JP5802375B2 - Aircraft actuator - Google Patents

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Description

本発明は、航空機用電動アクチュエータに関し、特に、航空機に設けられた各種ドアを開閉させるのに好適な航空機用電動アクチュエータに関する。   The present invention relates to an aircraft electric actuator, and more particularly to an aircraft electric actuator suitable for opening and closing various doors provided in an aircraft.

航空機用のアクチュエータに関する技術分野では、油圧系統をなくして航空機の軽量化を図るために、EMA(Electro Mechanical Actuator)、EHA(ElectroHydrostatic Actuator)の研究開発が世界的な流れとなって行われている。   In the technical field related to actuators for aircraft, research and development of EMA (Electro Mechanical Actuator) and EHA (Electro Hydrostatic Actuator) has become a global trend in order to reduce the weight of the aircraft by eliminating the hydraulic system. .

ここで、EMAに関する技術としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。特許文献1に記載された電動アクチュエータ(EMA)は、1つのアクチュエータに2個の電動モータを配置している。この2個の電動モータは、アクチュエータ部分の両側にそれぞれ動力伝達部材を介して配置されている。一方の電動モータが故障した場合には他方の電動モータでアクチュエータを作動させることができる。   Here, as a technique regarding EMA, for example, there is one described in Patent Document 1. In the electric actuator (EMA) described in Patent Document 1, two electric motors are arranged in one actuator. The two electric motors are disposed on both sides of the actuator portion via power transmission members. When one electric motor fails, the actuator can be operated by the other electric motor.

米国特許出願公開第2007/0051847号明細書US Patent Application Publication No. 2007/0051847

しかしながら、特許文献1に記載された電動アクチュエータでは、1個の電動モータを用いる電動アクチュエータに比べて、電動モータ1個分および当該電動モータとアクチュエータとを連結する歯車などの動力伝達部材1セット分の重量増加となる。また、電動モータ1個分および動力伝達部材1セット分、大きな電動アクチュエータとなってしまう。   However, in the electric actuator described in Patent Document 1, as compared with an electric actuator using one electric motor, one electric motor and one set of power transmission member such as a gear connecting the electric motor and the actuator. The weight increases. Moreover, it will become a big electric actuator for one electric motor and one set of power transmission members.

一方、貨物室などのドア用に電動アクチュエータ(EMA)を用いる場合、電動モータが故障して自動(電動)でドアを開閉することができない場合には、例えば、アクチュエータを手動で作動させてドアを開閉したとしても、これにより完全にドアを全閉にすることができるのであれば、フライト上の支障は特にない。しかしながら、電動モータが1つの既存のEMAに、単純に手動操作機構を付加するだけでは、アクチュエータ操作の安全上、好ましくない。   On the other hand, when an electric actuator (EMA) is used for a door such as a cargo compartment, when the electric motor fails and the door cannot be opened and closed automatically (electrically), for example, the door is opened by manually operating the actuator. Even if the door is opened and closed, there is no particular problem on the flight as long as the door can be completely closed. However, simply adding a manual operation mechanism to an existing EMA with an electric motor is not preferable for the safety of actuator operation.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、手動で安全に作動させることができる手動操作機構を具備してなる航空機用の電動アクチュエータ(EMA)を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electric actuator (EMA) for an aircraft including a manual operation mechanism that can be manually operated safely. is there.

本発明は、航空機用の電動アクチュエータであって、電動モータと、前記電動モータの出力側に取り付けられた減速機構と、前記減速機構の出力側に動力伝達部材を介して取り付けられたネジ軸と、前記ネジ軸に螺合されたナットと、前記ネジ軸の回転により前記ナットを介して伸縮するロッドと、前記減速機構に噛み合わされ、前記ロッドを手動で伸縮させるためのロッド手動操作機構と、を備え、前記ロッド手動操作機構は、前記減速機構に噛み合う手動動力伝達部材と、前記手動動力伝達部材に対して軸方向に相対移動可能となるように当該手動動力伝達部材の端部に一端部が係合され、他端部に手動操作力が加えられるプランジャと、当該ロッド手動操作機構を収容するケーシングと前記プランジャとの間の隙間に配置され、前記手動動力伝達部材に対して前記プランジャが離れる方向に前記プランジャを付勢するバネと、を備え、前記プランジャは、前記ケーシングの内壁にセレーション結合されており、前記プランジャの他端部に手動操作力を加えて前記バネの付勢力に抗して前記ケーシングの内方向に当該プランジャを押し込むことで、前記セレーション結合をはずして当該プランジャを回転可能にすることを特徴とする、航空機用電動アクチュエータである。   The present invention relates to an electric actuator for an aircraft, and includes an electric motor, a speed reduction mechanism attached to an output side of the electric motor, and a screw shaft attached to an output side of the speed reduction mechanism via a power transmission member. A nut screwed to the screw shaft, a rod that expands and contracts via the nut by rotation of the screw shaft, a rod manual operation mechanism that meshes with the speed reduction mechanism and manually expands and contracts the rod; The rod manual operation mechanism includes a manual power transmission member meshing with the speed reduction mechanism, and one end portion at an end of the manual power transmission member so as to be movable relative to the manual power transmission member in the axial direction. Are arranged in a gap between the plunger that is engaged and a manual operation force is applied to the other end, a casing that accommodates the rod manual operation mechanism, and the plunger. A spring that biases the plunger in a direction away from the power transmission member, the plunger being serrated to the inner wall of the casing, and applying a manual operation force to the other end of the plunger. In addition, the electric actuator for an aircraft is characterized in that the plunger is rotated by releasing the serration coupling by pushing the plunger inward of the casing against the biasing force of the spring.

