JP2000272594A

JP2000272594A - ヘリコプター

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Publication number: JP2000272594A
Application number: JP11085669A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Araki; 勝彦荒木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2000-10-03
Anticipated expiration: 2019-03-29
Also published as: JP4180726B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コレクティブピッチの作動角度を確保し、各
操舵量の設定自由度を向上し、又部品点数を削減したヘ
リコプターを提供する。【解決手段】スタビライザー(107,108,109) をマスト
(100) に軸方向にスライド自在に支持し、コレクティブ
ピッチ操作にてスタビライザーを上下動させ、メインロ
ーター(101,102) のコレクティブピッチを調整し、スワ
ッシュプレート(104) のサイクリックピッチ操作にてス
タビライザーの回転面を傾動させ、メインローターのサ
イクリックピッチを調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はヘリコプターに関
し、特にコレクティブピッチの作動角度を充分に確保で
きるとともに各操舵量の設定自由度を向上でき、しかも
部品点数を削減できるようにしたヘリコプターに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ヘリコプターの飛行姿勢は周知のように
不安定になりやすい。このように不安定なヘリコプター
の飛行姿勢を安定にすべく、従来から種々の対策が実施
されている。特に、無線操縦等による無人ヘリコプター
においては安定な飛行姿勢に制御することは必要不可欠
なものとなっている。

【０００３】ヘリコプターを安定な飛行姿勢に制御する
代表的なものには回転体のジャイロ効果を利用したスタ
ビライザーがある。従来のスタビライザーを備えたヘリ
コプターの１例を図８ないし図１０に示す。図におい
て、メインローターブレード１１のコレクティブピッチ
を増す場合、コントロールロッド１３ｘ、１３ｙを下方
に引っ張り、スワッシュプレート３をマスト１４に沿っ
て並行に下げると、図９に示されるようにピッチチェン
ジロッド１３ｂ、１３ｂによってミキシングレバー５、
５の一端側が下方に引っ張られ、ミキシングレバー５、
５は支点４ａ、４ａを中心として時計回り方向に揺動
し、ミキシングレバー５、５の他端側の動きはそのレバ
ー比に応じて縮小され、その縮小された動きによってピ
ッチチェンジロッド１３ｃ、１３ｃが引き上げられ、ピ
ッチホーン１０、１０が同時に揺動されて２つのメイン
ローターブレード１１、１１のピッチ角度が増加する。
コレクティブピッチを減らす場合には上記とは逆にコン
トロールロッド１３ｘ、１３ｙを押し上げ、スワッシュ
プレート３をマスト１４に沿って上昇させればよい。

【０００４】また、スワッシュプレート３とウォッシュ
アウト１２のレバー１２ａ、１２ａとがロッド１３ｄ、
１３ｄによって連結されており、コントロールロッド１
３ｘ、１３ｙが上方又は下方に移動されてスワッシュプ
レート３が上下動すると、図１０に示されるようにウォ
ッシュアウトレバー１２ａ、１２ａが支点１２ｂ、１２
ｂを中心に揺動し、ウォッシュアウトレバー１２ａ、１
２ａの動きはロッド１３ｅ、１３ｅによりスビライザー
ホーン７に伝わる。スワッシュプレート３の上下動はウ
ォッシュアウト１２の上下動により吸収されるが、Ｙ軸
回りのスワッシュプレート３の揺動はスタビライザー
８、８に伝えられ、スタビライザー８、８がＹ軸回りに
揺動することとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のヘ
リコプターでは前述の説明から明らかなように、スワッ
シュプレート３の上下動がミキシングレバー５により縮
小されてピッチホーン１０に伝えられるので、コレクテ
ィブピッチの作動角度が不足するばかりでなく、各操舵
量の設定にも限界があった。

【０００６】また、ウォッシュアウトレバー１２ａ等の
部品点数も多く、製造コスト及びメンテナンスの面で不
利であるという問題があった。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑み、コレクティ
ブピッチの作動角度を確保できるとともに各操舵量の設
定自由度を向上でき、さらには部品点数を削減できるよ
うにしたヘリコプターを提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明に係るヘ
リコプターは、マストにメインローターとスタビライザ
ーを備えたヘリコプターにおいて、上記スタビライザー
が上記マストに対して軸線方向にスライド自在に支持さ
れており、コレクティブピッチ操作にて上記スタビライ
ザーが上下動されることにより、上記メインローターの
コレクティブピッチが調整される一方、スワッシュプレ
ートのサイクリックピッチ操作にて上記スタビライザー
の回転面が傾動されることにより、上記メインローター
のサイクリックピッチが調整されるようになしたことを
特徴とする。

