JP2577170B2 - 回転翼航空機用ピッチリンク及びその自動調整装置 - Google Patents

回転翼航空機用ピッチリンク及びその自動調整装置

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JP2577170B2 JP4315389A JP31538992A JP2577170B2 JP 2577170 B2 JP2577170 B2 JP 2577170B2 JP 4315389 A JP4315389 A JP 4315389A JP 31538992 A JP31538992 A JP 31538992A JP 2577170 B2 JP2577170 B2 JP 2577170B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回転翼航空機（以下ヘ
リコプタと云う）のロータブレードのピッチ角を調整す
るためのピッチリンク及びその調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ヘリコプタのロータブレードのピッチ角
を調整する装置として、図１２に示す如く、ロータブレ
ード５５のハブへの取付け端部に固定され、ピッチ軸の
回りに回動自在にハブ６０に支持されたピッチハウジン
グ６１の、ピッチ軸から外れた端部から突設されたピッ
チホーン６２の先端部の点と、ロータの回転軸が貫通す
るスワッシュプレートの回転リング８上のこれに対応す
る点とに両端部に設けられた球面軸受を介してピッチリ
ンク６３を結合し、その長さを調整することによりロー
タブレード５５のピッチ角を調整するようにしたものが
知られている。
【０００３】図１３は、従来のピッチリンク６３の一例
の構成を示す図である。ピッチリンク６３は、図に示す
如く、一端に球面軸受６４を有し、他端に互いに逆方向
のねじ６５を有する１対のエンドリング６６を、バレル
棒６７の両端に夫々設けられた互いに逆方向のめねじに
螺合させて構成されており、ピッチリンクの長さ調整に
当っては、バレル棒６７を廻して両端の球面軸受間の長
さを微調整し、各エンドリング６６のねじ部６５に螺着
されているロックナット６８を締付けて夫々バレル棒６
７の端面に圧接させ、エンドリング６６がバレル棒に対
して廻らないように固定するのが普通である。
【０００４】さて、ヘリコプタの振動は、ロータの不釣
り合いに起因するもので、アンバランスが大きい場合、
乗客の乗り心地だけでなく、構造疲労の原因ともなる。
【０００５】従来のヘリコプタの振動低減は、飛行中に
ストロボトラッカでロータブレード先端の軌跡のずれを
測定するか、又は振動センサで振動レベルを計測し、そ
のデータに基づき、チャート又は解析器で割り出された
ピッチリンク調整量だけ、着陸後ロータ回転を停止し
て、手動でピッチリンクの長さを調節し、再度飛行し
て、振動レベルを確認してなされている。
【０００６】飛行条件の差異、ピッチリンク調整のバラ
ツキ等により振動レベルが要求値以下に低減するまでに
は通常５〜６回の飛行を要し、しかも不完全な調整に終
わることが多い。
【０００７】近年ヘリコプタの振動に対する要求は一段
と厳しくなって来ており、ヘリコプタの振動をいかに低
減するかは今後の重要な課題の一つとなっている。従来
の方法でこの要求を満たすためには、今以上に飛行回数
が多くなり、それでもピッチリンク調整のバラツキ等の
ため、その微調整には限界がある。
【０００８】ピッチリンク調整のバラツキはエンドリン
グとバレル棒のねじ結合により長さを調整するようにし
たピッチリンクの構造にも起因している。ねじ結合にお
いては、おねじとめねじの間にガタがあり、かつロック
ナットを締め付けて、各エンドリングを固定するとき、
締付けに伴うねじ面及びロックナット座面の摩擦力によ
り、エンドリングの固定位置が微量ながらずれるのでピ
ッチリンクの長さを精密に調整することが難しく、バラ
ツキが生じる。
【０００９】前述の如く振動レベルを要求値以下に低減
させるまでに、５〜６回の飛行を要し、しかも不完全な
調整に終わることが多いが、これには上記ピッチリンク
調整のバラツキも大きな要因の一つになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のヘリ
コプタのピッチリンク調整の上述の問題点にかんがみ、
ピッチリンク調整を飛行中に自動的に連続的に実施する
ことにより、任意の飛行条件に対して１回の飛行でピッ
チリンクの調整を完了することができるピッチリンクの
自動調整装置と、その自動調整に適した構成を有するピ
ッチリンクとを提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明のピッチリンクの１つの構成は、長さ及び剛性の等
しい４本の可撓ビームを端部で互いに固定結合して菱形
フレームを構成し、相対する１対の鋭角頂点部に上記球
面軸受を取付け、相対する１対の鈍角頂点部を左右ねじ
を有するターンバックルシャフトで螺合して連結したこ
とを特徴とする。
【００１２】本発明のピッチリンクの他の構成は、両端
