JP6148961B2 - 電動アクチュエータ - Google Patents

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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。
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。
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。
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。
米国特許第5214972号公報
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。
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、一方の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他方のスクリュー機構で出力部をハウジングに対して進退できるととともに、その構造が簡素化且つ小型化された電動アクチュエータを提供することである。
(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、ハウジングと、前記ハウジングに対して固定された円筒状のステータ、及び、それぞれが円筒状に形成され且つ前記ステータ内において該ステータの軸心に沿って配列され、前記ステータによって回転されるとともに互いに対して相対回転可能な一対のロータ、を有する電動モータと、それぞれが、前記一対のロータのそれぞれの内周面に対して固定され、前記ハウジングに対して回転自在に支持される一対の筒状部材と、前記一対の筒状部材の軸心と同心状となるように該一対の筒状部材に収容され、一方の前記筒状部材によって回転可能、且つ他方の前記筒状部材によって軸心方向にスライド移動可能な回転部材と、前記回転部材の軸心を中心として相対回転可能に取り付けられるとともに、前記回転部材に形成された第3スクリュー部に対して軸心方向に相対変位可能な第4スクリュー部と、前記第4スクリュー部に連結され又は設けられる出力部と、を備え、前記回転部材は、一方の前記筒状部材の軸心と同心状となるように一方の該筒状部材に収容され、一方の該筒状部材に対して回転不能且つ軸心方向にスライド可能なスライド部と、前記スライド部と同心状となるように該スライド部に一体化され又は固定され、他方の前記筒状部材としての第1スクリュー部に対して該第1スクリュー部の軸心を中心として相対回転可能に取り付けられるとともに、該第1スクリュー部に対して軸心方向に相対変位可能な第2スクリュー部と、を有している。
この構成では、通常動作時、すなわち第3スクリューと第4スクリューとの間で固着状態が発生していないときに、電動モータが作動すると、一対のロータが、共通するステータに対して回転駆動する。すなわち、一対のロータが、概ね同じ速度で回転する。このとき、一方の筒状部材とともに回転部材が回転するため、第3スクリュー部が形成された回転部材の回転力により、第4スクリュー部及び出力部が軸心方向に動かされる。なお、このとき、他方の筒状部材(第1スクリュー部)及び回転部材(第2スクリュー部)は概ね同じ速度で回転しているため、第1スクリュー部の回転力は、実質的に、第2スクリュー部へ伝達されない。
上述のように、通常動作時における電動アクチュエータでは、出力部の軸心方向への変位が、実質的に、第3スクリュー部及び第4スクリュー部によって行われる。よって、第3スクリュー部及び第4スクリュー部は、第1スクリュー部及び第2スクリュー部と比べて長時間動作するため、固着状態が発生しやすい。
これに対して、この構成では、第3スクリュー部及び第4スクリュー部で固着状態が発生した場合であっても、第1スクリュー部及び第2スクリュー部によって、出力部を軸心方向に変位できる。
具体的に説明すると、第3スクリュー部及び第4スクリュー部で固着状態が発生すると、一方の筒状部材が固定された一方のロータによって、回転部材を回転することができなくなる。しかし一方で、他方の筒状部材が固定された他方のロータは、前記一方のロータの回転の如何に関わらず、ステータによって回転される。そうなると、第1スクリュー部としての他方の筒状部材の回転力が、第2スクリュー部が形成された回転部材に伝達される。その結果、第1スクリュー部によって、固着状態により一体化した回転部材及び第4スクリュー部を軸心方向に進退させることができる。
よって、この構成によれば、通常作動時において出力部を進退させるために主に用いられる第3スクリュー部及び第4スクリュー部が固着状態となった場合であっても、第1スクリュー部及び第2スクリュー部によって出力部をハウジングに対して動かすことができる。しかも、上述のように固着状態時に出力部を進退するための構造が、共通するステータに対して設けられる一対のロータ、一対の筒状部材、及び回転部材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。
