JP2015061363A - Electric actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクリュー機構を有し、電動モータが出力する回転方向の駆動力を直線方向の駆動力に変換して出力する電動アクチュエータに関する。 The present invention relates to an electric actuator that has a screw mechanism and converts a rotational driving force output by an electric motor into a linear driving force and outputs the linear driving force.
従来より、航空機などの種々の分野において、電動モータ及びスクリュー機構を有する電動アクチュエータが用いられている。このような電動アクチュエータは、スクリュー機構により、電動モータが出力する回転方向の駆動力を直線方向の駆動力に変換して出力する。そして、この電動アクチュエータは、ハウジングに対して出力部が直線方向に沿って伸縮するように変位することで、各種機器を駆動する。尚、上記の電動アクチュエータは、圧油が供給されることによって作動する油圧アクチュエータに比して、メンテナンスの負担が少ないという利点がある。 Conventionally, electric actuators having an electric motor and a screw mechanism have been used in various fields such as aircraft. Such an electric actuator converts a rotational driving force output by the electric motor into a linear driving force by a screw mechanism and outputs the linear driving force. And this electric actuator drives various apparatus by displacing so that an output part may expand and contract along a linear direction with respect to a housing. The electric actuator has an advantage that the maintenance burden is less than that of a hydraulic actuator that operates when pressure oil is supplied.
上記の電動アクチュエータは、スクリュー機構において、こじり又は焼き付き等の原因によって、固着状態(ジャム状態)が発生することがある。電動アクチュエータにおいて固着状態が発生すると、出力部をハウジングに対して進退させることが困難となる。 In the above-mentioned electric actuator, a fixed state (jammed state) may occur in the screw mechanism due to a cause such as twisting or seizing. When the electric actuator is stuck, it is difficult to move the output portion forward and backward with respect to the housing.
特許文献1においては、第1のアクチュエータと第2のアクチュエータとが設けられた電動アクチュエータが開示されている。第1のアクチュエータ及び第2のアクチュエータは、同軸線上で逆方向に延びるように設置されている。そして、第1のアクチュエータ及び第2のアクチュエータのそれぞれは、電動モータとボールスクリュー機構とを備えている。これにより、この電動アクチュエータは、第1及び第2のアクチュエータのうちの一方におけるスクリュー機構において固着状態が発生した場合であっても、第1及び第2のアクチュエータのうちの他方は作動可能な状態である。このため、この電動アクチュエータにおいては、上記の固着状態が発生した場合であっても、出力部をハウジングに対して収縮させた位置に退避させることが可能となる。
しかしながら、特許文献1に開示された電動アクチュエータは、同軸上で逆方向に延びるように設けられた二重のアクチュエータが必要となる。更に、二重のアクチュエータのそれぞれには、電動モータ及びスクリュー機構が必要となる。このため、この電動アクチュエータは、構造が複雑化するとともに大型化してしまうことになる。また、この電動アクチュエータは、構造の大型化に伴い、重量も増大することになる。
However, the electric actuator disclosed in
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、スクリュー機構を有する電動アクチュエータにおいて固着状態が発生しても、出力部を、当該電動アクチュエータの設置箇所から切り離して進退させることが可能であるとともに、構造の簡素化及び小型化を図ることができる電動アクチュエータを提供することである。 The present invention is for solving the above-described problem, and the object thereof is to separate the output portion from the installation position of the electric actuator and advance or retract it even if the electric actuator having the screw mechanism is fixed. It is possible to provide an electric actuator that can be simplified and downsized in structure.
(1)上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る電動アクチュエータは、筒状に形成された筒状ハウジング部、及び該筒状ハウジング部とは別体の部材として設けられた基部側ハウジング部、を有するハウジングと、前記筒状ハウジング部に少なくとも一部が収納される第1スクリュー、及び、該第1スクリューが内側に設置される筒状の部分を有し、前記第1スクリューに対して該第1スクリューの軸心を中心として相対回転可能なように取り付けられるとともに、相対回転することで前記第1スクリューに対して該第1スクリューの軸心方向に相対変位可能な第2スクリュー、を有するスクリュー機構と、前記第1スクリュー及び前記第2スクリューのうちの一方のスクリューとして設けられ、前記筒状ハウジング部に対して回転自在に支持される入力側スクリュー、を回転させる第1電動モータと、前記第1スクリュー及び前記第2スクリューのうちの他方のスクリューとして設けられる出力側スクリューに連結され又は設けられる出力部と、前記筒状ハウジング部及び前記基部側ハウジング部の一方に形成された貫通孔又は凹みとしての第1係合部、及び、前記筒状ハウジング部及び前記基部側ハウジング部の他方に形成された貫通孔としての第2係合部、の両方に跨って挿入されることで、前記基部側ハウジング部に対する前記筒状ハウジング部の相対移動を規制する規制部材、及び、該規制部材を前記第1係合部及び前記第2係合部のうちの少なくとも一方から抜去することにより、前記基部側ハウジング部に対する前記筒状ハウジング部の相対移動を許容する規制部材駆動部、を有するリリーフ機構と、を備えている。 (1) In order to solve the above problems, an electric actuator according to an aspect of the present invention includes a cylindrical housing part formed in a cylindrical shape, and a base side provided as a separate member from the cylindrical housing part A housing having a housing part, a first screw at least partially housed in the cylindrical housing part, and a cylindrical part in which the first screw is installed inside, the first screw being On the other hand, the second screw is attached so as to be relatively rotatable about the axis of the first screw and is relatively displaceable in the axial direction of the first screw with respect to the first screw by relative rotation. And a screw mechanism having one of the first screw and the second screw, and rotates with respect to the cylindrical housing portion. A first electric motor for freely rotating an input-side screw, an output unit connected to or provided on an output-side screw provided as the other of the first screw and the second screw, and As a through hole formed in the other of the cylindrical housing part and the base side housing part, as a through hole or a first engaging part as a recess formed in one of the cylindrical housing part and the base side housing part A restricting member that restricts relative movement of the cylindrical housing part with respect to the base side housing part by being inserted across both of the second engaging parts, and the restricting member as the first engaging part And allowing the cylindrical housing portion to move relative to the base-side housing portion by removing from at least one of the second engaging portions. And a, a relief mechanism having a regulating member driving unit.
この構成において、電動アクチュエータの通常動作時には、規制部材が、2つのハウジング部(筒状ハウジング部及び基部側ハウジング部)のそれぞれに形成された第1係合部及び第2係合部の両方に跨って挿入された状態となっている。これにより、基部側ハウジング部に対する筒状ハウジング部の相対移動が規制されるため、2つのハウジング部が一体化された状態となる。この状態において、入力側スクリューが第1電動モータによって回転駆動させられると、出力側スクリューが入力側スクリューに対して相対回転することにより、軸心方向に相対変位する。これにより、出力部をハウジングに対して直線方向に沿って伸縮するように変位させ、出力部に連結された各種機器を、電動アクチュエータの設置箇所(基部側ハウジング部が取り付けられる箇所)に対して駆動することができる。 In this configuration, during normal operation of the electric actuator, the restricting member is provided on both the first engaging portion and the second engaging portion formed in each of the two housing portions (the cylindrical housing portion and the base side housing portion). It is in a state of being inserted across. Thereby, since the relative movement of the cylindrical housing part with respect to the base part side housing part is controlled, it will be in the state where two housing parts were integrated. In this state, when the input side screw is driven to rotate by the first electric motor, the output side screw relatively rotates with respect to the input side screw, thereby being relatively displaced in the axial direction. As a result, the output unit is displaced so as to expand and contract along the linear direction with respect to the housing, and various devices connected to the output unit are moved with respect to the installation location of the electric actuator (location where the base side housing portion is attached). Can be driven.
