(57)【要約】      （修正有）【課題】より簡易な構成で航空機の脚の展開と緩衝とを行える航空機用の脚展開装置を提供する。【解決手段】航空機用の脚展開装置１は、伸縮機構３とモータ４とを有する。伸縮機構は、航空機の脚２Ａと連結され、前記脚の展開及び収納並びに前記脚の緩衝を行う。モータは、前記伸縮機構を伸縮させる。航空機の脚展開方法は、前記航空機用の脚展開装置を用いて前記脚の展開及び収納並びに前記脚の緩衝を行う。制御回路５は、横風がある状況下のウイングロー着地においてロールを緩和するための制御を行うことができる。【選択図】図１
2018122674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の脚と連結され、前記脚の展開及び収納並びに前記脚の緩衝を行う伸縮機構と、
前記伸縮機構を伸縮させるモータと、
を有する航空機用の脚展開装置。
【請求項２】
前記伸縮機構は、
前記モータの駆動によって回転するボールスクリューと、
前記ボールスクリューの回転によって前記ボールスクリューの長さ方向に前記ボールスクリューに対して相対的に移動するナットと、
を有する請求項１記載の航空機用の脚展開装置。
【請求項３】
前記伸縮機構は、
前記ナットを内部でスライドさせるシリンダと、
一端が前記シリンダ内において前記ナットと連結され、前記脚と連結するための連結構造を有する他端が前記シリンダの外部に突出する連結具と、
を更に有する請求項２記載の航空機用の脚展開装置。
【請求項４】
前記モータの回転位置フィードバック制御と、前記モータの回転速度フィードバック制御とを行う制御回路を有する請求項１記載の航空機用の脚展開装置。
【請求項５】
前記制御回路は、一方の脚に設けられた車輪のみが接地した場合には、前記回転速度フィードバック制御をオフにする請求項４記載の航空機用の脚展開装置。
【請求項６】
前記制御回路は、一方の脚に設けられた車輪のみが接地した場合には、前記回転位置フィードバック制御をオフにする請求項４又は５記載の航空機用の脚展開装置。
【請求項７】
前記制御回路は、前記脚の展開中には、前記回転速度フィードバック制御をオフにする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の航空機用の脚展開装置。
【請求項８】
前記伸縮機構が伸縮中であるか否かを検出するセンサを有し、
前記制御回路は、前記センサからの検出信号に基づいて、前記脚が展開中であること及び一方の脚に設けられた車輪のみが接地したことの少なくとも一方を認識する請求項５乃至７のいずれか１項に記載の航空機用の脚展開装置。
【請求項９】
前記伸縮機構は、
前記モータの駆動によって回転するボールスクリューと、
前記ボールスクリューの回転によって前記ボールスクリューの長さ方向に前記ボールスクリューに対して相対的に移動するナットと、
を有し、
前記センサとして、前記ボールスクリューの回転位置を検出する回転センサを設けた請求項８記載の航空機用の脚展開装置。
【請求項１０】
前記伸縮機構は、
前記モータの駆動によって回転するボールスクリューと、
前記ボールスクリューの回転によって前記ボールスクリューの長さ方向に前記ボールスクリューに対して相対的に移動するナットと、
前記ナットを内部でスライドさせるシリンダと、
一端が前記シリンダ内において前記ナットと連結され、前記脚と連結するための連結構造を有する他端が前記シリンダの外部に突出する連結具と、
を有し、
前記センサとして、前記ナットに対する前記ボールスクリューの長さ方向における相対位置を検出する位置センサを設けた請求項８記載の航空機用の脚展開装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の航空機用の脚展開装置を用いて前記脚の展開及び収納並びに前記脚の緩衝を行う航空機の脚展開方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の航空機用の脚展開装置を備えた航空機。
