KR20160052591A - 유연한 인터페이스의 랜딩 기어 운전 시스템 - Google Patents

유연한 인터페이스의 랜딩 기어 운전 시스템 Download PDF

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Abstract

항공기의 자율적인 지상 주행 시스템은 항공기의 휠과 운전에 이용되는 기어 사이에 확고한 연결을 포함한다. 이와 같은 방식은 운전 시스템이나 휠 이내에서 마모나 긴장 정도가 수용범위를 넘어서는 휠의 변형 모드를 야기하는 문제점이 생긴다. 본 발명은, 항공기의 랜딩 기어를 위한 운전 시스템을 개시한다. 본 발명에 따른 운전 시스템은, 피니언 기어; 상기 피니언 기어를 운전축에 대하여 회전하도록 마련된 운전 샤프트; 상기 피니언 기어에 의해서 회전 가능하도록 상기 피니언 기어와 맞물리고, 상기 랜딩 기어의 휠 축을 중심으로 상기 휠을 회동시킬 수 있도록 상기 랜딩 기어의 휠에 연결된 피동 기어; 및 유연한 인터페이스를 포함한다. 유연한 인터페이스는 상기 피동 기어의 커플링 부재를 복수개 포함하고, 상기 피동 기어의 커플링 부재는, 각각 상기 피동 기어에 결합되는 제1 연결부와, 상기 휠 축으로부터 오프셋 거리에 있는 상기 휠에 연결되는 제2 연결부와, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 사이에 형성된 관절부를 갖고, 상기 관절부는 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 사이에서 상대적인 움직임을 허여하는 것을 특징으로 한다.

Description

유연한 인터페이스의 랜딩 기어 운전 시스템{LANDING GEAR DRIVE SYSTEM FLEXIBLE INTERFACE}
본 발명은 항공기 랜딩 기어의 휠(landing gear wheel)과 지상 주행 목적으로 휠을 회전시키는 운전 시스템 간의 유연한 인터페이스에 관련된 것이다.
항공기는 이착륙장의 지역 사이에서 지상 주행이 요구된다. 예시로서, 항공기의 승객들이 탑승하거나 하차할 때 이용하는 터미널 게이트 및 활주로와 같은 지역에서 항공기는 지상 주행을 하게 된다. 통상적으로, 지상 주행은 항공기를 전진시키도록 엔진이 추진력을 가하면서 이루어지고, 랜딩 기어의 휠은 이로 인하여 회전하게 된다. 지상 주행시의 속도는 상대적으로 낮은 것이 필연적이며, 엔진은 매우 적은 파워로 구동되어야 한다. 이 경우, 낮은 파워에서 추진 효율이 좋지 못하기 때문에 상대적으로 높은 연료 손실을 야기 시킬 수 있다. 또한, 이는 공항 주변으로 대기 오염과 소음 공해를 발생시킨다. 게다가, 엔진이 낮은 파워로 구동될 때, 지상 주행 속도를 제한하는 브레이크 휠을 필수적으로 적용시켜야 하므로 브레이크의 마모가 높은 문제점이 발생한다.
예를 들어 터미널 게이트로부터 멀어진 민간 항공기의 후진시에는, 메인 엔진을 사용하는 것이 허가되지 않는다. 이와 같이 또는 다른 상황으로 후진이 필요한 경우, 메인 엔진을 통한 지상 주행은 실행 불가하며, 견인 트럭이 항공기를 운반하도록 사용된다. 이러한 일련의 과정은 많은 시간과 노력을 요하고, 비용적 불합리함을 야기한다.
그러므로, 운전 시스템에 있어서 항공기가 지상 주행하는 동안 랜딩 기어의 휠에 파워를 공급하는 운전 시스템이 필요하다.
지상 운전 중 휠의 운전과 착륙에 앞서 이를 회전시키는 몇몇의 자율적인 지상 주행 시스템은 최근 몇 년간 제안되어 왔다. 예를 들면, 미국 공개특허 제2006/0065779호는 항공기의 바퀴 다리에 동력을 가하는 항공 휠 시스템을 개시했으며, 클러치가 휠이 자유롭게 회전할 수 있는 모드와 전기적 모터로 구동될 수 있는 모드를 스위칭 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 특허문헌은 클러치는 항공기의 착륙 이전에 휠을 자유회전(pre-spin)시키는 모터로서도 기능할 수 있음을 개시한다.
선행기술의 방식은 국제공개공보 WO2011/023505에 개시된 앞바퀴 다리(nose landing gears)를 제한하지 않는다. 상기 개시된 시스템은 작동기(actuator)를 사용하여 톱니가 있는 피니언 기어를 회동시키고, 휠 상에 마련된 톱니가 있는 링 기어와 함께 맞물리도록 구동한다.
