JPWO2012046868A1 - 動力伝達機構およびそれを用いた多軸駆動装置 - Google Patents

Abstract

用いるばねの力を小さくすることを可能としてギヤ等の動力伝達部材の摩耗量の低減や異音発生の抑制を図る。ダイヤルカム５０を回転させて外周面５２の凹部５１を接続軸３１のピン３２の先端部３２ａに対向させると、コイルばね４０で付勢されている接続軸３１が、ベベルギヤ１４に噛み合い、回転しているベベルギヤ３５にクラッチ歯３３，３６を介して接続する。これにより接続軸３１が回転し、接続軸３１と一体回転する出力軸２０が回転する。すなわち、モータ１０の動力が出力軸２０に伝わる。コイルばね４０は、接続軸３１をベベルギヤ３５に接続させるために用いるため、コイルばね４０の力の低減化を可能とする。

Description

本発明は、動力を出力軸等の出力側伝動部材に対して断接する動力伝達機構およびそれを用いた多軸駆動装置に関する。

例えば車両用シートにあっては、全体の前後方向のスライドや座面高さの上下動、あるいはシートバック（背もたれ）のリクライニング等、複数箇所の位置を調節可能として、乗員の体形や姿勢に適合できるようにした形式のものが多い。これらの可動部位の調節は手動でなされるものであったが、より便利なものとして、モータ駆動により調節する電動シートが提供されている。

複数の可動部位をそれぞれ独立して駆動するには、可動部位に連結した各出力軸ごとにモータを１つ１つ連結させる構成が考えられるが、これではモータの数が多くなる。そこで、１つのモータで複数の出力軸を駆動すれば効率的であり、そのために、複数の可動部位に連結した各出力軸にクラッチを介してモータの動力が伝達されるようにし、クラッチを断接して各可動部位を選択的に駆動する形式の動力伝達機構が知られている（特許文献１）。

特開平６−１５６１２３号公報

この種の動力伝達機構にあっては、上記従来のものにみられるように、ばね等の付勢部材で付勢されるギヤの噛み合いを利用して動力を伝達する構成のものがあるが、このような構成では強い付勢力が必要となり、そのため、ギヤの摩耗や噛み合い部の異音発生といった問題を招く。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ギヤ等の動力伝達部材の摩耗量の低減および異音発生の抑制が図られる動力伝達機構およびそれを用いた多軸駆動装置を提供することを目的としている。

本発明の動力伝達機構は、出力側伝動部材と、この出力側伝動部材を回転自在、かつ、軸方向への移動を規制した状態で支持する出力側伝動部材支持部と、前記出力側伝動部材の軸方向に離間して配置される入力側伝動部材と、この入力側伝動部材を回転自在、かつ、軸方向への移動を規制した状態で支持して、該入力側伝動部材を入力部材に対し常時接続した状態に保持する入力側伝動部材支持部と、前記出力側伝動部材と前記入力側伝動部材との間に、前記軸方向に沿ってクラッチ接続位置とクラッチ切断位置の２位置間を移動自在に配設された接続部材と、この接続部材を付勢する付勢部材と、前記接続部材が前記クラッチ接続位置に位置付けられた時、該接続部材を介して前記入力側伝動部材の回転を前記出力側伝動部材に伝達させる伝達手段とを備えることを特徴とする（請求項１）。

本発明の動力伝達機構によれば、入力側伝動部材が入力側伝動部材支持部により軸方向への移動が規制されて入力部材に対し常時接続した状態に保持され、付勢部材は接続部材を入力側伝動部材に接続させるために用いられる。このため、付勢部材の付勢力を比較的弱いものとすることができる。その結果、摩耗量の低減や異音発生の抑制が可能となる。

本発明の動力伝達機構では、前記入力部材および前記入力側伝動部材は、互いに係合するベベルギヤを有する形態を含む（請求項２）。

また、本発明の動力伝達機構では、前記接続部材の前記クラッチ接続位置は前記入力側伝動部材側に移動した所定位置とされ、前記伝達手段は、該接続部材の前記出力側伝動部材に対し一体回転可能、かつ軸方向への移動可能な結合手段および接続部材と入力側伝動部材との互いの接続部に設けられた接続手段である形態を含む（請求項３）。

また、本発明の動力伝達機構では、前記接続部材の前記クラッチ接続位置は前記出力側伝動部材側に移動した所定位置とされ、前記伝達手段は、該接続部材の前記入力側伝動部材に対し一体回転可能、かつ軸方向への移動可能な結合手段および接続部材と出力側伝動部材との互いの接続部に設けられた接続手段である形態を含む（請求項４）。

上記接続手段としては、噛み合いギヤ、摩擦板あるいはスプライン結合のうちの１つである形態が挙げられる（請求項５）。

また、本発明の動力伝達機構は、前記接続部材を軸方向に移動させるとともに、該接続部材を、前記付勢部材と協働して前記クラッチ接続位置と前記クラッチ切断位置の２位置のいずれか一方に位置付けるセレクタ部材を備える形態を含む（請求項６）。

次に、本発明の多軸駆動装置は、複数の可動機構に対して１つのモータの動力をクラッチを断接して選択的に伝達する多軸駆動装置であって、複数の請求項１〜５のいずれかに記載の動力伝達機構を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、用いる付勢手段の力を小さくすることを可能としたため、摩耗量の低減や異音発生の抑制を効果的に図ることができるといった効果を奏する。

