JP5941641B2

JP5941641B2 - 航空機の脚揚降装置

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Publication number: JP5941641B2
Application number: JP2011201741A
Authority: JP
Inventors: 泰斗尾道; 卓近藤; 近藤　　卓; 正悟萩原; 高木　亮; 亮高木; 孝明大西
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2011-09-15
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2031-09-15
Also published as: US20130068885A1; US8973869B2; EP2570344B1; EP2570344A3; JP2013063671A; EP2570344A2

Description

ここに開示する技術は、ＥＨＡ（Electro Hydrostatic Actuator）システムを含む航空機の脚揚降装置に関する。

自動車の技術分野においては、車両の走行中に各種の油温を所定以上に維持することにより、その粘度を所定以下にする技術が知られている。

例えば特許文献１には、電動モータと、電動モータによって駆動される油圧ポンプとを備えた電動油圧パワーステアリング装置において、電動モータの発熱を利用して作動油を加熱し、作動油の温度を所定温度に維持している。この電動油圧パワーステアリング装置ではまた、作動油の温度が所定温度以下でかつ、操舵力が設定値以下でパワーステアリング装置が実質的に動作しないときには、電動モータが回転しないような電流をモータに通電することにより熱を発生させて作動油の加熱を行うようにしている。

また、特許文献２〜４には、エンジンと駆動モータとを搭載するハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や駆動モータを搭載する電気自動車（ＥＶ）において、駆動モータが発生する熱によって、駆動モータの冷却油を加熱したり、自動変速機の作動流体（ＡＴＦ）を加熱したり、ディファレンシャルの潤滑油を加熱したりすることで、車両の走行中に、油温を所定温度に維持する技術が記載されている。

さらに、特許文献５には、含油軸受を有するモータを備えたＣＤやＤＶＤ等のディスク装置において、低温起動時には、モータのコイルに発熱電流を供給することによってコイルを発熱させて軸受の潤滑油を加熱し、そのモータを短時間で確実に起動させる技術が記載されている。

加えて、特許文献６には、工作機械等の油圧駆動装置において、その起動時に作動油温度が基準値以下のときには、油圧ポンプ駆動用の電動モータに供給する電流の位相を、最適位相からずらして発熱量を増加することにより、作動油を迅速に昇温させる技術が記載されている。

特開２００８−２７３３６１号公報特開２００５−３４８５３５号公報特開２００２−１６１９６６号公報特開２００３−３３９１０１号公報特開２０００−１４１１４号公報特許第４３４１２３２号公報特開２００９−２２８７９２号公報

ところで近年、航空機の燃費向上及び整備性等の観点から、従来の航空機に装備されていた油圧供給系統を廃止し、脚の揚降、舵面の操作、ブレーキ操作、及び脚ステアリング操作等のアクチュエータとしてＥＨＡを搭載することが提案されている（例えば特許文献７参照）。ＥＨＡシステムは、例えばシリンダ及びピストンを含んで構成された伸縮アクチュエータ、油圧ポンプ並びに電動モータを備えており、電動モータ及び油圧ポンプの駆動によって、外部から油圧の供給を受けることなく伸縮アクチュエータを動作させる。例えば脚の揚降装置においては、脚の揚降用アクチュエータ、脚扉の開閉用アクチュエータ、及び、脚下げ状態固定機構解除用アクチュエータ（ダウンロック・リリース・アクチュエータ）の少なくとも一つに、ＥＨＡを適用することが可能である。

ところが、航空機は、高高度を飛行中に極低温下に曝されるため、航空機にＥＨＡシステムを搭載する場合は、ＥＨＡシステムが極低温下に曝される。このことにつき、従来の航空機の油圧供給系統は飛行中、常時、使用されていて作動油の温度低下は起こり得ないのに対し、特に脚の揚降装置は、航空機の離陸時及び着陸時にのみ使用される装置であり飛行中は使用されないことから、脚の揚降装置に含まれるＥＨＡシステムの作動油は、飛行中に温度が低下し、その結果、粘度が大幅に増大し、及び／又は、作動油の収縮が生じてしまうような下限温度以下まで、油温が低下してしまう可能性がある。この作動油の温度低下は特に、着陸時におけるＥＨＡシステムの動作に悪影響を与え、脚の揚降装置の信頼性を低下させる虞がある。

