(57)【要約】【課題】固着状態、モータ停止等が発生した場合であっても、アクチュエータを駆動させる。【解決手段】電動アクチュエータ２は、筒状に形成されるハウジング３と、該ハウジング３内に収容されて電動モータ４により一方が回転することにより他方が直線状に変位して出力部が進退する第１スクリュー及び第２スクリューを有するスクリュー機構と、第１スクリュー及び第２スクリューのうちの一方の入力側スクリューに対して軸心方向に変位不能且つ回転自在に設けられたピストン部２０と、を有する。ハウジング３には、ピストン部２０よりも退避方向側の第１空間Ｓ１に連通する第１ポート５と、ピストン部２０よりも進出方向側の第２空間Ｓ２に連通する第２ポート６と、が形成されている。【選択図】図３
2015081673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に形成されるハウジングと、
前記ハウジング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である入力側スクリューを回転させる電動モータと、
前記電動モータの回転力を前記入力側スクリューに伝達し、且つ前記電動モータに対する前記入力側スクリューの軸心方向へのスライドを許容するスライド支持機構と、
前記第１スクリュー及び前記第２スクリューのうちの他方のスクリューである出力側スクリューに連結され又は設けられて前記ハウジングの一端側から外部へ突出し、前記ハウジングの筒軸方向に沿って該ハウジングから進出する進出方向と、該ハウジング内に退避する退避方向とに進退可能な出力部と、
前記ハウジング内における前記出力側スクリューよりも前記退避方向側に配置され、前記入力側スクリューに対して該入力側スクリューの軸心方向に変位不能且つ回転自在に設けられたピストン部と、
前記ハウジング内における前記ピストン部よりも前記退避方向側の空間である第１圧力室、前記出力側スクリューよりも前記進出方向側の空間である第２圧力室、及び、前記出力側スクリューと前記ピストン部との間の空間である第３圧力室と、を備え、
前記ピストン部は、前記第１圧力室内の圧力及び前記第３圧力室内の圧力が調整されることにより、前記ハウジングの筒軸方向における所定位置となるように制御され、
前記ハウジングに設けられ、前記第１圧力室を外部と連通する第１ポート、及び前記第２圧力室を外部と連通する第２ポート、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２】
請求項１に記載の電動アクチュエータにおいて、
前記ピストン部は、外周側が前記ハウジングの内周面に対して該ハウジングの筒軸方向に摺動自在であるとともに、内周側が軸受を介して前記入力側スクリューを回転自在に保持していることを特徴とする、電動アクチュエータ。
【請求項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、
前記出力側スクリューには、前記第２圧力室と前記第３圧力室とを連通する連通路が形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】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動アクチュエータにおいて、
前記第１スクリューは、前記電動モータによって回転させられる前記入力側スクリューとして設けられ、
前記第２スクリューは、前記出力部が連結され又は設けられる前記出力側スクリューとして設け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と、
前記電動アクチュエータの第１ポートに接続される第１流路、前記電動アクチュエータの第２ポートに接続される第２流路、及び、前記第１流路を介して前記電動アクチュエータの第１圧力室に流体を供給する第１状態と前記第２流路を介して前記電動アクチュエータの第２圧力室に流体を供給する第２状態とに切替可能な切替機構、を有する流体回路と、
を備えていることを特徴とする、アクチュエータユニット。
【請求項６】
請求項５に記載のアクチュエータユニットにおいて、
前記流体回路は、ポンプ、及び該ポンプの吐出側に連通する流体供給流路を更に有し、
前記切替機構は、
前記第１流路と前記流体供給流路とを連通する第１位置と、前記第２流路と前記流体供給流路とを連通する第２位置と、に切替可能な第１切替弁と、
前記第１切替弁が前記第１位置又は前記第２位置となるように該第１切替弁の位置を制御することにより、前記第１状態と前記第２状態とを切り替える制御部と
を更に有していることを特徴とする、アクチュエータユニット。
【請求項７】
請求項６に記載のアクチュエータユニットにおいて、
前記第１流路は、前記第１ポート側の第１ポート側流路と、前記第１切替弁側の切替弁側第１流路とを有し、
前記第２流路は、前記第２ポート側の第２ポート側流路と、前記第１切替弁側の切替弁側第２流路とを有し、
前記切替機構は、前記第１流路及び前記第２流路に跨るように設けられ、前記第１ポート側流路と前記切替弁側第１流路とを連通し且つ前記第２ポート側流路と前記切替弁側第２流路とを連通する給排位置と、前記第１ポート側流路と前記第２ポート側流路とを連通するバイパス位置と、に切替可能な第２切替弁、を更に有し、
前記制御部は、前記第２切替弁が前記給排位置又は前記バイパス位置となるように該第２切替弁の位置を制御するようにも構成されていることを特徴とする、アクチュエータユニット。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載のアクチュエータユニットにおいて、
前記第１切替弁は、
筒状に形成され、前記出力部の進退方向に沿う方向に延びるように設けられるスリーブ部と、
前記スリーブ部に収容され、該スリーブ部の筒軸方向における前記進出方向側に変位することにより前記第１切替弁を前記第２位置に切り替える一方、前記スリーブ部の筒軸方向における前記退避方向側に変位することにより前記第１切替弁を前記第１位置に切り替えるスプール部と、を有し、
前記ピストン部と前記スプール部とを連結する連結機構、を更に備えていることを特徴とする、アクチュエータユニット。
【請求項９】
請求項８に記載のアクチュエータユニットにおいて、
前記連結機構は、
一端側が前記ピストン部に連結され、前記ピストン部が進退する方向に沿って延びるように設けられた第１リンク部材と、
一端側が前記第１リンク部材の他端側に揺動自在に連結され、該第１リンク部材と交差する方向に沿って延びるように設けられた第２リンク部材と、
一端側が前記スプール部に固定され、前記第１リンク部材が延びる方向に沿って延びるように設けられ、他端側が、前記第２リンク部材における該第２リンク部材が延びる方向の中途部分に揺動自在に連結された第３リンク部と、を有し、
前記リンク機構を、前記第２リンク部材の他端部を固定するロック状態と、該他端部の固定を解除するロック解除状態と、に切替可能なリンク端部ロック機構を更に備えていることを特徴とする、アクチュエータユニット。
【請求項１０】
請求項９に記載のアクチュエータユニットにおいて、
前記リンク端部ロック機構は、筒状のシリンダと、それぞれが前記シリンダの筒軸方向に沿って摺動可能な一対のピストンと、を有し、前記一対のピストンで前記第２リンク部材の他端部を挟んで保持することにより前記リンク機構が前記ロック状態となる一方、前記一対のピストンが互いに離間することにより前記リンク機構が前記ロック解除状態となるように構成されていることを特徴とする、アクチュエータユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュー機構を有し、直線方向の駆動力を出力する電動アクチュエータ、及び電動アクチュエータを備えたアクチュエータユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
上記の電動アクチュエータは、スクリュー機構において、こじり或い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。
【０００４】
特許文献１においては、第１の電動アクチュエータと第２の電動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の電動アクチュエータ及び第２の電動アクチュエータは、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の電動アクチュエータ及び第２の電動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の電動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の電動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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５２１４９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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において、固着状態が発生したり、電力供給の不具合又は故障等に起因して電動モータが停止したりすると、電動アクチュエータを駆動できなくなってしまう。
【０００７】
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、固着状態、モータ停止等が発生した場合であっても、アクチュエータを駆動させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（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、筒状に形成されるハウジングと、前記ハウジング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である入力側スクリューを回転させる電動モータと、前記電動モータの回転力を前記入力側スクリューに伝達し、且つ前記電動モータに対する前記入力側スクリューの軸心方向へのスライドを許容するスライド支持機構と、前記第１スクリュー及び前記第２スクリューのうちの他方のスクリューである出力側スクリューに連結され又は設けられて前記ハウジングの一端側から外部へ突出し、前記ハウジングの筒軸方向に沿って該ハウジングから進出する進出方向と、該ハウジング内に退避する退避方向とに進退可能な出力部と、前記ハウジング内における前記出力側スクリューよりも前記退避方向側に配置され、前記入力側スクリューに対して該入力側スクリューの軸心方向に変位不能且つ回転自在に設けられたピストン部と、前記ハウジング内における前記ピストン部よりも前記退避方向側の空間である第１圧力室、前記出力側スクリューよりも前記進出方向側の空間である第２圧力室、及び、前記出力側スクリューと前記ピストン部との間の空間である第３圧力室と、を備え、前記ピストン部は、前記第１圧力室内の圧力及び前記第３圧力室内の圧力が調整されることにより、前記ハウジングの筒軸方向における所定位置となるように制御され、前記ハウジングに設けられ、前記第１圧力室を外部と連通する第１ポート、及び前記第２圧力室を外部と連通する第２ポート、を更に備えている。
【０００９】
この構成では、電動モータが駆動すると、当該回転力によって入力側スクリューも回転する。そうすると、当該回転力が出力側スクリューに伝達されるため、当該出力側スクリューに連結され又は設けられた出力部が、直線方向に沿って進退する。
【００１０】
なお、このとき、ピストン部は、第１圧力室内の圧力及び第３圧力室内の圧力が調整されることにより、ハウジングを基準とした所定位置となるように制御される。こうすると、ハウジングに対する入力側スクリューの軸心方向の位置が一義的に決まるため、例えば一例として電動モータの回転角度を検出することにより、出力部の進退方向における位置が一義的に決まる。これにより、例えば、電動モータの回転角度を制御することで、出力部の進退方向における位置を制御できる。
