JP2007055406A - ブレードフォールド機構 - Google Patents

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Abstract

【課題】 回転翼ハブとブレードとを連結するピンが一本で済む1ラグ構造のものに適用することができるとともに、重量の軽減化を図ることができ、空気力学的にも有利なブレードフォールド機構を提供する。
【解決手段】 回転翼ハブ8のハブアーム8aとブレード9とを連結する一本のピン13と、前記回転翼ハブ8のハブアーム8aおよび前記ブレード9の前縁側に設けられた前縁側のアクチュエータ15と、前記回転翼ハブ8のハブアーム8aおよび前記ブレード9の後縁側に設けられた後縁側のアクチュエータ15と、前記ブレード9を前記回転翼ハブ8のハブアーム8aに対して回動させる回動手段16とを備えていることを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、回転翼航空機の主回転翼(メインロータ)を自動的に折り畳むための機構(以下、「自動ブレードフォールド機構」という)に関するものである。
回転翼航空機の主回転翼に適用される自動ブレードフォールド機構としては、二本のピン(ブレード取付ボルト)で回転翼ハブとブレードとが連結され、これら二本のピンのうち一本を引き抜き、もう一本を回動軸としてモータによりブレードを回動させてブレードを折り畳むようにするものが知られている(例えば、特許文献1,非特許文献1参照)。
特表平8−504143号公報 NH90 AUTOMATIC FOLDING SYSTEM Jean-Luc LEMAN,CharlesLOUIS,Jean MONDET American Helicopter Society 57th Annual Forum.Washington.DC.May9-11.2001.
上記文献に開示された自動ブレードフォールド機構では、前述したように二本のピンにより回転翼ハブとブレードとが連結された、いわゆる2ラグ構造となっている。このような2ラグ構造のものでは、これらピンに遠心力のほかモーメントも加わることとなる。そのため、その分ピンに強度を持たせるようにしなければならず、ピンの断面積が増加し、ピンの重量が増加してしまうといった問題点があった。
また、ピンを引き抜くためのロック・ピン・アクチュエータが装備されているものでは、重量がさらに増加してしまうとともに、ロック・ピン・アクチュエータが外側に大きく出っ張ってしまうため空気力学的にも不利であるといった問題点もあった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、回転翼ハブとブレードとを連結するピンが一本で済む1ラグ構造のものに適用することができるとともに、重量の軽減化を図ることができ、空気力学的にも有利なブレードフォールド機構を提供することを目的としている。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明によるブレードフォールド機構は、回転翼ハブのアームとブレードとを連結する一本のピンと、前記回転翼ハブのアームおよび前記ブレードに設けられたアクチュエータとを備えている。
本発明によるブレードフォールド機構によれば、例えば、回転翼ハブに連結されたフレックスビームおよびトルクチューブと、ブレードとが、一本のブレード取付ボルト(ピン)を介して取り付けられており、このブレード取付ボルトには、遠心力のみが加わることとなる。すなわち、従来の2ラグ構造のもののようにモーメントが加わることはない。
アクチュエータは、ブレードが展開された状態(すなわち、飛行中の状態)でブレードを保持するように作動する。また、このアクチュエータを伸ばす(あるいは縮める)ことによりブレードを折り畳むようにすることもできる(あるいは展開させるようにすることもできる)。
さらに、本発明によるブレードフォールド機構によれば、ロック・ピン・アクチュエータといったものは全く不要となるので、機構全体の重量をさらに軽減化させることができ、空気力学的にも非常に有利なものとすることができる。
本発明によるブレードフォールド機構は、回転翼ハブのアームとブレードに取り付けられたアダプタとを連結する一本のピンと、前記回転翼ハブのアームおよび前記ブレードに設けられたアクチュエータとを備えている。
本発明によるブレードフォールド機構によれば、例えば、回転翼ハブに連結されたフレックスビームおよびトルクチューブと、ブレードとが、一本のブレード取付ボルト(ピン)を介して取り付けられており、このブレード取付ボルトには、遠心力のみが加わることとなる。すなわち、従来の2ラグ構造のもののようにモーメントが加わることはない。
アクチュエータは、ブレードが展開された状態(すなわち、飛行中の状態)でブレードを保持するように作動する。また、このアクチュエータを伸ばす(あるいは縮める)ことによりブレードを折り畳むようにすることもできる(あるいは展開させるようにすることもできる)。
