JP2772410B2 - ヘリコプタの能動防振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転翼機、すなわちヘ
リコプタの振動減衰機構に係り、特に全備重量が５トン
以下の中、小型ヘリコプタを対象とした能動防振装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘリコプタは、メイン・ローター・ブレ
ードに作用する周期的加振力により、飛行中常に振動し
つつ飛行している。この周波数は、ローターの回転周波
数とブレード枚数の積に等しく、約２０Ｈｚ〜３０Ｈｚ
である。この周波数は、人間にとって最も敏感に感じる
ものであり、乗員の疲労の原因となっている。また、こ
の周波数は、機体構造の疲労破壊や、搭載機器の信頼性
低下の原因でもある。このため、従来から種々の防振シ
ステムが提案されて来たが、完全なものはなく、大型旅
客機に比較するとその振動レベルは、はるかに大であ
る。

【０００３】従来の防振技術は、大別すると受動型と能
動型に分けることができる。受動型は、ロータ・ハブや
胴体に、振り子とバネから成る動吸振機を各所に取付
け、振動レベルを下げるものであるが、吸振周波数が一
定であるため、ローターの回転数変化に弱い。又、振り
子の揺動軸に取付けられるベアリングの摩擦ダンピング
のため、吸振能力に限界があった。能動型は、機体振動
を機体に取付けた加速度センサーにより検知し、その信
号を制御コンピュータで処理し、前記機体振動を減少す
る方向の加振信号を作り出し、この加振信号により電気
油圧アクチュエータを作動し、機体構造に加振力を加え
て機体振動を打ち消すようにして防振するものである。
このような能動型防振システムは、最近、自動車や船、
高層ビルなどに用いられているものであり、その原理は
ほぼ共通するものであるが、真に有効なものとするに
は、個々の適用場合において工夫が必要である。

【０００４】ヘリコプタにおいては、従来次のような２
件の特許がある。

【０００５】１）米国特許第３，４７７，６６５号 電気油圧アクチュエータは、機体とローターを固定する
部材（これは通常ギヤボックスである）の間を直結する
か、又は揚力や操縦力を伝達可能な弾性部材（バネ）と
平行に挿入されている。電気油圧アクチュエータは、ロ
ーター・システムとギヤボックスを加振することによ
り、ローターからの振動を打ち消すだけの慣性力を発生
させるものである。この方式は、能動防振システムの原
理を広くカバーするものであるが、機体のあらゆる部分
の振動を軽減することはできない。例えば、機体の上下
方向の振動は、ギヤボックスを上下に加振することによ
って軽減できるが、左右方向の振動は、ギヤボックスを
上下に加振しても軽減できない。この方式は、基本的に
１個の加速度計に対し、１本の電気油圧アクチュエータ
を作動させる１点方式として知られている。又、実施例
に示されるように、ギヤボックスを機体に直結し、その
上で電気油圧アクチュエータで加振してもギヤボックス
の揺動を大きくとることはできない。このため、慣性力
は小さくなり、その効果は非常に限られたものとなり、
有効な防振効果を発揮させることは、困難であった。し
たがってこの特許は、能動型防振装置の原理的配置のみ
を提示したにすぎず、より効果的に使用するという点に
ついては何も示されてはいない。

【０００６】２）米国特許第４，８１９，１８２号 機体に複数の加速度計を配置し、機体の振動モードを計
測する。この振動モードを打ち消すように複数（４本以
上）の電気油圧アクチュエータを、ギヤボックスと機体
の間に挿入し加振するもので、マルチシステムとして知
られている。複数である理由は、電気油圧アクチュエー
タが１本又は２本であれば、揺動可能に支持されたギヤ
ボックスは機体に比べて相対的に質量が小さいため、ギ
ヤボックスの方を加振することになり、原理的に前に述
べた米国特許第３，４７７，６６５号と同じになる。４
本以上の電気油圧アクチュエータによりギヤボックスを
機体に取付けた場合、各電気油圧アクチュエータの加振
力の位相をずらせることにより、ギヤボックスは剛で空
間的に静止形態とし、機体側に曲げや捩りの変形を与え
ることが可能である。これは、ローターから伝達される
加振力による振動モードとは異なった振動モードを発生
し、大型機のような多くの振動モードを打ち消すのに有
効なシステムである。したがって、原理的に本方式は、
少なくとも４本の電気油圧アクチュエータを必要とす
る。 この方式は、機体全体のあらゆる方向の振動を軽
減する上で有用なものであるが、多数の加速度計、大型
コンピュータ、多数の電気油圧アクチュエータを必要と
する点で非常に複雑、高価であり、小型ヘリコプタ等へ
の適用はあきらめざるを得ない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】能動防振は、加速度
計、コンピュータ、電気油圧アクチュエータ等を必要と
するので、基本的に高価で複雑なシステムである。大型
機では、複数本の電気油圧アクチュエータを使用して
も、機体そのものが高価であるから問題とはならず、有
用なものである。一方、小型ヘリコプタは、その反対
で、能動防振システムを適用することは経済的な意味で
困難である。

