特許 6155135 電動アクチュエータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6155135

(24)【登録日】2017年6月9日

(45)【発行日】2017年6月28日

(54)【発明の名称】電動アクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   F16H 25/20 20060101AFI20170619BHJP

   H02K 7/06 20060101ALI20170619BHJP

   B64C 13/50 20060101ALN20170619BHJP

【ＦＩ】

   F16H25/20 B

   H02K7/06 A

   F16H25/20 E

   !B64C13/50

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-164919(P2013-164919)

(22)【出願日】2013年8月8日

(65)【公開番号】特開2015-34575(P2015-34575A)

(43)【公開日】2015年2月19日

【審査請求日】2016年7月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】503405689

【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】平井 幹了

【審査官】 岡本 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２４９７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−９９１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平８−５１２１２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ２５／２０

Ｈ０２Ｋ ７／０６

Ｂ６４Ｃ １３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジングと、
前記ハウジングに少なくとも一部が収納される第１スクリュー、及び、該第１スクリューが内側に設置される筒状の部分を有し、前記第１スクリューに対して該第１スクリューの軸心を中心として相対回転可能に取り付けられるとともに、相対回転することで前記第１スクリューに対して軸心方向に相対変位可能な第２スクリュー、を有するスクリュー機構と、
前記第１スクリュー及び前記第２スクリューのうちの一方のスクリューである入力側スクリューを回転させる第１電動モータと、
前記第１電動モータの回転力を前記入力側スクリューに伝達し、且つ前記第１電動モータに対する前記入力側スクリューの軸心方向へのスライドを許容するスライド支持機構と、
前記第１スクリュー及び前記第２スクリューのうちの他方のスクリューである出力側スクリューに連結され又は設けられる出力部と、
前記入力側スクリューから該入力側スクリューの径方向外方へ延びるフランジ部と、
前記入力側スクリューに沿って延びるように設けられ、前記ハウジングに対して回転自在に取り付けられるシャフト部と、
それぞれが前記フランジ部における前記軸心方向の一方側及び他方側に配置され、前記シャフト部から前記入力側スクリュー側へ延びるように設けられる一対の延出部、及び該一対の延出部のそれぞれの先端側の部分に設けられ前記フランジ部を前記軸心方向において挟んで支持する支持部、を有するスラスト軸受部を含むスラスト軸受機構と、
前記シャフト部を、前記軸心方向に沿った軸心周りに回転させるシャフト回転駆動部と、
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】

請求項１に記載の電動アクチュエータにおいて、
前記入力側スクリューを囲むように設けられた複数の前記シャフト部と、
複数の前記シャフト部のそれぞれに設けられ、前記フランジ部を囲むように設けられた複数の前記スラスト軸受部と
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3】

請求項１又は請求項２に記載の電動アクチュエータにおいて、
前記シャフト回転駆動部としての第２電動モータの出力軸と、前記シャフト部の軸心とは、互いに平行となるように設けられ、
前記出力軸の回転力を前記シャフト部に伝達する伝達機構、を更に備えることを特徴とする、電動アクチュエータ。

【請求項4】

請求項３に記載の電動アクチュエータにおいて、
前記伝達機構は、
前記出力軸と前記シャフト部とを連結するリンク部材と、
前記出力軸の回転中心に対して偏心して設けられ、前記リンク部材に形成された第１貫通孔に対して回転自在な第１偏心部と、
前記シャフト部の回転中心に対して偏心して設けられ、前記リンク部材に形成された第２貫通孔に対して回転自在な第２偏心部と、
を有することを特徴とする、電動アクチュエータ。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動アクチュエータにおいて、
前記フランジ部は、前記入力側スクリューと同心状に配置され、両面が平坦面で構成された円板状に形成されていることを特徴とする、電動アクチュエータ。

【請求項6】

請求項５に記載の電動アクチュエータにおいて、
前記スラスト軸受部は、前記一対の延出部としての一対のスタッド部、及び前記支持部として設けられ前記スタッド部に回転自在に支持される外輪部、を有する一対のカムフォロアとして構成され、
前記外輪部は、該外輪部の外周が前記フランジ部の一方側の面に摺接するように設けられていることを特徴とする、電動アクチュエータ。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電動アクチュエータにおいて、
前記第１スクリューは、前記第１電動モータによって回転させられる前記入力側スクリューとして設けられ、
前記第２スクリューは、前記出力部が連結され又は設けられる前記出力側スクリューとして設けられていることを特徴とする、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、スクリュー機構を有し、電動モータが出力する回転方向の駆動力を直線方向の駆動力に変換して出力する電動アクチュエータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、航空機などの種々の分野において、電動モータ及びスクリュー機構を有する電動アクチュエータが用いられている。このような電動アクチュエータは、スクリュー機構により、電動モータが出力する回転方向の駆動力を直線方向の駆動力に変換して出力する。そして、この電動アクチュエータは、ハウジングに対して出力部が直線方向に沿って伸縮するように変位することで、各種機器を駆動する。尚、上記の電動アクチュエータは、圧油が供給されることによって作動する油圧アクチュエータに比して、メンテナンスの負担が少ないという利点がある。