そして、この構成では、スクリュー機構において固着状態(ジャム状態)が発生し、入力側スクリューと出力側スクリューとが相対的に回転不能となった場合に、出力部に連結された機器が、その状態で固定されてしまうのを防止できる。具体的には、この構成では、固着状態が発生した場合、規制部材駆動部が駆動する。そうすると、第1係合部及び第2係合部の両方に跨って挿入されていた規制部材が、少なくとも一方の係合部から抜去される。そうなると、基部側ハウジング部に対する筒状ハウジング部の相対移動が許容される。すなわち、駆動対象である機器に連結されている側の筒状ハウジング部を、電動アクチュエータの設置箇所に取り付けられた基部側ハウジング部に対して、軸心方向に変位自在な状態にできる。これにより、固着状態により一体化された状態の第1スクリュー及び第2スクリューが、電動アクチュエータの設置箇所に対してスクリューの軸心方向に変位自在となる。 In this configuration, when a fixed state (jammed state) occurs in the screw mechanism and the input side screw and the output side screw become relatively unrotatable, the device connected to the output unit is in that state. Can be prevented from being fixed. Specifically, in this configuration, when a fixed state occurs, the restricting member driving unit is driven. If it does so, the control member inserted over both the 1st engaging part and the 2nd engaging part will be extracted from at least one engaging part. Then, relative movement of the cylindrical housing part with respect to the base side housing part is allowed. That is, the cylindrical housing part on the side connected to the device to be driven can be displaced in the axial direction relative to the base side housing part attached to the installation location of the electric actuator. Thereby, the 1st screw and the 2nd screw of the state integrated by the adhering state become displaceable to the axial center direction of a screw with respect to the installation location of an electric actuator.
よって、この構成では、スクリュー機構において固着状態が発生した場合であっても、出力部を、電動アクチュエータの設置箇所に連結された状態の基部側ハウジング部に対して進退可能な状態にすることができる。更に、上述のように出力部を進退可能にするための構造が、規制部材、及び規制部材駆動部等を備えて構成された比較的小型で簡素な構造によって実現される。このため、電動アクチュエータの構造の簡素化及び小型化が図られることになる。 Therefore, in this configuration, even when the screw mechanism is stuck, the output portion can be moved forward and backward with respect to the base-side housing portion connected to the installation location of the electric actuator. it can. Furthermore, as described above, the structure for enabling the output portion to move forward and backward is realized by a relatively small and simple structure that includes a restricting member, a restricting member driving portion, and the like. For this reason, simplification and size reduction of the structure of the electric actuator are achieved.
従って、この構成によれば、スクリュー機構を有する電動アクチュエータにおいて固着状態が発生しても、出力部を、当該電動アクチュエータの設置箇所から切り離して進退させることが可能であるとともに、構造の簡素化及び小型化を図ることができる電動アクチュエータを提供できる。 Therefore, according to this configuration, even if a fixed state occurs in the electric actuator having the screw mechanism, the output portion can be separated from the installation location of the electric actuator and moved forward and backward, and the structure can be simplified and An electric actuator that can be miniaturized can be provided.
(2)好ましくは、前記第1電動モータは、略円環状に形成され、前記筒状ハウジング部と同心状となるように該筒状ハウジング部に固定されるステータ部と、前記ステータ部内に収容され、該ステータ部に対して回転する略円環状のロータ部とを有し、前記ロータ部の内側には、前記入力側スクリューとしての前記第2スクリューが固定されている。 (2) Preferably, the first electric motor is formed in a substantially annular shape and is fixed to the cylindrical housing portion so as to be concentric with the cylindrical housing portion, and accommodated in the stator portion. And a substantially annular rotor portion that rotates relative to the stator portion, and the second screw as the input side screw is fixed inside the rotor portion.
この構成では、第2スクリューが入力側スクリューとして設けられている構成において、スクリュー機構の固着状態時に、出力部を基部側ハウジング部に対して進退可能な構成を提供できる。 In this configuration, in the configuration in which the second screw is provided as the input side screw, it is possible to provide a configuration in which the output portion can be advanced and retracted with respect to the base side housing portion when the screw mechanism is fixed.
(3)更に好ましくは、前記出力側スクリューとしての前記第1スクリューは、該第1スクリューの軸心方向における前記出力部と反対側の部分に、前記軸心方向に向かって開口する第1スクリュー円筒部を有し、前記基部側ハウジング部は、筒状に形成され、軸心方向の一方側の部分が、前記第1スクリュー円筒部の軸心と同心状となるように該第1スクリュー円筒部に収容され、前記電動アクチュエータは、前記第1スクリュー円筒部と前記基部側ハウジング部との間に、該基部側ハウジング部に対する前記第1スクリューの回転を規制するとともに、前記基部側ハウジング部に対する前記第1スクリューのスライドを許容するスライド支持機構、を更に備えている。 (3) More preferably, the first screw serving as the output-side screw is a first screw that opens in the axial direction at a portion opposite to the output portion in the axial direction of the first screw. The first screw cylinder has a cylindrical portion, the base side housing portion is formed in a cylindrical shape, and a portion on one side in the axial direction is concentric with the axial center of the first screw cylindrical portion. And the electric actuator regulates rotation of the first screw with respect to the base side housing part between the first screw cylindrical part and the base side housing part, and with respect to the base side housing part. A slide support mechanism for allowing the first screw to slide;
この構成によると、スクリュー機構の固着状態時において、出力部を、基部側ハウジング部に対して軸心方向にスライド移動することができる。しかも、上記スライド支持機構は、第1スクリュー円筒部の内側、より具体的には、第1スクリュー円筒部と該第1スクリュー円筒部に一部が収容された基部側ハウジング部との間に形成される。これにより、電動アクチュエータの大型化を抑制できる。 According to this configuration, the output part can be slid in the axial direction with respect to the base side housing part when the screw mechanism is fixed. Moreover, the slide support mechanism is formed inside the first screw cylindrical portion, more specifically, between the first screw cylindrical portion and the base side housing portion partially accommodated in the first screw cylindrical portion. Is done. Thereby, the enlargement of the electric actuator can be suppressed.
(4)更に好ましくは、前記規制部材駆動部として設けられた第2電動モータは、該第2電動モータの出力軸が前記基部側ハウジング部の軸心に沿うように該基部側ハウジング部内に収容された状態で、該基部側ハウジング部に固定され、前記第1係合部は前記筒状ハウジング部に形成される一方、前記第2係合部は前記基部側ハウジング部に形成され、前記規制部材は、前記第1係合部及び前記第2係合部の配列方向に沿って進退する棒状に形成され、一端側が前記基部側ハウジング部内に収容される規制ピンとして構成され、前記リリーフ機構は、前記第2電動モータの前記出力軸の外周に形成された雄ネジ部に螺合する雌ネジ部が形成されたナット部材と、一端側が前記ナット部材に対して揺動自在に連結される一方、他方側が前記規制ピンの前記一端側に対して揺動自在に連結されるリンク部材と、を更に備え、前記規制ピンが前記第1係合部及び前記第2係合部の両方に跨って挿入されている状態から、前記出力軸の回転駆動により前記規制ピンが前記第1係合部から抜去された状態とするように構成されている。 (4) More preferably, the second electric motor provided as the restricting member driving portion is accommodated in the base side housing portion so that the output shaft of the second electric motor is along the axis of the base side housing portion. In this state, the first engagement portion is formed on the cylindrical housing portion, and the second engagement portion is formed on the base side housing portion, and is fixed to the base side housing portion. The member is formed in a rod shape that advances and retreats along the arrangement direction of the first engagement portion and the second engagement portion, and one end side is configured as a restriction pin accommodated in the base side housing portion, and the relief mechanism is A nut member formed with a female screw portion that is screwed into a male screw portion formed on the outer periphery of the output shaft of the second electric motor, and one end side of which is swingably connected to the nut member. The other side A link member that is swingably connected to the one end side of the pin, and the restriction pin is inserted across both the first engagement portion and the second engagement portion Thus, the restricting pin is removed from the first engaging portion by rotational driving of the output shaft.
この構成では、スクリュー機構の固着状態時には、第1係合部及び第2係合部の両方に跨って挿入された状態の規制ピンが第1係合部から抜去された状態となるように、リリーフ機構が作動する。 In this configuration, when the screw mechanism is in a fixed state, the restriction pin inserted across both the first engagement portion and the second engagement portion is in a state of being removed from the first engagement portion. The relief mechanism is activated.