本発明の実施形態に係る動力伝達機構および多軸駆動装置の基本構成を示す平面図である。 図１に示した多軸駆動装置の側面図である。 動力伝達機構における接続軸（接続部材）とベベルギヤ（入力側伝動部材）を断接する接続手段の他の例（摩擦板）を示す側面図である。 動力伝達機構における接続軸（接続部材）をベベルギヤ（入力側伝動部材）方向に付勢する付勢部材の他の例を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係る多軸駆動装置を示す斜視図である。 第１実施形態に係る多軸駆動装置の平面図である。 図６のVII−VII断面図である。 図７のVIII−VIII断面図である。 第１実施形態の動力伝達機構を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る多軸駆動装置を示す斜視図である。 第２実施形態に係る多軸駆動装置の平面図である。 動力伝達機構の変更例を示す斜視図である。 図１２に示した動力伝達機構の断面図であって、（ａ）クラッチ切断状態、（ｂ）クラッチ接続状態を示している。 本発明の第３実施形態に係る動力伝達機構を示す断面図であって、（ａ）クラッチ切断状態、（ｂ）クラッチ接続状態を示している。

１０…モータ
１３…入力ギヤ（入力部材）
１４…ベベルギヤ
２０…出力軸（出力側伝動部材）
３０…動力伝達機構
３１…接続軸(接続部材）
３２ａ…ピンの先端部
３３，３６…クラッチ歯（伝達手段、接続手段、噛み合いギヤ）
３４，３７…摩擦板（伝達手段、接続手段）
３５…ベベルギヤ（入力側伝動部材）
３５ｂ…内周スプライン（伝達手段、接続手段）
３８ｂ…外周スプライン（伝達手段、接続手段）
４０…コイルばね（付勢部材）
５０…ダイヤルカム（セレクタ部材）
６２…ギヤホルダ部（出力側伝動部材支持部、入力側伝動部材支持部）
７０…スライドカム（セレクタ部材）

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［１］基本構成
はじめに、図１および図２により、本発明の実施形態に係る多軸駆動装置の基本的な構成を説明する。この多軸駆動装置は、車両用電動シートを駆動するものとして好適に用いられる。

図１および図２で符号１０は回転軸１１を有するモータである。モータ１０は、図示せぬ装置フレーム等に固定される。モータ１０には、ＯＮ・ＯＦＦおよび回転方向を正逆いずれかに選択するスイッチ１５が接続されている。

回転軸１１には平歯車からなる駆動ギヤ１１ａが固定されており、この駆動ギヤ１１ａの周囲には、駆動ギヤ１１ａに噛み合う複数（この場合、３つ）の入力ギヤ（入力部材）１３が配置されている。入力ギヤ１３は回転軸１１と平行な回転軸を有する平歯車であって、その一端面（図２で上側の端面）にはベベルギヤ１４が同心状に固定されている。モータ１０の動力は各入力ギヤ１３に伝わり、モータ１０の作動時には各ベベルギヤ１４およびこれらベベルギヤ１４に噛み合っている後述する各ベベルギヤ３５は常時回転した状態となる。

図２でモータ１０の上方には、円板状のダイヤルカム（セレクタ部材）５０が、回転軸１１と同心状に配置され、かつ回転軸５３を介して上記装置フレーム等に回転自在に支持されている。ダイヤルカム５０の外周面５２の所定箇所には、凹部５１が形成されている。この凹部５１の周方向側の両端部は、周面に連なる斜面に形成されている。ダイヤルカム５０には、回転軸５３を介して円板状のダイヤル５５が同心状に取り付けられている。操作者（例えば車両の乗員）は、ダイヤル５５を回転させてダイヤルカム５０を回転操作する。

ダイヤルカム５０の周囲であって３つの入力ギヤ１３に対応する位置には、全体が略円筒状の外観を呈する動力伝達機構３０が、ダイヤルカム５０に対して概ね放射状に配設されている。動力伝達機構３０は出力軸（出力側伝動部材）２０、接続軸（接続部材）３１、ベベルギヤ（入力側伝動部材）３５およびコイルばね（付勢部材）４０を備えている。

出力軸２０は円筒状であって軸方向がダイヤルカム５０の外周面５２に交差する方向に延びており、ダイヤルカム５０から離間して配置されている。これら出力軸２０は、上記装置フレーム等に設けられた出力軸支持部材に回転可能、かつ、軸方向への移動が規制された状態に支持されている。各出力軸２０の後端面（ダイヤルカム５０側とは反対側の端面）には、車両用電動シートの、例えばシート座面の高さを調節する機構、シートバック（背もたれ部）の角度を調節するリクライニング機構、およびシートの前後位置を調節する機構等の可動機構に接続される図示せぬトルクケーブルの一端部が、出力軸２０と一体回転可能に接続される。これら可動機構は、出力軸２０が回転することにより、その回転方向に応じて作動する。

各出力軸２０の先端側（ダイヤルカム５０側）には、軸方向に延びる多数の溝および凸条が周方向に交互に形成された外周スプライン２１が形成されており、このスプライン２１に、円筒状の接続軸３１の内周面がスプライン結合されている。接続軸３１は出力軸２０にスプライン結合されていることにより、出力軸２０と一体回転し、かつ、軸方向には摺動可能とされている。接続軸３１の先端側には、ダイヤルカム５０に向かって延びるピン３２が同軸的に形成されている。そしてこのピン３２に、歯面がダイヤルカム５０側に形成されたベベルギヤ３５が、該ピン３２に対して相対回転可能、かつ軸方向には移動不能に装着されている。ピン３２はベベルギヤ３５の中心に摺動可能に貫通しており、ベベルギヤ３５は上記装置フレーム等に設けられたベベルギヤ支持部（入力側伝動部材支持部）に、回転自在、かつ、軸方向への移動が規制された状態に支持されている。この支持状態において、ベベルギヤ３５は上記ベベルギヤ支持部により、ベベルギヤ１４に常時噛み合い、ベベルギヤ１４の回転が常に伝わるように保持されている。

