(57)【要約】【課題】電動アクチュエータが備える複数の歯車機構のうちの何れの歯車機構において固着などによる故障が生じているかを検知する技術を提供することを目的とする。【解決手段】電動アクチュエータの故障検知機構（１００）及び／又は電動アクチュエータ（１）は、第１モータ（１１）側に接続された第１歯車機構（１０）と、第２モータ（２１）側に接続された第２歯車機構（２０）と、第１歯車機構（１０）に基づく回転速度と第２歯車機構（２０）に基づく回転速度とが加算された速度で回転可能な出力部（３０）と、第１モータ（１１）を駆動する電流値又はこの電流値と相関する値を検知する第１センサ（７１）と、第２モータ（２１）を駆動する電流値又はこの電流値と相関する値を検知する第２センサ（７２）と、第１センサ（７１）による第１検知値と第２センサ（７２）による第２検知値との比較結果に基づいて故障を判定する比較部（５３）と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１モータと、
前記第１モータ側に接続された第１歯車機構と、
第２モータと、
前記第２モータ側に接続された第２歯車機構と、
前記第１歯車機構に基づく回転速度と前記第２歯車機構に基づく回転速度とが加算された速度で回転可能な出力部と、
前記第１モータを駆動する電流値又はこの電流値と相関する値を検知する第１センサと、
前記第２モータを駆動する電流値又はこの電流値と相関する値を検知する第２センサと、
前記第１センサによる第１検知値と前記第２センサによる第２検知値との比較結果に基づいて故障を判定する比較部と、を備える
電動アクチュエータの故障検知機構。
【請求項２】
前記比較部は、前記第１検知値及び前記第２検知値の少なくとも一方の周期的な変動に基づいて故障を判定する
請求項１に記載の電動アクチュエータの故障検知機構。
【請求項３】
前記第１検知値及び前記第２検知値の少なくとも一方において基準との偏差が定常的に生じている場合に、前記比較部は、故障が生じていると判定する
請求項１又は２に記載の電動アクチュエータの故障検知機構。
【請求項４】
前記第１歯車機構は、前記第１モータによって回転される第１太陽歯車と、前記第１太陽歯車に噛み合う１つ又は複数の第１遊星歯車と、前記第１遊星歯車が噛み合う内歯を有し、回転が規制された第１内歯歯車と、を含み、
前記第２歯車機構は、前記第２モータによって回転される第２太陽歯車と、前記第２太陽歯車に噛み合う１つ又は複数の第２遊星歯車と、前記第２遊星歯車が噛み合う内歯を有し、前記第１太陽歯車の軸周りの前記第１遊星歯車の公転に伴って回転する第２内歯歯車と、を含み、
前記出力部は、前記第２太陽歯車の軸周りの前記第２遊星歯車の公転に伴って回転する
請求項１〜３の何れか１項に記載の電動アクチュエータの故障検知機構。
【請求項５】
第１モータと、
前記第１モータ側に接続されるとともに、被駆動体にも接続される第１歯車機構と、
第２モータと、
前記第２モータ側に接続されるとともに、前記被駆動体にも接続される第２歯車機構と、
前記第１モータを駆動する電流値又はこの電流値と相関する値を検知する第１センサと、
前記第２モータを駆動する電流値又はこの電流値と相関する値を検知する第２センサと、
前記第１センサによる第１検知値と前記第２センサによる第２検知値との比較結果に基づいて故障を判定する比較部と、を備える
電動アクチュエータの故障検知機構。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の電動アクチュエータの故障検知機構を備えた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、遊星歯車機構を備える電動アクチュエータの故障検知機構および電動アクチュエータの故障検知機構を備えた電動アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動アクチュエータは、従来から、種々の機器に用いられている。例えば、航空機の分野に関して、航空機の電気化に伴ってアクチュエータを電動化する技術の方向性が見られる。例えば、ジャッキスクリューを含む電動アクチュエータは、既知である。例えば、特許文献１は、遊星歯車機構を有する電動アクチュエータを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４５７８９９３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ジャッキスクリューを有する電動アクチュエータに関して、スクリューとギアの間への異物の噛み込みやギアの焼き付きなどによって引き起こされる固着状態（故障状態）であるか、外部負荷と出力が拮抗することによって電動アクチュエータが伸長しない状態であるかを判断することは困難である。したがって、電動アクチュエータが正常であっても、外部負荷によって電動アクチュエータが伸長しない状態が続くと、上位システムは、電動アクチュエータが故障しているという誤検知をすることがある。
【０００５】
特許文献１の電動アクチュエータは、一組の遊星歯車と、別組の遊星歯車と、遊星歯車の損傷を検出するボールランプ検出装置と、を備える。しかしながら、特許文献１のボールランプ検出装置は、複数組の遊星歯車のうちの何れの組の遊星歯車において損傷が発生したかを検出することができない。
【０００６】
本発明の目的は、電動アクチュエータが備える複数の歯車機構のうちの何れの歯車機構において固着などによる故障が生じているかを検知する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面に係る電動アクチュエータの故障検知機構および電動アクチュエータは、第１モータと、前記第１モータ側に接続された第１歯車機構と、第２モータと、前記第２モータ側に接続された第２歯車機構と、前記第１歯車機構に基づく回転速度と前記第２歯車機構に基づく回転速度とが加算された速度で回転可能な出力部と、前記第１モータを駆動する電流値又はこの電流値と相関する値を検知する第１センサと、前記第２モータを駆動する電流値又はこの電流値と相関する値を検知する第２センサと、前記第１センサによる第１検知値と前記第２センサによる第２検知値との比較結果に基づいて故障を判定する比較部と、を備える。
【０００８】
電動アクチュエータの故障検知機構および電動アクチュエータは、第１モータ側に接続された第１歯車機構と、第２モータ側に接続された第２歯車機構と、を有する。何れの歯車機構にも固着などの故障が生じていない正常時において、出力部は、第１歯車機構に基づく回転速度と第２歯車機構に基づく回転速度とが加算された速度（いわゆる速度サミングされた回転速度）で回転することができる。したがって、本発明では、速度サミングされない従来の歯車機構を備えた電動アクチュエータに比べて、出力部を高速で動作させることができる。
【０００９】
速度サミング式の歯車機構を備えた電動アクチュエータの故障検知機構および電動アクチュエータに関して、第１センサは、第１モータを駆動する電流値又はこの電流値と相関する値を検知する。第２センサは、第２モータを駆動する電流値又はこの電流値と相関する値を検知する。比較部は、第１センサによる第１検知値と第２センサによる第２検知値との間の比較結果に基づいて、故障を判定する。したがって、電動アクチュエータの故障検知機構は、固着（ジャミング）などの故障状態であるか、外部負荷と出力が拮抗することによって電動アクチュエータが動作しない状態であるかの判別を行うことができる。電動アクチュエータの故障検知機構は、誤検知を引き起こしにくい。比較部が、第１センサによる第１検知値と第２センサによる第２検知値との間の比較結果に基づいて故障を判定するので、電動アクチュエータの故障検知機構は、故障が、第１歯車機構及び第２歯車機構のうちの何れの遊星歯車機構に生じているかを検知することができる。
【００１０】
上記の速度サミング式の遊星歯車機構を備える電動アクチュエータの故障検知機構および電動アクチュエータに関して、何れの歯車機構にも固着が生じていない正常時においては、２つの検知値の比又は差（すなわち、第１センサによる第１検知値と第２センサによる第２検知値の比又は差）は、第１歯車機構と第２歯車機構によってほぼ一意に決まる。第１歯車機構と第２歯車機構の両方が正常状態である場合には、第１検知値と第２検知値の比又は差は、例えば、歯車、軸受などの効率によって多少変動するけれども、第１歯車機構の減速比と、第２歯車機構の減速比と、によってある程度決まる。したがって、第１検知値と第２検知値の比又は差は、所定の範囲内に収まる。
【００１１】
