JP2012101617A - 航空機用ボーディングブリッジドライブコラム可動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ボーディングブリッジのトンネルが傾斜しても、ドライブコラムが地面に対して常に鉛直方向に位置する状態とすることを目的とする。
【解決手段】乗客等が内部を移動可能なトンネルと、支柱と、支柱に取り付けられる駆動車輪とを備え、支柱は該トンネルの側面に回動可能に支持されるドライブコラムと、トンネルを水平に保持している際のドライブコラムの支柱の方向に対し、トンネルが傾斜した際のドライブコラムの支柱の傾斜角を検知して出力する傾斜センサと、傾斜センサの出力により、トンネルが傾斜した際のドライブコラムの支柱の傾斜を、トンネルを水平に保持している際のドライブコラムの支柱の方向に戻すアクチュエータとを備えることを特徴とするボーディングブリッジにより解決する
【選択図】図１

Description

この発明は、旅客用航空機に乗客が搭乗するために空港に設置され、航空機の乗降口に接合する航空機用ボーディングブリッジのドライブコラムの可動機構、およびそれを用いた航空機用ボーディングブリッジに関する。

旅客機などの航空機には、その側面に、乗客，乗員または作業員（以下、乗客等とよぶ）を機内に導入するための乗降口が配置され、乗降扉により開放または閉鎖される。乗客等が搭乗するために配置される空港ビルディング内の搭乗ゲートから航空機の乗降口までは航空機用ボーディングブリッジ（以下、「ＰＢＢ：Passenger Boarding Bridge」とよぶ）が、配置される。図７を参照して、ＰＢＢ１について説明する。図７は、ＰＢＢ１の全体を示した図である。

ＰＢＢ１は、ロタンダ２と、トンネル３と、キャブ４とからなる。ロタンダ２の一端は、空港ビルディングから突出するビルの一部である固定橋６を介して、または直接、空港ビルディングに取り付けられ、ロタンダ２の他端はトンネル３に接続されている。キャブ４は、航空機６０の乗降口とトンネル３とを接続する。トンネル３は、一端がロタンダ２に、他端がキャブ４に接続され、内部を乗客等が移動可能な中空構造であって、ロタンダ２中心に揺動可能である。トンネル３は、航空機６０がＰＢＢ１付近に駐機する際には収縮し、乗客等の搭乗や航空機に関連する作業で航空機６０に乗り込む必要が生じる際には伸張する。本明細書においては、トンネル３におけるキャブ４側をトンネル３の「先端」と、ロタンダ２側を「後端」とよぶ。

トンネル３は、一般に、先端側に位置する中空な第１トンネル部３ａと、第１トンネル部３ａの後端側に位置する中空な第二トンネル部３ｂと、第二トンネル部３ｂの後端側に位置する中空な第三トンネル部３ｃとを具備する。なお、トンネル３は、設置される場所に応じて、第１トンネル部３ａと第二トンネル部３ｂとのみからなるように構成される場合もある。

第１トンネル部３ａの断面の各辺の内法は、第二トンネルの断面の各辺の内法よりも大きく構成され、第二トンネル３ｂは第１トンネル３ａの中空部に挿嵌される。同様に、第二トンネル部３ｂの断面の各辺の内法は、第三トンネル３ｃの断面の各辺の内法よりも大きく構成され、第三トンネル３ｃは第二トンネル３ｂの中空部に挿嵌される。

ＰＢＢ１の最先端側となる第１トンネル部３ａには、ドライブコラム５１が取り付けられている。ドライブコラム５１は、一対の支柱５２と、それぞれの支柱５２に取り付けられる駆動車輪５５とを具備する。それぞれの支柱５２は、第１トンネル部３ａの両側において、第１トンネル部３ａの長手方向と垂直に延在するように、取付部５３、５４により固定されている。一般に、好ましくは、支柱５２の長手方向の軸上のいずれかの位置に、第１トンネル部３ａの重心が位置するように配置されるものである。支柱５２の地面側には、走行装置として、駆動車輪５５が取り付けられている。駆動車輪５５の前進または後退により、第１トンネル部３ａが航空機６０に接近または離間するように移動する。第１トンネル部３ａの航空機６０への接近または離間するような移動により、第１トンネル部３ａへの第二トンネル部３ｂの挿嵌量，第二トンネル部３ｂへの第三トンネル部３ｃの挿嵌量を変化し、トンネル３が伸縮する。