ここで、特許文献１〜４に記載されているように、各種機器の廃熱を利用して、航空機の飛行中に、作動油の温度を下限温度よりも高い温度に維持することが考えられる。しかしながら、前述の通り、脚の揚降装置は、飛行中は使用しない装置であることから、航行中ずっと、作動油の温度を維持することは、航空機の燃費には不利である。

一方、作動油の温度低下を許容するのであれば、粘度の増大に伴う配管や油圧ポンプでの圧力損失を補正すべく、油圧回路中のリザーバを加圧型に構成したり、作動油の収縮を考慮して、リザーバ容量を増大したりする、別の対策が必要になる。しかしながら、こうした対策は、脚の揚降装置の重量増大を招き、このこともまた、航空機の燃費向上に不利になる。

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、ＥＨＡシステムを含む航空機の脚揚降装置において、重量の増加を招くことなく、作動油の温度管理を可能にすることにある。

ここに開示する航空機の脚の揚降を行うための揚降装置は、油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータが動作するように、当該油圧アクチュエータに作動油を供給可能に構成された油圧回路と、前記油圧回路上に配置されかつ、前記油圧アクチュエータに作動油を供給するように駆動する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動するように構成された電動モータと、前記電動モータを駆動するように構成されたドライバと、を備える。そして、前記油圧回路は、前記油圧アクチュエータと前記油圧ポンプとの間で閉じられた閉回路であり、前記油圧回路の一部は、前記電動モータ及び前記ドライバに対し、前記作動油が熱交換可能となるように設けられ、前記油圧回路は、前記作動油を循環させないで、前記電動モータ及び前記ドライバの廃熱によって前記作動油の温度を高める。ここで、「作動油が熱交換可能となるように設けられている」は、電動モータ及びドライバが放出する熱が作動油に伝達し、作動油が加熱される結果、その温度が高まるような構成を備えている、と定義してもよい。

前記の構成によると、この揚降装置では、電動モータの駆動によって油圧ポンプが駆動し、それに伴い油圧回路を通じて作動油が油圧アクチュエータに供給されて、油圧アクチュエータが動作する。つまり、この揚降装置はＥＨＡシステムを含んでいる。油圧アクチュエータは、例えばシリンダ及びピストンを有する伸縮アクチュエータに構成してもよい。その場合、油圧アクチュエータは、脚の揚降を行う揚降装置において、脚を上げ下げするための揚降用アクチュエータ、機体に設けられた脚の収容部の扉を開閉するための開閉用アクチュエータ、及び、脚下げ状態固定機構解除用アクチュエータ（ダウンロック・リリース・アクチュエータ）の内の少なくとも１のアクチュエータを構成するとしてもよい。

そうして、この脚揚降装置において、油圧アクチュエータと油圧ポンプとの間で閉じられた閉回路である油圧回路の一部は、電動モータ及び、この電動モータを駆動するためのドライバに対して熱交換可能に配設されている。こうすることで、電動モータに給電することに伴い発生する熱だけでなく、その電動モータへの給電のために駆動するドライバの熱も、油圧回路内の作動油に伝わり、作動油が加熱される。油圧回路は、作動油を循環させないで、電動モータ及びドライバの廃熱によって作動油の温度を高める。その結果、作動油の温度を所定温度、例えば高高度での飛行中に下限温度以下の温度にまで低下した作動油を、下限温度よりも高い温度に、急速にかつ確実に高めることが可能になる。こうして、作動油の粘度が比較的低くなりかつ、その収縮も抑制されることで、ＥＨＡシステムの油圧アクチュエータが安定的に動作し、脚の揚降装置の信頼性が確保される。

