JPH1189268A

JPH1189268A - アクチュエータの制御装置

Info

Publication number: JPH1189268A
Application number: JP9244353A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tarui; 淳樽井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 1999-03-30

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の制御装置において、駆動対象物が
ロックした際にモータにロック電流が流れるのを防止
し、駆動対象物のロックが解消された際には、ばね部材
に蓄積されたトルクを利用して駆動対象物を速やかに変
位させる。【解決手段】操作スイッチ５４の操作状態に応じてモ
ータ２を通電することにより、トーションスプリング３
を備えたアクチュエータ１を駆動する制御装置５０にお
いて、アクチュエータ１の出力側の回転を回転センサ５
２にて検出し、モータ通電時に回転センサ５２の出力が
停止されると、発振回路６６からの信号を用いてモータ
２を間欠通電し、トーションスプリング３に蓄積された
捩りトルクによりモータ２が逆転しない程度に、モータ
２の回転トルクを制御する。この結果、モータ２に大き
なロック電流が流れるのを防止できる。

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の制御装置に
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、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のに好適なアクチュエータの制御装
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】ところで、この推力アクチュエータは、フ
ォークシャフトを変位させるための必要推力をモータの
回転トルクによって発生しているため、モータには、ス
ライダとスプラインとが噛み合う直前及びスライダが滑
り始める直前にスライダに加わる大きな負荷に抗してス
ライダを移動させることのできる、大きな回転トルクを
発生するモータを使用する必要がある。その結果、従来
の推力アクチュエータでは、モータの小型化及び省電力
化が困難であった。

【０００５】そこで、本出願人は、動力伝達機構に衝撃
吸収用のトーションスプリングを介在させた推力アクチ
ュエータを出願した（特開平９−７９２９１号公報）。
この推力アクチュエータでは、モータ通電時にロッドに
加わる負荷が増大してロッドの移動が停止した際に、ト
ーションスプリングがモータの回転慣性エネルギを吸収
してクラッチ操作に必要なトルクを蓄える。この結果、
モータの発生する回転トルクを、クラッチ操作に必要な
トルクよりも小さくでき、その分、モータの小型化及び
省電力化を図ることができる。

【０００６】また、こうした技術は、上記推力アクチュ
エータに限らず、モータを動力源とするアクチュエータ
であれば適用できる。つまり、モータにて出力軸を回転
させることにより、出力軸に連結された駆動対象物を回
転駆動するアクチュエータであっても、モータから出力
軸に動力を伝達する動力伝達機構に、上記トーションス
プリング等のばね部材を設けるようにすれば、駆動対象
物から出力軸に加わる負荷が増大して出力軸の回転が停
止したときに、ばね部材に駆動対象物の駆動に必要なト
ルクを蓄積させることができることから、ばね部材に蓄
積されたトルクとモータが発生する回転トルクとによ
り、出力軸，延いては駆動対象物を変位させることが可
能になり、モータの小型化及び省電力化を図ることがで
きる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
動力伝達機構にトーションスプリング等のばね部材を設
けて、出力軸の回転が停止した際にモータからのトルク
をばね部材に蓄積できるようにした場合、駆動対象物が
ロックして、ばね部材に蓄積されたトルクとモータの回
転トルクとでは出力軸を回転させることができなくなる
と、駆動対象物のロックが解消されるまで、モータに通
常の駆動時よりも大きなロック電流が流れることにな
る。

【０００８】例えば、上述の４輪駆動と２輪駆動との切
換装置では、各スプラインを連結するために、スライダ
を切離位置から連結位置に変位させる際、各スプライン
が設けられた回転軸の回転が同期していない状態では、
スライダを連結すべきスプライン側に変位させることが
できず、スライダがロックした状態になってしまう。そ
して、この状態ではモータの回転が停止されて、モータ
及びその通電回路にロック電流が流れることになる。

【０００９】そして、このようにモータ及びその通電回
路にロック電流が流れると、モータ及びその通電回路が
発熱し、場合によっては、その発熱によりモータ或いは
通電回路が焼損することがあることから、これら各部
を、ロック電流にて焼損することのないように大型化す
る必要があった。

【００１０】また、こうした問題を解決するために、一
般のモータ駆動装置のように、モータの回転停止（換言
すればモータのロック）を検出して、モータへの通電を
停止するようにすると、ばね部材に蓄積されたトルクに
よってモータが逆転してしまい、その後、駆動対象物側
のロックが解消されても、駆動対象物を変位させること
ができなくなる、という問題もある。

【００１１】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、上記のように動力伝達機構にトーションスプ
リング等のばね部材を設けて、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
タの制御装置において、駆動対象物がロックした際にモ
ータにロック電流が流れるのを防止し、且つ、駆動対象
物のロックが解消された際には、ばね部材に蓄積された
トルクを利用して、駆動対象物を速やかに変位させるこ
とができるようにすることを目的とする。

【００１２】

【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に記載の制御装置においては、モ
ータ通電手段が外部からの駆動指令に従いモータに通電
しているときに、モータ停止検出手段がモータの回転停
止を検出すると、電流低減手段が、モータに流れる電流
を、ロック電流から、モータがばね部材に蓄積されたト
ルクによって逆転するのを防止可能な保持電流まで低下
させる。

【００１３】このため、駆動対象物がロックした場合
等、駆動対象物からアクチュエータの出力軸に加わる負
荷が著しく大きくなって、ばね部材に蓄積したトルクと
モータの回転トルクとでは駆動対象物を変位させること
ができなくなった際には、モータ通電電流をロック電流
から保持電流まで減少させて、モータ及びモータ通電手
段がロック電流により発熱するのを防止できる。そし
て、このようにモータ通電電流を低減してモータ及びモ
ータ通電手段の発熱を防止できるため、モータ及びモー
タ通電手段を小型化でき、アクチュエータ及び制御装置
のコストダウンを図ることができる。

【００１４】また、このようにモータの回転停止を検出
した際には、モータへの通電を停止するのではなく、モ
ータ通電電流を、モータが逆転するのを防止可能な保持
電流まで低下させることから、モータ停止検出後は、モ
ータをその位置に保持させることができ、その後、駆動
対象物のロックが解消されて駆動対象物が変位可能にな
った際には、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できる。

【００１５】そして、このようにばね部材に蓄積された
トルクによって駆動対象物が変位すると、アクチュエー
タの出力軸も回転するため、本発明では、この出力軸の
回転を検出する回転検出手段を設け、電流低減手段の動
作時（つまりモータに保持電流が流れている時）に、回
転検出手段にて出力軸の回転が検出されると、通常通電
再開手段が、電流低減手段の動作を停止させて、モータ
通電手段によるモータの通常通電を再開させる。

【００１６】このため、本発明によれば、駆動対象物の
ロック等により出力軸に加わる負荷が増大してモータの
回転が停止しても、その後、駆動対象物のロックが解消
されて出力軸に加わる負荷が低下し、ばね部材に蓄積さ
れたトルクによって駆動対象物を少しでも変位させるこ
とができるようになれば、モータを通常通り回転させ
て、モータの回転トルクとばね部材に蓄積されたトルク
とにより、駆動対象物を速やかに変位させることができ
る。つまり、本発明によれば、モータの回転停止時にモ
ータ通電電流を一旦保持電流まで低減させているにもか
かわらず、モータの回転により駆動対象物を変位させる
ことができるようになれば、アクチュエータを通常通り
動作させることが可能になる。よって、本発明によれ
ば、アクチュエータの機能を損なうことなく、モータに
ロック電流が流れるのを防止できる。

【００１７】ここで、モータ停止検出手段は、駆動対象
物のロック等により、ばね部材にトルクを蓄積したにも
かかわらず出力軸を回転させることができずに、モータ
の回転が停止してしまったことを検出するためのもので
あり、例えば、モータの回転を直接検出する回転センサ
を用いて実現するようにしてもよい。

【００１８】しかし、本発明の制御装置には、駆動対象
物から出力軸に加わる負荷の低下を検出するため（換言
すればモータへの通電を通常通電に復帰させるか否かを
判定するため）に、出力軸の回転を検出する回転検出手
段が設けられることから、請求項２に記載のように、モ
ータ停止検出手段を、この回転検出手段からの信号に基
づき、モータの回転停止を検出するようにしてもよい。

