JP2015112002A - 配電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】航空機において電力をより効率的に利用することができながら、過大な電流により異常が生じることを抑制できる、配電装置を提供する。【解決手段】電力システム１は、遠隔配電盤５と、遠隔配電盤５から電力を供給される電気式アクチュエータ１５ａと、継電器４３とを有している。電気式アクチュエータ１５ａで発生した回生電力は、蓄電器２７に出力される。【選択図】図２

Description

本発明は、電気式アクチュエータと蓄電装置とが接続される配電装置に関する。

航空機は、電動式の各種機器を有している。このような機器は、たとえば、航空機に搭載された電動モータによって駆動される。そして、上記の機器として、たとえば、特許文献１に開示されているように、動翼を駆動する油圧作動式のアクチュエータに対して圧油を供給するための電動式の油圧ポンプが挙げられる。

なお、動翼としては、補助翼（エルロン）、方向舵（ラダー）、昇降舵（エレベータ）などの舵面として構成される主操縦翼面、或いは、フラップ、スポイラなどとして構成される二次操縦翼面が挙げられる。また、上記の機器の他の例としては、上記の動翼を駆動する電気式アクチュエータ、或いは、ランディングギア（降着装置）などの脚（航空機の機体を地上で支持する機構）、などが挙げられる。

また、動翼を駆動するアクチュエータとしての電気式アクチュエータは、たとえば、電動モータとねじ機構を有している。電動モータの駆動力によって、ねじ機構のロッドが変位する。このロッドの変位によって、動翼が変位される。

電気式アクチュエータの場合、航空機の飛行時に、空気抵抗などの外力が、舵面およびねじ機構などを介して電動モータに作用することがある。この場合、電気式アクチュエータの電動モータは、上記の外力を受けて動作することで、発電機として機能し、回生電力を発生する。特許文献１は、このような回生電力の取り扱いを考慮していない。すなわち、特許文献１では、電気式アクチュエータで生じた回生電力を有効に利用することは、考慮されていない。

特開２００７−４６７９０号公報

そこで、電気式アクチュエータで生じた回生電力を利用しようとした場合、電気式アクチュエータから航空機に備えられる配電盤に電力が送れるように構成することになる。ただし、電気式アクチュエータが短絡等により故障した場合、過大な電流が場合があり、上記のように回線電力が配電盤に送電されるように構成されていると、航空機に備えられる配電盤に異常電流が流れるおそれがある。また、航空機への落雷などに起因するサージ電流が流れることにより、配電盤に異常電流（過大な電流）が流れるおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、航空機において電力をより効率的に利用することができながら、過大な電流により異常が生じることを抑制できる、配電装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の一局面に係る配電装置は、電力を配分するために用いられる。配電装置は、前記配電装置に電気的に接続された少なくとも１つの電気式アクチュエータで発生した回生電力により、前記配電装置に接続された蓄電器を充電する配電盤と、前記配電盤と前記少なくとも１つの電気式アクチュエータとの間に設けられ、電流が所定以上流れると前記電流を遮断するスイッチと、を備えている。

この構成によると、電気式アクチュエータで回生電力が生じた場合に、この回生電力は、蓄電器に出力される。これにより、電気式アクチュエータで生じた回生電力は、当該電気式アクチュエータ、または、他の電気機器で利用される。よって、航空機は、電力をより効率的に利用できる。また、電気式アクチュエータにショートなどの異常が生じた場合に、電気式アクチュエータからの異常電流が配電盤に流れることを、スイッチの動作によって防止することができる。よって、配電盤での異常は、生じにくくなる。したがって、航空機において電力をより効率的に利用することができ、且つ、配電盤に異常が生じることを抑制できる、配電装置が実現される。

（２）配電装置は、前記電流を遮断するために前記スイッチの開閉動作を行う開閉制御部を備えてもよい。前記開閉制御部は、前記電流を検知する電流センサの検出値に基づいて、前記開閉動作を行ってもよい。

この構成によると、開閉制御部は、電流センサの検出値に基づいてスイッチをオフ（開動作）にすることで、配電盤および電気式アクチュエータに異常な電流が流れることを防止できる。なお、電流センサの検出に基づく方法として、検出された値の大きさが配電盤に異常を生じるほど大きいか否かで判断することもできるし、値の変化率が所定以上、大きく、所定時間経過すると配電盤に異常を生じるほど大きい電流になると予想されるか否かで判断することもできる。

（３）前記配電盤は、前記少なくとも１つの電気式アクチュエータと電気的に接続され、バリスタを有する雷サージ保護部を有してもよい。

この構成によると、スイッチを開閉制御するのではなく、過大な電流が流れると急激に抵抗値が高くなるバリスタにより、落雷等に起因するサージ電流が配電盤または電気式アクチュエータに流れることを防止できる。

（４）配電装置は、前記少なくとも１つの電気式アクチュエータを監視する監視制御部を備えてもよい。前記監視制御部は、前記スイッチの開閉動作を制御してもよい。

この構成によると、監視制御部によって、電気式アクチュエータにたとえば異常が生じているか否かを監視することができるので、異常による過大な電流が発生する前にスイッチを開くことで、配電盤に異常が生じるのを事前に阻止することができる。

（５）前記蓄電器と前記少なくとも１つの電気式アクチュエータとの間の配線に前記スイッチが設けられてもよい。

この構成によると、たとえば、電気式アクチュエータにおける短絡または落雷などに起因して、電気式アクチュエータから異常電流が蓄電器に入力されることは、スイッチの動作によって防止される。これにより、蓄電器は、劣化しにくくなるので、蓄電器の寿命は、延長される。

（６）前記配電盤は、遠隔配電盤として設けられており、航空機に備えられる中央配電盤から電力を供給されることが可能に構成されてもよい。

この構成によると、中央配電盤とは別に遠隔配電盤が設けられている。電力は、この遠隔配電盤からたとえば配線を用いて電気式アクチュエータへ供給される。この場合、中央配電盤から、電気式アクチュエータを含む複数の電気機器のそれぞれに個別に配線が延ばされる構成と比べて、配線の合計の長さは、短くなる。よって、航空機の重量に占める配線の重量は、低減される。また、航空機における、配線のためのスペースは、狭く設計されてもよい。また、遠隔配電盤にスイッチが設けられていることにより、地絡などに起因する機器故障による異常電流が、電気式アクチュエータから中央配電盤に伝わりにくくなる。

（７）前記蓄電池は、前記遠隔配電盤と前記中央配電盤とを接続する配線に接続されてもよい。

この構成によると、中央配電盤から遠隔配電盤への電力供給が途切れた場合に、蓄電器からの電力は、電気式アクチュエータに供給される。その上、たとえば、遠隔配電盤内に、蓄電器が設置されることにより、エネルギー消費源である電気式アクチュエータのより近くに、蓄電器が設置されてもよい。これにより、電力は、より効率よく電気式アクチュエータに供給できる。

（８）配電装置は、複数の電線をさらに備えてもよい。前記少なくとも１つの電気式アクチュエータは、前記複数の電線にそれぞれ対応する複数のアクチュエータを含んでもよい。前記電線それぞれは、前記配電盤と、前記複数のアクチュエータと、を接続してもよい。

この構成によると、電力は、１つの配電盤をハブとして、各電気式のアクチュエータへ供給される。したがって、複数の電気式のアクチュエータへ電力を供給するための配電盤の数は、低減される。これにより、配電装置の部品点数、および重量は、低減される。

（９）前記少なくとも１つの電気式アクチュエータは、複数のアクチュエータを含んでもよい。前記複数のアクチュエータは、１つの配線を用いて前記配電盤に接続されてもよい。

この構成によると、１つの配線が母線として用いられるので、電力は、配電盤から複数の電気式アクチュエータへ供給される。したがって、複数の電気式のアクチュエータへ電力を供給するための配線の全長は、短くなる。よって、配電装置の重量は、低減される。

（１０）前記監視制御部は、前記配電盤から前記少なくとも１つの電気式アクチュエータに与えられた電力量と前記少なくとも１つの電気式アクチュエータの機械的動作量との関係に基づいて、前記少なくとも１つの電気式アクチュエータの動作状態を診断してもよい。

この構成によると、たとえば、配電盤から電気式アクチュエータに与えられた電力量に対して、電気式アクチュエータの機械的動作量が過度に小さい場合、監視制御部は、電気式アクチュエータの効率が低下しており、電気式アクチュエータが正常な動作状態から外れた動作状態にあると判定できる。このような構成により、監視制御部は、電気式アクチュエータの動作状態を診断できる。

