(57)【要約】【課題】駆動歯車と出力歯車との連結を、この駆動歯車が正回転・逆回転・回転停止のいずれの状態にあるかに関わらず、切断可能であるクラッチ機構及びこれを備えた電動アクチュエータを提供することにある。【解決手段】駆動歯車１ａと出力歯車２ａとの間に配置されるとともに、この駆動歯車１ａの回転を出力歯車２ａに伝達する少なくとも二つの中間歯車４，５が備えられ、第一中間歯車４が、第二中間歯車５、前記駆動歯車１ａ又は前記出力歯車２ａのうちいずれか１つの歯車と噛合されているとともに、前記噛合する二つの歯車が、互いの軸線間距離を決められるようにして、連結部材６に軸支されており、前記連結部材６が、前記二つの歯車のうち、一の歯車の軸線を中心として他の歯車を回転移動させるよう構成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2009079703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動歯車と、この駆動歯車に離間されて配置される出力歯車とを備えるクラッチ機構であって、
前記駆動歯車と前記出力歯車との間に配置されるとともに、この駆動歯車の回転を出力歯車に伝達する少なくとも二つの中間歯車が備えられ、
第一中間歯車が、第二中間歯車、前記駆動歯車又は前記出力歯車のうちいずれか１つの歯車と噛合されているとともに、
前記噛合する二つの歯車が、互いの軸線間距離を決められるようにして、連結部材に軸支されており、
前記連結部材が、前記二つの歯車のうち、一の歯車の軸線を中心として他の歯車を回転移動させるよう構成されていることを特徴とするクラッチ機構。
【請求項２】
請求項１に記載のクラッチ機構であって、
前記中間歯車は、三つ設けられており、
第三中間歯車が、前記連結部材に軸支され、この連結部材の軸支する前記一の歯車と噛合されているとともに、前記他の歯車とは離間して配置されており、
前記連結部材が、前記一の歯車の軸線を中心として前記他の歯車及び前記第三中間歯車を回転移動させるよう構成されていることを特徴とするクラッチ機構。
【請求項３】
駆動歯車と、この駆動歯車に離間されて配置される出力歯車とを備えるクラッチ機構であって、
前記駆動歯車と前記出力歯車との間に、この駆動歯車の回転を出力歯車に伝達する中間歯車が備えられ、
前記中間歯車が、前記駆動歯車又は前記出力歯車のいずれかの歯車と噛合されているとともに、
前記噛合する二つの歯車が、互いの軸線間距離を決められるようにして、連結部材に軸支されており、
前記連結部材が、前記二つの歯車のうち、一の歯車の軸線を中心として他の歯車を回転移動させるよう構成されていることを特徴とするクラッチ機構。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のクラッチ機構であって、
前記連結部材には、弾性部材が設けられているとともに、前記回転移動の方向に付勢されていることを特徴とするクラッチ機構。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のクラッチ機構を備えることを特徴とする電動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動歯車の回転を出力歯車へ伝達するとともに、これらの連結を切断可能なクラッチ機構及びこれを備えた電動アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動モータの回転運動を直線運動に変換して出力する電動アクチュエータとしては、例えば特許文献１，２に開示されたものが知られている。
これら特許文献１，２の電動アクチュエータは、駆動モータと、駆動モータの駆動軸に連結されるクラッチ機構と、クラッチ機構に連結されるボールねじ等からなる送りねじ機構及び出力軸と、を備えている。そして、駆動モータの駆動軸の回転運動がクラッチ機構を介して送りねじ機構に伝達され、この送りねじ機構において前記回転運動が直線運動に変換されて、出力軸を直線運動させるようになっている。
【０００３】
特許文献１に開示される電動アクチュエータにおいては、前記出力軸に過大な負荷や外力が加わった際、該出力軸の先端に設けられる構造物やこの出力軸の基端に連結される駆動モータが過負荷によって破損するのを防止するため、これら出力軸と駆動モータとの間に介装されるクラッチ機構をスリップさせて、出力軸と駆動モータとの連結を切断するようになっている。そして、駆動モータが回転駆動し続けても、前記構造物やこの電動アクチュエータが損傷しないよう装置が構成されている。
【０００４】
また、特許文献２に開示される電動アクチュエータにおいては、前記クラッチ機構として、駆動モータから出力軸に伝達される駆動力に対しては前記出力軸を直線運動させ、装置の外部から該出力軸に加えられる軸線方向の外力に対してはこの出力軸をロックさせ移動不可とさせる構成のものが用いられている。そして、電動アクチュエータの出力軸に外部から過大な負荷がかかった際、駆動モータに過負荷が伝達されて該駆動モータが破損することがないよう装置が構成されている。
【０００５】
これら電動アクチュエータの具体的な利用としては、例えば航空機や乗用車の座席を傾動若しくは前後移動させる駆動装置として用いることができる。そして、この駆動装置に電気的に接続される操作部を座席の乗員が操作して、座席位置を調整するものが知られている。このように、乗員が座るなどして、比較的出力軸の直線運動の推力が必要とされる電動アクチュエータには、予め高減速比を有する減速機が組み込まれたり駆動モータと減速機とが一体に形成されたものが用いられたりして、前記推力が充分に確保できるようになっている。また、座席位置を固定保持するために、駆動モータには電磁ブレーキが備えられている。