この構成では、ＥＨＡシステムを構成する電動モータの廃熱だけでなく、電動モータを駆動するドライバの廃熱をも利用しているため、少ない消費エネルギで、作動油の温度を、効率的にかつ迅速に高めることが可能になる。このことは、航空機の燃費の向上に有利である。

また、作動油を加熱するための、ヒータ等の別途の装置を必要としないため、脚揚降装置の重量増大が回避され、このこともまた、航空機の燃費の向上に有利になる。さらに、作動油の温度を適正化することが可能であるため、作動油の粘度増大を考慮した加圧型のリザーバや、作動油の収縮を考慮したリザーバ容量の拡大を不要にするため、この点においても、脚の揚降装置の軽量化が図られる。

前記ドライバは、前記油圧アクチュエータを動作させる前記航空機の着陸時に前記作動油の温度が所定温度よりも高くなるよう、前記航空機の着陸前に前記電動モータに給電する、としてもよい。
こうすることで、航空機の着陸前に予め、ドライバを通じて電動モータに給電を行い、作動油を加熱することで、油圧アクチュエータを実際に動作させる航空機の着陸時には、作動油の温度が所定温度（下限温度）よりも高くなって、ＥＨＡシステムを確実に動作させることが可能になる。その結果、脚揚降装置の信頼性が確保される。
この構成では、航空機の飛行中に、作動油の温度を常時、所定温度よりも高い温度に維持するのではなく、航空機の着陸直前に昇温するため、航空機の燃費向上に有利になる。また、前述の通り、電動モータとドライバとの双方の廃熱を利用することで、作動油の昇温時間の短縮が図られ、航空機の着陸前に、短時間で、作動油の昇温が完了する。

ここで、航空機の着陸前に電動モータに給電するときには、油圧アクチュエータが動作しないように、電動モータが無回転となるような給電をしたり、又は、電動モータが油圧ポンプの駆動トルク以下となるような給電をしたりしてもよい。
つまり、前記ドライバは、前記作動油の温度を高めるときに、前記電動モータが無回転となるように、前記電動モータに給電する、としてもよい。
また、前記ドライバは、前記作動油の温度を高めるときに、前記油圧ポンプの最小駆動トルク以下となるように、前記電動モータに給電する、としてもよい。
これらの場合は、油圧ポンプが駆動しないため、作動油が油圧回路内で流れない状態で作動油の昇温が行われる。

ここに開示する技術はまた、航空機の脚の揚降を行うための揚降装置であって、油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータが動作するように、当該油圧アクチュエータに作動油を供給可能に構成された油圧回路と、前記油圧回路上に配置されかつ、前記油圧アクチュエータに作動油を供給するように駆動する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動するように構成された電動モータと、前記電動モータを駆動するように構成されたドライバと、を備え、前記油圧回路は、前記油圧アクチュエータと前記油圧ポンプとの間で閉じられた閉回路であると共に、前記油圧アクチュエータをバイパスするバイパス路を有し、前記油圧回路の一部は、前記電動モータ及び前記ドライバに対し、前記作動油が熱交換可能となるように設けられ、前記油圧回路は、前記電動モータ及び前記ドライバの廃熱によって前記作動油の温度を高めるときに、前記油圧アクチュエータをバイパスしながら、前記作動油を循環させる。

この場合は、作動油が油圧回路内で循環しながら、電動モータ及びドライバの廃熱により作動油が昇温する。

尚、航空機の着陸時に、作動油の温度が、既に所定温度よりも高いときには、電動モータへの給電を中止すればよい。

以上説明したように、ここに開示する航空機の脚揚降装置は、油圧回路の一部が、電動モータ及びドライバに対して熱交換可能に配設されており、電動モータ及びドライバの廃熱を利用して、作動油の温度を高めることが可能であるから、少ない消費エネルギで、作動油の温度を、効率的にかつ迅速に高めることが可能になり、航空機の燃費の向上に有利である。また、作動油を加熱するための別途の装置や、作動油の粘度増大や作動油の収縮を考慮した設備を必要としないため、脚の揚降装置の重量増大が回避され、このこともまた、航空機の燃費の向上に有利になる。