【請求項１３】
機体重量が１ｋｇ以上１０００ｋｇ以下である請求項１２記載の航空機。
【請求項１４】
前記脚を単関節の脚柱に車輪を連結した構造とした請求項１２又は１３記載の航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、航空機用の脚展開装置、航空機の脚展開方法及び航空機に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の降着装置は、脚展開用のアクチュエータと、脚緩衝装置とからなる（例えば特許文献１参照）。脚緩衝装置は、機体が着陸する際に受ける衝撃荷重や地上滑走時の振動荷重を吸収する装置である。脚緩衝装置としては、オレオ式緩衝装置が代表的である。オレオ式緩衝装置は、空気圧と油圧を利用した緩衝装置であり、シリンダとピストンから成る。より具体的には、オレオ式緩衝装置のシリンダ内には、油と圧縮ガスが封入されており、シリンダ内に設けられたオリフィスを油が通る構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１５６８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、より簡易な構成で航空機の脚の展開と緩衝とを行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態に係る航空機用の脚展開装置は、伸縮機構とモータとを有する。伸縮機構は、航空機の脚と連結され、前記脚の展開及び収納並びに前記脚の緩衝を行う。モータは、前記伸縮機構を伸縮させる。
【０００６】
また、本発明の実施形態に係る航空機の脚展開方法は、前記航空機用の脚展開装置を用いて前記脚の展開及び収納並びに前記脚の緩衝を行うものである。
【０００７】
また、本発明の実施形態に係る航空機は、前記航空機用の脚展開装置を備えたものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る航空機用の脚展開装置を駆動させて航空機の脚を収納した状態を示す図。
【図２】図１に示す脚展開装置を駆動させて航空機の脚を展開した状態を示す図。
【図３】航空機がウイングロー着地方法で着地した状態を示す図。
【図４】図１乃至図３に示す制御回路における制御内容を示すブロック線図。
【図５】図１乃至図３に示す伸縮機構、モータ及びセンサの第１の詳細構成例を示す図。
【図６】図１乃至図３に示す伸縮機構、モータ及びセンサの第２の詳細構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態に係る航空機用の脚展開装置、航空機の脚展開方法及び航空機について添付図面を参照して説明する。
【００１０】
（構成及び機能）
図１は本発明の実施形態に係る航空機用の脚展開装置を駆動させて航空機の脚を収納した状態を示す図であり、図２は図１に示す脚展開装置を駆動させて航空機の脚を展開した状態を示す図である。
【００１１】
脚展開装置１は、航空機２の脚２Ａの展開及び収納のみならず脚２Ａの緩衝を行う装置である。すなわち、脚展開装置１は、脚２Ａの展開機能及び収納機能に加えて脚２Ａの緩衝機能を有している。脚展開装置１は、伸縮機構３、モータ４及び制御回路５を用いて構成することができる。
【００１２】
伸縮機構３は、航空機２の脚２Ａと連結され、脚２Ａの展開及び収納並びに脚２Ａの緩衝を行うように構成される。モータ４は、伸縮機構３を伸縮させるための動力源である。制御回路５は、脚２Ａの展開及び収納並びに脚２Ａの緩衝が行われるようにモータ４を制御する回路である。
【００１３】