部の球面軸受を夫々備えた両端のロッドエンドを結ぶ軸
線上に延設され、該軸線を軸心とするねじ機構により互
いに螺合する１対の軸部材を有し、その一方の軸部材は
一方のロッドエンドに上記軸線の回りに回動自在に結合
されるとともに、歯車減速機構を介して電動モータによ
り回転駆動可能とされ、他方の軸部材は他方のロッドエ
ンドに固定的に結合されていることを特徴とする。
【００１３】又、上記の課題を解決するための本発明に
よる自動調整装置は、航空機の機体振動を検知する振動
センサ、ロータ位相を検出する位相検出器、振動解析
器、ＦＭデータ送受信器及びピッチリンク長さ調整手段
を有し、航空機の飛行中に、機体に取付けられた振動セ
ンサ及び位相検出器により夫々検出された振動及びロー
タ位相の電気信号から各ピッチリンクの調整量を振動解
析器により算出し、電気信号に変換し、ＦＭデータ送受
信器を介してピッチリンク長さ調整手段を駆動しピッチ
リンクの長さを自動調整することを特徴とする。
【００１４】
【作用】上記の本発明のピッチリンクの前者の構成によ
り、ターンバックルシャフトを回転させることにより、
菱形フレームとして構成されたピッチリンクの横方向の
幅を変化させて軸線方向の長さを調整することができる
が、ターンバックルシャフトは菱形フレームの鈍角頂点
部に螺合させて連結され、ピッチリンクの軸線は菱形フ
レームの鋭角頂点部を結ぶ直線上にあるので、ターンバ
ックルシャフトの回転による菱形フレームの横方向長さ
の変化よりも軸線方向の長さの変化は小さくなり、ピッ
チリンク長さの微調整が容易になり、又、調整用モータ
のトルクを小さくすることができる。又、ターンバック
ルシャフトのねじを小さくすることができるので、ピッ
チリンク調整のバラツキが小さくなる。
【００１５】又、本発明のピッチリンクの後者の構成に
よれば、ピッチリンクの軸線上に延設され互いに螺合す
る軸部材の一方を歯車減速機構を介して電動モータによ
り回動させることにより、１対のロッドエンドの両端部
間の長さを調整することができる。上記の歯車減速機構
を遊星歯車とすることにより、作動を円滑にするととも
に歯車減速機構及び電動モータをピッチリンクの軸線上
に設けることが可能となる。又、上記１対の軸部材を直
接螺合させず、夫々のねじと螺合する２つのねじ部を有
する中間軸部材を介してねじ結合し、上記の２つのねじ
部のねじは螺旋方向が同一で、かつピッチが異なるもの
とすれば１回転につきピッチの差だけ移動するので微調
整が容易となる。
【００１６】又、上記のピッチリンク自動調整装置の構
成によれば、航空機の飛行中に連続的に、飛行条件に対
してピッチリンクを最適な長さに設定できるので、１回
の飛行でピッチリンク調整が完了し、振動レベルを著し
く低減させることができる。又、整備員の技倆や調整回
数によらず、均一な振動レベルを得ることができる。ピ
ッチリンクの調整を必要としない航空機運用中には、上
記の振動センサ、振動解析器、ＦＭデータ送受信器、ピ
ッチリンク長さ調整手段としてのモータ及びその制御器
及び回転数検出器を取外すようにすれば、これらの機器
は地上支援機材扱いとなり、高度の信頼性が要求され
ず、又、複数の航空機のピッチリンク調整に同じ一式の
機器を利用することができるので、コストを著しく低減
させることができる。
【００１７】本発明の上記以外の課題及びそれを解決す
るための手段は、以下に図面を参照して詳細に記述され
る実施例の説明により明らかにされるであろう。
【００１８】
【実施例】以下に、本発明の実施例を、図面に基づいて
詳細に説明する。
【００１９】＜第１実施例＞この実施例のピッチリンク
９は、図３の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、長
手方向の中央部に曲げ剛性の大きい補強部を有する同じ
長さと剛性を有する４本の可撓ビーム１１，１２，１
３，１４を端部で互いに連結固定して菱形フレームに構
成した複合材製の一体構造であり、１対の鋭角頂点部１
５及び１６に夫々球面ベアリング１９及び２０を設けて
長い方の対角線をピッチリンク主軸とし、相対する１対
の鈍角頂点部１７及び１８に、互いに逆方向のねじが切
られたナット２３，２４を埋込み、これらに左右ねじを
両端部に有するターンバックルシャフト２５の両端ねじ
部を螺合させて連結し、ターンバックルシャフト２５を
回転することにより、菱形フレームを変形させて、ピッ
チリンク９の長さを変化させるようにされている。
【００２０】ターンバックルシャフト２５にはウォーム
ホィール３３が固定的に取付けられており、ウォームホ
ィール３３に噛合せてウォーム３４が支持箱２６に両端
を回動自在に支持されて取付けられている。ウォームの
軸３５の一端にはスプラインが形成され、電動モータ３
６がウォーム軸３５にスプライン結合されている。モー
タ３６の回転数を検出するため、モータ軸には歯車列３
７を介して回転される回転数検知器３８が設けられてい
る。
【００２１】上記の構成により、電動モータ３６を駆動
し、ウォーム３４及びウォームホィール３３からなるウ
ォームギヤ機構を介してターンバックルシャフト２５が
回転されると、図６に示すように菱形フレームの短い方
