JP5174139B2 - 航空機の車輪及びブレーキの集合体 - Google Patents

Description

本発明は、航空機の主着陸装置の車輪を動力化することに関する。

燃料を節約し、地上でのジェットエンジンの作用によって発生される騒音及び汚染を減少することを可能にするために、飛行場にいる間に推進エンジンを使用することなく、航空機の車輪を動力化することによって、航空機を移動させることが提案されている。その点に関して、様々な提案がなされてきている。具体的には、車輪のリム内に直接置かれるモータによって、航空機の車輪を動力化することが提案されてきた。しかしながら、主着陸装置の車輪にはブレーキが取り付けられるので、リム内部の空間は概して、ブレーキにより全体が占められ、その結果、モータの配置を想定することができない。

ブレーキのトルクチューブを、車輪を支持する車軸上で自由回転させ、かつ電動モータにより車輪を回転駆動させることが提案されている。車輪を回転するために、対応するブレーキを作動させることによって、トルクチューブに車輪を固定することが望ましい。しかしながら、電気モータは、制動中にディスクによって発生された制動トルクに反対することによってトルクチューブを静止しておかなければならず、したがって、それに応じて寸法設定されなければならない。この配置は、ブレーキを非常に複雑にする。

本発明は、着陸装置を変更することを必要としない回転式駆動装置が取り付けられた制動航空機車輪を提供する。

この目的を達成するために、本発明は、航空機の車輪及びブレーキの集合体であって、
車輪が、航空機の車軸に回転するように取り付けられたリムを含み、
ブレーキが、
稼働中にリム内部に延びるディスクの積層体と、
ディスクの積層体に対向するブレーキアクチュエータを支持するアクチュエータキャリヤと、
を含み、
アクチュエータキャリヤがさらに、車輪を回転駆動するための少なくとも１つの回転式駆動部材を当該車輪及びブレーキの集合体に支持し、
当該車輪及びブレーキの集合体の回転式駆動部材が、リムの外側に延びる、
車輪及びブレーキの集合体を提供する。

したがって、回転式駆動部材は、アクチュエータキャリヤによって支持され、このことにより着陸装置自体の変更を必要とせず、着陸装置がロッカアーム（ｒｏｃｋｅｒ ａｒｍ）に取り付けられ、又は車輪が着陸装置の摺動ロッドによって支持されている場合には摺動ロッドの前若しくは後ろに取り付けられるならば、回転式駆動部材は、有利には、あらゆる干渉のない領域に、例えば着陸装置のロッカアームの上の領域に延びるのに適している。こうした領域では、利用可能な空間がリムの内側よりもずっと広く、したがって、一定の体積の駆動部材を提供することができる。

好ましい構成において、アクチュエータキャリヤは、支持体回りに回転するように取り付けられたリングギヤを支持し、リングギヤが車輪と回転される一方で、リングギヤは、回転式駆動部材によって駆動される。

この構成では、リングギヤは、回転式駆動部材と車輪との間で相当な程度の減速を可能にする大きさの直径を有する。

好ましくは、リングギヤは２つの部材を具備し、その一方は駆動部材と共に回転され、他方は車輪と共に回転され、連結器手段は、リングギヤの両方の部材を共に選択的に回転させることを可能にする。したがって、車輪から回転式駆動部材を分離することができ、その結果、前記車輪は、回転式駆動部材によって減速され又はそれどころか停止されることもなく、自由回転することができる。

本発明の第１の特定の実施形態における２つの車輪及びブレーキの集合体を支持する着陸装置であって、さらに明確にするために、１つの集合体のみが示される、当該着陸装置の部分断面正面図。 図１の車輪及びブレーキの集合体に回転するように設けられた回転式駆動部材の拡大断面図。 リングギヤの２つの部材同士の間の連結器手段の部分平面図。 駆動部材を支持するアクチュエータキャリヤの斜視図。 本発明の第２の特定の実施形態において、２つの車輪及びブレーキの集合体が取り付けられた主着陸装置の正面図。 一方の車輪と対応するアクチュエータキャリヤとが省略されている、図５の着陸装置の部分側面図。 図５及び図６の一方の車輪及びブレーキの集合体の局所断面線図。 本発明の変形実施形態における車輪及びブレーキの集合体の局所断面線図。

