JPH11222046A - アクチュエータ及びその駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動力伝達機構にばね部材を設けて、出力軸の
回転が停止した際に、モータからのトルクをばね部材に
蓄積するようにしたアクチュエータにおいて、モータか
らばね部材に至る動力伝達系でギヤの回転量を検出する
ことなく、ばね部材が必要以上に捩り込まれるのを防止
し、且つ、電力消費量を抑制する。 【解決手段】 推力アクチュエータ１において、モータ
２の回転をトーションスプリング３に伝達する動力伝達
系に、部分歯１４ａ，１５ｂを備えたアイドラギヤ１４
と大径ギヤ１５とを設け、各ギヤ１４，１５を部分歯１
４ａ，１５ａが噛み合う領域でのみ回転させる。また、
大径ギヤ１５の部分歯１５ａ両側には窪み部を形成し
て、アイドラギヤ１４の部分歯未形成領域が回転できる
ようにする。この結果、モータ通電時の大径ギヤ１５の
回転量を必要最小限に制限でき、モータの通電遮断時に
は、大径ギヤ１５が逆回転するのを防止できる。また、
モータ２の通電遮断は、通電時間を計時するかロック電
流を検出することにより行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの回転によ
り駆動対象物を変位させるアクチュエータ及びその駆動
装置に関し、特に４輪駆動車における２輪駆動と４輪駆
動との切り換え、或いはディファレンシャルギヤのロッ
ク・フリーの切り換え等を行うのに好適なアクチュエー
タ及びその駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、４輪駆動車において
２輪駆動と４輪駆動との切り換えを行う切換装置とし
て、内燃機関から変速機等を介して常時駆動される後輪
（又は前輪）側の回転軸に設けられたスプラインと、４
輪駆動時にのみ駆動される前輪（又は後輪）側の回転軸
に設けられたスプラインとを、各スプラインに係合可能
に形成されたスライダを介して連結するか否かを切り換
えることにより、４輪駆動と２輪駆動とを切り換えるよ
うに構成されたものが知られている。

【０００３】またこうした切換装置を駆動するアクチュ
エータとして、モータの回転をロッドの軸方向に沿った
直線運動に変換して、ロッドの先端に固定されたフォー
クシャフトを変位させることにより、フォークシャフト
に設けられたシフトフォークを介して、スライダを、前
記各スプラインの連結位置から連結を切り離す切離位置
又はその逆方向へとスライドさせる、推力アクチュエー
タが知られている。

【０００４】例えば、従来では、図１３に示す如く、ア
クチュエータの出力軸の回転が停止した際に、モータ
（図示せず）の回転トルクを受けてトーションスプリン
グ８０を捩り込む入力側歯車８２には、ウォームギヤ８
４を介してモータの回転トルクを伝達することにより、
モータの通電を遮断しても入力側歯車８２がトーション
スプリング８０に蓄積された回転トルクによって逆回転
しないように構成し、更に、この入力側歯車８２に、モ
ータ通電後の回転角度を検出するためのセンサ８６を設
けて、モータ通電後、入力側歯車８２が駆動対象物を所
定量変位させるのに要する回転量だけ回転すると、モー
タ通電を遮断するようにすることが行われている。

【０００５】尚、図１３は、従来の推力アクチュエータ
において、図示しないモータからロッド８８に至る動力
伝達機構の概略構成を表す図であり、トーションスプリ
ング８０の両側には、上記回転トルク入力用の入力側歯
車８２と、トーションスプリング８０から回転トルクを
受けて回転するピニオンギヤ９０とが設けられている。
そして、このピニオンギヤ９０は、ロッド８８に形成さ
れたラックギヤ９２と噛合してロッド８８を軸方向に変
位させる。このため、図１３に示す推力アクチュエータ
では、モータの回転によりウォームギヤ８４が回転する
と、入力側歯車８２が回転し、その回転がトーションス
プリング８０を介してピニオンギヤ９０に伝達され、そ
の回転によりロッド８８が軸方向に変位することにな
る。

【０００６】また図１３に示す推力アクチュエータに
は、上記入力側歯車８２の回転量を検出するセンサ８６
として、黄銅等の金属板を所定の形状に打ち抜いたター
ミナルプレート８６ａを樹脂でインサート形成したスイ
ッチプレート８６ｂを、入力側歯車８２のトーションス
プリング８０とは反対側の板面に貼り付け、更に、この
スイッチプレート８６ｂ上を摺動可能な３つのスイッチ
スプリング８６ｃ，８６ｄ，８６ｅを設けて、これらス
イッチスプリング８６ｃ〜８６ｅにてターミナルプレー
ト８６ａの両端位置を夫々検出することにより、モータ
の回転によりトーションスプリング８０を捩り込む入力
側歯車８２の回転量を検出するように構成された、摺動
スイッチ式のセンサが設けられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにアクチュ
エータにセンサを設けて、トーションスプリング８０を
捩り込む入力側歯車８２の回転量を監視しつつモータの
通電・非通電を切り換えるようにした場合、トーション
スプリング８０にモータの回転トルクを伝達する動力伝
達系を構成するギヤ（つまり、ウォームギヤ８４や入力
側歯車８２）を、ロッド８８を所定量変位させるのに必
要な量だけ回転させることができ、また、モータ通電に
よる電力消費量も必要最小限に抑えることができる。

【０００８】しかし、このためには、アクチュエータ
に、モータの回転をトーションスプリングに伝達する入
力側の動力伝達系を構成するギヤの回転量を検出するセ
ンサを設ける必要があり、アクチュエータの構造が複雑
になるといった問題がある。また、このようにアクチュ
エータにセンサを設けた場合、アクチュエータを駆動す
る駆動装置側にも、このセンサを動作させて検出信号を
得るための検出回路を設ける必要があるため、アクチュ
エータを駆動する駆動装置の構成も複雑になってしま
う。また、駆動装置とアクチュエータとの間には、モー
タ通電用の信号線だけでなく、センサからの検出信号を
得るための信号線も設ける必要があるため、この信号線
が断線したり、センサ自体が故障することもあり、アク
チュエータ及びその駆動系の信頼性が低下するという問
題もある。

【０００９】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、動力伝達機構にばね部材を設けて、出力軸の
回転が駆動対象物側から加わる負荷により停止した際
に、モータからのトルクをばね部材に蓄積できるように
したアクチュエータにおいて、モータからばね部材に至
る動力伝達系を構成する入力側ギヤの回転量を検出する
センサを設けることなく、ばね部材が必要以上に捩り込
まれるのを防止でき、しかも、モータ通電に伴う電力消
費量についても駆動対象物の駆動に必要な最小電力量に
抑制できるようにすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載のアクチュエータにおいて
は、モータの回転トルクを増大して出力軸に伝達する動
力伝達機構を備え、この動力伝達機構には、負荷の増大
に伴い出力軸の回転が停止した際にモータの回転慣性エ
ネルギを蓄えてトルクを蓄積するばね部材が設けられ
る。このため、本発明のアクチュエータにおいては、前
述した従来のアクチュエータと同様、駆動対象物が一時
的にロックして出力軸の回転が停止するような場合であ
っても、モータの通電を継続して回転トルクを発生させ
れば、ばね部材にモータの回転トルクが蓄積されること
になり、駆動対象物のロックが解除された際には、ばね
部材に蓄積された回転トルクにて駆動対象物を変位させ
ることができる。

【００１１】一方、本発明のアクチュエータには、上記
動力伝達機構において、モータの回転トルクをばね部材
に伝達する、入力側の動力伝達系を構成する入力側ギヤ
の回転量を、駆動対象物を所定量変位させるのに必要な
回転量に規制する回転制限機構、及び、モータ通電時に
この回転制限機構の動作によって入力側ギヤの回転が停
止すると、入力側ギヤの回転位置をそのときの停止位置
に保持して、その後モータの通電が遮断された際に入力
側ギヤが逆回転するのを阻止する回転保持機構が備えら
れる。