第１歯車機構及び第２歯車機構の何れかにおいて、固着などの故障が生じた場合には、故障状態の歯車機構において、例えば、コントローラなどの制御手段からの回転速度指令と実際の回転速度との間に差が生じる。したがって、コントローラは、故障状態の歯車機構に対応するモータを駆動する電流値を増やし、回転速度を上げようとする制御を行う。一方、正常状態の歯車機構に関して、対応するモータは、コントローラからの回転速度指令通りに動作している。したがって、故障状態における２つの検知値の比（又は差）と、正常状態における２つの検知値の比（又は差）と、の間には差異が生じる。
【００１２】
比較部は、第１センサによる第１検知値と第２センサによる第２検知値とを比較した結果に基づいて、固着などの故障の有無を判定することができる。この結果、電動アクチュエータの故障検知機構は、誤検知を引き起こしにくい。加えて、電動アクチュエータの故障検知機構は、第１歯車機構及び第２歯車機構のうちの何れの歯車機構において故障が生じているかを検知することができる。電動アクチュエータの故障検知機構は、速度サミングのために設けられた第１モータと第２モータとを利用し、何れの歯車機構において故障が生じているかを検知することができる。
【００１３】
上述の電動アクチュエータの故障検知機構および電動アクチュエータに関して、前記比較部は、前記第１検知値及び前記第２検知値の少なくとも一方の周期的な変動に基づいて故障を判定してもよい。したがって、電動アクチュエータの故障検知機構は、例えば、長期にわたる使用下での歯車の疲労や部分的な破損を検知することができる。
【００１４】
歯車が有する多数の歯の一部（例えば、１つ又はいくつかの歯）に疲労や破損が発生することがある。疲労や破損が、歯車の一部の歯に発生した場合、異常を有する歯が隣の歯車と噛み合う度に回転時の抵抗に変化が生じる。したがって、異常を有する歯が隣の歯車と噛み合う度に、電流値も変化する。すなわち、疲労や破損が、歯車の一部の歯に発生した場合、第１検知値及び第２検知値の少なくとも一方は、周期的に変化する。したがって、比較部は、第１検知値及び第２検知値の少なくとも一方の周期的な変動に基づいて、例えば、疲労や部分的な破損が歯車などに生じているという判定をすることができる。
【００１５】
前記第１検知値及び前記第２検知値の少なくとも一方に関して、基準との偏差が定常的に生じている場合に、上述の電動アクチュエータの故障検知機構の前記比較部は、故障が発生していると判定してもよい。電動アクチュエータの故障検知機構および電動アクチュエータは、例えば長期にわたる使用下でのモータの能力の低下を検知することができる。
【００１６】
電動アクチュエータの駆動源として用いられるモータの磁気回路は、長期にわたる過酷な使用下で発生する熱によって、蓄積的に損傷を受ける。この結果、モータは、定格能力を維持できなくなる。モータの能力が低下した場合、第１検知値及び第２検知値の少なくとも一方に関する基準との偏差が定常的に生じることになる。したがって、第１検知値及び第２検知値の少なくとも一方において基準との偏差が定常的に生じている場合に、比較部は、モータの能力が低下した故障が発生したことを判定することができる。
【００１７】
前記電動アクチュエータの故障検知機構および電動アクチュエータに関して、前記第１歯車機構は、前記第１モータによって回転する第１太陽歯車と、前記第１太陽歯車に噛み合う１つ又は複数の第１遊星歯車と、前記第１遊星歯車が噛み合う内歯を有し、回転が規制された第１内歯歯車と、を備えてもよい。前記第２歯車機構は、前記第２モータによって回転する第２太陽歯車と、前記第２太陽歯車に噛み合う１つ又は複数の第２遊星歯車と、前記第２遊星歯車が噛み合う内歯を有し、前記第１遊星歯車が前記第１太陽歯車の軸周りに公転するのに伴って回転する第２内歯歯車と、を備えてもよい。前記出力部は、前記第２遊星歯車が前記第２太陽歯車の軸周りに公転するのに伴って回転してもよい。
【００１８】
上述の構成によれば、第１内歯歯車の回転が規制されている。第２内歯歯車は、第１内歯歯車の内歯に噛み合う第１遊星歯車の公転に伴って回転する。したがって、何れか一方の歯車機構に生じた固着が、遊星歯車の軸周りの回転を不能にしても、電動アクチュエータは、タイムラグをほとんど生じさせることなく、出力部を継続的に回転させることができる。この結果、電動アクチュエータは、高い信頼性を有することができる。
【００１９】
第１遊星歯車は、回転が規制された第１内歯歯車の内歯に噛み合っている。したがって、固着が、第１遊星歯車の軸周りの回転を不能にすると、第１太陽歯車の軸周りを公転も生じない。この結果、第２内歯歯車も、回転しない。その一方で、固着が生じていない第２遊星歯車は、第２太陽歯車の軸周りの公転を許容するので、第２太陽歯車の公転に伴う出力部の回転は、継続的に可能である。すなわち、第１遊星歯車の固着が生じた直後であっても、出力部は、第１遊星歯車の固着に邪魔されることなく、且つ、タイムラグをほとんど生じさせることなく、継続的に回転することができる。
【００２０】
固着が、第２遊星歯車の軸周りの回転を不能にした場合、複数の第２遊星歯車は、それぞれの軸周りに回転しながら第２太陽歯車の軸周りを公転することはできなくなる。しかしながら、第２遊星歯車は、第２太陽歯車との噛み合い位置及び第２内歯歯車との噛み合い位置を変えることなく、第２内歯歯車を引き連れて第２太陽歯車の軸周りを公転することはできる。したがって、出力部は、第２遊星歯車の公転に伴う回転を継続することができる。すなわち、第２遊星歯車の固着が生じた直後であっても、出力部は、第２遊星歯車の固着に邪魔されることなく、且つ、タイムラグをほとんど生じさせることなく、継続的に回転することができる。
【００２１】
何れの歯車機構にも固着が生じていない正常時において、第１モータによって与えられる動力は、第１太陽歯車、第１遊星歯車及び第２内歯歯車の順に伝達される。この結果、第２内歯歯車は、回転することができる。このとき、第２内歯歯車の内歯に噛み合う第２遊星歯車は、第２内歯歯車の回転に伴って、第２内歯歯車に引き連れられて第２太陽歯車の軸周りを公転することになる。一方、第２モータによって与えられる動力は、第２太陽歯車及び第２遊星歯車の順に伝達される。この結果、第２遊星歯車は、第２遊星歯車の軸周りに自転し、且つ、第２太陽歯車の軸周りに公転することができる。すなわち、第２遊星歯車は、第１モータによる第２内歯歯車の回転に伴う公転の速度及び第２モータによる公転の速度が足し合わされた回転速度（いわゆる速度サミングされた回転速度）で回転することが可能になる。第２遊星歯車の公転に伴って回転する出力部は、速度サミングされた回転速度で回転することになるので、速度サミングされていない従来の構成に比べて、出力部は、高速で動作することができる。
【００２２】
本発明の他の一局面に係る電動アクチュエータの故障検知機構および電動アクチュエータは、第１モータと、前記第１モータ側に接続されるとともに、被駆動体にも接続される第１歯車機構と、第２モータと、前記第２モータ側に接続されるとともに、被駆動体にも接続される第２歯車機構と、前記第１モータを駆動する電流値又はこの電流値と相関する値を検知する第１センサと、前記第２モータを駆動する電流値又はこの電流値と相関する値を検知する第２センサと、前記第１センサによる第１検知値と前記第２センサによる第２検知値との比較結果に基づいて故障を判定する比較部と、を備える。その他については、速度サミング式の歯車機構を備えた電動アクチュエータの故障検知機構および電動アクチュエータと同様である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の故障検知機構は、電動アクチュエータが備える複数の歯車機構のうちの何れの歯車機構において固着などによる故障が生じているかを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】例示的な電動アクチュエータの故障検知機構を示す概略構成図である。
【図２】例示的な電動アクチュエータを示す正面図である。
【図３】取付対象機器に固定された電動アクチュエータの側面図である。
【図４】例示的な電動アクチュエータの故障検知機構の制御例１を示すフローチャートである。
【図５】例示的な電動アクチュエータの故障検知機構の制御例２を示すフローチャートである。
【図６】例示的な電動アクチュエータの故障検知機構の制御例３を示すフローチャートである。
【図７】例示的な電動アクチュエータを示す斜視図である。
【図８】例示的な電動アクチュエータの歯車の構成を示す分解立体図である。
【図９】例示的な電動アクチュエータの動力伝達図である。
【図１０】別の例示的な電動アクチュエータの故障検知機構を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［故障検知機構］