（１１）前記少なくとも１つの電気式アクチュエータは、航空機の可動翼を動作させるためのフライトコントロールシステム用電気式アクチュエータを含んでもよい。

この構成によると、フライトコントロールシステム用電気式アクチュエータは、たとえば、動翼が空気抵抗を受けて動作する結果、回生電力を発生する。この回生電力は、蓄電器に出力される。したがって、航空機は、電力をより効率的に利用できる。

（１２）前記配電盤は、航空機の発電機で発生した電力を前記少なくとも１つの電気式アクチュエータへ出力するように構成されており、且つ、前記蓄電器からの電力を前記少なくとも１つの電気式アクチュエータへ出力可能に構成されてもよい。

この構成によると、配電盤は、発電機および蓄電器の少なくとも一方からの電力を電気式アクチュエータへ出力できる。蓄電器に蓄積された電力が、電気式アクチュエータへ供給される場合、発電機による発電負荷は、低減される。よって、発電機による発電動作に必要なエネルギーは、低減されるので、航空機は、電力をより効率的に利用することができる。また、たとえば、発電機の異常時において、蓄電器からの電力を用いて電気式アクチュエータは、動作することができる。よって、電気式アクチュエータは、高い信頼性の下で動作することができる。

（１３）前記アクチュエータ制御部および前記監視制御部は、前記配電盤に設けられ、且つ、異なる演算処理部を用いて構成されている。

この構成によると、アクチュエータ制御部と監視制御部の双方が配電盤に設けられていることにより、アクチュエータ制御部および監視制御部は、近接して配置される。よって、配電装置は、小型化される。また、アクチュエータ制御部と監視制御部は、異なる演算処理部を用いて構成されている。これにより、アクチュエータ制御部における計算負荷は、低減される。よって、アクチュエータ制御部は、電気式アクチュエータの制御に必要な演算処理を、より迅速に、且つ、エラーを生じにくい状態で行うことができる。その結果、アクチュエータ制御部による電気式アクチュエータの制御速度は、高くなる。

（１４）前記監視制御部は、前記スイッチの開閉動作を制御するように構成されている。

この構成によると、監視制御部は、スイッチの開閉動作を制御する開閉制御部として動作することができる。

（１５）前記監視制御部は、前記少なくとも１つの電気式アクチュエータの動作状態を診断可能である。

この構成によると、監視制御部は、電気式アクチュエータの動作状態を診断する機能（すなわち、電気式アクチュエータのヘルスモニタリング機能）を発揮することができる。その結果、電気式アクチュエータのメンテナンスは容易化される。

上述の配電システムは、航空機において電力をより効率的に利用することができ、且つ、配電盤に異常が生じることを抑制できる。

第１実施形態にかかる電力システムを有する航空機の一部を示す模式図である。 電力システムの主要部の模式図である。 主監視制御部の試験処理部における制御の一例を示すフローチャートである。 主監視制御部における、継電器の制御の一例を示すフローチャートである。 主監視制御部のヘルスモニタリング部における処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第１実施形態の変形例について説明するための図である。 第１実施形態の別の変形例について説明するための図である。 第１実施形態の別の変形例について説明するための図である。 第１実施形態の別の変形例について説明するための図である。 第１実施形態の別の変形例について説明するための図である。

［第１実施形態］
以下、電力システムの例示的な実施形態が、図面を参照しつつ説明される。

図１は、第１実施形態の例示的な電力システム１を有する航空機１００の一部を示す模式図である。なお、図１は、航空機１００の機体１０１の前部および中間部を示している。機体１０１の後部は、図１には示されていない。図２は、電力システム１の主要部の模式図である。

なお、図２において、実線で示される配線は、電気式アクチュエータ１５ａを機械的に動作させるための電力を供給する電源線（高電圧線）である。一方、図２において、破線で示される配線は、電気式アクチュエータ１５ａを制御するための信号線（低電圧線）である。

図１に示される航空機１００は、たとえば、旅客機であってもよい。航空機１００は、機体１０１と、左右一対のエンジン１０３Ｌ，１０３Ｒと、電力システム１とを備えている。

機体１０１は、胴体１０４と、胴体１０４に連結された左右一対の主翼１０２Ｌ，１０２Ｒと、を有している。

主翼１０２Ｌ，１０２Ｒには、舵面として、エルロン１０５Ｌ，１０６Ｌ，１０５Ｒ，１０６Ｒ、および、スポイラ１０７Ｌ，１０８Ｌ，１０７Ｒ，１０８Ｒが設けられている。これらエルロン１０５Ｌ，１０６Ｌ，１０５Ｒ，１０６Ｒ、および、スポイラ１０７Ｌ，１０８Ｌ，１０７Ｒ，１０８Ｒは、電気式アクチュエータ１５（後述される）などによって動作される。

エンジン１０３Ｌ，１０３Ｒは、たとえば、機体１０１に推進力を与えるためのジェットエンジンであってもよい。本実施形態では、ターボファンエンジンが、エンジン１０３Ｌ，１０３Ｒとして用いられる。エンジン１０３Ｌ，１０３Ｒは、主翼１０２Ｌ，１０２Ｒに取り付けられている。エンジン１０３Ｌ，１０３Ｒは、回転軸（図示されず）を有している。エンジン１０３Ｌ，１０３Ｒは、電力システム１で消費される電力を発生させるためにも用いられる。

図１および図２に示される電力システム１は、「配電装置」の一例である。電力システム１は、航空機１００に備えられる電気機器１０に電力を供給するように構成されている。

なお、機体１０１の左舷部に関連する電力システム１の構成は、機体１０１の右舷部に関連する電力システム１の構成と同様である。したがって、本実施形態では、電力システム１のうち機体１０１の右舷部に関連する構成が、主に説明される。電力システム１のうち機体１０１の左舷部に関連する構成の説明の一部は省略される。

本実施形態の電力システム１は、電気式アクチュエータ１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）を有している。電力システム１の特徴の一つは、この電気式アクチュエータ１５に流れる電流を制御によって遮断可能である点にある。また、本実施形態の電力システム１の特徴の一つは、電力システム１に電気的に接続された電気式アクチュエータ１５で回生電力が発生した場合に、中央配電盤３及び／又は遠隔配電盤５は、当該回生電力を蓄電器２７に充電できる点にある。以下、電力システム１の構成が、より詳細に説明される。

電力システム１は、主発電機２と、中央配電盤３と、第１電源配線４と、遠隔配電盤５と、遠隔配電盤５に設けられた第２電源配線６と、副発電機７と、主バッテリ８と、複数の電気機器１０と、を有している。

主発電機２は、主電源装置として設けられている。主発電機２は、電力システム１で消費される電力を供給可能に構成されている。主発電機２は、本実施形態では、直流発電機である。主発電機２は、航空機１００に推力を付与するためのエンジン１０３Ｒによって駆動される。

副発電機７は、副電源装置として設けられている。副発電機７は、たとえば、主発電機２の停止時に発電動作を行う。副発電機７は、たとえば、ガスタービンエンジンおよび発電機を含んでもよい。このガスタービンエンジンの動作によって発電機が駆動されることで、電力が発生する。副発電機７は、本実施形態では、直流発電機である。副発電機７からの電力は、中央配電盤３へ出力される。

主バッテリ８は、たとえば、リチウムイオン蓄電池などの二次電池であってもよい。主バッテリ８は、中央配電盤３へ電力を供給可能に構成されている。また、主バッテリ８は、主発電機２または副発電機７からの電力を貯めることが可能に構成されている。

本実施形態の電力システム１は、主発電機２からの電力、副発電機７からの電力、および、主バッテリ８からの電力が、最適配分されるように構成されている。

本実施形態では、電力システム１は、直流電力を用いる。しかしながら、電力システム１は、交流電力を用いてもよい。この場合、直流電力と交流電力とを変換するコンバータが、電力システム１に設けられる。たとえば、主発電機２および副発電機７が交流発電機である場合、発電された交流電力は、中央配電盤３でＡＣ／ＤＣコンバータによって直流電力に変換される。主発電機２で発電された直流電力は、中央配電盤３に供給される。

中央配電盤３は、航空機１００における主たる配電盤として設けられている。中央配電盤３は、主発電機２からの電力、副発電機７からの電力、および、主バッテリ８からの電力を遠隔配電盤５などに配分するように構成されている。本実施形態では、主発電機２からの電力、副発電機７からの電力、および、主バッテリ８からの電力は、全て、中央配電盤３に出力される。中央配電盤３は、たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータを有してもよい。中央配電盤３は、主発電機２などからの電力の電圧を変換可能に構成されている。

