(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動システムを航空機着陸装置の回転車輪と係合させる係合方法であって、該係合方法は、
トルクをピニオンに与えて該ピニオンが回転するようにモータを動作させるステップと、
係合時にアクチュエータに係合指令を発するステップと、
該係合指令に応答して該アクチュエータを動作させて、前記ピニオンをニュートラル状態から接触状態に移動させ、該接触状態で、航空機着陸装置の回転車輪に装着されている回転被動歯車に前記ピニオンが最初の接触時に接触しているようにするステップと、
該最初の接触時の後に、前記アクチュエータを動作させて前記ピニオンを更に、前記ピニオンが前記被動歯車と噛合している噛合状態に移動させるステップと
を具えており、前記ピニオンが前記接触状態に且つ前記噛合状態に移動するにつれて前記ピニオンと前記被動歯車との間の中心間距離が減少するようにし、
前記係合方法は更に、
前記モータを動作させて、前記係合時に又はその後に前記トルクを予め決定したレベルよりも低く低減させ、該トルクを前記最初の接触時まで該予め決定したレベルよりも低く保ち、該最初の接触時の後に該トルクを該予め決定したレベルよりも高くに増大させるステップ、を具えている係合方法。
【請求項２】
請求項１に記載の係合方法において、該係合方法は、
前記モータを動作させて、前記係合時に又はその後に前記トルクをほぼ０に低減させ、前記最初の接触時まで該トルクをほぼ０に維持し、該最初の接触時の後、該トルクをほぼ０よりも高く増大させるステップ、を具えている係合方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の係合方法において、前記ピニオン又は被動歯車を、（前記被動歯車又はピニオンの歯とそれぞれ噛合するローラを有する）ローラ歯車とする係合方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の係合方法において、該係合方法は、
前記ピニオンが前記噛合状態に移動した後に前記トルクを前記予め決定したレベルよりも高く増大させるステップ、を具えている係合方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の係合方法において、該係合方法は、
前記ピニオンが前記噛合状態に移動する前に前記トルクを前記予め決定したレベルよりも高く増大させるステップ、を具えている係合方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の係合方法において、前記被動歯車はＮgear個の歯又はローラを有し、前記ピニオンは該ピニオンが噛合状態にある際に前記被動歯車の歯又はローラと噛合するＮpinion個の歯又はローラを有し、これらピニオン及び被動歯車は前記最初の接触時にそれぞれ角速度ωpinion及びωgearで回転させ、該最初の接触時における同期比率［（ωpinion・Ｎpinion）／（ωgear・Ｎgear）］は１としない係合方法。
【請求項７】
請求項６に記載の係合方法において、前記最初の接触時における前記同期比率［（ωpinion・Ｎpinion）／（ωgear・Ｎgear）］は１よりも小さくする係合方法。
【請求項８】
請求項７に記載の係合方法において、前記最初の接触時における前記同期比率［（ωpinion・Ｎpinion）／（ωgear・Ｎgear）］は０．９８よりも小さくする係合方法。
【請求項９】
請求項８に記載の係合方法において、前記最初の接触時における前記同期比率［（ωpinion・Ｎpinion）／（ωgear・Ｎgear）］は０．９６よりも小さくする係合方法。
【請求項１０】
請求項６に記載の係合方法において、前記最初の接触時における前記同期比率［（ωpinion・Ｎpinion）／（ωgear・Ｎgear）］は０．９８よりも小さくするか又は１．０２よりも大きくする係合方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載の係合方法において、前記ピニオンが前記接触状態から前記噛合状態に移動する際に、前記被動歯車が一連の衝突で前記ピニオンに接触し、各衝突により前記モータにおける起電力又は角速度にスパイクを誘起させるようにするとともに、前記係合方法が更に、前記最初の接触時の後に前記スパイクの１つが検出されたことに応答して前記トルクを前記予め決定したレベルよりも高く増大させるように前記モータを動作させるステップを具えている係合方法。
【請求項１２】
航空機着陸装置の車輪を回転させる駆動システムにおいて、該駆動システムが、
ピニオンと、
航空機着陸装置の車輪に装着されるように構成された被動歯車と、
前記ピニオンにトルクを与えて該ピニオンが回転するように配置されたモータと、
係合時における係合指令に応答して前記ピニオンをニュートラル状態から、該ピニオンが最初の接触時に前記被動歯車に接触する接触状態に移動させ、該最初の接触時の後に、前記ピニオンを更に該ピニオンが前記被動歯車と噛合している噛合状態に移動させ、前記ピニオンが前記接触状態に且つ前記噛合状態に移動するにつれて該ピニオンと前記被動歯車との間の中心間距離が減少するようにするアクチュエータと、
