JP2018094969A - 航空機の降着装置のｅｈａシステム - Google Patents

Abstract

【課題】経済性、及び、環境性に優れた航空機の地上走行システムを提供する。【解決手段】航空機の降着装置のＥＨＡシステム１０は、航空機の脚に取り付けられた車輪１５に接続されかつ、車輪を駆動するよう構成された油圧モータ４１と、脚を航空機の機体に格納及び展開するよう構成された油圧シリンダ２と、油圧シリンダに接続されかつ、脚の格納及び展開時に、油圧シリンダに油圧を供給するよう構成された電動油圧ポンプ（電気モータ３１１、３２１、油圧ポンプ３１２、３２２）と、を備える。電動油圧ポンプは、航空機が地上において走行するときに、油圧モータに油圧を供給する。【選択図】図２

Description

ここに開示する技術は、航空機の降着装置のＥＨＡシステムに関する。

航空機が地上において走行する（つまり、タキシング）ときには、主に、主翼に設置された主エンジンによる推力を利用している。主エンジンは、飛行時に要求される推力を発生する状態で高効率となるように設計されている。タキシング時に必要な推力は、飛行時に比べて大幅に小さい。そのため、タキシング時に主エンジンによる推力を利用すると、燃費が悪化し、経済性に劣る。また、主エンジンを低出力で運転すると、ＮＯｘやＣＯ等の有害物質を多く排出してしまい、環境負荷が高くなるという不都合もある。さらに、主エンジンを利用すると、航空機を後退させることができないため、航空機を後退させるときには、別途、牽引車が必要になる。

特許文献１には、これらの問題を解決する試みとして、航空機の脚に取り付けられた車輪を、電気モータが駆動する地上走行システムが記載されている。

特許第５８６６５１９公報

電気モータが車輪を駆動するよう構成された地上走行システムは、様々な問題を有しており、未だ実用化には至っていない。

ここに開示する技術はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、経済性、及び、環境性に優れた航空機の地上走行システムを提供することにある。

ここに開示する技術は、航空機の降着装置のＥＨＡ（Electro Hydrostatic Actuator）システムに関する。このシステムは、航空機の脚に取り付けられた車輪と、前記車輪に接続されかつ、前記車輪を駆動するよう構成された油圧モータと、前記脚を前記航空機の機体に格納及び展開するよう構成された油圧シリンダと、前記油圧シリンダ及び前記油圧モータのそれぞれに接続されかつ、前記脚の格納及び展開時に、前記油圧シリンダに油圧を供給すると共に、前記航空機が地上において走行するときに、前記油圧モータに油圧を供給するよう構成された電動油圧ポンプと、を備えている。

この構成によると、ＥＨＡシステムは、油圧モータを有している。油圧モータが、脚に取り付けられた車輪を駆動することによって、航空機は地上において走行をする。このＥＨＡシステムは、地上走行機能部を含んでおり、地上走行システムを構成している。このＥＨＡシステムは、タキシング時の車輪の駆動に油圧モータを利用することによって、主エンジンによる推力を利用する構成に比べて、経済性及び環境性を大幅に向上させることができる。

ここで、油圧モータは、正回転及び逆回転が可能に構成してもよい。この構成によって、航空機を前進及び後退させることができる。このＥＨＡシステムによって、牽引車が不要になる。

前記の構成はまた、油圧モータに油圧を供給する電動油圧ポンプが、脚を航空機の機体に格納及び展開するための電動油圧ポンプを兼用している。すなわち、電動油圧ポンプは、油圧シリンダに油圧を供給する。ＥＨＡシステムは、従来の航空機に装備されていた油圧供給系統を廃止することを可能にするから、航空機の 燃費向上及び整備性の向上を図ることができる。

ＥＨＡシステムでは、航空機が離陸した後の脚を格納するとき、及び、航空機が着陸する前の脚を展開するときに、電動油圧ポンプが、油圧シリンダに油圧を供給する。航空機がタキシングしているときに、電動油圧ポンプは、油圧シリンダに油圧を供給しない。よって、ＥＨＡシステムの電動油圧ポンプは、航空機がタキシングしているときに、車輪を駆動する油圧モータに油圧を供給することができる。また、電動油圧ポンプが油圧シリンダに油圧を供給するときに、車輪は駆動しない。よって、油圧シリンダの油圧源と、油圧モータの油圧源とを共通にすることができる。油圧シリンダと油圧モータとの油圧源を共通にすることによって、航空機の重量増加を抑制することが可能になる。

