(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動部が互いに平行かつ逆位相で変位する第１および第２アクチュエータと、
第１および第２アクチュエータの可動部に装着され、各アクチュエータの直線変位を角変位に変換するための弾性変形部材と、
弾性変形部材の角変位を伝達するための出力アームとを備え、
弾性変形部材は、第１アクチュエータの可動部に装着される第１ベース部、第２アクチュエータの可動部に装着される第２ベース部、第１ベース部から略三角形状に延出する２本の第１弾性アーム、第２ベース部から略三角形状に延出する２本の第２弾性アーム、および第１弾性アームの頂部と第２弾性アームの頂部とを連結する連結部を有し、第１および第２アクチュエータが逆位相で変位するとき、第１および第２弾性アームの頂部は、それぞれ第１および第２ベース部に対して角変位を許容しつつ、各アクチュエータの変位方向には変位しないように略三角形状の一部を成すことを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項２】
可動部が互いに平行かつ逆位相で変位する第１および第２アクチュエータと、
第１および第２アクチュエータの可動部に装着され、各アクチュエータの直線変位を角変位に変換するための弾性変形部材と、
弾性変形部材の角変位を伝達するための出力アームとを備え、
弾性変形部材は、第１アクチュエータの可動部に装着される第１ベース部、第２アクチュエータの可動部に装着される第２ベース部、第１ベース部からＸ字状に交差するように延出する２本の第１弾性アーム、第２ベース部からＸ字状に交差するように延出する２本の第２弾性アーム、および第１弾性アームの各端部と第２弾性アームの各端部とを連結する連結部を有し、第１および第２アクチュエータが逆位相で変位するとき、連結部が角変位しつつ各アクチュエータの変位方向には変位しないように、第１および第２弾性アームがＸ字状に構成されることを特徴とするアクチュエータ装置。
【請求項３】
弾性変形部材は、第１ベース部から外側に略平行に延出する複数の第１支持アーム、第１支持アームの各端部を固定する第１アーム固定部、第２ベース部から外側に略平行に延出する複数の第２支持アーム、および第２支持アームの各端部を固定する第２アーム固定部を有することを特徴とする請求項１または２記載のアクチュエータ装置。
【請求項４】
弾性変形部材は、第１および第２アクチュエータの各可動部に対して圧縮荷重を印加することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のアクチュエータ装置。
【請求項５】
弾性変形部材の中立状態において、連結部の角変位中心から所定距離隔てた位置でアクチュエータの変位方向と平行な荷重を印加するためのプリロード部材を備えることを特徴とする請求項１または２記載のアクチュエータ装置。
【請求項６】
出力アームに連結され、出力アームの角変位に応じて直線変位する出力ロッドを備え、
出力ロッドには、出力アームと出力ロッドとの交差角度の変化を許容するための板ばね部材が設けられることを特徴とする請求項１または２記載のアクチュエータ装置。
【請求項７】
ブレードの後縁に角変位自在に取り付けられるフラップと、
フラップを駆動するための請求項１〜５のいずれか１つに記載のアクチュエータ装置とを備えることを特徴とするフラップ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２個のアクチュエータからの差動出力を利用して大きな変位を取り出すためのアクチュエータ装置に関する。また本発明は、ヘリコプタなどのロータブレードの後縁に設けられるフラップを駆動するためのフラップ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、市街地のヘリポートに離発着するコミュータヘリコプタの要望が高まっており、実現のために騒音の低減化が要求されている。その騒音対策として有効な手段の１つとして、ヘリコプタのロータブレードにフラップを取り付け、フラップを３０Ｈｚ〜５０Ｈｚ程度で高速駆動することによって、ロータブレードの空力特性を改善する手法が考えられている。
【０００３】
本出願人は先にロータブレードのフラップ駆動装置を提案している（特許第３０５３６２０号）。フラップ駆動装置に用いるアクチュエータは、ブレード内に収容可能なように、小形で軽量なものが必要になり、たとえばピエゾアクチュエータが有望視されている。ただ、ピエゾアクチュエータの変位量は僅かなため、フラップに至る途中で、たとえば変位量を１０倍〜２０倍程度に拡大する変位拡大機構を設けることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
こうした変位拡大機構を含むフラップ駆動機構において、ベアリングなどの可動部分や摺動部分が存在すると、摩耗や疲労などに起因して耐用時間や寿命がある程度決まってしまう。特に高い安全性が要求される航空機分野では、定期点検や部品交換などで対処可能であるが、フラップ駆動機構をブレードに内蔵した場合、点検作業が困難で、しかも部品交換はブレード交換という大がかりな作業になるため、現実には不可能に近い。
【０００５】
本発明の目的は、高い耐久性、高い信頼性を達成できるアクチュエータ装置およびフラップ駆動装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、可動部が互いに平行かつ逆位相で変位する第１および第２アクチュエータと、
第１および第２アクチュエータの可動部に装着され、各アクチュエータの直線変位を角変位に変換するための弾性変形部材と、
弾性変形部材の角変位を伝達するための出力アームとを備え、
弾性変形部材は、第１アクチュエータの可動部に装着される第１ベース部、第２アクチュエータの可動部に装着される第２ベース部、第１ベース部から略三角形状に延出する２本の第１弾性アーム、第２ベース部から略三角形状に延出する２本の第２弾性アーム、および第１弾性アームの頂部と第２弾性アームの頂部とを連結する連結部を有し、第１および第２アクチュエータが逆位相で変位するとき、第１および第２弾性アームの頂部は、それぞれ第１および第２ベース部に対して角変位を許容しつつ、各アクチュエータの変位方向には変位しないように略三角形状の一部を成すことを特徴とするアクチュエータ装置である。
【０００７】