【００１９】つまり、回転検出手段からの信号に基づき
出力軸の回転停止時間を計時し、この回転停止時間が、
ばね部材がモータの回転慣性エネルギを吸収してトルク
を蓄積するのに要する所定時間に達したときに、モータ
の回転停止を検出するように、モータ停止検出手段を構
成するのである。

【００２０】そして、このようにモータ停止検出手段を
構成すれば、モータの回転を検出する回転センサを用い
ることなく、モータの回転停止を検出できることから、
制御装置の構成を簡単にすることができる。また、この
ようにモータの回転を直接検出する回転センサを用いる
ことなく、モータの回転停止を検出するには、請求項３
に記載のように、モータ停止検出手段を、モータに流れ
る電流（モータ通電電流）を検出し、モータ通電電流が
予め設定されたロック判定電流に達したときにモータの
回転停止を検出するようにしてもよい。

【００２１】そして、このように構成すれば、モータ通
電電流を検出するための検出回路が必要になるものの、
モータの回転停止によりモータ通電電流がロック電流へ
と実際に増大し始めたときに、モータの回転停止を検出
して、モータ通電電流を保持電流に切り換えることがで
きることから、モータ及びモータ通電手段にロック電流
が流れるのをより確実に防止することが可能になる。

【００２２】一方、モータ通電手段としては、外部から
の駆動指令が入力されているときにだけ、モータに電流
を流してモータを回転させるように構成してもよいが、
請求項４に記載のように、モータ通電手段に、外部から
の駆動指令に従いモータへの通電を開始した後、回転検
出手段からの信号に基づき出力軸の回転数又は回転角度
を検出して、回転数又は回転角度が予め設定された所定
値に達したときに、モータへの通電を停止する通電停止
手段を設けてもよい。

【００２３】そして、このようにすれば、外部から駆動
指令を入力した際、出力軸が所定量だけ回転されて、駆
動対象物を一定量だけ変位させることができることにな
り、手動操作によってアクチュエータを動作させる場合
の操作性を向上できる。また次に、電流低減手段として
は、例えば、モータ通電時にモータ通電手段が形成する
通常時の通電経路を、電気抵抗の大きな通電経路に切り
換えることにより、モータ通電電流をロック電流から保
持電流に切り換えるようにしてもよい。

【００２４】しかし、電流低減手段をこのように構成す
ると、モータ通電電流を保持電流に抑制するのに使用さ
れる通電経路での消費電力が多くなり、その経路での発
熱等、新たな問題が発生することになるので、電流低減
手段としては、請求項５に記載のように、モータ通電手
段が形成する通電経路を周期的に断続させて、モータへ
の通電を間欠通電に切り換えるように構成することが望
ましい。

【００２５】またこのように、モータ通電電流を保持電
流に抑制する際に、モータ通電を通常通電から間欠通電
に切り換える場合、その通電周期を、予め設定された所
定デューティ比のパルス信号を用いて制御するようにし
てもよいが、モータ通電電流を保持電流に正確に制御す
るには、請求項６に記載のように、電流低減手段に、モ
ータに流れる電流が保持電流を越えたか否かを判定する
判定手段を設け、その判定手段の判定結果に従い、モー
タの通電経路を断続させるようにすればよい。

【００２６】また更に、アクチュエータが、動力源とな
る前述のモータとして、通電時の電流方向により回転方
向を切換可能な直流モータを備えている場合には、請求
項７に記載のように、モータ通電手段に、直流モータへ
の通電経路を直流モータの正転側又は逆転側へと切換可
能な通電回路と、この通電回路を構成する４つのスイッ
チング素子の内、直流モータの両端に夫々設けられた互
いに極性の異なる側の２つのスイッチング素子を外部か
らの駆動指令に従い選択的に同時にオンして、直流モー
タを正転又は逆転させる回転方向切換手段と、を設け、
電流低減手段が直流モータに流れる電流を保持電流に切
り換える際には、回転方向切換手段がオンする２つのス
イッチング素子の少なくとも一方を周期的にオン・オフ
させるように構成するとよい。つまり、このように構成
すれば、外部から入力する駆動指令によって、直流モー
タの回転方向を切り換え、駆動対象物を予め設定された
２方向の内の一方に選択的に変位させることが可能にな
る。

【００２７】そして、このように外部から入力する駆動
指令によって直流モータの回転方向を選択的に切り換え
ることができる制御装置であれば、アクチュエータが、
請求項８に記載のように、出力軸が、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、直流モータの回転により
ロッドを軸方向に変位させるものであっても、適用でき
ることになる。

【００２８】また特に、本発明の制御装置によれば、モ
ータ通電時に駆動対象物がロックしてモータの回転が停
止しても、駆動対象物のロックが解消されれば、再びモ
ータへの通電を通常通電に切り換えることができるの
で、請求項９に記載のように、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
駆動するために、ロッドがクラッチ機構のスライダに連
結された推力アクチュエータの制御装置、より具体的に
は、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の制御装置、
として使用すれば、スプラインの連結時にスライダが一
時的にロック状態になったとしても、モータにロック電
流が流れるのを防止しつつ、スプラインの連結を確実に
行うことが可能になる。

【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３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】図に示すように本実施例の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３８
FR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ドライブシャフト３８FL，３
８FR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、推力アクチュエータの構造・動作、更に、
本発明の主要部である推力アクチュエータの制御装置の
構成・動作について説明する。尚、以下の説明におい
て、図４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５及び図６は推力アクチュエータの内部
構造を示す平面図（アッパケースを取り外した状態）、
図７は推力アクチュエータの内部構造を示す側面断面図
（図５及び図６のＡ−Ａ断面図）である。

【００３８】図４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４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４、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４は、ケース５にシール部
材２１を介して往復動可能に支持されて、先端部がケー
ス５の外側（図４の左側）へ突出し、その先端部に設け
られた連結ピン４ａ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
４は、ピニオンギヤ１９とラックギヤ２０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、図５〜図７に示すように、ａ）モータ２の出力軸２ａに取り付けられて出力軸２ａ
と一体に回転するウォームギヤ７（但し、このウォーム
ギヤ７は、モータ２への通電が停止された時にモータ２
が逆回転できるように進み角の大きいものを使用してい
る。したがって平歯車でも良い）、ｂ）ウォームギヤ７と噛み合うウォームホイール８、ｃ）ウォームホイール８と共通の支持軸９に支持されて
ウォームホイール８と一体に回転する小径ギヤ１０、ｄ）小径ギヤ１０と噛み合う大径ギヤ１１、ｅ）大径ギヤ１１と非通の支持軸１２に支持されてトー
ションスプリング３を介してトルク伝達される小径ギヤ
１３、ｆ）小径ギヤ１３と噛み合う大径ギヤ１４、ｇ）大径ギヤ１４と共通の支持軸１５に支持されて大径
ギヤ１４と一体に回転する小径ギヤ１６、ｈ）小径ギヤ１６と噛み合うプレートギヤ１７、ｉ）支持軸１８に嵌合するプレートギヤ１７のボス部の
外周に形成されてプレートギヤ１７と一体に回転するピ
ニオンギヤ１９、ｊ）ロッド４の端部に一体に設けられてピニオンギヤ１
９と噛み合うことでピニオンギヤ１９の回転力を推力
（軸方向の動力）に変換するラックギヤ２０、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８
（図５のＢ−Ｂ断面図）及び図９に示すように、大径ギ
ヤ１１の内周に配されており、その両端部３ａ、３ｂが
内周側へ折り曲げられて大径ギヤ１１の内側に突設され
た円弧状の係止壁１１ａに係止されて所定のセットトル
クが付与されている。尚、大径ギヤ１１は、軸方向の一
方側（図８の右側）のみ側壁を有し、他方側は開口され
ている。