【０００６】
また一方、特許文献３には、歯車のクラッチ機構についての技術が開示されている。この歯車のクラッチ機構は、駆動モータ等により駆動力を付与される駆動歯車と、該駆動歯車に離間されて配置される従動歯車と、これら駆動歯車及び従動歯車の間に介装されて両歯車に噛合可能に、且つ駆動歯車の回転軸線を中心とする円弧上を回転移動可能に配設される可動歯車と、を備えている。
【０００７】
そして、例えば、駆動歯車の回転方向が正回転とされる際には、前記可動歯車がこれら駆動歯車及び従動歯車の両方に噛合可能な位置へと前記回転移動されるとともに、これら三つの歯車が連結されて、駆動歯車の駆動力を従動歯車へと伝達する。また、駆動歯車の回転方向が逆回転とされる際には、可動歯車は駆動歯車にのみ噛合可能な位置へと回転移動されるとともに従動歯車とは離間されて、これら駆動歯車及び従動歯車の連結を切断させるようになっている。すなわち、この歯車のクラッチ機構では、駆動歯車の回転する方向によって、これら駆動歯車と従動歯車との連結を切断・接続するようになっている。
【特許文献１】特開２００５−２２０９８８号公報
【特許文献２】特開２００７−３２７０３号公報
【特許文献３】特開平８−１３５６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２に開示される電動アクチュエータでは、前記出力軸に過大な負荷や外力が加わった際に前記構造物や該電動アクチュエータを保護することはできるものの、これとは逆に、電磁ブレーキを備える駆動モータが故障したり駆動モータへの電力が供給されなくなったりして、その駆動軸が回転停止状態になった際には、この駆動軸に連結される出力軸を自由に直線運動させることができないという問題があった。
【０００９】
すなわち、減速機を備え高トルクを出力する電動アクチュエータであれば、駆動モータの駆動軸が回転停止した際に、その出力軸側から比較的小さな例えば人力等による外力を加えたとしても前記駆動軸との連結をクラッチ機構で切断することができず、よって出力軸をその直線運動の方向に自由に移動させることができないのである。
【００１０】
従って、例えばこの電動アクチュエータを前述のように航空機や乗用車の座席の駆動装置として組み込んだ際には、駆動モータが何らかのトラブルにより回転停止状態になると、電動アクチュエータに連結された座席の位置を乗員が人力で移動させることができないという問題が想定される。
【００１１】
また、特許文献３に開示される歯車のクラッチ機構においては、その連結の切断・接続が駆動歯車の正回転・逆回転に依存しているため、連結を接続した状態で駆動モータが回転停止されると、駆動歯車、可動歯車、従動歯車が互いに噛合したまま回転固定された状態になるので、やはり同様にクラッチ機構の連結を切断させることができないという問題がある。
【００１２】
本発明は、前述のような事情に鑑みてなされたもので、駆動歯車と出力歯車との連結を、この駆動歯車が正回転・逆回転・回転停止のいずれの状態にあるかに関わらず、切断可能であるクラッチ機構及びこれを備えた電動アクチュエータ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】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。すなわち本発明は、駆動歯車と、この駆動歯車に離間されて配置される出力歯車とを備えるクラッチ機構であって、前記駆動歯車と前記出力歯車との間に配置されるとともに、この駆動歯車の回転を出力歯車に伝達する少なくとも二つの中間歯車が備えられ、第一中間歯車が、第二中間歯車、前記駆動歯車又は前記出力歯車のうちいずれか１つの歯車と噛合されているとともに、前記噛合する二つの歯車が、互いの軸線間距離を決められるようにして、連結部材に軸支されており、前記連結部材が、前記二つの歯車のうち、一の歯車の軸線を中心として他の歯車を回転移動させるよう構成されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明に係るクラッチ機構によれば、駆動歯車の回転を出力歯車に伝達する少なくとも二つの中間歯車が、これら駆動歯車及び出力歯車の間に介装されており、また連結部材が、第一中間歯車と、第二中間歯車、駆動歯車又は出力歯車のうちいずれか１つの歯車と、を噛合した状態で軸支している。そして、この連結部材が、前記噛合する二つの歯車のうち、一の歯車の軸線を中心として他の歯車を回転移動させるように構成されているので、この回転移動によって、該他の歯車の部分において連結を切断することができ、従って駆動歯車と出力歯車との連結を容易に切断・接続させることができるようになっている。
【００１５】
ここで、これら駆動歯車と出力歯車との連結は、例えばこの駆動歯車が駆動モータの駆動軸に接続されるとともにその回転の状態が該駆動モータに依存されており、正回転・逆回転・回転停止のいずれの状態にあっても、常に連結を切断することができるので、このクラッチ機構を用いることによって、種々様々な用途に対応することが可能となる。
