(57)【要約】【課題】  アクチュエータのサイズを大きくすることなく、出力の向上を図る。【解決手段】  入力４０ｂと出力４１ｂの相対回転が所定量に達した場合に、モータの出力を直接伝達する部分８０ｂを付加し、アクチュエータの高出力化、小型化を図る。【選択図】図３
2006038091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータに駆動される入力回転部材と、
前記入力回転部材に設けられた入力当接部と、
前記入力回転部材と相対回転可能に設けられたブッシュと、
前記ブッシュに設けられた第１当接部および係合部と、
前記入力回転部材の前記入力当接部に当接する外周フック部および前記ブッシュの前記係合部に係合される内周フック部を有するとともに、前記入力回転部材の回転を前記入力当接部を介して弾性エネルギとして蓄えるスパイラルスプリングと、
前記入力回転部材と相対回転可能に設けられた出力部材と、
前記出力部材に設けられ、前記スパイラルスプリングの前記外周フック部に当接する出力当接部とを有し、
前記出力当接部は、前記スパイラルスプリングに蓄えられた弾性エネルギを前記出力部材に伝達するように構成されたアクチュエータにおいて、
前記ブッシュは軸心に対して前記第１当接部と所定角度を成す位置に第２当接部を有することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記入力回転部材の回転位置が出力部材に対し中立位置の場合、前記入力当接部及び前記出力当接部は、前記スパイラルスプリングの前記外周フック部に当接または近接するとともに、前記入力回転部材に対応する逆転側で、前記ブッシュの前記第１当接部に当接または近接し、
前記入力回転部材が正転する場合、前記入力当接部は前記入力回転部材に対応する正転側で、前記スパイラルスプリングの前記外周フック部に当接して一体回転し、前記入力当接部が所定正転角度に達した際に前記ブッシュの前記第２の当接部に当接し、前記ブッシュを回転させ、前記第１当接部が出力当接部に当接し、
前記入力回転部材が逆転する場合、前記入力当接部は前記入力回転部材に対応する逆転側で、前記ブッシュの前記第１当接部に当接して前記ブッシュと一体回転し、前記ブッシュが所定逆転回転角度に達した際に前記ブッシュの前記第２当接部が前記出力当接部に当接し、前記出力当接部を回転させる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】
本発明は、スイッチの切換により２輪駆動−４輪駆動切換または、４輪駆動ディファレンシャルフリー−４輪駆動ディファレンシャルロック切換が可能な車両のアクチュエータの小型化、高出力化に関する。
【背景技術】
【０００２】
４輪駆動車において、燃費向上のために路面状態、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、泥濘走行時に走破性を向上するために４輪駆動のディファレンシャルロック機能をオンにする装置がある。
【０００３】
これらの装置では、ドライブトレイン上に設けられたスプライン歯を有したスリーブやドグクラッチを、モータ駆動のアクチュエータによりストロークさせ、駆動軸と従動軸の連結・解除を行うことで、駆動力の伝達・遮断を可能としている。
【０００４】
このような駆動力切換装置の従来例として、例えば、特許第３５２１９４５号公報に示された２輪駆動・４輪駆動切換装置がある。このアクチュエータは、モータに駆動されるギヤーと一体回転する第１プレートと、出力軸と一体回転する第２プレートとの間にスパイラルスプリングを有し、さらにスパイラルスプリングの屈曲させられた内端部に嵌合する溝と、スパイラルスプリングの外周部で第１プレートおよび第２プレートに当接する径延部とを有するブッシュ部材を備えている。モータの駆動により第１プレート（入力）が正転すると、スパイラルスプリングの外端部を正転回転方向に押してスパイラルスプリングが巻かれ、スパイラルスプリングの内端部、ブッシュ部材の溝、径延部を介して第２プレート（出力）を回転させる。