【００４３】トーションスプリング３を介してトルク伝
達される小径ギヤ１３は、大径ギヤ１１の開口された側
面を塞ぐ円形のプレート１３ａを有し、このプレート１
３ａの一側面（図８の右側面）に、大径ギヤ１１の係止
壁１１ａの内周側でトーションスプリング３の両端部３
ａ、３ｂの間に挿入される円弧状の係合壁１３ｂが設け
られている。尚、係合壁１３ｂは、大径ギヤ１１の係止
壁１１ａ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９
（ａ）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４がロックして小径ギヤ１３の
回転が停止した時に、図９（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に、自身の一方の端部３ａが小径ギヤ１３の係合壁１３
ｂの一端に係合しながら大径ギヤ１１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。

【００４５】尚、図９（ａ）は捩じり角＝０のセット状
態、図９（ｂ）はセット状態（つまり図５（ａ）の状
態）から捩じり角θ１だけ捩じられた状態、図９（ｃ）
はセット状態から捩じり角θ２（＞θ１）だけ捩じられ
た状態を示す。但し、本実施例のトーションスプリング
３は、図１０のグラフに示すように、捩じり角が増大し
ても、それによって得られる捩じりトルクが大きく変化
しない様に、スプリング定数か小さく設定されている。
尚、図１０における各記号は以下の通りである。

【００４６】Ｔ０：トーションスプリング３のセットト
ルクＴ１：セット状態からθ１だけ捩じられた時の捩りトル
クＴ２：セット状態からθ２だけ捩られた時の捩りトルクＥ１：モータ回転数が「低速」時の回転慣性エネルギＥ２：モータ回転数が「中速」時の回転慣性エネルギ具体的に、捩じり角θ＝１．５ｒａｄ、２．４ｒａｄ、
３．２ｒａｄの場合のトーションスブリング３の捩じり
トルクＴ、トーションスプリング３に吸収されるエネル
ギＥ、及び捩じりトルクＴによって得られる推力を算出
または測定すると、それぞれ下記の表１の様になる。

【００４７】

【表１】

【００４８】一方、本アクチュエータ１において、無負
荷動作時でのモータ２の回転数変動を５０００ｒｐｍ
（ａｔ１０ｖ）〜８０００rpm（ａｔ１６ｖ）の範囲と
した場合に、その変動範囲内の回転数によって生じるモ
ータ２の回転慣性エネルギは下記の表２に示す通りであ
る。尚、無負荷動作時のモータ通電電流はＯ．１〜０．
２Ａである。

【００４９】

【表２】

【００５０】上記の表１と表２の結果からも分かるよう
に、ロッド４の移動が停止した時にモータ２の回転慣性
エネルギによってトーションスプリング３を捩じり込む
ことができ、その時、トーションスプリング３に蓄えら
れた捩じりトルクにより得られる推力は５０〜７０ｋｇ
となり、スライダ４６ｓにて各回転軸４６ａ，４６ｂの
スプラインを連結する時或いはその連結を切り離す時に
必要な推力（本実施例では最大５０kg）よりも大きな推
力が得られる。

【００５１】尚、ケース５は、図７に示すように、シー
ル部材２２を介して液密に組み合わされたロアケース５
ａとアッパケース５ｂから成る。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、後述の制御装置を介して、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。

【００５２】そして、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
れたウォームギヤ７が出力軸２ａと一体に回転し、この
ウオームギヤ７と噛み合うウォームホイール８が回転す
る。ウォームホイール８の回転は、ウォームホイール８
と共に支持軸９に一体に設けられた小径ギヤ１０を介し
て大径ギヤ１１に伝達されて、この大径ギヤ１１からト
ーションスプリング３を介して小径ギヤ１３に伝達さ
れ、さらに小径ギヤ１３から大径ギヤ１４へ、大径ギヤ
１４から小径ギヤ１６へ、小径ギヤ１６からプレートギ
ヤ１７へ順に伝達された後、このプレートギヤ１７と一
体に回転するピニオンギヤ１９からラックギヤ２０に伝
達されて、ピニオンギヤ１９とラックギヤ２０との間で
軸方向の推力に変換される。

【００５３】このラックギヤ２０で変換された推力によ
りロッド４が引き込まれて（図６参照）、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４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４
６ａ，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。

【００５４】ここで、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。

【００５５】これにより、推力アクチュエータ１では、
ロッド４がロック（移動停止）してトーションスプリン
グ３よりロッド４側に設けられた各ギヤ（１３、１４、
１６、１７、１９、２０）の回転は停止するが、トーシ
ョンスプリング３よりモータ２側に設けられた各ギヤ
（７、８、１０、１１）はモータ２の回転慣性エネルギ
によって回転を継続しようとする。

【００５６】このため、トーションスプリング３は、モ
−夕２の回転数（５０００ｒｐｍ〜８０００ｒｐｍ）に
応じた回転慣性エネルギ（表２参照）を吸収して捩じり
込まれる。従つて、ロッド４は、スライダ４６ｓと回転
軸４６ａ側スプラインとの噛み合いに必要な推力が加え
られた状態で停止する。

【００５７】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４に掛かる負荷が低減して、それ
まで停止していたロッド４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。

【００５８】この後、フォークシャフト４９は、スライ
ダ４６ｓと回転軸４６ａ側スプラインとが噛み合った状
態でさらに移動し、シフトフォ−ク４９が図示しないス
トッパに当接することで停止する。このシフトフォーク
４９がストッパに当接して停止することで再びロッド４
に掛かる負荷が増大してロッド４は停止するが、上記の
ようにトーションスプリング３にモータ２の回転慣性エ
ネルギが吸収されるため、ロッド４の移動停止に伴う衝
撃力が動力伝達機構に加わることはない。

【００５９】そして、その後は、後述の制御装置の動作
によってモータ２への通電が停止されて、２輪駆動から
４輪駆動への切り換えが終了する。また、このようにモ
ータ２への通電が停止されると、トーションスプリング
３に蓄えられた捩じりトルクによってモータ２が逆回転
することにより、動力伝達機構に掛かる負荷は解消され
る。

【００６０】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、プレートギヤ１７と一体に回転するピニオンギヤ１
９からラックギヤ２０に伝達されて、ピニオンギヤ１９
とラックギヤ２０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４がケース５から突出さ
れ（図４，６参照）、フォークシャフト４９を変位させ
る。

【００６１】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４の左方向へ移動し、スライダ４６ｓと回転軸４６
ａ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。

【００６２】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。

【００６３】すると、推力アクチュエータ１では、ロッ
ド４がロック（移動停止）して、トーションスプリング
３よりロッド４側に設けられた各ギヤ（１３、１４、１
６、１７、１９、２０）の回転は停止するが、トーショ
ンスプリング３よりモータ２側に設けられた各ギヤ
（７、８、１０、１１）はモータ２の回転慣性エネルギ
によって回転を継続するため、トーションスプリング３
には反力（スライダ４６ｓを移動させるトルク）が蓄積
される。

【００６４】そして、このトルクとモータ２の回転トル
クとの合成トルクが、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４が移動し、スライダ４６ｓと回転軸４６
ａ側スプラインとの噛合が切り離される。

【００６５】また、その後、スライダ４６ｓは、回転軸
４６ｂ側スプラインに沿ってさらに移動するが、シフト
フォ−ク４９が図示しないストッパに当接することで停
止する。尚、このシフトフォーク４９がストッパに当接
して停止することで再びロッド４に掛かる負荷が増大し
てロッド４は停止するが、上記のようにトーションスプ
リング３にモータ２の回転慣性エネルギが吸収されるた
め、ロッド４の移動停止に伴う衝撃力が動力伝達機構に
加わることはない。

【００６６】そして、その後は、後述の制御装置の動作
によってモータ２への通電が停止されて、４輪駆動から
２輪駆動への切り換えが終了する。また、このようにモ
ータ２への通電が停止されると、トーションスプリング
３に蓄えられた捩じりトルクによってモータ２が逆回転
することにより、動力伝達機構に掛かる負荷は解消され
る。以上のように、本実施例の推力アクチュエータ１で
は、モータ２の回転をピニオンギヤ１９に伝達する動力
伝達機構に、トルク蓄積用のトーションスプリング３を
備えているため、駆動対象物であるスライダ４６ｓ側か
ら加わる負荷が大きくなってトーションスプリング３か
らロッド４側のギヤの回転が停止した際には、トーショ
ンスプリング３にトルクを蓄積し、その蓄積したトルク
とモータ２の回転トルクとにより、モータ２が発生する
回転トルクよりも大きいトルクでスライダ４６ｓを移動
させることが可能になり、従来技術の項で説明したよう
に、モータ２の小型化及び省電力化を図ることができ
る。