【００１２】このため、本発明によれば、従来のように
入力側ギヤの回転量をセンサにより検出してモータの通
電を停止させることなく、モータ通電時に回転する入力
側ギヤの回転量を、駆動対象物を所定量変位させるのに
要する回転量に制限することが可能になる。また、回転
制限機構が入力側ギヤの回転量を制限しているときにモ
ータの通電が遮断されたとしても、入力側ギヤは、その
ときの停止位置に保持されるため、駆動対象物を確実に
変位させることができる。

【００１３】よって本発明のアクチュエータによれば、
入力側ギヤの回転量を制限するために回転量検出用のセ
ンサを設けた従来のアクチュエータに比べて構成が簡単
になり、製造コストを低減することができる。また、ア
クチュエータから引き出す信号線は、モータ通電のため
の信号線だけでよいため、故障の原因となる構成要素も
少なくなり、アクチュエータ及びその駆動系の信頼性も
向上できる。

【００１４】ここで、上記回転制限機構としては、例え
ば、請求項２に記載のように、動力伝達機構に、入力側
ギヤとして一対の歯車を設け、これら各歯車において互
いに噛合する歯を、各歯車周囲の所定回転角度範囲内に
だけ形成された部分歯とすることにより構成してもよ
く、或いは、請求項３に記載のように、動力伝達機構に
入力側ギヤとして設けられた歯車とアクチュエータのケ
ースとに、夫々、モータ通電時にその歯車が駆動対象物
の変位量に対応した所定角度回転したときに互いに係合
して、その歯車の回転を停止させる一対の係合部にて構
成してもよい。

【００１５】そして、回転制限機構を請求項２に記載の
ように構成した場合には、動力伝達機構においてモータ
の回転をばね部材に伝達する一対の歯車は、夫々、モー
タ通電時に、部分歯が形成された回転角度範囲内だけ回
転することになるので、部分歯を形成する歯車周囲の領
域を駆動対象物の変位量に対応して設定することによ
り、ばね部材を捩るギヤ（歯車）の回転量を駆動対象物
の駆動に必要な回転量に制限することが可能になる。

【００１６】また、回転制限機構を請求項３に記載のよ
うに構成した場合には、動力伝達機構の入力側ギヤを構
成する歯車とアクチュエータのケースとに夫々設ける係
合部の位置を調整することにより、ばね部材を捩り込む
ギヤ（歯車）の回転量を駆動対象物の駆動に必要な回転
量に制限することが可能になる。

【００１７】一方、上記回転保持機構としては、例え
ば、請求項４に記載のように、動力伝達機構に、入力側
ギヤとして一対の歯車を設け、これら各歯車において互
いに噛合する歯を、各歯車周囲の所定回転角度範囲内に
だけ形成された部分歯とし、更に、これら一対の歯車の
内、ばね部材側歯車に形成された部分歯の末端部分に、
これら各部分歯の噛合が外れてばね部材側歯車の回転が
停止したときに、モータ側歯車周囲の部分歯未形成部分
が滑って、その部分歯が次にばね部材側歯車の部分歯未
形成部分に当接するまでモータ側歯車が回転するよう
に、窪み部を形成することにより構成してもよく、或い
は、請求項５に記載のように（換言すれば、図１３に示
したアクチュエータのように）、動力伝達機構に入力側
ギヤとして設けられたウォームホイールと、このウォー
ムホイールにモータの回転トルクを伝達するウォームギ
ヤとにより構成してもよい。

【００１８】そして、回転保持機構を請求項４に記載の
ように構成した場合には、動力伝達機構においてモータ
の回転をばね部材に伝達する一対の歯車の内、ばね部材
側歯車は、モータ通電時に部分歯が形成された回転角度
範囲内だけ回転し、モータ側歯車は、モータ通電時に、
最初はばね部材側歯車と部分歯が噛合した状態で回転す
るが、ばね部材側歯車の回転が停止しても、部分歯が形
成されていない歯車周囲の部分歯未形成部分がばね部材
側歯車に形成された窪み部を滑って回転し続け、最終的
には、部分歯が、ばね部材側歯車の窪み部よりも外側の
部分歯未形成部分に当接することにより、その回転が停
止する。

【００１９】また、この状態で、モータの通電が遮断さ
れて、モータ側歯車に回転トルクが伝達されなくなる
と、モータ歯車は逆方向に回転可能になり、また、ばね
部材側歯車はばね部材に蓄積された回転トルクによって
逆方向に回転しようとするが、このばね部材側歯車に形
成された部分歯は、モータ側歯車の部分歯未形成部分に
当接するため、これら各歯車の逆回転は阻止され、ばね
部材には、モータ通電時に蓄積されたトルクが残り、こ
のトルクによって駆動対象物を変位させることが可能に
なる。

【００２０】また次に、回転保持機構を請求項５に記載
のように構成した場合には、モータの通電時にはウォー
ムギヤが回転して、この回転をばね部材に伝達するウォ
ームホイールも回転するが、モータの通電が遮断されて
ウォームギヤの回転が停止した際には、ウォームギヤに
よってウォームホイールの逆回転を阻止できるため、モ
ータ通電時にばね部材に蓄積されたトルクによってウォ
ームホイールが逆回転することはなく、ばね部材に蓄積
されたトルクによって駆動対象物を変位させることが可
能になる。

【００２１】尚、請求項２及び請求項３に記載の回転制
限機構と、請求項４及び請求項５に記載の回転保持機構
とは、夫々、組み合わせてアクチュエータに組み込むこ
とができるが、特に、請求項４に記載の回転保持機構
は、請求項２に記載の回転制限機構としての機能も有す
ることから、請求項４に記載の回転保持機構（つまり一
対の歯車）をアクチュエータに組み込むようにすれば、
一対の歯車だけで請求項２の回転制限機構と請求項４に
記載の回転保持機構とを実現できることになる。

【００２２】また、本発明のアクチュエータは、駆動対
象物を回転変位させる回転方式のアクチュエータとして
利用することもできるが、例えば、請求項６に記載のよ
うに、ばね部材を介してモータの回転トルクを受ける出
力軸に、この出力軸の回転運動を直線運動に変換する運
動変換機構を介して、軸方向に変位可能なロッドを接続
すれば、このロッドを軸方向へ変位させることによって
駆動対象物を所定ストローク分だけスライドさせる推力
アクチュエータとして構成することもできる。

【００２３】そして、このように推力アクチュエータと
して構成すれば、回転中心が同軸上になるように配置さ
れた２つの回転軸に夫々設けられたスプラインをスライ
ダを介して連結・切離するクラッチ機構を駆動するのに
利用でき、例えば、自動車の動力伝達系において２輪駆
動と４輪駆動との切り換え又はディファレンシャルギヤ
のロック・フリーの切り換えを行うクラッチ機構のスラ
イダを変位させる自動車用の推力アクチュエータとして
も利用できる。

【００２４】また、特に本発明のアクチュエータは、内
部に回転検出用のセンサを設ける必要がないので、上記
のように自動車用のアクチュエータとして使用すれば、
より効果を発揮できる。つまり、自動車用のアクチュエ
ータは、車体から強い振動を受け、また温度や湿度とい
った環境変化も大きいことから、極めて高い信頼性が要
求されるが、本発明のアクチュエータによれば、内部に
回転検出用のセンサを設ける必要がなく、モータ以外は
全てギヤからなる動力伝達装置にて構成でき、故障を少
なくして信頼性を向上できることから、自動車のような
使用環境の厳しい場所でもアクチュエータとしての機能
を充分果たすことができる。

【００２５】一方、本発明のアクチュエータは、ばね部
材を捩り込む入力側ギヤの回転量を検出するセンサを備
えず、その代わりに、入力側ギヤがモータ通電によって
駆動対象物を所定量変位させるのに要する回転量だけ回
転すると、回転制限機構によって、入力側ギヤの回転を
停止させるようにされているため、本発明のアクチュエ
ータ（詳しくはモータ）を駆動する駆動装置としては、
請求項７又は請求項８に記載のように構成すればよい。

