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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024007062
(43)【公開日】2024-01-18
(54)【発明の名称】アクチュエータシステム
(51)【国際特許分類】
F16H 31/00 20060101AFI20240111BHJP
H02K 7/116 20060101ALI20240111BHJP
【ＦＩ】
F16H31/00 Z
H02K7/116
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022108251
(22)【出願日】2022-07-05
(71)【出願人】
【識別番号】000203634
【氏名又は名称】多摩川精機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110423
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道治
(74)【代理人】
【識別番号】100111648
【弁理士】
【氏名又は名称】梶並 順
(74)【代理人】
【識別番号】100221729
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 圭介
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 洋太
【テーマコード（参考）】
3J062
5H607
【Ｆターム（参考）】
3J062AA38
3J062AA48
3J062AB21
3J062AC04
3J062AC07
3J062BA40
3J062CD02
3J062CD23
5H607BB01
5H607BB25
5H607CC01
5H607CC03
5H607DD19
5H607EE02
5H607EE06
5H607EE31
(57)【要約】
【課題】外部からの力の方向に応じてバックドライブ力を変更できるアクチュエータシステムを提供する。
【解決手段】モータ１３０と、出力部１５０と、モータの回転を出力部に駆動力として伝達すると共に、出力部に加えられる力を回転としてモータに伝達する伝達部１４０と、励磁状態で作動せず、無励磁状態で作動する無励磁作動ブレーキ１７０と、出力部に加えられる力に応じて伝達部を介してモータに伝達される回転のうち、一方向の回転のみを無励磁作動ブレーキに伝えるワンウェイクラッチ１６０と、モータの回転を制御するコントローラ１２０とを備え、コントローラ１２０は、モータの回転を制御する際に無励磁作動ブレーキを励磁状態にし、モータの回転を停止させた際に無励磁作動ブレーキを無励磁状態にする。
【選択図】図１
【解決手段】モータ１３０と、出力部１５０と、モータの回転を出力部に駆動力として伝達すると共に、出力部に加えられる力を回転としてモータに伝達する伝達部１４０と、励磁状態で作動せず、無励磁状態で作動する無励磁作動ブレーキ１７０と、出力部に加えられる力に応じて伝達部を介してモータに伝達される回転のうち、一方向の回転のみを無励磁作動ブレーキに伝えるワンウェイクラッチ１６０と、モータの回転を制御するコントローラ１２０とを備え、コントローラ１２０は、モータの回転を制御する際に無励磁作動ブレーキを励磁状態にし、モータの回転を停止させた際に無励磁作動ブレーキを無励磁状態にする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータ（130）と、
出力部（150）と、
前記モータ（130）の回転を前記出力部（150）に駆動力として伝達すると共に、前記出力部（150）に加えられる力を回転として前記モータ（130）に伝達する伝達部（140）と、
励磁状態で作動せず、無励磁状態で作動する無励磁作動ブレーキ（170）と、
前記出力部（150）に加えられる力に応じて前記伝達部（140）を介して前記モータ（130）に伝達される回転のうち、一方向の回転のみを前記無励磁作動ブレーキ（170）に伝えるワンウェイクラッチ（160）と、
前記モータ（130）の回転を制御するコントローラ（120）と、を備え、
前記コントローラ（120）は、前記モータ（130）の回転を制御する際に前記無励磁作動ブレーキ（170）を励磁状態にし、前記モータ（130）の回転を停止させた際に前記無励磁作動ブレーキ（170）を無励磁状態にする、
アクチュエータシステム。
出力部（150）と、
前記モータ（130）の回転を前記出力部（150）に駆動力として伝達すると共に、前記出力部（150）に加えられる力を回転として前記モータ（130）に伝達する伝達部（140）と、
励磁状態で作動せず、無励磁状態で作動する無励磁作動ブレーキ（170）と、
前記出力部（150）に加えられる力に応じて前記伝達部（140）を介して前記モータ（130）に伝達される回転のうち、一方向の回転のみを前記無励磁作動ブレーキ（170）に伝えるワンウェイクラッチ（160）と、
前記モータ（130）の回転を制御するコントローラ（120）と、を備え、
前記コントローラ（120）は、前記モータ（130）の回転を制御する際に前記無励磁作動ブレーキ（170）を励磁状態にし、前記モータ（130）の回転を停止させた際に前記無励磁作動ブレーキ（170）を無励磁状態にする、
アクチュエータシステム。
【請求項2】