본 발명은 항공기의 지상 주행에 있어서, 랜딩 기어의 사용 동안 휠의 차축이 밴딩되거나, 파손에 이르는 하중, 또는 휠 자체의 변형 등이 발생되지 않는 운전 시스템과 휠이 파손되지 않는 범위 내에서의 유연한 인터페이스를 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 항공기의 랜딩 기어를 구동하는 운전 시스템에 있어서, 피니언 기어; 상기 피니언 기어를 운전축에 대하여 회전하도록 마련된 운전 샤프트; 상기 피니언 기어에 의해서 회전 가능하도록 상기 피니언 기어와 맞물리고, 상기 랜딩 기어의 휠 축을 중심으로 상기 휠을 회동시킬 수 있도록 상기 랜딩 기어의 휠에 연결된 피동 기어; 및 상기 피동 기어의 커플링 부재를 복수개 포함하는 유연한 인터페이스로서, 상기 피동 기어의 커플링 부재는, 각각 상기 피동 기어에 결합되는 제1 연결부와, 상기 휠 축으로부터 오프셋 거리에 있는 상기 휠에 연결되는 제2 연결부와, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 사이에 형성된 관절부를 갖고, 상기 관절부는 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 사이에서 상대적인 움직임을 허여하는 것을 일 특징으로 한다.
유연한 인터페이스는 랜딩 기어의 사용 동안 운전 시스템이 변형되는 것을 구분하여 방지한다. 보다 상세하게, 운전 시스템의 변형은 휠의 차축이 수직 방향에서 야기되는 밴딩, 파손에 이르는 하중, 휠 자체의 변형을 의미하고, 유연한 인터페이스는 이를 독립적으로 제어하여 운전 시스템과 휠이 마모나 인장되지 않는 범위로 제한한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 관절부는 구 형상의 관절을 포함할 수 있다. 구 형상의 관절은 제1, 제2 연결부 사이에서 3 또는 그 이상의 자유도로 회전을 제공한다. 바람직한 구 형상의 관절은 예시로서, 볼, 소켓 조인트 또는 구 형상의 베어링을 포함할 수 있다. 상기의 구 형상의 관절의 회전 이동은 상기 피동 기어를 정렬 불량 또는 차축 밴딩과 같은 휠의 변형으로부터 격리시키는 것에 기여한다. 또한, 상기 피동 기어의 어셈블리를 휠과 함께 이용함에 추가적인 도움을 줄 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 상기 구 형상의 관절은 상기 제1 연결부 또는 상기 제2 연결부에 대하여 슬라이딩과 같은 병진 이동이 가능하도록 마련될 수 있다. 이러한 병진 이동은 상기 피동 기어를 추가적인 변형이나 정렬 불량으로부터 격리시키는데 기여할 수 있다.
바람직한 실시예로서, 구 형상의 관절은 휠 축에 대하여 비스듬한 축(예를 들어, 휠 축에 대하여 상당히 방사상으로)을 따라 병진 이동(예를 들어, 슬라이딩 이동)이 가능하게 정렬되고, 상기 피동 기어가 변형되는 것으로부터 격리시킨다. 피동 기어의 변형은 타이어의 하중이나 피동 기어와 피니언 기어 사이의 중심 거리가 가변됨에 따라 발생되는 휠 모양(예를 들어, 마름모 형상 또는 타원형)으로 휠의 테두리를 변형시키는 것을 말한다.
추가적으로, 또는 선택적으로 상기 구 형상의 관절은 휠 축에 대하여 상당히 나란한 축을 따라 병진 이동이 가능하게 마련될 수 있다. 이는, 휠의 차축이 결함이 발생함에 따라 피동 기어와 피니언 기어 사이에서 상대적인 틸팅(tilting)이 발생되는 것이 방지되도록 상기 피동 기어를 격리할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 관절부는 적어도 자유도가 2 이내에서 상대적인 움직임을 가능하게 할 수 있다.