の対角線が伸びたり、縮んだりし、これに伴って菱形フ
レームの長い方の対角線は縮んだり、伸びたりする。す
なわち、図６中に表示したように、菱形フレームとして
構成されたピッチリンクを横方向へ拡げると、ピッチリ
ンクの長さが短かくなる。その場合、菱形フレームの横
幅の半分をｂ、その変位量を△ｂとすれば、菱形フレー
ムの長さの半分ａの変位量△ａは
【００２２】
【数１】
【００２３】となり、菱形フレームのアスペクト比（従
横比）が大きくなる程、横幅の変化量に対するピッチリ
ンクの長さの変化量の比率は小さくなる。
【００２４】したがって、菱形フレームのアスペクト比
を大きくすることにより、ピッチリンクの長さを精密に
微調整することが可能となる。
【００２５】このピッチリンク９は、上述の如く、主軸
方向の荷重を支える部材が複合材製の一体構造であるた
め、主軸方向部材にガタがなく、また、上述の如くピッ
チリンクの長さ調整変化量がターンバックルシャフト２
５の回転による横幅変化量より小さいので、ターンバッ
クルシャフト２５に負荷される荷重はピッチリンク主軸
上の球面ベアリング１９及び２０に加わる荷重より小さ
くなり、ターンバックルシャフト２５のねじ径を小さく
することができる。これに伴って、ターンバックルシャ
フトの螺合部のガタも小さくなる。これらの相乗効果に
より、このピッチリンクは長さを正確に微調整すること
が可能であり、従来の試行錯誤の方法で調整を行なう場
合よりヘリコプタの振動低減のための飛行回数も少くて
済む。
【００２６】図３に示す実施例では、さらに、菱形頂点
部１５及び１６には、可撓ビーム１１，１３及び１２，
１４の結合部と前記支持箱２６とを夫々互いに摺動可能
に嵌合する支持棒２１，２７：２２，２８より成り、曲
げ剛性を有する支持構造で結合し、支持箱２６はスナッ
プリング３１，３２によりターンバックルシャフト２５
に位置決め保持されて、支持棒及び支持箱２６は主軸上
に一直線に支持されている。したがって、球面ベアリン
グ１９及び２０を通ってピッチリンク９に加わる圧縮荷
重に対する座屈強度は、支持棒２１，２２，２７及び２
８、支持箱２６による支えがない場合に比して、第７図
に破線で示すような座屈モードを呈し、この支えがない
場合の実線で示す座屈モードに比して大きくなる。また
４本の可撓ビーム１１，１２，１３，１４のうち、１本
が損傷しても残る可撓ビームと支持棒２１，２２，２
７，２８及び支持箱２６で荷重を支えることができ、可
撓ビーム１１，１２，１３，１４は複合材製で、冗長性
が高く、かつ飛行中の繰返し荷重による損傷の進展が遅
いので飛行の安全性が高い。
【００２７】上記の支持棒２１，２２と菱形フレーム及
び球面ベアリング１９の結合構造を、図８を参照して説
明する。球面ベアリング１９を有する上側の菱形フレー
ム頂点部１５は、支持棒２１が軸線上下方に延び外面が
凹曲面の芯材４０と球面ベアリング１９の上に複合材繊
維４１を積層し、その上に複合材繊維４３及び４４を巻
き付けて固定する。
【００２８】球面ベアリング２０を保持する部材が着脱
可能に装着された下側の菱形フレームの頂点部１６は、
中心にめねじ孔を有し、外面が凹曲面の芯材４２の上に
複合材繊維４１を積載し、その上に複合材繊維４７を巻
付けて補強し、外周面におねじを設けた部材の一端に球
面ベアリング２０を、反対端に支持棒２２を突設したロ
ッドエンド１０（図３参照）を芯材４２のねじ孔に螺着
し、ロックナット３９で固定する。
【００２９】又、主軸に直交する対角線上にある菱形フ
レームの頂点部１７及び１８は、内面がねじ、外面が凹
曲面の芯材４５の上に複合材繊維４１を積層し、その上
に複合材繊維４６を巻付けて補強する。
【００３０】菱形フレームの４つの頂点部１５，１６，
１７及び１８並びに球面ベアリング１９の接合部は上述
の如く複合材繊維で補強されているので、層間剥離を生
ずることがなく、損傷しにくゝ、強靱であり、また、ナ
ット２３及び２４の取付けも強固なものとなる。
【００３１】上記の１対の芯材４５及び支持箱２６の孔
を貫通して、図３に示すようにターンバックルシャフト
２５を、その中央がピッチリンク９の中心に位置するよ
うに保持するために、芯材４５及び支持箱２６の孔及び
ホィール３３の中心孔にターンバックルシャフト２５を
貫通させて所定の位置に支持した後ターンバックルシャ
フト２５の両端から内外両面にねじを切ったナット２３
及び２４を螺合させて、外側ねじを芯材４５の内面のね
じ穴にねじ込み接着固定し、ターンバックルシャフト両
端にロックナット２９を螺着し、その脱落を防止するた
めスナップリング３０をターンバックルシャフトにロッ
クナット２９の外側で取付ける。これによりピッチリン
ク９の菱形フレームが過度に横方向に拡げられたり縮め
られたりすることが制限され、過度の調整によるピッチ
リンクの損傷が防止される。又、ピッチリンクの長さ調
整時以外は、ロックナット２９をナット２３及び２４に
向って締付け固定することにより、飛行に対する安全性
を高くすることができる。
【００３２】なお、ターンバックルシャフト２５を支持
箱２６に対して位置決めするために支持箱の貫通孔の両