【０００８】そこで本発明は、防振性能が高く、小型、
軽量で安価な能動防振システムを提供し、小型ヘリコプ
タへも適用しようとするものである。より具体的な課題
としては、電気油圧アクチュエータによる加振効率の向
上である。少数の小型の電気油圧アクチュエータで、小
さいパワーで加振しても十分に有効な防振能力を生み出
すことができるような、電気油圧アクチュエータのギヤ
ボックスへの取り付け手段を提供するものである。

【０００９】すなわち、小型ヘリコプタにおいては、大
型機に比べて胴体の剛性が比較的高く、このため、固有
振動数も比較的高く、振動モードも単純である。ロータ
ーから生ずる空気力は、Ｘ、Ｙ．Ｚ方向の加振力とＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りのモーメント加振力の合計６種類と
なるが、これに対応する胴体側の振動モードは、ロータ
ーの加振周波数がほぼ一定であるので、小型ヘリコプタ
では、ほぼ縦方向１個、横方向１個の振動モードに限定
することが可能である。つまり、能動加振は、縦方向、
横方向についてそれぞれ１個の振動モードに対して行う
ことで、対応できる。

【００１０】たとえば、縦方向については、Ｘ方向また
はＺ方向加振力、またはＹ軸回りのモーメント加振力で
も加振されるが、いずれの場合でも胴体の振動モードは
周波数さえ同じなら、ほぼ同一である。したがって、縦
方向については、１本の電気油圧アクチュエータにより
加振すれば、上記のどの方向の加振力でも同様に防振で
きる。同様に横方向についても１本の電気油圧アクチュ
エータで済む。これは原理的には前記米国特許第３，４
７７，６６５号の発展である。米国特許第４，８１９，
１８２号のごとく多数の電気油圧アクチュエータを使用
する方式は小型ヘリコプタには不必要である。

【００１１】ところで、本発明者らの研究結果によれ
ば、ギヤボックスをリンクで機体と結合する場合、リン
ク配置を変更しても、機体の振動モードは変化しないの
に、電気油圧アクチュエータの配置やバネの剛性を変更
すれば、その効果は大幅に変化することを知見した。特
に、電気油圧アクチュエータに並列に挿入したバネの剛
性を下げるほど有効である。

【００１２】一方、従来の米国特許の能動防振システム
では、電気油圧アクチュエータの具体的な配置は例示さ
れておらず、又、電気油圧アクチュエータは直接揚力や
操縦力を支持するために、そこに並列に挿入されるバネ
はその剛性を自由に設定することは出来なかった。

【００１３】本発明は、結論的に言うならば、縦方向、
横方何の能動加振を、二次元空間でそれぞれ１個の振動
モードに対して１本の電気油圧アクチーュエータで行う
において、電気油圧アクチュエータの配置とバネの剛性
を変化させ、効率のよい能動防振ができるようにした能
動防振装置を提供せんとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の基本的なヘリコプタの能動防振装置は、ヘリ
コプタのギヤボックスと機体間を機軸に関して前後方向
と左右方向それぞれについてリンクにて、上下方向は剛
に結合して、揚力を支持し得るようにするとともに、機
体の前傍方向および左右方向に揺動可能なように結合
し、さらにギヤボックスの前記結合点以外で、前記揺動
を抱束可能な他の１点をバネを介して機体と結合して、
ギヤボックスの固有振動数をローターの加振周波数と大
略合致するように調整し、前記リンクの途中に前記バネ
と機能的に並列に取り付けた電気油圧アクチュエータに
よりギヤボックスを振動させることによって、慣性力を
発生させ、振動を軽減するようにしたことを特徴とする
ものである。

