JP3004644B1 - ロ―タブレ―ドのフラップ駆動装置 - Google Patents

ロ―タブレ―ドのフラップ駆動装置

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JP3004644B1 JP11055832A JP5583299A JP3004644B1 JP 3004644 B1 JP3004644 B1 JP 3004644B1 JP 11055832 A JP11055832 A JP 11055832A JP 5583299 A JP5583299 A JP 5583299A JP 3004644 B1 JP3004644 B1 JP 3004644B1
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    • Y10T74/18992—Reciprocating to reciprocating

Abstract

【要約】 【課題】 フラップを上下に充分に往復角変位できるよ
うにアクチュエータの変位を大きく拡大することができ
る変位拡大手段を備えるロータブレードのフラップ駆動
装置を提供する。 【解決手段】 アクチュエータ３と第１〜第４リンク１
２〜１５によって第１変位拡大機構１０が構成される。
第１および第２リンク１２，１３の他端部に基端部が固
定される入力軸３５と、第３および第４リンク１４，１
５の他端部に基端部が固定される支持軸３６と変位拡大
レバー３７とによって第２変位拡大機構が構成され、変
位拡大レバー３７の中間部が支持軸３６の先端部に角変
位自在に連結されて一端部に入力軸３５の先端部が角変
位自在に連結され、他端部に出力ロッド７が角変位自在
に連結される。これらの第１および第２変位拡大機構１
０，１１によってアクチュエータ３の伸縮が拡大され、
出力ロッド７を介してフラップ６を大きく角変位駆動す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリコプタなどの
ロータブレードの後縁に設けられるフラップを駆動する
ロータブレードのフラップ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、市街地のヘリポートに離発着する
コミュータヘリコプタの要望が高まっており、実現のた
めに騒音の低減化が要求されている。その騒音対策とし
て有効な手段の１つとして、ヘリコプタのロータブレー
ドにフラップを取付け、フラップを３０Ｈｚ〜５０Ｈｚ
程度で高速応答させ、きめ細かく制御することによって
ロータブレードの空力特性を改善する手法が考えられて
いる。
【０００３】このようなロータブレードのフラップ駆動
装置に用いられるアクチュエータは、ブレード内に収容
するため、小形で軽量なものが用いられ、たとえば電圧
を印加することによって厚み方向に歪んで変位を発生す
るピエゾ素子を複数枚積重して構成したピエゾアクチュ
エータが用いられる。このようなピエゾアクチュエータ
の伸縮変位量は僅かであるので変位を拡大してフラップ
を駆動させる必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、たとえ
ばレバーを用いてアクチュエータの変位を拡大するだけ
ではフラップを角変位駆動させるのに充分な拡大率を得
ることは難しい。
【０００５】本発明の目的は、フラップを変位駆動する
のに充分な拡大率を得ることができる変位拡大手段を備
えるロータブレードのフラップ駆動装置を提供すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、ブレードと、ブレードの後縁に角変位自在に取付ら
れるフラップと、ブレード内に収容され、長手方向に伸
縮するアクチュエータと、アクチュエータの伸縮変位を
拡大してフラップに伝達し、フラップを上下に角変位駆
動させる変位拡大手段とを備えるロータブレードのフラ
ップ駆動装置において、前記変位拡大手段は、アクチュ
エータの一側部に配置され、一端部がアクチュエータの
一端部に角変位自在に連結される第１リンクと、アクチ
ュエータの一側部に配置され、一端部がアクチュエータ
の他端部に角変位自在に連結され、他端部が第１リンク
の他端部に角変位自在に連結される第２リンクと、アク
チュエータの他側部に配置され、一端部がアクチュエー
タの一端部に角変位自在に連結される第３リンクと、ア
クチュエータの他側部に配置され、一端部がアクチュエ
ータの他端部に角変位自在に連結され、他端部が第３リ
ンクの他端部に角変位自在に連結される第４リンクとを
有し、アクチュエータの伸縮に応じて第１および第２リ
