動力伝達機構および多軸駆動装置
【課題】可動側ベベルギヤを付勢部材で軸方向に付勢して固定側ベベルギヤに噛み合わせる構成において、付勢部材の付勢力を強くすることなく可動側ベベルギヤを適切な噛み合い位置に保持する。
【解決手段】入力側ベベルギヤ５２からスラスト荷重を受ける出力側ベベルギヤ３３のスライド軸３３１と、スライド軸３３１が軸方向に移動自在に挿通される出力軸３１の円筒部３１１とに、周方向に対向して互いに当接するテーパ面３３７，３１７を形成し、テーパ面３３７からテーパ面３１７が回転トルクを受けると、スラスト抗力Ｆ２が生じてくさび作用により出力側ベベルギヤ３３が進出するように構成する。出力側ベベルギヤ３３が受けるスラスト荷重をスラスト抗力Ｆ２が相殺して、クラッチ接続時における入力側ベベルギヤ５２への出力側ベベルギヤ３３の噛み合い位置を保持する。
【解決手段】入力側ベベルギヤ５２からスラスト荷重を受ける出力側ベベルギヤ３３のスライド軸３３１と、スライド軸３３１が軸方向に移動自在に挿通される出力軸３１の円筒部３１１とに、周方向に対向して互いに当接するテーパ面３３７，３１７を形成し、テーパ面３３７からテーパ面３１７が回転トルクを受けると、スラスト抗力Ｆ２が生じてくさび作用により出力側ベベルギヤ３３が進出するように構成する。出力側ベベルギヤ３３が受けるスラスト荷重をスラスト抗力Ｆ２が相殺して、クラッチ接続時における入力側ベベルギヤ５２への出力側ベベルギヤ３３の噛み合い位置を保持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベベルギヤを有する動力伝達機構、および車両用電動シート等に適用されて好適な１つのモータで複数の出力軸を駆動する多軸駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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ものが提案されている（特許文献１等参照）。このようないわゆる多軸駆動装置としては、複数の出力軸上に軸方向に移動自在にそれぞれ設けた従動側ベベルギヤを、モータ軸上の駆動側ベベルギヤに対して噛み合い可能に付勢した状態で設け、従動側ベベルギヤを押圧するカムによって従動側ベベルギヤを駆動側ベベルギヤに対して離接させて動力伝達の経路を切り換えるものが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１５６１２３号公報
【特許文献２】特公昭５４−４１８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献２に記載されるような一対のベベルギヤの噛み合いによる動力伝達機構においては、各ベベルギヤには回転伝達のためのラジアル荷重の他に、互いに離間させる軸方向へのスラスト荷重も発生する。このスラスト荷重が軸方向に移動可能な可動側ベベルギヤ（特許文献２で従動側ベベルギヤ）に加わると、この可動側ベベルギヤが移動するおそれがある。このような現象は安定したバックラッシを損なうことから防止する必要があり、そのためには可動側ベベルギヤを付勢するばねの力を強くするといった対策が考えられる。しかしながらばねの付勢力を強くすると、ベベルギヤの摩耗やばねの荷重を受ける部材の変形等の不具合が起こったり、操作性が劣ったりするおそれがある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、可動側ベベルギヤを付勢部材で軸方向に付勢して固定側ベベルギヤに噛み合わせる構成において、付勢部材の付勢力を強くすることなく可動側ベベルギヤを適切な噛み合い位置に保持することができる動力伝達機構を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る動力伝達機構は、軸方向に移動不能に支持される固定側ベベルギヤと、この固定側ベベルギヤに対し進退自在、かつ進出時に固定側ベベルギヤに係合可能とされる可動側ベベルギヤと、この可動側ベベルギヤを進出方向に付勢する付勢部材と、前記可動側ベベルギヤを進退させ、進出時に前記固定側ベベルギヤに係合させる切り換え手段と、前記可動側ベベルギヤが前記付勢部材で付勢され前記固定側ベベルギヤに係合して回転している時に、可動側ベベルギヤの回転トルクを受けることにより該可動側ベベルギヤが反固定側ベベルギヤ方向に退行することを抑える退行抑止手段とを備えることを特徴とする動力伝達機構。
【０００８】
上記本発明によれば、可動側ベベルギヤが固定側ベベルギヤから退行する動きが退行抑止手段によって抑えられるため、付勢部材は、可動側ベベルギヤを固定側ベベルギヤに噛み合う位置に位置付ける付勢力を有していればよい。このため、付勢部材の付勢力を強くすることなく可動側ベベルギヤを適切な噛み合い位置に保持することができ、その結果、ベベルギヤの摩耗や付勢部材の荷重を受ける部材の変形等の不具合が起こったり、操作性が劣ったりする不具合を防止することができる。
【０００９】
本発明の動力伝達機構においては、前記可動側ベベルギヤは、回転軸に一体回転可能、かつ軸方向に沿って移動自在に設けられ、前記退行抑止手段は、前記可動側ベベルギヤと前記回転軸とに周方向に対向した状態で互いに当接可能な面で構成されている形態が挙げられる。この形態における面とは、可動側ベベルギヤの回転トルクを回転軸が受けると可動側ベベルギヤの後退を抑止するスラスト抗力が発生することを可能とする形状のものであり、例えば軸方向に対して傾斜する一対のテーパ面、または軸方向を中心線として形成される螺旋状の曲面が有効である（請求項２）。
【００１０】
次に、本発明の多軸駆動装置は、請求項１または２に記載の動力伝達機構を複数有し、これら複数の動力伝達機構の前記固定側ベベルギヤと前記可動側ベベルギヤのうちの一方にモータの動力が伝達され、他方に出力軸が連結されることを特徴とする。
【００１１】
上記多軸駆動装置は、前記出力軸が車両に具備される複数の可動機構にそれぞれ接続されるものであることを含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、付勢部材の付勢力を強くすることなく可動側ベベルギヤを固定側ベベルギヤに対し適切な噛み合い位置に保持することができる多軸駆動装置が提供されるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る多軸駆動装置を示す斜視図である。
【図２】同多軸駆動装置の平面図である。
【図３】同多軸駆動装置の可動部を示す平面図である。
【図４】同多軸駆動装置の出力部を示す図であって、（ａ）側面図、（ｂ）断面図、（ｃ）分解斜視図である。
【図５】同出力部を構成する出力側ベベルギヤの（ａ）一部断面側面図、（ｂ）正面図である。
【図６】同出力部を構成する出力軸の（ａ）側面図、（ｂ）正面図である。
【図７】同出力部の動作を示す側面図であって、（ａ）クラッチ切断時、（ｂ）クラッチ接続時を示している。
【図８】出力側ベベルギヤと出力軸とに形成された凸条のテーパ面によって出力側ベベルギヤにスラスト抗力が生じる原理を説明する図である。
【図９】一実施形態の多軸駆動装置が具備する出力部の他の形態を示す斜視図である。
【図１０】他の実施形態の出力部の（ａ）側面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図である。
【図１１】同出力部の分解斜視図である。
【図１２】同出力部の出力軸の斜視図である。
【図１３】同出力部の動作を示す側面図であって、（ａ）クラッチ切断時、（ｂ）クラッチ接続時を示している。
【図１４】他の実施形態において出力側ベベルギヤと出力軸とに形成されたテーパ面によって出力側ベベルギヤにスラスト抗力が生じる原理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る動力伝達機構を備えた多軸駆動装置の一実施形態を説明する。
【００１５】
（１）多軸駆動装置の基本的な構成および作用
はじめに、多軸駆動装置の基本的な構成および作用を説明する。