また、航空機の着陸前に電動モータへの給電を行って、電動モータ及びドライバの廃熱により作動油を加熱及び昇温することで、航空機の着陸前に作動油の昇温を短時間で完了させて、脚の揚降装置の信頼性が確保される。

脚揚降装置におけるＥＨＡシステムの構成を示す回路図である。脚揚降装置の着陸の際の制御ロジックを示すフロー図である。作動油の粘度に係る温度特性を例示する図である。

以下、航空機の脚揚降装置の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態の説明は例示である。図１は、脚揚降装置が備えるＥＨＡシステム１の構成を示している。ＥＨＡシステム１は、油圧アクチュエータ２と、油圧回路４とを備えて構成されている。

油圧アクチュエータ２は、シリンダ２１とピストン２２とを備えていて、後述するように作動油が供給されることにより伸縮する伸縮アクチュエータである。ピストン２２は、シリンダ２１内に収容されてシリンダ２１内を往復移動するピストンヘッド２３と、ピストンヘッド２３に一体に結合されかつ、シリンダ２１から突出するように配置されたピストンロッド２４とを含んで構成されている。油圧アクチュエータ２は、図示は省略するが、脚揚降装置において、脚の揚降用アクチュエータ、脚扉の開閉用アクチュエータ、及び、脚下げ状態固定機構解除用アクチュエータ（ダウンロック・リリース・アクチュエータ）のいずれかに用いられる。

油圧アクチュエータ２のシリンダ２１内は、ピストンヘッド２３を挟んでヘッド側の第１室２５とロッド側の第２室２６とに区画されており、第１室２５及び第２室２６のそれぞれに、作動油が流入出するポート（第１ポート２７及び第２ポート２８）が設けられている。

油圧回路４は、油圧アクチュエータ２と油圧ポンプ５との間で閉じられた閉回路であり、油圧アクチュエータ２の第１ポート２７と油圧ポンプ５の第１ポート５１とを互いに接続する第１配管４１と、油圧アクチュエータ２の第２ポート２８と油圧ポンプ５の第２ポート５２とを互いに接続する第２配管４２とを含んでいる。

油圧回路４はまた、第１配管４１と第２配管４２との連結する第３配管４３上に配設された第１パイロットチェック弁４４及び第２パイロットチェック弁４５を含んでおり、第１パイロットチェック弁４４は第１配管４１をパイロットラインとし、第２パイロットチェック弁４５は第２配管４２をパイロットラインとする。第３配管４３は、第１パイロットチェック弁４４と第２パイロットチェック弁４５との間において、配管４７を介してリザーバ４６に接続されている。リザーバ４６は、油圧アクチュエータ２の第１室２５と第２室２６との合計容積の変動を吸収するためのタンクであり、リザーバ４６はまた、チェック弁４８を介して第２配管４２（油圧ポンプ５の第２ポート５２）に接続されている。

油圧ポンプ５は、第１及び第２の２つのポート５１、５２を備えかつ、その吐出及び吸込方向が第１ポート５１及び第２ポート５２の間で切替可能なポンプである。油圧ポンプ５は、詳細な図示は省略するが、例えば斜板式ピストンポンプによって構成されている。但し、油圧ポンプ５の形式は、これに限定されるものではない。

