JP2014240214A - Rotor head and unmanned helicopter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線操縦による遠隔制御や自律制御によって飛行する産業用やホビー用の無人ヘリコプタのロータヘッドの構造に関する。 The present invention relates to a rotor head structure of an industrial or hobby unmanned helicopter that flies by remote control by radio control or autonomous control.
メインロータブレードのピッチ角を周期的に変化させるサイクリックピッチコントロールにより機体の前後軸及び左右軸周りの向きを制御して飛行する無人ヘリコプタのロータヘッドとして、例えば図４に示されるように、マスト１００に取り付けたヨーク１０１からマスト１００の径方向外方に向けてフェザリングスピンドル１０２を突設させ、ヨーク１０１から突出したフェザリングスピンドル１０２の軸部に、適宜な間隔を開けて前記スピンドルの軸心１０２Ａ上に並設された一対のラジアル軸受け１０３，１０３とスラスト軸受け１０４とにより、ロータブレード１０６を支持するブレードホルダー１０５を前記軸心周りに回転自在に支持した構成のものが知られている（例えば特許文献１参照）。 As a rotor head of an unmanned helicopter that flies by controlling the direction around the front and rear axes and the left and right axes by cyclic pitch control that periodically changes the pitch angle of the main rotor blade, for example, as shown in FIG. A feathering spindle 102 protrudes from a yoke 101 attached to 100 toward the outer side in the radial direction of the mast 100, and an axis of the spindle is separated from the shaft portion of the feathering spindle 102 protruding from the yoke 101 with an appropriate interval. A configuration is known in which a blade holder 105 that supports a rotor blade 106 is rotatably supported around the axis center by a pair of radial bearings 103 and 103 and a thrust bearing 104 that are arranged side by side on the core 102A. (For example, refer to Patent Document 1).
他のロータヘッドとして、例えば図５に示されるように、マスト１００に取り付けたヨーク１０１の内部にブレードホルダー１０５の軸部１０５ａを挿入し、この軸部１０５ａの端部に固着したボルト１０７とヨーク１０１の端部内面との間に、スラスト軸受け形の二つのベアリング軸受け１０８，１０８を設置して、ヨーク１０１にブレードホルダー１０５を回転自在に軸支させた構成のものが知られている（例えば特許文献２参照）。 As another rotor head, for example, as shown in FIG. 5, a shaft 107a of a blade holder 105 is inserted into a yoke 101 attached to the mast 100, and a bolt 107 and a yoke fixed to the end of the shaft 105a. There is known a configuration in which two bearing bearings 108 and 108 of the thrust bearing type are installed between the inner surface of the end portion of 101 and the blade holder 105 is rotatably supported on the yoke 101 (for example, Patent Document 2).
メインロータの可変ピッチ機構を実現する従来のロータヘッドは、その多くが前記図４に示されるように、ヨーク１０１の内部で固定したフェザリングスピンドル１０２をヨーク１０１から突出させ、ヨーク１０１から突出したフェザリングスピンドル１０２の軸部周面に軸受けを介してブレードホルダー１０５を取り付けて構成されている。
この構成では、ブレードホルダー１０５とフェザリングスピンドル１０２の接続部に複数の軸受けが配置されてロータヘッド全体の直径寸法が大きくなるため、必然的にロータヘッドの重量及び慣性モーメントが大きくなり、メインロータブレードのピッチ角の制御応答性の向上を図ろうとしても機構上限界がある。
As shown in FIG. 4, most of the conventional rotor heads that realize the variable pitch mechanism of the main rotor project the feathering spindle 102 fixed inside the yoke 101 from the yoke 101 and project from the yoke 101. A blade holder 105 is attached to the peripheral surface of the shaft portion of the feathering spindle 102 via a bearing.
In this configuration, since a plurality of bearings are arranged at the connection portion between the blade holder 105 and the feathering spindle 102 and the diameter of the entire rotor head increases, the weight and moment of inertia of the rotor head inevitably increase, and the main rotor There is a mechanical limit even if the control responsiveness of the pitch angle of the blade is to be improved.
また、図４に示されたロータヘッドは、ブレードホルダー１０５をフェザリングスピンドル１０２に回転自在に支持させるための全ての軸受けを、ブレードホルダー１０４内に配置して構成されている。
このようにブレードホルダー１０５内に全ての軸受けを配置した構成では、ロータヘッドの組み立てが容易になるというメリットはあるものの、重量な複数の軸受けがメインロータの回転面内の外側、つまりマスト１００から比較的離れた位置にあることから、慣性モーメントをさらに増加させ、無人ヘリコプタの機体への負荷が増大することとなる。無人ヘリコプタの飛行性能を高めるためには、マスト１００周りで慣性モーメントを低下させ、機体に及ぼす負荷を軽減させる必要がある。
さらに、同図に示されるロータヘッドを備えた無人ヘリコプタを農薬などの薬剤の散布に使用した場合に、機体に付着した薬剤がメインロータの遠心力でブレードホルダー１０５の内部に入り込み、軸受けに薬剤が付着することで摩擦が増大して軸受けを破損させ易いことから、軸受けが設置されたブレードホルダー１０５内のメンテンスを頻繁に行う必要がある。
The rotor head shown in FIG. 4 is configured by disposing all the bearings for rotatably supporting the blade holder 105 on the feathering spindle 102 in the blade holder 104.