中央配電盤３は、胴体１０４に設置されている。本実施形態では、中央配電盤３は、胴体１０４内において、主翼１０２Ｌ，１０２Ｒ間に配置されている。中央配電盤３は、第１電源配線４に接続されている。第１電源配線４は、胴体１０４および主翼１０２Ｒ内に延びている。第１電源配線４は、遠隔配電盤５に接続されている。

遠隔配電盤５は、「配電盤」の一例である。遠隔配電盤５は、中央配電盤３から供給された直流電力を、電気式アクチュエータ１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）に配分するために設けられている。なお、交流電力が、中央配電盤３から遠隔配電盤５へ供給されてもよい。遠隔配電盤５は、第１電源配線４を介して中央配電盤３と電気的に接続されている。遠隔配電盤５は、中央配電盤３から電力を供給される。このように、中央配電盤３に加えて遠隔配電盤５が設けられていることにより、各電気式アクチュエータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄから中央配電盤３まで個別に配線を設置する必要が無い。よって、航空機１００における電気配線の重量をより少なくできる。その上、航空機１００における配線のためのスペースは、少なくてすむ。

本実施形態では、第１電源配線４は、１本設けられている。当該１本の第１電源配線４は、単一の導線を被覆した構成の被覆電線であってもよい。代替的に、当該１本の第１電源配線４は、複数本の導線を束ねて形成された１本の導線体を被覆した構成の被覆電線であってもよい。更に代替的に、当該１本の第１電源配線４は、多芯ケーブルであってもよい。

なお、第１電源配線４は、複数本設けられてもよい。この場合、各第１電源配線４が、中央配電盤３および遠隔配電盤５に接続される。たとえば、第１電源配線４の電圧が、±２７０Ｖである場合、第１電源配線４は、２本設けられる。この場合、機体１０１のボディアース電圧が、０Ｖとなる。本実施形態では、遠隔配電盤５は、主翼１０２Ｒ内に配置されている。遠隔配電盤５は、中央配電盤３とは離隔して配置されている。遠隔配電盤５の詳細な構成は、後述される。

電気機器１０は、複数設けられている。各電気機器１０は、もっぱら、主発電機２で発生した電力によって動作する。航空機１００には、複数の電気機器１０として、たとえば、エアコンディショナ１１と、照明装置１２と、テレビシステム１３と、フライトコントロールコンピュータ（ＦＣＣ：Flight Control Computer）１４と、電気式アクチュエータ１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）と、が設けられている。

エアコンディショナ１１、客室照明装置１２、テレビシステム１３、および、フライトコントロールコンピュータ１４は、胴体１０４内に設置された胴体内電気機器である。エアコンディショナ１１、客室照明装置１２、テレビシステム１３、および、フライトコントロールコンピュータ１４のそれぞれは、中央配電盤３に第３電源配線１６を介して直接的に接続されている。エアコンディショナ１１、客室照明装置１２、テレビシステム１３、および、フライトコントロールコンピュータ１４は、中央配電盤３から供給された電力によって動作する。

エアコンディショナ１１は、胴体１０４の客室内の温度調整に用いられる。客室照明装置１２は、胴体１０４の客室内に設置された複数の照明を含んでいる。客室照明装置１２は、客室内の空間を照らすように構成されている。テレビシステム１３は、胴体１０４の客室内に設置された複数のテレビ受像器を含んでいる。テレビシステム１３は、各テレビ受像器に種々の映像を表示するように構成されている。

フライトコントロールコンピュータ１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）などを有している。フライトコントロールコンピュータ１４は、航空機１００の飛行に関する統合制御部として設けられている。フライトコントロールコンピュータ１４は、操縦桿（図示されず）などから出力された信号に基づいて、所定の制御信号を出力するように構成されている。

たとえば、エルロン１０５Ｒを操作する指令が操縦桿からフライトコントロールコンピュータ１４に与えられた場合、フライトコントロールコンピュータ１４は、エルロン１０５Ｒを動作させるための制御信号を、遠隔配電盤５へ出力する。

電気式アクチュエータ１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）は、フライトコントロールシステム用電気式アクチュエータである。電気式アクチュエータ１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）は、フライトコントロールコンピュータ１４の制御信号に基づいて動作する。電気式アクチュエータ１５は、主翼１０２Ｒ内に配置されている。

電気式アクチュエータ１５ａ，１５ｂは、可動翼としてのエルロン１０５Ｒ，１０６Ｒを動作するために設けられている。電気式アクチュエータ１５ｃ，１５ｄは、動翼としてのスポイラ１０７Ｒ，１０８Ｒを動作するために設けられている。なお、各電気式アクチュエータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、互いに同様の構成を有しているので、本実施形態では、電気式アクチュエータ１５ａの構成が詳細に説明される一方で、電気式アクチュエータ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄについての詳細な説明は省略される。

本実施形態では、電気式アクチュエータ１５ａは、ＤＣ（直流）サーボモータを含む。電気式アクチュエータ１５ａは、直流電力によって動作する。なお、電気式アクチュエータ１５ａは、ＡＣ（交流）サーボモータであってもよい。この場合、遠隔配電盤５には直流電力と交流電力とを変換するコンバータが設けられる。交流電力は、このコンバータから電気式アクチュエータ１５ａへ与えられる。

電気式アクチュエータ１５ａは、モータドライバ２１と、電動モータ２２と、アクチュエータ２３と、位置センサ２４と、副監視制御部２５と、を有している。

モータドライバ２１は、モータ駆動回路である。このモータドライバ２１は、遠隔配電盤５のアクチュエータ制御部４１（後述される）からの速度指令信号に基づいて、電動モータ２２へ所定の電力を出力する。モータドライバ２１は、遠隔配電盤５の電流センサ４４（後述される）を通過した電流（第２電源配線６からの電流）を供給される。

電動モータ２２は、モータドライバ２１から与えられた電力によって駆動するように構成されている。本実施形態では、電動モータ２２は、ＤＣモータである。電動モータ２２の回転軸の回転運動は、アクチュエータ２３に出力される。

アクチュエータ２３は、運動変換機構として設けられている。アクチュエータ２３は、回転運動を直線運動に変換可能であり、且つ、直線運動を回転運動に変換可能である。本実施形態では、アクチュエータ２３は、電動モータ２２の回転軸の回転運動を、直線運動に変換する。また、アクチュエータ２３は、エルロン１０５Ｒの変位に伴って生じる直線運動を、電動モータ２２の回転軸の回転運動に変換する。

本実施形態では、アクチュエータ２３は、ボールねじ機構を含んでいる。このボールねじ機構は、雄ねじ部材を含む可動部２６を有している。電動モータ２２の回転軸の回転に伴い、可動部２６は、直線的に変位する。可動部２６は、エルロン１０５Ｒの作用点部に連結されている。可動部２６の変位に伴って、エルロン１０５Ｒが所定の支点軸回りに変位する。

また、たとえば、エルロン１０５Ｒが主翼１０２Ｒの固定部に対して傾斜した姿勢の状態のときに、電動モータ２２への電力供給が停止される場合がある。この場合、エルロン１０５Ｒは、空気抵抗を受けて支点軸回りを回転する。この結果、エルロン１０５Ｒは、主翼１０２Ｒの固定部側へ変位する。この際、エルロン１０５Ｒの作用点部は、可動部２６を、エルロン１０５Ｒの変位に伴って直線的に変位させる。そして、可動部２６のこの直線運動は、アクチュエータ２３において回転運動に変換される。この結果、電動モータ２２の回転軸は、回転する。

電動モータ２２の回転軸の回転によって、電動モータ２２は、直流発電機として機能し、直流電力を発生する。すなわち、電動モータ２２は、回生電力を発生する。この回生電力は、モータドライバ２１、電流センサ４４（後述される）、および、継電器４３を介して、蓄電器２７に供給される。電動モータ２２がＤＣモータであることにより、直流の回生電力は、交流から直流に変換される手間無く、蓄電器２７に供給される。上記の電動モータ２２の回転軸の変位（可動部２６の変位）（すなわち、エルロン１０５Ｒの舵面角度）は、位置センサ２４によって測定される。

