(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の空調ドア（ドア１５５ａ、１５９ａ、１５９ｂ、１６０ａ、１６０ｂ、１５５ｂ、１６０ｃ、１６０ｄ、１５２Ａ）を備える車載空調装置に適用される車両空調用動力伝達機構であって、
前記複数の空調ドアをそれぞれ駆動する複数の出力ギヤ（１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅ）と、
第１駆動源（２０Ｂ）からの回転駆動力により自転する第１アーム出力ギヤ（９４）と、前記第１アーム出力ギヤを自転自在に支持して、かつ第１軸（３５）を中心として回転可能に支持されて、回転により前記第１アーム出力ギヤを公転させる第１アーム（９５）とを備える第１アーム機構（９０）と、
第２駆動源（２０Ａ）からの回転駆動力により自転する第２アーム出力ギヤ（８７）と、前記第２アーム出力ギヤを自転自在に支持して、かつ第２軸（３４）を中心として回転自在に構成されて、前記回転により前記第２アーム出力ギヤを公転させる第２アーム（８５）とを備える第２アーム機構（８０）と、を備え、
前記第１、第２のアーム出力ギヤは、それぞれ、公転することにより前記複数の出力ギヤのうちいずれかの出力ギヤに接続し、これら接続したいずれかの出力ギヤを前記第１、第２の駆動源からの回転駆動力によりそれぞれ回転させるものであり、
前記複数の出力ギヤのうち前記第１、第２のアーム出力ギヤが時分割で接続することが可能になる出力ギヤが２つになるように、前記複数の出力ギヤおよび前記第１、第２のアーム機構が配置されていることを特徴とする車両空調用動力伝達機構。
【請求項２】
前記第１アーム機構は、前記第１アームを前記第１軸を中心として回転させる回転駆動力が与えられるアーム入力ギヤ（９５ｆ）を備え、
前記第２アーム機構は、前記第２駆動源からの回転駆動力により前記第２アームを回転させて前記第２アーム出力ギヤを公転させることにより、前記第２アーム出力ギヤを前記アーム入力ギヤに接続するものであり、
さらに前記第２アーム機構は、前記第２アーム出力ギヤを前記アーム入力ギヤを接続した状態で、前記第２駆動源からの回転駆動力を前記第２アーム出力ギヤおよび前記アーム入力ギヤを通して前記第１アームに出力して前記第１アームを回転させることを特徴とする請求項１に記載の車両空調用動力伝達機構。
【請求項３】
前記アーム入力ギヤが前記第２アーム出力ギヤから離脱されているときに第１アームの回転角度を保持するアーム保持部（１６０）を備えることを特徴とする請求項２に記載の車両空調用動力伝達機構。
【請求項４】
前記複数の出力ギヤのうち前記第２アーム出力ギヤ（８７）が接続することが可能な位置に配置されている出力ギヤを第１出力ギヤ（１４２ａ）とし、前記第１出力ギヤが前記第２アーム出力ギヤから離脱されているときに前記第１出力ギヤの回転角度を保持する出力ギヤ保持部（１５０）を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両空調用動力伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両空調用動力伝達機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、多軸駆動用アクチュエータでは、複数の出力軸と、複数の出力軸のうち所望の出力軸を選択して、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機構（以下、アーム機構という）とを備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
アーム機構では、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自在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。
【０００４】
アーム機構は、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自在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。
【０００５】
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。
【０００６】
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解放され、かつ基板と摩擦板とが圧接して接続される。
【０００７】
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。
【０００８】
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解放され、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。
【０００９】
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解放される。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。
【００１０】
このようにアーム機構では、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３１７５２０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明者は、車載空調装置において、空調ドアを駆動する際に生じる遅延時間を短くするために、上述したアーム機構を２つ採用して、複数の空調ドアがそれぞれ複数の出力軸のうち対応する出力軸から伝達される回転駆動力により駆動されるように構成することを検討した。
【００１３】
本発明者の検討によれば、上記特許文献１において、複数の出力軸のうち第１、第２のアーム機構のそれぞれの出力プーリ（すなわち、アーム出力ギヤ）が時分割で接続することが可能になる出力軸を２つ設けた車載空調装置ついて一切記載されていない。
【００１４】
本発明は上記点に鑑みて、複数の出力ギヤのうち第１、第２のアーム機構のそれぞれのアーム出力ギヤが時分割で接続することが可能になる出力ギヤが２つになるようにした車両空調用動力伝達機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の空調ドア（ドア１５５ａ、１５９ａ、１５９ｂ、１６０ａ、１６０ｂ、１５５ｂ、１６０ｃ、１６０ｄ、１５２Ａ）を備える車載空調装置に適用される車両空調用動力伝達機構であって、
複数の空調ドアをそれぞれ駆動する複数の出力ギヤ（１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅ）と、
第１駆動源（２０Ｂ）からの回転駆動力により自転する第１アーム出力ギヤ（９４）と、第１アーム出力ギヤを自転自在に支持して、かつ第１軸（３５）を中心として回転可能に支持されて、回転により第１アーム出力ギヤを公転させる第１アーム（９５）とを備える第１アーム機構（９０）と、
第２駆動源（２０Ａ）からの回転駆動力により自転する第２アーム出力ギヤ（８７）と、第２アーム出力ギヤを自転自在に支持して、かつ第２軸（３４）を中心として回転自在に構成されて、回転により第２アーム出力ギヤを公転させる第２アーム（８５）とを備える第２アーム機構（８０）と、を備え、
第１、第２のアーム出力ギヤは、それぞれ、公転することにより複数の出力ギヤのうちいずれかの出力ギヤに接続し、これら接続したいずれかの出力ギヤを第１、第２の駆動源からの回転駆動力によりそれぞれ回転させるものであり、
複数の出力ギヤのうち第１、第２のアーム出力ギヤが時分割で接続することが可能になる出力ギヤが２つになるように、複数の出力ギヤおよび第１、第２のアーム機構が配置されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、複数の出力ギヤのうち第１、第２のアーム出力ギヤが時分割で接続することが可能になる出力ギヤが２つになる車両空調用動力伝達機構を提供することができる。
【００１７】
本明細書では、２つのギヤにおいて、接続とは、２つのギヤ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つのギヤのそれぞれの歯先円が離れている状態をいう。
【００１８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態の車載空調装置の多軸駆動用アクチュエータのうち上側ケーシングを除いて内部構造を示す図である。
【図２】図１中II−II断面図であって、アーム出力ギヤ８７がアーム入力ギヤ９５ｆから離脱している状態を示す図である。
【図３】図１中II−II断面図であって、アーム出力ギヤ８７がアーム入力ギヤ９５ｆに接続されている状態を示す図である。
【図４】図１中IV−IV断面図であって、アーム出力ギヤ９４がギヤ１４２ｃに接続されている状態を示す図である。
【図５】図１の多軸駆動用アクチュエータにおいて、アーム出力ギヤ８７、９４がギヤ１４２ａ、１４２ｃに接続されている状態を示す図である。
【図６】第１実施形態の保持機構の構造を示す図であって、保持機構がギヤを保持する状態を示す図である。
【図７】第１実施形態の保持機構の構造を示す図であって、保持機構からギヤが解放された状態を示す図である。
【図８】第１実施形態の車載空調装置の室内空調ユニットの内部構造を示す図である。
【図９】図１中の多軸駆動用アクチュエータの電気的構成を示す模式図である。
【図１０】図１の多軸駆動用アクチュエータにおいて、アーム出力ギヤ８７、９４がギヤ９５ｆ、１４２ｂに接続されている状態を示す図である。
【図１１】図１の多軸駆動用アクチュエータにおいて、アーム出力ギヤ８７、９４がギヤ９５ｆ、１４２ｄに接続されている状態を示す図である。
【図１２】図１の多軸駆動用アクチュエータにおいて、アーム出力ギヤ８７、９４がギヤ１４２ｂ、１４２ｃに接続されている状態を示す図である。
【図１３】図１の多軸駆動用アクチュエータにおいてアーム出力ギヤ８７、９４がギヤ１４２ａ、１４２ｂに接続されている状態を示す図である。
【図１４】図１の多軸駆動用アクチュエータにおいてアーム出力ギヤ８７、９４がギヤ１４２ｅ、１４２ｃに接続されている状態を示す図である。
【図１５】図１の多軸駆動用アクチュエータにおいてアーム出力ギヤ８７、９４がギヤ１４２ｂ、１４２ｅに接続されている状態を示す図である。
【図１６】図１の多軸駆動用アクチュエータにおいて、アーム出力ギヤ８７、９４がギヤ１４２ａ、１４２ｅに接続されている状態を示す図である。
【図１７】図９の制御回路の切替制御処理を示すフローチャートである。
【図１８】第１実施形態におけるアーム出力ギヤ（ギヤｂ）の移動範囲である、離脱圏、修正圏、および接続圏を示す図である。
【図１９】図１７中の自転ロジックを示すフローチャートである。
【図２０】図１９中の離脱ロジックを示すフローチャートである。
【図２１】図１９中の接続ロジックを示すフローチャートである。
【図２２】図１９中の自転ロジックで用いる領域判定ロジックを示すフローチャートである。
【図２３】図１７中の公転ロジックを示すフローチャートである。
【図２４】第１実施形態におけるアーム出力ギヤ（ギヤｂ）が離脱元ギヤｎから離脱する状態を示す図である。
【図２５】第１実施形態におけるアーム出力ギヤ（ギヤｂ）が接続先ギヤ（ｎ＋１）に接続する状態を示す図である。
【図２６】第１実施形態の比較例における多軸駆動用アクチュエータを示す図である。
【図２７】第１実施形態の比較例における多軸駆動用アクチュエータを示す図である。
【図２８】本発明の第２実施形態の車載空調装置の多軸駆動用アクチュエータのうち上側ケーシングを除いて内部構造を示す図である。
【図２９】本発明の第３実施形態においてアーム機構の内部構造を示す図である。
【図３０】第３実施形態においてアーム機構の上面図である。
【図３１】第３実施形態においてアーム機構の断面図である。
【図３２】第３実施形態において自転モード・公転モードの作動を示す断面図である。
【図３３】第３実施形態においてギヤ保持機構の側面図である。
【図３４】第３実施形態においてギヤ保持機構の作動を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
（第１実施形態）
次に、本発明の車両空調用動力伝達機構が適用される自動車用の空調装置（以下、車載空調装置という）の本第１実施形態について図１〜図２６を参照して説明する。
【００２２】
車載空調装置は、多軸駆動用アクチュエータ１を備える。多軸駆動用アクチュエータ１は、後述する室内空調ユニット１５０Ａ（図８参照）のドア１５９ａ、１５９ｂ、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、１６０ｄを駆動する。
【００２３】
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２０Ａ、２０Ｂ、および動力伝達機構３０を備える。
【００２４】
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２０Ａ、２０Ｂ、および動力伝達機構３０を収納している。
【００２５】
電動モータ２０Ａ、２０Ｂは、ケーシング１０に支持されている。電動モータ２０Ａ、２０Ｂには、回転駆動力を出力する出力ギヤ２１ａ、２１ｂが設けられている。出力ギヤ２１ａ、２１ｂ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。
【００２６】
動力伝達機構３０には、図１および図２に示すように、ギヤモジュール５０、ギヤ６０、７０、アーム機構８０、９０、ギヤ１００、ギヤモジュール１１０、および出力部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ、１２０Ｅを備える。
【００２７】
