JPH0348054A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転運動を直線運動に変換して出力するように
したアクチュエータに関する。

〔従来の技術〕

電気または流体圧モータの回転運動を、ボールねし等で
直線運動に変換するアクチュエータは、従来から知られ
ている。

このような従来のアクチュエータでは減速比が小さいた
めに、すなわち、モータ１回転当りの直線移動量が大き
いため、大きなモータを装着して所望の出力を得ている
。

このように従来のアクチュエータでは、大きなモータを
設置するためのスペース、重量、コスト等の問題があっ
た。

この対策として、アクチュエータの変速比を大きく、す
なわち、モータの１回転に対する直線運動量を小さくす
るために、モータの出力軸に歯車列または遊星歯車減速
機構を設けて、減速することが行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のアクチュエータでは、回転段階での減速比を大き
くするためには、歯車径の大きく異なる歯車列をＬ＄備
したり、歯車列を多段に設ける必要があり、やはり大き
なスペースや重量増加を招いている。また、遊星歯車減
速機構を設けた場合には構造が複雑になるという問題が
ある。

本発明は上述した従来のアクチュエータに付随する問題
を解決して、小型軽量で大きな減速比がｇＦ４られる回
転運動を直線運動に変換して出力するアクチュエータを
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては回転運動を生じる駆動モータ、該駆動
モータから第１の歯車比で駆動される第１出力歯車、前
記駆動モータから第２の歯車比で駆動される第２出力歯
車からなり、前記第１の歯車比と第２の歯車比は異なっ
ており、前記第１および第２出力歯車間の回転角度の差
に対応して、直線運動を出力する出力部材を有している
ことを特徴とする回転運動を直線運動に変換して出力す
るアクチュエータにより上述した目的を達成する。

〔作　用〕

本発明においては、駆動手段の回転運動を減速して前記
変換手段に伝達する差動機構を駆動手段と変換手段との
間に設けており、小型軽量で大きな減速比が得られる。

本発明の第１実施例では、上記差動機構として、第１入
力歯車に第１の歯車比で噛合するとともに雄ねじ部を有
する第１出力歯車、前記第２入力歯車に第２の歯車比で
噛合するとともに、前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を
有する第２出力歯車からなり、前記第１の歯車比と第２
の歯車比が異なっている機構を採用しており、構造が簡
単となり大減速比が得られ、好ましい。

本発明の第２実施例においては、上記差動機構として入
力歯車に第１の歯車比で噛合するとともに雄ねじ部を有
する第１出力歯車、前記入力歯車に第２の歯車比で噛合
し、中空部を有する第２出力歯車からなり、前記第１の
歯車比と第２の歯車比が異なっており、前記第１出力歯
車の雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有するとともに前記
入力歯車の中空部に軸方向に移動可能に装着されたサミ
ングブロック、並びに該サミングブロック部材からなる
機構を採用しており、第２出力歯車とサミングブロック
間の伝達効率が高められ好ましい。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、航空機舵面用電気−機械−アク
チュエータ（ＨＭＡ）に実施した本発明の実施例を詳細
に説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示す。一端１ａが航空機
機体（図示せず）に取着された１１ウジング１にサーボ
モータ、ステッピングモータ等の電気モータ２が取付け
られ、モータ２の出力シャフト６の両端が一対のベアリ
ング１３によりノ１ウジング１に回転可能に支承されて
いる。

出力シャフト６には、第１入力歯車５と第２入力歯車７
が一体的に形成され、またはそれぞれ取着されている。

本実施例においては、第１入力歯車５と第２入力歯車７
は同一の直径で且つ同一歯数としている。

第１入力歯車５と噛合する第１出力歯車８がベアリング
１４によりノ１ウジング１に回転可能に支承されている
。

また、第２入力歯車７には第２出力歯車９が噛合してい
る。

第１出力歯車８の先端（第１図の右端）は中空軸状に突
出しており、その外周面にボールねじ８ａ（雄ねじ）が
螺設されている。また、第２出力歯車９は中空孔９ａを
有し、中空孔９ａの内周面にはボールねじ９ｂ（雌ねし
）が螺設されている。

ボールねじ８ａ、９ｂはボール１０を介して互いに螺合
している。

第２出力歯車９はボールねじ８ａ、９ｂの軸方向に移動
可能なように軸方向に長い歯車となっており、ベアリン
グ１１を介してピストン３を回転可能に且つ軸方向には
相対移動をしないように支承している。

