JP6155148B2 - 電動アクチュエータ - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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)
Claims (6)
- 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、
を備えていることを特徴とする、電動アクチュエータ。 - 請求項1に記載の電動アクチュエータにおいて、
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。 - 請求項2に記載の電動アクチュエータにおいて、
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。 - 請求項3に記載の電動アクチュエータにおいて、
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。 - 請求項4に記載の電動アクチュエータにおいて、
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。 - 請求項5に記載の電動アクチュエータにおいて、
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。
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