【0003】

上記の電動アクチュエータは、スクリュー機構において、こじり或いは焼き付き等の原因によって、固着状態（ジャム状態）が発生することがある。電動アクチュエータにおいて固着状態が発生すると、出力部をハウジングに対して進退させることが困難となる。

【0004】

特許文献１においては、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータとが設けられた電動アクチュエータが開示されている。第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータは、同軸線上で逆方向に延びるように設置されている。そして、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータのそれぞれは、電動モータとボールスクリュー機構とを備えている。これにより、この電動アクチュエータは、第１及び第２のアクチュエータのうちの一方におけるスクリュー機構において固着状態が発生した場合であっても、第１及び第２のアクチュエータのうちの他方は作動可能な状態である。このため、この電動アクチュエータにおいては、上記の固着状態が発生した場合であっても、出力部をハウジングに対して収縮させた位置に退避させることが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第５２１４９７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示された電動アクチュエータは、同軸上で逆方向に延びるように設けられた二重のアクチュエータが必要となる。更に、二重のアクチュエータのそれぞれには、電動モータ及びスクリュー機構が必要となる。このため、この電動アクチュエータは、構造が複雑化するとともに大型化してしまうことになる。また、この電動アクチュエータは、構造の大型化に伴い、重量も増大することになる。

【0007】

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、スクリュー機構において固着状態が発生した場合であっても出力部をハウジングに対して進退させることが可能であるとともに、構造の簡素化及び小型化を図ることができる電動アクチュエータを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る電動アクチュエータは、ハウジングと、前記ハウジングに少なくとも一部が収納される第１スクリュー、及び、該第１スクリューが内側に設置される筒状の部分を有し、前記第１スクリューに対して該第１スクリューの軸心を中心として相対回転可能に取り付けられるとともに、相対回転することで前記第１スクリューに対して軸心方向に相対変位可能な第２スクリュー、を有するスクリュー機構と、前記第１スクリュー及び前記第２スクリューのうちの一方のスクリューである入力側スクリューを回転させる第１電動モータと、前記第１電動モータの回転力を前記入力側スクリューに伝達し、且つ前記第１電動モータに対する前記入力側スクリューの軸心方向へのスライドを許容するスライド支持機構と、前記第１スクリュー及び前記第２スクリューのうちの他方のスクリューである出力側スクリューに連結され又は設けられる出力部と、前記入力側スクリューから該入力側スクリューの径方向外方へ延びるフランジ部と、前記入力側スクリューに沿って延びるように設けられ、前記ハウジングに対して回転自在に取り付けられるシャフト部と、それぞれが前記フランジ部における前記軸心方向の一方側及び他方側に配置され、前記シャフト部から前記入力側スクリュー側へ延びるように設けられる一対の延出部、及び該一対の延出部のそれぞれの先端側の部分に設けられ前記フランジ部を前記軸心方向において挟んで支持する支持部、を有するスラスト軸受部を含むスラスト軸受機構と、前記シャフト部を、前記軸心方向に沿った軸心周りに回転させるシャフト回転駆動部と、を備えていることを特徴とする。

【0009】

この構成では、入力側スクリューは、該入力側スクリューに設けられたフランジ部がスラスト軸受部によって軸心方向に挟まれることにより、ハウジングに対して回転自在且つ軸心方向に変位不能に保持されている。この構成において、入力側スクリューが第１電動モータによって回転駆動させられると、出力側スクリューが入力側スクリューに対して相対回転することにより、軸心方向に相対変位する。これにより、出力部をハウジングに対して直線方向に沿って伸縮するように変位させ、出力部に連結された各種機器を駆動することができる。

【0010】

そして、この構成では、スクリュー機構において固着状態（ジャム状態）が発生し、入力側スクリューと出力側スクリューとが相対的に回転不能となった場合に、出力部に連結された機器が、その状態で固定されてしまうのを防止できる。具体的には、この構成では、固着状態が発生した場合、シャフト回転駆動部が駆動する。そうすると、スラスト軸受部が設けられたシャフト部が回転する。これにより、前記フランジ部を挟んで保持する一対の支持部が該フランジ部から離間するため、スラスト軸受機構による入力側スクリューのハウジングに対する保持が解除される。その結果、固着状態により一体化された状態の第１スクリュー及び第２スクリューが、スライド支持機構を介して第１電動モータに対して軸心方向へスライド自在となる。

【0011】

よって、この構成では、スクリュー機構において固着状態が発生した場合であっても出力部をハウジングに対して進退可能な状態にすることができる。更に、上述のように出力部を進退可能にするための構造が、スラスト軸受機構、フランジ部、及びシャフト回転駆動部等を備えて構成された比較的小型で簡素な構造によって実現される。このため、電動アクチュエータの構造の簡素化及び小型化が図られることになる。

【0012】

従って、この構成によれば、スクリュー機構において固着状態が発生した場合であっても出力部をハウジングに対して進退させることが可能であるとともに、構造の簡素化及び小型化を図ることができる電動アクチュエータを提供できる。