【００１１】
上述のように、ピストン部がハウジング内における所定位置となるように制御された状態において、入力側スクリューが電動モータによって回転駆動させられると、出力側スクリューが入力側スクリュー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、出力部を、ハウジングを基準とした所望の位置に動かすことができるため、出力部に連結された各種機器を所望の位置又は状態に駆動することができる。
【００１２】
そして、この構成では、スクリュー機構において固着状態（ジャム状態）が発生し、入力側スクリューと出力側スクリューとが相対的に回転不能となった場合であっても、互いに一体化された状態の入力側スクリュー及び出力側スクリューを、流体の圧力によってハウジングに対して進退できる。具体的には、スクリュー機構に固着状態が発生した場合、第１ポートを介して第１圧力室に流体を供給でき、又は、第２ポートを介して第２圧力室に流体を供給できる。
【００１３】
第１圧力室に流体が供給されると、ピストン部が出力部側へ押圧されて変位する。そうすると、該ピストン部及び入力側スクリューとともに、出力側スクリューも同じ方向へ変位する。これにより、出力部がハウジングから突出するように進出する。一方、第２圧力室に流体が供給されると、出力側スクリューがピストン部側へ押圧される。これにより、出力部がハウジング側へ退避する。なお、このとき、ピストン部は、出力側スクリューとともにピストン部側へ変位する入力側スクリューによって、出力側スクリューの退避方向側へ移動させられる。
【００１４】
よって、この構成では、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出力部をハウジングに対して進退可能な電動アクチュエータを提供できる。しかも、この進退動作は、上述のように流体の圧力を動力源として行われる。よって、例えば何らかの原因により電動モータが駆動しなくなった場合等であっても、上記進退動作が行われる。なお、上記流体圧力による出力部の作動時において、出力部の進退方向における位置を制御するためには、例えば一例として、以下のような方法が挙げられる。具体的には、ハウジング（又はハウジングに対して固定された電動モータの出力軸）に対するピストン部の進退方向における位置（前後位置）を検出するリニアセンサを設け、当該リニアセンサによって検出されたピストン部の前後位置に基づき、第１圧力室及び第２圧力室に対する流体の給排を制御すればよい。
【００１５】
従って、この構成によれば、電力及び流体圧力の双方を駆動源として、アクチュエータを駆動させることができる。すなわち、この構成によれば、固着状態、モータ停止等が発生した場合であっても、アクチュエータを駆動させることができる。
【００１６】
（２）好ましくは、前記ピストン部は、外周側が前記ハウジングの内周面に対して該ハウジングの筒軸方向に摺動自在であるとともに、内周側が軸受を介して前記入力側スクリューを回転自在に保持している。
【００１７】
この構成によると、ピストン部を介して、第１スクリューをハウジングに対して回転自在に支持可能な構造を適切に構成することができる。
【００１８】
（３）好ましくは、前記出力側スクリューには、前記第２圧力室と前記第３圧力室とを連通する連通路が形成されている。
【００１９】
この構成によると、ピストン部が前記ハウジングの筒軸方向における所定位置となるような制御を行うために、第３圧力室内に給排される流体を、第２圧力室を介して給排することができる。これにより、第３圧力室を直接的に外部と連通するためのポートをハウジングに形成する必要がなくなるため、ハウジングの構成を簡素化できる。
【００２０】
（４）好ましくは、前記第１スクリューは、前記電動モータによって回転させられる前記入力側スクリューとして設けられ、前記第２スクリューは、前記出力部が連結され又は設けられる前記出力側スクリューとして設けられている。
【００２１】
この構成によると、入力側スクリューとして設けられた第１スクリューと、出力側スクリューとして設けられた第２スクリューとを有するスクリュー機構において、固着状態時に該スクリュー機構をハウジングに対して進退可能な構成を提供できる。
【００２２】
（５）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係るアクチュエータユニットは、上述したいずれかの電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータの第１ポートに接続される第１流路、前記電動アクチュエータの第２ポートに接続される第２流路、及び、前記第１流路を介して前記電動アクチュエータの第１圧力室に流体を供給する第１状態と前記第２流路を介して前記電動アクチュエータの第２圧力室に流体を供給する第２状態とに切替可能な切替機構、を有する流体回路と、を備えている。
【００２３】
この構成では、切替機構を第１状態と第２状態とに切り替えることにより、流体を、電動アクチュエータの第１圧力室及び第２圧力室の一方に選択的に供給できる。流体が第１圧力室に供給されると、出力部がハウジングから突出するように進出し、流体が第２圧力室に供給されると、出力部がハウジング側へ退避する。よって、この構成では、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、出力部をハウジングに対して進退できるアクチュエータユニットを提供できる。
【００２４】
（６）更に好ましくは、前記流体回路は、ポンプ、及び該ポンプの吐出側に連通する流体供給流路を更に有し、前記切替機構は、前記第１流路と前記流体供給流路とを連通する第１位置と、前記第２流路と前記流体供給流路とを連通する第２位置と、に切替可能な第１切替弁と、前記第１切替弁が前記第１位置又は前記第２位置となるように該第１切替弁の位置を制御することにより、前記第１状態と前記第２状態とを切り替える制御部とを更に有している。
【００２５】
この構成では、制御部によって第１切替弁の位置を、第１位置と第２位置との間で切り替えることにより、第１流路を介して第１圧力室に流体を供給する第１状態と、第２流路を介して第２圧力室に流体を供給する第２状態とを切り替えることができる。すなわち、この構成では、第１状態と第２状態とに切替可能なアクチュエータユニットの構造を、適切に構成することができる。
【００２６】
（７）更に好ましくは、前記第１流路は、前記第１ポート側の第１ポート側流路と、前記第１切替弁側の切替弁側第１流路とを有し、前記第２流路は、前記第２ポート側の第２ポート側流路と、前記第１切替弁側の切替弁側第２流路とを有し、前記切替機構は、前記第１流路及び前記第２流路に跨るように設けられ、前記第１ポート側流路と前記切替弁側第１流路とを連通し且つ前記第２ポート側流路と前記切替弁側第２流路とを連通する給排位置と、前記第１ポート側流路と前記第２ポート側流路とを連通するバイパス位置と、に切替可能な第２切替弁、を更に有し、前記制御部は、前記第２切替弁が前記給排位置又は前記バイパス位置となるように該第２切替弁の位置を制御するようにも構成されている。
【００２７】
この構成では、第２切替弁を、給排位置とバイパス位置とに切り替えることができる。第２切替弁を給排位置とすることで、ポンプから流体を第１圧力室又は第２圧力室へ供給可能な状態とすることができる。
【００２８】
そして、この構成では、第２切替弁をバイパス位置とすることで、第１ポート側流路と第２ポート側流路とを連通させることができる。そうすると、スクリュー機構が固着状態となり且つ流体回路が動作しなくなった場合であっても、第１圧力室及び第２圧力室のうちの一方の流体を、第１圧力室及び第２圧力室のうちの他方へ流入させることが可能となる。従って、出力部が、ハウジングに対するある位置で固定されてしまうことを防止でき、出力部をハウジングに対して進退可能な状態とすることができる。
【００２９】
（８）好ましくは、前記第１切替弁は、筒状に形成され、前記出力部の進退方向に沿う方向に延びるように設けられるスリーブ部と、前記スリーブ部に収容され、該スリーブ部の筒軸方向における前記進出方向側に変位することにより前記第１切替弁を前記第２位置に切り替える一方、前記スリーブ部の筒軸方向における前記退避方向側に変位することにより前記第１切替弁を前記第１位置に切り替えるスプール部と、を有し、前記アクチュエータユニットは、前記ピストン部と前記スプール部とを連結する連結機構、を更に備えている。
【００３０】
この構成では、電動モータによって出力部が変位されている状態において、流体回路が故障した場合であっても、ピストン部をハウジング内における所定位置に維持することができる。
【００３１】
具体的には、電動モータによって出力部の位置制御が行われている場合に、何らかの要因によりピストン部が進出方向に変位すると、当該変位に伴って、スプール部も進出方向に変位する。そうすると、第１切替弁が第２位置に切り替わるため、ポンプからの流体が、流体供給流路及び第２流路を介して第２圧力室に供給される。これにより、出力側スクリューが退避方向側へ押圧されて変位するため、ピストン部が退避方向側へ変位する。その結果、ピストン部は、ハウジング内における所定位置に戻される。
【００３２】
一方、電動モータによって出力部の位置制御が行われている場合に、何らかの要因によりピストン部が退避方向に変位すると、当該変位に伴って、スプール部も退避方向に変位する。そうすると、第１切替弁が第１位置に切り替わるため、ポンプからの流体が、流体供給流路及び第１流路を介して第１圧力室に供給される。これにより、出力側スクリューが進出方向側へ押圧されて変位するため、ピストン部が進出方向側へ変位する。その結果、ピストン部は、ハウジング内における所定位置に戻される。
【００３３】
以上のように、この構成では、電動モータによって出力部が変位されている状態において、流体回路が故障した場合であってもピストン部をハウジング内における所定位置に維持することができるため、出力部の位置制御を継続して行うことができる。
【００３４】
（９）更に好ましくは、前記連結機構は、一端側が前記ピストン部に連結され、前記ピストン部が進退する方向に沿って延びるように設けられた第１リンク部材と、一端側が前記第１リンク部材の他端側に揺動自在に連結され、該第１リンク部材と交差する方向に沿って延びるように設けられた第２リンク部材と、一端側が前記スプール部に固定され、前記第１リンク部材が延びる方向に沿って延びるように設けられ、他端側が、前記第２リンク部材における該第２リンク部材が延びる方向の中途部分に揺動自在に連結された第３リンク部と、を有し、前記リンク機構を、前記第２リンク部材の他端部を固定するロック状態と、該他端部の固定を解除するロック解除状態と、に切替可能なリンク端部ロック機構を更に備えている。
【００３５】
この構成では、リンク機構が、第２リンク部材の他端部が固定されるロック状態のときには、ピストン部の進退方向における変位を、リンク機構を介して機械的に第１切替部のスプール部に伝達できる。従って、上述のように、電動モータによって出力部が変位されている状態において流体回路が故障した場合であっても、ピストン部をハウジング内における所定位置に維持できる。
【００３６】
そして、この構成では、リンク機構を、第２リンク部材の他端部の固定を解除してロック解除状態とすることで、スプール部及びピストン部のうちの一方の変位が、他方に対して、リンク機構を介して機械的に伝達されてしまうのを防止できる。
【００３７】
具体的には、例えばこの構成において、流体の圧力によって出力部を進退させる場合、リンク端部ロック機構によってリンク機構がロック解除状態に切り替えられることにより、第２リンク部材の他端部の固定が解除される。
【００３８】
上述のようなロック解除状態において、ピストン部が進退方向に変位しても、第２リンク部材は、該第２リンク部材における第３リンク部材と揺動自在に連結された部分を支点として揺動する。すなわち、ロック解除状態では、ピストン部の進退方向における変位は、第１切替部のスプール部に、リンク機構を介して機械的にフィードバックされない。