従って、脚展開装置１は、電動式のアクチュエータであるということもできる。このような電動式のアクチュエータで構成される脚展開装置１によって脚２Ａの展開及び収納のみならず脚２Ａの緩衝を行うことが可能な航空機２は、アクチュエータの耐荷重の観点から重量が比較的小さい小型機であると考えられる。具体的には、機体重量が１ｋｇ以上１０００ｋｇ以下である航空機２であれば、耐荷重の観点から脚展開装置１によって脚２Ａの展開及び収納並びに脚２Ａの緩衝を行うことが可能であると考えられる。脚展開装置１を備える対象となる小型機の具体例としては、ラジコンやドローン等の無人機が挙げられる。もちろん、小型有人機に脚展開装置１を備えることもできる。
【００１４】
図１及び図２は、胴体２Ｂと主翼２Ｃを有する航空機２の脚２Ａの展開及び収納と緩衝とを行うことができるように脚展開装置１を備えた例を示している。脚展開装置１の伸縮機構３及びモータ４は、脚２Ａごとに設けることができる。従って、左右の主翼２Ｃの間の胴体２Ｂ付近に左右の２本の脚２Ａを有する図１及び図２に示すような典型的な航空機２の場合には、２本の脚２Ａにそれぞれ伸縮機構３及びモータ４が備えられる。
【００１５】
脚２Ａを収納する場合には、各伸縮機構３が図１に示すように駆動する。すなわち、制御回路５による制御下における各モータ４の駆動によって各伸縮機構３を収縮させることができる。これにより、左右の各脚２Ａをそれぞれ主翼２Ｃ内の収納位置に収納することができる。尚、図１では、脚２Ａが主翼２Ｃの先端側に向かって収納されているが、胴体２Ｂ方向に収納することもできる。
【００１６】
一方、脚２Ａを展開する場合には、各伸縮機構３が図２に示すように駆動する。すなわち、制御回路５による制御下における各モータ４の駆動によって各伸縮機構３を伸張させることができる。これにより、左右の各脚２Ａをそれぞれ地面６に向けて展開位置まで展開することができる。
【００１７】
左右の各脚２Ａが展開された後は、脚展開装置１が緩衝装置として働く。脚展開装置１が緩衝装置としても機能することが可能であるのは、伸縮機構３がモータ４で電気的に動作するためである。すなわち、油圧やバネ等を利用した機械式の伸縮機構に比べて、電気式の伸縮機構３は瞬時に駆動させることができる。このため、伸縮機構３の電気制御によって脚展開装置１を緩衝装置として動作させることができる。
【００１８】
このように緩衝装置としても機能する脚展開装置１で脚２Ａの展開及び収納を行うようにすれば、他の緩衝装置や緩衝機構が不要となる。例えば、脚２Ａの緩衝のために従来のような多関節の脚柱を用いる必要がない。従って、図１及び図２に例示されるように、脚２Ａを単関節の脚柱２Ｄに車輪２Ｅを連結した構造とすることができる。つまり、単純な支持構造物で脚柱２Ｄを構成することが可能となる。
【００１９】
また、伸縮機構３は、モータ４で電気的に瞬時に駆動させることが可能であることから、ウイングロー着地方法で航空機２が着地した場合に生じる急激なロールを緩和する制御を行うことができる。
【００２０】
図３は、航空機２がウイングロー着地方法で着地した状態を示す図である。
【００２１】
ウイングロー着地方法は、横風がある状況下において横風とのバランスを取ることを目的として、図３に示すように主翼２Ｃを傾けた状態で着地する方法である。ウイングロー着地方法で着地する場合には、片方の車輪２Ｅが先に接地することとなる。片方の車輪２Ｅが先に接地すると、通常は、接地した片方の車輪２Ｅの反発力によって急激なロールが発生し、機体が不安定となる。
【００２２】
そこで、制御回路５でロールを緩和するための制御を行うことができる。具体的には、片方の車輪２Ｅのみが接地した場合には、地面６からの反発力が低減されるように伸縮機構３を制御することができる。伸縮機構３は、モータ４で電気的に瞬時に駆動させることができるため、理論上は、地面６からの反発力をゼロにすることができる。これにより、ウイングロー着地方法で着地する場合において機体の不安定化の原因となる急激なロールを緩和することができる。