ベベルギヤ３５は接続軸３１側に該接続軸３１と外径が同等の円筒部３５ａを有している。接続軸３１はベベルギヤ３５に対して軸方向に進退自在に動いて離接可能となっており、互いの対向面である接続面、すなわち接続軸３１の端面とベベルギヤ３５の円筒部３５ａの端面には、互いに噛み合って両者を一体回転可能に接続させるクラッチ歯（接続手段、噛み合いギヤ）３３，３６がそれぞれ形成されている。

接続軸３１は、出力軸２０の後端部に形成されている鍔部２２と自身との間に介装された圧縮状態のコイルばね４０によって先端方向（ベベルギヤ３５方向）に常に付勢されている。コイルばね４０の力で接続軸３１がベベルギヤ３５方向に移動し、クラッチ歯３３，３６を介して接続軸３１がベベルギヤ３５の円筒部３５ａに接続すると、接続軸３１とベベルギヤ３５は一体化して両者は接続状態となり、ベベルギヤ３５の回転が接続軸３１に伝わるようになっている。

コイルばね４０で付勢されている接続軸３１のピン３２の先端部３２ａは、ダイヤルカム５０の円弧状の外周面５２に対向しており、常に弾性的に当接するようになされている。換言すると、ダイヤルカム５０の外周面５２にピン３２の先端部３２ａが当接している時には、ピン３２はコイルばね４０に抗してダイヤルカム５０の外周面５２で押され、この時、接続軸３１は後退してベベルギヤ３５から離間するクラッチ切断位置に位置付けられ、接続軸３１とベベルギヤ３５とは切断状態となる。

そして、ダイヤルカム５０が回転して凹部５１がピン３２の先端部３２ａに対向すると、ダイヤルカム５０の外周面５２で押さえられていた接続軸３１のピン３２がコイルばね４０の力でダイヤルカム５０側に進出し、クラッチ接続位置に位置付けられる。この時、接続軸３１がベベルギヤ３５の円筒部３５ａにクラッチ歯３３，３６を介して接続し、接続軸３１とベベルギヤ３５とが接続状態となる。この接続状態では、ベベルギヤ３５の回転が接続軸３１に伝わり、出力軸２０が回転する。ここでは、出力軸２０への接続軸３１のスプライン結合および接続軸３１側とベベルギヤ３５側のクラッチ歯３３，３６により、接続軸３１を介してベベルギヤ３５の回転を出力軸２０に伝達させる伝達手段が構成されている。

次に、上記多軸駆動装置の動作を説明する。
動力伝達機構３０は、コイルばね４０で接続軸３１をダイヤルカム５０側に付勢している状態となっており、接続軸３１は、ダイヤル５５で回転させられるダイヤルカム５０の回転に伴い、ピン３２の先端部３２ａが、ダイヤルカム５０の円弧状の外周面５２に当接するクラッチ切断位置と、凹部５１に入り込んだクラッチ接続位置の２位置を往復移動するように、出力軸２０に対して摺動する。ダイヤルカム５０が回転するにしたがって、クラッチ切断位置にあるピン３２の先端部３２ａは、斜面を経て凹部５１に入り込んでクラッチ切断位置に進出する。そして、そこからさらにダイヤルカム５０が回転すると、ピン３２の先端部３２ａは斜面を経て外周面５２に当接する。

クラッチ切断位置では、図１の右側の２つの出力軸２０に装着された接続軸３１のように、これら接続軸３１は、コイルばね４０に抗してダイヤルカム５０の外周面５２がピン３２を押圧することにより出力軸２０側に後退する。これにより接続軸３１は、ベベルギヤ１４と噛み合って回転しているベベルギヤ３５の円筒部３５ａから離れ、接続軸３１とベベルギヤ３５とは切断状態となる。この切断状態では、モータ１０の動力は入力ギヤ１３からベベルギヤ１４を経てベベルギヤ３５までしか伝わらず、ベベルギヤ３５はピン３２を軸に空転する。したがって出力軸２０は回転せず、トルクケーブルは作動しない。

次に、ダイヤル５５によってダイヤルカム５０を回転させていくと、凹部５１がピン３２に対向する。図１の左側のピン３２はその状態を示しており、この時、ピン３２の先端部３２ａは斜面を経て凹部５１に入り込み、接続軸３１がクラッチ接続位置に進出する。この時、接続軸３１がクラッチ歯３３，３６を介してベベルギヤ３５の円筒部３５ａに接続し、接続軸３１とベベルギヤ３５とが接続状態となる。接続軸３１とベベルギヤ３５とが接続すると、回転しているベベルギヤ３５の回転が接続軸３１に伝わって出力軸２０が回転し、トルクケーブルが回転して作動する。

以上が多軸駆動装置の動作であり、ダイヤルカム５０を回転させて、凹部５１を、作動させたい出力軸２０を備えた動力伝達機構３０のピン３２に対向させることにより、その出力軸２０を作動させることができ、これによって車両用電動シートの上記各可動機構が選択的に駆動される。そして、接続軸３１とベベルギヤ３５とが接続状態において、スイッチ１５によってモータ１０の回転方向を切り換えることにより、可動機構の動作方向を切り換えることができる。なお、スイッチ１５は上記のように別途配設してもよいが、ダイヤル５５にスイッチ１５を設けると、作動させる出力軸２０の選択に続いてモータ１０を作動させて出力軸２０を作動させるといった動作を一連の操作で円滑に行うことができるため、好ましい。