また、ドライブコラム５１は昇降装置を具備し、航空機の乗降口高さに合わせて、第１トンネル部３ａの昇降を行う。たとえば、キャブ４の先端の高さが、約１．８メートルから５．５メートルまで昇降する。

しかし、小型機にＰＢＢ１を接合させようとする際には、キャブ４の高さを約２メートルぐらいまで低くする必要がある。ロタンダ２が高いと、航空機の乗降口との高さの差が大きいため、ロタンダ２の高さに対するキャブ４の先端側が低くなり、ＰＢＢ１が前傾状態となる。図８は、キャブ４の先端側が低くなった状態を示した図である。たとえば、小型機に装着する際には、ドライブコラム５１によりキャブ４を低い位置まで下げて、ドライブコラム５１を前傾姿勢のまま走行させる。この間、ＰＢＢ１のトンネル３が伸張する。その後、ドライブコラム５１を航空機６０の機体の手前で一旦停止させる。そして、キャブ４が航空機６０の乗降口と合致するように位置の微調整を行う。

このような場合、図８に示すとおり、鉛直方向に直立した状態のドライブコラム５１ｂであれば、その位置で車輪５５ｂが第１トンネル３ａの重心位置５６を支える。しかし、キャブ４を下げるために第１トンネル３ａを傾斜させると、ドライブコラム５１は第１トンネル３ａの長手方向に対して垂直に固定されているため、第１トンネル３ａの傾斜にしたがって、ドライブコラム５１も鉛直方向に対して先端側に傾斜する（ドライブコラム５１ａの状態）。このとき、車輪５５ａは、鉛直方向に直立した状態のドライブコラム５１ｂの位置に対して、第１トンネル３ａの重心位置５６よりも後端側に距離Ｄだけずれた箇所に位置する。
第１トンネル３ａの重心位置５６ａには、自重による鉛直方向下向きの荷重Ｗがかかっているため、第１トンネル３ａの荷重Ｗの第１トンネル３ａの長手方向成分Ｗａの荷重により、ドライブコラム５１を更に傾斜させる方向（図８において重心位置５６を中心とした反時計回りの方向）にドライブコラム５１を回転しようとするモーメントを生じる。この状態で、車輪５５ａが地面に対して固定されていないと、その車輪は、その回転モーメントによって、車輪位置５５ａよりもさらに距離ｄだけ後退した車輪位置５５ｃまで後退する。車輪位置が５５ｃまで後退することにより、第１トンネル３ａはドライブコラム５１の後退距離に応じて、収縮してしまう問題を生じる。

たとえば、車輪位置５５ａの位置で車輪５５にブレーキをかけて、第１トンネル３ａを傾斜させても、荷重Ｗにより生じる上記モーメントによる回転は防ぐことができるが、第１トンネル３ａを伸張させ、または更に傾斜させるように車輪５５のブレーキを解除した途端に、車輪５５が車輪位置５５ｃまで後退してしまう。第１トンネル３ａを伸張させ、または更に傾斜させようとした操作者にとっては、意図しないＰＢＢ１の収縮が発生したと感じる問題となる。すなわち、第１トンネル３ａが傾斜しているために前方に進行するような傾斜感覚を受けている操作者に対し、現実には航空機６０の乗降口から離れる後退方向にキャブ４が移動するという操作者の操作感覚のずれにつながる。