従って、この構成によれば、一方の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他方のスクリュー機構で出力部をハウジングに対して進退できるととともに、その構造が簡素化且つ小型化された電動アクチュエータを提供できる。
(2)好ましくは、前記電動アクチュエータは、前記一対の筒状部材の間に設けられ、該一対の筒状部材の互いに対する回転を許容する軸受部を更に備えている。
この構成によると、直列状に配列された一対の筒状部材の間に軸受部を設けることで、一対の筒状部材が互いに対して回転自在となるように、該一対の筒状部材を互いに対して適切に支持できる。
(3)好ましくは、前記回転部材は、円筒状に形成され、前記第4スクリュー部は、前記回転部材内に収容されている。
この構成によると、第4スクリュー部を回転部材内に収容できるため、電動アクチュエータをより一層小型化できる。
(4)更に好ましくは、前記第4スクリュー部は、前記スライド部の径方向内側に配置されている。
この構成によると、スライド部と第4スクリュー部とを軸心方向において揃えて配置することができるため、電動アクチュエータを軸心方向に短縮化できる。
(5)好ましくは、前記出力部には、該出力部で出力される駆動力によって駆動される機器に連結されることにより該出力部の前記ハウジングに対する回転が規制される被連結部が設けられている。
この構成によると、ハウジングに対して出力部を直線的に移動させるために必要となる機構(ハウジングに対して出力部を回転不能且つ軸心方向にスライド自在に支持する機構)を設けることなく、出力部を直線的に移動させることができる。
本発明によると、一方の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他方のスクリュー機構で出力部をハウジングに対して進退できるととともに、その構造が簡素化且つ小型化された電動アクチュエータを提供できる。
本発明の実施形態に係る電動アクチュエータが航空機の翼及び動翼に対して取り付けられた状態を示す模式図である。 動翼が、電動アクチュエータによって、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。 本発明の実施形態に係る電動アクチュエータの構成を模式的に示す断面図である。 通常時において、電動アクチュエータが図3に示す状態から動作した状態を示す図である。 固着状態時において、電動アクチュエータが図3に示す状態から動作した状態を示す図である。
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。
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。
[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104、及び揺動軸105、を含んで構成されている。
回転軸104は、翼101に設置される。そして、回転軸104には、電動アクチュエータ1のハウジング2の端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104を中心として、揺動自在に支持されている。
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の第4スクリュー部14に連結された出力部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。
電動アクチュエータ1においては、先端側に出力部が連結された第4スクリュー部14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、第4スクリュー部14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、第4スクリュー部14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。
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、第4スクリュー部14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、第4スクリュー部14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。
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104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。
[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、第1から第4のスクリュー部11,12,13,14を有するスクリュー機構10、電動モータ5、複数の円筒部材、複数の軸受、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。