なお、上記実施形態では、本発明の接続手段としてクラッチ歯３３，３６を採用しているが、接続手段としてはこれに限定されず、例えば図３に示すように、互いの対向面を摩擦板（摩擦部材で構成された面）３４，３７で構成してもよい。また、接続軸３１をダイヤルカム５０方向に付勢するコイルばね４０は出力軸２０の周囲に外装する形態以外に、図４に示すように出力軸２０および接続軸３１の内部に、コイルばね４０を圧縮状態で収容する形態であってもよい。

また、ダイヤルカム５０の周囲に配置する動力伝達機構３０の数は、上記可動機構に応じて任意であり、凹部５１の数も任意である。さらに、ダイヤルカム５０に向かって配設される動力伝達機構３０の角度や方向は、接続軸３１とベベルギヤ３５との断接が可能である範囲で任意である。このように角度や方向を変化させることによりレイアウトの自由度が増し、例えば狭いスペースであっても設置を可能とすることができるようになる。

次に、上記基本構成を具体化した本発明の実施形態（第１〜第３実施形態）を説明する。これら実施形態で参照する図面において図１〜図４で示した構成要素と同一機能の構成要素には同一の符号を付し、それらの説明は簡略化あるいは省略する。

［２］第１実施形態
図５〜図９は、第１実施形態に係る多軸駆動装置を示している。図５および図７の符号１０はモータである。このモータ１０においては、図７に示すように、鉛直方向に延びる回転軸１１が上端部から上方に突出している。モータ１０の上端部には平面視略三角形状のケース６０が固定されている。ケース６０は上方に開口しており、ケース６０にはその開口を覆う図示せぬカバーが着脱可能に装着される。図示はしないが、モータ１０には、ＯＮ・ＯＦＦおよび回転方向を正逆いずれかに選択するスイッチが接続されている。

図７に示すように、モータ１０の回転軸１１はケース６０の底部６１を貫通し、ケース６０内に突出するその回転軸１１には、駆動ギヤ１１ａが固定されている。ケース６０内における三角形の各頂点に相当する箇所には、その駆動ギヤ１１ａに噛み合う入力ギヤ１３がそれぞれ配置されている。これら入力ギヤ１３の上面には、ベベルギヤ１４が一体に形成されている。

また、ケース６０内の中央には、略円板状のダイヤルカム５０が回転自在に支持されている。ダイヤルカム５０の中心には、上方に突出する回転軸５３を介して図示せぬ操作部材が固定され、この操作部材を操作すると、ダイヤルカム５０が回転する。操作部材は、例えばダイヤルやレバー等である。

ダイヤルカム５０の外周面５２の所定箇所には凹部５１が形成されている。この場合、凹部５１は２箇所であって、周方向角度が互いに１８０°離れた箇所に形成されている。凹所５１の周方向側の両端部は、外周面５２に連なる斜面に形成されている。

ケース６０の各ベベルギヤ１４に対応する箇所には、上方に開口し、かつ、略放射状に延びる半割り円筒状のギヤホルダ部（出力側伝動部材支持部、入力側伝動部材支持部）６２が、それぞれ形成されている。これらギヤホルダ部６２内には、上記第１実施形態と同様構成の出力軸２０、接続軸３１、ベベルギヤ３５およびコイルばね４０からなる動力伝達機構３０が、ギヤホルダ部６２と同心状に収容されている。上記カバーには、ケース６０側のギヤホルダ部６２と合致して動力伝達機構３０を覆う半割り円筒状のギヤホルダカバー部が形成されている。

ギヤホルダ部６２内の後端部（ダイヤルカム５０側から遠い側の端部）には、出力軸２０が軸受ブッシュ６７を介して回転自在に支持されている。図５および図８に示すように、出力軸２０の後端面の中心には、上記トルクケーブルの端部が嵌合される断面矩形状の嵌合孔２３が形成されている。

出力軸２０の先端側（ダイヤルカム５０側）の外周には、軸方向に延びる多数の溝および凸条が周方向に交互に形成された外周スプライン２１が形成されており、このスプライン２１に、接続軸３１の内周面に形成された内周スプライン３８が外装されてスプライン結合されている。すなわち接続軸３１は、出力軸２０に対して相対回転不能、かつ、軸方向に摺動可能に装着されている。接続軸３１の先端には、ダイヤルカム５０に向かって延びるピン３２が同軸的に形成されており、このピン３２に、入力側のベベルギヤ１４に噛み合う出力側のベベルギヤ３５が回転自在に支持されている。

出力側のベベルギヤ３５は、ギヤホルダ部６２の先端部を構成する壁部６３と、縮径する段部６４との間に、軸受ブッシュ６５，６６を介して挟まれることにより、軸方向への移動が規制され、ベベルギヤ１４に対して常に噛み合うように保持されている。壁部６３は、ベベルギヤ３５の先端面に対応して平面視傘状に形成されており、接続軸３１のピン３２は、ベベルギヤ３５の中心と壁部６３とを貫通し、ケース６０内に突出している。図９に示すように、壁部６３にはピン３２の貫通孔６３ａが形成され、この貫通孔６３ａに軸受ブッシュ６５が圧入されている。ピン３２は、軸受ブッシュ６５に摺動自在に挿通されている。