本発明は、添付の図面の図の以下の記載によってさらに良好に理解されることができる。

図１を参照して、本発明は、着陸装置の両側に２つの車輪及びブレーキの集合体３を受け取るための車軸２を支持する底部を有する着陸装置１への適用について示される。これらの集合体の１つのみがこの図に示される。

各集合体は、
・ タイヤ１２を受け取るリム１１（ここでは、２つのハーフリムを具備する。）を具備する車輪１０であって、ベアリングにより車軸２に回転軸線Ｘ回りに回転するように取り付けられている、車輪１０、及び、
・ ブレーキ２０であって、回転方向に静止するように着陸装置にボルト締めされたトルクチューブ２１と、トルクチューブ２１とリム１１との間に延びるディスク２２であって、交互のディスクが、リム１１及びトルクチューブ２１と共に回転されるディスク２２と、トルクチューブ２１に固定され、かつこの例では液圧アクチュエータであるブレーキアクチュエータ２４を支持するアクチュエータキャリヤ２３であって、各ブレーキアクチュエータ２４が、アクチュエータキャリヤ２３の空洞内で摺動するように取り付けられたピストンを具備する、アクチュエータキャリヤ２３とを具備する、ブレーキ２０、
を具備する。当然に、アクチュエータは、これに限らず、この例と同様にアクチュエータキャリヤの構造内に組み込まれた電気タイプのものであってもよく、又は独立して取り外し可能なものであってもよい。

本発明において、アクチュエータキャリヤ２３は、特にこの例では電気ギヤ付きモータ３０である回転式駆動部材を支持し、当該電気ギヤ付きモータ３０はリングギヤ３１を回転駆動し、当該リングギヤ３１は、前記アクチュエータキャリヤに車輪１０の回転軸線Ｘ回りに回転するために、アクチュエータキャリヤ２３の周囲に取り付けられる。

図４は、ブレーキアクチュエータ２４及びギヤ付きモータ３０を支持するアクチュエータキャリヤ２３を明確に示す。リングギヤ３１は、リングギヤ３１を保護するためにアクチュエータキャリヤ２３の周りに拡がるケーシング３３内部に収容されるという理由から、この図では見えない。図１は、ギヤ付きモータが着陸装置の摺動ロッドの前に位置するように、アクチュエータキャリヤ２３が車輪の回転軸線Ｘ回りに角度をもって配置されることを示す。他の車輪では、アクチュエータキャリヤは、対応するギヤ付きモータが第１の車輪のギヤ付きモータと干渉しないように角度的に配置される。したがって、ギヤ付きモータは、互いに干渉することなく又は着陸装置の構造と全く干渉することなく空間を占める。

さらに厳密には、図２を参照して、ギヤ付きモータ３０は、この例では対応する車輪の回転軸線に対して平行に延びる回転軸線Ｘ回りに回転するように取り付けられたステータ４１及びロータ４２を有する環状電気モータをまず具備する。ロータ４２は、遊星減速ギヤの太陽ギヤ４４を形成する入口シャフト４３に回転するように結合され、当該遊星減速ギヤは、図で理解されることのできる遊星ギヤ４５を有する。前記遊星ギヤは、静止リングギヤ４６と協働し、出口シャフトを有する遊星キャリヤ４７によって支持され、出口シャフトは、その端部で出口ピニオン４８を受け取る。

出口ピニオン４８は、リングギヤ３１を回転するために前記ギヤと協働し、したがって、結合ピン３２によって車輪を回転駆動する。この例では、リングギヤ３１は、十分な減速が出口ピニオン４８とリングギヤ３１との間で得られるように、リムの直径にほぼ等しい大きな直径から構成され、この減速は、ギヤ付きモータ３０の遊星ギヤによって提供される減速である。

この例では、注目すべきは、実際上リングギヤ３１が２つのハーフギヤ３１ａ，３１ｂで構成され、その両方が同じ回転軸線回りに回転するように取り付けられていることである。ハーフギヤ３１ａは、出口ピニオン４８によって直接に回転駆動される一方で、ハーフギヤ３１ｂは、結合ピン３２により車輪１０に結合される。２つのハーフギヤは、互いから独立してアクチュエータキャリヤ２３に回転するように取り付けられるが、半径方向歯を有しかつ図３で見ることができる連結器部材４９によって共に選択的に連結されることができる。この例では、連結器部材４９は、アクチュエータキャリヤ２３内で延びる環状電磁石５０の働きによってハーフギヤ３１ａの対応する半径方向歯と嵌合するために、軸線方向にハーフギヤ３１ｂ上に移動させるように取り付けられたかみあいクラッチの形をとる。したがって、２つのハーフギヤ３１ａ，３１ｂ、すなわちギヤ付きモータ３０及び車輪１０を、要求に応じて共に結合し又は分離することができる。図３は、分離されている図に示された位置と、かみあいクラッチ４９の歯がハーフギヤ３１ａの歯と嵌合する結合位置との間での、電磁石５０の働きによるかみあいクラッチ４９の可能性のある移動を示す。

