JP2016037284A - 着陸装置駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】航空機着陸装置の車輪を回転させるための駆動システムを提供する。
【解決手段】駆動システム５０は、駆動ピニオン６０を回転させるために操作可能なモーター５２と、車輪に対して取り付けられるように適合された被駆動ギア２０とを備える。駆動システムは、モーターにより被駆動ギア２０を駆動可能にするために駆動ピニオンが被駆動ギアと噛合い可能である第１の配置と、駆動ピニオンが被駆動ギアと噛合い不可能である第２の配置とを有する。駆動システムは、駆動ピニオンを被駆動ギアに対して移動させるための線形位置決めアクチュエータを含む。位置決めアクチュエータは第１の端部及び第２の端部を有し、第１の端部は、被駆動ギアの回転軸から所定距離離間して配置されたピボット軸とピボット連結しており、第２の端部は、駆動ピニオンの回転軸から所定距離離間して配置されたピボット軸とピボット連結する。
【選択図】図２

Description

本発明は、地上タキシング及び／又は着陸前のスピンアップの目的で航空機の着陸装置の一つ又は複数の車輪を回転させるための駆動システムに関するものである。

航空機は飛行場内の複数の地点間で地上タキシングする必要がある。例えば、航空機は、滑走路と航空機の乗客が搭乗又は降機する地点（例えば、ターミナルゲート）との間をタキシングする。典型的には、そのようなタキシングは、航空機のエンジンからの、航空機を前進させるための推力を利用して行われ、かかる推力によって着陸装置の車輪が回転する。地上タキシングの速度は比較的低速である必要があるため、エンジンを非常に低出力で駆動させる必要がある。このような低出力では推進効率が悪いので、燃料消費が比較的多いことを意味する。このことは、空港近隣において空気汚染や騒音公害の程度が悪化することにつながる。さらに、エンジンが低出力で駆動されている場合であっても、地上タキシング速度を制限するために車輪ブレーキをかけることが必要となるため、ブレーキ磨耗の程度が大きくなる。

例えば、ターミナルゲートから離れる際などに、民間航空機が後退する際に、メインエンジンを使用することは禁止されている。そこで、後退することが必要となった場合や、メインエンジンの推力を介した地上タキシングが実行不可能なその他の状況では、レッカー車を用いて航空機を方向転換させている。このようなプロセスは労力と費用を要する。

従って、地上タキシング動作中に、飛行機の着陸装置の車輪に駆動力を与えるための駆動システムが必要とされてきた。さらに、そのような駆動システムを用いて、着陸前に車輪を予め回転させることが好ましく、及び／又は、回転している車輪に対して、駆動システムモーターを発電機として用いて、動的エネルギーを電気的エネルギーに変換することによりブレーキトルクを付与することが好ましい。

近年、航空機が地上にある場合と着陸前との両方の場合において車輪を回転させるための、幾つかの自律性地上タキシングシステムが提案されてきた。例えば、米国特許出願第２００６／００６５７７９号には、前輪駆動式航空機システムであって、車輪が自由に回転可能であるモードと、電気モーターを介して車輪を駆動可能なモードとを切り替えるためにクラッチを用いたシステムが提案されている。クラッチは、モーターが着陸前に車輪を予備回転させることができるように操作することもできる。

前輪着陸装置に限定されない従来の構成は、国際特許出願公開第２０１１／０２３５０５号に開示されている。開示されたシステムは、アクチュエータを用いて、車輪ハブに設けられた被駆動ギアと駆動係合する／しない駆動ピニオンを動かす。国際公開第２０１４／０２３９３９号は、更なる従来構成を開示しており、かかる文献に開示された構成は、様々な点において国際公開第２０１１／０２３５０５号に開示された内容と同様である。国際公開第２０１１／０２３５０５号には、駆動ピニオン及び被駆動ギアのうちの一方がスプロケットを備え、他方がリングを形成するように配置された一連のローラーを備えており、これらのローラーは、それぞれ、駆動ピニオン又は被駆動ギアの回転軸から一定距離にあるローラー軸に関して回転可能である。

米国特許出願第２００６／００６５７７９号 国際公開第２０１４／０２３９３９号 国際公開第２０１１／０２３５０５号

本発明の第１の観点によれば、航空機着陸装置の車輪を回転させるための駆動システムであって、該駆動システムは、駆動ピニオンを回転させるために操作可能なモーターと、車輪に対して取り付けられるように適合された非駆動ギアとを備え、駆動システムは、モーターにより被駆動ギアを駆動可能にするために駆動ピニオンが被駆動ギアと噛合い可能である第１の配置と、駆動ピニオンが被駆動ギアと噛合い不可能である第２の配置とを有し、駆動システムは、駆動ピニオンを被駆動ギアに対して移動させるための線形位置決めアクチュエータをさらに備え、位置決めアクチュエータは第１の端部及び第２の端部を有し、第１の端部は、被駆動ギアの回転軸から所定距離離間して配置されたピボット軸とピボット連結しており、第２の端部は、駆動ピニオンの回転軸から所定距離離間して配置されたピボット軸とピボット連結する、駆動システムが提供される。

