JP2001527486A - 特にヘリコプターの反トルク用尾部回転翼のための回転羽根 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、特にヘリコプターの反トルク用尾部回転翼のための回転羽根であって、尾部回転翼のハブ（４Ｅ）内で回転して回転羽根がそれのステップ軸線（Ｐ−Ｐ）回りに回転できるようにする羽根シャンク（３）と、この羽根シャンク（３）を尾部回転翼のハブに固定する手段とを有しており、ステップ軸線回りに弾性捩れ変形できる部材を備えている回転羽根に関する。本発明は、羽根シャンク（３）が中空であって内端部で開放して内部リセス（１２）を有していること、弾性捩れ変形可能である部材は、羽根シャンクの内部リセス内に収容されて、ステップ軸線上に中心が位置する制限的作用の球形取り付け具のように機能できる弾性ストッパ（１５）からなること、および、剛直なタイロッド（６）が弾性ストッパを尾部回転翼のハブ（４Ｃ）に連結していることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】 特にヘリコプターの反トルク用尾部回転翼のための回転羽根 本発明は、回転羽根、特に、ヘリコプターのシュラウド付き反トルク用尾部回 転翼（antitorque tail rotor）（フェネストロン）のための回転羽根に関する 。特に、そのような回転羽根を尾部回転翼のハブに取り付けるための装置に関す る。 ヘリコプターの反トルク用尾部回転羽根は、一般的に、それらの翼根の長手方 向に沿って互いに分離させた２つの支承部によって、翼根を尾部回転翼のハブに 嵌め込んで取り付けられることは既知である。それらは、また、捩れに関して弾 性変形可能であり、従って迎え角を変更できると同時に、回転時に羽根に加わる 遠心力に耐えることができる部材によって、ハブの中心付近に取り付けられてい る。 捩れに関して弾性変形可能であるこれらの部材は、回転羽根の構造に応じて、 金属（例えばステンレス鋼製の重合板材の束）か、繊維−樹脂複合物製（その場 合、各弾性部材を複合物製の羽根の延長部分にすることができる）のいずれか一 方である。 捩れに関して弾性変形可能であるこれらの部材の構造に関係なく、これらの部 材は、遠心力の作用によって高い引張り応力を受けるため、また、とりわけそれ らは迎え角を制御するために高い捩れ疲れ負荷を受けるため、これらの部材は、 尾部回転翼の非常に重要な部材を構成しており、そのため、捩り応力を低減させ てそれらの部材の寿命を長くするために、これらの部材をできる限り長く製造し なければならないが、これによって回転翼のハブの半径方向寸法が増大する。 本発明の目的は、この種類の回転翼を小さい半径寸法で製造できるようにする と同時に、捩れに関して弾性変形可能な部材の破損の危険性をなくすことによっ て、これらの問題点を解決することである。 このため、本発明によれば、特にヘリコプターの反トルク用尾部回転翼のため の回転羽根であって、 回転羽根をピッチ軸回りに回転できるようにするために、尾部回転翼のハブ内 で回転できるように取り付けられた翼根と、 ピッチ軸回りの捩れに関して弾性変形可能である部材を含む、翼根を尾部回転 翼のハブに取り付ける手段とを備えた回転羽根は、 翼根が中空であって、この翼根の内端部で開放していること、 捩れに関して弾性変形可能である部材が、翼根内に収容された弾性ストッパか らなり、ピッチ軸上に中心が位置する制限的作用ボールジョイントとして作用で きること、および、 剛直タイロッドが弾性ストッパを尾部回転翼のハブに連結していることを特徴 としている。 このため、そのような弾性ストッパには、捩れ疲労による破損の危険性がない 。それは頑強に構成されており、大した摩耗を伴わず、さらに急激な疲れ破損を 生じることなく、長い運用寿命を与えることができる。 