ンクの連結部と、第３および第４リンクの連結部とが相
互に近接および離反する方向に変位してアクチュエータ
の伸縮変位を拡大する第１変位拡大機構と、一端部がフ
ラップに連結される出力ロッドを有し、前記第１変位拡
大機構の変位を拡大して出力ロッドを変位駆動する第２
変位拡大機構とを含むことを特徴とするロータブレード
のフラップ駆動装置である。
【０００７】本発明に従えば、アクチュエータと第１お
よび第２リンクによってアクチュエータの一側部側に三
角形状のリンク機構が構成され、アクチュエータが伸縮
することによって第１および第２リンクの連結部はアク
チュエータに近接／離反する方向に変位する。同様に、
アクチュエータの他側部側にアクチュエータと第３およ
び第４リンクによって三角形状のリンク機構が構成さ
れ、アクチュエータが伸縮することによって第３およひ
第４リンクの連結部がアクチュエータに近接／離反する
方向に変位する。
【０００８】したがって、アクチュエータを伸縮するこ
とによって第１および第２リンクの連結部と第３および
第４リンクの連結部とを相互に近接および離反する方向
に大きく変位させてアクチュエータの伸縮変位量を拡大
することができる。このような第１変位拡大機構による
アクチュエータの拡大変位は第２変位拡大機構によって
さらに拡大されて出力ロッドを介してフラップに伝達さ
れる。このようにして２つの変位拡大機構によってアク
チュエータの変位が大きく拡大され、伸縮量が僅かなピ
エゾアクチュエータであってもフラップを大きく上下に
角変位駆動させることができる。
【０００９】請求項２記載の本発明の前記第２変位拡大
機構は、第１および第２リンクの連結部と、第３および
第４リンクの連結部とのうち、いずれか一方の連結部に
接続される入力部材と、第１および第２リンクの連結部
と、第３および第４リンクの連結部とのうち、前記一方
とは反対側の他方の連結部に接続される支持部材と、予
め定める支持軸線まわりに角変位自在に前記支持部材に
支持され、支持軸線に所定の入力アーム長さ隔てた入力
軸線まわりに角変位自在に前記入力部材が連結される変
位拡大部材とを有し、変位拡大部材に、前記入力アーム
長さよりも長い出力アーム長さ隔てた出力軸線まわりに
出力ロッドの他端部が角変位自在に連結されることを特
徴とする。
【００１０】本発明に従えば、第３および第４リンクの
連結部に支持部材が接続され、第１および第２リンクの
連結部に入力部材が接続され、変位拡大部材のたとえば
中間部が入力部材の先端部に支持され、一端部に入力部
材の先端部が連結され、他端部に出力ロッドの他端部が
連結される。アクチュエータが伸長すると三角形状の各
リンク機構の頂部である連結部が相互に近接する方向に
変位する。すると、変位拡大部材は変位支持部材に支持
される中間部を支点とし、入力部材が連結される一端部
側と、中間部との相対変位を入力変位とし、出力ロッド
が連結される変位拡大部材の他端部が、入力アーム長さ
と出力アーム長さとの比に応じた拡大率で拡大されて出
力ロッドが大きく変位する。このようにして第１変位拡
大機構の変位量が第２変位拡大機構でさらに確実に拡大
されて出力ロッドを介してフラップを角変位駆動する。
【００１１】請求項３記載の本発明は、第１〜第４リン
クと、第１〜第４リンクとアクチュエータとの連結部、
第１および第２リンクの連結部、ならびに第３および第
４リンクの連結部が薄板状の複合材料によって連なって
形成され、各連結部は各リンクよりも柔軟で、弾性変形
可能に形成されることを特徴とする。
【００１２】本発明に従えば、各リンクおよび連結部が
複合材料によって一体に連なって形成され、連結部は各
リンクより柔軟となり、弾性ヒンジとなるので、第１変
位拡大機構を軽量に構成することができる。また、各リ
ンクが複合材料から成ることにより、第２変位拡大機構
の変位のばらつきを吸収し、第２変位拡大機構の動作が
スムーズになる。
【００１３】請求項４記載の本発明は、第１〜第４リン
クとアクチュエータとの連結部、第１および第２リンク
の連結部、ならびに第３および第４リンクの連結部はそ
れぞれ蝶番ヒンジによって角変位自在に連結されること
を特徴とする。
【００１４】本発明に従えば、各連結部はそれぞれ蝶番
ヒンジによって構成されるので、連結部での動きが軽く
なりアクチュエータの動きを確実に伝達することができ
る。
【００１５】請求項５記載の本発明は、前記アクチュエ
ータは、印加される電圧に応じて変位するピエゾ素子が
複数枚積層されたスタック型ピエゾアクチュエータから
成り、変位方向がブレードのスパン方向に沿うように配
置され、ブレードの先端側のアクチュエータの一端部が
ブレードに固定されることを特徴とする。