前記伝達部（140）は、モータ（130）の回転を変速しつつ出力部（150）に駆動力として伝達すると共に、出力部（150）に加えられる力を変速しつつ回転としてモータ（130）に伝達する、
請求項１に記載のアクチュエータシステム。
請求項１に記載のアクチュエータシステム。
【請求項3】
前記出力部（150）は、リニアアクチュエータである、
請求項１または２に記載のアクチュエータシステム。
請求項１または２に記載のアクチュエータシステム。
【請求項4】
前記出力部（150）は、ロータリアクチュエータである、
請求項１または２に記載のアクチュエータシステム。
請求項１または２に記載のアクチュエータシステム。
【請求項5】
前記無励磁作動ブレーキ（170）における摩擦トルクを調整する調整部（180）を更に備える、
請求項１または２に記載のアクチュエータシステム。
請求項１または２に記載のアクチュエータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アクチュエータシステムに関し、特に、バックドライブ力の調整についての新規な改良に関する。
【背景技術】
【0002】
アクチュエータは、ドア、ロボットの出力節等を被負荷体として駆動するアクチュエータシステムの駆動源として用いられている。アクチュエータシステムは、被負荷体に力を加えられると、その力をアクチュエータに伝達する性質を有している。
このように、アクチュエータシステムにおいて被負荷体に加えられる力をアクチュエータに伝達することは、バックドライブと呼ばれている。また、被負荷体からアクチュエータに力が伝達される状態において、被負荷体を動かすのに必要な力はバックドライブ力と呼ばれている。
このように、アクチュエータシステムにおいて被負荷体に加えられる力をアクチュエータに伝達することは、バックドライブと呼ばれている。また、被負荷体からアクチュエータに力が伝達される状態において、被負荷体を動かすのに必要な力はバックドライブ力と呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００５－２３３３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
以上の特許文献１に開示された動力伝達装置、あるいは公知の各種のアクチュエータシステムにおいて、バックドライブが可能であるとしても、力の方向に応じてバックドライブ力を変えることはできなかった。
例えば、ドアを被負荷体として駆動するアクチュエータシステムにおいて、手動でドアを開く場合と手動でドアを閉じる場合とで、バックドライブ力は同じになっている。
例えば、ドアを被負荷体として駆動するアクチュエータシステムにおいて、手動でドアを開く場合と手動でドアを閉じる場合とで、バックドライブ力は同じになっている。
【0005】
例えば、防犯上の観点から、ドアを開閉するアクチュエータシステムにおいて、手動でドアを開くのに必要なバックドライブ力と手動でドアを閉じるに必要なバックドライブ力とを変えることで、手動でドアを閉じることはできるが、手動で開くことができないように構成できることが望ましい。
すなわち、アクチュエータにより被負荷体を駆動するアクチュエータシステムにおいて、外部からの力の方向に応じてバックドライブ力を変更できることが望まれていた。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、外部からの力の方向に応じてバックドライブ力を変更できるアクチュエータシステムを提供することを目的とする。
すなわち、アクチュエータにより被負荷体を駆動するアクチュエータシステムにおいて、外部からの力の方向に応じてバックドライブ力を変更できることが望まれていた。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、外部からの力の方向に応じてバックドライブ力を変更できるアクチュエータシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係るアクチュエータシステムは、モータと、出力部と、モータの回転を出力部に駆動力として伝達すると共に、出力部に加えられる力を回転としてモータに伝達する伝達部と、励磁状態で作動せず、無励磁状態で作動する無励磁作動ブレーキと、出力部に加えられる力に応じて伝達部を介してモータに伝達される回転のうち、一方向の回転のみを無励磁作動ブレーキに伝えるワンウェイクラッチと、モータの回転を制御するコントローラと、を備え、コントローラは、モータの回転を制御する際に無励磁作動ブレーキを励磁状態にし、モータの回転を停止させた際に無励磁作動ブレーキを無励磁状態にする。
【0007】
本発明に係るアクチュエータシステムにおいて、伝達部は、モータの回転を変速しつつ出力部に駆動力として伝達すると共に、出力部に加えられる力を変速しつつ回転としてモータに伝達することが望ましい。
【0008】
本発明に係るアクチュエータシステムにおいて、出力部は、リニアアクチュエータであることが望ましい。
【0009】
本発明に係るアクチュエータシステムにおいて、出力部は、ロータリアクチュエータであることが望ましい。
【0010】
本発明に係るアクチュエータシステムにおいて、無励磁作動ブレーキにおける摩擦トルクを調整する調整部を更に備えることが望ましい。
【発明の効果】
【0011】