具体的には、リリーフ機構では、第2電動モータの出力軸が所定方向に回転駆動することにより、該出力軸に螺合されたナット部材が、軸心方向における規制ピンと離間する方向に移動する。そうすると、一端側がナット部材に揺動自在に連結されたリンク部材が、該リンク部材の他方側に揺動自在に連結された規制ピンを、基部側ハウジング部の径方向内側へ引っ張り込む。これにより、第1係合部及び第2係合部の両方に跨って挿入された状態の規制ピンを、第1係合部から抜去された状態とすることができる。これにより、スクリュー機構の固着状態時に、基部側ハウジング部に対する筒状ハウジング部の係合を解除し、出力部を、基部側ハウジング部に対して軸心方向に進退させることが可能になる。 Specifically, in the relief mechanism, when the output shaft of the second electric motor is rotationally driven in a predetermined direction, the nut member screwed to the output shaft moves in a direction away from the regulation pin in the axial direction. . Then, the link member whose one end side is swingably connected to the nut member pulls the restriction pin swingably connected to the other side of the link member to the inside of the base side housing portion in the radial direction. Thereby, the regulation pin in a state of being inserted across both the first engagement portion and the second engagement portion can be in a state of being removed from the first engagement portion. Thereby, when the screw mechanism is fixed, the engagement of the cylindrical housing portion with the base side housing portion can be released, and the output portion can be advanced and retracted in the axial direction with respect to the base side housing portion.
また、この構成では、リリーフ機構の一部を構成するナット部材及びリンク部材等の構成要素が、基部側ハウジング部の内部に収容されている。これにより、電動アクチュエータの大型化を抑制できる。 Moreover, in this structure, components, such as a nut member and a link member which comprise a part of relief mechanism, are accommodated in the inside of the base side housing part. Thereby, the enlargement of the electric actuator can be suppressed.
(5)更に好ましくは、前記リリーフ機構は、前記出力軸の外周面における軸心方向一方側の部分と他方側の部分とに形成され、互いに逆ネジの関係となる一対の前記雄ネジ部と、それぞれに、各前記雄ネジ部に螺合する雌ネジ部が形成された一対の前記ナット部材と、それぞれの一端側が、各前記ナット部材に対して揺動自在に連結される一方、それぞれの他端側が、前記規制ピンの前記一端側に対して揺動自在に連結される一対の前記リンク部材と、を有している。 (5) More preferably, the relief mechanism includes a pair of male screw portions that are formed on one side portion and the other side portion in the axial direction on the outer peripheral surface of the output shaft and have a reverse screw relationship with each other. A pair of nut members each having a female screw portion screwed to each male screw portion, and one end side of each of the nut members is swingably connected to each nut member, The other end side has a pair of the link members that are swingably connected to the one end side of the restriction pin.
この構成では、第2電動モータの出力軸が所定方向に回転することにより、該出力軸に螺合された一対のナット部材が、それぞれ、軸心方向における規制ピンと離間する方向、すなわち、互いに離間する方向に移動する。そうすると、それぞれの一端側がナット部材に揺動自在に連結された一対のリンク部材が、該一対のリンク部材に共通して連結される規制ピンを、基部側ハウジング部の径方向内側へ引っ張り込む。すなわち、一対のリンク部材によって規制ピンを進退できるため、規制ピンを確実に動作させることができる。 In this configuration, when the output shaft of the second electric motor rotates in a predetermined direction, the pair of nut members screwed to the output shaft are separated from the restriction pins in the axial direction, that is, separated from each other. Move in the direction you want. If it does so, a pair of link member with which each one end side was connected to the nut member so that rocking was possible, would pull the regulation pin connected in common with this pair of link members to the inside of the base side housing part in the diameter direction. That is, since the restriction pin can be advanced and retracted by the pair of link members, the restriction pin can be operated reliably.
(6)更に好ましくは、前記筒状ハウジング部には、2つの前記第1係合部が形成され、前記基部側ハウジング部には、それぞれが、対応する2つの前記第1係合部のそれぞれに対して、前記筒状ハウジング部の径方向において重なるように配置される2つの前記第2係合部が形成され、前記リリーフ機構は、それぞれが、対応する前記第1係合部及び前記第2係合部の両方に跨って挿入される一対の前記規制ピンを有し、前記リリーフ機構には、各前記規制ピンの前記一端側に対して揺動自在に連結される一対の前記リンク部材が2つ、設けられている。 (6) More preferably, the cylindrical housing portion is formed with the two first engaging portions, and the base-side housing portion has two corresponding first engaging portions, respectively. In contrast, two second engaging portions are formed so as to overlap each other in the radial direction of the cylindrical housing portion, and the relief mechanism includes the corresponding first engaging portion and the first engaging portion, respectively. A pair of said link members which have a pair of said control pin inserted ranging over both 2 engaging parts, and are rockably connected with respect to the said one end side of each said control pin to the said relief mechanism There are two.
この構成では、筒状ハウジング部と基部側ハウジング部との係合を、複数の規制ピンによって行うことができるため、2つのハウジング部を確実に係合することができる。 In this configuration, the tubular housing portion and the base side housing portion can be engaged by the plurality of restriction pins, so that the two housing portions can be reliably engaged.
本発明によると、スクリュー機構を有する電動アクチュエータにおいて固着状態が発生しても、出力部を、当該電動アクチュエータの設置箇所から切り離して進退させることが可能であるとともに、構造の簡素化及び小型化を図ることができる電動アクチュエータを提供できる。 According to the present invention, even when the electric actuator having the screw mechanism is fixed, the output portion can be separated from the installation location of the electric actuator and moved forward and backward, and the structure can be simplified and miniaturized. An electric actuator that can be realized can be provided.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、航空機の動翼を駆動するための動翼駆動機構において電動アクチュエータが設けられた形態を例にとって説明する。しかし、本発明は、以下の実施形態で例示した形態に限らず、広く適用することができる。具体的には、本発明は、スクリュー機構を有し、電動モータが出力する回転方向の駆動力を直線方向の駆動力に変換して出力する電動アクチュエータに関して、広く適用することができる。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, an example in which an electric actuator is provided in a moving blade driving mechanism for driving a moving blade of an aircraft will be described. However, the present invention is not limited to the embodiments exemplified in the following embodiments, and can be widely applied. Specifically, the present invention can be widely applied to an electric actuator that has a screw mechanism and converts a rotational driving force output by an electric motor into a linear driving force and outputs the linear driving force.