In the configuration in which all the bearings are arranged in the blade holder 105 as described above, although there is an advantage that the assembly of the rotor head is facilitated, a plurality of heavy bearings are arranged on the outer side in the rotation surface of the main rotor, that is, from the mast 100. Since it is in a relatively distant position, the moment of inertia is further increased, and the load on the unmanned helicopter body is increased. In order to improve the flight performance of the unmanned helicopter, it is necessary to reduce the moment of inertia around the mast 100 and reduce the load on the aircraft.
Furthermore, when an unmanned helicopter equipped with a rotor head shown in the figure is used for spraying chemicals such as agricultural chemicals, the chemical adhering to the fuselage enters the blade holder 105 by the centrifugal force of the main rotor, and the chemical is applied to the bearing. Since the friction increases and the bearing is easily damaged, it is necessary to frequently perform maintenance in the blade holder 105 in which the bearing is installed.
前記図５に示されたロータヘッドのように、ヨーク１０１の内部に軸受けを配置すれば、薬剤の付着を原因とした軸受けの破損頻度は低下するが、このロータヘッドでは、ブレードホルダー１０５の軸部１０５ａがスラスト軸受け形の二つのベアリング軸受け１０８，１０８で支持されているだけなので、ブレードホルダー１０５の回転軸がぶれてしまい、メインロータのピッチ角を正確に制御することができないという実用上の問題がある。 If the bearing is arranged inside the yoke 101 as in the rotor head shown in FIG. 5, the frequency of damage to the bearing due to the adhesion of the medicine is reduced, but in this rotor head, the shaft of the blade holder 105 is Since the portion 105a is only supported by two bearings 108 and 108 of the thrust bearing type, the rotational axis of the blade holder 105 is shaken, and the pitch angle of the main rotor cannot be controlled accurately. There's a problem.
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、無人ヘリコプタのロータヘッドにおいて、従来のものよりも慣性モーメントが少なくなるように構成することで無人ヘリコプタの飛行性能を向上させるとともに、薬剤などの機体に付着した粉体や流体、塵埃などがロータヘッドの内部に設置された軸受けに付着し難い構造として軸受けの早期劣化を防止し、メンテナンスを含めた無人ヘリコプタの運用上の便宜向上を図ることを課題とする。 In view of such problems of the prior art, the present invention improves the flight performance of the unmanned helicopter by configuring the rotor head of the unmanned helicopter so that the moment of inertia is less than that of the conventional one. The structure prevents the powder, fluid, and dust adhering to the airframe from adhering to the bearings installed inside the rotor head to prevent early deterioration of the bearings and to improve the operational convenience of the unmanned helicopter including maintenance. This is the issue.
前記課題を解決するため本発明のロータヘッドは、マストに取り付けられてロータブレードを支持する無人ヘリコプタのロータヘッドであって、
一側の端部にフランジ部が設けられたフェザリングスピンドルを、そのフランジ部が設けられた側の端部を筒状に形成されたヨークの内部に挿入し、他側の端部をヨークの端部に形成された通孔を通してヨーク外方に突出させるとともに、ヨークの内周面とフェザリングスピンドルの軸部外周面との間に装填された複数の軸受けで、ヨークの軸心方向周りにフェザリングスピンドルを回転自在に支持し、
ヨークから突出した前記フェザリングスピンドルの軸部に、ロータブレードを支持するブレードホルダーを取り付けた構成を有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the rotor head of the present invention is a rotor head of an unmanned helicopter that is attached to a mast and supports a rotor blade,
Insert a feathering spindle with a flange on one end and insert the end on the side with the flange into the cylindrical yoke, and the other end on the yoke. A plurality of bearings loaded between the inner peripheral surface of the yoke and the shaft outer peripheral surface of the feathering spindle and projecting outward from the yoke through the through-hole formed in the end portion. Supports the feathering spindle rotatably,
A blade holder for supporting the rotor blade is attached to the shaft portion of the feathering spindle protruding from the yoke.
前記ロータヘッドは、フェザリングスピンドルのフランジ部とヨークの端部との間に、前記フランジ部側からラジアル軸受け、スラスト軸受け及びラジアル軸受けを各軸受けの間にカラーを挟んで設置した構成とすることができる。 The rotor head is configured such that a radial bearing, a thrust bearing, and a radial bearing are installed between each bearing between the flange portion of the feathering spindle and the end portion of the yoke with a collar between the bearings. Can do.
