JP2519199B2 - ヘリコプタ−用ロ−タ−装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ヘリコプターのローター装置に関する。

従来の技術 １枚或いはそれ以上のブレード（羽根）を有する運航
用ヘリコプターに従来より用いられている関節羽根回転
翼式ローター装置には、下記の構成機素が備わってい
る。

イ） トランスミッシヨン装置からローターヒンジ装置
とローターブレードへと、アタッチメントラグ（取付け
用ラグ）を介して駆動トルクを伝達するための、金属を
機械加工することにより製作したハブ装置。

ロ） フラッピング、ハンテイング、それに、フェザリ
ングの各作用が行えるようにブレードをローターハブに
連結するための、金属を機械加工することにより製作し
た部品、ピン、及び、ベアリングを含む機械的ヒンジ装
置。

ハ） ブレードの取付端部からハブへと、フェザリング
抵抗を最小限にして遠心力による負荷を伝える働きをす
る、金属製ストラップ、もしくは、ワイヤーストランド
からなるフレキシブルな機械装置。

ニ） ハンテイングダンパー（lead−lag damper）。

本出願人がCH−47型ヘリコプター用として現に製作し
ている、金属製ハブを備えたローター装置は、前述した
従来の関節羽根回転翼式ローター装置の中でも典型的な
ものである。このようなローター装置においては、ロー
ター装置の静力学上の強度が問題になるようなことは今
日まで殆どなかったが、疲労と摩耗とに対する部品の耐
久性が主として問題になっていた。殊に、疲労寿命につ
いては、材質と製法を改善することにより向上されてい
る。摩耗については、これは主としてベアリングの転子
やレース、それに、シール材に起こる問題である。特
に、ベアリングの設計は、今日までの実績の積み重ね
と、分析試験方法や設備の開発に伴って改善されてい
る。シール装置についてもそうであり、現に、潤滑剤と
して、グリースの代わりにオイルが使われるようになっ
ている。更に、金属合金の製法、熱処理方法、機械加工
表面の仕上げ方法、表面硬化処理方法、冷間加工方法な
ども、相当改善されている。

しかし、公知の材料や技法を用いて製作された従来の
ローター装置は、これ以上技術上改善しようもないとこ
ろまできている。ところが、航空機の飛行速度を上げ、
かつ、燃料消費量を減少させる必要性が高まり、そのた
めに、ハブ抗力を減少させる必要があることを考えれ
ば、改善しない訳には行かない。殊に、ハブ抗力を減少
させると、ベアリングやハブの寸法も小さくすることが
できるが、だからと言って重量まで減少することはな
い。何故なら、重量を減少させれば、材料の耐負荷性が
劣化し、応力発生が著しくなる。

このようなジレンマを克服する一方法として、新しい
金属合金を使ったり、ベアリングの数を減少させるか、
または、ベアリングを使わないようにしたり、それに、
新しい設計上の工夫を施したりすることが注目されてい
る。具体的に言えば、比較的最近の設計では、スチール
の代わりにチタン合金が使われるようになっており、そ
れにより疲労強度がいくらか高まっている。しかし、極
限比強度と比剛性に関しては、アルミ、チタン、スチー
ルの如くの航空機械として優れている他の金属材料と変
わるところはなく、また、チタン合金にしても、亀裂が
発生すると、亀裂生長速度が早いようで、これまた無視
できない問題点である。

そこで、ベアリング類の材料としてエラストマー材
を、また、構造材としてガラス繊維強化材（複合材）を
使うことも考えられており、事実、非金属材の時代の到
来により、航空産業界で技術革新がもたらされている。

例えば、複合材をローター装置に利用すれば、金属製
ハブを用いている従来のローター装置に付随する問題点
の大部分が解決するものと思われる。何故なら、複合材
は、それに含まれている繊維が破壊するまで、歪エネル
ギーを大量貯えることができること、疲労歪に対する耐
久性が優れていること、耐切欠き性にも優れているこ
と、亀裂が発生しても、その生長速度が遅いことから、
寿命が長く、損傷に対する許容度も広く、更に、フェイ
ルセーフ性もあるなどの長所を備えているからである。
この素材は、どのような寸法と形状とにも成形すること
ができ、しかも、成形した後は、バリ取り作業は殆ど不
要だし、それに、素材の無駄な部分が生ずることも殆ど
なく、必要とするところのみ、強度と剛性とを持たせる
ことができるなどの特長を備えている。それに、複合材
をハイブリッド化したり、繊維と層の配向を選定するこ
とにより損傷の発生を抑制する技術も現に開発されてい
る。複合材は腐食することはないし、また、複合材の層
内や含有繊維に欠陥が生じたとしても、これは超音波検
知装置や放射線検知装置で容易に検出することができ
る。更に、複合材は相当の比強度と比剛性とを備えてい
るから、これさえ使えば製品の重量を著しく減少させる
ことが可能である。