【００１５】本発明のヘリコプタの能動防振装置の他の
１つは、ヘリコプタのギヤボックスが機体に対し、上下
方向は揚力を支持しうるように剛に、機軸に関して前後
方向はギヤボックスが回転揺動可能なようにリンクにて
結合され、ギヤボックスの前記結合点以外で、前記回転
揺動を拘束可能な他の１点で、ギヤボックスの固有振動
数をローターの加振周波数と大略一致するように調整さ
れたバネを介して、機体に支持されていることを特徴と
するものである。

【００１６】本発明のヘリコプタの能動防振装置のさら
に他の１つは、ヘリコプタのギヤボックスが、水平方向
の２点で２本の平行に配置されたリンクで上下方向は揚
力を支持しうるように剛に、かつ水平揺動が可能なよう
に機体と結合され、ギヤボックスの前記結合点以外で、
前記水平揺動を拘束可能な他の１点で、ギヤボックスの
固有振動数をローターの加振周波数と大略一致するよう
に調整されたバネを介して、機体に支持されていること
を特徴とするものである。

【００１７】この能動防振装置において、ギヤボックス
の上部から延長される支持部の先端に２本の電気油圧ア
クチュエータの上端を近接して枢支し、２本の電気油圧
アクチュエータを離隔するように対称に傾斜させてその
下端を機体に枢支し、各々の電気油圧アクチュエータを
逆位相で加振することにより、ギヤボックスを水平方向
に加振するようにしたものがある。そしてこの能動防振
装置では、ギヤボックスと機体間に、バネと機能的に並
列に電気油圧アクチュエータを取り付け、ギヤボックス
を水平揺動するように加振するものもある。

【００１８】前記のヘリコプタの能動防振装置におい
て、電気油圧アクチュエータまたはバネに、所定のバネ
変位に達した際、それ以上の変位を阻止するように電気
油圧アクチュエータまたはバネを支持するストッパー機
能を備えると良い。

【００１９】また前記のヘリコプタの能動防振装置にお
いて、バネはコイルバネであることが好ましい。このよ
うな能動防振装置において、電気油圧アクチュエータの
加振ロッドと本体の間に、加振ロッドを伸縮可能に且つ
横方向変位を支持する機構を備えたものもある。

【００２０】

【作用】上記構成の本発明のヘリコプタの能動防振装置
によれば、通常の運用（ホバリング、水平飛行、ゆっく
りとした旋回等）において、ローターからギヤボックス
を通じて機体に伝達される定常の揚力やモーメントは、
剛なリンクで支持し、能動防振用の電気油圧アクチュエ
ータとそれに機能的に並列に挿入されるバネは二次的な
支持部に入れられるため、バネに対する剛性要求は自由
になり、バネ剛性を下げることができる。これにより、
ローターからの加振周波数に対応した周波数での防振効
率を著しく向上できる。結果として、バネや電気油圧ア
クチュエータもコンパクトで、電気油圧アクチュエータ
に供給する油圧エネルギーも小さくできる。これは、小
型ヘリコプタの経済的、性能的要求に合致したもので、
小型ヘリコプタへの能動防振システムの適用が可能にな
る。

【００２１】一方、バネを柔らかくすることにより、急
激な操縦を行なった場合、ギヤボックスの変位が大きく
なりすぎることが考えられるが、これはバネにストッパ
ー機能を備えることで許容変位内におさえることができ
る。このような急激な操作は、瞬間的であるため、振動
レベルが一時的に増加しても乗客の不満はほとんど聞か
れない。

【００２２】さらに、バネ自体は、剛で揚力等の主荷重
を支持する場合に比べ、設計上の要求は非常に楽とな
る。特に大荷重はストッパー機能で支持するようにする
ことにより、バネ自体の強度及び信頼性の要求は小さく
なる。