この構成によると、ケーシングの内方向にプランジャを押し込まない限り、プランジャが回転することはない。すなわち、プランジャが不用意に回転してしまうことない。これにより、操作者は、電動アクチュエータを手動にて安全に作動させることができる。   According to this configuration, the plunger does not rotate unless the plunger is pushed inward of the casing. That is, the plunger does not rotate carelessly. Thereby, the operator can operate the electric actuator manually and safely.

また本発明において、前記手動動力伝達部材は、前記減速機構に噛み合う手動動力伝達歯車と、前記手動動力伝達歯車の内側に配置され、前記プランジャと係合する棒状部材と、前記手動動力伝達歯車と前記棒状部材との間に設けられ、前記手動動力伝達歯車と前記棒状部材とを摩擦係合するクラッチ機構と、を備え、前記プランジャに加えられる回転トルクが所定のトルク以上になると、前記手動動力伝達歯車と前記棒状部材との係合が前記クラッチ機構により解除されることが好ましい。   Further, in the present invention, the manual power transmission member includes a manual power transmission gear meshing with the speed reduction mechanism, a rod-shaped member disposed inside the manual power transmission gear and engaged with the plunger, and the manual power transmission gear. A clutch mechanism provided between the bar-shaped member and frictionally engaging the manual power transmission gear and the bar-shaped member, and when the rotational torque applied to the plunger exceeds a predetermined torque, the manual power It is preferable that the engagement between the transmission gear and the rod-shaped member is released by the clutch mechanism.

この構成によると、手動操作力が大きすぎる場合には、その手動操作力の伝達を上記クラッチ機構でカットすることができ、減速機構、ネジ軸などの損傷を防止することができる。すなわち、電動アクチュエータを構成する部品を、手動操作で破損させてしまうことを防止できる。この効果は、電動アクチュエータを手動にて安全に作動させることができる、という効果に通じるものである。   According to this configuration, when the manual operation force is too large, the transmission of the manual operation force can be cut by the clutch mechanism, and damage to the speed reduction mechanism, the screw shaft, and the like can be prevented. That is, it is possible to prevent parts constituting the electric actuator from being damaged by manual operation. This effect leads to the effect that the electric actuator can be safely operated manually.

さらに本発明において、前記電動モータは、ブレーキを内蔵するモータであり、前記減速機構は、太陽歯車と、複数の遊星歯車と、遊星キャリヤと、当該複数の遊星歯車の外側に配置されたリングギヤとを有する遊星歯車機構であり、前記リングギヤには、前記遊星歯車が配置される側とは反対側の端部外周に、前記手動動力伝達歯車と噛み合う複数の歯が形成されており、電動で前記ロッドを伸縮させる場合には、前記手動動力伝達歯車と噛み合う前記リングギヤが前記セレーション結合により固定されていることで、前記太陽歯車の回転により前記ネジ軸が回転し、手動で前記ロッドを伸縮させる場合には、前記ブレーキにより前記太陽歯車が固定されるとともに、前記セレーション結合がはずれて前記リングギヤが手動操作力で回転させられることで、前記ネジ軸が回転することが好ましい。   Further, in the present invention, the electric motor is a motor incorporating a brake, and the speed reduction mechanism includes a sun gear, a plurality of planetary gears, a planetary carrier, and a ring gear arranged outside the plurality of planetary gears. The ring gear has a plurality of teeth that engage with the manual power transmission gear on the outer periphery of the end opposite to the side on which the planetary gear is disposed. When expanding and contracting the rod, the ring gear meshing with the manual power transmission gear is fixed by the serration coupling, so that the screw shaft is rotated by the rotation of the sun gear, and the rod is manually expanded and contracted The sun gear is fixed by the brake, the serration coupling is released, and the ring gear is rotated by a manual operation force. It is, it is preferable that the screw shaft is rotated to be.

この構成によると、電動モータとネジ軸との間の歯車などの部品と、ロッド手動操作機構とネジ軸との間の歯車などの部品とを、一部共通化することができる。その結果、コンパクトな電動アクチュエータとすることができる。   According to this configuration, a part such as a gear between the electric motor and the screw shaft and a part such as a gear between the rod manual operation mechanism and the screw shaft can be partially shared. As a result, a compact electric actuator can be obtained.

本発明によれば、電動アクチュエータの操作者は、当該電動アクチュエータを手動にて安全に作動させることができる。   According to the present invention, the operator of the electric actuator can safely operate the electric actuator manually.

本発明の一実施形態に係る航空機用電動アクチュエータを示す側断面図である。It is a sectional side view showing the electric actuator for aircrafts concerning one embodiment of the present invention. 図1のA部拡大図である。It is the A section enlarged view of FIG.