【００２６】つまり、本発明のアクチュエータの駆動装
置としては、請求項７に記載のように、外部からアクチ
ュエータの駆動指令があった際には、モータ通電手段に
よってモータを通電させ、その通電時間が、駆動対象物
を所定量だけ変位させるのに必要な予め設定された一定
時間に達すると、タイマ手段によって、モータ通電手段
によるモータ通電を停止させるようにするか、或いは、
請求項８に記載のように、モータ通電手段によるモータ
通電時に、モータ電流検出手段にてモータ電流を検出
し、電流判定手段にて、モータ電流検出手段が検出した
モータ電流が予め設定されたロック電流に達したか否か
を判定して、モータ電流がロック電流に達した際にモー
タ通電手段によるモータ通電を停止させるようにすれば
よい。

【００２７】そして、駆動装置をこのように構成すれ
ば、駆動対象物をアクチュエータを介して所定量変位さ
せるためにモータを通電する通電時間を、駆動対象物を
所定量変位させるのに必要な（換言すれば、アクチュエ
ータの入力側ギヤを駆動対象物の変位量に対応した回転
量だけ回転させるのに必要な）時間に制限することがで
き、モータ通電による消費電力量を必要最小限に抑える
ことが可能になる。

【００２８】また、モータによる消費電力量を抑えるこ
とができるにもかかわらず、駆動装置には、センサを駆
動したりセンサからの検出信号を処理するための検出回
路を設ける必要がなく、タイマ或いはモータ電流検出及
び判定用の回路を設けるだけでよいため、その構成を簡
単にして、コスト低減を図ることができる。また、構成
が簡単になるので、故障も発生し難くなり、駆動装置の
信頼性を向上することもできる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。まず図１は、本発明が適用される４輪駆動
車の動力伝達系の構成を表す概略構成図である。

【００３０】図に示すように４輪駆動車には、変速機Ｔ
Ｍを介して図示しない内燃機関の出力が入力されるトラ
ンスファ装置３０が備えられている。そして、トランス
ファ装置３０から車両後方に突出する出力軸は、リヤプ
ロペラシャフト３２，リヤディファレンシャルギヤ３
３，及び左右後輪ＲＬ，ＲＲの回転軸であるリヤドライ
ブシャフト３４RL，３４RRを介して、左右後輪ＲＬ，Ｒ
Ｒに至り、また、トランスファ装置３０から車両前方に
突出する出力軸は、フロントプロペラシャフト３６，フ
ロントディファレンシャルギヤ３７，及び左右前輪Ｆ
Ｌ，ＦＲの回転軸であるフロントドライブシャフト３８
FL，３８FRを介して、左右前輪ＦＬ，ＦＲに至る。尚、
右前輪ＦＲ側のフロントドライブシャフト３８FRには、
後輪ＲＬ，ＲＲのみを駆動輪とする２輪駆動時に、左右
前輪ＦＬ，ＦＲの回転をフリーにするためのフロント車
軸断続装置４０が設けられている。

【００３１】トランスファ装置３０内では、変速機ＴＭ
の出力が、ギヤ比をハイ／ローいずれかに切換可能なハ
イ／ロー切換装置４２を介して、内部の駆動軸４３に伝
達され、更に、この駆動軸４３の回転が、センタディフ
ァレンシャルギヤ４４に入力される。そして、センタデ
ィファレンシャルギヤ４４の一方の出力ギヤは、後輪側
出力軸に直結され、他方の出力ギヤは、２輪駆動と４輪
駆動との切り換えを行う２ＷＤ／４ＷＤ切換装置４６、
及びチェーン４７を介して、前輪側出力軸に連結されて
いる。また、センタディファレンシャルギヤ４４には、
その入力軸と後輪側出力軸とを直結することにより、セ
ンタディファレンシャルギヤ４４の差動動作を停止（所
謂デフロック）させるための、ロック／フリー切換装置
４８が設けられている。

【００３２】ここで、ハイ／ロー切換装置４２は、駆動
軸４３に設けられたスプラインを、変速機ＴＭの出力軸
に設けられたスプラインに連結するか、或いは、変速機
ＴＭの回転が変速機構４２ａを介して伝達される回転軸
４２ｂに設けられたスプラインに連結するか、を切り換
えることにより、変速機ＴＭから駆動軸４３に至る動力
伝達経路のギヤ比をハイ／ローいずれかに設定するため
のものである。そして、その切り換えは、各スプライン
に係合可能なスライダ４２ｓを、駆動軸４３の軸方向
（図に矢印で示す）に移動させることにより行われる。
尚、このハイ／ロー切換装置４２は、車両が４輪駆動と
なっているときに、運転者からの操作指令に従い、ギヤ
比を切り換えるようにされており、２輪駆動時には、ギ
ヤ比をハイに固定して、燃費を悪化させないようにされ
ている。

【００３３】また、２ＷＤ／４ＷＤ切換装置４６は、フ
ロントプロペラシャフト３６に連結される前輪側出力軸
にチェーン４７を介して接続された回転軸４６ａと、セ
ンタディファレンシャルギヤ４４の前輪側出力ギヤの回
転軸４６ｂとを、連結するか否かを切り換えることによ
り、当該車両を４輪駆動にするか２輪駆動にするかを切
り換えるためのものである。そして、この切り換えに
も、各回転軸４６ａ，４６ｂに設けられたスプラインに
係合可能なスライダ４６ｓが使用され、このスライダ４
６ｓを各回転軸４６ａ，４６ｂの軸方向（図に矢印で示
す）に移動させて両スプラインを連結すれば４輪駆動と
なり、逆に、このスライダ４６ｓを移動させて両スプラ
インの連結を切り離せば２輪駆動となる。

【００３４】また、ロック／フリー切換装置４８は、セ
ンタディファレンシャルギヤ４４の入力軸に設けられた
スプラインと、リヤプロペラシャフト３２に連結される
後輪側出力軸に設けられたスプラインとを、各スプライ
ンに係合可能なスライダ４８ｓを介して連結するか否か
を切り換えることにより、センタディファレンシャルギ
ヤ４４のロック／フリーを切り換えるものであり、２輪
駆動の際には、後輪に動力を伝達できるようにするため
に、センタディファレンシャルギヤ４４を必ずロック状
態とし、４輪駆動の際には、運転者の操作指令に従いロ
ック／フリーを切り換えるようにされている。

【００３５】また更に、フロント車軸断続装置４０も、
上記各切換装置と同様、左右前輪ＦＬ，ＦＲの回転軸
（フロントドライブシャフト）３８FL，３８FRに設けら
れたスプラインを、スライダ４０ｓを介して連結するか
否かを切り換えることにより、左右前輪ＦＬ，ＦＲの回
転をフリーにするか否かを切り換えるようにされてお
り、前述したように、２輪駆動時には、各スプラインの
連結を切り離して、左右前輪ＦＬ，ＦＲの回転をフリー
にし、４輪駆動時には、各スプラインを連結して、左右
前輪ＦＬ，ＦＲをフロントディファレンシャルギヤ３７
を介してプロペラシャフト３６に連結する。尚、２輪駆
動時に、左右前輪ＦＬ，ＦＲの回転をフリーにするの
は、２輪駆動時にフロントプロペラシャフト３６を回す
ことによる燃費低下を防止するためである。

【００３６】このように、本実施例の４輪駆動車の動力
伝達系には、フロント車軸断続装置４０、ハイ／ロー切
換装置４２，２ＷＤ／４ＷＤ切換装置４６，ロック／フ
リー切換装置４８が備えられ、これら各部での切換動作
時には、スライダ４０ｓ，４２ｓ，４６ｓ，４８ｓを、
連結／切離の対象となるスプラインに沿って移動させる
必要がある。そして、本実施例では、このスライダ移動
のために、直流モータを動力源とする推力アクチュエー
タが使用される。