【０００９】本発明の特徴の１つはスタビライザーの全
体をマストの軸方向へ移動可能とし、スタビライザーの
上下動によってメインローターのコレクティブピッチ
を、スタビライザーの傾動にてメインローターのサイク
リックピッチを調整するようにした点にある。これによ
り、ミキシングレバーのレバー比を変化させてもコレク
ティブピッチには影響せず、コレクティブピッチを十分
に確保することができ、又操舵量の設定が制限されるこ
とがない。また、従来のウォッシュアウトを不要にで
き、重量、コスト及びメンテナンス面で有利になるばか
りでなく、マストを短縮でき、又リンケージの遊び（ガ
タツキ）を減少することができる。

【００１０】スタビライザーはメインローターの上方に
設けてもよく、又逆にメインローターの下方に設けても
よい。スタビライザーをメインローターの上方に設ける
場合には下記の実施形態に示される構造を採用すること
ができる。また、スタビライザーをメインローターの下
方に設ける場合、例えば下記の実施形態におけるスタビ
ライザーシーソーに貫通穴を形成してこれにマストを挿
通してスタビライザーシーソーを揺動可能にかつ上下動
可能に支持するという構造、その他これに類似する構造
を採用することができる。

【００１１】スワッシュプレートはマストに上下動自在
に支持し、これを操作することによってコレクティブピ
ッチ及びサイクリックピッチを調整できるようにしても
よく、又スワッシュプレートはマストに対して上下動を
不可能に支持し、サイクリックピッチを調整できるよう
にする一方、コレクティブピッチについては例えばマス
ト内にロッドやワイヤー等を挿通し、ロッドやワイヤー
の先端とスタビライザーとをリンク機構で連結し、スタ
ビライザーを上下動させることによてコレクティブピッ
チを調整できるようにしてもよい。

【００１２】スタビライザーとスワッシュプレートとの
間はどのような構造で連携させてもよく、例えば次のよ
うな構造を採用することができる。

【００１３】即ち、上記マストには上記メインローター
がピッチを調整可能に支持されるとともに、上記スタビ
ライザーが水平軸回りに揺動可能に支持され、該スタビ
ライザーにはミキシングレバーが中間部位を支点に揺動
可能に取付けられる一方、上記マストの下方部位には上
記スワッシュプレートが支持され、該スワッシュプレー
トと上記スタビライザーとが第１のピッチチェンジロッ
ドで、上記スワッシュプレートと上記ミキシングレバー
の一端とが第２のピッチチェンジロッドで、該ミキシン
グレバーの他端とメインロータとが第３のピッチチェン
ジロッドで各々連結されており、コレクティブピッチ操
作にて上記スタビライザーが上下動されて上記メインロ
ーターがコレクティブピッチを調整される一方、上記ス
ワッシュプレートのサイクリックピッチ操作にて上記ス
タビライザーの回転面が傾動されて上記メインロータが
サイクリックピッチを調整されるようになした構造とす
ることができる。

【００１４】より具体的には、上記マストにはスピンド
ルが水平方向に延びて取付けられ、該スピンドルの両端
部にはメインローターブレードがその中心軸線回りに揺
動自在にかつピッチホーンにて揺動操作可能に取付けら
れ、上記マストにはシーソースライダーが上記マストに
対して回転不可能にかつ上下方向にスライド自在に支持
され、該シーソースライダーにはスタビライザーシーソ
ーが水平軸回りに揺動可能に支持され、該スタビライザ
ーシーソーにはスタビライザーホーンが取付けられると
ともに、スタビライザーバーが水平方向に挿通して取付
けられ、該スタビライザーバーの両端にはスタビライザ
ーパドルが固定され、上記スタビライザーシーソーには
一対のミキシングレバーが揺動可能に取付けられ、上記
マストの下方部位には上記スワッシュプレートが支持さ
れ、該スワッシュプレートにはＸ軸方向及びＹ軸方向に
対向する２対のコントロールロッドが連結され、上記ス
ワッシュプレートと上記スタビライザーホーンとが相互
に対向する一対の第１のピッチチェンジロッドで、上記
スワッシュプレートと上記ミキシングレバーの一端とが
相互に対向する１対の上記第２のピッチチェンジロッド
で、該ミキシングレバーの他端とメインロータブレード
のピッチホーンとが相互に対向する１対の第３のピッチ
チェンジロッドで各々連結されているという構造を採用
することができる。