さらに、本発明によるブレードフォールド機構によれば、ロック・ピン・アクチュエータといったものは全く不要となるので、機構全体の重量をさらに軽減化させることができ、空気力学的にも非常に有利なものとすることができる。
さらにまた、結合方式の異なる種々のブレードが、アダプタを介してアクチュエータと連結されることとなり、製造コストのさらなる低減化が図られることとなる。
本発明によるブレードフォールド機構は、前記アクチュエータと対向した位置に、前記回転翼ハブのアームおよび前記ブレードに新たなアクチュエータが設けられている。
これらアクチュエータは、例えば、前縁側および後縁側にそれぞれ一つずつ設けられており、ブレードが展開された状態(すなわち、飛行中の状態)でブレードを保持するように作動する。また、このアクチュエータを伸ばす(あるいは縮める)ことによりブレードを折り畳むようにすることもできる(あるいは展開させるようにすることもできる)。
本発明によるブレードフォールド機構は、前記ブレードを前記回転翼ハブのアームに対して回動させる回動手段が設けられている。
本発明によるブレードフォールド機構によれば、アクチュエータ(または、前縁側のアクチュエータおよび後縁側のアクチュエータ)は、ブレードを折り畳んだりブレードを展開する際にフリーな状態とされ、この状態で回動手段が作動させられることによりブレードの折り畳み、あるいは展開が自動的に行われる。
また、上記アクチュエータが、ダンパ機能を備えていればさらに好適である。
このようなブレードフォールド機構によれば、アクチュエータ(または、前縁側のアクチュエータおよび後縁側のアクチュエータ)が、ブレードのリードラグ運動をダンピングするためのダンパとしても機能することとなる。
本発明による回転翼航空機は、上記ブレードフォールド機構のいずれかを具備している。
このような回転翼航空機によれば、重量の軽減化を図ることができ、空気力学的にも有利なブレードフォールド機構を具備していることとなり、機体重量全体の軽減化を図ることができるとともに、空気力学的な性能も向上させることができる。
本発明によるブレードフォールド機構によれば、回転翼ハブとブレードとを連結するピンが一本で済む1ラグ構造のものに適用することができるとともに、重量の軽減化を図ることができ、空気力学的な性能も向上させることができるという効果を奏する。
以下、本発明による自動ブレードフォールド機構の第1実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図18は、本実施形態の自動ブレードフォールド機構10が具備できる回転翼航空機(以下、「ヘリコプタ」という)1を示す概略全体斜視図である。
図18に示すように、ヘリコプタ1は、胴体2と、胴体2の上方に配置されたメインロータシステム3と、胴体2の下方に配置された降着装置4と、胴体2の後方に配置されたテールブーム5と、このテールブーム5の後端部に配置された尾翼6およびテールロータシステム7とを主たる要素として構成されたものである。
図1(a)および図1(b)に示すように、メインロータシステム3は、回転翼ハブ8と、複数枚(本実施形態では4枚)のブレード9と、自動ブレードフォールド機構10とを備えた、ベアリングレス構造(無関節型)のロータシステムである。
回転翼ハブ8は、複数個(本実施形態では4個)のハブアーム8aを等間隔(本実施形態では90度間隔)に備えたハブであり、これらハブアーム8aにはそれぞれ、複合材製のフレックスビーム11の一端部が取り付けられている。また、フレックスビーム11の他端部には、ブレード取付ボルト13を介して対応するブレード9の一端部がそれぞれ取り付けられている。そして、フレックスビーム11の外側には、このフレックスビーム11を覆うようにトルクチューブ14が配置されている。トルクチューブ14は、積層ゴムタイプのダンパ12を有したセンタリング・ピン12aでブレード9のピッチ軸回りに回転できるようにフレックスビーム11に支持されている。操舵力は、このトルクチューブ14を介してブレード9に伝達されるようになっている。また、このトルクチューブ14の外側には、自動ブレードフォールド機構10が取り付けられている。
また、回転翼ハブ8は、図示しない原動機(例えば、ガスタービンエンジン等)の回転力が、伝導軸(図示せず)によって与えられるようになっており、これによりブレード9および自動ブレードフォールド機構10が、回転翼ハブ8とともにこの回転翼ハブ8の回転軸線回りに回転させられるようになっている。
つぎに、図1の要部を簡略化して描いた図2を用いて自動ブレードフォールド機構10を説明する。
自動ブレードフォールド機構10は、一対のロック・シャフト・アクチュエータ15と、モータ(回動手段)16とを主たる要素として構成されたものである。