尤も、このような複合材をヘリコプターの主回転翼ハ
ブやそこで使われるヒンジ機構に使用した例は、米国特
許第3,762,834号と第4,012,169号とに開示されている。
これらの公知文献における所謂「星形」構造体は、専
ら、３本のアームを備えた連続プレートとして形成され
ている。特に、米国特許第4,012,169号においては、各
アームは３枚の平行板からなり、トラス構造をしてい
る。しかし、この「星形」構造体は、単ローター型ヘリ
コプター用ではない。単ローター型とタンデムローター
型とでは、異なるところが多い。例えば、タンデムロー
ター型においては、遠心力と抗力（drag）とがラグヒン
ジを中心に釣り合っている条件でのブレード先の変位は
ラグヒンジの半径方向におけるプレースメントに反比例
するものであるから、単ローター型に比べて大きなラグ
ヒンジのオフセットが要されることがある。従って、こ
れからみてもわかるように、タンデムローター型ヘリコ
プター用として設計されたものは、そのための設計基準
を満たしておれば単ローター型ヘリコプターに直接応用
することができるが、その逆は成立しない。即ち、単ロ
ーター型ヘリコプター用として設計した、例えば、ロー
ターハブは、単ローター型の設計基準を満たしていて
も、タンデムローター型ヘリコプターには適しない。

発明の構成 本発明は、ヘリコプターの荷重冗長度（load redunda
ncy）を改善することにより信頼性が増し、翼折畳み機
構を備えたヘリコプターにも適用でき、かつ、ローター
ハブに対するローターブレードの取付け箇所の破損を最
小限に抑えたヘリコプター用ローター装置を提供するの
を目的としたものである。

本発明に係わるヘリコプター用ローター装置は、ハブ
取付け手段を介してローター駆動シャフトに連結され
て、該ローター駆動シャフトと共に当該シャフトの長手
方向を中心に回転されうる複数のラグ対を備えたロータ
ーハブと、前記ラグ対と等しい数のローターブレード
と、該各ローターブレードを対応する前記ラグ対にてロ
ーターハブに取り付けて、前記ラグ対と共にフラップヒ
ンジを形成する複数のブレード取付け手段とで構成され
ている。このように構成されたヘリコプター用ローター
装置における前記ローターハブを、両端に支承穴を有
し、複合材製の無端ループ状ストラップにより外周面が
囲繞された複数の板状コアを、ローター駆動シャフトと
ローターハブとの連結部近傍においてその中間部におい
て交叉連結させて構成し、また、前記各ラグ対を構成す
る各ラグを、前記複数の板状コアの互いに隣り合った一
対の端部における前記支承穴で構成することにより、前
述の目的が達成できるのである。

本発明のローター装置では、その構成部品に複合材製
の無端ループ状ストラップを用いているが、その分ロー
ター装置の軽量化を図ることができるのみならず、ロー
ター装置の強度向上を図ることができる。換言すれば、
複合材は同一形状同量の金属に比べて物理的強度が優れ
ているから、同一強度の製品を製造する場合、金属に比
べて少量の使用で充分である。

前述したように、本発明においては、ローターハブを
構成する各板状コアの外周面を複合材製の無端ループ状
ストラップで囲繞させているので、板状コアそのもの、
ひいてはローターハブの強度向上を図ることができる。
ヘリコプターにおける片負荷伝路型部品は、それが一旦
破損するとその部分だけの故障ないし破損にとどまら
ず、ヘリコプターを失ってしまうほど、危険な構成部品
である。しかし、本発明では、前述のようにローター装
置の構成部品に複合材を用いたことからローターハブの
強度向上が得られ、それ故、ローター装置の破損を最小
限にすることができるのみならず、航空機の保全性もよ
く、軽量化したヘリコプター用ローター装置が得られる
のは明らかである。

前述のように複合材を用いると、静的強度を減少させ
ることなく軽量化と抗力減少をはかることができる。例
えば、一方向複合材の静的比強度は、今日の航空機材と
しての金属の中でも比強度が最も大きいチタンの少なく
とも2.4倍もある。それ故、軸方向に負荷が作用する機
素に複合材を用いれば、その機素の重量と大きさとを従
来より減少しうることになる。但し、屈曲ないし捻り負
荷が作用すれば、複合材のマトリックスの剪断強度を増
強させる必要があり、そのため利得が幾らか減少する。
この欠点も克服できないことはなく、強化材をバイアス
配置にすることにより剪断強度を上げることができる。