ギヤ付きモータ３０及び車輪１０は、ギヤ付きモータ３０によって車輪１０を駆動することを所望するとき、又はギヤ付きモータ３０によって車輪１０を制動し、次いでギヤ付きモータ３０が発電機として作用することを所望するときに、共に結合される。

したがって、アクチュエータキャリヤに配置されたギヤ付きモータによって車輪を駆動するには、着陸装置の機械的なインターフェースのいかなる変更をも必要としない。当然に、着陸装置の下方にギヤ付きモータまで電力ケーブルを延ばすことが必要である。したがって、当然に、ギヤ付きモータは、ギヤ付きモータのための空間をつくるために着陸装置を変更することが必要とならないように、空いている領域に配置される。ギヤ付きモータ及びリングギヤを収容するために変更されたブレーキアクチュエータキャリヤは別として、唯一の変更は、車輪のリムに結合ピン３２を受け取るための突出部を設けることである。

図５及び図６は、本発明の特定の実施形態の車輪及びブレーキの集合体１０３を示し、当該集合体は、この例では２つの車輪ブレーキ組立体を含む主着陸装置に取り付けられる。車輪１１０に加えて、これらの図は、アクチュエータキャリヤ１２０であって、各アクチュエータキャリヤ１２０が、リングギヤ（図示しない）及びギヤ付きモータ１３０を保護するケーシング１３３によって取り囲まれているアクチュエータキャリヤ１２０を示す。

１つの車輪及び対応するアクチュエータキャリヤが、対応するギヤ付きモータが残るように省略される図６では、２つのギヤ付きモータ１３０が、タイヤ１１２同士の間の空間に、一方のギヤ付きモータの下に他方のギヤ付きモータが余裕を持って収容されていることが理解できる。

図７にさらに具体的に見ることができる本発明の特定の態様において、ギヤ付きモータ１３０、リングギヤ１３１及びそのケーシング１３３から構成される集合体は、ダンパ手段、この例では特に、粘弾性挙動を示すサイレントブロックブッシュ（ｓｉｌｅｎｔ−ｂｌｏｃｋ ｂｕｓｈｉｎｇ）１５０及びダンパスタッド（ｄａｍｐｅｒ ｓｔｕｄ）１５１を介在させることによってアクチュエータキャリヤ１２３に置かれる単一ユニット１４０を形成し、当該ダンパ手段は、制動によって発生され得る温度と両立可能であり、
・ ダンパ手段が、アクチュエータキャリヤ１２３がブレーキアクチュエータにより及ぼされる制動応力によって受け取る変形がリングギヤ１３１の回転の案内を損なわないように、当該変形を吸収することを可能にし、
・ ダンパ手段が、車輪及びブレーキの集合体の残りの部分にギヤ付きモータ１３０の突出する配置によって引き起こされる振動を伝達することを避けるために、前記振動をフィルタする、
いくつかの役割を果たす。

本発明のさらなる他の特定の態様において、リングギヤ１３１は、車輪のリムにもはや固く接続されず、しかしながら図７に概略的に示された、例えば金属バネである弾性接続手段１５２を使用して接続される。こうした弾性接続手段は、リングギヤ１３１に対するリム１１１の変形又は移動を吸収することを可能にする。

図８に示された変形実施形態において、リングギヤ２３１は、単一の要素であり、したがって、この実施形態では弾性接続手段２５２によって、車輪２１０のリム２１１と共に永続的に回転される。

この実施形態では、遊星キャリヤ２４７の出口シャフトには、同軸歯付きホイール２４８ｃに、出口シャフトに固定された基部２４８ａを選択的に結合するために、当該基部２４８ａ及び連結作用部２４８ｂを具備する出口ピニオン２４８が取り付けられる。連結作用部２４８ｂは、リングギヤ２３１からすなわち車輪２１０からギヤ付きモータの動力を要求に応じて、結合し又は分離するようにすることができる。この配置は、ケーシング２３３及びリングギヤ２３１の構造を簡易化する。