【００６７】ところで、上記のように２輪駆動から４輪
駆動への切換時には、スライダ４６ｓが回転軸４６ａ側
スプラインと噛合するのに時間がかかることがあり、こ
の場合、モータ２への通電を通常通り行っていると、モ
ータ２に通常よりも大きなロック電流が長時間流れて、
モータ２やその通電用回路が発熱し、場合によっては焼
損してしまうことがある。そこで、推力アクチュエータ
１の制御装置は、モータ２に長時間ロック電流が流れる
のを防止しつつ、モータ２を運転者からの指令に従い回
転させて、２輪駆動から４輪駆動或いはその逆方向への
切り換えを行うことができるようにされている。

【００６８】そこで次にこのように構成された本実施例
の制御装置について説明する。図１は、本実施例の推力
アクチュエータ１の制御装置５０の構成を表す電気回路
図である。図１に示す如く、制御装置５０には、推力ア
クチュエータ１においてトーションスプリング３からロ
ッド４側のギヤが所定角度回転する度にパルス信号を発
生する回転センサ５２と、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５４と、制御装
置５０の起動直後にスライダ４６ｓの位置を確認するた
めの初期位置確認スイッチ５６とが接続されている。

【００６９】尚、回転センサ５２は、本発明の回転検出
手段に相当するものであり、回転センサ５２が回転を検
出するギヤとしては、トーションスプリング３よりロッ
ド４側に設けられたギヤ（１３、１４、１６、１７、１
９、２０）であればどのギヤであってもよい。例えば、
大径ギヤ１４の外周近傍に電磁ピックアップ式の回転セ
ンサを設け、そのギヤ１４の歯車が回転センサを通過す
る度にパルス信号を出力するようにしてもよく、或い
は、任意のギヤの支持軸に回転検出用のプレートを設
け、そのプレートの回転を、電磁ピックアップ式或いは
光学式の回転センサを利用して検出するようにしてもよ
い。

【００７０】また、操作スイッチ５４は、本実施例で
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、操作レバーが２ＷＤ
指令位置にあるときオン状態となり、操作レバーが４Ｗ
Ｄ指令位置にあるときオフ状態となるスイッチにより構
成されている。

【００７１】また、初期位置確認スイッチ５６は、制御
装置５０の起動直後に、スライダ４６ｓが各スプライン
を連結する４ＷＤ位置にあるか、各スプラインの連結を
切り離す２ＷＤ位置にあるかを確認するためのものであ
り、本実施例では、例えば、２ＷＤ／４ＷＤ切換装置４
６内に組み込まれて、上記操作スイッチ５４と同様に、
スライダ４６ｓが２ＷＤ位置にあるときにオン状態とな
り、スライダ４６ｓが４ＷＤ位置にあるときにオフ状態
となるスイッチにより構成されている。

【００７２】図１に示す如く、制御装置５０には、通電
回路６０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Ｔ
２，Ｔ４と、からなる所謂Ｈブリッジ回路が備えられて
いる。

【００７３】そして、本実施例では、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（本実施例ではＭＯＳＦＥＴを使用）。

【００７４】次に、回転センサ５２の出力は、シフト検
出カウンタ６２の入力端子（アップ）に接続されると共
に、オアゲートＯＲ１を介して、ロック検出タイマ６４
のリセット端子に接続されている。そして、シフト検出
カウンタ６２において、カウント値が設定値に達したと
きにハイレベルの信号を出力する出力端子（キャリー）
は、入力信号のハイ／ローレベルを反転して出力するイ
ンバータＩＮＶ１を介して、アンドゲートＡＮＤ１，Ａ
ＮＤ２の入力端子に接続され、ロック検出タイマ６４に
おいて、計時時間が所定時間に達したときにハイレベル
の信号を出力する出力端子（キャリー）は、ナンドゲー
トＮＡＮＤ１の入力端子に接続されている。

【００７５】上記各アンドゲートＡＮＤ１及びＡＮＤ２
は、通電回路６０を構成するモータ正回転用のトランジ
スタＴ１，Ｔ４、及びモータ逆回転用のトランジスタＴ
２，Ｔ３を、夫々、オンさせるための駆動信号（ハイレ
ベル）を出力するものであり、アンドゲートＡＮＤ１の
出力は、モータ正回転用のトランジスタＴ１，Ｔ４の制
御入力端子（具体的には、ベース或いはゲート）に接続
され、アンドゲートＡＮＤ２の出力は、モータ逆回転用
のトランジスタＴ２，Ｔ３の制御入力端子に、オアゲー
トＯＲ２を介して接続されている。

【００７６】また、ナンドゲートＮＡＮＤ１の出力端子
は、これら各アンドゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２の入力端
子に接続され、ナンドゲートＮＡＮＤ１は、ロック検出
タイマ６４からの出力がハイレベルであるとき（後述の
モータ停止検出時）に、間欠通電用発振回路６６からの
発振出力に応じて信号レベルが周期的にローレベルに変
化する間欠通電用の制御信号を各アンドゲートＡＮＤ
１，ＡＮＤ２に出力し、ロック検出タイマ６４からの出
力がローレベルであるときには、常時、ハイレベルの信
号を、各アンドゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２に出力する。

【００７７】一方、操作スイッチ５４及び初期確認スイ
ッチ５６の一端は、バッテリの負極側電位と同じグラン
ドラインに接地されており、他端が、制御装置５０内の
定電圧電源ラインＶｃｃに図示しない抵抗等を介してプ
ルアップされた信号経路を介して、制御装置５０内各部
に接続されている。

【００７８】即ち、操作スイッチ５４は、オアゲートＯ
Ｒ３を介して、Ｄ−フリップフロップ（以下、Ｄ−Ｆ／
Ｆと記載する）６８のクロック入力端子に接続されると
共に、インバータＩＮＶ２を介して、Ｄ−Ｆ／Ｆ６９の
クロック入力端子に接続され、更に、イクスクルーシブ
オアゲート（排他的論理和回路）ＥＸＯＲ１及びアンド
ゲートＡＮＤ３の入力端子に夫々接続されている。ま
た、初期位置確認スイッチ５６は、イクスクルーシブオ
アゲートＥＸＯＲ１の入力端子に接続されている。

【００７９】そして、上記各Ｄ−Ｆ／Ｆ６８，６９の入
力端子Ｄには、当該制御装置５０の電源電圧Ｖｃｃが印
加されており、Ｄ−Ｆ／Ｆ６８，６９は、クロック入力
端子への入力信号の立上がりにより、その電源電圧Ｖｃ
ｃに応じたハイレベルの信号を出力端子Ｑから出力し、
リセット端子にハイレベルの信号が入力されると、その
出力端子Ｑからローレベルの信号を出力する。

【００８０】また、Ｄ−Ｆ／Ｆ６８の出力端子Ｑは、ア
ンドゲートＡＮＤ１の入力端子に接続されると共に、そ
の出力信号の立上がり後、一定パルス幅のパルス信号を
発生するワンショットタイマ７０の入力端子に接続され
ている。また、Ｄ−Ｆ／Ｆ６９の出力端子Ｑは、アンド
ゲートＡＮＤ２の入力端子に接続されると共に、その出
力信号の立上がり後、一定パルス幅のパルス信号を発生
するワンショットタイマ７１の入力端子に接続されてい
る。

【００８１】そして、ワンショットタイマ７０の出力端
子は、Ｄ−Ｆ／Ｆ６９のリセット端子に接続されると共
に、オアゲートＯＲ４の入力端子に接続され、Ｄ−Ｆ／
Ｆ６９からの出力を受けるワンショットタイマ７１の出
力端子は、Ｄ−Ｆ／Ｆ６８のリセット端子に接続される
と共に、オアゲートＯＲ４の入力端子に接続され、更
に、このオアゲートＯＲ４の出力端子は、オアゲートＯ
Ｒ１の入力端子、及びシフト検出カウンタ６２のリセッ
ト端子に、夫々接続されている。

