JP2002154485A - 航空機用着陸装置及び航空機用タイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 着陸時におけるタイヤの摩耗を軽減し、タイ
ヤの寿命向上を図ることができる航空機用着陸装置を提
供する。 【解決手段】 空気流から受ける力を車輪１２に与えて
車輪１２を回転させる回転装置２０（フィン２１、カバ
ー２２）を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、航空機の離着陸滑
走時に地上に接地される車輪を備える航空機用着陸装
置、及び航空機用タイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】航空機が離着陸したり地上滑走する際に
用いられる航空機用着陸装置は、着陸時の衝撃荷重を吸
収する緩衝装置、地上滑走するための車輪、及び制動用
のブレーキ系統等を備えて構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】航空機用着陸装置の車
輪は、主としてホイールとタイヤとからなる。航空機用
のタイヤは、離着陸滑走で摩耗し、例えば大型ジェット
機では、１００〜２００回程度の離着陸で周面の溝（ト
レッド）がなくなる。航空機用着陸装置では、通常、車
輪を回転させるための駆動装置を備えていないことか
ら、空中では車輪は非回転状態にある。そのため、特に
着陸時において、タイヤが地表に接地したときにタイヤ
と地表との間で激しい摩擦が起こり、タイヤの摩耗が進
みやすい。

【０００４】本発明は、上述する事情に鑑みてなされた
ものであり、着陸時におけるタイヤの摩耗を軽減し、タ
イヤの寿命向上を図ることができる航空機用着陸装置、
及び着陸時に摩耗しにくい航空機用タイヤを提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明は、航空機の離着陸滑走時に地上に接地
される車輪を備える航空機用着陸装置において、空気流
から受ける力を前記車輪に与えて前記車輪を回転させる
回転装置を備えることを特徴としている。この着陸装置
では、回転装置により、着陸前に、空気流から受ける力
を用いて車輪を回転させることが可能である。この車輪
の回転により、タイヤの接地路面と地表との間の相対速
度が小さくなり、着陸時におけるタイヤの摩耗が軽減さ
れる。この場合において、前記回転装置は、前記車輪の
側面上で周方向に並べて配設される複数のフィンを有し
てもよい。この場合、フィンで受けた空気流からの力
が、車輪に対して回転力として作用する。また、この場
合において、前記複数のフィンは、例えば、車輪のホイ
ール及びタイヤのうちの少なくとも一方に配設されると
よい。また、前記複数のフィンは、折りたたみ自在もし
くは伸縮自在に配設されてもよい。この場合、機内のス
ペースに車輪を効率的に収容することが可能となる。こ
の場合において、前記複数のフィンを、ゴム等の弾性体
とすることにより、フィンを容易に伸縮自在とすること
ができる。また、前記回転装置は、前記複数のフィンの
うちの一部のフィンを前記空気流から隠すカバーを有し
てもよい。この場合、空気流を受けるフィンを限定する
ことにより、効果的に回転力を車輪に作用させることが
可能となる。この場合において、前記カバーは、前記複
数のフィンのうちの少なくとも前記車輪の軸心よりも上
方に配されるフィンを前記空気流から隠すように配設す
るのが好ましい。

【０００６】また、本発明は、航空機の離着陸滑走時に
地上に接地される車輪に用いられる航空機用タイヤにお
いて、空気流から受ける力を回転力に変換するための複
数のフィンまたは複数の溝を有することを特徴としてい
る。この航空機用タイヤは、複数のフィンまたは複数の
溝により、航空機の着陸時、空気流から力を受けて回転
することが可能となる。この回転により、接地路面と地
表との間の相対速度が小さくなり、着陸時における摩耗
が軽減される。この場合において、前記複数のフィンま
たは前記複数の溝は、側面上で周方向に並べて配設され
ていることにより、空気流から受ける力を効果的に回転
力に変換することが可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る航空機用着陸
装置の実施の形態について図面を参照して説明する。図
１は、本発明の着陸装置をセスナ機などの小型航空機に
適用した例を示している。着陸装置１０は、着陸時の衝
撃荷重を吸収するダンパー等を備える緩衝装置１１、地
上滑走の際に地上に接地される車輪１２、等を備えて構
成されている。着陸装置が航空機の機体に設置され、そ
の車輪が地上に接地することにより、機体の荷重が支持
される。なお、車輪１２は、主としてホイール１３とタ
イヤ１４とからなる。