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。以下に説明する航空機用電動アクチュエータは、航空機の貨物室のドアを開閉するための電動アクチュエータ(EMA)を想定しているが、本発明の航空機用電動アクチュエータは、航空機に設けられた人を乗降させるためのドアを開閉するための電動アクチュエータとしても用いることができるし、航空機の脚を昇降させるために開閉するドアを作動させるための電動アクチュエータとしても用いることができる。すなわち、航空機に設けられた各種ドアを開閉させるための電動アクチュエータとして、本発明の航空機用電動アクチュエータを用いることができる。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The electric actuator for aircraft described below is assumed to be an electric actuator (EMA) for opening and closing the door of the cargo compartment of the aircraft, but the electric actuator for aircraft of the present invention is used to get on and off a person installed in the aircraft. It can also be used as an electric actuator for opening and closing a door for making it move, and it can also be used as an electric actuator for operating a door that opens and closes to raise and lower an aircraft leg. That is, the electric actuator for aircraft of the present invention can be used as an electric actuator for opening and closing various doors provided in the aircraft.

(航空機用電動アクチュエータの構成)
図1は、本発明の一実施形態に係る航空機用電動アクチュエータ(以下、「電動アクチュエータ」と記載する)を示す側断面図であり、図2は、そのA部拡大図である。
(Configuration of electric actuator for aircraft)
FIG. 1 is a side sectional view showing an aircraft electric actuator (hereinafter referred to as “electric actuator”) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion A thereof.

図1および図2に示すように、電動アクチュエータ1は、そのシリンダ13の中に配置されたロッド7と、ロッド7を伸縮させる(直線運動させる)ための駆動源となる電動モータ2およびロッド手動操作機構8と、電動モータ2を制御するためのコントローラ9とを備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the electric actuator 1 includes a rod 7 disposed in the cylinder 13, and an electric motor 2 and a rod manual serving as a drive source for expanding and contracting (linearly moving) the rod 7. An operation mechanism 8 and a controller 9 for controlling the electric motor 2 are provided.

(シリンダ部の構造)
筒状のシリンダ13の中には、ロッド7、ナット6、およびネジ軸5が配置されている。ロッド7は、中空の筒状形態とされており、その一端部にドア側の部材が取り付けられる取付部7bが設けられている。ロッド7の他端部には、ナット6と係合するリング状の突起部7aが設けられている。取付部7bは、常にシリンダ13から突出している。突起部7aは、内側に凸部7a1を有する形態とされ、ナット6の凹部6aと係合させられている。すなわち、ナット6の端部外周には、凹部6aが設けられており、この凹部6a部分でロッド7とナット6とが、ロッド7が伸びる(前進する)際にも縮む(後退する)際にも係合している状態を維持する。
(Cylinder structure)
A rod 7, a nut 6, and a screw shaft 5 are disposed in the cylindrical cylinder 13. The rod 7 has a hollow cylindrical shape, and an attachment portion 7b to which a door-side member is attached is provided at one end thereof. At the other end of the rod 7, a ring-shaped protrusion 7 a that engages with the nut 6 is provided. The mounting portion 7b always protrudes from the cylinder 13. The protruding portion 7 a has a protruding portion 7 a 1 on the inner side, and is engaged with the recessed portion 6 a of the nut 6. That is, a recess 6a is provided on the outer periphery of the end portion of the nut 6, and the rod 7 and the nut 6 are contracted (retracted) when the rod 7 extends (advances) in the recess 6a. Maintain the engaged state.

ロッド7の内側にはネジ軸5が配置されている。ネジ軸5は、中空の筒状形態とされており、その一端部から他端部へかけて外周にねじが切られている。ナット6は、このネジ軸5に螺合されている。ネジ軸5とナット6との螺合には、例えば、ボールネジが用いられる。ネジ軸5の内側には、位置センサ11および位置センサ用ロッド10が配置されている。位置センサ用ロッド10はロッド7と同軸にして当該ロッド7に固定されている。この位置センサ11は、ロッド7の伸縮位置を検出するためのセンサである。   A screw shaft 5 is disposed inside the rod 7. The screw shaft 5 has a hollow cylindrical shape, and is threaded on the outer periphery from one end to the other end. The nut 6 is screwed onto the screw shaft 5. For example, a ball screw is used for screwing between the screw shaft 5 and the nut 6. A position sensor 11 and a position sensor rod 10 are arranged inside the screw shaft 5. The position sensor rod 10 is coaxial with the rod 7 and fixed to the rod 7. The position sensor 11 is a sensor for detecting the expansion / contraction position of the rod 7.

なお、エンコーダ、レゾルバ、またはホールセンサなどの角度検出器を電動モータ2に内蔵させて、当該検出器によりロッド7の伸縮位置を検出してもよい。   Note that an angle detector such as an encoder, a resolver, or a hall sensor may be incorporated in the electric motor 2 and the expansion / contraction position of the rod 7 may be detected by the detector.

(電動モータおよびそのコントローラ)
電動モータ2は、電磁ブレーキ2aを内蔵するモータである。電磁ブレーキ2aは励磁されることでブレーキが解除され、電動モータ2の出力軸2bは回転可能となる。なお、電動モータ2に電力が供給されないなどの異常時は、電磁ブレーキ2aを励磁することができないため、ブレーキがきいた状態、すなわち、電動モータ2の出力軸2bは回転不能の状態となる。電動モータ2としては、例えば、ブラシレスDCモータを挙げることができるが、他の構造・形式のモータを用いてもよい。
(Electric motor and its controller)
The electric motor 2 is a motor with a built-in electromagnetic brake 2a. When the electromagnetic brake 2a is excited, the brake is released, and the output shaft 2b of the electric motor 2 can rotate. Note that when the electric motor 2 is not supplied with electric power or the like, the electromagnetic brake 2a cannot be excited, so that the brake is applied, that is, the output shaft 2b of the electric motor 2 is not rotatable. As the electric motor 2, for example, a brushless DC motor can be cited, but a motor of another structure / type may be used.