図1は、本発明の実施形態に係る電動アクチュエータ1が、航空機の翼101及び動翼102に対して取り付けられた状態を例示する模式図である。図1においては、航空機の主要部の図示は省略されている。図1では、翼101の一部、動翼102、及び動翼103が、模式的に図示されている。本実施形態では、翼101は、航空機の主翼として構成されている。動翼102は、スポイラーとして構成されている。本実施形態では、動翼102が、電動アクチュエータ1によって駆動される機器として構成されている。動翼103は、フラップとして構成されている。尚、図1では、翼101の後端側の部分を航空機の左右方向から見た状態が模式的に図示されている。また、図1では、翼101及び動翼102,103の輪郭のみが模式的に図示されている。
FIG. 1 is a schematic view illustrating a state where an
[動翼駆動機構]
電動アクチュエータ1の説明にあたり、まず、電動アクチュエータ1が適用される例である航空機用の動翼駆動機構100について説明する。図1に示す動翼駆動機構100は、航空機の翼101に設置される。動翼駆動機構100は、航空機の動翼102を駆動するために用いられる。そして、動翼駆動機構100は、電動アクチュエータ1、回転軸(図示省略)、及び揺動軸105、を含んで構成されている。
[Rotating blade drive mechanism]
In describing the
回転軸は、翼101に設置される。そして、回転軸には、電動アクチュエータ1のハウジング2、具体的には、詳しくは後述する第2ハウジング部、が回転自在に連結される。これにより、電動アクチュエータ1は、翼101に対して、回転軸を中心として、揺動自在に支持されている。
The rotating shaft is installed on the
揺動軸105は、動翼102に設置される。そして、動翼102には、電動アクチュエータ1の出力部11bの端部が回転自在に連結される。尚、動翼102は、支点軸106に対して、回転自在に支持されている。支点軸106は、翼101に設置されている。これにより、動翼102は、翼101に対して、支点軸106を中心として、揺動自在に支持されている。
The
電動アクチュエータ1においては、出力部11bが、ハウジング2に対して突出して相対変位可能に設けられている。即ち、出力部11bは、ハウジング2から突出することでハウジング2から伸張する動作が可能に構成されている。更に、出力部11bは、ハウジング2に対して収縮する動作も可能に構成されている。
In the
図2は、動翼102が、動翼駆動機構100の電動アクチュエータ1によって、図1に示す状態から駆動された状態を示す模式図である。図1は、出力部11bがハウジング2に対して最も収縮した位置に退避した状態を示している。一方、図2は、出力部11bがハウジング2から突出して伸張した状態を示している。図1及び図2に示すように、電動アクチュエータ1が作動することで、動翼102が駆動される。動翼102は、翼101に対して、支点軸106を中心として、揺動するように駆動される。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which the moving
尚、図1に示す動翼駆動機構100において、リアクションリンクが更に設けられていてもよい。リアクションリンクは、電動アクチュエータ1からの出力が動翼102に出力された際に、この出力による動翼102からの反力を支持する部材として設けられる。リアクションリンクは、一方の端部が回転軸に連結され、他方の端部が支点軸106に連結される。リアクションリンクが設けられることにより、可動側の動翼102が受ける負荷が固定側の翼101に対して直接に影響することが、抑制される。
Note that a reaction link may be further provided in the moving
[構成]
図3は、電動アクチュエータ1を模式的に示す図であって、電動アクチュエータ1の一部断面を含む図である。前述のように、電動アクチュエータ1は、動翼102を駆動するアクチュエータとして構成されている。そして、図3に示すように、電動アクチュエータ1は、ハウジング2、スクリュー機構10、第1電動モータ5、リリーフ機構20、等を備えて構成されている。なお、以下では、説明の便宜上、各図面において、前と記載された矢印が指示する方向を前側又は前方、後と記載された矢印が指示する方向を後側又は後方、と称する。
[Constitution]
FIG. 3 schematically shows the
ハウジング2は、内部空間を有する構造体として設けられている。本実施形態では、ハウジング2は、2つの部材によって構成されている。具体的には、ハウジング2は、第1ハウジング部3(筒状ハウジング部)及び第2ハウジング部4(基部側ハウジング部)を有し、これらが互いに組み合わされることにより構成されている。2つのハウジング部3,4は、詳しくは後述する一対の規制ピン25,26により、互いに対して変位不能になっている。
The
第1ハウジング部3は、略円筒状に形成された筒状ハウジング部として設けられている。第1ハウジング部3の内周における前側の部分には、第1電動モータ5のステータ6が配置される凹部3aが形成されている。一方、第1ハウジング部3の後側には、該第1ハウジング部3を厚み方向(径方向)に貫通する2つの第1孔部H1A,H1B(第1係合部)が形成されている。2つの第1孔部H1A,H1Bは、第1ハウジング部3の周方向において180度異なる位置に形成されている。
The first housing part 3 is provided as a cylindrical housing part formed in a substantially cylindrical shape. A
第2ハウジング部4は、第1ハウジング部3とは別体の部材である基部側ハウジング部として設けられている。第2ハウジング部4は、上述のように、電動アクチュエータ1の設置箇所である翼101に対して回転軸を介して連結されている。
The second housing part 4 is provided as a base side housing part which is a separate member from the first housing part 3. As described above, the second housing portion 4 is connected to the
第2ハウジング部4は、前側の部分が第1ハウジング部3に収容される円筒状に形成された第2ハウジング円筒部4aと、第2ハウジング円筒部4aにおける後端部に設けられた底部4bとを有し、これらが一体に形成されている。第2ハウジング円筒部4aの後側には、該第2ハウジング円筒部4aを厚み方向(径方向)に貫通する2つの第2孔部H2A,H2B(第2係合部)が形成されている。各第2孔部H2A,H2Bは、第2ハウジング部4の軸心方向及び周方向において、対応する各第1孔部H1A,H1Bと同じ位置に形成されている。すなわち、各第2孔部H2A,H2Bは、第2ハウジング部4の径方向外方から視て、対応する各第1孔部H1A,H1Bと重なる位置に形成されている。これにより、第1孔部H1A及び第2孔部H2A、及び第1孔部H1B及び第2孔部H2Bは、それぞれ、各ハウジング部3,4の径方向に沿って配列される。
The second housing part 4 includes a second housing
第1電動モータ5は、比較的重量が重い機器である動翼102を駆動させるための駆動源として用いられる。従って、第1電動モータ5としては、定格電圧が比較的高いモータ(例えば一例として、定格電圧が270Vのモータ)が用いられる。
The first electric motor 5 is used as a drive source for driving the moving
第1電動モータ5は、略円環状に形成されたステータに対して、該ステータの内側に配置されたロータが回転するように構成された、いわゆるインナーロータ型の電動モータで構成されている。第1電動モータ5は、ステータ6とロータ7とを有している。ステータ6は、略円環状に形成されている。ステータ6は、外周側の部分が、第1ハウジング部3に形成された凹部3aに対して嵌合している。ロータ7は、ステータ6の内径よりも外径が小さい略円環状に形成され、ステータ6に対して径方向に間隔をあけた状態で、該ステータ6内に収容されている。第1電動モータ5は、ステータ6に巻回された巻線(図示省略)を流れる電流によって該ステータ6の内部に発生する回転磁界によって、ロータ7が回転するように構成されている。
The first electric motor 5 is a so-called inner rotor type electric motor configured such that a rotor disposed inside the stator rotates relative to a substantially annular stator. The first electric motor 5 has a stator 6 and a
