航空分野におけるアクチュエータ

航空業界では実に多様な機能がアクチュエータによって制御されています。たとえば、レバーやフラップを調整してエンジン回転数や速度の制御や制限を行うのもアクチュエータです。maxonのモータはさまざまなアクチュエータに用いられています。

バートテルツのSitec Aerospace 社 © 2013 Sitec Aerospace

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アクチュエータは電気信号を機械運動や圧力、温度といった物理量へと変換させるため、制御システムと密接に関わっています。航空分野など特定の応用分野では、アクチュエータは軽量かつコンパクトでありながら最大限に動力を発揮し、強い振動、暑さや寒さといった環境条件をクリアすることが当然の要求となります。Sitec Aerospace社のアクチュエータは飛行機に搭載されるほぼすべてのシステム、つまり、水、酸素、油圧、燃料、空調等のシステムに導入されています。バルブを用いたアクチュエータは、非常時には媒体の流れを遮断する安全装置としての機能も果たします。また、航空機内部の湿度は、いわゆる加湿システムバルブによって常に適切に保たれます。

ドイツのバートテルツを拠点とする Sitec Aerospace 社は、世界最大の航空機メーカー 2社への部品供給業者です。この航空機メーカー2社は、複数のシステムメーカーから直接あるいは間接的にアクチュエータやバルブの供給を受けています。大手企業から中小企業までさまざまなメーカーがAirbus A350やBombardier C-Seriesといった数々の新しい航空機プログラムを打ち出していますが、ここでもアクチュエータをさまざまな用途に使用しています。航空機の安全機能に関わるところでは、基本的には常に2つのモータアクチュエータが搭載されます。飛行機の構造上、重要なシステムは2つから3つ予備も含めて搭載されるためです。システムが1つ機能しなくなった場合に備えてアクチュエータにも駆動装置が2つ搭載されています。たとえば、エンジンに取り付けられたアクチュエータは火災時には燃料の流入を遮断します。この機能はいかなる状況においても常に維持されなければなりません。このため、こうしたアクチュエータには常にモータが2つ搭載されているのです。

技術に対する高い要件

航空機におけるアクチュエータやバルブの用途は多岐に渡ります。このため、アクチュエータやバルブに要求される条件も実にさまざまです。たとえば、加熱された給水バルブは-55°Cでも85°Cでも同じように機能しなければなりません。使用されるモータにもそれに耐えられる強度が必要となります。モータに求められる最も重要な前提条件に、最適なボリューム／性能比、省電力、耐温性、長寿命、振動や衝撃への耐性、耐腐食性が挙げられます。Sitec社のアクチュエータにはmaxonのブラシ付きモータが用いられています。maxon DCモータは高性能永久磁石を内蔵しており、心臓部にあたるのは国際特許取得のmaxonのコアレス巻線です。従来のDCモータに比べ、このモータの原理には独自の利点があります。maxon DCモータにはロータに鉄心がありません。そのため、ロータが軽量になり慣性モーメントは非常に小さく、加速度は非常に高くなっています。また、磁気的なムラ（コギング）がなく、ロータを任意の位置で止めることができるため、位置決めドライブにとって好都合な構造を実現します。さらに、maxonのモータは飛行機の内装に用いられる電気アクチュエータにも使用されています。たとえば、モータは電気機械駆動装置の一部として、座席上部の手荷物棚の開閉を容易にします。

Sitec Aerospace社の製品に使用されるモータは、シャフトに直接歯車をつけるなど、変更を加えたカスタム仕様です。モータ軸のベアリングが頑丈で長寿命のmaxonのモータは、航空分野での用途にとりわけ適しています。