(57)【要約】      （修正有）【課題】モータと、減速機を利用した動力伝達機構とを備えたアクチュエータユニットにおいて、動力伝達機構の一部に故障がした場合であっても制御対象の制御を確実に行う。【解決手段】第１、第２の減速機３、４と、前記の減速機３、４にそれぞれ動力を供給する第１、第２のモータ２ａ、２ｂとを備え、前記減速機３、４が入力端３１ａ、４１ａからの駆動力を出力端３１ｂ、４１ｂに減速して伝達する動力伝達機構たるギア部３１、４１及びケース３２、４２をそれぞれ備えているとともに、これら減速機３、４を直列に連結してなり、最後段の出力端である第２の減速機４のギア部４１の出力端４１ｂを駆動対象である舵面９に接続している電動アクチュエータ１において、前記第１の減速機３の出力端３１ｂを第２の減速機４のケース４２に接続するとともに、前記第２のケース４２が回転可能に軸支され、さらに第２のケース４２の回転を禁止するブレーキ４５を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の減速機と、前記減速機それぞれの入力端に動力を供給するモータとを備え、前記減速機が入力端からの駆動力を出力端に減速して伝達する動力伝達機構及び動力伝達機構を収納するケースをそれぞれ備えているとともに、これら減速機を直列に連結してなり、最後段の出力端を駆動対象に接続しているものであって、前記直列に連結された複数の減速機が、互いに隣り合う減速機について前段側の前記出力端を後段側のケースにそれぞれ接続しているとともに、前記出力端に接続されたケースが回転可能に軸支され、さらに前記出力端に接続されたケースの回転を禁止するケース回転ブレーキを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】
各減速機に、該減速機に動力を供給するための前記モータをそれぞれ接続している請求項１記載の電動アクチュエータ。
【請求項３】
前記モータと複数の前記減速機とを動力伝達用ギア列を介して連結しているとともに、前記モータの出力軸と前記減速機の入力軸との間にトルクリミッタを各減速機ごとに介在させている請求項１又は２記載の電動アクチュエータ。
【請求項４】
動力伝達機構の出力端の回転を停止させるための軸ブレーキと、前記出力端の回転の状況を検知する出力検知部とを各減速機ごとに設けているとともに、前記出力検知部が出力端の回転の異常を検知した際に前記軸ブレーキを作動させるための制御部を設けている請求項１、２又は３記載の電動アクチュエータ。
【請求項５】
動力伝達機構の出力端の回転を停止させるための軸ブレーキを各減速機ごとに設けているともに、モータの電流を検知する電流検知部と、前記電流検知部がモータの出力負荷の異常を検知した際に前記軸ブレーキを作動させるための制御部とを設けている請求項１、２又は３記載の電動アクチュエータ。
【請求項６】
前記出力検知部が出力回転の異常を検知した際、又は前記電流検知部が出力負荷の異常を検知した際に、前記制御部がモータ出力を増加させる制御を行う請求項４又は５記載の電動アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機の姿勢を制御するための舵面等を制御するために用いられる電動アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、航空機の姿勢を制御するための姿勢制御用舵面を制御するための航空機用操舵機構として、油圧アクチュエータを利用したものが広く用いられている。すなわち、このような航空機用操舵機構として、油圧供給源と、この油圧供給源から操舵機構に備えたシリンダに油圧を供給するとともに前記シリンダから排出される作動油をタンクに戻すための配管と、この配管中に設けられ、油圧供給源及びタンクとシリンダとを接続し油圧による前記姿勢制御用舵面の制御を許可するアクティブモード、油圧供給源及びタンクとシリンダとの間を遮断し前記姿勢制御用舵面の自由な移動を許可するバイパスモード及び油圧供給源及びタンクとシリンダとの間を遮断し前記姿勢制御用舵面の移動を禁止するブロックモードのいずれかを選択的にとるセレクタバルブを備えた油圧アクチュエータユニットを利用したものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような油圧アクチュエータユニットにおいては、セレクタバルブの状態を変更することによりアクティブモードからバイパスモード又はブロックモードへの切替を行えるので、故障発生時のモードの切替を容易に行うことができる。