【００２３】一方、柔らかいバネは寸法的に大きくなる
傾向があるが、つる巻きバネ（コイルバネ）を用いる
と、電気油圧アクチュエータの直径に近い寸法にまとめ
ることができるので、電気油圧アクチュエータと一体に
設計でき、全体としてコンパクトにできる。

【００２４】

【実施例】本発明のヘリコプタの能動防振装置の実施例
を図面により説明する。図１及び図２は、能動防振シス
テムの制御原理を示すものである。メインローター１か
らの加振力は、ローターハブ２からローターシャフト
３、ギヤボックス４を介して機体５に伝達される。この
場合、ローター加振力は何らの制御も行なわれず、ただ
飛行条件によって時々刻々変化する。ただし、その周波
数は、ローター回転周波数の整数倍の成分より成り、各
ブレードはその周期がブレード配置の分だけずれている
ことから、ローターハブ２より下側に伝達される振動成
分は、ブレード数とローター回転周波数の積の分のみ伝
達される。すなわち、回転周波数が６ヘルツで４枚ブレ
ードなら、機体に伝達されるのは２４ヘルツのみであ
る。防振装置としては、周波数がほぼ一定という条件で
あり、他の交通機関、例えば自動車などに比べて比較的
単純である。

【００２５】しかし、例えば自動車に比べると、機体に
作用する荷重倍数（Ｇ）は格段に大きいため、防振装置
の荷重レベルは大きく、又、高度の信頼性が要求される
一方、重量軽減に対する要求もきびしいものがある。

【００２６】能動防振システムでは、ローター加振力に
よって生じた機体振動を加速度センサー１２によって検
知し、その信号を制御コンピュータ１３に入れ、機体振
動を打消す方向の加速度を生じさせるような制御信号を
出力し、電気油圧アクチュエータ１０を作動させる。こ
の電気油圧アクチュエータ１０は、機体のどこに挿入さ
れていても良いが、本発明では、電気油圧アクチュエー
タ１０は、ギヤボックス４と機体５の間に挿入される。
これは、電気油圧アクチュエータ１０によって、ギヤボ
ックス４を加振し、ローター１からの空気加振力を打消
す慣性力を生じさせ、防振するものである。

【００２７】このような能動防振システムは、図３に示
すように、ギヤボックス４と機体５の間を複数のリンク
６，７等で結合するものであり、このリンク６，７の中
に電 気油圧アクチュエータ１０とバネ１１を組込むもの
である。このバネ１１は、電気油圧アクチュエータ１０
の加振により±０．５ｍｍ程度の変位を許容し、一方、
ヘリコプタの飛行条件によって、空気力（揚力）に応じ
て±５ｍｍ程度の伸び縮みをする。電気油圧アクチュエ
ータ１０は、いわゆる力制御方式であり、一般の航空機
の操縦系統に用いられるアクチュエータの如き変位制御
方式とは異なっている。すなわち、外力は電気油圧アク
チュエータ１０ではなく、バネ１１によって支持され、
電気油圧アクチュエータ１０は防振のための高周波加振
力のみを発生するものである。

【００２８】このため、バネ１１の設計は非常に制約さ
れた条件で行われなければならず、かならずしも防振効
果を向上させるという点のみでは設計できない。一方、
機体もかならずしも剛ではなく、高周波については、ひ
とつの弾性体として応答する。

【００２９】図３では、支持方式ＡとＢでバネの位置を
後方のリンク７に挿入した場合と前方のリンク６に挿入
した場合の機体の応答を示しており、本発明者らのシミ
ュレーションの結果では、空気力（外力）による機体応
答は全く変化がない。一方、図４では支持方式ＡとＢの
ように電気油圧アクチュエータ１０をリンクの前方と後
方に挿入して、この電気油圧アクチュエータ１０を加振
した場合、機体応答に違いがあることを示している。さ
らに、バネ１１の剛さを変化させた場合、この違いは顕
著になる。即ち、バネ１１の配置を検討し、有効な場所
を設定するとともに、より柔軟なバネを用いることが、
電気油圧アクチュエータ１０の効率を向上させ得るので
ある。言い変えれば、よりコンパクトな電気油圧アクチ
ュエータ１０で良いということになる。

