(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有する電動機と、
前記回転軸の回転トルクを負荷に伝達するトルク伝達機構と、
前記トルク伝達機構に組み込まれて前記回転トルクが前記負荷に伝達されるのを遮断するトルク遮断機構とが１つのユニットとして構成され、
前記トルク遮断機構は、前記回転トルクにより直接駆動されて回転する駆動側回転部材と、磁気吸引力を利用する磁気カップリングにより前記駆動側回転部材と連結されて前記負荷に前記回転トルクを伝達する被駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材及び前記被駆動側回転部材の少なくとも一方に設けられて前記磁気吸引力を発生する磁気吸引力発生手段とを具備し、前記被駆動側回転部材に前記負荷から加わるトルクが前記磁気カップリングの脱出トルクよりも大きくなると前記磁気カップリングが脱調状態になって前記負荷への前記回転トルクの伝達を遮断するように構成されており、
前記磁気吸引力発生手段は、前記駆動側部材と前記被駆動側部材の対向面にそれぞれ複数の磁極を形成するように前記駆動側部材及び前記被駆動側部材に設けられた永久磁石からなり、
前記複数の磁極は前記駆動側部材の移動方向に沿って並んでおり、各磁極の前記移動方向の磁極幅寸法が、前記負荷に物体が衝突した場合に生じる力の力積が前記力とその持続時間とにより定まる安全曲線の安全領域に入るように定めら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】
前記永久磁石の磁極面には、前記磁気カップリングが脱調状態になると発生する渦電流の発生を抑制するように複数のスリットまたは溝が形成されている請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項３】
前記トルク遮断機構におけるトルクの伝達を遮断する動作を検出して停止信号を出力する遮断動作検出手段と、
前記停止信号が入力されると前記電動機への電気エネルギーの供給を停止する電気エネルギー供給停止手段とを更に備えている請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項４】
前記遮断動作検出手段は、
前記駆動側回転部材に前記駆動側回転部材と同心的に配置された導電性を有する駆動側のスリップリングと、
前記被駆動側回転部材に前記被駆動側回転部材と同心的に配置された導電性を有する被駆動側のスリップリングと、
前記駆動側のスリップリングと前記被駆動側のスリップリングとの間に配置されて、前記磁気カップリングが結合状態にあるときに前記駆動側のスリップリング及び前記被駆動側のスリップリングを電気的接続し、前記磁気カップリングが脱調状態になると前記両者の電気的接続を遮断する電気的接続機構と、
非回転部に取付けられて前記駆動側のスリップリング及び前記被駆動側のスリップリングと常時接触する一対の摺動接点を有する摺動接点構造体とから構成されている請求項３に記載の電動アクチュエータ。
【請求項５】
前記電動機はｎ（ｎは正の整数）相の電機子巻線を有しており、
前記駆動側回転部材に前記駆動側回転部材と同心的に配置された導電性を有するｎ個の駆動側のスリップリングと、
前記被駆動側回転部材に前記被駆動側回転部材と同心的に配置された導電性を有するｎ個の被駆動側のスリップリングと、
前記ｎ個の駆動側のスリップリングと前記ｎ個の被駆動側のスリップリングとの間にそれぞれ配置されて、前記磁気カップリングが結合状態にあるときに対応する前記駆動側のスリップリング及び前記被駆動側のスリップリングを電気的に接続し、前記磁気カップリングが脱調状態になると前記両者の電気的接続を遮断する電気的接続機構と、
非回転部に取付けられて前記ｎ個の駆動側のスリップリング及び前記ｎ個の被駆動側のスリップリングとそれぞれ常時接触するｎ組の少なくとも一対の摺動接点を有する摺動接点構造体とを具備し、
前記電動機の前記ｎ相の電機子巻線に前記ｎ組の少なくとも一対の摺動接点を通してそれぞれ電機子電流を供給することを特徴とする請求項１に記載の電動アクチュエータ。
【請求項６】
前記電気的接続機構は、前記駆動側のスリップリング及び前記被駆動側のスリップリングにそれぞれ固定され、前記磁気カップリングが結合状態にあるときに前記駆動側のスリップリング及び前記被駆動側のスリップリングを電気的に接続するように相互に接触し、前記磁気カップリングが脱調状態になると前記両者の電気的接続を遮断する少なくとも一対のバネ接点によって構成されている請求項４または５に記載の電動アクチュエータ。
【請求項７】
前記遮断動作検出手段は、前記駆動側部材及び前記被駆動側部材の一方に設けられて前記駆動側部材及び前記被駆動側部材の他方に設けられた前記磁気吸引力発生手段から発生する磁束の変化で誘起電圧を発生するサーチコイルを具備し、
前記電気エネルギー供給停止手段は前記サーチコイルに誘起した誘起電圧を前記停止信号として動作するように構成されている請求項３に記載の電動アクチュエータ。
【請求項８】
前記サーチコイルに誘起された誘起電圧は、一次巻線が前記サーチコイルが設けられた前記駆動側部材及び前記被駆動側部材の一方に設けられ、二次巻線が非回転部に設けられている回転変圧器を介して出力される請求項７に記載の電動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動アクチュエータに関するものであり、特に組立ロボットなどの自動省力化装置において、送り運動や回転運動のための動力を発生する部分に使用するのに好適な電動アクチュエータに関するもので、より詳しくは負荷機構に対する保護機能を備えた回転形サーボモータやリニアサーボモータなど動力発生装置を備えた電動アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
組立ロボットなどの自動省力化装置においては、並進運動や回転運動の動力源として主に電磁現象を利用したサーボモータを動力発生装置とする電動アクチュエータが利用されている。この電動アクチュエータとその制御装置を含む駆動システムには、電動アクチュエータに負荷される運動機構部に何らかの障害が生じたときに、動力の発生あるいは動力の伝達を停止する保護機能を設ける必要がある。特に、組立ロボットなどによる人身事故の発生を防止したり、運動機構部に発生した障害を最小限に止めるためには、電動アクチュエータの駆動システムと自動省力化装置全体はフェールセーフな設計が成されなければならない。