【００１５】本発明ではスタビライザー回転面の傾動に
よってサイクリックピッチを調整するようにしている
が、一般的にサイクリックピッチの操作を行ってから、
スタビライザーの回転面が傾動を開始するのに時間遅れ
が生じやすい。そこで、別途、ミキシングレバーを揺動
させる機構を設け、スタビライザー回転面の傾動による
サイクリックピッチの調整が開始されるまでに、ミキシ
ングレバーを揺動操作してサイクリックピッチの調整を
行うようにしてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す具体例
に基づいて詳細に説明する。図１ないし図７は本発明に
係るヘリコプターの好ましい実施形態を示す。マスト１
００には一対のスピンドル１０１、１０１が水平方向に
延びて固定され、該スピンドル１０１、１０１にはメイ
ンローターブレード１０２、１０２がスピンドル１０
１、１０１の中心軸線回りに揺動可能に取付けられ、メ
インローターブレード１０２、１０２にはこれを揺動操
作するピッチホーン１０３、１０３が取付けられ、該ピ
ッチホーン１０３、１０３の先端にはボールリンクが設
けられている。

【００１７】マスト１００の下部にはスワッシュプレー
ト１０４が設けられている。このスワッシュプレート１
０４ではフィックスドスター１０４ａにローテーティン
グスター１０４ｂがベアリング１０４ｄによって回転自
在に支持され、又ローテーティングスター１０４ｂ内に
は軸受が形成され、該軸受にはスフェリカルボール１０
４ｃが嵌入されて抜け止めリング１０４ｅによって抜け
止めされ、スフェリカルボール１０４ｃにはマスト１０
０がスライド自在に挿通されており、スワッシュプレー
ト１０４は全体としてマスト１００に沿って上下方向に
スライド可能であり、フィックスドスター１０４ａはマ
スト１００に対して傾動可能に構成されている。

【００１８】また、マスト１００の上端部にはシーソー
スライダー１０５が支持され、該シーソースライダー１
０５はスプライン機構やガイド機構を利用してマスト１
００に対して回転不可能にかつ上下方向にスライド自在
に設けられている。このシーソースライダー１０５のマ
スト１００に対する支持構造の例を図３の(a)(b)に示
す。

【００１９】図３の(a) ではマスト１００の上端部にス
リット１００ａ、１００ａを形成し、該スリット１００
ａ、１００ａ内にシーソースライダー１０５の下方部位
を上下方向にスライド自在に差し込むようにしている。

【００２０】また、図３の(b) ではマスト１００の上端
部にスリット１００ｂ、１００ｂを形成する一方、シー
ソースライダー１０５の下端には取付基部１０５ａを固
定し、取付基部１０５ａにはスライダー部１０５ｂを一
体的に形成し、該スライダー部１０５ｂをマスト１００
のスリット１００ｂ、１００ｂ内に上下スライド自在に
差し込むようにしている。

【００２１】このシーソースライダー１０５の上端折り
曲げ部はスタビライザーシーソー１０６のほぼ中央両側
の嵌入穴に嵌入されてスタビライザーシーソー１０６が
シーソースライダー１０５に対して揺動可能に組付けら
れている。

【００２２】このスタビライザーシーソー１０６にはス
タビライザーバー１０７が中心軸線方向に回転可能に挿
通されて取付けられ、スタビライザーバー１０７にはそ
の中央にスタビライザーホーン１０８が、両端部にスタ
ビライザーパドル１０９、１０９が一体的に組付けられ
ている。また、スタビライザーシーソー１０６の両側に
はピン１１０、１１０が中央から長手方向に所定距離ず
れた位置に取付けられ、該ピン１１０、１１０にはミキ
シングレバー１１１、１１１のピン受け１１１ａ、１１
１ａが揺動可能に装着されている。