尚、電動油圧ポンプは、航空機に搭載されたバッテリ、又は、ＡＰＵ（Auxiliary Power Unit）の電力によって運転すればよい。

前記降着装置のＥＨＡシステムは、前記電動油圧ポンプ、前記油圧モータ、及び前記油圧シリンダのそれぞれが接続されかつ、前記電動油圧ポンプの油圧を、前記油圧モータと、前記油圧シリンダとに選択的に供給するよう構成された油圧回路を備えている、としてもよい。

油圧回路が、油圧の供給先を切り替えることによって、電動油圧ポンプを、油圧シリンダの油圧源と、油圧モータの油圧源との両方に用いることができる。

前記降着装置のＥＨＡシステムは、前記電動油圧ポンプに接続されかつ、前記電動油圧ポンプを制御するよう構成されたコントローラーを備え、前記コントローラーは、前記航空機が着陸又は離陸するときに、前記車輪が高速回転することに伴い高速で回転する前記油圧モータに作動油を補充するよう、前記電動油圧ポンプを運転する、としてもよい。

例えば航空機の着陸時に、車輪が地面に接地すると車輪が高速で回転をする。また、航空機の離陸時であって、主エンジンの推力によって航空機が移動している時にも、車輪が高速で回転をする。このときに、車輪に接続されている油圧モータは、車輪の高速回転に伴い高速で回転するようになるため、油圧モータの吸込側の内部において、キャビテーションが発生してしまう恐れがある。

そこで、航空機が着陸又は離陸するときに、コントローラーが電動油圧ポンプを運転することによって、車輪によって強制的に回転される油圧モータの吸込側に作動油を補充する。こうすることで、油圧モータの吸込側の内部が負圧になることを防止することができ、キャビテーションの発生を防止することが可能になる。不具合の発生を未然に回避することができる。尚、このときに、油圧モータに供給する作動油の圧力を高くする必要はない。作動油の圧力を高くしないことによって、消費電力が少なくなる。

前記降着装置のＥＨＡシステムは、前記車輪と前記油圧モータとの間に介設され、前記車輪と前記油圧モータとの間における回転力の伝達を遮断するよう構成されたクラッチを備えている、としてもよい。

車輪と油圧モータとの間において、常に、回転力が伝達するよう構成されているときには、前述したように、車輪が高速回転することに伴い、油圧モータは高速で回転する。これに対し、車輪と油圧モータとの間にクラッチを介設すると、車輪と前記油圧モータとの間における回転力の伝達を遮断することができる。従って、航空機が着陸又は離陸するときに、クラッチが、車輪と前記油圧モータとの間における回転力の伝達を遮断すれば、油圧モータは回転しないため、キャビテーションの発生を防止することが可能になる。この構成においては、前述したように、油圧モータが車輪によって強制的に回転されるときに、油圧モータに作動油を補充しなくてもよい。また、航空機がタキシングするときにはクラッチをつなぐことによって、油圧モータは、車輪を駆動することができる。

前記降着装置のＥＨＡシステムは、前記車輪と前記油圧モータとを接続するシャフトを備え、前記シャフトは、所定以上の荷重が作用したときに破断するよう構成されたシェアピン構造部を有している、としてもよい。

航空機の着陸時や離陸時に、車輪が高速で回転しようとしたときに、油圧モータのメカニカルトラブルや、その他の原因によって、油圧モータが固着してしまうと、車輪及びシャフトに大きな荷重が作用してしまう。車輪と油圧モータとを接続するシャフトがシェアピン構造部を有していると、油圧モータが固着したときに、シェアピン構造部が破断をすることによって、車輪をフリーで回転させることができるようになる。シェアピン構造部は、地上走行機能部のフェイルセーフ機構として機能する。

以上説明したように、前記の降着装置のＥＨＡシステムによると、油圧モータが車輪を駆動することによって、経済性及び環境性を大幅に向上させることができると共に、油圧モータの油圧源と、油圧シリンダの油圧源とを共通にすることによって、航空機の重量増加を抑制することができる。

図１は、航空機の降着装置の構成を例示する図である。 図２は、降着装置のＥＨＡシステムの構成を例示する回路図である。 図３は、車輪と油圧モータとの接続構成を概念的に例示する構成図である。 図４は、車輪と油圧モータとの、別の接続構成を概念的に例示する構成図である。

以下、航空機の降着装置のＥＨＡシステムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明は、ＥＨＡシステムの一例である。図１は、航空機の降着装置の構成を例示する図である。図１に示す降着装置１は、主脚を構成している。図２は、航空機に搭載されている降着装置１のＥＨＡシステム１０の構成を例示する回路図である。ＥＨＡシステム１０は、後述するように、油圧源部１０３と、油圧制御部１０２と、脚揚降機能部１０１と、地上走行機能部１００と、を備えている。ＥＨＡシステム１０は、地上走行システムを構成している。図３及び図４は、ＥＨＡシステム１０の地上走行機能部１００において、車輪と油圧モータとの接続構成を概念的に例示する構成図である。