例示的な電動アクチュエータ１の故障検知機構１００が、図面を参照して、以下に説明される。図１に示されるように、本実施形態の故障検知機構１００は、電動アクチュエータ１と、電動アクチュエータ１の動作を制御するコントローラ５１と、を備える。図１及び図２に示されるように、電動アクチュエータ１は、第１モータ１１と、第２モータ２１と、第１モータ１１側に接続された第１遊星歯車機構１０（第１歯車機構）と、第２モータ２１側に接続された第２遊星歯車機構２０（第２歯車機構）と、出力部３０と、ケース４０（図２を参照）と、を備える。
【００２６】
本実施形態の故障検知機構１００は、電動アクチュエータ１が故障状態であるか、外部負荷と出力が拮抗することによって電動アクチュエータ１が動作しない状態であるかの判別を行うことができる。電動アクチュエータ１の遊星歯車機構において生じる固着（ジャミング）は、故障として例示される。しかしながら、故障の原因は、固着に限られない。例えば、固着は、遊星歯車機構への異物の噛み込みや遊星歯車機構における焼き付きなどによって発生することもある。しかしながら、固着の発生原因は、これらに限られない。
【００２７】
図３に示されるように、電動アクチュエータ１は、取付対象機器２に設けられる。取付対象機器２は、機器本体３と、動作部材４と、を備える。電動アクチュエータ１は、動作部材４を、機器本体３に対して相対移動させることができる。例えば、ケース４０が機器本体３に取り付けられる一方で、出力部３０は、動作部材４に取り付けられる。出力部３０が、ケース４０に対して相対移動すると、動作部材４は、機器本体３に対して相対移動する。
【００２８】
本実施形態に関して、取付対象機器２は、飛行機やヘリコプターなどの航空機である。機器本体３は、翼本体である。動作部材４は、舵面稼働部（動翼）である。動作部材４は、動作部材４の表面の少なくとも一部を形成する舵面５を有する。この場合、出力部３０が、ケース４０に対して相対移動すると、翼本体（機器本体３）に対する舵面稼働部（動作部材４）の舵面５の角度は、変更される。動作部材４は、電動アクチュエータ１の出力部３０だけでなく、それ以外のところでも機体の構造部分と結合されてもよい。
【００２９】
第１モータ１１及び第２モータ２１のそれぞれは、電流の供給下で回転方向の駆動力を発生させる駆動源として設けられた電動モータである。第１モータ１１及び第２モータ２１の一方又は両方は、回転方向を反転可能（正逆回転可能）である。コントローラ５１からの指令に基づくフィードバック制御は、第１モータ１１及び第２モータ２１の一方又は両方に対して行われる。各モータは、ハウジング内に設けられたステータ（図示せず）やロータ（図示せず）などを備える。
【００３０】
出力部３０は、第１遊星歯車機構１０に基づく回転速度と第２遊星歯車機構２０に基づく回転速度とが加算された速度（いわゆる速度サミングされた回転速度）で回転することができる。
【００３１】
本実施形態の故障検知機構１００は、種々のセンサを備える。コントローラ５１は、これらのセンサによる検知値に基づいて、電動アクチュエータ１を制御する。故障検知機構１００は、位置センサ６０（角度センサ）と、第１速度センサ６１と、第２速度センサ６２と、第１センサ７１と、第２センサ７２と、を備える。これらのセンサは、電動アクチュエータ１に設けられていてもよく、コントローラ５１に設けられていてもよく、或いは、上位システム５０に設けられていてもよい。
【００３２】
位置センサ６０は、出力部３０の位置を検知する。例えば、角度センサ（回転角センサ）などは、位置センサ６０として好適に用いられる。角度センサは、回転する物体と回転しない物体との間の回転の差分を検出することができる。本実施形態に関して、角度センサは、例えば、回転する出力部３０とケース４０（図２を参照）などの回転しない物体との間の回転の差分を検出する。例えば、レゾルバ、ロータリーエンコーダなどのセンサは、角度センサとして例示される。代替的に、他のセンサ装置が角度センサとして用いられてもよい。本実施形態の原理は、角度センサとして用いられる特定の装置に限定されない。位置センサ６０からの位置信号（角度信号）は、コントローラ５１に入力される。
【００３３】
第１速度センサ６１は、第１モータ１１の回転速度（回転数）を検知する。第２速度センサ６２は、第２モータ１２の回転速度（回転数）を検知する。第１速度センサ６１は、第１モータ１１に取り付けられる。第２速度センサ６２は、第２モータ２１に取り付けられる。これらの速度センサからの速度信号は、コントローラ５１に入力される。
【００３４】
第１センサ７１は、第１モータ１１を駆動する電流の値又はこの電流値と相関する値を検知する。第１モータ１１を駆動する電流の値と相関する値は、例えば、その相関値から第１モータ１１を駆動する電流値を算出できるような値であればよい。本実施形態の原理は、特定の相関値に限定されない。例えば、第１モータ１１に印加される電圧の値や第１モータ１１のシャフト１１などのひずみ量などは、相関値として例示される。本実施形態に関して、第１センサ７１は、第１モータ１１を駆動する電流の電流値を測定する電流センサである。代替的に、第１センサ７１は、例えば、第１モータ１１に印加される電圧の電圧値を測定する電圧センサであってもよい。更に、第１モータ１１のシャフト１１などに設けられ、その部位のひずみ量を測定するひずみセンサであってもよい。本実施形態の原理は、第１センサ７１として用いられる特定のセンサ装置に限定されない。
【００３５】
第２センサ７２は、第２モータ２１を駆動する電流の値又はこの電流値と相関する値を検知する。第２モータ２１を駆動する電流値と相関する値は、例えば、その相関値から第２モータ２１を駆動する電流値を算出できるような値であればよい。本実施形態の原理は、特定の相関値に限定されない。例えば、第２モータ２１に印加される電圧の値や第２モータ２１のシャフト２１などのひずみ量などは、相関値として例示される。本実施形態に関して、第２センサ７２は、第２モータ２１を駆動する電流の電流値を測定する電流センサである。代替的に、第２センサ７２は、例えば、第２モータ２１に印加される電圧の電圧値を測定する電圧センサであってもよい。更に、第２モータ２１のシャフト２１などに設けられ、その部位のひずみ量を測定するひずみセンサであってもよい。本実施形態の原理は、第２センサ７２として用いられる特定のセンサ装置に限定されない。
【００３６】
図１に示される第１センサ７１は、第１モータ１１と第１ドライバ５４とを接続する駆動線５６を流れる電流の電流値を検知する。第２センサ７２は、第２モータ２１と第２ドライバ５５とを接続する駆動線５７を流れる電流の電流値を検知する。検知された第１検知値及び第２検知値は、比較部５３に入力される。第１モータ１１には、動力源から駆動線５６を介して電圧が印加される。第２モータ２１には、動力源から駆動線５７を介して電圧が印加される。
【００３７】
図１に示されるように、コントローラ５１は、演算部（演算器）５２と、比較部（比較器）５３と、第１ドライバ５４と、第２ドライバ５５と、フィードバックループと、を備える。例えば、フィードバックループは、位置センサ６０（図９を参照：角度センサ）の指示値と、上位システム５０からの指令値と、の間の差を用いてもよい。コントローラ５１は、上位システム５０や各種センサなどから入力される信号に基づいて、第１モータ１１及び第２モータ２１の回転を制御する。本実施形態に関して、第１センサ７１及び第２センサ７２は、コントローラ５１に設けられる。代替的に、第１センサ７１及び第２センサ７２は、他の部位に設けられてもよい。本実施形態の原理は、第１センサ７１及び第２センサ７２の特定の配置位置に限定されない。
【００３８】
コントローラ５１及び上位システム５０のそれぞれは、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、インターフェースなどを備える。例えば、ＣＰＵが、メモリに記憶されたそれぞれのプログラムを実行すると、演算部５２、比較部５３、第１ドライバ５４及び第２ドライバ５５は、機能する。
【００３９】
コントローラ５１は、電動アクチュエータ１に設けられていてもよい。例えば、航空機などの上位システム５０に設けられていてもよい。例えば、図３に示される取付対象機器２に設けられた制御システムは、上位システム５０として例示される。代替的に、他の制御システムが、上位システム５０として用いられてもよい。図１及び図７に示される上位システム５０は、フライトコントロールシステム（ＦＣＳ）である。
【００４０】
演算部５２は、フィードバック回路を有する。フィードバック回路は、位置センサ６０から入力される出力部３０の回転角検出値と、上位システム５０から送信される出力部３０の角度指令と、を比較し、第１ドライバ５４に第１モータ１１の回転速度指令を出すだけでなく、第２ドライバ５５に第２モータ２１の回転速度指令を出す。ケース４０に対する出力部３０の相対位置は、演算部５２のフィードバック回路によって制御される。