前記構成のロータヘッドによれば、ヨークの内部にフェザリングスピンドルを軸支する全ての軸受けを設置して構成してあるので、ブレードホルダー内に軸受けを設置した従来のロータヘッドよりも全体の直径寸法を小さくなり、ロータヘッドの構成材料が削減されて軽量化し、慣性モーメントが小さくなってメインロータブレードの制御応答性が向上する。
また、比較的重量な構造部材がロータヘッドの回転中心に近づけて配置されていることにより、遠心力が抑えられるので強度の確保がし易くなり、さらに、ロータヘッド全体の直径寸法が小さいので、従来のロータヘッドを用いて同じメインロータ直径に設定した場合よりも、ロータブレードの面積が大きく確保され、より多くの揚力を（推力）を発生させることが可能となる。
According to the rotor head configured as described above, since all the bearings that support the feathering spindle are installed inside the yoke, the overall diameter is larger than that of the conventional rotor head in which the bearings are installed in the blade holder. The size is reduced, the constituent material of the rotor head is reduced and the weight is reduced, the moment of inertia is reduced, and the control response of the main rotor blade is improved.
Further, since the relatively heavy structural member is arranged close to the rotation center of the rotor head, it is easy to ensure strength because the centrifugal force is suppressed, and furthermore, the diameter dimension of the entire rotor head is small. The area of the rotor blade is secured larger than when the same main rotor diameter is set using a conventional rotor head, and more lift (thrust) can be generated.
また、前記構成のロータヘッドにおいて、ヨークの端部に開口部を設けるとともに、内部にフェザリングスピンドルの軸部が貫通する通孔を備えていてヨークの端部に取り付けて開口部を閉鎖するキャップを着脱自在に設けた構成とすることが好ましい。
これによれば、ヨークの端部からキャップを取り外した状態で、ヨークの開口部からその内部に、フェザリングスピンドルの一側の端部とその軸部周面に嵌着させた軸受けを圧入して設置し、その後、通孔にフェザリングスピンドルの軸部を貫通させたキャップをヨークの端部に取り付けて開口部を閉鎖し、ヨークから突出したフェザリングスピンドルの軸部にブレードホルダーを固定することによりロータヘッドを構成することができる。また、フェザリングスピンドルからブレードホルダーを取り外した後、ヨーク内に軸受けを封入しているキャップをヨークの端部から取り外してヨークの開口部を開放することで、軸受けを交換するなどのメンテナンス作業を容易に行うことができる。
Further, in the rotor head having the above-described structure, an opening is provided at the end of the yoke, and a through-hole through which the shaft portion of the feathering spindle passes is attached to the end of the yoke to close the opening. It is preferable to adopt a configuration in which the is detachably provided.
According to this, with the cap removed from the end portion of the yoke, the end portion on one side of the feathering spindle and the bearing fitted on the peripheral surface of the shaft portion are press-fitted into the inside from the opening portion of the yoke. After that, a cap with the shaft part of the feathering spindle passing through the through hole is attached to the end of the yoke, the opening is closed, and the blade holder is fixed to the shaft part of the feathering spindle protruding from the yoke. Thus, the rotor head can be configured. In addition, after removing the blade holder from the feathering spindle, remove the cap enclosing the bearing in the yoke from the end of the yoke and open the opening of the yoke to perform maintenance work such as replacing the bearing. It can be done easily.
また、本発明の無人ヘリコプタは、前記構成のロータヘッドを具備した構成を有することを特徴とする。
前記構成のロータヘッドを具備した無人ヘリコプタは、機体に搭載したメインロータの駆動源であるエンジン又は電動モータを作動してマストを回転し、マストと一体にメインロータが回転することで生じる揚力によって機体を空中に浮き上がらせるとともに、ヨークに回転自在に取り付けられたブレードホルダーをスワッシュプレートやピッチアームなどを介して適宜に回転させることにより、ロータブレードのピッチ角を周期的に変化させるサイクリックピッチコントロールがなされ、機体の前後軸及び左右軸周りの向きを制御して、無人ヘリコプタを所望の方向へ飛行させることができるように構成される。
An unmanned helicopter according to the present invention has a configuration including the rotor head configured as described above.
An unmanned helicopter equipped with a rotor head having the above-described structure is operated by an engine or an electric motor, which is a drive source of a main rotor mounted on the fuselage, to rotate the mast, and by lift generated by the main rotor rotating integrally with the mast. Cyclic pitch control that periodically changes the pitch angle of the rotor blades by floating the airframe in the air and rotating the blade holder that is rotatably attached to the yoke through a swash plate, pitch arm, etc. It is configured so that the unmanned helicopter can fly in a desired direction by controlling the direction of the front and rear axes and the left and right axes of the aircraft.