【０００８】本発明の着陸装置は、機体の飛行中に空気
流から受ける力を車輪に与えて着陸前に車輪を回転させ
るための回転装置を備えている。本実施形態では、回転
装置２０は、車輪１２の側面上で周方向に並べて配設さ
れる複数のフィン２１と、この複数のフィン２１のうち
の一部のフィンを覆うように配設されるカバー２２とを
備えて構成されている。

【０００９】本実施形態では、複数のフィン２１は、図
２に示すように、ホイール１３を構成するホイールキャ
ップ１３ａの一面上に軸心方向に突出状態に配設されて
いる。フィン２１の材質としては、比重が小さくて軽い
もの、例えばアルミニウム合金やチタン合金などの軽金
属、樹脂、あるいはセラミックなどが好ましく用いられ
る。また、複数のフィン２１は、各々が略翼状に形成さ
れるとともに、各々がホイールキャップ１３ａの径方向
に延在し、ホイールキャップ１３ａの一面上で周方向に
所定のピッチで互いに離間して配設される。複数のフィ
ン２１の形状や配設状態は、フィンの翼面に受ける空気
流の力が車輪１２の回転方向の力に効率的に変換される
ように、数値流体力学や風洞実験によって設計される。
なお、ホイールキャップ１３ａは、ネジ等の固定部材や
嵌合によりホイール１３に脱着自在に固定される。

【００１０】図１に戻り、回転装置２０のカバー２２
は、車輪１２を支持する支持部としての支柱１５に固定
され、上記した複数のフィン２１のうちの少なくとも車
輪１２の軸心よりも上方に配されるフィンを機体の進行
方向前方から隠すように配設されている。このカバー２
２の材質も上記したフィン２１と同様に、比重が小さく
て軽いもの、例えばアルミニウム合金やチタン合金など
の軽金属、樹脂、あるいはセラミックなどが好ましく用
いられる。また、カバー２２の形状や配設状態は、空気
流に対するカバー２２の抵抗ができるだけ小さくなるよ
うに設計される。

【００１１】図３は、空気流を有する空間に上記した回
転装置２０を備えた着陸装置１０を配した様子を模式的
に示している。この図３に示すように、車輪１２の前方
から後方に向かって流れる空気は、車輪１２の側面上に
突出状態に配設されたフィン２１に衝突する。各フィン
２１は、径方向に延在して配設されているので、各フィ
ン２１が翼面で受けた空気流からの力（運動エネルギ
ー）は、車輪１２に対して回転方向に作用する。また、
車輪１２の軸心よりも上方に配されるフィン２１がカバ
ー２２によって覆われていることから、車輪１２の軸心
よりも上方を流れる空気は、カバー２２に沿って流れ、
フィン２１への衝突が回避される。そのため、主として
車輪１２の軸心よりも下方のフィンに対して空気が衝突
し、この下方のフィンで受けた空気流の力により、車輪
１２に対して回転力Ｒｆが作用する。なお、この回転力
Ｒｆは、車輪１２の下面（タイヤ１４の接地路面）が空
気の流れに沿って移動（回転）する方向に作用する。

【００１２】航空機の飛行中において、機体の周囲に
は、主として機体の進行方向に対向する方向に空気流が
生じる。そのため、上述した着陸装置１０の車輪１２が
その空気流の中に配されると、その空気流から受ける力
が回転装置２０を介して車輪１２に対して回転力として
作用する。通常、車輪は、少なくとも着陸前には、上記
した空気流中に配される。したがって、ブレーキ系統等
による車輪に対する制動状態が開放されていれば、上記
した回転力により、着陸前に、着陸装置１０の車輪１２
を回転させることが可能となる。

【００１３】この場合、車輪１２の回転方向は、機体が
地上を滑走する際に回転する方向と同じである。したが
って、着陸前に車輪１２が回転することにより、タイヤ
１４の接地路面と地表との間の相対速度が小さくなる。
これにより、タイヤ１４が地表に接地したときのタイヤ
１４の摩耗が軽減される。なお、この着陸時のタイヤ１
４の摩耗軽減に伴い、タイヤ１４が接する滑走路の地表
の損傷が軽減したり、着地がスムーズとなり乗り心地が
改善したりといった効果が奏すると考えられる。

