JP2016223516A - 動力伝達機構 - Google Patents

Abstract

【課題】多軸駆動用アクチュエータの体格の小型化を図る。【解決手段】多軸駆動用アクチュエータ１では、アクチュエータ９０から電磁力が出力されていないとき、バネ１４０からの弾性力によりアーム８５が軸方向一方側に押されてストッパ８４がアーム歯車８７の自転を止めた状態になり、電動モータ２０からの回転駆動力がアーム歯車８７に伝えられる。よって、アーム機構８０を公転させてアーム歯車８７を歯車１２２ａ〜１２２ｄのうち任意の歯車に対応する位置に移動させる。アクチュエータ９０からの電磁力によってアーム８５が軸方向他方側に引き付けられると、アーム歯車８７がストッパ８４から離れてアーム歯車８７が任意の歯車に接続した状態になり、電動モータ２０からの回転駆動力がアーム歯車８７を介して任意の歯車に伝えられる。【選択図】図２

Description

本発明は、動力伝達機構に関するものである。

従来、多軸駆動用アクチュエータでは、複数の出力軸と、および電動モータを備え、複数の出力軸のうち所望の出力軸を選択し、この選択した所望の出力軸に電動モータから出力される駆動力を伝えるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

多軸駆動用アクチュエータは、シャフトが上下方向に延びるように形成されている電動モータと、シャフトが貫通してシャフトに固定される基板と、この基板に対して上側においてシャフトに対して外周側に形成されて、かつシャフトを回転可能に支持する支持柱と、支持柱の軸方向下側に固定されて、かつ基板に対向する摩擦板とを備える。

多軸駆動用アクチュエータは、支持柱のうち上側に固定されるアームと、アームの上側に設けられてシャフトの上側端部に支持される第１プーリと、アームの先端側に配置されて回転可能に支持されている第２プーリと、第１、第２プーリの間に配置されているベルトとを備える。

ここで、基板と摩擦板とは、電動モータから支持柱への駆動力の伝達を断続する第１クラッチ機構とを構成する。第２プーリの摩擦部と複数の出力軸のうち任意の出力軸とは、第２プーリから任意の出力軸への駆動力の伝達を断続する第２クラッチ機構とを構成する。第１、第２クラッチ機構は、ソレノイドから生じる電磁力およびバネの弾性力によって作動する電磁クラッチを構成している。

例えば、ソレノイドのコイルに通電されていない状態では、バネの弾性力により第１、第２のクラッチ機構が作動して、第２プーリの摩擦部と複数の出力軸との間が開放され、かつ基板と摩擦板とが圧接して接続される。

この状態にて、電動モータのシャフトからの回転駆動力が基板および摩擦板を通して支持柱に伝わるため、アームが支持柱とともに自転する。このため、シャフトを中心として第２プーリが公転する。よって、第２プーリが複数の出力軸のうち任意の出力軸に対応する位置に移動させることができる。

次に、ソレノイドへ通電すると、ソレノイドからの電磁力により第１、第２のクラッチ機構を作動する。この場合、摩擦板、支持柱、アーム、および第１、第２のプーリがシャフトの軸方向上側に移動する。このため、基板と摩擦板との間が開放され、かつ第２プーリの摩擦部が任意の出力軸に接触して第２プーリの摩擦部が任意の出力軸に接続される。この状態にて、電動モータの回転駆動力がシャフトから、第１プーリ、ベルト、第２プーリを通して任意の出力軸に出力させることができる。

その後、ソレノイドのコイルへの通電が停止されると、バネの弾性力により第１、第２のクラッチ機構が作動する。この場合、摩擦板、支持柱、アーム、および第１、第２のプーリがシャフトの軸方向下側に移動する。このため、基板と摩擦板との間が接続されて、第２プーリと任意の出力軸との間が開放される。これにより、任意の出力軸から第２プーリを離脱させることができる。

このように、電磁クラッチやバネの作動により摩擦板、支持柱、アーム、および第１、第２のプーリを軸方向に移動させたり、第２のプーリを公転させることにより、複数の出力軸のうち電動モータからの回転駆動力が伝達される出力軸を切り替えることができる。

特許第３１７５２０８号明細書

上記多軸駆動用アクチュエータでは、上述の如く、複数の出力軸のうち電動モータからの回転駆動力が伝達される出力軸を切り替えるために、第２のプーリを公転させるだけでなく、摩擦板、支持柱、アーム、および第１、第２のプーリを軸方向に移動させることが必要になる。このため、大きな電磁力を発生させる電磁クラッチが必要になる。このため、電磁クラッチの体格が大きくなり、動力伝達機構の体格の大型化を招いている。