【００４１】
第１ドライバ５４及び第２ドライバ５５のそれぞれは、演算部５２からの指令に基づいて、動力源からモータに印加される電圧によりモータの回転数を制御する。この結果、第１ドライバ５４及び第２ドライバ５５のそれぞれは、電動アクチュエータ１の動作を制御することができる。
【００４２】
第１ドライバ５４は、演算部５２からの回転速度指令に基づいて、第１モータ１１に印加される電圧を制御する。第１ドライバ５４は、第１速度センサ６１により検出される速度信号（回転数信号）と演算部５２からの回転速度指令との間の差に基づいて、第１モータ１１を制御するフィードバック回路を有する。第１モータ１１の回転数は、第１ドライバ５４のフィードバック回路によって制御される。
【００４３】
第２ドライバ５５は、演算部５２からの回転速度指令に基づいて、第２モータ２１に印加される電圧を制御する。第２ドライバ５５は、第２速度センサ６２により検出される速度信号（回転数信号）と演算部５２からの回転速度指令との間の差に基づいて第２モータ２１を制御するフィードバック回路を有する。第２モータ２１の回転数は、第２ドライバ５５のフィードバック回路によって制御される。
【００４４】
第１ドライバ５４及び第２ドライバ５５は、動力源からの電力を用いて、第１モータ１１及び第２モータ２１を駆動する。様々な装置が、駆動源として用いられてもよい。本実施形態の原理は、駆動源として用いられる特定の装置に限定されない。図１に示される例に関して、エンジン６を利用した発電装置６Ａが、動力源として用いられる。例えば、エンジン６を利用した発電装置６Ａ以外の他の発電機などの補助的な動力源が用いられてもよい。
【００４５】
比較部５３は、電動アクチュエータ１の故障を判定するために設けられる。第１センサ７１による第１検知値（本実施形態では電流値信号）及び第２センサ７２による第２検知値（本実施形態では電流値信号）は、比較部５３に入力される。比較部５３は、第１検知値及び第２検知値に基づいて、電動アクチュエータ１に故障が生じているか否かを判定する。比較部５３は、何れかの遊星歯車機構が故障状態であると判定すると、比較部５３は、演算部５２に故障信号を送る。演算部５２は、上位システム５０に故障信号を適時に送る。
【００４６】
［故障検知機構の制御例］
本実施形態に係る故障検知機構１００の例示的な制御が説明される。故障検知機構１００の制御の原理は、以下の具体例に限定されない。
【００４７】
（制御例１）
図４は、本実施形態に係る故障検知機構１００の制御例１を示すフローチャートである。制御例１に関して、比較部５３は、第１センサ７１による第１検知値と第２センサ７２による第２検知値とを比較した結果に基づいて、故障を検知する。
【００４８】
図４に示される制御例１に関して、何れの遊星歯車機構にも固着が生じていない正常時には、コントローラ５１は、上位システム５０や各種センサなどから入力される信号に基づいて、第１ドライバ５４及び第２ドライバ５５を介して、第１モータ１１及び第２モータ２１を制御する（ステップＳ１）。
【００４９】
次に、コントローラ５１の比較部５３は、第１センサ７１による第１検知値と第２センサ７２による第２検知値とを比較する。比較部５３は、比較結果に基づいて、何れかの遊星歯車機構において固着などの故障が発生しているか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２において比較部５３は、例えば、以下の如く、故障の判定を行うことができる。
【００５０】
電動アクチュエータ１の遊星歯車機構の何れにも固着が生じていない正常時には、２つの電流値の比（すなわち、第１センサ７１による第１検知値と第２センサ７２による第２検知値の比）は、第１遊星歯車機構１０と第２遊星歯車機構２０とによりほぼ一意に決まる。第１検知値と第２検知値の比は、例えば、歯車や軸受などの効率によって多少変動する。しかしながら、第１遊星歯車機構１０と第２遊星歯車機構２０の両方が正常状態である場合には、第１検知値と第２検知値の比は、第１遊星歯車機構１０の減速比と、第２遊星歯車機構２０の減速比と、によってある程度決まり、所定の範囲内に収まる。
【００５１】
一方、固着などの故障が、第１遊星歯車機構１０及び第２遊星歯車機構２０の何れかに生じた場合には、実際の回転速度が低下するため、故障状態の遊星歯車機構の演算部５２からの回転速度指令と実際の回転速度との間に差が生じる。したがって、第１ドライバ５４又は第２ドライバ５５は、故障状態の遊星歯車機構に対応するモータを駆動する電圧を高めて回転速度を上げようとする制御を行う。電圧が高められると、その結果として電流値が増加する。一方、正常状態の遊星歯車機構に関して、対応するドライバにより制御されるモータは、演算部５２からの回転速度指令通りに動作しているので、検知値の電流値に変化はない。この結果、故障状態における２つの検知値（電流値）の比と、正常状態における２つの検知値（電流値）の比と、の間には差が生じる。
【００５２】
したがって、比較部５３が、第１検知値と第２検知値とを比較し、その比較結果が判定基準から逸脱したときには、比較部５３は、電動アクチュエータ１が故障状態であると判定することができる。
【００５３】
上述の如く、ステップＳ２において、比較部５３が、第１検知値と第２検知値との間の比較結果に基づいて故障が発生しているか否かを判定するとき、２つの電流値の比（第１検知値と第２検知値の比）が用いられる。代替的に、比較部５３は、ステップＳ２において、他の判定手法を用いてもよい。ステップＳ２においては、例えば、比較部５３が第１検知値と第２検知値との比較結果に基づいて故障が発生しているか否かを判定するときに、２つの電流値の差（第１検知値と第２検知値の差）が用いられてもよい。
【００５４】
例えば、予め設定された値又は範囲、必要に応じてその都度選択される値又は範囲、必要に応じて演算されて得られる値又は範囲などは、上述の判定基準として、好適に利用可能である。代替的に、他の判断基準が用いられてもよい。判定基準は、例えば、正常状態において２つの検知値の比（又は差）が収まる前記所定の範囲に設定されてもよい。このような判定基準としての前記所定の範囲は、第１検知値と第２検知値の比（又は差）に基づく故障状態の判定がなされるように、例えば、実験やシミュレーションなどの手法を用いて予め設定されてもよい。
【００５５】
第１検知値と第２検知値の比（又は差）が、上述の判定基準（すなわち、正常範囲）を逸脱しているときには（ステップＳ２においてＹｅｓ）、比較部５３は、演算部５２に故障信号を送信する（ステップＳ３）。故障信号を受けた演算部５２は、上位システム５０に故障信号を適時に送信する（ステップＳ４）。
【００５６】
故障信号を受けた上位システム５０は、例えば、ユーザーに対して故障が発生していることを報知する。この結果、ユーザーは、故障が発生していることを知ることができる。したがって、ユーザーは、その後、適切な処置をとることができる。例えば、ユーザーの視覚によって確認可能なディスプレーなどの表示装置に故障発生の表示をすることやユーザーの聴覚によって確認可能なブザーなどの音響装置によって音を発することは、報知方法として適切である。代替的に、故障の発生をユーザーに知らせる他の技術が用いられてもよい。本実施形態の原理は、故障の発生をユーザーに知らせるための特定の技術に限定されない。
【００５７】
ステップＳ２において、比較部５３が、故障が生じていないと判定した場合には（ステップＳ２においてＮｏ）、コントローラ５１は、モータの制御を継続する（ステップＳ１）。
【００５８】
（制御例２）
図５は、本実施形態に係る故障検知機構１００の制御例２を示すフローチャートである。制御例２に関し、比較部５３は、第１センサ７１による第１検知値及び第２センサ７２による第２検知値の少なくとも一方における周期的な変動に基づいて故障を検知する。
【００５９】
図５に示される制御例２に関し、何れの遊星歯車機構にも固着が生じていない正常時には、コントローラ５１は、上位システム５０や各種センサなどから入力される信号に基づいて、第１ドライバ５４及び第２ドライバ５５を介して、第１モータ１１及び第２モータ２１を制御する（ステップＳ１１）。
【００６０】
次に、コントローラ５１の比較部５３は、第１検知値及び第２検知値の少なくとも一方の周期的な変動が生じているか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２において比較部５３は、例えば、以下の如く、故障の判定を行うことができる。
【００６１】