【0013】

（２）好ましくは、前記電動アクチュエータは、前記入力側スクリューを囲むように設けられた複数の前記シャフト部と、複数の前記シャフト部のそれぞれに設けられ、前記フランジ部を囲むように設けられた複数の前記スラスト軸受部とを備えている。

【0014】

この構成によると、複数のスラスト軸受部がフランジ部を囲むように設けられているため、フランジ部が設けられた入力側スクリューが該入力側スクリューの軸心方向に傾いて保持されることを抑制できる。

【0015】

（３）好ましくは、前記シャフト回転駆動部としての第２電動モータの出力軸と、前記シャフト部の軸心とは、互いに平行となるように設けられ、前記電動アクチュエータは、前記出力軸の回転力を前記シャフト部に伝達する伝達機構、を更に備える。

【0016】

この構成によると、伝達機構を設けることで、第２電動モータとシャフト部とを、第２電動モータの出力軸と前記シャフト部の軸心とを平行にずらした状態で配置することが可能になる。これにより、電動アクチュエータにおける第２電動モータ及びシャフト部の配置自由度を上げることができる。

【0017】

（４）更に好ましくは、前記伝達機構は、前記出力軸と前記シャフト部とを連結するリンク部材と、前記出力軸の回転中心に対して偏心して設けられ、前記リンク部材に形成された第１貫通孔に対して回転自在な第１偏心部と、前記シャフト部の回転中心に対して偏心して設けられ、前記リンク部材に形成された第２貫通孔に対して回転自在な第２偏心部と、を有する。

【0018】

この構成では、伝達機構として、リンク部材と、第１偏心部及び第２偏心部とを設けることで、第２電動モータの回転力をシャフト部に伝達可能な伝達機構を適切に構成することができる。

【0019】

（５）好ましくは、前記フランジ部は、前記入力側スクリューと同心状に配置され、両面が平坦面で構成された円板状に形成されている。

【0020】

この構成では、フランジ部の両面を平坦面で構成することにより、スラスト軸受部によってフランジ部をスラスト方向に適切に支持することができる。また、この構成では、フランジ部が板状に形成されているため、入力側スクリューを軽量化できる。

【0021】

（６）更に好ましくは、前記スラスト軸受部は、前記一対の延出部としての一対のスタッド部、及び前記支持部として設けられ前記スタッド部に回転自在に支持される外輪部、を有する一対のカムフォロアとして構成され、前記外輪部は、該外輪部の外周が前記フランジ部の一方側の面に摺接するように設けられている。

【0022】

この構成では、スラスト軸受部として、比較的耐荷重が大きいカムフォロアを用いている。これにより、入力側スクリューに比較的大きなスラスト荷重が作用しても、当該スラスト荷重をカムフォロアによって受けることができる。

【0023】

（７）好ましくは、前記第１スクリューは、前記第１電動モータによって回転させられる前記入力側スクリューとして設けられ、前記第２スクリューは、前記出力部が連結され又は設けられる前記出力側スクリューとして設けられている。

【0024】

この構成では、入力側スクリューとして設けられた第１スクリューと、出力側スクリューとして設けられた第２スクリューとを有するスクリュー機構において、固着状態時に該スクリュー機構をハウジングに対して進退可能な構成を提供できる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によると、スクリュー機構において固着状態が発生した場合であっても出力部をハウジングに対して進退させることが可能であるとともに、構造の簡素化及び小型化を図ることができる電動アクチュエータを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施形態に係る電動アクチュエータが航空機の翼及び動翼に対して取り付けられた状態を示す模式図である。

【図2】動翼が、電動アクチュエータによって、図１に示す状態から駆動された状態を示す模式図である。

【図3】本発明の実施形態に係る電動アクチュエータの構成を模式的に示す断面図であって、通常動作時の電動アクチュエータについて示す図である。

【図4】図３におけるスラスト軸受機構及び軸受保持解除機構付近を拡大して示す図である。

【図5】図４の矢印V方向から視た矢視図であって、一部の構成部品を省略して示す図である。

【図6】軸受保持解除機構によって軸受の保持が解除された状態を示す図であって、図４に対応させて示す図である。

【図7】図６の矢印VII方向から視た矢視図であって、一部の構成部品を省略して示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、航空機の動翼を駆動するための動翼駆動機構において電動アクチュエータが設けられた形態を例にとって説明する。しかし、本発明は、以下の実施形態で例示した形態に限らず、広く適用することができる。具体的には、本発明は、スクリュー機構を有し、電動モータが出力する回転方向の駆動力を直線方向の駆動力に変換して出力する電動アクチュエータに関して、広く適用することができる。

【0028】

図１は、本発明の実施形態に係る電動アクチュエータ１が、航空機の翼１０１及び動翼１０２に対して取り付けられた状態を例示する模式図である。図１においては、航空機の主要部の図示は省略されている。図１では、翼１０１の一部、動翼１０２、及び動翼１０３が、模式的に図示されている。本実施形態では、翼１０１は、航空機の主翼として構成されている。動翼１０２は、スポイラーとして構成されている。本実施形態では、動翼１０２が、電動アクチュエータ１によって駆動される機器として構成されている。動翼１０３は、フラップとして構成されている。尚、図１では、翼１０１の後端側の部分を航空機の左右方向から見た状態が模式的に図示されている。また、図１では、翼１０１及び動翼１０２，１０３の輪郭のみが模式的に図示されている。