本発明のロータヘッドによれば、従来のものよりも重量物がマストに近づけて配置されるようにするべく、ヨークの内部にフェザリングスピンドルを軸支する全ての軸受けを設置して構成してあるので、メインロータが回転したときのマスト周りの慣性モーメントが小さくなって機体にかかる負荷が少なくなり、これにより無人ヘリコプタの飛行性能を高めることができる。
また、全ての軸受けがヨークの内部に設置してあるので、機体に付着した塵埃や流体物などがメインロータの遠心力によりヨーク内部に入り込むことは少なく、無人ヘリコプタを薬剤の散布に使用した場合に薬剤がヨーク内部の軸受けに付着し難くなって、薬剤の付着により軸受けが早期に劣化することを効果的に防止することができる。
According to the rotor head of the present invention, all the bearings that support the feathering spindle are installed inside the yoke so that the heavy object is arranged closer to the mast than the conventional one. As a result, the moment of inertia around the mast when the main rotor rotates is reduced and the load on the aircraft is reduced, thereby improving the flight performance of the unmanned helicopter.
Also, since all bearings are installed inside the yoke, dust and fluids attached to the fuselage are unlikely to enter the yoke due to the centrifugal force of the main rotor, and when an unmanned helicopter is used for spraying medicine. In addition, it is possible to effectively prevent the medicine from adhering to the bearing inside the yoke and causing the bearing to deteriorate early due to the adhesion of the medicine.
本発明の好適な一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は本発明のロータヘッドを装備した無人ヘリコプタの一実施形態の外観を示している。
この無人ヘリコプタ１は、機体２の上方に上下のメインロータ３，３を同軸上で互いに逆回転するように配置した同軸反転式のヘリコプタであり、無線操縦による遠隔制御により上下のメインロータ３，３のピッチ角を周期的に変化させ、機体２の前後軸及び左右軸周りの向きを制御して飛行するように構成してある。
A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the appearance of an embodiment of an unmanned helicopter equipped with the rotor head of the present invention.
This unmanned helicopter 1 is a coaxial inversion helicopter in which upper and lower main rotors 3 and 3 are arranged on the same axis so as to rotate in the opposite directions on the upper side of the fuselage 2. The pitch angle of 3 is periodically changed to control the direction of the airframe 2 around the front and rear axes and the left and right axes to fly.
すなわち、図示した無人ヘリコプタ１は、中空なロアマストの内部にロアマストよりも長いアッパーマストを装填して同軸に配置してなるマスト４を機体２の中央に設置し、機体２の上方に突出したアッパーとロアの両マストに、ロータブレード５を支持させたロータヘッド６をそれぞれ取り付けて上下のメインロータ３，３を構成し、機体２に設けた電動モータを作動して両マストを互いに逆回転させ、両マストと一体に上下のメインロータ３，３がそれぞれ同軸上で互いに逆回転することで飛行に必要な揚力が発生するように設けてある。 That is, the unmanned helicopter 1 shown in the figure has an upper mast 4 that is installed in the center of the fuselage 2 by placing an upper mast longer than the lower mast inside the hollow lower mast and arranged coaxially. The upper and lower main rotors 3 and 3 are configured by attaching the rotor heads 6 supporting the rotor blades 5 to the masts of the upper and lower parts, respectively. The upper and lower main rotors 3 and 3 are provided integrally with the masts so as to generate the lift necessary for flight by rotating in the opposite directions on the same axis.
図２は上下のメインロータ３，３を構成するロータヘッド６の要部断面を示している。
このロータヘッド６は、マスト４に取り付けられるヨーク７の内部でフェザリングスピンドル８を回転自在に軸支し、ヨーク７の端部から外方へ突出したフェザリングスピンドル８の軸部８２に、ロータブレード５を支持するブレードホルダー９を一体に締結固定して構成してある。
FIG. 2 shows a cross section of the main part of the rotor head 6 constituting the upper and lower main rotors 3 and 3.
The rotor head 6 rotatably supports a feathering spindle 8 inside a yoke 7 attached to the mast 4, and a rotor 82 is attached to a shaft portion 82 of the feathering spindle 8 protruding outward from the end of the yoke 7. A blade holder 9 for supporting the blade 5 is integrally fastened and fixed.
詳しくは、ヨーク７は、内部を円形断面の中空部７１ａとし、且つ端部を開口部７１ｂとした筒状部７１と、筒状部７１の端部に複数の留めネジ１０を留め付けて固定されることにより開口部７１ｂを閉鎖するキャップ７２を有し、前記中空部７１ａの中心軸（軸心）Ａがマスト４の半径方向に沿うように配置してマスト４の外周面に一体に取り付けてある。キャップ７２は、その外周面に留めネジ１０が挿通するネジ孔（図示せず）が複数形成され、その中央にはフェザリングスピンドル８の軸部８２が貫通する大きさの通孔７２ａが形成してある。 Specifically, the yoke 7 is fixed by fixing a cylindrical portion 71 having a hollow section 71 a with a circular cross section inside and an opening 71 b at the end, and a plurality of retaining screws 10 at the end of the cylindrical portion 71. And has a cap 72 that closes the opening 71b, and is arranged so that the central axis (axial center) A of the hollow portion 71a is along the radial direction of the mast 4 and is integrally attached to the outer peripheral surface of the mast 4. It is. The cap 72 has a plurality of screw holes (not shown) through which the retaining screws 10 are inserted on the outer peripheral surface thereof, and a through hole 72a having a size through which the shaft portion 82 of the feathering spindle 8 passes is formed at the center. It is.