降着装置１は、脚１１を機体１２に格納しかつ、機体１２から展開するよう構成されている。脚１１の先端には、車輪１５が取り付けられている。図１に例示する降着装置１は、ギアシリンダ２１、ドアシリンダ２２、ダウンロックリリースシリンダ２３、ドアアップロックリリースシリンダ２６、及び、ギアアップロックリリースシリンダ２７を有している。ギアシリンダ２１は、脚１１の揚降を行う。ドアシリンダ２２は、脚１１を収容する格納室１３のドア１４を開閉する。ダウンロックリリースシリンダ２３は、脚降ろし状態を固定する機構（つまり、ダウンロック）を解除する。ドアアップロックリリースシリンダ２６は、ドアを引き上げ状態に固定する機構（つまり、ドアアップロック）を解除する。ギアアップロックリリースシリンダ２７は、脚１１を引き上げ状態に固定する機構（つまり、ギアアップロック）を解除する。各シリンダ２１、２２、２３、２６、２７は、油圧式の伸縮シリンダである。尚、降着装置１は、これらのシリンダの内の、一部のみを有していてもよい。

これらのシリンダ２１、２２、２３、２６、２７は、脚１１の格納及び展開に際して順次、動作をする。具体的に、脚１１の格納時には、ドアアップロックリリースシリンダ２６がドアアップロックを解除し、ドアシリンダ２２がドア１４を開け、その後、ダウンロックリリースシリンダ２３がダウンロックを解除し、ギアシリンダ２１が、脚１１を揚げる。脚１１が格納室１３内に格納されれば、ドアシリンダ２２がドア１４を閉じる。こうして、脚１１の格納に係る一連の動作が完了する。また、脚１１の展開時には、ドアアップロックリリースシリンダ２６がドアアップロックを解除し、ドアシリンダ２２がドア１４を開け、その後、ギアアップロックリリースシリンダ２７がギアアップロックを解除し、ギアシリンダ２１が、脚１１を降ろす。脚１１が展開すれば、ドアシリンダ２２がドア１４を閉じる。

尚、以下の説明においては、ギアシリンダ２１、ドアシリンダ２２、ダウンロックリリースシリンダ２３、ドアアップロックリリースシリンダ２６、及び、ギアアップロックリリースシリンダ２７を総称して、油圧シリンダ２と呼ぶ場合がある。

図２に示す油圧回路図は、ＥＨＡシステム１０の油圧源部１０３と、油圧制御部１０２と、脚揚降機能部１０１と、地上走行機能部１００と、を示している。図２の油圧回路図は、理解を容易にするために簡略化している。つまり、図２の油圧回路図には、降着装置１のシリンダの内、ギアシリンダ２１と、ドアシリンダ２２とのみを示しており、他のシリンダの図示を省略している。尚、図２において作動油の経路は実線、電気信号の経路は一点鎖線で示している。

ＥＨＡシステム１０は、前述した油圧シリンダ２と、油圧回路３３と、第１の油圧源３１、及び、第２の油圧源３２と、を備えている。第１及び第２の油圧源３１、３２は、ＥＨＡシステム１０の油圧源部１０３を構成している。油圧回路３３は、油圧制御部１０２を構成している。油圧シリンダ２は、脚揚降機能部１０１を構成している。尚、図２の油圧回路図は、油圧源部１０３、油圧制御部１０２、脚揚降機能部１０１、及び、地上走行機能部１００相互の配設位置を特定するものではなく、ＥＨＡシステム１０を構成する各部は、適宜の場所に配設することができる。

第１の油圧源３１及び第２の油圧源３２は、互いに並列に配置されている。ＥＨＡシステム１０は、冗長化している。第１の油圧源３１及び第２の油圧源３２はそれぞれ、油圧回路３３を介して、ギアシリンダ２１及びドアシリンダ２２に油圧を供給する。

第１の油圧源３１は、油圧ポンプ３１２と、油圧ポンプ３１２に連結された電気モータ３１１とを有している。油圧ポンプ３１２と電気モータ３１１とによって、電動油圧ポンプが構成される。第２の油圧源３２は、油圧ポンプ３２２と、油圧ポンプ３２２に連結された電気モータ３２１とを有している。油圧ポンプ３２２と電気モータ３２１とによって、もう一つの電動油圧ポンプが構成される。

油圧回路３３は、第１の油圧源３１及び第２の油圧源３２から吐出された作動油を、ギアシリンダ２１、又は、ドアシリンダ２２に、選択的に送るよう構成されている。油圧回路３３はまた、ギアシリンダ２１、及び、ドアシリンダ２２から、作動油が排出されるように構成されている。