【００３７】以下、２ＷＤ／４ＷＤ切換装置４６のスラ
イダ４６ｓ移動のために使用される推力アクチュエータ
を例にとり、本発明の主要部である推力アクチュエータ
１の構造・動作、及びその駆動装置の構成・動作につい
て説明する。尚、以下の説明において、図２は、本実施
例の推力アクチュエータ１と２ＷＤ／４ＷＤ切換装置４
６のスライダ４６ｓとの接続機構を表す説明図、図３は
推力アクチュエータ１に設けられた動力伝達機構の概略
構成を表す斜視図、図４は推力アクチュエータ１に設け
られたトーションスプリング（ばね部材）３付近の断面
図、図５はトーションスプリング３の動力伝達機構への
組み付け状態を表す説明図である。

【００３８】図２に示す如く、２ＷＤ／４ＷＤ切換装置
４６のスライダ４６ｓには、フォークシャフト４９に固
定されたシフトフォーク４９ａが係合されている。そし
て、スライダ４６ｓは、フォークシャフト４９が軸方向
（図中左右方向）に変位することにより、両スプライン
に噛合して両スプラインを連結し、車両を４輪駆動とす
る連結位置と、回転軸４６ｂ側のスプラインのみに噛合
して両スプラインの連結を切り離し、車両を２輪駆動と
する切離位置（図２に示す状態）と、のいずれかに切り
換えられる。

【００３９】推力アクチュエータ１は、フォークシャフ
ト４９を軸方向に移動させるためのものであり、通電を
受けて回転トルクを発生する直流モータ（以下単にモー
タという）２、このモータ２の回転トルクを伝達する後
述の動力伝達機構、この動力伝達機構に介在された後述
のトーションスプリング（ばね部材）３、動力伝達機構
により伝達された動力（推力）を受けて軸方向に往復動
するロッド６、及び、これら構成部品を収容するケース
５等から構成されている。

【００４０】そして、ロッド６は、ケース５に往復動可
能に支持されて、先端部がケース５の外側（図２の左
側）へ突出し、その先端部に設けられた連結ピン６ａ
が、フォークシャフト４９に設けられた連結凹部４９ｂ
に係合されている。尚、このロッド６は、ピニオンギヤ
１７とラックギヤ１８とからなる運動変換機構によりモ
ータ２側から伝達される回転運動を直線運動に変換した
推力を受けて、軸方向に移動することにより、フォーク
シャフト４９を軸方向に変位させる。

【００４１】次に、推力アクチュエータ１の動力伝達機
構は、 ａ）モータ２の出力軸２ａに取り付けられて出力軸２ａ
と一体に回転するピニオンギヤ８、 ｂ）ピニオンギヤ８と噛み合う大径ギヤ９、 ｃ）大径ギヤ９と共通の支持軸１０に支持されて大径ギ
ヤ９と一体に回転する小径ギヤ１１、 ｄ）小径ギヤ１１と噛み合うアイドラギヤ（図３参照）
１２、 ｅ）アイドラギヤ１２と共通の支持軸１３に支持され、
外周の一部にだけ歯（部分歯）１４ａが形成されたアイ
ドラギヤ１４、 ｆ）アイドラギヤ１４の部分歯１４ａと噛み合う部分歯
１５ａを有する大径ギヤ１５、 ｇ）大径ギヤ１５と共通の支持軸１６に支持され、トー
ションスプリング３を介してトルク伝達される前述のピ
ニオンギヤ１７、 ｈ）ロッド６の端部に一体に形成され、ピニオンギヤ１
７と噛み合うことでピニオンギヤ１７の回転力を推力
（軸方向の動力）に変換する前述のラックギヤ１８、 等より構成されている。

【００４２】一方、トーションスプリング３は、図４，
図５に示すように、大径ギヤ１５の内周に配されてお
り、大径ギヤ１５の開口された側面は、内部にトーショ
ンスプリング３を収納した状態で、ピニオンギヤ１７に
形成されたプレート１７ａにて閉塞されている。そし
て、トーションスプリング３は、その両端部３ａ、３ｂ
が内周側へ折り曲げられて、プレート１７ａに突設され
た円弧状の係止壁１７ｂに係止されることにより、所定
のセットトルクが付与されている。

【００４３】また、大径ギヤ１５には、プレート１７ａ
に突設された係止壁１７ｂの内周側でトーションスプリ
ング３の両端部３ａ、３ｂの間に挿入される円弧状の係
止壁１５ｂが設けられている。尚、係止壁１５ｂは、係
止壁１７ｂより周方向の長さ（円弧長）が若干短く形成
されており、トーションスプリング３の両端部３ａ、３
ｂの間で回転方向に多少の遊びが設定されている（図５
参照）。

【００４４】このトーションスプリング３は、例えばモ
ータ２の回転中にロッド６がロックしてピニオンギヤ１
７の回転が停止した時に、図５（ｂ）に示すように、自
身の一方の端部３ａがピニオンギヤ１７の係止壁１７ｂ
の一端に係合しながら、大径ギヤ１５を通じて伝わるモ
ータ２の回転慣性エネルギによって、回転方向に捩じり
込まれ、捩じり角に応じた捩じりトルクを蓄えることが
できる。尚、図５（ａ）は捩じり角＝０のセット状態、
図５（ｂ）はセット状態から右方向に捩じられた状態を
示す。

【００４５】また次に、部分歯１４ａ，１５ａを有する
アイドラギヤ１４及び大径ギヤ１５は、請求項２及び請
求項４に記載の一対の歯車に相当するものであり、各部
分歯１４ａ，１５ａは、互いに全領域で噛合できるよう
に、各ギヤ１４，１５の外周面から突出して形成されて
いる。また、大径ギヤ１５において部分歯１５ａが形成
された回転角度範囲は、モータ２の通電時に大径ギヤ１
５の回転によって、ロッド６を所定のストローク長だけ
移動させることができる範囲に設定されている。そし
て、大径ギヤ１５の外周において、部分歯１５ａの両側
の端部位置には、窪み部１５ｃ，１５ｄが形成されてお
り、この窪み部１５ｃ，１５ｄは、アイドラギヤ１４の
部分歯１４ａが形成されていない外周部分に対して、殆
ど隙間ができないように円弧状になっている（図３参
照）。

【００４６】このように構成された推力アクチュエータ
１においては、２輪駆動から４輪駆動への切換時、及び
４輪駆動から２輪駆動への切換時には、後述の駆動装置
を介して、モータ２が正又は逆方向に通電されて、正回
転又は逆回転する。尚、以下の説明において、２輪駆動
から４輪駆動への切換時のモータ２の回転方向を正回
転、４輪駆動から２輪駆動への切換時のモータ２の回転
方向を逆回転という。

【００４７】そして、例えば、２輪駆動から４輪駆動へ
の切換時に、モータ２が正回転すると、出力軸２ａに取
り付けられたピニオンギヤ８が出力軸２ａと一体に回転
し、この回転が、このピニオンギヤ８と噛み合う大径ギ
ヤ９，大径ギヤ９と同軸の小径ギヤ１１，及び小径ギヤ
と噛み合うアイドラギヤ１２を介して、アイドラギヤ１
２と同軸のアイドラギヤ１４に伝達される。尚、ピニオ
ンギヤ８からアイドラギヤ１４に至る動力伝達系を構成
する各ギヤ（入力側ギヤ）は、モータ２の回転を減速し
てアイドラギヤ１４に伝達する減速機構を構成してお
り、適宜追加・削除することもできる。

【００４８】また、このようにモータ２の回転がアイド
ラギヤ１４に伝達されると、部分歯１４ａ，１５ａが噛
み合う回転角度分だけ大径ギヤ１５が回転し、更に、こ
の大径ギヤ１５の回転が、トーションスプリング３を介
して、ピニオンギヤ１７に伝達され、ピニオンギヤ１７
とラックギヤ１８との間で、ロッド６の軸方向の推力に
変換される。そしてこの変換された推力によりロッド６
がケース５内に引き込まれて、フォークシャフト４９を
変位させる。これにより、フォークシャフト４９に固定
されたシフトフォーク４９ａを介して、スライダ４６ｓ
が図２の右方向へ移動し、回転軸４６ｂのスプラインと
噛み合ったまま、回転軸４６ａのスプラインとも噛み合
うことで、各スプライン（延いては回転軸４６ａ，４６
ｂ）が連結されて２輪駆動から４輪駆動へ切り換えられ
る。