位置センサ２４は、電気式アクチュエータ１５ａの可動部２６の位置を検出するように構成されている。本実施形態では、位置センサ２４からの位置信号は、アクチュエータ制御部４１（後述される）および副監視制御部２５（後述される）へ出力される。

副監視制御部２５は、電気式アクチュエータ１５ａに異常が生じているか否かを判定するために設けられている。また、副監視制御部２５は、モータドライバ２１から出力される電力量を特定する信号と、位置センサ２４からの位置信号とを、遠隔配電盤５の主監視制御部４５へ出力するために設けられている。

副監視制御部２５は、たとえば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、および、ＲＯＭを有している。副監視制御部２５は、位置センサ２４から出力された位置信号を読み込む。そして、副監視制御部２５は、この位置信号を、デジタルデータとして記憶する。また、副監視制御部２５は、モータドライバ２１から電動モータ２２へ出力される電力量を特定するデータをモータドライバ２１から受信し、当該データをデジタルデータとして記憶する。副監視制御部２５は、上述のデジタルデータを、主監視制御部４５へ出力する。また、副監視制御部２５は、アクチュエータ制御部４１からモータドライバ２１に与えられた速度指令信号を読み込む。

副監視制御部２５は、前述したように、電気式アクチュエータ１５ａに異常が生じたか否かを監視する。具体的には、たとえば、副監視制御部２５は、アクチュエータ制御部４１から速度指令信号が発せられてから所定時間経過の後、速度指令信号で特定される、可動部２６の目標位置と、位置センサ２４で検出される、当該可動部２６の実際の位置との差が所定範囲内であるか否かを判定する。

この差が所定の範囲内である場合、副監視制御部２５は、電気式アクチュエータ１５ａが正常であると判定する。この場合、副監視制御部２５は、電気式アクチュエータ１５ａが正常に動作していることを示す通知信号を、主監視制御部４５を介してフライトコントロールコンピュータ１４へ出力する。

一方、たとえば、アクチュエータ２３に挟まった異物などによって、アクチュエータ２３がロックされた場合、速度指令信号がモータドライバ２１に与えられているにもかかわらず、電動モータ２２およびアクチュエータ２３は動作しないこともある。その結果、可動部２６の位置を示す位置信号も変化しない場合がある。この場合、可動部２６の目標位置と、当該可動部２６の実際の位置との差が所定範囲を超える。

この場合、副監視制御部２５は、電気式アクチュエータ１５ａに異常が生じていると判断し、異常を通知するための通知信号を、主監視制御部４５を介してフライトコントロールコンピュータ１４へ出力する。主監視制御部４５は、遠隔配電盤５に備えられている。

本実施形態では、遠隔配電盤５は、もっぱら、フライトコントロールシステム用遠隔配電盤として設けられている。遠隔配電盤５は、航空機１００の飛行制御に関連する電気式アクチュエータ１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）に電力を供給する。この遠隔配電盤５は、航空機１００の主発電機２、副発電機７、または主バッテリ８などからの電力を、中央配電盤３経由で与えられる。遠隔配電盤５は、当該電力を、各電気式アクチュエータ１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）に出力する。また、遠隔配電盤５は、蓄電器２７からの電力を各電気式アクチュエータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄへ出力可能に構成されている。なお、遠隔配電盤５には、フライトコントロールシステム用機器以外の機器が接続されていてもよい。

遠隔配電盤５は、第２電源配線６と、蓄電器２７と、複数のチャンネル３１，３２，３３，３４とを有している。

第２電源配線６は、第１電源配線４にたとえば電気コネクタ（図示されず）を用いて接続されている。

第２電源配線６は、第１部分６０１と、第２部分６０２と、第３部分６０３と、第４部分６０４と、第５部分６０５と、を有している。

第１部分６０１は、第１電源配線４と、チャンネル３１の継電器４３（後述される）とを接続している。第２部分６０２は、チャンネル３１の電流センサ４４（後述される）と、第４電源配線５１とを接続している。第４電源配線５１は、電気式アクチュエータ１５ａ内の電源配線５２を介して、モータドライバ２１に接続されている。第３部分６０３は、第１部分６０１の分岐部６ａから分岐している。第４部分６０４は、第３部分６０３に設けられた分岐部６ｂから分岐している。第４部分６０４は、チャンネル３２に接続されている。第５部分６０５は、第３部分６０３に設けられた分岐部６ｃから分岐している。第５部分６０５は、チャンネル３３に接続されている。第３部分６０３は、チャンネル３４に接続されている。

蓄電器２７は、第１電源配線４との接続部と分岐部６ａとの間で、第２電源配線６の第１部分６０１に接続されている。

蓄電器２７は、各電気式アクチュエータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄで発生した回生電力を貯めるために設けられている。蓄電器２７は、たとえば、リチウムイオン蓄電池などの二次電池、フライホイールバッテリ、または、キャパシタなどであってもよい。蓄電器２７は、蓄電および放電可能に構成されている。蓄電器２７は、第２電源配線６を介して第１電源配線４に接続されている。蓄電器２７は、中央配電盤３からの電力を貯めることも可能である。蓄電器２７は、たとえば、中央配電盤３から供給される電力が低下した場合に、各チャンネル３１，３２，３３，３４（各電気式アクチュエータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）へ電力を供給する。

各チャンネル３１，３２，３３，３４は、対応する電気式アクチュエータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを制御する単位制御装置として設けられている。各チャンネル３１，３２，３３，３４の構成は、互いに同様である。したがって、以下では、電気式アクチュエータ１５ａを制御するためのチャンネル３１の構成が主に説明される一方で、チャンネル３２，３３，３４の詳細な説明は省略される。

各チャンネル３１，３２，３３，３４の構成が互いに同様であることは、本実施形態の原理を何ら限定しない。たとえば、各チャンネル３１，３２，３３，３４の構成の少なくとも一部が相違していてもよい。

チャンネル３１は、アクチュエータ制御部４１と、雷サージ保護部４２ａ，４２ｂと、継電器４３と、電流センサ４４と、主監視制御部４５と、を有している。

アクチュエータ制御部４１は、電気式アクチュエータ１５ａを制御するために設けられている。アクチュエータ制御部４１は、フライトコントロールコンピュータ１４、主監視制御部４５、および、電気式アクチュエータ１５ａのモータドライバ２１に接続されている。アクチュエータ制御部４１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、およびＲＯＭなどを用いて形成されている。このアクチュエータ制御部４１は、フライトコントロールコンピュータ１４からの制御信号に応じた動作を電気式アクチュエータ１５ａに行わせるための信号を生成するように構成されている。

アクチュエータ制御部４１は、フライトコントロールコンピュータ１４から出力された制御信号と、位置センサ２４からの位置信号とを読み込む。アクチュエータ制御部４１は、これらの信号に基づいて、速度指令信号を生成する。

アクチュエータ制御部４１は、フライトコントロールコンピュータ１４からの制御信号と、位置センサ２４で検出された可動部２６の位置を表す信号とを用いたフィードバック制御により、可動部２６の目標位置を算出する。そして、アクチュエータ制御部４１は、この目標位置に可動部２６を変位させるための速度指令信号を生成する。アクチュエータ制御部４１は、当該速度指令信号を、電気式アクチュエータ１５ａのモータドライバ２１へ出力する。

雷サージ保護部４２ａ，４２ｂは、電気式アクチュエータ１５ａなどから第２電源配線６の第１部分６０１、第２部分６０２へ入力された雷電流などの大電流を、航空機１００の外部に逃がすために設けられている。雷サージ保護部４２ａ，４２ｂが設けられていることで、雷サージ電流などの大電流は、中央配電盤３へ流れにくくなる。雷サージ保護部４２ａ，４２ｂは、たとえば、バリスタ４８ａ，４８ｂを有している。

バリスタ４８ａの一端は、分岐部６ａと継電器４３との間で、第２電源配線６の第１部分６０１に接続されている。バリスタ４８ａの他端は、たとえば、放電索（図示されず）に接続されている。バリスタ４８ｂの一端は、第２部分６０２に接続されている。バリスタ４８ｂの他端は、たとえば、放電索（図示されず）に接続されている。上記の構成により、雷サージ保護部４２ａ，４２ｂは、第２電源配線６の第１部分６０１および第２部分６０２などを介して、電気式アクチュエータ１５ａの電動モータ２２と電気的に接続されている。

なお、雷サージ保護部４２ｂ（バリスタ４８ｂ）は、チャンネル３１の内部に配置されていなくてもよい。たとえば、バリスタ４８ｂは、遠隔配電盤５内において、チャンネル３１の外部に配置されていてもよい。