【０００３】
従来は、上記のような危険を防止するために、電動アクチュエータの動力発生装置として用いられるサーボモータ等の電機子に流れる過電流を検出したり、センサにより障害物の接近を検出することなどによって異常の発生を検出している。そして異常の発生を検出すると、駆動システム側に設けたコンピュータを用いて、ソフトウエア上の制御により電動アクチュエータの動力発生と動力伝達を停止することが行われている。また別の対策としては、組立ロボットなどの自動省力化装置を設置した周囲にデットスペースを設け、ロボットと人間を隔離することによって安全を確保することが行われている。
【０００４】
更に、従来、電動アクチュエータと負荷との間に設置することを目的としたトルクリミッタ付きのトルク伝達装置［特願平５−２７５１９４号（特開平７−１３１９７０号），特願平５−２９６１８４号（特開平７−１５４９５７号）］も提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、異常発生時にソフトウエア上の制御によって電動アクチュエータの動力発生と動力伝達を停止する場合には、異常の検出とその信号処理のための回路構成ならびにソフトウエアの制御アルゴリズムが複雑となり、更に、その複雑さに伴って信頼性が低下する問題が生じる。
【０００６】
また、自動省力化装置の周囲にデットスペースを設けることは、生産ラインの省スペース設計の弊害となる。
【０００７】
また、トルクリミッタ付きのトルク伝達装置などをアクチュエータと負荷との間に設置することは、自動省力化装置などの小型化設計の弊害となる。
【０００８】
本発明の目的は、異常発生時に、ハードウエアによって動力（またはトルク）の伝達を有限時間内に遮断することができる電動アクチュエータを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、異常発生時に、簡単な構造のハードウエアによって動力（またはトルク）の伝達を有限時間内に遮断することができる電動アクチュエータを提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、磁気カップリングを用いてしかも異常発生時に励磁電流を制御することなく動力（またはトルク）の伝達を迅速に遮断することができる電動アクチュエータを提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、動力（またはトルク）の伝達の遮断と一緒に動力発生装置への電気エネルギーの供給も停止して、より安全性を高めた電動アクチュエータを提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、磁気カップリングの脱調を簡単な構造で検出して動力発生装置への電気エネルギーの供給の停止を指令する停止信号を出力できる電動アクチュエータを提供することにある。
【００１３】
より具体的に言えば、本発明は、ソフトウエア制御によらず、電動アクチュエータ内部に設けたハードウエア機構によって動力（トルク）の伝達と有限時間内での動力（トルク）の遮断とを行なうことができ、システムのフェールセーフ設計と小型軽量化設計に適した本質的に安全な電動アクチュエータを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電気エネルギーを運動エネルギーに変換して動力を発生する動力発生装置と、動力を負荷に伝達する動力伝達機構と、動力伝達機構に組み込まれて動力（またはトルク）が負荷に伝達されるのを遮断する動力遮断機構（またはトルク遮断機構）とを備えた電動アクチュエータを対象とする。動力発生装置としては、サーボモータ等の回転電動機やリニアモータ等の非回転電動機を用いることができる。特に、動力発生装置と、動力伝達機構と動力遮断機構とを、１つのユニット（１つの製品）として構成すると、取扱いが容易である上、全体形状をコンパクトなものとすることができる。
【００１５】
本発明では、動力遮断機構（またはトルク遮断機構）として、負荷の変化を検出することなく、負荷から受ける力（またはトルク）が予め定めた上限値よりも大きくなると負荷への動力の伝達（またはトルク）を遮断するように構成されたものを用いる。このような構成を採用すると、電動アクチュエータで駆動される負荷（運動機構部）が物体に衝突したような場合に、衝突の検出や電動アクチュエータのソフトウエア制御によらずに、ハードウエアのみによって、負荷への動力伝達の遮断を行うことができる。
【００１６】
前述の動力遮断機構（またはトルク遮断機構）としては、動力（またはトルク）が直接伝えられる駆動側部材と、磁気吸引力を利用する磁気カップリングにより駆動側部材と連結されて負荷に動力（またはトルク）を伝達する被駆動側部材と、駆動側部材及び被駆動側部材の少なくとも一方に設けられて磁気吸引力を発生する磁気吸引力発生手段とを具備し、被駆動側部材に負荷から加わる力（またはトルク）が磁気カップリングのカップリング力（脱出トルク）よりも大きくなると磁気カップリングが脱調状態になって負荷への動力（またはトルク）の伝達を遮断するように構成されたものを用いることができる。このように動力（またはトルク）伝達と動力（またはトルク）遮断の機構を磁気カップリングで構成すると、動力（またはトルク）伝達の遮断には磁気カップリング部が本質的に持つ脱調現象を利用することができるので、動力（またはトルク）伝達の遮断を瞬時に行うことができて、異常の発生に迅速に対処できる。
【００１７】
磁気吸引力発生手段は、電磁コイルでもよいが、電磁コイルを用いると励磁電流の通電回路等が必要になって、構造が複雑になる。また脱調時に電磁コイル内に誘導電流が流れ、脱出トルクを増大させ、しかも力の持続時間を増加させる。そこで磁気吸引力発生手段を、駆動側部材と被駆動側部材の対向面にそれぞれ複数の磁極を形成するように駆動側部材及び被駆動側部材に設けられた永久磁石から構成するのが好ましい。永久磁石を用いると励磁電流の供給が不要であるため、構造が簡単になる。また永久磁石の磁極面に複数のスリットまたは溝を形成しておくと、脱調時に永久磁石の表面に渦電流が発生するのを抑制して、脱出トルクの増加を低減できる。
【００１８】