そこで、所望の強度を持たせると共に、重量と抗力と
を軽減させるには、繊維の材質と配向とを適当に選定し
た上で、金属の代わりに複合材を用いてローター装置を
製作すれば達せられる。

また、ローター装置には、同一駆動系を用いて前方向
ないし後方向に一度にブレードを折り畳むための翼折畳
み機構用機械的リンク機素と共に、電気機モーター（el
ectromechanical motor）とギャボックスとを水平軸近
傍に備え、ハンティング軸と折畳み軸とを支承するヒン
ジが設けられている。それに、専ら、フラップヒンジ、
ハンティングヒンジ、ピッチヒンジにエラストマー製ベ
アリングを用い、回転翼が回転しても、また、回転しな
くてもブレードを制御するのに、垂れ下がり止めと上が
り止めとを一体化したストッパー（one−piece droop s
top/up stop）を設ける。垂れ下がり止めは一体型カム
であっても良く、ハブに装着させて、ローターハブに装
着させているが、本発明ではそのストッパーと協働する
フラッピング止め用係止部材をピッチシャフトと一体化
している。

実 施 例 以後、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施
例を詳述する。尚、変形例を含む後述の実施例は、タン
デムローター型ヘリコプター用であって、全関節羽根回
転翼式の主ローター装置に用いるのに適したものとして
説明するが、これはテールローター装置にも使えるばか
りではなくて、単ローター型ヘリコプターにも適用で
き、かつ、その他の羽根回転翼式のローター装置にも適
用し得るものである。それに、添付図面の一部は概略的
に描かれているが、それも本発明が容易に理解されるよ
うにとの配慮からであって、従来から使われている構造
や機能については、改めて詳しく説明しなくとも当業者
には容易に理解されるものである。従って、本発明が係
わる部分、即ち、ローターハブとピッチハウジングと、
種々のヒンジにおけるエラストマー製ベアリングと翼折
畳み機構についてのみ詳述する。

また、本発明においては、好ましい実施例として、第
１図から第12図に示した如くの４枚羽根翼用ローター装
置に適用した場合と、第13図に示した如くの３枚羽根翼
用ローター装置に適用した場合の二例を説明するが、各
実施例につき、好ましい変形例が二例ずつ含まれてい
る。何れの実施例にしても、ピッチハウジングと翼折畳
み機構は何れも同一である。

４枚羽根翼用ローター装置 ４枚羽根翼用ローター装置10は、ローターハブ12と、
４つのピッチハウジング14と、４つのラグダンパーを含
む翼折畳み機構16と、４枚のブレード18とで構成されて
いる。第１図に示した構造は全関節羽根回転翼型、即
ち、ローター回転軸Ａ−Ａに対して、各ブレードがピッ
チ軸Ｂ−Ｂ、フラップ軸Ｃ−Ｃ、ハンティング軸（lead
−lag axis）Ｄ−Ｄを中心として、それぞれピッチン
グ、フラッピング、ハンテイングができるようになった
形式に適したものである。

各ブレードがピッチング、フラッピング、それに、ハ
ンティングができるためには、エラストマー製のピッチ
ベアリング、フラップベアリング、ハンティングベアリ
ングを用いるのが望ましい。これらのベアリングについ
ては第２図に詳細に示してある。ハンティングベアリン
グとフラップベアリングとは、ハンティングヒンジ20と
フラップヒンジ22の一部をそれぞれ構成している。ハン
ティングヒンジ20はピン24（一般に垂直ピンと称されて
いる。）を有し、また、フラップヒンジ22もピン26（一
般に水平ピンと称されている。）を有している。ピッチ
ベアリング28、フラップベアリング30、それに、ハンテ
ィングベアリング32とは全て、揺動を許容する一方で、
半径方向及び長手軸方向に作用する負荷を吸収するよう
に構成されている。これは、エラストマー材の層と金属
材の層とを交互に積層すればできることであり、この場
合、エラストマー材の層は剪断変形を行うことにより、
揺動運動を許容し、また、金属材の層は、圧縮荷重が作
用したときにおけるエラストマー材の横方への変形ない
し流れを抑制する作用をなす。ローター装置におけるこ
のようなベアリング類は既に公知である。

ローターハブ12は、本発明の第１実施例の第１変形例
においては、主として複合材で製作されている。この第
１変形例は第３図から第５図に示されており、他の、即
ち、第２変形例については、第６図と第７図とに示す。
この第１変形例と第２変形例とは、主として、交差部分
の構成が異なっている。