電動アクチュエータ１の遊星歯車機構１０，２０に関して、歯車が有する多数の歯の一部（例えば、１つ又はいくつかの歯）に疲労や破損が発生することがある。疲労や破損が、回転下の歯車の一部の歯に発生すると、異常を有する歯が隣の歯車と噛み合う度に回転時の抵抗に変化が生ずる。この結果、異常を有する歯が隣の歯車と噛み合う度に、電流値（第１検知値、第２検知値）も変化する。すなわち、第１遊星歯車機構１０の歯車の一部の歯に疲労や破損が発生した場合には、第１検知値が周期的に変化する。第２遊星歯車機構２０の歯車の一部の歯に疲労や破損が発生した場合には、第２検知値が周期的に変化する。
【００６２】
したがって、比較部５３は、第１検知値及び第２検知値の少なくとも一方における周期的な変動に基づいて、例えば、歯車などに生じることのある疲労や部分的な破損を検知することができる。第１検知値及び第２検知値の少なくとも一方の周期的な変動が生じているときには（ステップＳ１２においてＹｅｓ）、比較部５３は、故障信号や整備要求の信号などを、演算部５２に送信する（ステップＳ１３）。故障信号を受けた演算部５２は、上位システム５０に故障信号や整備要求の信号などを適時に送信する（ステップＳ１４）。
【００６３】
故障信号を受けた上位システム５０は、例えば、ユーザーに対して、故障が発生していることや整備が必要なことなどを報知する。この結果、ユーザーは、故障が発生していること、整備が必要なことなどを知ることができる。したがって、ユーザーは、その後、適切な処置をとることができる。
【００６４】
ステップＳ１２において、比較部５３が、故障が生じていないと判定した場合には（ステップＳ１２においてＮｏ）、コントローラ５１は、モータの制御を継続する（ステップＳ１１）。
【００６５】
（制御例３）
図６は、本実施形態に係る故障検知機構１００の制御例３を示すフローチャートである。制御例３に関して、第１センサ７１による第１検知値及び第２センサ７２による第２検知値の少なくとも一方において基準との偏差が定常的に生じているならば、比較部５３は、故障が生じていると判定する。制御例３に関して、比較部５３は、例えば、長期にわたる使用下で、モータに生じることのある能力の低下を検知することができる。
【００６６】
図６に示される制御例３に関して、何れの遊星歯車機構にも固着が生じていない正常時には、コントローラ５１は、上位システム５０や各種センサなどから入力される信号に基づいて、第１ドライバ５４及び第２ドライバ５５を介して、第１モータ１１及び第２モータ２１を制御する（ステップＳ２１）。
【００６７】
次に、コントローラ５１の比較部５３は、第１検知値及び第２検知値において基準との偏差が定常的に生じているか否かを判定する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２において、比較部５３は、例えば、以下の如く、故障の判定を行うことができる。
【００６８】
長期にわたる過酷な使用下で発生する熱は、電動アクチュエータ１の動力源である第１モータ１１及び第２モータ２１のそれぞれの磁気回路の損傷の蓄積に帰結する。この結果、第１モータ１１及び第２モータ２１のそれぞれは、定格能力を維持できなくなる。第１モータ１１の能力が低下した場合、第１検知値に関する基準からの偏差が定常的に生じることになる。また、第２モータ２１の能力が低下した場合、第２検知値に関する基準からの偏差が定常的に生じることになる。モータの定格能力は、このような基準として例示される。代替的に、他の基準が用いられてもよい。
【００６９】
例えば、初期（使用前）における第１検知値と第２検知値との比又は差（初期値）は、他の基準として用いられてもよい。すなわち、長期の使用後における第１検知値と第２検知値との比又は差が、初期値と比較されるならば、比較部５３は、初期値からの偏差が定常的に生じているか否かを判定することができる。したがって、比較部５３は、故障の判定を適切に行うことができる。
【００７０】
制御例３に関し、基準からの小さな偏差が定常的に生じている場合には、比較部５３は、第１モータ１１及び第２モータ２１のうち少なくとも一方が故障寸前の状態であると判断することもできる。一方、基準からの大きな偏差が急に発現した場合には、比較部５３は、制御例１に関連して説明された如く、固着や機械故障が発生したと判定することもできる。
【００７１】
したがって、第１検知値及び第２検知値の少なくとも一方において基準との偏差が定常的に生じている場合に、制御例３の比較部５３は、モータの能力が低下した故障であると判定することができる。制御例３のステップＳ２２において、第１検知値及び第２検知値の少なくとも一方に関して、基準からの偏差が予め定められた範囲を超える状態が定常的に生じている場合に、比較部５３は、モータの能力が低下した故障であると判定してもよい。
【００７２】
第１検知値及び第２検知値の少なくとも一方に関して、基準からの偏差が定常的に生じている場合には（ステップＳ２２においてＹｅｓ）、比較部５３は、演算部５２に故障信号や整備要求の信号などを送信する（ステップＳ２３）。故障信号を受けた演算部５２は、上位システム５０に、故障信号や整備要求の信号などを適時に送信する（ステップＳ２４）。
【００７３】
故障信号を受けた上位システム５０は、例えば、ユーザーに対して故障が発生していることや整備が必要なことなどを報知する。この結果、ユーザーは、故障が発生していることや整備が必要なことなどを知ることができる。したがって、ユーザーは、その後、適切な処置をとることができる。
【００７４】
ステップＳ２２において比較部５３が、故障が生じていないと判定した場合には（ステップＳ２２においてＮｏ）、コントローラ５１は、モータの制御を継続する（ステップＳ２１）。
【００７５】
［電動アクチュエータの詳細構造］
電動アクチュエータ１の構造が、詳細に説明される。故障検知機構１００に用いられる電動アクチュエータ１は、以下に示される具体的な構造に限定されない。図７は、電動アクチュエータ１を示す斜視図である。図７に示されるケース４０の一部は、破断され、電動アクチュエータ１の内部構造が示されている。図８は、電動アクチュエータ１の歯車の構造を示す分解立体図である。図９は、電動アクチュエータ１の動力伝達図である。
【００７６】
上述の如く、電動アクチュエータ１は、第１遊星歯車機構１０だけでなく、第２遊星歯車機構２０を備える。したがって、電動アクチュエータ１は、２つの動力伝達経路を有する。電動アクチュエータ１の何れか一方の遊星歯車機構において固着（ジャミング）が生じ、遊星歯車がその軸周りに回転不可能となった場合であっても、電動アクチュエータ１は、タイムラグをほとんど生じさせることなく、出力部３０を継続的に回転させることができる。したがって、電動アクチュエータ１全体としての固着は、生じにくい。
【００７７】
ケース４０は、第１モータ１１、第２モータ２１、第１遊星歯車機構１０及び第２遊星歯車機構２０が一体的に連結された構造を保持する。本実施形態に関し、ケース４０は、電動アクチュエータ１の外面を形成する。
【００７８】
本実施形態のケース４０は、第１部分４１と、第２部分４２と、連結部材４３，４４と、を含む。第１部分４１、第２部分４２及び連結部材４３，４４は、第１モータ１１と第２モータ２１との間において、モータの軸方向に沿って整列される。第１部分４１及び第２部分４２は、第１遊星歯車機構１０及び第２遊星歯車機構２０が収容される収容空間を形成する。連結部材４３は、第１モータ１１と第１部分４１との間に介在し、第１モータ１１を第１部分４１に連結する。連結部材４４は、第２モータ２１と第２部分４２との間に介在し、第２モータ２１を第２部分４２に連結する。本実施形態に関して、第１部分４１と第２部分４２は、単一の部材によって形成される。代替的に、第１部分４１は、第２部分４２とは別異の部材によって形成されてもよい。設計者は、連結部材４３，４４を省略してもよい。この場合には、第１部分４１は、第１モータ１１に直接連結される一方で、第２部分４２は、第２モータ２１に直接的に連結される。
【００７９】
複数のブラケット（クレビス）４５，４６は、ケース４０に設けられる。複数のブラケット（クレビス）４５，４６は、電動アクチュエータ１を取付対象機器２の機器本体３に固定するために用いられる。本実施形態の複数のブラケット４５，４６は、ケース４０の側面から同じ方向に突出する。ブラケット４５，４６は、固定部材（例えば、ボルト）が挿通される挿通孔を有する。図３に示される例に関して、ブラケット４５，４６は、機器本体３に設けられたブラケット３Ａに固定される。単一のブラケットのみが、ケース４０に設けられてもよい。
【００８０】
［遊星歯車機構］