本明細書では、航空機着陸装置の「車輪」という用語は、通常の意味で用い、航空機が地面により支持されており、浮揚していない状態において、地表に接触する接地車輪を指す。本明細書における「モーター」という用語は、通常の意味において、それにより何らかのエネルギー源（例：電気、気圧、液圧など）が動力の付与に用いられるマシンを指す。モーターは、モーターとしての機能に加えて、機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換する発電機としても機能する、モーター発電機であっても良い。本明細書において、「駆動ピニオン」及び「被駆動ギア」という用語と関連して用いられる用語「駆動」及び「被駆動」は、モーターが航空機着陸装置の車輪を回転させるために操作可能である場合に動力伝達するということを意味する。当然、モーターがモーター発電機であり、発電機として作用する場合、「被駆動ギア」は、実際には「駆動ピニオン」を駆動する駆動素子であり、すなわち、発電機である。発電機は車輪に対してブレーキトルクを印加するために用いることができる。

位置決めアクチュエータは液圧シリンダーでありうる。

液圧シリンダーはデュアル作動でありうる。

あるいは、液圧シリンダーは単作動でありうる。例えば、液圧シリンダーはピストンの一端に環状部分を有し、ピストンの他端に円筒部分を有し、円筒部分は減圧されうる。かかる減圧された部分は、液密ガス透過性膜を介して排気可能である。

あるいは、液圧シリンダーは、第１ロッド及び第２ロッドを有し、該第１及び第２ロッドの間に２つの環状部分を形成し、かかる２つの環状部分は単独の液圧ポートに流体結合されていてもよい。また、２つの環状部分は、２つの不均一な領域を有しうる。

位置決めアクチュエータは、セルフロッキングアクチュエータでありうる。かかるセルフロッキングアクチュエータは、駆動システムを第２の配置でロックするように構成されていてもよい。

駆動システムは、位置決めアクチュエータに対して外付けされた、第２の配置にて駆動システムをロックするためのロック装置をさらに備えていても良い。

ロック装置を解放するように構成された解錠アクチュエータが取り付けられていても良い。解錠アクチュエータは、位置決めアクチュエータが駆動ピニオンを第２の配置から第１の配置に移動させるようにコマンドを受けると、ロック装置を解放するように構成されていても良い。解錠アクチュエータは、液圧シリンダーを含んでも良い。

解錠アクチュエータ及び位置決めアクチュエータが液圧式である場合には、これらは共通の液圧供給に結合されていても良い。

ロック装置は、機械ロックレバーを含んでも良い。

ロック装置は、航空機着陸装置に対して旋回可能に取り付けられたフックと、駆動ピニオンの回転軸から所定距離離間して配置されたピンとを備え、フックは、ピンがフックにより拘束されたロック位置と、ピンがフックに対して移動可能な解錠位置との間で移動可能であっても良い。

ロック位置及び解錠位置の間で移動可能なラッチをさらに含み、ロック位置におけるラッチはフックと係合し、フックが旋回動作できないようになっており、解錠位置におけるラッチはフックの旋回動作を許容するように構成しても良い。

解錠アクチュエータはラッチに結合して、フックからラッチを外すように構成しても良い。

位置決めアクチュエータはバックドライブ可能であっても良い。

駆動システムは、駆動システムを第２の配置に付勢するための付勢素子をさらに含んでも良い。付勢素子は、例えば、ねじりバネ、板バネ、圧縮バネなどの少なくとも一つのバネを含んでも良い。圧縮バネの場合、ガイドが設けられ、かかるガイドにより、バネが抑えられて、バネの座屈が予防されていることが好ましい。

駆動ピニオン及び被駆動ギアのうちの一方はスプロケットを含み、他方は、リングを形成するように構成された一連のローラーを含み、各ローラーが駆動ピニオン又は被駆動ギアの回転軸から所定距離にあるローラー軸に関して、それぞれ回転可能であっても良い。

車輪は航空機を地上タキシング及び／又は着陸前にスピンアップするために駆動可能であっても良い。

モーターはモーター／発電機であり、発電機として動作するときに、車輪に対してブレーキトルクを印加するように構成されていても良い。

被駆動ギアは、車輪のハブ、例えば、ハブの外側リムに取り付けられるように適合されていても良い。

本発明の他の観点によれば、上述したような駆動システムを有する航空機着陸装置が提供される。

添付の図面を参照して、本発明の実施形態について以下に説明する。

駆動システムを有する航空機の正面図である。 本発明の一実施形態に従う駆動システムの等軸測視図である。 図２に示す駆動システムの係合位置における側面図である。 図２に示す駆動システムの非係合位置における側面図である。 図２に示す駆動システムの上から見た等軸測視図である。 図２に示す駆動システムの下から見た等軸測視図である。 他の実施形態に従う駆動システムの等軸測視図である。 さらに他の実施形態に従う駆動システムの側面図である。 さらに他の実施形態に従う駆動システムの側面図である。 さらに他の実施形態に従う駆動システムの側面図である。 図１０に示す駆動システムの外付けロック装置が開いた状態の側面図である。 図１０に示す駆動システムの外付けロック装置が閉じた状態の側面図である。 駆動システム用の、代替的な単作動の液圧位置決めアクチュエータの等軸測視図である。 図１３に示す位置決めアクチュエータの部分切断等軸測視図である。