側でターンバックルシャフトにスナップリング３１，３
２を取付け、又、ウォームホィール３３をターンバック
ルシャフト２５に位置決め固定するため、ウォームホィ
ールの中心孔とターンバックルシャフトとをキー等によ
り固定する。
【００３３】前述の如く、ピッチリンク９の下端に設け
られたロッドエンド１０は、芯材４２の内面ねじに螺合
し、ロックナット３９で固定可能となっているので、あ
らかじめ設定されたターンバックルシャフト２５の回転
によるピッチリンク長さ調整範囲、例えば飛行安全に影
響を及ぼさないロッドエンドのねじ２山以下の長さを越
えて、ピッチリンクの長さを調整する必要がある場合
は、半回転を最小単位として、ロッドエンド１０を回転
させて粗く調整し、その後ターンバックルシャフト２５
を回転させて精密に調整する。
【００３４】ロッドエンド１０は、ねじ結合であり、回
転できるので、上下の球面ベアリング１９及び２０の取
付角度を適正に位置決めできるとともに、容易に交換す
ることが可能であるから、ロッドエンド１０を球面ベア
リングの摩耗損傷の激しい側に位置させることにより、
運用性が向上する。
【００３５】以上説明した実施例の如く、電動モータ等
遠隔制御が可能な駆動手段により長さの調整が可能なピ
ッチリンクを使用しそのピッチリンクの長さを自動調整
するための自動調整装置の一例を次に説明する。
【００３６】この自動調整装置は、航空機の機体振動を
検知する振動センサ、ロータ位相を検出する位相検出
器、振動解析器、ＦＭデータ送受信器、ピッチリンク長
さ調整手段を主要構成要素としている。
【００３７】図１及び図２に示すようにヘリコプタの機
体内に振動センサ１を取り付け、スワッシュプレートの
静止リング２に位相検出器３を取り付け、それぞれで検
出した振動及びロータ位相の電気信号から各ピッチリン
ク９の調整量を算出する振動解析器４をヘリコプタの機
体内に置き、ＦＭデータ送信器５をスワッシュプレート
の静止リング２に取り付ける。ＦＭデータ受信器６及び
ＦＭデータ受信器６から電気信号を受けてその電気信号
に応じた量だけ電動モータ３６を駆動する自動制御回路
を有するモータ制御器７をスワッシュプレートの回転リ
ング８に取り付ける。
【００３８】図４に示すように振動センサ１、位相検出
器３及びＦＭデータ送信器５をそれぞれ振動解析器４に
電気的に接続し、またＦＭデータ受信器６、電動モータ
３６及び回転数検出器３８をそれぞれモータ制御器７に
電気的に接続する。
【００３９】振動センサ１及び位相検出器３で検出した
電気信号から各ピッチリンクの調整量を振動解析器４に
より算出し、それを電気信号に変換してＦＭデータ送信
器５に送り、ＦＭデータ送信器５でＦＭ電波に変換す
る。このＦＭ電波をＦＭデータ受信器６で受け、再度電
気信号に変換してモータ制御器７に入力する。回転数検
出器３８及びモータ制御器７で構成する自動制御回路に
より入力信号に応じた量だけ電動モータ３６を駆動し、
例えば図３に示すピッチリンク９のターンバックルシャ
フト２５を回転させ、ピッチリンク９の長さを自動的
に、かつ精密に調節する。
【００４０】ヘリコプタの上下方向振動は、特にロータ
ブレード５５の揚力の不釣り合いに起因しており、ピッ
チリンク９の長さを調節することにより増減されるの
で、振動センサ１及び位相検出器３で検出した機体振動
の波形及びその位相から最も大きく影響を及ぼしている
ロータブレードを割り出し、そのロータブレードのピッ
チリンクの長さを本発明の自動調整装置を使用して少量
づつ伸縮させて、対応する振動レベルを振動センサ１で
検出し、それらのデータから図５に示すように最も振動
レベルが小さくなるピッチリンクの長さを振動解析器で
算出して、その長さに調節する。他のすべてのピッチリ
ンクについても同様に振動レベルが最も小さくなるピッ
チリンクの長さを算出して、ピッチリンクの長さを調節
する。これを数回繰り返して、機体振動を低減させる。
これに必要な調整ステップ等の制御則を振動解析器に記
憶させておいて、この制御則により最も機体振動が小さ
くなるように飛行中にそれぞれのピッチリンクの長さを
自動的に調節する。
【００４１】本発明の調整装置により飛行中にピッチリ
ンク９の長さが調節でき、しかも事前に設定した制御則
に従って自動制御で連続的にピッチリンク９の長さを調
節できるので、任意の飛行条件に対してピッチリンクを
最適な長さに調節して、振動レベルを著しく低下するこ
とができる。すなわち１回の飛行の中でピッチリンクが
最適な長さにまで自動的に微調整されるので、整備員の
技倆の差に影響されず、かつ均一な振動レベルが得られ
ると共に大巾なコスト低減及びスケジュールの短縮を実
現できる。
【００４２】＜第２実施例＞図９に示すように、ピッチ
リンク９のウォーム軸３５のスプライン４８にスプライ
ン結合により連結している電動モータ３６及び１対の歯
車３７を介して電動モータ３６の軸に連結している回転
数検出器３８を一体化してモジュールユニットとし、振
動調整完了後、電動モータ３６、歯車３７及び回転数検
出器３８から成るモジュールユニット５０をスプライン
４９で外し、代わりにウォーム軸３５のスプライン４８
に嵌合するスプライン４９を有する蓋５１を取り付け