油圧シリンダ２は、シリンダ内に、ボア側油室２４とアニュラス側油室２５とを有している。ピストンヘッドは、シリンダ内で、ボア側油室２４とアニュラス側油室２５とを隔てている。油圧シリンダ２の第１ポートはボア側油室２４に連通し、第２ポートはアニュラス側油室２５に連通している。作動油は、第１ポートを介して、ボア側油室２４に流入及び流出し、第２ポートを介して、アニュラス側油室２５に流入及び流出する。

ギアシリンダ２１は、伸びるときに負荷に抗して脚を揚げ、縮むときに負荷を開放して脚を降ろすように構成されている。ドアシリンダ２２は、伸びるときに負荷を開放してドアを開け、縮むときに負荷に抗してドアを閉めるように構成されている。

図２に示す構成例において、第１の油圧源３１が有する油圧ポンプ３１２は、一方向のみ回転可能であって、吸込ポートから吸い込んだ作動油を吐出ポートから吐出する片回転式である。第２の油圧源３２が有する油圧ポンプ３２２も、一方向のみ回転可能であって、吸込ポートから吸い込んだ作動油を吐出ポートから吐出する片回転式である。

並列に設けられた第１及び第２の油圧源３１、３２の上流（つまり、吸込ポートの側）は、合流した後にリザーバ８１に接続されている。リザーバ８１は、油圧シリンダ２のボア側油室２４とアニュラス側油室２５との合計容積が、油圧シリンダ２の伸縮に伴い変動することを吸収するためのタンクである。

第１及び第２の油圧源３１、３２はそれぞれ、油圧ポンプ３１２、３２２の下流（つまり、吐出ポートの側）に配置された逆止弁３５を有している。逆止弁３５は、第１及び第２の油圧源３１、３２の一方がフェイルして停止しているときに、他方の油圧源３１、３２の油圧ポンプ３１２、３２２が吐出した作動油が、停止中の油圧源３１、３２の油圧ポンプ３１２、３２２に逆流することを阻止する。

第１及び第２の油圧源３１、３２の下流は、合流した後に、後述するギアセレクタバルブ５１及びドアセレクタバルブ５２にそれぞれ接続されている。

第１の油圧源３１の油圧ポンプ３１２の下流は分岐している。分岐路は、リリーフバルブ３６及びフィルタ８２を介してリザーバ８１に接続されている。同様に、第２の油圧源３２の油圧ポンプ３２２の下流に設けられた分岐路も、リリーフバルブ３６及びフィルタ８２を介してリザーバ８１に接続されている。

ギアセレクタバルブ５１は、Ｐポート、Ｔポート、Ａポート及びＢポートの四つのポートを有する四ポート三位置の切換弁である。ギアセレクタバルブ５１は、ギアシリンダ２１に対して油圧を選択的に供給する機能を有する。ギアセレクタバルブ５１のＰポートは、第１及び第２の油圧源３１、３２それぞれの油圧ポンプ３１２、３２２の吐出ポートに接続され、Ｔポートは、リザーバ８１に接続され、Ａポートは、ギアシリンダ２１のボア側油室２４に接続され、そして、Ｂポートは、ギアシリンダ２１のアニュラス側油室２５に接続されている。

ギアセレクタバルブ５１は、ソレノイドによる直接駆動式のスプールアンドスリーブ型バルブである。スプールは、スプリングによってセンター位置に付勢されている。ギアセレクタバルブ５１は、センター位置では、図２に示すように、Ａポート及びＢポートをそれぞれＴポートに連通する。ギアセレクタバルブ５１はまた、第１オフセット位置（図２の右側の位置）では、ＡポートとＰポートとを連通しかつ、ＢポートとＴポートとを連通する。ギアセレクタバルブ５１は、第２オフセット位置（図２の左側の位置）では、ＡポートとＴポートとを連通しかつ、ＢポートとＰポートとを連通する。コントローラー９は、ギアセレクタバルブ５１を制御する。具体的にコントローラー９は、ギアセレクタバルブ５１のスプールを切り換えることによって、ギアシリンダ２１のボア側油室２４又はアニュラス側油室２５に、油圧を選択的に供給する。

ギアセレクタバルブ５１のＡポートとギアシリンダ２１のボア側油室２４との間には、逆止弁５４と可変絞り５５とが並列に介設している。可変絞り５５は、ギアシリンダ２１のストローク量に応じて絞り量を変更する。可変絞り５５は、ギアシリンダ２１が縮む速度を制限すると共に、ギアシリンダ２１の収縮端付近では、その絞り開口を小さくする。これによって、ギアシリンダ２１の収縮端付近では、ギアシリンダ２１の縮む速度が、さらに低下する。