【００３９】
一方、上述のようなロック解除状態において、スプール部が進退方向に変位しても、第２リンク部材は、該第２リンク部材における第１リンク部材と揺動自在に連結された部分を支点として揺動する。すなわち、ロック解除状態では、第１切替部のスプール部の進退方向における変位は、シリンダ部に、リンク機構を介して機械的にフィードバックされない。
【００４０】
従って、この構成では、ピストン部の変位がスプール部にフィードバックされる状態と、ピストン部及びスプール部のうちの一方の変位が他方にフィードバックされない状態とを、適切に切り替え可能な構成を提供することができる。
【００４１】
（１０）更に好ましくは、前記リンク端部ロック機構は、筒状のシリンダと、それぞれが前記シリンダの筒軸方向に沿って摺動可能な一対のピストンと、を有し、前記一対のピストンで前記第２リンク部材の他端部を挟んで保持することにより前記リンク機構が前記ロック状態となる一方、前記一対のピストンが互いに離間することにより前記リンク機構が前記ロック解除状態となるように構成されている。
【００４２】
この構成では、一対のピストンによって第２リンク部材の他端部を挟んで保持することにより、リンク機構をロック状態にできる。一方、一対のピストンが互いに離間することにより、該一対のピストンによって第２リンク部材の他端部が挟まれずに保持されないため、リンク機構をロック解除状態にできる。よって、この構成では、リンク機構のロック状態とロック解除状態とを切替可能な、具体的な構成を提供することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によると、固着状態、モータ停止等が発生した場合であっても、アクチュエータを駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態に係るアクチュエータユニットの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。
【図２】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。
【図３】本発明の実施形態に係るアクチュエータユニットの構成を模式的に示す図であって、電動モード又は油圧モード時におけるアクチュエータユニットの状態の一例を示す図である。
【図４】図３に示すアクチュエータユニットの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。
【図５】電動モード時又は油圧モード時におけるアクチュエータユニットの状態の一例を示す図であって、出力部をハウジングから進出させる方向へ動作させる場合の油圧回路の状態を説明するための図である。
【図６】電動モード時又は油圧モード時におけるアクチュエータユニットの状態の一例を示す図であって、出力部をハウジング内に退避させる方向へ動作させる場合の油圧回路の状態を説明するための図である。
【図７】バイパスモード時におけるアクチュエータユニットの状態の一例を示す図である。
【図８】変形例に係るアクチュエータユニットの構成を模式的に示す図であって、リンク機構がロック解除状態のときの図である。
【図９】駆動制御弁の構成を模式的に示す縦断面図であって、（Ａ）は中立位置に位置した状態における駆動制御弁、（Ｂ）は第２位置に位置した状態における駆動制御弁、（Ｃ）は第１位置に位置した状態における駆動制御弁を示す図である。
【図１０】図８に対応させて示す図であって、リンク機構がロック状態のときの図である。
【図１１】図８に対応させて示す図であって、図８においてピストン部が前方へ変位したときのアクチュエータユニットの状態を示す図である。
【図１２】図８に対応させて示す図であって、図８においてピストン部が後方へ変位したときのアクチュエータユニットの状態を示す図である。
【図１３】図１０に対応させて示す図であって、図１０においてピストン部が前方へ変位したときのアクチュエータユニットの状態を示す図である。
【図１４】図１０に対応させて示す図であって、図１０においてピストン部が後方へ変位したときのアクチュエータユニットの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
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アクチュエータユニット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、直線方向の駆動力を出力するアクチュエータユニットに関して、広く適用することができる。
【００４６】
図１は、本発明の実施形態に係るアクチュエータユニット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。アクチュエータユニット１は、電動アクチュエータ２と、油圧回路３０（流体回路）とを備えている。なお、図１及び図２では、油圧回路３０の図示を省略している。また、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２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。
【００４７】
［動翼駆動機構］
アクチュエータユニット１の説明にあたり、まず、アクチュエータユニット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、アクチュエータユニット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。
【００４８】
回転軸は、翼１０１に設置される。そして、回転軸には、電動アクチュエータ２のハウジング３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２は、翼１０１に対して、回転軸を中心として、揺動自在に支持されている。
【００４９】
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２の出力部１６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。
【００５０】
アクチュエータユニット１においては、出力部１６が、ハウジング３に対して突出（進出）して相対変位可能に設けられている。即ち、出力部１６は、ハウジング３から進出することでハウジング３から伸張する動作が可能に構成されている。更に、出力部１６は、ハウジング３に対して収縮（退避）する動作も可能に構成されている。
【００５１】
図２は、動翼１０２が、動翼駆動機構１００のアクチュエータユニット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、出力部１６がハウジング３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、出力部１６がハウジング３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、アクチュエータユニット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。
【００５２】
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、アクチュエータユニット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。
【００５３】
［アクチュエータユニットの全体構成］
図３は、アクチュエータユニット１を模式的に示す図である。アクチュエータユニット１は、図３に示すように、電動アクチュエータ２と、油圧回路３０と、を備えている。アクチュエータユニット１は、電動アクチュエータ２の電動モータ４の回転力、及び、油圧回路３０を流れる流体としての圧油の圧力、の双方によって駆動可能なように構成されている。すなわち、アクチュエータユニット１は、電力及び油圧の双方によって駆動可能である。
【００５４】
［電動アクチュエータの構成］
図４は、電動アクチュエータ２の構成を模式的に示す断面図である。図４に示すように、電動アクチュエータ２は、ハウジング３、スクリュー機構１０、電動モータ４、ピストン部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。
【００５５】
ハウジング３は、前後方向に延びる円筒状の部材として設けられている。ハウジング３の一端側（図４の前側）には開口部３ａが形成されている一方、ハウジング３の他端側（図４の後側）には底部３ｂが形成されている。ハウジング３内には、スクリュー機構１０、電動モータ４の出力軸４ａ、ピストン部２０、等が収容されている。
【００５６】
ハウジング３には、第１ポート５及び第２ポート６が形成されている。これらのポート５，６は、詳しくは後述する油圧回路３０を流れる圧油が、ハウジング３に対して流出入するのを許容するためのものである。第１ポート５は、ハウジング３の筒状の壁部における他端側（図４の後側）に形成された貫通孔で構成されている。第２ポート６は、ハウジング３の筒状の壁部における一端側（図４の前側）に形成された貫通孔で構成されている。
【００５７】
スクリュー機構１０は、電動モータ４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。図４に示すように、スクリュー機構１０は、第１スクリュー１１、第２スクリュー１２、複数のボール１３、等を備えて構成されている。
【００５８】
第１スクリュー１１は、ハウジング３の軸心方向に沿って延びる軸状の部材として設けられ、ハウジング３内に収容されている。本実施形態では、第１スクリュー１１は、電動モータ４側に設けられた入力側スクリューとして設けられている。第１スクリュー１１の外周面における前側の部分には、螺旋状のネジ溝１１ａが形成されている。また、第１スクリュー１１には、該第１スクリュー１１の軸心部分を軸心方向に貫通する貫通孔１１ｂが形成されている。第１スクリュー１１は、一対の軸受２２，２３によって、詳しくは後述するピストン部２０を介してハウジング３に対して回転可能に支持されている。また、第１スクリュー１１には、貫通孔１１ｂにおける前側の部分と後側の部分との間に区画壁１１ｃが形成されている。この区画壁１１ｃは、詳しくは後述する第１空間Ｓ１と第３空間Ｓ３とが連通するのを防止するためのものである。
【００５９】
第２スクリュー１２は、その一部、具体的には該第２スクリュー１２における後側の部分が、ハウジング３の前側の部分に収容されている。本実施形態では、第２スクリュー１２は、出力部１６側に設けられた出力側スクリューとして設けられている。第２スクリュー１２は、第１スクリュー１１が内側に設置される略円筒状の部分である第１筒部１４及び第２筒部１５と、突出部１６とを有し、これらが一体に形成されている。
【００６０】
第１筒部１４は、第２スクリュー１２の軸心方向における中途部分として設けられ、ハウジング３と同心状となるように配置されている。第１筒部１４の外周面とハウジング３の内周面との間には円環状の空間が形成されている。この円環状の空間は、第２圧力室Ｓ２として設けられている。
【００６１】
第２筒部１５は、第２スクリュー１２の軸心方向における後端側の部分として設けられ、ハウジング３と同心状となるように配置されている。すなわち、第１筒部１４及び第２筒部１５は、互いに同心状となっている。第２筒部１５の内径は、第１筒部１４の内径と概ね同じである一方、第２筒部１５の外径は、ハウジング３の内径よりも僅かに小さい。これにより、第２筒部１５は、ハウジング３内を軸心方向にスライド自在な状態となっている。
【００６２】
第２筒部１５の内周面には、螺旋状のネジ溝１５ａが形成されている。また、第２筒部１５における径方向外側の部分には、該第２筒部１５を前後方向（第２筒部１５の軸心方向に沿った方向）に貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔は、第２圧力室Ｓ２と、ハウジング３内における第２スクリュー１２より後方且つピストン部２０より前方の空間である第３圧力室Ｓ３と、を連通する連通路１５ｂとして設けられている。