なお電磁カップリングにおいて、複数の磁極を駆動側部材の移動方向に沿って並べる場合に、各磁極の前記移動方向の磁極寸法は、磁気カップリングが脱調状態に至るまでに負荷に加わる力とその持続時間との積が負荷に応じて予め定められる安全領域内に入るように定めるのが好ましい。即ち磁気カップリングが脱調状態に至るまでの時間が、安全の確保に必要な時間（安全と定められた有限時間）内に入るようにするのが好ましい。このようにすると、磁極寸法を適宜に設定することにより、脱調に至るまでの時間を任意に設定して、負荷が何かに衝突した際の安全性を確保できる。なお永久磁石を用いる場合には、各磁極を構成する永久磁石の前記移動方向の寸法を適宜に定めればよい。
【００１９】
更に、動力遮断機構（トルク遮断機構）における動力（またはトルク）の遮断動作を検出して停止信号を出力する遮断動作検出手段と、停止信号が入力されると動力発生装置への電気エネルギーの供給を停止する電気エネルギー供給停止手段とを更に設けてもよい。なお遮断動作検出手段と電気エネルギー供給停止手段とを設けずに、動力遮断機構の動力の遮断動作と同期して動力発生装置への電気エネルギーの供給を直接遮断する電気エネルギー供給遮断手段を設けてもよい。これらの手段を設けると、磁気カップリングの脱調に同期して電動アクチュエータの動力発生装置に供給される電気エネルギーを停止または遮断することができて、迅速に電動アクチュエータを停止させることができるとともに、異常の発生原因が除去されない状態で、再度電動アクチュエータが動作するのを防止できる。
【００２０】
本発明を回転軸を有する電動機を動力発生装置として用いた場合について説明すると、本発明は、回転軸を有する電動機と、回転軸の回転トルクを負荷に伝達するトルク伝達機構と、トルク伝達機構に組み込まれて回転トルクが負荷に伝達されるのを遮断するトルク遮断機構（動力遮断機構）とを備えればよい。そしてトルク遮断機構は、回転トルクにより直接駆動されて回転する駆動側回転部材と、磁気吸引力を利用する磁気カップリングにより駆動側回転部材と連結されて負荷に回転トルクを伝達する被駆動側回転部材と、駆動側回転部材及び被駆動側回転部材の少なくとも一方に設けられて磁気吸引力を発生する磁気吸引力発生手段とを具備し、被駆動側回転部材に負荷から加わるトルクが磁気カップリングの脱出トルクよりも大きくなると磁気カップリングが脱調状態になって負荷への回転トルクの伝達を遮断するように構成する。
【００２１】
この場合にも、トルク遮断機構におけるトルクの伝達を遮断する動作を検出して停止信号を出力する遮断動作検出手段と、停止信号が入力されると電動機への電気エネルギーの供給を停止する電気エネルギー供給停止手段とを更に設けてもよいのは勿論である。そしてこの場合の遮断動作検出手段を、駆動側回転部材に駆動側回転部材と同心的に配置された導電性を有する駆動側のスリップリングと、被駆動側回転部材に被駆動側回転部材と同心的に配置された導電性を有する被駆動側のスリップリングと、駆動側のスリップリングと被駆動側のスリップリングとの間に配置されて、磁気カップリングが結合状態にあるときに駆動側のスリップリング及び被駆動側のスリップリングを電気的に接続し、磁気カップリングが脱調状態になると両者の電気的接続を遮断する電気的接続機構と、電動機のケース等の非回転部に取付けられて駆動側のスリップリング及び被駆動側のスリップリングと常時接触する少なくとも一対の摺動接点とから構成することができる。電気的接続機構は駆動側のスリップリング及び被駆動側のスリップリングにそれぞれ固定され、磁気カップリングが結合状態にあるときに駆動側のスリップリング及び被駆動側のスリップリングを電気的に接続するように相互に接触し、磁気カップリングが脱調状態になると両者の電気的接続を遮断する少なくとも一対のバネ接点によって構成することができる。これら一対のバネ接点は、一対の摺動接点の集電動作の邪魔にならないように設ける。
【００２２】
なお前述の２つのスリップリングを用いた遮断動作検出手段の構造をそのまま利用して、磁気カップリングが脱調状態になったときに電動機への電機子電流の供給を直接遮断することができる。具体的には、単相の電動機の場合には、少なくとも一対の摺動接点を通して、電動機の電機子巻線に電機子電流を供給するようにする。このようにすると、磁気カップリングが脱調状態になったときに、一対のバネ接点が非接触状態となって電動機への電機子電流の供給を直接且つ直ちに遮断できる。電動機が多相（ｎ相）の電動機の場合には、多相の電機子巻線にそれぞれ対応して駆動側及び被駆動側のスリップリング、摺動接点、接点バネの構造をｎ組用意して、これらの組の摺動接点を通してｎ相の電機子巻線にそれぞれ電機子電流を供給すればよい。
【００２３】
なお遮断動作検出手段は、遮断動作が行われたことを検出できるものであれば、どのような構造を有していてもよい。遮断動作検出手段の一例では、例えば、駆動側部材及び被駆動側部材の一方に設けられて駆動側部材及び被駆動側部材の他方に設けられた磁力発生手段から発生する磁束の変化で誘起電圧を発生するサーチコイルを用いる。この場合、電気エネルギー供給停止手段はサーチコイルに誘起した誘起電圧を停止信号として動作するように構成すればよい。磁気カップリングが脱調状態になると、駆動側部材と被駆動側部材との間に相対的回転が発生する。そのため駆動側部材及び被駆動側部材の一方にサーチコイルを設けておくことにより、脱調の発生と同時にサーチコイルに電圧が誘起される。このようにサーチコイルを用いると、確実に且つ簡単に脱調の発生を検出できる。
【００２４】
サーチコイルに誘起された誘起電圧は、ブラシ構造で出力させてもよいが、寿命を考慮すると、回転変圧器を用いるのが好ましい。回転変圧器を用いる場合には、一次巻線をサーチコイルが設けられた駆動側部材及び被駆動側部材の一方に設け、二次巻線を非回転部に設ければよい。このようにすると非接触でサーチコイルに誘起された電圧を取出すことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。
【００２６】
まず、本発明の第１の実施の形態の例として、電気エネルギーを運動エネルギーに変換して動力を発生する動力発生装置として回転電機を用いた電動アクチュエータについて説明する。図１は、この電動アクチュエータ１の一部を断面にして示した構造図である。この電動アクチュエータ１は、動力発生装置としての電動機２と、センサ部３と、電動機の回転軸から出力される動力（または回転トルク）を負荷に伝達する動力伝達部４とを備えている。ここで使用する電動機としては、直流電動機，同期電動機，誘導電動機等の各種の電動機を用いることができる。センサ部３は、電動機２をサーボモータとして動作させるために使用する速度センサ及び位置センサを構成する検出機器（例えばエンコーダ等）を含んで構成されている。