さらには、ＰＢＢ１の故障の原因にもつながる。支柱５２は、筒状の支柱外筒５２ａに内筒５２ｂが挿入される構造となっており、これにより伸縮が可能となる。上記のように、荷重Ｗによりドライブコラム５１に回転モーメントが働けば、内筒５２ｂの上部では内筒５２ｂが支柱外筒５２ａを前進側に押しつけ、一方、内筒５２ａの下部では内筒５２ａが支柱外筒５２ａを後退側に押しつけるように異なる向きの負荷が生じることとなり、材料の強度上の問題を生じる。
また、一般に、ＰＢＢ１では、作動中の故障を自動的に避けるために、まず電気的なリミッタを配置して動作を停止させ、電気的なリミッタをも超えた動作に対して機械的リミッタで動作を停止させるような二重の故障防止対策をとっている。すなわち、キャブ４の高さが低いまま、最収縮位置（電気的停止位置）まで戻した場合に、故障につながりかねない。この状態では、ＰＢＢ１の安全装置が働いて、種々の電気的リミッタ（インターロック）が作用して停止し、車輪５５は、図８の車輪位置５５ａに示めすように重心５６から距離Ｄの位置にあることになる。ここで、続いて、ＰＢＢ１を伸張させように操作すると、十分な前進駆動力が得られるまでは、前記現象により車輪位置５５ａよりもさらに後端側に距離ｄだけ離れた車輪位置５５ｃまで車輪５５が後退し、第１トンネル３ａが後退する。すでに電気的リミッタで停止している状態から第１トンネル３ａが後退すると、電気的リミッタ限界を超えて機械的リミッタ限界まで第１トンネル３ａが後退することになり、危険である。

この現象が生じることを操作者が知っていれば問題は無いが、ＰＢＢ１の安全設計の観点からは、運用者の知識によらずに不都合を防止する設計が求められる。すなわち、第１トンネル３ａの傾斜によって生じるドライブコラム５１を回転を防止して、ドライブコラム５１の車輪位置のずれを防止する必要がある。また、ドライブコラム５１の車輪位置のずれを防止して、支柱５２に異なる向きの負荷の発生を防ぐことができれば、昇降駆動部の不具合発生要素が減少し、部材のサイズダウンにもつながる。

本発明では、上記課題を、乗客等が内部を移動可能なトンネルと、支柱と、支柱に取り付けられる駆動車輪とを備え、支柱は該トンネルの側面に回動可能に支持されるドライブコラムと、トンネルを水平に保持している際のドライブコラムの支柱の方向に対し、トンネルが傾斜した際のドライブコラムの支柱の傾斜角を検知して出力する傾斜センサと、傾斜センサの出力により、トンネルが傾斜した際のドライブコラムの支柱の傾斜を、トンネルを水平に保持している際のドライブコラムの支柱の方向に戻すアクチュエータとを備えることを特徴とするボーディングブリッジにより解決するものである。

本発明により、ドライブコラムの昇降によりトンネルが傾斜しても、ドライブコラムが地面に対して常に鉛直方向に位置する状態とすることができる。

本発明のドライブコラムを具備したＰＢＢの先端側を示した図である。 本発明の第一の実施の形態のドライブコラムの主要部を示した図である。 本発明のドライブコラムのガイドプレートと上部ローラとを示した図である。 図３の断面Ａ−Ａを示したもので、ドライブコラムのガイドプレートとガイドローラの断面を示した図である。 本発明の第二の実施の形態のドライブコラムを示した図である。 本発明の第三の実施の形態のドライブコラムを示した図である。 従来のＰＢＢの全体を示した図である。 ドライブコラムを具備した従来のＰＢＢの先端側を示した図である。

（第１の実施の形態）
図１から図４を参照して、本発明のドライブコラム５を具備したＰＢＢ１について説明する。図１は、本発明のドライブコラム５を具備したＰＢＢ１の先端側を示した図である。図２は、特に、ドライブコラム５の主要な部分を拡大して示したものである。ＰＢＢ１は、図７に示す従来のＰＢＢ１のように、先端側がキャブ４に、後端側がロタンダ２に接続されている。ここでは、従来のＰＢＢ１と異なる点について説明する。ロタンダ２、トンネル３（第１トンネル３ａを含む）、キャブ４は従来のＰＢＢ１と同じである。