またこれとは逆に、駆動歯車及び出力歯車の連結を接続するには、好ましくはこれら駆動歯車及び出力歯車が回転停止した状態で、前記他の歯車を前述した切断の際の回転移動とは逆方向に回転移動させ、その切断前に噛合していた歯車に無作為に当接させるのみで噛合させることができるので、この連結を接続する際にも面倒な位置調整等を行う必要はなく、作業性が向上する。
【００１６】
またこの出力歯車は、駆動モータ等に接続する駆動歯車との連結が前述のように切断された状態において回転自在とされているので、この切断の状態を利用すれば、例えば該出力歯車を人力による比較的小さな力でも容易に回転させることができる。従って、このクラッチ機構に連結される前記駆動モータやボールねじ等の送りねじ機構、或いは前記構造物などのメンテナンス作業を簡便且つ短時間に行えるとともに、作業後に連結を接続するのも容易であるので、作業性が飛躍的に向上する。
【００１７】
また本発明のクラッチ機構において、前記中間歯車は、三つ設けられており、第三中間歯車が、前記連結部材に軸支され、この連結部材の軸支する前記一の歯車と噛合されているとともに、前記他の歯車とは離間して配置されており、前記連結部材が、前記一の歯車の軸線を中心として前記他の歯車及び前記第三中間歯車を回転移動させるよう構成されていることとしてもよい。
【００１８】
これによれば、駆動歯車及び出力歯車の間に介在される中間歯車が、三つ設けられており、その第三中間歯車が、連結部材の軸支する前記一の歯車と噛合されているとともに、前記他の歯車とは離間して配置されて該連結部材に軸支されている。また、連結部材は一の歯車の軸線を中心として他の歯車及び第三中間歯車を回転移動させることができるように構成されている。そして、この一の歯車が回転すると、これに噛合される他の歯車及び第三中間歯車にも回転が伝達されるが、ここで、これら他の歯車と第三中間歯車との歯数を異ならせるようにして外径を変えることにより、その減速比の設定を異ならせることができるため、このクラッチ機構は計３通りの連結の状態を選択することが可能となる。
【００１９】
すなわち、この連結部材の前記回転移動とその配置される状態によって、駆動歯車と出力歯車との連結は、一の歯車及び他の歯車を用いた接続、一の歯車及び第三中間歯車を用いた接続、切断、の計３通りを選択可能とされている。ここで、前記一の歯車及び他の歯車の組み合わせと、前記一の歯車及び第三中間歯車の組み合わせと、では夫々の設定される減速比が異なっているので、このクラッチ機構は変速機としても利用することが可能である。
【００２０】
また本発明は、駆動歯車と、この駆動歯車に離間されて配置される出力歯車とを備えるクラッチ機構であって、前記駆動歯車と前記出力歯車との間に、この駆動歯車の回転を出力歯車に伝達する中間歯車が備えられ、前記中間歯車が、前記駆動歯車又は前記出力歯車のいずれかの歯車と噛合されているとともに、前記噛合する二つの歯車が、互いの軸線間距離を決められるようにして、連結部材に軸支されており、前記連結部材が、前記二つの歯車のうち、一の歯車の軸線を中心として他の歯車を回転移動させるよう構成されていることを特徴とする。
【００２１】
この発明に係るクラッチ機構によれば、駆動歯車の回転を出力歯車に伝達する中間歯車が、これら駆動歯車及び出力歯車の間に介装されており、また連結部材がこの中間歯車と、駆動歯車又は出力歯車のいずれかの歯車と、を噛合した状態で軸支している。そして、この連結部材が、前記噛合する二つの歯車のうち、一の歯車の軸線を中心として他の歯車を回転移動させるように構成されているので、この回転移動によって、該他の歯車の部分において連結を切断することができ、従って駆動歯車と出力歯車との連結を容易に切断・接続させることができるようになっている。
【００２２】
ここで、これら駆動歯車と出力歯車との連結は、例えばこの駆動歯車が駆動モータの駆動軸に接続されるとともにその回転の状態が該駆動モータに依存されており、正回転・逆回転・回転停止のいずれの状態にあっても、常に連結を切断することができるので、このクラッチ機構を用いることによって、種々様々な用途に対応することが可能となる。
またこれとは逆に、駆動歯車及び出力歯車の連結を接続するには、好ましくはこれら駆動歯車及び出力歯車が回転停止した状態で、前記他の歯車を前述した切断の際の回転移動とは逆方向に回転移動させ、その切断前に噛合していた歯車に無作為に当接させるのみで噛合させることができるので、この連結を接続する際にも面倒な位置調整等を行う必要はなく、作業性が向上する。
【００２３】
また、本発明のクラッチ機構において、前記連結部材には、弾性部材が設けられているとともに、前記回転移動の方向に付勢されていることとしてもよい。これによれば、連結部材の前記回転移動によって離間若しくは噛合される二つの歯車同士の隙間に在るバックラッシュは、前記弾性部材がこれら歯車同士を互いに適正圧力で押接することにより精度よく設定されるようになっている。従って、これら歯車同士の間のバックラッシュを設定するために従来行っていた精密機械加工等は必要なく、費用が大幅に低減されるとともに、簡便な方法でバックラッシュを調整することができ、バックラッシュの調整不良に伴う振動・騒音及び摩擦損耗等が良好に防止される。
【００２４】