【００３０】本発明では主たる荷重、すなわち、揚力に
よって生じる荷重を、まず剛なるリンクで機体に伝達す
る。このことによって、ヘリコプターでは自重の３〜
３．５倍に達する揚力変化を防振装置に入れないように
できるので、バネ１１の設計条件は従来方式に比較して
格段に容易になり、柔軟なバネ１１を用いることも可能
になる。

【００３１】以下本発明の具体的な実施例を説明する。

【００３２】＜第１実施例＞ 図５において、ローター１に作用する非定常空気力は、
周期的加振力となって、ローターハブ２からローターシ
ャフト３及びギヤボックス４に伝達される。ギヤボック
ス４は、機体５と、剛なるリンク６及び７によって連結
されて支点８の回りに回転可能なように支持されてい
る。また、ギヤボックス４から延長された支持部９の先
端と、機体５の間に電気油圧アクチュエータ１０とバネ
１１が取り付けられている。

【００３３】ローター１に作用する揚力Ｌは、支点８を
経由して機体５に直接伝達されるが、変動モーメント荷
重Ｍｙは、電気油圧アクチュエータ１０とバネ１１を介
して機体５に伝えられる。このため、大きく変動する揚
力Ｌはバネ１１には作動しないので、バネ１１は柔らか
いものが使用できる。変動モーメントはパイロットが操
舵した際、ごく短期間作用するだけであるから、バネ１
１の変位が大きくなった場合、ストッパー機能を備える
ことで解決できる。

【００３４】このように、リジットリンクにより主荷重
を支持することによって、バネ剛性の選択範囲を大きく
できる。ただし、このように回転可能なように支持した
場合、バネ剛性の変化によって系の固有振動数が変化す
ることによる電気油圧アクチュエータ効率の変化は少な
い。これは、ローター１の傾きによる空力ダンビングの
影響であって、次に述べる第２実施例とは異なる。この
方式はバネを柔らかくするのに有効である。

【００３５】＜第２実施例＞ 図６において、ギヤボックス４は、垂直で平行に配置さ
れた剛なリンク１４と１５により機体５に結合されてい
る。ギヤボックス４の下部には結合点１６があり、そこ
から水平にリンク１７が延びており、このリンク１７の
途中に電気油圧アクチュエータ１０とバネ１１が取り付
けられており、機体５とは支点１８で結合されている。

【００３６】この実施例では、ギヤボックス４は水平に
揺動し、水平方向の慣性力Ｆｙを発生する。また揚力や
モーメント荷重等の主たる荷重は、剛なリンク１４、１
５で伝達され、水平リンク１７には小さな力しか作用し
ない。したがって、バネ１１の剛性は大きな範囲で調整
することができ、電気油圧アクチュエータ１０が小さな
ものでも、大きな慣性力を発生し得る。

【００３７】この場合、図７に示す如く、バネ１１の剛
性ＫをＫ_１、Ｋ_２の如く変化させると、ギヤボックス４
やローターハブ２とバネ１１の構成する振動系の固有振
動数が変化して、電気油圧アクチュエータ１０によりギ
ヤボックス４を一定の加振力で加振しても、その応答は
著しく異なったものになる。

【００３８】図７に示す如くバネ剛性をＫ_２に選択する
ことによって、ローターからの加振力と同じ周波数にお
いて非常に効率良くギヤボックス４を加振できる。逆に
言えば、Ｋ_１に比べ、より小型の電気油圧アクチュエー
タ１０により、効果的に振動軽減が可能になる。この方
式は、本実施例の如く、ローターシステムを水平移動さ
せる場合に有効である。