る。これにより、ウォーム３４の回転が固定され、ピッ
チリンクの長さは完全にロックされ、飛行の安全性が向
上する。
【００４３】機能部品である電動モータ３６及び回転数
検出器３８は、ピッチリンクの長さ調整を要するときに
のみピッチリンク９に取り付け、それ以外の通常の運用
時には取り外されるので、航空機装備品に要求される高
度の信頼性要求は適用されず、地上支援機材扱いとな
り、システム開発コストが小さく、かつ開発期間が短か
くて済む。また上記に伴ってピッチリンク自動調整装置
の機能部品である振動センサ１、振動解析器４、ＦＭデ
ータ送受信器５，６及びモータ制御器７も振動調整を必
要としない通常の運用時には取り外されるので、同様に
高度の信頼性が要求されず、地上支援機材扱いになるこ
とから、複数の機体を運用している場合も、本調整装置
は一式で良いので、さらにコストが低減する。
【００４４】＜第３実施例＞ピッチリンクを菱形フレー
ムとして構成し、その横方向の対角線をターンバックル
シャフトにより伸縮させてピッチリンクの長さを調整す
るようにしたピッチリンクは、自動調整装置だけでな
く、従来の試行錯誤による手動調整のピッチリンクにも
利用可能であり、小さな力でバラツキの小さい手動によ
る調整を行なうことができる。これに適したピッチリン
クの構成例を第３実施例、第４実施例として以下に説明
する。
【００４５】図１０に示す第３実施例では、ターンバッ
クルシャフト２５にホィール３３を取り付け、このホィ
ール３３を噛み合わせて、スプラインを有するウォーム
軸３５にウォーム３４を取り付けて固定し、かつウォー
ム軸３５のスプラインに嵌合するスプライン４９を有す
る蓋５１が支持箱２６に着脱可能に固定されている。ピ
ッチリンクの長さ調整は、蓋５１を取り外し、ウォーム
軸３５のスプラインに嵌合するスプライン４９を有する
ハンドル５２を取り付けて手で回転させ、ウォーム３４
及びホィール３３で構成されるウォームギヤ減速機構を
介してターンバックルシャフト２５を駆動して行う。
【００４６】調整完了後は、ハンドル５２を取り外し、
ウォーム軸３５のスプラインにスプライン結合させて蓋
５１を支持箱２６に再び取り付けて固定する。
【００４７】上記のウォーム３４及びホィール３３で構
成されるウォームギヤ減速機構により、小さな力でピッ
チリンクの精密な調整が可能であり、かつターンバック
ルシャフト２５の自転が防止され、調整完了後は、蓋５
１を取り付けることによって、ウォーム３４の回転が固
定され、完全なロック機構が形成されるので、飛行の安
全性が高い。
【００４８】＜第４実施例＞ 図１１に示すようにこの実施例では、ターンバックルシ
ャフトの回転にウォームギヤ減速機構を用いずターンバ
ックルシャフト２５の両端に六角穴５３が設けられてお
り、ピッチリンク長さ調整時には、ロックナット２９を
スナップリング３０に接するまでゆるめ、ターンバック
ルシャフト２５の両端の六角穴５３に六角レンチ５４を
嵌合させて、六角レンチ５４にてターンバックルシャフ
ト２５を必要量だけ回転してピッチリンク長さを調節す
る。調節完了後、ロックナット２９を再度締め付けて固
定する。
【００４９】＜第５実施例＞次に、航空機の振動レベル
をさらに低減させることのできるピッチリンク長さの自
動調整の例を第５の実施例として説明する。ホバリング
及び高速飛行時のピッチリンク調整量からロータブレー
ド５５のトリムタブ５６（図１参照）の調整量を算出
し、トリムタブ５６の角度を調整して、ピッチリンク９
の長さを再度調節することにより振動レベルをさらに低
減させる。
【００５０】次に、ピッチリンク両端部のロッドエンド
を結ぶ軸線上に延設され、この軸受を軸心とするねじ機
構により互いに螺合する１対の軸部材を有し、その一方
の軸部材を電動モータにより歯車減速機構を介して回転
駆動させることにより、ピッチリンクの長さを調整する
ようにした構成を有する３つの実施例を第６、第７、第
８実施例として説明する。
【００５１】＜第６実施例＞図１４は第６実施例の構成
を示す図である。この実施例のピッチリンクは、図１４
に示すように、内面にスプラインを有するガイドチュー
ブ（外筒）７４のスプライン７３に、チューブの両端部
内面に夫々めねじ及び下端部外周面にスプライン７３を
有するナットチューブ（内筒）７２をスプライン結合さ
せ、ナットチューブ７２の下端部のめねじ７６に、外周
におねじ７６を有し、歯車７８を結合させたジャッキス
クリュー７５のおねじ７６を螺合し、歯車７８に歯車減
速機構７９を介して回転数検出器付き電動モータ８０を
連結し、ナットチューブ７２の他方のめねじ８４にロッ
ドエンド７０を螺合してロックナット７１で固定する。
ボールベアリング７７及び８１にてジャッキスクリュー
７５をガイドチューブ７４及びサポート８２に回転自在
に支持し、サポート８２にロッドエンド８３を結合す
る。
【００５２】電動モータ８０を駆動し、歯車減速機構７
９を介して、ジャッキスクリュー７５を回転させ、ナッ
トチューブ７２を主軸方向に直動させて、ピッチリンク
の長さを伸縮させる。
【００５３】＜第７実施例＞図１５に示すようにチュー