図１および図２は、一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１は上方に開口する凹所２を有するケース、１０はケース１の凹所２内に収容されたセレクタ（切り換え手段）、２０はケース１の下部に固定されたモータである。ケース１の凹所２の開口は、ケース１に固定される図示せぬカバーによって覆われる。セレクタ１０は図２においてＹ方向に長い略長方形状の板状部材であって、幅方向（Ｘ方向）の中央部にはＹ方向に延びる２つのガイド孔１９が形成されている。これらガイド孔１９には、凹所２の底部から突出するガイド突起３がそれぞれ挿入されており、セレクタ１０はガイド孔１９がガイド突起３にガイドされることによりＹ方向にスライド自在に支持されている。
【００１６】
セレクタ１０の長手方向に沿う両側面のうち、図２で右側の側面は第１カム面１１に形成されている。また、左側の側面の下側は第２カム面１２に形成されており、上側にはＹ方向に歯列が並ぶラック１８が形成されている。ラック１８にはケース１に回転自在に支持されるピニオン１７が噛み合わされている。ピニオン１７には上記カバーの上方に配設される図示せぬダイヤルが回転軸を介して固定されている。このダイヤルを回転させるとピニオン１７が回転し、これによってラック１８を介してセレクタ１０がダイヤルの回転方向に応じてＹ方向に往復移動させられるようになっている。
【００１７】
セレクタ１０のＸ方向両側には、図３にも示すように各カム面１１，１２に対向して出力部３０が配設されている。この場合、第１カム面１１に対して２つの出力部３０（第１出力部３０Ａと第２出力部３０Ｂ）がＹ方向に離間して配設され、第２カム面１２に対して１つの出力部３０（第３出力部３０Ｃ）が配設されている。これら出力部３０は、ケース１に形成された収容部４に収容されている。
【００１８】
図２および図３の符号２１は、上方に突出するモータ２０のモータ軸である。モータ軸２１は正逆回転させられるもので、このモータ軸２１には、ピニオン２２が固定されている。そしてこのピニオン２２の周囲には、各出力部３０に対応して３つの入力側クラッチ部材５０が、ケース１に回転自在に支持されて配設されている。各入力側クラッチ部材５０は同一構成であって、平歯車からなりピニオン２２に噛み合う入力ギヤ５１と、入力ギヤ５１の上面に一体に形成された入力側ベベルギヤ（固定側ベベルギヤ）５２とから構成されている。モータ２０は、例えば上記ダイヤル等に設けられるスイッチによってＯＮ・ＯＦＦおよび回転方向が選択され、モータ２０が稼働すると、全ての入力側クラッチ部材５０が回転する。
【００１９】
各出力部３０（３０Ａ〜３０Ｃ）は同一構成であって、図４に示すように、カム面１１（１２）に対向した状態で配設される出力軸（回転軸）３１と、出力軸３１に一体回転可能、かつカム面１１（１２）に対し出力軸３１の軸方向に沿って進退自在に設けられた出力側クラッチ部材３２とから構成されている。
【００２０】
出力軸３１は、図１に示すように、ケース１に形成された円筒状の支持部５内に、回転自在、かつセレクタ１０から離れる後方への移動は規制される状態に支持されている。出力軸３１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対し、図示せぬトルクケーブルを介してそれぞれ接続される。トルクケーブルは、出力軸３１の後端面に形成された断面矩形状の装着穴３１２（図４参照）にその一端部が挿入され、出力軸３１とともに回転する。
【００２１】
図４に示すように、出力側クラッチ部材３２は、出力側ベベルギヤ（可動側ベベルギヤ）３３と、この出力側ベベルギヤ３３を入力側ベベルギヤ５２に向かって進出するように付勢するコイルばね３４とから構成されている。出力側ベベルギヤ３３は、図５に示すように、出力軸３１のセレクタ１０側に外装された円筒状のスライド軸３３１と、このスライド軸３３１の先端側に設けられた歯面がセレクタ１０側に向くギヤ部３３２と、ギヤ部３３２の中心から軸方向に突設されたピン３３３とから構成されている。
【００２２】
図６に示すように、出力軸３１は先端側に円筒部３１１が形成されており、出力側ベベルギヤ３３のスライド軸３３１は出力軸３１の円筒部３１１の外周側に、周方向に相対回転不能、すなわち一体回転可能で、かつ軸方向にスライド自在にスプライン結合され、出力軸３１の軸方向に沿ってカム面１１（１２）に対し進退自在とされている。コイルばね３４は、出力軸３１の円筒部３１１およびスライド軸３３１の内部に圧縮状態で収容され、出力側ベベルギヤ３３を出力軸３１からカム面１１（１２）に向かって付勢している。これにより出力側ベベルギヤ３３のピン３３３は、先端がカム面１１（１２）に突き当たるようになっている。ピン３３３の先端面は球面状に形成されており、上記ダイヤルによってセレクタ１０がＹ方向に送られると突き当たっているカム面１１（１２）に摺接する。
【００２３】
セレクタ１０の第１カム面１１には、第１出力部３０Ａおよび第２出力部３０Ｂに対応する凹部１３（第１凹部１３Ａおよび第２凹部１３Ｂ）が形成されており、第２カム面１２には、第３出力部３０Ｃに対応する凹部１３（第３凹部１３Ｃ）が形成されている。上記のようにセレクタ１０がＹ方向に移動するように操作されると、いずれかの出力部３０のピン３３３が対応する凹部１３に対向し、この時ピン３３３は出力側ベベルギヤ３３全体がコイルばね３４でカム面１１（１２）に向かって付勢されていることにより、その凹部１３に突出して嵌り込む。
【００２４】
このようにピン３３３が凹部１３に突出して嵌り込むと出力側ベベルギヤ３３全体がセレクタ１０方向にスライドし、出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２が入力側ベベルギヤ５２に噛み合って係合し、クラッチ接続状態となる。図２に示すように、出力側ベベルギヤ３３のピン３３３はケース１に形成された壁部６の貫通孔７を貫通しており、クラッチ接続時にはギヤ部３３２の先端面が壁部６に当接し、これによって進出時のストロークエンドが規制されるようになっている。
【００２５】
クラッチ接続時にモータ２０が稼働して入力側クラッチ部材５０が回転していると、その回転が入力側ベベルギヤ５２から出力側ベベルギヤ３３に伝わり、出力側ベベルギヤ３３のスライド軸３３１の回転が出力軸３１に伝わって出力軸３１が回転し、トルクケーブルが回転して作動する。また、ピン３３３が凹部１３に対向しない状態では、ピン３３３は凹部１３以外のカム面１１（１２）に当接し、カム面１１（１２）によってコイルばね３４に抗して出力軸３１側に押される。この時には、出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２は入力側ベベルギヤ５２から離れ、回転は伝わらないクラッチ切断状態となる。
【００２６】
本実施形態では、上記の入力側ベベルギヤ５２、出力側ベベルギヤ３３、コイルばね３４およびセレクタ１０により、本発明に係る動力伝達機構が構成されている。
【００２７】
次に、上記多軸駆動装置の作用を説明する。
図２および図４は、上記ダイヤルを回転させてセレクタ１０をＹ方向に送ることにより、第１出力部３０Ａにおける出力側ベベルギヤ３３のピン３３３が第１凹部１３Ａに突出して嵌り込んだ状態を示している。この時、第１出力部３０Ａのギヤ部３３２は、第１出力部３０Ａに対応する入力側ベベルギヤ５２に係合し、クラッチ接続の状態となる。一方、他の出力部３０（第２出力部３０Ｂと第３出力部３０Ｃ）においてはピン３３３がカム面１１，１２に押されて出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２は対応する入力側ベベルギヤ５２から離れている。
【００２８】
この状態からセレクタ１０がＹ１方向に所定距離送られると、第２出力部３０Ｂのピン３３３が第２凹部１３Ｂに突出して嵌り込み、当該第２出力部３０Ｂにおける出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２が対応する入力側ベベルギヤ５２に噛み合い、クラッチ接続状態となる。この時、他の出力部３０（第１出力部３０Ａと第３出力部３０Ｃ）においてはピン３３３がカム面１１，１２に押されて出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２は対応する入力側ベベルギヤ５２から離れ、クラッチ切断状態となる。
【００２９】