【００２３】また、スワッシュプレート１０４のフィッ
クスドスター１０４ａにはＸ軸方向及びＹ軸方向に対向
する２対のコントロールロッド１２０ｘ、１２０ｘ、１
２０ｙ、１２０ｙの一端が連結され、スワッシュプレー
ト１０４のローテーティングスター１０４ｂとスタビラ
イザーホーン１０８とが相互に対向する一対の第１のピ
ッチチェンジロッド１２１、１２１で連結され、該第１
のピッチチェンジロッド１２１、１２１の途中にはリン
グ部１２１ａ、１２１ａが形成されてスピンドル１０
１、１０１が挿通されている。

【００２４】また、スワッシュプレート１０４のローテ
ーティングスター１０４ｂとミキシングレバー１１１、
１１１の一端側とが相互に対向する一対の第２のピッチ
チェンジロッド１２２、１２２で連結され、ミキシング
レバー１１１、１１１の他端側とピッチホーン１０３、
１０３とが相互に対向する一対の第３のピッチチェンジ
ロッド１２３、１２３で連結されている。

【００２５】次に、動作について説明する。今、コント
ロールロッド１２０ｘ、１２０ｘ、１２０ｙ、１２０ｙ
及びスワッシュプレート１０４のフィックスドスター１
０４ａは回転せず、それ以外の部分はマスト１００の回
転によって上方から見て時計回り方向に一体的に駆動さ
れて等速回転しているものとする。

【００２６】かかる条件下において、操縦装置（図示せ
ず）によって２対のコントロールロッド１２０ｘ、１２
０ｘ、１２０ｙ、１２０ｙを操作してスワッシュプレー
ト１０４の全体をマスト１００に沿って水平に上昇させ
ると、図４に示されるように、第１のピッチチェンジロ
ッド１２１、１２１によってスタビライザー全体、即ち
スタビライザーバー１０７、スタビライザーホーン１０
８及びスタビライザーバドル１０９、１０９も上方へ平
行に移動する。

【００２７】また、シーソースライダー１０５がマスト
１００に対して回転不可能にかつ上下方向にスライド自
在に支承されているので、スワッシュプレート１０４の
全体がマスト１００に沿って水平に上昇すると、図５に
示されるように、第２、第３のピッチチェンジロッド１
２２、１２２、１２３、１２３も上方へ等量移動し、第
３のピッチチェンジロッド１２３、１２３によってピッ
チホーン１０３が引き上げられ、メインローターブレー
ド１０２、１０２のピッチ角度が増加し、こうしてコレ
クティブピッチを増加させてヘリコプターの上昇力を増
大させることができる。

【００２８】他方、操縦装置によりコントロールロッド
１２０ｘ、１２０ｘのみを操作すると、ワッシュプレー
ト１０４のフィックスドスター１０４ａ及びローテーテ
ィングスター１０４ｂをマスト１００に対して前傾させ
ることができる。すると、図６に示されるように、第１
のピッチチェンジロッド１２１、１２１によってスタビ
ライザーパドル１０９もスワッシュプレート１０４に平
行して前傾される。その後、ジャイロプリセッション作
用により、図７に示されるように、スタビライザーの回
転面も前傾し、第３のピッチチェンジロッド１２３、１
２３によってメインローターブレード１０２、１０２の
ピッチが周期的に増減され、メインロータブレード１０
２、１０２の回転面も前傾され、即ちサイクリックピッ
チが調整されてこれがヘリコプターの前進力として作用
することとなる。なお、コントロールロッド１２０ｙ、
１２０ｙのみを操作してスタビライザーの回転面を左傾
又は右傾させると、メインロータブレード１０２、１０
２の回転面も左傾又は右傾されることができる。

【００２９】このように、スワッシュプレート１０４の
上下動によってヘリコプターを上昇又は下降させ、スワ
ッシュプレート３の傾動によって全方向へ移動させるこ
とができる。

【００３０】以上のように、スワッシュプレート１０４
とスタビライザー全体を平行に上下させるようにしたの
で、次のような効果を得ることができる。．コレクティブピッチを十分に確保することができ
る。．ミキシングレバー１１１のレバー比を変化させても
コレクティブピッチには影響せず、操舵量の設定自由度
をアップできる。．従来のウォッシュアウト１２が不要となり、重量、
コスト及びメンテナンス面で有利になるばかりでなく、
マスト１００を短縮でき、又リンケージの遊び（ガタツ
キ）を減少することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るヘリコプターの好ましい実施形
態を示す概略斜視図である。

