(57)【要約】  【課題】単純な構造でありながらリリーストルク設定の困難性も解消し、一の伝達系統でジャミングが発生した場合であっても他の伝達系統により駆動力を回転軸に確実に伝達し、出力軸の極端な回転速度変化を抑制可能なアクチュエータを提供する。  【解決手段】出力軸２を回転させる駆動力を出力する第１モータＡ３、第２モータＢ３、第３モータＣ３を、それぞれ各モータＡ３、Ｂ３、Ｃ３の駆動力をそれぞれ終端から出力する第１歯車機構Ａ４１、第２歯車機構Ｂ４１、第３歯車機構Ｃ４１と、各歯車機構Ａ４１、Ｂ４１、Ｃ４１の終端にそれぞれ接続され且つ一定以上の回転トルクが作用しない範囲において出力軸２に固定可能な第１トルクリミッタＡ４２、第２トルクリミッタＢ４２、第３トルクリミッタＣ４２とを介して共通の出力軸２に接続した。【選択図】図１
0003129293.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
共通の出力軸と、
当該出力軸を回転させる駆動力を出力するモータと、
当該モータの駆動力を終端から出力する歯車機構、及びこれら各歯車機構の終端と前記出力軸との間に介設したトルクリミッタを有する伝達系統とを備えてなり、
前記モータ及び前記伝達系統をそれぞれ３以上備えたものであることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
単一の前記モータ及び単一の前記伝達系統からなる出力系統を奇数系統備えてなることを特徴とする請求項１記載のアクチュエータ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、耐ジャミング機能を備えたアクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば航空機の操縦系統用のアクチュエータは、モータから出力される駆動力を伝達系統を介して出力軸に取り出すことにより舵角を変更可能に構成するのが通例であるが、伝達系統を構成する歯車機構においてジャミングが生じた場合には、舵角変更不能な状態に陥り、致命的な事故に直結する。
【０００３】
このような不具合に鑑みて、駆動力を２つの伝達系統を介して出力軸に伝達できるように構成し、一方の伝達系統上でジャミングが発生した場合には、他方の伝達系統のみを通常通り作動させることにより駆動力を出力軸に伝達可能に設定している。
【０００４】
具体的には、伝達系統を歯車機構及び差動歯車機構から構成し、２つのモータをそれぞれに異なる伝達系統に接続して、一方の伝達系統でジャミングが生じた場合には差動歯車機構の作用により他方の伝達系統を介して駆動力を出力軸に伝達する態様が挙げられる（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、他の態様として、伝達系統を、歯車機構とトルクリミッタとを用いて構成し、２つのモータをそれぞれ異なる伝達系統に接続して、駆動力をこれら歯車機構及びトルクリミッタからなる２つの伝達系統を介して単一の出力軸に伝達可能に構成し、一方の伝達系統でジャミングが生じた場合には、当該歯車機構に接続したトルクリミッタの作用によりこの伝達系統を機械的に切り離す態様が挙げられる。
【特許文献１】特開平０６−２８４７８８号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前者の態様であれば、一方の伝達系統の歯車機構がジャミングした場合、差動歯車及びブレーキが必要であり、アクチュエータの小型化及び軽量化に限界があるのみならず、差動歯車機構の特性上、ジャミング発生時の出力（回転速度）が通常作動時の出力と比較して略半分になるという不具合が生じる。