さらにセレクタ１０がＹ１方向に所定距離送られると、第３出力部３０Ｃのピン３３３が第３凹部１３Ｃに突出して嵌り込み、当該第３出力部３０Ｃにおける出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２が対応する入力側ベベルギヤ５２に噛み合い、クラッチ接続状態となる。この時、他の出力部３０（第１出力部３０Ａと第２出力部３０Ｂ）においてはピン３３３がカム面１１に押されて出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２は対応する入力側ベベルギヤ５２から離れ、クラッチ切断状態となる。
【００３０】
セレクタ１０は上記ダイヤルを正逆回転させることによりＹ方向に往復移動し、その移動の途中においてピン３３３がセレクタ１０の凹部１３Ａ〜１３Ｃのうちのいずれか１つに突出して嵌り込み、その時、上記のように第１〜第３出力部３０Ａ〜３０Ｃのうちの１つの出力部３０が選択されたことになり、その出力部３０における出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２が対応する入力側ベベルギヤ５２に噛み合ってクラッチ接続状態となる。
【００３１】
そしてこのようにクラッチ接続状態の時に上記スイッチをＯＮにしてモータ２０を稼働させると、モータ２０の動力が入力側ベベルギヤ５２から出力側ベベルギヤ３３に伝わり、出力軸３１が回転する。これにより、選択された出力部３０の出力軸３１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２０の回転方向を切り換えることにより、出力軸３１とともにトルクケーブルの回転方向も切り換えられる。
【００３２】
（２）動力伝達機構の詳細
次に、上記多軸駆動装置が備える本発明に係る動力伝達機構の詳細を説明する。
本実施形態での動力伝達機構は、上記のように入力側ベベルギヤ５２、出力側ベベルギヤ３３、コイルばね３４およびセレクタ１０から構成されている。また、出力側ベベルギヤ３３は、出力軸３１のセレクタ１０側の円筒部３１１に外装された円筒状のスライド軸３３１と、このスライド軸３３１の先端側に設けられた歯面がセレクタ１０側に向くギヤ部３３２と、ギヤ部３３２の中心から軸方向に突設されたピン３３３とから構成されている。
【００３３】
図６に示すように、出力軸３１の円筒部３１１の外周面には、軸方向に延びる複数の凸条３１５が周方向に等間隔をおいて形成されており、これら凸条３１５間に溝３１９が形成されている。一方、図５に示すように、出力側ベベルギヤ３３のスライド軸３３１の内周面には、出力軸３１の溝３１９および凸条３１５に対応する複数の凸条３３５および溝３３９が形成されており、凸条３１５，３３５を溝３３９，３１９にそれぞれ係合させることにより、出力側ベベルギヤ３３は出力軸３１に対し軸方向に移動自在、かつ一体回転可能なスプライン結合された状態で外装されている。
【００３４】
出力軸３１および出力側ベベルギヤ３３の各凸条３１５，３３５は、それぞれ円筒部３１１およびスライド軸３３１の全長にわたって形成されているが、いずれも互いに向き合う開口側の端部は、開口に向かうにしたがって幅が狭くなる先細り形状のテーパ部３１６，３３６となっており、テーパ部３１６，３３６の両側面は軸方向に対して傾斜するテーパ面３１７，３３７とされている。各凸条３１５，３３５におけるテーパ部３１６，３３６以外の部分は、幅が均一の主部３１８，３３８として形成されている。本実施形態では、出力軸３１および出力側ベベルギヤ３３のテーパ面３１７，３３７により、本発明の退行抑止手段が構成されている。
【００３５】
このような出力軸３１および出力側ベベルギヤ３３を有する本実施形態の動力伝達機構においては、出力側ベベルギヤ３３のピン３３３がセレクタ１０のカム面１１，１２に当接して押され、出力軸３１側に退行しているクラッチ切断状態の時には、図７（ａ）に示すように、出力側ベベルギヤ３３における凸条３３５のテーパ部３３６が、出力軸３１における凸条３１５の主部３１８間の溝３１９まで入り込んだ状態となる。
【００３６】
次に、出力側ベベルギヤ３３のピン３３３がセレクタ１０の凹部１３に突出して嵌り込みギヤ部３３２が入力側ベベルギヤ５２に係合するクラッチ接続状態の時には、図７（ｂ）に示すように、出力側ベベルギヤ３３は凸条３３５のテーパ部３３６が出力軸３１の凸条３１５のテーパ部３１６に対し周方向に隣接する位置まで出力軸３１から突出する。
【００３７】
クラッチ接続状態では入力側ベベルギヤ５２の回転がギヤ部３３２に伝わって出力側ベベルギヤ３３は回転するため、図７（ｂ）に示すように出力側ベベルギヤ３３におけるテーパ部３３６の一方のテーパ面３３７が、出力軸３１におけるテーパ部３１６のテーパ面３１７に当接した状態となる。このクラッチ接続状態での出力側ベベルギヤ３３のストロークエンドは、ギヤ部３３２の先端面がピン３３３の貫通する貫通孔７が形成されている壁部６に当接することで規制され、これによりコイルばね３４で付勢される出力側ベベルギヤ３３の軸方向位置が入力側ベベルギヤ５２に対して適切な噛み合い位置に位置付けられる。
【００３８】
したがって出力側ベベルギヤ３３の回転トルクは出力側ベベルギヤ３３のテーパ面３３７から出力軸３１のテーパ面３１７に伝わり、これにより出力軸３１が回転する。この時、図８に示すように、出力側ベベルギヤ３３の回転トルクＴがテーパ面３３７からテーパ面３１７に加わることにより、出力軸３１を後退させる成分の力Ｆ１が発生する。しかしながら、出力軸３１はケース１の支持部５に支持されて後退が規制されているため、力Ｆ１の反力として出力側ベベルギヤ３３には進出方向にスラスト抗力Ｆ２が発生し、くさび作用によりテーパ面３１７に沿って出力側ベベルギヤ３３が入力側ベベルギヤ５２の方向に進出しようとする。
【００３９】
一方、クラッチ接続状態においては入力側ベベルギヤ５２から出力側ベベルギヤ３３にスラスト荷重が加わる。このスラスト荷重がコイルばね３４の付勢力を超える強さであった場合、出力側ベベルギヤ３３は入力側ベベルギヤ５２から離れる方向に後退するといった動きが生じる。そこで従来ではこのスラスト荷重に対抗して噛み合い位置を保持するために、コイルばね３４の付勢力を強くする必要があったわけである。
【００４０】
しかしながら本実施形態では、図８に示したように、出力側ベベルギヤ３３のテーパ面３３７が出力軸３１のテーパ面３１７に回転トルクを与えながら当接することにより出力側ベベルギヤ３３に進出方向へのスラスト抗力Ｆ２が発生するため、入力側ベベルギヤ５２からスラスト荷重を受ける出力側ベベルギヤ３３は、そのスラスト抗力Ｆ２によって後退する動きが抑えられる。したがって、コイルばね３４の付勢力を強くすることなく出力側ベベルギヤ３３はクラッチ接続状態において常に適切な噛み合い位置に保持される。
【００４１】
クラッチ接続状態において上記のように入力側ベベルギヤ５２からスラスト荷重を受ける出力側ベベルギヤ３３が後退しないためには、出力側ベベルギヤ３３を後退させるスラスト荷重が上記スラスト抗力Ｆ２で相殺され出力側ベベルギヤ３３が軸方向に動かないようにするパワーバランスが必要となる。すなわち、スラスト抗力Ｆ２が強すぎるとギヤ部３３２の先端面がケース１の壁部６に強く当たって動力伝達ロスを生じるなどの不都合が生じ、逆にスラスト抗力Ｆ２が弱いと出力側ベベルギヤ３３が後退してしまうからであり、スラスト荷重を相殺させるスラスト抗力Ｆ２を生じさせるには、互いに当接するテーパ面３１７，３３７の軸方向に対する傾斜角度を調整することで可能である。テーパ面３１７，３３７の傾斜角度は、コイルばね３４の付勢力、入力側ベベルギヤ５２から出力側ベベルギヤ３３が受けるスラスト荷重等を鑑みて適宜に調整される。
【００４２】
本実施形態によれば、上記のように出力側ベベルギヤ３３が入力側ベベルギヤ５２から退行する動きが抑えられるため、コイルばね３４は、クラッチ接続時に出力側ベベルギヤ３３を入力側ベベルギヤ５２に噛み合う位置に位置付ける付勢力を有していればよい。このため、コイルばね３４の付勢力を強くすることなく出力側ベベルギヤ３３を適切な噛み合い位置に保持することができる。その結果、ベベルギヤ３３，５２の摩耗やコイルばね３４の荷重を受けるケース１等の部材の変形等の不具合を防止することができる。また、ピン３３３のカム面１１，１２に対する摩擦が低減するため、セレクタ１０を移動させるための力を軽減し、操作性が良好になるといった利点も得られる。