【００８２】一方、イクスクルーシブオアゲートＥＸＯ
Ｒ１の出力端子は、Ｄ−Ｆ／Ｆ７２の入力端子Ｄ及びリ
セット端子に夫々接続されている。このＤ−Ｆ／Ｆ７２
は、当該制御装置５０への電源投入後（つまり起動後）
に、当該制御装置５０に図示しない定電圧電源回路から
供給される電源電圧Ｖｃｃが所定電圧に達してから、当
該装置を初期化（Ｄ−Ｆ／Ｆ６８，６９のリセット等）
するためのパルス信号を発生するパワーオンリセット回
路７４からのパルス信号をクロック入力端子に受けて、
そのパルス信号の立上がりにより、イクスクルーシブオ
アゲートＥＸＯＲ１の出力をラッチするためのものであ
り、出力端子Ｑは、アンドゲートＡＮＤ３及びＡＮＤ４
の入力端子に接続されている。また、アンドゲートＡＮ
Ｄ４のもう一方の入力端子は、インバータＩＮＶ２の出
力端子に接続され、更に、アンドゲートＡＮＤ４の出力
端子は、オアゲートＯＲ２を介して、通電回路６０のモ
ータ逆回転用のトランジスタＴ２，Ｔ３の制御入力端子
に接続されている。尚、Ｄ−Ｆ／Ｆ７２は、リセット端
子に入力されるイクスクルーシブオアゲートＥＸＯＲ１
からの出力信号の立下がりにより、リセットされる。

【００８３】以上のように構成された制御装置５０にお
いては、起動直後に、操作スイッチ５４と初期位置確認
スイッチ５６とのオン・オフ状態が一致しているとき、
つまり、２ＷＤ／４ＷＤ切換指令と実際の切換状態とが
一致しているときには、イクスクルーシブオアゲートＥ
ＸＯＲ１の出力はローレベルとなり、Ｄ−Ｆ／Ｆ７２の
出力もローレベルに保持される。この結果、アンドゲー
トＡＮＤ３，ＡＮＤ４の出力もローレベルに保持され
る。また、当該装置の起動直後には、パワーオンリセッ
ト回路７４からのパルス信号により、上記各Ｄ−Ｆ／Ｆ
６８，６９がリセットされることから、その出力はロー
レベルに保持される。この結果、アンドゲートＡＮＤ
１，ＡＮＤ２の出力、及びオアゲートＯＲ２の出力も、
ローレベルに保持され、通電回路６０のトランジスタＴ
１〜Ｔ４は、全て、オフ状態に保持され、モータ２が回
転することはない。

【００８４】一方、起動直後に、操作スイッチ５４と初
期位置確認スイッチ５６とのオン・オフ状態が一致して
いないとき（２ＷＤ／４ＷＤ切換指令と実際の切換状態
とが不一致の場合）には、イクスクルーシブオアゲート
ＥＸＯＲ１の出力が、ハイレベルとなり、その後パワー
オンリセット回路７４から出力されるパルス信号によ
り、Ｄ−Ｆ／Ｆ７２の出力がハイレベルとなる。そし
て、このとき、操作スイッチ５４がオン状態で、初期位
置確認スイッチ５６がオフ状態であれば（換言すれば、
操作レバーが２ＷＤ指令位置にあるにもかかわらず２Ｗ
Ｄ／４ＷＤ切換装置４６が４ＷＤ側に切り換えられてい
る場合には）、操作スイッチ５４からの信号経路がロー
レベルとなるため、この信号レベルがインバータＩＮＶ
２を介して反転して入力されるアンドゲートＡＮＤ４か
らの出力がハイレベルとなる。

【００８５】この結果、オアゲートＯＲ２からの出力が
ハイレベルとなり、通電回路６０のモータ逆回転用のト
ランジスタＴ２，Ｔ３がオンして、モータ２に逆回転用
の電流が流れて、モータ２が逆回転し、推力アクチュエ
ータ１は、２ＷＤ／４ＷＤ切換装置４６におけるスライ
ダ４６ｓと回転軸４６ａ側スプラインとの噛合を切り離
す方向にスライダ４６ｓを移動させ、最終的には、スラ
イダ４６ｓは、回転軸４６ｂ側スプラインにのみ噛合し
た、２ＷＤ位置になる。

【００８６】そして、スライダ４６ｓが２ＷＤ位置にな
ると、初期位置確認スイッチ５６が、操作スイッチ５４
と同じオン状態となるため、イクスクルーシブオアゲー
トＥＸＯＲ１の２つの入力端子が共にローレベルとなっ
て、その出力がハイレベルからローレベルに反転する。
すると、その出力信号の立下がりにより、Ｄ−Ｆ／Ｆ７
２がリセットされて、Ｄ−Ｆ／Ｆ７２からの出力がロー
レベルとなり、アンドゲートＡＮＤ４及びオアゲートＯ
Ｒ２の出力がローレベルとなって、トランジスタＴ２，
Ｔ３がオフ状態となり、モータ２への通電が停止され
る。

【００８７】従って、本実施例によれば、制御装置５０
の起動時に、操作レバーが２ＷＤ指令位置にあるにもか
かわらず、２ＷＤ／４ＷＤ切換装置４６が４ＷＤ側に切
り換えられていたとしても、上記初期駆動によって、２
ＷＤ／４ＷＤ切換装置４６のスライダ４６ｓを２ＷＤ位
置に駆動して、指令と実際の切り換え状態とを一致させ
ることができる。

【００８８】また次に、制御装置５０の起動直後に、操
作スイッチ５４がオフ状態で、初期位置確認スイッチ５
６がオン状態である場合（換言すれば、操作レバーが４
ＷＤ指令位置にあるにもかかわらず２ＷＤ／４ＷＤ切換
装置４６が２ＷＤ側に切り換えられている場合）には、
操作スイッチ５４からの信号経路がハイレベルとなるた
め、アンドゲートＡＮＤ３からの出力がハイレベルとな
る。そして、このアンドゲートＡＮＤ３からの出力は、
オアゲートＯＲ３を介して、Ｄ−Ｆ／Ｆ６８のクロック
入力端子に入力されることから、アンドゲートＡＮＤ３
からの出力がハイレベルになると、Ｄ−Ｆ／Ｆ６８の出
力端子Ｑがローレベルからハイレベルになって、アンド
ゲートＡＮＤ１にハイレベルの信号が出力されると共
に、ワンショットタイマ７０からパルス信号が出力され
る。

【００８９】ワンショットタイマ７０からのパルス信号
は、Ｄ−Ｆ／Ｆ６９，シフト検出カウンタ６２，及びロ
ック検出タイマ６４のリセット端子に、直接、或いは、
オアゲートＯＲ４，ＯＲ１を介して間接的に入力され、
これら各部はリセットされる。すると、シフト検出カウ
ンタ６２からの出力はローレベルになって、インバータ
ＩＮＶ１にてハイレベルに反転された後、アンドゲート
ＡＮＤ１に入力される。また、ロック検出タイマ６４か
らの出力もローレベルになるため、ナンドゲートＮＡＮ
Ｄ１からの出力はハイレベルとなり、この信号が、各ア
ンドゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２に入力される。

【００９０】よって、これら各アンドゲートＡＮＤ１，
ＡＮＤ２のうち、モータ正回転用のアンドゲートＡＮＤ
１のみがハイレベルの信号を出力することになり、この
信号により、通電回路６０におけるモータ正回転用のト
ランジスタＴ１，Ｔ４がオン状態となって、モータ２に
正回転用の電流が流れて、モータ２が正回転し、推力ア
クチュエータ１は、スライダ４６ｓを回転軸４６ａ側ス
プラインに向けて移動させる。