ロック・シャフト・アクチュエータ15は、例えば、油圧式のアクチュエータであり、シリンダ内に(図示しない油圧ポンプにより)加圧された(圧縮された)油が供給され、シリンダ内に配置されたピストンが往復移動させられることにより、このピストンに連結されたロック・シャフト15aを出入させ、あるいは図2に示す位置(すなわち、ブレード9を展開した位置)にロック・シャフト15aを保持する(ロックする)ものである。
モータ16は、例えば、油圧式のモータあるいは電動式のモータであり、その回転軸16aにはギヤ(例えば、平歯車)17が取り付けられている。一方、ブレード9の一端部側面には、ギヤ17の歯面17aと歯合する(噛み合う)歯面9aが形成されているとともに、前述したロック・シャフト15aの先端面と当接する受け面を備えた耳金(突起)18が設けられている。
図2はブレード9を展開した状態(すなわち、飛行中の状態)を示しており、このとき、一対のロック・シャフト・アクチュエータ15のシリンダ内には加圧された油が供給され、ロック・シャフト15aは伸びた状態に保持されている。
一方、ブレード9を折り畳む場合には、図3に示すように、2つのロック・シャフト・アクチュエータ15の一方(例えば、後縁側に配置されたロック・シャフト・アクチュエータ15)あるいは双方のロック・シャフト15aを縮めた状態とし、モータ16を一方向(図3において反時計方向)に回転させることによりブレード9を他方向(図3において時計方向)に回動させるようにする。なお、実機としては135度程度回動可能に構成されていることが望ましい。
また、折り畳まれたブレード9を展開する際には、モータ16を他方向(図3において時計方向)に回転させることによりブレード9を一方向(図3において反時計方向)に回動させるとともに、ロック・シャフト・アクチュエータ15のシリンダ内に加圧された油が供給され、ロック・シャフト15aが縮んだ状態から伸びた状態となる。
本実施形態による自動ブレードフォールド機構10によれば、回転翼ハブ8に連結されたフレックスビーム11およびトルクチューブ14と、ブレード9とが一本のブレード取付ボルト(ピン)13を介して取り付けられている。また、このブレード取付ボルト13には、遠心力のみが加わるようになっている(すなわち、従来の2ラグ構造のもののようにモーメントが加わることがない)ので、ブレード取付ボルト13の重量を大幅に低減させることができる。
また、ロック・ピン・アクチュエータといったものは全く不要となるので、機構全体の重量をさらに軽減化させることができるとともに、空気力学的にも非常に有利なものとすることができる。
本発明による自動ブレードフォールド機構の第2実施形態を、図4を用いて説明する。
本実施形態における自動ブレードフォールド機構20は、前述した油圧式のロック・シャフト・アクチュエータ15の代わりに、電動式のロック・シャフト・アクチュエータ21が設けられているという点で前述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
図4に示すように、本実施形態に係るロック・シャフト・アクチュエータ21は、電動モータ22と、この電動モータ22の回転軸22aに取り付けられたギヤ(ラック)23と、このギヤ23の歯面23aと歯合する(噛み合う)歯面24aが形成されるとともに前述したロック・シャフト15aとしての役割も果たすピニオン24とを主たる要素として構成されたものである。
本実施形態に係るロック・シャフト・アクチュエータ21では、電動モータ22の回転軸22aが図4において反時計方向に回転させられることにより、ピニオン24が図4において右方向に移動して、ロック・シャフト・アクチュエータ21から突出するようになっている。すなわち、図1および図2に示すロック・シャフト・アクチュエータ15のロック・シャフト15aと同じ状態が作り出されるようになっている。
一方、電動モータ22の回転軸22aが図4において時計方向に回転させられることにより、ピニオン24が図4において左方向に移動して、ロック・シャフト・アクチュエータ21内に引き込まれるようになっている。すなわち、図3の下側(後縁側)に示すロック・シャフト・アクチュエータ15のロック・シャフト15aと同じ状態が作り出されるようになっている。
本実施形態による自動ブレードフォールド機構20によれば、ロック・シャフト・アクチュエータ21のピニオン24が電動モータ22により駆動されるようになっている。すなわち、油圧配管よりも重量の軽い電気配線を使用することができるので、重量のさらなる軽減化を図ることができる。
また、電気配線は可撓性を有しているので、電動モータ22の取付位置を自由に選択することができ、設計の自由度を高めることができる。
その他の作用効果は前述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
本発明による自動ブレードフォールド機構の第3実施形態を、図5を用いて説明する。
本実施形態における自動ブレードフォールド機構30は、前述した油圧式のロック・シャフト・アクチュエータ15の代わりに、電磁プランジャ式のロック・シャフト・アクチュエータ31が設けられているという点で前述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