ギヤモジュール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、ギヤモジュールとは複数のギヤを備える部品である。ギヤモジュール５０は、軸３１に対して回転自在に支持されている。ギヤモジュール５０は、ギヤ５１、５２を備える。ギヤ５１、５２は、それぞれの軸方向が軸３１の軸方向に一致している。ギヤ５２は、ギヤ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４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。ギヤ５１には、電動モータ２０の出力ギヤ２１が接続されている。
【００２８】
ギヤ６０は、軸３２に対して回転自在に支持されている。ギヤ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。ギヤ６０の軸方向は、軸３２の軸方向に一致する。ギヤ６０には、ギヤモジュール５０のギヤ５２が接続されている。
【００２９】
ギヤ７０は、軸３３に対して回転自在に支持されている。ギヤ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。ギヤ７０には、ギヤ６０が接続されている。
【００３０】
アーム機構８０は、出力部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｅ、アーム機構９０のアーム９５に接続可能になるように配置されている。アーム機構８０は、電動モータ２０Ａからの回転駆動力を出力部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｅ、アーム９５のうちいずれか１つに回転駆動力を与える機構である。
【００３１】
具体的には、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、アーム入力ギヤ８６、アーム出力ギヤ８７、磁性体保持部８８、および解放ピン８９を備える。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
上側支持部８５ａは、アーム入力ギヤ８６およびアーム出力ギヤ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、アーム入力ギヤ８６およびアーム出力ギヤ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、アーム入力ギヤ８６およびアーム出力ギヤ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。
【００４１】
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。
【００４２】
アーム入力ギヤ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。アーム入力ギヤ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。アーム入力ギヤ８６は、ギヤ７０に接続されている。
【００４３】
アーム出力ギヤ８７は、アーム入力ギヤ８６に対して軸３４の径方向外側に配置されている。アーム出力ギヤ８７は、その軸方向がアーム入力ギヤ８６の軸方向に平行になるように配置されている。アーム出力ギヤ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。アーム出力ギヤ８７は、アーム入力ギヤ８６に対して接続されている。
【００４４】
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。
【００４５】
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、アーム出力ギヤ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。
【００４６】
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。
【００４７】
ソレノイド８８ｂ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アクチュエータを構成する。ソレノイド８８ｂ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８８ｂは、ケーシング１０に支持されている。ソレノイド８８ｂ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８８ｂ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弾性部材である。
【００４８】
アーム機構９０は、電動モータ２０Ａからの回転駆動力を出力部１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ、１２０Ｅのうち任意の出力部に出力する機構である。具体的には、アーム機構９０は、ギヤモジュール９１、９２、アーム出力ギヤ９４、およびアーム９５を備える。
【００４９】
ギヤモジュール９１は、その軸線方向が軸３５の軸線方向に一致するように配置されている。ギヤモジュール９１には、ギヤ９１ａ、９１ｂが形成されている。ギヤ９１ａは、軸３５を中心として回転自在に構成されて、ギヤ１００に接続されている。ギヤ９１ｂは、ギヤ９１ａに対して軸方向他方側に形成されている。ギヤ９１ｂは、ギヤモジュール９１のうち軸方向他方側に開口する凹部のうち内周面に形成されている。
【００５０】
ギヤモジュール９２は、その軸線方向が軸３５の軸線方向に一致するように配置されている。ギヤモジュール９２は、ギヤ９２ａ、９２ｂを備える。ギヤ９２ａは、軸３５を中心として回転自在に支持されている。ギヤ９２ａは、ギヤ９１ｂに対して軸方向他方側に配置されている。ギヤ９２ｂは、ギヤ９２ａから軸方向一方側に突起するように形成されている。ギヤ９２ｂは、上側アーム部９５ａの貫通穴９５ｅを貫通してギヤ９１ｂに接続されている。
【００５１】
アーム出力ギヤ９４は、軸９５ｃを中心として自転自在に構成されている。アーム出力ギヤ９４は、ギヤ９２ａに接続されている。アーム出力ギヤ９４は、後述するように、出力部１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ、１２０Ｅのうち任意の出力部に回転駆動力を出力する。
【００５２】
アーム９５は、上側アーム部９５ａ、下側アーム部９５ｂ、軸９５ｃ、および同心軸９５ｄを備える。
【００５３】
上側アーム部９５ａおよび下側アーム部９５ｂは、それぞれ、軸３５から径方向一方側に延びるように形成されている。上側アーム部９５ａおよび下側アーム部９５ｂは、ギヤ９２ａおよびアーム出力ギヤ９４を軸方向一方側および他方側から挟むように形成されている。上側アーム部９５ａに対して径方向他方側には、アーム入力ギヤ９５ｆが形成されている。アーム入力ギヤ９５ｆには、ギヤ６０が接続されている。軸９５ｃは、その軸方向が軸３５の軸方向に平行に配置されている。
【００５４】
軸９５ｃのうち軸方向一方側が上側アーム部９５ａに支持されている。軸９５ｃのうち軸方向他方側が下側アーム部９５ｂに支持されている。
【００５５】
同心軸９５ｄは、下側アーム部９５ｂに対して軸方向他方側に配置されている。同心軸９５ｄは、下側アーム部９５ｂを軸方向他方側から支える。同心軸９５ｄは、その軸方向が軸３５の軸方向に一致するように形成されている。同心軸９５ｄは、軸３５を中心として回転自在に支持されている。
【００５６】
本実施形態では、アーム９５が同心軸９５ｄとともに軸３５を中心として回転することにより、アーム出力ギヤ９４が軸３５を中心として公転する。
【００５７】
本実施形態では、軸３１、３２、３３、３４、３５は、それぞれの軸線方向が平行になっている。軸３１、３２、３３、３４、３５は、ケーシング１０により支持されている。
【００５８】
ギヤ１００は、軸３６に対して回転自在に支持されている。ギヤ１００は、その軸方向が軸３６の軸方向に一致するように配置されている。ギヤ１００には、ギヤモジュール９１のギヤ９１ａとギヤモジュール１１０のギヤ１１１とが接続されている。
【００５９】
ギヤモジュール１１０は、軸３７に対して回転自在に支持されている。ギヤモジュール１１０は、その軸方向が軸３７の軸方向に一致するように配置されている。ギヤモジュール１１０は、ギヤ１１１、１１２を備える。ギヤ１１１、１１２は、それぞれの軸方向が軸３７の軸方向に一致するように配置されている。ギヤ１１２は、ギヤ１１１に対して径方向他方側に配置されている。ギヤ１１２には、電動モータ２０Ｂの出力ギヤ２１ｂが接続されている。
【００６０】
出力部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ、１２０Ｅは、アーム出力ギヤ８７、９４のうち一方から回転駆動力を出力する。出力部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ、１２０Ｅは、それぞれ同様の構造を備えている。そこで、出力部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ、１２０Ｅのうち代表例として出力部１２０Ｃについて図４を参照して説明する。
【００６１】
出力部１２０Ｃは、ギヤ１３０ｃ、およびギヤモジュール１４０ｃを備える。
【００６２】
ギヤ１３０ｃは、その軸線が軸１３１ｃの軸線に一致するように配置されている。軸１３１ｃは、その軸線方向が軸３１〜３７の軸線方向に対して平行になっている。軸１３１ｃは、ケーシング１０により支持されている。ギヤ１３０ｃは、軸１３１ｃに対して回転自在に構成されている。ギヤ１３０ｃの軸方向他方側１３２ｃは、ケーシング１０の開口部から露出している。
【００６３】
ギヤモジュール１４０ｃは、その軸線が軸１４１ｃの軸線に一致するように配置されている。軸１４１ｃは、その軸線方向が軸３１〜３７の軸線方向に対して平行になっている。軸１４１ｃは、ケーシング１０により支持されている。ギヤモジュール１４０ｃは、軸１４１ｃに対して回転自在に構成されている。ギヤモジュール１４０ｃは、ギヤ１４２ｃ、１４３ｃを備える。
【００６４】
ギヤ１４２ｃ、１４３ｃは、それぞれの軸方向が軸１４１ｃの軸線に一致するように配置されている。ギヤ１４２ｃは、ギヤ１４３ｃに対して軸方向一方側に配置されている。ギヤ１４２ｃは、アーム機構９０のアーム出力ギヤ９４から回転駆動力が伝えられる。ギヤ１４３ｃには、ギヤ１３０ｃが接続されている。
【００６５】
出力部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｄ、１２０Ｅは、それぞれ、出力部１２０Ｃと同様に、ギヤ１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｄ、１３０ｅ、およびギヤモジュール１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄを備える。
【００６６】
なお、ギヤ１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｄ、１３０ｅは、ギヤ１３０ｃに対応し、ギヤモジュール１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄは、ギヤモジュール１４０ｃに対応している。軸１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｄ、１３１ｅは、軸１３１ｃに対応し、軸１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄは軸１４１ｃに対応し、ギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｄ、１４２ｅは、ギヤ１４２ａに対応している。
【００６７】
このようにギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｅは、アーム機構８０のアーム出力ギヤ８７の公転軌道上に配置されている。ギヤ１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅは、アーム機構９０のアーム出力ギヤ９４の公転軌道上に配置されている。このため、アーム出力ギヤ８７、９４がギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅのうち互いに相違する２つのギヤに同時に接続することが可能になるように、ギヤ１４２ａ、１４２ｂ、・・・１４２ｅおよびアーム機構８０、９０が配置されている。
【００６８】
さらに、保持機構１５０は、ギヤモジュール１４０ａのギヤ１４２ａの回転角度を所望角度に保持する。
【００６９】
具体的には、保持機構１５０は、図６および図７に示すように、保持ケース１５１、保持部材１５２、およびバネ１５３を備える。保持ケース１５１は、ケーシング１０に支持されている。保持ケース１５１は、保持部材１５２の基部１５４ｃ側を収納している。保持ケース１５１のうち軸方向一方側には、貫通孔１５４ｄ（図６参照）が設けられている。
【００７０】
保持部材１５２は、基部１５４からギヤモジュール１４０ａのギヤ１４２ａ側に突起する突起部１５５を備える。保持部材１５２は、後述するように、ギヤ１４２ａの回転位置を所望角度に保持する。バネ１５３は、保持ケース１５１内に配置されて、保持部材１５２の基部１５４ｃ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。
【００７１】
さらに、保持機構１６０は、アーム機構９０のアーム９５の回転角度を所望角度に保持する。
【００７２】