また、本実施形態では、雷サージ保護部４２ａ，４２ｂに加えて、雷サージ保護部５５が設けられている。雷サージ保護部５５は、たとえば、バリスタである。雷サージ保護部５５の一端は、電気式アクチュエータ１５ａ内の電源配線５２に接続されている。雷サージ保護部５５の他端は、放電索（図示されず）に接続されている。

なお、本実施形態では、雷サージ対策のためのバリスタとして、バリスタ４２ａ，４２ｂ，５５を例示している。しかしながら、上述のバリスタに限らず、雷サージ対策のためのバリスタは、遠隔配電盤５に接続される全ての信号線および電源線と、電気式アクチュエータ１５に接続される全ての信号線および電源線とに設けられていることが、より好ましい。

継電器４３は、「スイッチ」の一例である。継電器４３は、遠隔配電盤５と電気式アクチュエータ１５ａとの間における、電気式アクチュエータ１５ａの電動モータ２２駆動用電力の接続および遮断を択一的に設定するために設けられている。すなわち、継電器４３は、遠隔配電盤５と電気式アクチュエータ１５ａとの間に流れる電流を遮断可能である。継電器４３は、電磁リレーを含んでいる。継電器４３は、第２電源配線６において、雷サージ保護部４２ａと電流センサ４４との間（第１部分６０１と第２部分６０２との間）に設けられている。また、継電器４３は、第２電源配線６において、蓄電器２７と電気式アクチュエータ１５ａとの間に設けられている。また、継電器４３は、主監視制御部４５に接続されている。継電器４３は、当該主監視制御部４５によって制御される。

継電器４３が主監視制御部４５によってオン状態に制御されることにより、中央配電盤３からの電力は、第２電源配線６の第２部分６０２などを介して電気式アクチュエータ１５ａへ供給可能となる。このとき、電動モータ２２の回生電力は、蓄電器２７へ供給可能である。一方、継電器４３が主監視制御部４５によってオフ状態に制御されることにより、中央配電盤３からチャンネル３１における第２電源配線６への電力供給が遮断される。すなわち、遠隔配電盤５と電気式アクチュエータ１５ａとの間に第２電源配線６から流れる電流が遮断されるので、遠隔配電盤５から電気式アクチュエータ１５ａのモータドライバ２１および電動モータ２２への電力供給が遮断される。

このとき、電気式アクチュエータ１５ａから第２電源配線６への電力供給が遮断される。すなわち、電気式アクチュエータ１５ａから蓄電器２７への電力供給が遮断される。継電器４３は、電流センサ４４と隣接している。

電流センサ４４は、チャンネル３１において第２電源配線６に流れる電流（電流値）を検出するために設けられている。電流センサ４４が生成した電流検出信号は、主監視制御部４５へ出力される。

主監視制御部４５は、「監視制御部」の一例である。主監視制御部４５は、電気式アクチュエータ１５ａの異常の有無を監視するために設けられている。本実施形態では、主監視制御部４５は、アクチュエータ制御部４１が行う制御とは異なる制御を行うために設けられている。主監視制御部４５は、「開閉制御部」の一例でもある。主監視制御部４５は、主監視制御部４５に接続されている継電器４３（スイッチ）の開閉動作を制御する。

主監視制御部４５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、および、ＲＯＭなどを用いて形成されている。本実施形態では、主監視制御部４５とアクチュエータ制御部４１とは、異なるＣＰＵ（演算処理部）を用いて構成されている。主監視制御部４５は、アクチュエータ制御部４１からの情報、電気式アクチュエータ１５ａからの情報、および、電流センサ４４からの情報を基に、電気式アクチュエータ１５ａの運用に関する制御を行うように構成されている。

より具体的には、主監視制御部４５は、電気式アクチュエータ１５ａの副監視制御部２５から、モータドライバ２１（電動モータ２２）への速度指令信号と、モータドライバ２１から電動モータ２２に出力される電力量を特定するデータとを、受信する。また、主監視制御部４５は、チャンネル３１における第２電源配線６の第１部分６０１、第２部分６０２間の電流値を表す信号を、電流センサ４４から受信する。また、主監視制御部４５は、アクチュエータ制御部４１から、位置センサ２４からの位置信号を受信する。

主監視制御部４５は、ヘルスモニタリング部４９と、試験処理部５０とを有している。

ヘルスモニタリング部４９は、電気式アクチュエータ１５ａの動作状態を監視および診断可能である。具体的には、ヘルスモニタリング部４９は、遠隔配電盤５から電気式アクチュエータ１５ａに与えられた電力量と、電気式アクチュエータ１５ａの可動部２６の機械的動作量との関係に基づいて、電気式アクチュエータ１５ａの動作状態（効率）を診断する。ヘルスモニタリング部４９の処理のより具体的な説明は、後述される。

主監視制御部４５の試験処理部５０は、たとえば、電力システム１の起動時に、電気式アクチュエータ１５ａの動作試験を行うために設けられている。すなわち、試験処理部５０は、航空機１００が駐機しているときに使用される。試験処理部５０は、航空機１００に組み込まれた組み込み試験装置として利用可能である。

本実施形態では、試験処理部５０は、電気式アクチュエータ１５ａを試験するように構成されている。なお、試験処理部５０は、電気式アクチュエータ１５ａの試験に限らず、継電器４３の動作試験を行うように構成されていてもよい。試験処理部５０の処理のより詳細な説明は、後述される。

主監視制御部４５は、フライトコントロールコンピュータ１４に接続されている。主監視制御部４５の処理内容は、フライトコントロールコンピュータ１４に出力される。

次に、主監視制御部４５の処理の流れの一例が説明される。図３は、主監視制御部４５の試験処理部５０の制御の一例を示すフローチャートである。なお、以下では、フローチャートを参照して説明する場合、フローチャート以外の図も適宜参照される。

図３に示される如く、試験処理部５０は、まず、試験用信号を、アクチュエータ制御部４１に出力する（ステップＳ１１）。この試験用信号は、電気式アクチュエータ１５ａに、エルロン１０５Ｒの舵面角度をたとえば数度変化させることを指令する信号である。試験用信号は、フライトコントロールコンピュータ１４の制御信号を模した模擬信号である。

この試験用信号を受信したアクチュエータ制御部４１は、エルロン１０５Ｒの舵面角度を数度変化させるための速度指令信号を生成する。アクチュエータ制御部４１は、当該速度指令信号をモータドライバ２１に出力する。そして、電気式アクチュエータ１５ａに異常が生じていない場合、電気式アクチュエータ１５ａの電動モータ２２の回転軸は、速度指令信号で指示された回転量だけ、回転する。その結果、可動部２６が所定量変位されるので、エルロン１０５Ｒの舵面角度は、数度変化される。

次に、試験処理部５０は、副監視制御部２５から出力される信号を読み込む（ステップＳ１２）。そして、試験処理部５０は、副監視制御部２５から出力された信号で特定される可動部２６（電動モータ２２の回転軸）の実駆動量と、試験用信号から特定される目標駆動量との差を判定する（ステップＳ１３）。

実駆動量と目標駆動量との差が所定のしきい値以下である場合、試験処理部５０は、実駆動量と目標駆動量との差が小さいと判定する（ステップＳ１３でＹＥＳ）。この場合、試験処理部５０は、試験結果に異常がないことを示す試験結果信号を記録する（ステップＳ１４）とともに、当該試験結果信号を中央配電盤３およびフライトコントロールコンピュータ１４に出力する（ステップＳ１５）。

一方、実駆動量と目標駆動量との差が所定のしきい値を超えている場合、試験処理部５０は、実駆動量と目標駆動量との差が大きいと判定する（ステップＳ１３でＮＯ）。この場合、試験処理部５０は、試験結果に異常があることを示す試験結果信号を記録する（ステップＳ１６）とともに、当該試験結果信号を中央配電盤３およびフライトコントロールコンピュータ１４に出力する（ステップＳ１５）。

次に、主監視制御部４５における、継電器４３の制御の一例が説明される。図４は、主監視制御部４５における、継電器４３の制御の一例を示すフローチャートである。図４に示される如く、継電器４３は、航空機１００の運航時において、通常は、オン状態にされている。継電器４３は、中央配電盤３から第２電源配線６に供給される電力を電気式アクチュエータ１５ａへ伝達可能としている。この状態において、主監視制御部４５は、フライトコントロールコンピュータ１４からの信号と、電流センサ４４からの信号とを読み込む（ステップＳ２１）。