本発明は上記点に鑑みて、体格の小型化を図るようにした動力伝達機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の出力歯車（１２２ａ〜１２２ｄ）と、軸（３４）に対してその軸心を中心とする外周側に配置されて軸を中心として回転可能に構成されている同心軸（８１）と、同心軸に支持されて軸を中心として公転自在に支持されている回転軸（８３）と、回転軸を中心として自転可能に支持されているアーム出力歯車（８７）と、アーム出力歯車を自転可能に支持し、かつ同心軸に対して軸を中心として回転可能に支持されて同心軸に対してその軸方向に移動可能に構成されているアーム（８５）と、回転軸に支持されてアーム出力歯車の自転を止めるストッパ（８４）とを備えるアーム機構（８０）と、アームを軸方向の一方側に押す弾性力を発生する第１弾性部材（１４０）と、第１弾性部材の弾性力に対抗してアームを軸方向の他方側に引き付ける力を出力するアクチュエータ（９０、８８ａ）と、を備え、アクチュエータから力が出力されていないとき、第１弾性部材からの弾性力によりアームが軸方向の一方側に移動されてストッパがアーム出力歯車に噛んでアーム出力歯車の自転を止めた状態で、駆動源（２０）からの回転駆動力がアーム出力歯車に伝えられることにより、同心軸およびアームを軸を中心として回転させつつ、アーム出力歯車を軸を中心として公転させることにより、複数の出力歯車のうち任意の出力歯車に対応する位置にアーム出力歯車を移動させて、アクチュエータからの力によってアームが軸方向他方側に移動された場合に、アーム出力歯車がストッパから解放されてアーム出力歯車が任意の出力歯車に接続して駆動源からの回転駆動力がアーム出力歯車を介して任意の出力歯車に伝えられることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、アクチュエータからの力、および第１弾性部材の弾性力によって、アーム出力歯車の自転を止めたり、アーム出力歯車の自転を許容する。このため、大きな電磁力を発生させる電磁クラッチを用いることなく、複数の歯車のうち電動モータからの回転駆動力が伝達される歯車を切り替えることができる。したがって、多軸駆動用アクチュエータの体格の小型化を図ることができる。

請求項２に記載の発明では、出力歯車毎に設けられて、出力歯車に噛んで出力歯車の回転位置を保持する保持部材（１３２ａ〜１３２ｄ）と、保持部材を軸方向一方側に押す弾性力を発生する第２弾性部材（１３３ａ）と、アームに支持されて、保持部材を軸方向他方側に押して保持部材から出力歯車を解き放す解放部材（８９）と、を備え、アクチュエータから力が出力されていないとき、保持部材が第２弾性部材からの弾性力により軸方向一方側に押された状態で保持部材が出力歯車に噛んで出力歯車の回転位置を保持し、
アクチュエータからの力によってアームが軸方向他方側に引き付けられたとき、解放部材が保持部材を軸方向他方側に押して保持部材から出力歯車を解き放すことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、複数の出力歯車のうち、アーム出力歯車が接続されていない非稼働の出力歯車を正規の回転位置に保持部材が保持することができる。このため、非稼働の出力歯車の回転位置が振動等により正規の回転位置からずれることを未然に防ぐことができる。したがって、アクチュエータからの力によってアームが軸方向他方側に引き付けられたときに、アーム出力歯車を任意の出力歯車に良好に接続することができる。

但し、本明細書では、２つのギアの間において、接続とは、２つのギアのそれぞれの歯先円が互いに重なる状態をいう。離脱とは、２つのギアのそれぞれの歯先円が離れている状態をいう。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態において多軸駆動用アクチュエータの内部構造を示す図であって、アーム歯車８７が歯車１２２ａに接続した状態を示す図である。 図１中II−II断面図であって、アーム歯車８７が歯車１２２ａに接続した状態を示す図である。 図１中II−II断面図であって、アーム歯車８７が歯車１２２ａから外れた状態を示す図である。 図１のアーム歯車８７が歯車１２２ｂに接続した状態を示す図である。 図１のアーム歯車８７が歯車１２２ｃに接続した状態を示す図である。 図１のアーム歯車８７が歯車１２２ｄに接続した状態を示す図である。 本発明の第２実施形態において多軸駆動用アクチュエータが適用される車両用空調装置を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
次に、本発明の動力伝達機構が適用される多軸駆動用アクチュエータ１について図１〜図７に基づいて説明する。

多軸駆動用アクチュエータ１は、図１、図２、および図３に示すように、ケーシング１０、電動モータ２０、および動力伝達機構３０を備える。

ケーシング１０は、上側ケーシング部１０ａおよび下側ケーシング部１０ｂを組み合わせて構成されている。ケーシング１０は、電動モータ２０、および動力伝達機構３０を収納している。

電動モータ２０は、ケーシング１０に支持されている。電動モータ２０には、回転駆動力を出力する出力歯車２１が設けられている。出力歯車２１の軸方向は、後述する軸３１、３２、３３、３４の軸方向に直交している。