第３（ａ）図から第３（ｃ）図よりなる第３図には、
ローターハブ13の主要構成部品が簡単に示されている。
この主要構成部品とは、上部コア34、下部コア36、無端
ループ状外側ストラップ38、無端ループ状内側ストラッ
プ40、上部板42、下部板44（第４図と第５図とに示
す）、それに、締付け装置46、48である。尚、ここでコ
アとかストラップを呼称するに当たって用いた「上
部」、「下部」、「外側」、「内側」なる用語は、位置
関係を示すために用いたのではなくて、単に構成部品を
区別するために用いたにすぎない。これらのコアとスト
ラップとは全て複合材で製作したものではあるが、上部
及び下部板42、44は、複合材または金属材の何れで製作
しても良い。

このような種々の構成部品を組み立ててローターハブ
12として仕上げたものの詳細な構成を第４図と第５図と
に示す。ローターハブ12は、４組の締付け装置48を介し
て駆動シャフトに装着されている。各組の締付け装置48
は、ボルト58、ナット60、套管62、それに図示していな
い筒形ナット（barrel nut）とで構成されている。但
し、各組の締付け装置48で外側に置かれている２つは、
前述したボルト58、ナット60、套管62、筒形ナット以外
に、套管64と単支承板66とを備えている。ボルト58は、
図示しないラジアル孔と交差するところまで、仮想線に
て図示した駆動シャフト52を延在するようになってお
り、筒形ナットはその交差点に置かれていて、駆動シャ
フトのラジアル孔を介して届くようになっている。套管
64は、駆動シャフト52のフランジ50に圧入により挿通さ
れていて、下部板44（第４図）ないし下部板44と充填ブ
ロック56（第５図）とを貫通している。

締付け装置46を構成するボルト群は、駆動シャフトの
外周の外側に配置されている。各締付け装置46は、ボル
ト68とこのボルト68の一端に螺着させたナット70とで構
成されている。

この締付け装置48を構成するボルト群は、駆動シャフ
トのトルクをローター装置に伝達させると共に、ブレー
ド18から駆動シャフトへと一部の動的空気荷重（aero d
ynamic load）を伝達する作用をなす。前述の構成のロ
ーターハブ12を製作するには、先ず上部及び下部コア3
4、36を複合材で製作する。コアを作るための製法は色
々考えられるが、そのうち２つを挙げれば、自動帯板積
層機（automatic tape lay−up machine）を用いる方法
と、フィラメント巻機を用いる方法とが考えられる。何
れで作るにしても、その後は、所定温度と圧力のもとで
所定時間に亙り、オートクレーブを用いて硬化させる。
この硬化処理を行うと、コアは組織化される。硬化処理
の後は、機械加工を施して、コアに切欠き34a、34b、34
c、34d、または、36a、36bと穴34e、34fまたは36c、36d
を形成する。その後、第３（ａ）図に示すように、コア
34、36を組み立てる。

そしてその後、組み立てたコアに直接フィラメントを
巻き付けるか、または、テープを巻き付けることによ
り、無端ループ状のストラップ38、40を形成する。その
時、第３（ｂ）図に示すように、内側ストラップ40と外
側ストラップ38とは交差するものの、前者は後者の内側
に来るようにする。その後、別に作って硬化させた充填
ブロック56を内側ストラップ40と外側ストラップ38に囲
繞された部分に充填した上で内側ストラップ40及び外側
ストラップ38に、例えば接着剤を用いて張り付けてしま
う。そこで、上部板42と下部板44とを第３（ｃ）図に示
すように、例えば接着剤で張り合わせるのではあるが、
これらの板42、44が複合材製であれば、予め硬化処理を
施しておく。然る後、第３（ｃ）図に示したように組み
立てたものをオートクレーブに入れて、再び全体を硬化
処理し、それにより、複数対のラグ12a〜12hを備えた、
組織化された製品に仕上げる。尚、各対のラグ12aと12
b、12cと12d、12eと12f、12gと12hは、フラップヒンジ2
2の一部分をなすＵリンクを構成している。組立体を硬
化処理した後、各コアの外表面を研削することにより、
ハブ12の外表面にほぼ球面状凹所72（第４図）を形成す
る。この凹所は、ピッチハウジングを収納すると共に、
ブレードのフラッピングを許容するために設けたもので
ある。この凹所72の形成方法としては、組立体を予備硬
化処理する時に、それに伴って形成されるようにしても
良い。

第６図と第７図とに示した変形例においては、コア3
4、36は第３図から第５図にかけて示したものと類似し
ているが、コアの外表面は全て平坦、即ち、第３（ａ）
図に示した切欠き34a、34b、34c、34d、36a、36bが形成
されていない点で異なっている。また、ストラップ38、
40にしても、交差個所で交互に積層されていること、そ
れに、上部ブロック74と下部ブロック76を構成する板材
の縁部もストラップと共に交互に積層されていることを
除けば、第３図から第５図に示したのとほぼ同一の方法
で形成されている。ブロック74、76は、好ましくはスチ
ール板と複合材充填板との積層体で構成する。ブロック
74、76には、スプライン溝74A、76Aが形成されていて、
組立体をローター駆動シャフトに装架すると、そのシャ
フトの外周に形成したスプライン突起と係合し、それに
より駆動シャフトからローター装置10へのトルク伝達が
行われるようになっている。言うまでもなく、第６図と
第７図に示したローターハブ12も、ローター駆動シャフ
トに装架した後は、ボルトナット、それに、種々のワッ
シャーを用いて前記駆動シャフトの自由端に取り付けら
れる。尚、符号54は、各コアにおける穴34e、34f、36
c、36dに嵌装されたブッシュを示す。