【0029】

［動翼駆動機構］
電動アクチュエータ１の説明にあたり、まず、電動アクチュエータ１が適用される例である航空機用の動翼駆動機構１００について説明する。図１に示す動翼駆動機構１００は、航空機の翼１０１に設置される。動翼駆動機構１００は、航空機の動翼１０２を駆動するために用いられる。そして、動翼駆動機構１００は、電動アクチュエータ１、回転軸（図示省略）、及び揺動軸１０５、を含んで構成されている。

【0030】

回転軸は、翼１０１に設置される。そして、回転軸には、電動アクチュエータ１のハウジング２の端部が回転自在に連結される。これにより、電動アクチュエータ１は、翼１０１に対して、回転軸を中心として、揺動自在に支持されている。

【0031】

揺動軸１０５は、動翼１０２に設置される。そして、動翼１０２には、電動アクチュエータ１の出力部１２ｂの端部が回転自在に連結される。尚、動翼１０２は、支点軸１０６に対して、回転自在に支持されている。支点軸１０６は、翼１０１に設置されている。これにより、動翼１０２は、翼１０１に対して、支点軸１０６を中心として、揺動自在に支持されている。

【0032】

電動アクチュエータ１においては、出力部１２ｂが、ハウジング２に対して突出して相対変位可能に設けられている。即ち、出力部１２ｂは、ハウジング２から突出することでハウジング２から伸張する動作が可能に構成されている。更に、出力部１２ｂは、ハウジング２に対して収縮する動作も可能に構成されている。

【0033】

図２は、動翼１０２が、動翼駆動機構１００の電動アクチュエータ１によって、図１に示す状態から駆動された状態を示す模式図である。図１は、出力部１２ｂがハウジング２に対して最も収縮した位置に退避した状態を示している。一方、図２は、出力部１２ｂがハウジング２から突出して伸張した状態を示している。図１及び図２に示すように、電動アクチュエータ１が作動することで、動翼１０２が駆動される。動翼１０２は、翼１０１に対して、支点軸１０６を中心として、揺動するように駆動される。

【0034】

尚、図１に示す動翼駆動機構１００において、リアクションリンクが更に設けられていてもよい。リアクションリンクは、電動アクチュエータ１からの出力が動翼１０２に出力された際に、この出力による動翼１０２からの反力を支持する部材として設けられる。リアクションリンクは、一方の端部が回転軸に連結され、他方の端部が支点軸１０６に連結される。リアクションリンクが設けられることにより、可動側の動翼１０２が受ける負荷が固定側の翼１０１に対して直接に影響することが、抑制される。

【0035】

［構成］
図３は、電動アクチュエータ１を模式的に示す図であって、電動アクチュエータ１の一部断面を含む図である。前述のように、電動アクチュエータ１は、動翼１０２を駆動するアクチュエータとして構成されている。そして、図３に示すように、電動アクチュエータ１は、ハウジング２、スクリュー機構１０、第１電動モータ５、シャフト部２１、スラスト軸受機構６、軸受保持解除機構２０、等を備えて構成されている。なお、以下では、説明の便宜上、各図面において、前と記載された矢印が指示する方向を前側又は前方、後と記載された矢印が指示する方向を後側又は後方、上と記載された矢印が指示する方向を上側又は上方、下と記載された矢印が指示する方向を下側又は下方、と称する。

【0036】

ハウジング２は、内部空間を有する構造体として設けられている。ハウジング２は、前後方向に延びる略円筒状に形成された第１ハウジング部３と、第１ハウジング部３における後端部分から該第１ハウジング部３の径方向外側に突出する第２ハウジング部４とを有し、これらが一体に形成されている。第１ハウジング部３には、スクリュー機構１０及びスラスト軸受機構６等が収容されている。第２ハウジング部４には、軸受保持解除機構２０の第２電動モータ２４の出力軸２４ａ等が収容されている。

【0037】

スクリュー機構１０は、第１電動モータ５が出力する回転方向の駆動力を直線方向の駆動力に変換して出力する機構として設けられている。図３に示すように、スクリュー機構１０は、第１スクリュー１１、第２スクリュー１２、複数のボール１３、等を備えて構成されている。

【0038】

第１スクリュー１１は、第１ハウジング部３の軸心方向に沿って延びる軸状の部材として設けられ、第１ハウジング部３内に収容されている。第１スクリュー１１の外周面における前側の部分には、螺旋状のネジ溝１１ａが形成されている。また、第１スクリュー１１には、該第１スクリュー１１の軸心部分を軸心方向に貫通する貫通孔１１ｂが形成されている。

【0039】

第１スクリュー１１は、詳しくは後述するスラスト軸受機構６によって、通常の動作時においては、ハウジング２に対して前後方向に変位不能、且つハウジング２に対して回転可能に支持されている。