接続軸３１には鍔部３９が形成されており、この鍔部３９と、出力軸２０の後端部の鍔部２２との間に、圧縮状態のコイルばね４０が介装されている。このコイルばね４０により、出力軸２０上を摺動自在な接続軸３１はダイヤルカム５０方向である先端方向に常に付勢されている。また、出力軸２０はコイルばね４０により、その後端面がギヤホルダ部６２の後端壁部６８に常に当接させられ、軸方向への移動が規制されている。

接続軸３１はベベルギヤ３５に対して軸方向に進退自在に動いて離接可能となっており、互いの対向面である接続面、すなわち接続軸３１の鍔部３９の端面とベベルギヤ３５の端面には、互いに噛み合って両者を一体回転可能に接続させるクラッチ歯（接続手段、噛み合いギヤ）３３，３６がそれぞれ形成されている。

コイルばね４０でダイヤルカム５０方向に付勢されている接続軸３１のピン３２の先端部３２ａは、ダイヤルカム５０の円弧状の外周面５２に対向し、かつ、弾性的に当接する。ダイヤルカム５０の外周面５２にピン３２の先端部３２ａが当接している時には、ピン３２はコイルばね４０に抗してダイヤルカム５０の外周面５２で押され、この時、接続軸３１は後退してベベルギヤ３５から離間してクラッチ切断位置に位置付けられ、接続軸３１とベベルギヤ３５とは切断状態となる。

そして、ダイヤルカム５０が回転して凹部５１がピン３２の先端部３２ａに対向すると、ダイヤルカム５０の外周面５２で押さえられていた接続軸３１のピン３２がコイルばね４０の力でダイヤルカム５０側に進出し、斜面を経て凹部５１に入り込みクラッチ接続位置に位置付けられる。この時には接続軸３１側のクラッチ歯３３がベベルギヤ３５側のクラッチ歯３６に噛み合い、接続軸３１とベベルギヤ３５とが接続状態となる。接続軸３１はクラッチ歯３３，３６が噛み合うことによりそれ以上のダイヤルカム５０側への進出は規制され、この時、ピン３２の先端部３２ａは凹部５１の底部には接触せず、僅かな隙間が空くようになされている。

以上が第１実施形態の多軸駆動装置の構成であり、この装置によれば、ダイヤルカム５０の回転に伴い、動力伝達機構３０は、接続軸３１のピン３２の先端部３２ａがダイヤルカム５０の円弧状の外周面５２に当接するクラッチ切断位置と、凹部５１に入り込んだクラッチ接続位置の２位置を往復移動するように、出力軸２０に対して摺動する。

モータ１０が作動して入力側のベベルギヤ１４が回転している状態で、接続軸３１がクラッチ切断位置にある時には、図６および図８の右側の２つの動力伝達機構３０のように接続軸３１の鍔部３９は回転しているベベルギヤ３５から離れ、接続軸３１とベベルギヤ３５とは切断状態となり、ベベルギヤ３５はピン３２を軸に空転し、出力軸２０は回転しない。そして、ダイヤルカム５０が回転させられると、図６および図８の左側の動力伝達機構３０に示すように、ピン３２の先端部３２ａは斜面を経て凹部５１に入り込み、接続軸３１がクラッチ接続位置に進出する。この時、接続軸３１がクラッチ歯３３，３６を介してベベルギヤ３５に接続し、接続軸３１とベベルギヤ３５とが接続状態となる。

ダイヤルカム５０は上記操作部材を正逆回転することにより往復回転し、その回転の途中において動力伝達機構３０のピン３２がダイヤルカム５０の凹部５１に入り込み、その時、その動力伝達機構３０が選択されたことになり、その動力伝達機構３０の接続軸３１がベベルギヤ１４に接続する。

このように動力伝達機構３０が接続状態の時に上記スイッチをＯＮにしてモータ１０を作動させると、モータ１０の動力がベベルギヤ１４からベベルギヤ３５、接続軸３１を経て出力軸２０に伝わり、出力軸２０が回転する。これにより、選択された動力伝達機構３０の出力軸２０に接続されているトルクケーブルが回転して作動状態となる。また、スイッチによってモータ１０の回転方向を切り換えることにより、出力軸２０とともにトルクケーブルの回転方向も切り換えられる。

上記第１実施形態の多軸駆動装置によれば、動力伝達機構３０のベベルギヤ３５は、ギヤホルダ部６２の壁部６３と段部６４とによって軸方向への移動が規制されてベベルギヤ１４に対し常時接続した状態に保持されている。そしてコイルばね４０は、接続軸３１をベベルギヤ３５に接続させて両者を一体化させるために用いられている。すなわちコイルばね４０はベベルギヤ３５をベベルギヤ１４方向に付勢する必要はなく、接続軸３１をベベルギヤ３５に接続させる付勢力を有しているだけでよい。

このためコイルばね４０の力を比較的弱いものとすることができる。その結果、コイルばね４０の力が加わる部材を強化するなどの対策を講じる必要がなく、逆に薄肉化や小型化が可能なため、軽量化が図られる。また、コイルばね４０の力の低減は、ベベルギヤ１４，３５の摩耗量の低減や、組み立て性の向上に伴うコスト低減に寄与し、さらには異音発生の抑制が可能となる。

［３］第２実施形態
次に、図１０および図１１により、本発明の第２実施形態を説明する。
第２実施形態の多軸駆動装置は、上記第１実施形態のダイヤルカム５０の変わりにスライドカム（セレクタ部材）７０を用いている点が相違しており、スライドカム７０に対応してケースの形状も異なっている。