【００２７】
動力伝達部４は、電動機２のハウジング２ａの端部に取付けられたケーシング５の内部に動力伝達機構（またはトルク伝達機構）の主要部分が収納された構造を有している。ケーシング５の電動機２側の端部５ａの内部には、電動機２の回転軸２ｂが挿入配置されている。またケーシング５の非電動機２側の端部５ｂの内周部には、出力軸６を回転自在に支持するベアリング７が嵌合されて固定されている。電動機２の回転軸２ｂと出力軸６とは、軸線が一致するように並んで配置されており、回転軸２ｂの端部と出力軸６の内端部６ａとは僅かなギャップＧを介して対向している。出力軸６の外端部６ｂには、負荷が取付けられる。
【００２８】
回転軸２ｂには、非磁性材料により一体構造とされた永久磁石支持体８が固定されている。この永久磁石支持体８は、回転軸２ｂの外周に嵌合されて固定される第１の筒状部８ａと、この第１の筒状部８ａの一端から径方向外側に延びる板状の環状部８ｂと、環状部８ｂの径方向外側端部から回転軸２ｂの軸線方向に延びる第２の筒状部８ｃとから構成されている。第２の筒状部８ｃの内周部には、磁性材料により一体構造とされた環状ヨーク９が嵌合されて固定されている。そしてこの環状ヨーク９の内周面上には、複数の永久磁石１０…が固定されている。また出力軸６の内端部６ａの外周には、導磁性材料からなる環状の永久磁石支持体１１が嵌合されており、この永久磁石支持体１１の外周面上には複数の永久磁石１２…が固定されている。
【００２９】
この例では永久磁石支持体８と環状ヨーク９とにより、回転軸２ｂから動力（またはトルク）が直接伝えられる駆動側部材が構成され、永久磁石支持体８と環状ヨーク９と永久磁石１０…とにより第１の磁気カップリング部材１３（図２）が構成されている。また永久磁石支持体１１により磁気吸引力を利用する磁気カップリングにより駆動側部材と連結されて負荷に動力（またはトルク）を伝達する被駆動側部材が構成され、永久磁石支持体１１と永久磁石１２…とにより第２の磁気カップリング部材１４が構成されている。そして永久磁石１０…及び１２…によって、磁気吸引力を発生する磁気吸引力発生手段が構成されている。またこれら第１及び第２の磁気カップリング部材１３及び１４により、電動機２から動力（またはトルク）が負荷に伝達されるのを遮断する動力遮断機構（またはトルク遮断機構）を構成する磁気カップリング１５が構成されている。
【００３０】
この磁気カップリング１５は、被駆動側部材を構成する出力軸６に、図示しない負荷から加わる力（またはトルク）が磁気カップリングのカップリング力（脱出トルク）よりも大きくなると、磁気カップリング１５が脱調状態になって出力軸６を介して負荷へ動力（またはトルク）が伝達されるのを遮断する。このような機能を有効に発揮するように、この例では、永久磁石１０…及び永久磁石１２…の配置態様を図２に示す通りにしている。永久磁石１０…及び永久磁石１２…は、２つの永久磁石を隣接して配置して構成した複数の組磁石を周方向に一定の間隔を開けて配置するように取付けられている。この一定の間隔は、磁気カップリング１５が脱調状態になって、第１の磁気カップリング部材１３と第２の磁気カップリング部材１４との間に相対的な回転が発生したときに、容易に再カップリングしないように定められている。組磁石を構成する隣接して配置された２つの永久磁石は、Ｎ極とＳ極の組み合わせである。環状ヨーク９に固定された永久磁石１０…からなる複数の組磁石と永久磁石支持体１１に固定された永久磁石１２からなる複数の組磁石とは、カップリング状態において、互いに吸引し合うように配列されている。また永久磁石１０…及び永久磁石１２…の磁極幅寸法（周方向の寸法即ち回転軸２ｂの回転方向の寸法）は、出力軸６に負荷から加わる力が磁気カップリング１５のカップリング力よりも大きくなると磁気カップリング１５が直ちに脱調状態となるように定めてある。より具体的には、永久磁石１０…及び永久磁石１２…の磁極幅寸法については、磁気カップリングが脱調状態に至るまでに負荷に加わる力とその持続時間との積が負荷に応じて予め定められる安全領域内に入るように定める。即ち、磁気カップリングが脱調状態に至るまでの時間が、安全の確保に必要な時間（安全と定められた有限時間）内に入るように磁極幅寸法を定める。なおこの点については後に説明する。
【００３１】
磁気カップリング１５は電動機２で発生した動力を出力軸６に伝達すると共に、その動力を遮断する機能を本質的に持っている。
【００３２】
次に、図３に基づき磁気カップリング１５の動力伝達と遮断の作用を詳しく説明する。図３は、図２に示した磁気カップリングを構成する永久磁石１０…及び１２…の１つの組磁石即ち１極対分の径方向断面を円周方向に展開して示したものである。第１及び第２の磁気カップリング部材１３及び１４を介して出力軸６に伝達されるトルクＴc は仮想変位の原理より以下のように表される。
【００３３】
Ｔc ＝−（δＷg ／δθ）                            …（１）
Ｗg ＝（Ｖg ／４πμo ）∫（Ｂg ）2 ｄθ            …（２）
ただし、Ｗg は空隙１６に蓄えられる磁気エネルギーであり、θは円周方向の空間角であり、Ｖg は空隙１６の全体積であり、Ｂg は空隙１６の磁束密度であり、μo は真空の透磁率である。こで、空隙の磁束密度Ｂg の基本波成分によるトルクを考えると、出力軸６に伝達されるトルクＴc は、
Ｔc ＝Ｔpo sin（ｐθ）                              …（３）
と表される。（３）式のｐは永久磁石１０…及び１２の極対数（即ち一方の磁気カップリング部材１３または１４に設けられる組磁石の数）であり、Ｔpoは伝達トルクの最大値である。このトルクＴc の振幅を磁気カップリング１５の脱出トルクと言う。
【００３４】
磁気カップリング１５の脱出トルクＴpoと出力軸６に負荷される負荷トルクＴL との間に、
Ｔpo＞ＴL                                           …（４）