【0040】

また、第１スクリュー１１には、フランジ部１１ｃが一体に形成されている。フランジ部１１ｃは、第１スクリュー１１の外周面から該第１スクリュー１１の径方向外方に延びる円環状に形成された部分である。フランジ部１１ｃは、その中心軸が、第１スクリュー１１の軸心と同心状となるように設けられている。フランジ部１１ｃにおける中心軸の一方側及び他方側の端面は、それぞれ、平坦面として構成されている。

【0041】

第２スクリュー１２は、その一部、具体的には該第２スクリュー１２における後側の部分が、第１ハウジング部３の前側の部分に収容されている。第２スクリュー１２は、第１スクリュー１１が内側に設置される筒状の部分である筒部１２ａと、該筒部１２ａから前方へ突出する突出部とを有し、これらが一体に形成されている。この突出部は、電動アクチュエータ１によって生成された駆動力を外部に対して出力する出力部１２ｂとして設けられている。筒部１２ａの内周には、ネジ溝が形成されている。

【0042】

また、第２スクリュー１２とハウジング２との間には、該第２スクリュー１２をハウジング２に対して回転不能且つ前後方向（第２スクリュー１２の軸心方向）に変位可能に支持する第２スクリュー支持機構としてのボールスプライン機構１５が設けられている。なお、上記第２スクリュー支持機構は、第２スクリュー１２をハウジング２に対して回転不能且つ前後方向に変位可能に支持する機構であれば、ボールスプライン機構１５以外の機構で構成されていてもよい。例えば一例として、第２スクリュー支持機構を、スプライン機構で構成してもよい。また、他の一例として、第２スクリュー支持機構を、第２スクリューがハウジングに対して回転するのを防止する回り止めと、第２スクリューが軸心方向に変位可能に支持するすべり軸受と、で構成してもよい。

【0043】

第２スクリュー１２の内周のネジ溝と第１スクリュー１１のネジ溝１１ａとの間には、複数のボール１３が循環するように構成されている。すなわち、スクリュー機構１０は、ボールスクリュー機構として構成されている。

【0044】

第１電動モータ５は、比較的重量が重い機器である動翼１０２を駆動させるための駆動源として用いられる。従って、第１電動モータ５としては、定格電圧が比較的高いモータ（例えば一例として、定格電圧が２７０Ｖのモータ）が用いられる。

【0045】

第１電動モータ５は、ハウジング２における後端部分に固定されている。具体的には、第１電動モータ５は、該第１電動モータ５の出力軸５ａが第１スクリュー１１の貫通孔１１ｂに挿通された状態で、ハウジング２に固定されている。第１電動モータ５の出力軸５ａと第１スクリュー１１とは、ボールスプライン機構１７によって互いに連結されている。このボールスプライン機構１７は、第１電動モータ５の回転力を第１スクリュー１１に伝達し、且つ第１電動モータ５に対する第１スクリュー１１の軸心方向へのスライドを許容するスライド支持機構として設けられている。なお、第１電動モータ５の出力軸５ａと第１スクリュー１１とを、スプライン結合によって互いに連結してもよい。

【0046】

スクリュー機構１０では、第１電動モータ５が駆動すると、該第１電動モータ５の出力軸５ａの回転力が第１スクリュー１１に伝達される。これにより、複数のボール１３が第１スクリュー１１のネジ溝１１ａと第２スクリュー１２のネジ溝との間で転動する。これにより、第２スクリュー１２が、第１スクリュー１１の軸方向に変位する。

【0047】

［スラスト軸受機構］
図４は、図３におけるスラスト軸受機構６及び軸受保持解除機構２０付近を拡大して示す図である。また、図５は、図４における矢印Ｖ方向から視た矢視図であって、一部の構成部品（シャフト軸受２２）を省略して示す図である。

【0048】

スラスト軸受機構６は、本実施形態では、２つのカムフォロア８，８で構成された一対のカムフォロア７（スラスト軸受部）、を４つ、有している。すなわち、スラスト軸受機構６は、８つのカムフォロア８を有している。各一対のカムフォロア７は、複数の（本実施形態では、４つの）シャフト部２１のそれぞれに設けられている。

【0049】

４つのシャフト部２１は、図５に示すように、第１スクリュー１１の外周を囲むように、互いに対して同じ角度間隔（本実施形態では、９０度間隔）となるように配置されている。各シャフト部２１は、図４に示すように、第１スクリュー１１の外側において該第１スクリュー１１の軸心と平行となるように配置されている。各シャフト部２１は、その両端部が、シャフト軸受２２，２２によってハウジング２に対して回転自在に支持されている。

【0050】

スラスト軸受機構６では、各一対のカムフォロア７が、対応する各シャフト部２１に設けられることにより、第１スクリュー１１の外周を囲むように互いに対して同じ角度間隔（本実施形態では、９０度間隔）となるように配置される。各一対のカムフォロア７は、フランジ部１１ｃの前後方向（第１スクリュー１１の軸心方向）における両端面のそれぞれに当接することにより、第１スクリュー１１をスラスト方向に支持している。