図１０および図１１は、第２実施形態に係る多軸駆動装置の斜視図および平面図である。これら図で符号８０はモータ１０の上部に固定されたケースであり、ケース８０の開口は図示せぬカバーによって覆われる。ケース８０の側面（図１１でＸ方向両側の側面）には、複数の半割り円筒状のギヤホルダ部６２が形成されている。この場合、ギヤホルダ部６２は、図１１で右側に２つ、左側に１つ形成されており、これらギヤホルダ部６２には、出力軸２０、接続軸３１、ベベルギヤ３５およびコイルばね４０からなる動力伝達機構３０が組み込まれている。

スライドカム７０は図１１においてＹ方向に長い略平行四辺形状の板状部材であって、所定箇所にＹ方向に延びる２つのガイド孔７５が形成されている。これらガイド孔７５には、ケース８０の底部８１から突出するガイド突起８２がそれぞれ挿入されており、スライドカム７０は各ガイド突起８２にガイドされることにより図１１においてＹ方向に沿ってスライド自在に支持されている。

スライドカム７０の長手方向に沿う両側面のうち、図１１で右側の側面は第１カム面７１に形成されている。また、左側の側面の下側は第２カム面７２に形成されており、上側にはＹ方向に歯列が並ぶラック７６が形成されている。ラック７６にはケース８０に回転自在に支持されるピニオン９０が噛み合わされている。ピニオン９０には図示せぬ操作部材（ダイヤルやレバー等）が回転軸９１を介して固定されている。操作部材を回転させるとピニオン９０が回転し、これによってラック７６を介してスライドカム７０が操作部材の回転方向に応じてＹ方向に往復移動するようになっている。

スライドカム７０の第１カム面７１には２つの動力伝達機構３０が斜めに対向配置され、第２カム面７２には１つの動力伝達機構３０が直交して対向配置されている。ここで第１カム面７１側の動力伝達機構３０をそれぞれ第１動力伝達機構３０Ａ、第２動力伝達機構３０Ｂとし、第２カム面７２側の動力伝達機構３０を第３動力伝達機構３０Ｃとする。

スライドカム７０の第１カム面７１には、第１動力伝達機構３０Ａおよび第２動力伝達機構３０Ｂに対応する凹部７３（第１凹部７３Ａおよび第２凹部７３Ｂ）が形成されており、第２カム面７２の図１１で下側の端部には、第３動力伝達機構３０Ｃに対応する切欠き７３Ｃが形成されている。

各動力伝達機構３０（第１動力伝達機構３０Ａ、第２動力伝達機構３０Ｂ、第３動力伝達機構３０Ｃ）においては、コイルばね４０で付勢されている各接続軸３１のピン３２の先端部３２ａがスライドカム７０の第１カム面７１、第２カム面７２に対向し、かつ、弾性的に当接する。各カム面７１，７２にピン３２の先端部３２ａが当接している時、ピン３２はコイルばね４０に抗してスライドカム７０のカム面７１，７２で押され、接続軸３１は後退してベベルギヤ３５から離間してクラッチ切断位置に位置付けられ、接続軸３１とベベルギヤ３５とは切断状態となる。

操作部材によってスライドカム７０がＹ方向に移動するように操作されると、凹部７３Ａ，７３Ｂまたは切欠き７３Ｃが、対応する動力伝達機構３０のピン３２の先端部３２ａに対向する。すると、スライドカム７０のカム面７１（７２）に押さえられていたピン３２が凹部７３Ａ，７３Ｂに入り込むか、または切欠き７３Ｃに沿って進出し、クラッチ接続位置に位置付けられる。この時、その接続軸３１の鍔部３９がクラッチ歯３３，３６を介してベベルギヤ３５に接続し、接続軸３１とベベルギヤ３５とが接続状態となる。

以下、さらに本実施形態の具体的な作用を説明する。
図１０および図１１は、操作部材を操作してスライドカム７０を図１１でＹ１方向に送ることにより、第２カム面７２に当接していた第３動力伝達機構３０Ｃの接続軸３１のピン３２が切欠き７３Ｃに沿って進出した状態を示している。この時、第３動力伝達機構３０Ｃの接続軸３１のクラッチ歯３３がベベルギヤ３５側のクラッチ歯３６に噛み合い、接続軸３１がベベルギヤ３５に接続した状態となる。一方、他の動力伝達機構３０（第１動力伝達機構３０Ａと第２動力伝達機構３０Ｂ）においては、ピン３２が第１カム面７１に押された状態となっており、接続軸３１は後退してベベルギヤ３５から離間し、接続軸３１とベベルギヤ３５とは切断状態となっている。

この状態からスライドカム７０が図１１でＹ２方向（下方）に所定距離送られると、第２動力伝達機構３０Ｂのピン３２が第２凹部７３Ｂに入り込み、第２動力伝達機構３０Ｂの接続軸３１がベベルギヤ３５に接続する。この時、他の動力伝達機構３０（第１動力伝達機構３０Ａと第３動力伝達機構３０Ｃ）においてはピン３２がカム面１１，１２に押され、それら動力伝達機構３０Ａ，３０Ｃの接続軸３１はベベルギヤ３５から離れて切断状態となる。