ドアセレクタバルブ５２は、Ａポート、Ｐポート及びＴポートの三つのポートを有する三ポート二位置の切換弁である。ドアセレクタバルブ５２は、ドアシリンダ２２に対して油圧を選択的に供給する機能を有する。ドアセレクタバルブ５２のＰポートは、第１及び第２の油圧源３１、３２それぞれの油圧ポンプ３１２、３２２の吐出ポートに接続され、Ｔポートは、リザーバ８１に接続され、Ａポートは、ドアシリンダ２２のボア側油室２４に接続される。

ドアセレクタバルブ５２も、ソレノイドによる直接駆動式のスプールアンドスリーブ型バルブである。スプールは、スプリングによりノーマル位置に付勢されている。ドアセレクタバルブ５２は、ノーマル位置では、図２に示すように、ＡポートをＰポートに連通する。ドアセレクタバルブ５２は、オフセット位置では、ＡポートとＴポートとを連通する。コントローラー９は、ドアセレクタバルブ５２を制御する。具体的にコントローラー９は、ドアセレクタバルブ５２のスプールを切り換えることによって、ドアシリンダ２２のボア側油室２４に油圧を選択的に供給する。

ドアシリンダ２２のボア側油室２４はまた、ドアセレクタバルブ５２をバイパスしてリザーバ８１に接続されている。このバイパス経路の途中には、逆止弁５８が介設している。この逆止弁５８は、ドアシリンダ２２のボア側油室２４内が負圧状態になることを防止するための弁である。

また、ドアシリンダ２２のアニュラス側油室２５は、ドアセレクタバルブ５２を介さずに、第１及び第２の油圧源３１、３２それぞれの油圧ポンプ３１２、３２２の吐出ポートに接続されている。

ギアシリンダ２１及びドアシリンダ２２とリザーバ８１との間には、ギアダンプバルブ５３が介設している。ギアダンプバルブ５３は、Ａ、Ｂ、及び、Ｔポートを有する三ポート二位置の切換弁である。ギアダンプバルブ５３は、ソレノイドによって直接駆動されるスプールを備えたソレノイドバルブである。コントローラー９は、ギアダンプバルブ５３を制御する。

ギアダンプバルブ５３のスプールは、スプリングによってノーマル位置に付勢されている。ギアダンプバルブ５３は、ノーマル位置では、図２に示すように、Ａポート及びＢポートをＴポートに連通すると共に、オフセット位置では、Ａポート及びＢポートとＴポートとを遮断する。ギアダンプバルブ５３のＡポートは、前述した逆止弁５４と可変絞り５５とを介してギアシリンダ２１のボア側油室２４に接続されている。ギアダンプバルブ５３のＢポートは、後述する逆止弁５６と可変絞り５７とを介してドアシリンダ２２のアニュラス側油室２５に接続されている。ギアダンプバルブ５３のＴポートは、リザーバ８１に接続されている。

ギアダンプバルブ５３のＢポートとアニュラス側油室２５との間には、逆止弁５６と可変絞り５７とが並列に介設している。可変絞り５７は、ドアシリンダ２２のストローク量に応じて絞り量を変更する。可変絞り５７は、ドアシリンダ２２が伸びる速度を制限すると共に、ドアシリンダ２２の伸長端付近では、絞り開口を小さくする。このことによって、ドアシリンダ２２の伸長端付近では、ドアシリンダ２２の伸びる速度が、さらに低下する。

第１の油圧源３１の油圧ポンプ３１２、及び、第２の油圧源３２の油圧ポンプ３２２は、油圧シリンダ２に供給する作動油を昇圧するポンプである。第１の油圧源３１の油圧ポンプ３１２、及び、第２の油圧源３２の油圧ポンプ３２２は、互いに同じ油圧ポンプである。これらの油圧ポンプ３１２、３２２は、例えば定容量型の油圧ポンプとしてもよい。具体的には、斜板式や斜軸式のピストンポンプ、歯車ポンプ、スクリューポンプ、及びベーンポンプを、油圧ポンプ３１２、３２２として例示することができる。油圧ポンプ３１２、３２２はまた、可変容量型の油圧ポンプであってもよい。

第１の油圧源３１の電気モータ３１１は、油圧ポンプ３１２に結合され、油圧ポンプ３１２を駆動するように構成されている。同様に、第２の油圧源３２の電気モータ３２１は、油圧ポンプ３２２に結合され、油圧ポンプ３２２を駆動するように構成されている。第１の油圧源３１の電気モータ３１１、及び、第２の油圧源３２の電気モータ３２１も、互いに同じ電気モータである。これらの電気モータ３１１、３２１は、例えば三相モータとしてもよい。コントローラー９が、電気モータ３１１を作動することによって、油圧ポンプ３１２が駆動すると共に、電気モータ３２１を作動することによって、油圧ポンプ３２２が駆動する。前記のＥＨＡシステム１０において、電気モータ３１１、３２１はそれぞれ、航空機に搭載されたバッテリ、又は、ＡＰＵから、電力が供給される。