さらに、この種類の弾性ストッパは、特にコンパクトであり、従って、特に尾 部回転翼の半径方向に占める空間が小さい。 しかし、尾部回転翼の半径方向寸法をさらに減少させるために、弾性ストッパ が、既知のように、２つの電機子間に配置されたエラストマー製の多数の積層部 材を有している状態で、 弾性ストッパを翼根の内部に、外側電機子として知られる電機子の一方が回転 羽根の翼形部分と同一側に位置し、内側電機子として知られる電機子の他方が尾 部回転翼の軸線と同一側に位置するようにして配置すること、 弾性ストッパがピッチ軸と同軸的である中央リセスを有すること、 剛直タイロッドが隙間を保って中央リセスを貫通し、回転羽根の翼形部分と同 一側にあるタイロッド外端部を弾性ストッパの外側電機子に固定すること、およ び タイロッドが隙間を保って貫通している弾性ストッパの内側電機子を尾部回転 翼の軸線と同一側にある翼根の内端部に固定することが好都合である。 このように、弾性ストッパおよびタイロッドが小型であることによって、回転 羽根を支持している支承部を支持する尾部回転翼のハブの直径を相当に小さくす ることができ、これによってスラスト性能が改善され、とりわけハブの質量およ びハブと同一線上およびその後方に位置する（尾部回転翼の回転を駆動する）歯 車装置のための支持部の質量が減少する。 弾性ストッパは、球形でよく、すなわちその場合には積層エラストマー部材が 球形で、中心がピッチ軸上にある。しかし、弾性ストッパにわずかな変更を加え てそれを円錐形にしてもよく、すなわちそれの積層部材も円錐形で、中心がピッ チ軸上にある。 さらに、ピッチ軸上に中心が位置するボールジョイント形式の支持部を、タイ ロッドの外端部と翼根の外端部との間に設けることが好都合である。 このように、翼根内部にタイロッドの外端部用のこのような支持部を設けるこ とによって、タイロッドを固定することができ、軸方向に遠心力を受けている弾 性ストッパは、迎え角の変化に対応した捩れを受けるだけである。 さらに、この支持部により、翼根をハブに関節式に連結するために、翼根の外 端部に配置された１つの支承部だけを使用することができる。これは、回転時に おいて、回転羽根の羽ばたき運動がわずか（１°未満）であり、弾性ストッパの 対応変形がもたらす移動も非常に小さいからである。さらに、静止時において、 回転羽根の羽ばたき移動は、弾性ストッパの内側電機子とタイロッドとの接触に よって制限される。 従来技術に較べて１つの羽根支承部を省くことによって、尾部回転翼のハブを 相当に軽量化すると共に簡略化することができるため、例えばプレス加工によっ てソースパンのように製造することができる。さらに、１つの支承部を省くこと によって、回転羽根の取付方法のために負荷が非常に大きい支承部内の摩擦から 生じる大部分の制御努力をなくすことができる。従って、回転羽根に加えられる 重い釣り合い質量に頼る必要性を伴わないで、サーボ制御を使用する必要がなく なる。これはまた、簡略化および重量の減少をもたらす。このため、本発明によ れば、回転羽根を取り付ける手段が従来技術のものより簡単でコンパクトである と共に、信頼性が高く低コストである。 添付の図面は、本発明をいかに達成できるかを理解し易くするであろう。これ らの図面では、同一番号は、同様部材を示している。 第１図は、本発明に従った羽根およびそれの取り付け手段の、第２図のＩ−Ｉ 線に対応する、一部長手方向断面図である。 第２図は、第１図に示されている羽根の、第１図に対して９０°回転した外面 図である。 第３図、第４図および第５図は、第１図および第２図の羽根の変更例を示す一 部断面図である。 第６図は、第５図のＶＩ−ＶＩ線に対応した部分断面図である。 