本発明の第１実施形態を図１〜６に示す。図１に示すように、航空機１は左側及び右側メイン着陸装置２及び３と、前輪着陸装置４とを備える。着陸装置は、それぞれ２つの車輪（ディアブロ構造）を有するが、本実施形態の基本原理は、例えば、単一の車輪を有する着陸装置や、４輪以上の車輪を有する着陸装置など、車輪を幾つ有する着陸装置にも応用可能である。

航空機の地上タキシングの信頼性を高めることができるように、車輪と地面との間のトラクションが最適化されるようにメイン着陸装置によって支持される重量が考慮されているため、着陸装置駆動システムは、メイン着陸装置を駆動するように配置されている（すなわち、着陸装置は翼構造又は翼付近の胴体構造に取り付けられている）。しかし、これに代えて、駆動システムを前輪着陸装置（すなわち、航空機のノーズ付近の操縦可能な着陸装置）に適用しても良い。図示したメイン着陸装置は、単通路型旅客機（定員約１５０〜２００名）に適用可能であるが、本発明は、民間機、軍用機、ヘリコプター、旅客機（定員５０名未満、定員１００〜１５０名、定員１５０〜２５０名、定員２５０〜４５０名、定員４５０名超）、貨物輸送機、ティルトローター機など、種々の型及び重量の航空機に対して広く適用可能である。以下、図面において、駆動システムを有する着陸装置については、参照符号１０を付して図示する。

図２に示す着陸装置１０は、上側伸縮部１２ａ（メインフィッティング）と下部伸縮部１２ｂ（スライダー）とを含む伸縮性の衝撃吸収主脚１２を供える。上側伸縮部１２ａは、上端が航空機翼５に対して取り付けられている。他の実施形態では上側伸縮部は航空機の胴体６に対して取り付けられているか、翼及び胴体に取り付けられていても良い。下部伸縮部１２ｂは、主脚の両側に一つずつの一対の車輪１６（明確のため図２では図示しない）を担持する心棒１４を支持している。車輪１６は、心棒１４に関して回転するように配置されており、これにより航空機がタキシング又は着陸のような地上での移動が可能できるようになる。

各車輪１６は、ハブ１８により支持されるタイヤ１７を備える。各車輪ハブ１８は、タイヤを保持するためのリム１９を有する。着陸装置車輪駆動システム５０は、ハブ１８に設けられた被駆動ギア２０を含み、車輪１６と共に回転可能である。図示した実施形態では、被駆動ギア２０は、剛性の環状リング３５と、かかる環状リング３５の両側から突出する一連のピン（図示しない）の傍にローラーギア３４を備える。ピンによって回転可能に支持された第１シリーズのローラー８２Ａは、環状リング３５の片側に設けられており、ピンによって回転可能に支持された第２シリーズのローラー８２Ｂは、環状リングの反対側に設けられている。各シリーズのローラー８２Ａ及び８２Ｂは、環状リングに沿って延在し、連続的なトラックを形成している。第１及び第２の側方環状リング３９Ａ及び３９Ｂは、第１及び第２のシリーズのローラー８２Ａ及び８２Ｂをはさんでいる。第１シリーズのローラー８２Ａを支持するピンは、環状リング３５及び第１側方環状リング３９Ａの間に延在し、第２シリーズのローラー８２Ｂを支持するピンは環状リング３５及び第２側方環状リング３８Ｂの間に延在する。従って、環状リング３５は、中心背骨を形成し、かかる中心背骨から一端が突出するピンを支持する。

第１側方環状リング３９Ａは、複数の接続延伸タブ３７を備え、かかるタブ３７により、ハブ１８との剛性連結がもたらされる。代替的に、切り欠きの有無を問わず、環状リング３９Ａの内径から軸方向に突出する連続的な延伸リムを形成するフランジを、ハブ１８に対する剛性連結を提供するために用いることができる。被駆動ギアからハブのインターフェースは、剛性の取り付けか、あるいは、例えば、ラバーブッシュのようなフレキシブルなインターフェースであってもよい。これにより、車輪ハブに対する被駆動ギアの角度歪みを許容することが可能となり、着陸装置構造の歪みを調整し、さらに、被駆動ギアに車輪変形負荷がかからないようにすることができる。

駆動システム５０は、さらに、ギアボックス７０を介して駆動ピニオン６０を回転させるモーター５２をさらに備える。図示にかかる実施形態では、駆動ピニオン６０は、それぞれが放射状に延在する歯を有する複数の同軸スプロケット８０Ａ，８０Ｂを備える車輪型スプロケットである。駆動ピニオン６０の各同軸スプロケット８０Ａ，８０Ｂは、被駆動ギア２０のローラー８２Ａ，８２Ｂの同軸リングとかみ合うことが可能である。スプロケット８０Ａ，８０Ｂの間の溝は、ローラーギア３４の中心背骨（環状リング３５）の外径と回転接触しうる。かかる回転接触は、ローラーのピッチ円半径にて生じることが好ましい。

図示にかかる実施形態では、駆動システム５０は、各着陸装置１０の車輪１６のうちの一つのみを駆動する。しかし、これに代えて、各車輪１６につき一台の駆動システム５０を設けることも可能である。４輪以上の車輪１６を有する着陸装置については、各車輪１６について駆動システム５０を設けるか、あるいは２輪の車輪１６についてのみ駆動システムを設けることができる。２輪の車輪１６のみが駆動システム５０を有する実施形態では、更なるモーター（図示しない）を設けて、着陸前に未駆動の車輪をスピンアップさせる必要があり、これにより、２台の駆動システム５０により地上タキシングを実現する。他の実施形態では、２台の駆動システム５０の間で一台のモーター５２を共有することも可能である。すなわち、地上にて航空機をターンさせる場合に、被駆動車輪を異なる速度で回転させることができるように、各駆動システムの入力シャフト５４を差動回転させるようにモーター５２を構成することができる。