図２〜図４に示すように、保持ケース１６１、保持部材１６２、およびバネ１６３を備える。保持ケース１６１は、ケーシング１０に支持されている。保持ケース１６１は、保持部材１６２のうち基部１６４側を収納している。保持ケース１６１のうち軸方向一方側には、貫通孔１６６（図２参照）が設けられている。
【００７３】
保持部材１６２は、基部１６４からアーム９５側に突起する突起部１６５を備える。保持部材１６２は、後述するように、アーム９５の回転角度（すなわち、アームギヤ４の公転角度）を所望角度に保持する。バネ１６３は、保持ケース１６１内に配置されて、保持部材１６２の基部１６４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。
【００７４】
さらに、車載空調装置は、図８に示す室内空調ユニット１５０Ａを備える。室内空調ユニット１５０Ａは、計器盤内に収納された空調ケース１５１Ａを備えており、内外気切換ドア１５２Ａが、空調ケース１５１Ａに回転可能に支持されている。内外気切換ドア１５２Ａは、ギヤ１３０ｅ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。つまり、内外気切換ドア１５２Ａは、ギヤ１３０ｅにより駆動されることなる。
【００７５】
ここで、内外気切換ドア１５２Ａ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１５１Ａ内にその外気導入口１５１ａから外気が流入させる。一方、内外気切換ドア１５２Ａが第２切換位置（図に鎖線で示す位置）に位置する場合には、内気導入モードとして、空調ケース１５１Ａ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。
【００７６】
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１５３Ａに送風する。なお、図８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。
【００７７】
冷却用熱交換器１５３Ａ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。
【００７８】
左側空気通路１５１ｄおよび右側空気通路１５１ｅは、空調ケース１５１Ａのうち冷却用熱交換器１５３Ａ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。
【００７９】
空調ケース１５１Ａ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１５４Ａが配置されている。
【００８０】
左側空気通路１５１ｄには、加熱用熱交換器１５４Ａ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１５４Ａ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。
【００８１】
エアミックスドア１５５ａは、左側空気通路１５１ｄ内に配置されて、その回転自在に支持されている。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１５３Ａから吹き出される冷却空気流のうちヒータコア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、ギヤ１３０ａ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。つまり、エアミックスドア１５５ａは、ギヤ１３０ａにより駆動されることになる。
【００８２】
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１５４Ａ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。
【００８３】
エアミックスドア１５５ｂは、右側空気通路１５１ｅ内に配置されて、その回転自在に支持されている。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１５３Ａから吹き出される冷却空気流のうちヒータコア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、ギヤ１３０ｃ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。つまり、エアミックスドア１５５ｂは、ギヤ１３０ｃにより駆動されることになる。
【００８４】
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１５４Ａ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。
【００８５】
空調ケース１５１Ａ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、デフロスタ吹出開口部１５８、および後席側フェイス吹出開口部１５８ａ、１５８ｂが設けられている。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
後席側フェイス吹出開口部１６０ｃは、左側空気通路１５１ｄから吹き出される空調風を車室内後部左側席の乗員上半身に向けて吹き出す。後席側フェイス吹出開口部１５８ｄは、右側空気通路１５１ｅから吹き出される空調風を車室内後部右側席の乗員上半身に向けて吹き出す。
【００９０】
後席側フェイス吹出開口部１５８ａは、リアフェイスドア１６０ｃの回転によって開閉される。後席側フェイス吹出開口部１５８ｂは、リアフェイスドア１６０ｄの回転によって開閉される。
【００９１】
ここで、ドア１５９ａ、１５９ｂ、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、１６０ｄは、それぞれ、空調ケース１５１Ａによって回転自在に支持されている。ドア１５９ａ、１５９ｂ、１６０ａ、１６０ｂは、ギヤ１３０ｂ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。つまり、ドア１５９ａ、１５９ｂ、１６０ａ、１６０ｂは、ギヤ１３０ｂにより駆動されることになる。
【００９２】
さらに、ドア１６０ｃ、１６０ｄは、ギヤ１３０ｄ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。つまり、ドア１６０ｃ、１６０ｄは、ギヤ１３０ｄにより駆動されることになる。
【００９３】
次に、本実施形態の制御回路１７０ついて図９を参照して説明する。
【００９４】
制御回路１７０は、マイクロコンピュータ、メモリ、アナログ−デジタルコンバータ等から構成されて、アーム出力ギヤ８７、９４をギヤ１４２ａ〜１４２ｄのうち任意の２つのギヤに切替接続するための切替制御処理を実行する。
【００９５】
制御回路１７０は、切替制御処理の実行に伴って、一定期間毎に、角度センサ１７１、１７２の検出角度、デフロスタスイッチ１７３の出力信号に基づいて電動モータ２０Ａ、２０Ｂ、およびソレノイド８８ｂを制御する。
【００９６】
角度センサ１７１は、アーム出力ギヤ９４の自転角度を求めるために、ギヤ９１ａの回転角度を検出する。角度センサ１７２は、アーム出力ギヤ８７の自転角度および公転角度を求めるために、ギヤ７０の回転角度を検出する。角度センサ１７２の検出角度は、アーム出力ギヤ９４の公転角度を求めるためにも用いられる。
【００９７】
本実施形態の角度センサ１７１は、ギヤ９１ａに対して軸方向一方側に配置されている。角度センサ１７２は、ギヤ７０に対して軸方向一方側に配置されている。角度センサ１７１、１７２としては、例えば、光学式センサを用いることができる。
【００９８】
デフロスタスイッチ１７３は、乗員により操作されてデフロスタモードを指令するためのスイッチである。デフロスタモードは、自動車のフロントガラスの内表面に空調風を吹き出してフロントガラスの内表面の結露を防止するモードである。
【００９９】
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。
【０１００】
まず、アーム機構８０において、ソレノイド８８ｂに電流が流れていなく、ソレノイド８８ｂおよび磁性体８８ａの間で電磁力が作用してない状態では、バネ８８ｃが弾性力によってアーム８５を軸方向一方側に押している。このとき、ストッパ８４がアーム出力ギヤ８７の歯に噛み込んでいる。このため、ストッパ８４がアーム出力ギヤ８７の回転を止めている（図２参照）。
【０１０１】
この状態で、電動モータ２０Ａに電力が供給されて電動モータ２０Ａが出力ギヤ２１ａを回転させると、出力ギヤ２１ａがギヤモジュール５０のギヤ５１を回転させることができる。このため、ギヤモジュール５０のギヤ５２がギヤ６０を回転させることができる。これに伴い、ギヤ６０がギヤ７０を回転させることができる。このため、ギヤ７０がアーム入力ギヤ８６を回転させることができる。
【０１０２】
このように電動モータ２０Ａからの回転駆動力をギヤモジュール５０、６０、７０を介してアーム機構８０に伝えることができる。
【０１０３】
このとき、アーム入力ギヤ８６、およびアーム出力ギヤ８７は接続されているものの、上述の如く、ストッパ８４がアーム出力ギヤ８７の回転を止めている。このため、電動モータ２０Ａからの回転駆動力により、アーム入力ギヤ８６およびアーム８５が軸３４を中心として回転する。これに伴い、アーム出力ギヤ８７が軸３４を中心として公転する。
【０１０４】
アーム出力ギヤ８７は、その公転によって、出力部１２０Ａのギヤ１４２ａ、出力部１２０Ｂのギヤ１４２ｂ、出力部１２０Ｅのギヤ１４２ｅ、およびアーム入力ギヤ９５ｆに対して軸方向一方側を移動することができる。
【０１０５】
ここで、アーム出力ギヤ８７がギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｅ、およびアーム入力ギヤ９５ｆのうちいずれか１つのギヤに対して軸方向一方側に位置するときに、ソレノイド８８ｂに通電すると、ソレノイド８８ｂおよび磁性体８８ａの間に作用する電磁力によりアーム８５を軸方向他方側に引き付ける。これに伴い、アーム出力ギヤ８７と上記いずれか１つのギヤとを接続することができる。
【０１０６】
以下、アーム出力ギヤ８７がギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｅのうち任意のギヤに接続してから離脱する具体例１とアーム出力ギヤ８７がアーム入力ギヤ９５ｆに接続してから離脱するする具体例２とについて説明する。
【０１０７】
（具体例１）
例えば、アーム出力ギヤ８７がギヤ１４２ａに対して軸方向一方側に位置するときに、ソレノイド８８ｂに電流を流すと、ソレノイド８８ｂおよび磁性体８８ａの間に電磁力が作用する。この電磁力は、バネ８８ｃの弾性力に対抗して、アーム８５、アーム入力ギヤ８６、アーム出力ギヤ８７、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。
【０１０８】
このとき、ストッパ８４がアーム出力ギヤ８７から解放される（図７参照）。これに伴い、アーム出力ギヤ８７が出力部１２０Ａのギヤモジュール１４０ａのギヤ１４２ａに接続される。
【０１０９】
さらに、解放ピン８９が保持ケース１５１の貫通孔１５６を貫通して解放ピン８９が保持部材１５２の基部１５４をバネ１５３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、ギヤモジュール１４０ａのギヤ１４２ａは、保持部材１５２から解放される。したがって、ギヤ１４２ａは、保持機構１５０による回転角度の保持が解除されて、回転が許容されることになる。
【０１１０】
この状態では、電動モータ２０からの回転駆動力がギヤモジュール５０、ギヤ６０、７０を介してアーム機構８０のアーム入力ギヤ８６に伝えられると、アーム入力ギヤ８６から回転駆動力がアーム出力ギヤ８７に伝わる。このため、アーム出力ギヤ８７が回転軸８３を中心として自転する。このため、回転軸８３がギヤモジュール１４０ａのギヤ１４２ａを回転させる。したがって、ギヤモジュール１４０ａのギヤ１４２ａがギヤ１３０ａを回転させる。これにより、電動モータ２０Ａからの回転駆動力をギヤ１３０ａから出力することができる。
【０１１１】
また、アーム出力ギヤ８７がギヤ１４２ｂ、１４２ｅに対して軸方向他方側に位置するときに、アーム出力ギヤ８７がギヤ１４２ａに接続する場合と同様に、ソレノイド８８ｂおよび磁性体８８ａの間の電磁力により、アーム８５、アーム入力ギヤ８６、アーム出力ギヤ８７、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と、アーム出力ギヤ８７がストッパ８４から解放されて、アーム出力ギヤ８７をギヤ１４２ｂ或いはギヤ１４２ｅに接続することができる。
【０１１２】
但し、出力部１２０Ｂ、１２０Ｅには、保持機構１５０が設けられていないので、解放ピン８９による保持機構１５０による回転角度の保持の解除が実施されない。
【０１１３】
一方、アーム出力ギヤ８７がギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｅのうち任意のギヤに接続した状態で、ソレノイド８８ｂに対して電流を流すことを停止すると、ソレノイド８８ｂおよび磁性体８８ａの間に電磁力が作用しなくなる。このため、バネ８８ｃの弾性力よって、アーム８５、アーム入力ギヤ８６、アーム出力ギヤ８７、磁性体保持部８８、および解放ピン８９が軸方向一方側に移動する。
【０１１４】
このとき、ストッパ８４がアーム出力ギヤ８７に噛む（図６参照）。これに伴い、上記任意のギヤは、アーム出力ギヤ８７から離脱される。
【０１１５】
さらに、解放ピン８９が保持ケース１５１の貫通孔１５６から抜かれて保持部材１５２がバネ１５３の弾性力によって軸方向一他方側に押し付ける。したがって、上記任意のギヤは、保持機構１５０により回転角度が保持されて、回転が禁止されることになる。
【０１１６】
（具体例２）