フェザリングスピンドル８は、図２に示されるように、その一側の端部にフランジ部８１が設けられ、他端部側の軸部８２には、ブレードホルダー９を固定するためのロックピン１７が挿通する通孔８２ａを設けて形成してある。フェザリングスピンドル８は、そのフランジ部８１が設けられた側の端部が後述する複数の軸受けとともにヨーク７の内部に装填されて、その軸心方向廻りで回転自在に支持されるように設けてある。 As shown in FIG. 2, the feathering spindle 8 is provided with a flange portion 81 at one end thereof, and a lock pin 17 for fixing the blade holder 9 to the shaft portion 82 on the other end portion side. Is formed with a through hole 82a through which is inserted. The feathering spindle 8 is provided so that the end on the side where the flange portion 81 is provided is loaded into the yoke 7 together with a plurality of bearings to be described later, and is supported rotatably around the axial direction. is there.
ブレードホルダー９は、一側にロータブレード５を一体に取り付けて支持するブレード支持部を備え、フェザリングスピンドル８の軸部８２の外周面に装着し、且つ前記軸部８２に形成された通孔８２ａと当該ブレードホルダー９の装着対応位置に形成された通孔（図示せず）にロックピン１７を嵌着することにより、フェザリングスピンドル８の軸部８２に締結固定されるように形成してある。 The blade holder 9 includes a blade support portion that integrally attaches and supports the rotor blade 5 on one side, is attached to the outer peripheral surface of the shaft portion 82 of the feathering spindle 8, and is a through hole formed in the shaft portion 82. The lock pin 17 is fitted into a through hole (not shown) formed at a position corresponding to the mounting position of the blade holder 9 and the blade holder 9 so as to be fastened and fixed to the shaft portion 82 of the feathering spindle 8. is there.
ヨーク７の中空部７１ａ内には、前記フェザリングスピンドル８のフランジ部８１側の端部とともに複数の軸受けが装填される。すなわち、図２に示されるように、前記フランジ部８１とヨーク７の端部に取り付けられたキャップ７２との間に、フランジ部８１側からラジアル軸受け１１、スラスト軸受け１２及びラジアル軸受け１３を、各軸受けの間にカラー１４，１５を挟んで、且つフェザリングスピンドル８の軸部８２の外周面とヨーク７の中空部７１ａの内周面間に圧入して設置し、これら軸受けでフェザリングスピンドル８の軸心Ｂをヨーク７の筒状部７１の中心軸Ａ上に配置し、当該中心軸Ａ周りにフェザリングスピンドル８が回転自在に軸支されるように設けてある。同図中、符番１６は前記軸部８２の外周面に嵌着させたリングである。 A plurality of bearings are loaded in the hollow portion 71 a of the yoke 7 together with the end portion of the feathering spindle 8 on the flange portion 81 side. That is, as shown in FIG. 2, between the flange portion 81 and the cap 72 attached to the end of the yoke 7, the radial bearing 11, the thrust bearing 12, and the radial bearing 13 are respectively connected from the flange portion 81 side. The collars 14 and 15 are sandwiched between the bearings, and are press-fitted between the outer peripheral surface of the shaft portion 82 of the feathering spindle 8 and the inner peripheral surface of the hollow portion 71a of the yoke 7, and the feathering spindle 8 is supported by these bearings. Is arranged on the central axis A of the cylindrical portion 71 of the yoke 7 so that the feathering spindle 8 is rotatably supported around the central axis A. In the figure, reference numeral 16 denotes a ring fitted on the outer peripheral surface of the shaft portion 82.