スクリュー機構10は、第1電動モータ5が出力する回転方向の駆動力を直線方向の駆動力に変換して出力する機構として設けられている。図3に示すように、スクリュー機構10は、第1スクリュー11、第2スクリュー12、複数のボール13、等を備えて構成されている。本実施形態では、第2スクリュー12は、第1電動モータ5からの回転力が入力される入力側スクリューとして設けられている。また、第1スクリュー11は、出力部11bが設けられ、第2スクリュー12の回転力によって軸心方向に進退する出力側スクリューとして設けられている。
The
第2スクリュー12は、略円筒状に形成されている。第2スクリュー12は、第1電動モータ5のロータ7の内周に挿通し、該ロータ7と一体化されている。また、第2スクリュー12は、該第2スクリュー12の軸心方向における両端部に取り付けられた軸受8aを介して、第1ハウジング部3によって回転自在に保持されている。すなわち、第2スクリューは、第1電動モータ5が駆動してロータ7が回転すると、該ロータ7とともに、第1ハウジング部3に対して軸受8aを介して回転する。第2スクリュー12の内周面には、螺旋状のネジ溝12aが形成されている。
The
第1スクリュー11は、第1ハウジング部3の軸心方向に沿って延びる軸状の部材として設けられている。第1スクリュー11は、後側の部分に設けられる円筒状の部分である第1スクリュー円筒部11aと、該円筒部11aから前方へ突出する突出部とを有し、これらが一体に形成されている。この突出部は、電動アクチュエータ1によって生成された駆動力を外部に対して出力する出力部11bとして設けられている。第1スクリュー円筒部11aの外周面には、螺旋状のネジ溝11cが形成されている。
The first screw 11 is provided as an axial member extending along the axial direction of the first housing part 3. The first screw 11 has a first screw
第1スクリュー円筒部11aの内側には、第1スクリュー11の軸心と同心となるように、第2ハウジング円筒部4aの前側の部分が収容されている。そして、第1スクリュー円筒部11aの内側と第2ハウジング円筒部4aの外側との間には、第1スクリュー11を第2ハウジング部4に対して回転不能且つ前後方向(第1スクリュー11の軸心方向)に変位可能に支持するスライド支持機構としてのボールスプライン機構15が設けられている。なお、上記スライド支持機構は、第1スクリューを第2ハウジング部4に対して回転不能且つ前後方向に変位可能に支持する機構であれば、ボールスプライン機構15以外の機構で構成されていてもよい。例えば一例として、スライド支持機構を、スプライン機構で構成してもよい。また、他の一例として、スライド支持機構を、第1スクリューが第2ハウジングに対して回転するのを防止する回り止めと、第1スクリューが軸心方向に変位可能に支持するすべり軸受と、で構成してもよい。
A portion on the front side of the second housing
第2スクリュー12の内周のネジ溝12aと第1スクリュー11のネジ溝11cとの間には、複数のボール13が循環するように構成されている。すなわち、スクリュー機構10は、ボールスクリュー機構として構成されている。
A plurality of
スクリュー機構10では、第1電動モータ5が駆動すると、ロータ7とともに第2スクリュー12が回転する。これにより、複数のボール13が第1スクリュー11のネジ溝11cと第2スクリュー12のネジ溝12aとの間で転動する。これにより、第1スクリュー11が、第2スクリュー12の軸心方向に変位する。
In the
[リリーフ機構]
図4は、図3におけるリリーフ機構20付近を拡大して示す図である。リリーフ機構20は、スクリュー機構10が、こじり或いは焼き付き等が要因で固着状態(ジャム状態)となったときに、出力部11bを翼101から切り離して進退させることを可能とする機構である。リリーフ機構20は、図4に示すように、第2電動モータ21(規制部材駆動部)と、出力軸22と、一対のナット部材23,24と、リンク機構30と、一対の規制ピン25,26(規制部材)と、有している。
[Relief mechanism]
4 is an enlarged view of the vicinity of the
第2電動モータ21は、リンク機構30を動作させるためのものである。第2電動モータ21は、第2ハウジング部4の底部4bに取り付けられている。なお、第2電動モータ21は、第1電動モータ5の駆動対象である動翼102ほど重量が重い機器を駆動させるためのものではないため、それほど大きなパワーを必要とされない。第2電動モータ21としては、例えば一例として、定格電圧が24V程度のモータが用いられる。
The second
出力軸22は、第2電動モータ21の回転力を伝達するための出力軸として設けられている。出力軸22は、第2ハウジング部4の軸心と同心状になるように、該第2ハウジング部4の内部に設けられている。
The
出力軸22の外周面には、雄ネジ部が形成されている。具体的には、出力軸22には、該出力軸22の一方側(図4の後側)の部分に第1雄ネジ部22aが形成され、該出力軸22の他方側(図4の前側)の部分に第2雄ネジ部22bが形成されている。
A male thread portion is formed on the outer peripheral surface of the
第1雄ネジ部22a及び第2雄ネジ部22bは、互いに逆ネジの関係にある。すなわち、一方の雄ネジ部22a,22bが右ネジで構成されている場合、他方の雄ネジ部22b,22aは左ネジで構成されている。
The first
一対のナット部材23,24は、第1ナット部材23及び第2ナット部材24で構成されている。第1ナット部材23には第1雌ネジ部23aが、第2ナット部材24には第2雌ネジ部24aが、それぞれ形成されている。
The pair of
第1ナット部材23は、出力軸22の第1雄ネジ部22aに螺合し、第2ナット部材24は、出力軸22の第2雄ネジ部22bに螺合している。すなわち、第1ナット部材23の第1雌ネジ部23aと、第2ナット部材24の第2雌ネジ部24aとは、互いに逆ネジの関係にある。
The
リンク機構30は、複数の(本実施形態では、4つの)リンク部材31,32,33,34を有し、これらが互いに対して揺動可能に設けられている。やや詳しくは、リンク機構30は、4つのリンク部材31,32,33,34の各端部が互いに重ねられて四角形状に配置され、それぞれの端部が連結ピンによって揺動可能なように互いに対して連結されている。
The
詳しくは、リンク機構30は、第1リンク部材31、第2リンク部材32、第3リンク部材33、第4リンク部材34、を有している。各リンク部材31〜34は、細長いプレート状に形成されている。
Specifically, the
第1リンク部材31は、一端側が連結ピン35によって第1ナット部材23に揺動自在に連結される一方、他端側が連結ピン36によって、詳しくは後述する第1規制ピン25に揺動自在に連結される。第2リンク部材32は、一端側が連結ピン37によって第2ナット部材24に揺動自在に連結される一方、他端側が連結ピン36によって、第1リンク部材31とともに第1規制ピン25に揺動自在に連結される。第3リンク部材33は、一端側が連結ピン35によって、第1リンク部材31とともに第1ナット部材23に揺動自在に連結される一方、他端側が連結ピン38によって、詳しくは後述する第2規制ピン26に揺動自在に連結される。第4リンク部材34は、一端側が連結ピン37によって第2リンク部材32とともに第2ナット部材24に揺動自在に連結される一方、他端側が連結ピン38によって、第3リンク部材33とともに第2規制ピン26に揺動自在に連結される。
One end of the
第1リンク部材31及び第2リンク部材は、第1規制ピン25の一端側に対して揺動自在に連結される一対のリンク部材として設けられている。また、第3リンク部材33及び第4リンク部材34は、第2規制ピン26の一端側に対して揺動自在に連結される一対のリンク部材として設けられている。すなわち、リンク機構30は、一対のリンク部材を2つ、有している。
The
一対の規制ピン25,26は、第1規制ピン25及び第2規制ピン26を有している。各規制ピン25,26は、所定の長さを有する棒状に形成されている。
The pair of restriction pins 25 and 26 have a
第1規制ピン25は、対応する2つの孔部(第1孔部H1A及び第2孔部H2A)の配列方向(各ハウジング部3,4の径方向)に沿って延びるように設けられている。第1規制ピン25は、一端側の部分が第2ハウジング部4内に収容され、該一端側の部分に、第1リンク部材31の他端側及び第2リンク部材32の他端側が連結ピン36によって揺動自在に連結されている。
The first restricting
第2規制ピン26は、対応する2つの孔部(第1孔部H1B及び第2孔部H2B)の配列方向(各ハウジング部3,4の径方向)に沿って延びるように設けられている。第2規制ピン26は、一端側の部分が第2ハウジング部4内に収容され、該一端側の部分に、第3リンク部材33の他端側及び第4リンク部材34の他端側が連結ピン38によって揺動自在に連結されている。
The second restricting