상기 관절부는 상기 제1 연결부를 상기 제2 연결부에 대하여 휠 축에 상당히 평행한(나란히 정렬된) 제1 로컬 축을 따라 병진 이동 시킬 수 있다. 이러한 병진 이동은, 상기 피동 기어를 휠에 대하여 기울일 수 있도록 하고, 이는 휠의 차축에 결함이 발생된 경우 상기 피동 기어와 상기 피니언 기어 사이의 상대적인 틸팅을 격리할 수 있도록 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 관절부는 제1 로컬 축을 따라 병진 운동을 제공하는 동적인 원통형 관절 또는 동적인 슬라이딩 관절을 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 관절부는 제2 연결부에 대하여 상기 제1 연결부를 상기 휠 축에 상당히 평행한 제1 로컬 축을 따라 병진 이동시킬 수 있다. 이와 같은 구동은, 상기 피동 기어와 휠 사이의 상대적인 병진 이동을 가능하게 하여, 타이어 하중으로 발생되는 휠의 테두기 변형 또는 휠의 모양이 변화된 것(원형에서 타원형으로 또는 마름모 형상으로)이 발생시키는 상기 피동 기어와 상기 피니언 기어 사이의 중심 거리가 변화되는 것의 격리를 가능하게 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 관절부는 상기 제2 로컬 축을 따라 병진 이동을 제공하는 동적인 원통형 관절 또는 동적인 볼 형상의 관절(또는 동적인 구 형상의 관절, 예를 들어 슬라이딩 가능한 동적인 구 형상의 관절)을 포함할 수 있다. 제2 로컬축은 상기 휠 축에 대하여 상당히 방사상으로 위치한 축이 될 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 관절부는 상기 제2 연결부에 대하여 상기 제1 연결부를 상기 휠 축에 비스듬한 제2 로컬 축을 따라 병진 이동시킬 수 있다.
바람직하게, 제2 로컬 축은 상기 휠 축에 대하여 상당히 임의 방향으로 조절될 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 관절부는 상기 제2 연결부에 대하여 상기 제1 연결부를 상기 휠 축에 상당히 평행한 제1 로컬 축을 따라 병진 이동시키고, 상기 제2 연결부에 대하여 상기 제1 연결부를 상기 휠 축에 비스듬한 제2 로컬 축을 따라 병진 이동시키며, 상기 제1 로컬 축과 상기 제2 로컬 축이 상대적으로 회전될 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 피동 기어는 상당히 원형의 형상이고, 복수개(바람직하게 3 또는 5개로, 상기 휠에 대한 상기 피동 기어로부터 토크 변환을 성공적으로 수행할 수 있을 만큼)의 상기 피동 기어의 커플링 부재는 둘레면에 상당히 광역적으로 편평한 면이 형성될 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 피동 기어의 커플링 부재는, 상기 제1 연결부를 상기 휠 축 방향으로 편향시키기 위하여 마련된 탄성 부재를 포함할 수 있다. 이러한 방법으로, 상기 탄성 부재는 상기 피동 기어를 상기 휠에 대하여 중심부로 제공할 수 있도록 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 유연한 인터페이스는 상기 피니언 기어를 상기 운전 샤프트에 연결시키고, 상기 피니언 기어가 상기 운전축에 상대적으로 회동될 수 있도록 마련된 피니언 기어의 커플링 부재를 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 피니언 기어의 커플링 부재는, 상기 운전 샤프트과 상기 피니언 기어 사이에 마련된 환형의 쐐기 관절을 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 피니언 기어의 커플링 부재는, 상기 운전 샤프트과 상기 피니언 기어 사이에 마련된 CV(constant velocity) 관절을 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 피니언 기어의 커플링 부재는, 상기 피니언 기어를 상기 운전축을 따라 병진 이동 시킬 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 제1 연결부는, 상기 피동 기어에 설치된 부싱을 포함하고, 상기 관절부는, 상기 제2 연결부와 연결되고 상기 부싱 안에서 슬라이딩 되도록 마련된 협력적 원통형 샤프트를 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 제2 연결부는 소켓 파트를 포함하고, 상기 관절부는 상기 제1 연결부와 연결되고, 상기 소켓 파트 내에서 병진 이동 및 회전이 가능하도록 마련된 볼 파트를 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 유연한 인터페이스는, 하나 또는 그 이상의 걸쇠형 안전장치를 포함하고, 각각의 상기 걸쇠형 안전장치는 상기 피동 기어의 커플링 부재가 하나 또는 그 이상이 작동에 실패했을 때 상기 피동 기어를 유지시키도록 상기 휠에 마련될 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 하나 이상의 걸쇠형 안전장치는, 하나 이상의 상기 피동 기어의 커플링 부재의 제2 위치에 장착될 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 피니언 기어와 피동 기어는, 사슬 톱니를 포함하고, 상기 피니언 기어 외의 피니언 기어와 상기 피동 기어는 일련의 시리즈로서 링을 형성하는 롤러를 포함하고, 상기 롤러는 상기 피니언 기어 또는 상기 피동 기어의 회동 축으로부터 고정된 거리의 롤러 축에 대해서 회동될 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 각각의 롤러는 핀에 대하여 회전 가능하고, 상기 핀은 고리 형상의 지지 부재의 적어도 일 단부에 고정될 수 있다.