ロータヘッド６は、キャップ７２を取り外してヨーク７の中空部７１ａを開放させた状態で、その開口部７１ｂから中空部７１ａ内に、フェザリングスピンドル８のフランジ部８１側の端部と軸部８２の周面に嵌着させた前記ラジアル軸受け１１，１３及びスラスト軸受け１２を圧入して設置し、その後、通孔７２ａにフェザリングスピンドル８の他側の軸部８２を貫通させたキャップ７２をヨーク７の開口部７１ｂに被せるとともにヨーク７の端部に留めネジ１０を螺合して取り付け、キャップ７２で中空部７１ａを閉鎖し、その後、ヨーク７から突出したフェザリングスピンドル８の軸部８２にブレードホルダー９を締結固定することにより組み立てられる。軸受け１１，１２，１３を交換するなどのメンテナンスは、フェザリングスピンドル８からブレードホルダー９を取り外した後、前記中空部７１ａ内に軸受けを封入しているキャップ７２をヨーク７の端部から取り外して開口部７１ｂを開放することにより行うことができる。 In the state in which the cap 72 is removed and the hollow portion 71a of the yoke 7 is opened, the rotor head 6 opens from the opening portion 71b into the hollow portion 71a and the end portion on the flange portion 81 side of the feathering spindle 8 and the shaft portion 82. The radial bearings 11 and 13 and the thrust bearing 12 fitted to the peripheral surface of the feathering shaft 8 are press-fitted and installed, and then a cap 72 having a shaft portion 82 on the other side of the feathering spindle 8 penetrated into the through hole 72a is yoked. 7 and is attached to the end portion of the yoke 7 by screwing, and the hollow portion 71a is closed by the cap 72. Thereafter, the shaft portion 82 of the feathering spindle 8 protruding from the yoke 7 is attached. The blade holder 9 is assembled by fastening and fixing. Maintenance such as exchanging the bearings 11, 12, and 13 is performed by removing the blade holder 9 from the feathering spindle 8 and then removing the cap 72 enclosing the bearing in the hollow portion 71 a from the end of the yoke 7. This can be done by opening the opening 71b.
そして、ロータヘッド６は、図３に示されるように、そのブレードホルダー９の外面にピッチアーム１８が取り付けられ、スワッシュプレート１９のマスト４周りの傾動動作をミキシングアーム２０やアジャストロッド２１などのリンク機構を介してピッチアーム１８に伝達し、ピッチアーム１８とともにブレードホルダー９及びフェザリングスピンドル８が、前記ヨーク７の筒状部７１の中心軸Ａ周りに回転することで、ブレードホルダー９に支持されたロータブレード５のピッチ角を周期的に変化させるサイクリックピッチコントロールがなされるようになっている。 As shown in FIG. 3, the rotor arm 6 has a pitch arm 18 attached to the outer surface of the blade holder 9, and the tilting operation of the swash plate 19 around the mast 4 is linked to the mixing arm 20 and the adjusting rod 21. The blade holder 9 and the feathering spindle 8 together with the pitch arm 18 rotate around the central axis A of the cylindrical portion 71 of the yoke 7 and are supported by the blade holder 9. In addition, cyclic pitch control for periodically changing the pitch angle of the rotor blade 5 is performed.
本形態のロータヘッド６によれば、ヨーク７の内部にフェザリングスピンドル８を軸支する全ての軸受け１１，１２，１３を設置して構成してあるので、メインロータ３が回転したときのマスト４周りの慣性モーメントが小さくなって機体２にかかる負荷が少なくなり、これにより無人ヘリコプタ１の飛行性能を高めることができる。
また、全ての軸受け１１，１２，１３がヨーク７の内部に設置してあるので、機体２に付着した塵埃や流体物などがメインロータ３の遠心力によりヨーク７の内部に入り込むことは少なく、塵埃などの付着によりフェザリングスピンドル８を支持する前記軸受け１１，１２，１３が早期に劣化することを効果的に防止することができる。
According to the rotor head 6 of this embodiment, since all the bearings 11, 12, and 13 that support the feathering spindle 8 are installed inside the yoke 7, the mast when the main rotor 3 rotates is configured. The moment of inertia around 4 is reduced and the load applied to the airframe 2 is reduced, whereby the flight performance of the unmanned helicopter 1 can be enhanced.
In addition, since all the bearings 11, 12, 13 are installed inside the yoke 7, dust or fluid attached to the airframe 2 hardly enters the inside of the yoke 7 due to the centrifugal force of the main rotor 3, It is possible to effectively prevent the bearings 11, 12, and 13 that support the feathering spindle 8 from being deteriorated at an early stage due to adhesion of dust or the like.
なお、図示した形態は一例であり、本発明のロータヘッドは他の適宜な形態の無人ヘリコプタに適用することが可能である。実施例では同軸反転式のＲ／Ｃヘリに本発明を適用したが、シングルロータ式のＲ／Ｃヘリや、自律制御によって飛行するヘリコプタにも適用可能である。 The illustrated form is an example, and the rotor head of the present invention can be applied to other appropriate forms of unmanned helicopters. In the embodiment, the present invention is applied to a coaxial inversion type R / C helicopter, but the present invention is also applicable to a single rotor type R / C helicopter and a helicopter flying by autonomous control.