次に、主監視制御部４５は、フライトコントロールコンピュータ１４から異常を通知する通知信号（異常通知信号）が出力されたか否かを判定する（ステップＳ２２）。フライトコントロールコンピュータ１４から異常通知信号が出力された場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、主監視制御部４５は、継電器４３をオフ状態にすることで、継電器４３を遮断する（ステップＳ２４）。これにより、中央配電盤３から第２電源配線６を介した電気式アクチュエータ１５ａへの通電が遮断される。すなわち、電気式アクチュエータ１５ａのモータ駆動用電源が遮断される。

一方、フライトコントロールコンピュータ１４から異常通知信号が出力されていない場合（ステップＳ２２でＮＯ）、主監視制御部４５は、電流センサ４４で検出された、第２電源配線６の電流値が過大（異常）であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。具体的には、電気式アクチュエータ１５ａに異常が生じておらず、上記の電流計測値が所定のしきい値以下である場合、主監視制御部４５は、上記の電流値が過大ではないと判定する（ステップＳ２３でＮＯ）。この場合、主監視制御部４５は、再びステップＳ２１の処理を繰り返す。

一方、たとえば、電気式アクチュエータ１５ａが故障することで、電動モータ２２が短絡することがある。その結果、たとえば、第２電源配線６の第２部分６０２に異常電流が流れる場合がある。また、たとえば、第４電源配線５１が地絡する結果、第２電源配線６の第２部分６０２に異常電流が流れる場合がある。

これらの場合、第２電源配線６の第２部分６０２の電流値は、所定のしきい値を超えている（ステップＳ２３でＹＥＳ）。この場合、主監視制御部４５は、電流センサ（４４）によって検知された電流に関する検出値に基づいて、開閉動作を行うので、主監視制御部４５は、前述したのと同様に、継電器４３を遮断する（ステップＳ２４）。すなわち、継電器４３は、電流が所定以上流れると電流を遮断することができる。

主監視制御部４５は、継電器４３を遮断した場合、継電器が遮断されたことを表す通知信号を生成する。継電器が遮断されたことを表す通知信号は、主監視制御部４５に記憶される（ステップＳ２５）。また、継電器が遮断されたことを表す通知信号は、主監視制御部４５から、中央配電盤３、および、フライトコントロールコンピュータ１４へ出力される（ステップＳ２６）。

次に、主監視制御部４５のヘルスモニタリング部４９における処理の一例が説明される。図５は、主監視制御部４５のヘルスモニタリング部４９における処理の流れの一例を示すフローチャートである。

図５を参照して、ヘルスモニタリング部４９は、たとえば、航空機１００の駐機時および運航中に動作する。ヘルスモニタリング部４９は、電気式アクチュエータ１５ａの副監視制御部２５からの信号を読み込む（ステップＳ３１）。

次に、ヘルスモニタリング部４９は、アクチュエータ２３の機械的出力量と、電動モータ２２の消費電力量とを算出する（ステップＳ３２）。この場合、アクチュエータ２３の機械的出力量は、アクチュエータ２３の可動部２６の変位量を意味する。また、電動モータ２２の消費電力量は、モータドライバ２１から電動モータ２２へ与えられた電力量を意味する。

次に、ヘルスモニタリング部４９は、アクチュエータ２３の機械的出力量と電動モータ２２の消費電力量との差を比較する（ステップＳ３３）。たとえば、アクチュエータ２３の機械的出力量と、電動モータ２２の消費電力量との差が、所定の範囲内にある場合（ステップＳ３３でＹＥＳ）、ヘルスモニタリング部４９は、電動モータ２２の消費電力量とアクチュエータ２３の機械的出力量との差が小さいと判定する。

この場合、電気式アクチュエータ１５ａにおける電力（電気エネルギー）と運動エネルギーとの間の変換効率が高いので、電気式アクチュエータ１５ａは、メンテナンス時期に達していないと考えられる。よって、ヘルスモニタリング部４９は、電気式アクチュエータ１５ａが未だメンテナンス不要の正常状態にある旨の記録データを生成する（ステップＳ３４）。そして、ヘルスモニタリング部４９は、この記録データをフライトコントロールコンピュータ１４へ出力する（ステップＳ３５）。

一方、アクチュエータ２３の機械的出力量と、電動モータ２２の消費電力量との差が、所定の範囲を超えている場合（ステップＳ３３でＮＯ）、ヘルスモニタリング部４９は、電動モータ２２の消費電力量とアクチュエータ２３の機械的出力量との差が大きいと判断する。この場合、たとえば、アクチュエータ２３の可動部２６に塗布された潤滑油などが減少することで、電気式アクチュエータ１５ａにおける電力（電気エネルギー）と運動エネルギーとの変換効率が低くなったことが考えられる。

この場合、電気式アクチュエータ１５ａは、メンテナンス時期に達していると判断される。よって、ヘルスモニタリング部４９は、電気式アクチュエータ１５ａがメンテナンス時期に達している旨の記録データを生成する（ステップＳ３６）。そして、ヘルスモニタリング部４９は、この記録データをフライトコントロールコンピュータ１４へ出力する（ステップＳ３５）。

以上説明したように、本実施形態の電力システム１は、電気式アクチュエータ１５ａで回生電力が生じた場合に、この回生電力を、蓄電器２７に出力することができる。これにより、電力システム１は、電気式アクチュエータ１５ａで生じた回生電力を、当該電気式アクチュエータ１５ａ、または、他の電気式アクチュエータ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄで利用できる。よって、航空機１００は、電力をより効率的に利用できる。また、電気式アクチュエータ１５ａにショートなどの異常が生じた場合に、電力システム１は、電気式アクチュエータ１５ａからの異常電流が遠隔配電盤５および中央配電盤３に流れることを、継電器４３のオフ動作によって防止することができる。よって、遠隔配電盤５および中央配電盤３での異常は生じにくくなる。上述の如く、航空機１００において電力をより効率的に利用することができ、且つ、配電盤３，５に異常が生じることを抑制できる、電力システム１を実現できる。

また、電力システム１によると、電気式アクチュエータ１５ａは、航空機１００のエルロン１０５Ｒを動作させるためのフライトコントロールシステム用電気式アクチュエータである。この構成によると、フライトコントロールシステム用の電気式アクチュエータ１５ａは、対応するエルロン１０５Ｒが空気抵抗を受けて動作する結果、回生電力を発生する。この回生電力は、蓄電器２７に出力される。したがって、航空機１００は、電力をより効率的に利用できる。

また、電力システム１によると、遠隔配電盤５は、航空機１００の主発電機２で発生した電力を電気式アクチュエータ１５ａへ出力するように構成されており、且つ、蓄電器２７からの電力を電気式アクチュエータ１５ａへ出力可能に構成されている。この構成によると、遠隔配電盤５は、主発電機２および蓄電器２７の少なくとも一方からの電力を電気式アクチュエータ１５ａへ出力できる。蓄電器２７に蓄積された電力が電気式アクチュエータ１５ａへ供給される場合、主発電機２による発電負荷は、低減される。よって、主発電機２による発電動作に必要なエネルギーが低減されるので、航空機１００は、電力をより効率的に利用することができる。また、たとえば、主発電機２の異常時において、電気式アクチュエータ１５ａは、蓄電器２７からの電力を用いて動作することができる。よって、電気式アクチュエータ１５ａは、高い信頼性の下で動作することができる。

また、電力システム１によると、主監視制御部４５は、遠隔配電盤５と電気式アクチュエータ１５ａとの間に流れる電流値が異常値であると判定した場合に、継電器４３をオフにする。この構成によると、主監視制御部４５は、継電器４３をオフにすることで、中央配電盤３、遠隔配電盤５、および、電気式アクチュエータ１５ａに異常な電流が流れることを防止できる。

また、電力システム１によると、遠隔配電盤５は、電気式アクチュエータ１５ａと電気的に接続される雷サージ保護部４２ａ，４２ｂを含んでいる。雷サージ保護部４２ａ，４２ｂは、中央配電盤３、および、遠隔配電盤５に、落雷に起因するサージ電流が流れることを防止できる。さらに、分岐部６ａと電気式アクチュエータ１５ａとの間に雷サージ保護部４２ａ，４２ｂが設けられている。これにより、電気式アクチュエータ１５ａに流れた雷サージ電流が、他の電気式アクチュエータ１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに流れにくくなる。