【０００３】
ところで、このような航空機用操舵機構として、配管を省略して設計の自由度の向上を図るべく、油圧アクチュエータユニットに替えて駆動源たるモータからの動力により作動する電動アクチュエータユニットを利用することが考えられているが、電動アクチュエータユニットを使用する場合、モータと姿勢制御用舵面との間の主に減速機を利用して構成した動力伝達機構のうち一部が損傷し固着又は空転するとこのような電動アクチュエータユニットの全体が固着又は空転することになり、舵面の制御に大きな支障が発生するという不具合が発生しうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−４０１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上の点に着目し、モータと、モータから駆動対象たる舵面等に動力を伝達する減速機を利用した動力伝達機構とを備えた電動アクチュエータユニットを利用して、動力伝達機構の一部に故障が発生した場合であっても舵面等の制御を確実に行うようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明に係る電動アクチュエータは、複数の減速機と、前記減速機それぞれの入力端に動力を供給するモータとを備え、前記減速機が入力端からの駆動力を出力端に減速して伝達する動力伝達機構及び動力伝達機構を収納するケースをそれぞれ備えているとともに、これら減速機を直列に連結してなり、最後段の出力端を駆動対象に接続しているものであって、前記直列に連結された複数の減速機が、互いに隣り合う減速機について前段側の減速機の出力端を後段側の減速機のケースにそれぞれ接続しているとともに、前段側の前記出力端に接続された後段側のケースが回転可能に軸支され、さらに前記出力端に接続されたケースの回転を禁止するケース回転ブレーキを備えていることを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、複数の減速機のいずれかにギアの固着又は空転といった異常が発生した際であっても、ケースが回転可能に軸支された減速機に異常が発生した場合は減速機を死重として前段側の減速機の出力軸から出力される回転力によりケースごと回転させればよく、また最前段の減速機に異常が発生した場合はケース回転ブレーキを作動させてその直後の減速機のケースの回転を禁止させることで、モータからの駆動力を異常が発生していない減速機を介して伝達することができる。
【０００８】
このような電動アクチュエータにおいて、駆動対象をより確実に駆動させるための態様の一例として、各減速機に、該減速機に動力を供給するための前記モータをそれぞれ接続しているものが挙げられる。
【０００９】
また、少ないモータ数でこのような電動アクチュエータを実現するための態様の一例として、前記モータと複数の前記減速機とを動力伝達用ギア列を介して連結しているとともに、前記モータの出力軸と前記減速機の入力端との間にトルクリミッタを各減速機ごとに介在させているものが挙げられる。
【００１０】
さらに、このような電動アクチュエータをより確実に機能させる態様の一例として、動力伝達機構の出力端の回転を停止させるための軸ブレーキと、前記出力端の回転の状況を検知する出力検知部とを各減速機ごとに設けているとともに、前記出力検知部が出力端の回転の異常を検知した際に前記軸ブレーキを作動させるための制御部を設けているものが挙げられる。
【００１１】
また、このような電動アクチュエータをより確実に機能させる態様の他の一例として、動力伝達機構の出力端の回転を停止させるためのブレーキを各減速機ごとに設けているともに、モータの電流を検知する電流検知部と、前記電流検知部が出力負荷の異常を検知した際に前記ブレークを作動させるための制御部とを設けているものが挙げられる。