１ 無人ヘリコプタ、２ 機体、３ メインロータ、４ マスト、５ ロータブレード、６ ロータヘッド、７ ヨーク、７１ 筒状部、７１ａ 中空部、７１ｂ 開口部、７２ キャップ、７２ａ 通孔、８ フェザリングスピンドル、８１ フランジ部、８２ 軸部、８３ 通孔、９ ブレードホルダー、１０ 留めネジ、１１，１３ ラジアル軸受け、１２ スラスト軸受け、１４，１５ カラー、１６ リング、１７ ロックピン、１８ ピッチアーム、１９ スワッシュプレート、２０ ミキシングアーム、２１ アジャストロッド
1 unmanned helicopter, 2 fuselage, 3 main rotor, 4 mast, 5 rotor blade, 6 rotor head, 7 yoke, 71 cylindrical part, 71a hollow part, 71b opening, 72 cap, 72a through hole, 8 feathering spindle, 81 flange, 82 shaft, 83 through hole, 9 blade holder, 10 retaining screw, 11, 13 radial bearing, 12 thrust bearing, 14, 15 collar, 16 ring, 17 lock pin, 18 pitch arm, 19 swash plate, 20 mixing arms, 21 adjusting rod
前記課題を解決するための本発明のロータヘッドは、マストに取り付けられてロータブレードを支持する無人ヘリコプタのロータヘッドであって、
マストに一体に取り付けられ内部を円形断面の中空部としたヨークの筒状部の端部に開口部が設けられ、
この筒状部の端部に留めネジを留め付けて固定されることにより開口部を閉鎖するキャップが当該筒状部に着脱自在に設けられ、
一側の端部にフランジ部が設けられたフェザリングスピンドルが、そのフランジ部が設けられた側の端部がヨークの筒状部の内部に挿入され、他側の端部が、当該フェザリングスピンドルの軸部を前記キャップの中央に前記軸部が貫通する大きさで形成された通孔に通してヨークの外方へ突出され、
前記ヨークの中空部内周面とフェザリングスピンドルの軸部外周面との間に装填された複数の軸受けで、ヨークの軸心方向周りにフェザリングスピンドルが回転自在に支持され、
ヨークから突出した前記フェザリングスピンドルの軸部に、ロータブレードを支持するブレードホルダーが取り付けられた構成を有することを特徴とする。
The rotor head of the present invention for solving the above problems is a rotor head of an unmanned helicopter that is attached to a mast and supports a rotor blade,
An opening is provided at the end of the cylindrical portion of the yoke that is integrally attached to the mast and has a hollow section with a circular cross section inside,
A cap that closes the opening by being fastened and fixed to the end of the tubular portion is detachably provided on the tubular portion,
A feathering spindle with a flange on one end is inserted into the cylindrical part of the yoke, and the other end is on the feathering. The shaft portion of the spindle is protruded outward of the yoke through a through hole formed in a size that the shaft portion penetrates in the center of the cap ,
With a plurality of bearings loaded between the hollow inner peripheral surface of the yoke and the shaft outer peripheral surface of the feathering spindle, the feathering spindle is rotatably supported around the axial center direction of the yoke,
A blade holder for supporting the rotor blade is attached to the shaft portion of the feathering spindle protruding from the yoke.
前記構成のロータヘッドによれば、ヨークの内部にフェザリングスピンドルを軸支する全ての軸受けを設置して構成してあるので、ブレードホルダー内に軸受けを設置した従来のロータヘッドよりも全体の直径寸法を小さくなり、ロータヘッドの構成材料が削減されて軽量化し、慣性モーメントが小さくなってメインロータブレードの制御応答性が向上する。
また、比較的重量な構造部材がロータヘッドの回転中心に近づけて配置されていることにより、遠心力が抑えられるので強度の確保がし易くなり、さらに、ロータヘッド全体の直径寸法が小さいので、従来のロータヘッドを用いて同じメインロータ直径に設定した場合よりも、ロータブレードの面積が大きく確保され、より多くの揚力（推力）を発生させることが可能となる。
According to the rotor head configured as described above, since all the bearings that support the feathering spindle are installed inside the yoke, the overall diameter is larger than that of the conventional rotor head in which the bearings are installed in the blade holder. The size is reduced, the constituent material of the rotor head is reduced and the weight is reduced, the moment of inertia is reduced, and the control response of the main rotor blade is improved.
Further, since the relatively heavy structural member is arranged close to the rotation center of the rotor head, it is easy to ensure strength because the centrifugal force is suppressed, and furthermore, the diameter dimension of the entire rotor head is small. The area of the rotor blade is secured larger than when the same main rotor diameter is set using a conventional rotor head, and more lift (thrust) can be generated.
また、前記ヨークの端部に開口部を設けるとともに、内部にフェザリングスピンドルの軸部が貫通する通孔を備えていてヨークの端部に取り付けて開口部を閉鎖するキャップを着脱自在に設けた構成のロータヘッドによれば、ヨークの端部からキャップを取り外した状態で、ヨークの開口部からその内部に、フェザリングスピンドルの一側の端部とその軸部周面に嵌着させた軸受けを圧入して設置し、その後、通孔にフェザリングスピンドルの軸部を貫通させたキャップをヨークの端部に取り付けて開口部を閉鎖し、ヨークから突出したフェザリングスピンドルの軸部にブレードホルダーを固定することによりロータヘッドを構成することができる。また、フェザリングスピンドルからブレードホルダーを取り外した後、ヨーク内に軸受けを封入しているキャップをヨークの端部から取り外してヨークの開口部を開放することで、軸受けを交換するなどのメンテナンス作業を容易に行うことができる。 In addition, an opening is provided at the end of the yoke , and a through-hole through which the shaft portion of the feathering spindle passes is provided, and a cap that is attached to the end of the yoke and closes the opening is provided detachably. According to the rotor head having the structure, with the cap removed from the end portion of the yoke, the bearing fitted into the end portion of the feathering spindle on one side and the shaft portion peripheral surface from the opening portion of the yoke. After that, a cap with a through-hole passing through the shaft part of the feathering spindle is attached to the end of the yoke to close the opening, and a blade holder is attached to the shaft part of the feathering spindle protruding from the yoke. The rotor head can be configured by fixing the. In addition, after removing the blade holder from the feathering spindle, remove the cap enclosing the bearing in the yoke from the end of the yoke and open the opening of the yoke to perform maintenance work such as replacing the bearing. It can be done easily.