【００６３】
突出部１６は、第２スクリュー１２の軸心方向における前端側の部分として設けられ、第１筒部１４の前端から前方へ突出し、ハウジング３の開口部３ａを介して外部へ露出している。突出部１６は、電動アクチュエータ２によって生成された駆動力を外部に対して出力する出力部１６として設けられている。この出力部１６は、上述のように、揺動軸１０５を介して動翼１０２に連結されている。これにより、出力部１６、すなわち第２スクリュー１２の、ハウジング３に対する回転が規制される。
【００６４】
第２スクリュー１２のネジ溝１５ａと第１スクリュー１１のネジ溝１１ａとの間には、複数のボール１３が循環するように構成されている。すなわち、スクリュー機構１０は、ボールスクリュー機構として構成されている。
【００６５】
電動モータ４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４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。また、電動モータ４は、ブレーキ（図示省略）付きの電動モータである。このブレーキは、アクチュエータユニット１が油圧によって作動する際に、電動モータ４が回転してしまうのを防止するためのものである。
【００６６】
電動モータ４は、ハウジング３における後端部分に固定されている。具体的には、電動モータ４は、該電動モータ４の出力軸４ａが第１スクリュー１１の貫通孔１１ｂに挿通された状態で、ハウジング３の底部３ｂに固定されている。電動モータ４の出力軸４ａと第１スクリュー１１とは、ボールスプライン機構１７によって互いに連結されている。このボールスプライン機構１７は、電動モータ４の回転力を第１スクリュー１１に伝達し、且つ電動モータ４に対する第１スクリュー１１の軸心方向へのスライドを許容するスライド支持機構として設けられている。なお、電動モータ４の出力軸４ａと第１スクリュー１１とを、スプライン結合によって互いに連結してもよい。
【００６７】
スクリュー機構１０では、電動モータ４が駆動すると、該電動モータ４の出力軸４ａの回転力が第１スクリュー１１に伝達される。これにより、複数のボール１３が第１スクリュー１１のネジ溝１１ａと第２スクリュー１２のネジ溝１５ａとの間で転動する。これにより、第２スクリュー１２が、第１スクリュー１１の軸方向に変位する。
【００６８】
ピストン部２０は、ハウジング３内における第２スクリュー１２よりも後方に配置されている。ピストン部２０は、ピストン本体２１と、一対の軸受２２，２３と、を有している。
【００６９】
ピストン本体２１は、略円筒状に形成された部材である。ピストン本体２１の外径は、ハウジング３の内径よりも僅かに小さい。一方、ピストン本体２１の内径は、第１スクリュー１１の外径よりも僅かに大きい。ピストン本体２１には、該ピストン本体２１の内周側における軸心方向の両端部に設けられたＯリング２４，２４を介して第１スクリュー１１が挿通した状態で固定されている。また、ピストン本体２１は、該ピストン本体２１の外周側における軸心方向の両端部に設けられたＯリング２５，２５介して、ハウジング３の内周に対して軸心方向に摺動自在な状態となっている。また、ピストン本体２１の内周側における軸心方向の中央部分には、径方向外側へ向かって凹む環状の環状凹部２１ａが形成されている。
【００７０】
一対の軸受２２，２３は、上述したピストン本体２１の環状凹部２１ａ内において、第１スクリュー１１の軸心方向において互いに隣接した状態で、一対の止め輪２６，２６によって挟まれて保持されることにより、第１スクリュー１１の軸心方向において固定されている。一対の軸受２２，２３は、それぞれ、内輪（図示省略）が第１スクリュー１１に固定されている一方、外輪（図示省略）がピストン本体２１の環状凹部２１ａに固定されている。
【００７１】
ピストン部２０は、上述のような構成により、ハウジング３に対して第１スクリュー１１を回転自在に保持し、且つ、ピストン部２０に対する第１スクリュー１１の軸心方向への変位を規制している。
【００７２】
ハウジング３内には、３つの圧力室、具体的には、第１圧力室Ｓ１、第２圧力室Ｓ２、及び第３圧力室Ｓ３が形成されている。第１圧力室Ｓ１は、ピストン部２０の後方に形成された空間である。第２圧力室Ｓ２は、上述のように、第２スクリュー１２の第２筒部１５よりも出力部１６側に形成された環状の空間である。また、第３圧力室Ｓ３は、上述のように、第２筒部１５の後方且つピストン部２０の前方に形成された空間である。第１圧力室Ｓ１は、第１ポート５を介して油圧回路３０に連通し、第２圧力室Ｓ２は、第２ポート６を介して油圧回路３０に連通している。
【００７３】
また、電動アクチュエータ２は、固着状態検知センサ２７ａ、第１リニアセンサ２７ｂ、及び第２リニアセンサ２７ｃを有している（図３参照）。
【００７４】
固着状態検知センサ２７ａは、スクリュー機構１０の固着状態を検知するためのセンサである。固着状態検知センサ２７ａは、例えば一例として、電動モータ４を流れる電流の値に基づいて、スクリュー機構１０の固着状態を検知する。固着状態検知センサ２７ａは、スクリュー機構１０の固着状態を検知すると、通知信号Ｓｇ１を、後述する制御部５１へ送信する。
【００７５】
第１リニアセンサ２７ｂは、ハウジング３に対して固定された電動モータ４の出力軸４ａに対するピストン部２０の前後位置を検出するように構成されている。すなわち、第１リニアセンサ２７ａは、ハウジング３に対するピストン部２０の前後位置を検出するためのセンサである。当該ピストン部２０の前後位置は、制御部５１へ送信される。また、第２リニアセンサ２７ｃは、第１スクリュー１１に対する出力部１６の前後位置を検出するためのセンサである。当該出力部１６の前後位置は、制御部５１へ送信される。
【００７６】
なお、図３等では、第１リニアセンサ２７ｂ及び第２リニアセンサ２７ｃの位置を模式的に図示している。第１リニアセンサ２７ｂ及び第２リニアセンサ２７ｃは、例えば一例として、ＬＶＤＴ（差動変圧器）で構成され、第１スクリュー１１に形成された貫通孔１１ｂの内部に配置される。
【００７７】
［油圧回路の構成］
油圧回路３０は、電動アクチュエータ２の各圧力室Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に対する圧油を給排するための流体回路として設けられている。油圧回路３０は、図３に示すように、油圧ポンプ５５、リザーバタンク５６、複数の油路、及び複数の弁（バルブ）を備え、これらが互いに接続されることにより構成されている。油圧回路３０は、複数の油路として、給油路３１（流体供給流路）、排油路３２、第１油路３３（第１流路）、第２油路３４（第２流路）、パイロット圧油供給路３５、パイロット圧油排出路３６、パイロット圧油路３７、リリーフ路３８等を有している。また、油圧回路３０は、複数の弁として、駆動制御弁４０（第１切替弁）、モード切替弁４１（第２切替弁）、電磁弁４２、リリーフ弁４７等を有している。
【００７８】
油圧ポンプ５５は、油圧回路３０内において圧油を搬送するためのものである。油圧ポンプ５５の吐出側には、給油路３１が接続されている。
【００７９】
給油路３１は、油圧ポンプ５５から吐出された圧油を電動アクチュエータ２側へ供給するための油路である。給油路３１は、一端側が油圧ポンプ５５の吐出側に接続される一方、他端側が駆動制御弁４０に接続されている。給油路３１には、上流側から下流側へ向かって順に、フィルタ４３、及び逆止弁４４が設けられている。油圧ポンプ５５から吐出された圧油は、フィルタ４３によって異物が除去された後、逆止弁４４を介して電動アクチュエータ２側へ搬送される。また、逆止弁４４によって、電動アクチュエータ２側から油圧ポンプ５５の吐出側へ圧油が逆流するのが防止される。
【００８０】
また、給油路３１には、該給油路３１の圧油の圧力を計測するための圧力センサ４８が設けられている。圧力センサ４８は、油圧ポンプ５５から圧送される圧油の圧力が所定値以下になると、通知信号Ｓｇ２を、後述する制御部５１へ送信する。
【００８１】
リザーバタンク５６は、電動アクチュエータ２側から搬送される圧油を貯留するためのものである。リザーバタンク５６には、排油路３２が接続されている。
【００８２】
排油路３２は、電動アクチュエータ２側からの圧油をリザーバタンク５６へ搬送するための油路である。排油路３２は、一端側がリザーバタンク５６に接続される一方、他端側が駆動制御弁４０に接続されている。排油路３２には、リリーフ弁４６ａを有する蓄圧器４６が設けられている。蓄圧器４６が排油路３２に設けられていることで、蓄圧器４６の上流側（リザーバタンク５６と反対側）における油圧回路３０及び電動アクチュエータ２内の圧油の圧力が、蓄圧器４６のリリーフ弁４６ａによるリリーフ圧以下に維持されることになる。
【００８３】
第１油路３３は、第１ポート５を油圧ポンプ５５及びリザーバタンク５６の一方に選択的に接続するための油路である。第１油路３３は、第１ポート側油路３３ａ（第１ポート側流路）及び駆動制御弁側第１油路３３ｂ（切替弁側第１流路）を有している。
【００８４】
第１ポート側油路３３ａは、一端側が第１ポート５に接続され、他端側がモード切替弁４１に接続されている。駆動制御弁側第１油路３３ｂは、一端側がモード切替弁４１に接続され、他端側が駆動制御弁４０に接続されている。
【００８５】
第２油路３４は、第２ポート６を油圧ポンプ５５及びリザーバタンク５６の他方に選択的に接続するための油路である。第２油路３４は、第２ポート側油路３４ａ（第２ポート側流路）及び駆動制御弁側第２油路３４ｂ（切替弁側第２流路）を有している。
【００８６】
第２ポート側油路３４ａは、一端側が第２ポート６に接続され、他端側がモード切替弁４１に接続されている。駆動制御弁側第２油路３４ｂは、一端側がモード切替弁４１に接続され、他端側が駆動制御弁４０に接続されている。
【００８７】
駆動制御弁４０は、第１圧力室Ｓ１及び第２圧力室Ｓ２への給油及び排油を制御することにより、電動アクチュエータ２の出力部１６をハウジング３に対して進退させるためのものである。
【００８８】
駆動制御弁４０には、４つの油路（給油路３１，排油路３２，第１油路３３，第２油路３４）の端部が接続されている。駆動制御弁４０は、これら４つの油路の接続状態を３つの状態に切り替える切替弁として設けられている。具体的には、駆動制御弁４０は、給油路３１を第１油路３３に連通し且つ排油路３２を第２油路３４に連通する第１位置４０ａと、給油路３１を第２油路３４に連通し且つ排油路３２を第１油路３３に連通する第２位置４０ｂと、これら４つの油路３１，３２，３３，３４を遮断する中立位置４０ｃと、に切替可能に構成されている。
【００８９】
本実施形態では、駆動制御弁４０は、電気油圧式サーボ弁（Electro-Hydraulic Servo Valve、ＥＨＳＶ）として設けられ、スプールの両端に導入されるパイロット圧油によってスプールの位置が制御され、アクチュエータの作動を制御するように構成されている。尚、電気油圧式サーボ弁は、例えば一例として、パイロットステージとメインステージとを備えて構成されている。パイロットステージにおいては、詳しくは後述する制御部５１からの電気信号に基づいて、ノズルフラッパ式の油圧増幅機構が駆動され、メインステージにおけるスプールの両端に導入されるパイロット圧油の圧力が制御される。そして、パイロットステージで生成されるパイロット圧油によって、メインステージのスプールの位置が制御されることにより、駆動制御弁４０は、第１位置４０ａ、第２位置４０ｂ、及び中立位置４０ｃのいずれかに切り替えられる。これにより、電動アクチュエータ２への圧油の供給及び電動アクチュエータ２からの圧油の排出が制御される。
【００９０】
モード切替弁４１は、油圧回路３０を、給排モードとバイパスモードとに切り替えるための切替弁である。給排モードとは、油圧回路３０を、第１圧力室Ｓ１及び第２圧力室に圧油の給排が可能な状態とするモードであり、バイパスモードとは、第１ポート側油路３３ａと第２ポート側油路３４ａとを連通させるモードである。
【００９１】