ブ両端部内面に夫々めねじ７６及び８４を有し、下端部
外周面にスプライン７３を有するナットチューブ（内
筒）７２を、内面にスプラインを有する筒状ガイドチュ
ーブ７４にスプライン７３で嵌合する。
【００５４】外周におねじ７６を有し、遊星歯車減速機
構８５のキャリヤ８６を固定したジャッキスクリュー７
５のおねじ７６をナットチューブ７２の下端部のめねじ
７６に螺合する。
【００５５】遊星歯車減速機構８５を介して回転数検出
器付き電動モータ８０を主軸上に同軸に連結する。
【００５６】ナットチューブ７２の他方のめねじ８４に
ロッドエンド７０を螺合させてロックナット７１で固定
する。ボールベアリング７７及び８１で支持し、ガイド
チューブ７４、リングギヤ８６、電動モータ８８及びロ
ッドエンド８３を積み重ねて固定する。
【００５７】電動モータ８８を駆動し、遊星歯車減速機
構８５を介して、ジャッキスクリュー７５を回転させ、
ナットチューブ７２を主軸方向に直動させて、ピッチリ
ンクの長さを伸縮させる。
【００５８】＜第８実施例＞外周面及び内面に夫々螺旋
方向が同一で、かつピッチの異なる２組のねじ９３及び
９１を有し、片方の端部内面にスプライン９５を有する
ナットチューブ９２を、内面にめねじ９３を有するサポ
ートチューブ９４に螺合する。
【００５９】一端にスプライン９５を有する遊星歯車減
速機構９７のキャリヤ９８をナットチューブ９２のスプ
ライン９５に嵌合させ、遊星歯車減速機構９７を介して
電動モータ９９を連結する。ボールベアリング１０３を
介してキャリヤ９８をサポートチューブ９４に支持す
る。
【００６０】軸部外周面におねじ９１を有し、かつ先端
部内周面にスプライン９６を有するロッドエンド９０を
ナットチューブ９２のめねじ９１に螺合する。
【００６１】片方の先端外周面にスプライン９６を有
し、かつ他端にフランジを有するシャフト１００をロッ
ドエンド１０１に固定し、キャリヤ９８の中心を貫通し
て、スプライン９６を嵌合させ、ロッドエンド９０が回
転しないように支える。
【００６２】サポートチューブ９４、遊星歯車減速機構
のリングギヤ１０２、電動モータ９９及びロッドエンド
１０１を積み重ねて固定する。
【００６３】電動モータ９９を駆動し、遊星歯車減速機
構を介してキャリヤ９８を回転させ、スプライン９５で
連結しているナットチューブ９２を回転させる。
【００６４】サポートチューブ９４とロッドエンド９０
との間は、シャフト１００を介してスプライン９６で回
転が拘束されており、ナットチューブ９２とサポートチ
ューブ９４はねじ９３で螺合しているので、ナットチュ
ーブ９２を回転させると、主軸上を直動し、さらにナッ
トチューブ９２は、ロッドエンド９０とねじ９１で螺合
しているのでロッドエンド９０は、ナットチューブ９２
に対してねじ９１の進み角分直動する。
【００６５】ねじ９３とねじ９１は、螺旋方向が同一で
あるので、ナットチューブ９２がサポートチューブ９４
より突出する方向にナットチューブ９２を回転させる
と、ねじ９１によりロッドエンド９０は、ナットチュー
ブ９２の中へ引き込まれる方向に直動する。
【００６６】２組のねじ９３と９１は螺旋方向は同じで
あるがピッチが異なっているので、ナットチューブ１回
転当りの動きの合計は２組のねじ９３と９１のピッチ差
分である。すなわちナットチューブ９２を回転させる
と、その１回転につき、ねじ９３とねじ９１のピッチ差
分だけピッチリンクの長さが伸縮する。
【００６７】従ってねじ９３とねじ９１のピッチの差を
小さくすれば、ピッチリンクの長さをより微量に調節す
ることができる。
【００６８】大型ヘリコプタのピッチリンク荷重は大き
く、かつピッチリンクのガタが機体振動に及ぼす影響の
度合は、小型ヘリコプタよりも小さい。
【００６９】すなわち大型ヘリコプタの自動調整のため
のピッチリンクは、歯車減速機構を使用して駆動力を増
幅した第６〜８の実施例が適している。
【００７０】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ピッチ
リンクは４本の可撓ビームを端部で互いに固定結合して
菱形フレームとして構成されているのでガタがなく、対
向する１対の鋭角頂点を結ぶ対角線をピッチリンクの軸
とし、ターンバックルシャフトで、横方向の対角線長さ
を伸縮させることによりピッチリンク長さを調整するよ
うにしたので微調整が可能である。
【００７１】請求項２の発明によれば、ピッチリンクを
構成する菱形フレームの１対の鋭角頂点を曲げ剛性を有
し伸縮自在な棒状支持部材で連結したので、ピッチリン
クの圧縮荷重に対する座屈強度が高く、可撓ビームの１
本が損傷しても残る可撓ビームとこの支持部材とで荷重
を支持することができ、飛行の安全性が高い。
【００７２】請求項３，４の発明によればピッチリンク
は複合材製であり、一体的に構成されているので、飛行
中の繰返し荷重による損傷の進展が遅く、冗長性が高い
ので、飛行の安全性が高い。
【００７３】請求項５及び９の発明によれば、少くとも
一方の球面軸受は菱形フレームに螺着されているので、
これを回すことによりピッチリンク長さの粗調整が可能
であり、菱形を変形させることによる調整量を少くする