なる関係が満足される場合には、電動機２の回転軸２ｂからの動力（回転トルク）は磁気カップリング１５を介して出力軸６に伝達される。一方、
Ｔpo＜ＴL                                           …（５）
なる関係が満足される場合には、磁気カップリング１５は脱調状態となって、電動機２の回転軸２ｂからの動力（回転トルク）を出力軸６に伝達することはできない。すなわち、（１）式，（２）式及び（３）式に基づいて設定された脱出トルクの値を超える大きさの負荷トルクが出力軸６に加わると、電動機２から出力軸６への動力伝達は遮断される。
【００３５】
図４（Ａ）には、この例について計算した第１及び第２の磁気カップリング部材１３及び１４の相対角変位θとトルクＴc の関係を示す。（３）式から明らかなように、トルクＴc の最大値すなわち脱出トルクは、
θ＝±π／（２ｐ）                                  …（６）
の角変位で生じる。出力軸６に過大な負荷トルクが加わった場合、安全と定められた有限時間以内の短時間のうちに動力遮断が行われることが望ましいので、（６）式で表される角変位は小さい方がよい。従って、第１及び第２の磁気カップリング部材１３及び１４に永久磁石１０及び１２によって構成する複数の磁極は、磁極幅寸法（周方向の寸法）の小さい多極の永久磁石で構成されることが好適である。
【００３６】
図４（Ｂ）に示すように、磁極幅寸法をτとして、磁気カップリングの空隙内径をＤとした場合には、これらの間に
τ＝πＤ／（２ｐ）                          …（７）
なる関係がある。
【００３７】
いま（６）式で表される角変位θを（６）式と（７）式とを用いて表すと、
θ＝τ／Ｄ                                  …（８）
と表される。
【００３８】
磁気カップリングによって伝達されるトルクＴｃにより駆動される機構（負荷）が、ある物体に衝突した場合に生じる力Ｆの時間変化は図４（Ｃ）のようになる。ここで一般に、力Ｆの最大値が一定のもとでは、持続時間Δｔが短いほど力積（Ｆ×Δｔ）は小さい。また、ある一定の負荷条件のもとでは、磁気カップリングが脱調にいたるまでの時間ｔは、脱調にいたるまでの角変位θと正の相関を持つ。したがって脱調にいたるまでの時間ｔを短くするためには、（８）式で表される角変位θを小さくすればよい。（８）式から明らかなように、角変位θを小さくするためには、磁気カップリングの磁極幅寸法τを小さくして、空隙内径Ｄを大きく設計すればよいことになる。空隙内径Ｄを大きくすると、装置の全体寸法が大きくなるため、磁極幅寸法τを小さくして、角変位θを小さくすることにより、脱調にいたるまでの時間ｔを短くするのが好ましい。
【００３９】
図４（Ｄ）には、磁気カップリングを内蔵した電動アクチュエータの脱出トルク特性を示す。この図から分かるように、磁極幅寸法τが大きくなるほど（τ1 ＜τ2 ＜τ3 ）、同じ力Ｆ1 が加わったとしたとすると、持続時間ｔ1 が長くなって、力積（Ｆ1 ×ｔ1 ）が大きくなる。例えば、力Ｆ1 が加わったときに、持続時間がｔ1 以内に入るようにするためには、磁極幅寸法τとしてτ1 を選択することになる。この場合、図４（Ｄ）の磁極幅τ1 の特性曲線が、安全曲線となり、その内側の領域が安全領域となり、その外側の領域が危険領域となる。このことは、力積が安全曲線の安全領域に入るように磁極幅寸法τを決定するればよいことを意味する。
【００４０】
なお、磁極を多極の永久磁石で構成すると、第１及び第２の磁気カップリング部材１３及び１４のねじり剛性も向上する。さらに、磁極幅寸法の小さい永久磁石で構成することにより、脱調時に生じる渦電流による脱出トルクの増加を低減できる。図５に示すように、永久磁石Ｍの磁極面に複数のスリットまたは溝Ｓを形成しても、磁極面に渦電流が発生するのを抑制できる。なお、磁気カップリング１５の複数の磁極を、多極の電磁石で構成してもよい。但しその場合には、磁気カップリングが大型化するとともに、脱調時に電磁石の電磁コイルに誘導電流が流れ、脱出トルクが増大し、また力の持続時間が増大する。したがって多極の永久磁石で構成することが好ましい。
【００４１】
図１に戻って、第２の磁気カップリング部材１４の少なくとも１つの永久磁石１２には、その外側を囲むようにしてサーチコイル１８が取付けてある。サーチコイル１８は、第１の磁気カップリング部材１３の永久磁石１０…から発生する磁束と空間的に直交するように、１つ以上の永久磁石１２に巻かれている。出力軸６には、磁気カップリング１５に隣接して、サーチコイル１８に直列接続された一次巻線Ｗ１を有する回転変圧器１９の一次側巻線ユニット１９ａが固定されている。この一次側巻線ユニット１９ａは、出力軸６に嵌合された環状の絶縁樹脂製のボビンに一次巻線Ｗ１の巻線導体が巻回された構造を有している。また回転変圧器１９の二次側巻線ユニット１９ｂは、ケーシング５に取付けられている。二次側巻線ユニット１９ｂは、ケーシング５の内壁部にネジ止めされた取付具２０を介してケーシング５に対して固定されている。二次側巻線ユニット１９ｂは、一次側巻線ユニット１９ａを周方向から囲むように構成された環状の絶縁樹脂製のボビンに、一次巻線Ｗ１から発生する磁束が鎖交するように二次巻線Ｗ２が巻回された構造を有している。この例では、サーチコイル１８と回転変圧器１９とにより、磁気カップリング１５における動力（またはトルク）の遮断動作を検出して停止信号を出力する遮断動作検出手段が構成されている。なお回転変圧器１９の二次巻線Ｗ２の出力用リード線は、ケーシング５の外周部に設けた貫通孔２１を通してケーシング５の外部に引き出される。
【００４２】
二次巻線Ｗ２の出力用リード線から出力された信号は、電動機２の図示しない制御装置に停止信号として入力される。制御装置には、この停止信号を受信すると電動機２への電気エネルギーの供給を停止する電気エネルギー供給停止手段を設ける。なおこの電気エネルギー供給停止手段は、電動機２自体に制御装置が内蔵されている場合には、電動機２の内部に設けることになる。電気エネルギー供給停止手段は、例えば電動機２に電機子電流を流す回路の途中に制御可能なスイッチを設け、停止信号の入力に応じてこのスイッチを開くことにより、電機子電流の供給を停止するように構成することができる。
【００４３】