図5に示すように、本実施形態に係るロック・シャフト・アクチュエータ31は、磁性体からなるロック・シャフト32と、このロック・シャフト32の一部を取り囲むように配置されたシャフト駆動用プランジャ(コイル)33と、ロック・シャフト32を図5(a)の状態(すなわち、ロック・シャフト32が伸びた状態)に保持するとともに磁性体からなるロック・ピン34と、このロック・ピン34の一部を取り囲むように配置されたシャフト固定用プランジャ(コイル)35とを主たる要素として構成されたものである。
ロック・シャフト32の、図5(a)に示す伸びた状態から図5(b)に示す縮めた状態への移動は、シャフト固定用プランジャ35に電流を流して磁束を発生させ、ロック・ピン34を引き抜くとともに、シャフト駆動用プランジャ33に電流を流して磁束を発生させ、ロック・シャフト32をロック・シャフト・アクチュエータ31内に引き込むことにより行われる。
逆に、ロック・シャフト32の、図5(b)に示す縮んだ状態から図5(a)に示す伸びた状態への移動は、シャフト駆動用プランジャ33に逆向きの電流を流して磁束を発生させ、ロック・シャフト32をロック・シャフト・アクチュエータ31内から突出させるとともに、シャフト固定用プランジャ35に逆向きの電流を流して磁束を発生させ、ロック・ピン34をロック・シャフト・アクチュエータ31内に引き込むことにより行われる。
本実施形態による自動ブレードフォールド機構30によれば、機構の簡単な電磁プランジャ式のロック・シャフト・アクチュエータ31を備えているので、機構全体の重量のさらなる軽減化を図ることができるとともに、故障頻度の低減化を図ることができて、機構の信頼性を向上させることができる。
その他の作用効果は前述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
本発明による自動ブレードフォールド機構の第4実施形態を、図6を用いて説明する。
本実施形態における自動ブレードフォールド機構40は、前述した油圧式のロック・シャフト・アクチュエータ15の代わりに、油圧アキュムレータ式のロック・シャフト・アクチュエータ41が設けられているという点で前述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
図6に示すように、本実施形態に係るロック・シャフト・アクチュエータ41は、シリンダ42と、このシリンダ42内を往復動可能に構成されたピストン43とを主たる要素として構成されている。
シリンダ42内には、図示しないアキュムレータから加圧された油が供給され得るようになっており、これによってピストン43の一端面に連結されたロック・シャフト44を図6の状態(すなわち、ロック・シャフト44が伸びた状態)に保持することができるようになっている。
一方、ブレード9を折り畳む際には、シリンダ42内の油圧が低減させられ、ロック・シャフト44の保持状態(ロック状態)が解除させられるようになっている。
本実施形態による自動ブレードフォールド機構40によれば、アキュムレータとしてヘリコプタ1に当初から(元々)搭載されているアキュムレータを利用することによりロック・シャフト・アクチュエータ15のシリンダ内に加圧された油を供給するための油圧ポンプを省略することができるので、機構全体の重量のさらなる軽減化を図ることができる。
その他の作用効果は前述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
本発明による自動ブレードフォールド機構の第5実施形態を、図7を用いて説明する。
本実施形態における自動ブレードフォールド機構50は、前述した油圧式のロック・シャフト・アクチュエータ15の代わりに、電磁プランジャ式のロック・シャフト・アクチュエータ51が設けられているという点で前述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
図7に示すように、本実施形態に係るロック・シャフト・アクチュエータ51は、ロック・シャフト52と、このロック・シャフト52の一端面と当接可能に配置されたバネ53と、ロック・シャフト52を図7(a)の状態(すなわち、ロック・シャフト52が伸びた状態)に保持するとともに磁性体からなるロック・ピン54と、このロックピン54の一部を取り囲むように配置されたシャフト固定用プランジャ(コイル)55とを主たる要素として構成されたものである。
ロック・シャフト52の、図7(a)に示す伸びた状態から図7(b)に示す縮めた状態への移動は、シャフト固定用プランジャ55に電流を流して磁束を発生させ、ロック・ピン54を引き抜くとともに、モータ16の回転により折り畳まれるブレード9(図1および図2参照)の耳金18(図1および図2参照)によりロック・シャフト・アクチュエータ51内に押し込まれることにより行われる。