前記モータを動作させて、前記係合時に又はその後に前記トルクを予め決定したレベルよりも低く低減させ、該トルクを前記最初の接触時まで該予め決定したレベルよりも低く保ち、該最初の接触時の後に該トルクを該予め決定したレベルよりも高くに増大させるコントローラと、を具えている駆動システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の駆動システムにおいて、該駆動システムは、
着陸装置の車軸、メインフィッティング又はスライダに固定連結されたブラケットにより支持されている、駆動システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の駆動システムにおいて、
前記ブラケットは、該ブラケットの車軸に対する着脱を容易にするためのハーフムーンクランプを有する２つの突起を具えている、駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動システムを航空機着陸装置の回転車輪（回転ホイール）と係合させる方法に関するものである。本発明は更に、（前進又は後退の）地上走行（タキシング）及び着陸前の車輪のスピンアップの双方又は何れか一方の目的で航空機着陸装置の１つ以上の車輪を回転させるためと、回転車輪に制動トルクを与えるためとの双方又は何れか一方に対する駆動システムにも関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機は、飛行場上の位置間で地上走行する必要がある。その一例は、滑走路と、航空機の乗客が搭乗又は降機する位置（例えば、ターミナルゲート）との間での地上走行である。このような地上走行は代表的に、航空機のエンジンによる推進力を用い、航空機を前方に推進させ、着陸用歯車を回転させることにより達成される。地上走行速度は比較的遅くする必要がある為、エンジンは極めて低い出力で動作させる必要がある。このことは、この低い出力での推進効率が悪い結果として燃料消費量が比較的多くなることを意味する。このことは、空港周辺で局所的に大気汚染及び騒音公害につながる。更に、エンジンが低出力で動作している場合でも、一般に地上走行速度を制限するために車輪ブレーキをかける必要があり、ブレーキ摩耗度が高くなる。
【０００３】
民間航空機が、例えば、ターミナルゲートから離れるように反転する場合、そのメインエンジンを使用することは容認されない。反転が必要となる場合、或いはメインエンジンの推進力による地上走行が実効不能であるその他の状態では、レッカー車を使用して航空機を操作する。しかし、この処置は面倒であり費用が嵩むものである。
【０００４】
従って、地上走行動作中の航空機着陸装置の車輪に動力を与える駆動システムが必要となる。このような駆動システムを用いて着陸前に車輪を予回転（プレスピン）させ、車輪がこれらの着陸時の初期の着陸速度で又はその近傍で予め回転しているようにすることも望ましい。このような着陸前のスピンアップは、着陸時のタイヤの摩耗を低減させるとともに、着陸中に着陸装置に伝わる負荷を低減させるものと理解される。
【０００５】
ＷＯ２０１４／０２３９３９には、駆動システムを航空機着陸装置の車輪と係合させる既知の方法が記載されている。この場合、スプロケットがローラチェーンと係合する個所と、スプロケットがローラチェーンと係合しえない個所との間で駆動システムを回転させるようにアクチュエータが配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２０１４／０２３９３９
【発明の概要】
【０００７】
本発明の第１の態様は、駆動システムを航空機着陸装置の回転車輪と係合させる方法を提供するものであり、この方法は、トルクをピニオンに与えてこのピニオンが回転するようにモータを動作させるステップと；係合時にアクチュエータに係合指令を発するステップと；この係合指令に応答してこのアクチュエータを動作させて、前記ピニオンをニュートラル状態から接触状態に移動させ、この接触状態で、航空機着陸装置の回転車輪に装着されている回転被動歯車に前記ピニオンが最初の接触時に接触しているようにするステップと；この最初の接触時の後に、前記アクチュエータを動作させて前記ピニオンを更に、前記ピニオンが前記被動歯車と噛合している噛合状態に移動させるステップとを具え、前記ピニオンが前記接触状態に且つ前記噛合状態に移動するにつれて前記ピニオンと前記被動歯車との間の中心間距離が減少するようにし、前記係合方法は更に、前記モータを動作させて、前記係合時に又はその後に前記トルクを予め決定したレベルよりも低く低減させ、このトルクを前記最初の接触時までこの予め決定したレベルよりも低く保ち、この最初の接触時の後にこのトルクをこの予め決定したレベルよりも高くに増大させるステップを具えているようにする。
【０００８】