コントローラ9は、電動モータ2を制御するためのモータ制御手段である。外部信号、位置センサ11などからの信号がコントローラ9に入力され、それらの入力信号に基づいて、コントローラ9は電動モータ2の回転を制御する。コントローラ9は、シリンダ13の側面に取り付けられている。   The controller 9 is a motor control means for controlling the electric motor 2. External signals, signals from the position sensor 11 and the like are input to the controller 9, and the controller 9 controls the rotation of the electric motor 2 based on these input signals. The controller 9 is attached to the side surface of the cylinder 13.

(動力伝達機構)
電動モータ2とネジ軸5との間の動力伝達機構について説明する。この動力伝達機構は、電動モータ2側から順に、第1平歯車機構15、遊星歯車機構3、動力伝達部材4、および第2平歯車機構22で構成される。すなわち、ネジ軸5は、電動モータ2の出力側に、第1平歯車機構15、遊星歯車機構3、動力伝達部材4、および第2平歯車機構22を介して取り付けられている。第1平歯車機構15、遊星歯車機構3、動力伝達部材4、および第2平歯車機構22は、後述するロッド手動操作機構8とともに、ケーシング12に収容されている。なお、ロッド7に設けられた取付部7bとは反対側のケーシング12の外面には、機体への取付部14が設けられている。ケーシング12は、コントローラ9とは反対側のシリンダ13の側面に取り付けられている。
(Power transmission mechanism)
A power transmission mechanism between the electric motor 2 and the screw shaft 5 will be described. This power transmission mechanism includes a first spur gear mechanism 15, a planetary gear mechanism 3, a power transmission member 4, and a second spur gear mechanism 22 in order from the electric motor 2 side. That is, the screw shaft 5 is attached to the output side of the electric motor 2 via the first spur gear mechanism 15, the planetary gear mechanism 3, the power transmission member 4, and the second spur gear mechanism 22. The first spur gear mechanism 15, the planetary gear mechanism 3, the power transmission member 4, and the second spur gear mechanism 22 are housed in the casing 12 together with the rod manual operation mechanism 8 described later. A mounting portion 14 for mounting on the airframe is provided on the outer surface of the casing 12 opposite to the mounting portion 7 b provided on the rod 7. The casing 12 is attached to the side surface of the cylinder 13 opposite to the controller 9.

ここで、電動モータ2の出力軸2bの先端部外周に設けられた平歯と、第1平歯車機構15の入力側の平歯車15aとが噛み合わされ、第1平歯車機構15の出力軸部15bに遊星歯車機構3を構成する太陽歯車18が固定されている。   Here, the spur gear provided on the outer periphery of the tip end of the output shaft 2b of the electric motor 2 and the spur gear 15a on the input side of the first spur gear mechanism 15 are meshed, and the output shaft portion of the first spur gear mechanism 15 is engaged. A sun gear 18 constituting the planetary gear mechanism 3 is fixed to 15b.

遊星歯車機構3は、電動モータ2の出力側に取り付けられた減速機構であり、太陽歯車18と、複数の遊星歯車19と、遊星歯車19の公転運動をひろう遊星キャリヤ21と、リングギヤ20とを具備してなる。遊星キャリヤ21は、断面二股状(断面Y字状)に形成された部品である。リングギヤ20は、複数の遊星歯車19の外側に配置されている。リングギヤ20の一端側の内面には平歯20a(複数の歯)が設けられ、他端側の外面には平歯20b(複数の歯)が設けられている。平歯20aは、遊星歯車19と噛み合い、平歯20bは、後述する手動動力伝達歯車29と噛み合う。なお、遊星歯車機構3を用いる必要は必ずしもなく、例えば、平歯車を複数組み合せた平歯車機構を減速機構として用いてもよい。   The planetary gear mechanism 3 is a speed reduction mechanism attached to the output side of the electric motor 2, and includes a sun gear 18, a plurality of planetary gears 19, a planetary carrier 21 that rotates the planetary gears 19, and a ring gear 20. It has. The planet carrier 21 is a part formed in a bifurcated cross section (Y-shaped cross section). The ring gear 20 is disposed outside the plurality of planetary gears 19. A flat tooth 20a (a plurality of teeth) is provided on the inner surface on one end side of the ring gear 20, and a flat tooth 20b (a plurality of teeth) is provided on the outer surface on the other end side. The spur teeth 20a mesh with the planetary gear 19, and the spur teeth 20b mesh with a manual power transmission gear 29 described later. The planetary gear mechanism 3 is not necessarily used. For example, a spur gear mechanism in which a plurality of spur gears are combined may be used as the speed reduction mechanism.