本発明に従えば、第１アクチュエータの可動部が−ｄだけ変位し、第２アクチュエータの可動部が＋ｄだけ変位すると、第１ベース部から略三角形状に延出した第１弾性アームの頂部が下方に変位しようとし、第２ベース部から略三角形状に延出した第２弾性アームの頂部が上方に変位しようとする。すると、各頂部を連結する連結部にはモーメントが作用し、頂部間距離の中点を中心とする角変位運動が生ずる。この角変位運動は出力アームによって大きな直線変位に変換できるため、たとえばピエゾ素子や磁歪素子など、出力変位が比較的小さいアクチュエータを使用した場合でも、大きな出力変位を得ることができる。
【０００８】
また、第１および第２アクチュエータは互いに逆位相で駆動することによって、温度変動などに起因してドリフトが生じた場合、第１および第２アクチュエータには同相成分として作用するため、差動出力に対するドリフトの影響を低減できる。
【０００９】
また、第１弾性アームおよび第２弾性アームは略三角形状を成すことによって、出力アームの長手方向に沿った外力に対する剛性を高めることができる。そして第１および第２アクチュエータが逆位相で変位するとき、第１および第２弾性アームの頂部は、それぞれ第１および第２ベース部に対して角変位を許容しつつ、各アクチュエータの変位方向には変位しないように略三角形状の一部を成す。また、弾性アームのヤング率および断面二次モーメントを適切に設計することで所望の弾性定数での撓み変形が可能になり、円滑な角変位運動を実現できる。その結果、ベアリングなどの可動部分や摺動部分を排除することができ、高い耐久性、高い信頼性を達成できる。
【００１０】
弾性変形部材は、金属材料、複合材料、合成樹脂材料などで形成でき、各部を同じ材料で一体的に形成してもよく、あるいは複数の材料を一体化して形成してもよい。
【００１１】
なお、第１弾性アームおよび第２弾性アームの幅寸法を増加したり、１本のアームを複数本構成とし幅方向に分散配置することによって、角変位面に直交する方向の外力に対する剛性を高めることができる。
【００１２】
また本発明は、可動部が互いに平行かつ逆位相で変位する第１および第２アクチュエータと、
第１および第２アクチュエータの可動部に装着され、各アクチュエータの直線変位を角変位に変換するための弾性変形部材と、
弾性変形部材の角変位を伝達するための出力アームとを備え、
弾性変形部材は、第１アクチュエータの可動部に装着される第１ベース部、第２アクチュエータの可動部に装着される第２ベース部、第１ベース部からＸ字状に交差するように延出する２本の第１弾性アーム、第２ベース部からＸ字状に交差するように延出する２本の第２弾性アーム、および第１弾性アームの各端部と第２弾性アームの各端部とを連結する連結部を有することを特徴とするアクチュエータ装置である。
【００１３】
本発明に従えば、第１アクチュエータの可動部が−ｄだけ変位し、第２アクチュエータの可動部が＋ｄだけ変位すると、第１ベース部からＸ字状に延出した第１弾性アームの各端部が下方に変位しようとし、第２ベース部からＸ字状に延出した第２弾性アームの各端部が上方に変位しようとする。すると、連結部の上部でアーム端部が連結された上部連結部分および連結部の下部でアーム端部が連結された下部連結部分には同じ回転方向のモーメントが作用し、上部連結部分と下部連結部分の間の中点を中心とする角変位運動が生ずる。この角変位運動は出力アームによって大きな直線変位に変換できるため、たとえばピエゾ素子や磁歪素子などの出力変位が比較的小さいアクチュエータを使用した場合でも、大きな出力変位を得ることができる。
【００１４】
また、第１および第２アクチュエータは互いに逆位相で駆動することによって、温度変動などに起因してドリフトが生じた場合、第１および第２アクチュエータには同相成分として作用するため、差動出力に対するドリフトの影響を低減できる。
【００１５】
また、第１弾性アームおよび第２弾性アームはそれぞれＸ字状に交差し、各アームを斜辺とする三角形状の支持構造を成すことによって、出力アームの長手方向に沿った外力に対する剛性を高めることができる。そして第１および第２アクチュエータが逆位相で変位するとき、連結部が角変位しつつ各アクチュエータの変位方向には変位しないように、第１および第２弾性アームがＸ字状に構成される。また、弾性アームのヤング率および断面二次モーメントを適切に設計することで所望の弾性定数での撓み変形が可能になり、円滑な角変位運動を実現できる。その結果、ベアリングなどの可動部分や摺動部分を排除することができ、高い耐久性、高い信頼性を達成できる。
【００１６】
弾性変形部材は、金属材料、複合材料、合成樹脂材料などで形成でき、各部を同じ材料で一体的に形成してもよく、あるいは複数の材料を一体化して形成してもよい。
【００１７】
なお、第１弾性アームおよび第２弾性アームの幅寸法を増加したり、１本のアームを複数本構成とし幅方向に分散配置することによって、角変位面に直交する方向の外力に対する剛性を高めることができる。
【００１８】
また本発明は、弾性変形部材は、第１ベース部から外側に略平行に延出する複数の第１支持アーム、第１支持アームの各端部を固定する第１アーム固定部、第２ベース部から外側に略平行に延出する複数の第２支持アーム、および第２支持アームの各端部を固定する第２アーム固定部を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、連結部が角変位したり、出力アームを通じて外部反力が印加された場合、第１弾性アームおよび第２弾性アームに引張応力や圧縮応力が生じて、第１および第２アクチュエータの可動部に軸方向に対して垂直な方向に倒れようとする力が作用するため、第１ベース部および第２ベース部から外側に略平行に延出する複数の第１支持アームおよび第２支持アームで可動部の倒れを支えることによって、可動部に対して変位方向と垂直な方向の荷重が作用するのを防止できる。特にピエゾ素子や磁歪素子を用いたアクチュエータは、変位方向と垂直な方向の強度が低いため、こうした支持機構が好ましい。
【００２０】
第１アーム固定部および第２アーム固定部は、第１および第２アクチュエータの本体や外部筐体などに固定される。
【００２１】
また、第１支持アームおよび第２支持アームは略平行に延出して、平行リンク機構のように動作するため、第１ベース部および第２ベース部の直線変位を許容できる。また、支持アームのヤング率および断面二次モーメントを適切に設計することで所望の弾性定数での撓み変形が可能になり、円滑な平行リンク運動を実現できる。その結果、ベアリングなどの可動部分や摺動部分を排除することができ、高い耐久性、高い信頼性を達成できる。
【００２２】
なお、第１支持アームおよび第２支持アームの幅寸法を増加したり、１本のアームを複数本構成とし幅方向に分散配置することによって、角変位面に直交する方向の外力に対する剛性を高めることができる。
【００２８】