油圧ポンプ５には、例えば三相モータからなる電動モータ６が連結されており、この電動モータ６が駆動することによって、油圧ポンプ５が駆動する。電動モータ６は、ドライバ（尚、ここでいうドライバは、各種機器の制御可能なコントローラを含むとする）６１によって給電されて駆動する（図１の破線参照）。油圧ポンプ５の吐出及び吸込方向の切替は、電動モータ６の回転方向を反転することによって行うように構成してもよいし、斜板式ピストンポンプ（油圧ポンプ５）の斜板の傾斜角度を変更することによって行うように構成してもよい。

第１配管４１と第２配管４２との間にはさらに、第４配管４９及び第５配管４１０が並列に設けられており、第４配管４９上には、ドライバ６１によって制御される電磁弁４１１が介設されていると共に、第５配管４１０上には、それぞれ所定圧以上で開弁する第１リリーフ弁４１２及び第２リリーフ弁４１３が介設されている。第５配管４１０は、第１リリーフ弁４１２と第２リリーフ弁４１３との間で、リザーバ４６に接続されている。

電磁弁４１１は、第１配管４１、言い換えると油圧アクチュエータ２の第１室２５に連通するポートと、第２配管４２、言い換えると油圧アクチュエータ２の第２室２６に連通するポートと、リザーバ４６に連通するポートとを有する３ポート２位置の切換弁であり、油圧アクチュエータ２の第１室２５、第２室２６及びリザーバ４６を互いに連通させない第１状態と、第１室２５、第２室２６及びリザーバを互いに連通させる第２状態（図１に示す状態）とに切り換わる。電磁弁４１１は、通常は第１状態にされる一方、フェイル時には第２状態にされることにより、油圧ポンプ５が非動作であっても油圧アクチュエータ２が伸長するように構成されている。

また、詳細は後述するが、航空機の着陸前に、電動モータ６及びドライバ６１の廃熱を利用して作動油を昇温するときにも、電磁弁４１１は、ドライバ６１の出力によって第２状態に切り換えられる。それによって、油圧アクチュエータ２をバイパスした状態で、油圧回路４内で作動油が循環可能になる。

尚、第３配管４３上における第１パイロットチェック弁４４側には、流量を調整するための絞り４１４が介設されていると共に、第２配管４２上における第３配管４３の接続位置よりも油圧ポンプ５側には、チェック弁４１５が介設されている。このチェック弁４１５は、油圧アクチュエータ２を中間位置で保持可能にするためのバルブである。

以上のように構成されたＥＨＡシステム１の基本的な動作は、以下の通りである。つまり、油圧アクチュエータ２を伸長するときには、油圧回路４の電磁弁４１１を第１状態に切り換えた状態で、ドライバ６１を通じて電動モータ６を駆動することにより、第１ポート５１から作動油が吐出するように油圧ポンプ５を駆動する。これによって、第１配管４１及び第１ポート２７を介して第１室２５内に作動油が供給され、ピストン２２が図１における左側へと移動をし、油圧アクチュエータ２が伸長する。

また、第１配管４１を通じて作動油が供給されることに伴い第１パイロットチェック弁４４が開弁する。そうして、ピストン２２の移動によって第２室２６から排出された作動油は、第２配管４２から、第３配管４３上の絞り４１４及び第１パイロットチェック弁４４、並びに、チェック弁４８を介して油圧ポンプ５の第２ポート５２に戻るようになる。これと共に、第１室２５と第２室２６との容積差を補完するために、リザーバ４６からチェック弁４８を介して、油圧ポンプ５の第２ポート５２に作動油が補完されるようになる。

逆に、油圧アクチュエータ２を収縮するときには、電磁弁４１１を第１状態にした状態で、電動モータ６の駆動により、第２ポート５２から作動油が吐出するように油圧ポンプ５を駆動する。これによって、第２配管４２及び第２ポート２８を介して、第２室２６に作動油が供給されることで、ピストン２２が図１における右側へと移動をして、油圧アクチュエータ２が収縮する。