ストラップ38、40が交差する各個所におけるストラッ
プ38、40とブロック74、76の板材との交互積層の様子に
ついては、第７図に詳細に示してある。但し、第７図に
おいては、便宜上、４ヶ所ある交差個所ａ、ｂ、ｃ、ｄ
の内、交差個所ｄのみを示し、それも、上部ブロック74
の板材のみを含む部分だけ拡大して示してある。図示し
たように、ストラップ38と40は、層38a〜38dと40a〜40d
と、ブロック74の近傍において前記層38a〜38dと40a〜4
0dの間に挟まれている複合材製充填セグメント78Aと80A
とからなる積層体である。ブロック74も対応する層74
a、74b、…からなり、各層74a、74b、…は前述したよう
に、スチール板と複合材製充填板とで構成しても良い。

第６図と第７図とに示した変形例におけるコア34、36
も、第３図から第５図に示したのと同様に組み立てられ
る。但し、交差個所ａ、ｂ、ｃ、ｄを形成するに当たっ
ては、別の方法を用いる。即ち、先ず層40aを設け、そ
の後、層74a、充填セグメント78A、層38a、充填セグメ
ント80Aの順に積層する。これを、所望枚数の層が積層
されるようになるまで繰り返す。それが終われば、最終
硬化処理を施して組織化させる。

ピッチハウジング構造体 ローターハブ12の構成が第３図から第５図に示した構
成と第６図と第７図に示した構成の何れであっても、ピ
ッチハウジング14の構成は同一である。このピッチハウ
ジング14は、エラストマー製ベアリングとそれに関連す
る套管は別として、第８図から第16図にかけて示すよう
に、Ｄ字形部材78と、内側ストラップ80と、外側ストラ
ップ82と、中央補剛部材84（上部と下部）と、外側横ス
トラップ86と、内側横ストラップ88とで構成されてい
る。また、第２図に示すように、ピッチアーム90、ピッ
チシャフト92、フラッピング止め用係止部材94もピッチ
ハウジング14に設けられている。

ストラップ80、82は共に無端ループ状に形成されいる
から、何れかのストラップが破損すると、他方のストラ
ップが全負荷を支えることができるようになっている。
この両ストラップは、内端から外端にかけて90度捻りを
かけてある。第17図にこの様子を示すが、この第17図に
おいては外側ストラップ82のみ、それも、ピッチハウジ
ングから取り出した状態で示してある。この第17図を見
てもわかるように、ストラップは、連続した部分82a〜8
2dを有する無端ループ体よりなり、これらの部分82a〜8
2dは、表面82e、82fが垂直向きから水平向きとなるよう
に、90度捻り込まれている。ストラップの水平向きの端
面82fはＤ字形部材78（第９図）を囲繞し、また、垂直
向きの端面82eは、ハンティングヒンジ20（第８図）の
套管98を囲繞するようになっている。内側ストラップ80
については、第17図に示した外側ストラップ82の形状と
は幾らか異なっている。この内側ストラップ80の形状に
ついては第８図から理解されることではあるが、外表面
80は内端において水平向きとなり、また、外端において
は套管96を囲繞するために垂直向きになっている。尚、
内側ストラップ80の内端は、Ｄ字形部材78の内側コード
プライ延長部98を囲繞している。

両ストラップ80、82が、外端から内端にかけて互いに
どのように配置されているかについては、第10図から第
16図にかけて各所での横断面図を以て示してある。第９
図における線10−10に沿う横断面図である第10図におい
ては、ストラップ80と82とは、約25度傾斜している。こ
こでは、内側ストラップ80の互いに対向する部分間に中
央補剛部材84が配置されている。両ストラップと補剛部
材とを囲繞しているのは上側被覆体100と下側被覆体102
である。残りの部分、即ち、上側及び下側被覆体100、1
02に囲まれた内部で、ストラップ80、82を傾斜させたこ
とにより形成された隙間と、補剛部材84の周りの空間に
は、充填物104〜110が詰め込まれている。更に内端の方
へ向かって、第９図の線11−11に沿う横断面（第11図）
に至ると、傾斜角は前述の捻りにより25度から約45度へ
と変化している。この傾斜角は、第10図と第11図の描写
の基準となった座標系からみれば、ストラップの表面80
a、82aが水平となるまで内端へ向かって漸次増加してい
る。