１ 無人ヘリコプタ、２ 機体、３ メインロータ、４ マスト、５ ロータブレード、６ ロータヘッド、７ ヨーク、７１ 筒状部、７１ａ 中空部、７１ｂ 開口部、７２ キャップ、７２ａ 通孔、８ フェザリングスピンドル、８１ フランジ部、８２ 軸部、８２ａ 通孔、９ ブレードホルダー、１０ 留めネジ、１１，１３ ラジアル軸受け、１２ スラスト軸受け、１４，１５ カラー、１６ リング、１７ ロックピン、１８ ピッチアーム、１９ スワッシュプレート、２０ ミキシングアーム、２１ アジャストロッド
1 unmanned helicopter, 2 fuselage, 3 main rotor, 4 mast, 5 rotor blade, 6 rotor head, 7 yoke, 71 cylindrical part, 71a hollow part, 71b opening, 72 cap, 72a through hole, 8 feathering spindle, 81 Flange, 82 Shaft, 82a Through-hole , 9 Blade holder, 10 Set screw, 11, 13 Radial bearing, 12 Thrust bearing, 14, 15 Collar, 16 Ring, 17 Lock pin, 18 Pitch arm, 19 Swash plate, 20 mixing arms, 21 adjusting rod
Claims (4)
一側の端部にフランジ部が設けられたフェザリングスピンドルを、そのフランジ部が設けられた側の端部を筒状に形成されたヨークの内部に挿入し、他側の端部をヨークの端部に形成された通孔を通してヨーク外方に突出させるとともに、ヨークの内周面とフェザリングスピンドルの軸部外周面との間に装填された複数の軸受けで、ヨークの軸心方向周りにフェザリングスピンドルを回転自在に支持し、
ヨークから突出した前記フェザリングスピンドルの軸部に、ロータブレードを支持するブレードホルダーを取り付けた構成を有することを特徴とする無人ヘリコプタのロータヘッド。 In the unmanned helicopter rotor head attached to the mast and supporting the rotor blade,
Insert a feathering spindle with a flange on one end and insert the end on the side with the flange into the cylindrical yoke, and the other end on the yoke. A plurality of bearings loaded between the inner peripheral surface of the yoke and the shaft outer peripheral surface of the feathering spindle and projecting outward from the yoke through the through-hole formed in the end portion. Supports the feathering spindle rotatably,
A rotor head of an unmanned helicopter having a configuration in which a blade holder that supports a rotor blade is attached to a shaft portion of the feathering spindle protruding from a yoke.
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Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2886269B2 (en) * | 1990-05-31 | 1999-04-26 | ヤマハ発動機株式会社 | Feathering hinge structure of helicopter blade |
| JPH0647100U (en) * | 1992-12-04 | 1994-06-28 | 日本航空電子工業株式会社 | Helicopter blade mounting structure |
| JPH10100997A (en) * | 1996-09-27 | 1998-04-21 | Yanmar Agricult Equip Co Ltd | Remote-controlled helicopter |
| JP2000352398A (en) * | 1999-06-09 | 2000-12-19 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | Shank portion structure of rotary vane made of composite material |
| JP4155454B2 (en) * | 2003-02-27 | 2008-09-24 | ヤマハ発動機株式会社 | Unmanned helicopter |
-
2013
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6006452B1 (en) * | 2016-04-07 | 2016-10-12 | ヒロボー株式会社 | Helicopter rotor head, multi-rotor helicopter and helicopter |
| WO2017175410A1 (en) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | ヒロボー株式会社 | Helicopter rotor head, multirotor helicopter, and helicopter |
| US10618641B2 (en) | 2016-04-07 | 2020-04-14 | AileLinX Inc. | Helicopter rotor head, multirotor helicopter, and helicopter |
| CN106406355A (en) * | 2016-11-30 | 2017-02-15 | 中国直升机设计研究所 | Unmanned helicopter centripetal rotation control method |
| CN106406355B (en) * | 2016-11-30 | 2019-05-31 | 中国直升机设计研究所 | A kind of centripetal revolving-control method of unmanned helicopter |
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