本発明の第２の態様は、航空機着陸装置の車輪を回転させる駆動システムを提供するものであり、この駆動システムが、ピニオンと；航空機着陸装置の車輪に装着されるように構成された被動歯車と；前記ピニオンにトルクを与えてこのピニオンが回転するように配置されたモータと；係合時における係合指令に応答して前記ピニオンをニュートラル状態から、このピニオンが最初の接触時に前記被動歯車に接触する接触状態に移動させ、この最初の接触時の後に、前記ピニオンを更にこのピニオンが前記被動歯車と噛合している噛合状態に移動させ、前記ピニオンが前記接触状態に且つ前記噛合状態に移動するにつれてこのピニオンと前記被動歯車との間の中心間距離が減少するようにするアクチュエータと；前記モータを動作させて、前記係合時に又はその後に前記トルクを予め決定したレベルよりも低く低減させ、このトルクを前記最初の接触時までこの予め決定したレベルよりも低く保ち、この最初の接触時の後にこのトルクをこの予め決定したレベルよりも高くに増大させるコントローラとを具えているようにする。
【０００９】
モータはスピンダウン段階中にトルクを減少させ、次いで最初の接触時の後に（すなわち、スピンダウン段階の終了時に）トルクを再び与えるようにする。
【００１０】
トルクの減少は、係合指令としうるトリガ信号又はその他のトリガ信号により開始させることができる。
【００１１】
トルクは、ピニオンが噛合状態に移動する前又は移動した後に予め決定したレベルよりも高く増大させることができる。
【００１２】
被動歯車はＮgear個の歯又はローラを有し、ピニオンはこのピニオンが噛合状態にある際に被動歯車の歯又はローラと噛合するＮpinion個の歯又はローラを有するようにするのが好ましい。ピニオン及び被動歯車は最初の接触時にそれぞれ角速度ωpinion及びωgearで回転させ、好ましくはこの最初の接触時における同期比率［（ωpinion・Ｎpinion）／（ωgear・Ｎgear）］を１としないようにする。同期比率は１よりも大きく（例えば、１．０２よりも大きく）することができるが、より好ましくは同期比率を１よりも小さく（例えば、０．９８よりも小さく、又は０．９６よりも小さく）する。
【００１３】
随意ではあるが、被動歯車の角速度ωgearを検出するようにセンサを配置し、速度要求入力に応答してモータを制御し、このモータを速度要求入力により決定された角速度で回転するようにする制御ループを設け、歯車比率（Ｎpinion／Ｎgear）と、センサにより検出された被動歯車の角速度と、予め決定した同期比率とに応じて速度要求入力を決定するコントローラを配置し、この予め決定した同期比率は、ピニオンが最初の接触時に角速度ωpinionで回転し、［（ωpinion・Ｎpinion）／（ωgear・Ｎgear）］が１とならないように選択する。
【００１４】
代表的には、ピニオンが接触状態から噛合状態に移動する際に、被動歯車が一連の衝突でピニオンに接触し、各衝突によりモータにおける起電力又は角速度にスパイクを誘起させるようにする。随意ではあるが、本発明の方法が更に、スパイクの１つを検出するステップと、スパイクの１つが検出されたことに応答して、ピニオンに与えられるトルクを変えるようにモータを動作させるステップとを具えるようにする。随意ではあるが、本発明の方法が更に、スパイクの１つの極性を検出するステップと、この検出された極性に応答して、ピニオンに与えられるトルクを変えるようにモータを動作させるステップとを具えるようにする。駆動システムには、スパイクを検出するように配置したセンサと、このセンサによるスパイクの１つの検出に応答して、ピニオンに与えるトルクを変えるようにモータを動作させるように構成したコントローラとを設けることができる。
【００１５】
幾つかの例では、ピニオン又は被動歯車がそれぞれ、被動歯車又はピニオンの歯と噛合する一連のローラを有するローラ歯車を具えるようにしうる。ローラ歯車の利点は、車輪変形及びピニオンと被動歯車との間の不整合の許容度が噛合歯車よりも大きいということである。一連のローラの各々はピンを中心として回転でき、これらのピンは随意ではあるが１つの環状支持部材により支持されるか又は２つの環状支持部材間に支持されるようにする。他の例では、一連のローラを、支持部材の外周を囲んで延在し且つこの支持部材に固定されているローラチェーン（このローラチェーンはアタッチメントチェーン又はアタッチメントローラチェーンとしても知られている）により設けることができる。この構成配置は、上述したローラ歯車の構成配置よりも廉価に実施される。以下に、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施例による駆動システムを示す等角図である。
【図２】図２は、図１の駆動システムの他の等角図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施例による駆動システムの選択した構成要素を示す等角図である。
【図４】図４は、本発明の第３の実施例による駆動システムを示す等角図である。
【図５】図５は、ピニオンを噛合状態にした図４の駆動システムを示す等角図である。
【図６Ａ】図６Ａは、オフセット角が０ｃである非係合ニュートラル状態のピニオン及び被動歯車の一部を示す線図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、オフセット角が０．０８ｃである非係合ニュートラル状態のピニオン及び被動歯車の一部を示す線図である。
【図７Ａ】図７Ａは、駆動システムの種々の素子を示すブロック線図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、ＰＩコントローラを示す線図である。