【００４９】また、シフトフォーク４９ａを介して移動
するスライダ４６ｓは、回転軸４６ａのスプラインに噛
み合う際に、スプラインの端面に当接してスムーズな噛
み合いが行われない場合が生じる。この場合、各回転軸
４６ａ，４６ｂの回転が同期し、且つ各スプラインの互
いの歯筋が合致するまでスライダ４６ｓの移動が停止さ
れる。これにより、推力アクチュエータ１側では、ロッ
ド６がロック（移動停止）して、トーションスプリング
３よりもロッド６側に設けられた出力側ギヤ（つまりピ
ニオンギヤ１７）の回転は停止するが、トーションスプ
リング３よりもモータ２側に設けられた入力側ギヤ
（８，９，１１，１２，１４，１５）はモータ２の回転
慣性エネルギによって回転し続け、トーションスプリン
グ３が捩られ、トーションスプリング３にトルクが蓄積
される。

【００５０】そして、その後、各回転軸４６ａ，４６ｂ
の回転が同期して、各スプラインの互いの歯筋が合致
し、スライダ４６ｓが回転軸４６ａ側スプラインと噛み
合い始めると、ロッド６に掛かる負荷が低下し、それま
で停止していたロッド６がトーションスプリング３から
得られる推力により作動して、スライダ４６ｓと回転軸
４６ａ側スプラインとの噛み合いを完了させる。

【００５１】一方、４輪駆動から２輪駆動への切換時
に、モータ２が逆回転すると、動力伝達機構の各ギヤが
夫々モータ２の正回転時とは逆方向に回転し、その回転
が、ピニオンギヤ１７からラックギヤ１８に伝達され
て、ピニオンギヤ１７とラックギヤ１８との間で軸方向
の推力に変換され、その変換された推力によりロッド６
がケース５から突出され、フォークシャフト４９を変位
させる。これにより、フォークシャフト４９に固定され
たシフトフォーク４９ａを介して、スライダ４６ｓが図
２の左方向へ移動し、スライダ４６ｓと回転軸４６ａ側
スプラインとの噛合が切り離されることにより、各スプ
ライン（延いては回転軸４６ａ，４６ｂ）の連結が切り
離され、４輪駆動から２輪駆動へ切り換えられる。

【００５２】また、この場合、例えば前輪と後輪との間
に回転数差が生じて、スライダ４６ｓと各スプラインと
の間に大きなトルク（摩擦力）が掛かっていると、モー
タ２が発生する回転トルクだけではスライダ４６ｓを移
動させることができず、スライダ４６ｓの移動が停止さ
れる。すると、推力アクチュエータ１では、モータ２の
正回転時と同様、トーションスプリング３が捩られ、ト
ーションスプリング３に蓄積されるトルクが、スライダ
４６ｓと各スプラインとの間に掛かったトルク（摩擦
力）よりも大きくなった時点で、ロッド６が移動し、ス
ライダ４６ｓと回転軸４６ａ側スプラインとの噛合が切
り離される。

【００５３】また、本実施例では、モータ２の回転をト
ーションスプリング３に伝達する入力側動力伝達系に、
部分歯１４ａ，１５ａを有するアイドラギヤ１４，大径
ギヤ１５を設けていることから、上記のようにモータ２
を正回転又は逆回転させて、車両を２輪駆動から４輪駆
動或いはその逆へと切り換える際に、入力側の各ギヤ
（特に大径ギヤ１５）がその切り換えに必要な回転量を
越えて回転するのを防止することができる。以下、この
動作を図６を用いて説明する。

【００５４】尚、図６は、モータ２を正回転させて２輪
駆動から４輪駆動へ切り換える際のアイドラギヤ１４と
大径ギヤ１５の回転変化を表す説明図である。図６
（ａ）に示すように、モータ２の通電開始前には、２輪
駆動に切り換えられているので、アイドラギヤ１４の部
分歯未形成部分のモータ２の逆回転方向端部位置が、大
径ギヤ１５の一方の窪み部１５ｃに入り込み、また大径
ギヤ１５の部分歯１５ａの端部がアイドラギヤ１４の部
分歯未形成部分に当接されて、各ギヤ１４，１５は回転
不可能な状態になっている。

【００５５】そして、モータ２の通電が開始されて、モ
ータ２が正回転し始めると、アイドラギヤ１４が、図６
において反時計回りに回転し始める。すると、アイドラ
ギヤ１４は、その部分歯未形成部分が大径ギヤ１５の窪
み部１５ｃを滑りながら回転し、その後、各部分歯１４
ａ，１５ａが噛合し始める（図６（ｂ）参照）。そし
て、部分歯１４ａ，１５ａが噛合している間は、モータ
２からの回転トルクによって、各ギヤ１４，１５は連続
的に回転する（図６（ｃ）参照）。

【００５６】次に、各ギヤ１４，１５が、部分歯１４
ａ，１５ａの端部位置まで回転し、部分歯１４ａ，１５
ａ同士の噛合が外れ、アイドラギヤ１４の部分歯未形成
部分が、大径ギヤ１５の窪み部１５ｄに入ると、大径ギ
ヤ１５の回転が停止する（図６（ｄ）参照）。しかし、
アイドラギヤ１４は、部分歯未形成部分が窪み部１５ｄ
を滑ることによって、更に回転し続け、回転方向に位置
する部分歯１４ａの端部が、大径ギヤ１５の窪み部１５
ｄよりも外側の部分歯未形成部分に当接することによ
り、その回転が停止する（図６（ｅ）参照）。

【００５７】そして、この状態では、大径ギヤ１５の部
分歯１５ａの端部がアイドラギヤ１４の部分歯未形成部
分に当接されるので、モータ２の通電が停止されても、
大径ギヤ１５がトーションスプリング３から受けるトル
クによって逆回転することはない。つまり、本実施例で
は、アイドラギヤ１４と大径ギヤ１５とにより、回転制
限機構及び回転保持機構としての機能が実現されてお
り、従来のように入力側ギヤとしての大径ギヤ１５等
に、その回転量を検出するセンサを設けることなく、大
径ギヤ１５の回転量を、ロッドを所定のストローク量Ｌ
（図６参照）変位させるのに必要な回転量に制限するこ
とが可能になる。また、モータ２の通電が遮断されたと
しても、大径ギヤ１５は、そのときの停止位置に保持さ
れるため、２輪駆動及び４輪駆動の切り換えを確実に行
うことが可能になる。

【００５８】一方、上記切り換え時にモータ２に流れる
電流量は、例えば、図７に示す如く変化する。即ち、モ
ータ２の通電開始直後には、突入電流が流れるため、電
流量は一時的に大きくなるが（ａ）、その後、部分歯１
４ａ，１５ａが噛合するまでの間（ａ−ｂ）は、アイド
ラギヤ１４の部分歯未形成部分が大径ギヤ１５の窪み部
１５ｃを滑りながら回転するため、モータ２は略無負荷
状態となって、電流量が小さくなる。そして、その後、
各部分歯１４ａ，１５ａが噛合し始めると（ｂ−ｃ）、
電流量が増加し始め、部分歯１４ａ，１５ａの噛合が外
れるまで（ｄ）、トーションスプリング３から受ける反
力により、電流量が除々に増加する。

【００５９】そして、部分歯１４ａ，１５ａ同士の噛合
が外れると、アイドラギヤ１４は大径ギヤ１５の窪み部
１５ｄを滑りながら回転するため、モータ２は再び略無
負荷状態となって、電流量が小さくなる。そして、その
後、部分歯１４ａの端部が、大径ギヤ１５の窪み部１５
ｄよりも外側の部分歯未形成部分に当接して、アイドラ
ギヤ１４の回転が停止すると（ｅ）、モータ２にロック
電流が流れ、その電流量が著しく高くなる。