第１図および第２図に示されている本発明に従った回転羽根１は、翼形部分２ （部分的に図示）と翼根３とを備えている。それは他の同一の羽根と一緒に、ヘ リコプターの反トルク用尾部回転翼を形成するためのものであり、尾部回転翼は 、軸線Ｘ−Ｘ回りに回転し、中央部分４Ｃ（第２図だけに図示）および外側部分 ４Ｅからなるハブを有している。 翼根３は、回転羽根の翼形部分２の同一端部に配置された単一の支承部５でハ ブの外側部分４Ｅ内で回転できるように取り付けられているため、回転羽根１は 、この回転羽根のピッチ軸Ｐ−Ｐ回りに回転することができる。また、この回転 羽根１は、タイロッド６によってハブの中央部分４Ｃに取り付けられている。こ のために、タイロッド６の自由端部７がクレビス部材として形成されて、中央部 分４Ｃに固定された対応のクレビス部材８と協働して回転羽根をハブに取り付け ることができ、クレビス７、８は、軸線Ｘ−Ｘに平行な軸線ｌ−ｌを有している 。第２図に示されているように、既知の方法で、尾部回転翼の軸線Ｘ−Ｘと同軸 的で且つこの軸線に平行に摺動することができる（両方向矢印Ｆを参照）ロッド ９が、一端部でロッド９に固定されて他端部で翼根３に担持された偏心フィンガ １１に固定されているリンク１０を介して、回転羽根１のピッチ軸Ｐ−Ｐ回りの 回転を制御する。 本発明によれば、 翼根３は、中空であり、内側（軸線Ｘ−Ｘの方向）が開放して外側（翼形部分 ２の方向）が閉鎖端部１４によって密閉されている内部リセス１２を画成してお り、 翼根３の内部リセス１２の内部には、外側電機子１７および内側電機子１８の 間に配置された積層エラストマー部材１６Ａの集合体１６を含む球形弾性ストッ パ１５が収容されており、このストッパは、回転羽根１の翼形部分２およびタイ ロッド６の間に挿入されて、ピッチ軸Ｐ−Ｐ回りの捩れに関して弾性変形可能な 部材として機能する。 球形弾性ストッパ１５は、中心がピッチ軸Ｐ−Ｐ上に位置し、制限的なボール ジョイント形式の移動をすることができる。球形弾性ストッパは、ピッチ軸Ｐ− Ｐと同軸的な中央リセス１９を備えている。 剛直なタイロッド６は、隙間を保って中央リセス１９を貫通しており、それの 外端部６Ｅは、球形弾性ストッパ１５の外側電機子１７に固定されている。この 外側電機子１７は、例えば鋼製であり、第１図に示されているように、ナットを 形成している外側電機子１７にねじ付き外端部６Ａをねじ込むことによって締結 を行うことができる。ピン２０は、剛直タイロッドを外側電機子１７に対して回 転しないようにロックしている。 軽合金のスペーサ部材２１は、クレビス部材７および外側電機子１７間に亙っ て剛直なタイロッド６に滑動して取り付けられて、外側電機子の位置決めを行う ストッパとして機能している。スペーサ部材２１は、組立体６乃至１７を螺合す る時にタイロッドが正確な長さを有するようにすることもできる。 タイロッドおよびスペーサ部材２１は、隙間を保って球形弾性ストッパ１５の 内側電機子１８を貫通しており、この内側電機子は、翼根３の内側端部に固定さ れている。このために、この内側電機子１８は、翼根３のリセス１２内で肩部２ ２とリセス１２にねじ込まれた部材２３との間で固定されている。内側電機子１ ８の回転方向の位置決めは、第１図に止めねじ２４として概略的に示されている 様々な装置を使用して行うことができる。 さらに、ピッチ軸Ｐ−Ｐ上に中心が位置する支持点２５が、タイロッド６の外 端部６Ｅと翼根３の外端部との間に設けられている。第１図の実施形態では、こ の支持点２５は、タイロッド６に固定されてリセス１２の閉鎖端部１４に収容さ れているケージ２７に嵌まったボール２６によって形成されている。 球形ストッパ１５のボールの移動は、非常に小さく、最大でも０．