次に、このサーチコイル１８と回転変圧器１９の作用を図６に基づいて説明する。図６は、サーチコイル１８と回転変圧器１９の一次巻線Ｗ１及び二次巻線Ｗ２の等価回路である。前述の（４）式が満足される負荷条件では、磁気カップリング１５の第１及び第２の磁気カップリング部材１３及び１４は、磁気吸引力で吸引し合って同期して回転するため、サーチコイル１８には鎖交して変化する磁束は発生しない。したがってサーチコイル１８には電圧は誘起されない。そして前述の（５）式が満足される負荷条件、すなわち、磁気カップリング１５が脱調状態となって、第１及び第２の磁気カップリング部材１３及び１４の間に相対的な回転が発生し、両者の間に相対角速度が生じ、サーチコイル１８には永久磁石１０…から出る磁束が変化しながら鎖交する。その結果サーチコイル１８には、誘起電圧が発生する。この誘起電圧は、回転変圧器１９の一次巻線Ｗ１に電流を流し、この電流で発生した磁束が二次巻線Ｗ２と鎖交して、二次巻線の両端に電圧が現れる。この電圧が停止信号となる。このようにして、電動機２の回転軸２ｂと出力軸６との間の動力伝達の遮断に同期して停止信号を電動機２の外部に取り出すことができる。
【００４４】
以上のように、電気エネルギーを運動エネルギーに変換する電動機２と、その動力を出力軸６に伝達または遮断する機構を多極の磁気カップリング１５で構成すると、磁気カップリング１５で設定された脱出トルクを越えたトルクは出力軸６に伝達されない。さらに、動力伝達の遮断に同期して信号を発生する機構をサーチコイル１８と回転変圧器１９とで構成することによって、動力伝達の遮断に同期して発生した信号を利用して電動機２に供給される電気エネルギーを遮断することが可能になる。
【００４５】
図７に、この例の電動アクチュエータを用いた出力軸に負荷を取付け、この負荷に物体を衝突させたときのトルク特性と負荷側に生じる力の実測値の一例を示す。図７において、曲線ａは衝突時のトルク変化であり、曲線ｂは負荷側に生じる力の変化である。回転軸２ｂから出力軸６への伝達トルクは、磁気カップリング１５の脱出トルクで制限され、それに伴い負荷側に生じる力も制限されていることが判る。しかも、この例では、磁気カップリング１５の永久磁石１０…及び１２の幅寸法を狭くして多極構造にしているため、衝撃力の持続時間は約４０msec. と短いことが確認される。
【００４６】
次に本発明の別の実施の形態について説明する。図８は、本発明を適用した電動アクチュエータ１０１の一部を断面にして示した構造図である。この例も図１の例と同様に、動力発生装置として電動機１０２とセンサ部１０３（図８では内部を省略してある）と動力伝達部１０４とを備えている。この例では、図１の例と異なって、電動機１０２の回転軸と出力軸１０６とが一体になっている。電動機１０２の両側にはブラケット１０５ａ及び１０５ｂが取付けられている。そして２つのブラケット１０５ａ及び１０５ｂには、それぞれ出力軸１０６を支持するベアリング１０７が固定されている。
【００４７】
電動機１０２は、ステータ側に電機子鉄心１０２ａと電機子巻線１０２ｂとを備え、ロータ側に界磁磁石１０２ｃを備えた永久磁石同期電動機である。前述のブラケット１０５ａ及び１０５ｂは、電機子鉄心１０２ａに対して固定されている。そして電機子巻線１０２ｂは、電機子鉄心１０２ａの内周側に設けた突極部に適宜に巻装されている。ロータは、回転軸として用いられる出力軸１０６に対して回転自在に嵌合された一対のオイルレスメタル１０９と、このオイルレスメタル１０９がインサート成形された永久磁石支持体１０８と、この永久磁石支持体１０８に支持された複数の永久磁石からなる界磁磁石１０２ｃとから構成される。オイルレスメタル１０９は、潤滑油の給油を必要としないベアリングである。
【００４８】
永久磁石支持体１０８は、このオイルレスメタル１０９が固定される第１の筒状部１０８ａと、この第１の筒状部１０８ａの一端に一体に設けられて出力軸１０６の一部の周囲を囲むように軸線方向に延びる第２の筒状部１０８ｂとから構成される。第２の筒状部１０８ｂの内周部には、複数の磁極を構成する複数の永久磁石１１０が周方向に並ぶように固定されている。また出力軸１０６には、外周に複数の磁極を構成する複数の永久磁石１１２を備えた環状の永久磁石支持体１１１が固定されている。永久磁石支持体１１１は、環状のボスを介して出力軸１０６に固定されている。永久磁石支持体１１１は、複数の永久磁石１１２が固定される第１の部分１１１ａと、この第１の部分１１１ａよりも大径の第２の部分１１１ｂとを一体に備えている。永久磁石支持体１０８及び１１１に固定される永久磁石１１０…及び１１２…の配列は、図１及び図２に示した第１の実施の形態の例の永久磁石１０…及び１２…と同じである。
【００４９】
この例では永久磁石支持体１０８により、電動機１０２から動力（またはトルク）が直接伝えられる駆動側部材が構成され、永久磁石支持体１０８と永久磁石１１０…とにより第１の磁気カップリング部材１１３が構成されている。また永久磁石支持体１１１により磁気カップリング１１５により駆動側部材と連結されて負荷に動力（またはトルク）を伝達する被駆動側部材が構成され、永久磁石支持体１１１と永久磁石１１２…とにより第２の磁気カップリング部材１１４が構成されている。そして永久磁石１１０…及び１１２…によって、磁気吸引力を発生する磁気吸引力発生手段が構成されている。またこれら第１及び第２の磁気カップリング部材１１３及び１１４により、電動機１０２から動力（またはトルク）が負荷に伝達されるのを遮断する動力遮断機構（またはトルク遮断機構）を構成する磁気カップリング１１５が構成されている。
【００５０】
電動機１０２で発生した動力（トルク）は磁気カップリング１１５を介して出力軸１０６に伝達されると共に、第１の例で詳述したように、磁気カップリング１１５の脱出トルクを超えた動力（トルク）は遮断される。
【００５１】
図８に示した電動アクチュエータにおいては、動力遮断機構におけるトルクの伝達を遮断する動作を検出して停止信号を出力する遮断動作検出手段が、導電性を有する第１及び第２のスリップリング（駆動側のスリップリング及び被駆動側のスリップリング）１１６及び１１７と第１及び第２のバネ接点１１８及び１１９と、第１及び第２の摺動接点１２０ａ及び１２１ａを備えた摺動接点構造体１２０及び１２１とから構成される。
【００５２】
