一中間プレート６４の回転は、第一中間プレート６４の第一係合部６４ｃ、第二コイルスプリング６９、および第二中間プレート６５の第二係合部６５ｄを介して第二中間プレート６５に伝達されることになる。
【００３８】
同様に、第二中間プレート６５上に形成されている凹部７５の開口部に、これを閉塞する略円板状の第三中間プレート６６が設けられ、第三中間プレート６６、外周壁部６６ａ、および内周壁部６６ｂによって形成された凹部７６の開口部に、これを閉塞する略円板状の第四中間プレート６７が設けられている。また、第四中間プレート６７、外周壁部６７ａ、および内周壁部６７ｂによって形成された凹部７７に、これを閉塞する略円板状の出力プレート６３が設けられている。そして、凹部７６には第四コイルスプリング７１が収納され、凹部７７には第五コイルスプリング７２が収納されている。
【００３９】
第四コイルスプリング７１、および第五コイルスプリング７２には、第一〜第三コイルスプリング６８〜７０と同様に、それぞれフック部７１ａ、７２ａが形成されている。また、第三中間プレート６６には、それぞれ第四コイルスプリング７１のフック部７１ａと第三コイルスプリング７０のフック部７０ａに係合される係合部６６ｃ，６６ｄが形成され、第四中間プレート６７には、それぞれ第五コイルスプリング７２のフック部７２ａと第四コイルスプリング７１のフック部７１ａに係合される係合部６７ｃ，６７ｄが形成されている。
【００４０】
出力プレート６３には、第五コイルスプリング７２のフック部７２ａに係合する平面視略弧状の係合部６３ａが形成されている。また、出力プレート６３の径方向中央には、出力軸５０が内嵌固定される固定孔７８が形成されている。これにより、出力プレート６３と出力軸５０とが一体となって共回りする。
【００４１】
出力軸５０の出力プレート６３側端（図２における左側端）には、フランジ部５３が形成されており、ここに出力プレート６３が当接することにより待ち機構６０の軸方向の位置決めが行われるようになっている。一方、出力軸５０の出力プレート６３とは反対側の端部は待ち機構６０を貫通して外方に突出しており、ここに不図示のピニオンが圧入固定されている。このピニオンがラック（不図示）を介してシフトフォークをストロークさせるためのフォークシャフト（不図示）に連結されている。フォークシャフトは、不図示のドライブトレイン上に設けられスプライン歯を有するスリーブやドグクラッチを変位させるためのものであって、このスリーブやドグクラッチを変位させることで４輪車の駆動を２輪駆動と４輪駆動とに切り換えることができるようになっている。
【００４２】
次に、この実施形態の待ち機構６０の作用について説明する。
例えば、駆動切り換え装置により２輪駆動が選択され、スリーブやドグクラッチの変位、およびシフトフォークのストロークが完了しているとき、電動モータ３には通電が行われない。
一方、駆動切り換え装置により２輪駆動から４輪駆動に切り換える場合、電動モータ３が通電されて回転軸１２が回転し始める。そして、回転軸１２の回転運動がクラッチ機構５、および減速機構４を構成する第一ピニオン３８、第二ピニオン４３、第一平歯車４２、第二平歯車４４、およびウォーム軸４５を介して待ち機構６０のヘリカルギヤ６１に伝達される。これによって、ヘリカルギヤ６１に一体成形されている入力プレート６２が回転し始める。
【００４３】
すると、入力プレート６２の回転が入力プレート６２の係合部６２ｃ、第一コイルスプリング６８、および第一中間プレート６４の第二係合部６４ｄを介して第一中間プレート６４に伝達され、第一中間プレート６４が回転する。第一中間プレート６４が回転すると、この回転が第一中間プレート６４の第一係合部６４ｃ、第二コイルスプリング６９、および第二中間プレート６５の第二係合部６５ｄを介して第二中間プレート６５に伝達され、第二中間プレート６５が回転する。引き続き、この回転が各係合部６５ｃ，６６ｃ，６６ｄ，６７ｃ，６７ｄ，６３ａと、各コイルスプリング７０，７１，７２とを介して出力プレート６３に伝達され、出力軸５０が回転する。
【００４４】
すなわち、各中間プレート６４〜６７は、入力プレート６２側から伝達される回転を出力プレート６３側に伝達する入力プレートと出力プレートの役割を有していることになる。したがって、各中間プレート６４〜６７は、互いに軸方向で対向する入力プレート、および出力プレートをそれぞれ一体成形したことになる。そして、待ち機構６０は、恰も入力プレートと、この入力プレートからの回転がコイルスプリングを介して伝達される出力プレートとの組みを軸方向に沿って多段状に５組並設した状態になる。
【００４５】
より具体的には、待ち機構６０の一段目は、入力プレート６２、第一コイルスプリング６８、および第一中間プレート６４で構成され、待ち機構６０の二段目は、第一中間プレート６４、第二コイルスプリング６９、および第二中間プレート６５で構成され、待ち機構６０の三段目は、第二中間プレート６５、第三コイルスプリング７０、および第三中間プレート６６で構成され、待ち機構６０の四段目は、第三中間プレート６６、第四コイルスプリング７１、および第四中間プレート６７で構成され、待ち機構６０の五段目は、第四中間プレート６７、第五コイルスプリング７２、および出力プレート６３で構成されている。
【００４６】