【００９１】また、このようにスライダ４６ｓを移動さ
せたとき、回転軸４６ｂ側スプラインと回転軸４６ａ側
スプラインとの回転及び位置が一致しないと、スライダ
４６ｓが回転軸４６ａ側スプラインの端面に当たり、こ
のスプラインに噛合できずに停止する。そこで、本実施
例では、この停止状態を判定するために、回転センサ５
２からパルス信号によりロック検出タイマ６４をリセッ
トするように構成されており、ロック検出タイマ６４
が、回転センサ５２からパルス信号が入力されない時間
が所定時間、詳しくは、トーションスプリング３よりロ
ッド４側に設けられたギヤ（１３、１４、１６、１７、
１９、２０）の回転が停止し、更に、モータ２の回転に
よりトーションスプリング３に捩りトルクを蓄積するの
に要する所定時間△Ｔ、に達したときに、ハイレベルの
信号を出力する。

【００９２】そして、このようにロック検出タイマ６４
がハイレベルの信号を出力すると、ナンドゲートＮＡＮ
Ｄ１から、間欠通電用発振回路６６の発振出力を反転し
た信号が周期的に出力され、アンドゲートＡＮＤ１から
は、この信号に応じて、トランジスタＴ１，Ｔ４を周期
的にオン／オフさせる駆動信号が出力されて、モータ２
が間欠的に通電される。尚、こうした間欠通電のため
に、間欠通電用発振回路６６が出力する発振信号の周期
及びデューティ比は、上記間欠通電により、モータ２か
ら、トーションスプリング３に蓄積されたトルクによっ
てモータ２が逆転しない程度の保持トルクを発生させる
ことができるように予め設定されている。

【００９３】一方、このようにスライダ４６ｓが回転軸
４６ａ側スプラインの端面に当たって停止してから、上
記各スプラインの回転及び位置が一致すると、トーショ
ンスプリング３に蓄積された捩りトルクによって、スラ
イダ４６ｓが回転軸４６ａ側スプラインに噛合し始め
る。すると、トーションスプリング３よりロッド４側に
設けられたギヤ（１３、１４、１６、１７、１９、２
０）が回転し始め、回転センサ５２からパルス信号が出
力されることから、ロック検出タイマ６４は再びリセッ
トされて、ナンドゲートＮＡＮＤ１からの出力は、ハイ
レベルになる。そして、その後は、モータ２への正回転
方向への通常通電が再開されて、モータ２は通常通り正
回転され、この回転により、スライダ４６ｓは、回転軸
４６ａ側スプライン方向へと更に移動される。

【００９４】一方、シフト検出カウンタ６２は、リセッ
ト後、回転センサ５２から出力されるパルス信号をカウ
ントし、そのカウント値が所定値に達したとき、換言す
れば、回転センサ５２が設けられたギヤが所定角度回転
して、スライダ４６ｓがその回転角度で決まる所定量だ
け変位したときに、ハイレベルの信号を出力して、イン
バータＩＮＶ１からアンドゲートＡＮＤ１への入力信号
をローレベルにする。この結果、アンドゲートＡＮＤ１
からの出力がローレベルとなって、トランジスタＴ１，
Ｔ４がオフ状態となり、モータ２への通電が停止され
る。尚、シフト検出カウンタ６２がリセット後、ハイレ
ベルの信号を出力するまでのカウント値は、スライダ４
６ｓが２ＷＤ位置から４ＷＤ位置又はその逆方向へと移
動させたときに、回転センサ５２から出力されるパルス
数である。

【００９５】従って、本実施例によれば、制御装置５０
の起動時に、操作レバーが４ＷＤ指令位置にあるにもか
かわらず、２ＷＤ／４ＷＤ切換装置４６が２ＷＤ側に切
り換えられていたとしても、上記初期駆動によって、２
ＷＤ／４ＷＤ切換装置４６のスライダ４６ｓを４ＷＤ位
置まで駆動して、指令と実際の切り換え状態とを一致さ
せることができる。

【００９６】尚、この初期駆動により、初期位置確認ス
イッチ５６は、操作スイッチ５４と同様、オフ状態とな
り、イクスクルーシブオアゲートＥＸＯＲ１の２つの入
力端子が共にハイレベルとなって、その出力がハイレベ
ルからローレベルに反転することから、その後は、Ｄ−
Ｆ／Ｆ７２がリセットされて、Ｄ−Ｆ／Ｆ７２からの出
力がローレベルとなり、アンドゲートＡＮＤ３の出力
は、ローレベルに保持される。

【００９７】次に、制御装置５０の起動後、上記初期動
作によって、操作スイッチ５４と初期位置確認スイッチ
５６とのオン・オフ状態が一致していることが確認され
るか、そのオン・オフ状態が一致するようにモータ２へ
の通電がなされた後、運転者の操作レバーの操作によっ
て、操作スイッチ５４のオン・オフ状態が切り変わる
と、その変化に応じて、上記一対のＤ−Ｆ／Ｆ６８，６
９からの出力が、操作スイッチ５４のオン・オフ状態に
対応したレベルに確定される。

【００９８】即ち、運転者が４ＷＤから２ＷＤへの切り
換えを指令し、操作スイッチ５４がオフ状態からオン状
態に切り変わったときには、Ｄ−Ｆ／Ｆ６９のクロック
入力端子がローレベルからハイレベルに変化し、Ｄ−Ｆ
／Ｆ６９の出力がハイレベルとなり、他方のＤ−Ｆ／Ｆ
６８は、ワンショットタイマ７１から出力されるパルス
信号によりリセットされて、その出力がローレベルとな
る。また、逆に、運転者が２ＷＤから４ＷＤへの切り換
えを指令し、操作スイッチ５４がオン状態からオフ状態
に切り変わったときには、Ｄ−Ｆ／Ｆ６８のクロック入
力端子がローレベルからハイレベルに変化し、Ｄ−Ｆ／
Ｆ６８の出力がハイレベルとなり、他方のＤ−Ｆ／Ｆ６
９は、ワンショットタイマ７０から出力されるパルス信
号によりリセットされて、その出力がローレベルとな
る。

【００９９】そして、２ＷＤへの切換指令入力時には、
ワンショットタイマ７１から出力されるパルス信号によ
り、シフト検出カウンタ６２及びロック検出タイマ６４
がリセットされて、アンドゲートＡＮＤ２への入力信号
が全てハイレベルとなることから、アンドゲートＡＮＤ
２からの出力（ハイレベル）により、通電回路６０内の
モータ逆回転用のトランジスタＴ２，Ｔ３がオン状態に
制御されて、モータ２が逆回転し、推力アクチュエータ
１は、２ＷＤ／４ＷＤ切換装置４６のスライダ４６ｓを
２ＷＤ位置まで移動させる。また、このときの移動量
は、シフト検出カウンタ６２によるカウント値にて監視
され、スライダ４６ｓが確実に２ＷＤ位置に移動した
後、モータ２への通電が停止される。

【０１００】一方、４ＷＤへの切換指令入力時には、ワ
ンショットタイマ７０から出力されるパルス信号によ
り、シフト検出カウンタ６２及びロック検出タイマ６４
がリセットされて、アンドゲートＡＮＤ１への入力信号
が全てハイレベルとなることから、操作スイッチ５４と
初期位置確認スイッチ５６とのオン・オフ状態が不一致
でスライダ４６ｓを４ＷＤ位置まで移動させる上述の初
期駆動時と同様に、モータ２への通電が制御されて、最
終的には、スライダ４６ｓが確実に４ＷＤ位置に移動し
た後、モータ２への通電が停止される。

【０１０１】つまり、図２に示すように、例えば、時点
ｔ0 にて、操作スイッチ５４がオンからオフに変化し
て、モータ２を正回転させると、スライダ４６ｓが回転
軸４６ａ側スプライン方向に移動し、その移動に伴い、
回転センサ５２からパルス信号（回転パルス）が出力さ
れるが、スライダ４６ｓが回転軸４６ａ側スプラインの
端面まで移動した際、回転軸４６ｂ側スプラインと回転
軸４６ａ側スプラインとの回転が同期し、且つその回転
位置が一致していないと、スライダ４６ｓは、回転軸４
６ａ側スプラインに噛合できずに、その位置に停止さ
れ、回転センサ５２からのパルス信号の出力も停止され
る。そして、この停止時間は、ロック検出タイマ６４に
て計時され、その計時時間（時点ｔ1 以降の時間）が、
所定時間△Ｔに達すると（時点ｔ2 ）、その後は、間欠
通電用発振回路６６からの出力信号により、モータ２が
間欠通電されることになる。