また、第２配管４２を通じて作動油が供給されることに伴い第２パイロットチェック弁４５が開弁するから、ピストン２２の移動によって第１室２５から排出された作動油は、一部が、第１配管４１を通じて油圧ポンプ５の第１ポート５１に戻ると共に、一部が第３配管４３上の第２パイロットチェック弁４５を介して、リザーバ４６に至るようになる。

このＥＨＡシステム１では、油圧回路４内の作動油の昇温のために電動モータ６の廃熱及びドライバ６１の廃熱を利用するように構成されている。詳細な構成図は省略するが、油圧回路４の配管の一部が、電動モータ６に対して、熱交換器６２を介して接合されており、図１に白抜きの矢印で示すように、この熱交換器６２を通じて、電動モータ６に給電することに伴い放出される熱が作動油に伝達するように構成されている。熱交換器６２は、電動モータ６側と作動油側との間の伝熱面積が拡大するような構成を採用すればよい。また、詳細な構成図は省略するが、ドライバ６１を構成する電気回路の収容ケースがリザーバ４６に接合されており、図１に白抜きの矢印で示すように、電動モータ６へ給電するようにドライバ６１が駆動したときに放出される熱がリザーバ４６内の作動油に伝達するよう構成されている。伝熱面積が拡大するように、リザーバ４６内に、収容ケースに結合されたフィンを配設するようにしてもよい。こうして、ドライバ６１を通じて電動モータ６に給電を行ったときには、電動モータ６及びドライバ６１それぞれの廃熱によって作動油が加熱されるようになる。

ここで、ＥＨＡシステム１に用いられる作動油は、図３に例示するように、所定温度（例えば−４０℃）付近で粘度が急激に高まる。作動油の粘度増大は、油圧回路４の各配管や油圧ポンプ５における圧力損失を増大させ、油圧アクチュエータ２の動作に悪影響を与える可能性がある。また、作動油の温度の低下に伴い作動油が収縮し、そのこともまた油圧アクチュエータ２の動作に悪影響を与える可能性がある。

ＥＨＡシステム１を含む脚揚降装置は、航空機が高高度を飛行している最中に極低温に曝される結果、作動油の温度が所定温度以下にまで低下してしまう（例えば−５４℃程度）。航空機の着陸時に、作動油の温度が所定温度以下のままではＥＨＡシステム１の動作が不安定となる虞がある。

そこで、ＥＨＡシステム１を含む脚揚降装置では、航空機の着陸前に、電動モータ６及びドライバ６１の廃熱を利用して作動油の昇温を行う。この昇温制御は、具体的には、図２に示す制御ロジックフローに従って行われる。つまり、予定着陸時刻のＹ分前（所定時間前）であって、着陸準備を開始した（ステップＳ２１）後に、機体システムから脚揚降装置に着陸準備信号が出力される（ステップＳ２２）。ステップＳ２３で着陸準備信号の入力を確認した脚揚降装置は、リザーバ４６に取り付けられた温度センサ６３（図１参照）の計測値、つまり作動油の温度Ｔ_ＦＲを確認し（ステップＳ２４）、作動油の温度Ｔ_ＦＲが所定温度よりも高いか否かを判定する（ステップＳ２５）。ここでの所定温度は、作動油の粘度が高くならずかつ、その収縮も抑制されるような下限温度として、適宜設定すればよく、具体的には、前述の通り−４０℃としてもよい。