【0051】

各カムフォロア８は、スタッド部８ａ（延出部）と、外輪部８ｂ（支持部）とを有している。

【0052】

スタッド部８ａは、棒状に形成された部材であって、シャフト部２１に対して固定されている。スタッド部８ａは、シャフト部２１に対して垂直となるように且つ第１スクリュー１１に向かって延びるように設けられ、先端部分が該第１スクリュー１１の外周面付近に位置している。

【0053】

外輪部８ｂは、各スタッド部８ａにおける先端側の部分（第１スクリュー１１側の部分）に設けられている。外輪部８ｂは、スタッド部８ａの軸心を中心軸として該スタッド部８ａに対して回転自在に設けられている。外輪部８ｂは、外周面がフランジ部１１ｃの一方側の面と当接可能なように設けられている。

【0054】

［軸受保持解除機構］
軸受保持解除機構２０は、スクリュー機構１０が、こじり或いは焼き付き等が要因で固着状態（ジャム状態）となったときに、ハウジング２に対する第１スクリュー１１の保持を解除するためのものである。軸受保持解除機構２０は、図４及び図５に示すように、第２電動モータ２４（シャフト回転駆動部）、上述した４つのシャフト部２１、及び第２電動モータ２４の回転力を各シャフト部２１に伝達するための伝達機構２５、等を備えている。

【0055】

第２電動モータ２４は、４本のシャフト部２１を回転させるためのものである。第２電動モータ２４は、該第２電動モータ２４の出力軸２４ａが第２ハウジング部４内に収容された状態で、該第２ハウジング部４に固定されている。第２電動モータ２４の出力軸２４ａの先端には、第１偏心部２７が取り付けられている。

【0056】

なお、第２電動モータ２４は、第１電動モータ５の駆動対象である動翼１０２ほど重量が重い機器を駆動させるためのものではないため、それほど大きなパワーを必要とされない。第２電動モータ２４としては、例えば一例として、定格電圧が２４Ｖ程度のモータが用いられる。

【0057】

伝達機構２５は、リンク部材２６、第１偏心部２７及び第２偏心部２８、を備えている。

【0058】

第１偏心部２７は、略円柱状に形成された部分である。第１偏心部２７は、その中心軸が、第２電動モータ２４の出力軸２４ａの回転軸と偏心した状態で、出力軸２４ａに固定されている。第１偏心部２７は、詳しくは後述するリンク部材２６の第１貫通孔２６ａに対して摺動しながら回転可能である。

【0059】

第２偏心部２８は、略円柱状に形成された部分である。第２偏心部２８は、その中心軸が、各シャフト部２１の回転軸と偏心した状態で、各シャフト部２１における一端側（図４の後端側）に固定されている。すなわち、本実施形態では、４つの第２偏心部２８が設けられている。第２偏心部２８は、詳しくは後述するリンク部材２６の第２貫通孔２６ｂに対して摺動しながら回転可能である。第２偏心部２８は、前後方向において、第１偏心部２７と同じ位置に設けられている。第２偏心部２８のシャフト部２１に対する偏心方向及び偏心量は、第１偏心部２７の出力軸２４ａに対する偏心方向及び偏心量と同じである。

【0060】

リンク部材２６は、第２電動モータ２４の出力軸２４ａと４本のシャフト部２１とを連結する部材として設けられている。リンク部材２６は、図５に示すように、第１偏心部２７側から第２偏心部２８側へ向かって上下方向に延びるように形成され、前後方向に所定の厚みを有する略板状に形成されている。リンク部材２６における上側の部分には、第１偏心部２７が挿通する第１貫通孔２６ａが形成されている。一方、リンク部材の下側の部分には、４つの第２偏心部２８のそれぞれが挿通する４つの第２貫通孔２６ｂが形成されている。また、リンク部材２６における４つの第２貫通孔２６ｂで囲まれた部分には、第１スクリュー１１の外径よりも内径が大きい第３貫通孔２６ｃが形成されている。第３貫通孔２６ｃには、第１スクリュー１１が挿通している。

【0061】

［電動アクチュエータの基本動作］
次に、本実施形態に係る電動アクチュエータ１の基本動作について説明する。電動アクチュエータ１の基本動作時には、第１スクリュー１１は、スラスト軸受機構６によって、ハウジング２に対して前後方向に位置決めされ、且つハウジング２に対して回転自在な状態となっている（図３及び図４参照）。

【0062】

電動アクチュエータ１を作動する場合、第１電動モータ５が回転駆動される。すると、出力軸５ａとボールスプライン結合した第１スクリュー１１も回転する。そうすると、第１スクリュー１１の回転力が、ボールスクリュー機構によって連結された第２スクリュー１２に伝達されるため、第２スクリュー１２（すなわち出力部１２ｂ）が軸心方向に沿って変位する。これにより、動翼１０２を翼１０１に対して駆動できる。

【0063】

［固着状態時における軸受保持解除機構の動作］
次に、スクリュー機構１０における固着状態が発生した場合の電動アクチュエータ１の動作、特に、軸受保持解除機構２０の動作について説明する。例えば、ハウジング２に対して第１スクリュー１１が突出又は収縮する動作の途中において、スクリュー機構１０における固着状態が発生すると、第１スクリュー１１に対して第２スクリュー１２が軸方向に変位する動作が、不能となる。この場合、動翼制御用コントローラ（図示省略）において、スクリュー機構１０の固着状態の発生が検知される。