また、本発明のクラッチ機構を備える電動アクチュエータとしてもよい。これによれば、例えばこの電動アクチュエータを航空機や乗用車の座席を傾動若しくは前後移動させるための駆動装置として組み込んだ際に、駆動モータに接続される駆動歯車が回転停止の状態であっても、電動アクチュエータのクラッチ機構の連結を手動により簡便且つ迅速に切断することができる。そして、この電動アクチュエータに連結された座席の位置を乗員が人力で自由に操作することができる。従って、このように構成される電動アクチュエータを用いれば、より種々様々な要望に対応することが可能である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るクラッチ機構及びこれを備えた電動アクチュエータによれば、駆動歯車と出力歯車との連結を、この駆動歯車が正回転・逆回転・回転停止のいずれの状態にあるかに関わらず、切断可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係るクラッチ機構の概略構成を示す正面図、図２は第１の実施形態に係るクラッチ機構の概略構成を示す平面図、図３は第１の実施形態に係るクラッチ機構の変形例を示す正面図である。
【００２７】
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係るクラッチ機構１０は、回転駆動する駆動軸１及びその外周面に固定される駆動歯車１ａと、この駆動歯車１ａに離間して設けられるとともに出力軸２の外周面に固定される出力歯車２ａと、これら駆動歯車１ａ及び出力歯車２ａの間に介装される中間部材３と、を備えている。また駆動軸１の軸線Ｃ１と出力軸２の軸線Ｃ２とは平行に配置されている。
【００２８】
中間部材３は、第一中間歯車（一の歯車）４と第二中間歯車（他の歯車）５とを備えており、また連結部材６によりこれら歯車が軸支されている。連結部材６は、矩形平板を略Ｕ字状に２回折り曲げたようにして形成されており、その向かい合う平面部分の側部６ａには、離間して設けられる２つずつの、計４つの軸支孔６ｂが備えられている。そして、これら軸支孔６ｂに、第一中間歯車４の回転中心の軸４ａ及び第二中間歯車５の回転中心の軸５ａが夫々貫通されて、軸支されている。
【００２９】
第一中間歯車４は、直径の異なる大径歯車部４ｂと小径歯車部４ｃとを備えており、これら両歯車部４ｂ，４ｃは軸４ａの軸線Ｃ４を同軸に、積層されるようにして一体とされている。またこの大径歯車部４ｂはその外径が駆動歯車１ａよりも大径とされるとともに、その外周の歯形を該駆動歯車１ａの歯形に噛合させている。
【００３０】
また、第二中間歯車５は、直径の異なる大径歯車部５ｂと小径歯車部５ｃとを備えており、これら両歯車部５ｂ，５ｃは軸５ａの軸線Ｃ５を同軸に、積層されるようにして一体とされている。またこの小径歯車部５ｃはその外径が出力歯車２ａよりも小径とされるとともに、その外周の歯形を該出力歯車２ａの歯形に噛合させている。
【００３１】
また、第一中間歯車４の小径歯車部４ｃの外径は、第二中間歯車５の大径歯車部５ｂよりも小径とされるとともに、これら小径歯車部４ｃの歯形と大径歯車部５ｂの歯形とが噛合されている。すなわち、これら第一中間歯車４と第二中間歯車５とは、互いに噛合された状態で位置決めされるようにして、連結部材６に軸支されている。
このように構成される中間部材３は、高速回転される駆動歯車１ａの回転を減速し、低回転・高トルクの回転に変換して出力歯車２ａに伝達するための減速機として用いられている。
【００３２】
また、連結部材６は、第一中間歯車４の軸線Ｃ４を中心に回転移動可能に構成されており、これにともなって、該連結部材６に軸支される第二中間歯車５は、軸線Ｃ４周りに回転移動可能とされている。すなわち、図１に２点鎖線で示すように、この第二中間歯車５は出力歯車２ａから離間する方向に回転移動させることができるので、第二中間歯車５の小径歯車部５ｃと出力歯車２ａとの噛合は、この回転移動によって解放状態にすることができる。また逆に、前記回転移動と反対の方向にこの第二中間歯車５を回転移動させれば、解放状態から噛合状態に戻すことも可能である。
【００３３】
次に、この第１の実施形態のクラッチ機構１０の作動について説明する。
まず、駆動軸１が軸線Ｃ１を中心に回転駆動されると、これにともなって駆動歯車１ａが回転され、さらに該駆動歯車１ａに噛合する第一中間歯車４の大径歯車部４ｂに回転が伝達されて、第一中間歯車４が回転する。
【００３４】
第一中間歯車４が回転すると、その小径歯車部４ｃに噛合される大径歯車部５ｂに回転が伝達されて、第二中間歯車５が回転する。第二中間歯車５が回転すると、その小径歯車部５ｃに噛合される出力歯車２ａに回転が伝達されて、出力軸２が軸線Ｃ２を中心に回転するようになっている。またこのようにして駆動軸１の高速回転が出力軸２へと伝達されることにより、低回転・高トルクの回転を出力軸２から出力することができるようになっている。
【００３５】
ここで、図１に２点鎖線で示すように、第二中間歯車５を軸線Ｃ４を中心に回転移動させて出力歯車２ａから離間させると、前述の小径歯車部５ｃから出力歯車２ａへの回転は伝達されなくなり、このクラッチ機構１０の連結は切断される。また逆に、再度回転を伝達させる際には、駆動歯車１ａの回転を一旦停止させた後、第二中間歯車５を軸線Ｃ４を中心に前記回転移動とは逆方向に回転移動させて、小径歯車部５ｃと出力歯車２ａとを噛合させて連結を接続した後、駆動歯車１ａを回転させればよい。
【００３６】
以上説明したように、この第１の実施形態に係るクラッチ機構１０によれば、駆動歯車１ａの回転を出力歯車２ａに伝達する中間部材３がこれら駆動歯車１ａ及び出力歯車２ａの間に介装されており、この中間部材３の第一中間歯車４が駆動歯車１ａに常時噛合されているとともに、第二中間歯車５が出力歯車２ａに噛合可能とされている。すなわち、この第二中間歯車５は、その噛合する第一中間歯車４の軸線Ｃ４を中心に回転移動可能とされており、この回転移動によってこれら駆動歯車１ａと出力歯車２ａとの連結を容易に切断させることができるようになっている。
