(57)【要約】      （修正有）【課題】何れか一方の系統においてジャミング等が発生した場合でも、共通の出力軸の回転駆動速度を通常作動時と同一ないし近接した状態に維持することができるアクチュエータを提供する。【解決手段】共通の出力軸Ｓを回転駆動するための第一、第二のモータＡ１、Ｂ１と、これらの駆動力をそれぞれ終端から出力する第一、第二の歯車機構Ａ２、Ｂ２と、これらの各終端に第一、第二の太陽歯車Ａ３１、Ｂ３１をそれぞれ接続するとともに、その外周囲にそれぞれ位置する第一、第二の内歯歯車Ａ３２、Ｂ３２とに噛合して公転動作を行う第一、第二の遊星歯車Ａ３３、Ｂ３３を備えてなる第一、第二の遊星歯車機構Ａ３、Ｂ３と、これらの内歯歯車と所定の静止部材Ｒとの間にそれぞれ介設した第一、第二のトルクリミッタＡ４、Ｂ４と、遊星歯車の公転動作を前記共通の出力軸Ｓに同期させて伝達する公転動作伝達機構Ｃとを具備する。【選択図】図１
0003129448.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
共通の出力軸と、
この出力軸を回転駆動するための第一、第二のモータと、
これら第一、第二のモータの駆動力をそれぞれ終端から出力する第一、第二の歯車機構と、
これら第一、第二の歯車機構の各終端に第一、第二の太陽歯車をそれぞれ接続するとともに前記太陽歯車とその外周囲にそれぞれ位置する第一、第二の内歯歯車とに噛合して公転動作を行う第一、第二の遊星歯車を備えてなる第一、第二の遊星歯車機構と、
これら第一、第二の遊星歯車機構の第一、第二の内歯歯車と所定の静止部材との間にそれぞれ介設した第一、第二のトルクリミッタと、
前記第一、第二の遊星歯車の公転動作を前記共通の出力軸に同期させて伝達する公転動作伝達機構とを具備してなることを特徴とするアクチュエータ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、二系統のモータの駆動力を共通の出力軸から出力するようにしたアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエータを航空機等に実装する場合においては、アクチュエータの一部にジャミング等が発生した場合でも、アクチュエータの機能を維持できるような多重化の仕組みが必須である。かかる事情から、従来より、共通の出力軸を二系統からの駆動源で動作できるようにしているが、その一例として、二系統からの駆動源を差動歯車機構を介して共通の出力軸に伝達可能にした態様が挙げられる（例えば、下記特許文献１参照）。
【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】
【０００３】
しかしながら、上述した態様であれば、何れか一方の系統にジャミング等が発生して、他の系統の駆動源からの駆動力に依存する場合、差動歯車機構の特性上、出力軸の回転駆動の速度が通常作動時と比して半分程度になってしまうという問題がある。加えて、差動歯車機構には、差動歯車やブレーキ装置等を設ける必要があるためアクチュエータの小型化や軽量化を図る場合には一定の制約を受けるという問題もある。
【０００４】
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、二つの系統を備え、何れか一方の系統においてジャミング等が発生した場合であっても、共通の出力軸の回転駆動速度を通常作動時と同一ないし近接した状態に維持することができる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】
【０００５】