【００４３】
（３）動力伝達機構の他の実施形態
図９〜図１１は、上記出力部３０の他の実施形態を示している。この出力部６０は、上記出力部３０と同様に、出力軸６１と、出力軸６１に一体回転可能、かつ上記セレクタ１０のカム面１１，１２に対し出力軸６１の軸方向に沿って進退自在に設けられた出力側クラッチ部材６２とから構成されている。
【００４４】
出力側クラッチ部材６２は、円柱状のスライド軸６３１上にギヤ部６３２が設けられ、ギヤ部６３２の中心から先端側にピン６３３が突設された出力側ベベルギヤ６３と、この出力側ベベルギヤ６３を上記入力側ベベルギヤ５２に向かって進出するように付勢するコイルばね６４とから構成されている。
【００４５】
出力軸６１は、後端大径部６１３の先端側に円筒部６１１が形成されたもので、後端大径部６１３が、上記支持部５内に、回転自在、かつセレクタ１０から離れる後方への移動は規制される状態に収容して支持される。後端大径部６１３の後端面には、トルクケーブルの装着穴６１２が形成されている。この出力軸６１の円筒部６１１内に、出力側ベベルギヤ６３のスライド軸６３１が、円筒部６１１と同軸的に、かつ軸方向に沿って進退可能に挿入されている。コイルばね６４は、出力軸６１の後端大径部６１３と出力側ベベルギヤ６３との間に圧縮状態で外装されており、コイルばね６４によって出力側クラッチ部材６２がセレクタ１０方向に付勢され、ピン６３３の先端が上記セレクタ１０のカム面１１，１２に突き当たるようになっている。
【００４６】
図１２に示すように、出力軸６１の円筒部６１１の先端側における互いに周方向に１８０°離間した箇所には、軸方向に延びる切欠き６１４が形成されている。これら切欠き６１４の、軸方向に延びる互いに対向する内面６１５は軸方向および径方向に沿った平坦面に形成されているが、その先端には、軸方向および径方向に対して傾斜するテーパ面６１６が形成されている。このテーパ面６１６は、内面６１５の外周側の縁から先端に向かうにしたがって三角形状に広がるように形成されており、かつ外周側に露出するように傾斜して形成されている。
【００４７】
一方、出力側ベベルギヤ６３のスライド軸６３１の外周面におけるギヤ部６３２側には、出力軸６１の切欠き６１４に嵌り込む軸方向に延びる一対の凸条６３５が形成されている。凸条６３５が切欠き６１４に嵌り込むことにより、出力側ベベルギヤ６３の回転が出力軸６１に伝わり、両者は一体に回転することが可能となっている。
【００４８】
凸条６３５の先端部は、先端に向かうにしたがって幅が狭くなる先細り形状のテーパ部６３６となっており、テーパ部６３６の両側面は軸方向に対して傾斜するテーパ面６３７とされている。この実施形態では、出力軸６１および出力側ベベルギヤ６３のテーパ面６１６，６３７により、本発明の退行抑止手段が構成されている。
【００４９】
この実施形態によれば、出力側ベベルギヤ６３のピン６３３がセレクタ１０のカム面１１，１２に当接して押され、出力軸６１側に退行しているクラッチ切断状態の時には、図１３（ａ）に示すように、出力側ベベルギヤ６３の凸条６３５のテーパ部６３６が、出力軸６１の切欠き６１４の奥まで嵌り込んだ状態となる。なお、図１３ではコイルばね６４の図示を省略している。
【００５０】
次に、出力側ベベルギヤ６３のピン６３３がセレクタ１０の凹部１３に突出して嵌り込みギヤ部６３２が入力側ベベルギヤ５２に係合するクラッチ接続状態の時には、図１３（ｂ）に示すように、出力側ベベルギヤ６３は、凸条６３５のテーパ部６３６が出力軸６１のテーパ面６１６と周方向に隣接する位置まで出力軸６１から突出する。
【００５１】
クラッチ接続状態では入力側ベベルギヤ５２の回転がギヤ部６３２に伝わって出力側ベベルギヤ６３は回転するため、図１３（ｂ）に示すように出力側ベベルギヤ６３における凸条６３５のテーパ部６３６の一方のテーパ面６３７が、出力軸６１における切欠き６１４のテーパ面６１６に当接した状態となる。このような状態で、出力側ベベルギヤ６３の回転トルクは出力側ベベルギヤ６３のテーパ面６３７から出力軸６１のテーパ面６１６に伝わり、これにより出力軸６１が回転する。
【００５２】
この時、図１４に示すように、出力側ベベルギヤ６３の回転トルクＴがテーパ面６３７からテーパ面６１６に加わることにより出力軸６１を後退させる成分の力Ｆ１が発生し、その反力として出力側ベベルギヤ６３にスラスト抗力Ｆ２が発生する。そしてこのスラスト抗力Ｆ２により、クラッチ接続状態において入力側ベベルギヤ５２から出力側ベベルギヤ６３に加わるスラスト荷重が相殺され、出力側ベベルギヤ６３が出力軸６１側に後退する動きが抑えられる。
【００５３】
したがって、先の実施形態と同様にコイルばね６４の付勢力を強くすることなく出力側ベベルギヤ６３はクラッチ接続状態において常に適切な噛み合い位置に保持される。この場合も、出力側ベベルギヤ６３が受けるスラスト荷重を適切に相殺させるには、コイルばね６４の付勢力や出力側ベベルギヤ６３が受けるスラスト荷重等を鑑みて、互いに当接するテーパ面６１６，６３７の傾斜角度を調整することによってなされる。
【００５４】
なお、上記実施形態では、入力側ベベルギヤ５２および出力側ベベルギヤ３３（６３）がそれぞれ本発明の固定側ベベルギヤおよび可動側ベベルギヤであって、入力側ベベルギヤ５２にモータ２０の動力が伝達され、出力側ベベルギヤ３３（６３）に出力軸３１（６１）が連結されるが、本発明では、固定側ベベルギヤと可動側ベベルギヤのうちの一方にモータの動力が伝達され、他方に出力軸が連結される形態であってもよい。すなわち上記実施形態では、出力側ベベルギヤ３３（６３）にモータの動力が伝わり、入力側ベベルギヤ５２に出力軸３１（６１）を連結するといった逆の構成も考えられる。
【００５５】
また、上記実施形態では、本発明のセレクタ１０を直線運動するものとしたが、本発明ではセレクタ１０を円板状の回転部材とし、その周面をカム面として複数の出力部３０（６０）を該カム面の周囲に配置する形態に変更することができる。
【００５６】
また、出力軸３１(６１)側および出力側ベベルギヤ３３（６３）にそれぞれ形成した軸方向に対して傾斜する一対のテーパ面３１７・３３７（６１６・６３７）が本発明の退行抑止手段を構成しているが、本発明の退行抑止手段はこのようなテーパ面に限定されず、出力側ベベルギヤ６３（６３）の回転トルクＴを出力軸３１（６１）が受けると出力側ベベルギヤ３３（６３）の後退を抑止する上記スラスト抗力Ｆ２が発生することを可能とする構成のものであれば如何なるものでもよく、例えば上記テーパ面のように直線的な面ではなく、軸方向を中心線として形成される螺旋状の曲面等であってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０…セレクタ（切り換え手段）
２０…モータ
３１，６１…出力軸（回転軸）
３１７・３３７、６１６・６３７…テーパ面（退行抑止手段）
３３，６３…出力側ベベルギヤ（可動側ベベルギヤ）
３４，６４…コイルばね（付勢部材）
５２…入力側ベベルギヤ（固定側ベベルギヤ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベベルギヤを有する動力伝達機構、および車両用電動シート等に適用されて好適な１つのモータで複数の出力軸を駆動する多軸駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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ものが提案されている（特許文献１等参照）。このようないわゆる多軸駆動装置としては、複数の出力軸上に軸方向に移動自在にそれぞれ設けた従動側ベベルギヤを、モータ軸上の駆動側ベベルギヤに対して噛み合い可能に付勢した状態で設け、従動側ベベルギヤを押圧するカムによって従動側ベベルギヤを駆動側ベベルギヤに対して離接させて動力伝達の経路を切り換えるものが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１５６１２３号公報