第1規制ピン25及び第2規制ピン26は、電動アクチュエータ1の通常動作時には、他端側の部分が、対応する第1孔部H1A,H1B及び第2孔部H2A,H2Bの両方に挿通した状態となっている。一方、第1規制ピン25及び第2規制ピン26は、詳しくは後述するが、スクリュー機構10が固着状態となってリリーフ機構20が作動した時には、対応する第2孔部H2A,H2Bのみに挿通した状態となる。すなわち、電動アクチュエータ1では、一対の規制ピン25,26は、少なくとも第2ハウジング部4に形成された第2孔部H2A,H2Bに挿通した状態となっている。これにより、該一対の規制ピン25,26に揺動自在に連結されたリンク機構30、及び該リンク機構30に揺動自在に連結された一対のナット部材23,24は、一対の規制ピン25,26を介して第2ハウジング部4に対して回転不能となっている。
The first restricting
電動アクチュエータ1では、通常動作時(基本動作時)において、一対のナット部材23,24が、互いに近づいた状態となっている(図3及び図4参照)。この時、一対の規制ピン25,26は、リンク機構30によって、各ハウジング部3,4の径方向外方へ押し出された状態となる。この状態では、第1規制ピン25の他端側の部分が、第1孔部H1A及び第2孔部H2Aに貫通した状態となっており、第2規制ピン26の他端側の部分が、第1孔部H1B及び第2孔部H2Bに貫通した状態となっている。これにより、電動アクチュエータ1の通常動作時には、第1ハウジング部3及び第2ハウジング部4が互いに対して相対変位不能なように連結されている。
In the
[電動アクチュエータの基本動作]
次に、本実施形態に係る電動アクチュエータ1の基本動作について説明する。電動アクチュエータ1の基本動作時には、第1ハウジング部3及び第2ハウジング部4は、一対の規制ピン25,26によって、互いに対して相対変位不能な状態となっている。(図3及び図4参照)。
[Basic operation of electric actuator]
Next, the basic operation of the
電動アクチュエータ1を作動する場合、第1電動モータ5が回転駆動される。すると、ロータ7の内周に固定された第2スクリュー12が回転する。そうすると、第2スクリュー12の回転力が、ボールスクリュー機構によって連結された第1スクリュー11に伝達されるため、第1スクリュー11(すなわち出力部11b)が軸心方向に沿って変位する。これにより、動翼102を翼101に対して駆動できる。
When the
[固着状態時における軸受保持解除機構の動作]
次に、スクリュー機構10における固着状態が発生した場合の電動アクチュエータ1の動作、特に、リリーフ機構20の動作について説明する。例えば、ハウジング2に対して第1スクリュー11が突出又は収縮する動作の途中において、スクリュー機構10における固着状態が発生すると、第2スクリュー12に対して第1スクリュー11が軸心方向に変位する動作が、不能となる。この場合、動翼制御用コントローラ(図示省略)において、スクリュー機構10の固着状態の発生が検知され、第1電動モータ5の運転が停止されるとともに、リリーフ機構20が動作する。
[Operation of the bearing holding release mechanism in the fixed state]
Next, the operation of the
なお、上記のように、ハウジング2に対して第2スクリュー12が突出又は収縮する動作の途中において、スクリュー機構10における固着状態が発生した場合には、動翼102は、翼101に対して、ある程度起立した状態となっている。そして、第2スクリュー12に対する第1スクリュー11の軸心方向の変位動作が不能なため、電動アクチュエータ1の通常の作動によっては、出力部11bをハウジング2に対して進退させることができない。
Note that, as described above, in the middle of the operation in which the
しかし、上記のように、スクリュー機構10の固着状態の発生が検知されると、動翼制御用コントローラからの指令に基づいて、リリーフ機構20が動作する。具体的には、固着状態の発生が検知されると、第2電動モータ21が駆動される。このとき、第2電動モータ21は、第1ナット部材23が後方へ移動する所定方向に回転する。具体的には、例えば出力軸22の第1雄ネジ部22a及び第1ナット部材23の雌ネジ部23aが右ネジで構成されている場合、出力軸22は、右回り(時計回り)方向に回転する。
However, as described above, when the occurrence of the fixed state of the
上述のように出力軸22が回転すると、第1ナット部材23が後方へ移動する。これにより、第1規制ピン25が第1リンク部材31に引っ張られることにより第2ハウジング部4の径方向内側に移動し、且つ第2規制ピン26が第3リンク部材33に引っ張られることにより第2ハウジング部4の径方向内側に移動する。そうなると、第1孔部H1A,H1B及び第2孔部H2A,H2Bの両方を貫通していた各規制ピン25,26は、ともに第1孔部H1A,H1Bから抜去され、第2孔部H2A,H2Bのみを貫通した状態になる。
As described above, when the
一方、上述のように出力軸22が所定方向に回転すると、第1ナット部材23とは逆ネジの関係の第2ナット部材24は、第1ナット部材23と反対方向(前方)へ移動する。これにより、第1規制ピン25が第2リンク部材32に引っ張られることにより第2ハウジング部4の径方向内側に移動し、且つ第2規制ピン26が第4リンク部材34に引っ張られることにより第2ハウジング部4の径方向内側に移動する。
On the other hand, when the
すなわち、出力軸22が前記所定方向に回転することで、各規制ピン25,26は、一端側の部分が、対応する一対のリンク部材31,32,33,34によって前後方向へ引っ張られることにより、第2ハウジング部4の径方向内側へ移動する。これにより、第2ハウジング部4に対する第1ハウジング部3の係合が解除される。その結果、互いに固着して一体化された状態の第1スクリュー11及び第2スクリュー12が、第1ハウジング部3とともに第2ハウジング部4に対して軸心方向にスライド自在な状態となる。すなわち、出力部11bが、翼101に連結された第2ハウジング部4に対して軸心方向にスライド自在な状態となる。
That is, as the
[オーバーロード時における軸受保持解除機構の動作]
また、電動アクチュエータ1において、出力部11bに過剰な負荷がかかった場合(出力部11bがオーバーロードとなった場合)にも、リリーフ機構20は、上述の場合と同様の動作を行う。具体的には、出力部11bのオーバーロードが検出されると、第1電動モータ5の運転が停止されるとともに、上述の場合と同様に第2電動モータ21が駆動される。第2電動モータ21が駆動されると、上述のように、一対の規制ピン25,26が径方向内側へ移動することにより、第2ハウジング部4に対する第1ハウジング部3の係合が解除される。その結果、出力部11bが第2ハウジング部4に対して軸心方向にスライド自在な状態となる。これにより、出力部11bに作用する過剰な負荷に起因して、電動アクチュエータ1においてスクリュー機構10等が破損してしまうのを防止できる。
[Operation of bearing retention release mechanism during overload]
In the
[効果]
以上のように、本実施形態に係る電動アクチュエータ1では、第2スクリュー12が第1電動モータ5によって回転駆動させられると、第1スクリュー11が第2スクリュー12に対して相対回転することにより、軸心方向に相対変位する。これにより、出力部11bをハウジング2に対して直線方向(軸心方向)に沿って伸縮するように変位させ、出力部11bに連結された動翼102を駆動することができる。
[effect]
As described above, in the
そして、電動アクチュエータ1では、スクリュー機構10において固着状態(ジャム状態)が発生し、第1スクリュー11と第2スクリュー12とが相対的に回転不能となった場合に、出力部11bに連結された動翼102が、その状態で固定されてしまうのを防止できる。具体的には、この構成では、固着状態が発生した場合、第2電動モータ21が駆動する。そうすると、対応する第1孔部H1A,H1B及び第2孔部H2A,H2Bの両方に跨って挿入されていた一対の規制ピン25,26が、第1孔部H1A,H1Bから抜去される。そうなると、第2ハウジング部4に対する第1ハウジング部3の相対移動が許容される。すなわち、駆動対象である動翼102に連結されている側の第1ハウジング部3を、電動アクチュエータ1の設置箇所である翼101に取り付けられた第2ハウジング部4に対して、軸心方向に変位自在な状態にできる。これにより、固着状態により一体化された状態の第1スクリュー11及び第2スクリュー12が、翼101に対してスクリューの軸心方向に変位自在となる。
In the
よって、電動アクチュエータ1では、スクリュー機構10において固着状態が発生した場合であっても出力部11bを翼101に対して進退可能な状態にすることができる。よって、例えば一例として、動翼102に、上記電動アクチュエータ1とは別のアクチュエータを取付け、該アクチュエータによって動翼102を動作させることが可能になる。更に、上述のように出力部11bを進退可能にするための構造が、規制ピン25,26、及び第2電動モータ21等を備えて構成された比較的小型で簡素な構造によって実現される。このため、電動アクチュエータ1の構造の簡素化及び小型化が図られることになる。