【００２３】
片方の車輪２Ｅのみが接地したか否かは、各伸縮機構３に必要なセンサ７を設けることによって検出することができる。各伸縮機構３に取付けられるセンサ７としては、各伸縮機構３が伸縮中であるか否かを検出することが可能であれば任意のものを用いることができる。各センサ７の検出信号は、制御回路５に出力される。このため、制御回路５において、各センサ７からの検出信号に基づいて各伸縮機構３が伸縮中であるか否かをモニタし、一方の脚２Ａに設けられた車輪２Ｅのみが接地したことを認識することができる。
【００２４】
従って、制御回路５では、脚２Ａの展開及び収納を行うためのモータ４の制御、脚２Ａの緩衝を行うためのモータ４の制御並びに片方の車輪２Ｅのみが接地した場合に地面６からの反発力を低減させるためのモータ４の制御が行われることになる。更に、脚２Ａの展開中において脚２Ａの緩衝機能が発揮されると、脚２Ａの展開が妨げられる恐れがある。そこで、脚２Ａの展開中には、脚２Ａの緩衝を行うためのモータ４の制御をオフにする制御を制御回路５において行うことができる。脚２Ａが展開中であることについても、各センサ７からの検出信号に基づいて判定することができる。
【００２５】
すなわち、制御回路５の回路構成を、センサ７からの検出信号に基づいて、脚２Ａが展開中であること及び一方の脚２Ａに設けられた車輪２Ｅのみが接地したことの少なくとも一方を認識できるようにすることができる。
【００２６】
図４は、図１乃至図３に示す制御回路５における制御内容を示すブロック線図である。
【００２７】
モータ４が、直流（ＤＣ：ｄｉｒｅｃｔ  ｃｕｒｒｅｎｔ）モータである場合には、各伸縮機構３の伸縮指令信号ｓとして、目標とするモータ４の正回転又は負回転の速度に対応する電圧の制御値が入力される。電圧の制御値の初期値は、最大値ではない正の適正値に設定される。
【００２８】
次に、モータ４の直前の回転位置ｘに位置フィードバックゲインＫｘを乗じて得られる電圧補正値Ｋｘ・ｘが、モータ４への電圧制御値として与えられた指令信号ｓから減じられる。すなわち、モータ４の回転位置フィードバック制御が実行される。モータ４の回転位置フィードバック制御は、伸縮機構３の伸縮位置フィードバック制御及び脚２Ａの展開位置フィードバック制御に相当する。
【００２９】
続いて、モータ４の直前の回転速度ｖに速度フィードバックゲインＫｖを乗じて得られる電圧補正値Ｋｖ・ｖが、指令信号ｓから減じられる。すなわち、モータ４の回転速度フィードバック制御が実行される。モータ４の回転速度フィードバック制御は、伸縮機構３の伸縮速度フィードバック制御及び脚２Ａの展開速度フィードバック制御に相当する。
【００３０】
次に、モータ４の回転子コイルのインダクタンスＬと抵抗値Ｒを用いて、指令信号ｓに対して１／（Ｌｓ＋Ｒ）の演算が実行される。これにより、指令信号ｓは、モータ４を流れる電流制御値となる。次に、モータ４の特性値であるトルク定数Ｋｔが指令信号ｓに乗じられる。これにより、指令信号ｓは、モータ４のトルクとなる。次に、脚２Ａの慣性モーメントＪを用いて、指令信号ｓに対して１／（Ｊｓ）の演算が実行される。これにより、指令信号ｓは、モータ４の回転速度ｖとなる。次に、指令信号ｓに対して１／ｓの演算が実行される。これにより、指令信号ｓは、伸縮機構３の伸縮距離に対応するモータ４の回転位置ｘとなる。
【００３１】
これらの演算の過程で算出されたモータ４の回転速度ｖは、速度フィードバックループＬｏｏｐ＿ｖにおける速度フィードバックゲインＫｖとの乗算に用いられる。一方、モータ４の回転位置ｘは、位置フィードバックループＬｏｏｐ＿ｘにおける位置フィードバックゲインＫｘとの乗算に用いられる。
【００３２】