動力伝達部材4は、遊星キャリヤ21の出力軸部21aと、第2平歯車機構22を構成する平歯車23の入力軸部23aとを連結するカップリング(継手)である。動力伝達部材4としては、No−backと呼ばれる公知のカップリング(継手)を用いることが好ましい。No−backと呼ばれるカップリング(継手)は、出力側(ロッド7側)からのトルクが入力側に達しない構造とされた継手である。   The power transmission member 4 is a coupling (joint) that connects the output shaft portion 21 a of the planetary carrier 21 and the input shaft portion 23 a of the spur gear 23 that constitutes the second spur gear mechanism 22. As the power transmission member 4, it is preferable to use a known coupling (joint) called “No-back”. A coupling (joint) called “No-back” is a joint having a structure in which torque from the output side (rod 7 side) does not reach the input side.

第2平歯車機構22は、入力軸部23aを有する平歯車23と、平歯車23に噛み合う平歯車24とを有する。平歯車24は、ネジ軸5の外周に固定されている。平歯車24の両側にはスラストベアリング25が配置されている。スラストベアリング25は、ネジ軸5を介して平歯車24に作用する軸方向荷重を受けるための軸受である。   The second spur gear mechanism 22 includes a spur gear 23 having an input shaft portion 23 a and a spur gear 24 that meshes with the spur gear 23. The spur gear 24 is fixed to the outer periphery of the screw shaft 5. Thrust bearings 25 are disposed on both sides of the spur gear 24. The thrust bearing 25 is a bearing for receiving an axial load acting on the spur gear 24 via the screw shaft 5.

(ロッド手動操作機構)
ロッド手動操作機構8は、ロッド7を手動で伸縮させるためのものであり、ケーシング12のケーシング12a部分に収容されている。このロッド手動操作機構8は、遊星歯車機構3を構成するリングギヤ20に噛み合う手動動力伝達部材26と、手動動力伝達部材26を構成する棒状部材30に対してその軸方向に相対移動可能となるように形成されたプランジャ27とを具備してなる。
(Rod manual operation mechanism)
The rod manual operation mechanism 8 is for manually extending and retracting the rod 7, and is accommodated in the casing 12 a portion of the casing 12. This rod manual operation mechanism 8 is movable relative to the manual power transmission member 26 meshing with the ring gear 20 constituting the planetary gear mechanism 3 and the rod-shaped member 30 constituting the manual power transmission member 26 in the axial direction thereof. And a plunger 27 formed on the surface.

プランジャ27は、段付きの空洞部27cを有する筒状の部品である。プランジャ27の一端側の内面はスプライン加工され、他端側の外面はセレーション加工されている。すなわち、プランジャ27は、棒状部材30とスプライン結合27aされるとともに、ケーシング12aの内壁にセレーション結合27bされている。なお、セレーション結合とは、軸方向には移動可能の固定用(回転固定用)の結合のことをいう。   The plunger 27 is a cylindrical part having a stepped cavity 27c. The inner surface on one end side of the plunger 27 is splined, and the outer surface on the other end side is serrated. That is, the plunger 27 is spline-coupled 27a to the rod-shaped member 30 and serrated to the inner wall of the casing 12a. The serration coupling refers to a coupling for fixation (for rotation fixation) that is movable in the axial direction.

ここで、ケーシング12aとプランジャ27との間の隙間にはコイルバネ28が配置されている。コイルバネ28は、手動動力伝達部材26を構成する棒状部材30に対して離れる方向にプランジャ27を付勢するためのバネである。なお、バネの種類として、コイルバネに限定さることはない。   Here, a coil spring 28 is disposed in the gap between the casing 12 a and the plunger 27. The coil spring 28 is a spring for biasing the plunger 27 in a direction away from the rod-shaped member 30 constituting the manual power transmission member 26. The type of spring is not limited to a coil spring.

また、プランジャ27を収容する部分のケーシング12aの内面には近接センサ37が配置されているとともに、スプライン加工された側のプランジャ27の端部には近接センサ37の検知対象部品38が取り付けられている。近接センサ37は、ケーシング12aの内方向(棒状部材30側)にプランジャ27が押し込まれているか否かを検知するためのセンサである。   A proximity sensor 37 is disposed on the inner surface of the casing 12a that accommodates the plunger 27, and a detection target component 38 of the proximity sensor 37 is attached to the end of the plunger 27 on the splined side. Yes. The proximity sensor 37 is a sensor for detecting whether or not the plunger 27 is pushed inwardly of the casing 12a (the bar-shaped member 30 side).

次に、手動動力伝達部材26は、プランジャ27とスプライン結合27aする棒状部材30と、棒状部材30の外側に配置された手動動力伝達歯車29と、棒状部材30と手動動力伝達歯車29との間に設けられたクラッチ機構31とを有する。   Next, the manual power transmission member 26 includes a rod-shaped member 30 that is spline-coupled to the plunger 27, a manual power transmission gear 29 disposed outside the rod-shaped member 30, and a space between the rod-shaped member 30 and the manual power transmission gear 29. And a clutch mechanism 31 provided in the vehicle.

手動動力伝達歯車29は、棒状部材30の一端側に配置されている。棒状部材30の他端側はスプライン加工され、このスプライン加工部30aはプランジャ27の空洞部27cに入り込めるようになっている。   The manual power transmission gear 29 is disposed on one end side of the rod-shaped member 30. The other end side of the rod-shaped member 30 is spline-processed, and the spline-processed portion 30 a can enter the hollow portion 27 c of the plunger 27.