７°であり 、さらにそれらは、中央リセス１９内の内側電機子１８およびタイロッド６／ス ペーサ部材２１組立体間に存在する隙間によって制限される。その結果、球形弾 性ストッパ１５は、第３図に示されているように、円錐形部材２８Ａを有するも っと簡単なストッパ２８に代えることもできる。この第３図の変更形式２９は、 球形弾性ストッパ１５が円錐形ストッパ２８に代わっている点を除いて、実施形 態１と同一である。 第４図に示されている本発明に従った回転羽根の変更形式３０では、 ストッパ３１が球形ではなく、（第３図の場合と同様に）円錐形であり、すな わち、ストッパのエラストマー部材３１Ａが円錐形であって、その中心が軸線Ｐ −Ｐ上に位置していること、 タイロッド６の外端部に、円錐形ストッパ３１を保持するポペット弁ヘッド３ ２が設けられており、このポペット弁ヘッドがストッパの外側電機子３３の外側 に載っていること、および、 タイロッド６をハブの中央部分４Ｃに連結するためのクレビス部材３４が、ロ ックナット３５で、タイロッド６のねじ付き内端部６１上にねじ付けられている こと を除いて、第１図を参照しながら説明した部材が用いられている。 この場合、外側電機子３３は、ねじ山を有していないので、軽合金製にするこ とができる。 第５図および第６図に示されている本発明に従った回転羽根の実施形態４０は 、第４図の回転羽根３０に類似しているが、 支持点２５、２６、２７が省略されて、代わりに弾性ストッパ３１の外側電機 子３３の外周に設けられて内部リセス１２の壁に接する環状球形支承表面が用い られていること、および、 タイロッド６のねじ付き内端部６１は、クレビス部材３４を介在させず、ロッ クナット３５を用いて直接的にハブの中央部分４Ｃにねじ留めで連結されている ことが異なっている。

【手続補正書】 【提出日】平成１２年１月１３日（２０００．１．１３） 【補正内容】 （１） 明細書の第１頁の本文第２行目の「（フェネストロン）」を「（フェ ネストロン／Fenestron：フランス国の会社ユロコプテール（EUROCOPTER）の登 録商標）」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 特にヘリコプターの反トルク用尾部回転翼のための回転羽根であって、 ピッチ軸（Ｐ−Ｐ）回りに回転できるようにするために、前記尾部回転翼のハ ブ（４Ｅ）内で回転できるように取り付けられた翼根（３）と、 前記ピッチ軸回りの捩れに関して弾性変形可能である部材を含む、前記翼根（ ３）を前記尾部回転翼のハブに取り付ける手段とを備えた回転羽根において、 前記翼根（３）は、中空であって内端部で開放して、内部リセス（１２）を有 していること、 捩れに関して弾性変形可能である前記部材は、前記翼根の前記内部リセス（１ ２）内に収容された弾性ストッパ（１５、２８、３１）からなり、前記ピッチ軸 上に中心が位置する制限的作用ボールジョイントとして作用できること、および 、 剛直なタイロッド（６）は、前記弾性ストッパを前記尾部回転翼のハブ（４Ｃ ）に連結していることを特徴とする回転羽根。 ２． 前記弾性ストッパは、２つの電機子間に配置された多数の積層エラストマ ー部材を有しており、 前記弾性ストッパは、前記翼根（３）の内部において、外側電機子として知ら れる電機子の一方（１７、３３）が前記回転羽根の翼形部分（２）と同一側に位 置し、内側電機子として知られる電機子の他方（１８）が前記尾部回転翼の軸線 （Ｘ−Ｘ）と同一側に位置するように配置されていること、 前記弾性ストッパは、前記ピッチ軸と同軸的である中央リセス（１９）を有し ていること、 前記剛直なタイロッド（６）は、隙間を保って前記中央リセスを貫通しており 、前記回転羽根の前記翼形部分と同一側にある前記タイロッドの外端部（６Ｅ） が前記弾性ストッパの前記外側電機子に固定されていること、および 前記タイロッドが隙間を保って貫通している前記弾性ストッパの前記内側電機 子（１８）は、前記尾部回転翼の前記軸線（Ｘ−Ｘ）と同一側にある前記翼根（ ３）の内端部に固定されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の回転 羽根。 ３． 前記弾性ストッパ（１５）の前記積層エラストマー部材（１６Ａ）は、球 形であることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の回転羽根。 ４． 前記弾性ストッパ（２８、３１）の前記積層エラストマー部材（２８Ａ、 ３１Ａ）は、円錐形であることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記 載の回転羽根。 ５． 前記ピッチ軸（Ｐ−Ｐ）上に中心が位置するボールジョイント形式の支持 部（２５、３３Ａ）は、前記タイロッド（６）の前記外端部と前記翼根（３）の 前記回転羽根と同一側の外端部との間に設けられていることを特徴とする請求の 範囲第２項ないし第４項の内のいずれか１項に記載の羽根。 ６． 前記翼根（３）は、前記翼根の前記外端部の側に配置された単一の支承部 （５）によって前記尾部回転翼のハブ（４Ｅ）に軸支されていることを特徴とす る請求の範囲第５項に記載の羽根。 ７． 前記ボールジョイント形式の支持部（２５）は、前記タイロッド（６）の 前記外端部に固定され且つ前記翼根の前記内部リセスの閉鎖端部に形成されたケ ージ（２７）に嵌まったボール（２６）を備えていることを特徴とする請求の範 囲第５項または第６項に記載の羽根。 ８． 前記ボールジョイント形式の支持部は、前記弾性ストッパ（３１）の前記 外側電機子（３３）の外周に形成され且つ前記内部リセス（１２）の壁に当接し た環状球形支承表面（３３Ａ）を備えていることを特徴とする請求の範囲第５項 または第６項に記載の羽根。 ９． 前記剛直なタイロッド（６）は、前記弾性ストッパ（１５、２８）の前記 外側電機子（１７）にねじ込まれていることを特徴とする請求の範囲第２項ない し第８項の内のいずれか１項に記載の羽根。 １０． 前記剛直なタイロッド（６）の内端部（７）と前記弾性ストッパ（１５ 、２８）の前記外側電機子（１７）との間で前記剛直なタイロッド（６）の周囲 にスペーサ部材（２１）が配置されていることを特徴とする請求の範囲第９項に 記載の羽根。 １１． 前記剛直なタイロッド（６）の前記外端部は、ポペット弁ヘッド（３２ ）のような形状であって、前記弾性ストッパ（３１）を保持していることを特徴 とする請求の範囲第１項ないし第８項の内のいずれか１項に記載の羽根。 １２． 前記タイロッド（６）の内端部（６Ｉ）にクレビス部材（７、３４）が 担持されており、該クレビス部材は、前記尾部回転翼のハブ（４Ｃ）に担持され た対応のクレビス部材（８）と協働して、前記翼根を前記ハブに取り付けること ができることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第１１項の内のいずれか１項 に記載の羽根。 １３． 前記タイロッド（６）の前記クレビス部材（７）は、前記タイロッド（ ６）の前記内端部（６Ｉ）に固定されていることを特徴とする請求の範囲第１２ 項に記載の羽根。 １４． 前記タイロッド（６）の前記クレビス部材（３４）は、前記タイロッド （６）のねじ付きの内端部（６Ｉ）にねじ付けられていることを特徴とする請求 の範囲第１２項に記載の羽根。 １５． 前記タイロッド（６）の前記内端部（６Ｉ）は、ねじ付きであり、直接 的に前記尾部回転翼のハブ（４Ｃ）にねじ留めで連結されていることを特徴とす る請求の範囲第１項ないし第１１項の内のいずれか１項に記載の羽根。