逆に、ロック・シャフト52の、図7(b)に示す縮んだ状態から図7(a)に示す伸びた状態への移動は、ロック・シャフト・アクチュエータ51内に押し込まれたロック・シャフト52に抗して伸びるバネ53により行われている。なお、バネ53は、ブレード9の耳金18により押し込まれるロック・シャフト52の移動を妨げない程度に弱く、かつブレード9の展開時にロック・シャフト52を元の位置(伸びた状態)に戻すのに十分なバネ力を有するものである。
本実施形態による自動ブレードフォールド機構50によれば、機構の簡単な電磁プランジャ式のロック・シャフト・アクチュエータ51を備えているので、機構全体の重量のさらなる軽減化を図ることができるとともに、故障頻度の低減化を図ることができて、機構の信頼性を向上させることができる。
また、第3実施形態のロック・シャフト・アクチュエータ31よりも機構がさらに簡単なロック・シャフト・アクチュエータ51を備えているので、第3実施形態のものよりも機構全体の重量の軽減化を図ることができるとともに、故障頻度の低減化を図ることができて、信頼性の向上を図ることができる。
その他の作用効果は前述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
本発明による自動ブレードフォールド機構の第6実施形態を、図8を参照しながら説明する。
図8(a)および図(b)に示すように、メインロータシステム3aは、回転翼ハブ8と、複数枚(本実施形態では4枚)のブレード9bと、自動ブレードフォールド機構60とを備えた、ベアリングレス構造(無関節型)のロータシステムである。
回転翼ハブ8は、複数個(本実施形態では4個)のハブアーム8aを等間隔(本実施形態では90度間隔)に備えたハブであり、これらハブアーム8aにはそれぞれ、複合材製のフレックスビーム11の一端部が取り付けられている。また、フレックスビーム11の他端部には、ブレード取付ボルト13を介して対応するブレード9bの一端部がそれぞれ取り付けられている。そして、フレックスビーム11の外側には、このフレックスビーム11を覆うようにトルクチューブ14が配置されている。トルクチューブ14は、センタリング・ピン12bでブレード9bのピッチ軸回りに回転できるようにフレックスビーム11に支持されている。操舵力は、このトルクチューブ14を介してブレード9bに伝達されるようになっている。また、このトルクチューブ14の外側には、自動ブレードフォールド機構60が取り付けられている。
また、回転翼ハブ8は、図示しない原動機(例えば、ガスタービンエンジン等)の回転力が、伝導軸(図示せず)によって与えられるようになっており、これによりブレード9bおよび自動ブレードフォールド機構60が、回転翼ハブ8とともにこの回転翼ハブ8の回転軸線回りに回転させられるようになっている。
つぎに、図8の要部を簡略化して描いた図9を用いて自動ブレードフォールド機構60を説明する。
自動ブレードフォールド機構60は、一対のダンパ・アクチュエータ(回動手段)61,62、すなわち、ブレード9bの前縁側(回転方向前側)に配置された前縁側ダンパ・アクチュエータ61と、ブレード9bの後縁側(回転方向後側)に配置された後縁側ダンパ・アクチュエータ62とを備えている。
ダンパ・アクチュエータ61,62はそれぞれ、ダンパとアクチュエータの双方の機能を兼ね備えたものであって、例えば、図10に示すような構成を有するものである。
図10に示すように、ダンパ・アクチュエータ61,62はそれぞれ、シリンダ63と、このシリンダ63内を往復動可能に構成されたピストン64とを主たる要素として構成されている。
シリンダ63内には、図示しない2つのアキュムレータから油が供給され得るように、すなわち、前縁側ダンパ・アクチュエータ61のピストンの一端面側(図10(a)において左側)と、後縁側ダンパ・アクチュエータ62のピストンの他端面側(図10(b)において右側)には一つのアキュムレータから油が供給されるようになっており、前縁側ダンパ・アクチュエータ61のピストンの他端面側(図10(a)において右側)と、後縁側ダンパ・アクチュエータ62のピストンの一端面側(図10(b)において左側)には他のアキュムレータから油が供給されるようになっている。
これにより、ピストン64の一端面に連結されたシャフト65を図10の状態(すなわち、前縁側ダンパ・アクチュエータ61ではシャフト65が縮んだ状態、後縁側ダンパ・アクチュエータ62ではシャフト65が伸びた状態)に保持することができるとともに、これらダンパ・アクチュエータ61,62をそれぞれダンパとして機能させることができるようになっている。
また、シャフト65の先端部(ピストン64と反対側の端部)は、ピン66を介してブレード9bの一端部側面に形成された耳金(突起)18aに接続されており、シリンダ63の一端部に形成された腕部(アーム部)63aは、ピン67を介してトルクチューブ14の一端部側面に形成された耳金(突起)14aに接続されている。