【図２】上記実施形態を示す分解斜視図である。

【図３】上記実施形態におけるシーソースライダーの
マストに対する支持構造の例を示す図である。

【図４】上記実施形態のコレクティブピッチ操作時に
おけるスタビライザーの挙動を説明するための模式図で
ある。

【図５】上記実施形態のコレクティブピッチ操作時の
メインローターの挙動を説明するための模式図である。

【図６】上記実施形態のサイクリックピッチ操作時に
おけるスタビライザーの挙動を説明するための模式図で
ある。

【図７】上記実施形態のサイクリックピッチ操作時の
メインローターの挙動を説明するための模式図である。

【図８】従来のヘリコプターの構造を示す概略斜視図
である。

【図９】上記実施形態のコレクティブピッチ操作時に
おけるメインローターの挙動を説明するための模式図で
ある。

【図１０】上記実施形態のコレクティブピッチ操作時
のスタビライザーの挙動を説明するための模式図であ
る。

【符号の説明】

１００マスト１０１スピンドル１０２メインローターブレード１０３ピッチホーン１０４スワッシュプレート１０４ａフィックスドスター１０４ｂローテーティングスター１０５シーソースライダー１０６スタビライザーシーソー１０７スタビライザーバー１０８スタビライザーホーン１０９スタビライザーパドル１１０ピン１１１ミキシングレバー１１１ａピン受け１２０ｘ、１２０ｙコントロールロッド１２１、１２２、１２３ピッチチェンジロッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マストにメインローターとスタビライザ
ーを備えたヘリコプターにおいて、上記スタビライザーが上記マストに対して軸線方向にス
ライド自在に支持されており、コレクティブピッチ操作にて上記スタビライザーが上下
動されることにより、上記メインローターのコレクティ
ブピッチが調整される一方、スワッシュプレートのサイクリックピッチ操作にて上記
スタビライザーの回転面が傾動されることにより、上記
メインローターのサイクリックピッチが調整されるよう
になしたことを特徴とするヘリコプター。
【請求項２】上記マストには上記メインローターがピ
ッチを調整可能に支持されるとともに、上記スタビライ
ザーが水平軸回りに揺動可能に支持され、該スタビライ
ザーにはミキシングレバーが中間部位を支点に揺動可能
に取付けられる一方、上記マストの下方部位には上記ス
ワッシュプレートが支持され、該スワッシュプレートと上記スタビライザーとが第１の
ピッチチェンジロッドで、上記スワッシュプレートと上
記ミキシングレバーの一端とが第２のピッチチェンジロ
ッドで、該ミキシングレバーの他端とメインロータとが
第３のピッチチェンジロッドで各々連結されており、コレクティブピッチ操作にて上記スタビライザーが上下
動されて上記メインローターがコレクティブピッチを調
整される一方、上記スワッシュプレートのサイクリック
ピッチ操作にて上記スタビライザーの回転面が傾動され
て上記メインロータがサイクリックピッチを調整される
ようになした請求項１記載のヘリコプター。
【請求項３】上記マストにはスピンドルが水平方向に
延びて取付けられ、該スピンドルの両端部にはメインロ
ーターブレードがその中心軸線回りに揺動自在にかつピ
ッチホーンにて揺動操作可能に取付けられ、上記マストにはシーソースライダーが上記マストに対し
て回転不可能にかつ上下方向にスライド自在に支持さ
れ、該シーソースライダーにはスタビライザーシーソー
が水平軸回りに揺動可能に支持され、該スタビライザー
シーソーにはスタビライザーホーンが取付けられるとと
もに、スタビライザーバーが水平方向に挿通して取付け
られ、該スタビライザーバーの両端にはスタビライザー
パドルが固定され、上記スタビライザーシーソーには一対のミキシングレバ
ーが揺動可能に取付けられ、上記マストの下方部位には
上記スワッシュプレートが支持され、該スワッシュプレ
ートにはＸ軸方向及びＹ軸方向に対向する２対のコント
ロールロッドが連結され、上記スワッシュプレートと上記スタビライザーホーンと
が相互に対向する一対の第１のピッチチェンジロッド
で、上記スワッシュプレートと上記ミキシングレバーの
一端とが相互に対向する１対の上記第２のピッチチェン
ジロッドで、該ミキシングレバーの他端とメインロータ
ブレードのピッチホーンとが相互に対向する１対の第３
のピッチチェンジロッドで各々連結されている請求項１
又は２記載のヘリコプター。