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。ハウジング2は、複数の部材が組み合わされることにより略円筒状に構成されている。ハウジング2の内部には、スクリュー機構10、電動モータ5等が収容されている。ハウジング2の一方側(図3の前側)には開口部2aが形成されている。開口部2aには、環状のシール部材19を介して、スクリュー機構10の第4スクリュー部14が挿通している。また、ハウジング2の他方側(図3の後側)の端部2bは、回転軸104を介して翼101に対して揺動自在に連結されている(図1及び図2参照)。
電動モータ5は、スクリュー機構10を駆動するためのものである。本実施形態では、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、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。
電動モータ5は、略筒状に形成されたステータ6、及び、該ステータ6の内部に収容された一対のロータ7,8を有している。すなわち、電動モータ5は、ステータ6の内部にロータ7,8が収容された、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。
ステータ6は、ハウジング2の軸心と同心状となるようにハウジング2内に収容された状態で、ハウジング2の内周面に固定されている。
一対のロータ7,8は、第1ロータ7及び第2ロータ8で構成されている。各ロータ7,8は、それぞれが略円筒状に形成され、ステータ6に対して径方向に間隔をあけた状態で、ステータ6内に収容されている。第1ロータ7及び第2ロータ8は、それぞれの軸心がステータ6の軸心と同心状となるように、且つ互いに対して間隔をあけて軸心方向に沿って、配列されている。また、第1ロータ7の内周面には、第1円筒部材21(筒状部材)が固定されている。一方、第2ロータ8の内周面には、第2円筒部材22(筒状部材)が固定されている。
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7,8が回転するように構成されている。
第1円筒部材21及び第2円筒部材22は、一対の円筒部材20(一対の筒状部材)として設けられている。各円筒部材21,22は、略円筒状に形成されている。一対の円筒部材20は、詳しくは後述する内側円筒部材30(回転部材)を収容する外側円筒部材として設けられている。
第1円筒部材21は、ハウジング2内における前側の空間に収容されている。第1円筒部材21の前端部は、軸受23を介してハウジング2に対して回転自在に取り付けられている。また、第1円筒部材21の後端部は、該第1円筒部材21の軸心方向における中途部分よりも外径が小さい円筒状の延出部21aとして設けられている。
第2円筒部材22は、ハウジング2内における後側の空間に収容されている。第2円筒部材22の後端部は、一対の軸受24,25を介してハウジング2に対して回転自在に取り付けられている。一対の軸受24,25は、第2円筒部材22の軸心方向に沿って互いに隣接して配置されている。第2円筒部材22の内周面における前側の部分には、螺旋状に形成されたスクリュー溝22bが形成されている。また、第2円筒部材22の前端部は、該第2円筒部材22の軸心方向における中途部分よりも内径が大きい円筒状の延出部22aとして設けられている。第2円筒部材22の延出部22aの内径は、第1円筒部材21の延出部21aの外径よりも大きい。
第1円筒部材21及び第2円筒部材22は、各円筒部材21,22の延出部21a,22aが軸心方向に重なるように、互いに対して配置されている。これにより、延出部21aと延出部22aとの間には、径方向に隙間が形成される。この隙間には、軸受26が設けられている。この軸受26は、一対の円筒部材21,22の互いに対する回転を許容するためのものであって、例えば一例として、ニードル軸受で構成されている。また、第1円筒部材21及び第2円筒部材22は、各延出部21a,22aの延出端部と相手側の円筒部材22,21との間に隙間が形成されるように、互いに対して配置されている。
内側円筒部材30は、略円筒状に形成された部材であって、一対の円筒部材20の軸心と同心状となるように、該一対の円筒部材20の内側に収容されている。内側円筒部材30は、前側部分31(スライド部、第3スクリュー部)と後側部分32(第2スクリュー部)とを有し、これらが一体に形成されている。
前側部分31は、内側円筒部材30における前側の部分を構成している。前側部分31は、第1円筒部材21に収容されている。前側部分31の内周面における前側の部分には、螺旋状に形成されたスクリュー溝31aが形成されている。また、前側部分31の外周面と第1円筒部材21との間には、ボールスプライン機構18が設けられている。このボールスプライン機構18は、内側円筒部材30を第1円筒部材21に対して回転不能且つ前後方向(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設けられている。