【００６０】従って、上記切り換え動作の際には、モー
タ２の通電開始後、アイドラギヤ１４の回転が停止した
時点で、できるだけ速やかにモータ２の通電を遮断する
ことが望ましい。つまり、アイドラギヤ１４の回転が停
止して、モータ２にロック電流が流れると、モータ２や
その駆動系が発熱し、場合によっては焼損してしまうこ
とがあり、また、推力アクチュエータ駆動のための消費
電力量も大きくなることから、モータ２にロック電流が
流れた際には、モータ２の通電を速やかに停止すること
が望ましい。そこで、本実施例の推力アクチュエータ１
には、こうしたモータ２の通電制御を行うために、図８
に示す駆動装置２０が設けられている。

【００６１】この駆動装置２０は、請求項７に記載の発
明を適用したものであり、運転者により手動で操作され
る２ＷＤ／４ＷＤ切換用の操作スイッチ２２に接続され
ている。尚、操作スイッチ２２は、例えば、運転者が手
動操作する２ＷＤ／４ＷＤ切換用の操作レバーに取り付
けられており、操作レバーが４輪駆動の指令位置にある
ときオン状態となって制御装置２０側端子を接地し、操
作レバーが２輪駆動の指令位置にあるときオフ状態とな
って制御装置２０側端子を開放するように構成されてい
る。

【００６２】また、駆動装置２０には、通電回路（モー
タ通電手段）２４として、モータ２を正・逆に回転させ
るために、モータ２のモータ巻線両端と車載バッテリ
（バッテリ電圧Ｖｂ）の正極側に接続された電源ライン
との間に夫々スイッチング素子として設けられた一対の
トランジスタＴ１，Ｔ３と、同じくモータ巻線両端と車
載バッテリの負極側に接続されたグランドラインとの間
にスイッチング素子として夫々設けられた一対のトラン
ジスタＴ２，Ｔ４と、からなる所謂Ｈブリッジ回路が備
えられている。

【００６３】そして、モータ巻線の一端に接続されたト
ランジスタＴ１と他端に接続されたトランジスタＴ４と
を同時にオン状態とし、他のトランジスタＴ２，Ｔ３を
オフ状態とすれば、モータ巻線に正方向に電流が流れて
モータ２が正回転し、スライダ４６ｓが、各スプライン
を連結する４ＷＤ位置側に移動し、逆に、モータ巻線の
一端に接続されたトランジスタＴ２と他端に接続された
トランジスタＴ３とを同時にオン状態とし、他のトラン
ジスタＴ１，Ｔ４をオフ状態とすれば、モータ巻線に逆
方向に電流が流れてモータ２が逆回転し、スライダ４６
ｓが、各スプラインの連結を切り離す２ＷＤ位置側に移
動するようにされている。尚、上記各トランジスタＴ１
〜Ｔ４は、バイポーラトランジスタであっても、或いは
ＭＯＳ型等のＦＥＴであっても使用できる。

【００６４】また操作スイッチ２２のオン／オフ状態に
応じて、車両を２輪駆動から４輪駆動又はその逆へと切
り換えるために、駆動装置２０には、操作スイッチ２２
がオン状態となって、入力端子が操作スイッチ２２を介
して接地（ローレベル）されると、ハイレベルの信号を
発生するインバータ回路２６、このインバータ回路２６
からの出力がローレベルからハイレベルに立ち上がる
と、その後一定時間ｔ１だけトランジスタＴ１，Ｔ４を
オンさせてモータ２を正回転させる制御信号を発生する
ワンショットタイマ２８、及び、入力端子が操作スイッ
チ２２に接続され、操作スイッチ２２がオフ状態となっ
て、入力端子レベルがローレベルからハイレベルに立ち
上がると、その後、一定時間ｔ２だけトランジスタＴ
３，Ｔ２をオンさせてモータ２を逆回転させる制御信号
を発生するワンショットタイマ２９、が設けられてい
る。

【００６５】尚、インバータ回路２６，ワンショットタ
イマ２８，及び２９は、夫々、図示しない電源回路から
定電圧を受けて動作し、ワンショットタイマ２９の入力
端子は、内部に設けられたプルアップ抵抗を介して、電
源電圧が印加されている。また、ワンショットタイマ２
８，２９は請求項７に記載のタイマ手段に相当する。

【００６６】ここで、各ワンショットタイマ２８，２９
が制御信号を発生する時間ｔ１，ｔ２は、トランジスタ
Ｔ１，Ｔ４又はＴ３，Ｔ２をオンして、モータ２の通電
を開始した後、大径ギヤ１５が部分歯１５ａが形成され
た回転角度範囲だけ正方向又は逆方向に回転し、更にア
イドラギヤ１４の回転が停止するのに要する時間であ
り、予め実験等によって設定されている。

【００６７】従って、本実施例の駆動装置２０によれ
ば、モータ２を通電して車両を２輪駆動から４輪駆動又
はその逆へと切り換える際に、その通電時間から、モー
タ２にロック電流が流れるのを予測し、ロック電流を予
測したタイミングで、モータ２の通電を遮断できる。こ
のため、この駆動装置２０によれば、少なくとも、モー
タ２にロック電流が長時間流れるのを防止し、モータ２
や通電回路２４を保護することができる。また、モータ
２の通電時間を最小限に抑えることができるので、消費
電力も低減できる。

【００６８】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例で
は、推力アクチュエータ１において、モータ２の回転を
トーションスプリング３に伝達する入力側の動力伝達機
構に、部分歯１４ａ，１５ａを備えた一対の歯車（アイ
ドラギヤ１４，大径ギヤ１５）を設けることにより、モ
ータ通電時の入力側ギヤ（特に大径ギヤ１５）の回転量
を制限し、且つ、モータ通電遮断後の入力側ギヤの逆転
を防止するように構成したが、推力アクチュエータ１の
動力伝達機構を、図９，図１０に示す如く構成すれば、
部分歯を形成したギヤを使用することなく、上記実施例
と同様の効果を得ることができる。

【００６９】即ち、図９，図１０に示した推力アクチュ
エータ５１は、上記実施例の推力アクチュエータ１と同
様、２ＷＤ／４ＷＤ切換装置４６のスライダ４６ｓ移動
のために使用されるアクチュエータであり、モータ５
２、モータ５２の回転トルクを伝達する後述の動力伝達
機構、トーションスプリング５３、ロッド５６、及び、
これら構成部品を収容するケース５５等から構成されて
いる。

【００７０】そして、この推力アクチュエータ５１の動
力伝達機構は、 ａ）モータ５２の出力軸に取り付けられて出力軸と一体
に回転するウォームギヤ５８（但し、このウォームギヤ
５８は、モータ２への通電が停止された時にモータ２が
逆回転できないように、進み角の小さいものを使用して
いる。） ｂ）ウォームギヤ５８と噛み合うウォームホイール５
９、 ｃ）ウォームホイール５９と共通の支持軸６０に支持さ
れてウォームホイール５９と一体に回転する小径ギヤ６
１、 ｄ）小径ギヤ６１と噛み合う大径ギヤ６２、 ｅ）大径ギヤ６２と共通の支持軸６３に支持され、トー
ションスプリング５３を介してトルク伝達されるピニオ
ンギヤ６４、 ｈ）ロッド５６の端部に一体に形成され、ピニオンギヤ
６４と噛み合うことでピニオンギヤ６４の回転力を推力
（軸方向の動力）に変換するラックギヤ６５、 等より構成されている。

【００７１】また、大径ギヤ６２の外周には、請求項３
に記載の歯車側の係合部として突起６７が突設されてお
り、ケース５５には、大径ギヤ６２の回転時に、この突
起６７の両端に夫々当接されて、大径ギヤ６２の回転量
を規制する一対の係合部６８，６９が一体形成されてい
る。