ことができ、過度の変形によるピッチリンクの損傷を防
止することができる。
【００７４】請求項６の発明によればピッチリンク長さ
を調整するターンバックルシャフトはウォームギヤ減速
機構を介して回転されるので、ターンバックルシャフト
が自りでに回転することはなく、又小さな力で精密に調
整することができる。
【００７５】請求項８の発明によれば、振動調整完了
後、電動モータを取外しウォーム軸端のスプラインに嵌
合するスプラインが固定された蓋を取付けることによ
り、ウォーム軸は確実にロックされ安全性が増す。
【００７６】請求項１０、１１及び１２の発明によれば
荷重の大きい大型ヘリコプタのピッチリンクの自動調整
を円滑に行なうことができる。
【００７７】請求項１３の発明によれば、飛行中にピッ
チリンク長さの調整を自動制御により連続的に行なうこ
とができるので、任意の飛行条件に対してピッチリンク
を最適の長さに、１回の飛行で設定でき、大幅なコスト
低減とスケジュールの短縮を実現することができる。
【００７８】請求項７及び１４の発明によれば、振動調
整完了後、電動モータ、回転数検出器、振動センサ、振
動解析器、ＦＭ送受信器等の機能部材は、ピッチリンク
及び航空機から取外されるので、これらの部品は地上支
援機材扱いとなり、航空機装備品に要求される高度の信
頼性は要求されないことから、システム開発のコスト及
び所要期間を大幅に減縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２とともに本発明のピッチリンク自動調整装
置システム構成を示す斜視図である。
【図２】図１中のIIの部分を拡大して示し、図１ととも
に本発明のピッチリンク自動調整装置システム構成を示
す斜視図である。
【図３】本発明のピッチリンクの第１実施例の構成を示
す、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は一部断面を示す側面
図、（ｃ）は横断面図である。
【図４】本発明のピッチリンク自動調整装置の制御ブロ
ック図である。
【図５】ピッチリンク長さの相対差と機体振動レベルと
の相関を示す曲線図である。
【図６】本発明のピッチリンク調整の原理を説明する説
明図である。
【図７】本発明のピッチリンクの軸線に沿った支えがあ
る場合とない場合の座屈モードを対比して示す説明図で
ある。
【図８】本発明のピッチリンクの複合材積層状態を示す
（ａ）は縦断面図、（ｂ）は側面図である。
【図９】本発明のピッチリンクの第２実施例を説明する
説明図である。
【図１０】本発明のピッチリンクの第３実施例の（ａ）
は縦断面図、（ｂ）は一部断面を含む側面図、（ｃ）は
横断面図である。
【図１１】本発明のピッチリンクの第４実施例の（ａ）
は縦断面図、（ｂ）は一部断面を含む側面図、（ｃ）は
横断面図である。
【図１２】ピッチリンクの取付け方を説明する斜視図で
ある。
【図１３】従来のピッチリンクの一例の構成を示す一部
断面を示す正面図である。
【図１４】本発明のピッチリンクの第６実施例の縦断面
図である。
【図１５】本発明のピッチリンクの第７実施例の縦断面
図である。
【図１６】本発明のピッチリンクの第８実施例の縦断面
図である。
【符号の説明】
１ 振動センサ ２ スワッシュプレート静止リング ３ 位相検出器 ４ 振動解析器 ５ ＦＭデータ送信器 ６ ＦＭデータ受信器 ７ モータ制御器 ８ スワッシュプレート回転リング ９ ピッチリンク １０ ロッドエンド １１，１２，１３，１４ 可撓ビーム １５，１６，１７，１８ 菱形頂点部 １９，２０ 球面ベアリング ２１，２２，２７，２８ 支持棒 ２３，２４ ナット ２５ ターンバックルシャフト ２６ 支持箱 ２９ ロックナット ３０，３１，３２ スナップリング ３３ ウォームホィール ３４ ウォーム ３５ ウォームの軸 ３６ 電動モータ ３７ 歯車 ３８ 回転数検出器 ４０，４２，４５ 芯材 ４１，４３，４４，４６，４７ 複合材繊維 ４８，４９ スプライン ５０ モジュールユニット ５１ 蓋 ５２ ハンドル ５３ 六角孔 ５４ 六角レンチ６４， ６９ 球面ベアリング ７０，８３，９０，１０１ ロッドエンド ７２ ナットチューブ（軸部材） ７５ ジャッキスクリュー（軸部材） ７９ 歯車減速機構 ８５ 遊星歯車減速機構 ８０，８８ 電動モータ ９２ ナットチューブ（中間軸部材）
フロントページの続き (56)参考文献 米国特許4498842（ＵＳ，Ａ) 国際公開91／5697（ＷＯ，Ａ)

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転翼航空機の回転翼ブレードのハブへ
    の取付端部のピッチ軸から外れた一点と、スワッシュプ
    レートの回転リング上の一点とに両端部に設けた球面軸
    受を介して結合され、長さを調整することによりブレー
    ドのピッチ角を調整するピッチリンクにおいて、 長さ及び剛性の等しい４本の可撓ビームを端部で互いに
    固定結合して菱形フレームを構成し、相対する１対の鋭
    角頂点部に上記球面軸受を取付け、相対する１対の鈍角
    頂点部を左右ねじを有するターンバックルシャフトで螺