ロッドエンド４はピストン３に一体的に結合され、出力
端となっている。なお、ピストン３の回転は、ロッドエ
ンド４が操作対象物（航空機の舵面のような被直線移動
体）に結合されることによって阻止される。

ピストン３の位置検出器１２が第１出力歯車８に形成さ
れた長孔８ｂ内に位置するよう、ハウジング１に設けら
れている。位置検出器１２は線形可変差動変成器（ＬＶ
ＤＴ）からなる。

第１出力歯車８と第２出力歯車９の歯数は、僅かの差、
例えば１歯の差があり、どちらが多くてもよいが、それ
によってモータ２の回転方向に対してピストン３の移動
方向が逆になる。

今、仮に第１、第２入力歯車５．７の歯数を各１２枚、
第１出力歯車８の歯数を４８枚、第２出力歯車９の歯数
を４９枚とする。モータ２（とともに第１、第２入力歯
車５．７）が４回転すると、第１出力歯車８は１回転し
、一方、第２出力歯車９は４８／４９回転し、第１、第
２出力歯車８．９に連結したボールねじ８ａ、９ｂはそ
の回転数差（１／４９回転）だけ相対回転する。これに
より、第２出力歯車９はピストン３とともにねじ８ａ、
９ｂのリード長さＸｉ／４９の長さだけ軸方向に移動す
る。

すなわち、モータ２が４Ｘ４９−１９６回転すると、ピ
ストン３はボールねじ８ａ、９ｂの１リ一ド分移動する
。ピストン３の位置は位置検出器１２によってモータ２
にフィードバックされる。

このようにモータ２の回転を差動機構により減速し、ボ
ールねじ８ａ、９ｂで直線運動に変換する。

本発明の別の実施例を第２図を参照して説明する。第１
実施例と同様に一端１ａが航空機機体（図示せず）に取
着されたハウジングｌにサーボモータ、ステッピングモ
ータ等の電気モータ２が取付けられている。モータ２の
出力シャフト６の両端が一対のベアリング１３によりハ
ウジングｌに回転可能に支承されている。

出力シャフト６には、入力歯車１５が一体的に形成され
、または取着されている。本実施例では入力歯車１５の
厚さを大きくして一枚としているが、第１および第２入
力歯車と二枚に分割してもよい。

入力歯車１５と噛合する第１出力歯車８がベアリング１
４によりハウジング１に回転可能に支承されている。更
に、入力歯車１５には第２出力歯車９が噛合している。

第２出力歯車９は軸受１８．１９により回転可能に支承
されている。

第１出力歯車８の先端（第２図の右端）は中空軸状に突
出しており、その外周面にボールねじ８ａ（雄ねじ）が
螺設されている。また、第２出力歯車９は中空孔９ａを
有する。

中空孔９ａの内部には、円筒状形状をしたサミングブロ
ック１６がボールスプライン１７を介して軸方向に移動
可能で且つ周方向に出力歯車９に対して相対回転しない
ように装着されている。

サミングブロック１６の内周面にはボールねじ１６ａ（
雌ねじ）が螺設されている。

第１出力歯車８とサミングブロック１６のボールねじ８
ａ、１６ａはボール１０を介して互いに螺合している。

サミングブロック１６の先端部は、ベアリング１１を介
して、ピストン３を回転可能に且つ軸方向には相対移動
をしないように支承している。

第１実施例と同様にロッドエンド４はピストン３に一体
的に結合され、出力端となっており、ピストン３の回転
は、ロッドエンド４が操作対象物（航空機の舵面のよう
な被直線移動体）に結合されることによって阻止されて
いる。

ピストン３の位置検出器１２は、第１実施例と同様に、
線形可変差動変成器（ＬＶＤＴ）からなり、ハウジング
１に設けられ、第１出力歯車８に形成された長孔８ｂ内
に位置している。

第１出力歯車８と第２出力歯車９の歯数は、第１実施例
と同様に、僅かの差、例えば１歯の差があり、どちらが
多くてもよいが、それによってモータ２の回転方向に対
してピストン３の移動方向が逆になる。差動機構の作用
は第１実施例と同様である。

このように、第１歯車８、第２歯車９およびサミングブ
ロック１６からなる差動機構によりモータ２の回転を減
速し、ボールねじ８ａ、１６ａで直線運動に変換する。

前述した第１実施例では、第２入力歯車と第２出力歯車
が噛み合い、回転を伝達しながら軸方向に相対的に移動
する。

これに対して、第２実施例では、第１出力歯車８の雄ね
し部８ａに螺合する雌ねじ部１６ａを有するサミングブ
ロック１６を設けるとともに、サミングブロック１６は
ころがり接触にて回転を伝達しながら軸方向に相対移動
するボールスプライン１７等を介して第２出力歯車９に
結合している。