なお、上記スライド支持機構は、内側円筒部材30を第1円筒部材21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18以外の機構で構成されてもよい。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、内側円筒部材が第1円筒部材に対して回転するのを防止する回り止めと、内側円筒部材が第1円筒部材に対して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。
後側部分32は、内側円筒部材30における後側の部分を構成している。後側部分32は、第2円筒部材22に収容されている。後側部分32の外周面には、螺旋状に形成されたスクリュー溝32aが形成されている。
第4スクリュー部14は、略棒状に形成された部材である。第4スクリュー部14は、後側の部分が、内側円筒部材30の前側部分31の軸心と同心状となるように該前側部分31に挿入されている。第4スクリュー部14には、該第4スクリュー部14を軸心方向に貫通する貫通孔14aが形成されている。該貫通孔14aにおける前側の部分には、出力部15が挿入されて固定されている。第4スクリュー部14の外周面における後側の部分には、螺旋状に形成されたスクリュー溝14bが形成されている。第4スクリュー部14は、ボールスプライン機構18の径方向内側に配置されている。
[スクリュー機構の構成]
スクリュー機構10は、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。スクリュー機構10は、第1スクリュー機構10a及び第2スクリュー機構10bを備えている。
第1スクリュー機構10aは、第1スクリュー部11、第2スクリュー部12、及び第1ボール群16、を備えている。
第1スクリュー部11は、上述した第2円筒部材22として構成されている。また、第2スクリュー部12は、上述した内側円筒部材30の後側部分32として構成されている。第1ボール群16は、複数のボールで構成されている。第1ボール群16は、第1スクリュー部11(すなわち、第2円筒部材22)のスクリュー溝22bと、第2スクリュー部12(すなわち、後側部分32)のスクリュー溝32aとの間に設けられている。第1ボール群16は、これら2つの溝22b,32aを循環する。すなわち、第1スクリュー機構10aは、ボールスクリュー機構として構成されている。
第2スクリュー機構10bは、第3スクリュー部13、上述した第4スクリュー部14、及び第2ボール群17、を備えている。
第3スクリュー部13は、上述した内側円筒部材30の前側部分31として構成されている。第2ボール群17は、複数のボールで構成されている。第2ボール群17は、第3スクリュー部13(すなわち、前側部分31)のスクリュー溝31aと、第4スクリュー部14のスクリュー溝14bとの間に設けられている。第2ボール群17は、これら2つの溝31a,14bを循環する。すなわち、第2スクリュー機構10bは、ボールスクリュー機構として構成されている。
[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。上述した図3は、動作する前の電動アクチュエータ1の状態の一例を示す断面図であり、図4は、通常時において電動アクチュエータ1が図3に示す状態から動作した状態を示す図である。電動アクチュエータ1の通常作動時(固着状態が発生していない状態)においては、出力部15は、以下において説明するように、第2スクリュー機構10bによって軸心方向に変位する。
電動アクチュエータ1を作動する場合、電動モータ5が回転駆動される。すなわち、ステータ6内に発生する回転磁界によって、一対のロータ7,8がステータ6に対して回転する。このとき、第1ロータ7及び第2ロータ8の双方が、共通するステータ6に対して回転するため、第1ロータ7及び第2ロータ8(第1円筒部材21及び第2円筒部材22)は、概ね同じ回転速度で回転する。そうすると、内側円筒部材30は、ボールスプライン機構18を介して第1円筒部材21によって回転させられるため、該内側円筒部材30(第3スクリュー部13)の回転力により、第4スクリュー部14(出力部15)が軸心方向に沿って変化する。すなわち、第1円筒部材21によって内側円筒部材30が回転させられると、第2スクリュー機構10bが機能して、出力部15が軸心方向に移動する。これにより、動翼102を翼101に対して駆動できる。なお、出力部15は、該出力部15の先端側(前側)に設けられた被連結部15aが動翼102に連結されているため、内側円筒部材30の回転により、ハウジング2に対して回転することなく、軸心方向にスライド移動する。
[固着状態時における電動アクチュエータの動作]
次に、第2スクリュー機構10bにおいて固着状態が発生した場合の電動アクチュエータ1の動作について説明する。図5は、固着状態時において電動アクチュエータ1が図3に示す状態から動作した状態を示す図である。上述のように、電動アクチュエータ1の通常作動時においては、第2スクリュー機構10bが機能することにより出力部15が動かされる。従って、第2スクリュー機構10bの方が第1スクリュー機構10aよりも固着状態(ジャム状態)が発生しやすい。これに対して、本実施形態に係る電動アクチュエータ1では、第2スクリュー機構10bが固着状態により機能しなくなった場合であっても、第1スクリュー機構10aによって出力部15を動かすことができる。すなわち、第1スクリュー機構10aは、スクリュー機構として主に駆動される第2スクリュー機構10bの補助的なスクリュー機構として機能する。