【００３７】
ここで、これら駆動歯車１ａと出力歯車２ａとは、駆動モータ等に駆動軸１を介し接続する駆動歯車１ａが正回転・逆回転・回転停止のいずれの状態にあるかに関わらず、常時連結を切断することができるので、このクラッチ機構１０を用いることによって、種々様々な用途に対応することが可能である。
【００３８】
またこれとは逆に、駆動歯車１ａ及び出力歯車２ａの連結を接続させるには、これら駆動歯車１ａ、出力歯車２ａが回転停止した状態で、第二中間歯車５を前述した切断の際の回転移動とは逆方向に回転移動させ、出力歯車２ａに無作為に当接させるのみで噛合させることができる。すなわち、第二中間歯車５の小径歯車部５ｃと出力歯車２ａとを当接させれば、夫々の歯形に案内されるようにして、該出力歯車２ａが軸線Ｃ２を中心に僅かに回動してこれら小径歯車部５ｃと出力歯車２ａとを噛合させるようになっている。従って、連結を接続する際にも面倒な位置調整等を行う必要はなく、作業性が向上する。
【００３９】
また、この連結の接続に際して、中間部材３の互いに噛合される二つの中間歯車４，５の内、第二中間歯車５のみを回転自在の状態にある出力歯車２ａに噛合させているので、例えばこれら二つの中間歯車４，５を両方とも夫々別の歯車に噛合させる構成とした場合に想定される噛合不良は有効に防止される。
【００４０】
また出力歯車２ａは、駆動モータ等に接続される駆動歯車１ａとの連結が切断された状態において回転自在とされているので、この切断の状態を利用すれば、例えば人力による比較的小さな力でも該出力歯車２ａを容易に回転させることができる。従って、このクラッチ機構１０に連結される前記駆動モータやボールねじ等の送りねじ機構、或いは出力軸２の先端に備えられる構造物等のメンテナンス作業を簡便且つ短時間に行えるとともに、作業後に連結を接続することも容易であり、作業性が飛躍的に向上する。
【００４１】
また、図３に示すものは、第１の実施形態の変形例である。この連結部材１６は、その向かい合う平面部分の側部１６ａに夫々２つずつの、計４つの軸支孔１６ｂを備えている。そして、これら軸支孔１６ｂに、出力歯車（一の歯車）２ａの出力軸２及び第二中間歯車（他の歯車）５の軸５ａが夫々貫通されて、軸支されている。この連結部材１６は、出力軸２の軸線Ｃ２を中心に回転移動可能に構成されており、これにともなって、該連結部材１６に軸支される第二中間歯車５は、軸線Ｃ２周りに回転移動可能とされている。
【００４２】
すなわち、図３に２点鎖線で示すように、この第二中間歯車５は第一中間歯車４から離間する方向に回転移動させることができるので、第二中間歯車５の大径歯車部５ｂと第一中間歯車４の小径歯車部４ｃとの噛合は、この回転移動によって解放状態にすることができる。また逆に、前記回転移動と反対の方向にこの第二中間歯車５を回転移動させれば、解放状態から噛合状態に戻すことも可能である。
【００４３】
次に、第２の実施形態のクラッチ機構２０について説明する。図４乃至図６は本発明の第２の実施形態に係るクラッチ機構の概略構成を示す正面図、図７は第２の実施形態に係るクラッチ機構の変形例を示す正面図である。尚、前述の第１の実施形態のクラッチ機構１０と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
図４に示すように、第２の実施形態に係るクラッチ機構２０は、送りねじ機構としてボールねじを備えており、このボールねじは、駆動軸１に平行に配置されるボールねじ軸（出力軸）１２と、該ボールねじ軸１２の外周に設けられるボールねじナット１３とを備えている。これらボールねじ軸１２とボールねじナット１３とは、互いの間に介在される不図示のボール転動溝及びボール（転動体）によって、ボールねじ軸１２の軸線Ｃ１２を中心に相対的に回転可能とされているとともに、前記回転によりこのボールねじ軸１２は軸線Ｃ１２方向に直線運動可能に構成されている。また、ボールねじナット１３の外周面には、出力歯車２ａが固定されている。
【００４５】
また、本実施形態の中間部材２３は、第一中間歯車（一の歯車）４、第二中間歯車（他の歯車）５、第三中間歯車７を有しており、連結部材８によりこれら歯車が軸支されている。連結部材８は、図４の左右方向から見た側面視において略矩形枠状に形成されており、また向かい合う二つの側部８ａは、軸線Ｃ４を中心としてボールねじ軸１２側に鈍角を形成するようにして二方向に延びた形状とされている。またこの側部８ａには、離間して設けられる３つずつの、計６つの軸支孔８ｂが備えられている。そして、これら軸支孔８ｂに、第一中間歯車４の軸４ａ、第二中間歯車５の軸５ａ、第三中間歯車７の軸７ａが夫々貫通されて、軸支されている。
【００４６】
第三中間歯車７は、直径の異なる大径歯車部７ｂと小径歯車部７ｃとを備えており、これら両歯車部７ｂ，７ｃは軸７ａの軸線Ｃ７を同軸に、積層されるようにして一体とされている。またこの小径歯車部７ｃはその外径が出力歯車２ａよりも小径とされるとともに、第二中間歯車５の小径歯車部５ｃと同径とされて、その歯形を該出力歯車２ａの歯形に噛合可能に構成されている。また、第三中間歯車７の大径歯車部７ｂは、第一中間歯車４の小径歯車部４ｃと噛合されており、この大径歯車部７ｂの外径は、第二中間歯車５の大径歯車部５ｂよりも大径とされている。すなわち、これら大径歯車部７ｂと大径歯車部５ｂとは歯数が異なるように設定されている。これにより、第三中間歯車７と第二中間歯車５とは、夫々の歯車を伝達に用いた際の減速比が異なるように設定されている。