このとき、トランスファ装置の駆動軸と従動軸のスプラン歯の位相の不一致等の理由で、スリーブを動かすシフトフォークかストロークできず、アクチュエータの出力軸が回転できない場合は、第１プレートの回転は、スパイラルスプリングに撓みエネルギとして、蓄えられる。また、モータの駆動により第１プレート（入力）が逆転すると、ブッシュの径延部を逆転回転方向に押して、ブッシュの溝、スパイラルスプリングの内端部を介して、スパイラルスプリングが内端部から巻かれ、スパイラルスプリングの外端部が第２プレート（出力）を回転させる。このとき、正転時と同様に出力軸が回転できない場合は、第１プレートの回転はスパイラルスプリングに撓みエネルギとして蓄えられる。つまりこのアクチュエータは、出力軸が回転できる機会まで第１プレートと第２プレートとの相対回転をスパイラルスプリングに撓みとして蓄えることができる、いわゆる待ち機構を有しており、蓄えられた撓みエネルギは出力軸が回転可能となったときに撓みが解放され、出力軸に連結されたシフトフォークを介してスリーブをストロークさせて、駆動軸と従動軸を連結し２輪駆動から４輪駆動またはその逆への切換を行う。
【０００５】
また、特開２００３−３３６７１７号公報には、入力側回転部材と出力側回転部材とスプリングと、第１スプリング受部材および第２スプリング受部材が同一回転中心上に各々回転自在に構成されたアクチュエータが開示されている。このアクチュエータは、さらに第１スプリング受部材と第２スプリング受部材に、これら両者が所定角度以上相対回転したときに互いに衝合して駆動側の回転を従動側にスプリングを介さずに直接伝える入力回転ダイレクト伝達部が設けられている。
【特許文献１】特許第３５２１９４５号公報
【特許文献２】特開２００３−３３６７１７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、このようなアクチュエータの車両への搭載性を向上するために小型化、軽量化を図った場合や同サイズで高出力化を図った場合、以下のような問題があった。
【０００７】
特許文献１に開示されるアクチュエータは、第１プレート（入力）と第２プレート（出力）の間にスパイラルスプリングを備えており、第１プレート（入力）の回転トルクは必ずスパイラルスプリングを経由し第２プレート（出力）へ伝達されることから、アクチュエータの最大出力荷重は、スパイラルスプリングのバネ特性（撓み‐荷重特性）に一致するため、スパイラルスプリングの荷重で決定されてしまう。つまり、アクチュエータの出力荷重は同一でアクチュエータの小型化・軽量化を試みた場合、スパイラルスプリングは出力荷重を確保するため小型化には制約があるため、アクチュエータ全体の小型化には限界があった。一方で、アクチュエータを同サイズのままで出力荷重の向上を行うことは、スパイラルスプリングの大型化を意味することになる。
【０００８】
また、特許文献２のアクチュエータは、その待ち機構において、第１のスプリング受部材と第２のスプリング受部材を有し、さらに両者が所定角度以上相対回転したときに互いに衝合して駆動側の回転力を従動側にスプリングを介さずに直接伝える入力回転ダイレクト伝達部を備えることで、モータの出力荷重を利用し、アクチュエータの出力荷重の向上を図り動力の切換動作の確実性を改善している。
【０００９】
しかし、このアクチュエータの待ち機構では、入力側回転部材とスプリング受部材が別体であり、入力回転ダイレクト伝達部はスプリング受部材の軸方向に扇形の突起として形成されるので、待ち機構は、軸方向にある程度の厚みを持ち、かつ多数の部品の組合せで構成されていた。つまり、このアクチュエータは構成部品点数が多く回転軸方向へのサイズも大きくなるものであった。
【００１０】