コントローラー９は、航空機が離陸した後の脚１１を格納するとき、及び、航空機が着陸する前の脚１１を展開するときに、電気モータ３１１、３２１を作動し、油圧ポンプ３１２、３２２を通じて、ＥＨＡシステム１０の油圧シリンダ２に油圧を供給する。尚、コントローラー９が各バルブ５１、５２、５３を制御することによって、ギアシリンダ２１及びドアシリンダ２２に選択的に油圧を供給する手順については、説明を省略する。

前述の通り、ＥＨＡシステム１０は、地上走行機能部１００を備えている。この航空機は、地上において走行する（つまり、タキシング）ときに、車輪１５を、油圧モータ４１によって駆動するよう構成されている。図２に示すように、油圧モータ４１に油圧を供給する油圧源は、前述したＥＨＡシステム１０の第１の油圧源３１及び第２の油圧源３２である。

地上走行機能部１００は、前記の油圧モータ４１を備えている。油圧制御部１０２を構成する油圧回路３３は、油圧モータ４１に対して作動油を選択的に送る機能を有するモータセレクタバルブ５１０と、タキシングダンプバルブ５１１と、を備えている。油圧回路３３は、いわば、油圧ポンプ３１２、３２２、油圧モータ４１、及び油圧シリンダ２のそれぞれが接続されかつ、油圧ポンプ３１２、３２２の油圧を、油圧モータ４１と、油圧シリンダ２とに選択的に供給するよう構成されている。

油圧モータ４１は、詳細な構成の図示は省略するが、油圧の供給を受けることによって、回転軸を回転するよう構成されている。油圧モータ４１の形式に特に制限はなく、どのような形式の油圧モータ４１を採用してもよい。但し、油圧モータ４１は、脚１１の先端に取り付けるため、小型化することができる形式であることが好ましい。例えばギヤ式、ピストン式、又は、ベーン式の油圧モータを、地上走行機能部１００に採用することができる。

油圧モータ４１はまた、第１ポートと第２ポートとを有している。第１ポートを吸込側とし、第２ポートを吐出側としたときに、油圧モータ４１は正回転をする一方、第１ポートを吐出側とし、第２ポートを吸込側としたときに、油圧モータ４１は逆回転をするよう構成されている。

モータセレクタバルブ５１０は、Ｐポート、Ｔポート、Ａポート及びＢポートの四つのポートを有する四ポート三位置の切換弁である。モータセレクタバルブ５１０のＰポートは、第１及び第２の油圧源３１、３２それぞれの油圧ポンプ３１２、３２２の吐出ポートに接続され、Ｔポートは、リザーバ８１に接続され、Ａポートは、油圧モータ４１の第１ポートに接続され、そして、Ｂポートは、油圧モータ４１の第２ポートに接続されている。

モータセレクタバルブ５１０は、ソレノイドによる直接駆動式のスプールアンドスリーブ型である。スプールは、スプリングによってセンター位置に付勢されている。モータセレクタバルブ５１０は、センター位置では、図２に示すように、Ａポート及びＢポートをそれぞれＴポートに連通する。モータセレクタバルブ５１０はまた、第１オフセット位置（図２の左側の位置）では、ＡポートとＰポートとを連通しかつ、ＢポートとＴポートとを連通する。モータセレクタバルブ５１０は、第２オフセット位置（図２の右側の位置）では、ＡポートとＴポートとを連通しかつ、ＢポートとＰポートとを連通する。コントローラー９は、モータセレクタバルブ５１０を制御する。具体的にコントローラー９は、モータセレクタバルブ５１０を切り換えることによって、油圧モータ４１の第１ポート又は第２ポートに、油圧を選択的に供給する。これにより、油圧モータ４１は、正回転、又は、逆回転する。

タキシングダンプバルブ５１１は、Ａ、Ｂ、及び、Ｔポートを有する三ポート二位置の切換弁である。タキシングダンプバルブ５１１は、ソレノイドによって直接駆動されるスプールを備えたソレノイドバルブである。コントローラー９は、タキシングダンプバルブ５１１を制御する。

タキシングダンプバルブ５１１のスプールは、スプリングによってノーマル位置に付勢されている。タキシングダンプバルブ５１１は、ノーマル位置では、図２に示すように、Ａポート及びＢポートをＴポートに連通すると共に、オフセット位置では、Ａポート及びＢポートとＴポートとを遮断する。タキシングダンプバルブ５１１のＡポートは、油圧モータ４１の第１ポートに接続されている。タキシングダンプバルブ５１１のＢポートは、油圧モータ４１の第２ポートに接続されている。タキシングダンプバルブ５１１のＴポートは、リザーバ８１に接続されている。