第１遊星歯車機構１０は、第１モータ１１の出力側に設けられた減速機構である。第２遊星歯車機構２０は、第２モータ２１の出力側に設けられた減速機構である。図７乃至図９に示されるように、第１遊星歯車機構１０は、第１太陽歯車１２と、複数の第１遊星歯車１３と、第１内歯歯車１４（リングギア１４）と、を備える。第２遊星歯車機構２０は、第２太陽歯車２２と、複数の第２遊星歯車２３と、第２内歯歯車２４（リングギア２４）と、を備える。図８及び図９に示されるように、本実施形態の第１太陽歯車１２、第２太陽歯車２２、第１内歯歯車１４、第２内歯歯車２４及び出力部３０のそれぞれの軸Ａ０（回転軸Ａ０）は、一致し、同一線上に位置している。
【００８１】
本実施形態に関し、第１遊星歯車機構１０は、小歯車１５及び小歯車１５よりも径の大きな大歯車１６を介して、第１モータ１１に接続される。第２遊星歯車機構２０は、小歯車２５及び小歯車２５よりも径の大きな大歯車２６を介して、第２モータ２１に接続されている。
【００８２】
第１モータ１１のシャフト１１Ｓ（図９を参照）は、小歯車１５に設けられた貫通孔１５Ｃに挿通される。スプラインは、シャフト１１Ｓの外側面に形成される。溝は、小歯車１５に設けられた貫通孔１５Ｃの内側面に形成される。スプラインは、溝に噛み合う。小歯車１５の外側面に形成された外歯１５Ｇは、大歯車１６の外側面に形成された外歯１６Ｇと噛み合う。
【００８３】
第２モータ２１のシャフト２１Ｓ（図９を参照）は、小歯車２５に設けられた貫通孔に挿通される。スプラインは、シャフト２１Ｓの外側面に形成される。溝は、小歯車２５に設けられた貫通孔の内側面に形成される。スプラインは、溝に噛み合う。小歯車２５の外側面に形成された外歯２５Ｇは、大歯車２６の外側面に形成された外歯２６Ｇと噛み合う。
【００８４】
第１太陽歯車１２の一端部は、大歯車１６の中心に形成された貫通孔に挿通され、第１太陽歯車１２は、大歯車１６と一体化される。この結果、第１太陽歯車１２は、大歯車１６の回転に伴って回転する。したがって、第１モータ１１のシャフト１１Ｓの回転は、小歯車１５及び大歯車１６に伝達され、その後、第１太陽歯車１２に伝達される。すなわち、第１太陽歯車１２は、第１モータ１１によって回転される。
【００８５】
第２太陽歯車２２の一端部は、大歯車２６の中心に形成された貫通孔に挿通され、第２太陽歯車２２は、大歯車２６と一体化される。この結果、第２太陽歯車２２は、大歯車２６の回転に伴って回転する。したがって、第２モータ２１のシャフト２１Ｓの回転は、小歯車２５及び大歯車２６に伝達され、その後、第２太陽歯車２２に伝達される。すなわち、第２太陽歯車２２は、第２モータ２１によって回転される。
【００８６】
設計者は、第１遊星歯車機構１０側において小歯車１５及び大歯車１６を省略してもよい。この場合には、第１モータ１１のシャフト１１Ｓは、第１太陽歯車１２に直接的に接続される。同様に、設計者は、第２遊星歯車機構２０側において小歯車２５及び大歯車２６を省略してもよい。この場合には、第２モータ２１のシャフト２１Ｓは、第２太陽歯車２２に直接的に接続される。
【００８７】
複数の第１遊星歯車１３のそれぞれは、自身の軸周りに自転し、且つ、第１太陽歯車１２の軸Ａ０周りを公転する。本実施形態に関して、第１遊星歯車機構１０は、２つの第１遊星歯車１３を備える。代替的に、第１遊星歯車機構１０は、３つ以上の第１遊星歯車１３を備えてもよい。各第１遊星歯車１３の外周面に形成された外歯１３Ｇは、第１太陽歯車１２の外周面に形成された外歯１２Ｇに噛み合う。
【００８８】
複数の第２遊星歯車２３のそれぞれは、自身の軸周りに自転し、且つ、第２太陽歯車２２の軸Ａ０周りを公転する。本実施形態に関して、第２遊星歯車機構２０は、２つの第２遊星歯車２３を備える。代替的に、第２遊星歯車機構２０は、３つ以上の第２遊星歯車２３を備えてもよい。各第２遊星歯車２３の外周面に形成された外歯２３Ｇは、第２太陽歯車２２の外周面に形成された外歯２２Ｇに噛み合う。
【００８９】
図８に示される第１内歯歯車１４は、複数の遊星歯車１３の外側に配置される。本実施形態に関し、第１内歯歯車１４は、複数の遊星歯車１３の周りを囲む略円筒形状を有し、軸方向の両側が開口している。第１内歯歯車１４の内周面には、複数の遊星歯車１３の外歯１３Ｇに噛み合う内歯１４Ｇが形成される。
【００９０】
ケース４０に対する第１内歯歯車１４の回転は、規制される。言い換えると、第１内歯歯車１４は、ケース４０に対して相対回転しない。
【００９１】
第１内歯歯車１４は、円筒形状の歯車本体と、歯車本体の側面から径方向外側に突出した突出片とを備える。ケース４０の第１部分４１には、第１内歯歯車１４の突出片が配置される凹部が形成される。凹部は、突出片の形状に沿った内側面を有する。突出片が、凹部内に配置されると、第１内歯歯車１４の周方向の動きが規制される。この結果、ケース４０に対する第１内歯歯車１４の回転は、規制される。
【００９２】
図８に示される第２内歯歯車２４は、複数の遊星歯車２３と噛み合い、複数の遊星歯車２３に対して相対回転する。本実施形態に関して、第２内歯歯車２４は、歯車本体２４Ａとキャリア２４Ｂと、を備える。
【００９３】
歯車本体２４Ａは、複数の遊星歯車２３の外側に配置される。歯車本体２４Ａは、複数の遊星歯車２３の周りを囲む略円筒形状を有する。歯車本体２４Ａは、第１内歯歯車１４側とは反対側において開口している。歯車本体２４Ａの内周面には、複数の遊星歯車２３の外歯に噛み合う内歯２４Ｇが形成される。
【００９４】
キャリア２４Ｂは、歯車本体２４Ａと第１内歯歯車１４との間に設けられる。キャリア２４Ｂは、歯車本体２４Ａから第１内歯歯車１４側に延びる略円柱形状を有する。キャリア２４Ｂは、複数の第１遊星歯車１３の公転を第２内歯歯車２４の歯車本体２４Ａに伝達する。
【００９５】
第１太陽歯車１２の一端部１２Ａ、各第１遊星歯車１３の一端部１３Ａ、第２太陽歯車２２の一端部２２Ａ及び各第２遊星歯車２３の一端部２３Ａは、キャリア２４Ｂに配置される。キャリア２４Ｂは、軸受配置部２４１と、軸受配置部２４２と、軸受配置部２４３と、を有する。
【００９６】
軸受配置部２４１は、第１太陽歯車１２及び第２太陽歯車２２の軸Ａ０上に設けられる。第１太陽歯車１２の一端部１２Ａを支持する軸受Ｂ１及び第２太陽歯車２２の一端部２２Ａを支持する軸受Ｂ２は、軸受配置部２４１に配置される。本実施形態に関し、軸受配置部２４１は、キャリア２４Ｂを軸Ａ０方向に貫通する貫通孔によって形成される。代替的に、軸受配置部２４１において軸受Ｂ１が配置される部分は、軸受配置部２４１において軸受Ｂ２が配置される部分とは連通していなくてもよい。
【００９７】
軸受（図示せず）は、第１太陽歯車１２の他端部（大歯車１６側の第１太陽歯車１２の端部）に設けられる。軸受Ｂ１及び第１太陽歯車１２の他端部に設けられた軸受は、第１太陽歯車１２を、支持し、軸Ａ０周りの回転を許容する。軸受Ｂ６は、第２太陽歯車２２の他端部２２Ｂ（大歯車２６側の第２太陽歯車２２の端部２２Ｂ）に設けられる。軸受Ｂ６及び軸受Ｂ２は、第２太陽歯車２２を支持し、軸Ａ０周りの第２太陽歯車２２の回転を許容する。
【００９８】
軸受配置部２４２は、複数の第１遊星歯車１３のそれぞれの軸上に設けられる。対応する第１遊星歯車１３の一端部１３Ａを支持する軸受Ｂ３は、軸受配置部２４２に配置される。本実施形態に関し、軸受配置部２４２は、キャリア２４Ｂの第１遊星歯車１３側の端面から軸方向に凹む凹部によって形成される。代替的に、軸受配置部２４２は、他の構造及び／又は形状を有してもよい。
【００９９】
軸受は、各第１遊星歯車１３の他端部（大歯車１６側の各第１遊星歯車１３の端部）に設けられる。軸受Ｂ３及び各第１遊星歯車１３の他端部に設けられる軸受は、各第１遊星歯車１３を支持し、各第１遊星歯車１３の軸周りにおける各第１遊星歯車１３の自転を許容する。
【０１００】
軸受Ｂ３は、軸受配置部２４２（凹部２４２）に嵌合される。したがって、キャリア２４Ｂに対するキャリア２４Ｂの周方向への軸受Ｂ３の移動は、規制される。複数の第１遊星歯車１３が、第１太陽歯車１２の軸Ａ０周りに公転すると、キャリア２４Ｂも、複数の第１遊星歯車１３の公転に連動して、軸Ａ０周りに回転する。キャリア２４Ｂは、歯車本体２４Ａと一体的である。したがって、キャリア２４Ｂが、軸Ａ０周りに回転すると、歯車本体２４Ａも軸Ａ０周りに回転する。この結果、キャリア２４Ｂは、複数の第１遊星歯車１３の公転を第２内歯歯車２４の歯車本体２４Ａに伝達することができる。
【０１０１】
軸受配置部２４３は、複数の第２遊星歯車２３のそれぞれの軸上に設けられる。対応する第２遊星歯車２３の一端部２３Ａを支持する軸受Ｂ４は、軸受配置部２４３に配置される。本実施形態に関し、軸受配置部２４３は、キャリア２４Ｂの第２遊星歯車２３側の端面から軸方向に凹む凹部によって形成される。代替的に、軸受配置部２４３は、他の構造及び／又は形状を有してもよい。
【０１０２】