手動動力伝達歯車29は平歯車であって、遊星歯車機構3を構成するリングギヤ20に噛み合わされている。   The manual power transmission gear 29 is a spur gear and is meshed with the ring gear 20 constituting the planetary gear mechanism 3.

クラッチ機構31は、棒状部材30と手動動力伝達歯車29とを摩擦係合させるためのものである。このクラッチ機構31は、リング状部品であるローラ36、リング35、皿バネ34、リング33、およびナット32を具備してなる。   The clutch mechanism 31 is for frictionally engaging the rod-shaped member 30 and the manual power transmission gear 29. The clutch mechanism 31 includes a roller 36, a ring 35, a disc spring 34, a ring 33, and a nut 32, which are ring-shaped parts.

ローラ36は、手動動力伝達歯車29の内側部分の両側に配置されている。リング35は、2つのローラ36を挟むようにローラ36の外側に計2つ配置され、棒状部材30に対してキーで固定されている。皿バネ34は、2つのリング35を挟むようにリング35の外側に計2つ配置されている。さらにその外側にリング33が配置され、棒状部材30の端にナット32がねじ込まれている。   The rollers 36 are disposed on both sides of the inner portion of the manual power transmission gear 29. Two rings 35 are arranged outside the roller 36 so as to sandwich the two rollers 36, and are fixed to the rod-shaped member 30 with a key. Two disc springs 34 are arranged outside the ring 35 so as to sandwich the two rings 35 therebetween. Further, a ring 33 is disposed on the outer side, and a nut 32 is screwed into the end of the rod-shaped member 30.

ナット32のねじ込み力を調整することで、リング35とローラ36との間、およびローラ36と手動動力伝達歯車29の内側部分との間の摩擦係合力、すなわち、棒状部材30と手動動力伝達歯車29との間の摩擦係合力を調整することができる。   By adjusting the screwing force of the nut 32, the frictional engagement force between the ring 35 and the roller 36 and between the roller 36 and the inner portion of the manual power transmission gear 29, that is, the rod-shaped member 30 and the manual power transmission gear. The frictional engagement force with 29 can be adjusted.

(電動アクチュエータの作動)
次に、電動の場合と手動の場合とに分けて、ロッド7の伸縮動作について説明する。なお、ロッド7が伸びる動作とロッド7が縮む動作とは、その動作方向が逆であることを除いては同様の動作であるため、ここでは、ロッド7が伸びるときの動作について説明する。
(Electric actuator operation)
Next, the expansion and contraction operation of the rod 7 will be described separately for the electric case and the manual case. Since the operation of extending the rod 7 and the operation of contracting the rod 7 are the same operations except that the operation direction is opposite, the operation when the rod 7 is extended will be described here.

(電動の場合)
コントローラ9からの指令で電動モータ2を回転させる。このとき、プランジャ27は、コイルバネ28の付勢力によって棒状部材30から離れる方向に付勢されているので、ケーシング12aの内壁にセレーション結合27bし回転することなく、停止している。また、棒状部材30は、プランジャ27にスプライン結合27aしているため同様に停止しており、この棒状部材30にクラッチ機構31を介して摩擦係合している手動動力伝達歯車29も停止している。そのため、手動動力伝達歯車29に噛み合うリングギヤ20も停止している(固定状態にある)。
(Electric case)
The electric motor 2 is rotated by a command from the controller 9. At this time, since the plunger 27 is urged in the direction away from the rod-shaped member 30 by the urging force of the coil spring 28, the plunger 27 is stopped without rotating through the serration coupling 27b on the inner wall of the casing 12a. Further, the rod-shaped member 30 is similarly stopped because it is splined 27 a to the plunger 27, and the manual power transmission gear 29 that is frictionally engaged with the rod-shaped member 30 via the clutch mechanism 31 is also stopped. Yes. Therefore, the ring gear 20 that meshes with the manual power transmission gear 29 is also stopped (in a fixed state).

電動モータ2が回転すると、電動モータ2の出力トルクは第1平歯車機構15を介して遊星歯車機構3に伝わる。リングギヤ20が固定状態にあることで、太陽歯車18の回転により、遊星歯車19は自転しつつ公転する。遊星歯車19が公転することで遊星キャリヤ21が回転し、その出力トルクは、動力伝達部材4および第2平歯車機構22を介してネジ軸5に伝わる。ネジ軸5の回転によりナット6が前進方向に動き、ナット6がロッド7を押すことでロッド7が伸びる。ロッド7が所定の位置まで伸びると(位置センサ11によりロッド7の位置を検出する)、コントローラ9からの指令で電動モータ2を停止させるとともに電磁ブレーキ2aを作動させて、ロッド7を停止・固定する。   When the electric motor 2 rotates, the output torque of the electric motor 2 is transmitted to the planetary gear mechanism 3 via the first spur gear mechanism 15. When the ring gear 20 is in a fixed state, the planetary gear 19 revolves while rotating by the rotation of the sun gear 18. As the planetary gear 19 revolves, the planetary carrier 21 rotates, and the output torque is transmitted to the screw shaft 5 via the power transmission member 4 and the second spur gear mechanism 22. As the screw shaft 5 rotates, the nut 6 moves in the forward direction, and when the nut 6 pushes the rod 7, the rod 7 extends. When the rod 7 extends to a predetermined position (the position sensor 11 detects the position of the rod 7), the electric motor 2 is stopped by the command from the controller 9 and the electromagnetic brake 2a is operated to stop and fix the rod 7. To do.