この発明のアクチュエータシステムにおいて、出力部に加えられる力に応じてモータに伝達される回転のうち、第一方向の回転は非連結状態のワンウェイクラッチにより無励磁作動ブレーキに伝達されないが、第二方向の回転は連結状態のワンウェイクラッチを介して無励磁作動ブレーキに伝達される。そして、モータの回転制御時は励磁状態の無励磁作動ブレーキが作動せず、モータの回転停止時は無励磁状態の無励磁作動ブレーキが作動する。
よって、モータの回転停止時において、出力部に加えられる力に応じてモータに伝達される回転のうち、第一方向の回転は非連結状態のワンウェイクラッチにより無励磁作動ブレーキに伝達されないが、第二方向の回転は連結状態のワンウェイクラッチを介して作動中の無励磁作動ブレーキに伝達される。
このため、出力部に力を加えてモータを第一方向で回転させる場合のバックドライブ力を小さくし、出力部に力を加えてモータを第二方向で回転させる場合のバックドライブ力を大きくすることができる。この結果、アクチュエータシステムにおいて、外部から出力部に加えられる力の方向に応じてバックドライブ力を変更することができる。
よって、モータの回転停止時において、出力部に加えられる力に応じてモータに伝達される回転のうち、第一方向の回転は非連結状態のワンウェイクラッチにより無励磁作動ブレーキに伝達されないが、第二方向の回転は連結状態のワンウェイクラッチを介して作動中の無励磁作動ブレーキに伝達される。
このため、出力部に力を加えてモータを第一方向で回転させる場合のバックドライブ力を小さくし、出力部に力を加えてモータを第二方向で回転させる場合のバックドライブ力を大きくすることができる。この結果、アクチュエータシステムにおいて、外部から出力部に加えられる力の方向に応じてバックドライブ力を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施の形態１に係るアクチュエータシステムの全体構成を示す断面図である。
【図2】実施の形態１に係るアクチュエータシステムにおいて、外部から加えられる力の伝達と制動状態を表すロードパスダイアグラムである。
【図3】実施の形態２に係るアクチュエータシステムの全体構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、実施の形態１に係るアクチュエータシステム１００について、図面を用いて説明する。
【0014】
【0015】
［アクチュエータシステム１００の構成］
アクチュエータシステム１００は、主に、コントローラ１２０と、モータ１３０と、伝達部１４０と、出力部１５０と、ワンウェイクラッチ１６０と、無励磁作動ブレーキ１７０と、調整部１８０と、を備えている。
アクチュエータシステム１００は、主に、コントローラ１２０と、モータ１３０と、伝達部１４０と、出力部１５０と、ワンウェイクラッチ１６０と、無励磁作動ブレーキ１７０と、調整部１８０と、を備えている。
【0016】
コントローラ１２０は、与えられる命令に応じてモータ１３０に駆動信号を供給し、モータ１３０の回転を制御する。コントローラ１２０は、モータ１３０の回転を制御する際に無励磁作動ブレーキ１７０を励磁状態にし、モータ１３０の回転を停止させた際に無励磁作動ブレーキ１７０を無励磁状態にする
【0017】
モータ１３０は、コントローラ１２０から供給される駆動信号に応じて回転する。モータ１３０には、回転を出力する回転軸１３１が設けられている。回転軸１３１の一端は伝達部１４０に接続されており、回転軸１３１の他端はワンウェイクラッチ１６０を介して無励磁作動ブレーキ１７０に接続されている。
【0018】
伝達部１４０は、モータ１３０の回転を出力部１５０に駆動力として伝達すると共に、出力部１５０に加えられる力を回転としてモータ１３０に伝達する。伝達部１４０は、必要に応じて、モータ１３０の回転を変速しつつ出力部１５０に駆動力として伝達すると共に、出力部１５０に加えられる力を変速しつつ回転としてモータ１３０に伝達する。伝達部１４０には、モータ１３０と出力部１５０との間で回転を伝達するために、ギア１４１，１４２ａ，１４２ｂ，１４３が設けられている。
【0019】
出力部１５０は、伝達部１４０から伝達される駆動力を直線運動として出力するリニアアクチュエータである。出力部１５０には、スクリュージャッキ１５１と、筒部１５２と、出力軸１５３とが設けられている。
スクリュージャッキ１５１は、伝達部１４０を介して与えられるモータ１３０からの回転に応じて回転するねじ軸１５１ａと、回転せずにねじ軸１５１ａの軸心方向に移動可能なナット部１５１ｂとにより構成されている。
スクリュージャッキ１５１は、ねじ軸１５１ａの回転に応じてねじ軸１５１ａの軸心方向に移動するナット部１５１ｂにより、筒部１５２及び出力軸１５３をトッププレート１１２に対して突出または退避するように駆動する。出力軸１５３は、筒部１５２の先端に設けられ、ロッドエンドベアリング等で構成されており、被負荷体を駆動する。
スクリュージャッキ１５１は、伝達部１４０を介して与えられるモータ１３０からの回転に応じて回転するねじ軸１５１ａと、回転せずにねじ軸１５１ａの軸心方向に移動可能なナット部１５１ｂとにより構成されている。
スクリュージャッキ１５１は、ねじ軸１５１ａの回転に応じてねじ軸１５１ａの軸心方向に移動するナット部１５１ｂにより、筒部１５２及び出力軸１５３をトッププレート１１２に対して突出または退避するように駆動する。出力軸１５３は、筒部１５２の先端に設けられ、ロッドエンドベアリング等で構成されており、被負荷体を駆動する。
【0020】
