(57)【要約】【課題】本発明は、各モータの回転方向、モータ出力トルク及び歪みセンサを用いて各電動アクチュエータのジャミング状態を検出することを目的とする。【解決手段】本発明による電動アクチュエータのジャミング検出方法は、各モータ(2,2A)の回転方向、前記各モータ(2,2A)のモータ出力トルク及び前記各出力アーム(30,31)に接続された各歪みセンサ(62,62A)の極性判別の状態に基づいて、前記各電動アクチュエータ(100,100A)のジャミング状態を検出する方法である。【選択図】図１
2008187822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ(2,2A)と減速機(20,20A)と出力アーム(30,31)とからなる一対の電動アクチュエータ(100,100A)を互いに対向させて直列接続し、互いに隣接して配置された一対の前記各出力アーム(30,31)によって負荷(70)を作動する場合、
前記各モータ(2,2A)の回転方向、前記各モータ(2,2A)のモータ出力トルク及び前記各出力アーム(30,31)に接続された各歪みセンサ(62,62A)の極性判別の状態に基づいて、前記各電動アクチュエータ(100,100A)のジャミング状態を検出することを特徴とする電動アクチュエータのジャミング検出方法。
【請求項２】
前記負荷(70)は１個であり、回動型の前記負荷(70)に接続された一対の連結部材(30A,31A)が前記各出力アーム(30,31)に各々連結され、前記負荷(70)が支点(71)を中心として回動することを特徴とする請求項１記載の電動アクチュエータのジャミング検出方法。
【請求項３】
前記負荷(70)は１個であり、直動型の前記負荷(70)に接続された一対の連結部材(30A,31A)が前記各アーム(30,31)に各々連結され、前記負荷(70)は往復直動することを特徴とする請求項１記載の電動アクチュエータのジャミング検出方法。
【請求項４】
前記ジャミング状態が発生した前記第１又は第２電動アクチュエータ(100又は100A)の第１又は第２モータ(2又は2A)は、前記第１又は第２モータ(2又は2A)が有する最大トルクで駆動して前記第１、第２減速機(20又は20A)の固着時切り離し機構(50)により前記第１又は第２出力アーム(30又は31)を回動自在状態とし、正常状態の残りの第１又は第２電動アクチュエータ(100又は100A)によって前記負荷(70)の回動を行うことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の電動アクチュエータのジャミング検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動アクチュエータのジャミング検出方法に関し、特に、各モータの回転方向、各モータのモータ出力トルク及び各出力アームに接続された歪センサの極性判別の状態に基づいて、各電動アクチュエータのジャミング状態を正確に検出するための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種の一対のアクチュエータを互いに直列接続し、一対の出力アームを負荷に接続した構成の電動アクチュエータとしては、例えば、特許文献１に開示された構成を挙げることができる。
すなわち、一対のアクチュエータの各出力アームを負荷に接続し、各アクチュエータのモータの出力トルクを用いて負荷の作動を行い、一方のアクチュエータの減速機にジャミングが発生した場合、何らかのジャミングセンサでジャミングを検出し、ジャミングが発生した方のアクチュエータにおいては、モータの出力トルクをそのモータの最大値とし、減速機の固着時切り離し機構によって出力アームを回動自在とすると共に、ジャミングを発生していない他方のアクチュエータによって負荷の回動を行っていた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７５１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電動アクチュエータは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、減速機にジャミング（各減速ギヤ部のうちの後段の２段が固着）が発生し、出力アームの作動が停止となると、位置センサ又はモータの電流センサ等からなるジャミングセンサによりジャミングが検出され、このジャミングセンサからのジャミング検出信号に基づいて、モータの最大トルクにて駆動してジャミングを解除していたが、この位置センサは動いているものは検出できるが、止まっているもので荷重がかかっている状態は検出することができず、また、電流センサはモータへの電流の大小しか検出することができず、電流の値とジャミング状態との相関を細かく設定して検出することが困難であるため、このジャミングセンサの信頼性を１００％に保つことは難しく、より高い信頼性のジャミング検出が切望