一方、ブレード9bを折り畳む際には、一つのアキュムレータから供給される油が加圧されて、図11に示す位置にそれぞれのシャフト65が移動する。すなわち、前縁側ダンパ・アクチュエータ61のシャフト65は、図9において白抜き矢印で示す方向(右方向)に移動するとともに、後縁側ダンパ・アクチュエータ62のシャフト65は、図9において白抜き矢印で示す方向(左方向)に移動する。これにより、ブレード9bは、ブレード取付ボルト13を中心に図9において白抜き矢印で示す方向(時計方向)に回動するようになっている。
また、折り畳まれたブレード9bを展開する際には、他のアキュムレータから供給される油が加圧されて、図12に示す位置にそれぞれのシャフト65が移動する。すなわち、前縁側ダンパ・アクチュエータ61のシャフト65は伸びた状態から縮んだ状態に、後縁側ダンパ・アクチュエータ62のシャフト65は縮んだ状態から伸びた状態になる。これにより、ブレード9bは、ブレード取付ボルト13を中心に図9において白抜き矢印と反対の方向(反時計方向)に回動するようになっている。
本実施形態による自動ブレードフォールド機構60によれば、ダンパ・アクチュエータ61,62が、ブレード9bのリードラグ運動をダンピングするためのダンパ機能を備えているので、第1実施形態ないし第5実施形態のところで必要とされた積層ゴムタイプのダンパ12を省略することができる。
また、ダンパ・アクチュエータ61,62では、油圧を利用したダンピングが行われることとなるので、積層ゴムタイプのダンパ12よりも優れたダンピング能力を得ることができることとなる。
その他の作用効果は前述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
本発明による自動ブレードフォールド機構の第7実施形態を、図13を用いて説明する。
本実施形態における自動ブレードフォールド機構70は、前述したダンパ・アクチュエータ61,62の代わりに、ダンパ・アクチュエータ(回動手段)71が設けられているという点で前述した第6実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第6実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
図13(a)〜図13(d)に示すように、本実施形態に係るダンパ・アクチュエータ71は、ダンパ部72と、アクチュエータ部73とを備えるとともに、これらダンパ部72とアクチュエータ部73とが直列に結合されたものである。
ダンパ部72は、一般的に知られている油圧式のダンパであり、アクチュエータ部73は、例えば、第1実施形態のところで説明した油圧式のアクチュエータ、第2実施形態のところで説明した電動式のアクチュエータ、第3実施形態のところで説明した電磁プランジャ式のアクチュエータ、第4実施形態のところで説明した油圧アキュムレータ式のアクチュエータ、第5実施形態のところで説明した電磁プランジャ式のアクチュエータ等である。
ダンパ部72のシャフト74の一端部(ピストン75と反対側に位置する端部)は、ピン67を介してトルクチューブ14の一端部側面に設けられた取付部(耳部)14aに取り付けられているとともに、アクチュエータ部73のシャフト76の先端部は、ピン66を介してブレード9bの一端部側面に形成された耳金(突起)18aに接続されている(図9参照)。
図13(b)は、飛行中の状態、すなわち、ダンパ部72はダンパとして作動し、アクチュエータ部73のシャフト76は所定位置に(すなわち、図9および図10と同様、前縁側に配置されたダンパ・アクチュエータ71のシャフト76は縮んだ状態に、後縁側に配置されたダンパ・アクチュエータ71のシャフト76は伸びた状態に)固定された状態を示している。
図13(c)は、アクチュエータ部73が伸び側に作動した状態、すなわち、図11(a)および図12(b)と同様の状態を示している。このとき、ダンパ部72のピストン75は、このピストン75に連結されたシャフト74が最も縮んだ状態となる位置で底付きしている。
図13(d)は、アクチュエータ部73が引き側に作動した状態、すなわち、図11(b)および図12(a)と同様の状態を示している。このとき、ダンパ部72のピストン75は、このピストン75に連結されたシャフト74が最も伸びた状態となる位置で底付きしている。
本実施形態による自動ブレードフォールド機構70によれば、ダンパ部72とアクチュエータ部73とを別個独立して作動させることができるので、ダンピング能力をさらに向上させることができる。
その他の作用効果は前述した第6実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
本発明による自動ブレードフォールド機構の第8実施形態を、図14を用いて説明する。