第１トンネル３ａには、ドライブコラム５が取り付けられている。ドライブコラム５は、従来のドライブコラム５１（図７）と同様に、一対の支柱７と、それぞれの支柱７に取り付けられる駆動車輪８を具備する。それぞれの支柱７は、第１トンネル３ａの側面の下部に配置されるヒンジ９を介して、第１トンネル３ａに対して相対的に回動可能に取り付けられ、第１トンネル３ａを支持している。一対の支柱７は、第１トンネル３ａの上側で連結され、支柱７同士が離れないようになっている。なお、ヒンジ９は、第１トンネル３ａの側面の下部に配置することが一般的であるが、支柱７上である限り、この箇所には限られない。支柱７には、傾斜センサ１０が取り付けられていて、鉛直方向に対する支柱７の傾斜角を検知し、それに対応して所定の電圧を発生する。ここでは説明の便宜上、支柱７の延在する方向を鉛直方向として説明しているが、傾斜センサ１０は、一般的に、第１トンネル３ａを水平に保持している際のドライブコラム５の支柱７の方向に対しての、第１トンネル３ａが傾斜した際のドライブコラム５の支柱７の傾斜角を検知して出力するものであればよい。

駆動車輪８は第１トンネル３ａの走行装置として、第１トンネル部３ａが航空機６０に接近または離間するように前進または後退し、第１トンネル部３ａへの第二トンネル部３ｂの挿嵌量，第二トンネル部３ｂへの第三トンネル部３ｃの挿嵌量が変化する。また、ドライブコラム５は昇降装置を具備し、航空機６０の乗降口高さに合わせて、第１トンネル部３ａの昇降が可能である。たとえば、キャブの先端高さで、約１．８メートルから５．５メートルまで昇降する。

図３および図４を参照して、ガイドローラ１１およびガイドレール１２について、説明する。図３は、ドライブコラム５のガイドレール１２とガイドローラ１１とを示した図である。図４は、図３の断面Ａ−Ａを示したもので、ドライブコラム５のガイドレール１２とガイドローラ１１の断面を示している。

第一トンネル３ａの側面にはガイドレール１２が取り付けられている。ガイドレール１２は、ヒンジ９を中心とした円弧に沿った形状部分を有する。ガイドレール１２としては、平板や、断面がレール形状を有するレール材や、断面がコの字型のチャンネル材などを使用することができる。
また、第一トンネル３ａの側面側の支柱７にはガイドローラ１１が取り付けられている。ガイドローラ１１は、ガイドローラプレート１１ｃと、ローラ１１ａと、ローラサポート１１ｂとを備える。ガイドローラプレート１１ｃは、支柱７の軸と垂直、かつガイドレール１２と平行に、ガイドローラプレート１１ｃに固定されている。ローラサポート１１ｂは、ローラ１１ａの回転面がガイドレール１２と接触するように、ローラ１１ａを回転可能に支持する。ローラサポート１１ｂは、ローラ１１ａの回転軸と垂直方向に延在するシャフト１１ｄを具備している。シャフト１１ｄには、雄螺子が刻設され、一方、ガイドローラプレート１１ｃには、雌螺子が刻設されている。シャフト１１ｄは、ガイドレール１２の円弧の接線方向にローラ１１が向くようにガイドローラプレート１１ｃに螺嵌されて、ロックナット１１ｅにより固定される。シャフト１１ｄの螺嵌位置とナット１１ｅの固定位置とを調整することにより、ガイドレール１２に対するローラ１１を押し付ける力を調節することができる。支柱７がヒンジ９を介して第１トンネル３ａに対して相対的に回動すると、ローラ１１ａは、ガイドレール１２に沿って、ヒンジ９まわりの円弧に沿った方向に移動することができる。

支柱７には、ピニオンギア１６が回転可能に取り付けられている。ピニオンギア１６は、電動モータ１４により、回転する。第１トンネル３ａには、ヒンジ９まわりの円弧に沿ってギア歯が刻設されているラックギア１３が取り付けられている。すなわち、ラックギア１３では、ドライブコラム５の回転方向に沿ってギア歯が刻設されている。すなわち、ピニオンギア１６は、ラックギア１３と係合している。電動モータ１４により、ピニオンギア１６が回転すると、ピニオンギア１６は、ピニオンギア１６と係合しているラックギア１３に対して移動する。ラックギア１３に対するピニオンギア１３の位置と電動モータ１４に付加する電圧との関係を予め取得しておく。なお、第１の実施の形態では、電動モータ１４とピニオンギア１６はドライブコラム５に取付け、ラックギア１３は第１トンネル３ａに取り付けるものとして説明をしているが、電動モータ１４とピニオンギア１６を第１トンネル３ａに、ラックギア１３をドライブコラム５に取り付けてもよい。