【図８】図８は、種々の同期比率及びオフセット角に対する２．５秒後の中心間距離を示すグラフ線図である。
【図９】図９は、係合力が低い場合と高い場合とに対し、中心間距離とピニオン角速度とを比較する一対のグラフを示す線図である。
【図１０】図１０は、本発明の制御方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図示の実施例は、２つの車輪を有する航空機着陸装置に適用したものを示しているが、これらの実施例は、単一の車輪を含む如何なる個数の車輪を有する着陸装置にも適用しうるものである。これらの実施例は、主脚（すなわち、翼構造に又は翼の領域における胴体構造に取付けられた着陸装置）に適用している。その理由は、主脚が支える重量が、車輪と地面との間の静止摩擦を最良にし、信頼性のある航空機の地上走行を可能にできる為である。しかし、本発明の駆動システムは前脚（すなわち、航空機の機首に向かう操向可能な着陸装置）にも適用しうる。図示の主脚は、単一通路の旅客機（乗客は１５０〜２００名）に適用しうるが、本発明は、民間航空機、軍用機、ヘリコプタ、（乗客が５０人よりも少ない、１００〜１５０人、１５０〜２５０人、２５０〜４５０人、４５０人よりも多い）旅客機、貨物輸送機、ティルトロータ機、等を含む様々な種類及び重量の航空機に広く適用しうること明らかである。
【００１８】
着陸装置１０は、上側伸縮部１２ａ（メインフィッティング）及び下側伸縮部１２ｂ（スライダ）を有する伸縮性の衝撃吸収主脚部１２を具えている。上側伸縮部１２ａは、その上端（図示せず）により航空機の胴体又は翼（図示せず）に取付けられている。下側伸縮部１２ｂは、主脚部の両側に１つずつである一対の車輪１６を保持する車軸１４を支持している（図面を明瞭とする為に図１及び２には１つのみの車輪１６を図示している）。これらの車輪１６は、車軸１４を中心として回転して地上走行又は着陸のような航空機の地上移動を可能にするように配置されている。
【００１９】
各車輪１６は、ハブ１８により支持されたタイヤ１７を具えており、このハブ１８はこのタイヤ１７を保持するその外縁でリム１８ａを有している。被動歯車２０は、（好ましくはリム１８ａにおいて）ハブ１８に取付けられて車輪１６と一緒に回転しうるようになっている。この被動歯車２０は、剛性又は柔軟性の取付けを達成しうる複数の個別の結合により車輪１６に取付けることができる。或いはまた、この取付けを、車輪１６又は被動歯車２０から軸線方向に突出する連続伸長リムを形成するフランジを介して達成することができる。
【００２０】
駆動システム５０は、ギアボックス（変速装置）７０を介して駆動軸５４にトルクを伝達するモータ５２を具えている。この駆動システム５０は、着陸装置の車軸１４に固定連結されたブラケット５６により支持されている。このブラケット５６は、ハーフムーン（半月状）クランプを有する２つの突起を具えており、このブラケット５６を車軸１４に容易に取付けたり車軸から容易に取外したりしうるようにする。モータ５２は、例えばボルト締めにより、ブラケット５６に固定連結されている。ギアボックス７０はブラケット５６に旋回自在に連結されている。
【００２１】
駆動ピニオン６０は駆動軸５４上に装着され、この駆動軸により駆動軸線を中心に回転しうるようになっている。駆動ピニオン６０、駆動軸５４及びギアボックス７０は、（車軸１４に最も近い端部における）ブラケット５６とギアボックス７０又は特にこのギアボックスのハウジング８４との間に延在する直接駆動式ローラねじの電気機械リニアアクチュエータのようなリニアアクチュエータ（ポジショナ）５８により旋回しうるようになっている。従って、アクチュエータ５８の線形運動は、枢軸を中心とするギアボックス７０及びスプロケット６０の回転運動に変換される。従って、駆動システム５０は、駆動ピニオン６０が被動歯車２０と噛合していないニュートラル形態（図示せず）と、駆動ピニオン６０が被動歯車２０と噛合している係合状態にある駆動形態（図１及び２に示す）とを達成しうる。ニュートラル形態では、車輪１６は例えば離陸及び着陸中に自由に回転でき、一方、駆動形態では、車輪１６を例えば地上走行中に駆動システム５０により駆動することができる。
【００２２】
図１及び２の実施例では、被動歯車２０がローラ歯車３４を有し、駆動ピニオン６０がスプロケットを有している。
【００２３】
ローラ歯車は、剛性の環状リング３５と、この環状リング３５の両側から突出する一連のピンとから成っている。これらのピンにより回転可能に支持された第１の一連のローラ３６Ａが環状リング３５の一方の側に設けられ、これらのピンにより回転可能に支持された第２の一連のローラ３６Ｂが環状リングの他方の側に設けられている。これらの一連のローラ３６Ａ及び３６Ｂの各々は、環状リングの周囲に延在して連続トラックを形成している。これらの第１及び第２の一連のローラ３６Ａ及び３６Ｂは第１及び第２の側部環状リング３９Ａ及び３９Ｂにより挟まれている。第１の一連のローラ３６Ａを支持しているピンは環状リング３５と第１の側部環状リング３９Ａとの間に延在しており、第２の一連のローラ３６Ｂを支持しているピンは環状リング３５と第２の側部環状リング３９Ｂとの間に延在している。従って、環状リング３５は中央脊柱を形成しており、この中央脊柱はこれから片持ち梁のように突出するピンを支持している。この環状リング３５は軸線方向に延在する複数の接続延伸タブ（図示せず）を有し、これらのタブによりローラ歯車をハブ１８に装着する装着手段を構成している。或いはまた、これらのタブは環状リング３５の代用としうる。