モード切替弁４１は、図３に示すように、第１油路３３と第２油路３４とに跨るように設けられている。モード切替弁４１には、第１ポート側油路３３ａ、第２ポート側油路３４ａ、駆動制御弁側第１油路３３ｂ、及び駆動制御弁側第２油路３４ｂ、の４つの油路が接続されている。
【００９２】
モード切替弁４１は、給排位置４１ａとバイパス位置４１ｂとに切替可能に構成されている。給排位置４１ａは、第１ポート側油路３３ａと駆動制御弁側第１油路３３ｂとを連通し、且つ第２ポート側油路３４ａと駆動制御弁側第２油路３４ｂとを連通する位置である。また、バイパス位置４１ｂは、第１ポート側油路３３ａと第２ポート側油路３４ａとを連通し、且つ駆動制御弁側第１油路３３ｂ及び駆動制御弁側第２油路３４ｂを遮断する位置である。
【００９３】
モード切替弁４１は、詳しくは後述するパイロット圧油路３７を介して該モード切替弁４１のパイロット圧室４１ｃへ圧油が供給されている状態では、給排位置４１ａに位置する。一方、モード切替弁４１は、パイロット圧室４１ｃから圧油が排出されている状態では、バイパス位置４１ｂに位置する。
【００９４】
パイロット圧油供給路３５は、モード切替弁４１のパイロット圧室４１ｃへ圧油を供給するための油路である。パイロット圧油供給路３５は、一端側が給油路３１における逆止弁４４の下流側に接続され、他端側が電磁弁４２に接続されている。
【００９５】
パイロット圧油排出路３６は、モード切替弁４１のパイロット圧室４１ｃから圧油を排出するための油路である。パイロット圧油排出路３６は、一端側が排油路３２における蓄圧器４６の上流側に接続され、他端側が電磁弁４２に接続されている。
【００９６】
パイロット圧油路３７は、モード切替弁４１のパイロット圧室４１ｃに対する圧油の供給又は排出を行うための油路である。パイロット圧油路３７は、一旦側がパイロット圧室４１ｃに接続され、他端側が電磁弁４２に接続されている。
【００９７】
電磁弁４２は、パイロット圧室４１ｃに対する圧油の供給と排出とを切り替えるための切替弁である。電磁弁４２には、上述のように、パイロット圧油供給路３５、パイロット圧油排出路３６、及びパイロット圧油路３７、の３つの油路が接続されている。
【００９８】
電磁弁４２は、給油位置４２ａと排油位置４２ｂとに切替可能に構成されている。給油位置４２ａは、パイロット圧油供給路３５とパイロット圧油路３７とを連通し、且つパイロット圧油排出路３６を遮断する位置である。また、排油位置４２ｂは、パイロット圧油排出路３６とパイロット圧油路３７とを連通し、且つパイロット圧油供給路３５を遮断する位置である。
【００９９】
電磁弁４２は、詳しくは後述する制御部５１からの電気信号に基づいて、励磁及び消磁が行われることにより、給油位置４２ａと排油位置４２ｂとに切り替えられる。具体的には、電磁弁４２は、励磁した状態では、図３に示すように給油位置４２ａに切り替えられる。一方、電磁弁４２は、消磁した状態では、排油位置４２ｂに切り替えられる。
【０１００】
リリーフ路３８は、油圧回路３０内の圧力が所定値以上とならないように、第１油路３３及び第２油路３４の圧力をリザーバタンク５６側へ逃がすためのものである。リリーフ路３８は、第１リリーフ路３８ａ、第２リリーフ路３８ｂ、及び第３リリーフ路３８ｃと、を有している。
【０１０１】
第１リリーフ路３８ａ及び第２リリーフ路３８ｂは、それぞれ、第１ポート側油路３３ａ及び第２ポート側油路３４ａのそれぞれから分岐した油路である。具体的には、第１リリーフ路３８ａは、一端側が第１ポート側油路３３ａに接続され、他端側が第２リリーフ路３８ｂの他端側に接続されている。一方、第２リリーフ路３８ｂは、一端側が第２ポート側油路３４ａに接続され、他端側が第１リリーフ路３８ａの他端側に接続されている。
【０１０２】
第１リリーフ路３８ａには、逆止弁４５ａが設けられている。逆止弁４５ａは、流入端が第１ポート側油路３３ａ側に接続され、流出端が第３リリーフ路３８ｃ側に接続されている。すなわち、逆止弁４５ａは、第１リリーフ路３８ａにおいて、第１ポート側油路３３ａ側から第３リリーフ路３８ｃ側への圧油の流れを許容する一方、第３リリーフ路３８ｃ側から第１ポート側油路３３ａ側への圧油の流れを規制するように、設けられている。
【０１０３】
第２リリーフ路３８ｂには、逆止弁４５ｂが設けられている。逆止弁４５ｂは、流入端が第２ポート側油路３４ａ側に接続され、流出端が第３リリーフ路３８ｃ側に接続されている。すなわち、逆止弁４５ｂは、第２リリーフ路３８ｂにおいて、第２ポート側油路３４ａ側から第３リリーフ路３８ｃ側への圧油の流れを許容する一方、第３リリーフ路３８ｃ側から第２ポート側油路３４ａ側への圧油の流れを規制するように、設けられている。
【０１０４】
第３リリーフ路３８ｃは、一端側が第１リリーフ路３８ａ及び第２リリーフ路３８ｂの接続部分に接続され、他端側が、排油路３２における蓄圧器４６の上流側に接続されている。
【０１０５】
リリーフ弁４７は、第３リリーフ路３８ｃに設けられている。具体的には、リリーフ弁４７は、流入側が、第３リリーフ路３８ｃにおける第１リリーフ路３８ａ及び第２リリーフ路３８ｂ側に接続され、流出側が、第３リリーフ路３８ｃにおけるリザーバタンク５６側に接続されている。リリーフ弁４７は、第３リリーフ路３８ｃにおける該リリーフ弁４７よりも上流側の部分の圧力が所定圧力以上になった場合に、第３リリーフ路３８ｃを連通するように構成されている。
【０１０６】
第３リリーフ路３８ｃにおけるリリーフ弁４７よりも下流側の部分には、第１分岐路３９ａ及び第２分岐路３９ｂが形成されている。第１分岐路３９ａは、一端側が第３リリーフ路３８ｃにおけるリリーフ弁４７よりも下流側の部分に接続され、他端側が第１ポート側油路３３ａに接続されている。一方、第２分岐路３９ｂは、一端側が第３リリーフ路３８ｃにおけるリリーフ弁４７よりも下流側の部分に接続され、他端側が第２ポート側油路３４ａに接続されている。
【０１０７】
第１分岐路３９ａには、逆止弁４５ｃが設けられている。逆止弁４５ｃは、流入端が第１分岐路３９ａにおける第３リリーフ路３８ｃ側に接続され、流出端が第１分岐路３９ａにおける第１ポート側油路３３ａ側に接続されている。すなわち、逆止弁４５ｃは、第１分岐路３９ａにおいて、第３リリーフ路３８ｃ側から第１ポート側油路３３ａ側への圧油の流れを許容する一方、第１ポート側油路３３ａ側から第３リリーフ路３８ｃ側への圧油の流れを規制するように、設けられている。
【０１０８】
第２分岐路３９ｂには、逆止弁４５ｄが設けられている。逆止弁４５ｄは、流入端が第２分岐路３９ｂにおける第３リリーフ路３８ｃ側に接続され、流出端が第２分岐路３９ｂにおける第２ポート側油路３４ａ側に接続されている。すなわち、逆止弁４５ｄは、第２分岐路３９ｂにおいて、第３リリーフ路３８ｃ側から第２ポート側油路３４ａ側への圧油の流れを許容する一方、第２ポート側油路３４ａ側から第３リリーフ路３８ｃ側への圧油の流れを規制するように、設けられている。
【０１０９】
［切替機構］
油圧回路３０は、切替機構５０を備えている。切替機構５０は、制御部５１と、上述した第１油路３３、第２油路３４、駆動制御弁４０、モード切替弁４１、及び電磁弁４２と、を有している。
【０１１０】
制御部５１は、上述した各センサ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，４８から受信する通知信号Ｓｇ１，Ｓｇ２及びフライトコントローラ（図示省略）からの指令等に基づいて、駆動制御弁４０、モード切替弁４１、及び電磁弁４２の位置を切り替えるアクチュエータコントローラとして設けられている。
【０１１１】
切替機構５０は、駆動制御弁４０を第１位置４０ａに切り替えることにより第１圧力室Ｓ１へ圧油を供給する第１状態と、駆動制御弁４０を第２位置４０ｂに切り替えることにより第２圧力室Ｓ２へ圧油を供給する第２状態と、に切替可能に構成されている。
【０１１２】
［アクチュエータユニットの動作］
本実施形態に係るアクチュエータユニット１は、電動モード、油圧モード、及びバイパスモード、の３つのモードで作動する。以下では、各モードでのアクチュエータユニット１の動作について説明する。
【０１１３】
［電動モード時におけるアクチュエータユニットの動作］
アクチュエータユニット１は、通常作動時、具体的には、スクリュー機構１０において固着状態が発生しておらず、且つ油圧回路３０が正常に動作しているときには、電動モードで作動する。このとき、固着状態検知センサ２７ａ及び圧力センサ４８から制御部５１へ通知信号Ｓｇ１，Ｓｇ２は送信されない。
【０１１４】
電動モードでは、制御部５１は、電磁弁４２を励磁する。これにより、電磁弁４２が給油位置４２ａに切り替えられた状態となるため、モード切替弁４１のパイロット圧室４１ｃに圧油が供給される。これにより、モード切替弁４１は、給排位置４１ａに切り替えられた状態となる（図３参照）。
【０１１５】
そして、電動モードでは、アクチュエータユニット１は、ピストン部２０がハウジング３内における所定の位置となるように油圧回路３０が制御された状態で、電動モータ４が駆動することより作動する。
【０１１６】
図３は、電動モード時におけるアクチュエータユニット１の状態の一例を示す図である。具体的には、図３は、電動モード時において駆動制御弁４０が中立位置４０ｃに位置している状態を示す図である。電動モード時には、上述のように、ピストン部２０がハウジング３内における所定位置となるように、油圧回路３０が制御される。
【０１１７】
ピストン部２０が上記所定位置に位置している場合には、制御部５１は、駆動制御弁４０を中立位置４０ｃにする旨の指令を駆動制御弁４０に送信する。これにより、駆動制御弁４０は中立位置４０ｃとなるため、駆動制御弁４０を介した電動アクチュエータ２に対する油圧ポンプ５５からの給油、及び、電動アクチュエータ２からリザーバタンク５６への排油、の双方が規制される。
【０１１８】
このような状態から、何等かの要因によりピストン部２０が後方へ動いた場合、制御部５１は、駆動制御弁４０を第１位置４０ａにする旨の指令を駆動制御弁４０に送信する。そうすると、駆動制御弁４０は、図３に示す中立位置４０ｃから、図５に示す第１位置４０ａに切り替えられる。
【０１１９】
そうなると、図５に示すように、給油路３１と第１油路３３とが連通し、且つ排油路３２と第２油路３４とが連通した第１状態となる。よって、油圧ポンプ５５から吐出された圧油が、給油路３１、第１油路３３、及び第１ポート５を順に通じて第１圧力室Ｓ１へ供給される。一方、第２圧力室Ｓ２の圧油が、第２ポート６、第２油路３４、及び排油路３２を順に通じて、蓄圧器４６へ搬送される。
【０１２０】
第１圧力室Ｓ１へ圧油が供給されると、第１圧力室Ｓ１内の圧力が上昇するため、ピストン部２０の後端面が前方へ押圧される。これにより、ピストン部２０が前方へ移動するため、ピストン部２０をハウジング３内における所定位置へ戻すことができる。なお、このとき、第３圧力室Ｓ３内の圧油は、連通路１５ｂ、第２圧力室Ｓ２及び第２ポート６を介して電動アクチュエータ２の外部へ排出されるため、ピストン部２０がスムーズに前方へ移動する。ピストン部２０が所定位置に戻ると、制御部５１によって駆動制御弁４０が中立位置４０ｃに切り替えられ、ピストン部２０が所定位置に固定される。
【０１２１】
一方、ピストン部２０が上記所定位置に位置する状態から、何等かの要因により前方へ動いた場合、制御部５１は、駆動制御弁４０を第２位置４０ｂにする旨の指令を駆動制御弁４０に送信する。そうすると、駆動制御弁４０は、図３に示す中立位置４０ｃから、図６に示す第２位置４０ｂに切り替えられる。
【０１２２】
そうなると、図６に示すように、給油路３１と第２油路３４とが連通し、且つ排油路３２と第１油路３３とが連通した第２状態となる。よって、油圧ポンプ５５から吐出された圧油が、給油路３１、第２油路３４、及び第２ポート６を順に通じて第２圧力室Ｓ２へ供給される。一方、第１圧力室Ｓ１の圧油が、第１ポート５、第１油路３３、及び排油路３２を順に通じて、蓄圧器４６へ搬送される。
【０１２３】