【００１２】
そして、上述したような制御部を備えた電動アクチュエータにおいて、減速機に異常が発生した際に発生する出力の低下を補うための構成の一例として、前記出力検知部が出力回転の異常を検知した際、又は前記電流検知部が出力負荷の異常を検知した際に、前記制御部がモータ出力を増加させる制御を行うものが挙げられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、モータと、モータから駆動対象たる舵面等に動力を伝達する減速機を利用した動力伝達機構とを備えた電動アクチュエータユニットを利用して、動力伝達機構の一部に故障が発生した場合であっても舵面等の制御を確実に行うようにすることができる。
【００１４】
さらに、同一形式の複数の減速機を同一時期に設置する場合、いずれか一つの減速機に疲労劣化による損傷を原因とするギアの固着又は空転といった異常が発生した際、他方の減速機のギアも故障した側と同様の負荷がそれまで加わっていることから、引き続き使用した場合、近いうちに故障に至る可能性があると推察できることから、故障していない減速機のみを利用して任務を遂行し、その後速やかに整備を行い、故障が発生していない減速機についても部品交換などを行うという運用が可能になる。すなわち、信頼性面、あるいはコスト面から、有益な運用を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電動アクチュエータの構成を概略的に示す図。
【図２】同実施形態に係る電動アクチュエータの作動説明図。
【図３】同実施形態に係る電動アクチュエータの作動説明図。
【図４】本発明の第二実施形態に係る電動アクチュエータの構成を概略的に示す図。
【図５】同実施形態に係る電動アクチュエータの作動説明図。
【図６】同実施形態に係る電動アクチュエータの作動説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の第一実施形態について図１〜図３を参照しつつ以下に述べる。
【００１７】
本実施形態に係る電動アクチュエータ１は、図１に示すように、第１のモータ２ａから動力の供給を受ける第１の減速機３と、この第１の減速機３に直列に接続されているとともに前記第１のモータ２ａと別個に設けられた第２のモータ２ｂから動力の供給を受ける第２の減速機４とを利用して形成しており、駆動対象である航空機の姿勢制御用舵面９を駆動する。
【００１８】
前記第１の減速機３は、図１に示すように、複数、具体的には２つの遊星歯車機構を直列に接続してなり、第１のモータ２ａの出力軸２ａ１に入力端３１ａを接続してなる動力伝達機構たるギア部３１と、このギア部３１を収納するケース３２と、前記ギア部３１の出力端３１ｂの回転を停止するための軸ブレーキ３３とを備えている。ここで、前記ケース３２は、第１のモータ２ａのフレーム２ａ２との間で互いに固定されている。また、前記ギア部３１の出力端３１ｂは、この第１の減速機３の出力端であり、前記第２の減速機４の後述するケース４２に接続されている。そして、前記第１の減速機３の出力端３１ｂから動力の供給を受けている際にはこのケース４２を回転駆動する。
【００１９】
前記第２の減速機４は、図１に示すように、複数、具体的には２つの遊星歯車機構を直列に接続してなり、第２のモータ２ｂの出力軸２ｂ１に入力端４１ａを接続してなる動力伝達機構たるギア部４１と、このギア部４１を収納するケース４２と、前記ギア部４１の出力端４１ｂの回転を停止するための軸ブレーキ４３と、前記ケース４２を回転可能に軸支する軸支機構４４と、前記ケース４２の回転を停止するためのケース回転ブレーキ４５とを備えている。ここで、前記ケース４２は、第２のモータ２ｂのフレーム２ｂ２との間で互いに固定されている。すなわち、第２のモータ２ｂのフレーム２ｂ２は、前記ケース４２と一体的に回転する。前述のとおり、前記ケース４２は前記第１のモータ２ａから前記第１の減速機３を経て駆動力の供給を受ける。また、前記ギア部４１の出力端４１ｂは、この第２の減速機４の出力端であり、前記姿勢制御用舵面９に接続されている。さらに本実施形態では、この第２の減速機４の出力端すなわち前記ギア部４１の出力端４１ｂと前記姿勢制御用舵面９との間にクラッチ１０を設けている。