ワンウェイクラッチ１６０は、回転軸１３１と無励磁作動ブレーキ１７０との間に設けられている。ワンウェイクラッチ１６０は、出力部１５０に加えられる力に応じて、伝達部１４０を介してモータ１３０に伝達される回転のうち、一方向の回転のみを無励磁作動ブレーキ１７０に伝える。
すなわち、出力部１５０に加えられる力に応じて、伝達部１４０を介してモータ１３０に伝達される回転のうち、第一方向の回転は非連結状態のワンウェイクラッチ１６０により無励磁作動ブレーキ１７０に伝達されないが、第二方向の回転は連結状態のワンウェイクラッチ１６０を介して無励磁作動ブレーキ１７０に伝達される。
すなわち、出力部１５０に加えられる力に応じて、伝達部１４０を介してモータ１３０に伝達される回転のうち、第一方向の回転は非連結状態のワンウェイクラッチ１６０により無励磁作動ブレーキ１７０に伝達されないが、第二方向の回転は連結状態のワンウェイクラッチ１６０を介して無励磁作動ブレーキ１７０に伝達される。
【0021】
無励磁作動ブレーキ１７０は、ワンウェイクラッチ１６０を介して回転軸１３１に接続されている。無励磁作動ブレーキ１７０は、コントローラ１２０から励磁信号を供給されており、励磁状態においてブレーキとして作動せず、無励磁状態において回転軸１３１に対してブレーキとして作動する。
したがって、無励磁作動ブレーキ１７０は、モータ１３０の回転状態において励磁状態にあるためブレーキとして作動せず、モータ１３０の停止状態において無励磁状態にあるためブレーキとして作動する。
したがって、無励磁作動ブレーキ１７０は、モータ１３０の回転状態において励磁状態にあるためブレーキとして作動せず、モータ１３０の停止状態において無励磁状態にあるためブレーキとして作動する。
【0022】
調整部１８０は、フリクショントルク調整ねじ等で構成されており、無励磁作動ブレーキ１７０におけるブレーキの摩擦トルクを調整する。
【0023】
アクチュエータシステム１００は、ベースプレート１１１と、トッププレート１１２と、筒状の第１ハウジング１１３とにより、各部を収容するように構成されている。
モータ１３０は、第２ハウジング１１４を介してベースプレート１１１に接続されている。
出力部１５０の基部は、軸受を介して、第３ハウジング１１５により保持されると共に、第３ハウジング１１５を介してベースプレート１１１に接続されている。
出力部１５０の筒部１５２は、第４ハウジング１１６の軸心方向に移動可能な状態で、トッププレート１１２と、トッププレート１１２及び第３ハウジング１１５の間に設けられた第４ハウジング１１６とに保持されている。
取付部１１７は、ベースプレート１１１に設けられたロッドエンドベアリング等で構成されており、アクチュエータシステム１００を構造物に取り付け可能に構成されている。
モータ１３０は、第２ハウジング１１４を介してベースプレート１１１に接続されている。
出力部１５０の基部は、軸受を介して、第３ハウジング１１５により保持されると共に、第３ハウジング１１５を介してベースプレート１１１に接続されている。
出力部１５０の筒部１５２は、第４ハウジング１１６の軸心方向に移動可能な状態で、トッププレート１１２と、トッププレート１１２及び第３ハウジング１１５の間に設けられた第４ハウジング１１６とに保持されている。
取付部１１７は、ベースプレート１１１に設けられたロッドエンドベアリング等で構成されており、アクチュエータシステム１００を構造物に取り付け可能に構成されている。
【0024】
［アクチュエータシステム１００の通常動作］
以上のように構成されたアクチュエータシステム１００において、モータ１３０は、コントローラ１２０から供給される駆動信号に応じて回転する。回転軸１３１から出力されるモータ１３０の回転は、伝達部１４０のギア１４１，１４２ａ，１４２ｂ，１４３を介して、スクリュージャッキ１５１のねじ軸１５１ａに伝達される。スクリュージャッキ１５１は、ねじ軸１５１ａの回転に応じてねじ軸１５１ａの軸心方向に移動するナット部１５１ｂにより、筒部１５２及び出力軸１５３をトッププレート１１２に対して突出または退避するように駆動する。出力軸１５３は、取付部１１７に取り付けられた構造物等を基準として、ドア、ロボットの出力節等を被負荷体として駆動する。
以上のように構成されたアクチュエータシステム１００において、モータ１３０は、コントローラ１２０から供給される駆動信号に応じて回転する。回転軸１３１から出力されるモータ１３０の回転は、伝達部１４０のギア１４１，１４２ａ，１４２ｂ，１４３を介して、スクリュージャッキ１５１のねじ軸１５１ａに伝達される。スクリュージャッキ１５１は、ねじ軸１５１ａの回転に応じてねじ軸１５１ａの軸心方向に移動するナット部１５１ｂにより、筒部１５２及び出力軸１５３をトッププレート１１２に対して突出または退避するように駆動する。出力軸１５３は、取付部１１７に取り付けられた構造物等を基準として、ドア、ロボットの出力節等を被負荷体として駆動する。
【0025】
［アクチュエータシステム１００におけるバックドライブ力］
ここで、アクチュエータシステム１００におけるバックドライブ力の伝達経路について図２を用いて詳細に説明する。図２は、実施の形態１に係るアクチュエータシステム１００において、外部から加えられる力の伝達と制動状態を表すロードパスダイアグラムである。
ここで、アクチュエータシステム１００におけるバックドライブ力の伝達経路について図２を用いて詳細に説明する。図２は、実施の形態１に係るアクチュエータシステム１００において、外部から加えられる力の伝達と制動状態を表すロードパスダイアグラムである。