さらにスライドカム７０がＹ２方向に所定距離送られると、第１動力伝達機構３０Ａのピン３５が第１凹部７３Ａに入り込み、第１動力伝達機構３０Ａの接続軸３１がベベルギヤ３５に接続する。この時、他の動力伝達機構３０（第２動力伝達機構３０Ｂと第３動力伝達機構３０Ｃ）においてはピン３５がカム面１１，１２に押され、それら動力伝達機構３０Ｂ，３０Ｃの接続軸３１はベベルギヤ３５から離れて切断状態となる。

スライドカム７０は操作部材を正逆操作することによりＹ方向に往復移動し、その移動の途中においてピン３５がスライドカム７０の凹部１３Ａ〜１３Ｃのうちのいずれか１つに入り込み、その時、上記のように第１〜第３動力伝達機構３０Ａ〜３０Ｃのうちの１つの動力伝達機構３０が選択されたことになり、その動力伝達機構３０の接続軸３１がベベルギヤ３５に接続して出力軸２０が回転する。

このように動力伝達機構２０が接続状態の時に上記スイッチをＯＮにしてモータ１０を作動させると、モータ１０の動力がベベルギヤ３５から接続軸３１、出力軸２０に伝わり、出力軸２０が回転する。これにより、選択された動力伝達機構３０の出力軸２０に接続されているトルクケーブルが回転して作動状態となる。また、スイッチによってモータ１０の回転方向を切り換えることにより、出力軸２０とともにトルクケーブルの回転方向も切り換えられる。

なお、第２実施形態の各動力伝達機構３０にあっても、これら動力伝達機構３０は全体として放射状に配列されているが、例えば第１カム面７１に斜めに対向している第１動力伝達機構３０Ａおよび第２動力伝達機構３０Ｂは、第１カム面７１に直交して並列状態に配列してもよい。動力伝達機構３０をスライドカム７０に対してどのように配列するかは、設置スペースの都合等に応じて任意とされる。

［４］動力伝達機構の変更例
上記第１および第２実施形態では、出力側のベベルギヤ３５に対して離接する接続軸３１の接続手段をクラッチ歯３３，３６で構成しているが、接合手段としては様々な形式を用いることができる。例えば、図１２および図１３で示す動力伝達機構３０は、スプライン結合の形式を採用している。

この動力伝達機構３０においては、図１３に示すように出力軸２０の先端側（図１３で右側）が円筒状に形成され、その内周面に内周スプライン２４が形成されている。また、接続軸３１には外周面に外周スプライン３８ｂが形成されており、接続軸３１の外周スプライン３８ｂが出力軸２０の内周スプライン２４に摺動自在に挿入されてスプライン結合されている。

外周スプライン３８ｂが形成されている接続軸３１の先端部は、ベベルギヤ３５の中心に形成された内周スプライン３５ｂに摺動自在に挿入されてスプライン結合が可能となっている。接続軸３１の先端のピン３２は、内周スプライン３５ｂより小径のピン貫通孔３５ｃに摺動自在に貫通されている。接続軸３１の外周スプライン３８ｂの先端部は、ベベルギヤ３５の内周スプライン３５ｂへ円滑に挿入されるべく、テーパ状に加工されている。そして、出力軸２０および接続軸３１の内部に、圧縮状態のコイルばね４０が収容されている。

この動力伝達機構３０では、例えば第１実施形態の動力伝達機構３０に代えてケース６０のギヤホルダ部６２に収容される。その場合、動作としては、図１３（ａ）に示すように、ダイヤルカム５０のカム面５２がピン３２の先端部３２ａに当接している時には、コイルばね４０に抗してピン３２が出力軸２０側に押され、接続軸３１の外周スプライン３８ｂがベベルギヤ３５の内周スプライン３５ｂから抜け出て離れ、接続軸３１はクラッチ切断位置に位置付けられる。この時、接続軸３１とベベルギヤ３５は切断状態となってベベルギヤ３５はピン３２を軸に空転し、出力軸２０は回転しない。

そして、図１３（ｂ）に示すように、ダイヤルカム５０の凹部５１がピン３２に対向すると、コイルばね４０の力で接続軸４１がベベルギヤ３５側に押されてクラッチ接合位置に位置付けられる。この時、接続軸３１の外周スプライン３８ｂがベベルギヤ３５の内周スプライン３５ｂに挿入してスプライン結合し、接続状態となる。この時にはベベルギヤ３５の回転が接続軸３１を介して出力軸２０に伝わり、出力軸２０が回転する。接続軸３１の進出時には、接続軸３１の先端側のピン３２へ移行する段部３１ａがベベルギヤ３５内に当接して進出位置が規制される。

［５］第３実施形態
図１４は、本発明の第３実施形態に係る動力伝達機構３０を示している。この実施形態では、上記第１および第２実施形態のように本発明の接続部材すなわち接続軸３１がベベルギヤ３５に対し断接されるクラッチ構造に代えて、出力軸２０に対して接続軸３１を断接するクラッチ構造となっている。

第３実施形態における接続部材３１は、外周スプライン３８ｂを有し、ベベルギヤ３５の内周スプライン３５ｂに摺動自在に挿入されており、ベベルギヤ３５に対して一体回転可能にスプライン結合されている。接続軸３１の中間部には、出力軸２０とほぼ同径の鍔部３９ｂが形成されており、この鍔部３９ｂの中心からは、後方に延びる軸部３１ｂが、出力軸２０の中心に形成されたガイド孔２５に摺動自在に挿入されている。接続軸３１は、ベベルギヤ３５およびガイド孔２５に沿って摺動し、鍔部３９ｂが出力軸２０に対して離接するようになっている。そして、鍔部３９ｂと出力軸２０の互いの対向面である接続面には、互いに噛み合うクラッチ歯（接続手段、噛み合いギヤ）３３ｂ，２６がそれぞれ形成されている。