例えば、図２に示すように、アーム出力ギヤ８７がアーム入力ギヤ９５ｆに対して軸方向一方側に位置するときに、ソレノイド８８ｂに電流を流すと、ソレノイド８８ｂおよび磁性体８８ａの間の電磁力が、バネ８８ｃが弾性力に対抗して、アーム８５、アーム入力ギヤ８６、アーム出力ギヤ８７、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。
【０１１７】
このとき、アーム出力ギヤ８７がストッパ８４から解放される（図３参照）。これに伴い、アーム出力ギヤ８７がアーム入力ギヤ９５ｆに接続される。
【０１１８】
さらに、解放ピン８９が保持ケース１４１の貫通孔１４６を貫通して、解放ピン８９が保持部材１６２の基部１６４をバネ１６３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、アーム機構９０のアーム９５の下側アーム部９５ｂは、保持部材１６２から解放される（図３参照）。したがって、アーム入力ギヤ９５ｆは、保持機構１５０による回転角度の保持が解除されて、回転が許容されることになる。
【０１１９】
この状態では、電動モータ２０Ａからの回転駆動力がギヤモジュール５０、ギヤ６０、７０を介してアーム機構８０のアーム入力ギヤ８６に伝えられると、アーム入力ギヤ８６から回転駆動力がアーム出力ギヤ８７を介してアーム入力ギヤ９５ｆに与えられる。これに伴い、アーム機構９０のアーム９５が軸３５を中心として回転する。したがって、アーム出力ギヤ９４が軸３５を中心として公転する。このように、アーム出力ギヤ９４は、アーム機構８０からの回転駆動力によって公転することになる。
【０１２０】
一方、電動モータ２０Ｂが出力ギヤ２１ｂを回転させると、出力ギヤ２１ｂからの回転駆動力は、ギヤモジュール１１０のギヤ１１２に伝わる。このため、回転駆動力がギヤモジュール１１０のギヤ１１１からギヤ１００を通してギヤモジュール９１のギヤ９１ａに伝えられる。このため、ギヤ９１ａが軸３５を中心として回転する。これに伴い、ギヤ９１ｂが軸３５を中心として回転する。これに連動して、ギヤ９２ｂがギヤ９２ａとともに軸３５を中心として回転する。これに伴い、アーム出力ギヤ９４が軸９５ｃを中心として自転する。つまり、電動モータ２０Ｂがアーム出力ギヤ９４を自転させることになる。
【０１２１】
ソレノイド８８ｂに対して電流を流すことを停止すると、ソレノイド８８ｂおよび磁性体８８ａの間の電磁力が作用しなくなる。このため、バネ８８ｃが弾性力によって、アーム８５、アーム入力ギヤ８６、アーム出力ギヤ８７、磁性体保持部８８、および解放ピン８９が軸方向一方側に移動する。これに伴い、アーム出力ギヤ８７がアーム入力ギヤ９５ｆから離脱する。このとき、ストッパ８４はアーム出力ギヤ８７に噛む（図２参照）。さらに、解放ピン８９が保持ケース１４１の貫通孔１４６から抜かれる。よって、保持部材１６２がバネ１６３の弾性力によって軸方向一方側に押し付けられる。このため、アーム機構９０のアーム９５の下側アーム部９５ｂは、保持部材１６２によって保持される（図２参照）。したがって、アーム入力ギヤ９５ｆは、回転が禁止される。このため、アーム出力ギヤ８７の公転角度が保持されることになる。
【０１２２】
ここで、本実施形態では、アーム出力ギヤ９４を公転させつつ、アーム出力ギヤ９４を自転させることにより、ギヤ１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅのうち、任意のギヤ（以下、第１ギヤという）からアーム出力ギヤ９４を離脱させて、ギヤ１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅのうち第１ギヤ以外の任意のギヤ（以下、第２ギヤという）にアーム出力ギヤ９４を接続させることができる。これにより、図５、図１０〜図１５に示すように、ギヤ１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅのうち任意のギヤにアーム出力ギヤ９４を接続させることができる。
【０１２３】
特に、ギヤ１４２ａ、・・１４２ｅのうちアーム出力ギヤ９４、８７が時分割で接続することが可能になるギヤが２つになるようにギヤ１４２ａ、・・１４２ｅおよびアーム機構８０、９０が配置されている。本実施形態では、アーム出力ギヤ９４、８７が時分割で接続することが可能になるギヤとして、ギヤ１４２ｂ、１４２ｅが設定されている。
【０１２４】
以上のように、ギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅのうち互いに相違する２つのギヤにアーム出力ギヤ８７、９４を同時に接続することができる。このようにギヤ１４２ａ〜１４２ｅのうち互いに相違する２つのギヤにアーム出力ギヤ８７、９４を同時に接続するには、制御回路１７０によって電動モータ２０Ａ、２０Ｂおよびソレノイド８８ｂを制御する切替制御処理を実行することが必要になる。そこで、以下、制御回路１７０の切替制御処理について説明する。
【０１２５】
制御回路１７０は、図１７のフローチャートにしたがって、切替制御処理を実行する。
【０１２６】
まず、ステップ１００において、ギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅのうちアーム出力ギヤ８７、９４に接続される２つのギヤ（以下、接続ギヤという）を変更する必要があるか否かを判定する。
【０１２７】
接続ギヤを変更する必要がない場合にはステップ１００においてＮＯと判定して、電動モータ２０Ａ、２０Ｂおよびソレノイド８８ｂに対して制御状態を変更せずに、現状の制御状態を維持する（ステップ１０１）。
【０１２８】
一方、接続ギヤを変更する必要がある場合にはステップ１００においてＹＥＳと判定して、次のステップ１１０に進む。
【０１２９】
このステップ１１０では、接続ギヤを変更する際にアーム機構（図中アーム１）９０を駆動する必要があるか否かを判定する。
【０１３０】
このとき、接続ギヤを変更する際にアーム機構（図中アーム２）８０を駆動するだけで、アーム機構（図中アーム１）９０を駆動する必要がないと判定した場合には、ステップ１１０においてＮＯとして、ステップ１１３においてアーム機構（図中アーム２）８０を駆動して接続ギヤを変更する。
【０１３１】
一方、接続ギヤを変更する際にアーム機構（図中アーム１）９０を駆動する必要があると判定した場合には、ステップ１１０においてＹＥＳとして、自転・公転ロジック（ステップ１１２）を実行して接続ギヤを変更する。
【０１３２】
以下、自転・公転ロジック（ステップ１１２）に先だってアーム２の駆動処理（ステップ１１３）について説明する。
【０１３３】
（１）まず、制御回路１７０は、角度センサ１７２の検出値に基づいて、軸３４を中心とするアーム出力ギヤ８７の公転角度θａを算出し、この算出される公転角度θａを目標公転角度θｍに近づけるように電動モータ２０Ａを制御する。
【０１３４】
目標公転角度θｍは、ギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｅのうち任意のギヤにアーム出力ギヤ８７を接続するためにギヤ毎に設定される目標角度である。目標公転角度θｍは、ギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｅに対してアーム出力ギヤ８７が接続する際に最適となる公転角度である。
【０１３５】
このように、制御回路１７０が電動モータ２０Ａを制御してアーム出力ギヤ８７を公転させることにより、ギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｅのうち任意のギヤに対して軸方向一方側にアーム出力ギヤ８７を停止させることができる。
【０１３６】
その後、制御回路１７０がソレノイド８８ｂに電流を流すと、ソレノイド８８ｂおよび磁性体８８ａの間の電磁力が、バネ８８ｃの弾性力に対抗して、アーム８５、アーム入力ギヤ８６、アーム出力ギヤ８７、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、アーム出力ギヤ８７がストッパ８４から解放される。これに伴い、アーム出力ギヤ８７が任意のギヤに接続される。
【０１３７】
ここで、ギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｅのうち任意のギヤにアーム出力ギヤ８７が接続されている場合に、制御回路１７０が電動モータ２０Ａを回転させると、電動モータ２０Ａの出力ギヤ２１ａからの回転駆動力がギヤモジュール５０→ギヤ６０、７０→アーム入力ギヤ８６、８７→任意のギヤモジュール→出力ギヤに伝達される。
【０１３８】
例えば、任意のギヤとしてのギヤ１４２ａにアーム出力ギヤ８７が接続されている場合には、電動モータ２０Ａの出力ギヤ２１ａからの回転駆動力がギヤモジュール５０→ギヤ６０、７０→アーム入力ギヤ８６、８７→ギヤモジュール１４０ａ→ギヤ１３０ａに伝達される。
【０１３９】
このように制御回路１７０が電動モータ２０Ａおよびソレノイド８８ｂを制御することにより、電動モータ２０Ａからの回転駆動力をギヤ１３０ａ、１３０ｂ、１２０ｅのうち任意のギヤから出力させることができる。
【０１４０】
（２）次に、自転・公転ロジック（ステップ１１２）について説明する。
【０１４１】
まず、制御回路１７０は、角度センサ１７２の検出値に基づいて、軸３４を中心とするアーム出力ギヤ８７の公転角度θａを算出し、この算出される公転角度θａを目標公転角度θｎに近づけるように電動モータ２０Ａを制御する。目標公転角度θｎは、アーム入力ギヤ９５ｆにアーム出力ギヤ８７を接続するためにギヤ毎に設定されるアーム出力ギヤ８７の目標角度である。
【０１４２】
このように、制御回路１７０が電動モータ２０Ａを制御してアーム出力ギヤ８７を公転させることにより、アーム入力ギヤ９５ｆに対して軸方向一方側にアーム出力ギヤ８７を停止させることができる（図２参照）。
【０１４３】
その後、制御回路１７０がソレノイド８８ｂに電流を流すと、ソレノイド８８ｂおよび磁性体８８ａの間の電磁力が、バネ８８ｃの弾性力に対抗して、アーム８５、アーム入力ギヤ８６、アーム出力ギヤ８７、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、アーム出力ギヤ８７がストッパ８４から解放される。これに伴い、アーム出力ギヤ８７がアーム入力ギヤ９５ｆに接続される（図３参照）。
【０１４４】
ここで、制御回路１７０が電動モータ２０Ａを回転させると、電動モータ２０Ａの出力ギヤ２１ａからの回転駆動力がギヤモジュール５０→ギヤ６０、７０→アーム入力ギヤ８６→アーム出力ギヤ８７→アーム入力ギヤ９５ｆの順に伝達される。
【０１４５】
このため、電動モータ２０Ａからの回転駆動力によって、アーム９５が軸３５を中心として回転する。これに伴い、アーム出力ギヤ９４および軸９５ｃが軸３５を中心として公転する。このため、アーム出力ギヤ９４を公転させることにより、アーム出力ギヤ９４をギヤ１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅのうち任意のギヤに接続させることができる。
【０１４６】
このようにギヤ１４２ａ〜１４２ｅのうち任意のギヤにアーム出力ギヤ９４を接続するには、ギヤ９２ａの自転角度を制御しつつ、アーム出力ギヤ９４の公転角度をそれぞれ制御することが必要になる。
【０１４７】
制御回路１７０は、自転・公転ロジックを実行する際に、一定期間毎に、角度センサ１７１、１７２の検出角度をサンプリングして、これらサンプリング値等に基づいてδａｎ’、δａ（ｎ＋１）’、θｂａ’、δａｎ、δａ（ｎ＋１）を算出し、これら算出したδａｎ’、δａ（ｎ＋１）’、θｂａ’、δａｎ、δａ（ｎ＋１）に基づいて電動モータ２０Ａ、２０Ｂを制御する。
【０１４８】
ここで、δａｎ’およびδａ（ｎ＋１）’は、ギヤ９２ａの自転角度の算出値であって、角度センサ１７１の検出値に基づいて求められる。なお、説明の便宜上、後述する離脱ロジックではδａｎ’を用いて、接続ロジックでは、δａ（ｎ＋１）’を用いる。θｂａ’は、アーム出力ギヤ９４の公転角度の検出値であって、角度センサ１７２の検出値に基づいて求められる。
【０１４９】
δａｎは、後述するように、アーム出力ギヤ９４が離脱元ギヤｎから離脱する際に設定されるギヤ９２ａの自転角度の目標値となる目標自転角度である。δａｎは、離脱元ギヤｎの停止角度、θｂａ（公転角度理論値）および角度センサ１７１の検出値のサンプリング値によって算出される。本実施形態のθｂａとしては、角度センサ１７２の検出値が用いられる。
【０１５０】
δａ（ｎ＋１）は、後述するように、アーム出力ギヤ９４が離脱元ギヤｎから離脱してからアーム出力ギヤ９４が接続先ギヤ（ｎ＋１）に接続する際に設定されるギヤ９２ａの自転角度の目標値となる目標自転角度である。δａ（ｎ＋１）は、接続先ギヤ（ｎ＋１）の停止角度、θｂａ（公転角度理論値）および角度センサ１７１の検出値のサンプリング値によって算出される。
【０１５１】
本実施形態では、離脱元ギヤｎの停止角度としては予め決められた角度が用いられる。接続先ギヤ（ｎ＋１）の停止角度としても予め決められた値が用いられる。なお、離脱元ギヤｎ、および接続先ギヤ（ｎ＋１）に関しては、後述する。
【０１５２】
ここで、以下、説明の便宜上、ギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄのうち、第１ギヤを離脱元ギヤｎ、第２ギヤを接続先ギヤ（ｎ＋１）とし、ギヤ９２ａをギヤａとし、アーム出力ギヤ９４をギヤｂとする。離脱元ギヤｎは、ギヤ１４２ａ〜１４２ｅのうちギヤａが離脱されるギヤである。接続先ギヤ（ｎ＋１）は、ギヤ１４２ａ〜１４２ｅのうちギヤａが接続されるギヤである。
【０１５３】
さらに、図１８に示すように、離脱元ギヤｎとギヤｂの歯先円が重なり合う領域を「離脱圏」とし、接続先ギヤ（ｎ＋１）とギヤｂの歯先円が重なり合う領域を「接続圏」とする。その中間領域を「修正圏」とする。以下、制御回路１７０の切替制御処理によりギヤａ、ギヤｂが制御されてギヤａが自転しつつ、ギヤｂが公転することにより、ギヤｂがギヤｎから離脱してギヤ（ｎ＋１）にギヤｂに接続するまでの過程について説明する。