また本発明は、弾性変形部材は、第１および第２アクチュエータの各可動部に対して圧縮荷重を印加することを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、弾性変形部材は各可動部に対して圧縮荷重を印加することによって、圧縮強度が高く、引張り強度が低いアクチュエータ、たとえばピエゾ素子や磁歪素子を用いたアクチュエータを保護できる。
【００３０】
また本発明は、弾性変形部材の中立状態において、連結部の角変位中心から所定距離隔てた位置でアクチュエータの変位方向と平行な荷重を印加するためのプリロード部材を備えることを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、連結部の角変位中心から所定距離隔てた位置でアクチュエータの変位方向と平行な荷重を印加することによって、連結部が中立状態から少しだけ角変位すると、連結部の角変位運動がプリロードによって増強されるため、弾性変形部材を変形させるために必要な力を打ち消し、しかも出力アームの角変位量を増加させることができる。
【００３２】
また、プリロードによって第１および第２アクチュエータに圧縮荷重を印加できるため、圧縮強度が高く、引張り強度が低いアクチュエータ、たとえばピエゾ素子や磁歪素子を用いたアクチュエータにおいて、アクチュエータを保護できる。
【００３３】
また本発明は、出力アームに連結され、出力アームの角変位に応じて直線変位する出力ロッドを備え、
出力ロッドには、出力アームと出力ロッドとの交差角度の変化を許容するための板ばね部材が設けられることを特徴とする。
【００３４】
本発明に従えば、出力アームに出力ロッドを連結することによって、連結部分の回転半径に比例した直線変位が得られる。
【００３５】
また、出力ロッドに板ばね部材を設けることによって、出力アームが正または負方向に角変位しても、板ばね部材の撓み変形によって、出力アームと出力ロッドとの交差角度の変化を許容できるため、出力ロッドの軸振れを緩和できる。
【００３６】
また本発明は、ブレードの後縁に角変位自在に取り付けられるフラップと、
フラップを駆動するための上記のアクチュエータ装置とを備えることを特徴とするフラップ駆動装置である。
【００３７】
本発明に従えば、小型で軽量なフラップ駆動装置を実現できるため、これをブレードなどに搭載することによって、ロータブレードの空力特性の改善が図られ、ヘリコプタ騒音の低減化を達成できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施形態を示し、図１（ａ）は全体斜視図、図１（ｂ）はその部分拡大図である。アクチュエータ装置１は、２個のアクチュエータ２ａ，２ｂと、弾性変形部材４と、出力アーム９と、出力ロッド１０と、プリロードロッド１５などで構成される。
【００３９】
アクチュエータ２ａ，２ｂは、ピエゾ素子や磁歪素子などで構成され、その可動部３ａ，３ｂが互いに平行かつ逆位相で変位するように駆動される。
【００４０】
弾性変形部材４は、金属材料、複合材料、合成樹脂材料などで形成され、アクチュエータ２ａ，２ｂの可動部３ａ，３ｂを架け渡すように装着される。
【００４１】
図１（ｂ）に示すように、弾性変形部材４には、アクチュエータ２ａの可動部３ａに装着されるベース部５ａと、アクチュエータ２ｂの可動部３ｂに装着されるベース部５ｂと、ベース部５ａからベース部５ｂに向かって略三角形状に延出する２本の弾性アーム６ａ，７ａと、ベース部５ｂからベース部５ａに向かって略三角形状に延出する２本の弾性アーム６ｂ，７ｂと、弾性アーム６ａ，７ａの頂部と弾性アーム６ｂ，７ｂの頂部とを連結する連結部８と、ベース部５ａから外側に略平行に延出する複数（ここでは２本）の支持アーム１１ａ，１２ａと、支持アーム１１ａ，１２ａの各端部を固定するアーム固定部１３ａと、ベース部５ｂから外側に略平行に延出する複数（ここでは２本）の支持アーム１１ｂ，１２ｂと、支持アーム１１ｂ，１２ｂの各端部を固定するアーム固定部１３ｂなどが形成される。これらの各部分は同じ材料で一体的に形成してもよく、あるいは複数の材料を一体化して形成してもよい。
【００４２】
アクチュエータ２ａ，２ｂの本体は、固定部材１４によって挟持、固定され、アーム固定部１３ａ，１３ｂも固定部材１４の両端に固定される。
【００４３】
出力アーム９は、金属材料、複合材料、合成樹脂材料などで形成され、２個のアーム部材９ａ，９ｂが連結部８の上部を両側から挟持するように構成され、連結部８の角変位を伝達して、その回転半径を拡大する機能を有する。
【００４４】
出力ロッド１０は、金属材料、複合材料、合成樹脂材料などで形成され、出力アーム９の先端に連結され、出力アーム９の角変位に応じて長手方向に沿って直線変位して、たとえばロータブレードに取り付けられたフラップ駆動に利用される。出力ロッド１０には、出力アーム９のアーム部材９ａ，９ｂによって挟持される連結部材１０ａと、出力ロッド１０に撓み変形を付与する板ばね部材１０ｂと、ロッド本体１０ｃなどが形成される。これらの各部分は同じ材料で一体的に形成してもよく、あるいは複数の材料を一体化して形成してもよい。
【００４５】
プリロードロッド１５は、金属材料、複合材料、合成樹脂材料などで形成され、その上部には連結部８との干渉を回避する開口部が形成された係合フレーム１５ａが設けられ、係合フレーム１５ａは連結部８から出力アーム９側に所定距離隔てた位置に係合している。プリロードロッド１５の下部はアクチュエータ２ａ，２ｂを固定する底板２ｃに係合している。プリロードロッド１５は引張り荷重が発生するように長さが調整され、可動部３ａ，３ｂの変位方向と平行な荷重を印加する機能を有する。
【００４６】
図２は図１に示すアクチュエータ装置１の動作原理を示す説明図であり、図２（ａ）は中立状態、図２（ｂ）は変位状態を示す。アクチュエータ２ａの可動部３ａが中立位置から−ｄだけ変位し、アクチュエータ２ｂの可動部３ｂが中立位置から＋ｄだけ変位すると、ベース部５ａから略三角形状に延出した弾性アーム６ａ，７ａの頂部が下方に変位しようとし、ベース部５ｂから略三角形状に延出した弾性アーム６ｂ，７ｂの頂部が上方に変位しようとする。すると、各頂部を連結する連結部８にはモーメントが作用し、頂部間距離の中点を角変位中心８ａとする角変位運動が生ずる。この角変位運動は出力アーム９によって大きな直線変位に変換される。そのためアクチュエータ２ａ，２ｂとして、たとえばピエゾ素子や磁歪素子など、出力変位が比較的小さいアクチュエータを使用した場合でも、大きな出力変位を得ることができる。
【００４７】
出力アーム９の角変位は、図１に示すように、出力ロッド１０との連結によって直線変位に変換される。出力ロッド１０には撓み変形を付与する板ばね部材１０ｂが設けられ、出力アーム９と出力ロッド１０との交差角度の変化を許容している。