【特許文献２】特公昭５４−４１８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献２に記載されるような一対のベベルギヤの噛み合いによる動力伝達機構においては、各ベベルギヤには回転伝達のためのラジアル荷重の他に、互いに離間させる軸方向へのスラスト荷重も発生する。このスラスト荷重が軸方向に移動可能な可動側ベベルギヤ（特許文献２で従動側ベベルギヤ）に加わると、この可動側ベベルギヤが移動するおそれがある。このような現象は安定したバックラッシを損なうことから防止する必要があり、そのためには可動側ベベルギヤを付勢するばねの力を強くするといった対策が考えられる。しかしながらばねの付勢力を強くすると、ベベルギヤの摩耗やばねの荷重を受ける部材の変形等の不具合が起こったり、操作性が劣ったりするおそれがある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、可動側ベベルギヤを付勢部材で軸方向に付勢して固定側ベベルギヤに噛み合わせる構成において、付勢部材の付勢力を強くすることなく可動側ベベルギヤを適切な噛み合い位置に保持することができる動力伝達機構を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る動力伝達機構は、軸方向に移動不能に支持される固定側ベベルギヤと、この固定側ベベルギヤに対し進退自在、かつ進出時に固定側ベベルギヤに係合可能とされる可動側ベベルギヤと、この可動側ベベルギヤを進出方向に付勢する付勢部材と、前記可動側ベベルギヤを進退させ、進出時に前記固定側ベベルギヤに係合させる切り換え手段と、前記可動側ベベルギヤが前記付勢部材で付勢され前記固定側ベベルギヤに係合して回転している時に、可動側ベベルギヤの回転トルクを受けることにより該可動側ベベルギヤが反固定側ベベルギヤ方向に退行することを抑える退行抑止手段とを備えることを特徴とする動力伝達機構。
【０００８】
上記本発明によれば、可動側ベベルギヤが固定側ベベルギヤから退行する動きが退行抑止手段によって抑えられるため、付勢部材は、可動側ベベルギヤを固定側ベベルギヤに噛み合う位置に位置付ける付勢力を有していればよい。このため、付勢部材の付勢力を強くすることなく可動側ベベルギヤを適切な噛み合い位置に保持することができ、その結果、ベベルギヤの摩耗や付勢部材の荷重を受ける部材の変形等の不具合が起こったり、操作性が劣ったりする不具合を防止することができる。
【０００９】
本発明の動力伝達機構においては、前記可動側ベベルギヤは、回転軸に一体回転可能、かつ軸方向に沿って移動自在に設けられ、前記退行抑止手段は、前記可動側ベベルギヤと前記回転軸とに周方向に対向した状態で互いに当接可能な面で構成されている形態が挙げられる。この形態における面とは、可動側ベベルギヤの回転トルクを回転軸が受けると可動側ベベルギヤの後退を抑止するスラスト抗力が発生することを可能とする形状のものであり、例えば軸方向に対して傾斜する一対のテーパ面、または軸方向を中心線として形成される螺旋状の曲面が有効である（請求項２）。
【００１０】
次に、本発明の多軸駆動装置は、請求項１または２に記載の動力伝達機構を複数有し、これら複数の動力伝達機構の前記固定側ベベルギヤと前記可動側ベベルギヤのうちの一方にモータの動力が伝達され、他方に出力軸が連結されることを特徴とする。
【００１１】
上記多軸駆動装置は、前記出力軸が車両に具備される複数の可動機構にそれぞれ接続されるものであることを含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、付勢部材の付勢力を強くすることなく可動側ベベルギヤを固定側ベベルギヤに対し適切な噛み合い位置に保持することができる多軸駆動装置が提供されるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る多軸駆動装置を示す斜視図である。
【図２】同多軸駆動装置の平面図である。
【図３】同多軸駆動装置の可動部を示す平面図である。
【図４】同多軸駆動装置の出力部を示す図であって、（ａ）側面図、（ｂ）断面図、（ｃ）分解斜視図である。
【図５】同出力部を構成する出力側ベベルギヤの（ａ）一部断面側面図、（ｂ）正面図である。
【図６】同出力部を構成する出力軸の（ａ）側面図、（ｂ）正面図である。
【図７】同出力部の動作を示す側面図であって、（ａ）クラッチ切断時、（ｂ）クラッチ接続時を示している。
【図８】出力側ベベルギヤと出力軸とに形成された凸条のテーパ面によって出力側ベベルギヤにスラスト抗力が生じる原理を説明する図である。
【図９】一実施形態の多軸駆動装置が具備する出力部の他の形態を示す斜視図である。
【図１０】他の実施形態の出力部の（ａ）側面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図である。
【図１１】同出力部の分解斜視図である。
【図１２】同出力部の出力軸の斜視図である。
【図１３】同出力部の動作を示す側面図であって、（ａ）クラッチ切断時、（ｂ）クラッチ接続時を示している。
【図１４】他の実施形態において出力側ベベルギヤと出力軸とに形成されたテーパ面によって出力側ベベルギヤにスラスト抗力が生じる原理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る動力伝達機構を備えた多軸駆動装置の一実施形態を説明する。
【００１５】
（１）多軸駆動装置の基本的な構成および作用
はじめに、多軸駆動装置の基本的な構成および作用を説明する。
図１および図２は、一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１は上方に開口する凹所２を有するケース、１０はケース１の凹所２内に収容されたセレクタ（切り換え手段）、２０はケース１の下部に固定されたモータである。ケース１の凹所２の開口は、ケース１に固定される図示せぬカバーによって覆われる。セレクタ１０は図２においてＹ方向に長い略長方形状の板状部材であって、幅方向（Ｘ方向）の中央部にはＹ方向に延びる２つのガイド孔１９が形成されている。これらガイド孔１９には、凹所２の底部から突出するガイド突起３がそれぞれ挿入されており、セレクタ１０はガイド孔１９がガイド突起３にガイドされることによりＹ方向にスライド自在に支持されている。
【００１６】
セレクタ１０の長手方向に沿う両側面のうち、図２で右側の側面は第１カム面１１に形成されている。また、左側の側面の下側は第２カム面１２に形成されており、上側にはＹ方向に歯列が並ぶラック１８が形成されている。ラック１８にはケース１に回転自在に支持されるピニオン１７が噛み合わされている。ピニオン１７には上記カバーの上方に配設される図示せぬダイヤルが回転軸を介して固定されている。このダイヤルを回転させるとピニオン１７が回転し、これによってラック１８を介してセレクタ１０がダイヤルの回転方向に応じてＹ方向に往復移動させられるようになっている。
【００１７】
セレクタ１０のＸ方向両側には、図３にも示すように各カム面１１，１２に対向して出力部３０が配設されている。この場合、第１カム面１１に対して２つの出力部３０（第１出力部３０Ａと第２出力部３０Ｂ）がＹ方向に離間して配設され、第２カム面１２に対して１つの出力部３０（第３出力部３０Ｃ）が配設されている。これら出力部３０は、ケース１に形成された収容部４に収容されている。
【００１８】
図２および図３の符号２１は、上方に突出するモータ２０のモータ軸である。モータ軸２１は正逆回転させられるもので、このモータ軸２１には、ピニオン２２が固定されている。そしてこのピニオン２２の周囲には、各出力部３０に対応して３つの入力側クラッチ部材５０が、ケース１に回転自在に支持されて配設されている。各入力側クラッチ部材５０は同一構成であって、平歯車からなりピニオン２２に噛み合う入力ギヤ５１と、入力ギヤ５１の上面に一体に形成された入力側ベベルギヤ（固定側ベベルギヤ）５２とから構成されている。モータ２０は、例えば上記ダイヤル等に設けられるスイッチによってＯＮ・ＯＦＦおよび回転方向が選択され、モータ２０が稼働すると、全ての入力側クラッチ部材５０が回転する。
【００１９】
各出力部３０（３０Ａ〜３０Ｃ）は同一構成であって、図４に示すように、カム面１１（１２）に対向した状態で配設される出力軸（回転軸）３１と、出力軸３１に一体回転可能、かつカム面１１（１２）に対し出力軸３１の軸方向に沿って進退自在に設けられた出力側クラッチ部材３２とから構成されている。