또한, 본 발명은 항공기의 랜딩 기어를 구동하는 운전 시스템에 있어서, 상기 피니언 기어를 운전축에 대하여 회전하도록 마련된 운전 샤프트; 상기 피니언 기어에 의해서 회전 가능하도록 상기 피니언 기어와 맞물리고, 상기 랜딩 기어의 휠 축을 중심으로 상기 휠을 회동시킬 수 있도록 상기 랜딩 기어의 휠에 연결된 피동 기어; 및 환형의 쐐기 관절을 포함하는 유연한 인터페이스로서, 상기 환형의 쐐기 관절은, 상기 피니언 기어를 상기 운전축에 대하여 회동 가능하도록 상기 운전 샤프트과 상기 피니언 기어 사이에 마련된 것을 다른 특징으로 한다.
위와 같은 구성은, 상기 피니언 기어와 상기 피동 기어 사이의 상대적인 틸팅을 가능하게 하여, 상기 피동 기어가 휠의 차축 결함시 상기 휠에 대하여 틸팅을 수용할 수 있게 된다. 상기 환형의 쐐기 관절의 나사산은 환형의 모양(또는 통 모양)이 상기 피니언 기어가 상기 운전축에 대하여 틸팅하기 위한 모양으로, 상기 피니언 기어에 대한 상기 운전 샤프트으로부터 변환된 토크를 제공할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 환형의 쐐기 관절은 상기 피니언 기어를 상기 운전축을 따라 병진 운동 가능하도록 마련될 수 있다. 상기 환형의 쐐기 관절은 위와 같은 변환을 성취하기 위하여 상기 운전 샤프트에 상대적으로 슬라이딩 가능할 수 있다.
본 발명에 따르면, 유연한 인터페이스가 랜딩 기어의 사용 동안 운전 시스템이 변형되는 것을 구분하여 방지한다. 보다 상세하게, 운전 시스템의 변형은 휠의 차축이 수직 방향에서 야기되는 밴딩, 파손에 이르는 하중, 휠 자체의 변형을 의미하고, 유연한 인터페이스는 이를 독립적으로 제어하여 운전 시스템과 휠이 마모나 인장되지 않는 범위로 제한한다. 특히, 관절부는 상기 제1 연결부를 상기 제2 연결부에 대하여 휠 축에 상당히 평행한(나란히 정렬된) 제1 로컬 축을 따라 병진 이동 시킬 수 있다. 이러한 병진 이동은, 상기 피동 기어를 휠에 대하여 기울일 수 있도록 하고, 이는 휠의 차축에 결함이 발생된 경우 상기 피동 기어와 상기 피니언 기어 사이의 상대적인 틸팅을 격리할 수 있도록 한다. 또한, 구 형상의 관절의 경우, 회전 이동이 가능하며, 회전 이동은 피동 기어를 정렬 불량 또는 차축 밴딩과 같은 휠의 변형으로부터 격리시키는 것에 기여한다. 또한, 구 형상의 관절은 제1 연결부 또는 제2 연결부에 대하여 슬라이딩과 같은 병진 이동이 가능하도록 마련될 수 있다. 이러한 병진 이동은 피동 기어를 추가적인 변형이나 정렬 불량으로부터 격리시키는데 기여할 수 있다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c는 종래의 랜딩 기어 사용으로 발생되는 3가지 변형 모드를 도시한 것이다. 도 1a는 휠의 차축이 항공기의 무게로 수직 방향 하중 때문에 발생된 휠의 차축 결함 모습을 나타낸다. 도 1b는 브레이크시의 하중 때문에 발생된 휠의 차축 결함 모습을 나타낸다. 도 1c는 타이어의 하중 때문에 발생된 휠의 테두리가 변형된 모습을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 운전 시스템으로, 모터와 랜딩 기어의 다양한 세부 특징은 명확성을 위해 생략되었다.
도 3은 피니언 기어가 생략된 도 2의 실시예인 운전 시스템을 나타낸다.
도 4는 도 2 및 도 3의 상세도를 나타낸다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 유연한 인터페이스로서, 피동 기어의 커플링 부재를 도시한 모습이다.
도 6, 도 7, 도 8a 및 도 8b는 피동 기어의 커플링 부재에 있어서 볼/원통형 관절 소켓의 다양한 실시예를 나타낸다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 본 발명의 실시예에 따른 유연한 인터페이스로서, 피니언 기어의 커플링 모습을 나타낸다.