    合して連結したことを特徴とするピッチリンク。
  2. 【請求項２】 上下の球面軸受と上記のターンバックル
    シャフトとがピッチリンクの軸線方向に互いに摺動可能
    な部材を結合して成り曲げ剛性を有する棒状支持部材で
    結合されていることを特徴とする請求項１に記載のピッ
    チリンク。
  3. 【請求項３】 ピッチリンクが複合材で作られているこ
    とを特徴とする請求項１に記載のピッチリンク。
  4. 【請求項４】 上記２つの球面軸受の一方が複合材繊維
    を巻き付けて菱形フレームに固定されていることを特徴
    とする請求項１に記載のピッチリンク。
  5. 【請求項５】 上記２つの球面軸受の少くとも一方を保
    持する部材は内面にめねじが切られ、外面に複合材繊維
    を積層し、その上に複合材繊維を巻付けて補強されてい
    る臼形芯材の上記のめねじに着脱可能に螺合されている
    ことを特徴とする請求項１に記載のピッチリンク。
  6. 【請求項６】 上記のターンバックルシャフトの伝動手
    段としてウォームギヤ減速機構が設けられていることを
    特徴とする請求項１に記載のピッチリンク。
  7. 【請求項７】 上記のターンバックルシャフトを回転駆
    動させる電動モータが前記のウォームギヤ減速機構のウ
    ォーム軸に着脱自在にスプライン結合されることを特徴
    とする請求項６に記載のピッチリンク。
  8. 【請求項８】 上記の電動モータを取外した場合、代り
    にウォーム軸のスプラインに嵌合するスプラインを有す
    る蓋を取付けてウォームの回転を固定するようにしたこ
    とを特徴とする請求項７に記載のピッチリンク。
  9. 【請求項９】 上記のターンバックルシャフトによるピ
    ッチリンク長さ調整量の最大値がピッチリンク下端に設
    けられた球面軸受螺着ねじ２山分以下で、これを越える
    調整は、ピッチリンク下端の球面軸受を回転させて行な
    うことを特徴とする請求項５に記載のピッチリンク。
  10. 【請求項１０】 回転翼航空機の回転翼ブレードのハブ
    への取付端部のピッチ軸から外れた一点と、スワッシュ
    プレートの回転リング上の一点とに両端部に設けた球面
    軸受を介して結合され、長さを調整することによりブレ
    ードのピッチ角を調整するピッチリンクにおいて、 上記両端部の球面軸受を夫々備えた両端のロッドエンド
    を結ぶ軸線上に延設され、該軸線を軸心とするねじ機構
    により互いに螺合する１対の軸部材を有し、その一方の
    軸部材は一方のロッドエンドに上記軸線の回りに回動自
    在に結合されるとともに、歯車減速機構を介して電動モ
    ータにより回転駆動可能とされ、他方の軸部材は他方の
    ロッドエンドに固定的に結合されていることを特徴とす
    るピッチリンク。
  11. 【請求項１１】 上記の歯車減速機構が遊星歯車である
    ことを特徴とする請求項１０に記載のピッチリンク。
  12. 【請求項１２】 上記の１対の軸部材は直接的には互い
    に螺合せず、夫々のねじと螺合する２つのねじ部を有す
    る中間軸部材を介してねじ結合され、上記の２つのねじ
    部のねじは螺旋方向が同一で、かつピッチが異なること
    を特徴とする請求項１０に記載のピッチリンク。
  13. 【請求項１３】 回転翼航空機の回転翼ブレードのハブ
    への取付端部のピッチ軸から外れた一点と、スワッシュ
    プレートの回転リング上の一点とに両端部に設けられた
    球面軸受を介して結合されたピッチリンクの長さを調整
    することによりブレードのピッチ角を調整するようにし
    たピッチリンク長さ自動調整装置において、 該自動調整装置は、航空機の機体振動を検知する振動セ
    ンサ、ロータ位相を検出する位相検出器、振動解析器、
    ＦＭデータ送受信器及びピッチリンク長さ調整手段を有
    し、 航空機の飛行中に、機体に取付けられた振動センサ及び
    位相検出器により夫々検出された振動及びロータ位相の
    電気信号から各ピッチリンクの調整量を振動解析器によ
    り算出し、電気信号に変換し、ＦＭデータ送受信器を介
    してピッチリンク長さ調整手段を駆動しピッチリンクの
    長さを自動調整することを特徴とするピッチリンク調整
    装置。
  14. 【請求項１４】 ピッチリンクの調整を必要としない航
    空機運用中には、上記の振動センサ、振動解析器、ＦＭ
    データ送受信器、ピッチリンク長さ調整手段としてのモ
    ータ及びその制御器及び回転検出器を取外すことを特徴
    とする請求項１３に記載のピッチリンク調整装置。
  15. 【請求項１５】 ホバリング及び高速飛行時のピッチリ
    ンク調整量からトリムタブの調整量を算出することを特
    徴とする請求項１３に記載のピッチリンク調整装置。
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