【００２０】
出力軸３１は、図１に示すように、ケース１に形成された円筒状の支持部５内に、回転自在、かつセレクタ１０から離れる後方への移動は規制される状態に支持されている。出力軸３１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対し、図示せぬトルクケーブルを介してそれぞれ接続される。トルクケーブルは、出力軸３１の後端面に形成された断面矩形状の装着穴３１２（図４参照）にその一端部が挿入され、出力軸３１とともに回転する。
【００２１】
図４に示すように、出力側クラッチ部材３２は、出力側ベベルギヤ（可動側ベベルギヤ）３３と、この出力側ベベルギヤ３３を入力側ベベルギヤ５２に向かって進出するように付勢するコイルばね３４とから構成されている。出力側ベベルギヤ３３は、図５に示すように、出力軸３１のセレクタ１０側に外装された円筒状のスライド軸３３１と、このスライド軸３３１の先端側に設けられた歯面がセレクタ１０側に向くギヤ部３３２と、ギヤ部３３２の中心から軸方向に突設されたピン３３３とから構成されている。
【００２２】
図６に示すように、出力軸３１は先端側に円筒部３１１が形成されており、出力側ベベルギヤ３３のスライド軸３３１は出力軸３１の円筒部３１１の外周側に、周方向に相対回転不能、すなわち一体回転可能で、かつ軸方向にスライド自在にスプライン結合され、出力軸３１の軸方向に沿ってカム面１１（１２）に対し進退自在とされている。コイルばね３４は、出力軸３１の円筒部３１１およびスライド軸３３１の内部に圧縮状態で収容され、出力側ベベルギヤ３３を出力軸３１からカム面１１（１２）に向かって付勢している。これにより出力側ベベルギヤ３３のピン３３３は、先端がカム面１１（１２）に突き当たるようになっている。ピン３３３の先端面は球面状に形成されており、上記ダイヤルによってセレクタ１０がＹ方向に送られると突き当たっているカム面１１（１２）に摺接する。
【００２３】
セレクタ１０の第１カム面１１には、第１出力部３０Ａおよび第２出力部３０Ｂに対応する凹部１３（第１凹部１３Ａおよび第２凹部１３Ｂ）が形成されており、第２カム面１２には、第３出力部３０Ｃに対応する凹部１３（第３凹部１３Ｃ）が形成されている。上記のようにセレクタ１０がＹ方向に移動するように操作されると、いずれかの出力部３０のピン３３３が対応する凹部１３に対向し、この時ピン３３３は出力側ベベルギヤ３３全体がコイルばね３４でカム面１１（１２）に向かって付勢されていることにより、その凹部１３に突出して嵌り込む。
【００２４】
このようにピン３３３が凹部１３に突出して嵌り込むと出力側ベベルギヤ３３全体がセレクタ１０方向にスライドし、出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２が入力側ベベルギヤ５２に噛み合って係合し、クラッチ接続状態となる。図２に示すように、出力側ベベルギヤ３３のピン３３３はケース１に形成された壁部６の貫通孔７を貫通しており、クラッチ接続時にはギヤ部３３２の先端面が壁部６に当接し、これによって進出時のストロークエンドが規制されるようになっている。
【００２５】
クラッチ接続時にモータ２０が稼働して入力側クラッチ部材５０が回転していると、その回転が入力側ベベルギヤ５２から出力側ベベルギヤ３３に伝わり、出力側ベベルギヤ３３のスライド軸３３１の回転が出力軸３１に伝わって出力軸３１が回転し、トルクケーブルが回転して作動する。また、ピン３３３が凹部１３に対向しない状態では、ピン３３３は凹部１３以外のカム面１１（１２）に当接し、カム面１１（１２）によってコイルばね３４に抗して出力軸３１側に押される。この時には、出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２は入力側ベベルギヤ５２から離れ、回転は伝わらないクラッチ切断状態となる。
【００２６】
本実施形態では、上記の入力側ベベルギヤ５２、出力側ベベルギヤ３３、コイルばね３４およびセレクタ１０により、本発明に係る動力伝達機構が構成されている。
【００２７】
次に、上記多軸駆動装置の作用を説明する。
図２および図４は、上記ダイヤルを回転させてセレクタ１０をＹ方向に送ることにより、第１出力部３０Ａにおける出力側ベベルギヤ３３のピン３３３が第１凹部１３Ａに突出して嵌り込んだ状態を示している。この時、第１出力部３０Ａのギヤ部３３２は、第１出力部３０Ａに対応する入力側ベベルギヤ５２に係合し、クラッチ接続の状態となる。一方、他の出力部３０（第２出力部３０Ｂと第３出力部３０Ｃ）においてはピン３３３がカム面１１，１２に押されて出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２は対応する入力側ベベルギヤ５２から離れている。
【００２８】
この状態からセレクタ１０がＹ１方向に所定距離送られると、第２出力部３０Ｂのピン３３３が第２凹部１３Ｂに突出して嵌り込み、当該第２出力部３０Ｂにおける出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２が対応する入力側ベベルギヤ５２に噛み合い、クラッチ接続状態となる。この時、他の出力部３０（第１出力部３０Ａと第３出力部３０Ｃ）においてはピン３３３がカム面１１，１２に押されて出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２は対応する入力側ベベルギヤ５２から離れ、クラッチ切断状態となる。
【００２９】
さらにセレクタ１０がＹ１方向に所定距離送られると、第３出力部３０Ｃのピン３３３が第３凹部１３Ｃに突出して嵌り込み、当該第３出力部３０Ｃにおける出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２が対応する入力側ベベルギヤ５２に噛み合い、クラッチ接続状態となる。この時、他の出力部３０（第１出力部３０Ａと第２出力部３０Ｂ）においてはピン３３３がカム面１１に押されて出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２は対応する入力側ベベルギヤ５２から離れ、クラッチ切断状態となる。
【００３０】
セレクタ１０は上記ダイヤルを正逆回転させることによりＹ方向に往復移動し、その移動の途中においてピン３３３がセレクタ１０の凹部１３Ａ〜１３Ｃのうちのいずれか１つに突出して嵌り込み、その時、上記のように第１〜第３出力部３０Ａ〜３０Ｃのうちの１つの出力部３０が選択されたことになり、その出力部３０における出力側ベベルギヤ３３のギヤ部３３２が対応する入力側ベベルギヤ５２に噛み合ってクラッチ接続状態となる。
【００３１】
そしてこのようにクラッチ接続状態の時に上記スイッチをＯＮにしてモータ２０を稼働させると、モータ２０の動力が入力側ベベルギヤ５２から出力側ベベルギヤ３３に伝わり、出力軸３１が回転する。これにより、選択された出力部３０の出力軸３１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２０の回転方向を切り換えることにより、出力軸３１とともにトルクケーブルの回転方向も切り換えられる。
【００３２】
（２）動力伝達機構の詳細
次に、上記多軸駆動装置が備える本発明に係る動力伝達機構の詳細を説明する。
本実施形態での動力伝達機構は、上記のように入力側ベベルギヤ５２、出力側ベベルギヤ３３、コイルばね３４およびセレクタ１０から構成されている。また、出力側ベベルギヤ３３は、出力軸３１のセレクタ１０側の円筒部３１１に外装された円筒状のスライド軸３３１と、このスライド軸３３１の先端側に設けられた歯面がセレクタ１０側に向くギヤ部３３２と、ギヤ部３３２の中心から軸方向に突設されたピン３３３とから構成されている。
【００３３】
図６に示すように、出力軸３１の円筒部３１１の外周面には、軸方向に延びる複数の凸条３１５が周方向に等間隔をおいて形成されており、これら凸条３１５間に溝３１９が形成されている。一方、図５に示すように、出力側ベベルギヤ３３のスライド軸３３１の内周面には、出力軸３１の溝３１９および凸条３１５に対応する複数の凸条３３５および溝３３９が形成されており、凸条３１５，３３５を溝３３９，３１９にそれぞれ係合させることにより、出力側ベベルギヤ３３は出力軸３１に対し軸方向に移動自在、かつ一体回転可能なスプライン結合された状態で外装されている。