【００７２】尚、図９は推力アクチュエータ５１と２Ｗ
Ｄ／４ＷＤ切換装置４６のスライダ４６ｓとの接続機構
を表す説明図、図１０は推力アクチュエータ１に設けら
れた動力伝達機構の概略構成（一部省略）を表す斜視図
である。また、ロッド５６に接続されるフォークシャフ
ト４９やその接続部分等は、上記実施例と同様であり、
また、大径ギヤ６２からトーションスプリング５３を介
してピニオンギヤ６４に至る動力伝達系の構成も、図
４，図５に示した上記実施例と同様であるので、これら
各部の説明は省略する。

【００７３】次に、この推力アクチュエータ５１の動作
を、モータ５２を正回転させて２輪駆動から４輪駆動へ
切り換える場合を例にとり、図１１を用いて説明する。
尚、図１１は、モータ５２を通電して正回転させた際の
大径ギヤ６２の回転変化を表す説明図であるが、その説
明を解り易くするために、ウォームギヤ５８から大径ギ
ヤ６２に至る動力伝達系のギヤ等については一部省略し
てある。

【００７４】図１１（ａ）に示すように、モータ２の通
電開始前には、２輪駆動に切り換えられているので、大
径ギヤ６２の突起６７がケース５５側の係合部６９に当
接した状態にある。またこのとき、ウォームギヤ５８は
回転を停止していることから、ウォームホイール５９か
ら大径ギヤ６２に至る動力伝達系の各ギヤは、ウォーム
ギヤ５８によって回転不可能な状態になっている。

【００７５】そして、モータ２の通電が開始されて、モ
ータ２が正回転し始めると、ウォームギヤ５８から大径
ギヤ６２に回転トルクが伝達されて、大径ギヤ６２も回
転し始める。すると、その後、スライダ４６ｓが回転軸
４６ａのスプラインの端面に当たって、ロッド５６がロ
ックするまでの間は、ロッド５６に負荷がかからないた
め、大径ギヤ６２とピニオンギヤ６４とは、トーション
スプリング５３により連結された状態で一体的に回転す
る（図１１（ｂ）参照）。

【００７６】次に、スライダ４６ｓが回転軸４６ａのス
プラインの端面に当たって、ロッド５６がロックする
と、その後、スライダ４６ｓが回転軸４６ａ側スプライ
ンとかみ合うまで、ピニオンギヤ６４が回転を停止する
ので、トーションスプリング５３は、ピニオンギヤ６４
の係止壁６４ｂ（図５で説明した係止壁１７ｂと同じ）
により一端が固定された状態で、他端が大径ギヤ６２の
係止壁６２ｂ（図５で示した係止壁１５ｂと同じ）当接
されて、大径ギヤ６２と共に回転する。

【００７７】そして、その後、大径ギヤ６２の突起６７
がケース５５に形成された係合部６８に当接すると、大
径ギヤ６２の回転が停止する（図１１（ｃ）参照）。こ
の結果、トーションスプリング５３には、ケース５５に
形成された係合部６９，６８にて規制される大径ギヤ６
２の回転量に対応したトルクが蓄積される。

【００７８】また、この状態で、モータ２の通電が遮断
されても、ウォームギヤ５８とウォームホイール５９と
の噛合により、大径ギヤ６２はそのときの回転位置に停
止されるので、大径ギヤ６２がトーションスプリング５
３から受けるトルクによって逆回転することはなく、ト
ーションスプリング５３に蓄積されたトルクは保持され
る。そして、その後、スライダ４６ｓが回転軸４６ａ側
スプラインとかみ合うと、トーションスプリング５３に
蓄積されたトルクによって、ピニオンギヤ６４が回転
し、ロッド５６が移動する（図１１（ｄ）参照）。

【００７９】つまり、この推力アクチュエータ５１で
は、大径ギヤ６２に設けた突起６７とケース５５に形成
した係合部６８，６９とにより回転制限機構を構成し、
ウォームギヤ５８とウォームホイール５９とにより回転
保持機構を構成しているが、これら各部は、上記実施例
のアイドラギヤ１４と大径ギヤ１５と同様に機能するこ
とから、この推力アクチュエータ５１においても、上記
実施例の推力アクチュエータ１と同様の効果を得ること
ができる。

【００８０】次に、この推力アクチュエータ５１の駆動
装置としては、上記実施例と同様、ワンショットタイマ
２８，２９を用いて、２ＷＤ／４ＷＤ切換時のモータ５
２の通電時間を一定時間ｔ１，ｔ２に制御する駆動装置
２０を利用することもできるが、駆動装置としては、請
求項８に記載の発明を適用して、モータ５２に流れる電
流（モータ電流）を検出し、その電流が前述のロック電
流に達した際に、モータ５２の通電を遮断するようにし
てもよい。そこで、以下に、推力アクチュエータ５１の
駆動装置として、このようなロック電流検出方式の駆動
装置を使用する場合について説明する。

【００８１】図１２は、このように構成した駆動装置７
０の一例を表している。図１２に示す如く、この駆動装
置７０は、上記実施例と同様、運転者により手動で操作
される２ＷＤ／４ＷＤ切換用の操作スイッチ２２に接続
されており、その内部には、４個のトランジスタからな
るＨブリッジ回路にて構成された通電回路２４が備えら
れている。そして、この通電回路２４からグランドに至
る経路には、電流検出手段として、モータ電流検出用の
抵抗Ｒ１が設けられ、更に、電流判定手段として、抵抗
Ｒ１の通電回路２４側電圧と、電源電圧（定電圧）Ｖcc
を抵抗Ｒ２，Ｒ３にて分圧した基準電圧とを大小比較す
るコンパレータＣＯＭが設けられている。

【００８２】また操作スイッチ２２のオン／オフ状態に
応じて、車両を２輪駆動から４輪駆動又はその逆へと切
り換えるために、駆動装置７０には、上記実施例と同様
のインバータ回路２６が備えられ、このインバータ回路
２６からの出力をラッチ回路７８に入力し、更にラッチ
回路７８からの出力にて、トランジスタＴ１，Ｔ４を駆
動するようにされている。つまり、駆動装置７０では、
操作スイッチ２２がオフからオンに切り替わり、インバ
ータ回路２６からの出力がローレベルからハイレベルに
変化すると、ラッチ回路７８がそのハイレベルの信号を
ラッチして、トランジスタＴ１，Ｔ４をオンさせる。

【００８３】また、駆動装置７０には、入力端子が操作
スイッチ２２に接続され、操作スイッチ２２がオフ状態
となって、入力端子レベルがローレベルからハイレベル
に変化すると、そのハイレベルの信号をラッチして、ト
ランジスタＴ３，Ｔ２をオンさせるラッチ回路７９も備
えられている。尚、このラッチ回路７９の入力端子は、
内部に設けられたプルアップ抵抗を介して、電源電圧が
印加されている。

【００８４】一方、上記コンパレータＣＯＭは、抵抗Ｒ
１から入力されるモータ電流に対応した検出電圧が抵抗
Ｒ２，Ｒ３により生成される基準電圧よりも高くなる
と、ローレベルの信号を発生する。そして、このコンパ
レータＣＯＭの出力端子は、上記各ラッチ回路７８，７
９のリセット端子に夫々接続されており、コンパレータ
ＣＯＭからの出力がローレベルであるとき、各ラッチ回
路７８，７９がリセットするようになっている。

【００８５】この結果、図１２に示した駆動装置７０に
よれば、例えば、操作スイッチ２２がオン操作されて、
ラッチ回路７８がトランジスタＴ１、Ｔ４をオンし、モ
ータ５２に電流が流れて、モータ５２が正回転している
ときに、大径ギヤ６２の突起６７が係合部６８に当接し
て、大径ギヤ６２、延いてはモータ５２の回転が停止す
ると、モータ５２にロック電流が流れるが、そのロック
電流をコンパレータＣＯＭにて検出して、ラッチ回路７
８をリセットし、トランジスタＴ１，Ｔ４を速やかにオ
フすることができる。また、操作スイッチ２２がオフ操
作されて、ラッチ回路７９がトランジスタＴ３、Ｔ２を
オンし、モータ５２を逆回転させている時に、大径ギヤ
６２の突起６７が係合部６９に当接して、モータ５２の
回転が停止した際にも、モータ５２に流れるロック電流
をコンパレータＣＯＭにて検出して、ラッチ回路７８を
リセットし、トランジスタＴ３，Ｔ２を速やかにオフす
ることができる。