第12図に示した個所（第９図の線12−12に沿う横断面
図）に至ると、Ｄ字形部材78により隔壁112が形成され
ており、この隔壁112は、対向する隔壁114（第９図）と
共に、内側及び外側ストラップ80、82の接触面積が最小
となる個所において両ストラップ80、82に対する支持体
を構成している。そして、更に内端へと進むと、Ｄ字形
部材78がストラップ80、82を支えるようになる。第12図
に示した個所においては、外側横ストラップ86が配置さ
れているが、この横ストラップ86ともう一つの横ストラ
ップ、即ち、内側ストラップ88との間には、囲繞バンド
116が設けられている。この囲繞バンド116を設けること
により形成される隙間には、充填物118、120が充填され
ている。第９図の線14−14に沿う横断面図である第14図
に示される個所に来ると、Ｄ字形部材78における隔壁12
2が、ピッチシャフト92の一端を支持する支持体をなす
と共に、内側ピッチベアリング28（第２図）の着座部を
構成している。また、この辺りに内側横ストラップ88が
設けられており、この横ストラップ88と上側被覆体100
との間の隙間には充填物124が充填されている。

第15図は、内側ストラップ80が水平向きになっている
個所での横断面を示しているが、ここでは、中央補剛部
材84の部分は変わっていない。しかし、第16図に示した
個所に来ると、中央補剛部材84はなくなって、内側スト
ラップ80が水平向きのまま当接している。

ピッチシャフト92は、隔壁122から空間126（第９図）
への内方に延在している。ストラップ80の内壁132（第
９図）には孔130（第２図）が穿孔されていて、この孔1
32にフラッピング止め用係止部材94の一端が収容されて
いる。他方、係止部材94の他端は、第２図に示したピッ
チシャフト92に好ましくは螺着により係合してある。

３枚羽根翼用ローター装置 第18図と第19図とに示すように、３枚羽根翼用ロータ
ー装置210は、一般に、ローターハブ212、３つのピッチ
ハウジング14、３基のラグダンパーを含む翼折畳み機構
（図示していないが、第１図に示したのと同一構成）、
３枚のブレード18で構成されている。これもまた、第１
図に示したローター装置10と同様に、全関節羽根転翼型
である。

ローターハブ212も、ローターハブ12と同様に、主と
して複合材で構成されていると共に、製作方法も二通り
ある。ローター装置210を構成するコア234、236は、ピ
ッチ軸と同軸な軸B1、B2、B3が駆動軸、即ち、ローター
回転軸Ａ−Ａを中心として、第１図における90度の代わ
りに120度おきに互いに来るように湾曲している。一旦
コア234、236を組み立てた後、前述の実施例におけるス
トラップ38、40と同様に、ストラップ238、240を設ける
が、その際、コア234、236の形状に沿って湾曲するよう
にする。このストラップ238、240の取付け方としては、
前述の実施例について説明したように、これも二通りあ
る。殊に、交互積層させることにより設ける方法にあっ
ては、上側及び下側ブロックとしては板材で構成しても
良いが、何れにしても、組み立てたコア234、240により
定まる形状を有するものである。

負荷に抗する立場からみれば、４枚羽根回転翼用にし
ても、また、３枚羽根回転翼用にしても、本発明による
ローター装置は、フラップヒンジを形成するラグにおけ
るハブへの負荷に抗する点でユニークなものである。殊
に、４枚羽根回転翼用においては、ラグに作用する負荷
は反対側のラグへとストラプを介して伝達され、然る
後、反対側のブレードにより反作用させられる。従っ
て、遠心力によるブレードへの負荷がストラップにより
全面的に抑制される一方、ボルト群（第１変形例の場
合）ないしナットとワッシャー（第２変形例の場合）に
より揚力が伝達され、ボルト群（第２変形例の場合）な
いし、スプライン係合（第２変形例の場合）を介してト
ルクが伝達される。他方、３枚羽根回転翼用において
は、ストラップは遠心力によるブレードへの負荷とも反
作用するが、負荷作用は同一ストラップに集中すること
はない。むしろ、残りのストラップへも分散される。揚
力とトルクとは、４枚羽根回転翼用と同様に伝達され
る。