続いて、本発明のドライブコラム５を使用したＰＢＢ１がどのように動作するかについて説明する。第１トンネル３ａが水平状態にあるときは、ドライブコラム５は、支柱７の長手方向が鉛直方向となるように設定されている。ドライブコラム５の傾斜センサ１０は、支柱７が鉛直方向にあることを検知している。

ＰＢＢ１の伸張してＰＢＢ１のキャブ４を下げるために第１トンネル３ａを傾斜させると、それにしたがって、ドライブコラム５も鉛直方向に対して先端側に傾斜する力を受ける。その力によってドライブコラム５が傾斜し始めると、ドライブコラム５の傾斜センサ１０が、その傾斜量を検知する。検知した傾斜量は、たとえば電圧値などの電気信号として出力される。出力された電気信号を増幅して電動モータ１４に付加し、その電気信号に対応して傾斜量を打ち消す方向にピニオンギア１６を回転させる。ラックギア１３に対するピニオンギア１６の位置が移動し、支柱７の長手方向が鉛直方向となるようにドライブコラム５の傾斜が戻る。ドライブコラム５の傾斜に応じ、これを連続的に行うことで、ドライブコラム５の支柱７の長手方向が、常に鉛直方向を維持するように制御される。すなわち、傾斜センサ１０の出力により、第１トンネル３ａが傾斜した際のドライブコラム５の支柱７の傾斜を、第１トンネル３ａを水平に保持している際のドライブコラム５の支柱７の方向に戻すように電動モータ１３がピニオンギア１６を回転させるように作動すればよい。たとえば、静止時には、電動モータ１３に電磁ロックをかけておき、ドライブコラム５が傾斜した際に、傾斜センサ１０の出力電圧に対応して、ドライブコラム５の傾斜と反対側にドライブコラム５の傾斜を鉛直方向に戻す方向の電圧を電動モータ１３に負荷する。

ドライブコラム５がヒンジ９まわりに回動可能なため、第１トンネル３ａの傾斜に伴う無理な力が支柱７に付加されても、回転により解放される。さらに、ドライブコラム５の支柱７の長手方向が常に鉛直方向を維持するように制御することで、駆動車輪８の後退を防ぐことができる。

（第２の実施の形態）
図５を参照して、第２の実施の形態としてドライブコラム５を説明する。第２の実施の形態も第一の実施の形態とほぼ同じである。異なる点は、電動モータ１４の変わりに油圧モータ１７を使用する点である。それ以外は、第１の実施の形態と同様である。第２の実施の形態では、付加する油圧モータ１７への油圧量と、傾斜センサ１０の傾斜角との関係を予め入手しておく。

ドライブコラム５が鉛直方向に対して先端側に傾斜する力を受けることによってドライブコラム５が傾斜し始めると、ドライブコラム５の傾斜センサ１０が、その傾斜量を検知する。検知した傾斜量は第１の実施の形態と同様に、電気信号として出力される。この電気信号に対応して、予め入手した付加すべき油圧量を付加して、その傾斜量を打ち消す方向に油圧モータ１７でピニオンギア１６を回転させる。ラックギア１３に対するピニオンギア１６の位置が移動し、支柱７の長手方向が鉛直方向となるようにドライブコラム５の傾斜が戻る。ドライブコラム５の傾斜に応じて、これを連続的に行うことで、ドライブコラム５の支柱７の長手方向が常に鉛直方向となるように制御される。すなわち、第１トンネル３ａが傾斜した際のドライブコラム５の支柱７の傾斜を、第１トンネル３ａを水平に保持している際のドライブコラム５の支柱７の方向に戻すことができることになる。たとえば、ドライブコラム５が傾斜した際に、傾斜センサ１０の出力電圧に対応して、ドライブコラム５の傾斜と反対側にドライブコラム５の傾斜を鉛直方向に戻す方向の電圧を油圧モータ１７に負荷する。