モータ４の回転位置フィードバック制御、すなわちモータ４の直前の回転位置ｘに位置フィードバックゲインＫｘを乗じて得られる電圧補正値Ｋｘ・ｘを指令信号ｓから減じる差分処理を行うと、展開位置に脚２Ａを復元させるための復元力を伸縮機構３によって発生させることができる。一方、モータ４の回転速度フィードバック制御、すなわちモータ４の直前の回転速度ｖに速度フィードバックゲインＫｖを乗じて得られる電圧補正値Ｋｖ・ｖを指令信号ｓから減じる差分処理を行うと、伸縮機構３によって減衰力を発生させることができる。
【００３３】
尚、速度フィードバックゲインＫｖ及び位置フィードバックゲインＫｘは任意の定数であり、シミュレーション等で決定することができる。例えば、速度フィードバックゲインＫｖを大きい値に設定する程、発生する減衰力を大きくすることができる。また、位置フィードバックゲインＫｘを大きい値に設定する程、発生する復元力を大きくすることができる。
【００３４】
脚２Ａを展開又は収納するための制御としては、モータ４の回転位置フィードバック制御のみで十分であり、回転速度フィードバック制御は不要である。一方、脚２Ａが展開された後の緩衝時には、上述したように、回転位置フィードバック制御によって脚２Ａの復元力を発生させるができる。更に、モータ４の回転速度フィードバック制御を行うことによって、脚２Ａに減衰力を発生させることができる。すなわち、伸縮機構３が急激に伸縮し、モータ４の回転速度が急激に速くなる程、モータ４の回転速度フィードバック制御によって伸縮機構３を通じて脚２Ａにより大きな減衰力を発生させることができる。
【００３５】
つまり、モータ４の回転位置フィードバック制御によるバネとしての性質と、モータ４の回転速度フィードバック制御によるダンパとしての性質を脚展開装置１に付与することができる。これにより、脚展開装置１をバネ定数とダンパ定数を有する緩衝装置として動作させることができる。
【００３６】
尚、伸縮機構３は、モータ４によって電気的に制御されるため、瞬時に最大の減衰力を発生させることができる。このため、従来のオイルダンパ等の機械式のダンパに比べて脚展開装置１の緩衝性能を飛躍的に向上させることができる。
【００３７】
従って、制御回路５では、モータ４の回転位置フィードバック制御と回転速度フィードバック制御の双方が行われることになる。より具体的には、脚展開装置１を動作させて脚２Ａを展開又は収納する際には、モータ４の回転位置フィードバック制御が行われる一方、脚２Ａが展開された後に脚展開装置１を緩衝装置として動作させる際には、脚展開装置１にバネ及びダンパの双方の性質を付与するために回転位置フィードバック制御及び回転速度フィードバック制御の双方が行われることになる。
【００３８】
但し、伸縮機構３の減衰力は脚２Ａの展開力に対して大きな反力となる。このため、伸縮機構３の減衰力は脚２Ａの展開の妨げとなる恐れがある。そこで、脚２Ａの展開中には、モータ４の回転速度フィードバック制御をオフにすることができる。
【００３９】
また、上述したように、ウイングロー着地方法による航空機２の着地によって、一方の脚２Ａに設けられた車輪２Ｅのみが接地した場合には、地面６からの脚２Ａへの反発力を低減させる制御を行うことが急激なロールを低減させる観点から望ましい。片方の車輪２Ｅのみが接地した場合の地面６からの反発力を低減するためには、伸縮機構３の減衰力を発生させないように伸縮機構３を制御すればよい。加えて、伸縮機構３の復元力についても発生させないように伸縮機構３を制御することが好ましい。つまり、伸縮機構３の減衰力及び復元力をいずれも発生させずに、脚展開装置１の緩衝装置としての機能をオフにすることによって、地面６からの反発力を低減することができる。
【００４０】