また、電力システム１によると、アクチュエータ制御部４１によって、電気式アクチュエータ１５ａが制御される。また、主監視制御部４５は、電気式アクチュエータ１５ａに異常が生じているか否かを監視することができる。

また、電力システム１によると、アクチュエータ制御部４１および主監視制御部４５は、遠隔配電盤５に設けられ、且つ、異なるＣＰＵ（演算処理部）を用いて構成されている。この構成によると、アクチュエータ制御部４１と主監視制御部４５の双方が遠隔配電盤５に設けてられていることにより、アクチュエータ制御部４１および主監視制御部４５は、近接して配置される。よって、電力システム１は、より小型化される。また、アクチュエータ制御部４１と主監視制御部４５は、異なるＣＰＵを用いて構成されている。これにより、アクチュエータ制御部４１における計算負荷は、低減される。よって、アクチュエータ制御部４１は、電気式アクチュエータ１５ａの制御に必要な演算処理を、より迅速に、且つ、エラーを生じにくい状態で行うことができる。その結果、アクチュエータ制御部４１による電気式アクチュエータ１５ａの制御速度は、高くなる。

また、電力システム１によると、主監視制御部４５は、継電器４３の開閉動作を制御する開閉制御部として動作することができる。

また、電力システム１によると、主監視制御部４５は、電気式アクチュエータ１５ａの動作状態を診断する機能（すなわち、電気式アクチュエータ１５ａのヘルスモニタリング機能）を発揮することができる。その結果、電気式アクチュエータ１５ａのメンテナンスは容易化される。

より具体的には、主監視制御部４５は、遠隔配電盤５から電気式アクチュエータ１５ａに与えられた電力量と、電気式アクチュエータ１５ａの機械的動作量との関係に基づいて、電気式アクチュエータ１５ａの動作状態を診断する。この構成によると、たとえば、遠隔配電盤５から電気式アクチュエータ１５ａに与えられた電力量に対して、電気式アクチュエータ１５ａの可動部２６の機械的動作量が過度に小さい場合、主監視制御部４５は、電気式アクチュエータ１５ａの効率が低下しており、電気式アクチュエータ１５ａが正常な動作状態から外れた動作状態にあると判定できる。このような構成により、主監視制御部４５は、電気式アクチュエータ１５ａの動作状態を診断できる。その結果、電気式アクチュエータ１５ａに故障が生じる前における当該電気式アクチュエータ１５ａの修理または交換が可能になる。そして、本実施形態では、このようなヘルスモニタリングの構成が、遠隔配電盤５に設けられるので、電気式アクチュエータ１５ａに対する質の高い整備が可能になる。

また、電力システム１によると、第２電源配線６において、蓄電器２７と電気式アクチュエータ１５ａとの間（第１部分６０１と第２部分６０２との間）に継電器４３が設けられている。この構成によると、たとえば、電気式アクチュエータ１５ａにおける短絡または落雷などに起因して、電気式アクチュエータ１５ａから異常電流が蓄電器２７に入力されることは、継電器４３の動作によって抑制される。これにより、蓄電器２７は、劣化しにくくなるので、蓄電器２７の寿命は、延長される。

また、電力システム１によると、中央配電盤３とは別に遠隔配電盤５が設けられている。電力は、この遠隔配電盤５から第２電源配線６を用いて電気式アクチュエータ１５へ供給される。この場合、中央配電盤３から、電気式アクチュエータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄのそれぞれに個別に配線が延ばされる構成と比べて、配線の合計の長さは、短くなる。よって、航空機１００の重量に占める配線の重量は、低減される。また、航空機１００における、配線のためのスペースは、狭く設定されてもよい。また、遠隔配電盤５に継電器４３が設けられていることにより、地絡などに起因する機器故障による異常電流が、電気式アクチュエータ１５ａから中央配電盤３に伝わりにくくなる。

また、電力システム１によると、遠隔配電盤５では、中央配電盤３に接続される第２電源配線６に蓄電器２７が接続されている。この構成によると、中央配電盤３から遠隔配電盤５への電力供給が途切れた場合に、蓄電器２７からの電力は、電気式アクチュエータ１５ａに供給される。その上、遠隔配電盤５内に蓄電器２７が設置されるので、エネルギー消費源である電気式アクチュエータ１５ａのより近くに、蓄電器２７が設置される。これにより、電力は、より効率よく電気式アクチュエータ１５ａに供給される。

［変形例］
上述の実施形態に対して、様々な変更が加えられてもよい。以下に、様々な変更技術が説明される。

（１）上述の実施形態では、各チャンネル３１，３２，３３，３４に雷サージ保護部４２ａ，４２ｂが設けられている。代替的に、雷サージ保護部４２ａ，４２ｂが設けられていなくてもよい。また、遠隔配電盤５に設けられる雷サージ保護部の数は、１つのみでもよい。この場合、雷サージ保護部は、たとえば、第２電源配線６の第１部分６０１において、蓄電器２７と分岐部６ａとの間に設けられる。

（２）また、上述の実施形態では、遠隔配電盤５に電気式アクチュエータ１５が接続されている。代替的に、遠隔配電盤５に、電気式アクチュエータ１５以外の電気機器が接続されてもよい。

（３）また、上述の実施形態では、電気式アクチュエータ１５毎にチャンネルが設けられている。代替的に、１つのチャンネル３１が複数の電気式アクチュエータ１５を一括して制御してもよい。

（４）また、上述の実施形態では、副監視制御部２５からの信号が、遠隔配電盤５を介してフライトコントロールコンピュータ１４に出力されている。代替的に、副監視制御部２５からの信号は、遠隔配電盤５を介することなく、直接、フライトコントロールコンピュータ１４に出力されてもよい。

（５）また、上述の実施形態では、遠隔配電盤５に主監視制御部４５が配置され、且つ、電気式アクチュエータ１５ａに副監視制御部２５が設けられている。代替的に、主監視制御部４５が電気式アクチュエータ１５ａに配置されてもよいし、副監視制御部２５が遠隔配電盤５に配置されてもよい。副監視制御部２５が遠隔配電盤５に配置された場合、副監視制御部２５は、主監視制御部４５とともに、「監視制御部」を構成する。

（６）また、上述の実施形態では、アクチュエータ制御部４１が、遠隔配電盤５に配置される。代替的に、アクチュエータ制御部４１は、遠隔配電盤５の外部に配置されてもよい。たとえば、図６に示されるように、アクチュエータ制御部４１は、遠隔配電盤５の外部において、電気式アクチュエータ１５ａとは別置きで、且つ、電気式アクチュエータ１５ａに隣接して配置されてもよい。この場合も、アクチュエータ制御部４１は、フライトコントロールコンピュータ１４と、モータドライバ２１と、位置センサ２４と、副監視制御部２５と、主監視制御部４５に接続されている。

（７）また、アクチュエータ制御部４１が遠隔配電盤５の外部に配置される場合の構成として、たとえば、アクチュエータ制御部４１は、図７に示されるように、電気式アクチュエータ１５ａに一体に設けられてもよい。この場合も、アクチュエータ制御部４１は、フライトコントロールコンピュータ１４と、モータドライバ２１と、位置センサ２４と、副監視制御部２５と、主監視制御部４５に接続されている。この場合、図７に示されるように、フライトコントロールコンピュータ１４からアクチュエータ制御部４１への制御信号は、遠隔配電盤５を経由しなくてもよいし、遠隔配電盤５を経由していてもよい。図７に示される例では、アクチュエータ制御部４１は、直接的には、フライトコントロールコンピュータ１４と、主監視制御部４５に接続されている。また、位置センサ２４は、直接的に、副監視制御部２５と、主監視制御部４５に接続されている。

（８）また、たとえば、電力システム１に何らかの異常が生じた場合に、電気式アクチュエータ１５ａのアクチュエータ２３が、フリー状態（電動モータ２２の回転軸が自由回転できる状態）もしくはロック状態、もしくはダンピング状態となるような制御が行われてもよい。この場合、たとえば、電動モータ２２の回転軸とアクチュエータ２３との間に、クラッチ機構およびブレーキ機構が設けられていることが好ましい。このような構成であれば、クラッチ機構が回転軸とアクチュエータ２３との連結が遮断されることで、可動部２６（動翼）は、自在に変位することができる。また、ブレーキ機構によって、可動部２６（動翼）の変位は、規制される。

（９）また、上述の実施形態では、電気式アクチュエータ１５がボールねじ機構を有する。代替的に、電気式アクチュエータ１５は、ボールねじ機構に代えて、ＥＨＡ（Electro Hydrostatic Actuator）を備えていてもよい。