したがって、本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、アクチュエータの構成を複雑化せず、しかも全体を可及的に小型化、軽量化しつつ、アクチュエータの最大出力荷重を大きくし、駆動力切換時の確実性を向上することが出来る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】
【００１１】
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、モータと、前記モータに駆動される入力回転部材と、前記入力回転部材に設けられた入力当接部と、前記入力回転部材と相対回転可能に設けられたブッシュと、前記ブッシュに設けられた第１当接部および係合部と、前記入力回転部材の前記入力当接部に当接する外周フック部および前記ブッシュの前記係合部に係合される内周フック部を有するとともに、前記入力回転部材の回転を前記入力当接部を介して弾性エネルギとして蓄えるスパイラルスプリングと、前記入力回転部材と相対回転可能に設けられるとともに、前記入力回転部材の回転を出力する出力部材と、前記出力部材に設けられ、前記スパイラルスプリングの前記外周フック部に当接する出力当接部とを有し、前記出力当接部は、前記スパイラルスプリングに蓄えられた弾性エネルギを前記出力部材に伝達するように構成されたアクチュエータにおいて、前記ブッシュは軸心に対して前記第１当接部と所定角度を成す位置に第２当接部を有するアクチュエータとしたことである。
【００１２】
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のアクチュエータにおいて、前記入力回転部材の回転位置が出力部材に対し中立位置の場合、前記入力当接部及び前記出力当接部は、前記スパイラルスプリングの前記外周フック部に当接または近接するとともに、前記ブッシュの前記第１当接部に当接または近接し、前記入力回転部材が正転する場合、前記入力当接部は前記入力回転部材に対応する正転側で、前記スパイラルスプリングの前記外周フック部に当接して一体回転し、前記入力当接部が所定正転角度に達した際に前記ブッシュの前記第２の当接部に当接し、前記ブッシュを回転させ、前記第１当接部が出力当接部に当接するとともに前記入力回転部材が逆転する場合、前記入力当接部は前記入力回転部材に対応する逆転側で、前記ブッシュの前記第１当接部に当接して前記ブッシュと一体回転し、前記ブッシュが所定逆転回転角度に達した際に前記ブッシュの前記第２当接部が前記出力当接部に当接し、前記出力当接部を回転させるように構成したことである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１および請求項２の発明によれば、アクチュエータのブッシュにおいて第１当接部と所定角度を成す位置に第２当接部を設けたことで、入力回転部材が正転し、入力当接部と第１当接部とが当接して一体に所定量正転した後に、第２当接部が出力当接部に当接するため、以後の回転においてモータに回転駆動された入力回転部材の回転トルクは、入力当接部から直接、出力ギヤ（出力部材）に設けられた出力当接部に伝達される。このようにモータからの回転トルクの伝達はスパイラルスプリングを介さずに行なわれるため、モータが入力回転部材に発生する回転トルクを低下させずに出力ギヤ（出力部材）に伝達できることになり、結果としてアクチュエータの出力を最大限に設定することができる。
【００１４】
入力回転部材の逆回転においても、入力当接部がスパイラルスプリングの外周フックを押動し、入力当接部と外周フックとが当接して一体に所定量逆転した後に、さらに第２当接部に当接し入力当接部とブッシュとが一体に回転するので、以後の回転においてモータに駆動された入力回転部材の回転トルクは、入力当接部、出力ギヤ（出力部材）に設けられた出力当接部に直接伝達されることができる。
【００１５】