【００３９】＜第３実施例＞ 図８にローターシステムの斜視図、図９に横方向からみ
た側面図、図１０に前方からみた正面図を示す。図９の
側面図では第１実施例と同じようにギヤボックス４が機
体５と剛なるリンク６’，６”及び７’，７”によって
連結されて回転可能なように支持されており、図１０の
正面図では２本の電気油圧アクチュエータ１０’及び１
０”の上端をギヤボックス４の上部から延長される支持
部９の先端に近接して枢支し、この２本の電気油圧アク
チュエータ１０’及び１０”を離隔するように対称に傾
斜させてその下端を機体５に枢支している。この電気油
圧アクチュエータ１０’及び１０”にはバネ１１’と１
１”が機能的に並列に挿入されており、バネ１１’とバ
ネ１１”は縦方向の振動、すなわち図９に示す慣性力Ｍ
ｙを生ずるために効果的なバネ剛性ものが選択されてい
る。従って、電気油圧アクチュエータ１０’と１０”を
同位相で加振すれば、慣性力Ｍｙを発生できる。

【００４０】前記ギヤボックス４の下部には結合点１６
があり、そこから水平方向にバネ１１’’’が取り付け
られ、支点１８で機体５と結合されている。従って、電
気油圧アクチュエータ１０’と１０’’を逆位相で加振
すれば、ギヤボックス４は、水平方向に揺動して図１０
に示す横方向の慣性力Ｆｙが生ずる。この場合、バネ剛
性は、バネ１１’と１１’’が縦方向の振動要件によっ
て設定されるが、水平バネ１１’’’の追加により、横
方向のみに適した値に設定できる。

【００４１】このように本実施例においては、２本のア
クチュエータ１０’，１０’’の組み合わせによって、
縦方向と横方向を各々独立の振動特性に調整することが
できる。

【００４２】＜第４実施例＞ 図１１に示す如くギヤボックス４は、４本の剛な垂直リ
ンク６’、６’’、７’、７’’によって機体５と結合
され、ギヤボックス４の下部の結合点１６’、１６’’
にて水平に電気油圧アクチュエータ１０’、１０’’が
配置され、その途中にバネ１１’、１１’’が設けら
れ、電気油圧アクチュエータの他端が支点１８’，１
８’’で機体５と結合されて、ギヤボックス４が揺動可
能なように支持されている。

【００４３】この実施例では電気油圧アクチュエータ１
０’、１０’’によりギヤボックス４を水平方向に揺動
させることによって、慣性力Ｆｘ、Ｆｙを各々発生させ
ることができる。

【００４４】なお、この実施例では、ギヤボックス４に
作用するトルクは、ギヤボックス４の下部の他の２ヶ所
で２本のリンク１９、２０によって支持される。このリ
ンク１９、２０は、トルクリンク２１に他端が結合さ
れ、軸受け２２回りに揺動可能なように機体に固定され
るので、ギヤボックス４は、前後方向（Ｘ方向）に揺動
可能である。

【００４５】以上の実施例で判るように本発明は、主荷
重を伝達する剛なるリンクと、小さな荷重を伝達するバ
ネを有するリンクとによりギヤボックスを支持し、バネ
の剛性を適切に設定することにより、電気油圧アクチュ
エータによるギヤボックスの揺動を大きくし、防振効率
を向上させることができるものである。

【００４６】然して上記各実施例における電気油圧アク
チュエータとバネの組合せを図１２によって説明する。

【００４７】本発明では、バネは柔軟なもので良いこと
から、従来の板バネに比べてコイルバネを用いることが
可能である。特に図１２の如く電気油圧アクチュエータ
１０の直径と同程度でまとめれば、コンパクトになる。
この実施例では電気油圧アクチュエータ１０の下部とコ
イルバネ１１の上端部に取付金具２３、２３’を有し、
側面部２４に高速度サーボバルブ、マニフォールド及び
電気制御系統が収納される。

【００４８】図１２のＣ−Ｃ線矢視図を図１３に示す。
電気油圧アクチュエータ１０は、加振力を伝えるピスト
ンロッド２５をその中心部に有し、その上端部において
ボルト２６により、取付金具２３’と結合される。電気
油圧アクチュエータ１０の上端部と、ピストンロッド２
５は、同心状に配置された支持部２７によって上下方向
には摺動可能で、半径方向には剛に支持される。電気油
圧アクチュエータ１０の耐久性にとって最も重要なの
は、ピストンロッド２５の摺動部の耐摩耗性である。こ
の耐摩耗性を向上させるには、ピストンロッド２５の横
方向、すなわち半径方向への荷重を小さくし、摺動部に
作用しないようにすることが必要である。コイルバネ１
１は、横剛性が弱いため、支持部２７が必要である。支
持部２７の構成は種々のものが考えられるが、本実施例
は、内筒３０と外筒２８の間にゴム状の弾性体２９を配
置したものである。