【００８６】そして、この駆動装置７０によれば、モー
タ５２に流れる電流を直接検出して、モータ５２にロッ
ク電流が流れたか否かを判定することから、モータ５２
にロック電流が流れた際に、より速やかにモータ５２の
通電を遮断することができ、図８に示した駆動装置２０
に比べて、モータ５２にロック電流が流れるのをより確
実に防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の４輪駆動車の動力伝達系の構成を表
す概略構成図である。

【図２】 推力アクチュエータとスライダとの接続機構
を表す説明図である。

【図３】 推力アクチュエータに設けられた動力伝達機
構の概略構成を表す斜視図である。

【図４】 推力アクチュエータのトーションスプリング
付近の断面図である。

【図５】 トーションスプリングの動力伝達機構への組
み付け状態を表す説明図である。

【図６】 推力アクチュエータ駆動時のアイドラギヤと
大径ギヤの回転変化を表す説明図である。

【図７】 推力アクチュエータ駆動時のモータ電流の変
化表す説明図である。

【図８】 推力アクチュエータの駆動装置の構成を表す
電気回路図である。

【図９】 推力アクチュエータの他の構成例を表す概略
構成図である。

【図１０】 図９の推力アクチュエータの動力伝達機構
の概略構成を表す斜視図である。

【図１１】 図９の推力アクチュエータの動作を説明す
る説明図である。

【図１２】 推力アクチュエータの駆動装置の他の構成
例を表す電気回路図である。

【図１３】 従来の推力アクチュエータの動力伝達機構
の概略構成を表す斜視図である。

【符号の説明】

１…推力アクチュエータ、２…モータ、３…トーション
スプリング、５…ケース、６…ロッド、８…ピニオンギ
ヤ、９…大径ギヤ、１１…小径ギヤ、１２…アイドラギ
ヤ、１４…アイドラギヤ、１４ａ…部分歯、１５…大径
ギヤ、１５ａ…部分歯、１５ｃ，１５ｄ…窪み部、１７
…ピニオンギヤ、１８…ラックギヤ、２０…駆動装置、
２２…操作スイッチ、２４…通電回路、２６…インバー
タ回路、２８，２９…ワンショットタイマ、５１…推力
アクチュエータ、５２…モータ、５３…トーションスプ
リング、５５…ケース、５６…ロッド、５８…ウォーム
ギヤ、５９…ウォームホイール、６１…小径ギヤ、６２
…大径ギヤ、６４…ピニオンギヤ、６５…ラックギヤ、
６７…突起、６８，６９…係合部、７０…駆動装置、７
８，７９…ラッチ回路、ＣＯＭ…コンパレータ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電により回転トルクを発生するモータ
   と、 複数のギヤにて構成され、前記モータの回転トルクを増
   大して出力軸に伝達する動力伝達機構と、 該動力伝達機構に介在され、前記出力軸に駆動対象物側
   から加わる負荷が増大して該出力軸の回転が停止した際
   に、前記モータの回転慣性エネルギを蓄えて前記出力軸
   を所定量回動可能なトルクを蓄積するばね部材と、 を備え、前記モータの回転により前記出力軸側に接続さ
   れる駆動対象物を所定量変位させるアクチュエータであ
   って、 前記動力伝達機構において前記モータの回転トルクを前
   記ばね部材に伝達する入力側ギヤの回転量を、前記駆動
   対象物を所定量変位させるのに必要な回転量に規制する
   回転制限機構と、 前記モータ通電時に前記回転制限機構の動作によって前
   記入力側ギヤの回転が停止すると、該入力側ギヤの回転
   位置を停止位置に保持し、その後前記モータの通電が遮
   断された際に前記入力側ギヤが逆回転するのを阻止する
   回転保持機構と、 を設けたことを特徴とするアクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記回転制限機構は、 前記動力伝達機構に前記入力側ギヤとして一対の歯車を
   設け、該各歯車において互いに噛合する歯を、該各歯車
   周囲の所定回転角度範囲内にだけ形成された部分歯とす
   ることにより構成され、 前記モータ通電時に前記各部分歯の噛合が外れる回転位
   置にて前記入力側ギヤの回転を規制することを特徴とす
   る請求項１記載のアクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記回転制限機構は、 前記動力伝達機構に前記入力側ギヤとして設けられた歯
   車及び当該アクチュエータのケースに夫々形成され、前
   記モータ通電時に該歯車が前記駆動対象物の変位量に対
   応した所定角度回転したときに互いに係合して前記歯車
   の回転を停止させる一対の係合部からなることを特徴と
   する請求項１に記載のアクチュエータ。
4. 【請求項４】 前記回転保持機構は、 前記動力伝達機構に前記入力側ギヤとして一対の歯車を
   設け、該各歯車において互いに噛合する歯を、該各歯車
   周囲の所定回転角度範囲内にだけ形成された部分歯と
   し、更に、該一対の歯車の内、前記ばね部材側歯車に形
   成された部分歯の末端部分に、前記各部分歯の噛合が外
   れて該ばね部材側歯車の回転が停止したとき、前記モー
   タ側歯車周囲の前記部分歯未形成部分が滑って、該部分
   歯が次にばね部材側歯車の部分歯未形成部分に当接する
   まで前記モータ側歯車が回転するよう、窪み部を形成す
   ることにより構成され、 前記モータの通電停止時には、前記ばね部材側歯車の部
   分歯が前記モータ側歯車の部分歯未形成部分に当接し
   て、前記入力側ギヤが逆回転するのを阻止することを特
   徴とする請求項１〜請求項３いずれか記載のアクチュエ
   ータ。
5. 【請求項５】 前記回転保持機構は、 前記動力伝達機構に前記入力側ギヤとして設けられたウ
   ォームホイールと該ウォームホイールにモータの回転ト
   ルクを伝達するウォームギヤとにより構成され、 前記モータの通電停止時には、前記ウォームギヤが前記
   ウォームホイールの回転を停止させることにより、前記
   入力側ギヤが逆回転するのを阻止することを特徴とする
   請求項１〜請求項３いずれか記載のアクチュエータ。
6. 【請求項６】 前記アクチュエータは、前記ばね部材を
   介して前記モータの回転トルクを受ける出力軸が、該出
   力軸の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構を介
   して、軸方向に変位可能なロッドに接続され、該ロッド
   を軸方向へ変位させることによって駆動対象物を所定ス
   トローク分だけスライドさせる推力アクチュエータであ
   ることを特徴とする請求項１〜請求項５いずれか記載の
   アクチュエータ。
7. 【請求項７】 請求項１〜請求項６いずれか記載のアク
   チュエータを駆動して前記駆動対象物を所定量だけ変位
   させる駆動装置であって、 外部からの駆動指令に従い前記モータへの通電経路を形
   成して前記モータに電流を流し、前記モータを回転させ
   るモータ通電手段と、 該モータ通電手段による前記モータの通電時間を計時
   し、該通電時間が前記駆動対象物を所定量だけ変位させ
   るのに必要な予め設定された一定時間に達すると、前記
   モータ通電手段によるモータ通電を停止させるタイマ手
   段と、 を備えたことを特徴とするアクチュエータの駆動装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜請求項６いずれか記載のアク
   チュエータを駆動して前記駆動対象物を所定量だけ変位
   させる駆動装置であって、 外部からの駆動指令に従い前記モータへの通電経路を形
   成して前記モータに電流を流し、前記モータを回転させ
   るモータ通電手段と、 該モータ通電手段により形成される前記通電経路を介し
   て前記モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手
   段と、 該モータ電流検出手段にて検出されるモータ電流が前記
   モータの回転停止を判定するために予め設定されたロッ
   ク電流に達したか否かを判定し、前記モータ電流が該ロ
   ック電流に達すると前記モータ通電手段によるモータ通
   電を停止させる電流判定手段と、 を備えたことを特徴とするアクチュエータの駆動装置。