従って、制御回路５では、一方の脚２Ａに設けられた車輪２Ｅのみが接地した場合には、回転速度フィードバック制御及び回転位置フィードバック制御の少なくとも一方をオフにする伸縮機構３の制御を行うことができる。
【００４１】
一方の脚２Ａに設けられた車輪２Ｅのみが接地して片脚伸縮が起きた場合に回転速度フィードバック制御をオフにする制御、一方の脚２Ａに設けられた車輪２Ｅのみが接地して片脚伸縮が起きた場合に回転位置フィードバック制御をオフにする制御並びに脚２Ａの展開中にモータ４の回転速度フィードバック制御をオフにする制御は、それぞれ図４に示すように制御回路５に第１の判定スイッチ５Ａ、第２の判定スイッチ５Ｂ及び第３の判定スイッチ５Ｃを設けることによって行うことができる。
【００４２】
第１の判定スイッチ５Ａは、片脚伸縮が起きた場合に回転速度フィードバック制御をオフにするためのスイッチである。このため、第１の判定スイッチ５Ａは、速度フィードバックループＬｏｏｐ＿ｖに設けられる。第２の判定スイッチ５Ｂは、片脚伸縮が起きた場合に回転位置フィードバック制御をオフにするためのスイッチである。このため、第２の判定スイッチ５Ｂは、位置フィードバックループＬｏｏｐ＿ｘに設けられる。第３の判定スイッチ５Ｃは、脚２Ａが展開中である場合に回転速度フィードバック制御をオフにするためのスイッチである。このため、第３の判定スイッチ５Ｃは、速度フィードバックループＬｏｏｐ＿ｖに設けられる。
【００４３】
片脚伸縮が起きたこと及び脚２Ａが展開中であることは、各伸縮機構３に設けられるセンサ７からの検出信号に基づいて判定することができる。すなわち、図１乃至図３に例示されるような左右の２つの脚２Ａを備えた航空機２において片脚伸縮が起きれば、一方の伸縮機構３に設けられるセンサ７のみから伸縮機構３が脚２Ａの展開位置に対応する長さよりも短くなったことを示す検出信号が出力されることになる。従って、一方の伸縮機構３に設けられるセンサ７のみから伸縮機構３が脚２Ａの展開位置に対応する長さから収縮したことを示す検出信号が出力された場合には、片脚伸縮が起きたと判定することができる。
【００４４】
また、脚２Ａが展開中であれば、伸縮機構３が脚２Ａの収納位置に対応する長さから脚２Ａの展開位置に対応する長さとなるように伸張している最中であることを示す検出信号が双方の伸縮機構３に設けられるセンサ７から出力されることになる。従って、伸縮機構３が脚２Ａの収納位置に対応する長さから脚２Ａの展開位置に対応する長さとなるように伸張している最中であることを示す検出信号が双方の伸縮機構３に設けられるセンサ７から出力された場合には、脚２Ａの展開中であると判定することができる。
【００４５】
このため、各センサ７の出力先は、第１の判定スイッチ５Ａ、第２の判定スイッチ５Ｂ及び第３の判定スイッチ５Ｃと接続される。そして、第１の判定スイッチ５Ａは、左右の２つの伸縮機構３のうちの一方の伸縮機構３に設けられるセンサ７のみから伸縮機構３が脚２Ａの展開位置に対応する長さから収縮したことを示す検出信号が出力された場合には、片脚伸縮が起きたと判定してモータ４の回転速度フィードバック制御をオフに切換えるように構成される。また、第２の判定スイッチ５Ｂは、左右の２つの伸縮機構３のうちの一方の伸縮機構３に設けられるセンサ７のみから伸縮機構３が脚２Ａの展開位置に対応する長さから収縮したことを示す検出信号が出力された場合には、片脚伸縮が起きたと判定してモータ４の回転位置フィードバック制御をオフに切換えるように構成される。
【００４６】
他方、第３の判定スイッチ５Ｃは、伸縮機構３が脚２Ａの収納位置に対応する長さから脚２Ａの展開位置に対応する長さとなるように伸張している最中であることを示す検出信号が双方の伸縮機構３に設けられるセンサ７から出力された場合には、脚２Ａが展開中であると判定してモータ４の回転速度フィードバック制御をオフに切換えるように構成される。
【００４７】