【００１６】本発明に従えば、スタック型ピエゾアクチ
ュエータは作動時に変位方向に圧縮させてプリロードを
与える必要があるが、本発明ではアクチュエータはブレ
ードのスパン方向に沿って配置され、さらにブレードの
先端側のアクチュエータの一端部をブレードに固定する
ので、ロータブレードが回転したときにその遠心力によ
ってアクチュエータにプリロードが与えられる。これに
よってばねなどによってプリロードを与える必要がなく
なり、部品点数が少なくなり構成を簡略化することがで
きる。
【００１７】請求項６記載の本発明は、第１〜第４リン
クはそれぞれ長手方向に伸縮可能なアクチュエータから
構成され、アクチュエータの伸縮の逆位相で各リンクが
伸縮することを特徴とする。
【００１８】本発明に従えば、アクチュエータを伸長さ
せたとき、各リンクを収縮させることにより、アクチュ
エータの両側部に形成される三角形状のリンク機構の各
頂部が相互にさらに近接する方向に変位し、逆にアクチ
ュエータが収縮するときに各リンクを伸長させることに
より、各頂部が相互にさらに離反する方向に変位する。
このように、各リンクをアクチュエータの伸縮の逆位相
で伸縮させることにより、各頂部の近接／離反変位をさ
らに大きくすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
あるロータブレードのフラップ駆動装置１を示す斜視図
である。ロータブレードは、ヘリコプタに設けられるロ
ータブレードであり、複数枚のブレード２を有する。ブ
レード２は、図１において右側が先端側となり、左側が
付け根側となり、図１において反時計まわりに回転す
る。フラップ駆動装置１は、ブレード２と、ブレードの
後縁（図１の下方）２ａに取付けられるフラップ６と、
ブレード２内に収容されるアクチュエータ３と、変位拡
大手段４とを含んで構成される。フラップ６は、ブレー
ド２のスパン方向に沿うヒンジ軸５まわりに軸受によっ
て角変位自在にブレード２に取付けられる。変位拡大手
段４は出力ロッド７を有し、アクチュエータ３の変位を
拡大して出力ロッド７を前後方向（図１の上下方向）に
変位させる。フラップ６には下方に突出する取付部９が
設けられ、この取付部９に出力ロッド７の一端部がスパ
ン方向に延びる軸線まわりに角変位自在に連結される。
したがって、出力ロッド７が前後に変位することによっ
てヒンジ軸５まわりにフラップ６が上下に往復角変位駆
動することになる。
【００２０】アクチュエータ３は、電圧を印加すると厚
み方向に瞬時に歪んで変位を発生する薄板状のピエゾ素
子が、厚み方向に複数枚積層されて形成されるスタック
形ピエゾアクチュエータから成り、アクチュエータ３の
長手方向がブレード２のスパン方向に沿うように配置さ
れ、駆動信号に応答して長手方向に伸縮する。ブレード
２の先端側となるアクチュエータ３の端部はブレード２
に固定される固定ブロック８によってブレード先端側へ
の変位が阻止されており、その反対側の端部は拘束され
ていない。これによってロータブレードの回転によって
アクチュエータ３の長手方向に遠心力が作用し、ピエゾ
アクチュエータ３にプリロードが与えられる。ピエゾア
クチュエータにはその変位方向に予め荷重を作用させて
プリロードを与える必要があり、従来では皿ばねなどを
用いていたが、本発明では上述したように遠心力によっ
てプリロードを与えるため、別途にばねなどの部材を設
ける必要がなくなる。
【００２１】図２は、変位拡大手段４を示す拡大斜視図
である。アクチュエータ３は四角柱状に構成され、これ
によって収納空間の小さいブレード２内であってもアク
チュエータ３を効果的に利用することができる。なおア
クチュエータ３の断面は四角形に限らず、ブレード２の
形状に応じて適宜変更してもよい。
【００２２】変位拡大手段４は第１変位拡大機構１０と
第２変位拡大機構１１とから構成され、第１変位拡大機
構１０は第１〜第４リンク１２〜１５を有する。ブレー
ド２の前縁側に対応するアクチュエータ３の一側部側に
第１リンク１２および第２リンク１３が配置され、ブレ
ード２の後縁側に対応するアクチュエータ３の他側部側
に第３リンク１４および第４リンク１５が配置される。
ブレード２の付け根側に対応するアクチュエータ３の一
端部３ａに第１リンク１２の一端部１２ａが角変位自在
に連結され、アクチュエータ３の他端部３ｂに第２リン
ク１３の一端部１３ａが角変位自在に連結され、第１リ
ンク１２の他端部１２ｂと第２リンク１３の他端部１３
ｂが角変位自在に連結される。
【００２３】第３リンク１４は一端部１４ａがアクチュ
エータ３の一端部３ａに角変位自在に連結され、第４リ
ンク１５は一端部１５ａがアクチュエータ３の他端部３