また、本発明のアクチュエータによれば、その待ち機構にスパイラルスプリングを備えているため、アクチュエータが作動しスリーブがストロークして駆動軸と従動軸が連結される瞬間（スリーブが一方の軸のスプラインに係合する瞬間）に、駆同軸または従動軸に急激な回転変化が発生しスリーブのストロークに対して、逆向きの急激な負荷が生じる場合であってもそのショックをスパイラルスプリングで吸収しモータや各部材の破壊を防ぐことができる。
【００１６】
さらに、スパイラルスプリングを備えていることは、その撓みにより、アクチュエータのストローク端でストローク方向へプレロードを確保できるとともに、車両の駆動力切換装置が駆動軸と従動軸の同期のために、コーンシンクロ機構を備えている場合には、各軸の連結の際に駆動軸側からスリーブがシンクロナイザーリングを押圧し各軸を同期した後、従動軸のスプラインと嵌合するときに、スパイラルスプリングの復元力が作用し、俊敏なスリーブのストロークが可能となり、従動軸のギヤのスプラインとスリーブのスプラインの嵌合の確実性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明によるアクチュエータ１の側面図を示している。アクチュエータ１のハウジング１ａは有底形状をしており、モータ２０を支持し、減速軸５０を回転可能に軸支し、減速軸５０と直角を成す方向にウォームホイール（入力回転部材）４０と出力ギヤ（出力部材）４１を回転可能に軸支し、開口部１ｃから出力ロッド６０をその軸方向に摺動可能に収容する。
【００１８】
モータ２０のモータ軸３０に固定されたモータギヤ３１は、減速軸５０に固定された減速ギヤ５１とギヤ嵌合し、減速軸５０の軸部に設けられたウォームギヤ５２は、ウォームホイール（入力回転部材）４０の外周に設けられたウォームホイールギヤ４２にウォームギヤ嵌合する。ウォームホイール（入力回転部材）４０は、後述する待ち機構を介して出力ギヤ（出力部材）４１に連結されており、出力ギヤ（出力部材）４１は出力ロッド６０のラックギヤ部６１とラックアンドピニオン機構を構成する。
【００１９】
よって、モータ２０で発生した回転は、モータ軸３０からモータギヤ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、減速軸５０に設けられたウォームギヤ５２とウォームホイール（入力回転部材）４０のウォームホイールギヤ４２を介してさらに減速され、ウォームホイール（入力回転部材）４０の回転に変換される。ウォームホイール（入力回転部材）４０の回転は、待ち機構を介して出力ギヤ（出力部材）４１に伝達され、ラックアンドピニオン機構で直動運動に変換され、出力ロッド６０がストロークする。
【００２０】
本発明のアクチュエータ１の車両における機能について説明する。アクチュエータ１は、４輪駆動車両の駆動力切換装置の一部をなすもので、車両の下側でアンダーカバー（図示なし）、マフラー（図示なし）、プロペラシャフト（図示なし）等の干渉を回避してセンタトランスファ装置（図示なし）にボルトにより固定される。アクチュエータ１の出力ロッド６０は、車両のセンタトランスファ装置（図示なし）内で駆動軸（図示なし）と従動軸（図示なし）の外周に設けられた外スプラインに嵌合することができる内スプラインを有するスリーブ（図示なし）にフォーク（図示なし）を介して連結される。
【００２１】
車両室内で、スイッチ（図示なし）が操作され４輪駆動が選択されると、ＥＣＵ（図示なし）からアクチュエータ１に動作指令が出力され、従動軸のみに嵌合していたスリーブが、駆動軸側へアクチュエータ１によりストロークさせられる。このとき、駆動軸と従動軸との間には、コーンシンクロ機構（図示なし）が備えられており、スリーブがシンクロナイザーリングを押圧することで、駆動軸のトルクがシンクロコーンの摩擦係合により従動軸に伝達され、駆動軸と従動軸の同期が行われる。同期後、スリーブがさらに駆同軸側へストロークすることで、スリーブの内スプラインと駆同軸の外スプラインが嵌合し駆動軸と従動軸が連結されて一体回転し、エンジントルクが車両の前輪および後輪に伝達される状態になり、車両は４輪駆動となる。スイッチにて２輪駆動が選択された場合は、駆動軸および従動軸に嵌合していたスリーブがアクチュエータ１により、従動軸側へストロークさせられ、駆動軸から抜けることで連結が解除されトルクが従動軸側に伝達されなくなり、車両は２輪駆動となる。