すなわち、本考案のアクチュエータは、共通の出力軸と、この出力軸を回転駆動するための第一、第二のモータと、これら第一、第二のモータの駆動力をそれぞれ終端から出力する第一、第二の歯車機構と、これら第一、第二の歯車機構の各終端に第一、第二の太陽歯車をそれぞれ接続するとともに前記太陽歯車とその外周囲にそれぞれ位置する第一、第二の内歯歯車とに噛合して公転動作を行う第一、第二の遊星歯車を備えてなる第一、第二の遊星歯車機構と、これら第一、第二の遊星歯車機構の第一、第二の内歯歯車と所定の静止部材との間にそれぞれ介設した第一、第二のトルクリミッタと、前記第一、第二の遊星歯車の公転動作を前記共通の出力軸に同期させて伝達する公転動作伝達機構とを具備してなることを特徴とする。
【０００６】
このようなものであれば、通常作動時において、第一、第二の内歯歯車は、それぞれ第一、第二のトルクリミッタを介して静止部材に固定されているため、第一、第二の遊星歯車機構を構成する第一、第二の太陽歯車及び第一、第二の遊星歯車が回転駆動しつつ、第一、第二の遊星歯車が第一、第二の太陽歯車の周囲を公転駆動する。その結果、第一、第二の遊星歯車機構に関連付けて設けた公転動作伝達機構によって第一、第二の遊星歯車の公転動作は同期して共通の出力軸に伝達される。
【０００７】
また、何れか一方の系統においてジャミング等が生じた場合には、この系統のモータ、歯車機構及び遊星歯車機構の回転駆動は、減速ないし停止する事態となる。これに対して、他系統のモータ、歯車機構及び遊星歯車機構は通常作動時と変わりなく回転駆動するため、この系統の遊星歯車は依然として公転動作を継続しようとする。この公転駆動力は公転動作伝達機構を介して、前記一方の系統（ジャミングが生じた系統）の遊星歯車にも伝達され、この伝達を受ける前記一方の系統の遊星歯車と噛合する内歯歯車には一定以上の過大な負荷が及び、当該一方の系統のトルクリミッタを介して固定されていた内歯歯車は静止部材から切り離される。この結果、当該内歯歯車が回転駆動することにより、一方の系統の遊星歯車は、回転駆動が減速ないし停止した状態となっても公転動作を継続する事が可能となり、公転動作伝達機構を介して共通の出力軸を継続して回転駆動させることが可能となる。しかも、この共通の出力軸には、正常作動している系統のモータトルクが、他方の系統のトルクリミッタのリリーストルクに打ち勝ちながら伝達されるため、一定の回転駆動速度を維持した状態で出力軸を回転駆動させることが可能となる。なお、「ジャミング等」には、ここではモータの故障、歯車の歯の損傷、歯車内部への異物進入、モータ制御手段の故障等が挙げられる。
【０００８】
このように本考案に係るアクチュエータは、差動歯車及びブレーキが不要であるため、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とともに、上記の構成により、一方の系統にジャミング等が発生した場合でも、共通の出力軸の回転速度が、正常時と同一ないし近接した状態に維持させることが可能なものとなり、実用性に優れたものとなる。
【考案の効果】
【０００９】
以上説明したように、本考案によれば、二系統の入力系統の何れか一方にジャミング等が生じた場合においても、共通の出力軸の大きな回転速度変化を回避し、所期の動作機能が担保される好適なアクチュエータを実現できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本考案の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
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Ｓと、この出力軸Ｓを回転駆動するための第一、第二のモータＡ１、Ｂ１と、これら各モータＡ１、Ｂ１の回転トルクを制御する単一のコントローラＤと、前記各モータＡ１、Ｂ１の駆動力をそれぞれ終端から出力する第一、第二の歯車機構Ａ２、Ｂ２と、これら各歯車機構Ａ２、Ｂ２にそれぞれ接続された第一、第二の遊星歯車機構Ａ３、Ｂ３と、これら第一、第二の遊星歯車機構Ａ３、Ｂ３を構成する後述の第一、第二の内歯歯車Ａ３２、Ｂ３２を静止部材たるハウジングＲにそれぞれ固定する第一、第二のトルクリミッタＡ４、Ｂ４とを具備してなる。
【００１２】
このような構成をなすアクチュエータ１は、共通の出力軸Ｓを第一のモータＡ１及び第二のモータＢ１の二系統からの駆動源で回動し得るようにしている。