【００４８】
拡大率は、アクチュエータ２ａ，２ｂの変位−ｄ，＋ｄに対する出力アーム９の出力変位Ｘの倍率として定義でき、弾性アーム６ａ，７ａのヒンジ点８ｄおよび弾性アーム６ｂ，７ｂのヒンジ点８ｅと角変位中心８ａとの距離α、出力アーム９のアーム長さβを用いて、ｄ：Ｘ＝α：βという関係が成立する。
【００４９】
アクチュエータ２ａ，２ｂは互いに逆位相で駆動することによって、温度変動などに起因してドリフトが生じた場合、可動部３ａ，３ｂの変位には同相成分として作用するため、出力アーム９の角変位には殆んど影響を与えない。
【００５０】
弾性アーム６ａ，７ａおよび弾性アーム６ｂ，７ｂは略三角形状を成すことによって、出力アーム９の長手方向に沿った外力に対する剛性を高めることができる。また、弾性アーム６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂのヤング率および断面二次モーメントを適切に設計することで所望の弾性定数での撓み変形が可能になり、円滑な角変位運動を実現できる。その結果、ベアリングなどの可動部分や摺動部分を排除することができ、高い耐久性、高い信頼性を達成できる。
【００５１】
たとえば、弾性変形部材４や出力アーム９の角変位支持にベアリングを使用した場合、荷重や作動速度などを考慮して耐久時間を見積もると、約７０時間と算出される。これに対して本発明のように弾性ヒンジ機構を使用した場合、材料の疲労損傷がないように応力レベルを設定することによって、ほぼ無限に近い寿命を達成できる。
【００５２】
また、弾性アーム６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂの幅寸法を増加したり、１本のアームを複数本構成とし幅方向に分散配置することによって、角変位面に直交する方向の外力に対する剛性を高めることができる。
【００５３】
支持アーム１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂは、アクチュエータ２ａ，２ｂの可動部３ａ，３ｂの倒れを支える。連結部８が角変位したり、出力アーム９を通じて外部反力が印加された場合、弾性アーム６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂに引張応力や圧縮応力が生じて、アクチュエータ２ａ，２ｂの可動部３ａ，３ｂに軸方向に対して垂直な方向に倒れようとする力が作用する。その対策として、ベース部５ａ，５ｂから外側に略平行に延出する複数の支持アーム１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂで可動部３ａ，３ｂの倒れを支えることによって、可動部変位方向と垂直な方向の荷重が作用するのを防止できる。
【００５４】
支持アーム１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂは略平行に延出して、平行リンク機構のように動作するため、ベース部５ａ，５ｂの直線変位を許容できる。また、支持アーム１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂのヤング率および断面二次モーメントを適切に設計することで所望の弾性定数での撓み変形が可能になり、円滑な平行リンク運動を実現できる。その結果、ベアリングなどの可動部分や摺動部分を排除することができ、高い耐久性、高い信頼性を達成できる。
【００５５】
プリロードロッド１５は、弾性変形部材４の中立状態において、角変位中心８ａから所定距離隔てた位置で下方にプリロード荷重Ｆｐを印加している。そのため、連結部８が中立状態から少しだけ角変位すると、プリロード荷重Ｆｐは角変位中心８ａの周りにモーメントとして働いて、連結部８の角変位運動が増強されるため、弾性変形部材を変形させるために必要な力を打ち消し、しかも出力アーム９の角変位量を増加させることができる。
【００５６】
また、プリロード荷重Ｆｐはアクチュエータ２ａ，２ｂに圧縮荷重を印加するため、圧縮強度が高く、引張り強度が低いアクチュエータ、たとえばピエゾ素子や磁歪素子を用いたアクチュエータにおいて、アクチュエータを保護できる。
【００５７】
図３は本発明の第２実施形態を示し、図３（ａ）は全体斜視図、図３（ｂ）はその部分拡大図である。アクチュエータ装置１は、２個のアクチュエータ２ａ，２ｂと、弾性変形部材４と、出力アーム９と、出力ロッド１０と、プリロードロッド１５などで構成され、全体構成は図１のものと同様であるが、弾性アーム６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂの延出方向が相違する。
【００５８】
アクチュエータ２ａ，２ｂ、出力アーム９、出力ロッド１０については、図１のものと同様であるため、重複説明を省く。
【００５９】
図３（ｂ）に示すように、弾性変形部材４には、アクチュエータ２ａの可動部３ａに装着されるベース部５ａと、アクチュエータ２ｂの可動部３ｂに装着されるベース部５ｂと、ベース部５ａの内側延長部分５ｃから上方に向かって略三角形状に延出する２本の弾性アーム６ａ，７ａと、ベース部５ｂの内側延長部分５ｄから上方に向かって略三角形状に延出する２本の弾性アーム６ｂ，７ｂと、弾性アーム６ａ，７ａの頂部と弾性アーム６ｂ，７ｂの頂部とを連結する連結部８と、ベース部５ａから外側に略平行に延出する複数（ここでは２本）の支持アーム１１ａ，１２ａと、支持アーム１１ａ，１２ａの各端部を固定するアーム固定部１３ａと、ベース部５ｂから外側に略平行に延出する複数（ここでは２本）の支持アーム１１ｂ，１２ｂと、支持アーム１１ｂ，１２ｂの各端部を固定するアーム固定部１３ｂなどが形成される。これらの各部分は同じ材料で一体的に形成してもよく、あるいは複数の材料を一体化して形成してもよい。
【００６０】
弾性アーム６ａ，７ａおよび弾性アーム６ｂ，７ｂは、略三角形状を成すことによって、出力アーム９の長手方向に沿った外力に対する剛性を高めることができる。
【００６１】
プリロードロッド１５は、金属材料、複合材料、合成樹脂材料などで形成され、その上端は連結部８の上方延長部分８ｂに設けられたピン８ｃに係合している。プリロードロッド１５の下部はアクチュエータ２ａ，２ｂを固定する底板２ｃに係合している。プリロードロッド１５は、連結部８との干渉を回避するように両側に２本設けられ、引張り荷重が発生するように長さが調整され、可動部３ａ，３ｂの変位方向と平行な荷重を印加する機能を有する。
【００６２】