図示にかかる実施形態では、ギアボックス７０は、モーター５２及び駆動ピニオン６０の間で駆動パスを生成するエピサイクリック減速ギアボックスである。モーターは、駆動パスの入力シャフトを駆動する電気モーターである。駆動パスの出力シャフト（又は駆動シャフト）は、入力シャフトと同軸であり、さらに、モーターの回転軸とも同軸である。駆動ピニオン６０は、出力シャフトに搭載される。

図３に示すように、スライダー１２ｂの基部に対して剛性連結されると共にピボット軸５７に関して回転可能にモーター５２に接続されるブラケット５６により、駆動システム５０が支持される。取り付けブラケット５６は、心棒１４の下に延在し、スライダー上の縦帆取り付け位置にてそれぞれ取り付けピンによって取り付けられている。取り付けピンにより、着陸装置からブラケットをすぐに取り外すことができる。これに代えて、駆動システム５０は、上側伸縮部１２ａ（メインフィッティング）又は心棒１４に対して取り付けることもできる。図６に示すように、ブラケット５６はスライダーの基部におけるジャッキ位置にアクセス可能とする開口８４を含む。

ギアボックス７０は、ハウジング（又はケーシング）８４を有しており、かかるハウジング８４の片側にモーター５２が固定されており、反対側から駆動ピニオン６０を有する出力シャフトが突き出している。ハウジング８４は、５７にて取り付けブラケット５６に対して回転可能に取り付けられている突出部を有する。モーター５２及びギアボックス７０は、ハウジング内に収容されており、これらの内部の部品は、誤動作の原因となりうる塵等の外的な汚染から保護されている。

線形位置決めアクチュエータ５８は、ブラケット５６（の心棒１４に最も近い端部）とモーター５２との間に延在している。かかる位置決めアクチュエータは、第１端部３０及び第２端部３２を有する。第１端部３０は、被駆動ギア２０の回転軸３８から所定距離離間したピボット軸３４と回転接続しており、第２端部３２は、駆動ピニオン６０の回転軸４０から所定距離離間したピボット軸３６と回転接続している。従って、アクチュエータ５８の線形動作は、駆動ピニオン６０のピボット５７に関する回転動作、さらに言えば、ピボット５７に関する駆動ピニオンの回転軸の動作に変換される。従って、駆動ピニオン６０は、駆動ピニオン（スプロケット）６０が被駆動ギア（ローラーギア３４）に係合する第１の配置（図３）と、駆動ピニオン６０が被駆動ギアと係合しない第２の配置（図４）との間で回転する。

位置決めアクチュエータ５８は、例えば、液圧アクチュエータ、電気機械アクチュエータ（ＥＭＡ）、又は電気液圧アクチュエータ（ＥＨＡ）であり得る。

図５及び６に好適例を示すように、駆動システム５０は、第１に重力（航空機が反転していない場合）、第２に付勢部材（本例ではねじりバネ８８）により、第２の配置（被係合状態）にある。ねじりバネ８８は、実質的にピボット軸５７に対して略中心が一致するように形成されている。ねじりバネ８８は、ブラケット５６から突出するピン９０に対向する第１の開放端部（flying end）と駆動システム５０から突出するピン９２に対向する第２の開放端部とを有する。バネ及び重力の付勢力の下、駆動システム５０上の端部止め９４延部は、着陸装置の下部においてブラケット５６に対向しており、ピボット軸５７に関して駆動システム５０が過剰に回転することを防止している。

線形アクチュエータ５８は、駆動ピニオン６０と被駆動ギア２０との間で略一定の負荷を印加するように、力（又は電流）により制御可能であり、これにより、駆動システム５０の種々の構成部品を若干変更することができると共に、不必要に分離することを防止することができる。振動及び衝撃負荷、並びにシステムの構造／動力学を考慮した定格荷重は、アクチュエータ及び／又はベアリングに対する更なる負荷を低減するように最適化することができる。

アクチュエータ５８は、駆動ピニオン６０及び被駆動ギア２０の間における最終トランスミッションの歪み／変形に整合するように、モータートルク要求を用いて力により制御することが可能である。力のフィードバックを用いて、アクチュエータ位置を閉ループ制御することができる。力のフィードバックが不要であると共に、アクチュエータを開ループ制御することができれば、センサ要求が少なくなり、システムの信頼性が向上する。堅牢な噛合係合を確実にしながらも磨耗を抑えるために、モータートルクにマージンをプラスした値に応じて、負荷を設定することができる。アクチュエータが係合しているか否かを確認するためにアクチュエータ位置センサが必要である。可変差動変圧器のような回転位置センサ９６、又は線形可変差動変圧器のような線形位置センサ（図示しない）をアクチュエータ内に植設して、係合中のアクチュエータの制御ループに用いることができる。