本発明は、上の記載に制限されないが、それに反して、特許請求の範囲によって画定される範囲内のあらゆる変形を含む。

具体的には、この例では回転式駆動部材は電気ギヤ付きモータであるが、当然に、液圧モータなどの他の回転式駆動部材が使用されてもよい。この例ではギヤ付きモータにはモータと同軸の遊星減速ギヤが取り付けられるが、当然に、他の減速部材を使用してもよく、当該他の減速部材がモータと同軸である必要もない。

この例において、本発明は、車軸によって支持された車輪を有する着陸装置であって、当該車軸について前記着陸装置の摺動ロッドの基部に直接に取り付けられている着陸装置への適用が説明されたが、本発明の車輪及びブレーキの集合体を、ロッカアームによって支持された車輪を有する着陸装置に取り付けることもできる。したがって、空間が利用できる場所であればどこでも、回転式駆動部材が例えばロッカアームの上方又は下方に延びることが、確保されるべきである。

単一の駆動部材を収容するアクチュエータキャリヤが記載されているが、当然に、アクチュエータキャリヤには、複数の回転式駆動部材が取り付けられてもよく、各駆動部材はリングギヤと協働する。

この実施形態では、車輪に回転式駆動部材を選択的に結合するための駆動する連結器手段（連結器部材４９、電磁石５０及び連結作用部２４８ｂ）がリングギヤに取り付けられたが、前記結合が車輪の回転又は制動を妨げることなく車輪に永続的に結合され続ける回転式駆動部材を提供するならば、そのような連結器手段を省略してもよい。最後に、リングギヤを、車輪が回転式駆動部材によって直接に駆動されることを確保することによって、省略してもよい。この目的を達成するために、歯又は凹凸の駆動部分を有する車輪を取り付けると適切である。

Claims (4)

1. 航空機の車輪及びブレーキの集合体であって、
   車輪（１０；１１０）が、航空機の車軸に回転軸線（Ｘ）回りに回転するように取り付けられたリム（１１；１１１）を含み、
   ブレーキ（２０；１２０）が、
   稼働中にリム内部に延びるディスク（２２）の積層体と、
   複数の前記ディスクを共に選択的に押圧するために、ディスクの積層体に対向するブレーキアクチュエータ（２４）を支持するアクチュエータキャリヤ（２３；１２３）と、
   を含み、
   アクチュエータキャリヤが、回転式駆動部材（３０；１３０）がリムの外側に延びるように、車輪を回転駆動するための少なくとも１つの回転式駆動部材（３０；１３０）を支持する、
   航空機の車輪及びブレーキの集合体において、
   前記アクチュエータキャリヤが、リングギヤ（３１；１３１）を支持し、
   当該リングギヤが、アクチュエータキャリヤ（２３；１２３）に車輪の回転軸線（Ｘ）回りに回転するように取り付けられ、かつ回転式駆動部材（３０；１３０）によって回転駆動され、
   前記リングギヤは、前記車輪を回転駆動するために、車輪に固定されている、
   航空機の車輪及びブレーキの集合体。
2. リングギヤ（３１；１３１）が、２つのハーフギヤを具備し、
   第１のハーフギヤ（３１ａ；１３１ａ）が、回転式駆動部材によって直接に回転駆動され、
   第２のハーフギヤ（３１ｂ；１３１ｂ）が、車輪と共に直接に回転され、
   連結器手段（４９，５０）が、第１及び第２のハーフギヤを共に回転するように選択的に接続するために配置される、
   請求項１に記載の航空機の車輪及びブレーキの集合体。
3. 前記連結器手段が、ギヤ付きモータの出口シャフトと、リングギヤ（２３１）と共に噛み合うように取り付けられた歯付きホイール（２４８ｃ）との間に配置された連結作用部（２４８ｂ）を具備する、
   請求項２に記載の航空機の車輪及びブレーキの集合体。
4. 駆動部材及びリングギヤが、単一ユニット（１４０）に含まれ、
   当該単一ユニットが、アクチュエータキャリヤに介在するダンパ手段（１５０，１５１）を有するアクチュエータキャリヤに置かれる、
   請求項１に記載の航空機の車輪及びブレーキの集合体。

Images