【００２４】
駆動ピニオン６０は、回転歯車のローラ３６と連結しうる径方向に延在するスプロケットの歯の２つの同軸リングを有するスプロケットを具えている。すなわち、スプロケットの歯の各リングは被動歯車２０のローラのリングの１つと噛合するように配置されている。
【００２５】
図３は、被動歯車がローラ歯車の代わりにスプロケットを有し、駆動ピニオンがスプロケットの代わりにローラ歯車を有している本発明の他の好適な実施例を示す。この場合、駆動ピニオンが、ローラの２つの同軸リングを有するローラ歯車６４を具えており、被動歯車２０が、スプロケットの歯の２つの同軸リングを有するスプロケット６６に置換されている。他の全ての点では、駆動システムは図１及び２につき上述した点と同じであり、以下に説明する駆動システムの特徴は双方の実施例に同様に適用されるものである。ローラ歯車６４はローラ歯車３４と同様に構成できるが、このローラ歯車６４の直径はより小さく、従って、ローラの個数は少なくなる。
【００２６】
スプロケット‐ローラ歯車の利点は、車輪及び車軸の変形許容度が噛合歯車の配置の場合よりも大きくなるということである。着陸装置の車輪及び車軸は地上走行中に大きな負荷、従って、大きな変形を受けるようになり、車輪に固定された被動歯車がこのような変形に応答して必然的に変形するようになる。噛合歯車はこのような変形を許容できず、代表的な歯付リムの歯車はベアリング又は、柔軟性の接触面又は、これらと同様な手段を介して車輪から分離させる必要がある。これとは異なり、本発明のスプロケット及びローラの配置構成はこのような変更を行わずに変形を許容することができる。
【００２７】
このような配置構成には、軽量になるとともに構造上の強度が大きくなるという利点もある。ローラの主たる故障態様はピンのせん断破壊によるものであり、各ローラを中間のスリーブ又は、ブシュ又は、その他の部品を用いずにそのそれぞれのピンに直接装着することにより、ピンの直径を最大化してせん断強度を最大にすることができる。
【００２８】
更なる変形（図示せず）では、スプロケットの歯を一列だけ有するスプロケット（図示せず）として形成した被動歯車と係合する単一リングのローラを駆動ピニオンが具えるようにすることもできる。ローラ歯車は、図３におけるような代表的なローラ歯車又はローラチェーン歯車を含む多くの形態をとるようにしうる。
【００２９】
図４は、図３に示す種類のスプロケット‐ローラ歯車駆動システムを組込んだ着陸装置１００を示している。車輪１０２には被動リム‐歯車１０１が装着されている。ローラ‐歯車ピニオン１０３はモータ１０４によりエピサイクリックギアボックス１０５を介して駆動される。ピニオン１０３と、ギアボックス１０５と、モータ１０４とは、アクチュエータ（図示せず）により、図４に示すニュートラル状態から図３に示す噛合状態に移動させることができる。ピニオンは鎖錠リンク１０６により図５の噛合状態に鎖錠される。
【００３０】
次に、図４の駆動システムを回転車輪と係合させる方法を図６〜１０につき説明する。以下に説明する方法は、図１〜３の駆動システムにも同様に適用しうる。
【００３１】
図７Ａは、駆動システムの主たる要素を示すブロック線図である。モータ１０４は、ギアボックス１０５を介してピニオン１０３を駆動するロータ４０を有している。駆動システムは、図１０の処理に応じて動作するように構成したコントローラ４１を具えている。
【００３２】
ステップ４００において（例えば、航空機のパイロットから）係合要求４２を受けると、被動歯車の現在の角速度を決定する測定がセンサにより行われる。次いで、ステップ４０１において、トルクをピニオンに与えて、ピニオンが回転し始めるようにする指令がモータに与えられる。与えられたトルクは、図７Ｂに示す比例積分（ＰＩ）トルク制御ループ４１０により制御して、ピニオンがスピンアップ段階で所望の角速度まで加速するようにする。所望の角速度は、コントローラ４１から制御ループへの速度要求入力４５により制御される。この速度要求入力４５は、センサ４３により測定された被動歯車の現在の角速度と、ピニオン及び被動歯車間の既知の歯車比率と、メモリ４４に記憶されている予め決定した同期比率とに応じて決定される。
【００３３】
ピニオンがステップ４０２においてスピンアップ段階の終了時に所望の角速度に達すると、コントローラ４１がステップ４０３においてローラ歯車トルク制御ループ４１０を一時停止（サスペンド）させるとともに係合指令４６を発生し、これによりリニアアクチュエータ５８が係合段階を開始させするようにし、この係合段階中にピニオンが被動歯車との係合状態に移動するようにする。係合段階の第１の部分中、ピニオンが図６Ａのニュートラル状態から、最初の接触時に回転被動歯車と接触する接触状態に移動するようにする。この最初の接触時は、係合段階中にピニオンが被動歯車と最初に接触する時である。この最初の接触時の後では、係合段階の第２の部分中に、アクチュエータ５８により、ピニオンが接触状態を越えて更に噛合状態に押圧され、この噛合状態でピニオンが被動歯車と完全に噛合し、ローラが被動歯車の歯間の溝の底部に向かって配置されるようにする。ピニオンの回転軸線と被動歯車の回転軸線との間の中心間距離は、接触状態に且つ噛合状態に移動するにつれて減少する。換言すれば、ピニオンの移動はその回転軸線と平行ではなく、むしろその回転軸線に対し半径方向（又は主として半径方向）となる。