動力伝達機構３０は、歯車モジュール５０、歯車６０、７０、アーム機構８０、および出力部１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄを備える。

歯車モジュール５０は、その軸方向が軸３１の軸方向に一致するように配置されている。本明細書では、歯車モジュールとは複数の歯車を備える部品である。歯車モジュール５０は、軸３１に対して回転可能に支持されている。歯車モジュール５０は、歯車５１、５２を備える。歯車５２は、歯車５１に対して軸３１の軸方向一方側に配置されている。図２、図３中の上側を軸方向一方側とし、下側を軸方向他方側としている。歯車５１には、電動モータ２０の出力歯車２１が接続されている。

歯車６０は、軸３２に対して回転可能に支持されている。歯車６０は、その軸方向が軸３２の軸方向に一致するように配置されている。歯車６０には、歯車モジュール５０の歯車５２が接続されている。

歯車７０は、軸３３に対して回転可能に支持されている。歯車７０は、その軸方向が軸３３の軸方向に一致するように配置されている。歯車７０には、歯車６０が接続されている。

アーム機構８０は、同心軸８１、アームステー８２、回転軸８３、ストッパ８４、アーム８５、アーム歯車８６、８７、磁性体保持部８８、および解放ピン８９を備える。

同心軸８１は、軸３４に対して同軸的に配置されている。すなわち、同心軸８１は、その軸心方向が、軸３４の軸心方向に一致し、かつ軸３４に対してその軸心を中心とする外周側に配置されている。同心軸８１は、軸３４を中心として回転可能に構成されている。

アームステー８２は、同心軸８１に支持されて、同心軸８１から軸３４の径方向外側に延びるように形成されている。アームステー８２は、アーム８５に対して軸方向一方側に配置されている。

回転軸８３は、アームステー８２に支持されものであって、アームステー８２から軸方向他方側に延びるように形成されている。回転軸８３は、軸３４の軸線に対して平行になる配置されている。

ストッパ８４は、アームステー８２の先端側に支持されものであって、アームステー８２の先端側から軸方向他方側に延びるように形成されている。このことにより、ストッパ８４は、回転軸８３に対して軸３４の軸線を中心とする径方向外側に配置されて、かつ回転軸８３に支持されることになる。

アーム８５は、同心軸８１に対してその軸方向に移動可能に支持されて、かつ同心軸８１によって軸３４を中心として回転可能に支持されている。

具体的には、アーム８５は、図２、図３に示すように、上側支持部８５ａ、および下側支持部８５ｂを備える。さらに、アーム８５には、図１に示すように、連結部８５ｃが設けられている。

上側支持部８５ａは、同心軸８１から軸３４の径方向外側に延びるように形成されている。下側支持部８５ｂは、同心軸８１から軸３４の径方向外側に延びるように形成されている。上側支持部８５ａは、下側支持部８５ｂに対して軸方向一方側に配置されている。

上側支持部８５ａおよび下側支持部８５ｂは、それぞれ、同心軸８１に対して軸方向に移動可能に支持されて、かつ同心軸８１によって軸３４を中心として回転可能に支持されている。

上側支持部８５ａは、アーム歯車８６、８７を軸方向一方側（図２、３中上側）から支える。下側支持部８５ｂは、アーム歯車８６、８７を軸方向他方側（図２、３中下側）から支える。このことにより、アーム歯車８６、８７は、上側支持部８５ａ、および下側支持部８５ｂによって、回転可能に支持されることになる。

連結部８５ｃは、上側支持部８５ａおよび下側支持部８５ｂを連結している。このため、上側支持部８５ａおよび下側支持部８５ｂが一緒に回転したり、一緒に軸方向に移動したりすることができる。

アーム歯車８６は、その軸方向が同心軸８１の軸方向に一致するように配置されている平歯車である。アーム歯車８６は、同心軸８１に対して軸３４を中心として回転可能に構成され、かつ同心軸８１に対してその軸方向に移動可能に構成されている。アーム歯車８６は、歯車７０に接続されている。

アーム歯車８７は、アーム歯車８６に対して軸３４の径方向外側に配置されている。アーム歯車８７は、その軸方向がアーム歯車８６の軸方向に平行になるように配置されている。アーム歯車８７は、回転軸８３に対して自転可能に支持されている。回転軸８３は、アーム８５の上側支持部８５ａに対して軸方向に貫通している。アーム歯車８７は、アーム歯車８６に対して接続されている。

磁性体保持部８８は、アーム８５の下側支持部８５ｂに支持されたもので、アーム８５の下側支持部８５ｂに対して軸方向他方側に配置されたものである。磁性体保持部８８は、磁性体８８ａを保持している。解放ピン８９は、アーム８５の下側支持部８５ｂにより支持されるものであって、下側支持部８５ｂから軸方向他方側に突起している。