【０００７】
一方、後者の態様であれば、差動歯車及びブレーキが不要となるため、アクチュエータの小型化及び軽量化を図ることができるものの、一対のモータ及び一対の伝達系統を備えた態様であるため、一対の伝達系統のうち何れか一方の伝達系統でジャミングが生じた場合であっても、ジャミングが生じていない他方の伝達系統から伝達される駆動力が前記一方の伝達系統のトルクリミッタのリリーストルクに常に打ち勝ちながら出力軸に伝達されるという条件を達成し得るリリーストルクの設定が極めて困難であるという不具合が生じる。
【０００８】
本考案は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、単純な構造でありながらリリーストルク設定の困難性も解消し、一の伝達系統でジャミングが発生した場合であっても他の伝達系統により駆動力を回転軸に確実に伝達し、出力軸の極端な回転速度変化を抑制可能なアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本考案のアクチュエータは、共通の出力軸と、当該出力軸を回転させる駆動力を出力するモータと、当該モータの駆動力を終端から出力する歯車機構、及びこれら各歯車機構の終端にそれぞれ接続され且つ一定以上の回転トルクが作用しない範囲において前記出力軸に固定可能なトルクリミッタを有する伝達系統とを備え、前記モータ及び前記伝達系統をそれぞれ３以上備えたものであることを特徴とする。
【００１０】
このようなものであれば、差動歯車やブレーキが不要となり、小型化及び軽量化を有効に図ることができるとともに、３以上のモータ及び伝達系統を備えているため、何れか一の伝達系統においてジャミングが発生した場合であっても、ジャミングが発生していない他の２以上の伝達系統が、ジャミングの生じた歯車機構に接続された一のトルクリミッタのリリーストルクに打ち勝ちながら作動することにより、これら複数の歯車機構に関連付けて設けた複数のモータの駆動力を出力軸に出力することができ、出力軸の大幅な回転速度変化を抑制し、良好な耐ジャミング機能を発揮するものとなる。しかも、各トルクリミッタのリリーストルクの設定も簡単に行うことができ、実用性及び汎用性に富むものとなる。
【００１１】
特に、単一の前記モータ及び単一の前記伝達系統からなる出力系統を奇数備えたものであれば、たとえ過半数以下の伝達系統上でジャミングが生じた場合であっても、他の過半数以上のジャミングが生じていない伝達系統を介してこれら伝達系統に接続されたモータの駆動力を出力軸に確実に出力することができ、出力軸の出力軸の大幅な回転速度変化を抑制し、良好な耐ジャミング機能を発揮する。
【考案の効果】
【００１２】
以上説明したように本考案によれば、差動歯車やブレーキが不要となりアクチュエータの小型化及び軽量化を有効に図ることができるのみならず、リリーストルク設定の困難性も解消し、一の伝達系統でジャミングが発生した場合であっても他の複数の伝達系統により駆動力を回転軸に確実に出力し、出力軸の極端な回転速度変化を抑制できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本考案の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
本実施形態に係るアクチュエータ１は、図１に示すように、共通の出力軸２と、この出力軸２を回転させる駆動力を出力する第１モータＡ３、第２モータＢ３、第３モータＣ３と、これら各モータＡ３、Ｂ３、Ｃ３の駆動力をそれぞれ出力軸２に伝達する第１伝達系統Ａ４、第２伝達系統Ｂ４、第３伝達系統Ｃ４とを備えたものである。
【００１５】