【0026】
前提として、アクチュエータシステム１００は、コントローラ１２０からの指示に応じて、モータ１３０の停止状態になっているとする。
Ｓ１において、リニアアクチュエータである出力部１５０に、外部から直線的な力が加わる。この力は、図示しない被負荷体を介して加わるものであってもよいし、出力軸１５３に直接加わるものであってもよい。
出力部１５０に外部から力が加わると、加わる力の方向に応じて、出力軸１５３と筒部１５２は、トッププレート１１２に対して退避または突出するように動く。この筒部１５２の退避または突出する動きに伴い、スクリュージャッキ１５１ではナット部１５１ｂの直線運動に応じてねじ軸１５１ａが回転する。そして、状態はＳ２へと進む。
Ｓ１において、リニアアクチュエータである出力部１５０に、外部から直線的な力が加わる。この力は、図示しない被負荷体を介して加わるものであってもよいし、出力軸１５３に直接加わるものであってもよい。
出力部１５０に外部から力が加わると、加わる力の方向に応じて、出力軸１５３と筒部１５２は、トッププレート１１２に対して退避または突出するように動く。この筒部１５２の退避または突出する動きに伴い、スクリュージャッキ１５１ではナット部１５１ｂの直線運動に応じてねじ軸１５１ａが回転する。そして、状態はＳ２へと進む。
【0027】
Ｓ２において、伝達部１４０は、各ギアにより変速しつつ、ねじ軸１５１ａの回転をモータ１３０の回転軸１３１に伝達する。そして、状態はＳ３へと進む。
【0028】
Ｓ３において、モータ１３０は、回転軸１３１の一端に伝達された回転を、回転軸１３１の他端に接続されたワンウェイクラッチ１６０に伝える。そして、状態はＳ４へと進む。
【0029】
Ｓ４において、回転軸１３１に伝達された第一方向の回転により、ワンウェイクラッチ１６０は非連結状態になる。すなわち、ワンウェイクラッチ１６０は、外部から出力部１５０に加えられる力に応じてモータ１３０に伝達される第一方向の回転を、非連結状態によって、無励磁作動ブレーキに伝達しない。ここで、状態はＳ５へと進む。
【0030】
Ｓ５において、外部から出力部１５０に加えられる力に対して、ワンウェイクラッチ１６０の非連結状態により、無励磁作動ブレーキ１７０は作動せず非制動状態になる。
よって、伝達部１４０の変速比及びモータ１３０のコギングトルクの積と、外部から出力部１５０に加えられる力との差に応じて、出力部１５０は動く。
よって、伝達部１４０の変速比及びモータ１３０のコギングトルクの積と、外部から出力部１５０に加えられる力との差に応じて、出力部１５０は動く。
【0031】
一方、Ｓ４において、回転軸１３１に伝達された第二方向の回転により、ワンウェイクラッチ１６０は連結状態になる。すなわち、ワンウェイクラッチ１６０は、外部から出力部１５０に加えられる力に応じてモータ１３０に伝達される第二方向の回転を、連結状態によって、無励磁作動ブレーキに伝達する。ここで、状態はＳ６へと進む。
【0032】
Ｓ６において無励磁作動ブレーキ１７０は、無励磁状態であり、ブレーキとして作動している。ここで、状態はＳ７へと進む。
Ｓ７において、外部から出力部１５０に加えられる力に応じてモータ１３０に伝達される第二方向の回転は、連結状態のワンウェイクラッチを介して、作動中の無励磁作動ブレーキに伝達される。
よって、外部からの力を加えられた出力部１５０は、無励磁作動ブレーキ１７０の摩擦による制動によって動きにくい状態になる。なお、無励磁作動ブレーキ１７０の制動時における摩擦トルクは、調整部１８０により調整可能である。
Ｓ７において、外部から出力部１５０に加えられる力に応じてモータ１３０に伝達される第二方向の回転は、連結状態のワンウェイクラッチを介して、作動中の無励磁作動ブレーキに伝達される。
よって、外部からの力を加えられた出力部１５０は、無励磁作動ブレーキ１７０の摩擦による制動によって動きにくい状態になる。なお、無励磁作動ブレーキ１７０の制動時における摩擦トルクは、調整部１８０により調整可能である。
【0033】
以上のようにして、アクチュエータシステム１００は、モータ１３０の回転停止時において、外部から出力部１５０に加えられる力の方向に応じてバックドライブ力を変更することができる。
すなわち、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第一方向で回転させる場合のバックドライブ力を小さくし、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第二方向で回転させる場合のバックドライブ力を大きくすることができる。
ここで、ワンウェイクラッチ１６０における連結／非連結の回転方向を変更することにより、出力部１５０に加えられる力の方向とバックドライブ力の大小を切り替えることが可能である。
そして、調整部１８０により無励磁作動ブレーキ１７０の摩擦による制動を調整することが可能になる。このため、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第一方向で回転させる場合のバックドライブ力を小さくし、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第二方向で回転させる場合のバックドライブ力を大きくすると共に調整可能とすることができる。