【０１５４】
図１９〜図２３は、公転・自転ロジック（ステップ１１２）の詳細を示すフローチャートである。制御回路１７０は、角度センサ１７１、１７２の検出角度をサンプリングしつつ、図１０〜図１５のフローチャートにしたがって、コンピュータプログラムを実行する。
【０１５５】
以下、公転ロジックに先だって自転ロジックについて説明する。
（自転ロジック）
まず、図１９のステップ１２０において、離脱ロジックを実行する。離脱ロジックは、離脱元ギヤｎからギヤｂを離脱させるための制御処理である。その後、ステップ１２１において、ギヤｂが離脱圏の外側（すなわち、離脱圏外）に位置するか否かを判定する。ステップ１２１の判定は、後述する領域判定ロジックで判定される。
【０１５６】
このとき、ギヤｂが離脱圏内に位置するとしてステップ１２１においてＮＯと判定すると、ステップ１２０に戻り、離脱ロジックを実行する。このため、ギヤｂが離脱圏内に位置する限り、離脱ロジック（ステップ１２０）を継続して実行することになる。
【０１５７】
その後、ギヤｂが離脱圏外に位置するとしてステップ１２１においてＹＥＳと判定すると、ステップ１２２に進んで、接続ロジックを実行する。接続ロジックは、接続先ギヤ（ｎ＋１）にギヤｂを接続させるための制御処理である。
【０１５８】
その後、ステップ１２３において、接続先ギヤ（ｎ＋１）に対するギヤｂの接続が完了したか否かを判定する。ステップ１２３の判定は、後述する公転ロジックで判定される。
【０１５９】
このとき、公転ロジックにおいて接続先ギヤ（ｎ＋１）に対するギヤｂの接続が完了していないとしてステップ１２３においてＮＯと判定すると、ステップ１２２に戻り、接続ロジックを実行する。このため、接続先ギヤ（ｎ＋１）に対するギヤｂの接続が完了していない限り、接続ロジック（ステップ１２２）およびステップ１２３のＮＯ判定を繰り返し実行することになる。
【０１６０】
その後、公転ロジックにおいて接続先ギヤ（ｎ＋１）に対するギヤｂの接続が完了したと判定すると、ステップ１２３においてＹＥＳと判定して自転ロジックを停止する。
【０１６１】
次に、離脱ロジック（ステップ１２０）について図２０を参照して説明する。
【０１６２】
まず、図２０のステップ１３０において、δａｎ’が（δａｎ＋α）よりも大きいか否かを判定する。
【０１６３】
δａｎ’は、ギヤａ（すなわち、ギヤ９２ａ）の自転角度である。ステップ１３０で用いられるδａｎ’は、ステップ１３０の実行タイミングに最も近いタイミングでサンプリングされた角度センサ１７１の検出信号のサンプリング値を変数として算出される。ステップ１３０で用いられるδａｎ（ギヤａの目標自転角度）は、ステップ１３０の実行タイミングに最も近いタイミングでサンプリングされた角度センサ１７１、１７２の検出角度のサンプリング値を変数として算出される。＋αは、自転ヒステリシスであって、ギヤａおよびギヤｂの間においてピッチ円の円周方向一方に形成される公差を示す所定角度である。
【０１６４】
ここで、δａｎ’＞（δａｎ＋α）であるときには、ステップ１３０においてＹＥＳと判定する。すると、次のステップ１３１において、電動モータ２０Ｂ（図中モータ１と記す）の回転速度を所定速度ΔＳだけ低減させる。このため、ギヤａの自転速度、ひいてはギヤｂの自転速度が遅くなる。
【０１６５】
その後、ステップ１３０に戻り、δａｎ’が（δａｎ＋α）よりも大きいか否かを判定する。このため、δａｎ’＞（δａｎ＋α）であるとしてステップ１３０においてＹＥＳ判定される毎に、電動モータ２０Ｂの回転速度を所定速度ΔＳだけ低減させる。このため、ギヤａおよびギヤｂの自転速度が遅くなる。
【０１６６】
次に、δａｎ’≦（δａｎ＋α）になると、ステップ１３０においてＮＯと判定する。
【０１６７】
次に、ステップ１３２において、δａｎ’が（δａｎ−α）よりも小さいか否かを判定する。
【０１６８】
ステップ１３２で用いられるδａｎ’は、ステップ１３２の実行タイミングに最も近いタイミングでサンプリングされた角度センサ１７１の検出信号のサンプリング値によって算出される。ステップ１３２で用いられるδａｎ（ギヤａの目標自転角度）は、ステップ１３２の実行タイミングに最も近いタイミングでサンプリングされた角度センサ１７１、１７２の検出角度のサンプリング値を変数として算出される。−αは、自転ヒステリシスであって、ギヤａとギヤｂとの間にてピッチ円の円周方向他方に形成される公差を示す所定角度である。
【０１６９】
ここで、δａｎ’＜（δａｎ−α）であるときには、ステップ１３２においてＹＥＳと判定する。すると、次のステップ１３３において、電動モータ２０Ｂの回転速度を所定速度ΔＳだけ増大させる。このため、ギヤａの自転速度、ひいてはギヤｂの自転速度が速くなる。
【０１７０】
その後、ステップ１３０に戻り、δａｎ’≧（δａｎ＋α）であるとしてステップ１３０においてＹＥＳと判定されると、ステップ１３２に戻る。このため、δａｎ’≦（δａｎ＋α）、かつδａｎ’＜（δａｎ−α）であるとしてステップ１３２においてＹＥＳと判定される毎に、電動モータ２０Ｂの回転速度を所定速度ΔＳだけ増大させる。このため、ギヤａおよびギヤｂの自転速度が速くなる。
【０１７１】
このようにステップ１３０或いは、ステップ１３２を実行する毎に、δａｎ’、δａｎが繰り返し算出されて、この算出毎にδａｎ’とδａｎとの差分（＝｜δａｎ’−δａｎ｜）が所定角度（＝α）未満であるか否かを判定する。このとき、δａｎ’とδａｎとの差分が所定角度未満であると判定すると、電動モータ２０Ｂの回転速度を制御することにより、ギヤａの自転速度を制御する。このため、ギヤａ（すなわち、ギヤ９２ａ）の自転角度をδａｎ（ギヤａの目標自転角度）に近づけることになる。
【０１７２】
その後、δａｎ’とδａｎとの差分が所定角度未満になり、δａｎ’≧（δａｎ−α）になると、ステップ１３２においてＮＯと判定する。これに伴い、ギヤａの自転角度が許容公差内に入っていると判定して、ステップ１３４において、許容公差内フラグｆ１をセットする（ｆ１＝１）。
【０１７３】
このように離脱元ギヤｎからギヤｂを離脱するために、電動モータ２０Ｂの回転速度の制御によってギヤａの自転角度を制御することにより、ギヤｂの自転角度を制御することができる。
【０１７４】
次に、接続ロジック（ステップ１４２）について図２１を参照して説明する。
【０１７５】
接続ロジック（ステップ１４２）は、ギヤｂが離脱元ギヤｎから離脱した後に実行される。
【０１７６】
まず、図２１のステップ１４０において、δａ（ｎ＋１）’が（δａ（ｎ＋１）＋α）よりも大きいか否かを判定する。
【０１７７】
δａ（ｎ＋１）’は、ギヤａ（すなわち、ギヤ９２ａ）の自転角度である。ステップ１４０で用いられるδａ（ｎ＋１）’は、ステップ１４０の実行タイミングに最も近いタイミングでサンプリングされる角度センサ１７１の検出角度のサンプリング値によって算出される。ステップ１４０で用いられるδａ（ｎ＋１）は、ステップ１４０の実行タイミングに最も近いタイミングでサンプリングされる角度センサ１７１、１７２の検出角度のサンプリング値を変数として算出される。
【０１７８】
ここで、δａ（ｎ＋１）’＞（δａ（ｎ＋１）＋α）であるときには、ステップ１４０においてＹＥＳと判定する。すると、次のステップ１４１において、電動モータ２０Ｂの回転速度を所定速度ΔＳだけ低減させる。このため、ギヤａの自転速度、ひいてはギヤｂの自転速度が遅くなる。
【０１７９】
その後、ステップ１４０に戻り、δａ（ｎ＋１）’が（δａ（ｎ＋１）＋α）よりも大きいか否かを判定する。このため、δａ（ｎ＋１）’＞（δａ（ｎ＋１）＋α）であるとしてステップ１４０においてＹＥＳ判定される毎に、電動モータ２０Ｂの回転速度を所定速度ΔＳだけ低減させる。このため、ギヤａの自転速度、ひいてはギヤｂの自転速度が遅くなる。その後、δａ（ｎ＋１）’≦（δａ（ｎ＋１）＋α）になると、ステップ１４０においてＮＯと判定する。
【０１８０】
次に、ステップ１４２において、δａ（ｎ＋１）’が（δａ（ｎ＋１）−α）よりも小さいか否かを判定する。
【０１８１】
ステップ１４２で用いられるδａ（ｎ＋１）’は、ステップ１４２の実行タイミングに最も近いタイミングでサンプリングされる角度センサ１７１の検出角度のサンプリング値により算出される。ステップ１４２で用いられるδａ（ｎ＋１）は、ステップ１４２の実行タイミングに最も近いタイミングでサンプリングされる角度センサ１７１、１７２の検出角度のサンプリング値を変数として算出される。−αは、自転ヒステリシスであって、ギヤａとギヤｂとの間にてピッチ円の円周方向他方に形成される公差を示す角度である。
【０１８２】
ここで、δａ（ｎ＋１）’＜（δａ（ｎ＋１）−α）であるときには、ステップ１４０においてＹＥＳと判定する。すると、次のステップ１４３において、電動モータ２０Ｂの回転速度を所定速度ΔＳだけ増大させる。このため、ギヤａの自転速度、ひいてはギヤｂの自転速度が速くなる。
【０１８３】
その後、ステップ１４０に戻り、δａ（ｎ＋１）’≦（δａ（ｎ＋１）＋α）であるとしてステップ１４０においてＹＥＳと判定されると、ステップ１４２に戻る。このため、δａ（ｎ＋１）’≦（δａ（ｎ＋１）＋α）かつδａ（ｎ＋１）’＜（δａ（ｎ＋１）−α）であるとしてステップ１４２においてＹＥＳ判定される毎に、電動モータ２０Ｂの回転速度を所定速度ΔＳだけ増大させる。
【０１８４】
このようにステップ１４０、或いはステップ１４２を実行する毎に、δａ（ｎ＋１）’、δａ（ｎ＋１）が繰り返し算出されて、この算出毎にδａ（ｎ＋１）’とδａ（ｎ＋１）との差分（＝｜δａ（ｎ＋１）’−δａ（ｎ＋１）｜）が所定角度（＝α）未満であるか否かを判定する。このとき、δａ（ｎ＋１）’とδａ（ｎ＋１）との差分が所定角度以上であると判定すると、電動モータ２０Ｂの回転速度を制御することにより、ギヤａの自転速度を制御する。このため、ギヤａ（すなわち、ギヤ９２ａ）の自転角度をδａ（ｎ＋１）（ギヤａの目標自転角度）に近づけることになる。
【０１８５】
その後、δａ（ｎ＋１）’とδａ（ｎ＋１）との差分が所定角度未満になり、δａ（ｎ＋１）’≧（δａ（ｎ＋１）−α）になると、ステップ１４２においてＮＯと判定する。これに伴い、ギヤａの自転角度が許容公差内に入っていると判定して、ステップ１４４において、許容公差内フラグｆ２をセットする（ｆ２＝１）。
【０１８６】
このように離脱元ギヤｎからギヤｂを離脱してからギヤｂが接続先ギヤ（ｎ＋１）に接続するために、電動モータ２０Ｂの回転速度の制御によってギヤａの自転角度を制御することにより、ギヤｂの自転角度を制御することができる。
【０１８７】
次に、領域判定ロジックについて図２２を参照して説明する。
【０１８８】
まず、ステップ１５０において、θｂａ’がθｂａｎよりも小さいか否かを判定する。
【０１８９】
θｂａ’は、ギヤａに対するギヤｂの公転角度である。ステップ１５０で用いられるθｂａ’は、ステップ１５０の実行タイミングに最も近いタイミングでサンプリングされる角度センサ１７２の検出角度により算出される値である。θｂａｎは、ギヤｂが離脱元ギヤｎから離脱する際のギヤａに対するギヤｂの目標公転角度であって、離脱元ギヤｎに対するギヤｂの離脱が完了するときに設定されるべきであるギヤｂの公転角度である。
【０１９０】
このとき、θｂａ’＜θｂａｎであるとき、ステップ１５０において、ＹＥＳと判定する。これに伴い、ステップ１５１において、ギヤｂが離脱領域に位置すると判定する。
【０１９１】
一方、θｂａ’≧θｂａｎであるとき、ステップ１５０において、ＮＯと判定して、次のステップ１５２において、θｂａ’がθｂａ（ｎ＋１）よりも大きいか否かを判定する。
【０１９２】
ステップ１５２で用いられるθｂａ’は、ステップ１５２の実行タイミングに最も近いタイミングでサンプリングされる角度センサ１７２の検出角度のサンプリング値により算出される値である。θｂａ（ｎ＋１）は、ギヤｂが離脱元ギヤｎから離脱して接続先ギヤ（ｎ＋１）に接続する際のギヤａに対するギヤｂの目標公転角度であって、接続先ギヤ（ｎ＋１）に対するギヤｂの接続が完了するときに設定されるべきであるギヤｂの公転角度である。
【０１９３】
ここで、θｂａ’＞θｂａ（ｎ＋１）であるときには、ステップ１５３において、ギヤｂが接続領域に位置すると判定する。一方、θｂａ’≦θｂａ（ｎ＋１）であるときには、ステップ１５４において、ギヤｂが修正領域に位置すると判定する。
【０１９４】
このようにステップ１６０、或いはステップ１６２を実行する毎に、θｂａ’θｂａｎ（或いは、θｂａ（ｎ＋１））を算出して、この算出毎に、ギヤｂが離脱領域、接続領域、修正領域のうちいずれの領域に位置するかを判定することになる。
【０１９５】
このとき、ギヤｂが接続領域、或いは修正領域に位置すると判定したときには、図１９の自転ロジックのステップ１２１で離脱圏外にギヤｂが位置するとしてＹＥＳと判定する。
【０１９６】
（公転ロジック）
まず、図２３のステップ１６０において、θｂａ’が（θｂａ（ｎ＋１）−β）よりも小さいか否かを判定する。
【０１９７】
ステップ１６０で用いられるθｂａ’は、ステップ１６０の実行タイミングに最も近いタイミングでサンプリングされる角度センサ１７２の検出角度のサンプリング値により算出される。−βは、公転ヒステリシスであって、ギヤｂとギヤ（ｎ＋１）との間にてピッチ円の円周方向一方に形成される公差を示す所定角度である
このとき、θｂａ’＜（θｂａ（ｎ＋１）−β）であるときには、ステップ１６０においてＹＥＳと判定して、次のステップ１６１において、電動モータ２０Ａを正方向に回転させる。これに伴い、ギヤｂがギヤ（ｎ＋１）に向かって公転する。正方向とは、ギヤｂがギヤａに対して公転する方向であって、ギヤｂが離脱元ギヤｎからギヤ（ｎ＋１）に向う方向である。
【０１９８】
その後、ステップ１６０に戻り、θｂａ’が（θｂａ（ｎ＋１）−β）よりも小さいか否かを判定する。このため、θｂａ’＜（θｂａ（ｎ＋１）−β）である限り、ステップ１６０のＹＥＳ判定およびステップ１６１の正回転処理を繰り返し実行する。このため、電動モータ（モータ２と記す）２０Ａが正方向に回転することが継続される。