尚、脚２Ａが収納中である場合についても、脚２Ａが展開中である場合と同様に、モータ４の回転速度フィードバック制御をオフに切換えて、伸縮機構３に減衰力を発生させないようにすることができる。その場合には、第３の判定スイッチ５Ｃを、伸縮機構３が脚２Ａの展開位置に対応する長さから脚２Ａの収納位置に対応する長さとなるように収縮している最中であることを示す検出信号が双方の伸縮機構３に設けられるセンサ７から出力された場合には、脚２Ａが収納中であると判定してモータ４の回転速度フィードバック制御をオフに切換えるように構成すればよい。
【００４８】
次に、伸縮機構３、モータ４及びセンサ７の詳細構成例について説明する。
【００４９】
図５は、図１乃至図３に示す伸縮機構３、モータ４及びセンサ７の第１の詳細構成例を示す図である。
【００５０】
伸縮機構３は、図５に例示されるように２つのベアリング４Ａによって回転子４Ｂが回転するモータ４の駆動によって回転するボールスクリュー１０と、ボールスクリュー１０の回転によってボールスクリュー１０の長さ方向にボールスクリュー１０に対して相対的に移動するナット１１によって構成することができる。すなわち、ボールスクリュー１０とナット１１によってモータ４の回転移動を直線移動に変換することができる。そして、ナット１１を脚柱２Ｄに回転可能に連結することができる。これにより、モータ４の回転制御によって脚２Ａの展開、収納及び緩衝を行うことができる。
【００５１】
センサ７としては、ボールスクリュー１０に対するナット１１の相対位置を表す指標を検出するセンサを用いることができる。図５に示す例であれば、センサ７としてボールスクリュー１０の回転位置を検出する回転センサ７Ａをモータ４の回転軸と一体となったボールスクリュー１０の端部に設けることができる。回転センサ７Ａとしては、レゾルバや回転式可変差動変圧器（ＲＶＤＴ：Ｒｏｔａｒｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）が代表的である。
【００５２】
回転センサ７Ａを用いると、ボールスクリュー１０の回転位置が、脚２Ａの展開位置に対応する回転位置でも収納位置に対応する回転位置でもなければ、伸縮機構３が伸縮中であると判定することができる。或いは、ボールスクリュー１０の回転位置が時間的に変化していれば、伸縮機構３が伸縮中であると判定することができる。
【００５３】
図６は、図１乃至図３に示す伸縮機構３、モータ４及びセンサ７の第２の詳細構成例を示す図である。
【００５４】
図５に示す伸縮機構３の場合、ナット１１から突出するボールスクリュー１０の長さが変化することになる。このため、ナット１１から突出するボールスクリュー１０との干渉を避ける脚２Ａの設計が必要となる。
【００５５】
そこで、図６に示すようにナット１１を内部でスライドさせるシリンダ２０と、連結具２１を伸縮機構３に更に設けることができる。連結具２１の一端は、シリンダ２０内においてナット１１と連結される。一方、連結具２１の他端は、脚柱２Ｄとファスナ等で回転自在に連結するための連結構造を有する。また、連結構造を有する連結具２１の他端が、シリンダ２０の外部に突出するように連結具２１が配置される。尚、図６に示す例では、連結具２１のナット１１側が、ナット１１から突出するボールスクリュー１０を収納できるように開口するシリンダ構造となっているが、複数のシャフトで構成してもよい。
【００５６】
伸縮機構３の構造をこのような構造にすると、シリンダ２０から突出する連結具２１の長さが、ナット１１の移動距離だけ変化することになる。このため、ナット１１から突出するボールスクリュー１０と脚２Ａとの干渉を避ける設計を不要にすることができる。
【００５７】