すなわち、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第一方向で回転させる場合のバックドライブ力を小さくし、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第二方向で回転させる場合のバックドライブ力を大きくすることができる。
ここで、ワンウェイクラッチ１６０における連結／非連結の回転方向を変更することにより、出力部１５０に加えられる力の方向とバックドライブ力の大小を切り替えることが可能である。
そして、調整部１８０により無励磁作動ブレーキ１７０の摩擦による制動を調整することが可能になる。このため、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第一方向で回転させる場合のバックドライブ力を小さくし、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第二方向で回転させる場合のバックドライブ力を大きくすると共に調整可能とすることができる。
【0034】
【0035】
［アクチュエータシステム１００の構成］
図３において、図１と同一物には同一番号を付すことで、重複した説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
アクチュエータシステム１００は、主に、コントローラ１２０と、モータ１３０と、伝達部１４０と、出力部１５０と、ワンウェイクラッチ１６０と、無励磁作動ブレーキ１７０と、調整部１８０と、を備えている。
図３において、図１と同一物には同一番号を付すことで、重複した説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
アクチュエータシステム１００は、主に、コントローラ１２０と、モータ１３０と、伝達部１４０と、出力部１５０と、ワンウェイクラッチ１６０と、無励磁作動ブレーキ１７０と、調整部１８０と、を備えている。
【0036】
アクチュエータシステム１００において、各部は、トッププレート１１２と、ギアケース１４０ＧＣと、モータケース１３０ＭＣとに収容されている。ここで、トッププレート１１２は、取付部１１７を備えており、構造物に取り付け可能に構成されている。ギアケース１４０ＧＣは、伝達部１４０の各ギアを収容する。モータケース１３０ＭＣは、コントローラ１２０、モータ１３０、ワンウェイクラッチ１６０、無励磁作動ブレーキ１７０、及び調整部１８０を収容する。
【0037】
アクチュエータシステム１００において、出力部１５０は、伝達部１４０から伝達される駆動力を回転運動として出力するロータリアクチュエータである。伝達部１４０は、ギアケース１４０ＧＣに収容され、遊星ギアにより構成されている。伝達部１４０は、モータ１３０の回転軸１３１の回転を各ギアにより変速しつつ、出力部１５０に伝達する。また、伝達部１４０は、外部から出力部１５０に加えられる回転による力を、各ギアを介して、回転軸１３１に伝達する。
【0038】
実施の形態２のアクチュエータシステム１００は、モータ１３０からの駆動力を出力部１５０から回転運動として出力する以外は、実施の形態１のアクチュエータシステム１００と同様に動作する。
すなわち、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第一方向で回転させる場合のバックドライブ力を小さくし、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第二方向で回転させる場合のバックドライブ力を大きくすることができる。したがって、アクチュエータシステム１００は、モータ１３０の回転停止時において、外部から出力部１５０に加えられる回転の方向に応じて、バックドライブ力を変更することができる。
すなわち、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第一方向で回転させる場合のバックドライブ力を小さくし、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第二方向で回転させる場合のバックドライブ力を大きくすることができる。したがって、アクチュエータシステム１００は、モータ１３０の回転停止時において、外部から出力部１５０に加えられる回転の方向に応じて、バックドライブ力を変更することができる。
【0039】
［実施の形態により得られる効果］
実施の形態１及び２に説明したアクチュエータシステム１００によれば、以下のような効果を奏することができる。
アクチュエータシステム１００において、出力部１５０に加えられる力に応じてモータ１３０に伝達される回転のうち、第一方向の回転は非連結状態のワンウェイクラッチ１６０により無励磁作動ブレーキ１７０に伝達されないが、第二方向の回転は連結状態のワンウェイクラッチ１６０を介して無励磁作動ブレーキ１７０に伝達される。そして、モータ１３０の回転制御時は励磁状態の無励磁作動ブレーキ１７０が作動せず、モータ１３０の回転停止時は無励磁状態の無励磁作動ブレーキ１７０が作動する。
よって、モータ１３０の回転停止時において、出力部１５０に加えられる力に応じてモータ１３０に伝達される回転のうち、第一方向の回転は、非連結状態のワンウェイクラッチ１６０により無励磁作動ブレーキ１７０に伝達されない。モータ１３０の回転停止時において、出力部１５０に加えられる力に応じてモータ１３０に伝達される回転のうち、第二方向の回転は、連結状態のワンウェイクラッチ１６０を介して、作動中の無励磁作動ブレーキ１７０に伝達される。