【００１３】
ここで第一の系統Ａは、第一のモータＡ１と、第一の歯車機構Ａ２と、第一の遊星歯車機構Ａ３と、第一のトルクリミッタＡ４とにより構成される。
【００１４】
一方、第二の系統Ｂは、第二のモータＢ１と、第二の歯車機構Ｂ２と、第二の遊星歯車機構Ｂ３と、第二のトルクリミッタＢ４とにより構成される。
【００１５】
各歯車機構Ａ２、Ｂ２はモータＡ１、Ｂ１の駆動部と噛合する第一の歯車Ａ２１、Ｂ２１及びこの第一の歯車Ａ２１、Ｂ２１に噛合し且つ終端部Ａ２ｅ、Ｂ２ｅを太陽歯車Ａ３１、Ｂ３１に接続した第二の歯車Ａ２２、Ｂ２２とにより構成される。
【００１６】
各遊星歯車機構Ａ３、Ｂ３は、前記第二の歯車Ａ２２、Ｂ２２の各終端Ａ２ｅ、Ｂ２ｅにそれぞれ接続された第一、第二の太陽歯車Ａ３１、Ｂ３１と、各太陽歯車Ａ３１、Ｂ３１の外周囲にそれぞれ位置する第一、第二の内歯歯車Ａ３２、Ｂ３２と、これら第一、第二の内歯歯車Ａ３２、Ｂ３２にそれぞれ噛合して公転動作を行う第一、第二の遊星歯車Ａ３３、Ｂ３３とを備えたものである。なお、本実施形態では、第二の歯車Ａ２２の終端Ａ２ｅと第一の太陽歯車Ａ３１とは一体に接続されており、第二の歯車Ｂ２２の終端Ｂ２ｅと第二の太陽歯車Ｂ３１とは嵌合して接続されている。
【００１７】
しかして、本実施形態に係るアクチュエータ１は、各遊星歯車機構Ａ３、Ｂ３の遊星歯車Ａ３３、Ｂ３３同士の公転動作を同期させて前記出力軸Ｓに伝達する公転動作伝達機構Ｃを備えたものである。
【００１８】
公転動作伝達機構Ｃは、第一、第二の遊星歯車Ａ３３、Ｂ３３に連続して挿通し且つこれら遊星歯車Ａ３３、Ｂ３３の共通軸として機能するキャリア軸Ｃ１０を備えたものである。そして、このキャリア軸Ｃ１０の一端部を前記出力軸Ｓに接続している。このようなキャリア軸Ｃ１０により、各遊星歯車Ａ３３、Ｂ３３の公転動作は同期され、これら各遊星歯車Ａ３３、Ｂ３３の公転動作がこのキャリア軸Ｃ１０を介して前記出力軸Ｓに伝達される。
【００１９】
トルクリミッタＡ４、Ｂ４は、静止部材であるハウジングＲの内周に軸芯方向にスライド可能に配設された摩擦リングＡ４１、Ｂ４１とこの摩擦リングＡ４１、Ｂ４１を内歯歯車に弾接されるスプリングＡ４２、Ｂ４２とを具備してなる。
【００２０】
なお、少なくとも出力軸Ｓ、各歯車機構Ａ２、Ｂ２、各遊星歯車機構Ａ３、Ｂ３、各トルクリミッタＡ４、Ｂ４、及び公転動作伝達機構ＣはギヤボックスＧ内に配設される。
【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】
通常作動時は、コントローラＤによりトルクイコライズされた各モータＡ１、Ｂ１が、それぞれ各歯車機構Ａ２、Ｂ２を介して各遊星歯車機構Ａ３、Ｂ３に駆動力を伝達する。このとき、各遊星歯車機構Ａ３、Ｂ３の前記各内歯歯車Ａ３２、Ｂ３２がそれぞれトルクリミッタＡ４、Ｂ４によって、ギヤボックスＧ内に一体的に設けた静止部材たるハウジングＲに固定されており、各遊星歯車機構Ａ３、Ｂ３は、それぞれフォースファイトしながら駆動する。そして、各遊星歯車Ａ３３、Ｂ３３の公転動作は公転動作伝達機構Ｃを介して同期され、共通の出力軸Ｓに伝達される。
【００２３】
一方、前記各系統Ａ、Ｂのうち何れか一方においてジャミング等が生じた場合（例えば第一の歯車機構Ａ２の歯車Ａ２１が破損したような場合）には、この系統Ａを構成するモータＡ１、歯車機構Ａ２及び当該歯車機構Ａ２に接続された遊星歯車機構Ａ３の回転駆動は、減速ないし停止する事態となる。これに対して、他系統ＢのモータＢ１、歯車機構Ｂ２及び遊星歯車機構Ｂ３は通常作動時と変わりなく回転駆動するため、当該遊星歯車機構Ｂ３の遊星歯車Ｂ３３は依然として公転動作を継続しようとする。この遊星歯車Ｂ３３の公転駆動力は、公転動作伝達機構Ｃのキャリア軸Ｃ１０を通じて前記一方の系統Ａ（ジャミング等が生じた系統）の遊星歯車Ａ３３に伝達される。