センサ７としては、ナット１１に対するボールスクリュー１０の長さ方向における相対位置を検出する位置センサ７Ｂをボールスクリュー１０と同軸上に設けることができる。位置センサ７Ｂとしては、線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ：Ｌｉｎｅａｒ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）が代表的である。
【００５８】
以上のような脚展開装置１は、脚展開用のアクチュエータを電気式のアクチュエータとし、かつ小型の航空機２を対象とすることによって、脚展開用のアクチュエータを脚緩衝装置としても機能させることができるようにしたものである。
【００５９】
尚、従来の脚緩衝装置として代表的なオレオ式緩衝装置は、２０００ｋｇから３０００ｋｇ程度の荷重を吸収するように構成されている。一方、従来の脚の展開用のアクチュエータは２００ｋｇから３００ｋｇ程度の荷重に耐えることが想定されている。つまり、オレオ式緩衝装置が対象とする荷重のオーダは、従来の脚の展開用のアクチュエータが対象とする荷重のオーダと異なる。従って、従来は、緩衝装置と脚の展開用のアクチュエータとの共通化は不可能であると考えられてきた。
【００６０】
これに対して、脚展開装置１は、航空機２の重量が小さければ、緩衝装置が対象とする荷重のオーダと、脚の展開用のアクチュエータが対象とする荷重のオーダが同等となり得るという点に着眼して緩衝装置と脚の展開用のアクチュエータとを共通化したものである。換言すれば、脚展開装置１は、緩衝装置が対象とする荷重のオーダと、脚の展開用のアクチュエータが対象とする荷重のオーダが同等となり得る航空機２の重量範囲が存在するという点に着眼して緩衝装置と脚の展開用のアクチュエータとを共通化したものである。
【００６１】
（効果）
脚展開装置１を用いれば、航空機２の脚柱２Ｄに他の緩衝装置を設けることが不要となる。このため、航空機２の重量軽減及び小型化を図ることができる。また、脚柱２Ｄの構造を単関節の単純な支持構造のみとすることができる。
【００６２】
また、脚展開装置１を用いれば、車輪２Ｅが接地した状態において地面６からの反発力を理論上ゼロにする伸縮機構３の制御を行うことができる。このため、横風がある状況下においてウイングロー着地方法で航空機２が着地した場合に生じ得る急激なロールを緩和することができる。例えば、ラジコン等の軽い機体が着地時に跳ねる状況を改善することができる。
【００６３】
（他の実施形態）
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
【００６４】
例えば、図５及び図６には、ボールスクリュー１０を利用した伸縮機構３について例示したがボールスクリュー１０以外の電気式の機構を用いて伸縮機構３を構成してもよい。具体例としてラック・アンド・ピニオンが挙げられる。ラック・アンド・ピニオンは、円形歯車であるピニオンと、平板状の棒に歯切りをしたラックを噛合せることによって、ピニオンの回転をラックの直線移動に変換するものである。ラック・アンド・ピニオンを用いて伸縮機構３を構成する場合には、モータ４の出力軸にピニオンが固定され、モータ４の出力軸と垂直な方向にラックが直線移動することになる。
【符号の説明】
【００６５】
１  脚展開装置
２  航空機
２Ａ  脚
２Ｂ  胴体
２Ｃ  主翼
２Ｄ  脚柱
２Ｅ  車輪
３  伸縮機構
４  モータ
４Ａ  ベアリング
４Ｂ  回転子
５  制御回路
５Ａ  第１の判定スイッチ
５Ｂ  第２の判定スイッチ
５Ｃ  第３の判定スイッチ
６  地面
７  センサ
７Ａ  回転センサ
７Ｂ  位置センサ
１０  ボールスクリュー
１１  ナット
２０  シリンダ
２１  連結具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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