尚、ＥＨＡシステム１０の油圧回路３３の構成については、特に限定はなく、前述した構成以外にも、様々な構成を、適宜採用することが可能である。

コントローラー９は、航空機のタキシング時には、バルブ５１０、５１１の切り替えと共に、電気モータ３１１、３２１に信号を出力することによって回転数を調整することにより、油圧ポンプ３１２、３２２から油圧モータ４１への油圧の供給を制御する。このことにより、航空機の走行速度を制御することができる。

このように、この航空機においては、脚揚降機能部１０１の油圧シリンダ２と、地上走行機能部１００の油圧モータ４１との間で、油圧源３１、３２を共用している。油圧回路３３は、コントローラー９が各バルブ５１、５２、５３、５１０、５１１を制御することによって、各油圧シリンダ２、及び、油圧モータ４１に対し、選択的に、油圧ポンプ３１２、３２２の油圧を供給する。ＥＨＡシステム１０が、油圧シリンダ２を動かすタイミングは、航空機が離陸した後の脚１１を格納するとき、及び、航空機が着陸する前の脚１１を展開するときである。このとき、油圧モータ４１は、動作しない。これに対し、ＥＨＡシステム１０が、油圧モータ４１を動かすタイミングは、航空機がタキシングしているときであり、このとき、油圧シリンダ２は、動作しない。従って、油圧シリンダ２と、油圧モータ４１との間で、油圧源３１、３２を共用していても、各油圧シリンダ２に油圧を供給することと、油圧モータ４１に油圧を供給することとの間で支障が生じない。油圧モータ４１の油圧源３１、３２と、油圧シリンダ２の油圧源３１、３２とを共通にすることによって、航空機の重量増加を抑制することが可能になる。

地上走行機能部１００は、油圧モータ４１を利用することにより、航空機の主エンジンによる推力を利用してタキシングを行う構成に比べて、経済性及び環境性を大幅に向上させることができる。また、油圧モータ４１は、正回転及び逆回転が可能に構成しているため、ＥＨＡシステム１０の地上走行機能部１００は、航空機を前進及び後退させることができる。その結果、牽引車が不要になるという利点もある。

また、ＥＨＡシステム１０の油圧源３１、３２が冗長化しているため、地上走行機能部１００の油圧源３１、３２も冗長化することになる。

図３に示すように、油圧モータ４１と車輪１５とは、シャフト４３を介して直結されている。一般的に、油圧モータの出力は、電気モータの出力よりも１０倍程度、大きい。よって、電気モータを利用する地上走行システムは変速機構が必要となるが、これとは異なり、油圧モータ４１は、車輪１５と直結する構成において、航空機のタキシングに必要なトルクを出力することができる。

油圧モータ４１と車輪１５とを直結する構成においては、例えば航空機の着陸時に車輪１５が地面に接地すると、車輪１５が高速回転することに伴い、油圧モータ４１も高速回転する。また、航空機の離陸時であって、主エンジンの推力によって航空機が移動している時にも、車輪１５が高速回転することに伴い、油圧モータ４１も高速で回転する。このときに、車輪１５によって強制的に回転される油圧モータ４１の吸込側の内部で、キャビテーションが発生してしまう恐れがある。

そこで、コントローラー９は、車輪１５によって油圧モータ４１が高速回転するときに、電気モータ３１１、３２１を運転することにより、油圧ポンプ３１２、３２２から油圧モータ４１の吸込口に作動油を供給することによって作動油を油圧モータ４１に補充する。作動油を補充することで、車輪１５によって強制的に回転される油圧モータ４１の吸込側の内部が負圧になってしまうことが防止されて、キャビテーションの発生を防止することができる。尚、キャビテーションの発生を防止するときに、油圧モータ４１に供給する作動油の圧力を高める必要はない。作動油の圧力を所定値以下に抑えることによって、電気モータ３１１、３２１の消費電力を少なくすることができる。

ここで、航空機の着陸時や離陸時に、車輪１５が高速で回転しようとしたときに、油圧モータ４１のメカニカルトラブルや、その他の原因によって、油圧モータ４１が固着してしまうと、車輪１５及びシャフト４３に大きな荷重が作用してしまう。そこで、図３に示すように、車輪１５と油圧モータ４１とを直結するシャフト４３は、フェイルセーフ機構としてのシェアピン構造部４３１を有している。シェアピン構造部４３１は、シャフト４３に所定以上の荷重が作用したときに破断するよう、シャフト４３がくびれることによって構成されている。油圧モータ４１が固着したときにシェアピン構造部４３１が破断をすることによって、油圧モータ４１と車輪１５との間の接続が切れるため、航空機の着陸時や離陸時に、車輪１５はフリーで回転することができる。