【００３４】
出力軸３１および出力側ベベルギヤ３３の各凸条３１５，３３５は、それぞれ円筒部３１１およびスライド軸３３１の全長にわたって形成されているが、いずれも互いに向き合う開口側の端部は、開口に向かうにしたがって幅が狭くなる先細り形状のテーパ部３１６，３３６となっており、テーパ部３１６，３３６の両側面は軸方向に対して傾斜するテーパ面３１７，３３７とされている。各凸条３１５，３３５におけるテーパ部３１６，３３６以外の部分は、幅が均一の主部３１８，３３８として形成されている。本実施形態では、出力軸３１および出力側ベベルギヤ３３のテーパ面３１７，３３７により、本発明の退行抑止手段が構成されている。
【００３５】
このような出力軸３１および出力側ベベルギヤ３３を有する本実施形態の動力伝達機構においては、出力側ベベルギヤ３３のピン３３３がセレクタ１０のカム面１１，１２に当接して押され、出力軸３１側に退行しているクラッチ切断状態の時には、図７（ａ）に示すように、出力側ベベルギヤ３３における凸条３３５のテーパ部３３６が、出力軸３１における凸条３１５の主部３１８間の溝３１９まで入り込んだ状態となる。
【００３６】
次に、出力側ベベルギヤ３３のピン３３３がセレクタ１０の凹部１３に突出して嵌り込みギヤ部３３２が入力側ベベルギヤ５２に係合するクラッチ接続状態の時には、図７（ｂ）に示すように、出力側ベベルギヤ３３は凸条３３５のテーパ部３３６が出力軸３１の凸条３１５のテーパ部３１６に対し周方向に隣接する位置まで出力軸３１から突出する。
【００３７】
クラッチ接続状態では入力側ベベルギヤ５２の回転がギヤ部３３２に伝わって出力側ベベルギヤ３３は回転するため、図７（ｂ）に示すように出力側ベベルギヤ３３におけるテーパ部３３６の一方のテーパ面３３７が、出力軸３１におけるテーパ部３１６のテーパ面３１７に当接した状態となる。このクラッチ接続状態での出力側ベベルギヤ３３のストロークエンドは、ギヤ部３３２の先端面がピン３３３の貫通する貫通孔７が形成されている壁部６に当接することで規制され、これによりコイルばね３４で付勢される出力側ベベルギヤ３３の軸方向位置が入力側ベベルギヤ５２に対して適切な噛み合い位置に位置付けられる。
【００３８】
したがって出力側ベベルギヤ３３の回転トルクは出力側ベベルギヤ３３のテーパ面３３７から出力軸３１のテーパ面３１７に伝わり、これにより出力軸３１が回転する。この時、図８に示すように、出力側ベベルギヤ３３の回転トルクＴがテーパ面３３７からテーパ面３１７に加わることにより、出力軸３１を後退させる成分の力Ｆ１が発生する。しかしながら、出力軸３１はケース１の支持部５に支持されて後退が規制されているため、力Ｆ１の反力として出力側ベベルギヤ３３には進出方向にスラスト抗力Ｆ２が発生し、くさび作用によりテーパ面３１７に沿って出力側ベベルギヤ３３が入力側ベベルギヤ５２の方向に進出しようとする。
【００３９】
一方、クラッチ接続状態においては入力側ベベルギヤ５２から出力側ベベルギヤ３３にスラスト荷重が加わる。このスラスト荷重がコイルばね３４の付勢力を超える強さであった場合、出力側ベベルギヤ３３は入力側ベベルギヤ５２から離れる方向に後退するといった動きが生じる。そこで従来ではこのスラスト荷重に対抗して噛み合い位置を保持するために、コイルばね３４の付勢力を強くする必要があったわけである。
【００４０】
しかしながら本実施形態では、図８に示したように、出力側ベベルギヤ３３のテーパ面３３７が出力軸３１のテーパ面３１７に回転トルクを与えながら当接することにより出力側ベベルギヤ３３に進出方向へのスラスト抗力Ｆ２が発生するため、入力側ベベルギヤ５２からスラスト荷重を受ける出力側ベベルギヤ３３は、そのスラスト抗力Ｆ２によって後退する動きが抑えられる。したがって、コイルばね３４の付勢力を強くすることなく出力側ベベルギヤ３３はクラッチ接続状態において常に適切な噛み合い位置に保持される。
【００４１】
クラッチ接続状態において上記のように入力側ベベルギヤ５２からスラスト荷重を受ける出力側ベベルギヤ３３が後退しないためには、出力側ベベルギヤ３３を後退させるスラスト荷重が上記スラスト抗力Ｆ２で相殺され出力側ベベルギヤ３３が軸方向に動かないようにするパワーバランスが必要となる。すなわち、スラスト抗力Ｆ２が強すぎるとギヤ部３３２の先端面がケース１の壁部６に強く当たって動力伝達ロスを生じるなどの不都合が生じ、逆にスラスト抗力Ｆ２が弱いと出力側ベベルギヤ３３が後退してしまうからであり、スラスト荷重を相殺させるスラスト抗力Ｆ２を生じさせるには、互いに当接するテーパ面３１７，３３７の軸方向に対する傾斜角度を調整することで可能である。テーパ面３１７，３３７の傾斜角度は、コイルばね３４の付勢力、入力側ベベルギヤ５２から出力側ベベルギヤ３３が受けるスラスト荷重等を鑑みて適宜に調整される。
【００４２】
本実施形態によれば、上記のように出力側ベベルギヤ３３が入力側ベベルギヤ５２から退行する動きが抑えられるため、コイルばね３４は、クラッチ接続時に出力側ベベルギヤ３３を入力側ベベルギヤ５２に噛み合う位置に位置付ける付勢力を有していればよい。このため、コイルばね３４の付勢力を強くすることなく出力側ベベルギヤ３３を適切な噛み合い位置に保持することができる。その結果、ベベルギヤ３３，５２の摩耗やコイルばね３４の荷重を受けるケース１等の部材の変形等の不具合を防止することができる。また、ピン３３３のカム面１１，１２に対する摩擦が低減するため、セレクタ１０を移動させるための力を軽減し、操作性が良好になるといった利点も得られる。
【００４３】
（３）動力伝達機構の他の実施形態
図９〜図１１は、上記出力部３０の他の実施形態を示している。この出力部６０は、上記出力部３０と同様に、出力軸６１と、出力軸６１に一体回転可能、かつ上記セレクタ１０のカム面１１，１２に対し出力軸６１の軸方向に沿って進退自在に設けられた出力側クラッチ部材６２とから構成されている。
【００４４】
出力側クラッチ部材６２は、円柱状のスライド軸６３１上にギヤ部６３２が設けられ、ギヤ部６３２の中心から先端側にピン６３３が突設された出力側ベベルギヤ６３と、この出力側ベベルギヤ６３を上記入力側ベベルギヤ５２に向かって進出するように付勢するコイルばね６４とから構成されている。
【００４５】
出力軸６１は、後端大径部６１３の先端側に円筒部６１１が形成されたもので、後端大径部６１３が、上記支持部５内に、回転自在、かつセレクタ１０から離れる後方への移動は規制される状態に収容して支持される。後端大径部６１３の後端面には、トルクケーブルの装着穴６１２が形成されている。この出力軸６１の円筒部６１１内に、出力側ベベルギヤ６３のスライド軸６３１が、円筒部６１１と同軸的に、かつ軸方向に沿って進退可能に挿入されている。コイルばね６４は、出力軸６１の後端大径部６１３と出力側ベベルギヤ６３との間に圧縮状態で外装されており、コイルばね６４によって出力側クラッチ部材６２がセレクタ１０方向に付勢され、ピン６３３の先端が上記セレクタ１０のカム面１１，１２に突き当たるようになっている。
【００４６】
図１２に示すように、出力軸６１の円筒部６１１の先端側における互いに周方向に１８０°離間した箇所には、軸方向に延びる切欠き６１４が形成されている。これら切欠き６１４の、軸方向に延びる互いに対向する内面６１５は軸方向および径方向に沿った平坦面に形成されているが、その先端には、軸方向および径方向に対して傾斜するテーパ面６１６が形成されている。このテーパ面６１６は、内面６１５の外周側の縁から先端に向かうにしたがって三角形状に広がるように形成されており、かつ外周側に露出するように傾斜して形成されている。
【００４７】
一方、出力側ベベルギヤ６３のスライド軸６３１の外周面におけるギヤ部６３２側には、出力軸６１の切欠き６１４に嵌り込む軸方向に延びる一対の凸条６３５が形成されている。凸条６３５が切欠き６１４に嵌り込むことにより、出力側ベベルギヤ６３の回転が出力軸６１に伝わり、両者は一体に回転することが可能となっている。
【００４８】