항공기의 랜딩 기어는 사용되는 동안 다양한 변형 모드를 겪고 있다. 특히, 각각의 휠 차축(220)은 랜딩 기어의 레그(leg)(230)에 대해 다른 방향으로 위치하게 되며, 그 결과, 항공기의 무게에 대해서 수직 방향의 하중이 걸리게 된다. (도 1a; 220A는 휠의 차축이 변형되기 전의 모습이고, 220B는 변형이 일어난 후의 모습을 나타낸다) 또한, 브레이크 동작 중에는 수평 방향의 하중이 걸리게 된다. (도 1b; 220A는 휠의 차축이 변형되기 전의 모습이고, 220B는 변형이 일어난 후의 모습을 나타낸다) 뿐만 아니라, 각각의 휠의 테두리(210) 모양은 타이어의 하중 때문에 변형(마름모 형상 또는 원형의 형상)이 발생한다. (도 1c; 210A는 휠의 테두리가 변형되기 전의 모습이고, 210B는 변형이 일어난 후의 모습을 나타낸다) 각각의 변형된 상태는 통상적으로 휠의 단부에서 ±10mm 이내의 범위에서 일어난다. 예를 들면, 휠의 수직 높이는 타이어 하중에 의한 휠의 왜곡으로 10mm 감소되고, 휠은 항공의 수직 방향 하중으로 발생되는 차축의 휘어짐으로 2-3 도로 기울어질 수 있다. 이는 휠의 테두리 주변부에 약 10mm의 변형을 야기한다.
본 발명의 실시예에 따른 항공기의 자율적 지상 주행을 위한 운전 시스템(100)은 도 2 내지 도 4로 참조되고, 랜딩 기어의 휠(200) 배열을 확인할 수 있다. 운전 시스템(100)은 운전 샤프트(120)에 장착된 피니언 기어(110)를 포함하고 유연한 인터페이스를 경유한다. 유연한 인터페이스는 환형의 쐐기 관절(300), 모터(미도시)에 의해서 적절히 동작되는 운전 샤프트(120)을 포함할 수 있다. 모터는 하나의 휠을 제어하도록 부속될 수 있고, 2 또는 그 이상의 휠은 이와 유사한 방식으로 제어될 수 있다. 이와 같이, 랜딩 기어의 하나 또는 몇몇이나 모든 휠은 상기의 운전 시스템에 의해 동작이 제어될 수 있고, 각 랜딩 기어 마다 복수개의 운전 시스템을 적용할 수 있을 것이다. 피니언 기어(110)는 휠(200)의 테두리(210)에 결합된 고리 모양의 림(rim) 기어에 부속된 피동 기어(130)와 맞물리고, 휠(200)은 유연한 인터페이스를 경유하며, 유연한 인터페이스는 휠의 테두리(210) 부근으로 반반하게 분포된 피동 기어의 커플링 부재(400)를 3개 포함한다. 상기 피동 기어는 피니언 기어보다 큰 직경으로 제공된다. 상기 구성은, 기어비의 토크를 증대시키고 공간의 효율적인 이용을 가능하게 한다.
전술하여 논의된 변형의 유형은 운전 시스템(100)에서 정렬 불량이나 왜곡일 야기할 수 있다. 이는, 랜딩 기어의 레그(leg) 또는 차축(미도시)에 장착된 피니언 기어(100), 휠(200)에 장착된 피동 기어(130)가 차축에 대하여 회전될 수 있기 때문에 발생될 수 있다. 유연한 인터페이스(300, 400)가 구비되지 않을 때, 차축의 변형(도 1a 및 도 1b)은 피동 기어(130)를 피니언 기어(110)에 대하여 기울어지게(tilt) 되는 상황을 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 기어들의 회전 축이 다른 회전 축에 대하여 상대적으로 기울어질 수 있다. 이와 유사하게, 유연한 인터페이스(300, 400)의 부재는 타이어의 하중 때문에 발생된 휠의 테두리 변형(도 1c)을 야기할 수 있고 이는 피동 기어(130)를 피니언 기어(110)에 대하여 변위가 병진 상태에 있도록 한다. 예를 들면, 상기 기어들의 회전 축은 다른 회전 축에 대하여 대체될 수 있다. 전술한 바와 같은 휠의 테두리 변형은 피동 기어(130)에 예기치 못한 왜곡을 발생시킬 수 있다. 그 대신으로, 피동 기어(130)와 휠(200)의 견고한 연결은 휠의 테두리(10)에 추가적인 왜곡을 발생시킬 수 있다.
유연한 인터페이스(300, 400)는 운전 시스템(100)을 이러한 변형으로부터 격리 시키는데 기여한다.
유연한 인터페이스로서, 피동 기어의 커플링 부재(400)는 각각 샤프트부(shaft portion)(412)를 갖는 관절 부재(joint member)를 포함한다. 관절 부재(410)는 피동 기어(130)의 웹(web)을 통과하여 설치된 부싱(420)안에 수용되어 진다. 샤프트부(412)는 부싱(420) 안에서 병진 이동과 회전 이동이 한정적인 범위 내에서 가능하도록 수용되며, 동적인 원통형 관절로서 제공된다.