【0064】

なお、上記のように、ハウジング２に対して第２スクリュー１２が突出又は収縮する動作の途中において、スクリュー機構１０における固着状態が発生した場合には、動翼１０２は、翼１０１に対して、ある程度起立した状態となっている。そして、第１スクリュー１１に対する第２スクリュー１２の軸方向の変位動作が不能なため、電動アクチュエータ１の通常の作動によっては、出力部１２ｂをハウジング２に対して進退させることができない。

【0065】

しかし、上記のように、スクリュー機構１０の固着状態の発生が検知されると、動翼制御用コントローラからの指令に基づいて、軸受保持解除機構２０が動作する。具体的には、固着状態の発生が検知されると、第２電動モータ２４が駆動される。これにより、出力軸２４ａが所定方向に、例えば図５における反時計回り方向に９０度、回転する。そうすると、出力軸２４ａに固定された第１偏心部２７の偏心回転に伴ってリンク部材２６が揺動する。このリンク部材２６の揺動により、各第２偏心部２８が偏心回転するため、各第２偏心部２８が固定された各シャフト部２１がハウジング２に対して９０度、回転する。これにより、各シャフト部２１に固定されたカムフォロア８のスタッド部８ａが、各シャフト部２１の軸心周りに９０度回転する。その結果、各カムフォロア８の外輪部８ｂの外周面がフランジ部１１ｃから離間するため（図６及び図７参照）、スラスト軸受機構６による第１スクリュー１１のハウジング２に対する保持が解除される。従って、固着した状態の第１スクリュー１１及び第２スクリュー１２が、ハウジング２に対して軸心方向にスライド自在な状態となるため、出力部１２ｂもハウジング２に対して軸心方向にスライド自在な状態となる。なお、スクリュー機構１０の固着状態の発生が検知されると、第１電動モータ５の運転が停止される。

【0066】

［オーバーロード時における軸受保持解除機構の動作］
また、電動アクチュエータ１において、出力部１２ｂに過剰な負荷がかかった場合（出力部１２ｂがオーバーロードとなった場合）にも、軸受保持解除機構２０は、上述の場合と同様の動作を行う。具体的には、出力部１２ｂのオーバーロードが検出されると、第１電動モータ５の運転が停止されるとともに、上述の場合と同様に第２電動モータ２４が駆動される。第２電動モータ２４が駆動されると、上述のように、スラスト軸受機構６による第１スクリュー１１のハウジング２に対する保持が解除される。これにより、出力部１２ｂに作用する過剰な負荷に起因して、電動アクチュエータ１においてスクリュー機構１０等が破損してしまうのを防止できる。

【0067】

［効果］
以上のように、本実施形態に係る電動アクチュエータ１では、第１スクリュー１１が第１電動モータ５によって回転駆動させられると、第２スクリュー１２が第１スクリュー１１に対して相対回転することにより、軸心方向に相対変位する。これにより、出力部１２ｂをハウジング２に対して直線方向（軸心方向）に沿って伸縮するように変位させ、出力部１２ｂに連結された動翼１０２を駆動することができる。

【0068】

そして、電動アクチュエータ１では、スクリュー機構１０において固着状態（ジャム状態）が発生し、第１スクリュー１１と第２スクリュー１２とが相対的に回転不能となった場合に、出力部１２ｂに連結された動翼１０２が、その状態で固定されてしまうのを防止できる。具体的には、この構成では、固着状態が発生した場合、第２電動モータ２４が駆動する。そうすると、一対のカムフォロア７が設けられた各シャフト部２１が回転する。これにより、フランジ部１１ｃを挟んで保持する一対のカムフォロア７の各外輪部８ｂが該フランジ部１１ｃから離間するため、スラスト軸受機構６による第１スクリュー１１のハウジング２に対する保持が解除される。その結果、固着状態により一体化された状態の第１スクリュー１１及び第２スクリュー１２が、ボールスプライン機構１７を介して第１電動モータ５に対して軸心方向へスライド自在となる。

【0069】

よって、電動アクチュエータ１では、スクリュー機構１０において固着状態が発生した場合であっても出力部１２ｂをハウジング２に対して進退可能な状態にすることができる。よって、例えば一例として、動翼１０２に、上記電動アクチュエータ１とは別のアクチュエータを取付け、該アクチュエータによって動翼１０２を動作させることが可能になる。更に、上述のように出力部１２ｂを進退可能にするための構造が、スラスト軸受機構６、フランジ部１１ｃ、及び第２電動モータ２４等を備えて構成された比較的小型で簡素な構造によって実現される。このため、電動アクチュエータ１の構造の簡素化及び小型化が図られることになる。

【0070】

従って、電動アクチュエータ１によれば、スクリュー機構１０において固着状態が発生した場合であっても出力部１２ｂをハウジング２に対して進退させることが可能であるとともに、構造の簡素化及び小型化を図ることができる電動アクチュエータを提供できる。