凸条６３５の先端部は、先端に向かうにしたがって幅が狭くなる先細り形状のテーパ部６３６となっており、テーパ部６３６の両側面は軸方向に対して傾斜するテーパ面６３７とされている。この実施形態では、出力軸６１および出力側ベベルギヤ６３のテーパ面６１６，６３７により、本発明の退行抑止手段が構成されている。
【００４９】
この実施形態によれば、出力側ベベルギヤ６３のピン６３３がセレクタ１０のカム面１１，１２に当接して押され、出力軸６１側に退行しているクラッチ切断状態の時には、図１３（ａ）に示すように、出力側ベベルギヤ６３の凸条６３５のテーパ部６３６が、出力軸６１の切欠き６１４の奥まで嵌り込んだ状態となる。なお、図１３ではコイルばね６４の図示を省略している。
【００５０】
次に、出力側ベベルギヤ６３のピン６３３がセレクタ１０の凹部１３に突出して嵌り込みギヤ部６３２が入力側ベベルギヤ５２に係合するクラッチ接続状態の時には、図１３（ｂ）に示すように、出力側ベベルギヤ６３は、凸条６３５のテーパ部６３６が出力軸６１のテーパ面６１６と周方向に隣接する位置まで出力軸６１から突出する。
【００５１】
クラッチ接続状態では入力側ベベルギヤ５２の回転がギヤ部６３２に伝わって出力側ベベルギヤ６３は回転するため、図１３（ｂ）に示すように出力側ベベルギヤ６３における凸条６３５のテーパ部６３６の一方のテーパ面６３７が、出力軸６１における切欠き６１４のテーパ面６１６に当接した状態となる。このような状態で、出力側ベベルギヤ６３の回転トルクは出力側ベベルギヤ６３のテーパ面６３７から出力軸６１のテーパ面６１６に伝わり、これにより出力軸６１が回転する。
【００５２】
この時、図１４に示すように、出力側ベベルギヤ６３の回転トルクＴがテーパ面６３７からテーパ面６１６に加わることにより出力軸６１を後退させる成分の力Ｆ１が発生し、その反力として出力側ベベルギヤ６３にスラスト抗力Ｆ２が発生する。そしてこのスラスト抗力Ｆ２により、クラッチ接続状態において入力側ベベルギヤ５２から出力側ベベルギヤ６３に加わるスラスト荷重が相殺され、出力側ベベルギヤ６３が出力軸６１側に後退する動きが抑えられる。
【００５３】
したがって、先の実施形態と同様にコイルばね６４の付勢力を強くすることなく出力側ベベルギヤ６３はクラッチ接続状態において常に適切な噛み合い位置に保持される。この場合も、出力側ベベルギヤ６３が受けるスラスト荷重を適切に相殺させるには、コイルばね６４の付勢力や出力側ベベルギヤ６３が受けるスラスト荷重等を鑑みて、互いに当接するテーパ面６１６，６３７の傾斜角度を調整することによってなされる。
【００５４】
なお、上記実施形態では、入力側ベベルギヤ５２および出力側ベベルギヤ３３（６３）がそれぞれ本発明の固定側ベベルギヤおよび可動側ベベルギヤであって、入力側ベベルギヤ５２にモータ２０の動力が伝達され、出力側ベベルギヤ３３（６３）に出力軸３１（６１）が連結されるが、本発明では、固定側ベベルギヤと可動側ベベルギヤのうちの一方にモータの動力が伝達され、他方に出力軸が連結される形態であってもよい。すなわち上記実施形態では、出力側ベベルギヤ３３（６３）にモータの動力が伝わり、入力側ベベルギヤ５２に出力軸３１（６１）を連結するといった逆の構成も考えられる。
【００５５】
また、上記実施形態では、本発明のセレクタ１０を直線運動するものとしたが、本発明ではセレクタ１０を円板状の回転部材とし、その周面をカム面として複数の出力部３０（６０）を該カム面の周囲に配置する形態に変更することができる。
【００５６】
また、出力軸３１(６１)側および出力側ベベルギヤ３３（６３）にそれぞれ形成した軸方向に対して傾斜する一対のテーパ面３１７・３３７（６１６・６３７）が本発明の退行抑止手段を構成しているが、本発明の退行抑止手段はこのようなテーパ面に限定されず、出力側ベベルギヤ６３（６３）の回転トルクＴを出力軸３１（６１）が受けると出力側ベベルギヤ３３（６３）の後退を抑止する上記スラスト抗力Ｆ２が発生することを可能とする構成のものであれば如何なるものでもよく、例えば上記テーパ面のように直線的な面ではなく、軸方向を中心線として形成される螺旋状の曲面等であってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０…セレクタ（切り換え手段）
２０…モータ
３１，６１…出力軸（回転軸）
３１７・３３７、６１６・６３７…テーパ面（退行抑止手段）
３３，６３…出力側ベベルギヤ（可動側ベベルギヤ）
３４，６４…コイルばね（付勢部材）
５２…入力側ベベルギヤ（固定側ベベルギヤ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に移動不能に支持される固定側ベベルギヤと、
この固定側ベベルギヤに対し進退自在、かつ進出時に固定側ベベルギヤに係合可能とされる可動側ベベルギヤと、
この可動側ベベルギヤを進出方向に付勢する付勢部材と、
前記可動側ベベルギヤを進退させ、進出時に前記固定側ベベルギヤに係合させる切り換え手段と、
前記可動側ベベルギヤが前記付勢部材で付勢され前記固定側ベベルギヤに係合して回転している時に、可動側ベベルギヤの回転トルクを受けることにより該可動側ベベルギヤが反固定側ベベルギヤ方向に退行することを抑える退行抑止手段と、
を備えることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項２】
前記可動側ベベルギヤは、回転軸に一体回転可能、かつ軸方向に沿って移動自在に設けられ、
前記退行抑止手段は、前記可動側ベベルギヤと前記回転軸とに周方向に対向した状態で互いに当接するようにそれぞれ形成された軸方向に対して傾斜する一対のテーパ面、または軸方向を中心線として形成される螺旋状の曲面で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達機構。
【請求項３】
請求項１または２に記載の動力伝達機構を複数有し、
これら複数の動力伝達機構の前記固定側ベベルギヤと前記可動側ベベルギヤのうちの一方にモータの動力が伝達され、他方に出力軸が連結されることを特徴とする多軸駆動装置。
【請求項４】
前記出力軸は、車両に具備される複数の可動機構にそれぞれ接続されることを特徴とする請求項３に記載の多軸駆動装置。
【請求項１】
軸方向に移動不能に支持される固定側ベベルギヤと、
この固定側ベベルギヤに対し進退自在、かつ進出時に固定側ベベルギヤに係合可能とされる可動側ベベルギヤと、
この可動側ベベルギヤを進出方向に付勢する付勢部材と、
前記可動側ベベルギヤを進退させ、進出時に前記固定側ベベルギヤに係合させる切り換え手段と、
前記可動側ベベルギヤが前記付勢部材で付勢され前記固定側ベベルギヤに係合して回転している時に、可動側ベベルギヤの回転トルクを受けることにより該可動側ベベルギヤが反固定側ベベルギヤ方向に退行することを抑える退行抑止手段と、
を備えることを特徴とする動力伝達機構。
【請求項２】
前記可動側ベベルギヤは、回転軸に一体回転可能、かつ軸方向に沿って移動自在に設けられ、
前記退行抑止手段は、前記可動側ベベルギヤと前記回転軸とに周方向に対向した状態で互いに当接するようにそれぞれ形成された軸方向に対して傾斜する一対のテーパ面、または軸方向を中心線として形成される螺旋状の曲面で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達機構。
【請求項３】
請求項１または２に記載の動力伝達機構を複数有し、
これら複数の動力伝達機構の前記固定側ベベルギヤと前記可動側ベベルギヤのうちの一方にモータの動力が伝達され、他方に出力軸が連結されることを特徴とする多軸駆動装置。
【請求項４】
前記出力軸は、車両に具備される複数の可動機構にそれぞれ接続されることを特徴とする請求項３に記載の多軸駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１８０８５０（Ｐ２０１２−１８０８５０Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４２２５７（Ｐ２０１１−４２２５７）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【出願人】（０００００４６４０）日本発條株式会社 (1,048)
【Ｆターム（参考）】
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