【００４７】
また、この中間部材２３は、第一中間歯車４を中心に第二中間歯車５と第三中間歯車７とが離間されて配設されるとともに、該第一中間歯車４に第二中間歯車５及び第三中間歯車７が夫々噛合されて、連結部材８に軸支されている。
【００４８】
また、連結部材８は、第一中間歯車４の軸線Ｃ４を中心に回転移動可能に構成されており、これにともなって、該連結部材８に軸支される第二中間歯車５及び第三中間歯車７は、軸線Ｃ４周りに回転移動可能とされている。ここで、図４に示すように、第二中間歯車５が出力歯車２ａに噛合されている際には第三中間歯車７は該出力歯車２ａから離間されて配置され、また図５に示すように、第三中間歯車７が出力歯車２ａに噛合されている際には第二中間歯車５は該出力歯車２ａから離間されて配置されるようになっている。また、図６は、これら第二中間歯車５と第三中間歯車７とが、両方ともに出力歯車２ａから離間された解放状態を示している。
【００４９】
次に、この第２の実施形態のクラッチ機構２０の作動について説明する。
まず、駆動歯車１ａが回転すると、該駆動歯車１ａに噛合する第一中間歯車４の大径歯車部４ｂに回転が伝達されて、第一中間歯車４が回転する。
【００５０】
第一中間歯車４が回転すると、その小径歯車部４ｃに噛合される大径歯車部５ｂ及び大径歯車部７ｂに夫々回転が伝達されて、第二中間歯車５及び第三中間歯車７が回転する。ここで、図４に示すように、第二中間歯車５と出力歯車２ａとが噛合された状態においては、第二中間歯車５から出力歯車２ａへの回転の伝達は前述の第１の実施形態において説明した通りである。そして、出力歯車２ａに回転が伝達されると、該出力歯車２ａに固定されるボールねじナット１３が回転して、これに係合されるボールねじ軸１２が軸線Ｃ１２方向に直線運動するようになっている。
【００５１】
次に、図５に示すように、連結部材８を軸線Ｃ４周りに回転移動させ、第三中間歯車７と出力歯車２ａとを噛合させた際には、第三中間歯車７が軸線Ｃ７を中心に回転するとその小径歯車部７ｃに噛合される出力歯車２ａに回転が伝達され、ボールねじナット１３が回転し、ボールねじ軸１２が軸線Ｃ１２方向に直線運動する。
ここで、第二中間歯車５と第三中間歯車７とは減速比が異なるよう設定されているので、図４に示す配置の前記直線運動と、図５に示す配置の前記直線運動とは、その出力される速度が異なっている。
【００５２】
また、図６に示すように、連結部材８を軸線Ｃ４を中心に回転移動させ、第二中間歯車５及び第三中間歯車７を夫々出力歯車２ａから離間させるようにして配置すると、該出力歯車２ａへの回転は伝達されなくなり、このクラッチ機構２０の連結は切断される。また、再び回転を伝達させる際には、駆動歯車１ａの回転を一旦停止させた後、連結部材８を軸線Ｃ４を中心に回転移動させて、第二中間歯車５若しくは第三中間歯車７のいずれか一方を出力歯車２ａに噛合させて連結を接続した後、駆動歯車１ａを回転させればよい。
【００５３】
以上説明したように、この第２の実施形態に係るクラッチ機構２０によれば、前述の第１の実施形態のクラッチ機構１０において説明した効果を有するとともに、さらに次のような効果を奏効する。
すなわち、駆動歯車１ａ及び出力歯車２ａの間に介在される中間部材２３は、その第一中間歯車４の軸線Ｃ４を中心として第二中間歯車５及び第三中間歯車７を回転移動させることができるので、計３通りの連結の状態を選択可能である。
【００５４】
すなわち、この中間部材２３の配置される状態によって、駆動歯車１ａと出力歯車２ａとの連結は、第一中間歯車４及び第二中間歯車５を用いた接続、第一中間歯車４及び第三中間歯車７を用いた接続、切断、の計３通りの状態を選択することが可能である。ここで、第一中間歯車４及び第二中間歯車５の組み合わせと、第一中間歯車４及び第三中間歯車７の組み合わせとでは、夫々の減速比が異なるように設定されているので、このクラッチ機構２０は、減速機としての機能以外に、変速機としての機能をも有している。
【００５５】
また、図７に示すものは、第２の実施形態の変形例である。この連結部材２８は、その向かい合う二つの側部２８ａを軸線Ｃ１２を中心として第一中間歯車４側に鋭角を形成するようにして二方向に延ばした形状とされている。またこの側部２８ａには、離間して設けられる３つずつの、計６つの軸支孔２８ｂが備えられている。そして、これら軸支孔２８ｂに、出力歯車（一の歯車）２ａに固定されるボールねじナット１３、第二中間歯車（他の歯車）５の軸５ａ及び第三中間歯車７の軸７ａが夫々貫通されて、軸支されている。また、出力歯車２ａと、第二中間歯車５の小径歯車部５ｃ及び第三中間歯車７の小径歯車部７ｃと、は互いに噛合されている。
【００５６】
この連結部材２８は、出力歯車２ａの軸線Ｃ１２を中心に回転移動可能に構成されており、これにともなって、該連結部材２８に軸支される第二中間歯車５及び第三中間歯車７は、軸線Ｃ１２周りに回転移動可能とされている。ここで、図７に示すように、第二中間歯車５が第一中間歯車４に噛合されている際には第三中間歯車７は該第一中間歯車４から離間されて配置されている。また、連結部材２８が軸線１２周りに回転移動し、第三中間歯車７が第一中間歯車４に噛合される際には、第二中間歯車５は該第一中間歯車４から離間されて配置される。また前記回転移動の位置の設定により、これら第二中間歯車５と第三中間歯車７とを両方ともに第一中間歯車４から離間した解放状態とすることも可能である。