第２圧力室Ｓ２へ圧油が供給されると、第２圧力室Ｓ２と連通路１５ｂを介して連通する第３圧力室Ｓ３の圧力が上昇するため、ピストン部２０の前端面が後方へ押圧される。これにより、ピストン部２０が後方へ移動するため、ピストン部２０をハウジング３内における所定位置へ戻すことができる。なお、このとき、第１圧力室Ｓ１内の圧油は、第１ポート５を介して電動アクチュエータ２の外部へ排出されるため、ピストン部２０がスムーズに後方へ移動する。ピストン部２０が所定位置に戻ると、制御部５１によって駆動制御弁４０が中立位置４０ｃに切り替えられ、ピストン部２０が所定位置に固定される。
【０１２４】
そして、電動モードでは、上述のようにしてピストン部２０がハウジング３内における所定位置に維持された状態で、電動モータ４が回転駆動する。すると、出力軸４ａとボールスプライン結合した第１スクリュー１１も回転する。そうすると、第１スクリュー１１の回転力が、ボールスクリュー機構によって連結された第２スクリュー１２に伝達されるため、第２スクリュー１２（すなわち出力部１６）が軸心方向に沿って変位する。これにより、動翼１０２を翼１０１に対して駆動できる。
【０１２５】
なお、制御部５１は、電動モード時においては、フライトコントローラからの指令と、第２リニアセンサ２７ｃによって検出された出力部１６の前後位置とに基づいて、出力部１６の位置制御を行う。具体的には、制御部５１は、出力部１６の前後位置と、フライトコントローラからの指令値とが一致するように、電動モータ４を駆動する。
【０１２６】
［油圧モード時におけるアクチュエータユニットの動作］
上述のように、通常動作時においては、アクチュエータユニット１は電動モードで作動する。すなわち、スクリュー機構１０が機能することにより、電動アクチュエータ２が作動する。しかし、スクリュー機構１０が固着状態になり、第１スクリュー１１と第２スクリュー１２とが相対的に回転しなくなると、電動アクチュエータ２を電動モードで駆動することができなくなる。これに対して、本実施形態に係るアクチュエータユニット１では、スクリュー機構１０が固着状態になった場合であっても、油圧モードで作動することにより、出力部１６をハウジング３に対して進退することができる。
【０１２７】
油圧モードでは、制御部５１は、電動モードの場合と同様、電磁弁４２を励磁する。これにより、電磁弁４２が給油位置４２ａに切り替えられた状態となるため、モード切替弁４１のパイロット圧室４１ｃに圧油が供給される。これにより、モード切替弁４１は、給排位置４１ａに切り替えられた状態となる。
【０１２８】
そして、スクリュー機構１０が固着状態になると、固着状態検知センサ２７ａが、スクリュー機構１０の固着状態を検知し、通知信号Ｓｇ１を制御部５１に送信する。通知信号Ｓｇ２を受けた制御部５１は、フライトコントローラからの指令に応じて、駆動制御弁４０の位置を適宜、切り替える。具体的には、制御部５１は、出力部１６を前方へ移動させる場合には、駆動制御弁４０を第１位置４０ａに切り替え（図５参照）、出力部１６を後方へ移動させる場合には、駆動制御弁４０を第２位置４０ｂに切り替え（図６参照）、出力部１６の前後方向における位置を維持する場合には、駆動制御弁４０を中立位置４０ｃに切り替える（図３参照）。これにより、電動アクチュエータ２を油圧によって適切に駆動することができる。
【０１２９】
なお、制御部５１は、油圧モード時においては、フライトコントローラからの指令と、第２リニアセンサ２７ｂによって検出された、ハウジング３に対するピストン部２０の前後位置とに基づいて、出力部１６の位置制御を行う。具体的には、制御部５１は、第２リニアセンサ２７ｂによって検出されたピストン部２０の前後位置と、フライトコントローラからの指令値とが一致するように、駆動制御弁４０の位置を適宜、切り替える。
【０１３０】
［バイパスモード時におけるアクチュエータユニットの動作］
図７は、バイパスモード時におけるアクチュエータユニットの状態の一例を示す図である。アクチュエータユニット１において、スクリュー機構１０が固着状態となり、且つ油圧回路３０が正常に作動しなくなった場合（具体的には、油圧ポンプ５５から吐出される圧力が所定値以下になった場合）、アクチュエータユニット１は、バイパスモードで作動する。
【０１３１】
具体的には、スクリュー機構１０が固着状態になり且つ油圧回路３０が正常に作動しなくなると、固着状態検知センサ２７ａが通知信号Ｓｇ１を制御部５１へ送信するとともに、圧力センサ４８が通知信号Ｓｇ２を制御部５２へ送信する。
【０１３２】
２つの通知信号Ｓｇ１，Ｓｇ２を受信した制御部５１は、電磁弁４２を消磁させる。そうすると、電磁弁４２が排油位置４２ｂに切り替えられた状態となるため（図７参照）、モード切替弁４１のパイロット圧室４１ｃの圧油が排出される。これにより、モード切替弁４１は、バイパス位置４１ｂに切り替えられた状態となる。
【０１３３】
モード切替弁４１がバイパス位置４１ｂに切り替えられた状態になると、第１圧力室Ｓ１及び第２圧力室Ｓ２は、第１ポート側油路３３ａ及び第２ポート側油路３４ａを介して連通する。その結果、電動アクチュエータ２の出力部１６は、ハウジング３に対して進退可能な状態になる。
【０１３４】
具体的に、例えば一例として、アクチュエータユニット１とは別のアクチュエータによって動翼１０２を動作させると、電動アクチュエータ２の出力部１６は、上記別のアクチュエータユニットの動きに追従するように、ハウジング３に対して進退しようとする。このとき、第１ポート側油路３３ａ及び第２ポート側油路３４ａを介して、一方の圧力室Ｓ１，Ｓ２から他方の圧力室Ｓ２，Ｓ１へ圧油が搬送されることになる。これにより、電気系統及び油圧系統の双方に不具合が発生した場合であっても、電動アクチュエータ２の出力部１６がある状態で固定されることなく、該出力部１６をハウジング３に対して進退できる。
【０１３５】
なお、アクチュエータユニット１において、出力部１６に過剰な負荷がかかった場合（出力部１６がオーバーロードとなった場合）には、アクチュエータユニット１は、バイパスモードで作動する。これにより、出力部１６に作用する過剰な負荷に起因して、電動アクチュエータ２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。
【０１３６】
［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２では、電動モータ４が駆動すると、当該回転力によって第１スクリュー１１も回転する。そうすると、当該回転力が第２スクリュー１２に伝達されるため、当該第２スクリュー１２に設けられた出力部１６が、直線方向に沿って進退する。これにより、出力部１６に連結された動翼１０２を駆動することができる。
【０１３７】
また、電動アクチュエータ２では、ピストン部２０は、第１圧力室Ｓ１内の圧力及び第３圧力室Ｓ３内の圧力が調整されることにより、ハウジング３を基準とした所定位置となるように制御される。こうすると、ハウジング３に対する第１スクリュー１１の軸心方向の位置が一義的に決まるため、第２リニアセンサ２７ｃによって第１スクリュー１１に対する出力部１６の前後位置を検出することにより、出力部１６の進退方向における位置を算出することができる。これにより、出力部１６の進退方向における位置を制御できる。
【０１３８】
そして、上述のように、ピストン部２０がハウジング３内における所定位置となるように制御された状態において、第１スクリュー１１が電動モータ４によって回転駆動させられると、第２スクリュー１２が第１スクリュー１１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１６を、ハウジング３を基準とした所望の位置に動かすことができるため、出力部１６に連結された動翼１０２を所望の状態に駆動することができる。
【０１３９】
そして、電動アクチュエータ２では、スクリュー機構１０において固着状態（ジャム状態）が発生し、第１スクリュー１１と第２スクリュー１２とが相対的に回転不能となった場合であっても、互いに一体化された状態の第１スクリュー１１及び第２スクリュー１２を、圧油の圧力によってハウジング３に対して進退できる。具体的には、スクリュー機構１０に固着状態が発生した場合、第１ポート５を介して第１圧力室Ｓ１に圧油を供給でき、又は、第２ポート６を介して第２圧力室Ｓ２に圧油を供給できる。
【０１４０】
第１圧力室Ｓ１に圧油が供給されると、ピストン部２０が出力部１６側へ押圧されて変位する。そうすると、該ピストン部２０及び第１スクリュー１１とともに、第２スクリュー１２も同じ方向へ変位する。これにより、出力部１６がハウジング３から突出するように進出する。一方、第２圧力室Ｓ２に圧油が供給されると、第２スクリュー１２がピストン部２０側へ押圧される。これにより、出力部１６がハウジング３側へ退避する。なお、このとき、ピストン部２０は、第２スクリュー１２とともにピストン部２０側へ変位する第１スクリュー１１によって、退避方向側へ移動させられる。
【０１４１】
よって、電動アクチュエータ２では、スクリュー機構１０において固着状態が発生した場合であっても出力部１６をハウジング３に対して進退可能な電動アクチュエータを提供できる。しかも、この進退動作は、上述のように圧油を動力源として行われる。よって、例えば何らかの原因により電動モータ４が駆動しなくなった場合等であっても、上記進退動作が行われる。
【０１４２】
また、電動アクチュエータ２では、圧油による出力部１６の作動時において、出力部１６の進退方向における位置を制御するために、以下のような方法をとっている。具体的には、ハウジング３に対するピストン部２０の前後位置を検出する第１リニアセンサ２７ｂを設け、当該第１リニアセンサ２７ｂによって検出されたピストン部２０の位置情報に基づき、制御部５１が、第１圧力室Ｓ１及び第２圧力室Ｓ２に対する流体の給排を制御している。これにより、油圧モードにおける出力部１６の位置制御を行うことができる。
【０１４３】
従って、電動アクチュエータ２によれば、電力及び圧油の圧力の双方を駆動源として、アクチュエータを駆動させることができる。すなわち、この構成によれば、固着状態、モータ停止等が発生した場合であっても、アクチュエータを駆動させることができる。
【０１４４】
また、電動アクチュエータ２では、ピストン部２０は、外周側がハウジング３の内周面に対して該ハウジング３の筒軸方向に沿って摺動自在であり、且つ内周側が軸受２２，２３を介して第１スクリュー１１を保持している。これにより、電動アクチュエータ２では、ピストン部２０を介して第１スクリュー１１をハウジングに対して回転自在に支持可能な構造を、適切に構成することができる。
【０１４５】
また、電動アクチュエータ２では、第２圧力室Ｓ２と第３圧力室Ｓ３とを連通する連通路１５ｂを設けている。こうすると、ピストン部２０がハウジング３の筒軸方向における所定位置となるような制御を行うために、第３圧力室Ｓ３内に給排される圧油を、第２圧力室Ｓ２を介して給排することができる。これにより、第３圧力室Ｓ３を直接的に外部と連通するためのポートをハウジングに形成する必要がなくなるため、ハウジング３の構成を簡素化できる。
【０１４６】
また、電動アクチュエータ２では、入力側スクリューとして設けられた第１スクリュー１１と、出力側スクリューとして設けられた第２スクリュー１２とを有するスクリュー機構１０において、固着状態時に該スクリュー機構１０をハウジング３に対して進退可能な構成を提供できる。
【０１４７】
また、アクチュエータユニット１では、切替機構５０を第１状態と第２状態とに切り替えることにより、圧油を、電動アクチュエータ２の第１圧力室Ｓ１及び第２圧力室Ｓ２の一方に選択的に供給できる。圧油が第１圧力室Ｓ１に供給されると、出力部１６がハウジング３から突出するように進出し、圧油が第２圧力室Ｓ２に供給されると、出力部１６がハウジング３側へ退避する。よって、アクチュエータユニット１では、スクリュー機構１０において固着状態が発生した場合であっても、出力部１６をハウジング３に対して進退できるアクチュエータユニットを提供できる。
【０１４８】