（第３の実施の形態）
図６を参照して、第３の実施の形態としてドライブコラム５を説明する。第３の実施形態では、電動モータ１４，油圧モータ１６と異なり、油圧シリンダ１７を使用する。第３の実施の形態では、付加する油圧シリンダ１７への油圧量と、傾斜センサ１０の傾斜角との関係を予め入手しておく。油圧シリンダ１７の外筒部１８ａは第１トンネル３ａに、外筒１８ａ内で摺動して伸縮するピストンロッド１８ｂはドライブコラム５の支柱７に取り付ける。なお、油圧シリンダ１７の外筒部１８ａをドライブコラム５の支柱７に、ピストンロッド１８ｂを第１トンネル３ａ取り付けてもよい。

ドライブコラム５が鉛直方向に対して先端側に傾斜する力を受けることによってドライブコラム５が傾斜し始めると、ドライブコラム５の傾斜センサ１０が、その傾斜量を検知する。検知した傾斜量は第１および第２の実施の形態と同様に、電気信号として出力される。傾斜センサ１０の出力に応じて、ピストンロッド１８ｂの伸縮量を調整し、その傾斜量を打ち消す方向に支柱７をヒンジ９まわりに回転させる。これにより、ドライブコラム５の支柱７の長手方向が鉛直方向となるようにドライブコラム５の傾斜を戻すことができる。ドライブコラム５の傾斜に応じて、これを連続的に行うことで、ドライブコラム５の支柱７の長手方向が常に鉛直方向となるように制御される。すなわち、第１トンネル３ａが傾斜した際のドライブコラム５の支柱７の傾斜を、第１トンネル３ａを水平に保持している際のドライブコラム５の支柱７の方向に戻すことができることになる。

１ ＰＢＢ
２ ロタンダ
３ トンネル
４ キャブ
５ ドライブコラム
６ 固定橋
７ 支柱
８ 駆動車輪
９ ヒンジ
１０ 傾斜センサ
１１ ガイドローラ
１２ ガイドレール
１３ ラックピニオン

Claims (5)

1. 乗客等が内部を移動可能なトンネルと、
   支柱と、該支柱に取り付けられる駆動車輪とを備え、該支柱は該トンネルの側面に回動可能に支持されるドライブコラムと、
   該トンネルを水平に保持している際のドライブコラムの支柱の方向に対し、該トンネルが傾斜した際のドライブコラムの支柱の傾斜角を検知して出力する傾斜センサと、
   該傾斜センサの出力により、該トンネルが傾斜した際の該ドライブコラムの該支柱の傾斜を、該トンネルを水平に保持している際のドライブコラムの支柱の方向に戻すアクチュエータとを備えることを特徴とするボーディングブリッジ。
2. 請求項１に記載のボーディングブリッジであって、
   該アクチュエータはモータであって、
   該ボーディングブリッジは、
   該モータによって回転するピニオンギアと、
   該ピニオンギアと係合するラックギアとを備え、
   該モータと該ピニオンギアとは、該ドライブコラムと該トンネルとの一方に取り付けられ、
   該ラックギアは、該ドライブコラムと該トンネルとの他方に取り付けられ、
   該傾斜センサの出力に応じて、該モータを回転して、前記トンネルを水平に保持している際のドライブコラムの支柱の方向に戻すことを特徴とするボーディングブリッジ。
3. 請求項１または２に記載のボーディングブリッジであって、
   該アクチュエータは、油圧シリンダであって、
   該油圧シリンダの外筒部は該ドライブコラムと該トンネルとの一方に取り付けられ、該外筒内で摺動するピストンロッドは該ドライブコラムと該トンネルとの他方に取り付けられ、
   該傾斜センサの出力に応じて、該ピストンロッドの伸縮量を調整して、前記トンネルを水平に保持している際のドライブコラムの支柱の方向に戻すことを特徴とするボーディングブリッジ。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のボーディングブリッジであって、
   該支柱はガイドローラを備え、
   該トンネルの側面に取り付けられ、該ドライブコラムの回転方向に沿って延在するガイドプレートとを備え、
   該ガイドローラは、該ガイドプレートに接触しながら回転することを特徴とするボーディングブリッジ。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のボーディングブリッジであって、
   該ラックギアは、該ドライブコラムの回転方向に沿って、ギア歯が刻設されていることを特徴とするボーディングブリッジ。

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