【００３４】
被動歯車はＮgear個の歯を有し、ピニオンはＮpinion個のローラを有し、これらのローラはピニオンが噛合状態にある際に被動歯車の歯と噛合する。Ｎgear個はＮpinion個よりも多い。代表的にＮgear個は４０であり、Ｎpinion個は１１であり、４０／１１＝３．６４の歯車比率が得られる。この歯車比率は、予め決定した同期比率とともにメモリ４４内に記憶されている。
【００３５】
ピニオン及び被動歯車は、ピニオンが初期接触時に被動歯車と接触した際にそれぞれ角速度ωpinion及びωgearで回転している。同期比率パラメータＲ＝［（ωpinion・Ｎpinion）／（ωgear・Ｎgear）］は、この初期接触時におけるピニオンのローラと被動歯車の歯との相対速度を決定する。同期比率Ｒが１である場合には、ピニオンのピッチ円上の点（すなわち、１つのローラの中心）が、被動歯車のピッチ円上の点（１つの歯のほぼ中腹）と同じ速度で移動する。
【００３６】
初期接触時における同期比率は、アクチュエータ５８から大きな作動力を受けることなく歯車の噛合を達成するように選択する必要がある。図８は、同期比率を変えることによる効果を示している。図８におけるＸ軸は、メモリ内に記憶された予め決定した同期比率を表し、Ｙ軸は、ピニオンと被動歯車との間の中心間距離を表す。図８は、係合された際のピニオンの動作をモデル化したコンピュータモデルから得たものである。このコンピュータモデルは、被動歯車はωgearで回転しており、ピニオンはアクチュエータにより所定の力で被動歯車に向けて径方向に駆動されており、このピニオンは予め決定された所定の同期比率に基づいて特定の角速度で回転しているものと仮定したものである。図８における各データ点は、所定の同期比率と、コンピュータモデルが実行し始めた際の歯車の所定の角度相対位置とに対する係合指令後２．５秒での中心間距離を表している。従って、例えばデータ点１２０は、同期比率が約０である図６Ａに示す“０ｃ”の角度相対位置（この場合、ピニオンのローラが被動歯車の歯間の溝と整列されている）で開始するコンピュータモデルの実行と関連している。この場合、ピニオンと被動歯車とは完全に噛合されておらず、その結果、２．５秒後の中心間距離は約３４７mmである。一方、データ点１２１は、同期比率が約０．９２である図６Ｂに示す“０．０８ｃ”の角度相対位置（この場合、ピニオンのローラが被動歯車の歯と整列されている）で開始するコンピュータモデルの実行と関連している。この場合も、ピニオンと被動歯車とは完全に噛合されておらず、その結果、２．５秒後の中心間距離は約３４７mmである。他方、データ点１２２は０．９５の同期比率に基づく噛合動作の成功を示している。この場合、中心間距離は約３３６mmであり、ピニオンと被動歯車とが完全に噛合されていることを表している。
【００３７】
他方、データ点１２３は、０．８の低い同期比率に基づいた噛合動作の不成功を示している。この場合の中心間距離は、図６Ａ及び６Ｂのニュートラル状態での中心間距離に近い約３５７mmである。このことは、この低い同期比率の場合にピニオンは歯とローラとの一連の衝突により繰返し押し戻され、完全に噛合し損なうことを表している。同様に、データ点１２４は、１．２の高い同期比率に基づいた噛合動作の不成功を示している。この場合の中心間距離も、図６Ａ及び６Ｂのニュートラル状態での中心間距離に近い約３５７mmである。このことは、この高い同期比率の場合にピニオンは歯とローラとの一連の衝突により繰返し押し戻され、完全に噛合し損なうことを表している。
【００３８】
位置センサが得られない場合には、ピストンと被動歯車との間の角度相対位置は分からないことを銘記すべきである。換言すれば、ピニオンが被動歯車と接触すると、（図６Ａに示すように）ローラを歯間に完全に整列させることができるか、或いは（図６Ｂにしめすように）ローラが歯と整列されてクラッシュが生じるおそれがある。
【００３９】
図８は、ピニオンと歯車とが良好に噛合しうる、約０．９及び１間の最適な同期比率の“窓”が存在することを示している。アクチュエータ５８により与える力を増大させると、この窓を広げる効果が得られるが、歯への負荷、雑音及び振動が増大するという犠牲を伴う。又、ピニオンからモータへの動力伝達装置における慣性が増大することにより、窓を狭くする効果が生じる。
【００４０】
驚いたことに、１の同期比率は、データ点１２５からも明らかなように、不所望なものであることを確かめた。このデータ点１２５は、同期比率がほぼ１であり、ピニオンが被動歯車の歯を離れるように繰返し“スキップ”するコンピュータモデルの実行を示している。
【００４１】
図８の他の驚くべき特徴は、１の同期比率が窓の中間点よりも窓の上端にあることを示しているということである。換言すれば、図８は、理想的な同期比率が１よりも僅かに小さく、０．９５程度であることを示している。この非対称性は、より高い作動力を用いるようにコンピュータモデルを変更するにつれて、すなわち窓を図８において左側よりも右側に更に増大させるにつれて増大することが分かる。