【００２０】
また、本実施形態では、図１に示すように、出力回転の状況を検知する出力検知部、より具体的には第１及び第２の減速機３、４のギア部３１、４１の出力端３１ｂ、４１ｂの回転速度をそれぞれ検知し回転速度信号ａを出力する第１及び第２の回転数センサ５ａ、５ｂを各減速機ごとに設けている。これら第１及び第２の回転数センサ５ａ、５ｂからの回転速度信号ａは、制御装置６に出力される。
【００２１】
制御装置６は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。入力インタフェースには、図１に示すように、第１及び第２の回転数センサ５ａ、５ｂからの前記回転速度信号ａが入力される。出力インタフェースからは、図１に示すように、第１及び第２のモータ２ａ、２ｂに対して目標回転速度を示す目標回転速度信号ｂ、前記軸ブレーキ３３、４３を作動させるための軸ブレーキ信号ｃ、及び前記ケース回転ブレーキ４５を作動させるためのケース回転ブレーキ信号ｄを出力する。そして、この制御装置６のメモリには、プロセッサが実行することにより、前記回転速度信号ａが示す各出力端３１ｂ、４１ｂの回転速度に応じて軸ブレーキ３３、４３やケース回転ブレーキ４５の制御、及び第１及び第２のモータ２ａ、２ｂの回転速度制御を行うためのプログラムが内蔵されている。
【００２２】
ここで、通常時、すなわち前記回転速度信号ａが示す各出力端３１ｂ、４１ｂの回転速度が正常値を示している場合は、図１に示すように、第１及び第２のモータ２ａ、２ｂを所定の定格回転速度で回転させる制御を行う。このとき、姿勢制御用舵面９の目標回転速度をＮとすると、第１のギア部３１と第２のギア部４１の構成が同一の場合には、第１の減速機３及び第２の減速機４の出力端すなわち前記ギア部３１、４１の出力端３１ｂ、４１ｂの回転速度は（１／２）Ｎであり、これら第１及び第２の減速機３、４は直列に接続されているので、姿勢制御用舵面９は前記目標回転速度Ｎで回転する。
【００２３】
一方、前記回転速度信号ａが示す第１の減速機３のギア部３１の出力端３１ｂの回転速度が異常値を示し、第２の減速機４のギア部４１の出力端４１ｂの回転速度が正常値を示している場合は、図２に示すように、第１のモータ２ａからの動力の供給を停止させる制御、第１の減速機３の軸ブレーキ３３を作動させる制御、第２の減速機４のケース回転ブレーキ４５を作動させる制御、及び第２のモータ２ｂを所定の定格回転速度の２倍の回転速度で回転させる制御を行う。このとき、姿勢制御用舵面９の目標回転速度をＮとすると、第２の減速機４の出力端すなわち前記ギア部４１の出力端４１ｂの回転速度がＮであり、第１の減速機３の軸ブレーキ３３及び第２の減速機４のケース回転ブレーキ４５が作動しているので、第２のモータ２ｂから第２の減速機４を経て出力される回転力のみが姿勢制御用舵面９に伝達されることで、姿勢制御用舵面９は前記目標回転速度Ｎで回転する。
【００２４】
また、前記回転速度信号ａが示す第１の減速機３のギア部３１の出力端３１ｂの回転速度が正常値を示し、第２の減速機４のギア部４１の出力端４１ｂの回転速度が異常値を示している場合は、図３に示すように、第２のモータ２ｂからの動力の供給を停止させる制御、第２の減速機４の軸ブレーキ４３を作動させる制御、及び第１のモータ２ａを所定の定格回転速度の２倍の回転速度で回転させる制御を行う。このとき、姿勢制御用舵面９の目標回転速度をＮとすると、第１の減速機３の出力端すなわちギア部３１の出力端３１ｂの回転速度がＮであり、第２の減速機４の軸ブレーキ４３が作動しているので、第２の減速機４は死重として第１のモータ２ａから第１の減速機３を経てケース４２が回転力の伝達を受けてケース４２ごと回転速度Ｎで回転し、この回転力がそのまま姿勢制御用舵面９に伝達されることで、姿勢制御用舵面９は前記目標回転速度Ｎで回転する。
【００２５】