これにより、前記一方の遊星歯車Ａ３３と噛合する内歯歯車Ａ３２には一定以上の過大な負荷が及び、当該一方の系統ＡのトルクリミッタＡ４を介して固定されていた内歯歯車Ａ３２は静止部材たるハウジングＲとの固定状態が解除される。この結果、当該内歯歯車Ａ３２が回転駆動することにより、一方の系統Ａの遊星歯車Ａ３３は、回転駆動が減速ないし停止した状態となっても公転動作を継続する事が可能となり、公転動作伝達機構Ｃを介して共通の出力軸Ｓを継続して回転駆動させることが可能となる。しかも、この共通の出力軸Ｓには正常作動している系統Ｂのモータトルクが、他方の系統ＡのトルクリミッタＡ４のリリーストルクに打ち勝ちながら伝達されるため、一定の回転駆動速度を維持した状態で共通の出力軸Ｓを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、差動歯車及びブレーキが不要であるため、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とともに、二系統の入力系統の何れか一方にジャミング等が生じた場合においても、共通の出力軸の大きな回転速度変化を回避し、所期の動作機能が担保される好適なアクチュエータを実現できる。
【００２５】
また、モータＡ１、Ｂ１は、通常作動時、コントローラＤによりトルクイコライズされているが、何れか一方の系統にジャミング等が生じた場合、モータトルクを制御することが可能である。前述の例に従えば、共通の出力軸Ｓの回転駆動の速度が減速するような場合には、モータＢ１のモータトルクを上昇させることによって、出力Ｓの動作速度を正常作動時と同一の状態に維持することができる。
【００２６】
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。
【００２７】
例えば、本実施形態のアクチュエータ１では、第二の歯車Ａ２２の終端部Ａ２ｅと太陽歯車Ａ３１とは一体に接続されており、一方で、第二の歯車Ｂ２２の終端部Ｂ２ｅと太陽歯車Ｂ３１とは嵌合して接続されているが、これらの接続態様に限らず、それぞれ一体的な態様でも、嵌合した態様でもよく、または、その他種々の接続態様により接続される。
【００２８】
本実施形態の各歯車機構は、第一、第二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。
【００２９】
出力軸の形態は、本実施形態に限定されない。例えば、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。
【００３０】
また、前記実施形態では、公転動作伝達機構を構成するキャリア軸の一端部を出力軸に直接接続する態様を例示したが、キャリア軸の一端部と出力軸との間にベルト等の他の伝達部材を介在させ、この伝達部材を介して駆動力を出力軸に伝達できるようにしてもよい。
【００３１】
さらに、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。
【００３２】
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】
【００３３】
【図１】本考案の一実施形態に係るアクチュエータを示す図。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ１・・・第一のモータ
Ａ２・・・第一の歯車機構
Ａ３・・・第一の遊星歯車機構
Ａ３１・・・第一の太陽歯車
Ａ３２・・・第一の内歯歯車
Ａ３３・・・第一の遊星歯車
Ａ４・・・第一のトルクリミッタ
Ｂ１・・・第二のモータ
Ｂ２・・・第二の歯車機構
Ｂ３・・・第二の遊星歯車機構
Ｂ３１・・・第二の太陽歯車
Ｂ３２・・・第二の内歯歯車
Ｂ３３・・・第二の遊星歯車
Ｂ４・・・第二のトルクリミッタ
Ｃ・・・公転動作伝達機構
Ｃ１・・・キャリア軸
Ｄ・・・コントローラ
Ｒ・・・静止部材（ハウジング）
Ｓ・・・出力軸
【図１】
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