本実施形態における自動ブレードフォールド機構80は、前述したダンパ・アクチュエータ71の代わりに、ダンパ・アクチュエータ(回動手段)81,82が設けられているという点で前述した第7実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第6実施形態および第7実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態に係るダンパ・アクチュエータ81,82は、前述した第7実施形態と同様、ダンパ部72と、アクチュエータ部83とを備えるとともに、これらダンパ部72とアクチュエータ部83とが直列に結合されたものである。
ダンパ部72は、一般的に知られている油圧式のダンパであり、アクチュエータ部83は、ワイヤ84を巻き取ったり伸ばしたりすることができるワイヤ式のアクチュエータである。
ダンパ部72のシャフト74の一端部は、ピン67を介してトルクチューブ14の一端部側面に設けられた取付部(耳部)14aに取り付けられているとともに、アクチュエータ部83のワイヤ84の先端部は、ピン66を介してブレード9bの一端部側面に形成された耳金(突起)18aに接続されている。
図14は飛行中の状態を示しており、このとき、ダンパ・アクチュエータ81,82のワイヤ84はそれぞれ、弛みのない状態で固定されている。
一方、ブレード9bを折り畳む際には、後縁側に位置するダンパ・アクチュエータ82のワイヤ84が巻き取られるとともに、前縁側に位置するダンパ・アクチュエータ81のワイヤ84が伸ばされる(引き出される)ようになっている。これにより、ブレード9bは、ブレード取付ボルト13を中心に図14において白抜き矢印で示す方向(時計方向)に回動するようになっている。
また、折り畳まれたブレード9bを展開する際には、前縁側に位置するダンパ・アクチュエータ81のワイヤ84が巻き取られるとともに、後縁側に位置するダンパ・アクチュエータ82のワイヤ84が伸ばされる(引き出される)ようになっている。これにより、ブレード9bは、ブレード取付ボルト13を中心に図14において白抜き矢印で示す方向と反対の方向(反時計方向)に回動するようになっている。
本実施形態による自動ブレードフォールド機構80の作用効果は前述した第7実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。
なお、本発明は上述した実施形態のものに限定されるものではなく、第1実施形態のところで説明したモータ16を、図15に示すように、半径方向内側(すなわち、回転翼ハブ8側)に配置させることもできる。この場合、ブレード9の一端部側面に歯面9aを設ける代わりに、ブレード取付ボルト13の役目を果たすとともに、ブレード9を回動させる役目を果たす回動軸13aが設けられており、この回動軸13aにはギヤ(例えば、平歯車)91が取り付けられていて、ギヤ17とギヤ91とは無端のチェーン92により連結されている。
本実施形態による自動ブレードフォールド機構90によれば、重量のあるモータ16を半径方向内側に配置することができるので、回転翼ハブ8およびフレックスビーム11に加わる遠心力を低減させることができる。
また、本発明は上述したベアリングレス構造(無関節型)のメインロータシステム3,3aのみに適用され得るものではなく、図16に示すようなベアリング構造(関節型)のメインロータシステム3bにも適用することができる。
なお、図16中の符号8b,101はそれぞれ、回転翼ハブ8のハブアーム8aの先端部側面に設けられた取付部(耳部)、ブレード9bのピッチ角を変更するためのホーンである。
さらに、上述した実施形態において、耳金18,18aは必ずしもブレード9,9bのブレード本体と一体に形成されている必要はなく、図17(a)または図17(b)に示すように、ブレード本体と別体に構成することもできる。すなわち、耳金18,18aが形成されたアダプタ111を、耳金を持たない1ラグ形のブレード9cまたは2ラグ形のブレード9dに取り付けることにより、前述したブレード9,9bと同様のものを提供することができる。なお、図17(a)および図17(b)には、耳金18aを備えたアダプタ111を描いている。
これにより、耳金の形状が異なるブレードを必要とする場合でも、アダプタ111の形状のみを変更すれば足り、耳金の形状にあわせてブレードを用意する必要がなくなるので、製造コストの低減化を図ることができる。
また、アダプタ111を装着するだけで、結合方式の異なる種々のブレードとアクチュエータとを連結することができ、製造コストのさらなる低減化を図ることができる。