具体的には、電動アクチュエータ1の作動中又は作動開始時において、第2スクリュー機構10bが固着状態になると、内側円筒部材30に対して第4スクリュー部14が動かなくなってしまう。すなわち、内側円筒部材30と第4スクリュー部14とが一体化された状態となってしまう。そうなると、第1円筒部材21によって内側円筒部材30を回転することができなくなる。
このとき、本実施形態に係る電動アクチュエータ1では、ステータ6による第1ロータ7の回転駆動が不能となる一方、ステータ6による第2ロータ8の回転駆動は継続して行われる。すなわち、ハウジング2に対して回転不能となった内側円筒部材30及び出力部15に対して、第2ロータ8(第2円筒部材22)が回転する。その結果、第2円筒部材22(第1スクリュー部11)の回転力により、第4スクリュー部14及び出力部15は、固着状態となった内側円筒部材30とともに、軸心方向に動かされる。すなわち、第2スクリュー機構10bが固着状態に陥った場合には、第1スクリュー機構10aが機能することにより、出力部15が軸心方向に移動する。これにより、動翼102を翼101に対して駆動できる。
[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、電動モータ5が作動すると、一対のロータ7,8が、共通するステータ6に対して回転駆動する。すなわち、一対のロータ7,8が、概ね同じ速度で回転する。このとき、第1円筒部材21とともに内側円筒部材30が回転するため、第3スクリュー部13が形成された内側円筒部材30の回転力により、第4スクリュー部14及び出力部15が軸心方向に動かされる。つまり、電動アクチュエータ1は、通常動作時(固着状態が発生していない時)、第3スクリュー部13及び第4スクリュー部14を有する第2スクリュー機構10bによって動作する。
そして、電動アクチュエータ1では、第3スクリュー部13及び第4スクリュー部14で固着状態が発生した場合であっても、第1スクリュー部11及び第2スクリュー部12によって、出力部15を軸心方向に変位できる。具体的に説明すると、第3スクリュー部13及び第4スクリュー部14で固着状態が発生すると、第1円筒部材21が固定された第1ロータ7によって、内側円筒部材30を回転することができなくなる。しかし一方で、第2円筒部材22が固定された第2ロータ8は、第1ロータ7の回転の如何に関わらず、ステータ6によって回転される。そうなると、第1スクリュー部11としての第2円筒部材22の回転力が、第2スクリュー部12が形成された内側円筒部材30に伝達される。その結果、第1スクリュー部11によって、固着状態により一体化した内側円筒部材30及び第4スクリュー部14を軸心方向に進退させることができる。
よって、電動アクチュエータ1によれば、通常作動時において出力部15を進退させるために主に用いられる第3スクリュー部13及び第4スクリュー部14が固着状態となった場合であっても、第1スクリュー部11及び第2スクリュー部12によって出力部15をハウジング2に対して動かすことができる。しかも、上述のように固着状態時に出力部15を進退するための構造が、共通するステータ6に対して設けられる一対のロータ7,8、第1及び第2の円筒部材21,22、及び内側円筒部材30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。
従って、電動アクチュエータ1によれば、一方のスクリュー機構10bにおいて固着状態が発生した場合であっても他方のスクリュー機構10aで出力部15をハウジング2に対して進退できるととともに、その構造が簡素化且つ小型化された電動アクチュエータを提供できる。
また、電動アクチュエータ1では、直列状に配列された第1円筒部材21及び第2円筒部材22の間に軸受26を設けることで、第1円筒部材21及び第2円筒部材22が互いに対して回転自在となるように、第1円筒部材21及び第2円筒部材22を互いに対して適切に支持できる。
また、電動アクチュエータ1では、第4スクリュー部14を内側円筒部材30に収容できるため、電動アクチュエータ1をより一層小型化できる。
また、電動アクチュエータ1では、内側円筒部材30の前側部分31と第4スクリュー部14とを軸心方向において揃えて配置することができるため、電動アクチュエータ1を軸心方向に短縮化できる。
また、電動アクチュエータ1では、ハウジング2に対して出力部15を直線的に移動させるために必要となる機構(ハウジングに対して出力部を回転不能且つ軸心方向にスライド自在に支持する機構)を設けることなく、出力部15を直線的に移動させることができる。
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。
(1)上記実施形態では、第3スクリュー部13のスクリュー溝が内側円筒部材30の内周面に形成され、第4スクリュー部14のスクリュー溝14bが第4スクリュー部14の外周面に形成されていたが、これに限らない。例えば、第3スクリュー部のスクリュー溝を内側円筒部材の外周面に形成し、第4スクリュー部のスクリュー溝を第4スクリュー部の内周面に形成してもよい。また、この場合、回転部材として設けられた内側円筒部材30を円筒状に形成せずに、回転部材を、円柱状に形成することもできる。