【００２２】
次に、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、センタトランスファ装置等において、駆動軸と従動軸を連結する際に、スリーブがストロークしスリーブのスプラインと各軸のスプラインが嵌合するとき、必ずしも両者の位相が一致しているとは限らないため、その位相が不一致のときスリーブのストロークの停止を許容する役割を果たす。また、スリーブ、各軸のスプラインの端部にはチャンファが形成されて、スプラインの形状が先細りの形状となっており、スリーブに対してストローク方向に力が加えられることで、スリーブ及び各軸のチャンファが互いに嵌合し、次第に嵌合がストローク方向に進行することで、スリーブ及び各軸のスプラインの位相が一致し、スリーブと従動軸のスプラインが完全に嵌合して駆動軸と従動軸の連結が完了するが、このとき待ち機構はスリーブをストローク方向に進行させる推力を発生する役割も果たす。このように、スリーブやドグクラッチ等をストロークさせ、駆動軸と従動軸の位相が一致するまでストロークを止め、かつストロークの推力を維持する機構のことを、待ち機構と称する。
【００２３】
図２は、アクチュエータ１の図１のＡ−Ａに沿う断面を矢印方向に見た断面図を示している。ウォームホイール４０と、出力ギヤ（出力部材）４１は、同軸かつ相対回転可能に軸４５により軸通され、軸４５がハウジング１ａとカバー１ｂに回転可能に支持される。ウォームホイール４０にはプレートから成形された入力プレート４０ａが、出力ギヤ（出力部材）４１にはプレートから成形された出力プレート４１ａがカシメ固定される。入力プレート４０ａと出力プレート４１ａには、それぞれ互いの方向に屈曲させられた入力当接部４０ｂと出力当接部４１ｂが形成されており、入力プレート４０ａと出力プレート４１ａの間に相対回転可能に配置されたスパイラルスプリング７０の一端に形成された外周フック部７０ａに当接する。出力プレート４１ａとスパイラルスプリング７０の間には、出力ギヤ（出力部材）４１と同軸かつ相対回転可能にブッシュ８０が配置される。
【００２４】
図３は、図２において待ち機構を取り出し右方から見た側面図であり、待ち機構の構成および作動の状態を示している。図３（ａ）は、入力当接部４０ｂと出力当接部４１ｂとの間に相対回転差が生じていない場合である基本の状態における各部材の当接関係を示している。
【００２５】
スパイラルスプリング７０は、断面が矩形のバネ鋼をらせん状に巻いて形成されており、その外端部において巻き方向と逆側に屈曲させられて外周フック部７０ａが設けられ、その内端部において巻き中心方向に屈曲させられて内周フック部７０ｂが設けられる。
【００２６】
焼結により成形されたブッシュ８０のボス部には、係合部８０ｃが形成され、内周フック部７０ｂが嵌挿され係合し、ブッシュ８０が回転するとその回転はスパイラルスプリング７０の内周フック部７０ｂに伝達され、スパイラルスプリング７０が回転させられる。ブッシュ８０は、さらに径方向に延在する第１当接部８０ａと第２当接部８０ｂとを有し、第１当接部８０ａと第２当接部８０ｂは回転軸に対して所定角度を成す。
【００２７】
スパイラルスプリング７０の外周フック部７０ａとブッシュ８０の第１当接部８０ａは、回転方向において、両者の間に入力当接部４０ｂと出力当接部４１ｂを挟み込む態様で当接または近接しており、出力当接部４１ｂの外周側に入力当接部４０ｂが位置する。入力当接部４０ｂは、その屈曲側からスパイラルスプリング７０の外周フック部７０ａに当接し、先端側でブッシュ８０の第１当接部８０ａに当接する。一方、出力当接部４１ｂは、その屈曲部側からブッシュ８０の第１当接部８０ａに当接し、先端側でスパイラルスプリング７０の外周フック部７０ａに当接する。以上のように、入力当接部４０ｂ、出力当接部４１ｂ、スパイラルスプリング７０及びブッシュ８０は相互に当接するように構成されている。