【００４９】尚、本電気油圧アクチュエータ１０に大荷
重が作用した場合には、支持部２７と上部取付金具２
３’の隙間３１がなくなり、互いに直接に接触すること
により、コイルバネ１１はそれ以上縮まず、荷重を伝達
できる。

【００５０】本例では圧縮力に対する例のみを示してい
るが、引張力に対しても同様に対処可能である。これを
ストッパー機能と称す。ストッパー機能を備えることに
よって、バネ剛性の荷重の要求から独立して設定でき
る。

【００５１】本発明は、以上述べた実施例に限らず、そ
の技術的思想を用いて種々の変形が可能であり、それら
も本発明の技術的範囲に包含されることを付言してお
く。

【００５２】

【発明の効果】以上詳記した通り本発明のヘリコプタの
能動防振装置は、飛行中のつり合い荷重に対し、つり合
い位置を支点として回転方向や左右への揺動は自由であ
るが、上下には剛なるように、剛なるリンクでギヤボッ
クスと機体を結合し、さらに回転方向や左右方向への支
点に能動制御信号により作動する電気油圧アクチュエー
タとバネを機能的に並列に組み込んでギヤボックスと機
体を結合しているので、バネにかかる荷重は小さくな
り、一時的な大荷重は電気油圧アクチュエータ又はバネ
にストッパー機能を備えることによりバネ剛性を下げる
ことができ、これによりローターからの加振周波数に対
応した周波数での防振効率を著しく向上できる。そして
バネや電気油圧アクチュエータもコンパクトにでき、電
気油圧アクチュエータに供給する油圧エネルギーも小さ
くでき、装置全体としても軽量、コンパクト、ローコス
トとなり、小型ヘリコプタの能動防振システムとして適
用する上で、極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヘリコプタの能動防振システムの制御原理の説
明図である。