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による電動アクチュエータのジャミング検出方法は、モータと減速機と出力アームとからなる一対の電動アクチュエータを互いに対向させて直列接続し、互いに隣接して配置された一対の前記各出力アームによって負荷を作動する場合、前記各モータの回転方向、前記各モータのモータ出力トルク及び前記各出力アームに接続された各歪みセンサの状態に基づいて、前記各電動アクチュエータのジャミング状態を検出する方法であり、また、前記負荷は１個であり、回動型の前記負荷に接続された一対の連結部材が前記各出力アームに各々連結され、前記負荷が支点を中心として回動する方法であり、また、前記負荷は１個であり、直動型の前記負荷に接続された一対の連結部材が前記各アームに各々連結され、前記負荷は往復直動する方法であり、また、前記ジャミング状態が発生した前記第１又は第２電動アクチュエータの第１又は第２モータは、前記第１又は第２モータが有する最大トルクで駆動して前記第１、第２減速機の固着時切り離し機構により前記第１又は第２出力アームを回動自在状態とし、正常状態の残りの第１又は第２電動アクチュエータによって前記負荷の回動を行う方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による電動アクチュエータのジャミング検出方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、各モータの回転方向、各モータのモータ出力トルク及び出力アームに接続された歪みセンサの各出力アームにかかる荷重による歪状態を検出した極性判別の状態に基づいて、各電動アクチュエータのジャミング状態を検出するため、ジャミング状態の検出が確実となり、直ちに、ジャミングが発生している電導アクチュエータのジャミングを解除し、ジャミングを発生していない正常な電動アクチュエータによって負荷の作動が可能となり、電動アクチュエータの信頼性を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、各モータの回転方向、各モータのモータ出力トルク及び出力アームに接続された歪みセンサの極性判別の状態に基づいて、各電動アクチュエータのジャミング状態を正確に検出するようにした電動アクチュエータのジャミング検出方法を提供することを目的とする。
【実施例】
【０００８】
以下、図面と共に本発明による電動アクチュエータのジャミング検出方法の好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１５０で示されるものは取付部材であり、この取付部材１５０には第１、第２電動アクチュエータ１００，１００Ａが互いに対向させて直列に接続した状態で取付けられている。
【０００９】
前記第１電動アクチュエータ１００は、第１モータ２と第１減速機２０とから構成され、この第１減速機２０の出力側には第１出力アーム３０が設けられている。
前記第２電動アクチュエータ１００Ａは、第２モータ２Ａと第２減速機２０Ａとから構成され、この第２減速機２０Ａの出力側には第２出力アーム３１とが設けられている。
【００１０】
前述した図１の第１、第２電動アクチュエータ１００，１００Ａからなる電動アクチュエータ１００Ｂの構成を正面側からみると、図２で示される通りであり、各出力アーム３０，３１は、後述の各減速機２０，２０Ａの各出力側の各レバー１２Ａ，１２Ｂに支軸１２Ｃを介して接続され、各出力アーム３０、３１の端部には各連結部材３０Ａ，３１Ａを介して負荷７０が接続されている。
【００１１】
前記負荷７０は、支点７１を介して矢印Ａの方向に沿って回動自在に設けられており、前記各レバー１２Ａ，１２ＢがＣＷ及びＣＣＷ方向に２０°往復回動することにより、この回動角度に応じて前記負荷７０を回動することができる。
尚、前記負荷７０は、回動する部材であれば、何れの部材でも適用できるが、例えば、飛行機のフラップ等に適用すると好適である。
【００１２】
前記出力アーム３０，３１に接続された連結部材３０Ａ，３１Ａ、又は、各出力アーム３０，３１の先端部分には、周知の歪みゲージ等からなる極性判別型の歪みセンサ６２，６２Ａが前記出力アーム３０，３１に直接又は間接的に接続された状態で設けられており、各出力アーム３０，３１によって前記負荷７０を回動させる場合における各出力アーム３０，３１又は連結部材３０Ａ，３１Ａの各歪みセンサ６２，６２Ａの状態を図４で示されるように、Ｐｃ（圧縮）及びＰｓ（引張り）として極性判別の状態として検出することができるように構成されている。
【００１３】
前述の図１及び図２で示される前記電動アクチュエータ１００Ｂの形態は、前記負荷７０が回動型の構成について述べたが、他の形態として、図３に示されるように、矢印Ｂに沿って直動往復動作を行う直動型の負荷７０に出力アーム３０，３１を接続した構成とすることができる。
尚、図２と同一又は同等部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１４】