【００２８】
ウォームホイール（入力回転部材）４０が正転（図３において反時計回り）するとウォームホイール（入力回転部材）４０と一体に設けられた入力プレート４０ａの入力当接部４０ｂが図３（ｂ）、図３（ｃ）に示されたように正転する。このとき、入力当接部４０ｂは、スパイラルスプリング７０を外周から巻く。そしてスパイラルスプリング７０の
内周フック部７０ｂがブッシュ８０の係合部８０ｃを介して、ブッシュ８０を正転させる。第１当接部８０ａが出力当接部４１ｂを正転させることで、出力プレート４１ａと一体である出力ギヤ（出力部材）４１を回転させる。次に、ウォームホイール（入力回転部材）４０が逆転（図３において時計回り）すると、ウォームホイール（入力回転部材）と一体に設けられた入力プレート４０ａの入力当接部４０ｂが図３（ｄ）、図３（ｅ）に示されたように逆転する。このとき、入力当接部４０ｂはブッシュ８０の第１当接部８０ａを押圧してブッシュ８０を逆転させる。ブッシュ８０の係合部８０ｃがスパイラルスプリング７０の内周フック部７０ｂを逆転方向に、回転中心側から巻き、外周フック部７０ａが出力当接部４１ｂを逆転させることで、出力プレート４１ａと一体である出力ギヤ（出力部材）４１を回転させる。図１に示されるように、出力ギヤ（出力部材）４１は、ラックアンドピニオン機構により出力ロッド６０のラックギヤ部６１と歯合しており、ウォームホイール４０が正転（図１において反時計回り）すると出力ロッド６０は、図１おいて右方へストロークして伸長し、逆転（図１において時計回り）すると出力ロッド６０は、図１において左方へストロークして短縮する。
【００２９】
また、図３（ａ）が示す基本の状態では、入力当接部４０ｂおよび出力当接部４１ｂは、回転方向に所定の幅（長さ）を有しており、それぞれの正転側でスパイラルスプリング７０の外周フック部７０ａと当接または近接し、逆転側でブッシュ８０の第１当接部８０ａに当接または近接する。入力当接部４０ｂの幅および出力当接部４１ｂの幅は、それぞれが伝達するトルクに応じて設定され、強度が確保されている。さらに、入力当接部４０ｂは、出力当接部４１ｂよりも外周に位置し、出力当接部４１ｂよりも回転方向に広い幅を有している。この状態において、スパイラルスプリング７０の両端の外周フック部７０ａと内周フック部７０ｂは、スパイラルスプリング７０にトルクが付加されていない無負荷トルクの状態に比べてトルクが付加され、スパイラルスプリング７０が所定量撓んだ状態で組付けられており、入力当接部４０ｂおよび出力当接部４１ｂを挟みこんでいる。
【００３０】
図３および図４を用いて、アクチュータ１の作動とアクチュエータ１が出力する荷重との関係を説明する。図４（Ａ）は、ウォームホイール４０と出力ギヤ（出力部材）４１の相対回転とアクチュエータ１の出力ロッド６０のストローク荷重との関係を示している。
【００３１】
図３（ａ）は、ウォームホイール４０と出力ギヤ（出力部材）４１の間に、組付け状態から比較して相対回転が生じていない状態の各部材の中立位置（前出の基本の状態）を示しており、図４（Ａ）の点１００に相当し、所定のプレロードを発生する状況にある。このとき、車両のセンタトランスファ装置内では、スリーブがウォームホイール４０の回転に応じてストロークを完了した状態にある。実際には、センタトランスファ装置内の駆動軸と従動軸のスプライン位相が一致しスリーブがストロークしている瞬間やストローク端でストロークが完了している場合、スリーブが従動軸のスプラインのみに嵌合している場合に該当する。なお、センタトランスファ装置内の駆動軸と従動軸のスプライン位相が一致しスリーブがストロークしている瞬間のストローク荷重は、所定のプレロードである点１００で示される荷重以下である。
【００３２】