このように構成されるアーム機構８０では、回転軸８３、ストッパ８４、アーム歯車８７、および解放ピン８９が軸３４を中心として公転可能に構成されている。

本実施形態では、軸３１、３２、３３、３４は、それぞれの軸方向が平行になっている。軸３１、３２、３３、３４は、ケーシング１０によって支持されている。

ソレノイド９０は、磁性体８８ａとともに、アーム８５を軸方向他方側に引き付ける電磁力を発生する単一のアクチュエータを構成する。ソレノイド９０は、ケーシング１０のうちアーム８５を軸方向他方側に配置されている。ソレノイド９０は、ケーシング１０に支持されている。ソレノイド９０は、同心軸８１を中心とする円筒状に形成されている。ソレノイド９０の径方向内側には、バネ１４０が配置されている。バネ１４０は、ケーシング１０に支持されて、後述するように、アーム８５を軸方向一方側に押す弾性力を出力する第１弾性部材である。

出力部１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄは、アーム歯車８７の公転軌道上に配置されている。出力部１００Ａは、図２に示すように、歯車１１０ａ、歯車モジュール１２０ａ、および保持機構１３０ａを備える。

歯車１１０ａは、その軸線が軸１１１ａの軸線に一致するように配置されている。軸１１１ａは、その軸方向が軸３１〜３４の軸方向に対して平行になっている。軸１１１ａは、ケーシング１０により支持されている。歯車１１０ａは、軸１１１ａを中心として回転可能に構成されている。歯車１１０ａのうち軸方向他方側１１３ａは、ケーシング１０の開口部から露出している。

歯車モジュール１２０ａは、その軸線が軸１２１ａの軸線に一致するように配置されている。軸１２１ａは、その軸方向が軸３１〜３４の軸方向に対して平行になっている。軸１２１ａは、ケーシング１０により支持されている。歯車モジュール１２０ａは、軸１２１ａを中として回転可能に構成されている。歯車モジュール１２０ａは、歯車１２２ａ、１２３ａを備える。歯車１２２ａは、歯車１２３ａに対して軸方向一方側に配置されている。歯車１２２ａは、後述するようにアーム歯車８７から回転駆動力が伝えられる。歯車１２３ａは、歯車１１０ａに接続されている。

保持機構１３０ａは、軸３４と出力部１００Ａとの間に配置されている。保持機構１３０ａは、保持ケース１３１ａ、保持部材１３２ａ、およびバネ１３３ａを備える。保持ケース１３１ａは、ケーシング１０に支持されている。保持ケース１３１ａのうち軸方向一方側には、貫通孔１３６ａ（図３参照）が設けられている。貫通孔１３６ａは、解放ピン８９が貫通可能に構成されている。

保持部材１３２ａは、図２、図３に示すように、基部１３４ａから突起部１３５ａが歯車モジュール１２０ａ側に突起するように形成されている。保持部材１３２ａのうち基部１３４ａ側は、保持ケース１３１ａ内に配置されている。保持部材１３２ａは、後述するように、歯車モジュール１２０ａの歯車１２２ａに噛んで歯車１２２ａを正規の回転位置に保持する役割を果たす。

バネ１３３ａは、保持ケース１３１ａ内に配置されて、保持部材１３２ａの基部１３４ａ側を軸方向一方側に押す弾性力を発生する弾性部材である。バネ１３３ａは、ケーシング１０に支持されている。

出力部１００Ｂは、出力部１００Ａと同様に、歯車１１０ｂ、歯車モジュール１２０ｂ、および保持機構１３０ｂを備える。出力部１００Ｃ、１００Ｄは、出力部１００Ａと同様に、歯車１１０ｃ、１１０ｄ、歯車モジュール１２０ｃ、１２０ｄ、保持機構１３０ｃ、１３０ｄを備える。このため、出力部１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄの構造の説明を簡素化する。

なお、歯車１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄは、歯車１１０ａに対応し、歯車モジュール１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄは、歯車モジュール１２０ａに対応し、保持機構１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄは、保持機構１３０ａに対応する。歯車１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄは、歯車１２２ａに対応する。保持部材１３２ｂ、１３２ｃ、１３２ｄは、保持部材１３２ａに対応する。軸１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄは、軸１２１ａに対応している。軸１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄは、軸１１１ａに対応している。

次に、本実施形態の多軸駆動用アクチュエータ１の作動について説明する。

本実施形態の多軸駆動用アクチュエータ１では、アーム歯車８７が歯車１２２ａに接続されていない状態では、出力部１００Ａの保持部材１３２ａがバネ１３３ａの弾性力により軸方向一方側に押されている（図２参照）。このため、保持部材１３２ａが歯車モジュール１２０ａの歯車１２２ａに噛んで歯車１２２ａの回転位置を正規の回転位置に保持する。