また、アクチュエータユニット１では、制御部５１によって駆動制御弁４０の位置を、第１位置４０ａと第２位置４０ｂとの間で切り替えることにより、第１油路３３を介して第１圧力室Ｓ１に圧油を供給する第１状態と、第２油路３４を介して第２圧力室Ｓ２に圧油を供給する第２状態とを切り替えることができる。すなわち、アクチュエータユニット１では、第１状態と第２状態とに切替可能なアクチュエータユニットの構造を、適切に構成することができる。
【０１４９】
また、アクチュエータユニット１では、モード切替弁４１を、給排位置４１ａとバイパス位置４１ｂとに切り替えることができる。モード切替弁４１を給排位置４１ａとすることで、油圧ポンプ５５から圧油を第１圧力室Ｓ１又は第２圧力室Ｓ２へ供給可能な状態とすることができる。一方、モード切替弁４１をバイパス位置４１ｂとすることで、第１ポート側油路３３ａと第２ポート側油路３４ａとを連通させることができる。そうすると、スクリュー機構１０が固着状態となり且つ油圧回路３０が動作しなくなった場合であっても、第１圧力室Ｓ１及び第２圧力室Ｓ２のうちの一方の圧油を、第１圧力室Ｓ１及び第２圧力室Ｓ２のうちの他方へ流入させることが可能となる。従って、出力部１６が、ハウジング３に対するある位置で固定されてしまうことを防止でき、出力部１６をハウジング３に対して進退可能な状態とすることができる。
【０１５０】
また、アクチュエータユニット１では、該電動アクチュエータ２においてオーバーロードが発生した場合であっても、上述の場合と同様、モード切替弁４１をバイパス位置４１ｂに切り替えることができる。これにより、出力部１６に作用する過剰な負荷に起因して、電動アクチュエータ２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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
（１）図８は、変形例に係るアクチュエータユニット１ａの構成を模式的に示す図であって、電動モード又は油圧モード時におけるアクチュエータユニットの状態の一例を示す図である。本変形例に係るアクチュエータユニット１ａは、上記実施形態の場合と異なり、リンク機構６０（連結機構）、及びリンク端部ロック機構７０を備えた構成となっている。そして、本変形例に係るアクチュエータユニット１ａでは、油圧モード及びバイパスモードの場合において上記実施形態の場合と同様に動作する。一方、アクチュエータユニット１ａでは、電動モードのときに油圧回路が故障した場合であっても、電動モータによる出力部１６の位置制御が可能となっている。以下では、上記実施形態と異なる点、具体的にはリンク機構６０及びリンク端部ロック機構７０の構成及び動作について主に説明し、それ以外の部分については説明を省略する。
【０１５３】
まず、リンク機構６０及びリンク端部ロック機構７０の構成を説明する前に、駆動制御弁４０の構成について説明する。
【０１５４】
図９は、駆動制御弁４０の構成を模式的に示す縦断面図である。駆動制御弁４０は、図９に示すように、スリーブ部６５と、スプール部６６と、複数のポートとを備えている。なお、図９においては、制御部５１からの電気信号に基づいて駆動制御弁４０に対するパイロット圧油の給排を制御するパイロットステージの図示を省略している。
【０１５５】
スリーブ部６５は、密閉状に形成された略円筒状の部材によって構成されている。スリーブ部６５の筒壁部には、図９に示すように、該スリーブ部６５の一方側（前側）から他方側（後側）に向かって順に、ポンプ側第１ポート６７Ｐ１と、第２圧力室側ポート６７Ｓ２と、リザーバタンク側ポート６７Ｒと、第１圧力室側ポート６７Ｓ１と、ポンプ側第２ポート６７Ｐ２と、が形成されている。ポンプ側第１ポート６７Ｐ１には、給油路３１が接続されている。第２圧力室側ポート６７Ｓ２には、駆動制御弁側第２油路３４ｂが接続されている。リザーバタンク側ポート６７Ｒには、排油路３２が接続されている。第１圧力室側ポート６７Ｓ１には、駆動制御弁側第１油路３３ｂが接続されている。ポンプ側第２ポート６７Ｐ２には、給油路３１が接続されている。
【０１５６】
スプール部６６は、略円柱状に形成された部材であって、スリーブ部６５の内部に、該スリーブ部６５の筒軸と同心状となるように収容されている。スプール部６６は、前後方向に延びる本体部６７と、該本体部６７よりも外径が大きい円板状に形成された第１から第４の大径部６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄとを有し、これらが一体に形成されている。本体部６７及び各大径部６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄは、互いに同心状となるように設けられている。第１大径部６８ａ、第２大径部６８ｂ、第３大径部６８ｃ、第４大径部６８ｄは、本体部６７の軸心方向において、該本体部６７の一端側（前端側）から他端側（後端側）へ向かって順に、互いに間隔を置いて配置されている。
【０１５７】
また、各大径部６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄは、スリーブ部６５の内周面に対して、前後方向に摺動可能に設けられている。第１大径部６８ａは、ポンプ側第１ポート６７Ｐ１を、スリーブ部６５の内側から遮断可能である。第２大径部６８ｂは、リザーバタンク側ポート６７Ｒを、スリーブ部６５の内側から遮断可能である。第３大径部６８ｃは、ポンプ側第２ポート６７Ｐ２を、スリーブ部６５の内側から遮断可能である。
【０１５８】
また、スプール部６６における後端部（第４大径部６８ｄの後端部）には、第３リンク部材６３の端部が、スプール部６６に対して回転自在に連結されている。これにより、第３リンク部材６３の前後方向への変位に伴って、スプール部６６も前後方向へ変位する。
【０１５９】
スプール部６６が、図９（Ａ）に示す状態（中立位置）から前方へ変位して図９（Ｂ）に示す状態になると、スリーブ部６５内において、給油路３１と駆動制御弁側第２油路３４ｂとが連通し、且つ排油路３２と駆動制御弁側第１油路３３ｂとが連通する。すなわち、図９（Ｂ）に示す状態は、駆動制御弁４０が第２位置４０ｂに位置した状態を示している。一方、スプール部６６が、図９（Ａ）に示す中立位置から前方へ変位して図９（Ｃ）に示す状態になると、スリーブ部６５内において、給油路３１と駆動制御弁側第１油路３３ｂとが連通し、且つ排油路３２と駆動制御弁側第２油路３４ｂとが連通する。すなわち、図９（Ｃ）に示す状態は、駆動制御弁４０が第１位置４０ａに位置した状態を示している。
【０１６０】
［リンク機構及びリンク端部ロック機構の構成］
リンク機構６０は、図８に示すように、第１リンク部材６１、第２リンク部材６２、及び第３リンク部材６３を有している。各リンク部材６１，６２，６３は、直線状に延びるロッド状の部材によって構成されている。
【０１６１】
第１リンク部材６１は、ハウジング３の底部３ｂを貫通した状態で第１スクリュー１１と並行して延びるように配置されている。第１リンク部材６１は、一端側がピストン部２０に回転自在に固定されている一方、他端側が連結ピン６４ａを介して第２リンク部材６２の一端側に揺動自在に連結されている。
【０１６２】
第２リンク部材６２は、一端側が連結ピン６４ａを介して第１リンク部材６１に連結されている一方、他端部が、詳しくは後述するリンク端部ロック機構７０のシリンダ７１内に収容されている。第２リンク部材６２の他端部は、球状に形成されたボール部６２ａとして設けられている。また、第２リンク部材６２は、第１リンク部材６１と交差するように設けられている。具体的には、本実施形態では、第２リンク部材６２は、第１リンク部材６１に対して８０度〜９０度程度の角度で交差している。
【０１６３】
第３リンク部材６３は、第１リンク部材６１が延びる方向と並行して延びるように設けられている。第３リンク部材６３は、一端側が、連結ピン６４ｂを介して第２リンク部材６２の中途部分に連結されている一方、他端側が駆動制御弁４０のスプール部６６に回転自在に固定されている。第３リンク部材６３は、駆動制御弁４０の切替方向（図８の前後方向）に沿って延びるように配置されている。
【０１６４】
リンク端部ロック機構７０は、ボール部６２ａが固定されるロック状態と、ボール部６２ａのロック状態が解除されるロック解除状態と、に切替可能に構成されている。リンク端部ロック機構７０は、シリンダ７１と、一対のピストン７５ａ，７５ｂと、一対の引っ張りバネ７６ａ，７６ｂと、を有している。
【０１６５】
シリンダ７１は、円筒状に形成された筒壁部７２と、該筒壁部７２の筒軸方向における各開口部を覆うように設けられた第１底部７３ａ及び第２底部７３ｂとを有し、これらが一体に形成されている。筒壁部７２の筒軸方向における中途部分には、第２リンク部材６２が挿通する貫通孔が形成されている。また、筒壁部７２における第１底部７３ａ寄りの部分には第１ポート７４ａが、筒壁部７２における第２底部７３ｂ寄りの部分には第２ポート７４ｂが、それぞれ形成されている。
【０１６６】
一対のピストン７５ａ，７５ｂは、ともに、略円板状に形成されている。一対のピストン７５ａ，７５ｂは、シリンダ７１内において、それぞれの中心軸がシリンダ７１の筒軸と同軸となるように配置され、筒壁部７２の内周面に対して筒軸方向に沿って摺動するように設けられている。一方のピストンとしての第１ピストン７５ａは第１底部７３ａ側に配置され、他方のピストンとしての第２ピストン７５ｂは第２底部７３ｂ側に配置されている。
【０１６７】
シリンダ７１内における、筒壁部７２、第１底部７３ａ、及び第１ピストン７５ａで囲まれた空間は、第１ポート７４ａに連通する第１ポート側空間Ｓ１１として設けられている。一方、シリンダ７１内における、筒壁部７２、第２底部７３ｂ、及び第２ピストン７５ｂで囲まれた空間は、第２ポート７４ｂに連通する第２ポート側空間Ｓ１２として設けられている。また、シリンダ７１内における、筒壁部７２、第１底部７３ａ、及び第２底部７３ｂで囲まれた空間は、ボール部６２ａが収容されるボール部収容空間Ｓ１３として設けられている。
【０１６８】
一対の引っ張りバネ７６ａ，７６ｂは、第１引っ張りバネ７６ａ及び第２引っ張りバネ７６ｂを有している。
【０１６９】
第１引っ張りバネ７６ａは、一端側が第１底部７３ａに取り付けられ且つ他端側が第１ピストン７５ａに取り付けられた状態で、第１ポート側空間Ｓ１１内に収容されている。これにより、第１引っ張りバネ７６ａは、第１ピストン７５ａを第１底部７３ａ側へ付勢している。
【０１７０】
第２引っ張りバネ７６ｂは、一端側が第２底部７３ｂに取り付けられ且つ他端側が第２ピストン７５ｂに取り付けられた状態で、第２ポート側空間Ｓ１２内に収容されている。これにより、第２引っ張りバネ７６ｂは、第２ピストン７５ｂを第２底部７３ｂ側へ付勢している。
【０１７１】
リンク端部ロック機構７０は、各ポート７４ａ，７４ｂを介して各空間Ｓ１１，Ｓ１２に対して流体（例えば一例として、圧油）を給排可能に構成されている。リンク端部ロック機構７０において、各ポート７４ａ，７４ｂを介して各空間Ｓ１１，Ｓ１２内に流体が供給されると、各引っ張りバネ７６ａ，７６ｂの付勢力に抗して一対のピストン７５ａ，７５ｂが互いに近づく方向へ変位する。このとき、リンク機構６０は、一対のピストン７５ａ，７５ｂによってボール部６２ａが挟んで保持されるロック状態になる。一方、リンク端部ロック機構７０において、各ポート７４ａ，７４ｂを介して各空間Ｓ１１，Ｓ１２から流体が排出されると、各引っ張りバネ７６ａ，７６ｂの付勢力によって一対のピストン７５ａ，７５ｂが互いに離間する方向へ変位する。このとき、リンク機構６０は、ボール部６２ａがボール部収容空間Ｓ１３内の筒軸方向に沿って変位可能なロック解除状態になる。
【０１７２】
［アクチュエータユニットの動作］
本変形例に係るアクチュエータユニット１ａでも、上記実施形態の場合と同様、電動モード、油圧モード、及びバイパスモード、の３つのモードで作動する。これらのモードのうち、油圧モード及びバイパスモードについては、上記実施形態の場合と同様に作動するため、説明を省略する。
【０１７３】