作動油の温度Ｔ_ＦＲが所定温度以下であるときには（ステップＳ２５でＮＯのときには）、作動油を昇温すべく、ステップＳ２６において、ドライバ６１は電動モータ６に給電する。ここでは、電動モータ６（三相モータ）に、例えば同相で給電することによって無回転で発熱するようにしてもよいし、また、油圧ポンプ５の最小駆動トルク以下のトルクとなるように電動モータ６に給電をしてもよい。これらの場合は、油圧ポンプ５が駆動しないため、油圧回路４内で作動油は流れない。これとは異なり、図１に示すように、ドライバ６１が、電磁弁４１１を第２状態に切り換え、その状態で電動モータ６に給電するこ
とにより、油圧ポンプ５を駆動してもよい。この場合は、図１に実線の矢印で示すように、油圧ポンプ５の第１ポート５１から吐出された作動油は、電磁弁４１１を介してリザーバ４６に至り、その後、リザーバ４６から排出された作動油は、電動モータ６の熱交換器６２を介して油圧ポンプ５の第２ポート５２へと戻るようになる。こうして、作動油が油圧回路４内を循環しながら、電動モータ６及びドライバ６１の廃熱により作動油が昇温するようになる。作動油の昇温時の動作は、作動油の昇温効率、つまり消費エネルギ量と作動油の温度上昇量（又は上昇率）との関係等を考慮して、最適な動作を適宜採用すればよい。その場合に、作動油の循環及び非循環を、昇温プロセスの途中で切り替えるようにしてもよい。

図２のフローに戻り、ステップＳ２５で作動油温度Ｔ_ＦＲが所定温度よりも高まれば（ステップＳ２５でＹＥＳのとき）、ＥＨＡシステム１を安定して動作させることが可能になったため、脚揚降装置は、ステップＳ２７で、機体システム側に着陸可能信号を出力する。

機体システムは、脚揚降装置からの着陸可出力を受けたか否かを判断し（ステップＳ２８）、着陸可出力を受けたときには、ステップＳ２９で、脚下げのために操作されるギヤレバーのロックを解除する指令をコックピットのギヤレバーに出力する。一方、ステップＳ２８で、脚揚降装置からの着陸可出力を受けないときにはワーニングを出力する（ステップＳ２１０）。

ステップＳ２１１で機体システムは、パイロットの操作によってギヤレバーダウン信号がオンになったか否かを判断し、ギヤレバーがオンになれば、ステップＳ２１２で、脚揚降装置に対し、脚下げ作動開始信号を出力する。脚下げ作動開始信号を受けた脚揚降装置は、脚下げ作動を開始する（ステップＳ２１３）。

ここで、本願発明者らが、中型民間航空機を想定した脚の揚降装置のＥＨＡシステム１において、ドライバ６１の損失が全てドライバ６１の発熱となり、その熱の全てが作動油と熱交換されるという仮定の下で、作動油の温度を、航行中に到達し得る−５４℃から、ＥＨＡシステムが安定動作し得る−４０℃（つまり下限温度）まで昇温するのに必要な時間（つまり所要時間）を算出したところ、その所要時間は約１１分であった。尚、電動モータ６の廃熱をも考慮すれば、所要時間はさらに短縮されることが予想される。従って、遅くとも着陸前１０分程度前から、前述した、電動モータ６及びドライバ６１の廃熱を利用した作動油の昇温を開始することにより、着陸時にはＥＨＡシステム１を安定的に動作させることができる。

このように、前述したＥＨＡシステム１では、電動モータ６の廃熱だけでなく、その電動モータ６に給電するためのドライバ６１の廃熱も利用して作動油を昇温することにより、作動油を所定温度よりも高い温度まで、迅速にかつ確実に高めることが可能になる。また、電動モータ６及びドライバ６１の双方の廃熱を利用することは、作動油の昇温に必要なエネルギ量を減らすため、航空機の燃費の向上にも有利になる。しかも、作動油を昇温させるための、例えばヒータといった別途の設備が不要であり、このことは脚揚降装置を軽量化する。

また、脚の揚降装置は、航空機の離陸時及び着陸時にのみ用いられ、飛行中は用いられないことを考慮して、航空機の着陸直前に作動油の昇温を行うことにより、例えば航空機が飛行している最中に、作動油の温度を下限温度よりも高く維持するといった無駄なエネルギ消費を回避して燃費を向上しつつ、脚の揚降装置の信頼性が確保される。