アクチュエータ装置１の動作は、図１のものと同様であり、アクチュエータ２ａの可動部３ａが中立位置から−ｄだけ変位し、アクチュエータ２ｂの可動部３ｂが中立位置から＋ｄだけ変位すると、ベース部５ａから略三角形状に延出した弾性アーム６ａ，７ａの頂部が下方に変位しようとし、ベース部５ｂから略三角形状に延出した弾性アーム６ｂ，７ｂの頂部が上方に変位しようとする。すると、各頂部を連結する連結部８にはモーメントが作用し、頂部間距離の中点を角変位中心８ａとする角変位運動が生ずる。この角変位運動は出力アーム９によって大きな直線変位に変換される。そのためアクチュエータ２ａ，２ｂとして、たとえばピエゾ素子や磁歪素子など、出力変位が比較的小さいアクチュエータを使用した場合でも、大きな出力変位を得ることができる。
【００６３】
出力アーム９の角変位は、出力ロッド１０との連結によって直線変位に変換される。出力ロッド１０には撓み変形を付与する板ばね部材１０ｂが設けられ、出力アーム９と出力ロッド１０との交差角度の変化を許容している。
【００６４】
図４は本発明の第３実施形態を示し、図４（ａ）は全体斜視図、図４（ｂ）はその部分拡大図である。アクチュエータ装置１は、２個のアクチュエータ２ａ，２ｂと、弾性変形部材４と、出力アーム９と、出力ロッド１０と、プリロードロッド１５などで構成され、全体構成は図１のものと同様であるが、弾性変形部材４の形状が相違する。
【００６５】
アクチュエータ２ａ，２ｂは、ピエゾ素子や磁歪素子などで構成され、その可動部３ａ，３ｂが互いに平行かつ逆位相で変位するように駆動される。
【００６６】
弾性変形部材４は、金属材料、複合材料、合成樹脂材料などで形成され、アクチュエータ２ａ，２ｂの可動部３ａ，３ｂを架け渡すように装着される。
【００６７】
図４（ｂ）に示すように、弾性変形部材４には、アクチュエータ２ａの可動部３ａに装着されるベース部５ａと、アクチュエータ２ｂの可動部３ｂに装着されるベース部５ｂと、ベース部５ａからベース部５ｂに向かってＸ字状に交差するように延出する２本の弾性アーム６ａ，７ａと、ベース部５ｂからベース部５ａに向かってＸ字状に交差するように延出する２本の弾性アーム６ｂ，７ｂと、弾性アーム６ａ，７ａの各端部と弾性アーム６ｂ，７ｂの各端部とを連結する連結部８と、ベース部５ａから外側に略平行に延出する複数（ここでは２本）の支持アーム１１ａ，１２ａと、支持アーム１１ａ，１２ａの各端部を固定するアーム固定部１３ａと、ベース部５ｂから外側に略平行に延出する複数（ここでは２本）の支持アーム１１ｂ，１２ｂと、支持アーム１１ｂ，１２ｂの各端部を固定するアーム固定部１３ｂなどが形成される。これらの各部分は同じ材料で一体的に形成してもよく、あるいは複数の材料を一体化して形成してもよい。
【００６８】
図４では、弾性アーム６ａ，６ｂを含む部材を中心として、弾性アーム７ａ，７ｂを含む２つの部材をその両側に配置し一体化した構成を例示する。弾性アーム６ａ，７ａおよび弾性アーム６ｂ，７ｂは、交差部分で互いに干渉しないように一定の隙間を介して配置される。ベース部５ａ，５ｂおよび連結部８は、それぞれ一体化されている。
【００６９】
アクチュエータ２ａ，２ｂの本体は、固定部材１４によって挟持、固定され、アーム固定部１３ａ，１３ｂも固定部材１４の両端に固定される。
【００７０】
出力アーム９は、金属材料、複合材料、合成樹脂材料などで形成され、２個のアーム部材９ａ，９ｂが連結部８の上部を両側から挟持するように構成され、連結部８の角変位を伝達して、その回転半径を拡大する機能を有する。
【００７１】
出力ロッド１０は、金属材料、複合材料、合成樹脂材料などで形成され、出力アーム９の先端に連結され、出力アーム９の角変位に応じて長手方向に沿って直線変位して、たとえばロータブレードに取り付けられたフラップ駆動に利用される。出力ロッド１０には、出力アーム９のアーム部材９ａ，９ｂによって挟持される連結部材１０ａと、出力ロッド１０に撓み変形を付与する板ばね部材１０ｂと、ロッド本体１０ｃなどが形成される。これらの各部分は同じ材料で一体的に形成してもよく、あるいは複数の材料を一体化して形成してもよい。
【００７２】
プリロードロッド１５は、金属材料、複合材料、合成樹脂材料などで形成され、その上端は連結部８の上方に設けられたピン８ｃに係合している。プリロードロッド１５の下部はアクチュエータ２ａ，２ｂを固定する底板２ｃに係合している。プリロードロッド１５は、連結部８との干渉を回避するように両側に２本設けられ、引張り荷重が発生するように長さが調整され、可動部３ａ，３ｂの変位方向と平行な荷重を印加する機能を有する。
【００７３】
図５は図４に示すアクチュエータ装置１の動作原理を示す説明図であり、図５（ａ）は中立状態、図５（ｂ）は変位状態を示す。アクチュエータ２ａの可動部３ａが中立位置から−ｄだけ変位し、アクチュエータ２ｂの可動部３ｂが中立位置から＋ｄだけ変位すると、ベース部５ａからＸ字状に延出した弾性アーム６ａ，７ａの各端部が下方に変位しようとし、ベース部５ｂからＸ字状に延出した弾性アーム６ｂ，７ｂの各端部が上方に変位しようとする。すると、連結部８の上部でアーム端部が連結された上部連結部分および連結部８の下部でアーム端部が連結された下部連結部分には同じ回転方向のモーメントが作用し、上部連結部分と下部連結部分の間の中点を角変位中心８ａとする角変位運動が生ずる。この角変位運動は出力アーム９によって大きな直線変位に変換される。そのためアクチュエータ２ａ，２ｂとして、たとえばピエゾ素子や磁歪素子など、出力変位が比較的小さいアクチュエータを使用した場合でも、大きな出力変位を得ることができる。
【００７４】
出力アーム９の角変位は、図４に示すように、出力ロッド１０との連結によって直線変位に変換される。出力ロッド１０には撓み変形を付与する板ばね部材１０ｂが設けられ、出力アーム９と出力ロッド１０との交差角度の変化を許容している。
【００７５】
拡大率は、アクチュエータ２ａ，２ｂの変位−ｄ，＋ｄに対する出力アーム９の出力変位Ｘの倍率として定義でき、ベース部５ａ，５ｂと角変位中心８ａとの距離α、出力アーム９のアーム長さγを用いて、ｄ：Ｘ＝α／２：γという関係が成立する。
【００７６】
アクチュエータ２ａ，２ｂは互いに逆位相で駆動することによって、温度変動などに起因してドリフトが生じた場合、可動部３ａ，３ｂの変位には同相成分として作用するため、出力アーム９の角変位には殆んど影響を与えない。
【００７７】
弾性アーム６ａ，７ａおよび弾性アーム６ｂ，７ｂはそれぞれＸ字状に交差し、各アームを斜辺とする三角形状の支持構造を成すことによって、出力アーム９の長手方向に沿った外力に対する剛性を高めることができる。また、弾性アーム６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂのヤング率および断面二次モーメントを適切に設計することで所望の弾性定数での撓み変形が可能になり、円滑な角変位運動を実現できる。その結果、ベアリングなどの可動部分や摺動部分を排除することができ、高い耐久性、高い信頼性を達成できる。