なお、アクチュエータユニット１ａが油圧モード又はバイパスモードで作動する場合、リンク端部ロック機構７０のシリンダ７１内の第１ポート側空間Ｓ１１及び第２ポート側空間Ｓ１２には、流体が供給されていない状態となる。このとき、リンク機構６０は、ボール部６２ａがリンク端部ロック機構７０によってロックされていない状態（ロック解除状態）となっている。リンク機構６０がロック解除状態の場合、図８に示すように、ボール部６２ａはシリンダ７１内において該シリンダ７１の筒軸方向に変位自在となっている。
【０１７４】
上述のような状態（図８に示す状態）において、ピストン部２０が前後方向に変位すると、リンク機構６０は、連結ピン６４ｂを支点として揺動する。
【０１７５】
具体的には、ピストン部２０が前方に変位すると（図８における矢印Ａ１方向に移動すると）、第１リンク部材６１、及び第２リンク部材６２の一端部（連結ピン６４ａ側の端部）も前方へ変位する。このとき第２リンク部材６２の他端部を構成するボール部６２ａは一対のピストン７５ａ，７５ｂによって挟まれていないため、前後方向に変位自在な状態となっている。これにより、第２リンク部材６２は、連結ピン６４ｂを支点として反時計回りに回転し、図１１に示す状態となる。
【０１７６】
一方、ピストン部２０が後方に変位すると（図８における矢印Ａ２方向に移動すると）、第１リンク部材６１、及び第２リンク部材６２の一端部（連結ピン６４ａ側の端部）も後方へ変位する。このとき第２リンク部材６２の他端部を構成するボール部６２ａは一対のピストン７５ａ，７５ｂによって挟まれていないため、前後方向に変位自在な状態となっている。これにより、第２リンク部材６２は、連結ピン６４ｂを支点として時計回りに回転し、図１２に示す状態となる。
【０１７７】
すなわち、リンク機構６０がロック解除状態のときにピストン部２０が前後方向に変位しても、当該変位がリンク機構６０を介して駆動制御弁４０に伝達されず、駆動制御弁４０の位置（スリーブ部６５内におけるスプール部６６の位置）は変位しない。言い換えれば、リンク機構６０がロック解除状態のときには、ピストン部２０の前後方向への変位は、駆動制御弁４０にフィードバックされない。
【０１７８】
［電動モード時におけるアクチュエータユニットの動作］
変形例に係るアクチュエータユニット１ａは、通常作動時、具体的には、スクリュー機構１０において固着状態が発生しておらず、且つ油圧回路３０が正常に動作しているときには、上記実施形態の場合と同様、電動モードで作動する。このとき、固着状態検知センサ２７ａ及び圧力センサ４８から制御部５１へ通知信号Ｓｇ１，Ｓｇ２は送信されず、上記実施形態の場合と同様に作動する。また、このとき、第１ポート側空間Ｓ１１及び第２ポート側空間Ｓ１２には流体が供給されておらず、リンク機構６０はロック解除状態となる。よってこのとき、上述の場合と同様、ピストン部２０の前後方向への変位は駆動制御弁４０にフィードバックされない。
【０１７９】
ここで、上記実施形態の場合、ピストン部２０がハウジング３内における所定位置となるように油圧回路が正常に作動した状態で電動モータ４が駆動することにより、出力部１６の位置制御を行うことができる。しかし、上記実施形態の場合において、駆動制御弁４０、又は制御部５１のうち駆動制御弁４０を制御する部分、が故障すると、ピストン部２０をハウジング３内における所定位置に維持できなくなる。そうなると、電動モータ４による出力部１６の位置制御ができなくなってしまう。
【０１８０】
これに対して、変形例に係るアクチュエータユニット１ａは、駆動制御弁４０を電気的に制御できなくなった場合であっても、電動モータ４による出力部１６の位置制御を行うことができる。
【０１８１】
具体的には、本変形例に係るアクチュエータユニット１ａでは、駆動制御弁４０、又は制御部５１のうち駆動制御弁４０を制御する部分、の故障が検知されると、リンク機構６０がロック状態になる。具体的には、リンク端部ロック機構７０の第１ポート側空間Ｓ１１及び第２ポート側空間Ｓ１２の両方に流体が供給される。そうすると、ボール部６２ａが一対のピストン７５ａ，７５ｂに挟まれて保持されるため、ボール部６２ａがシリンダ７１に対して固定される（図１０参照）。なお、変形例に係るアクチュエータユニット１ａでは、第１リンク部材６１及び第３リンク部材６３は、リンク機構６０が図１０に示すロック状態となっている場合において、ピストン部２０が所定位置に位置しているときに、駆動制御弁４０が中立位置４０ｃとなるような長さに構成されている。
【０１８２】
図１０に示すロック状態となったリンク機構６０において、ピストン部２０が所定位置よりも前方に変位すると（図１０における矢印Ａ１方向に移動すると）、当該変位が駆動制御弁４０にフィードバックされる。詳しく説明すると、ピストン部２０が前方へ移動すると、それに伴って第１リンク部材６１も前方へ移動するため、第２リンク部材６２がボール部６２ａを支点として反時計回り方向に回転する。その結果、第３リンク部材６３が前方へ移動して、駆動制御弁４０のスプール部６６もピストン部２０と同様に前方へ変位する（図９（Ｂ）参照）。これにより、駆動制御弁４０は、中立位置４０ｃから第２位置４０ｂに切り替えられる（図１３参照）。すると、第１圧力室Ｓ１内の圧油がリザーバタンク５６側へ流出する一方、油圧ポンプ５５からの油圧が、第１圧力室Ｓ１及び第３圧力室Ｓ３へ流入する。その結果、ピストン部２０が後方（矢印Ａ２方向）に変位して所定位置へ戻り、図１０に示す状態となる。このとき、ピストン部２０の後方への変位が駆動制御弁４０にフィードバックされ、駆動制御弁４０の位置が、第２位置４０ｂから中立位置４０ｃへ切り替えられるため、各圧力室Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３への圧油の流出入が規制される。これにより、ピストン部２０が前方へ変位した場合であっても、ピストン部２０が所定位置に戻され、当該所定位置で維持される。
【０１８３】
一方、図１０に示すロック状態となったリンク機構６０において、ピストン部２０が所定位置よりも後方に変位すると、（図１０における矢印Ａ２方向に移動すると）、当該変位が駆動制御弁４０にフィードバックされる。詳しく説明すると、ピストン部２０が後方へ移動すると、それに伴って第１リンク部材６１も後方へ移動するため、第２リンク部材６２がボール部６２ａを支点として時計回り方向に回転する。その結果、第３リンク部材６３が後方へ移動して、駆動制御弁４０のスプール部６６もピストン部２０と同様に後方へ変位する（図９（Ｃ）参照）。これにより、駆動制御弁４０は、中立位置４０ｃから第１位置４０ａに切り替えられる（図１４参照）。すると、第２圧力室Ｓ２及び第３圧力室Ｓ３内の圧油がリザーバタンク５６側へ流出する一方、油圧ポンプ５５からの油圧が第１圧力室Ｓ１へ流入する。その結果、ピストン部２０が前方（矢印Ａ１方向）に変位して所定位置へ戻り、図１０に示す状態となる。このとき、ピストン部２０の前方への変位が駆動制御弁４０にフィードバックされ、駆動制御弁４０の位置が、第１位置４０ａから中立位置４０ｃへ切り替えられるため、各圧力室Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３への圧油の流出入が規制される。これにより、ピストン部２０が後方へ変位した場合であっても、ピストン部２０が所定位置に戻され、当該所定位置で維持される。
【０１８４】
［効果］
以上のように、本変形例に係るアクチュエータユニット１ａでは、電動モータ４によって出力部１６が変位されている状態において、油圧回路３０が故障した場合であっても、ピストン部２０をハウジング３内における所定位置に維持することができるため、出力部１６の位置制御を継続して行うことができる。
【０１８５】
また、アクチュエータユニット１ａでは、ピストン部２０の変位がスプール部６６にフィードバックされる状態と、ピストン部２０及びスプール部６６のうちの一方の変位が他方６６，２０にフィードバックされない状態とを、適切に切り替え可能な構成を提供することができる。
【０１８６】
また、アクチュエータユニット１ａでは、一対のピストン７５ａ，７５ｂによって第２リンク部材６２のボール部６２ａを挟んで保持することにより、リンク機構６０をロック状態にできる。一方、一対のピストン７５ａ，７５ｂが互いに離間することにより、該一対のピストン７５ａ，７５ｂによってボール部６２ａが挟まれずに保持されないため、リンク機構６０をロック解除状態にできる。よって、アクチュエータユニット１ａでは、リンク機構６０のロック状態とロック解除状態とを切替可能な、具体的な構成を提供することができる。
【０１８７】
（２）上記実施形態では、入力側スクリューを第１スクリュー１１で構成し、出力側スクリューを第２スクリュー１２で構成したが、この限りでなく、入力側スクリューを第２スクリューで構成し、出力側スクリューを第１スクリューで構成してもよい。
【０１８８】
（３）上記実施形態では、第１及び第２のスクリュー１１，１２を有するスクリュー機構１０が、ボールスクリュー機構として構成され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、第１及び第２スクリューを有するスクリュー機構が、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スクリュー及び第２スクリュー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及び第２スクリュー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スクリューと第２スクリューとの間に、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。第１スクリュー又は第２スクリューの回転に伴って、各ローラ軸は、第１スクリューと第２スクリューとに対して、螺旋溝で噛み合って各軸心を中心として回転することになる。
【０１８９】
（４）上記実施形態では、スクリュー機構が固着状態に陥った場合に、アクチュエータユニット１を油圧モードで動作させているが、これに限らず、スクリュー機構が正常に動作している場合に、アクチュエータユニット１を油圧モードで動作させてもよい。
【０１９０】
（５）上記実施形態では、出力部１６を第２スクリュー１２と一体に形成しているが、これに限らず、出力部を第２スクリューとは別の部材として設けて、該出力部を第２スクリューに連結してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１９１】
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。
【符号の説明】
【０１９２】
１，１ａ      アクチュエータユニット
２              電動アクチュエータ
３              ハウジング
４              電動モータ
５              第１ポート
６              第２ポート
１０            スクリュー機構
１１            第１スクリュー
１２            第２スクリュー
１６            出力部
１７            ボールスプライン機構（スライド支持機構）
２０            ピストン部
Ｓ１            第１圧力室
Ｓ２            第２圧力室
Ｓ３            第３圧力室
【図１】
2015081673.tif 000003
【図２】
2015081673.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015081673.tif 000008
【図７】
2015081673.tif 000009
【図８】
2015081673.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2015081673.tif 000012
【図１１】
2015081673.tif 000013
【図１２】
2015081673.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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