同様に、アーム歯車８７が出力部１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄの歯車１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄに接続されていない状態では、保持機構１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄの保持部材１３２ｂ、１３２ｃ、１３２ｄが歯車１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄの回転位置を正規の回転位置に保持する。

そして、アーム機構８０のアーム歯車８７が歯車１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄのうち任意の歯車に接続する際に、保持機構による任意の歯車の保持が解除される。このため、電動モータ２０の回転駆動力を任意の歯車に伝えることができる。

そこで、以下、本実施形態の作動の一例として、歯車１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄのうちアーム歯車８７が接続される歯車を歯車１２２ａから歯車１２２ｄに切り替える具体例について説明する。

まず、ソレノイド９０に電流が流れていなく、ソレノイド９０および磁性体８８ａの間で電磁力が作用していない状態では、バネ１４０が弾性力によって磁性体保持部８８を軸方向一方側に押している。このため、アーム８５は、バネ１４０が弾性力によって軸方向一方側に押される。このとき、ストッパ８４がアーム歯車８７の歯に噛み込んでいる。これにより、ストッパ８４がアーム歯車８７の自転を止めることができる。

この状態で、電動モータ２０に電力が供給されて電動モータ２０が出力歯車２１を回転させると、出力歯車２１が歯車モジュール５０の歯車５１を回転させることができる。このため、歯車モジュール５０の歯車５２が歯車６０を回転させることができる。これに伴い、歯車６０が歯車７０を回転させることができる。このため、歯車７０がアーム歯車８６を回転させることができる。

このように電動モータ２０からの回転駆動力を歯車モジュール５０、歯車６０、７０を介してアーム機構８０に伝えることができる。

このとき、アーム歯車８７、８６は接続されているものの、上述の如く、ストッパ８４がアーム歯車８７の自転を止めている。このため、電動モータ２０からの回転駆動力により、アーム歯車８６が軸３４を中心として回転する。これに伴い、アーム８５が軸３４を中心として回転しつつ、アーム歯車８７、回転軸８３、およびストッパ８４が軸３４を中心として公転する。その後、アーム歯車８７が例えば歯車１２２ａに対応する部位（具体的には、歯車１２２ａに対して軸方向一方側）に移動する（図３参照）。

そして、ソレノイド９０に電流を流すと、ソレノイド９０および磁性体８８ａの間に電磁力が作用する。この作用した電磁力は、バネ１４０の弾性力に対抗して磁性体８８ａを軸方向他方側に引き付ける。このため、アーム８５、アーム歯車８７、８６、磁性体保持部８８、および解放ピン８９を軸方向他方側に引き付けることになる。

このとき、ストッパ８４からアーム歯車８７が解放されてアーム歯車８７の自転が許容される（図２参照）。これに伴い、アーム歯車８７が出力部１００Ａの歯車モジュール１２０ａの歯車１２２ａに接続されている。

さらに、解放ピン８９が保持ケース１３１ａの貫通孔１３６ａを貫通して解放ピン８９が保持部材１３２ａをバネ１３３ａの弾性力に対抗して軸方向他方側に押し付ける。このため、保持部材１３２ａから歯車１２２ａが解放される。

この状態では、電動モータ２０からの回転駆動力が歯車モジュール５０、歯車６０、７０を介してアーム機構８０のアーム歯車８６に伝えられると、アーム歯車８６から回転駆動力がアーム歯車８７に伝わる。このため、アーム歯車８７が回転軸８３を中心として自転する。したがって、アーム歯車８７が歯車１２２ａを回転させる。これに伴い、歯車１２３ａが歯車１１０ａを回転させる。これにより、電動モータ２０からの回転駆動力を歯車１１０ａから出力することができる。

その後、ソレノイド９０に電流を流すことが停止されると、ソレノイド９０および磁性体８８ａの間で電磁力が作用しなくなる。このため、バネ１４０の弾性力によってアーム８５を軸方向一方側に移動させる。このとき、ストッパ８４がアーム歯車８７の歯に噛み込んでいる。このため、ストッパ８４がアーム歯車８７の自転を止めることができる。

この状態で、電動モータ２０が出力歯車２１を回転させると、出力歯車２１が歯車５１を回転させることができる。このため、歯車５２が歯車６０、歯車７０を介してアーム歯車８６を回転させることができる。このとき、アーム８５が軸３４を中心として回転しつつ、アーム歯車８７、回転軸８３、およびストッパ８４が軸３４を中心として公転する。その後、アーム歯車８７が例えば歯車１２２ｄに対応する部位に移動する。

このとき、ソレノイド９０および磁性体８８ａの間に電磁力が作用すると、この電磁力が、バネ１４０の弾性力に対抗して、アーム８５、アーム歯車８７、８６、磁性体保持部８８、および解放ピン８９を軸方向他方側に引き付ける。このとき、ストッパ８４からアーム歯車８７が解放されてアーム歯車８７の自転が許容される。これに伴い、アーム歯車８７が歯車１２２ｄに接続される。