【００７８】
また、弾性アーム６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂの幅寸法を増加したり、１本のアームを複数本構成とし幅方向に分散配置することによって、角変位面に直交する方向の外力に対する剛性を高めることができる。
【００７９】
支持アーム１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂは、アクチュエータ２ａ，２ｂの可動部３ａ，３ｂの倒れを支える、連結部８が角変位したり、出力アーム９を通じて外部反力が印加された場合、弾性アーム６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂに引張応力や圧縮応力が生じて、アクチュエータ２ａ，２ｂの可動部３ａ，３ｂに軸方向に対して垂直な方向に倒れようとする力が作用する。その対策として、ベース部５ａ，５ｂから外側に略平行に延出する複数の支持アーム１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂで可動部３ａ，３ｂの倒れを支えることによって、可動部変位方向と垂直な方向の荷重が作用するのを防止できる。
【００８０】
支持アーム１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂは略平行に延出して、平行リンク機構のように動作するため、ベース部５ａ，５ｂの直線変位を許容できる。また、支持アーム１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂのヤング率および断面二次モーメントを適切に設計することで所望の弾性定数での撓み変形が可能になり、円滑な平行リンク運動を実現できる。その結果、ベアリングなどの可動部分や摺動部分を排除することができ、高い耐久性、高い信頼性を達成できる。
【００８１】
プリロードロッド１５は、弾性変形部材４の中立状態において、角変位中心８ａから所定距離隔てた位置で下方にプリロード荷重Ｆｐを印加している。そのため、連結部８が中立状態から少しだけ角変位すると、プリロード荷重Ｆｐは角変位中心８ａの周りにモーメントとして働いて、連結部８の角変位運動が増強されるため、弾性変形部材を変形させるために必要な力を打ち消し、しかも出力アーム９の角変位量を増加させることができる。
【００８２】
また、プリロード荷重Ｆｐはアクチュエータ２ａ，２ｂに圧縮荷重を印加するため、圧縮強度が高く、引張り強度が低いアクチュエータ、たとえばピエゾ素子や磁歪素子を用いたアクチュエータにおいて、アクチュエータを保護できる。
【００８３】
図６は本発明の第４実施形態を示し、図６（ａ）は全体図、図６（ｂ）はアーム部材の拡大図である。アクチュエータ装置１は、２個のアクチュエータ２ａ，２ｂと、弾性変形部材４と、出力アーム９と、出力ロッド１０と、プリロードロッド１５などで構成され、全体構成は図４のものと同様であるが、図６（ｂ）に示すように、弾性アーム６ａ，６ｂおよび支持アーム１１ａ，１１ｂが１枚の弾性板材で構成され、弾性アーム７ａ，７ｂおよび支持アーム１２ａ，１２ｂが１枚の弾性板材で構成される点が相違する。
【００８４】
アクチュエータ２ａ，２ｂ、出力アーム９、出力ロッド１０、プリロードロッド１５については、図４のものと同様であるため、重複説明を省く。
【００８５】
図６（ａ）に示すように、弾性変形部材４には、アクチュエータ２ａの可動部３ａに装着されるベース部５ａと、アクチュエータ２ｂの可動部３ｂに装着されるベース部５ｂと、ベース部５ａからベース部５ｂに向かってＸ字状に交差するように延出する２本の弾性アーム６ａ，７ａと、ベース部５ｂからベース部５ａに向かってＸ字状に交差するように延出する２本の弾性アーム６ｂ，７ｂと、弾性アーム６ａ，７ａの各端部と弾性アーム６ｂ，７ｂの各端部とを連結する連結部８と、ベース部５ａから外側に略平行に延出する複数（ここでは２本）の支持アーム１１ａ，１２ａと、支持アーム１１ａ，１２ａの各端部を固定するアーム固定部１３ａと、ベース部５ｂから外側に略平行に延出する複数（ここでは２本）の支持アーム１１ｂ，１２ｂと、支持アーム１１ｂ，１２ｂの各端部を固定するアーム固定部１３ｂなどが形成される。
【００８６】
中央の弾性板材は、連結部８の下面、ベース部５ａ，５ｂの上面およびアーム固定部１３ａ，１３ｂの上面にねじ等で固定され、弾性アーム６ａ，６ｂおよび支持アーム１１ａ，１１ｂとして機能する。両側の弾性板材は、連結部８の上面、ベース部５ａ，５ｂの下面およびアーム固定部１３ａ，１３ｂの下面にねじ等で固定され、弾性アーム７ａ，７ｂおよび支持アーム１２ａ，１２ｂとして機能する。
【００８７】
弾性アーム６ａ，７ａおよび弾性アーム６ｂ，７ｂはそれぞれＸ字状に交差し、各アームを斜辺とする三角形状の支持構造を成すことによって、出力アーム９の長手方向に沿った外力に対する剛性を高めることができる。
【００８８】
アクチュエータ装置１の動作は、図４のものと同様であり、アクチュエータ２ａの可動部３ａが中立位置から−ｄだけ変位し、アクチュエータ２ｂの可動部３ｂが中立位置から＋ｄだけ変位すると、ベース部５ａからＸ字状に延出した弾性アーム６ａ，７ａの各端部が下方に変位しようとし、ベース部５ｂからＸ字状に延出した弾性アーム６ｂ，７ｂの各端部が上方に変位しようとする。すると、連結部８の上部でアーム端部が連結された上部連結部分および連結部８の下部でアーム端部が連結された下部連結部分には同じ回転方向のモーメントが作用し、上部連結部分と下部連結部分の間の中点を角変位中心８ａとする角変位運動が生ずる。この角変位運動は出力アーム９によって大きな直線変位に変換される。そのためアクチュエータ２ａ，２ｂとして、たとえばピエゾ素子や磁歪素子など、出力変位が比較的小さいアクチュエータを使用した場合でも、大きな出力変位を得ることができる。
【００８９】
出力アーム９の角変位は、出力ロッド１０との連結によって直線変位に変換される。出力ロッド１０には撓み変形を付与する板ばね部材１０ｂが設けられ、出力アーム９と出力ロッド１０との交差角度の変化を許容している。
【００９０】
図７は、本発明の第５実施形態を示す全体斜視図である。アクチュエータ装置１は、２個のアクチュエータ２ａ，２ｂと、弾性変形部材４と、角変位部材１８と、出力アーム９と、出力ロッド１０と、プリロードロッド１５などで構成される。
【００９１】