このため、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第一方向で回転させる場合のバックドライブ力を小さくし、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第二方向で回転させる場合のバックドライブ力を大きくすることができる。この結果、アクチュエータシステム１００において、外部から出力部１５０に加えられる力の方向に応じてバックドライブ力を変更することができる。
実施の形態１及び２に説明したアクチュエータシステム１００によれば、以下のような効果を奏することができる。
アクチュエータシステム１００において、出力部１５０に加えられる力に応じてモータ１３０に伝達される回転のうち、第一方向の回転は非連結状態のワンウェイクラッチ１６０により無励磁作動ブレーキ１７０に伝達されないが、第二方向の回転は連結状態のワンウェイクラッチ１６０を介して無励磁作動ブレーキ１７０に伝達される。そして、モータ１３０の回転制御時は励磁状態の無励磁作動ブレーキ１７０が作動せず、モータ１３０の回転停止時は無励磁状態の無励磁作動ブレーキ１７０が作動する。
よって、モータ１３０の回転停止時において、出力部１５０に加えられる力に応じてモータ１３０に伝達される回転のうち、第一方向の回転は、非連結状態のワンウェイクラッチ１６０により無励磁作動ブレーキ１７０に伝達されない。モータ１３０の回転停止時において、出力部１５０に加えられる力に応じてモータ１３０に伝達される回転のうち、第二方向の回転は、連結状態のワンウェイクラッチ１６０を介して、作動中の無励磁作動ブレーキ１７０に伝達される。
このため、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第一方向で回転させる場合のバックドライブ力を小さくし、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第二方向で回転させる場合のバックドライブ力を大きくすることができる。この結果、アクチュエータシステム１００において、外部から出力部１５０に加えられる力の方向に応じてバックドライブ力を変更することができる。
【0040】
アクチュエータシステム１００において、伝達部１４０は、モータ１３０の回転を変速しつつ出力部１５０に駆動力として伝達すると共に、出力部１５０に加えられる力を変速しつつ回転としてモータ１３０に伝達する。これにより、外部から出力部１５０に加えられる力を回転としてモータ１３０に伝達すると共に、モータ１３０に伝達された回転の方向に応じて、バックドライブ力を変更することができる。
【0041】
アクチュエータシステム１００において、出力部１５０はリニアアクチュエータであるため、出力部１５０から直線運動として力を外部に出力することが可能であり、外部からの直線的な力をバックドライブ力として扱うことが可能になる。
【0042】
アクチュエータシステム１００において、出力部１５０はロータリアクチュエータであるため、出力部１５０から回転として力を外部に出力することが可能であり、外部からの回転による力をバックドライブ力として扱うことが可能になる。
【0043】
無励磁作動ブレーキ１７０における摩擦トルクを調整する調整部１８０を更に備えることにより、無励磁作動ブレーキ１７０の摩擦による制動を調整することが可能になる。このため、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第一方向で回転させる場合のバックドライブ力を小さくし、出力部１５０に力を加えてモータ１３０を第二方向で回転させる場合のバックドライブ力を大きくすると共に調整可能とすることができる。
【0044】
［その他の実施形態］
実施形態１において、伝達部１４０に変速ギアを設けず、ダイレクトドライブ形式により、モータ１３０の回転軸１３１をねじ軸１５１ａに直結することが可能である。この場合、モータ１３０の回転軸１３１とねじ軸１５１ａとが伝達部１４０を構成することになる。同様に、実施形態２において、伝達部１４０に変速ギアを設けず、モータ１３０の回転軸１３１を、出力部１５０に直結することが可能である。この場合、モータ１３０の回転軸１３１と出力部１５０とが伝達部１４０を構成することになる。いずれの場合も、伝達部１４０は直結状態でよいため、機械的な構成を簡素化することができる。
実施の形態１及び実施の形態２において、コントローラ１２０をモータ１３０等から離れた位置に配置することが可能である。
実施形態１において、伝達部１４０に変速ギアを設けず、ダイレクトドライブ形式により、モータ１３０の回転軸１３１をねじ軸１５１ａに直結することが可能である。この場合、モータ１３０の回転軸１３１とねじ軸１５１ａとが伝達部１４０を構成することになる。同様に、実施形態２において、伝達部１４０に変速ギアを設けず、モータ１３０の回転軸１３１を、出力部１５０に直結することが可能である。この場合、モータ１３０の回転軸１３１と出力部１５０とが伝達部１４０を構成することになる。いずれの場合も、伝達部１４０は直結状態でよいため、機械的な構成を簡素化することができる。
実施の形態１及び実施の形態２において、コントローラ１２０をモータ１３０等から離れた位置に配置することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0045】