また、接続軸３１の鍔部３９ｂと出力軸２０の互いの対向面には、環状の溝３１ｃ，２７がそれぞれ形成されており、これら溝３１ｃ，２７に、圧縮状態のコイルばね４０が収容されている。このコイルばね４０により、接続軸３１はベベルギヤ３５方向に付勢されている。

さらに第３実施形態においては、接続軸３１のピン３２に作用するセレクタ部材として、円板状で外周面５７に凸部５８が形成されたダイヤルカム５６が用いられる。凸部５８の、周方向両側は、外周面５７に連なる斜面に形成されている。動力伝達機構３０は、ダイヤルカム５６の外周面５７にピン３２が対向する状態に動力伝達機構３０は配置される。

第３実施形態の動作としては、ダイヤルカム５６の外周面５７がピン３２に対向している時には、図１４（ａ）に示すように、コイルばね４０によってピン３２がダイヤルカム５６側に進出し、接続軸３１の鍔部３９ｂは出力軸２０から離間してクラッチ切断位置に位置付けられる。この場合、鍔部３９ｂがベベルギヤ３５の後端面に当接することにより、ピン３２の先端部３２ａはダイヤルカム５６の外周面５７には接触せず、僅かな隙間が空くようになされている。接続軸３１がクラッチ切断位置にある時に入力側のベベルギヤ３５が回転しても、接続軸３１はベベルギヤ３５と一体に空転するだけで、出力軸２０は回転しない。

次に、ダイヤルカム５６が回転して凸部５８がピン３２の先端部３２ａに対向すると、図１４（ｂ）に示すように、凸部５８によりピン３２がコイルばね４０に抗して出力軸２０側に押され退行し、接続軸３１がクラッチ接続位置に位置付けられる。この時、接続軸３１のクラッチ歯３３ｂが出力軸２０のクラッチ歯２６に噛み合い、接続軸３１が出力軸２０に接続する。この時、ベベルギヤ３５の回転は接続軸３１からクラッチ歯３３ｂ，クラッチ歯２６を経て出力軸２０に伝わり、出力軸２０は回転する。

以上が第３実施形態の動力伝達機構３０であり、この場合においては、ベベルギヤ３５への接続軸３１のスプライン結合および接続軸３１側と出力軸２０側のクラッチ歯３３ｂ，２６により、接続軸３１を介してベベルギヤ３５の回転を出力軸２０に伝達させる伝達手段が構成されている。

上記第３実施形態は、本発明のセレクタ部材であるダイヤルカム５６の凸部５８によって動力伝達機構３０を作動させる形式となっており、これは、上記第１および第２実施形態のセレクタ部材（ダイヤルカム５０、スライドカム７０）が凹部で動力伝達機構を作動させる形式と逆の構造を提示している。

なお、本発明はこれら実施形態には限定されず、入力側伝動部材（ベベルギヤ３５）の軸方向への移動を規制して、可動する接続部材（接続軸３１）でクラッチの断接を行う形式を実現できれば、いかなる形態を採ることができる。

Claims (7)

1. 出力側伝動部材と、
   この出力側伝動部材を回転自在、かつ、軸方向への移動を規制した状態で支持する出力側伝動部材支持部と、
   前記出力側伝動部材の軸方向に離間して配置される入力側伝動部材と、
   この入力側伝動部材を回転自在、かつ、軸方向への移動を規制した状態で支持して、該入力側伝動部材を入力部材に対し常時接続した状態に保持する入力側伝動部材支持部と、
   前記出力側伝動部材と前記入力側伝動部材との間に、前記軸方向に沿ってクラッチ接続位置とクラッチ切断位置の２位置間を移動自在に配設された接続部材と、
   この接続部材を付勢する付勢部材と、
   前記接続部材が前記クラッチ接続位置に位置付けられた時、該接続部材を介して前記入力側伝動部材の回転を前記出力側伝動部材に伝達させる伝達手段と、
   を備えることを特徴とする動力伝達機構。
   
2. 前記入力部材および前記入力側伝動部材は、互いに係合するベベルギヤを有することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達機構。
   
3. 前記接続部材の前記クラッチ接続位置は前記入力側伝動部材側に移動した所定位置とされ、前記伝達手段は、該接続部材の前記出力側伝動部材に対し一体回転可能、かつ軸方向への移動可能な結合手段および接続部材と入力側伝動部材との互いの接続部に設けられた接続手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達機構。
   
4. 前記接続部材の前記クラッチ接続位置は前記出力側伝動部材側に移動した所定位置とされ、前記伝達手段は、該接続部材の前記入力側伝動部材に対し一体回転可能、かつ軸方向への移動可能な結合手段および接続部材と出力側伝動部材との互いの接続部に設けられた接続手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達機構。
   
5. 前記接続手段は、噛み合いギヤ、摩擦板あるいはスプライン結合のうちの１つであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の動力伝達機構。
   
6. 前記接続部材を軸方向に移動させるとともに、該接続部材を、前記付勢部材と協働して前記クラッチ接続位置と前記クラッチ切断位置の２位置のいずれか一方に位置付けるセレクタ部材を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の動力伝達機構。
   
7. 複数の可動機構に対して１つのモータの動力をクラッチを断接して選択的に伝達する多軸駆動装置であって、
   複数の請求項１〜５のいずれかに記載の動力伝達機構を備えていることを特徴とする多軸駆動装置。

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