出力軸５０が回転すると、不図示のピニオン、ラック、およびシフトフォークを介してスリーブやドグクラッチが変位し始める。
ここで、駆動切り換え装置の駆動軸と従動軸のスプライン歯の位相が一致している場合にあっては、シフトフォークがスムーズにストロークし続け、スリーブやドグクラッチの変位を完了させる。そして、４輪車の駆動軸と従動軸とがスリーブやドグクラッチを介して連結され、４輪駆動への切り換えが終了する。
【００４７】
しかしながら、駆動軸と従動軸のスプライン歯の位相が不一致の場合にあっては、スリーブやドグクラッチが変位不能となり、シフトフォークがロックしてしまう。
このとき、出力軸５０、および出力プレート６３が停止した状態となる一方、電動モータ３の回転軸１２に連係されているヘリカルギヤ６１、および入力プレート６２は回転を続ける。このため、各プレート６２〜６７に形成された係合部６２ｃ〜６７ｄに係合する各コイルスプリング６８〜７２が弾性変形し、電動モータ３の回転力をシフトフォークをストロークさせるための付勢力として蓄積する。
【００４８】
そして、駆動軸と従動軸のスプライン歯の位相が一致し、スリーブやドグクラッチが変位可能になったとき、各コイルスプリング６８〜７２に復元力が作用する。すると、この復元力によって、スリーブやドグクラッチが変位して駆動軸と従動軸とが連結され、４輪駆動への切り換えが終了する。なお、各待ち機構６０は、４輪駆動から２輪駆動に切換える場合においても２輪駆動から４輪駆動に切換える場合と同様に機能してスリーブやドグクラッチを変位させるので、４輪駆動から２輪駆動に切換える場合の説明を省略する。
【００４９】
したがって、上述の実施形態によれば、待ち機構６０を５段構造とし、５つのコイルスプリング６８〜７２を設けることで、各コイルスプリング６８〜７２にシフトフォークをストロークさせる際の負荷を分散させることができる。このため、各コイルスプリング６８〜７２のバネ定数をそれぞれ小さく設定することができると共に、電動モータ３の必要トルクも小さく設定することができる。よって、アクチュエータ１全体を小型化することができる。
また、各コイルスプリング６８〜７２のバネ定数をそれぞれ別個に設定することで、シフトフォークをストロークさせるために必要なモータトルクを出力軸５０の作動角度毎に細かく設定することが可能になる。このため、電動モータ３をより適正に選定することが可能になり、電動モータ３が必要以上に大型化することを確実に防止できる。
【００５０】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、アクチュエータ１は、例えば、４輪車の駆動を２輪駆動と４輪駆動とに切り換える駆動切り換え装置用として用いられる場合について説明したが、これに限られるものではなく、アクチュエータ１をニュートラルポジションとドライブポジションとの切り換え等を行う駆動切り換え装置に用いてもよい。
【００５１】
さらに、上述の実施形態では、待ち機構６０の入力プレート６２にヘリカルギヤ７１を一体成形した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ヘリカルギヤ７１に代わってウォームホイールを用いてウォーム軸４５に噛合せてもよい。
そして、上述の実施形態では、待ち機構６０は入力プレートと、この入力プレートからの回転がコイルスプリングを介して伝達される出力プレートとの組みを軸方向に沿って５段並設したものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、待ち機構６０を少なくとも２段構成にすればよい。
【００５２】
また、上述の実施形態では、各中間プレート６４〜６７は、恰も互いに軸方向で対向する入力プレート、および出力プレートをそれぞれ一体化したように形成されたものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、中間プレート６４〜６７をそれぞれ入力プレートと出力プレートとで分割構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態におけるアクチュエータの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態における待ち機構の断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  アクチュエータ
３  電動モータ
４  減速機構
１２  回転軸
３８  第一ピニオン
４２  第一平歯車
４３  第二ピニオン
４４  第二平歯車
４５  ウォーム軸
５０  出力軸
６０  待ち機構
６１  ヘリカルギヤ（歯車）
６２  入力プレート
６３  出力プレート
６４  第一中間プレート
６５  第二中間プレート
６６  第三中間プレート
６７  第四中間プレート
６８  第一コイルスプリング（スプリング）
６９  第二コイルスプリング（スプリング）
７０  第三コイルスプリング（スプリング）
７１  第四コイルスプリング（スプリング）
７２  第五コイルスプリング（スプリング）
【図１】
2009236175.tif 000003
【図２】
2009236175.tif 000004
【図３】
2009236175.tif 000005