【００５７】
次に、第３の実施形態のクラッチ機構について説明する。図８は本発明の第３の実施形態に係るクラッチ機構の概略構成を示す正面図である。尚、前述の実施形態のクラッチ機構１０、２０と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５８】
図８に示すように、第３の実施形態に係るクラッチ機構４０は、中間部材４３として中間歯車４５を備えており、前述の実施形態で説明した第一中間歯車４、第二中間歯車５及び第三中間歯車７は備えていない。この中間歯車４５は、直径の異なる大径歯車部４５ｂと小径歯車部４５ｃとを備えており、これら両歯車部４５ｂ、４５ｃは軸４５ａの軸線Ｃ４５を同軸に、積層されるようにして一体とされている。またこの小径歯車部４５ｃはその外径が出力歯車２ａよりも小径とされるとともに、その外周の歯形を該出力歯車２ａの歯形に噛合させている。また、中間歯車４５の大径歯車部４５ｂは駆動歯車１ａと噛合可能とされている。
【００５９】
また、連結部材４６は、その向かい合う平面部分の側部４６ａに夫々２つずつの、計４つの軸支孔４６ｂを備えている。そして、これら軸支孔４６ｂに、出力歯車（一の歯車）２ａの出力軸２及び中間歯車（他の歯車）４５の軸４５ａが夫々貫通されて、軸支されている。そして連結部材４６は、出力軸２の軸線Ｃ２を中心に回転移動可能に構成されており、これにともなって、該連結部材４６に軸支される中間歯車４５は、軸線Ｃ２周りに回転移動可能とされている。
【００６０】
すなわち、図８に２点鎖線で示すように、この中間歯車４５は駆動歯車１ａから離間する方向に回転移動させることができるので、中間歯車４５の大径歯車部４５ｂと駆動歯車１ａとの噛合は、この回転移動によって解放状態にすることができる。また逆に、前記回転移動と反対の方向にこの中間歯車４５を回転移動させれば、解放状態から噛合状態に戻すことも可能である。
【００６１】
従って、これら駆動歯車１ａと出力歯車２ａとは、駆動モータ等に駆動軸１を介し接続する駆動歯車１ａが正回転・逆回転・回転停止のいずれの状態にあるかに関わらず、常時連結を切断することができるので、このクラッチ機構４０を用いることによって、種々様々な用途に対応することが可能である。
【００６２】
次に、本発明の実施形態に係る電動アクチュエータ３０について説明する。
図９は本発明の実施形態に係る電動アクチュエータの概略構成を示す平面図、図１０は図９におけるＡ−Ａ断面を示す正面図、図１１は図９におけるＢ−Ｂ断面を示す正面図である。尚、前述の第１〜第３の実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６３】
図９に示すように、この電動アクチュエータ３０は、前述の本実施形態に係るクラッチ機構１０（２０、４０）を備えている。このクラッチ機構１０（２０、４０）は、箱状のケース３１に収容されており、またその駆動軸１の基端には駆動モータ３２が接続されて、同様にケース３１に収容されている。駆動モータ３２の該駆動軸１の反対側には、この駆動モータ３２の回転駆動を停止させるための電磁ブレーキ３２ａが備えられている。
【００６４】
また、この電動アクチュエータ３０の出力としては、ボールねじが用いられており、ボールねじ軸１２が軸線Ｃ１２方向に直線運動されるよう配設されている。そして、ボールねじ軸１２はベアリング等を介し間接的にケース３１に支持されるとともに、そのケース３１外部に延びる先端部３３を、例えば航空機や乗用車等の座席の駆動部材（構造物）に接続して、この構造物を直線運動させるようになっている。
【００６５】
また、図１０に示すように、クラッチ機構１０（２０、４０）の中間部材３に設けられる連結部材６には、この連結部材６の下端からさらに下方へと延びるとともにケース３１の底面の孔部（不図示）を貫通する板状の突起部６ｃが設けられている。この突起部６ｃには、例えば引張コイルばねからなる弾性部材３４の一端が固定されており、この弾性部材３４の他端はケース３１の固定ピン３１ａに固定されて、該弾性部材３４は連結部材６を軸線Ｃ４を中心に回転移動させるようにしてボールねじ軸１２に向け適正な圧力で付勢している。
【００６６】
また、この突起部６ｃの下端にはワイヤー３５の一端が連結されており、このワイヤー３５の他端は、操作部３６の操作レバー３６ａに機械的に連結されている。そして、この操作レバー３６ａを矢印Ｄ方向に操作することにより、ワイヤー３５が矢印Ｅ方向に移動されその一端に連結される連結部材６を前記回転運動させることができるようになっている。
【００６７】
また、図１１に示すように、ケース３１の壁部３１ｂには案内溝３１ｃが設けられており、この案内溝３１ｃの下端部は、軸線Ｃ４を中心とした円弧状に曲折されるようにして形成されている。そして、この連結部材６の前記回転移動に際しては、第二中間歯車５の軸５ａがこの案内溝３１ｂの内面に摺動されるようにして案内されるようになっている。
【００６８】
このような構成とされた電動アクチュエータ３０によれば、次のような効果を奏効する。すなわち、この電動アクチュエータ３０のクラッチ機構１０（２０、４０）は、中間部材３の第二中間歯車５の小径歯車部５ｃと、この小径歯車部５ｃに噛合する出力歯車２ａと、の隙間に設けられるバックラッシュが弾性部材３４の適正な圧力によって除去・低減され精度よく設定されるようになっている。
【００６９】