図８に示されるように、各第２遊星歯車２３の一端部２３Ａ（すなわち、各第２遊星歯車２３の一端部２３Ａが挿通された軸受Ｂ４）は、キャリア２４Ｂに設けられた軸受Ｂ５によって支持される。軸受Ｂ５は、キャリア２４Ｂに対する各第２遊星歯車２３の一端部２３Ａの回転を許容する。この結果、複数の第２遊星歯車２３の外歯２３Ｇが、第１太陽歯車２２の外歯２２Ｇ及び第２内歯歯車２４の内歯２４Ｇに噛み合いながら、複数の第２遊星歯車２３は、第１太陽歯車２２の軸Ａ０周りに公転することができる。複数の第２遊星歯車２３は、第２内歯歯車２４に対して相対的に回転することができる。
【０１０３】
各第２遊星歯車２３の他端部２３Ｂ（大歯車２６側の各第２遊星歯車２３の端部２３Ｂ）は、出力部３０（後述される）に設けられた軸受Ｂ７（図７を参照）によって支持される。すなわち、軸受Ｂ７及び軸受Ｂ４は、各第２遊星歯車２３を支持し、各第２遊星歯車２３の軸周りにおける各第２遊星歯車２３の自転を許容する。
【０１０４】
電動アクチュエータ１は、ケース４０と第２内歯歯車２４との間に設けられた軸受Ｂ８（図７を参照）を備える。第２内歯歯車２４は、軸受Ｂ８によって支持される。軸受Ｂ８は、ケース４０に対する第２内歯歯車２４の回転を許容する。複数の第１遊星歯車１３が、第１太陽歯車１２の軸Ａ０周りに公転すると、第２内歯歯車２４は、複数の第１遊星歯車１３と同じ回転数で回転する。
【０１０５】
［出力部］
図７に示される出力部３０は、第２太陽歯車２２の軸周りの複数の第２遊星歯車２３の公転に伴って、回転する。図７に示される例に関して、出力部３０は、ケース４０内に配置された本体部３０Ａと、本体部３０Ａの外周面から径方向において外側に延出する延出部３０Ｂと、を備える。延出部３０Ｂの一部又は全部は、ケース４０に設けられた溝Ｇ（図９を参照）を通じて、ケース４０の外に突出する。ケース４０の溝Ｇは、出力部３０の回転範囲よりも長く形成されるので、ケース４０は、延出部３０Ｂの回転を邪魔しない。
【０１０６】
出力部３０の本体部３０Ａは、第２内歯歯車２４と大歯車２６との間に配置される。本実施形態の本体部３０Ａは、略円柱形状を有する。本体部３０Ａは、第２太陽歯車２２の他端部２２Ｂが挿通される貫通孔３１を有する。
【０１０７】
軸受Ｂ９は、出力部３０とケース４０との間に設けられる。軸受Ｂ９は、出力部３０の本体部３０Ａを支持する。出力部３０の本体部３０Ａは、ケース４０に対して回転可能である。本実施形態に関し、軸受Ｂ９は玉軸受である。代替的に、他の種類の軸受部品が、軸受Ｂ９として用いられてもよい。
【０１０８】
各第２遊星歯車２３の他端部２３Ｂは、出力部３０の本体部３０Ａに配置される。本体部３０Ａは、軸受配置部３２を有する。軸受配置部３２は、複数の第２遊星歯車２３のそれぞれの軸上に設けられる。対応する第２遊星歯車２３の他端部２３Ｂを支持する軸受Ｂ７は、軸受配置部３２に配置される。本実施形態に関し、軸受配置部３２は、本体部３０Ａの第２内歯歯車２４側の端面から軸方向に凹む凹部によって形成される。
【０１０９】
上述の如く、各第２遊星歯車２３の一端部２３Ａは、第２内歯歯車２４のキャリア２４Ｂに設けられた軸受Ｂ４によって支持される。軸受Ｂ４及び軸受Ｂ７は、各第２遊星歯車２３を支持する。各第２遊星歯車２３は、各第２遊星歯車２３の軸周りに自転可能である。
【０１１０】
［電動アクチュエータの動作］
図８及び図９を参照して、電動アクチュエータ１の例示的な動作が説明される。
【０１１１】
（正常時の動作）
電動アクチュエータ１の第１モータ１１が、コントローラ５１からの指令下で、作動すると、シャフト１１Ｓに固定された小歯車１５は、回転する。このとき、小歯車１５の外歯１５Ｇに噛み合う外歯１６Ｇを有する大歯車１６も回転する。大歯車１６が回転すると、大歯車１６に固定された第１太陽歯車１２も、第１太陽歯車１２の軸Ａ０周りに回転する。このとき、第１太陽歯車１２の外歯１２Ｇに噛み合う外歯１３Ｇを有する複数の第１遊星歯車１３は、複数の第１遊星歯車１３それぞれの軸周りに自転する。第１内歯歯車１４は、ケース４０に対して固定されている。したがって、第１内歯歯車１４は、ケース４０に対して回転しない。複数の第１遊星歯車１３が、複数の第１遊星歯車１３それぞれの軸周りに自転すると、複数の第１遊星歯車１３は、第１内歯歯車１４の内歯１４Ｇに噛み合いながら第１太陽歯車１２の軸Ａ０周りを公転する。
【０１１２】
複数の第１遊星歯車１３が、第１太陽歯車１２の軸Ａ０周りに公転すると、複数の第１遊星歯車１３のそれぞれの一端部１３Ａが連結された第２内歯歯車２４のキャリア２４Ｂは、軸Ａ０周りに回転する。キャリア２４Ｂの回転は、複数の第１遊星歯車１３の回転数と同じ回転数であり、且つ、同じ回転方向である。したがって、キャリア２４Ｂと一体的に形成された第２内歯歯車２４の歯車本体２４Ａも、軸Ａ０周りに同じ回転数で同じ回転方向Ｄ１に回転する。
【０１１３】
軸Ａ０周りの第２内歯歯車２４の回転は、第２内歯歯車２４の内歯２４Ｇに噛み合う外歯２３Ｇを有する複数の第２遊星歯車２３を、同じ回転方向Ｄ１に回転させる。
【０１１４】
第２モータ２１が、コントローラ５１からの指令の下で、作動すると、シャフト２１Ｓに固定された小歯車２５は、回転する。この結果、小歯車２５の外歯２５Ｇに噛み合う外歯２６Ｇを有する大歯車２６も、回転する。大歯車２６が回転すると、大歯車２６に固定された第２太陽歯車２２は、軸Ａ０周りに回転する。第２太陽歯車２２の外歯２２Ｇに噛み合う外歯２３Ｇを有する複数の第２遊星歯車２３は、各第２遊星歯車２３の軸周りに自転し、且つ、第２内歯歯車２４の内歯２４Ｇに噛み合いながら、第２太陽歯車２２の軸Ａ０周りを回転方向Ｄ２に公転する。
【０１１５】
第１モータ１１によって第２内歯歯車２４が回転する回転方向Ｄ１が、第２モータ２１によって複数の第２遊星歯車２３が軸Ａ０周りに回転する回転方向Ｄ２に一致するならば、第１モータ１１による回転速度（回転数）と、第２モータ２１による回転速度（回転数）とが足し合わされ、これらの回転速度がいわゆる速度サミングされる。このように速度サミングされることによって、出力部３０は、速度サミングされない従来の場合に比べて高速で回転することができる。速度サミングされる本実施形態において回転のトルクは足し合わされない。
【０１１６】
第１モータ１１によって第２内歯歯車２４が回転する回転方向Ｄ１が、第２モータ２１によって複数の第２遊星歯車２３が軸Ａ０周りに回転する回転方向Ｄ２とは、反対方向であるならば、上記の速度サミングは、生じない。この場合には、第１モータ１１及び第２モータ２１のうち一方は、第１モータ１１及び第２モータ２１のうち他方の回転のブレーキをかける。
【０１１７】
出力部３０が所定の位置まで回転したことが位置センサ６０によって検知されると、位置センサ６０の信号は、コントローラ５１に入力される。第１モータ１１及び第２モータ２１は、コントローラ５１の指令下で停止する。この結果、動作部材４は、所望の位置に配置される。
【０１１８】
（故障時の動作）
第１遊星歯車１３及び第２遊星歯車２３のうち一方がその軸周りに回転不可能となったときの電動アクチュエータ１の動作が、説明される。
【０１１９】
複数の第１遊星歯車１３のそれぞれの外歯１３Ｇは、回転が規制された第１内歯歯車１４の内歯１４Ｇに噛み合っている。したがって、第１遊星歯車１３が、第１遊星歯車１３の軸周りに回転不可能となった場合、第１遊星歯車１３は、第１太陽歯車１２の軸Ａ０周りを公転することができなくなる。この結果、第１遊星歯車１３は、第２内歯歯車２４を回転させることができなくなる。その一方で、複数の第２遊星歯車２３は、第２太陽歯車２２の軸Ａ０周りを公転することができる。したがって、出力部３０は、複数の第２遊星歯車２３の公転に伴う出力部３０の回転は、継続的に可能である。すなわち、出力部３０は、第１遊星歯車１３の固着が生じた直後であっても、出力部３０は、第１遊星歯車１３の固着に邪魔されることなく、且つ、タイムラグがほとんど生じさせることなく、継続的に回転することができる。
【０１２０】
第２遊星歯車２３が、第２遊星歯車２３の軸周りに回転不可能となった場合、複数の第２遊星歯車２３は、複数の第２遊星歯車２３それぞれの軸周りに回転しながら第２太陽歯車２２の軸Ａ０周りを公転することはできなくなる。しかしながら、複数の第２遊星歯車２３は、第２太陽歯車２２の外歯２２Ｇとの噛み合い位置及び第２内歯歯車２４の内歯２４Ｇとの噛み合い位置を変えることなく、第２内歯歯車２４を引き連れて第２太陽歯車２２の軸Ａ０周りを公転することはできる。したがって、出力部３０は、複数の第２遊星歯車２３の公転に伴った回転を継続することができる。すなわち、第２遊星歯車２３の固着が生じた直後であっても、出力部３０は、第２遊星歯車２３の固着に邪魔されることなく、且つ、タイムラグをほとんど生じさせることなく、継続的に回転することができる。
【０１２１】
［実施形態のまとめ］