第１のスリップリング１１６は、駆動側回転部材を構成する永久磁石支持体１０８の第２の筒状部１０８ｂの外周に、絶縁材料により形成された環状の絶縁リング１２２を介して出力軸１０６と同心的に配置されている。また第２のスリップリング１１７は、被駆動側回転部材を構成する永久磁石支持体１１１の第２の部分１１１ｂの外周に、絶縁リング１２３を介して出力軸１０６と同心になるように配置されている。第１及び第２のバネ接点１１８及び１１９は、それぞれ第１のスリップリング１１６と第２のスリップリング１１７の対向端面に固定されている。第１及び第２のバネ接点１１８及び１１９は、磁気カップリング１１５が結合状態にあるときに第１のスリップリング１１６及び第２のスリップリング１１７を電気的に接続し、磁気カップリング１１５が脱調状態になると両者の電気的接続を遮断する電気的接続機構を構成している。
【００５３】
摺動接点構造体１２０及び１２１はブラケット１０５ａに取付けられている。摺動接点構造体１２０及び１２１は、それぞれ第１のスリップリング及び第２のスリップリング１１６及び１１７と常時接触する一対の摺動接点１２０ａ及び１２１ａと，摺動接点１２０ａ及び１２１ａを出力軸１０６の径方向に移動自在に収納する絶縁材料からなる筒状の接点収納体１２０ｂ及び１２１ｂと、接点収納体１２０ｂ及び１２１ｂの内部に配置されて、摺動接点１２０ａ及び１２１ａを径方向内側に付勢するスプリングＳＰと、摺動接点１２０ａ及び１２１ａと電気的に接続された図示しない端子部とを備えて構成されている。
【００５４】
図９には、スリップリング１１６及び１１７と、バネ接点１１８及び１１９と摺動接点１２０ａ及び１２１ａとの位置関係を概略的に示してある。摺動接点１２０ａ及び１２１ａは、それぞれスリップリング１１６及び１１７の外周面を周方向に摺動する。バネ接点１１８及び１１９はそれぞれスリップリング１１６及び１１７に固定されている。磁気カップリング１１５の第１及び第２の磁気カップリング部材１１３及び１１４が同期回転している場合は、バネ接点１１８及び１１９は接触していて、第１及び第２の磁気カップリング部材１１３及び１１４を相互に電気的に接続している。磁気カップリングが脱調状態となって、第１及び第２の磁気カップリング部材１１３及び１１４との間に相対的な回転が発生した場合には、瞬時にバネ接点１１８及び１１９は非接触となる。第１及び第２の磁気カップリング部材１１３及び１１４との間に発生する相対的な回転が１回以上になる場合には、バネ接点１１８及び１１９は接触と非接触とを繰り返すことになる。第１のスリップリング及び第２のスリップリング１１６及び１１７と常時接触する一対の摺動接点１２０ａ及び１２１ａを直流電源の正と負の出力に接続する。このようにしておくと、動力伝達時には、摺動接点１２０ａ−スリップリング１１６−バネ接点１１８−バネ接点１１９−スリップリング１１７−摺動接点１２１ａで構成される回路に常時連続的に電流が流れる。一方、磁気カプリング１１５が脱調状態になって動力伝達が遮断される場合には、前述の回路はバネ接点１１８及び１１９の部分で切り離され、この回路には連続した電流が流れなくなる。この例では、この電流の通電停止または断続を停止信号として利用する。
【００５５】
なおこの例では、出力軸１０６に対して電動機１０２のロータの一部を構成する永久磁石支持体１０８はオイルレスメタル１０９で回転自在に支持されているので、磁気カップリング１１５が結合状態にあって、第１及び第２の磁気カップリング部材１１３及び１１４が同期回転しているときは、出力軸１０６とロータ（永久磁石支持体１０８）とは同期回転する。しかし磁気カップリング１１５が脱調状態になると、少なくとも永久磁石支持体１０８は出力軸１０６の周囲を回転して両者の間に相対変位が生じる。前述の停止信号を利用して、図示しない電気エネルギー供給停止手段を作動させて電動機１０２への電機子電流の供給を停止すれば、電動機１０２は停止する。
【００５６】
上記の構造を利用して、電磁カップリング１１５が脱調状態になったときに、電動機１０２の電機子巻線１０２ｂに流す電機子電流を直接遮断するように構成することができる。即ち、摺動接点１２０ａ−スリップリング１１６−バネ接点１１８−バネ接点１１９−スリップリング１１７−摺動接点１２１ａで構成される回路を通して、電動機１０２の電機子巻線１０２ｂに電機子電流を供給するようにする。このようにすると、磁気カップリング１１５が脱調状態になって、磁気カップリング部材１１３及び１１４の間に相対的な回転が発生すると、脱調に同期してバネ接点１１８及び１１９が非接触となるため電機子電流を直接遮断できる。このような用途で用いる場合、スリップリング等からなるこの構造は、磁気カップリング１１５（動力遮断機構）の動力の遮断動作と同期して、電動機１０２（動力発生装置）への電気エネルギーの供給を遮断する電気エネルギー供給遮断手段を構成することになる。このような電気エネルギー供給遮断手段の構造を採用する場合には、電動機１０２が直流機であればスリップリング１１６，１１７と摺動接点１２０ａ，１２１ａ及びバネ接点１１８，１１９の構成は一組でよい。しかし電動機１０２が三相交流電動機のような多相電動機の場合は、これらの構成を三組用意して、電動機の各相の電機子巻線に電機子電流を流すようにすればよい。図１０は、例えば三相交流電動機の電機子電流を上記構成を用いて通電する場合の構成の概念図を示している。これらの図において、１１６Ａ〜１１６Ｃは相互に電気的に絶縁された三相分の駆動側のスリップリングであり、１１７Ａ〜１１７Ｃは相互に電気的に接続された被駆動側のスリップリングであり、１１８Ａ〜１１８Ｃ及び１１９Ａ〜１１９Ｃはバネ接点であり、１２０ac〜１２０aa及び１２１ac〜１２１aaは摺動接点である。このような構成を採用すると、摺動接点１２０ac〜１２０aaを通して、電動機の電機子巻線に電機子電流を供給できる。そして磁気カップリングが脱調状態になったときには、バネ接点１１８Ａ〜１１８Ｃ及び１１９Ａ〜１１９Ｃが非接触状態となって電動機への電機子電流の供給を直接且つ直ちに遮断できる。
【００５７】
なおこの第２の実施の形態のように出力軸と電動機の回転軸とを共用する場合に、第１の実施の形態において採用したサーチコイルをセンサとする遮断動作検出手段を用いてもよいのは勿論である。
【００５８】