従って、これら第二中間歯車５と出力歯車２ａとの間のバックラッシュを設定するために従来行っていた精密機械加工等は必要なく、その費用が大幅に低減されるとともに、簡便な方法で該バックラッシュを調整することができ、これら歯車間における振動・騒音及びこれに伴う摩擦損耗が良好に防止される。
【００７０】
また、この電動アクチュエータ３０によれば、駆動モータ３２に接続される駆動歯車１ａが、該駆動モータ３２が故障したり駆動モータ３２への電力が供給されなくなったりして電磁ブレーキ３２ａの作用により回転停止（固定）状態になった際に、クラッチ機構１０（２０、４０）の連結を前述のように手動で簡便且つ迅速に切断することができる。
【００７１】
従って、例えばこの電動アクチュエータ３０を航空機や乗用車の座席を傾動若しくは前後移動させるための駆動装置として組み込んだ際には、この電動アクチュエータ３０のクラッチ機構１０（２０、４０）の連結を手動操作で切断した後、比較的小さな人力等であっても乗員が座席の位置を自由に操作することができる。また、このように構成される電動アクチュエータ３０を用いれば、前述以外にも種々様々な要望・用途に対応することが可能である。
【００７２】
尚、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば本実施形態では、中間部材３，２３は、その回転を伝達する際に用いる中間歯車の数を夫々２つとしたが、これに限らず、第一中間歯車４及び第二中間歯車５の間や、第一中間歯車４及び第三中間歯車７の間などに、さらに中間歯車を設けて噛合させても構わない。
【００７３】
また駆動歯車１ａと出力歯車２ａとの連結は、本実施形態で説明した以外の、例えば駆動歯車１ａと中間歯車との間において切断・接続させる構成としても構わない。ただし、このクラッチ機構１０（２０、４０）は、駆動歯車１ａの高速回転を減速して出力歯車２ａに伝達しているので、この出力歯車２ａ近傍の低速回転とされる部位において連結を切断・接続させることが好ましい。
【００７４】
また、本実施形態では、電動アクチュエータ３０のクラッチ機構１０（２０、４０）の連結を切断・接続するにあたり、連結部材６に連結されるワイヤー３５と、このワイヤー３５に機械的に連結される操作部３６及び操作レバー３６ａとを用い、この操作レバー３６ａを手動操作することとして説明したが、これに限らず、連結部材６に駆動部材を接続し、該駆動部材に電気的に接続される制御部を用いて電動操作することとしても構わない。ただしこの場合には、電動操作の電源を駆動モータ用の電源とは別に用意するのが好ましい。
【００７５】
また、本実施形態では、出力歯車２ａに伝達される回転を、出力軸２の回転運動若しくはボールねじの直線運動として出力するとしたが、この出力の手段としては例えばすべりねじでもよく、またそれ以外の手段であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るクラッチ機構の概略構成を示す正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るクラッチ機構の概略構成を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るクラッチ機構の変形例を示す正面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るクラッチ機構の概略構成を示す正面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るクラッチ機構の概略構成を示す正面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るクラッチ機構の概略構成を示す正面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るクラッチ機構の変形例を示す正面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るクラッチ機構の概略構成を示す正面図である。
【図９】本発明の電動アクチュエータの概略構成を示す平面図である。
【図１０】図９におけるＡ−Ａ断面を示す正面図である。
【図１１】図９におけるＢ−Ｂ断面を示す正面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１ａ  駆動歯車
２ａ  出力歯車
４  第一中間歯車（中間歯車）
５  第二中間歯車（中間歯車）
６，８，１６，２８，４６  連結部材
７  第三中間歯車
１０，２０，４０  クラッチ機構
３０  電動アクチュエータ
３４  引張コイルばね（弾性部材）
４５  中間歯車
Ｃ１  駆動軸の軸線
Ｃ２  出力軸の軸線
Ｃ４  第一中間歯車の軸線
Ｃ５  第二中間歯車の軸線
Ｃ７  第三中間歯車の軸線
Ｃ１２  ボールねじ軸の軸線
Ｃ４５  中間歯車の軸線
【図１】
2009079703.tif 000003
【図２】
2009079703.tif 000004
【図３】
2009079703.tif 000005
【図４】
2009079703.tif 000006
【図５】
2009079703.tif 000007
【図６】
2009079703.tif 000008
【図７】
2009079703.tif 000009
【図８】
2009079703.tif 000010
【図９】
2009079703.tif 000011
【図１０】
2009079703.tif 000012
【図１１】
2009079703.tif 000013