(手動の場合)
プランジャ27の他端部27dを押してコイルバネ28の付勢力に抗してケーシング12aの内方向にプランジャ27を押し込む。これにより、プランジャ27のセレーション結合27bがはずれ、プランジャ27は回転可能となる。このとき、プランジャ27の端部に取り付けられている検知対象部品38は、近接センサ37から離れる方向に移動する。コントローラ9は、近接センサ37からの信号を受けて、電磁ブレーキ2aを解除する(ブレーキをきかせる)信号をだす。これにより、電動モータ2の出力軸2bは回転不能の状態となる。その結果、第1平歯車機構15も回転不能となり、太陽歯車18は固定される。
(Manual)
The other end 27d of the plunger 27 is pushed to push the plunger 27 inward of the casing 12a against the urging force of the coil spring 28. Thereby, the serration coupling 27b of the plunger 27 is disengaged, and the plunger 27 can be rotated. At this time, the detection target component 38 attached to the end of the plunger 27 moves in a direction away from the proximity sensor 37. In response to the signal from the proximity sensor 37, the controller 9 issues a signal for releasing the electromagnetic brake 2a (for applying the brake). As a result, the output shaft 2b of the electric motor 2 becomes non-rotatable. As a result, the first spur gear mechanism 15 also cannot rotate and the sun gear 18 is fixed.

なお、ロッド7を伸ばす前に、電磁ブレーキ2aの励磁がとめられて、停止ブレーキとして電磁ブレーキ2aが用いられている場合は、近接センサ37からの信号は不要となる。また、電動モータ2に電力が供給されないなどの異常時(電気系統の故障時)は、電磁ブレーキ2aを励磁することができないため、ブレーキがきいた状態となっているので、この場合も、近接センサ37からの信号は不要となる。   When the electromagnetic brake 2a is de-energized before the rod 7 is extended, and the electromagnetic brake 2a is used as a stop brake, the signal from the proximity sensor 37 is not necessary. In addition, when the electric motor 2 is not supplied with electric power (when the electric system is faulty), the electromagnetic brake 2a cannot be excited, so the brake is applied. The signal from 37 becomes unnecessary.

その後、プランジャ27を手動で回転させる。エアドリルなどを用いてプランジャ27を回転させてもよい。プランジャ27に加えられた手動による回転力が、棒状部材30、クラッチ機構31、および手動動力伝達歯車29に伝わり、手動動力伝達歯車29に噛み合うリングギヤ20が回転する。電磁ブレーキ2aにより太陽歯車18が固定状態にあるので、リングギヤ20の回転により、遊星歯車19は自転しつつ公転する。遊星歯車19が公転することで遊星キャリヤ21が回転し、手動による回転力は、動力伝達部材4および第2平歯車機構22を介してネジ軸5に伝わる。ネジ軸5の回転によりナット6が前進方向に動き、ナット6がロッド7を押すことでロッド7が伸びる。   Thereafter, the plunger 27 is manually rotated. The plunger 27 may be rotated using an air drill or the like. The manual rotational force applied to the plunger 27 is transmitted to the rod-shaped member 30, the clutch mechanism 31, and the manual power transmission gear 29, and the ring gear 20 that meshes with the manual power transmission gear 29 rotates. Since the sun gear 18 is fixed by the electromagnetic brake 2a, the planetary gear 19 revolves while rotating as the ring gear 20 rotates. As the planetary gear 19 revolves, the planetary carrier 21 rotates, and the manual rotational force is transmitted to the screw shaft 5 via the power transmission member 4 and the second spur gear mechanism 22. As the screw shaft 5 rotates, the nut 6 moves in the forward direction, and when the nut 6 pushes the rod 7, the rod 7 extends.

ここで、クラッチ機構31は、プランジャ27に加えられる手動による回転力(回転トルク)が所定のトルク値以上になると、棒状部材30と手動動力伝達歯車29との摩擦係合が解除されるように設定されている。このようにクラッチ機構31を設定しておくことで、手動操作力が大きすぎる場合には、その手動操作力の伝達をクラッチ機構31でカットすることができ、遊星歯車機構3、第2平歯車機構22、ネジ軸5などの損傷を防止することができる。すなわち、電動アクチュエータ1を構成する部品を、手動操作で破損させてしまうことを防止できる。   Here, the clutch mechanism 31 is configured so that the frictional engagement between the rod-shaped member 30 and the manual power transmission gear 29 is released when the manual rotational force (rotational torque) applied to the plunger 27 exceeds a predetermined torque value. Is set. By setting the clutch mechanism 31 in this way, when the manual operating force is too large, the transmission of the manual operating force can be cut by the clutch mechanism 31, and the planetary gear mechanism 3 and the second spur gear Damage to the mechanism 22, the screw shaft 5, etc. can be prevented. That is, it is possible to prevent parts constituting the electric actuator 1 from being damaged by manual operation.