アクチュエータ２ａ，２ｂは、ピエゾ素子や磁歪素子などで構成され、その可動部３ａ，３ｂが互いに平行かつ逆位相で変位するように駆動される。アクチュエータ２ａ，２ｂの本体は、固定部材１４によって挟持、固定される。
【００９２】
角変位部材１８は、アクチュエータ２ａの可動部３ａと連動する連動部１８ａと、アクチュエータ２ｂの可動部３ｂと連動する連動部１８ｂと、弾性変形部材４の可動端に固定される支持部１８ｃを有する。
【００９３】
角変位部材１８と可動部３ａ，３ｂとを固定した場合、角変位部材１８の角変位によって可動部３ａ，３ｂに曲げモーメントが発生する。そのため可動部３ａ，３ｂの途中に撓み変形を許容する薄肉部を形成して、曲げモーメントを吸収している。
【００９４】
弾性変形部材４は、金属材料、複合材料、合成樹脂材料などで板状に形成され、可動部３ａ，３ｂとの干渉を回避するための切欠きが形成されている。弾性変形部材４の固定端は、固定部材１４から外側に延出する延出部１４ａに固定される。弾性変形部材４の固定端および可動端は、可動部３ａ，３ｂより外側にそれぞれ設定することが好ましく、これによって弾性変形部材４の撓み長を長く確保できる。
【００９５】
出力アーム９は、金属材料、複合材料、合成樹脂材料などで形成され、角変位部材１８の中心から垂直方向に延出するように形成され、角変位部材１８の角変位を伝達して、その回転半径を拡大する機能を有する。出力アーム９は角変位部材１８と一体的に形成してもよく、別部材として連結してもよい。
【００９６】
出力ロッド１０は、金属材料、複合材料、合成樹脂材料などで形成され、出力アーム９の先端に連結され、出力アーム９の角変位に応じて長手方向に沿って直線変位して、たとえばロータブレードに取り付けられたフラップ駆動に利用される。出力ロッド１０には、出力アーム９に連結される連結部材１０ａと、出力ロッド１０に撓み変形を付与する板ばね部材１０ｂと、ロッド本体１０ｃなどが形成される。これらの各部分は同じ材料で一体的に形成してもよく、あるいは複数の材料を一体化して形成してもよい。
【００９７】
プリロードロッド１５は、金属材料、複合材料、合成樹脂材料などで形成され、その上端は角変位部材１８の上方に設けられたピン８ｃに係合している。プリロードロッド１５の下部はアクチュエータ２ａ，２ｂを固定する底板２ｃに係合している。プリロードロッド１５は、角変位部材１８および弾性変形部材４との干渉を回避するように両側に２本設けられ、引張り荷重が発生するように長さが調整され、可動部３ａ，３ｂの変位方向と平行な荷重を印加する機能を有する。
【００９８】
図８は図７に示すアクチュエータ装置１の動作原理を示す説明図であり、図８（ａ）は中立状態、図８（ｂ）は変位状態を示す。アクチュエータ２ａの可動部３ａが中立位置から＋ｄだけ変位し、アクチュエータ２ｂの可動部３ｂが中立位置から−ｄだけ変位すると、連動部１８ａ，１８ｂも中立位置から＋ｄ，−ｄだけそれぞれ変位し、角変位部材１８は可動部間距離の中点を角変位中心８ａとする角変位運動が生ずる。この角変位運動は出力アーム９によって大きな直線変位に変換される。そのためアクチュエータ２ａ，２ｂとして、たとえばピエゾ素子や磁歪素子など、出力変位が比較的小さいアクチュエータを使用した場合でも、大きな出力変位を得ることができる。
【００９９】
出力アーム９の角変位は、図７に示すように、出力ロッド１０との連結によって直線変位に変換される。出力ロッド１０には撓み変形を付与する板ばね部材１０ｂが設けられ、出力アーム９と出力ロッド１０との交差角度の変化を許容している。
【０１００】
拡大率は、アクチュエータ２ａ，２ｂの変位＋ｄ，−ｄに対する出力アーム９の出力変位Ｘの倍率として定義でき、可動部３ａ，３ｂと角変位中心８ａとの距離α、出力アーム９のアーム長さβを用いて、ｄ：Ｘ＝α：βという関係が成立する。
【０１０１】
アクチュエータ２ａ，２ｂは互いに逆位相で駆動することによって、温度変動などに起因してドリフトが生じた場合、可動部３ａ，３ｂの変位には同相成分として作用するため、出力アーム９の角変位には殆んど影響を与えない。
【０１０２】
弾性変形部材４のヤング率および断面二次モーメントを適切に設計することで所望の弾性定数での撓み変形が可能になり、円滑な角変位運動を実現できる。その結果、ベアリングなどの可動部分や摺動部分を排除することができ、高い耐久性、高い信頼性を達成できる。
【０１０３】
たとえば、弾性変形部材４や出力アーム９の角変位支持にベアリングを使用した場合、荷重や作動速度などを考慮して耐久時間を見積もると、約７０時間と算出される。これに対して本発明のように弾性ヒンジ機構を使用した場合、材料の疲労損傷がないように応力レベルを設定することによって、ほぼ無限に近い寿命を達成できる。
【０１０４】
また、弾性変形部材４の幅寸法を増加したり、複数本構成とし幅方向に分散配置することによって、角変位面に直交する方向の外力に対する剛性を高めることができる。
【０１０５】
また、弾性変形部材４を出力ロッド１０とほぼ平行に配置することによって、出力ロッド１０からの外部反力を弾性変形部材４の引張り剛性で対抗できる。
【０１０６】
プリロードロッド１５は、弾性変形部材４の中立状態において、角変位中心８ａから所定距離隔てた位置で下方にプリロード荷重Ｆｐを印加している。そのため、角変位部材１８が中立状態から少しだけ角変位すると、プリロード荷重Ｆｐは角変位中心８ａの周りにモーメントとして働いて、角変位部材１８の角変位運動が増強されるため、弾性変形部材を変形させるために必要な力を打ち消し、しかも出力アーム９の角変位量を増加させることができる。
【０１０７】
また、プリロード荷重Ｆｐはアクチュエータ２ａ，２ｂに圧縮荷重を印加するため、圧縮強度が高く、引張り強度が低いアクチュエータ、たとえばピエゾ素子や磁歪素子を用いたアクチュエータにおいて、アクチュエータを保護できる。
【０１０８】
図９は弾性変形部材４によるプリロードを示す説明図であり、図９（ａ）はプリロードなしの状態、図９（ｂ）はプリロードありの状態を示す。角変位部材１８が中立状態のとき弾性変形部材４は直線的な形状であるが、弾性変形部材４の固定位置や固定角度を調整することで、アクチュエータ２ａ，２ｂの可動部３ａ，３ｂに対してプリロード圧縮荷重Ｆｐを印加できる。このとき、図９（ｂ）に示すように、角変位中心８ａ付近で剪断変形が生じている。
【０１０９】
弾性変形部材４によるプリロードは、プリロードロッド１５の代替手段としてもよく、あるいはプリロードロッド１５と併用してもよい。こうしたプリロード圧縮荷重を印加することによって、圧縮強度が高く、引張り強度が低いアクチュエータ、たとえばピエゾ素子や磁歪素子を用いたアクチュエータを保護できる。
【０１１０】