出力軸２は、ギヤボックスＧＢ内に回動可能に配置され、両端部及び中央部近傍部位に第１フランジ２１、第２フランジ２２、第３フランジ２３、第４フランジ２４を設けたものである。これら各フランジ２１、２２、２３、２４は後述するトルクリミッタ（第１トルクリミッタＡ４２、第２トルクリミッタＢ４２、第３トルクリミッタＣ４２）に押圧され得るものである。本実施形態では、両端部に設けた第１フランジ２１、第２フランジ２２、及び中央部に設けた一方のフランジである第３フランジ２３をそれぞれ出力軸２とは別体のものから構成し、中央部に設けた他方のフランジである第４フランジ２４を出力軸２と一体に形成している。
【００１６】
各モータＡ３、Ｂ３、Ｃ３は、例えば電動式のものである。本実施形態では、これら各モータＡ３、Ｂ３、Ｃ３の回転トルクを単一のコントローラ５によって制御している。
【００１７】
各伝達系統Ａ４、Ｂ４、Ｃ４は、各モータＡ３、Ｂ３、Ｃ３の駆動力をそれぞれ終端から出力する第１歯車機構Ａ４１、第２歯車機構Ｂ４１、第３歯車機構Ｃ４１と、各歯車機構Ａ４１、Ｂ４１、Ｃ４１の終端にそれぞれ接続され且つ一定以上の回転トルクが作用しない範囲において前記出力軸２に固定可能な第１トルクリミッタＡ４２、第２トルクリミッタＢ４２、第３トルクリミッタＣ４２とを備えたものである。これら各伝達系統Ａ４、Ｂ４、Ｃ４は、ギヤボックスＧＢ内に配置される。
【００１８】
各歯車機構Ａ４１、Ｂ４１、Ｃ４１は、各モータＡ３、Ｂ３、Ｃ３の出力端に直接噛合可能な第１大径歯車Ａ４１１、第２大径歯車Ｂ４１１、第３大径歯車Ｃ４１１と、各大径歯車Ａ４１１、Ｂ４１１、Ｃ４１１と軸心が一致し且つ各トルクリミッタＡ４２、Ｂ４２、Ｃ４２の周縁部と噛合可能な第１小径歯車Ａ４１２、第２小径歯車Ｂ４１２、第３小径歯車Ｃ４１２とを一体又は一体的に組み付けたものである。
【００１９】
各トルクリミッタＡ４２、Ｂ４２、Ｃ４２は、周縁部がそれぞれ対応する歯車機構Ａ４１、Ｂ４１、Ｃ４１の各小径歯車Ａ４１２、Ｂ４１２、Ｃ４１２に噛合可能なものであり、前記出力軸２に設けた複数のフランジ２１、２２、２３、２４のうち一のフランジに圧接し得る摩擦子（第１摩擦子Ａ４２１、第２摩擦子Ｂ４２１、第３摩擦子Ｃ４２１）と、出力軸２の軸芯方向にスライド移動可能に配設された押圧リング（第１押圧リングＡ４２２、第２押圧リングＢ４２２、第３押圧リングＣ４２２）と、各押圧リングＡ４２２、Ｂ４２２、Ｃ４２２を対応する各摩擦子Ａ４２１、Ｂ４２１、Ｃ４２１にそれぞれ弾接させる方向に付勢するスプリング（第１スプリングＡ４２３、第２スプリングＢ４２３、第３スプリングＣ４２３）とを備えたものである。
【００２０】
このように、本実施形態に係るアクチュエータ１は、モータ及び伝達系統をそれぞれ３つずつ備え、各モータＡ３、Ｂ３、Ｃ３から出力される駆動力を第１伝達系統Ａ４、第２伝達系統Ｂ４、第３伝達系統Ｃ４を介して単一の出力軸２に伝達し得るようにしている。すなわち、本実施形態に係るアクチュエータ１は、単一のモータ及び単一の伝達系統からなる出力系統を３系統有するものである。
【００２１】
次に、このような構成をなすアクチュエータ１の動作及び作用について説明する。
【００２２】
先ず、各伝達系統Ａ４、Ｂ４、Ｃ４の何れにもジャミングが生じていない通常作動時は、前記コントローラ５によりトルクイコライズされた各モータＡ３、Ｂ３、Ｃ３の駆動力が、それぞれ各伝達系統Ａ４、Ｂ４、Ｃ４を介して出力軸２に伝達される。その際、各伝達系統Ａ４、Ｂ４、Ｃ４の各トルクリミッタＡ４２、Ｂ４２、Ｃ４２によって出力軸２に固定されており、それぞれフォースファイトしながら駆動する。これにより、出力軸２は当該駆動力に基づいて所定の速度で回動する。
【００２３】