以上説明した本実施形態によれば、多軸駆動用アクチュエータ１では、同心軸８１は、軸３４を中心とする外周側に配置されて軸３４を中心として回転可能に構成されている。回転軸８３は、同心軸８１に支持されて軸３４を中心として公転自在に支持されている。アーム歯車８６は、同心軸８１によって軸３４を中心として回転可能に支持されている。アーム歯車８７は、アーム歯車８６に接続された状態で、回転軸８３を中心として回転可能に支持されている。アーム８５は、同心軸８１によってその軸３４を中心として回転自在に支持されて、かつ同心軸８１（すなわち、軸３４）の軸方向に移動可能に構成されている。アーム８５は、アーム歯車８７、８６をそれぞれ、自転可能に支持する。ストッパ８４は、回転軸８３によって支持されて、アーム歯車８７に噛んでアーム歯車８７の自転を止める役割を果たす。バネ１４０は、アーム８５を軸３４の軸方向一方側に押す弾性力を発生する。ソレノイド９０は、磁性体８８ａとともに、バネ１４０の弾性力に対抗してアーム８５を軸３４の軸方向他方側に引き付ける電磁力を出力するアクチェータを構成する。

ソレノイド９０および磁性体８８ａの間で電磁力が作用していないとき、バネ１４０からの弾性力によりアーム８５が軸方向一方側に押されてストッパ８４がアーム歯車８７に噛んでアーム歯車８７の自転を止めた状態になる。このため、電動モータ２０からの回転駆動力がアーム歯車８６に伝えられることにより、アーム８５を回転させてアーム歯車８７を歯車１２２ａ〜１２２ｄのうち任意の歯車に対応する位置に移動させる。

ソレノイド９０および磁性体８８ａの間で電磁力が作用してアーム８５が軸方向他方側に引き付けられることにより、アーム歯車８７がストッパ８４から離れてアーム歯車８７が任意の歯車に接続された状態になる。このため、電動モータ２０からの回転駆動力がアーム歯車８６、８７、および任意の出力歯車を介して任意の歯車に伝えられる。

以上によれば、ソレノイド９０からの電磁力およびバネ１４０の弾性力によって、アーム歯車８７の自転を止めたり、アーム歯車８７の自転を許容する。このため、大きな電磁力を出力する電磁クラッチを用いることなく、歯車１２２ａ〜１２２ｄのうち電動モータ２０からの回転駆動力が伝達される歯車を切り替えることができる。したがって、多軸駆動用アクチュエータ１の体格の小型化を図ることができる。さらに、本実施形態では、電磁クラッチを用いることなく、多軸駆動用アクチュエータ１を構成しているため、騒音や摩耗が発生しない。

本実施形態では、保持機構１３０ａ〜１３０ｄは、それぞれ、歯車１２２ａ〜１２２ｄのうち対応する歯車を保持する。このため、歯車１２２ａ〜１２２ｄのうちアーム歯車８７が接続されていない非稼働歯車を正規の回転位置に保持することができる。このため、非稼働歯車が振動等により正規の回転位置からずれることを未然に防ぐことができる。したがって、ソレノイド９０および磁性体８８ａの間に作用する電磁力によってアーム８５が軸方向他方側に引き付けられたときに、アーム歯車８７を歯車１２２ａ〜１２２ｄのうち任意の歯車に良好に接続することができる。

（第２実施形態）
本第２実施形態では、上記第１実施形態の多軸駆動用アクチュエータ１を車載空調装置の室内空調ユニット１５０の各ドアの駆動に用いる例について図７によって説明する。

図７は、本実施形態の室内空調ユニット１５０の概略構成を示す。

室内空調ユニット１５０は、計器盤内に収納された空調ケース１５１を備えており、内外気切換ドア１５２が、空調ケース１５１に回転可能に支持されている。内外気切換ドア１５２は、歯車１１０ａから出力される回転駆動力により第１切換位置（図に二重線で示す位置）および、第２切換位置（図に鎖線で示す位置）のうち一方から他方に切り替えられる。

ここで、内外気切換ドア１５２が、第１切換位置に位置するとき、外気導入モードとして、空調ケース１５１内にその外気導入口１５１ａから外気が流入させる。一方、第２切換位置（図に鎖線で示す位置）に切り替えられた場合には、内気導入モードとして、空調ケース１５１内にその内気導入口１５１ｂから車室内の空気（内気）が流入させる。

送風機１５２ｃは、外気導入口１５１ａからの外気または内気導入口１５１ｂからの内気を空気流として吸い込んでこの吸い込んだ空気流を冷却用熱交換器１５３に送風する。なお、図７中送風機１５２ｃとして軸流ファンを示しているが、実際には送風機１５２ｃとして遠心ファンが用いられる。