このため、第１実施例では伝達効率が低下するような場
合にも、第２実施例では伝達効率が低下せず適している
。

以上の説明は航空機について行ったが、本発明は航空機
用のみならず産業全般の回転運動を直線運動に変換する
アクチュエータに採用できる。

〔発明の効果〕

本発明により減速比が大きく小型、軽量で低コストの回
転運動を直線運動に変換するアクチュエータが提供され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、航空機舵面用電気−機械−アク
チュエータに実施した本発明のそれぞれ異なる実施例の
断面図である。 １・・・ハウジング、　　　　２・・・モータ、３・・
・ピストン、　　　　　４・・・ロッドエンド、５・・
・第１入力歯車、　　６・・・出力シャフト、７・・・
第２入力歯車、　　８・・・第１出力歯車、８ａ・・・
ボール雄ねじ、　９・・・第２出力歯車、９ｂ・・・ボ
ール雌ねじ、１０・・・ボール、１１・・・ベアリング
、　　１２・・・位置検出器、１５・・・入力歯車、　
　　　１６・・・サミングブロック、１７・・・ボール
スプライン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転運動を生じる駆動モータ、該駆動モータから第
   １の歯車比で駆動される第１出力歯車、前記駆動モータ
   から第２の歯車比で駆動される第２出力歯車からなり、
   前記第１の歯車比と第２の歯車比は異なっており、前記
   第１および第２出力歯車間の回転角度の差に対応して、
   直線運動を出力する出力部材を有していることを特徴と
   する回転運動を直線運動に変換して出力するアクチュエ
   ータ。 ２、回転運動を生じる駆動モータ、該駆動モータの出力
   軸に連結された第１入力歯車、該第１入力歯車に第１の
   歯車比で噛合するとともに雄ねじ部を有する第１出力歯
   車、第２入力歯車に第２の歯車比で噛合するとともに、
   前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有する第２出力歯車
   、および該第２出力歯車に連結され、直線運動を出力す
   る出力部材からなり、前記第１の歯車比と第２の歯車比
   が異なっていることを特徴とする回転運動を直線運動に
   変換して出力するアクチュエータ。 ３、回転運動を生じる駆動モータ、該駆動モータの出力
   軸に連結された入力歯車軸、該入力歯車軸に取着された
   第１および第２入力歯車、該第１入力歯車に第１の歯車
   比で噛合するとともに雄ねじ部を有する第１出力歯車、
   前記第２入力歯車に第２の歯車比で噛合するとともに、
   前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有する第２出力歯車
   からなり、前記第１の歯車比と第２の歯車比が異なって
   おり、前記第１および第２出力歯車間の回転角度の差に
   対応して直線運動を出力する出力部材が前記第２出力歯
   車に連結されていることを特徴とする回転運動を直線運
   動に変換して出力するアクチュエータ。 ４、前記出力部材と前記第２歯車の間に軸受が設けられ
   ていることを特徴とする請求項３記載の回転運動を直線
   運動に変換して出力するアクチュエータ。 ５、回転運動を生じる駆動モータ、該駆動モータの出力
   軸に連結された入力歯車、該入力歯車に第１の歯車比で
   噛合するとともに雄ねじ部を有する第１出力歯車、前記
   入力歯車に第２の歯車比で噛合し、中空部を有する第２
   出力歯車からなり、前記第１の歯車比と第２の歯車比が
   異なっており、前記第１出力歯車の雄ねじ部に螺合する
   雌ねじ部を有するとともに前記入力歯車の中空部に軸方
   向に移動可能に装着されたサミングブロック、並びに該
   サミングブロックに連結され、直線運動を出力する出力
   部材を含んでいることを特徴とする回転運動を直線運動
   に変換して出力するアクチュエータ。 ６、前記第２出力歯車と前記サミングブロックとの間に
   軸方向に相対移動するボールスプラインが設けられてい
   ることを特徴とする請求項５記載の回転運動を直線運動
   に変換して出力するアクチュエータ。 ７、前記出力部材と前記ブロックの間に軸受が設けられ
   ていることを特徴とする請求項５記載の回転運動を直線
   運動に変換して出力するアクチュエータ。