追加的又は代替的に、機械的止め部を用いて、被駆動ギア上の駆動ピニオンに過剰な負荷が印加されることを予防することができる。かかる止め部は、位置決めアクチュエータ内、あるいはモーター／ギアボックスとブラケットとの間に配設されうる。

係合中、駆動ピニオン６０及び被駆動ギア２０の慣性（速度）は、利用可能なモーター速度フィードバックにより（スプロケット速度に）合わせるが、この際、航空機の回転計（図示しない）又は、ローラーを対象とする誘導センサのような独立したローラーギア速度センサの何れかを用いることができる。

ＥＨＡ又はＥＭＡを用いた場合よりも、係合配置における駆動ピニオン６０により被駆動ギア２０に対して印加される負荷の適合性が高いため、液圧式位置決めアクチュエータが好ましい。この適合性は、負荷の制御や、制振を実現して、被駆動ギアとスプロケットとの係合に過剰な負荷を与えないようにすることができる。位置決めアクチュエータは、バックドライブ可能であることが好ましく、これにより、位置決めアクチュエータにおける失敗事象の際や、その制御において、駆動システムが第２の配置に戻ることができるようになる。さらに、アクチュエータ５８はロックダウン装置を含んでおり、離着陸及び飛行中に駆動システムを第２（被係合）配置に保持することができる。位置決めアクチュエータ及びロックダウンについては、図８〜１４を参照して以下にさらに詳細に説明する。

図２〜６の駆動システムでは、駆動ピニオン６０を、２つの同軸縦列スプロケット歯として構成し、被駆動ギア２０を２列の同軸ローラー列を有するローラーとして構成し、ギアボックス７０をエピサイクリックギアボックスとして構成して例示するが、他の駆動システムを様々な態様で実装することが可能である。

例えば、図７に示す実施形態では、スプロケット（駆動ピニオン）６０を２つの同軸ローラーリングを有するローラーギア駆動ピニオン６４によって置き換え、ローラーギア３４（被駆動ギア）を２つのスプロケット歯の同軸リングを有するスプロケット６６によって置き換える。ローラーギア６４は、ローラーギア３４と同様に構成されていても良いが、もちろん、直径はローラーギア３４よりも格段に小さく、ローラー数も少ない。いずれの実施形態においても、ローラーギアは、一列のスプロケット歯を有するスプロケット（図示しない）として形成される被駆動ギアと係合させるためのシングルのローラーリングを有するローラーチェーン又はローラーギアとして形成されることが可能である。さらに、駆動ピニオン及び駆動ギアは、位置決めアクチュエータ５８により噛合係合状態と非係合状態との間を移動することが可能な平歯車又はその他のタイプの有歯のギアとして形成可能である。

図７に示す実施形態では、エピサイクリックギアボックス７０は並軸ギアボックス７０ａにより置換されている。かかる実施形態では、ブラケット５６ａは、半月クランプを含む２つのラグを含んでおり、これにより、ブラケット５６ａを心棒１４に対して迅速に着脱可能である。モーター５２は、例えば、ボルト接続により、ブラケット５６ａに対して固定的に連結されている。ギアボックス７０ａは、各減速段階にて噛合係合する平歯車を有する２段階の並軸ギアボックスである。

２段階並軸ギアボックス７０ａは、ブラケット５６ａに関してピボット回転可能に取り付けられているハウジング８４ａ内に収容されている。このようにして、モーター５２をブラケット５６ａに対して固定するとともに、ギアボックス７０ａがブラケット５６ａに関して回転できるようにする。従って、位置決めアクチュエータ５８により動かされる体積は、図２〜６に示した、モーター及びエピサイクリックギアボックス７０が両方とも位置決めアクチュエータ５８により動かされる実施形態よりも小さくなる。当然、図７に係る実施形態における並軸ギアボックスに代えて、エピサイクリックギアボックスを使用したり、図２〜６の実施形態におけるエピサイクリックギアボックスに代えて並軸ギアボックスを使用したりすることが可能である。エピサイクリックギアボックスは設計上整っているが、並軸ギアボックスは回転のピニオン軸とピボット軸５７との角度調節のための設計自由度がより高い。

図示した実施形態では、被駆動ギア及び駆動ピニオンは複数の同軸ローラー／スプロケット列を有するとしたが、１つ又は３つ以上の同軸ローラー／スプロケット列を設けることが可能である。ローラー／スプロケット列の数を増やすことで、各ローラー／スプロケット列に対する負荷を軽減することができる。

図１３に示す構成と同様に、第３実施形態の被駆動ギア２０を、例えば、ラバーブッシュのような弾性インターフェースを介して車輪に固定して、車輪を変形させる負荷を被駆動ギアに入力されることを遮断することもできる。

図示した実施形態では、着陸装置１０は２つの車輪を有し、これらのうちの１つのみを駆動するとしたが、航空機の中心ラインに関して、２つの着陸ギアの外側の車輪を航空機の駆動車輪としても良い。また、内側の車輪を駆動しても良い。当然、可能性として、一方を外側車輪駆動として、他方を内側車輪駆動とすることも想定されうるが、稀である。外側車輪だけ、内側車輪だけを駆動させる場合、駆動システムをマニュアルで取り付ける（be handed）必要があるため、コスト上の問題がある。駆動システム５０の共通性を最大化するために、駆動システム５０は、アクチュエータ５８に対する取り付けラグをエピサイクリックギアボックスの両端に備えることができ、端部止め部９４も両側に設けることができる。これらのマイナーな変更により、駆動システム５０を航空機の両側に取り付けることができる。かかる目的のためには、並軸ギアボックスよりもエピサイクリックギアボックスを使用することが好ましい。