【００１４】着陸装置としては、飛行中に車輪を機体の
内部に収容する引き込み脚方式のもの、飛行中も車輪を
そのまま機体の外部に配する固定脚方式のもの等がある
が、いずれの方式においても、着陸の数分前には車輪が
機体の外部に配されることから、上記した回転装置を備
えることにより、タイヤの摩耗を軽減することが可能で
ある。なお、車輪の回転速度は、タイヤの接地路面の周
速が着陸速度に近いことが好ましいが、離れている場合
にも、着陸前に車輪が回転することによるタイヤの摩耗
軽減の効果は十分にあると考えられる。また、車輪の回
転速度は、車輪が空気流中に配されたときから徐々に大
きくなり、所定の時間の経過後に、略定常状態になると
考えられる。そのため、引き込み脚方式の場合、略定常
状態となるための時間分を見込んで、機体の外部に車輪
を出すタイミングを設定するようにするとよい。さら
に、引き込み脚方式の場合、車輪のフィンを折りたたみ
自在もしくは伸縮自在に設けておくと、限定された機内
のスペースに車輪を効率的に収容することが可能とな
る。この場合、例えばフィンをゴムなどの弾性体で形成
することにより、フィンを容易に伸縮自在とすることが
できる。

【００１５】図４は、本発明の着陸装置をジェット機な
どの大型航空機に適用した例を示している。本実施形態
では、一の着陸装置３０が複数の車輪３１，３２を有し
ており、複数の車輪３１，３２のそれぞれに、空気流か
ら受ける力を回転力として車輪に伝達するための複数の
フィン３３が配設されている。また、複数のフィン３３
は、車輪３１，３２の左右側面の両方の側面に配設され
ている。なお、符号３４はホイール、符号３５はタイヤ
をそれぞれ示している。

【００１６】大型航空機に用いられる車輪はその重量が
大きいために、回転を開始するには、大きな力を必要と
する。したがって、上記したように、車輪３１，３２の
両側面にフィン３３を設置するなど、空気流からより多
くの力を受けられるようにフィンを配置するとよい。

【００１７】また、この図４に示す着陸装置のように、
フィンの一部を空気流から隠すためのカバー（図１に示
すカバー２２）は、必ずしも備えなくてもよい。カバー
を備えない場合、軸心よりも上方のフィンに空気流が衝
突しても、所望の方向に車輪が回転するように、その回
転方向に凸となるようにフィンを湾曲させて形成した
り、車輪の側面上で半径方向に対して斜めに延在するよ
うにフィンを配設したりするなど、フィンの形状や配設
状態が適宜設計される。

【００１８】さらに、航空機には、通常、前脚、主脚
等、複数の箇所に車輪が配されていることから、各箇所
のそれぞれに上記したような回転装置を設けることによ
り、各車輪のそれぞれが着陸前に回転するようになる。

【００１９】また、複数のフィンが配設される箇所は、
上記した、ホイールキャップに限らない。例えば、図５
に示すように、ホイール３５のフランジ部分にフィン３
６を配設するようにしてもよい。さらに、ホイールに限
らず、タイヤに複数のフィンを配設するようにしてもよ
く、ホイールとタイヤの双方に複数のフィンを配設する
ようにしてもよい。

【００２０】図６は、上記した複数のフィンをタイヤに
配設した、本発明の航空機用タイヤの一例を示してい
る。このタイヤ４０には、複数のフィン４１が、側面
（両側面もしくは片方の側面）上で突出状態に周方向に
並べて配設されている。この複数のフィン４１は、例え
ば、タイヤの本体を製造する時に本体と同時に成型した
り、別体としてフィンを成型しておき、後でタイヤの本
体に設置したりすることにより配設される。

【００２１】このタイヤ４０は、前方から後方へ流れる
空気から受ける力が側面上の複数のフィン４１によって
回転力に変換されるので、航空機の着陸時、自分自身で
回転することが可能である。そして、この回転により、
航空機の着陸時において、接地路面と地表との間の相対
速度が小さくなり、着陸時における摩耗が軽減される。
また、複数のフィン４１は、着陸時等におけるタイヤ本
体の発熱を抑え、熱疲労を軽減するなど、放熱効果を有
する。