本実施形態に係る電動アクチュエータ1のロッド手動操作機構8によると、ケーシング12aの内壁とプランジャ27とのセレーション結合27bにより、ケーシング12aの内方向にプランジャ27を押し込まない限り、プランジャ27が回転することはない。すなわち、プランジャ27が不用意に回転してしまうことない。これにより、操作者は、ロッド7を手動にて安全に伸縮させることができる。   According to the rod manual operation mechanism 8 of the electric actuator 1 according to the present embodiment, the plunger 27 rotates unless the plunger 27 is pushed inward of the casing 12a by the serration coupling 27b between the inner wall of the casing 12a and the plunger 27. There is no. That is, the plunger 27 does not rotate carelessly. As a result, the operator can manually extend and retract the rod 7 safely.

また、本実施形態の電動アクチュエータ1では、遊星歯車機構3以降の出力側の部品を、電動操作の場合と手動操作の場合とで共通化できている。その結果、コンパクトな電動アクチュエータ1とすることができている。   Further, in the electric actuator 1 according to the present embodiment, the components on the output side after the planetary gear mechanism 3 can be shared between the electric operation and the manual operation. As a result, a compact electric actuator 1 can be obtained.

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可能なものである。   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. .

1:航空機用電動アクチュエータ
2:電動モータ
3:遊星歯車機構(減速機構)
4:動力伝達部材
5:ネジ軸
6:ナット
7:ロッド
8:ロッド手動操作機構
12a、12:ケーシング
26:手動動力伝達部材
27:プランジャ
27a:スプライン結合
27b:セレーション結合
28:コイルバネ
1: Aircraft electric actuator 2: Electric motor 3: Planetary gear mechanism (deceleration mechanism)
4: Power transmission member 5: Screw shaft 6: Nut 7: Rod 8: Rod manual operation mechanism 12a, 12: Casing 26: Manual power transmission member 27: Plunger 27a: Spline coupling 27b: Serration coupling 28: Coil spring

Claims (2)

航空機用の電動アクチュエータであって、
ブレーキを内蔵する電動モータの出力側に取り付けられた遊星歯車減速機構と、
前記遊星歯車減速機構の出力により伸縮するロッドと、
前記ロッドを手動で伸縮させるためのロッド手動操作機構と、
を備え、
前記遊星歯車減速機構のリングギヤは、その外周に歯を有し、
前記ロッド手動操作機構は、ケーシングにセレーション結合可能に設けられると共に、前記リングギヤの外周の歯と噛み合う手動動力伝達歯車と係合するプランジャを有し、
前記ロッド手動操作機構は、前記プランジャが前記ケーシングにセレーション結合する方向に前記プランジャを付勢するバネを備え、
電動で前記ロッドを伸縮させる場合には、前記リングギヤが前記セレーション結合により固定されていることで、前記遊星歯車減速機構の太陽歯車の回転により前記ロッドが伸縮し、
手動で前記ロッドを伸縮させる場合には、前記ブレーキにより前記太陽歯車が固定されるとともに、手動操作力を加えて前記バネの付勢力に抗することにより前記セレーション結合をはずして当該プランジャを回転可能にし、手動操作力により前記リングギヤが回転させられることで、前記ロッドが伸縮することを特徴とする、航空機用電動アクチュエータ。
An electric actuator for an aircraft,
A planetary gear reduction mechanism attached to the output side of the electric motor incorporating the brake;
A rod that expands and contracts by the output of the planetary gear reduction mechanism;
A rod manual operation mechanism for manually expanding and contracting the rod;
With
The ring gear of the planetary gear speed reduction mechanism has teeth on its outer periphery,
The rod manual operation mechanism is provided so as to be capable of serration coupling to the casing, and has a plunger that engages with a manual power transmission gear that meshes with an outer peripheral tooth of the ring gear,
The rod manual operation mechanism includes a spring that biases the plunger in a direction in which the plunger is serrated to the casing,
When electrically extending and contracting the rod, the ring gear is fixed by the serration coupling, so that the rod expands and contracts by rotation of the sun gear of the planetary gear reduction mechanism,
When the rod is manually expanded and contracted, the sun gear is fixed by the brake, and the plunger can be rotated by removing the serration coupling by applying a manual operation force and resisting the biasing force of the spring. to, that is pre-Symbol ring gear Ri by the manual operation force is rotated, characterized in that the rod is telescopic, the electric actuator aircraft.
請求項に記載の航空機用電動アクチュエータにおいて、
前記ロッド手動操作機構は、
前記手動動力伝達歯車の内側に配置され、前記プランジャと係合する棒状部材と、
前記手動動力伝達歯車と前記棒状部材との間に設けられ、前記手動動力伝達歯車と前記棒状部材とを摩擦係合するクラッチ機構と、
を備え、
前記プランジャに加えられる回転トルクが所定のトルク以上になると、前記手動動力伝達歯車と前記棒状部材との係合が前記クラッチ機構により解除されることを特徴とする、航空機用電動アクチュエータ。
The aircraft electric actuator according to claim 1 ,
The rod manual operation mechanism is
A rod-shaped member disposed inside the manual power transmission gear and engaged with the plunger;
A clutch mechanism provided between the manual power transmission gear and the rod-shaped member, and frictionally engaging the manual power transmission gear and the rod-shaped member;
With
When the rotational torque applied to the plunger exceeds a predetermined torque, the engagement between the manual power transmission gear and the rod-shaped member is released by the clutch mechanism.
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