또한, 관절 부재(410)는 연결부(416)로 인하여 샤프트부(412)와는 구획된 볼 파트(414)를 포함하고, 볼 파트(414)는 소켓 파트(socket member)(430) 안에 수용되어 진다. 소켓 파트(430)는 휠의 테두리(210)와 견고하게 연결되고, 소켓 챔버(432)를 포함한다. 소켓 챔버(432)에는 볼 파트(414)가 위치된다. 또한, 슬롯이 개구되어 연결부(416)가 연장 형성되어 노출되고, 소켓 챔버(432)의 개구부를 제공한다. 소켓 챔버(432)는 관절 부재(410)의 볼 파트(414)가 슬롯 개구부(416)의 규모로 제한되어진 선형적인 통로를 따라 움직일 수 있도록 형성된다. 또한, 볼 파트(414)는 챔버(432) 내에서 회전이 가능하다. 이와 같은 방식으로, 볼 파트(414)와 소켓 파트(430)는 동적인 볼, 동적인 소켓 관절을 제공한다.
각각의 소켓 파트(430)는 볼 파트(414)를 휠 축 방향으로 가압하는 스프링(440)을 포함할 수 있다. 이 같은 방식으로, 3개의 스프링(440)은 피동 기어(130)가 휠의 테두리(210)에 대하여 중앙부에 위치할 수 있도록 한다.
또한, 각각의 소켓 파트(430)는 캐치 핑거(catch finger)(450)를 포함할 수 있다. 캐치 핑거(450)는 소켓 파트(430)에 견고히 부착되고, 피동 기어(130)의 웹(web)을 관통하는 홀(455)을 통과하는 사이즈로 신장 형성된다. 관통 홀(455)의 크기는 운전 시스템(100)의 일반적인 동작시에는 캐치 핑거(450)와 피동 기어(130)가 이격되어 접촉되지 않도록 설계된다. 그러나, 만약 피동 기어의 커플링 부재(400)에서 관절 부재(410)가 파손되거나, 커플링 부재가 다른 이유로 훼손 되었을 때, 캐치 핑거(450)는 피동 기어(130)가 휠(200)에 연결된 상태로 유지시킬 수 있다.
도 6, 도 7, 도 8a 및 도 8b는 소켓 파트(430)의 가능한 실시예를 나타내고, 특별한 휠의 변형 형태를 수용하고자 할 경우 적절한 형태가 선택될 수 있다. 도 6에서, 챔버(432)는 볼 파트(414)의 선형적인 병진 이동이 가능하도록 마련되고, 이 때, 볼 파트(414)는 휠(200)이 회전되는 휠 축에 상당히 방사상의 방향(radial)에서 병진 이동이 가능하다. 도 7에서, 챔버(432)는 볼 파트(414)의 선형적인 병진 이동이 가능하도록 마련되고, 이 때, 볼 파트(414)는 휠 축에 비스듬한 각도에서 방사상의 방향으로 병진 이동이 가능하다. 도 8a 및 도 8b에서, 상기 챔버는 볼 파트(414)의 만곡된 선형 병진 이동이 가능하도록 마련되고, (도 8a에 내측에 도시된 선은 병진 이동 라인을 나타낸다)이는 휠 축에 대하여 비스듬한 각도에서의 방사상 방향이다.
도 9a 내지 도 9c에 도시된 환형의 쐐기 관절(300)은 피니언 기어(110)를 운전 샤프트(120)의 회전 축에 대해서 틸트(tilt) 가능하게 한다. 환형의 쐐기 관절(300)은 다수개의 수나사산(310)을 포함하고, 수나사산(310)은 피니언 기어(110) 내에 형성된 다수개의 암나사산의 홈(320)과 대응되도록 마련된다. 나사산(310)과 홈(320)은 상기 관절부가 통 형상을 갖도록 만곡된다. 나사산(310)은 홈(320) 내에서 길이 방향으로 슬라이딩 가능하고, 피니언 기어(110)를 운전 샤프트(120)에 대해서 틸트(tilt) 시킬 수 있게 된다. 관절부(300)는 상기의 움직임이 효과적이도록 홈(320) 내에 볼 베어링(미도시)를 포함할 수 있다.
환형의 쐐기 관절(300)의 다른 실시예로 CV 관절(Constant Velocity joint)이 이를 대체할 수 있다.
환형의 쐐기 관절(300)의 다른 실시 형태로서, 운전 샤프트(120)에 대해서 슬라이딩 가능하게 장착되어 피니언 기어(110)와 운전 샤프트(120) 사이의 상대적 병진 운동을 허여할 수 있을 것이다. 본 실시예에서는 샤프트부(412), 부싱(420), 피동 기어(130)와 견고히 연결되는 대체적 연결부(416)를 포함하는 피동 기어의 커플링 부재(400)가 요구되지 않을 수 있다.