本実施形態に関し、第１モータ１１側に接続された第１遊星歯車機構１０及び第２モータ２１側に接続された第２遊星歯車機構２０が設けられる。何れの遊星歯車機構にも固着などの故障が生じていない正常時において、出力部３０は、第１遊星歯車機構１０に基づく回転速度と第２遊星歯車機構２０に基づく回転速度とが加算された速度（いわゆる速度サミングされた回転速度）で回転することができる。したがって、速度サミングされない従来の遊星歯車機構を備えた電動アクチュエータに比べて、本実施形態の出力部３０は、高速で動作することができる。
【０１２２】
本実施形態に関して、第１モータ１１を駆動する電流の値は、第１センサ７１によって検知される。第２モータ２１を駆動する電流の値は、第２センサ７２によって検知される。比較部５３は、第１センサ７１による第１検知値と第２センサ７２による第２検知値との比較結果に基づいて、故障を判定する。本実施形態の原理は、固着（ジャミング）などの故障状態であるか、外部負荷と出力が拮抗することによって電動アクチュエータ１が動作しない状態であるかの判別を可能にする。誤検知は、生じにくい。本実施形態に関して、比較部５３が、第１センサ７１による第１検知値と第２センサ７２による第２検知値との間の比較結果に基づいて、故障を判定するので、第１遊星歯車機構１０及び第２遊星歯車機構２０のうちの何れの遊星歯車機構において故障が生じているかを検知することができる。
【０１２３】
本実施形態に関し、比較部５３は、第１検知値及び第２検知値の少なくとも一方の周期的な変動に基づいて、故障を判定する。従来の電動アクチュエータは、一部の歯に疲労や破損が生じたことを検知する手段を備えていない。これに対し、本実施形態の原理は、長期にわたる使用下での歯車の疲労や部分的な破損を検知することを可能にする。
【０１２４】
第１検知値及び第２検知値の少なくとも一方に関して、基準との偏差が定常的に生じているならば、本実施形態の比較部５３は、故障が生じていると判定する。従来技術は、モータの能力の低下を検知する手段を有していないので、作業者は、電動アクチュエータを定期的に取り外して整備する必要があった。これに対し、本実施形態の原理は、長期にわたる使用下でのモータの能力の低下を検知することができる。
【０１２５】
本実施形態の第１遊星歯車機構１０は、第１太陽歯車１２と、複数の第１遊星歯車１３と、第１内歯歯車１４と、を備える。第１太陽歯車１２は、第１モータ１１によって回転される。複数の第１遊星歯車１３は、第１太陽歯車１２に噛み合う。第１内歯歯車１４は、第１遊星歯車１３が噛み合う内歯１４Ｇを有する。第１内歯歯車１４の回転は、規制される。第２遊星歯車機構２０は、第２太陽歯車２２と、複数の第２遊星歯車２３と、第２内歯歯車２４と、を備える。第２太陽歯車２２は、第２モータ２１によって回転される。複数の第２遊星歯車２３は、第２太陽歯車２２に噛み合う。第２内歯歯車２４は、第２遊星歯車２３が噛み合う内歯２４Ｇを有する。第１遊星歯車１３が、第１太陽歯車１２の軸Ａ０周りに公転すると、第２内歯歯車２４は、回転する。第２遊星歯車２３が第２太陽歯車２２の軸Ａ０周りに公転すると、出力部３０は、回転する。
【０１２６】
上述の構成に関し、第１内歯歯車１４の回転は、規制される。第１内歯歯車１４の内歯１４Ｇに噛み合う第１遊星歯車１３が、公転すると、第２内歯歯車２４は、回転する。したがって、何れか一方の遊星歯車機構に生じた固着が、遊星歯車の軸周りの回転を不能にしても、出力部３０は、タイムラグをほとんど生じさせることなく、継続的に回転することができる。したがって、本実施形態の原理は、高い信頼性をもたらす。
【０１２７】
［変形例］
本実施形態の原理は、上述の説明及び図示された構造に限定されない。当業者は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。第１歯車機構として、第１遊星歯車機構１０を、第２歯車機構として第２遊星歯車機構２０を例示したが、これらに代え、太陽ローラ、遊星ローラ、内歯ローラからなる遊星ローラ機構を用いることもできる。更に第１歯車機構や第２歯車機構として、入力される２つの駆動力を一つの駆動力として出力する歯車機構を用いることもできる。
【０１２８】
本実施形態に関し、機器本体３は、航空機の翼本体である。動作部材４は、舵面稼働部（動翼）である。代替的に、機器本体３は、航空機の機体であってもよい。動作部材４は、機体に設けられた出入口を開閉可能なドアなどであってもよい。
【０１２９】
本実施形態に関し、電動アクチュエータ１が取り付けられる取付対象機器２は、航空機である。代替的に、電動アクチュエータ１は、船舶や陸上車両などの他の取付対象機器２に取り付けられてもよい。
【０１３０】
上述の実施形態の故障検知機構１００に関連して説明された制御例１の故障検知と組み合わせて、制御例２及び制御例３の少なくとも一方の故障検知が実行されてもよい。
【０１３１】
更に、例示的な電動アクチュエータ１の故障検知機構１００ａについて、図１０を参照して以下に説明される。本実施形態の故障検知機構１００ａは、電動アクチュエータ１ａと、電動アクチュエータ１ａの動作を制御するコントローラ５１と、を備える。図１及び図２に示されるように、電動アクチュエータ１ａは、第１モータ１１と、第２モータ２１と、第１モータ１１の出力が入力側に接続されるとともに、動作部材４（被駆動体）が出力側に接続される第１遊星歯車機構１０ａ（第１歯車機構）と、第２モータ２１の出力が入力側に接続されるとともに、動作部材４（被駆動体）が出力側に接続される第２遊星歯車機構２０ａ（第２歯車機構）と、を備える。なお、第１遊星歯車機構１０ａと第２遊星歯車機構２０ａはいずれも遊星歯車（図示せず）とボールスクリュー（図示せず）を用いた直動機構として構成されている。更に第１遊星歯車機構１０ａの遊星歯車と第２遊星歯車機構２０ａの遊星歯車はいずれもクラッチとして働き、第１遊星歯車機構１０ａまたは第２遊星歯車機構２０ａのいずれか一方が故障したとしても他方に影響を与えないように切り離されるように構成されている。なお、クラッチとして遊星歯車を用いたものの他、電磁流体やクラッチ板を用いたものなど、公知の手段を用いることができる。
【０１３２】
本実施形態の故障検知機構１００ａは、電動アクチュエータ１ａが故障状態であるか、外部負荷と出力が拮抗することによって電動アクチュエータ１ａが動作しない状態であるかの判別を行うことができる。電動アクチュエータ１ａの遊星歯車機構において生じる固着（ジャミング）は、故障として例示される。しかしながら、故障の原因は、固着に限られない。例えば、固着は、遊星歯車機構への異物の噛み込みや遊星歯車機構における焼き付きなどによって発生することもある。しかしながら、固着の発生原因は、これらに限られない。
【０１３３】
本実施形態に関して、取付対象機器２は、飛行機やヘリコプターなどの航空機である。機器本体３は、翼本体である。動作部材４は、舵面稼働部（動翼）である。動作部材４は、動作部材４の表面の少なくとも一部を形成する舵面５を有する。この場合、電動アクチュエータ１ａが移動すると、翼本体（機器本体３）に対する舵面稼働部（動作部材４）の舵面５の角度は、変更される。
【０１３４】
本実施形態の位置センサ６０ａはボールスクリューの突出量を検知するためのストロークセンサであり、例えばＬＶＤＴ（ＬＩＮＥＡＲ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＤＩＳＰＬＡＣＥＭＥＮＴ  ＴＲＡＮＳＦＯＲＭＥＲ）を用いることができる。なお、上述の実施形態と同じ符号を付したものは上述の実施形態と同じものであるため、説明は省略する。
【０１３５】
その他については、先に説明された実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
上述の実施形態の原理は、電動アクチュエータを利用する様々な技術分野に好適に利用される。
【符号の説明】
【０１３７】
１  電動アクチュエータ
４  動作部材（被駆動体）
１０  第１の遊星歯車機構
１１  第１モータ
１２  第１太陽歯車
１３  第１遊星歯車
１４  第１内歯歯車
２０  第２の遊星歯車機構
２１  第２モータ
２２  第２太陽歯車
２３  第２遊星歯車
２４  第２内歯歯車
３０  出力部
５３  比較部
７１  第１センサ
７２  第２センサ
１００  電動アクチュエータの故障検知機構
【図１】
2016146738.tif 000003
【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】
2016146738.tif 000009
【図８】
2016146738.tif 000010
【図９】
2016146738.tif 000011
【図１０】
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