【０１０２】従って、モータ２のモータ巻線に流れる電
流（モータ電流）は、図２に示すように、スライダ４６
ｓの停止直後に、一時的に通常よりも増大するが、その
後は、間欠通電により、モータ電流を、トーションスプ
リング３に蓄積された捩りトルクによってモータ２が逆
転しない程度の保持トルクを発生させる保持電流に抑制
できることになる。

【０１０３】そして、その後、上記各スプラインの回転
が同期して、スライダ４６ｓが回転軸４６ａ側スプライ
ンに噛合し始めると、回転センサ５２からのパルス信号
の出力が再開される（時点ｔ3 ) ことから、モータ２へ
の通電が間欠通電から通常通電に切り換えられて、モー
タ２は通常通り正回転され、この回転により、スライダ
４６ｓは、回転軸４６ａ側スプライン方向へと更に移動
されることになる。また、この移動によって、スライダ
４６ｓが４ＷＤ位置に達し、シフト検出カウンタ６２に
よる回転センサ５２からのパルス信号のカウント値が所
定値に達すると（時点ｔ4 ）、シフト検出カウンタ６２
からの出力がハイレベルになって、モータ正回転用のト
ランジスタＴ１，Ｔ４がオフ状態となり、モータ２への
通電が停止される。

【０１０４】以上説明したように、本実施例の推力アク
チュエータ１の制御装置５０においては、モータ２への
通電時に、回転センサ５２からのパルス信号が入力され
なくなり、その状態がトーションスプリング３に捩りト
ルクを蓄積可能な所定時間△Ｔ以上継続すると、モータ
２への通電を、バッテリ電圧をモータ巻線に直接印加す
る通常通電から、間接通電に切り換え、モータ電流を、
トーションスプリング３に蓄積された捩りトルクによっ
てモータ２が逆転しない程度の保持トルクをモータ２に
発生させる保持電流まで低下させる。

【０１０５】このため、上記のように、２ＷＤ／４ＷＤ
切換装置４６内のスライダ４６ｓを、２ＷＤ位置から４
ＷＤ位置まで移動させる際に、スライダ４６ｓが回転軸
４６ａ側スプラインの端面に当接した場合等、スライダ
４６ｓの移動がスプライン側から受ける力によって一時
的に停止したときには、モータ電流を保持電流まで低下
させて、モータ２に大きなロック電流が長時間流れて、
モータ及びその通電回路６０が発熱するのを防止でき
る。また、通電回路６０を、ロック電流に充分耐えうる
ように、許容電流の大きなトランジスタを用いて構成す
る必要がないことから、制御装置５０のコストダウンを
図ることができる。

【０１０６】また、モータ２への通電電流を保持電流ま
で低下させた後、スライダ４６ｓがトーションスプリン
グ３に蓄積された捩りトルクによって移動すれば、回転
センサ５２からのパルス信号によりロック検出タイマ６
４がリセットされて、モータ２への通常通電を速やかに
再開することから、モータ２の停止（ロック）が解除さ
れれば、モータ２を速やかに回転させて、スライダ４６
ｓを所望位置まで変位させることができる。

【０１０７】尚、本実施例では、ロック検出タイマ６４
が本発明（特に請求項２）のモータ停止検出手段として
機能し、ロック検出タイマ６４のリセット端子に回転セ
ンサ５２からのパルス信号を入力してロック検出タイマ
６４をリセットさせるオアゲートＯＲ１が、本発明の通
常通電再開手段として機能する。また、Ｄ−Ｆ／Ｆ６
８，６９及びワンショットタイマ７０，７１は、請求項
７に記載の回転方向切換手段に相当し、本実施例では、
これら各回路と通電回路６０とがモータ通電手段として
機能する。また、間欠通電用発振回路６６及びこの回路
からの出力により間欠通電用の信号を発生するナンドゲ
ートＮＡＮＤ１が、本発明の電流低減手段（特に請求項
５）の電流低減手段として機能し、シフト検出カウンタ
６２が、請求項４に記載の通電停止手段として機能す
る。

【０１０８】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、モータ通電時のモータ２の回転停止（モータロッ
ク）を、ロック検出タイマ６４を用いて、回転センサ５
２からのパルス信号の出力停止時間を計時することによ
り検出し、その後、モータ２への通電電流を保持電流ま
で低下させる際の間欠通電は、間欠通電用発振回路６６
からの出力信号に従い行うものとして説明したが、例え
ば、図１１に示す如く、通電回路６０を介して、モータ
２に実際に流れたモータ電流を、通電回路６０により形
成されるモータの通電経路に設けた抵抗Ｒ１を介して直
接検出し、その検出したモータ電流から、モータ２の回
転停止を検出したり、モータ２に流れる保持電流を制御
するようにしてもよい。

【０１０９】即ち、図１１に示す制御装置８０と、図１
に示した上記実施例の制御装置５０との異なる点は、下
記の〜の点であり、それ以外は、上記実施例の制御
装置５０と全く同様に構成されている。通電回路６０からグランドラインに至るモータ２の
通電経路にモータ電流検出用の抵抗Ｒ１を設けた点。

【０１１０】この抵抗Ｒ１の通電回路６０側の電圧
（電流検出電圧）が、電源電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ２，Ｒ３
で分圧したロック判定電圧よりも高いか否かを判定し、
電流検出電圧がロック判定電圧よりも高いときに、モー
タ２にモータ停止時のロック電流が流れたと判定して、
ハイレベルの検出信号を出力するコンパレータＣＯＭ１
を設けた点。

【０１１１】ロック検出タイマ６４の代わりに、ロ
ック検出用のＲＳ−フリップフロップ（以下、単にＲＳ
−Ｆ／Ｆという）８４を設け、そのリセット端子に、オ
アゲートＯＲ１からの出力を入力し、セット端子に、コ
ンパレータＣＯＭ１からの出力を入力するようにし、更
に、その出力端子Ｑを、ナンドゲートＮＡＮＤ１に接続
した点。

【０１１２】抵抗Ｒ１からの電流検出電圧が、電源
電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ４，Ｒ５で分圧した保持電流判定電
圧（ロック判定電圧よりも充分小さい電圧）よりも高い
か否かを判定し、電流検出電圧が保持電流判定電圧より
も高いときに、モータ電流が保持電流を越えたと判定し
て、ハイレベルの検出信号を出力するコンパレータＣＯ
Ｍ２を設けた点。

【０１１３】間欠通電用発振回路６６の代わりに、
コンパレータＣＯＭ２からの検出信号を受けて、その信
号の立下がり後、所定時間、間欠通電用のハイレベルの
信号を出力する間欠通電用オフタイマ８６を設けた点。間欠通電用オフタイマ８６からの出力信号と、コン
パレータＣＯＭ２からの検出信号とを受けて、これら各
信号のいずれかがハイレベルであるとき、ナンドゲート
ＮＡＮＤ１にハイレベルの信号を出力するオアゲートＯ
Ｒ１０を設けた点。

【０１１４】そして、このように構成された図１１の制
御装置８０においては、モータ通電によりモータ２が回
転しているときには、回転センサ５２からのパルス信号
によりＲＳ−Ｆ／Ｆ８４がリセットされて、その出力は
ローレベルとなるが、モータ２の回転が停止して、モー
タ電流が上昇し、電流検出電圧がロック判定電圧に達す
ると、ＲＳ−Ｆ／Ｆ８４がセットされて、その出力がハ
イレベルとなる。すると、ナンドゲートＮＡＮＤ１の出
力は、オアゲート１０からの入力信号レベルに応じて変
化し、その入力信号レベルがハイレベルであるとき、出
力がローベルとなる。また、モータ２にロック電流が流
れているときには、コンパレータＣＯＭ２からの出力も
ハイレベルとなるため、コンパレータＣＯＭ１でロック
電流が検出された直後には、ナンドゲートＮＡＮＤ１か
らの出力がローレベルとなり、モータ２への通電が停止
される。