次に、センタトランスファ装置内の駆動軸と従動軸のスプライン位相が一致していない場合に、車両室内のスイッチにより２輪駆動から４輪駆動の状態が選択され、アクチュエータ１のモータ２０が駆動し、ウォームホイール（入力回転部材）４０が回転するが、スリーブがストロークできず出力ギヤ（出力部材）４１が回転できないときの、待ち機構の作動の様子とアクチュエータ１が出力するストローク荷重の関係を説明する。
【００３３】
スイッチにより４輪駆動が選択されると、センタトランスファ装置内で従動軸のみに嵌合していたスリーブが駆動軸側へストロークしようとする。このとき、アクチュエータ１の出力ロッド６０は、伸長する動作をしなければならないため、モータ２０は、出力ギヤ（出力部材）４１を正転（図１において反時計回り）させようとウォームホイール（入力回転部材）４０を正転（図３において反時計回り）させる。このとき、従動軸のスプラインと駆動軸のスプラインの位相が一致していなかったとすると、スリーブはストロークできず出力ギヤ（出力部材）４１の回転は停止し、ウォームホイール４０と出力ギヤ（出力部材）４１の間にはスパイラルスプリング７０を縮ませつつ相対回転が発生する。
【００３４】
図３（ｂ）は、ウォームホイール４０が正転したときの待ち機構の動作の様子を示しており、出力当接部４１ｂおよびブッシュ８０は、基本の状態に比較して位置は変化しないが、入力当接部４０ｂは正転方向（図３において反時計回り）にスパイラルスプリング７０の外周フック部７０ａを押圧し、スパイラルスプリング７０を巻く。この結果、スパイラルスプリング７０の内周フック部７０ｂは、ブッシュ８０の係合部８０ｃに係止されているため、ウォームホイール４０と出力ギヤ（出力部材）４１の相対回転はスパイラルスプリング７０に弾性エネルギとして蓄えられるとともに、その弾性エネルギの復元力によってブッシュ８０の第１当接部８０ａが出力当接部４１ｂを押圧し、その弾性エネルギに対応したトルクが出力ギヤ（出力部材）４１に伝達され、出力ロッド６０にストローク荷重が発生する。図４（Ａ）中に示される点２００に代表される傾斜部は、待ち機構において、ウォームホイール４０と出力ギヤ（出力部材）４１との相対回転が発生している状態に対応し、ウォームホイール４０がさらに正転しても、出力ロッド６０がストロークできないときは、スパイラルスプリング７０の撓み量が増加し、出力ロッド６０のストローク荷重の値が増加することを示している。出力ロッド６０のストローク荷重がスパイラルスプリング７０の撓みの増加に応じて増加しても、センタトランスファ装置内の従動軸のスプラインと駆動軸のスプラインの位相を同期、一致させるに至らなかった場合は、さらにウォームホイール４０と出力ギヤ（出力部材）４１の相対回転差が生じる。
【００３５】
図３（ｃ）に示されるように、ウォームホイール４０と出力ギヤ（出力部材）４１の相対回転差が所定正転回転角度θに達すると、入力回転部材４０ｂの正転側がブッシュ７０の第２当接部８０ｂに当接し、ウォームホイール４０の回転トルクは直接出力ギヤ（出力部材）４１に伝達されるようになり、出力ロッド６０のストローク荷重は急に上昇する。この状況は、図４（Ａ）の点３００から点４００への変化に対応しており、出力ロッド６０のストローク荷重として点１００から点３００間では、スパイラルスプリング７０の撓みエネルギに依存した出力荷重であったが、点４００以降では、モータ２０の出力と減速比（一定）から決まる出力荷重（モータ特性５００）となる。なお、所定正転回転角度θは、第１当接部８０ａと第２当接部８０ｂが回転軸に対して成す所定角度から、入力当接部４０ｂの幅が回転軸に対して占有する角度を差し引いた角度となる。
【００３６】