【0071】

また、電動アクチュエータ１では、該電動アクチュエータ１においてオーバーロードが発生した場合であっても、上述の場合と同様にして軸受保持解除機構２０を作動させることができる。これにより、出力部１２ｂに作用する過剰な負荷に起因して、電動アクチュエータ１においてスクリュー機構１０等が破損してしまうのを防止できる。

【0072】

また、電動アクチュエータ１では、各一対のカムフォロア７がフランジ部１１ｃを囲むように設けられているため、フランジ部１１ｃが設けられた第１スクリュー１１が該第１スクリューの軸心方向に傾いて保持されることを抑制できる。

【0073】

また、電動アクチュエータ１では、伝達機構２５を設けることで、第２電動モータ２４と各シャフト部２１とを、第２電動モータ２４の出力軸２４ａとシャフト部２１の軸心とを平行にずらした状態で配置することが可能になる。これにより、電動アクチュエータ１における第２電動モータ２４及び各シャフト部２１の配置自由度を上げることができる。

【0074】

また、電動アクチュエータ１において用いられる第２電動モータ２４は、比較的小さなパワーで駆動可能なモータで構成することができる。よって、例えば、第２電動モータの電力は、バッテリー等の補助電源から供給することもできるため、電源の使用環境が限られた状況においても比較的容易に駆動することができる。

【0075】

また、電動アクチュエータ１では、伝達機構２５として、リンク部材２６と、第１偏心部２７及び第２偏心部２８とを設けることで、第２電動モータ２４の回転力を各シャフト部２１に伝達可能な伝達機構２５を適切に構成することができる。

【0076】

また、電動アクチュエータ１では、フランジ部１１ｃの両面を平坦面で構成することにより、一対のカムフォロア７によってフランジ部１１ｃをスラスト方向に適切に支持することができる。また、この構成では、フランジ部１１ｃが板状に形成されているため、第１スクリュー１１を軽量化できる。

【0077】

また、電動アクチュエータ１では、スラスト軸受部として、比較的耐荷重が大きいカムフォロア８を用いている。これにより、第１スクリュー１１に比較的大きなスラスト荷重が作用しても、当該スラスト荷重をカムフォロア８によって受けることができる。

【0078】

また、電動アクチュエータ１では、入力側スクリューとして設けられた第１スクリュー１１と、出力側スクリューとして設けられた第２スクリュー１２とを有するスクリュー機構１０において、固着状態時に該スクリュー機構１０をハウジング２に対して進退可能な構成を提供できる。

【0079】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のような変形例を実施してもよい。

【0080】

（１）上記実施形態では、入力側スクリューを第１スクリュー１１で構成し、出力側スクリューを第２スクリュー１２で構成したが、この限りでなく、入力側スクリューを第２スクリューで構成し、出力側スクリューを第１スクリューで構成してもよい。

【0081】

（２）上記実施形態では、リンク部材２６、第１偏心部２７及び第２偏心部２８等を用いて伝達機構２５を構成したが、これに限らない。例えば、伝達機構を、平歯車等のギヤを適宜組み合わせることにより構成してもよい。こうしても、第２電動モータ２４の回転力を各シャフト部２１に対して伝達可能な伝達機構を構成することができる。

【0082】

（３）上記実施形態では、スラスト軸受部を一対のカムフォロア７で構成したが、これに限らず、フランジ部１１ｃを両側から挟み込んで第１スクリュー１１のスラスト荷重を受けることができるものであれば、どのような構成であってもよい。

【0083】

（４）上記実施形態では、第１及び第２のスクリュー１１，１２を有するスクリュー機構１０が、ボールスクリュー機構として構成された形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。即ち、第１及び第２スクリューを有するスクリュー機構が、ボールスクリュー機構以外の構成を備えた形態として実施されてもよい。例えば、第１スクリュー及び第２スクリューが螺合する構成のスクリュー機構が実施されてもよい。或いは、第１及び第２スクリューを有するスクリュー機構が、ローラスクリュー機構の構成を備えた形態として実施されてもよい。ローラスクリュー機構の場合、第１スクリューと第２スクリューとの間に、外周に螺旋溝が設けられた複数のスクリュー状のローラ軸が回転自在に設置されることになる。第１スクリュー又は第２スクリューの回転に伴って、各ローラ軸は、第１スクリューと第２スクリューとに対して、螺旋溝で噛み合って各軸心を中心として回転することになる。

【産業上の利用可能性】

【0084】

本発明は、本発明は、スクリュー機構を有し、電動モータが出力する回転方向の駆動力を直線方向の駆動力に変換して出力する電動アクチュエータに関して広く適用することができるものである。

【符号の説明】

【0085】

１ 電動アクチュエータ
２ ハウジング
５ 第１電動モータ
６ スラスト軸受機構
７ 一対のカムフォロア（スラスト軸受部）
８ａ スタッド部（延出部）
８ｂ 外輪部（支持部）
１０ スクリュー機構
１１ 第１スクリュー
１１ｃ フランジ部
１２ 第２スクリュー
１２ｂ 出力部
１７ ボールスプライン機構（スライド支持機構）
２１ シャフト部
２４ 第２電動モータ（シャフト回転駆動部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】