(57)【特許請求の範囲】
【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、前記モータの回転エネルギにより、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、
を備え、
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アクチュエータ。
【請求項２】
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に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
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、前記モータの回転エネルギにより、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、
を備え、
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、
前記回転保持機構は、
前記一対の歯車の内、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アクチュエータ。
【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８４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エネルギにより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】
また、本発明のアクチュエータにおいて、回転制限機構は、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形成され、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されている。
【００１６】
このため、本発明によれば、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。
なお、請求項１に記載のアクチュエータにおいて、回転保持機構としては、例えば、請求項２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することができる。
そして、回転保持機構をこ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。
【００１７】
一方、請求項３に記載のアクチュエータは、請求項１に記載のアクチュエータと同様、回転制限機構と回転保持機構とを備える。
そして、請求項３に記載のアクチュエータにおいて、回転制限機構は、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され、回転保持機構は、入力側ギヤとしての一対の歯車の内、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される。
【００１８】
このため、請求項３に記載のアクチュエータにおいては、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。
【００２２】
なお、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、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、次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、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、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、駆動対象物がロックしてモータの回転が停止したときに流れる電流値（以下、ロック電流という）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ＴＭ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３３，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，ＲＲ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ＦＬ，ＦＲの回転軸であるフロントドライブシャフト３８FL，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４６ｓ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４６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１７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、３ｂ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１７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３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１５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１２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，４６ｂ）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１４ａ，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１４ａ，１５ａの端部位置まで回転し、部分歯１４ａ，１５ａ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１５ｄ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１４ａ，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１５ｄ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、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４６ｓ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Ｔ３，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２８，２９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５２、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５９、
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６１、
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１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２ＷＤ／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６２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５３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５２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、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７０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Ｒ１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７８，７９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７８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、７８，７９…ラッチ回路、ＣＯＭ…コンパレータ。
【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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【図１３】
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