또한, 추가적인 볼 파트(414)와 소켓 챔버(432)의 실시예는 동적인 원통형 관절을 제공하는 샤프트부와 부싱(미도시)으로 대체될 수 있을 것이다.
본 실시예로서, 피니언 기어(110)와 피동 기어(130)는, 각각 롤러 기어(핀 기어) 또는 사슬톱니(sprocket)를 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 피니언 기어(110)는 사슬톱니를 포함하고, 피동 기어(130)는 롤러 기어를 포함할 수 있다. 롤러 기어는 일련의 시리즈로서 2개의 강성의 환형 링으로 연결되는 롤러들을 포함할 수 있다. 롤러 들은 링 내에 부속되어 연속적인 트랙을 형성할 수 있다. 롤러들은 핀에 대해서 각각 회전 가능하고, 핀은 환형의 링 사이에서 신장되어 환형의 링 사이에 견고한 커넥션을 형성한다. 본 실시예에서, 롤러 기어는 2개의 인접한 롤러의 열(rows)로 보여질 수 있고, 다른 실시예에서는 필요에 따라 단일 롤러로 제공될 수 있다.
모터 휠이 사슬톱니와 롤러 기어를 경유하여 연결된 주된 이점은 이러한 메카니즘이 본질적으로 내구성이 좋고, 환경적 오염에 강인하기 때문이다. 이에 따라, 본 실시예에서는, 파편이나 다른 오염 물질의 진입을 방지하는 경우의 운전 시스템으로 필수 구성으로서 개시하지는 않았다. 이와는 대조적으로, 본 실시예에 따른 운전 시스템의 구성은 기어가 맞물리는 매쉬 구조를 채용하여 오염 방지에 적합하고, 점검의 어려움과 무게 및 비용적 측면을 고려하였다.
사슬 톱니의 롤러 구성이 갖는 또 다른 이점으로, 휠의 변형에 보다 견고하고 피니언 기어와 피동 기어 사이의 정렬 불량이 기어가 맞물리는 메쉬 구조 보다 양호할 수 있다.
다른 실시예로, 롤러 기어는 롤러 체인(고정된 체인 또는 고정된 롤러 체인으로 언급될 수도 있다)으로 대체될 수 있고, 롤러 체인은 지지 부재나지지 부재에 고정된 외주면에 마련될 수 있다.
피동 기어와 피니언 기어의 또 다른 예시에서는 동력 전환에 보편적으로 사용되는 톱니가 있는 기어를 포함할 수 있다.
비록 본 발명은 전술한 몇 가지의 실시예에서 상세히 설명하였으나, 청구항에서 정의되는 발명의 범주 내에서 일 부분이 생략되거나 수정 또는 변형이 가능할 것이다.
100: 운전 시스템 110: 피니언 기어
120: 운전 샤프트 130: 피동 기어
200: 휠 210: 휠의 테두리
300: 환형의 쐐기 관절 310: 수나사산
320: 암나사산 홈 400: 커플링 부재
410: 관절부, 관절 부재 412: 샤프트부
414: 볼 파트 416: 연결부
420: 부싱 430: 소켓 파트, 소켓 부재
432: 소켓 챔버 450: 캐치 핑거
455: 관통 홀

Claims (24)

  1. 항공기의 랜딩 기어를 구동하는 운전 시스템에 있어서,
    피니언 기어;
    상기 피니언 기어를 운전축에 대하여 회전하도록 마련된 운전 샤프트;
    상기 피니언 기어에 의해서 회전 가능하도록 상기 피니언 기어와 맞물리고, 상기 랜딩 기어의 휠 축을 중심으로 상기 휠을 회동시킬 수 있도록 상기 랜딩 기어의 휠에 연결된 피동 기어; 및
    상기 피동 기어의 커플링 부재를 복수개 갖는 유연한 인터페이스를 포함하고,
    상기 피동 기어의 커플링 부재는,
    각각 상기 피동 기어에 결합되는 제1 연결부와, 상기 휠 축으로부터 오프셋 거리에 있는 상기 휠에 연결되는 제2 연결부와, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 사이에 형성된 관절부를 갖고,
    상기 관절부는 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부 사이에서 상대적인 움직임을 허여하는 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 관절부는,
    구 형상의 관절을 포함한 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구 형상의 관절은,
    상기 제1 연결부 또는 상기 제2 연결부에 대하여 병진 이동이 가능하도록 마련된 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관절부는,
    적어도 자유도가 2 이내에서 상대적인 움직임을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관절부는,
    상기 제2 연결부에 대하여 상기 제1 연결부를 상기 휠 축에 상당히 평행한 제1 로컬 축을 따라 병진 이동시키는 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 관절부는,
    상기 제1 로컬 축을 따라 병진 운동을 제공하는 동적인 원통형 관절 또는 동적인 슬라이딩 관절을 포함한 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관절부는,
    상기 제2 연결부에 대하여 상기 제1 연결부를 상기 휠 축에 비스듬한 제2 로컬 축을 따라 병진 이동시키는 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 관절부는,