Therefore, in the
従って、電動アクチュエータ1によれば、スクリュー機構10において固着状態が発生した場合であっても、出力部11bを、翼101に連結された第2ハウジング部4に対して進退させることが可能であるとともに、構造の簡素化及び小型化を図ることができる電動アクチュエータを提供できる。
Therefore, according to the
また、電動アクチュエータ1では、該電動アクチュエータ1においてオーバーロードが発生した場合であっても、上述の場合と同様にしてリリーフ機構20を作動させることができる。これにより、出力部11bに作用する過剰な負荷に起因して、電動アクチュエータ1においてスクリュー機構10等が破損してしまうのを防止できる。
Further, in the
また、電動アクチュエータ1では、第2スクリュー12が入力側スクリューとして設けられている構成において、スクリュー機構10の固着状態時に、出力部11bを第2ハウジング部4に対して進退可能な構成を提供できる。
Further, in the
また、電動アクチュエータ1では、スクリュー機構10の固着状態時において、出力部11bを、ボールスプライン機構15によって第2ハウジング部4に対して軸心方向にスライド移動することができる。しかも、ボールスプライン機構15は、第1スクリュー円筒部11aの内側、より具体的には、第1スクリュー円筒部11aと該第1スクリュー円筒部11aに一部が収容された第2ハウジング部4との間に形成される。これにより、電動アクチュエータ1の大型化を抑制できる。
In the
また、電動アクチュエータ1では、スクリュー機構10の固着状態時には、対応する第1孔部H1A,H1B及び第2孔部H2A,H2Bの両方に跨って挿入された状態の各規制ピン25,26が第1孔部H1A,H1Bから抜去された状態となるように、リリーフ機構20が作動する。
Moreover, in the
具体的には、リリーフ機構20では、第2電動モータ21の出力軸22が所定方向に回転駆動することにより、該出力軸22に螺合された各ナット部材23,24が、軸心方向における規制ピン25,26と離間する方向に移動する。そうすると、一端側がナット部材23,24に揺動自在に連結されたリンク部材31,32,33,34が、該リンク部材31,32,33,34の他方側に揺動自在に連結された規制ピン25,26を、第2ハウジング部4の径方向内側へ引っ張り込む。これにより、第1孔部H1A,H1B及び第2孔部H2A,H2Bの両方に跨って挿入された状態の規制ピン25,26を、第1孔部H1A,H1Bから抜去された状態とすることができる。これにより、スクリュー機構10の固着状態時に、第2ハウジング部4に対する第1ハウジング部3の係合を解除し、出力部11bを、第2ハウジング部4に対して軸心方向に進退させることが可能になる。
Specifically, in the
また、電動アクチュエータ1では、リリーフ機構20の一部を構成するナット部材23,24及びリンク部材31,32,33,34等の構成要素が、第2ハウジング部4の内部に収容されている。これにより、電動アクチュエータ1の大型化を抑制できる。
Further, in the
また、電動アクチュエータ1では、第2電動モータ21の出力軸22が所定方向に回転することにより、該出力軸22に螺合された一対のナット部材23,24が、それぞれ、軸心方向における規制ピン25,26と離間する方向、すなわち、互いに離間する方向に移動する。そうすると、それぞれの一端側がナット部材23,24に揺動自在に連結された一対のリンク部材31,32,33,34が、該一対のリンク部材31,32,33,34に共通して連結される規制ピン25,26を、第2ハウジング部4の径方向内側へ引っ張り込む。すなわち、一対のリンク部材31,32,33,34によって規制ピン25,26を進退できるため、規制ピン25,26を確実に動作させることができる。
Further, in the
また、電動アクチュエータ1では、第1ハウジング部3と第2ハウジング部4との係合を、複数の規制ピン25,26によって行うことができるため、2つのハウジング部3,4を確実に係合することができる。
Further, in the
また、リリーフ機構20に設けられる第2電動モータ21は、比較的小さなパワーで駆動可能なモータで構成することができる。よって、例えば、第2電動モータ21の電力は、バッテリー等の補助電源から供給することもできるため、電源の使用環境が限られた状況においても比較的容易に駆動することができる。
Moreover, the 2nd
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のような変形例を実施してもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. For example, you may implement the following modifications.
(1)図6は、変形例に係る電動アクチュエータにおけるリリーフ機構20付近の拡大図である。上記実施形態では、第1係合部を、貫通孔である第1孔部H1A,H1Bで構成したが、これに限らず、図6に示すように、第1係合部を、凹み部H1C,H1Dで構成してもよい。
(1) FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the
(2)図7は、変形例に係る電動アクチュエータにおけるリリーフ機構20a付近の拡大図である。上記実施形態では、一対の規制ピン25,26によって、2つのハウジング部3,4を互いに係合していたが、これに限らず、図7に示すように、1つの規制ピン25によって2つのハウジング部3,4を互いに係合してもよい。これにより、上記実施形態の場合と比べて、構造を簡素化できる。
(2) FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of the
(3)図8は、変形例に係る電動アクチュエータにおけるリリーフ機構20b付近の拡大図である。上記実施形態では、一対のリンク部材31,32,33,34によって規制ピン25,26を進退させていたが、これに限らず、図8に示すように、1つのリンク部材31によって規制ピン25を進退させてもよい。これにより、上記実施形態の場合と比べて、構造を簡素化できる。
(3) FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of the
(4)上記実施形態では、規制部材を、棒状の規制ピンで構成したが、これに限らず、規制部材を、板状又はブロック状に形成してもよい。 (4) In the said embodiment, although the control member was comprised with the rod-shaped control pin, you may form not only this but a control member in plate shape or block shape.
(5)上記実施形態では、リンク機構30を用いて規制ピン25を進退させたが、これに限らない。例えば、ギア、カム等を適宜選択し、又はこれらを適宜組み合わせることにより、規制ピンを進退させる機構を構成してもよい。
(5) In the above embodiment, the
(6)上記実施形態では、2つのスクリュー11,12を有するスクリュー機構10が、ボールスクリュー機構として構成された形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。即ち、第1及び第2スクリューを有するスクリュー機構が、ボールスクリュー機構以外の構成を備えた形態として実施されてもよい。例えば、第1スクリュー及び第2スクリューが螺合する構成のスクリュー機構が実施されてもよい。或いは、第1及び第2スクリューを有するスクリュー機構が、ローラスクリュー機構の構成を備えた形態として実施されてもよい。ローラスクリュー機構の場合、第1スクリューと第2スクリューとの間に、外周に螺旋溝が設けられた複数のスクリュー状のローラ軸が回転自在に設置されることになる。第1スクリュー又は第2スクリューの回転に伴って、各ローラ軸は、第1スクリューと第2スクリューとに対して、螺旋溝で噛み合って各軸心を中心として回転することになる。
(6) Although the
(7)上記実施形態では、入力側スクリューを第2スクリュー12で構成し、出力側スクリューを第1スクリュー11で構成したが、この限りでなく、入力側スクリューを第1スクリューで構成し、出力側スクリューを第2スクリューで構成してもよい。
(7) In the above embodiment, the input side screw is constituted by the
本発明は、スクリュー機構を有し、電動モータが出力する回転方向の駆動力を直線方向の駆動力に変換して出力する電動アクチュエータに関して広く適用することができるものである。 The present invention can be widely applied to an electric actuator that has a screw mechanism and converts a rotational driving force output by an electric motor into a linear driving force and outputs the linear driving force.