実施形態１及び２のアクチュエータシステム１００は、以下のような分野での利用が可能である。
【0046】
・利用例１
アクチュエータシステム１００により開閉駆動されるドア、扉、またはシャッター等（以下、「ドア等」と呼ぶ）について、モータ１３０による駆動を行わない期間において、防犯のため、ドア等を閉じる方向にはワンウェイクラッチ１６０の非連結によりバックドライブ力を小さく設定して手動で閉じることを容易にすると共に、ドア等を開く方向にはワンウェイクラッチ１６０の連結と無励磁作動ブレーキ１７０の作動とによりバックドライブ力を大きく設定して手動で開きにくい状態にすることができる。なお、モータ１３０による駆動を行う際は、無励磁作動ブレーキ１７０は作動しないため、アクチュエータシステム１００の動作に何の影響もない。
アクチュエータシステム１００により開閉駆動されるドア、扉、またはシャッター等（以下、「ドア等」と呼ぶ）について、モータ１３０による駆動を行わない期間において、防犯のため、ドア等を閉じる方向にはワンウェイクラッチ１６０の非連結によりバックドライブ力を小さく設定して手動で閉じることを容易にすると共に、ドア等を開く方向にはワンウェイクラッチ１６０の連結と無励磁作動ブレーキ１７０の作動とによりバックドライブ力を大きく設定して手動で開きにくい状態にすることができる。なお、モータ１３０による駆動を行う際は、無励磁作動ブレーキ１７０は作動しないため、アクチュエータシステム１００の動作に何の影響もない。
【0047】
・利用例２
アクチュエータシステム１００により駆動される昇降装置について、モータ１３０による駆動を行わない期間において、荷物を下げる方向にはワンウェイクラッチ１６０の連結と無励磁作動ブレーキ１７０の作動とによりバックドライブ力を大きく設定して下降を防止して高さを維持できるようにし、荷物を上げる方向にはワンウェイクラッチ１６０の非連結によりバックドライブ力を小さく設定して手動で上げることを容易に設定できる。なお、モータ１３０による駆動を行う際は、無励磁作動ブレーキ１７０は作動しないため、アクチュエータシステム１００の動作に何の影響もない。
更に、調整部１８０により無励磁作動ブレーキ１７０の摩擦による制動を調整し、規定重量を超える過積載の場合には荷物を下まで落ちるように設定することができる。これにより、昇降装置の破損を防止できる。
アクチュエータシステム１００により駆動される昇降装置について、モータ１３０による駆動を行わない期間において、荷物を下げる方向にはワンウェイクラッチ１６０の連結と無励磁作動ブレーキ１７０の作動とによりバックドライブ力を大きく設定して下降を防止して高さを維持できるようにし、荷物を上げる方向にはワンウェイクラッチ１６０の非連結によりバックドライブ力を小さく設定して手動で上げることを容易に設定できる。なお、モータ１３０による駆動を行う際は、無励磁作動ブレーキ１７０は作動しないため、アクチュエータシステム１００の動作に何の影響もない。
更に、調整部１８０により無励磁作動ブレーキ１７０の摩擦による制動を調整し、規定重量を超える過積載の場合には荷物を下まで落ちるように設定することができる。これにより、昇降装置の破損を防止できる。
【0048】
・利用例３
アクチュエータシステム１００により駆動され、開いた状態または閉じた状態のドアの保持を別途設けられた空圧バネによって行われる、上下に開閉する航空機の貨物用ドアを想定する。この貨物用ドアにおいて、ワンウェイクラッチ１６０の連結と無励磁作動ブレーキ１７０の作動とにより、状態保持用の空圧ばねが故障した場合でも、バックドライブ力を大きく設定しておくことで、開いた状態のドアが自重で落下することを回避できる。このような場合に、ワンウェイクラッチ１６０の非連結により、バックドライブ力を小さく設定して、手動でドアを上げることを容易に設定できる。なお、モータ１３０による駆動を行う際は、無励磁作動ブレーキ１７０は作動しないため、アクチュエータシステム１００の動作に何の影響もない。
アクチュエータシステム１００により駆動され、開いた状態または閉じた状態のドアの保持を別途設けられた空圧バネによって行われる、上下に開閉する航空機の貨物用ドアを想定する。この貨物用ドアにおいて、ワンウェイクラッチ１６０の連結と無励磁作動ブレーキ１７０の作動とにより、状態保持用の空圧ばねが故障した場合でも、バックドライブ力を大きく設定しておくことで、開いた状態のドアが自重で落下することを回避できる。このような場合に、ワンウェイクラッチ１６０の非連結により、バックドライブ力を小さく設定して、手動でドアを上げることを容易に設定できる。なお、モータ１３０による駆動を行う際は、無励磁作動ブレーキ１７０は作動しないため、アクチュエータシステム１００の動作に何の影響もない。
【符号の説明】
【0049】
１００ アクチュエータシステム、１１１ ベースプレート、１１２ トッププレート、１１３ 第１ハウジング、１１４ 第２ハウジング、１１５ 第３ハウジング、１１６ 第４ハウジング、１１７ 取付部、１２０ コントローラ、１３０ モータ、１３０ＭＣ モータケース、１３１ 回転軸、１４０ 伝達部、１４０ＧＣ ギアケース、１４１，１４２ａ，１４２ｂ，１４３ ギア、１５０ 出力部、１５１ スクリュージャッキ、１５１ａ ねじ軸、１５１ｂ ナット部、１５２ 筒部、１５３ 出力軸、１６０ ワンウェイクラッチ、１７０ 無励磁作動ブレーキ、１８０ 調整部。
【図1】
【図2】
【図3】