図８は、付勢素子が図５に示したようなねじりバネ８８ではなく、板バネ８９として構成されている変形例を示す図である板バネ８９は、一端がブラケット５６に対して回転可能に連結されており、他端がモーター／ギアボックスハウジングに対して回転可能に連結されている。板バネ８９は、ピボット５７の上を横切って延在する。モーター／ギアボックスに関して固定された止め部９４Ａは、ブラケット５６上の対応する止め部９４Ｂに対向しており、駆動システム５０が第２の配置（非係合状態）にシフトするときに、モーター／ギアボックスがピボット５７に関して過剰に回転しないようにする。

図９は、付勢素子が圧縮バネ８７として構成されている変形例を示す図である。圧縮バネは、一端がブラケット５６に対して回転可能に連結されており、他端が駆動システム５０のモーター／ギアボックスハウジングに対して回転可能に連結されている。圧縮バネは、駆動システムが第１の（係合）配置にシフトする際に座屈（bucking）しないように、伸縮ガイド９１により抑えられている。

図９に示す実施形態では、位置決めアクチュエータはセルフロッキングアクチュエータ５８Ａとして構成されている。セルフロッキングアクチュエータは、上述した位置決めアクチュエータ５８と同様に、液圧アクチュエータ、電気機械アクチュエータ（ＥＭＡ）、又は電気液圧アクチュエータ（ＥＨＡ）でありうる。セルフロッキングアクチュエータ５８Ａは、アクチュエータ５８とは、駆動システム５０の非係合状態の第２の配置に対応する伸長位置においてセルフロックする点で異なる。セルフロッキングアクチュエータは、収縮コマンドを受けると、アンロックする。様々なセルフロッキングアクチュエータが本技術分野において既知であり、本目的のために使用することができる。セルフロッキングアクチュエータが液圧アクチュエータであれば、ロッキングのための機構は、例えば、Ｈｅｌｍ Ｊら著、「ロッキングアクチュエータの現在とこれから（Locking actuators today and beyond）」、SAE Technical Paper 881434、１９８８年に記載されているような、ボールロック、フィンガーロック、一段階セグメントロック、又はリングロックを備えうる。液圧セルフロッキングアクチュエータの場合、ロッキング機構は、液圧がアクチュエータに対して印加された際に解錠する。類似のタイプのセルフロッキング機構を電気液圧アクチュエータ又は電気機械アクチュエータと組み合わせて使用することができる。電気機械アクチュエータが当該アクチュエータ内のセルフロッキング機構を解錠する場合、液圧によることなく、機械的に解錠を行う。

セルフロッキングアクチュエータにより、駆動システム５０のモーター／ギアボックスを、非係合状態の第２の配置で確実にロックすることができる。圧縮バネ８７（又は変形例にて使用可能な、板バネ８９及びねじりバネ８８）のリターンバネ負荷、及び位置決めアクチュエータ５８Ａに対する負荷は、ピボット軸５７に関するこれらの部品の方向により達成される機械的な利点に起因して、有利に低い。しかし、セルフロッキングアクチュエータには、ロッキング機構を即座に検査することができないという欠点があるため、欠陥モニタリング及び検出システムが必要となり、重量及びコストが増加し、また、システムが複雑化する。使用されるロッキング機構に応じて、全ての可能性のある欠陥をモニタリング及び検出することができないので、冗長系も備えることが必要となる。

図８及び９に図示したように、液圧アクチュエータ５８、５８Ａは、ピストンの両端部に、それぞれ、端部３０に最も近い円筒部分と、端部３２に最も近い環状部分とを有する。駆動システム５０の係合は、アクチュエータの環状部分を加圧して液圧アクチュエータ５８、５８Ａを引っ込ませることにより実現する。結果的に、液圧アクチュエータは、円筒部分又は環状部分の何れかをアクチュエータの伸長又は収縮のために加圧するように、デュアル作動する。デュアル作動する液圧アクチュエータは、２つの液圧ラインを必要とするので、単作動の液圧アクチュエータよりも、高重量化すると共に制御が複雑化する。典型的に、一方の部分を加圧すると他方の部分は低圧の戻りラインに接続されることで減圧される。

セルフロッキング位置決めアクチュエータ５８Ａに代えて、（非セルフロキング）位置決めアクチュエータ５８に対して外付けロック機構を設けることができる。図１０は、セルフラッチフック及びピンロック機構として構成されている外付けロック装置９３が設けられている変形例を示す図である。当然、外付けロック装置９３は、セルフロッキングアクチュエータ５８Ａと組み合わせて使用して、更なるレベルの冗長系を構成しても良い。

外付けロック装置９３を、図１１及び１２にさらに詳細に示す。セルフラッチフック及びピンロック機構は、ピボット１０２について回転可能に搭載されたフック１００を備える。フック１００は、モーター／ギアボックスと共に、ピボット５７に関して移動するために、レバーアームに対して固定されているピン１０４と係合する顎を有している。図１１は、外付けロック装置９３が開いた状態を図示し、図１２は外付けロック装置が閉じた状態を図示する。開いた状態は、駆動システム５０の係合状態に対応し、閉じた状態は、駆動システムの非係合状態に対応する。