前述の図１から図３における第１、第２電動アクチュエータ１００，１００Ａ自体の内部構成は、本出願人が既に出願済（平成１７年３月２９日付）で公開（平成１８年１０月１２日付）されている前述の特許文献１の構成と同一であるため、図５から図１３を用いて説明する。
【００１５】
図８において符号１で示されるものは、図７で示されるように円筒状のハウジングであり、このハウジング１の一端１ａ側には前記第１モータ２が設けられており、このハウジング１の内壁には第１、第２、第ｎ内歯車３，４，５が設けられている。
【００１６】
前記各内歯車３，４，５の内側には、複数の遊星ギヤ６を用いた周知の第１、第２、第ｎ減速ギヤ部７，８，９が設けられ、各減速ギヤ部７，８，９における各遊星ギヤ６を回転自在に軸支して有する第１、第２、第ｎ出力軸体１０，１１，１２が設けられている。
【００１７】
前記各減速ギヤ部７，８，９の各遊星ギヤ６は、前記各内歯車３，４，５に噛合していることにより、各々遊星ギヤ方式の３段減速型の第１減速機２０が構成されている。尚、３段に限ることなく、３段以上とすることもできる。
【００１８】
前記第１モータ２の回転軸２ａは前記第１減速ギヤ部７の中心に挿入されて各遊星ギヤ６と噛合して連結されている。
前記各減速ギヤ部７，８，９は、前述のように、各々各遊星ギヤ６を回転自在に軸支して有する第１、第２、第ｎ出力軸体１０，１１，１２が回転自在に設けられており、前記第１出力軸体１０は前記第２減速ギヤ部８の中心に挿入されて各遊星ギヤ６と噛合し、前記第２出力軸体１１は前記第ｎ減速ギヤ部９の中心に挿入されて各遊星ギヤ６と噛合し、前記第ｎ出力軸体１２には所定の有限角のみ往復回動するように構成された第１出力アーム３０が接続されている。
【００１９】
前記各減速ギヤ部７，８，９の各遊星ギヤ６は、前記各減速ギヤ部７，８，９に対応して設けられた第１、第２、第ｎ内歯車３，４，５に噛合していることにより、３個の遊星ギヤ６を有する前記各減速ギヤ部７，８，９が構成されている。
【００２０】
前記ハウジング１の壁に形成された保持孔４０内にはコイルスプリング４１が設けられ、このコイルスプリング４１の内端が前記第１内歯車３の外周面に接触しかつ付勢した状態であるため、このコイルスプリング４１の摩擦力によって前記第１内歯車３は前記ハウジング１に一時的に固定された状態に保持されている。
【００２１】
前記第２内歯車４は、前記ハウジング１の内壁に嵌合した状態で固定されており、前記第ｎ内歯車５は、前記ハウジング１に形成された貫通孔４２内に保持された鋼球等からなるボール４３の一部が前記第ｎ内歯車５の外周面に形成された係止凹部４４に係合していることにより、前記ハウジング１に対して一時的に係合している。
【００２２】
前記ハウジング１の外周面には、前記ハウジング１と同軸状でかつ回転可能にリング体４５が設けられており、このリング体４５は後述の固着時切り離し機構５０の一部を構成するように構成され、前記リング体４５の内面には、図９に示されるように前記ボール４３が逃げ込める大きさの複数の凹部４６が所定角度間隔で配設されている。
【００２３】
前記固着時切り離し機構５０は、前記各減速ギヤ部７，８，９のうちの初段の第１減速ギヤ部７の第１内歯車３と連動回転する第１回転ギヤ軸６０と、前記第１回転ギヤ軸６０と連動回転する第２回転ギヤ部６１と、前記第２回転ギヤ軸６１と連動回転し前記ハウジング１の外周に前記ハウジング１と同軸配置された前記リング体４５と、前記リング体４５に形成された複数の前記凹部４６とから構成されている。
【００２４】
尚、前述の図８で示した第１電動アクチュエータ１００は、主として左側に示されるように１個として示し、１個でも使用可能であるが、図１及び図２で示されるように、一対の第１、第２電動アクチュエータ１００，１００Ａを左右対称の配置とし、一対の第１、第２出力アーム３０，３１を互いに隣接させて配置した構成として、一対又は１個の負荷（図示せず）を各々別々又は同時に駆動することができるように構成されている。
【００２５】
次に、以上のように構成された本発明による第１、第２電動アクチュエータ１００，１００Ａを一対対向させて直列に左右対称配置させた場合の動作について説明する。
図５から図９の場合は、通常運転時を示し、各モータ２，２Ａ及び減速機２０，２０Ａを用いて各出力アーム３０，３１を別々又は同時に、図７で示されるＣＷ，ＣＣＷの有限角θの角度範囲で、往復回動することができる。
【００２６】
次に、図１０及び図１１は前記第１減速機２０にジャミング（各減速ギヤ部７，８，９のうちの後段の２段が固着）が発生し、第２、第ｎ減速ギヤ部８，９が停止状態となった構成を示している。