翼折畳み機構 第１図において、翼折畳み機構16は、エラストマー製
ラグダンパー126と、駆動モーター、ギャボックス128、
それに、ブレード18のハンティングヒンジ（lead lag h
inge）に取り付けたベルクランク130を含む連動リンク
機構とからなる。ギャボックス128とベルクランク134と
の間には連結ロッド132が延在しており、更に、ベルク
ランク134は前述のベルクランク130と連結ロッド136を
介して連結されている。第１図からみてブレード18を反
時計方向に折り畳むには、モーターを駆動させて連結ロ
ッド132を伸長させればよく、反対に時計方向に回動さ
せるには、連結ロッド132を引っ込ませれば良い。この
翼折畳み機構16は、モーターを含むギャボックス128、
ベルクランク130、連結ロッド132、ベルクランク134、
連結ロッド136からなる同一駆動装置で各ブレード18を
何れかの方向に折り畳むことができる。尚、ベルクラン
ク130のみ前述したように取り付けてあるが、その他の
駆動装置の構成部品はピッチハウジング14に装着してあ
る。

材料と硬化処理 前述したように、複合材は主としてローター装置に使
われている。ブレードとしても複合材料で製作するのが
好ましいが、これについては米国特許第4,095,322号と
同第4,316,701号に開示されており、そこで開示されて
いる複合材製ブレードを用いても差し支えない。

ローターハブ12に使われているコア34、36の複合材と
しては、エポキシ含浸Ｅ系ガラス繊維プレプレグ（BMS8
−79、クラスIII、GR1、Type 1581、Form（１））とす
るのが好ましい（尚、上記及び以後に用いる「BMS」か
ら始まる括弧書きは、本願出願人の材料規格と材料分類
番号を示す。）無端ループ状ストラップ38、40の複合材
としては、一方向Ｓ系ガラス繊維エポキシプレプレグ
（BMS8−164、クラスＡ、Type I−１）、エポキシ含浸
Ｅ系ガラス繊維プレプレグ（BMS8−79、クラスIII、GR
1、Type 1581、Form（１））、45゜バイアスプライのエ
ポキシ含浸プレプレグ（BMS8−164、クラスＡ、Type II
I）、および、T300/F−155一方向グラファイトエポキシ
プレプレグ（BMS8−168）がよい。実際に製作した各ス
トラップ38、40は、プライ厚0.009インチの1581クロス
（±45゜）２プライと、プライ厚0.0085インチの一方向
Ｓ系ガラス繊維１プライ、プライ厚0.0065インチの一方
向グラファイト３プライ、層厚0.017インチのＸ系プラ
イ（±45゜）単層の三種を18層に積層した積層体と、プ
ライ厚0.0085インチの一方向Ｓ系ガラス繊維10プライ
と、プライ厚0.009インチの1581クロス（±45゜）２プ
ライとからなり、全体として計104プライ、厚さ0.931イ
ンチであった。充填ブロック56としては、エポキシ含浸
Ｅ系ガラス繊維プレプレグ（BMS8−79、クラスIII、GR
1、Type 1581、Form（１））と45゜バイアスプライのエ
ポキシプレプレグ（BMS8−164、クラスＡ、Type III）
を材料とするのが好ましい。

ピッチハウジング14においては、ストラップ80の複合
材として、一方向予備含浸ガラス繊維（BMS8−164、ク
ラスＡ、Type I（250−Ｓ））と一方向クロスプライ予
備含浸ガラス繊維（BMS8−164、クラスＡ、Type II（25
0−Ｓ））を用いるのが望ましい。また、ストラップ82
の複合材としては、一方向予備含浸ガラス繊維（BMS8−
164、クラスＡ、Type I（250−Ｓ））が好ましく、中央
補剛部材84の複合材としては、一方向予備含浸ガラス繊
維（BMS8−164、クラスＡ、Type I（250−Ｓ））、一方
向クロスプライ予備含浸ガラス繊維（BMS8−164、クラ
スＡ、Type II（250−Ｓ））、それに、硬化処理後の密
度が立方フィート当たり23〜29ポンドとなる独立気泡型
ポリウレタンフォームが好ましい。更に、Ｄ字形部材
（支持部）78の複合材としては、一方向予備含浸ガラス
繊維（BMS8−164、クラスＡ、Type I（250−Ｓ））、一
方向クロスプライ予備含浸ガラス繊維（BMS8−164、ク
ラスＡ、Type II（250−Ｓ））、予備含浸ガラス繊維織
物（８−79、クラスIII、グループＩ、Type 1581）が好
ましい。充填物104、106、108、110をなす複合材として
は、一方向予備含浸ガラス繊維（BMS8−164、クラス
Ａ、Type I（250−Ｓ））が良い。これらの充填物は、
所定形状の成形型を用い、その型でプライを重ねること
により、所望の形状に仕上げることができる。