すなわち、第１、第２の回転速度センサ５ａ、５ｂ及び制御装置６は、協働して請求項中の出力検知部及び制御部として機能する。
【００２６】
以上に述べたように、本実施形態の構成によれば、第１、第２の減速機３、４のいずれかにギアの固着又は空転といった異常が発生した際であっても、ケース４２が回転可能に軸支された第２の減速機４に異常が発生した場合は、第２の減速機４を死重として第１の減速機３の出力軸３１ｂから出力される回転力によりケース４２ごと回転させて回転力を姿勢制御用舵面９に伝達させることができる。また、第１の減速機３に異常が発生した場合は、ケース回転ブレーキ４５を作動させて第２の減速機４のケース４２の回転を禁止し、第２のモータ２ｂからの駆動力を異常が発生していない第２の減速機４を介して回転力を姿勢制御用舵面９に伝達させることができる。従って、減速機３、４に固着や折損等の故障が発生した場合であっても姿勢制御用舵面９の制御を確実に行うことができる。
【００２７】
また、第１及び第２の減速機３、４に、該減速機３、４に動力を供給するための第１及び第２のモータ２ａ、２ｂをそれぞれ接続しているので、姿勢制御用舵面９をより確実に駆動させることができる。
【００２８】
さらに、第１及び第２の減速機３、４に、軸出力の回転を停止させるための軸ブレーキ３３、４３と、出力回転の状況を検知する出力検知部を構成する回転速度センサ５ａ、５ｂとを設けているとともに、前記回転速度センサが示す回転速度が異常値である際に前記制御装置が前記軸ブレーキを作動させる制御を行うので、このような電動アクチュエータをより確実に機能させることができる。
【００２９】
そして、前記第１、第２の回転速度センサ５ａ、５ｂが検知した回転速度が異常値である際に、前記制御装置６がモータ出力を増加させる、より具体的にはモータ２ａ、２ｂを定常回転速度の２倍で回転させる制御を行うので、減速機に異常が発生した際に発生する出力の低下を補うことができる。
【００３０】
次に、本発明の第二実施形態について図４〜図６を参照しつつ以下に述べる。
【００３１】
本実施形態に係る電動アクチュエータ１は、図４に示すように、第１の減速機３と、この第１の減速機３に直列に接続されている第２の減速機４と、この第２の減速機４に接続したモータ２と、前記第１の減速機３と前記第２の減速機４とを接続し前記第１の減速機３にモータ２の動力を伝達するギア列７とを利用して形成しており、駆動対象である航空機の姿勢制御用舵面９を駆動する。
【００３２】
前記第１の減速機３は、図４に示すように、複数、具体的には２つの遊星歯車機構を直列に接続してなり、ギア列７の出力端７ｂに入力端３１ａを接続してなる動力伝達機構たるギア部３１と、このギア部３１を収納するケース３２と、前記ギア部３１の出力端３１ｂの回転を停止するための軸ブレーキ３３とを備えている。また、前記ギア部３１の出力端３１ｂは、この第１の減速機３の出力端であり、前記第２の減速機４の後述するケース４２に接続されており、前記モータ２からギア列７を介して駆動力の供給を受けている際にはこのケース４２を回転駆動する。そして、ギア列７の出力端７ｂとギア部の入力端３１ａとの間には、前記入力端３１ａの回転負荷が所定以上である場合に該入力端３１ａへの動力伝達を切断する第１のトルクリミッタ８ａを設けている。
【００３３】
前記第２の減速機４は、図４に示すように、複数、具体的には２つの遊星歯車機構を直列に接続してなり、前記モータ２の出力軸２１に入力端４１ａを接続してなる動力伝達機構たるギア部４１と、このギア部４１を収納するケース４２と、前記ギア部４１の出力端４１ｂの回転を停止するための軸ブレーキ４３と、前記ケース４２を回転可能に軸支する軸支機構４４と、前記ケースの回転を停止するためのケース回転ブレーキ４５とを備えている。ここで、前記ケース４２は、モータ２のフレーム２２との間で互いに固定されている。すなわち、モータ２のフレーム２２は、前記ケース４２と一体的に回転する。前述のとおり、前記ケース４２は前記モータ２から直接駆動力の供給を受けるとともに、前記第１の減速機３の出力端すなわち前記第１の減速機３のギア部３１の出力端３１ｂから駆動力の伝達を受ける。また、前記ギア部４１の出力端４１ｂは、この第２の減速機４の出力端であり、前記姿勢制御用舵面９に接続されている。そして、モータ２の出力軸２１とギア部４１の入力端４１ａとの間には、前記入力端４１ａの回転負荷が所定以上である場合に該入力端４１ａへの動力伝達を切断する第２のトルクリミッタ８ｂを設けている。さらに本実施形態では、この第２の減速機４の出力端すなわち前記ギア部４１の出力端４１ｂと前記姿勢制御用舵面９との間にクラッチ１０を設けている。