【０１９９】
その後、θｂａ’≧（θｂａ（ｎ＋１）−β）になると、ステップ１６０においてＮＯと判定して、次のステップ１６２において、θｂａ’が（θｂａ（ｎ＋１）＋β）よりも大きいか否かを判定する。
【０２００】
ステップ１６２で用いられるθｂａ’は、ステップ１６２の実行タイミングに最も近いタイミングでサンプリングされる角度センサ１７２の検出値のサンプリング値により算出される。βは、公転ヒステリシスであって、ギヤｂとギヤ（ｎ＋１）との間にてピッチ円の円周方向他方に形成される公差を示す所定角度である。
【０２０１】
このとき、θｂａ’＞（θｂａ（ｎ＋１）＋β）であるときには、ステップ１６２においてＹＥＳと判定する。これに伴い、次のステップ１６３において、電動モータ２０Ａを逆方向に回転させる。このため、ギヤｂが離脱元ギヤｎに向かって公転する。逆方向とは、ギヤｂがギヤａに対して公転する方向であって、ギヤｂがギヤ（ｎ＋１）から離脱元ギヤｎに向う方向である。つまり、逆方向とは、正方向と逆の方向である。
【０２０２】
その後、ステップ１６０に戻る。このため、（θｂａ（ｎ＋１）−β）≦θｂａ’＞（θｂａ（ｎ＋１）＋β）である限り、ステップ１６０のＮＯ判定、ステップ１６２のＹＥＳ判定、およびステップ１６３の逆回転処理を繰り返す。このため、電動モータ２０Ａが逆方向に回転することが継続される。
【０２０３】
このように、ステップ１６０、或いは、ステップ１６２を実行する毎に、θｂａ’、θｂａ（ｎ＋１）を算出し、この算出毎にθｂａ’とθｂａ（ｎ＋１）との間の差分（＝｜θｂａ’、θｂａ（ｎ＋１）｜）が所定角度（＝β）未満であるか否かを判定する。このとき、θｂａ’とθｂａ（ｎ＋１）との間の差分が所定角度以上であると判定すると、電動モータ２０Ａの回転方向を制御することにより、ギヤｂの公転方向を制御する。このため、ギヤｂの公転角度をθｂａ（ｎ＋１）に近づけることになる。
【０２０４】
その後、θｂａ’≧（θｂａ（ｎ＋１）−β）かつθｂａ’≦（θｂａ（ｎ＋１）＋β）になると、ステップ１６２でＮＯと判定して、次のステップ１６４において、ギヤ（ｎ＋１）に対するギヤｂの接続が完了したと判定して、公転ロジックが停止される。
【０２０５】
なお、公転ロジックにおいて、ステップ１６２でＮＯと判定した場合には、図１９の自転ロジックのステップ１２３でＹＥＳと判定する。一方、ステップ１６２でＮＯと判定していない場合には、図１９の自転ロジックのステップ１２３でＮＯと判定する。
【０２０６】
このように本実施形態の制御回路１７０が公転ロジックと離脱ロジックとを制御することにより、電動モータ２０Ａ、２０Ｂを連携制御する。すると、ギヤｂの公転角度がθｂａ（ｎ＋１）に近づきつつ、ギヤａの自転角度がδａｎに近づくことになる。このため、ギヤｂの自転角度を制御しつつ、ギヤｂの公転角度を制御することにより、ギヤｂを離脱元ギヤｎから離脱させることができる。
【０２０７】
その後、制御回路１７０が公転ロジックと接続ロジックとを制御することにより、電動モータ２０Ａ、２０Ｂを連携制御する。すると、ギヤｂの公転角度がθｂａ（ｎ＋１）に近づきつつ、ギヤａの自転角度がδａ（ｎ＋１）に近づくことになる。このため、ギヤｂの自転角度を制御しつつ、ギヤｂの公転角度を制御することにより、ギヤｂを接続先ギヤ（ｎ＋１）に接続させることができる。
【０２０８】
次に、本実施形態において離脱元ギヤｎからギヤｂが離脱する具体例について説明する。図２４は、ギヤａが自転しつつ、ギヤｂが自転しながら公転して、離脱元ギヤｎからギヤｂが離脱する例を示す。
【０２０９】
まず、ギヤｂが離脱元ギヤｎから離脱するためのギヤｂの自転角度の目標値である目標自転角度をδｂｎｂａとし、ギヤｂの離脱元ギヤｎ周りの転がり自転角度をδｂｎとし、ギヤｂのギヤａ周りの転がり自転角度をδｂａとする。
【０２１０】
最初に、δａｎは、次の数式１に示すように、δｂｎｂａを変数とする関数ｆａで表すことができる。
【０２１１】
δａｎ＝ｆａ（δｂｎｂａ）・・・（数式１）
ｆａ（δｂｎｂａ）は、次の数式２で表すことができる。
【０２１２】
ｆａ（δｂｎｂａ）＝−（ＧＲｂａ×δｂｎｂａ）・・・（数式２）
ＧＲｂａは、ギヤａの歯数をＧａとし、ギヤｂの歯数をＧｂとした場合のギヤｂとギヤａとの間のギヤ比であって、次の数式３で表すことができる。
【０２１３】
ＧＲｂａ＝Ｇｂ／Ｇａ・・・（数式３）
δｂｎｂａは、次の数式４に示すように、δｂｎ、およびδｂａで表すことができる。
【０２１４】
δｂｎｂａ＝（δｂｎ−δｂａ）・・・（数式４）
δｂｎは、次の数式５で表すことができる。
【０２１５】
δｂｎ＝（ＧＲｎｂ×θｂｎ）＋θｂｎ・・・（数式５）
ＧＲｎｂは、離脱元ギヤｎの歯数をＧｎとし、ギヤｂの歯数をＧｂとした場合の離脱元ギヤｎとギヤｂとの間のギヤ比であって、次の数式６で表すことができる。
【０２１６】
ＧＲｎｂ＝Ｇｎ／Ｇｂ・・・（数式６）
θｂｎは、次の数式７で表すことができる。
【０２１７】
θｂｎ＝ｆｎ（θｂａ）・・・（数式７）
ｆｎ（θｂａ）は、θｂａを変数として幾何学的厳密解を与える関数である。θｂａは、ギヤｂが離脱元ギヤｎから離脱してギヤｂが接続先ギヤ（ｎ＋１）に接続する際のギヤａに対するギヤｂの公転角度の理論値である。本実施形態において、θｂａ’（ギヤｂの公転角度検出値）をθｂａ（公転角度理論値）としている。
【０２１８】
δｂａは、次の数式８で表すことができる。
【０２１９】
δｂａ＝（ＧＲａｂ×θｂａ）＋θｂａ・・・（数式８）
以上により、数式４に数式７および数式８を代入すると、数式９が得られる。
【０２２０】
δｂｎｂａ＝（（ＧＲｎｂ×ｆｎ（θｂａ））＋ｆｎ（θｂａ））−（（ＧＲａｂ×θｂａ）＋θｂａ）・・・（数式９）
ここで、数式９を数式１に代入すると、δａｎ（ギヤａの目標自転角度）は、θｂａ（＝θｂａ’）を変数とする関数によって求めることができる。
【０２２１】
以上により、ギヤｂを離脱元ギヤｎから離脱させる際に、δａｎに基づいて電動モータ２０Ｂを制御して、かつθｂａに基づいて電動モータ２０Ａを制御することにより、電動モータ２０Ａ、２０Ｂを連携して制御することになる。つまり、電動モータ２０Ａ、２０Ｂを連携して制御することにより、ギヤｂを離脱元ギヤｎから離脱させることができる。
【０２２２】
次に、ギヤｂが接続先ギヤ（ｎ＋１）に接続する具体例について説明する。図２５は、ギヤａの自転に伴ってギヤｂが自転しながら公転して、接続先ギヤ（ｎ＋１）にギヤｂが接続する例を示す。
【０２２３】
まず、ギヤｂを接続先ギヤ（ｎ＋１）に接続させるためのギヤｂの自転角度の目標値である目標自転角度をδｂ（ｎ＋１）ｂａとし、ギヤｂの接続先ギヤ（ｎ＋１）周りの転がり自転角度をδｂ（ｎ＋１）とし、ギヤｂのギヤａ周りの転がり自転角度をδｂａとする。
【０２２４】
最初に、δａ（ｎ＋１）は、次の数式１０に示すように、δｂｎｂａを変数とする関数ｆａで表すことができる。
【０２２５】
δａ（ｎ＋１）＝ｆａ（δｂ（ｎ＋１）ｂａ）・・・（数式１０）
ｆａ（δｂｎｂａ）は、次の数式１１で表すことができる。
【０２２６】
ｆａ（δｂ（ｎ＋１）ｂａ）＝−（ＧＲｂａ×δｂ（ｎ＋１）ｂａ）・・・（数式１１）
δｂ（ｎ＋１）ｂａは、次の数式１２に示すように、δｂｎ、およびδｂａで表すことができる。
【０２２７】
δｂ（ｎ＋１）ｂａ＝（δｂ（ｎ＋１）−δｂａ）・・・（数式１２）
δｂ（ｎ＋１）は、次の数式１３で表すことができる。
【０２２８】
δｂ（ｎ＋１）＝（ＧＲ（ｎ＋１）ｂ×θｂ（ｎ＋１））＋θｂ（ｎ＋１）・・・（数式１３）
ＧＲ（ｎ＋１）ｂは、接続先ギヤ（ｎ＋１）の歯数をＧ（ｎ＋１）とし、ギヤｂの歯数をＧｂとした場合の接続先ギヤ（ｎ＋１）とギヤｂとの間のギヤ比であって、次の数式１３で表すことができる。
【０２２９】
ＧＲ（ｎ＋１）ｂ＝Ｇ（ｎ＋１）／Ｇｂ・・・（数式１３）
θｂ（ｎ＋１）は、次の数式１４で表すことができる。
【０２３０】
θｂ（ｎ＋１）＝ｆ（ｎ＋１）（θｂａ）・・・（数式１４）
ｆ（ｎ＋１）（θｂａ）は、θｂａを変数として幾何学的厳密解を与える関数である。θｂａは、ギヤｂが離脱元ギヤｎから離脱してギヤｂが接続先ギヤ（ｎ＋１）に接続する際のギヤａに対するギヤｂの公転角度の理論値である。
【０２３１】
δｂａは、次の数式１５で表すことができる。
【０２３２】
δｂａ＝（ＧＲａｂ×θｂａ）＋θｂａ・・・（数式１５）
以上により、数式１２に数式１４および数式１５を代入すると、数式１６が得られる。
【０２３３】
δｂ（ｎ＋１）ｂａ＝（（ＧＲｎｂ×ｆｎ（θｂａ））＋ｆｎ（θｂａ））−（（ＧＲａｂ×θｂａ）＋θｂａ）・・・（数式１６）
ここで、数式１６を数式１０に代入すると、δａ（ｎ＋１）（ギヤａの目標自転角度）は、θｂａ（ギヤｂの公転角度理論値）（＝θｂａ’）を変数とする関数により求めることができる。
【０２３４】
以上により、ギヤｂが接続先ギヤ（ｎ＋１）に接続する際に、δａ（ｎ＋１）に基づいて電動モータ２０Ｂを制御して、かつθｂａに基づいて電動モータ２０Ａを制御することにより、電動モータ２０Ａ、２０Ｂを連携して制御することになる。つまり、電動モータ２０Ａ、２０Ｂを連携して制御することにより、ギヤｂを接続先ギヤ（ｎ＋１）に接続させることができる。
【０２３５】
次に、本実施形態の作動の具体例について説明する。
【０２３６】
まず、乗員がデフロスタスイッチ１７３を操作すると、制御回路１７０は、電動モータ２０Ａおよびソレノイド８８ｂを制御することにより、アーム出力ギヤ８７をアーム入力ギヤ９５ｆに接続する。
【０２３７】
これに加えて、制御回路１７０は、電動モータ２０Ａ、２０Ｂを連携制御することにより、アーム出力ギヤ９４をギヤ１４２ｂに接続する。この状態で、制御回路１７０は、電動モータ２０Ｂを制御する。このため、電動モータ２０Ｂがギヤモジュール１４０ｂ、ギヤ１３０ｃ、およびリンク機構を通してドア１５９ａ、１５９ｂ、１６０ａ、１６０ｂを駆動する。これにより、フットドア１５９ａ、１５９ｂがフット吹出開口部１５６ａ、１５６ｂによって若干開ける。フェイスドア１６０ａ、１６０ｂが、デフロスタ吹出開口部１５８を開けつつ、フェイス吹出開口部１５７ａ、１５７ｂを閉じる。
【０２３８】
一方、制御回路１７０は、電動モータ２０Ａおよびソレノイド８８ｂを制御して、アーム出力ギヤ８７をアーム入力ギヤ９５ｆから離脱させてから、アーム出力ギヤ８７をギヤ１４２ｅに接続する。この状態で、制御回路１７０は、電動モータ２０Ａを制御する。このため、電動モータ２０Ａがギヤモジュール１４０ｅ、ギヤ１３０ｅを通して内外気切換ドア１５２Ａを駆動する。これにより、内外気切換ドア１５２Ａが、外気導入口１５１ａを開けて、内気導入口１５１ｂを閉じることができる。
【０２３９】
このとき、送風機１５２ｃは、外気導入口１５１ａからの外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１５３Ａに送風する。このため、空気流は、冷却用熱交換器１５３Ａにより冷却されて冷風として冷却用熱交換器１５３Ａから左側空気通路１５１ｄおよび右側空気通路１５１ｅに吹き出される。
【０２４０】
左側空気通路１５１ｄに流入した冷風の一部が加熱用熱交換器１５４Ａを通過し残りの冷風がバイパス流路１５４ａを通過する。このため、加熱用熱交換器１５４Ａから吹き出される温風とバイパス流路１５４ａを通過した冷風とが混合されて空調風として、主にデフロスタ吹出開口部１５８からフロントガラスの内表面に吹き出される。
【０２４１】
右側空気通路１５１ｅに流入した冷風の一部が加熱用熱交換器１５４Ａを通過し残りの冷風がバイパス流路１５４ｂを通過する。このため、加熱用熱交換器１５４Ａから吹き出される温風とバイパス流路１５４ｂを通過した冷風とが混合されて空調風として、主にデフロスタ吹出開口部１５８からフロントガラスの内表面に吹き出される。
【０２４２】
以上説明した本実施形態によれば、車載空調装置は、ドア１５９ａ、１５９ｂ、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、１６０ｄと、ドア１５９ａ、・・・、１６０ｄをそれぞれ駆動するギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅとを備える。アーム機構９０は、電動モータ２０Ｂからの回転駆動力により自転するアーム出力ギヤ９４と、アーム出力ギヤ９４を回転自在に支持して、かつ軸３５を中心として回転可能に支持されて、回転によりアーム出力ギヤ９４を公転させるアーム９５とを備える。アーム機構８０は、電動モータ２０Ａからの回転駆動力により自転するアーム出力ギヤ８７と、アーム出力ギヤ８７を回転自在に支持して、かつ軸３４を中心として回転自在に構成されて、回転によりアーム出力ギヤ８７を公転させるアーム８５とを備える。アーム出力ギヤ８７、９４は、それぞれ、公転することによりギヤ１４２ａ、・・・、１４２ｅのうち互いに相違する２つのギヤに接続し、この接続した２つのギヤを電動モータ２０Ａ、２０Ｂからの回転駆動力により回転させるものである。そして、ギヤ１４２ａ、・・１４２ｅのうちアーム出力ギヤ９４、８７が時分割で接続することが可能になるギヤが２つになるようにギヤ１４２ａ、・・１４２ｅおよびアーム機構８０、９０が配置されている。本実施形態では、アーム出力ギヤ９４、８７が時分割で接続することが可能になるギヤとして、ギヤ１４２ｂ、１４２ｅが設定されている。したがって、ドア１５９ａ、・・・、１６０ｄを駆動するのに要する遅延時間を短くすることができる。
【０２４３】
本実施形態では、アーム機構９０のアーム９５は、アーム機構８０のアーム出力ギヤ８７からの回転駆動力によって公転する。このため、アーム機構９０は、アーム出力ギヤ９４の公転モード・自転モードを変更するためのソレノイドを用いる必要がない。このため、アーム機構９０の体格の小型化を図ることができる。
【０２４４】
本実施形態では、アーム機構８０のアーム出力ギヤ８７がアーム機構９０のアーム入力ギヤ９５ｆから離脱しているとき、保持機構１６０は、アーム機構９０のアーム９５の回転角度を保持する。このため、振動等により、アーム９５の回転角度、ひいてはアーム９５の公転角度がずれることを防止することができる。