(2)上記実施形態では、第1円筒部材21及び第2円筒部材22の間に軸受26を設けているが、この限りでなく、当該軸受26は省略されていてもよい。
(3)上記実施形態では、第1スクリュー部11及び第2スクリュー部12を有する第1スクリュー機構10aと、第3スクリュー部13及び第4スクリュー部14を有する第2スクリュー機構10bとが、それぞれ、ボールスクリュー機構の構成を備え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、各スクリュー機構10a,10b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スクリュー部及び第2スクリュー部、又は第3スクリュー部及び第4スクリュー部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スクリュー部及び第2スクリュー部、又は第3スクリュー部及び第4スクリュー部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スクリュー部と第2スクリューとの間、又は第3スクリュー部と第4スクリュー部との間に、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。
(4)上記実施形態では、出力部15が第4スクリュー部14に連結されているが、これに限らず、出力部が第4スクリュー部に一体に設けられていてもよい。
本発明は、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ものである。
1 電動アクチュエータ
2 ハウジング
5 電動モータ
6 ステータ
7 第1ロータ(ロータ)
8 第2ロータ(ロータ)
11 第1スクリュー部
12 第2スクリュー部
13 第3スクリュー部
14 第4スクリュー部
15 出力部
20 一対の円筒部材(一対の筒状部材)
21 第1円筒部材(一方の筒状部材)
22 第2円筒部材(他方の筒状部材)
30 内側円筒部材(回転部材)
31 前側部分(スライド部)
32 後側部分(第2スクリュー部)

Claims (5)

  1. ハウジングと、
    前記ハウジングに対して固定された円筒状のステータ、及び、それぞれが円筒状に形成され且つ前記ステータ内において該ステータの軸心に沿って配列され、前記ステータによって回転されるとともに互いに対して相対回転可能な一対のロータ、を有する電動モータと、
    それぞれが、前記一対のロータのそれぞれの内周面に対して固定され、前記ハウジングに対して回転自在に支持される一対の筒状部材と、
    前記一対の筒状部材の軸心と同心状となるように該一対の筒状部材に収容され、一方の前記筒状部材によって回転可能、且つ他方の前記筒状部材によって軸心方向にスライド移動可能な回転部材と、
    前記回転部材の軸心を中心として相対回転可能に取り付けられるとともに、前記回転部材に形成された第3スクリュー部に対して軸心方向に相対変位可能な第4スクリュー部と、
    前記第4スクリュー部に連結され又は設けられる出力部と、
    を備え、
    前記回転部材は、
    一方の前記筒状部材の軸心と同心状となるように一方の該筒状部材に収容され、一方の該筒状部材に対して回転不能且つ軸心方向にスライド可能なスライド部と、
    前記スライド部と同心状となるように該スライド部に一体化され又は固定され、他方の前記筒状部材としての第1スクリュー部に対して該第1スクリュー部の軸心を中心として相対回転可能に取り付けられるとともに、該第1スクリュー部に対して軸心方向に相対変位可能な第2スクリュー部と、
    を有していることを特徴とする、電動アクチュエータ。
  2. 請求項1に記載の電動アクチュエータにおいて、
    前記一対の筒状部材の間に設けられ、該一対の筒状部材の互いに対する回転を許容する軸受部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。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の電動アクチュエータにおいて、
    前記回転部材は、円筒状に形成され、
    前記第4スクリュー部は、前記回転部材内に収容されていることを特徴とする、電動アクチュエータ。
  4. 請求項3に記載の電動アクチュエータにおいて、
    前記第4スクリュー部は、前記スライド部の径方向内側に配置されていることを特徴とする、電動アクチュエータ。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電動アクチュエータにおいて、
    前記出力部には、該出力部で出力される駆動力によって駆動される機器に連結されることにより該出力部の前記ハウジングに対する回転が規制される被連結部が設けられていることを特徴とする、電動アクチュエータ。
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