図４は、車輪１５と油圧モータ４１との、別の接続構成を示している。この接続構成においては、シャフト４３は、車輪１５と油圧モータ４１との間にクラッチ４３２を有している。クラッチ４３２は、車輪１５と油圧モータ４１との間で、回転力を伝達する状態と、回転力の伝達を遮断する状態とに切り替わる。タキシング時には、コントローラー９がクラッチ４３２をつなぐことによって、油圧モータ４１は、車輪１５を駆動することができる。一方、前述したように、航空機の着陸時や離陸時に、車輪１５が高速で回転しようとしたときには、コントローラー９がクラッチ４３２を切ることによって、油圧モータ４１が高速で回転してしまうことを回避することができる。よって、キャビテーションの発生を回避することができる。この構成においては、油圧ポンプ３１２、３２２から油圧モータ４１に作動油を供給（補充）しなくてもよい。

また、油圧モータ４１の固着等に起因して、シャフト４３に所定以上の荷重が作用したときにも、クラッチ４３２を切るようにすれば、車輪１５はフリーで回転することができる。クラッチ４３２は、フェイルセーフ機構として機能することができる。

尚、図１に示すように、降着装置１の脚１１に、２つの車輪１５が取り付けられているときに、一つの車輪１５を、一つの油圧モータ４１に接続するよう構成してもよい。この構成では、図１の脚１１には、二つの油圧モータ４１が取り付けられる。また、二つの車輪１５の両方を、一つの油圧モータ４１に接続するように構成してもよい。この構成では、図１の脚１１には、一つの油圧モータ４１が取り付けられる。

また、前記の構成例は、ここに開示する降着装置のＥＨＡシステムを航空機の主脚に適用した例であったが、この降着装置のＥＨＡシステムは、航空機の前脚に適用することも可能である。

さらに、ここに開示する降着装置のＥＨＡシステムは、様々な形式及び重量の航空機に適用することが可能であり、航空機の形式及び重量に特に制限はない。

１ 降着装置
１０ ＥＨＡシステム
１１ 脚
１２ 機体
１５ 車輪
２ 油圧シリンダ
３１１、３２１ 電気モータ（電動油圧ポンプ）
３１２、３２２ 油圧ポンプ（電動油圧ポンプ）
３３ 油圧回路
４１ 油圧モータ
４３ シャフト
４３１ シェアピン構造部
４３２ クラッチ
９ コントローラー

Claims (6)

1. 航空機の脚に取り付けられた車輪と、
   前記車輪に接続されかつ、前記車輪を駆動するよう構成された油圧モータと、
   前記脚を前記航空機の機体に格納及び展開するよう構成された油圧シリンダと、
   前記油圧シリンダ及び前記油圧モータのそれぞれに接続されかつ、前記脚の格納及び展開時に、前記油圧シリンダに油圧を供給すると共に、前記航空機が地上において走行するときに、前記油圧モータに油圧を供給するよう構成された電動油圧ポンプと、を備えている航空機の降着装置のＥＨＡシステム。
2. 請求項１に記載の航空機の降着装置のＥＨＡシステムにおいて、
   前記電動油圧ポンプ、前記油圧モータ、及び前記油圧シリンダのそれぞれが接続されかつ、前記電動油圧ポンプの油圧を、前記油圧モータと、前記油圧シリンダとに選択的に供給するよう構成された油圧回路を備えている航空機の降着装置のＥＨＡシステム。
3. 請求項１又は２に記載の航空機の降着装置のＥＨＡシステムにおいて、
   前記油圧モータは、正回転及び逆回転が可能に構成されている航空機の降着装置のＥＨＡシステム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の航空機の降着装置のＥＨＡシステムにおいて、
   前記電動油圧ポンプに接続されかつ、前記電動油圧ポンプを制御するよう構成されたコントローラーを備え、
   前記コントローラーは、前記航空機が着陸又は離陸するときに、前記車輪が高速回転することに伴い高速で回転する前記油圧モータに作動油を補充するよう、前記電動油圧ポンプを運転する航空機の降着装置のＥＨＡシステム。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の航空機の降着装置のＥＨＡシステムにおいて、
   前記車輪と前記油圧モータとの間に介設され、前記車輪と前記油圧モータとの間における回転力の伝達を遮断するよう構成されたクラッチを備えている航空機の降着装置のＥＨＡシステム。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の航空機の降着装置のＥＨＡシステムにおいて、
   前記車輪と前記油圧モータとを接続するシャフトを備え、
   前記シャフトは、所定以上の荷重が作用したときに破断するよう構成されたシェアピン構造部を有している航空機の降着装置のＥＨＡシステム。

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