【００４２】
図８のこれらの２つの驚くべき特徴は、互いに関連する２つの結論を示唆する。第１の特徴は、ピニオンと被動歯車とを互いに１の同期比率（この同期比率ではローラと歯とが本質的に同じ速度で移動する）にもたらすことは不所望なことであることを示唆する。第２の特徴は、ローラを歯よりも遅く移動させることが望ましいことを示唆する。従って、初期接触時における同期比率［（ωpinion・Ｎpinion）／（ωgear・Ｎgear）］が１よりも小さくなるように速度要求入力４５を選択する。
【００４３】
上述したように、ピニオンが、ステップ４０２においてスピンアップ段階の終了時に（速度要求入力４５により決定された）所望の角速度に達すると、アクチュエータは、ステップ４０３における係合指令４６に応答してピニオンを被動歯車との係合状態に移動させる。この係合指令は、制御ループ４１０からのトルク制御を一時停止するとともに、モータ１０４の出力トルクを理想的には０に又は少なくともメモリ４４内に記憶された予め決定されたある低レベル（このレベルは代表的に、係合指令の受信直前に与えられているトルクに比べて９０％以上の減少を表す）よりも低くに低減させるトリガとしても用いられる。このことにより、ローラ４０がもはやピニオンに大きなトルクを与えず、従って、ピニオンが徐々に減速し始めるようにするスピンダウン段階を開始する。モータは、少なくともピニオンが最初の接触時に接触状態に達するまで、可能ならばより長い間、トルクを０に（又は予め決定した低レベルに）維持する。係合指令の受信時と最初の接触時との間の期間は（０．５秒程度に）比較的短くして、ピニオンの角速度の減少が比較的僅かとなるようにすることが求められる。その結果、最初の接触時におけるピニオンの角速度は、（ωpinion−Δ）となる。ここで、Δはスピンダウン段階中の角速度の僅かな減少量である。等価的には、最初の接触時におけるピニオンの同期比率が（Ｒ−δ）となる。ここで、Ｒはメモリ４４内に記憶されている予め決定された同期比率であり、δはスピンダウン段階中の同期比率の僅かな減少量である。
【００４４】
最初の接触時にモータにより与えられるトルクを減少させる（又は完全に無くす）ことにより、僅かなエネルギーをシステム内に入力し、噛合動作を成功させる確率を改善するようにする。
【００４５】
上述した例では、アクチュエータへの係合指令４６はスピンダウン段階を開始させるトリガとして作用する。しかし、モータがそのトルク出力を低減するとともにスピンダウン段階を開始するようにするトリガとして他のトリガ信号を用いることができる。例えば、中心間距離が（係合指令後であるが最初の接触時の後に）予め決定したしきい値よりも低下し、コントローラがこの中心間距離をトリガとして用いる時をセンサ４７により検出することができる。或いはまた、係合指令４６をトリガとして用いることができるが、スピンダウン段階を直ちに開始させるのではなく予め決定したある時間だけ遅延させる。或いはまた、係合指令自体ではなく、スピンアップ段階の終了時の所望の角速度の検出値をトルク減少トリガとして用いることができる。
【００４６】
最初の接触時の後、スピンダウン段階が終了すると、噛合状態がステップ４０８で達成された後にステップ４０６において、又は噛合状態が達成される前にトルク制御ステップ４０５において、モータがトルクを低レベルよりも高くに且つ緩やかな傾斜を介して増大させるようにしうる。このトルク制御ステップ４０５は以下に説明する。
【００４７】
噛合段階中（すなわち、最初の接触時の後であるがピニオンが噛合状態に達する前）は、被動歯車は一連の衝突状態でピニオンと接触し、各衝突によりモータに逆起電力（ＥＭＦ）のスパイクを誘起するとともにロータ４０の角速度にも関連のスパイクを誘起する。ＥＭＦ／速度スパイクの極性は、歯の何れの側がローラに衝突しているかに依存する（すなわち、衝突はロータの速度を上げるか又は下げる効果を有しうる）。センサ４８は、これらのスパイクの振幅及び極性を検出するように配置されており、コントローラ４１は、ピニオンに与えられるトルクをこの検出に応答して変えるように構成されている。センサ４８はモータ１０４のＥＭＦを検出するか、又は（例えば、レゾルバを用いて）ロータ４０の角速度を検出することができる。センサ４８が、歯の衝突によりピニオンの速度が増大することを表す正のスパイクを検出する場合には、モータはその出力トルクを一定量だけ低減させるように指令される。或いはまた、このセンサが、歯の衝突によりピニオンの速度が減少することを表す負のスパイクを検出する場合には、モータはその出力トルクを一定量だけ増大させるように指令される。これらのスパイクの検出に基づくトルク制御ループを図１０でステップ４０４及び４０５により表してある。
【００４８】
ピニオン角速度が被動歯車に対して規定された速度窓の外部に移動したことがステップ４０７で検出されると、制御がトルク制御ループ４１０に戻り、従って、ピニオンはモータにより所望の速度に戻るように駆動される。
【００４９】