【００３４】
また、本実施形態では、図４に示すように、出力回転の状況を検知する出力検知部、より具体的には第１及び第２の減速機３、４のギア部３１、４１の出力端３１ｂ、４１ｂの回転速度をそれぞれ検知し回転速度信号ａを出力する第１及び第２の回転数センサ５ａ、５ｂを各減速機ごとに設けている。これら第１及び第２の回転数センサ５ａ、５ｂからの回転速度信号ａは、制御装置６に出力される。
【００３５】
制御装置６は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。入力インタフェースには、図４に示すように、第１及び第２の回転数センサ５ａ、５ｂからの前記回転数信号が入力される。出力インタフェースからは、図４に示すように、モータ２に対して目標回転速度を示す目標回転速度信号ｂ、前記軸ブレーキ３３、４３を作動させるための軸ブレーキ信号ｃ、及び前記ケース回転ブレーキ４５を作動させるためのケース回転ブレーキ信号ｄを出力する。そして、この制御装置６のメモリには、プロセッサが実行することにより、前記回転速度信号ａが示す各出力端３１ｂ、４１ｂの回転速度に応じて軸ブレーキ３３、４３やケース回転ブレーキ４５の制御、及びモータ２の回転速度制御を行うためのプログラムが内蔵されている。
【００３６】
ここで、通常時、すなわち前記回転速度信号ａが示す各出力端３１ｂ、４１ｂの回転速度が正常値を示している場合は、図４に示すように、モータ２を所定の定格回転速度で回転させる制御を行う。このとき、姿勢制御用舵面９の目標回転速度をＮとすると、第１のギア部３１と第２のギア部４１の構成が同一の場合には、第１の減速機３及び第２の減速機４の出力端すなわち前記ギア部３１、４１の出力端３１ｂ、４１ｂの回転速度は（１／２）Ｎであり、これら第１及び第２の減速機３、４は直列に接続されているので、姿勢制御用舵面９は前記目標回転速度Ｎで回転する。
【００３７】
一方、前記回転速度信号ａが示す第１の減速機３のギア部３１で固着が発生し、第２の減速機４のギア部４１の出力端４１ｂの回転速度が正常値を示している場合は、第１のトルクリミッタ８ａが作動して第１の減速機３から第２の減速機４のケース４２への動力の伝達が行われなくなる。そこで、図５に示すように、第２の減速機４のケース回転ブレーキ４５を作動させる制御、及びモータ２を所定の定格回転速度の２倍の回転速度で回転させる制御を行う。このとき、姿勢制御用舵面９の目標回転速度をＮとすると、第２の減速機４の出力端すなわち前記ギア部４１の出力端４１ｂの回転速度がＮであり、ケース回転ブレーキ４５が作動しているので、モータ２から第２の減速機４を経て出力される回転力のみが姿勢制御用舵面９に伝達される。従って、姿勢制御用舵面９は前記目標回転速度Ｎで回転する。
【００３８】
また、前記回転速度信号ａが示す第１の減速機３のギア部３１の出力端３１ｂの回転速度が正常値を示し、第２の減速機４のギア部４１で固着が発生している場合は、第２のトルクリミッタ８ｂが作動してモータ２から第２の減速機４を経て姿勢制御用舵面９への動力の伝達が行われなくなる。そこで、図６に示すように、第２の減速機４の軸ブレーキ４３を作動させる制御、及び第１のモータ２ａを所定の定格回転速度の２倍の回転速度で回転させる制御を行う。このとき、姿勢制御用舵面９の目標回転速度をＮとすると、第１の減速機３の出力端すなわちギア部３１の出力端３１ｂの回転速度がＮであり、第２の減速機４の軸ブレーキ４３が作動しているので、第２の減速機４は死重として第１のモータ２ａからギア列７及び第１の減速機３を経てケース４２が回転力の伝達を受けてケース４２ごと回転速度Ｎで回転し、この回転力がそのまま姿勢制御用舵面９に伝達されるので、姿勢制御用舵面９は前記目標回転速度Ｎで回転する。