【０１１５】そして、この通電停止によって、モータ電
流が保持電流を下回ると、コンパレータＣＯＭ２からの
出力は、ローレベルとなるが、コンパレータＣＯＭ２か
らの出力がローレベルとなっても、間欠通電用オフタイ
マ８６から一定時間ハイレベルの信号が出力されること
から、モータ通電は、その後一定時間遮断され、モータ
電流がコンパレータＣＯＭ２が判定する保持電流よりも
小さい所定電流まで低下した時点で、間欠通電用オフタ
イマ８６からの出力がローレベルとなって、ナンドゲー
トＮＡＮＤ１からハイレベルの信号が出力され、モータ
２への通電が再開される。すると、モータ電流が再び上
昇し、コンパレータＣＯＭ２が判定する保持電流を越え
ることから、モータ２への通電が再度停止され、以降、
モータ電流は、コンパレータＣＯＭ２が判定する保持電
流と、間欠通電用オフタイマ８６が計時する一定時間が
経過するまでの間に保持電流から低下した第２の保持電
流との間で増減され、その平均電流に制御されることに
なる。

【０１１６】この結果、図１１の制御装置８０において
も、図１に示した制御装置５０と同様、推力アクチュエ
ータ１により２ＷＤ／４ＷＤ切換装置４６のスライダ４
６ｓを２ＷＤ位置から４ＷＤ位置へと移動させる際に、
スライダ４６ｓが回転軸４６ａ側スプラインの端部に当
接してモータ２の回転が一時的に停止したとしても、モ
ータ電流からその旨を速やかに検出して、その後、スラ
イダ４６ｓがスプラインと噛合し始めるまでの間、図２
に示したように、モータ２を間欠的に通電して、モータ
２から、トーションスプリング３に蓄積された捩りトル
クによってモータ２が逆転しない程度の回転トルクを発
生させることが可能になる。

【０１１７】そして、モータ２の回転停止後、トーショ
ンスプリング３に蓄積された捩りトルクによりスライダ
４６ｓが移動し始め、回転センサ２からパルス信号が出
力されると、ＲＳ−Ｆ／Ｆ８４がリセットされて、モー
タ２への通常通電が再開されることから、スライダ４６
ｓを所定位置まで移動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】推力アクチュエータの制御装置の構成を表す
電気回路図である。

【図２】制御装置の動作を説明するタイムチャートで
ある。

【図３】４輪駆動車の動力伝達系の全体構成を表す説
明図である。

【図４】推力アクチュエータとスライダとの接続状態
を表す説明図である。

【図５】推力アクチュエータの内部構造を示す平面図
である。

【図６】推力アクチュエータの作動状態を示す内部構
造の平面図である。

【図７】推力アクチュエータの内部構造を示す側面断
面図である。

【図８】トーションスプリングの取付け状態を示す断
面図である。

【図９】トーションスプリングが捩じられる状態を示
す作動図である。

【図１０】トーションスプリングの捩じり角とトルク
との関係を示すグラフである。

【図１１】制御装置の他の構成例を表す電気回路図で
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（ばね部材）、４…ロッド、７…ウォームギ
ヤ（動力伝達機構）、８…ウォームホイール（動力伝達
機構）、１０…小径ギヤ（動力伝達機構）、１１…大径
ギヤ（動力伝達機構）、１３…小径ギヤ（動力伝達機
構）、１４…大径ギヤ（動力伝達機構）、１６…小径ギ
ヤ（動力伝達機構）、１７…プレートギヤ（動力伝達機
構）、１９…ピニオンギヤ（動力伝達機構）、２０…ラ
ックギヤ（動力伝達機構）、４０…フロント車軸断続装
置、４２…ハイ／ロー切換装置、４６…２ＷＤ／４ＷＤ
切換装置、４８…ロック／フリー切換装置、５０，８０
…制御装置、５２…回転センサ、５４…操作スイッチ、
５６…初期位置確認スイッチ、６０…通電回路、６２…
シフト検出カウンタ、６４…ロック検出タイマ、６６…
間欠通電用発振回路、６８，６９，７２…Ｄ−フリップ
フロップ、７０，７１…ワンショットタイマ、８４…Ｒ
Ｓ−フリップフロップ、８６…間欠通電用オフタイマ、
ＣＯＭ１，ＣＯＭ２…コンパレータ。

Claims

【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、該モータの回転トルクを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
止した場合に、前記モータの回転慣性エネルギを吸収し
て前記出力軸を回動可能なトルクを蓄積するばね部材
と、を有し、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変位させるアクチュエータの制御
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、前記モータ通電手段によるモータ通電時に前記モータの
回転停止を検出するモータ停止検出手段と、該モータ停止検出手段にて前記モータの回転停止が検出
されると、前記モータ通電手段が前記モータに流す電流
を、前記モータが前記ばね部材に蓄積されたトルクによ
って逆転するのを防止可能な保持電流まで低下させる電
流低減手段と、前記出力軸の回転を検出する回転検出手
段と、前記電流低減手段の動作時に、前記回転検出手段にて前
記出力軸の回転が検出されると、前記電流低減手段の動
作を停止させて、前記モータ通電手段による前記モータ
の通常通電を再開させる通常通電再開手段と、を備えたことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項２】前記モータ停止検出手段は、前記回転検
出手段からの信号に基づき前記出力軸の回転停止時間を
計時し、該回転停止時間が、前記ばね部材が前記モータ
の回転慣性エネルギを吸収して前記トルクを蓄積するの
に要する所定時間に達したときに、前記モータの回転停
止を検出することを特徴とする請求項１に記載のアクチ
ュエータの制御装置。
【請求項３】前記モータ停止検出手段は、前記モータ
に流れる電流を検出し、該電流が予め設定されたロック
判定電流に達したときに、前記モータの回転停止を検出
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
の制御装置。
【請求項４】前記モータ通電手段は、前記モータへの
通電開始後、前記回転検出手段からの信号に基づき前記
出力軸の回転数又は回転角度を検出し、該回転数又は回
転角度が予め設定された所定値に達したときに、前記モ
ータへの通電を停止する通電停止手段を備えたことを特
徴とする請求項１〜請求項３いずれか記載のアクチュエ
ータの制御装置。
【請求項５】前記電流低減手段は、前記モータ通電手
段が形成する通電経路を周期的に断続させて、前記モー
タに間欠的に通電することを特徴とする請求項１〜請求
項４いずれか記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項６】前記電流低減手段は、前記モータに流れ
る電流が前記保持電流を越えたか否かを判定する判定手
段を備え、該判定手段の判定結果に従い、前記通電経路
を断続させることを特徴とする請求項５に記載のアクチ
ュエータの制御装置。
【請求項７】前記アクチュエータは、前記モータとし
て通電時の電流方向により回転方向を切換可能な直流モ
ータを備え、前記モータ通電手段は、前記直流モータの両端を夫々直流電源の正極側及び負極
側に接続可能な４つのスイッチング素子を備え、前記直
流モータへの通電経路を該直流モータの正転側又は逆転
側へと切換可能な通電回路と、前記駆動指令に従い、前記直流モータの両端に夫々設け
られた互いに極性の異なる側の２つのスイッチング素子
を同時にオンして、前記直流モータを正転又は逆転させ
る回転方向切換手段と、を備え、前記電流低減手段は、前記回転方向切換手段がオンする
２つのスイッチング素子の少なくとも一方を周期的にオ
ン・オフさせて、前記直流モータを間欠通電することを
特徴とする請求項５又は請求項６に記載のアクチュエー
タの制御装置。
【請求項８】前記アクチュエータは、前記出力軸が、
該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、前
記直流モータの回転により該ロッドを軸方向に変位させ
るものであることを特徴とする請求項７に記載のアクチ
ュエータの制御装置。
【請求項９】前記アクチュエータは、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、該各回転軸の中心軸に沿って移動可能
なスライダを介して連結・切離するクラッチ機構を駆動
する推力アクチュエータであり、前記ロッドは、該クラッチ機構のスライダの連結され
て、前記直流モータの回転により、前記スライダを、前
記各スプラインの連結位置と該連結を切り離す切離位置
とに変位させることを特徴とする請求項８に記載のアク
チュエータの制御装置。