複合材よりなる構成部品の硬化処理は、温度が250
度、圧力が50〜100psiの下で3.5〜５時間に亙って行う
のが普通である。この硬化処理と施すと各構成部品は組
織化される、即ち、外部から作用する負荷に耐えられる
ようになる。本発明が適用されるローター装置では、エ
ラストマー製ベアリングを用いているので、注油装置は
不要である。また、複合材で構成部品を製作してあるの
で、耐久性が良く、軽量で、空力学的にも抗力の小さい
ローター装置を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による４枚羽根回転翼用ローター装置
の概略斜視図である。第２図は、第１図のローター装置
におけるフラップベアリングとハンティングベアリング
にエラストマー製ベアリングが用いられていることを示
す一部切欠き斜視図である。 第３図は、４枚羽根回転翼用ローター装置のハブの構成
部品の位置関係を説明するための斜視図である。 第４図は、第３（ｃ）図における線４−４に沿う拡大横
断面図である。 第５図は、第３（ｃ）図における線５−５に沿う拡大横
断面図である。 第６図は、ローターハブの変形例を示す一部切欠き斜視
図である。 第７図は、第６図のローターハブにおける交差個所の部
分拡大図である。 第８図は、本発明によるピッチハウジングの実施例の上
面図である。 第９図は、第８図に示したピッチハウジングの側面図で
ある。 第10図は、第９図における線10−10に沿う横断面図であ
る。 第11図は、第９図における線11−11に沿う横断面図であ
る。 第12図は、第９図における線12−12に沿う横断面図であ
る。 第13図は、第９図における線13−13に沿う横断面図であ
る。 第14図は、第９図における線14−14に沿う横断面図であ
る。 第15図は、第９図における線15−15に沿う横断面図であ
る。 第16図は、第９図における線16−16に沿う横断面図であ
る。 第17図は、ピッチハウジングに用いる外側ストラップの
拡大斜視図である。第18図は、本発明による３枚羽根回
転翼用ローター装置の概略斜視図である。 第19図は、第18図のローター装置を構成するローターハ
ブの概略斜視図である。 符号の説明 12……ローターハブ、14……ピッチハウジング 18……ブレード、28……ピッチベアリング 30……フラップベアリング、32……ハンティングベアリ
ング 34……コア、36……コア 212……ローターハブ、234……コア 236……コア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ア−ル・シユナイダ− アメリカ合衆国ペンシルバニア19083ヘ イバ−タウン・フエアモント・ロ−ド 505番 (72)発明者 リチヤ−ド・テイ・デロ−サ アメリカ合衆国ペンシルバニア19015ブ ルツクヘイブン・キヤミロツト・ドライ ブ505番 (56)参考文献 特開 昭63−27999（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−146498（ＪＰ，Ａ) 特公 昭39−2585（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハブ取付け手段を介してローター駆動シャ
   フトに連結されて、該ローター駆動シャフトと共に当該
   シャフトの長手方向を中心に回転されうる複数のラグ対
   を備えたローターハブと、前記ラグ対と等しい数のロー
   ターブレードと、該各ローターブレードを対応する前記
   ラグ対にてローターハブに取り付けて、前記ラグ対と共
   にフラップヒンジを形成する複数のブレード取付け手段
   とからなるヘリコプター用ローター装置において、前記
   ローターハブ（12）は、それぞれの両端に支承穴（34e;
   34f,36c;36d）を有し、複合材製の無端ループ状ストラ
   ップ（38,40）により外周面が囲繞された複数の板状コ
   ア（34,36）を備えており、該複数の板状コア（34,36）
   は、ローター駆動シャフトとローターハブ（12）との連
   結部近傍においてその中間部が交叉連結されており、前
   記各ラグ対を構成する各ラグ（12a;12b,12c;12d,12e;12
   f,12g;12h）が、前記複数の板状コアの互いに隣り合っ
   た一対の端部における前記支承穴（34e;34e,34f;34f,36
   c;36c,36d;36d）よって構成されていることを特徴とす
   るヘリコプター用ローター装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第（１）項に記載のもので
   あって、前記ハブ取付け手段がボルト群よりなることを
   特徴とするヘリコプター用ローター装置。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第（１）項と第（２）項の
   何れか一項に記載のものであって、前記ハブ取付け手段
   が、金属製板部材と複合材製板部材とが交互に積層さ
   れ、かつ、中心開口にスプライン係合部を有する積層ブ
   ロックよりなることを特徴とするヘリコプター用ロータ
   ー装置。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第（１）項から第（３）項
   の何れか一項に記載のものであって、前記ブレード取付
   け手段がそれぞれピッチハウジングよりなることを特徴
   とするヘリコプター用ローター装置。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第（３）項又は第（４）項
   に記載のものであって、前記ストラップは複数の層から
   なり、また、前記積層ブロックと前記ストラップとが交
   互に重なって複数の交叉部を形成していることを特徴と
   するヘリコプター用ローター装置。