冷却用熱交換器１５３は、送風機１５２ｃから吹き出される空気流を、公知の冷凍サイクルの作動によって循環する冷媒により冷却して冷風を左側空気通路１５１ｄおよび右側空気通路１５１ｅに吹き出す。

左側空気通路１５１ｄおよび右側空気通路１５１ｅは、空調ケース１５１のうち冷却用熱交換器１５３に対して空気流れ下流側に形成される。左側空気通路１５１ｄおよび右側空気通路１５１ｅは、分離壁１５１ｃにより分離されている。

空調ケース１５１には、左側空気通路１５１ｄおよび右側空気通路１５１ｅを通過する冷風を加熱して温風を吹き出す加熱用熱交換器１５４が配置されている。

左側空気通路１５１ｄには、加熱用熱交換器１５４をバイパスして車室内に向けて流すバイパス流路１５４ａが設けられている。右側空気通路１５１ｅには、加熱用熱交換器１５４をバイパスして車室内に向けて流すバイパス流路１５４ｂが設けられている。

エアミックスドア１５５ａは、左側空気通路１５１ｄ内に配置されて、その回転可能に支持されている。エアミックスドア１５５ａは、その開度によって、冷却用熱交換器１５３から吹き出される冷風のうちヒータコア３に流入される空気量とバイパス流路１５４ａを流れる空気量との比率を調整する。エアミックスドア１５５ａは、歯車１１０ｄから出力される回転駆動力により、回転されて開度が調整される。

左側空気通路１５１ｄのうちヒータコア３の空気下流側では、加熱用熱交換器１５４からの温風とバイパス流路１５４ａからの冷風が混合されて空調風として車室内に向けて吹き出される。このため、エアミックスドア１５５ａの回転角度によって空調風の温度が調整される。

エアミックスドア１５５ｂは、右側空気通路１５１ｅ内に配置されて、その回転可能に支持されている。エアミックスドア１５５ｂは、その開度によって、冷却用熱交換器１５３から吹き出される冷風のうちヒータコア３に流入される空気量とバイパス流路１５４ｂを流れる空気量との比率を調整する。エアミックスドア１５５ｂは、歯車１１０ｃから出力される回転駆動力により、回転されて開度が調整される。

右側空気通路１５１ｅのうちヒータコア３の空気下流側では、加熱用熱交換器１５４からの温風とバイパス流路１５４ｂからの冷風が混合されて空調風として車室内に向けて吹き出される。このため、エアミックスドア１５５ｂの回転角度によって空調風の温度が調整される。

空調ケース１５１のうち最も空気流れ下流側には、フット吹出開口部１５６ａ、１５６ｂ、フェイス吹出開口部１５７ａ、１５７ｂ、およびデフロスタ吹出開口部１５８が設けられている。

フット吹出開口部１５６ａは、左側空気通路１５１ｄから吹き出される空調風を車室内左側席の乗員下半身に向けて吹き出す。フット吹出開口部１５６ｂは、右側空気通路１５１ｅから吹き出される空調風を車室内右側席の乗員下半身に向けて吹き出す。

フェイス吹出開口部１５７ａは、左側空気通路１５１ｄから吹き出される空調風を車室内左側席の乗員上半身に向けて吹き出す。フェイス吹出開口部１５７ｂは、右側空気通路１５１ｅから吹き出される空調風を車室内右側席の乗員上半身に向けて吹き出す。デフロスタ吹出開口部１５８は、車室内の窓ガラスの内表面に向けて吹き出す。

フット吹出開口部１５６ａは、フットドア１５９ａの回転によって開閉される。フット吹出開口部１５６ｂは、フットドア１５９ｂの回転によって開閉される。フェイス吹出開口部１５７ａは、フェイスドア１６０ａの回転によって開閉される。フェイス吹出開口部１５７ｂは、フェイスドア１６０ｂの回転によって開閉される。デフロスタ吹出開口部１５８は、フェイスドア１６０ａ、１６０ｂの回転によって開閉される。

ここで、ドア１５９ａ、１５９ｂ、１６０ａ、１６０ｂは、それぞれ、空調ケース１５１によって回転可能に支持されている。ドア１５９ａ、１５９ｂ、１６０ａ、１６０ｂは、歯車１１０ｂからリンク機構を介して与えられる回転駆動力により回転する。

以上説明した本実施形態によれば、室内空調ユニット１５０において、歯車１１０ａから出力される回転駆動力により内外気切換ドア１５２が開閉される。エアミックスドア１５５ａは、歯車１１０ｄから出力される回転駆動力により、その開度が調整される。エアミックスドア１５５ｂは、歯車１１０ｃから出力される回転駆動力により、開度が調整される。ドア１５９ａ、１５９ｂ、１６０ａ、１６０ｂは、それぞれ、歯車１１０ｂからリンク機構を介して与えられる回転駆動力により回転する。