【００３９】
さらに、第１の減速機３のギア部３１でギア軸の折損等が発生することにより過負荷が発生することなく第１の減速機３のギア部３１の出力端３１ｂの回転速度が異常値を示し、第２の減速機４のギア部４１の出力端４１ｂの回転速度が正常値を示している場合は、図５に示すように、第１の減速機３の軸ブレーキ３３を作動させる制御、第２の減速機４のケース回転ブレーキ４５を作動させる制御、及び第２のモータ２ｂを所定の定格回転速度の２倍の回転速度で回転させる制御を行う。このとき、姿勢制御用舵面９の目標回転速度をＮとすると、第２の減速機４の出力端すなわち前記ギア部４１の出力端４１ｂの回転速度がＮであり、第１の減速機３の軸ブレーキ３３及び第２の減速機４のケース回転ブレーキ４５が作動しているので、モータ２から第２の減速機４を経て出力される回転力のみが姿勢制御用舵面９に伝達されるので、姿勢制御用舵面９は前記目標回転速度Ｎで回転する。
【００４０】
そして、第２の減速機４のギア部４１でギア軸の折損等が発生することにより過負荷が発生することなく第２の減速機４のギア部４１の出力端４１ｂの回転速度が異常値を示し、第１の減速機３のギア部３１の出力端３１ｂの回転速度が正常値を示している場合は、図６に示すように、第２の減速機４の軸ブレーキ４３を作動させる制御、及び第２のモータ２ｂを所定の定格回転速度の２倍の回転速度で回転させる制御を行う。このとき、姿勢制御用舵面９の目標回転速度をＮとすると、第１の減速機３の出力端すなわちギア部３１の出力端３１ｂの回転速度がＮであり、第２の減速機４の軸ブレーキ４３が作動しているので、第２の減速機４は死重として第１のモータ２ａからギア列７及び第１の減速機３を経てケース４２が回転力の伝達を受けてケース４２ごと回転速度Ｎで回転し、この回転力がそのまま姿勢制御用舵面９に伝達されるので、姿勢制御用舵面９は前記目標回転速度Ｎで回転する。
【００４１】
すなわち、第１、第２の回転速度センサ５ａ、５ｂ及び制御装置６は、協働して請求項中の出力検知部及び制御部として機能する。
【００４２】
以上に述べたように、本実施形態の構成によっても、第１、第２の減速機３、４のいずれかにギアの固着又は空転といった異常が発生した際であっても、ケース４２が回転可能に軸支された第２の減速機４に異常が発生した場合は、第２の減速機４を死重として第１の減速機３の出力軸３１ｂから出力される回転力によりケース４２ごと回転させて回転力を姿勢制御用舵面９に伝達させることができる。また、第１の減速機３に異常が発生した場合は、ケース回転ブレーキ４５を作動させて第２の減速機４のケース４２の回転を禁止し、モータ２からの駆動力を異常が発生していない第２の減速機４を介して回転力を姿勢制御用舵面９に伝達させることができる。従って、減速機３、４に固着や折損等の故障が発生した場合であっても姿勢制御用舵面９の制御を確実に行うことができる。
【００４３】
また、前記モータ２と第２の減速機４とを直接連結し、前記モータ２と第１の減速機３とを動力伝達用ギア列７を介して連結しているとともに、前記モータ２の出力軸と前記第１及び第２の減速機３、４の入力軸との間にトルクリミッタ８ａ、８ｂをそれぞれ介在させているので、少ないモータ数でこのような電動アクチュエータを実現することができる。
【００４４】
さらに、第１及び第２の減速機３、４に、軸出力の回転を停止させるための軸ブレーキ３３、４３と、出力回転の状況を検知する出力検知部を構成する回転速度センサとを設けているとともに、前記回転速度センサが示す回転速度が異常値である際に前記制御装置が前記軸ブレーキを作動させる制御を行うので、このような電動アクチュエータをより確実に機能させることができる。
【００４５】
そして、前記第１、第２の回転速度センサ５ａ、５ｂが検知した回転速度が異常値である際に、前記制御装置６がモータ出力を増加させる、より具体的にはモータ２を定常回転速度の２倍で回転させる制御を行うので、減速機に異常が発生した際に発生する出力の低下を補うことができる。
【００４６】