図９は、一対のグラフを示している。図９の上側のグラフには、作動力を１５００Ｎとした第１のコンピュータモデルに対する時間に亘る中心間距離を示す第１のトレースと、作動力を３０００Ｎとした第２のコンピュータモデルに対する時間に亘る中心間距離を示す第２のトレースとを表している。第１のトレースは最初の接触時２００における最初の接触を示しており、この最初の接触に続いて、ピニオンが被動歯車から離れるように“スキップ”するようにする衝突により生ぜしめられる一連のスパイク２０１が生ぜしめられる（これと等価な列のＥＭＦ／速度スパイクはモータにおいてセンサ４８により検出されることに注意されたい）。この場合、ピニオンは決して噛合状態（中心間距離は３３６mmである）に達することはない。第２のトレースは最初の接触時２１０における最初の接触を示しており、この最初の接触に続いて、噛合段階中の衝突により一連のスパイク２１１が生ぜしめられ、これに続いて、ピストンが噛合状態２１３に移動する際の中心間距離における連続降下２１２が生じる。これらの双方のトレースの場合、コントローラは、係合時２１５においてアクチュエータに対し係合指令を発している。
【００５０】
図９の下側のグラフは、上述した同じ２つのコンピュータモデルから得られるトレースを示しており、この場合ピニオンの角速度を示している。最初の角速度は低い（メモリ４４に記憶された予め決定した同期比率は０．８５である）。作動力を低くした第１のコンピュータモデルの場合、トレースは、角速度が増大する一連の小さいステップ（段）３００を示している。モータとピニオンとの間の駆動路の慣性が高いことは、衝突によりピニオンの角速度に及ぼす効果を制限することを意味する。作動力を高くした第２のコンピュータモデルの場合、トレースは、ピニオンが噛合状態に移動する際の一連の大きなステップ（段）３１０を示している。このことは、係合負荷が大きくなると、各衝突によりピニオンにより大きな力を与えるようになり、従って、ピニオンは約０．９６の同期比率で係合状態に降下しうるようになる（双方のコンピュータモデルは０．８５の予め決定した同期比率で開始する）。各衝突は最適より低く、力を増大させると衝撃、負荷及び雑音を増大させること明らかである。
【００５１】
上述した実施例は、地上走行動作に対してのみ適しているものであるが、（例えば、ギアボックスの変速比を調整することにより）着陸前のスピンアップ動作のみに対して適するように変更することができる。地上走行の構成では、（バック駆動可能としうる）リニアアクチュエータ５８をトルク制御（又は電流制御）してピニオン及び被動歯車間にほぼ一定の負荷を与え、これにより駆動システムの種々の構成要素部品にある変形を許容しうるようにするとともに同時に不所望な分離を阻止するようにすることができる。電気機械ブレーキ機構（図示せず）又はその他の同様な制動装置をアクチュエータ５８内に一体化して、このアクチュエータを非係合（第２の）形態でロックするようにしうる。
【００５２】
上述した構成配置の各々では、被動歯車がスプロケットを有し、駆動ピニオンがローラ歯車／ローラチェーンを有する場合、及びその逆の場合に、スプロケットとローラ歯車／ローラチェーンとの間の噛合を介して駆動を達成する原理を適用しうる。
【００５３】
図面には、複数の車輪のうち１つの車輪を駆動する駆動システムの特徴のみを示しているが、これらの特徴は他の車輪にも反映しうることが想定される。すなわち、各車輪に対し１つの駆動システムを設けることができることが想定される。４つ以上の車輪を有する着陸装置の場合、これら車輪の各々に対し又は２つの車輪のみに対し駆動システムを設けるようにしうる。２つの車輪のみに駆動システムを設ける実施例では、非駆動車輪の着陸前のスピンアップを達成し、地上走行を２つの駆動システムにより遂行するようにするためには、他のモータ（図示せず）を設ける必要がある場合がある。他の実施例では、２つの駆動システム間で共有する１つのモータを有するようにしうる。すなわち、このモータを、各駆動システムのギアボックスの入力軸を回転させるように配置することができる。
【００５４】
図面は、着陸装置の車軸１４に固定連結されたブラケット５６により支持された駆動システム５０のみを示しているが、これに代えて駆動システム５０を上側伸縮部１２ａ（メインフィッティング）又は下側伸縮部１２ｂ（スライダ）上に装着することができる。
【００５５】
本発明を１つ以上の好適実施例につき上述したが、特許請求の範囲に規定した本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更又は改良を行うことができること明らかである。
【図１】
0006581594.tif 000002
【図２】
0006581594.tif 000003
【図３】
0006581594.tif 000004
【図４】
0006581594.tif 000005
【図５】
0006581594.tif 000006
【図６Ａ】
0006581594.tif 000007
【図６Ｂ】
0006581594.tif 000008
【図７Ａ】
0006581594.tif 000009
【図７Ｂ】
0006581594.tif 000010
【図８】
0006581594.tif 000011
【図９】
0006581594.tif 000012
【図１０】
0006581594.tif 000013