【０２４５】
本実施形態では、ギヤ１４２ａがアーム機構８０のアーム出力ギヤ８７から離脱されているときに、保持機構１５０は、ギヤ１４２ａの回転角度を保持する。したがって、ギヤ１４２ａの回転角度がずれることを防止することができる。このため、アーム出力ギヤ８７がギヤ１４２ａに確実に接続することができる。
（本発明者による検討）
以下、上記特許文献１のアーム機構を２つ用いたシステム１Ａについての発明者の検討結果について説明する。
【０２４６】
システム１Ａは、２つの従来型のアーム機構をアーム機構１ａ、１ｂとし、アーム機構１ａ、１ｂにより複数の出力軸のうち互いに相違する２つの出力軸を同時に駆動できるシステムである。
【０２４７】
まず、アーム機構１ａ、１ｂにおいてアーム入力ギヤ８６に相当するプーリを入力プーリ２ａ、２ｂとする。アーム機構１ａ、１ｂにおいてアーム出力ギヤ８７に相当するプーリを出力プーリ４ａ、４ｂとする。
【０２４８】
接続摩擦円３ａ、３ｂは、アーム機構１ａ、１ｂの出力プーリ（アーム出力ギヤ）４ａ、４ｂのうち出力軸に接続される摩擦部の面積である。接続摩擦円３ａ、３ｂは互いに接している。
【０２４９】
接続摩擦円３ａ、３ｂの面積は、入力プーリ２ａの回転中心と入力プーリ２ｂの回転中心との間の距離Ｄに依存している。接続摩擦円３ａ、３ｂの面積が最大となるＤ値が存在する（図２６（ｂ）参照）。Ｄが大きすぎると接続摩擦円３ａ、３ｂの間の距離がボトルネックとなり接続摩擦円３ａ、３ｂが小さくなる（図２６（ａ）参照）。Ｄが小さすぎると接続摩擦円３ａ、３ｂの間の距離は余力が出るが、入力プーリ（アーム入力ギヤ）と出力プーリ（アーム出力ギヤ）との間の距離がボトルネックとなり接続摩擦円３ａ、３ｂが小さくなる（図２６（ｃ）参照）。
【０２５０】
接続摩擦円３ａ、３ｂはある一定面積が必要とされる為、Ｄ寸法がとり得る値は結果的にある範囲に限定され、場合によっては成立領域が無い場合もあることから、設計的に自由度が少ない。従って、図２６（ｃ）の制約を回避するべく、図２７の如く、アームは外側を周回するように駆動させる。
【０２５１】
入力プーリ２ａ、２ｂ・出力プーリ４ａ、４ｂ・アーム・ベルト５ａ、５ｂの成立領域は、上記の如くなるが、一方で、電動モータ・ソレノイド、及び電磁クラッチの直径も、図２７の如く、入力プーリ２ａ、２ｂ（アーム入力ギヤ）に収める必要が生じる為、前述の制約に加えて電磁石・クラッチの制約も加味して検討する必要があり、必要十分な摩擦力を生じさせる程度の電磁力を発生させる強力なソレノイドが設定可能なのか、また、入力プーリ２ａ、２ｂ（アーム入力ギヤ）の径相当のモータサイズで十分なトルクが発生可能なのか等、設計上の困難が予想される。
【０２５２】
なお、図２７中Ｂ１は出力プーリ４ａの公転駆動範囲を示し、Ｂ２は出力プーリ４ｂの公転駆動範囲を示している。
【０２５３】
（第２実施形態）
本第２実施形態では、アーム機構８０、９０のアーム出力ギヤ８７、９４が複数の出力部のうち１つの出力部を跨いで公転させることなく、アーム出力ギヤ８７、９４を公転により任意の出力部にそれぞれ接続させるように配置した例について図２８を参照して説明する。
【０２５４】
図２８に、本発明に係る本実施形態の多軸駆動用アクチュエータ１において、アーム機構８０、９０、および出力部１２０Ｗ、１２０Ｘ、１２０Ｙ、１２０Ｚの配置を示す。
【０２５５】
出力部１２０Ｗ、１２０Ｘ、１２０Ｙ、１２０Ｚは、上述の第１、第２実施形態の出力部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ、１２０Ｅに相当するものである。
【０２５６】
本実施形態では、アーム機構９０のアーム出力ギヤ９４の外円軌跡Ａ１とアーム機構８０のアーム出力ギヤ８７の外円軌跡Ａ２とが出力部１２０Ｚに重なるようにアーム機構８０、９０、および出力部１２０Ｚが配置されている。
【０２５７】
そこで、本実施形態では、アーム出力ギヤ９４が外円軌跡Ａ１のうち出力部１２０Ｘを除いた範囲内を矢印Ｂ１の如く公転することにより、アーム出力ギヤ９４を出力部１２０Ｗ、１２０Ｘに接続させることができる。アーム出力ギヤ８７が外円軌跡Ａ２のうち出力部１２０Ｘを除いた範囲内を矢印Ｂ２の如く公転することにより、アーム出力ギヤ８７を出力部１２０Ｘ、１２０Ｙに接続させることができる。
【０２５８】
以上の本実施形態によれば、上記第１実施形態に比べて出力部１２０Ｚと出力部１２０Ｗ、１２０Ｘ、１２０Ｙとの間の距離Ｌを短くすることができる。上記第１実施形態の距離Ｌは、出力部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃと出力部１２０Ｅとの間の距離である。このため、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。
【０２５９】
なお、出力部１２０Ｚの代わりに出力部１２０Ｘを対象としても可である。出力部１２０Ｚと出力部１２０Ｘとの双方を対象でも可である。
【０２６０】
（第３実施形態）
本第３実施形態では、上記第１実施形態において、アーム機構８０に代えて、２つの遊星ギヤ機構を用いたアーム機構２００が用いられる多軸駆動用アクチュエータ１について説明する。以下、本実施形態のアーム機構２００の詳細を説明する。
【０２６１】
アーム機構２００は、図２９（ａ）、（ｂ）に示すように、遊星ギヤ機構２１０、２２０、およびアーム２３０を備える。
【０２６２】
遊星ギヤ機構２１０は、サンギヤモジュール２１１、プラネタリプレート２１２、およびプラネタリギヤ２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄを備える。
【０２６３】
サンギヤモジュール２１１は、その軸方向が軸２９０の軸方向に一致するように配置されたもので、軸２９０を中心として回転自在に構成されている。軸２９０は、ケーシング１０に支持されている。
【０２６４】
サンギヤモジュール２１１は、図２９（ｂ）に示すように、入力ギヤ２１１ａとサンギヤ２１１ｂを備えるモジュールである。入力ギヤ２１１ａとサンギヤ２１１ｂは、それぞれの軸方向が軸２９０の軸方向に一致するように配置されている。入力ギヤ２１１ａは、中間ギヤ２５０を介して電動モータ２０Ａの出力ギヤ２１からの回転駆動力を受けて回転する。サンギヤ２１１ｂは、入力ギヤ２１１ａに対して軸方向一方側に配置されている。
【０２６５】
中間ギヤ２５０は、軸２９１を中心として回転自在に支持されている。軸２９１は、ケーシング１０によって支持されている。
【０２６６】
プラネタリプレート２１２は、その軸方向が軸２９０の軸方向に一致するように配置されている。プラネタリプレート２１２は、軸２９０の径方向外側に歯を形成する平歯車である。
【０２６７】
プラネタリプレート２１２は、サンギヤ２１１ｂのうち入力ギヤ２１１ａとサンギヤ２１１ｂとの間に固定されている。プラネタリプレート２１２には、プラネタリギヤ２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄをそれぞれ回転自在に支持する軸２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄ（図３０参照）が設けられている。
【０２６８】
プラネタリギヤ２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄは、サンギヤ２１１ｂと後述するリングギヤ２３１との間に配置されている。プラネタリギヤ２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄは、サンギヤ２１１ｂの回転方向に並べられている。
【０２６９】
遊星ギヤ機構２２０は、図３０および図３１に示すように、サンギヤモジュール２２１、プラネタリギヤ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄ、およびリングギヤ２２３を備える。
【０２７０】
サンギヤモジュール２２１は、その軸方向が軸２９２の軸方向に一致するように配置されたもので、軸２９２を中心として回転自在に構成されている。軸２９２は、アーム２３０に支持されている。つまり、サンギヤモジュール２２１は、アーム２３０によって回転自在に支持されている。
【０２７１】
サンギヤモジュール２２１は、サンギヤ２２１ａおよびアーム出力ギヤ２２１ｂを備えるモジュールである。サンギヤ２２１ａおよびアーム出力ギヤ２２１ｂは、それぞれの軸方向が軸２９２の軸方向に一致するように配置されている。サンギヤ２２１ａは、アーム出力ギヤ２２１ｂに対して軸方向一方側に配置されている。アーム出力ギヤ２２１ｂは、サンギヤ２２１ａとともに回転して、サンギヤ２２１ａからの回転駆動力を出力部１２０Ａのギヤ１４２ａ、出力部１２０Ｂのギヤ１４２ｂ、および出力部１２０Ｅのギヤ１４２ｅ、およびアーム機構９０のアーム入力ギヤ９５ｆのうち任意のギヤに出力する。
【０２７２】
プラネタリギヤ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄは、それぞれ、サンギヤ２２１ａおよびリングギヤ２２３の間に配置されている。プラネタリギヤ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄは、サンギヤ２２１ａの回転方向に並べられている。プラネタリギヤ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄは、それぞれ、リングギヤ２２３に接続されるともに、サンギヤ２２１ａに接続されている。
【０２７３】
プラネタリギヤ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄは、後述する軸２９３、２９４、２９５、２９６を中心として回転自在に支持されているである。軸２９３、２９４、２９５、２９６は、アーム２３０によって支持されている。このことにより、プラネタリギヤ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄは、アーム２３０によって回転自在に支持されていることになる。
【０２７４】
リングギヤ２２３は、軸２９２の軸線を中心として環状に形成されて、歯が径方向内側に形成されている内歯車である。リングギヤ２２３は、その歯がプラネタリプレート２１２の歯に接続されている。
【０２７５】
アーム２３０は、軸２９０の軸方向に直交するプレート状に形成されている。アーム２３０は、リングギヤ２３１を構成している。リングギヤ２３１は、軸２９０を中心とする環状に形成されて、軸２９０を中心とする径方向内側に歯が形成されている内歯車である。
【０２７６】
本実施形態では、軸２９０、２９１、２９２、２９３、２９４、２９５、２９６、２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄは、それぞれの軸方向が平行になっている。
【０２７７】
ストッパ２６０は、図３２（ａ）（ｂ）に示すように、鉤部２６１、２６２および収納部２６３を備えて、リングギヤ２３１およびプラネタリプレート２１２のうち一方のギヤの回転を停止し、他方のギヤの回転を許容する。
【０２７８】
鉤部２６１は、収納部２６３からリングギヤ２３１側に延びるように形成されている。鉤部２６１は、穴部２１４ａ〜２１４ｆのうちいずれかの穴部に挿入されて、リングギヤ２３１の回転を停止する。穴部２１４ａ〜２１４ｆは、アーム２３０に形成されている。穴部２１４ａ〜２１４ｆは、軸２９０の軸線を中心とする円周方向に並べられている。穴部２１４ａ〜２１４ｆのうち４つの穴部は、出力部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｅ、アーム機構９０のギヤ９５ｆのそれぞれに対応している。
【０２７９】
鉤部２６２は、収納部２６３からプラネタリプレート２１２側に延びるように形成されている。鉤部２６２は、プラネタリプレート２１２の複数の穴部２１５のうちいずれかの穴部２１５に挿入されて、プラネタリプレート２１２の回転を停止する。複数の穴部２１５は、軸２９０の軸線を中心とする円周方向に同一間隔に並べられている。
【０２８０】
収納部２６３は、図３２（ａ）、（ｂ）に示すように、断面コ字状に形成されて、ソレノイド２７０およびバネ２８０を収納する。収納部２６３は、鉄等の磁性体からなるものである。ソレノイド２７０は、ケーシング１０により支持されて、ストッパ２６０の収納部２６３の天井２６３ａ側を軸方向他方側に引き付ける電磁力を出力する。バネ２８０は、一端側がケーシング１０により支持されて他端側が収納部２６３の天井２６３ａ側により支持されている。バネ２８０は、ストッパ２６０を軸方向一方側に押す弾性力を出力する。
【０２８１】
本実施形態では、上記第１実施形態の保持機構１５０に代えて、ギヤ保持機構１５０Ｘが用いられる。図３３はギヤ保持機構１５０Ｘおよびギヤ１４２ａをその径方向外側から視た図である。図３４（ａ）はギヤ保持機構１５０Ｘの断面図であり、図３４（ｂ）はアーム２３０が図３４（ａ）の位置から移動してギヤ保持機構１５０Ｘがギヤ１４２ａを保持している状態を示している。
【０２８２】
ギヤ保持機構１５０Ｘは、ギヤ１４２ａを保持するための保持機構であって、ロック部３０１、サポート部３０２、およびバネ３０３から構成されている。ロック部３０１は、ギヤ１４２ａの歯に噛み込んでギヤ１４２ａの回転を止める係合部３０１ａと、アーム出力ギヤ２２１ｂの突起部２２１ｃにより軸方向他方側に押される被押圧部３０１ｂとからなる。係合部３０１ａは、被押圧部３０１ｂに対して径方向内側に配置されている。ロック部３０１は、サポート部３０２により軸方向移動可能に支持されている。バネ３０３は、サポート部３０２内に配置されて、ロック部３０１を軸方向一方側に押す弾性力を発生する。
【０２８３】
本実施形態では、上記第１実施形態の保持機構１６０に代えて、アーム保持機構が用いられる。アーム保持機構は、アーム機構９０のアーム９５の回転角度を所望角度に保持するために、アーム９５の下側アーム部９５ｂ（図２参照）を保持する。