（１０）また、上述の実施形態では、中央配電盤３が、１つの配電盤を用いて形成されている。代替的に、中央配電盤３に代えて、図８に示されるように、３つの配電盤Ｐ１００，Ｐ１５０，Ｐ２００を有する中央配電盤３’が用いられてもよい。

中央配電盤３’は、左舷側配電盤Ｐ１００と、中間配電盤Ｐ１５０と、右舷側配電盤Ｐ２００とを有している。中央配電盤３’は、これら３つの配電盤Ｐ１００，Ｐ１５０，Ｐ２００を有する中央配電盤群であるともいえる。

左舷側配電盤Ｐ１００は、１本または複数本（本変形例では、２本）の第１電源配線４を用いて、左舷側の遠隔配電盤５Ｌに接続されている。左舷側配電盤Ｐ１００は、左舷エンジン１０３Ｌによって動作される主発電機２からの電力を与えられる。

中間配電盤Ｐ１５０は、副発電機７および主バッテリ８に接続されている。中間配電盤Ｐ１５０は、これら副発電機７および主バッテリ８からの電力を与えられる。中間配電盤Ｐ１５０は、電源配線を用いて、左舷側配電盤Ｐ１００および右舷側配電盤Ｐ２００に接続されている。

右舷側配電盤Ｐ２００は、１本または複数本（本変形例では、２本）の第１電源配線４を用いて、右舷側の遠隔配電盤５Ｒに接続されている。右舷側配電盤Ｐ２００は、右舷エンジン１０３Ｒによって動作される主発電機２からの電力を与えられる。

上記の構成により、左舷側の主発電機２からの電力は、左舷側配電盤Ｐ１００を介して左舷側の遠隔配電盤５Ｌに供給される。また、右舷側の主発電機２からの電力は、右舷側配電盤Ｐ２００を介して右舷側の遠隔配電盤５Ｒに供給される。また、副発電機７からの電力、および、主バッテリ８からの電力は、中間配電盤Ｐ１５０へ伝達され、その後、左舷側配電盤Ｐ１００を介して遠隔配電盤５Ｌへ供給され、また、右舷側配電盤Ｐ２００を介して遠隔配電盤５Ｒへ供給される。

たとえば、左舷エンジン１０３Ｌの故障により、左舷側の主発電機２が発電できなくなった場合、右舷側の主発電機２からの電力が、右舷側配電盤Ｐ２００、中間配電盤Ｐ１５０、および、左舷側配電盤Ｐ１００を介して、遠隔配電盤５Ｌに与えられる。同様に、たとえば、右舷エンジン１０３Ｒの故障により、右舷側の主発電機２が発電できなくなった場合、左舷側の主発電機２からの電力が、左舷側配電盤Ｐ１００、中間配電盤Ｐ１５０、および、右舷側配電盤Ｐ２００を介して、遠隔配電盤５Ｒに与えられる。

なお、中央配電盤は、上記した中央配電盤３，３’の構成に限らず、２つまたは４つ以上の配電盤などを用いて構成されていてもよい。

（１１）上述の実施形態では、航空機１００に中央配電盤３、および、遠隔配電盤５が設けられている。代替的に、中央配電盤３および遠隔配電盤５に代えて、図９に示されるように、中央配電盤３Ａが設けられてもよい。

この場合、中央配電盤３Ａは、「配電盤」の一例である。中央配電盤３Ａは、胴体１０４内に配置されている。中央配電盤３Ａは、たとえば、中央配電盤３と、第１電源配線４と、遠隔配電盤５とが１つの筐体に収容された構造を有している。中央配電盤３Ａと電気式アクチュエータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄとは、複数の電源配線６１，６２，６３，６４を介して接続されている。

より具体的には、中央配電盤３Ａの各チャンネル３１〜３４は、対応する電源配線６１，６２，６３，６４を介して、対応する電気式アクチュエータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと電気的に接続されている。このように、各電源配線６１，６２，６３，６４は、中央配電盤３と対応する１つの電気式アクチュエータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄとを接続する。

この構成によると、１つの中央配電盤３Ａは、ハブとして機能する。電力は、中央配電盤３Ａから各電気式アクチュエータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄへ供給される。したがって、複数の電気式アクチュエータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄへ電力を供給するための配電盤の数は、低減される。これにより、電力システム１Ａの部品点数、および重量は、低減される。

（１２）なお、上記の変形例において、中央配電盤３Ａと複数の電気式アクチュエータ１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）とが、複数の電源配線６１〜６４を用いて接続されている。代替的に、図１０に示されるように、複数の電気式アクチュエータ１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）は、１つの電源配線６５を用いて中央配電盤３Ｂに接続されてもよい。この場合、中央配電盤３Ｂは、「配電盤」の一例である。この場合、１つのチャンネル３１が、各電気式アクチュエータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを一括して動作させる。

この構成によると、１つの電源配線６５が母線として用いられるので、電力は、中央配電盤３Ｂから複数の電気式アクチュエータ１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ）へ供給される。したがって、複数の電気式アクチュエータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄへ電力を供給するための配線の全長は、短くなる。よって、電力システム１Ｂの重量は、低減される。

なお、各上記配電盤３Ａ、３Ｂは、前述したように、２つ以上の配電盤群を用いて形成されていてもよい。

（１３）また、上述の実施形態において、電気式アクチュエータによって動作される舵面として、エルロンおよびスポイラが用いられる。代替的に、エレベータ（昇降舵）、方向舵（ラダー）、フラップなどの他の舵面に関して、上述の実施形態の原理が適用されてもよい。また、航空機に設置される機器としてのランディングギアの脚などを駆動する電気式アクチュエータに関して、上述の実施形態の原理が適用されてもよい。

上述の実施形態の原理は、配電装置として、広く適用することができる。

１ 電力システム（配電装置）
３Ａ，３Ｂ，５ 遠隔配電盤（配電盤）
１５ 電気式アクチュエータ
２７ 蓄電器
４３ 継電器（スイッチ）

Claims (10)

1. 電力を配分するための配電装置であって、
   前記配電装置に電気的に接続された少なくとも１つの電気式アクチュエータで発生した回生電力により、前記配電装置に接続された蓄電器を充電する配電盤と、
   前記配電盤と前記少なくとも１つの電気式アクチュエータとの間に設けられ、電流が所定以上流れると前記電流を遮断するスイッチと、を備えている
   配電装置。
2. 請求項１に記載の配電装置であって、
   前記電流を遮断するために前記スイッチの開閉動作を行う開閉制御部を備え、
   前記開閉制御部は、前記電流を検知する電流センサの検出値に基づいて、前記開閉動作を行う
   配電装置。
3. 請求項１又は２に記載の配電装置であって、
   前記配電盤は、前記少なくとも１つの電気式アクチュエータと電気的に接続され、バリスタを有する雷サージ保護部を有する
   配電装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配電装置であって、
   前記少なくとも１つの電気式アクチュエータを監視する監視制御部を備え、
   前記監視制御部は、前記スイッチの開閉動作を制御する
   配電装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配電装置であって、
   前記蓄電器と前記少なくとも１つの電気式アクチュエータとの間の配線に前記スイッチが設けられている
   配電装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の配電装置であって、
   前記配電盤は、遠隔配電盤として設けられており、航空機に備えられる中央配電盤から電力を供給されることが可能に構成されている
   配電装置。
7. 請求項６に記載の配電装置であって、
   前記蓄電池は、前記遠隔配電盤と前記中央配電盤とを接続する配線に接続されている
   配電装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の配電装置であって、
   複数の電線をさらに備え、
   前記少なくとも１つの電気式アクチュエータは、前記複数の電線にそれぞれ対応する複数のアクチュエータを含み、
   前記電線それぞれは、前記配電盤と、前記複数のアクチュエータと、を接続する
   配電装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の配電装置であって、
   前記少なくとも１つの電気式アクチュエータは、複数のアクチュエータを含み、
   前記複数のアクチュエータは、１つの配線を用いて前記配電盤に接続されている
   配電装置。
10. 請求項４乃至９のいずれか１項に記載の配電装置であって、
    前記監視制御部は、前記配電盤から前記少なくとも１つの電気式アクチュエータに与えられた電力量と前記少なくとも１つの電気式アクチュエータの機械的動作量との関係に基づいて、前記少なくとも１つの電気式アクチュエータの動作状態を診断する
    配電装置。

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