【００２２】なお、上記した実施形態において示した各
構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発
明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づ
き種々変更可能である。上記した各実施形態では、複数
のフィンを車輪の側面に配設することにより、空気流か
ら受ける力を回転力として車輪に与える構成としている
が、本発明は、この構成に限定されるものではない。例
えば、空気流を用いて車輪を回転させる回転装置の他の
構成として、回転自在に支持される回転軸と、この回転
軸の周りに配され、軸方向の空気流により回転軸周りの
力を発生する複数の羽根状部材と、回転軸の回転を車輪
に伝達する伝達機構とを有する構成としてもよい。この
回転装置を備える着陸装置では、羽根状部材で受けた空
気流の力が伝達機構を介して車輪に伝達される。この構
成によれば、回転装置の設置場所に制約が少ないという
利点を有する。これに対して、上記した各実施形態で
は、複数のフィンを車輪の側面に配設する構成であるこ
とから、複雑な機構を必要とせず、空気流から受けた力
を少ない損失で回転力として車輪に直接的に伝達するこ
とができるという利点を有する。

【００２３】また、車輪の側面に複数のフィンを配設す
る代わりに、車輪に溝を設けてもよい。例えば、空気流
から受ける力を回転力に変換する溝をタイヤの側面に配
設してもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る着陸
装置によれば、回転装置によって着陸前に車輪を回転さ
せることにより、着陸時におけるタイヤの摩耗を軽減
し、タイヤの寿命向上を図ることができる。また、本発
明に係る航空機用タイヤによれば、航空機の着陸時、空
気流からの力を複数のフィンまたは複数の溝に受けて自
ら回転することにより、着陸時における摩耗を軽減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る着陸装置の一実施形態における
構成の一部を示す斜視図である。

【図２】 車輪の構成を示す斜視図である。

【図３】 空気流を有する空間に着陸装置を配した様子
を示す模式図である。

【図４】 本発明に係る着陸装置の他の実施形態におけ
る構成の一部を示す斜視図である。

【図５】 ホイールのフランジ部分にフィンを配設した
例を示す概略的な断面図である。

【図６】 本発明に係る航空機用タイヤの一実施形態を
示す斜視図である。

【符号の説明】

Ｒｆ 回転力 １０，３０ 着陸装置 １２，３１，３２ 車輪 １３，３４ ホイール １４，３５，４０ タイヤ ２０ 回転装置 ２１，３３，３６，４１ フィン ２２ カバー

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 航空機の離着陸滑走時に地上に接地され
   る車輪を備える航空機用着陸装置において、 空気流から受ける力を前記車輪に与えて前記車輪を回転
   させる回転装置を備えることを特徴とする航空機用着陸
   装置。
2. 【請求項２】 前記回転装置は、前記車輪の側面上で周
   方向に並べて配設される複数のフィンを有することを特
   徴とする請求項１に記載の航空機用着陸装置。
3. 【請求項３】 前記複数のフィンは、車輪のホイール及
   びタイヤのうちの少なくとも一方に配設されることを特
   徴とする請求項２に記載の航空機用着陸装置。
4. 【請求項４】 前記複数のフィンは、折りたたみ自在も
   しくは伸縮自在に配設されることを特徴とする請求項２
   または請求項３に記載の航空機用着陸装置。
5. 【請求項５】 前記複数のフィンは、ゴム等の弾性体か
   らなることを特徴とする請求項４に記載の航空機用着陸
   装置。
6. 【請求項６】 前記回転装置は、前記複数のフィンのう
   ちの一部のフィンを前記空気流から隠すカバーを有する
   ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項
   に記載の航空機用着陸装置。
7. 【請求項７】 前記カバーは、前記複数のフィンのうち
   の少なくとも前記車輪の軸心よりも上方に配されるフィ
   ンを前記空気流から隠すように配設されることを特徴と
   する請求項６に記載の航空機用着陸装置。
8. 【請求項８】 航空機の離着陸滑走時に地上に接地され
   る車輪に用いられる航空機用タイヤにおいて、 空気流から受ける力を回転力に変換するための複数のフ
   ィンまたは複数の溝を有することを特徴とする航空機用
   タイヤ。
9. 【請求項９】 前記複数のフィンまたは前記複数の溝
   は、側面上で周方向に並べて配設されていることを特徴
   とする請求項８に記載の航空機用タイヤ。