（他の実施形態）
（１）上記第１、第２の実施形態では、アーム歯車８７として平歯車を用いた例について説明したが、これに代えて、アーム歯車８７として傘歯車を用いてもよい。この場合、歯車１２２ａ〜１２２ｄとしても傘歯車を用いることになる。

（２）上記第１、第２の実施形態では、本発明の駆動源として電動モータ２０を用いた例について説明したが、これに代えて、電動モータ以外の駆動源を本発明の駆動源として用いてもよい。

（３）上記第１、第２実施形態では、ソレノイド９０および磁性体８８ａによって本発明のアクチュエータを構成した例について説明したが、これに代えて、ソレノイド９０および磁性体８８ａ以外の構成によって本発明のアクチュエータを構成してもよい。

（４）上記第２実施形態では、本発明の動力伝達機構を車載空調装置に適用した例について説明したが、これに代えて、車載空調装置以外の各種の機器に本発明の動力伝達機構を適用してもよい。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

１ 多軸駆動用アクチュエータ
１０ ケーシング
２０ 電動モータ（駆動源）
３０ 動力伝達機構
５０ 歯車モジュール
６０、７０ 歯車
８０ アーム機構
８３ アーム回転軸
８５ アーム
８６、８７ アーム歯車
８４ ストッパ
８９ 解放ピン（解放部材）
８８ａ 磁性体（アクチュエータ）
９０ ソレノイド（アクチュエータ）
１１０ａ〜１１０ｄ 歯車
１２２ａ〜１２２ｄ 歯車（出力歯車）
１３３ａ バネ（第２弾性部材）
１４０ バネ（第１弾性部材）

Claims (3)

1. 複数の出力歯車（１２２ａ〜１２２ｄ）と、
   軸（３４）に対してその軸心を中心とする外周側に配置されて前記軸を中心として回転可能に構成されている同心軸（８１）と、前記同心軸に支持されて前記軸を中心として公転自在に支持されている回転軸（８３）と、前記回転軸を中心として自転可能に支持されているアーム出力歯車（８７）と、前記アーム出力歯車を自転可能に支持し、かつ前記同心軸に対して前記軸を中心として回転可能に支持されて前記同心軸に対してその軸方向に移動可能に構成されているアーム（８５）と、前記回転軸に支持されて前記アーム出力歯車の自転を止めるストッパ（８４）とを備えるアーム機構（８０）と、
   前記アームを前記軸方向の一方側に押す弾性力を発生する第１弾性部材（１４０）と、
   前記第１弾性部材の弾性力に対抗して前記アームを前記軸方向の他方側に引き付ける力を出力するアクチュエータ（９０、８８ａ）と、を備え、
   前記アクチュエータから力が出力されていないとき、前記第１弾性部材からの弾性力により前記アームが前記軸方向の一方側に移動されて前記ストッパが前記アーム出力歯車に噛んで前記アーム出力歯車の自転を止めた状態で、駆動源（２０）からの回転駆動力が前記アーム出力歯車に伝えられることにより、前記同心軸および前記アームを前記軸を中心として回転させつつ、前記アーム出力歯車を前記軸を中心として公転させることにより、前記複数の出力歯車のうち任意の出力歯車に対応する位置に前記アーム出力歯車を移動させて、
   前記アクチュエータからの力によって前記アームが前記軸方向他方側に移動された場合に、前記アーム出力歯車が前記ストッパから解放されて前記アーム出力歯車が前記任意の出力歯車に接続して前記駆動源からの回転駆動力が前記アーム出力歯車を介して前記任意の出力歯車に伝えられることを特徴とする動力伝達機構。
2. 前記出力歯車毎に設けられて、前記出力歯車に噛んで前記出力歯車の回転位置を保持する保持部材（１３２ａ〜１３２ｄ）と、
   前記保持部材を前記軸方向一方側に押す弾性力を発生する第２弾性部材（１３３ａ）と、
   前記アームに支持されて、前記保持部材を前記軸方向他方側に押して前記保持部材から前記出力歯車を解き放す解放部材（８９）と、を備え、
   前記アクチュエータから力が出力されていないとき、前記保持部材が前記第２弾性部材からの弾性力により前記軸方向一方側に押された状態で前記保持部材が前記出力歯車に噛んで前記出力歯車の回転位置を保持し、
   前記アクチュエータからの力によって前記アームが前記軸方向他方側に引き付けられたとき、前記解放部材が前記保持部材を前記軸方向他方側に押して前記保持部材から前記出力歯車を解き放すことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達機構。
3. 単一の前記アクチュエータによって前記アームを駆動することにより、前記アーム出力歯車を前記ストッパから解放させるとともに、前記解放部材によって前記保持部材から前記出力歯車を解き放すことを特徴とする請求項２に記載の動力伝達機構。

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