    상기 제2 로컬 축을 따라 병진 이동을 제공하는 동적인 원통형 관절 또는 동적인 구 형상의 관절을 포함한 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 로컬 축은 상기 휠 축에 대하여 상당히 임의 방향으로 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  10. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 관절부는,
    상기 제2 연결부에 대하여 상기 제1 연결부를 상기 휠 축에 상당히 평행한 제1 로컬 축을 따라 병진 이동시키고, 상기 제2 연결부에 대하여 상기 제1 연결부를 상기 휠 축에 비스듬한 제2 로컬 축을 따라 병진 이동시키며, 상기 제1 로컬 축과 상기 제2 로컬 축이 상대적으로 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피동 기어는 상당히 원형의 형상이고,
    복수개의 상기 피동 기어의 커플링 부재는 둘레면에 상당히 광역적으로 편평한 면이 형성된 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피동 기어의 커플링 부재는,
    상기 제1 연결부를 상기 휠 축 방향으로 편향시키기 위하여 마련된 탄성 부재를 포함한 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유연한 인터페이스는,
    상기 피니언 기어를 상기 운전 샤프트에 연결시키고, 상기 피니언 기어가 상기 운전축에 상대적으로 회동될 수 있도록 마련된 피니언 기어의 커플링 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 피니언 기어의 커플링 부재는,
    상기 운전 샤프트과 상기 피니언 기어 사이에 마련된 환형의 쐐기 관절을 포함한 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 피니언 기어의 커플링 부재는,
    상기 운전 샤프트과 상기 피니언 기어 사이에 마련된 CV(constant velocity) 관절을 포함한 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피니언 기어의 커플링 부재는,
    상기 피니언 기어를 상기 운전축을 따라 병진 이동 시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피동 기어의 커플링 부재의 상기 제1 연결부는,
    상기 피동 기어에 설치된 부싱을 포함하고,
    상기 관절부는,
    상기 제2 연결부와 연결되고 상기 부싱 안에서 슬라이딩 되도록 마련된 협력적 원통형 샤프트를 포함한 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피동 기어의 커플링 부재의 상기 제2 연결부는 소켓 파트를 포함하고,
    상기 관절부는 상기 제1 연결부와 연결되고, 상기 소켓 파트 내에서 병진 이동 및 회전이 가능하도록 마련된 볼 파트를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유연한 인터페이스는,
    하나 또는 그 이상의 걸쇠형 안전장치를 포함하고,
    각각의 상기 걸쇠형 안전장치는 상기 피동 기어의 커플링 부재가 하나 또는 그 이상이 작동에 실패했을 때 상기 피동 기어를 유지시키도록 상기 휠에 마련된 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    하나 이상의 상기 걸쇠형 안전장치는,
    하나 이상의 상기 피동 기어의 커플링 부재의 제2 위치에 장착된 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피니언 기어와 상기 피동 기어는,
    사슬 톱니를 포함하고, 상기 피니언 기어 외의 피니언 기어와 상기 피동 기어는 일련의 시리즈로서 링을 형성하는 롤러를 포함하고, 상기 롤러는 상기 피니언 기어 또는 상기 피동 기어의 회동 축으로부터 고정된 거리의 롤러 축에 대해서 회동되는 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    각각의 상기 롤러는 핀에 대하여 회전 가능하고,
    상기 핀은 고리 형상의 지지 부재의 적어도 일 단부에 고정된 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  23. 항공기의 랜딩 기어를 구동하는 운전 시스템에 있어서,
    상기 피니언 기어를 운전축에 대하여 회전하도록 마련된 운전 샤프트;
    상기 피니언 기어에 의해서 회전 가능하도록 상기 피니언 기어와 맞물리고, 상기 랜딩 기어의 휠 축을 중심으로 상기 휠을 회동시킬 수 있도록 상기 랜딩 기어의 휠에 연결된 피동 기어; 및
    환형의 쐐기 관절을 포함하는 유연한 인터페이스로서,
    상기 환형의 쐐기 관절은,
    상기 피니언 기어를 상기 운전축에 대하여 회동 가능하도록 상기 운전 샤프트과 상기 피니언 기어 사이에 마련된 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 환형의 쐐기 관절은 상기 피니언 기어를 상기 운전축을 따라 병진 운동 가능하도록 마련된 것을 특징으로 하는 운전 시스템.
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