図１０は、角変位部材１８と可動部３ａ，３ｂとを点接触とした例を示す説明図である。角変位部材１８と可動部３ａ，３ｂとを点接触させた場合、角変位部材１８が角変位しても可動部３ａ，３ｂに曲げモーメントが生じないため、薄肉部を形成する必要がない。そのため可動部３ａ，３ｂの強度を向上できる。
【０１１１】
図１１は、本発明に係るフラップ駆動装置の一例を示す構成図である。フラップ２２は、ヘリコプタのロータブレードの後縁にヒンジ軸２２ａ周りに角変位自在に取り付けられる。出力ロッド１０は、ヒンジ軸２２ａから所定アーム長でフラップ２２に連結される。
【０１１２】
フラップ２２には、フラップ２２のピッチ角を検出するフラップ角センサ２２ｂが設けられる。アクチュエータ２ａ，２ｂには、可動部３ａ，３ｂの変位を検出するストロークセンサ３３ａ，３３ｂが設けられる。各センサからの検出信号は信号処理回路６６に入力され、互いに逆位相となるフラップ駆動信号をデジタル信号として出力する。Ｄ／Ａ変換器６７ａ，６７ｂは、逆位相のフラップ駆動信号をアナログ信号に変換し、増幅器６８ａ，６８ｂを経由して、アクチュエータ２ａ，２ｂを駆動する。こうしたフィードバック制御によってフラップ２２のピッチ角を高精度に制御することができる。
【０１１３】
本発明のアクチュエータ装置を用いることによって、小型で軽量なフラップ駆動装置を実現できるため、これをブレードなどに搭載することによって、ロータブレードの空力特性の改善が図られ、ヘリコプタ騒音の低減化を達成できる。
【０１１４】
【発明の効果】
以上詳説したように本発明によれば、第１弾性アームおよび第２弾性アームは三角形状の支持構造を成すことによって、出力アームの長手方向に沿った外力に対する剛性を高めることができる。そして第１および第２アクチュエータが逆位相で変位するとき、第１および第２弾性アームの頂部は、それぞれ第１および第２ベース部に対して角変位を許容しつつ、各アクチュエータの変位方向には変位しないように略三角形状の一部を成す。また、弾性アームのヤング率および断面二次モーメントを適切に設計することで所望の弾性定数での撓み変形が可能になり、円滑な角変位運動を実現できる。その結果、ベアリングなどの可動部分や摺動部分を排除することができ、高い耐久性、高い信頼性を達成できる。
【０１１５】
また、第１支持アームおよび第２支持アームは略平行に延出して、平行リンク機構のように動作するため、第１ベース部および第２ベース部の直線変位を許容しつつ、可動部の倒れを支持できる。そして第１および第２アクチュエータが逆位相で変位するとき、連結部が角変位しつつ各アクチュエータの変位方向には変位しないように、第１および第２弾性アームがＸ字状に構成される。また、支持アームのヤング率および断面二次モーメントを適切に設計することで所望の弾性定数での撓み変形が可能になり、円滑な平行リンク運動を実現できる。その結果、ベアリングなどの可動部分や摺動部分を排除することができ、高い耐久性、高い信頼性を達成できる。
【０１１６】
また本発明によれば、アクチュエータの直線変位を角変位に変換する角変位部材を弾性的に支持することによって、円滑な角変位運動を実現できる。その結果、ベアリングなどの可動部分や摺動部分を排除することができ、高い耐久性、高い信頼性を達成できる。
【０１１７】
また、プリロード荷重を印加することによって、連結部の角変位運動が増強されるため、弾性変形部材を変形させるために必要な力を打ち消し、しかも出力アームの角変位量を増加させることができる。また、アクチュエータに圧縮荷重を印加できるため、アクチュエータを保護できる。
【０１１８】
また、出力ロッドに板ばね部材を設けることによって、出力アームと出力ロッドとの交差角度の変化を許容できるため、出力ロッドの軸振れを緩和できる。
【０１１９】
また本発明によれば、小型で軽量なフラップ駆動装置を実現できるため、これをブレードなどに搭載することによって、ロータブレードの空力特性の改善が図られ、ヘリコプタ騒音の低減化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、図１（ａ）は全体斜視図、図１（ｂ）はその部分拡大図である。
【図２】図１に示すアクチュエータ装置１の動作原理を示す説明図であり、図２（ａ）は中立状態、図２（ｂ）は変位状態を示す。
【図３】本発明の第２実施形態を示し、図３（ａ）は全体斜視図、図３（ｂ）はその部分拡大図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示し、図４（ａ）は全体斜視図、図４（ｂ）はその部分拡大図である。
【図５】図４に示すアクチュエータ装置１の動作原理を示す説明図であり、図５（ａ）は中立状態、図５（ｂ）は変位状態を示す。
【図６】本発明の第４実施形態を示し、図６（ａ）は全体図、図６（ｂ）はアーム部材の拡大図である。
【図７】本発明の第５実施形態を示す全体斜視図である。
【図８】図７に示すアクチュエータ装置１の動作原理を示す説明図であり、図８（ａ）は中立状態、図８（ｂ）は変位状態を示す。
【図９】弾性変形部材４によるプリロードを示す説明図であり、図９（ａ）はプリロードなしの状態、図９（ｂ）はプリロードありの状態を示す。
【図１０】角変位部材１８と可動部３ａ，３ｂとを点接触とした例を示す説明図である。
【図１１】本発明に係るフラップ駆動装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１  アクチュエータ装置
２ａ，２ｂ  アクチュエータ
２ｃ  底板
３ａ，３ｂ  可動部
４  弾性変形部材
５ａ，５ｂ  ベース部
６ａ，７ａ，６ｂ，７ｂ  弾性アーム
８  連結部
８ａ  角変位中心
９  出力アーム
１０  出力ロッド
１０ａ  連結部材
１０ｂ  板ばね部材
１０ｃ  ロッド本体
１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂ  支持アーム
１３ａ，１３ｂ  アーム固定部
１５  プリロードロッド
１８  角変位部材
【図１】
0003546011.tif 000002
【図２】
0003546011.tif 000003
【図３】
0003546011.tif 000004
【図４】
0003546011.tif 000005
【図５】
0003546011.tif 000006
【図６】
0003546011.tif 000007
【図７】
0003546011.tif 000008
【図８】
0003546011.tif 000009
【図９】
0003546011.tif 000010
【図１０】
0003546011.tif 000011
【図１１】
0003546011.tif 000012