また、第１及び第２の減速機３、４のうち一方が故障した場合において他方は故障していないことで、故障発生時の任務遂行に支障が発生しないと共に、整備面でも有効な運用方法が提案できる。例えば、複数の減速機は、通常同一形式のものを同一時期に設置するが、その場合において、第１及び第２の減速機３、４のいずれか一方に疲労劣化による損傷を原因とするギアの固着又は空転といった異常が発生した際、他方の減速機のギアも故障した側と同様の負荷がそれまで加わっていることから、引き続き使用した場合、近いうちに故障に至る可能性があると推察できる。このことから、故障発生時の任務遂行後、速やかに整備を行い、故障が発生していない減速機についても部品交換などを行うことで、従来は任務遂行のため時間管理を行い故障前の部品交換による予防保全の実施を基本としてきたが、１系統の故障発生を踏まえた保全を行うことができる。これより信頼性面、あるいはコスト面からも、有益な運用を行うことが可能となる。
【００４７】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。
【００４８】
例えば、上述した回転速度センサを利用した出力検知部に代えて、モータの電流を検知する電流検知部と、前記電流検知部がモータの出力負荷の異常を検知した際に軸ブレーキを作動させるための制御部とを設ける態様が考えられる。このような態様を実現するには、モータに供給される電流を検知する電流計を設けるとともに、この電流計が検知した電流が異常値を示している場合にモータが過負荷状態又は空転状態であるものとして、上述した第一及び第二実施形態において図２、図３、図５及び図６を参照しつつ説明した制御を制御装置が行うようにするとよい。
【００４９】
また、軸ブレーキ及びケース回転ブレーキとしては、ディスクブレーキ等、種々の態様のブレーキを採用してもよい。
【００５０】
さらに、３つ以上の減速機を直列に接続して本発明の電動アクチュエータを構成してもよい。この場合、例えば、４つの減速機を直列に接続し、前段側から数えて１段目の減速機と２段目の減速機とを駆動する第１のモータと、及び前段側から数えて３段目の減速機と４段目の減速機を駆動する第２のモータとを設けるとともに、前記第１のモータの出力軸と前記１段目の減速機の入力端との間、及び前記第２のモータの出力軸と前記３段目の減速機の入力端との間にギア列を介在させ、前記２段目及び４段目の減速機に、ケースの回転を停止するためのケース回転ブレーキを設ける態様が考えられる。
【００５１】
加えて、上述した第一及び第二実施形態では、異常値の検知を受けて軸ブレーキを作動させた際にモータの回転数を定格回転数の２倍として回転数の低下を補うようにしているが、異常値の検知を受けて軸ブレーキを作動させた際であってもモータの回転数を定格回転数のままとする態様も考えられる。この場合、舵面の回転速度の低下により減速機の異常を利用者に容易に認識することができ、複数の減速機は通常同一形式のものを同一時期に設置するので、これら複数の減速機の交換を利用者に促すことができる。
【００５２】
そして、上述した第一及び第二実施形態では、本発明に係る電動アクチュエータを、航空機の姿勢を制御するための舵面の制御に用いているが、駆動対象は航空機の姿勢を制御するための舵面に限らず、例えば船舶の舵等、各種の駆動対象を駆動するための駆動装置として本発明に係る電動アクチュエータを使用してもよい。
【００５３】
その他、最後段の減速機の出力端と駆動対象との間のクラッチを省略する等、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変形してよい。
【符号の説明】
【００５４】
１…電動アクチュエータ
２…モータ
２ａ、２ｂ…（第１、第２の）モータ
３、４…（第１、第２の）減速機
３１、４１…ギア部（動力伝達機構）
３１ａ、４１ａ…入力端
３１ｂ、４１ｂ…出力端
３２、４２…ケース
４４…ケース回転ブレーキ
９…姿勢制御用舵面（駆動対象）
【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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