本発明による自動ブレードフォールド機構の第1実施形態を具備したメインロータシステム示す図であって、(a)は一部切開平面図、(b)は(a)のI-I矢視線断面図である。 図1(a)の要部を簡略化して描いた図である。 図2と同様の図であって、ブレードが折り畳まれた状態を示す図である。 本発明による自動ブレードフォールド機構の第2実施形態を示す図で、ロック・シャフト・アクチュエータの概略構成を示す概略構成図である。 本発明による自動ブレードフォールド機構の第3実施形態を示す図で、ロック・シャフト・アクチュエータの概略構成を示す概略構成図であって、(a)はロック・シャフトが伸びた状態を示す図であり、(b)はロック・シャフトが縮んだ状態を示す図である。 本発明による自動ブレードフォールド機構の第4実施形態を示す図で、ロック・シャフト・アクチュエータの概略構成を示す概略構成図である。 本発明による自動ブレードフォールド機構の第5実施形態を示す図で、ロック・シャフト・アクチュエータの概略構成を示す概略構成図であって、(a)はロック・シャフトが伸びた状態を示す図であり、(b)はロック・シャフトが縮んだ状態を示す図である。 本発明による自動ブレードフォールド機構の第6実施形態を具備したメインロータシステムを示す図であって、(a)は一部切開平面図、(b)は(a)のVIII-VIII矢視線断面図である。 図1(a)の要部を簡略化して描いた図である。 本発明による自動ブレードフォールド機構の第6実施形態を示す図で、ダンパ・アクチュエータの概略構成を示す概略構成図であって、(a)は展開中(飛行中)の前縁側ダンパ・アクチュエータの状態を示す図であり、(b)は展開中(飛行中)の後縁側ダンパ・アクチュエータの状態を示す図である。 図10と同様の図であって、(a)はブレードを折り畳むときの前縁側ダンパ・アクチュエータの状態を示す図であり、(b)はブレードを折り畳むときの後縁側ダンパ・アクチュエータの状態を示す図である。 図10と同様の図であって、(a)はブレードを展開するときの前縁側ダンパ・アクチュエータの状態を示す図であり、(b)はブレードを展開するときの後縁側ダンパ・アクチュエータの状態を示す図である。 本発明による自動ブレードフォールド機構の第7実施形態を示す図であって、(a)はダンパ・アクチュエータの概略構成を示す図、(b)は飛行中のダンパ・アクチュエータの状態を示す図、(c)はアクチュエータ部が伸び側に作動した状態を示す図、(d)はアクチュエータ部が引き側に作動した状態を示す図である。 本発明による自動ブレードフォールド機構の第8実施形態を示す概略構成図である。 本発明による自動ブレードフォールド機構の異なる回動手段位置の実施形態を示す概略構成図である。 本発明による自動ブレードフォールド機構の異なるメインロータ様式に適用した実施形態を示す概略構成図である。 本発明による自動ブレードフォールド機構の耳金が形成されたアダプタの実施形態を示す概略構成図であって、(a)は1ラグ形のブレードに装着した図、(b)は2ラグ形のブレードに装着した図である。 本発明による自動ブレードフォールド機構を具備できる回転翼航空機を示す概略全体斜視図である。
符号の説明
1 回転翼航空機
8 回転翼ハブ
8a ハブアーム
9 ブレード
9b ブレード
9c ブレード
10 自動ブレードフォールド機構
12
積層ゴムタイプのダンパ
12a センタリング・ピン
12b センタリング・ピン
13 ブレード取付ボルト(ピン)
15 ロック・シャフト・アクチュエータ
16 モータ(回動手段)
20 自動ブレードフォールド機構
21 ロック・シャフト・アクチュエータ
30 自動ブレードフォールド機構
31 ロック・シャフト・アクチュエータ
40 自動ブレードフォールド機構
41 ロック・シャフト・アクチュエータ
50 自動ブレードフォールド機構
51 ロック・シャフト・アクチュエータ
60 自動ブレードフォールド機構
61 ダンパ・アクチュエータ(回動手段)
62 ダンパ・アクチュエータ(回動手段)
70 自動ブレードフォールド機構
71 ダンパ・アクチュエータ(回動手段)
80 自動ブレードフォールド機構
81 ダンパ・アクチュエータ(回動手段)
82 ダンパ・アクチュエータ(回動手段)

Claims (6)

  1. 回転翼ハブのアームとブレードとを連結する一本のピンと、
    前記回転翼ハブのアームおよび前記ブレードに設けられたアクチュエータとを備えていることを特徴とするブレードフォールド機構。
  2. 回転翼ハブのアームとブレードに取り付けられたアダプタとを連結する一本のピンと、
    前記回転翼ハブのアームおよび前記ブレードに設けられたアクチュエータとを備えていることを特徴とするブレードフォールド機構。
  3. 前記アクチュエータと対向した位置に、前記回転翼ハブのアームおよび前記ブレードに新たなアクチュエータを設けたことを特徴とする請求項1または2に記載のブレードフォールド機構。
  4. 前記ブレードを前記回転翼ハブのアームに対して回動させる回動手段が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のブレードフォールド機構
  5. 前記アクチュエータが、ダンパ機能を備えていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のブレードフォールド機構。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載のブレードフォールド機構を備えてなることを特徴とする回転翼航空機。
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