1 電動アクチュエータ
2 ハウジング
3 第1ハウジング部(筒状ハウジング部)
4 第2ハウジング部(基部側ハウジング部)
5 第1電動モータ
10 スクリュー機構
11 第1スクリュー機構
11b 出力部
12 第2スクリュー機構
20,20a,20b リリーフ機構
21 規制部材駆動部(第2電動モータ)
H1A,H1B 第1孔部(第1係合部)
H1C,H1D 凹み部(第1係合部、凹み)
H2A,H2B 第2孔部(第2係合部)
DESCRIPTION OF
4 Second housing part (base side housing part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 1st
H 1A , H 1B first hole (first engaging portion)
H 1C , H 1D dent (first engagement part, dent)
H 2A , H 2B second hole (second engaging portion)
Claims (6)
前記筒状ハウジング部に少なくとも一部が収納される第1スクリュー、及び、該第1スクリューが内側に設置される筒状の部分を有し、前記第1スクリューに対して該第1スクリューの軸心を中心として相対回転可能なように取り付けられるとともに、相対回転することで前記第1スクリューに対して該第1スクリューの軸心方向に相対変位可能な第2スクリュー、を有するスクリュー機構と、
前記第1スクリュー及び前記第2スクリューのうちの一方のスクリューとして設けられ、前記筒状ハウジング部に対して回転自在に支持される入力側スクリュー、を回転させる第1電動モータと、
前記第1スクリュー及び前記第2スクリューのうちの他方のスクリューとして設けられる出力側スクリューに連結され又は設けられる出力部と、
前記筒状ハウジング部及び前記基部側ハウジング部の一方に形成された貫通孔又は凹みとしての第1係合部、及び、前記筒状ハウジング部及び前記基部側ハウジング部の他方に形成された貫通孔としての第2係合部、の両方に跨って挿入されることで、前記基部側ハウジング部に対する前記筒状ハウジング部の相対移動を規制する規制部材、及び、該規制部材を前記第1係合部及び前記第2係合部のうちの少なくとも一方から抜去することにより、前記基部側ハウジング部に対する前記筒状ハウジング部の相対移動を許容する規制部材駆動部、を有するリリーフ機構と、
を備えていることを特徴とする、電動アクチュエータ。 A housing having a cylindrical housing part formed in a cylindrical shape, and a base side housing part provided as a separate member from the cylindrical housing part;
A first screw that is at least partially housed in the cylindrical housing portion; and a cylindrical portion in which the first screw is installed inside, and the shaft of the first screw with respect to the first screw. A screw mechanism having a second screw which is attached so as to be rotatable relative to the center and which can be relatively displaced in the axial direction of the first screw by rotating relative to the first screw;
A first electric motor that is provided as one of the first screw and the second screw and rotates an input side screw that is rotatably supported with respect to the cylindrical housing portion;
An output unit connected or provided to an output side screw provided as the other screw of the first screw and the second screw;
A through hole formed in one of the cylindrical housing part and the base side housing part or a first engagement part as a recess, and a through hole formed in the other of the cylindrical housing part and the base side housing part A restricting member that restricts relative movement of the cylindrical housing part with respect to the base-side housing part by being inserted across both of the second engaging parts, and the restricting member in the first engagement A relief mechanism having a regulating member driving part that allows relative movement of the cylindrical housing part with respect to the base-side housing part by removing from at least one of the part and the second engaging part,
An electric actuator comprising:
前記第1電動モータは、
略円環状に形成され、前記筒状ハウジング部と同心状となるように該筒状ハウジング部に固定されるステータ部と、
前記ステータ部内に収容され、該ステータ部に対して回転する略円環状のロータ部と
を有し、
前記ロータ部の内側には、前記入力側スクリューとしての前記第2スクリューが固定されていることを特徴とする、電動アクチュエータ。 The electric actuator according to claim 1,
The first electric motor is
A stator portion formed in a substantially annular shape and fixed to the cylindrical housing portion so as to be concentric with the cylindrical housing portion;
A substantially annular rotor portion housed in the stator portion and rotating with respect to the stator portion;
The electric actuator, wherein the second screw as the input side screw is fixed inside the rotor portion.
前記出力側スクリューとしての前記第1スクリューは、該第1スクリューの軸心方向における前記出力部と反対側の部分に、前記軸心方向に向かって開口する第1スクリュー円筒部を有し、
前記基部側ハウジング部は、筒状に形成され、軸心方向の一方側の部分が、前記第1スクリュー円筒部の軸心と同心状となるように該第1スクリュー円筒部に収容され、
前記第1スクリュー円筒部と前記基部側ハウジング部との間に、該基部側ハウジング部に対する前記第1スクリューの回転を規制するとともに、前記基部側ハウジング部に対する前記第1スクリューのスライドを許容するスライド支持機構、を更に備えていることを特徴とする、電動アクチュエータ。 The electric actuator according to claim 2,
The first screw as the output-side screw has a first screw cylindrical portion that opens toward the axial direction at a portion opposite to the output portion in the axial direction of the first screw,
The base side housing part is formed in a cylindrical shape, and is housed in the first screw cylindrical part so that a portion on one side in the axial direction is concentric with the axial center of the first screw cylindrical part,
A slide that restricts rotation of the first screw relative to the base side housing portion and allows sliding of the first screw relative to the base side housing portion between the first screw cylindrical portion and the base side housing portion. An electric actuator, further comprising a support mechanism.
前記規制部材駆動部として設けられた第2電動モータは、該第2電動モータの出力軸が前記基部側ハウジング部の軸心に沿うように該基部側ハウジング部内に収容された状態で、該基部側ハウジング部に固定され、
前記第1係合部は前記筒状ハウジング部に形成される一方、前記第2係合部は前記基部側ハウジング部に形成され、
前記規制部材は、前記第1係合部及び前記第2係合部の配列方向に沿って進退する棒状に形成され、一端側が前記基部側ハウジング部内に収容される規制ピンとして構成され、
前記リリーフ機構は、前記第2電動モータの前記出力軸の外周に形成された雄ネジ部に螺合する雌ネジ部が形成されたナット部材と、一端側が前記ナット部材に対して揺動自在に連結される一方、他方側が前記規制ピンの前記一端側に対して揺動自在に連結されるリンク部材と、を更に備え、前記規制ピンが前記第1係合部及び前記第2係合部の両方に跨って挿入されている状態から、前記出力軸の回転駆動により前記規制ピンが前記第1係合部から抜去された状態とするように構成されている、ことを特徴とする、電動アクチュエータ。 The electric actuator according to claim 3, wherein
The second electric motor provided as the restricting member drive unit is configured so that the output shaft of the second electric motor is accommodated in the base side housing portion so as to be along the axis of the base side housing portion. Fixed to the side housing part,
The first engagement portion is formed in the cylindrical housing portion, while the second engagement portion is formed in the base side housing portion,
The restricting member is formed in a rod shape that advances and retreats along the arrangement direction of the first engaging portion and the second engaging portion, and one end side is configured as a restricting pin that is accommodated in the base side housing portion,
The relief mechanism includes a nut member formed with a female screw portion that is screwed into a male screw portion formed on the outer periphery of the output shaft of the second electric motor, and one end side of which is swingable with respect to the nut member. A link member that is connected to the one end side of the restriction pin so that the other side is swingable, and the restriction pin is connected to the first engagement portion and the second engagement portion. An electric actuator configured to be in a state in which the restricting pin is removed from the first engaging portion by rotational driving of the output shaft from a state where it is inserted across both .
前記リリーフ機構は、
前記出力軸の外周面における軸心方向一方側の部分と他方側の部分とに形成され、互いに逆ネジの関係となる一対の前記雄ネジ部と、
それぞれに、各前記雄ネジ部に螺合する雌ネジ部が形成された一対の前記ナット部材と、
それぞれの一端側が、各前記ナット部材に対して揺動自在に連結される一方、それぞれの他端側が、前記規制ピンの前記一端側に対して揺動自在に連結される一対の前記リンク部材と、
を有していることを特徴とする、電動アクチュエータ。 The electric actuator according to claim 4,
The relief mechanism is
A pair of male screw portions formed on the one side portion and the other side portion in the axial direction on the outer peripheral surface of the output shaft, and having a reverse screw relationship with each other,
A pair of nut members each having a female screw portion that is screwed into each male screw portion;
A pair of link members each having one end side pivotably connected to each nut member, and each other end side pivotably connected to the one end side of the restriction pin ,
The electric actuator characterized by having.
前記筒状ハウジング部には、2つの前記第1係合部が形成され、
前記基部側ハウジング部には、それぞれが、対応する2つの前記第1係合部のそれぞれに対して、前記筒状ハウジング部の径方向において重なるように配置される2つの前記第2係合部が形成され、
前記リリーフ機構は、それぞれが、対応する前記第1係合部及び前記第2係合部の両方に跨って挿入される一対の前記規制ピンを有し、
前記リリーフ機構には、各前記規制ピンの前記一端側に対して揺動自在に連結される一対の前記リンク部材が2つ、設けられていることを特徴とする、電動アクチュエータ。 The electric actuator according to claim 5, wherein
Two said first engaging parts are formed in the said cylindrical housing part,
Two second engaging portions arranged on the base side housing portion so as to overlap each of the corresponding two first engaging portions in the radial direction of the cylindrical housing portion. Formed,
Each of the relief mechanisms has a pair of restriction pins that are inserted across both the corresponding first engaging portion and the second engaging portion,
2. The electric actuator according to claim 1, wherein the relief mechanism includes two pairs of link members that are swingably connected to the one end side of each of the restriction pins.
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