図１１は、本発明の第３の実施の形態の例の概略構成を示している。第１の実施例の形態及び第２の実施の形態は、動力発生装置として回転形の電動機を用いた電動アクチュエータの例であるが、本発明は動力発生装置として並進運動を行うリニアモータを用いるリニア電動アクチュエータにも適用できる。図１１において、２０１はリニアモータである。このリニアモータ２０１は、ステータ側に電機子鉄心２０１ａを備えており、この電機子鉄心２０１ａの磁極部には電機子巻線２０１ｂが巻回されて、固定側磁極が形成されている。２０２は可動体であり、この可動体２０２は、可動体本体２０３と、可動体本体２０３の一対の対向壁部２０４，２０４に固定された一対のガイドピン２０５，２０５と、このガイドピン２０５，２０５に両端が摺動自在に支持された可動子２０６とを備えている。そして可動体本体２０３と可動子２０６の対向面には、それぞれ複数の磁極を構成する複数の永久磁石２０７…と複数の永久磁石２０８…とが移動方向に所定の間隔を開けて配置されている。また可動子２０６のステータ側の面には、リニアモータ２０１の界磁極を構成する永久磁石２０１ｃが移動方向に所定の間隔を開けて固定されている。
【００５９】
この例では、可動子２０６によってリニアモータ２０１から動力（またはトルク）が直接伝えられる駆動側部材が構成され、可動子２０６と永久磁石２０８…とにより第１の磁気カップリング部材２０９が構成されている。また可動体本体２０３により磁気カップリングにより駆動側部材と連結されて負荷に動力（またはトルク）を伝達する被駆動側部材が構成され、可動体本体２０３と永久磁石２０７…とにより第２の磁気カップリング部材２１０が構成されている。そして永久磁石２０７…及び２０８…によって、磁気吸引力を発生する磁気吸引力発生手段が構成されている。またこれら第１及び第２の磁気カップリング部材２０９及び２１０により、リニアモータ２０１から動力（またはトルク）が負荷に伝達されるのを遮断する動力遮断機構（またはトルク遮断機構）を構成する磁気カップリング２１１が構成されている。
【００６０】
この例では、磁気カップリング２１１が連結状態にあるときに、可動子２０６及び可動体本体２０３は同期して動き、磁気カップリング２１１が脱調状態になると可動子２０６がガイドピン２０５にガイドされて動くだけで、可動体本体２０３には動力（トルク）は伝達されない。
【００６１】
なおこの例においても、前述の同様の遮断動作検出手段や、電気エネルギー供給停止手段や、電気エネルギー供給遮断手段を更に備えていてもよいのは勿論である。
【００６２】
上記構成の各例によれば、電動アクチュエータに負荷された運動機構部が物体に接触したとき、例えば、運動部位と静止部位との間に人体などが挟まれた場合にも、異常の検出や電動アクチュエータのソフトウエア制御によらずに、電動アクチュエータから負荷への動力が瞬時に遮断される。このため、システムのフェールセーフな設計に適した、本質的に安全な電動アクチュエータを提供することができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、電動アクチュエータで駆動される負荷（運動機構部）が物体に衝突したような場合に、衝突の検出や電動アクチュエータのソフトウエア制御によらずに、ハードウエアのみによって、負荷への動力伝達の遮断を行うことができる利点がある。
【００６４】
また動力（またはトルク）の伝達と動力（またはトルク）の遮断を行う機構を磁気カップリングで構成すると、動力（またはトルク）伝達の遮断を瞬時に行うことができて、異常の発生に迅速に対処できる。
【００６５】
更に磁気カップリングの磁極を永久磁石で構成すると、構造が簡単になって、電動アクチュエータを小形に構成することができる。
【００６６】
また磁気カップリングの脱調に同期して動力発生装置に供給される電気エネルギーを遮断する電気エネルギー供給遮断手段を設けると、異常の発生検出と同期して動力発生装置を迅速に停止させることができる。
【００６７】
また磁気カップリングの脱調に同期して発生する停止信号を発生する遮断動作検出手段を設けて、電動アクチュエータの動力発生装置に供給される電気エネルギーを停止または遮断すると迅速に電動アクチュエータを停止させることができるとともに、異常の発生原因が除去されない状態で、再度電動アクチュエータが動作するのを防止できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の電動アクチュエータの構造を示す一部断面図である。
【図２】図１の例で用いる磁気カップリングの構成を示す径方向断面図である。
【図３】本発明で用いる磁気カップリング部の作用を説明するために用いる説明図である。
【図４】（Ａ）は本発明における磁気カップリングの角変位θとトルクＴc の関係を示す図であり、（Ｂ）は磁極幅寸法τと磁気カップリングの空隙内径Ｄとの関係を示す図であり、（Ｃ）は衝突時の力の時間変化を示す図であり、（Ｄ）は電動アクチュエータの脱出トルク特性を示す図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、図１の例で用いることができる永久磁石の平面図及び側面図である。
【図６】図１の例で用いるサーチコイルと回転変圧器の構成図である。
【図７】図１の例について行った衝突試験で得たトルク変化及び負荷側に生じる力の変化を示す特性図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の構造を示す一部断面図である。
【図９】図７の例で用いるブラシとスリップリングの構成を示す図である。
【図１０】三相交流電動機を用いる場合のブラシとスリップリングの構成を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態の構造概念を示す図である。
【符号の説明】
１，１０１  電動アクチュエータ
２，１０２  電動機（動力発生装置）
３，１０３  センサ部
４，１０４  動力伝達部
５  ケーシング
６，１０６  出力軸
８，１１，１０８，１１１  永久磁石支持体
１０，１２，１１０，１１２  永久磁石
１３，１１３  第１の磁気カップリング部材
１４，１１４  第２の磁気カップリング部材
１５，１１５  磁気カップリング（動力遮断機構またはトルク遮断機構）
１８  サーチコイル
１９  回転変圧器
１１６，１１７  スリップリング
１１８，１１９  バネ接点
１２０，１２１  摺動接点構造体
１２０ａ，１２１ａ  摺動接点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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