【図２】能動防振システムを装備したヘリコプタを示す
図である。

【図３】能動防振システムにおけるギヤボックスの異な
る支持方式と、その支持方式における外力による機体の
応答を示す図である。

【図４】能動防振システムにおけるギヤボックスの異な
る支持方式と、その支持方式における電気油圧アクチュ
エータ加振による機体の応答を示す図である。

【図５】本発明によるヘリコプタの能動防振装置の第１
実施例を示す概略図である。

【図６】本発明によるヘリコプタの能動防振装置の第２
実施例を示す概略図である。

【図７】図６の能動防振装置においてバネの剛性を変化
させた場合の電気油圧アクチュエータの加振力を示す図
である。

【図８】本発明によるヘリコプタの能動防振装置の第３
実施例を示す斜視図である。

【図９】図８の側面図である。

【図１０】図８の正面図である。

【図１１】本発明によるヘリコプタの能動防振装置の第
４実施例を示す概略斜視図である。

【図１２】本発明によるヘリコプタの能動防振装置にお
ける電気油圧アクチュエータとバネの組合せを示す図で
ある。

【図１３】図１２のＣ−Ｃ線矢視図である。

【符号の説明】

１ ローター ２ ローターハブ ３ ローターシャフト ４ ギヤボックス ５ 機体 ６，６’，６’’，７，７’，７’’リンク ８ 支点 ９ 支持部 １０，１０’，１０’’ 電気油圧アクチュエータ １１，１１’，１１’’，１１’’’ バネ １２ 加速度センサー １３ 制御コンピュータ １４，１５ リンク １６，１６’，１６’’ 結合点 １７ リンク １８，１８’，１８’’ 支点 １９，２０ リンク ２１ トルクリンク ２２ 軸受け ２３，２３’ 取付金具 ２４ 側面部 ２５ ピストンロッド ２６ ボルト ２７ 支持部 ２８ 外筒 ２９ 弾性体 ３０ 内筒 ３１ 隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 板東 舜一 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工 業株式会社岐阜工場内 (72)発明者 片山 範明 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工 業株式会社岐阜工場内 (72)発明者 川口 仁 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工 業株式会社岐阜工場内 (72)発明者 麻生 充浩 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工 業株式会社岐阜工場内 (56)参考文献 特開 平４−189697（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−151498（ＪＰ，Ａ) 米国特許5316240（ＵＳ，Ａ)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘリコプタのギヤボックスと機体間を機
   軸に関して前後方向と左右方向それぞれについてリンク
   にて、上下方向は剛に結合して、揚力を支持し得るよう
   にするとともに、機体の前後方向および左右方向に揺動
   可能なように結合し、さらにギヤボックスの前記結合点
   以外で、前記揺動を拘束可能な他の１点をバネを介して
   機体と結合して、ギヤボックスの固有振動数をローター
   の加振周波数と大略合致するように調整し、前記リンク
   の途中に前記バネと機能的に並列に取り付けた電気油圧
   アクチュエータにより、ギヤボックスを振動させること
   によって、慣性力を発生させ、振動を軽減するようにし
   たことを特徴とするヘリコプタの能動防振装置。
2. 【請求項２】 ヘリコプタのギヤボックスが機体に対
   し、上下方向は揚力を支持しうるように剛に、機軸に関
   して前後方向はギヤボックスが回転揺動可能なようにリ
   ンクにて結合され、ギヤボックスの前記結合点以外で、
   前記回転揺動を拘束可能な他の１点で、ギヤボックスの
   固有振動数をローターの加振周波数と大略一致するよう
   に調整されたバネを介して、機体に支持されていること
   を特徴とするヘリコプタの能動防振装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のヘリコプタの能動防振装
   置において、ギヤボックスと機体間に、バネと機能的に
   並列に電気油圧アクチュエータを取り付け、ギヤボック
   スを回転揺動運動が可能になるように加振するようにし
   たことを特徴とするヘリコプタの能動防振装置。
4. 【請求項４】 ヘリコプタのギヤボックスが、水平方向
   の２点で２本の平行に配置されたリンクで上下方向は揚
   力を支持しうるように剛に、かつ水平揺動が可能なよう
   に機体と結合され、ギヤボックスの前記結合点以外で、
   前記水平揺動を拘束可能な他の１点で、ギヤボックスの
   固有振動数をローターの加振周波数と大略一致するよう
   に調整されたバネを介して、機体に支持されていること
   を特徴とするヘリコプタの能動防振装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載のヘリコプタの能動防振装
   置において、ギヤボ ックスの上部から延長される支持部
   の先端に２本の電気油圧アクチュエータの上端を近接し
   て枢支し、２本の電気油圧アクチュエータを離隔するよ
   うに対称に傾斜させてその下端を機体に枢支し、各々の
   電気油圧アクチュエータを逆位相で加振することによ
   り、ギヤボックスを水平方向に加振するようにしたこと
   を特徴とするヘリコプタの能動防振装置。
6. 【請求項６】 請求項４記載のヘリコプタの能動防振装
   置において、ギヤボックスと機体間に、バネと機能的に
   並列に電気油圧アクチュエータを取り付け、ギヤボック
   スを水平揺動するように加振することを特徴とするヘリ
   コプタの能動防振装置。
7. 【請求項７】 請求項１、３、５、６のいずれかに記載
   のヘリコプタの能動防振装置において、電気油圧アクチ
   ュエータまたはバネに、所定のバネ変位に達した際、そ
   れ以上の変位を阻止するように電気油圧アクチュエータ
   またはバネを支持するストッパー機能を備えたことを特
   徴とするヘリコプタの能動防振装置。
8. 【請求項８】 請求項１、２、４のいずれかに記載のヘ
   リコプタの能動防振装置において、バネがコイルバネで
   あることを特徴とするへリコプタの能動防振装置。
9. 【請求項９】 請求項１、３、５、６のいずれかに記載
   のヘリコプタの能動防振装置において、電気油圧アクチ
   ュエータの加振ロッドと本体の間に、加振ロッドを伸縮
   可能に且つ横方向変位を支持する機構を備えたことを特
   徴とするヘリコプタの能動防振装置。