開いた状態では、引張ばね１０６はフック１００をフック止め１０８に対して付勢する。外付けロック装置９３は、一端１１２を旋回軸とするとともに、他端にローラー１１４を有する回転ロックレバー１１０をさらに含む。開いた状態では、ローラー１１４はフックのカム部分１１６の外にて止まっている。ピン１０４がフック１００の顎内に移動するときには、ロックレバー１１０の端部のローラー１１４が引張ばね１０６により引っ張られ、フック１００のカム部分１１６と係合するまで、フックがピボット１０２に関して回転する。ロックレバー１１０により、フック１００を一旦係合させると、ピン１０４はフック１００により拘束された状態に保持され、ロックレバー１１０が解放されるまでフック１００の顎の外に移動することができない。

解錠アクチュエータ１１８は、伸長してロックレバーと係合するように構成されており、かかる係合によりロックレバー１１０が図１２に示すようにローラー１１４がフックのカム部分１１６の外に出るまでピボット軸１１２に関して反時計回りし、フック１００がピボット１０２に関して回転して図１２に示すような開いた状態として、これにより、ピン１０４がフック１００の顎の外に出る動きが可能となる。ロック装置９３は、さらに近接センサ１２０及び対象１２２を含み、ロックレバー１１０の位置をモニタリングする。

セルフロッキングアクチュエータに関しては上述したが、外付けロック装置９３は、位置決めアクチュエータにおける失敗事象に鈍感であるため、ロック機構は視覚的に検査されうる。さらに、外付けロック装置９３は比較的ロバストであるため、セルフロッキングアクチュエータ５８Ａよりもより信頼性が高い。外付けロック装置９３は、非係合状態（第２の配置）で駆動システム５０をロックするという性能の点でセルフロッキングアクチュエータと同様の利点を有する。それにもかかわらず、外付けロック装置の装着により、セルフロッキングアクチュエータよりも重量が増す。

図１０〜１２に示す実施形態では、位置決めアクチュエータ５８及びロック装置９３の解錠アクチュエータ１１８は液圧作動するものとした。有利には、解錠アクチュエータ１１８は、位置決めアクチュエータに供給する液圧ライン９５に対して直接接続可能であることが好ましく、これにより解錠アクチュエータ１１８を追加で制御する必要が無くなる。位置決めアクチュエータ５８が駆動システム５０と係合するようにコマンドを受けると、解錠アクチュエータ１１８は駆動ピニオン６０を解放してピボット軸５７に関して旋回させる。

図１０に示す実施形態では、図８に示す実施形態における板バネ８９又は図２〜６に示す実施形態におけるねじりバネを、圧縮バネ８７に代えて用いることができる。さらに、アクチュエータ５８は、バックドライブ可能である電気液圧アクチュエータ又は電気機械アクチュエータを、図示した液圧アクチュエータに代えて使用することも可能である。同様に、解錠アクチュエータ１１８は、上述の液圧アクチュエータではなく、電気液圧アクチュエータ又は電気機械アクチュエータであっても良い。

デュアル作動の液圧位置決めアクチュエータに代えて、位置決めアクチュエータの全断面側を残して、液密ガス透過性膜によりアクチュエータの全断面を大気に排気可能とすると共に水及び汚染物質の浸入を回避することで、単作動のアクチュエータ（単独液圧供給）を使用可能である。それにも関わらず、湿った空気がアクチュエータ内に進入しうるため、腐食を避けるとともに、湿った空気が濃縮されることにより飛行中に氷が形成されることに対処するために、材料を慎重に選択する必要がある。

更なる変形例にかかる位置決めアクチュエータを図１３及び１４に示すが、かかるアクチュエータは、アクチュエータが単独の液圧供給ライン（単作動）で収縮可能となるように構成されている断面積が不均一な２つの環状部分を有する。

アクチュエータ５８Ｂは、２つのロッド１５０、１５１を含み、これにより、ピストンが２つの環状部分１５２、１５３を有することができる。かかるピストンは、液圧路１５４がピストンの両側を単独の液圧ポート１５５を用いて加圧可能であることを特徴とする。ロッド１５０、１５１は直径が異なり、圧力が印加されたときにアクチュエータの環状部分が効率的に収縮できるように調節されている。追加のロッドが存在するため、シリンダーは、２つの気密ヘッド及び２セットの気密部材を備えることを特徴とする。

位置決めアクチュエータ５８Ｂは、上述した位置決めアクチュエータ５８、５８Ａのいずれに代えても用いることができる。

本発明について１又は複数の好適実施形態を参照して説明してきたが、添付の特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変更又は改変を加えることができる。

Claims (30)