【０２８４】
アーム保持機構とギヤ保持機構１５０Ｘとは、保持する対象が異なるだけで、アーム保持機構とギヤ保持機構１５０Ｘとは、互いに同様の構造を備えるので、アーム保持機構の構造の説明を省略する。
【０２８５】
次に、本実施形態のアーム機構２００の作動について説明する。
【０２８６】
アーム機構２００は、アーム出力ギヤ２２１ｂを公転させる公転モードと、アーム出力ギヤ２２１ｂの自転により電動モータ２０Ａからの回転駆動力をアーム出力ギヤ２２１ｂから所望の出力ギヤに伝達する自転モードとを備える。
【０２８７】
以下、公転モードを自転モードに先だって説明する。
（公転モード）
次に、ソレノイド２７０への電流の供給を停止してソレノイド２７０をオフする。これに伴い、ソレノイド２７０から電磁力が出力されなくなる。このため、バネ２８０の弾性力によりストッパ２６０を軸方向一方側に移動させる。このため、図３２（ｂ）に示すように、鉤部２６１が軸方向一方側に移動する。このため、鉤部２６１が穴部２１４ａ〜２１４ｆのうち例えば穴部２１４ａから出て、鉤部２６１が遊星ギヤ機構２１０のリングギヤ２３１を解放する。このため、リングギヤ２３１はその回転が許容される。これに伴い、鉤部２６２が軸方向一方側に移動して鉤部２６２が遊星ギヤ機構２１０のプラネタリプレート２１２の複数の穴部２１５のうちいずれかの穴部２１５に挿入される。これにより、プラネタリプレート２１２の回転が止められる。
【０２８８】
次に、電動モータ２０Ａに電流が供給されて電動モータ２０Ａの出力ギヤ２１から回転駆動力が出力されると、回転駆動力は、中間ギヤ２５０を介して入力ギヤ２１１ａを介してサンギヤモジュール２１１に伝わる。このため、サンギヤ２１１ｂが軸２９０を中心として回転する。これに伴い、プラネタリプレート２１２が軸２９０を中心として回転する。
【０２８９】
このとき、プラネタリギヤ２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄは、それぞれ、自転しながら、軸２９０を中心として公転する。これにより、リングギヤ２３１が軸２９０を中心として回転する。このため、アーム２３０が軸２９０を中心として回転する。これにより、サンギヤモジュール２１１のアーム出力ギヤ２２１ｂが軸２９０を中心として公転する。このとき、アーム出力ギヤ２２１ｂは、ギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｅ、アーム入力ギヤ９５ｆのうち任意のギヤに接続して、この任意のギヤからアーム出力ギヤ２２１ｂが離脱することができる。
【０２９０】
なお、アーム出力ギヤ２２１ｂが任意の出力ギヤに接続された状態で、電動モータ２０Ａの出力ギヤ２１から回転駆動力が出力されると、アーム出力ギヤ２２１ｂは軸２９２を中心として自転しながら公転して、アーム出力ギヤ２２１ｂが任意の出力ギヤから離脱する。このとき、アーム出力ギヤ２２１ｂの自転方向は、アーム出力ギヤ２２１ｂの公転方向と反対方向になる。
【０２９１】
ここで、ギヤ１４２ａがアーム出力ギヤ２２１ｂに接続されていない状態では、ギヤ保持機構１５０Ｘがギヤ１４２ａの回転角度を保持する。具体的には、ロック部３０１はバネ３０３の弾性力によりサポート部３０２から軸方向一方側に押される。このため、ロック部３０１の係合部３０１ａが、図３３および図３４（ａ）に示すように、ギヤ１４２ａの歯に噛み込んでギヤ１４２ａの回転角度を保持する。
【０２９２】
例えば、アーム出力ギヤ２２１ｂがギヤ１４２ａに接続する際には、アーム出力ギヤ２２１ｂの突起部２２１ｃがロック部３０１の被押圧部３０１ｂを軸方向他方側に押す。このため、ロック部３０１は、バネ３０３を圧縮しながら軸方向他方側に移動してサポート部３０２内に収納される。
【０２９３】
これにより、ロック部３０１の係合部３０１ａがギヤ１４２ａから外れる。このため、ロック部３０１の係合部３０１ａによるギヤ１４２ａの回転角度の保持が解除されて、ギヤ１４２ａは回転が許容される。このため、ギヤ１４２ａは、その回転が許容された状態で、アーム出力ギヤ２２１ｂに接続されることになる。
（自転モード）
次に、ソレノイド２７０に電流を供給してソレノイド２７０がオンする。これに伴い、ソレノイド２７０および収納部２６３の天井２６３ａの間に電磁力が作用する。この電磁力は、バネ２８０の弾性力に対抗して収納部２６３の天井２６３ａをソレノイド２７０に引き寄せる。このため、ストッパ２６０が軸方向他方側に移動する。このため、図３２（ａ）に示すように、鉤部２６１が軸方向他方側に移動して鉤部２６１が穴部２１４ａ〜２１４ｆのうちいずれかの穴部に挿入される。したがって、リングギヤ２３１はその回転が止められる。これに伴い、鉤部２６２が軸方向他方側に移動して穴部２１５から出る。このため、鉤部２６２は、遊星ギヤ機構２１０のプラネタリプレート２１２を解放する。これにより、プラネタリプレート２１２の回転が許容される。
【０２９４】
ここで、ギヤ１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｅ、アーム入力ギヤ９５ｆのうち任意のギヤにアーム出力ギヤ２２１ｂが接続している場合には、電動モータ２０Ａの出力ギヤ２１から回転駆動力が出力されると、回転駆動力は、中間ギヤ２５０を介して入力ギヤ２１１ａを介してサンギヤモジュール２１１に伝わる。このため、サンギヤ２１１ｂが軸２９０を中心として回転する。これに伴い、プラネタリプレート２１２が軸２９０を中心として回転する。このため、プラネタリギヤ２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄは、それぞれ、自転しながら、軸２９０を中心として公転する。このとき、上述の如く、リングギヤ２３１はその回転が止められるので、アーム２３０は停止している。
【０２９５】
一方、プラネタリプレート２１２の回転に伴ってリングギヤ２２３が軸２９３を中心として回転する。このため、プラネタリギヤ２２２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄは、それぞれ軸２９３、２９４、２９５、２９６を中心として自転する。このため、サンギヤ２２１ａは、軸２９２を中心として回転する。これにより、サンギヤモジュール１２１、すなわち、アーム出力ギヤ２２１ｂが軸２９２を中心として自転する。
【０２９６】
ここで、アーム出力ギヤ２２１ｂが任意のギヤとしてのギヤ１４２ａに接続されている場合には、アーム出力ギヤ２２１ｂの回転に伴って、出力部１２０Ａのギヤモジュール１４０ａのギヤ１４２ａが軸１４１ａを中心として回転する。このため、ギヤ１３０ｃがギヤ１４３ａにより駆動されて回転する。
【０２９７】
以上により、電動モータ２０Ａの出力ギヤ２１からの回転駆動力は、中間ギヤ２５０→サンギヤモジュール２１１→プラネタリプレート２１２→リングギヤ２２３→プラネタリギヤ２２２ａ〜２２２ｄ→サンギヤモジュール２２１→アーム出力ギヤ２２１ｂ→ギヤ１４２ａ（任意のギヤ）の順に伝達される。
【０２９８】
（他の実施形態）
（１）  上記第１〜第３の実施形態では、アーム機構９０のアーム入力ギヤ９５ｆを平歯車にした例について説明したが、これに代えて、アーム入力ギヤ９５ｆとして傘ギヤを用いてもよい。この場合、アーム機構８０のアーム出力ギヤ８７として傘ギヤを用いる。
（２）  上記第１〜第３の実施形態では、角度センサ１７１、１７２としては、光学式センサを用いた例について説明したが、これに代えて、角度センサ１７１、１７２として磁気センサを用いてもよい。
（３）  上記第１〜第３の実施形態では、アーム出力ギヤ８７の公転角度を求めるために角度センサ１７２によってギヤ７０の回転角度を検出する例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。
【０２９９】
すなわち、アーム出力ギヤ８７の公転角度を求めるために、角度センサ１７２によってギヤ７０以外のギヤ（例えば、アーム入力ギヤ８６、ギヤ６０、５２、５１など）の回転角度を検出してもよい。
（４）  上記第１〜第３の実施形態では、アーム出力ギヤ８７の自転角度を求めるために角度センサ１７１によってギヤ９１ａの回転角度を検出する例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。
【０３００】
すなわち、アーム出力ギヤ８７の自転角度を求めるために角度センサ１７１によってギヤ９１ａ以外のギヤ（例えば、ギヤ１００、１１１、１１２など）の回転角度を検出してもよい。
（５）  上記第１〜第３の実施形態では、第１アーム機構としてアーム機構９０を採用し、第２アーム機構としてアーム機構８０を採用した例について説明したが、これに代えて、次の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）のようにしてもよい。
【０３０１】
（ａ）第１アーム機構としてアーム機構８０を採用し、かつ第２アーム機構としてアーム機構８０を採用する。
【０３０２】
（ｂ）第１アーム機構として上記第３実施形態のアーム機構２００を採用し、第２アーム機構としてアーム機構２００を採用する。
【０３０３】
（ｃ）第１アーム機構としてアーム機構２００を採用し、第２アーム機構としてアーム機構８０を採用する。
【０３０４】
（ｄ）第１アーム機構としてアーム機構８０を採用し、第２アーム機構としてアーム機構２００を採用する。
（６）  上記第１〜第３の実施形態では、本発明の駆動源としては、電動モータ２０Ａ、２０Ｂを用いた例について説明したが、これに代えて、人力や内燃機関などの各種の駆動源を本発明の駆動源としてもよい。
（７）  上記第３実施形態では、遊星ギヤ機構２１０を構成する第１プラネタリギヤ（２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄ）の個数を、４つとした例について説明したが、これに限らず、第１プラネタリギヤの個数を、４つ以外の個数としてもよい。
（８）  上記第３実施形態では、複数の第１プラネタリギヤ（２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄ）を軸２９０を中心とする回転方向に並べた例について説明したが、これに代えて、サンギヤ２１１ｂおよびリングギヤ２３１の間に複数の第１プラネタリギヤを径方向に直列に接続させるようにしてもよい。
（９）  上記第３実施形態では、遊星ギヤ機構２１０を構成する第２プラネタリギヤ（２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄ）の個数を、４つとした例について説明したが、これに限らず、第２プラネタリギヤの個数を、４つ以外の個数としてもよい。
（１０）  上記第３実施形態では、複数の第２プラネタリギヤ（２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄ）を軸２９２を中心とする回転方向に並べた例について説明したが、これに代えて、サンギヤ２２１ａおよびリングギヤ２２３の間に複数の第２プラネタリギヤを径方向に直列に接続させるようにしてもよい。
（１１）  上記第３実施形態では、リングギヤ２３１の回転を止めるために、アーム２３０の穴部２１４ａ〜２１４ｆのいずれか穴部に鉤部２６１を挿入した例について説明したが、これに代えて、リングギヤ２３１に対して側面から鉤部２６１を噛み込ませるようにしてもよい。
（１２）  上記第３実施形態では、プラネタリプレート２１２の回転を停止するために、プラネタリプレート２１２の複数の穴部２１５のうちいずれかの穴部２１５に鉤部２６２を挿入した例について説明したが、これに代えて、プラネタリプレート２１２に対してその側面から鉤部２６２を噛み込ませるようにしてもよい。
（１３）  本発明を実施するにあたり、上記第１実施形態では、ギヤ１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅのうち任意のギヤの停止角度をギヤ毎に角度センサにより検出し、制御回路１３０は、角度センサの検出停止角度に応じて電動モータ２０Ａ、２０Ｂを連動制御して任意のギヤにアーム出力ギヤ９４を接続させてもよい。これにより、制御回路１３０は、角度センサにより実際に検出される停止角度に合った公転ロジック、自転ロジックを実行することができる。
（１４）  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。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、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特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０３０５】
１    多軸駆動用アクチュエータ
２０Ａ    電動モータ（第２駆動源）
２０Ｂ    電動モータ（第１駆動源）
３５    軸（第１軸）
８０    アーム機構（第２アーム機構）
８５    アーム（第２アーム）
８７    アーム出力ギヤ（第２アーム出力ギヤ）
９０    アーム機構（第１アーム機構）
９４    アーム出力ギヤ（第１アーム出力ギヤ）
９５    アーム（第１アーム）
１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ、１４２ｄ、１４２ｅ    ギヤ（出力ギヤ）
１５０    保持機構（出力ギヤ保持部）
１５９ａ、１５９ｂ    フットドア
１６０    保持機構（アーム保持部）
１６０ａ、１６０ｂ    フェイスドア
１６０ｃ、１６０ｄ    リアフェイスドア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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