またこのように、ＥＨＡシステム１の動作時に、作動油の温度を下限温度よりも高くすることによって、作動油の粘度増大を考慮してリザーバを加圧型に構成することや、作動油の収縮を考慮してリザーバ容量を大きくすることが不要になる。このこともまた、脚の揚降装置の軽量化に有利になる。

さらに、電動モータ６及びドライバ６１と、作動油との間の熱交換に係る構成は、通常時、言い換えると作動油の温度が下限温度よりも高いときには、電動モータ６及びドライバ６１の冷却に利用することも可能であり、電動モータ６及びドライバ６１の温度信頼性を確保することができる。

尚、図１に示す油圧回路４は例示であり、脚の揚降装置のＥＨＡシステム１を構成する回路は、適宜の回路構成を採用することが可能である。

また、前記の構成では、電動モータ６及びドライバ６１の廃熱を、作動油の昇温に利用するようにしているが、この他にも、例えば油圧ポンプ５の廃熱を、作動油の昇温にさらに利用するようにしてもよい。

さらに、前記の構成では、リザーバ４６に取り付けた温度センサ６３の計測値に基づいて、作動油の昇温制御を行うようにしているが、温度を計測する代わりに、例えばリザーバ４６の液面位置を計測し、その計測値に基づいて作動油の収縮度合いを判断して、前述したような作動油の昇温制御を行うようにしてもよい。

１ＥＨＡシステム（揚降装置）
２油圧アクチュエータ
４油圧回路
５油圧ポンプ
６電動モータ
６１ドライバ

Claims

航空機の脚の揚降を行うための揚降装置であって、
油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータが動作するように、当該油圧アクチュエータに作動油を供給可能に構成された油圧回路と、
前記油圧回路上に配置されかつ、前記油圧アクチュエータに作動油を供給するように駆動する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動するように構成された電動モータと、
前記電動モータを駆動するように構成されたドライバと、を備え、
前記油圧回路は、前記油圧アクチュエータと前記油圧ポンプとの間で閉じられた閉回路であり、
前記油圧回路の一部は、前記電動モータ及び前記ドライバに対し、前記作動油が熱交換可能となるように設けられ、
前記油圧回路は、前記油圧回路内で前記作動油を循環させずに、前記電動モータ及び前記ドライバの廃熱によって前記作動油の温度を高める航空機の脚揚降装置。
請求項１に記載の脚揚降装置において、
前記ドライバは、前記油圧アクチュエータを動作させる前記航空機の着陸時に前記作動油の温度が所定温度よりも高くなるよう、前記航空機の着陸前に前記電動モータに給電する航空機の脚揚降装置。
請求項１に記載の脚揚降装置において、
前記ドライバは、前記作動油の温度を高めるときに、前記電動モータが無回転となるように、前記電動モータに給電する航空機の脚揚降装置。
請求項１に記載の脚揚降装置において、
前記ドライバは、前記作動油の温度を高めるときに、前記油圧ポンプの最小駆動トルク以下となるように、前記電動モータに給電する航空機の脚揚降装置。
航空機の脚の揚降を行うための揚降装置であって、
油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータが動作するように、当該油圧アクチュエータに作動油を供給可能に構成された油圧回路と、
前記油圧回路上に配置されかつ、前記油圧アクチュエータに作動油を供給するように駆動する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動するように構成された電動モータと、
前記電動モータを駆動するように構成されたドライバと、を備え、
前記油圧回路は、前記油圧アクチュエータと前記油圧ポンプとの間で閉じられた閉回路であると共に、前記油圧アクチュエータをバイパスするバイパス路を有し、
前記油圧回路の一部は、前記電動モータ及び前記ドライバに対し、前記作動油が熱交換可能となるように設けられ、
前記油圧回路は、前記電動モータ及び前記ドライバの廃熱によって前記作動油の温度を高めるときに、前記油圧アクチュエータをバイパスしながら、前記作動油を循環させる航空機の脚揚降装置。