このように、ブッシュ８０に第２当接部８０ｂを設けたことで、ウォームホイール４０から直接出力ギヤ（出力部材）４１へのトルク伝達が可能となり、スパイラルスプリング７０の復元力のみに依存することなく、出力ロッド６０のストローク荷重をモータ２０の出力設定により、大きく設定することができる。つまり、スパイラルスプリング７０を大型化することなく、アクチュエータ１の出力を向上できる。また、モータ特性５００は、センタトランスファ装置内の従動軸および駆動軸のスプラインの回転及び位相を同期及び一致させるのに十分なストローク荷重として設定されるので、点４００までウォームホイール４０と出力ギヤ（出力部材）４１との相対回転が発生すると、間もなくスリーブのスプラインと各軸のスプラインは嵌合し、車両は４輪駆動状態となる。
【００３７】
図３（ｄ）は、ウォームホイール４０が逆転（図３において時計回り）する場場合の待ち機構の作動の様子を示している。センタトランスファ装置内においては、駆動軸および従動軸のスプラインに嵌合していたスリーブを従動軸側へ引き抜く動作が行われるが、内部循環トルクが発生しているときなどは各軸の差動力がスリーブに作用し、スリーブが動かずアクチュエータ１の出力ロッド６０がストロークするのにはある程度のストローク荷重が必要となる。
【００３８】
車両室内のスイッチにより２輪駆動が選択されると、スリーブを引き抜くようにアクチュエータ１のウォームホイール４０は逆転し、入力当接部４０ｂがブッシュ８０の第１当接部８０ａを押圧する。ブッシュ８０が逆転し、所定逆転回転角度θに達すると、図３（ｅ）に示されるように、第２当接部８０ｂが出力当接部４１ｂの正転側に当接すると、ウォームホイール４０の回転トルクは直接出力当接部に伝達される。正転時と同様に、図３（ｄ）は、図４（Ａ）の点１００から点３００までの状態に対応し、図３（ｅ）は、図４（Ａ）の点４００の状態に対応する。なお、所定逆転回転角度θは、第１当接部８０ａと第２当接部８０ｂが回転軸に対して成す所定角度から、入力当接部４０ｂの幅が回転軸に対して占有する角度を差し引いた角度となる。
【００３９】
ウォームホイール４０の逆転動作により、車両は２輪駆動となる。
【００４０】
本実施例の説明においては、駆動力切換装置の一例として、４輪駆動車のセンタトランスファ装置を例として説明したが、他に車両の両輪への駆動力の配分を制御するディファレンシャル装置や、フリーハブ装置等のアクチュエータとして、本発明は適用可能である。
【００４１】
また、本実施例におけるセンタトランスファ装置は、その装置内の駆動軸と従動軸の同期機構については、特に言及していないが、コーンシンクロ機構などの同期機構を備えたトランスファ装置等においても、本アクチュエータは適用可能である。
【００４２】
さらに、本実施例のアクチュエータ１の待ち機構は、入力プレート４０ａと出力プレート４１ａの互いの方向に屈曲させられた入力当接部４０ｂと出力当接部４１ｂと、それらの間に配置されたスパイラルスプリング７０およびブッシュ８０から成り、スパイラルスプリング７０の外周側でそれらが当接するように構成されるため、軸方向のサイズを可及的に抑える構成でもある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るアクチュエータの側面図。
【図２】本発明に係るアクチュエータの正面断面図（図１においてＡ−Ａに沿う断面図）。
【図３】本発明に係るアクチュエータの待ち機構の構成および作動を示す図。
【図４】本発明に係るアクチュエータの出力特性を示す図。
【符号の説明】
【００４４】
１      アクチュエータ
２０    モータ
４０    ウォームホイール（入力回転部材）
４０ａ  入力プレート
４０ｂ  入力当接部
４１    出力ギヤ（出力部材）
４１ａ  出力プレート
４１ｂ  出力当接部
５０    減速軸
５２  ウォームギヤ
６０    出力ロッド
６１    ラックギヤ部
７０    スパイラルスプリング
７０ａ  外周フック部
７０ｂ  内周フック部
８０    ブッシュ
８０ａ  第１当接部
８０ｂ  第２当接部
８０ｃ  係合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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