一方、何れか一の伝達系統でジャミングが生じた場合（例えば第１伝達系統Ａ４でジャミングが発生した場合）には、当該伝達系統Ａ４のトルクリミッタＡ４２の作用により、当該ジャミングが生じた伝達系統Ａ４とジャミングが生じていない他の伝達系統Ｂ４、Ｃ４とが機械的に切り離される。そして、ジャミングが生じていない他の複数の伝達系統Ｂ４、Ｃ４を介して伝達される複数のモータＢ３、Ｃ３の駆動力（伝達トルク）により、ジャミングの生じていないこれら他の複数の伝達系統Ｂ４、Ｃ４が、ジャミングの生じた一の伝達系統Ａ４のトルクリミッタＡ４２のリリーストルクに打ち勝ちながら通常作動時と同様に作動する。その結果、ジャミングの生じていない複数の伝達系統Ｂ４、Ｃ４を介して伝達される複数のモータＢ３、Ｃ３の駆動力が共通の出力軸２に伝達され、当該駆動力に基づいて出力軸２を、通常作動時と比較して大きな速度変化を招来することなく回転駆動させることが可能となる。
【００２４】
このように、本実施形態に係るアクチュエータ１は、３つのモータＡ３、Ｂ３、Ｃ３をそれぞれ歯車機構Ａ４１、Ｂ４１、Ｃ４１及びトルクリミッタＡ４２、Ｂ４２、Ｃ４２を介して単一の出力軸２に接続しているため、差動歯車やブレーキが不要となり、アクチュエータ１の小型化及び軽量化を有効に図ることができるのみならず、各歯車機構Ａ４１、Ｂ４１、Ｃ４１のうち何れか一の歯車機構Ａ４１でジャミングが生じた場合であっても、他の複数の歯車機構Ｂ４１、Ｃ４１が、ジャミングの生じた歯車機構Ａ４１に接続された一のトルクリミッタＡ４２のリリーストルクに打ち勝ちながら作動することにより、これら複数の歯車機構Ｂ４１、Ｃ４１に関連付けて設けた複数のモータＢ３、Ｃ３の駆動力を出力軸２に伝達することができ、出力軸２の大幅な回転速度変化を抑制し、良好な耐ジャミング機能を発揮するものとなる。しかも、各トルクリミッタＡ４２、Ｂ４２、Ｃ４２のリリーストルクの設定も簡単に行うことができ、実用性及び汎用性に富むものとなる。
【００２５】
なお、本考案は、以上に詳述した実施形態に限られるものではない。
【００２６】
例えば、モータ及び伝達系統からなる出力系統の数は３以上であればよく、適宜その数を増減してもよい。特に、出力系統を奇数設けた態様であれば、過半数以下の伝達系統でジャミングが生じた場合であっても、ジャミングの生じていない伝達系統の数がジャミングの生じた伝達系統の数を上回り、これらジャミングの生じていない伝達系統を介してこれら伝達系統に接続されたモータの駆動力を出力軸に確実に出力することが可能である。
【００２７】
本実施形態の各歯車機構は、異なる２つの歯車から構成したものであるが、これに限らず、歯車機構として、単一の歯車、又は３以上の歯車から構成したものを適用しても構わない。
【００２８】
また、出力軸にボールスクリュ等を用いれば、リニア型アクチュエータとして機能させることもできる。
【００２９】
また、モータは、出力軸を回転駆動するためのものであればよく、その駆動源は特に限定されず、また電動式のモータ、油圧式のモータ等、どのようなタイプのモータであっても構わない。
【００３０】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本考案の一実施形態に係るアクチュエータの断面を模式的に示す図。
【符号の説明】
【００３２】
１…アクチュエータ
２…出力軸
Ａ３…第１モータ
Ａ４…第１伝達系統
Ａ４１…第１歯車機構
Ａ４２…第１トルクリミッタ
Ｂ３…第２モータ
Ｂ４…第２伝達系統
Ｃ３…第３モータ
Ｂ４１…第２歯車機構
Ｂ４２…第２トルクリミッタ
Ｃ４…第３伝達系統
Ｃ４１…第３歯車機構
Ｃ４２…第３トルクリミッタ
【図１】
0003129293.tif 000003