前述の状態は、図４で示されるように、各モータ２，２Ａの回転方向、各モータ２，２Ａのモータ出力トルク及び歪みセンサ６２，６２Ａの状態Ｐｃ，Ｐｓを用いて図示しない判別手段により検出され、ジャミング検出信号がモータ制御回路（図示せず）に入力されると、モータ２又は２Ａは、その出力を定格最大トルクよりも大きい最大出力トルクにて回転駆動され、第１減速ギヤ部７を経て第１内歯車３がコイルスプリング４１の摩擦トルクに打ち勝って回転し、各回転ギヤ部６０及び６１を介してリング体４５が回転する。すなわち、一例として、モータ回転方向（すなわち、アーム作動指令）がＣＣＷ、歪みセンサの状態がＰｃ、かつ、モータ２，２Ａの出力が定格最大トルクの時にジャミングを検出し、モータ２，２Ａの出力を定格最大トルクよりも大きい最大出力トルクにて回転させている。
尚、前述の定格最大トルクは、そのモータ２，２Ａの予め決められた使用上（運用上）安全なトルクの最大値を示し、最大出力トルクは、そのモータ２，２Ａが単独で出力でき前記定格最大トルクよりも大きいトルクのことである。
【００２７】
前記リング体４５の回転により、図１１のように、逃げ用の凹部４６とボール４３の対応位置が一致するように接近する。
図１２及び図１３で示される状態は、ボール４３と凹部４５が互いに一致し、ボール４３が凹部４６内に嵌まり込んで逃げ前記固着時切り離し機構５０が切り離された状態を示しており、この状態では、第ｎ内歯車５の係止凹部４４とボール４３との係止状態が解除され、第ｎ内歯車５は回転可能な状態となる。尚、ボール４３は１度凹部４６に入ると、元の状態に戻すことは通常ないように構成されている。
【００２８】
前述の状態で、出力アーム３０又は３１を手動で回動させると、第ｎ減速ギヤ部９と第ｎ内歯車５が、この出力アーム３０又は３１と共に連動して回動するため、出力アーム３０又は３１の手動による回動が可能となり、前記ジャミング発生時の出力アーム３０又は３１の回動を可能とし、負荷が一対の場合、万一の時のフラップ等の負荷（図示せず）の手動操作を可能として、事故等の防止を行うことができる。
また、前述の動作において、負荷７０が１個の場合、一方の第１電動アクチュエータ１００はジャミングが発生した場合は、他方の第２電動アクチュエータ１００Ａで負荷７０を駆動するため、電動アクチュエータ１００Ｂとしての信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による電動アクチュエータを負荷に接続した状態を示す平面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図２の他の形態を示す正面図である。
【図４】本発明による電動アクチュエータのジャミング検出状態を示す説明図である。
【図５】図１の各電動アクチュエータを示す断面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】図５の側面図である。
【図８】図５の要部を示す拡大断面図である。
【図９】図８のＸ−Ｘ拡大断面図である。
【図１０】図８のジャミング発生時を示す断面構成図である。
【図１１】図１０のＸ−Ｘ拡大断面図である。
【図１２】図１０の固着時切り離し機構を作動させて減速ギヤ部の切り離しが完了した状態を示す断面構成図である。
【図１３】図１２のＸ−Ｘ拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    ハウジング
２，２Ａ    第１、第２モータ
３    第１内歯車
４    第２内歯車
５    第ｎ内歯車
６    遊星ギヤ
７    第１減速ギヤ部
８    第２減速ギヤ部
９    第ｎ減速ギヤ部
１０    第１出力軸体
１１    第２出力軸体
１２    第ｎ出力軸体
１５Ａ，（１５Ｂ）    レバー
２０    第１減速機
２０Ａ    第２減速機
３０，３１    第１、第２出力アーム
３０Ａ，３１Ａ    連結部材
４０    保持孔
４１    コイルスプリング
４２    貫通孔
４３    ボール
４４    係止凹部
４５    リング体
４６    凹部
５０    固着時切り離し機構
６０    第１回転ギヤ軸
６１    第２回転ギヤ軸
６２，６２Ａ    歪みセンサ
７０    負荷
７１    支点
１００，１００Ａ    第１、第２電動アクチュエータ
１００Ｂ    電動アクチュエータ
１５０    取付部材
【図１】
2008187822.tif 000003
【図２】
2008187822.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008187822.tif 000006
【図５】
2008187822.tif 000007
【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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【図１２】
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【図１３】
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