1. 航空機着陸装置の車輪を回転させるための駆動システムであって、該駆動システムは、駆動ピニオンを回転させるために操作可能なモーターと、前記車輪に対して取り付けられるように適合された非駆動ギアとを備え、
   前記駆動システムは、前記モーターにより被駆動ギアを駆動可能にするために前記駆動ピニオンが被駆動ギアと噛合い可能である第１の配置と、前記駆動ピニオンが前記被駆動ギアと噛合い不可能である第２の配置とを有し、
   前記駆動システムは、前記駆動ピニオンを前記被駆動ギアに対して移動させるための線形位置決めアクチュエータをさらに備え、
   前記位置決めアクチュエータは第１の端部及び第２の端部を有し、前記第１の端部は、被駆動ギアの回転軸から所定距離離間して配置されたピボット軸とピボット連結しており、前記第２の端部は、前記駆動ピニオンの回転軸から所定距離離間して配置されたピボット軸とピボット連結する、駆動システム。
2. 前記位置決めアクチュエータは液圧シリンダーを含む、請求項１に記載の駆動システム。
3. 前記液圧シリンダーは、デュアル作動である、請求項２に記載の駆動システム。
4. 前記液圧シリンダーは単作動である、請求項２に記載の駆動システム。
5. 前記液圧シリンダーは、ピストンの一端に環状部分を有し、前記ピストンの他端に円筒部分を有し、前記円筒部分は減圧される、請求項４に記載の駆動システム。
6. 前記減圧された部分は、液密ガス透過性膜を介して排気可能である、請求項５に記載の駆動システム。
7. 前記液圧シリンダーは、第１ロッド及び第２ロッドを有し、該第１及び第２ロッドの間に２つの環状部分を形成し、前記２つの環状部分は単独の液圧ポートに流体結合されている、請求項４に記載の駆動システム。
8. 前記２つの環状部分は、２つの不均一な領域を有する、請求項７に記載の駆動システム。
9. 前記位置決めアクチュエータは、セルフロッキングアクチュエータである、請求項１〜８の何れか一項に記載の駆動システム。
10. 前記セルフロッキングアクチュエータは、前記駆動システムを前記第２の配置でロックするように構成されている、請求項９に記載の駆動システム。
11. 前記位置決めアクチュエータに対して外付けされた、前記第２の配置にて前記駆動システムをロックするためのロック装置をさらに備える、請求項１〜１０の何れか一項に記載の駆動システム。
12. 前記ロック装置を解放するように構成された解錠アクチュエータをさらに備える、請求項１１に記載の駆動システム。
13. 前記解錠アクチュエータは、前記位置決めアクチュエータが前記駆動ピニオンを前記第２の配置から前記第１の配置に移動させるようにコマンドを受けると、前記ロック装置を解放するように構成されている、請求項１２に記載の駆動システム。
14. 前記解錠アクチュエータは、液圧シリンダーを含む、請求項１２又は１３に記載の駆動システム。
15. 前記液圧解錠アクチュエータ及び前記液圧位置決めアクチュエータは、共通の液圧供給に結合されている、請求項２を引用する請求項１４に記載の駆動システム。
16. 前記ロック装置は、機械ロックレバーを含む、請求項１１〜１５の何れか一項に記載の駆動システム。
17. 前記ロック装置は、前記航空機着陸装置に対して旋回可能に取り付けられたフックと、前記駆動ピニオンの回転軸から所定距離離間して配置されたピンとを備え、前記フックは、前記ピンが前記フックにより拘束されたロック位置と、前記ピンが前記フックに対して移動可能な解錠位置との間で移動可能である、請求項１６に記載の駆動システム。
18. ロック位置及び解錠位置の間で移動可能なラッチをさらに含み、前記ロック位置における前記ラッチは前記フックと係合し、前記フックが旋回動作できないようになっており、前記解錠位置における前記ラッチは前記フックの旋回動作を許容する、請求項１７に記載の駆動システム。
19. 前記解錠アクチュエータは前記ラッチに結合して、前記フックから前記ラッチを外す、請求項１２を引用する請求項１８に記載の駆動システム。
20. 前記位置決めアクチュエータはバックドライブ可能である、請求項１〜１９の何れか一項に記載の駆動システム。
21. 前記駆動システムを前記第２の配置に付勢するための付勢素子をさらに含む、請求項１〜２０の何れか一項に記載の駆動システム。
22. 前記付勢素子は少なくとも一つのバネを含む、請求項２１に記載の駆動システム。
23. 前記バネは板バネである請求項２２に記載の駆動システム。
24. 前記バネは圧縮バネである、請求項２３に記載の駆動システム。
25. 前記圧縮バネは前記バネの座屈を予防するガイドにより抑えられている、請求項２４に記載の駆動システム。
26. 前記駆動ピニオン及び前記被駆動ギアのうちの一方はスプロケットを含み、他方は、リングを形成するように構成された一連のローラーを含み、各ローラーが前記駆動ピニオン又は前記被駆動ギアの回転軸から所定距離にあるローラー軸に関して、それぞれ回転可能である、請求項１〜２５の何れか一項に記載の駆動システム。
27. 前記車輪は航空機を地上タキシング及び／又は着陸前にスピンアップするために駆動可能である、請求項１〜２６の何れか一項に記載の駆動システム。
28. 前記モーターはモーター／発電機であり、発電機として動作するときに、前記車輪に対してブレーキトルクを印加するように構成されている、請求項１〜２７の何れか一項に記載の駆動システム。
29. 前記被駆動ギアは、前記車輪のハブ、好ましくは前記ハブの外側リムに取り付けられるように適合されている、請求項１〜２８の何れか一項に記載の駆動システム。
30. 請求項１〜２９の何れか一項に記載の駆動システムを有する航空機着陸装置。