ｂに角変位自在に連結され、第３リンク１４の他端部１
４ｂと第４リンク１５の他端部１５ｂとが角変位自在に
連結される。
【００２４】各リンク１２〜１５はそれぞれ剛性を有す
る薄板によって、形成され、幅方向が上下方向となるよ
うに配置される。第１リンク１２の一端部１２ａとアク
チュエータ３の一端部３ａとはヒンジ２０によって上下
方向に延びるヒンジ軸線まわりに角変位自在に連結さ
れ、第２リンク１３の一端部１３ａとアクチュエータ３
の他端部３ｂとの連結部もヒンジ２３によって上下方向
に延びるヒンジ軸線まわりに角変位自在に連結される。
第１リンク１２の他端部１２ｂと第２リンク１３の他端
部１３ｂとは第１作動板３０を介して連結され、第１作
動板３０と第１リンク１２および第２リンク１３とはそ
れぞれヒンジ２１，２２によって上下方向に延びるヒン
ジ軸線まわりに角変位自在に連結される。
【００２５】第３リンク１４および第４リンク１５も同
様に、第３リンク１４の一端部１４ａとアクチュエータ
３の一端部３ａがヒンジ２４によって上下方向に延びる
ヒンジ軸線まわりに角変位自在に連結され、第４リンク
１５の一端部１５ａとアクチュエータ３の他端部３ｂと
がヒンジ２７によって上下方向に延びるヒンジ軸線まわ
りに角変位自在に連結され、第３リンク１４と第４リン
ク１５との間に第２作動板３１が設けられ、第２作動板
３１と第３および第４リンク１４，１５とはヒンジ２
５，２６によって上下方向に延びるヒンジ軸線まわりに
角変位自在に連結される。
【００２６】第２変位拡大機構１１は入力軸３５、支持
軸３６および変位拡大レバー３７とから構成される。ア
クチュエータ３には前記第１作動板３０に対向する位置
に中間ブロック３２が設けられる。この中間ブロック３
２には前後方向に貫通する貫通孔３３が形成される。第
２変位拡大機構１１の入力軸３５は基端部が第１作動板
３０に固定され、中間ブロック３２の貫通孔３３に挿通
されてアクチュエータ３の他側部側まで延びる。支持軸
３６は基端部が第２作動板３１に固定され、アクチュエ
ータ３方向に延びる。変位拡大レバー３７はアクチュエ
ータ３の他側部側でアクチュエータ３に略平行に配置さ
れ、中間部が支持軸３６の先端部に、上下方向に延びる
支持軸線Ｌ２まわりに角変位自在にピン結合され、ブレ
ードの付け根側の一端部に入力軸３５の先端部が、上下
方向に延びる入力軸線Ｌ１まわりに角変位自在にピン結
合される。変位拡大レバー３７の他端部には出力ロッド
７の他端部が上下方向に延びる出力軸線Ｌ３まわりに角
変位自在にピン結合される。
【００２７】前記入力軸線Ｌ１と支持軸線Ｌ２との間隔
が入力アーム長さＡとなり、支持軸線Ｌ２と出力軸線Ｌ
３との間隔が出力アーム長さＢとなり、入力アーム長さ
Ａより出力アーム長さＢが大きくなるように構成され、
この入力アーム長さＡと出力アーム長さＢとの比によっ
て入力軸３５と支持軸３６の相対変位が拡大される。
【００２８】図３はアクチュエータ３が収縮したときの
変位拡大手段４を示す平面図であり、図４はアクチュエ
ータ３が伸長したときの変位拡大手段４を示す平面図で
ある。図に示されるように、アクチュエータ３、第１リ
ンク１２および第２リンク１３によってアクチュエータ
３の一側部側に三角形状のリンク機構が構成され、同様
にアクチュエータ３の他側部側にアクチュエータ３、第
３リンク１４および第４リンク１５によって三角形状の
リンク機構が構成される。したがって、アクチュエータ
３が伸縮することによって両リンク機構の頂部である第
１および第２作動板３０，３１が相互に近接および離反
する方向に変位する。三角形状の両リンク機構はそれぞ
れアクチュエータ３と各リンク１２〜１５との成す角θ
が微小であるので、アクチュエータの伸縮変位量が拡大
されて各作動部３０，３１の相対変位として出力され
る。このようにして第１変位拡大機構１０によってアク
チュエータ３の変位量が１０〜２０倍に拡大される。
【００２９】前述したように第２変位拡大機構１１は第
１および第２作動板３０，３１に取付けられる入力軸３
５および支持軸３６の相対変位を拡大する。すなわち、
変位拡大レバー３７が支持軸３６によって支持され、支
持軸３６と入力軸３５との相対変位が入力変位となり、
変位拡大レバー３７の他端部の変位が出力変位となり、
入力アーム長さをＡとし、出力アーム長さをＢとしたと
きＢ／Ａの拡大率で入力変位が拡大され、他端部に連結
される出力ロッド７によって拡大された変位がフラップ
６に伝達される。
【００３０】図３，４に示されるように、第１リンク１
２と第４リンク１５とは同じ長さであり、第２リンク１
３と第３リンク１４とは同じ長さであり、前記第１およ
び第４リンク１２，１５より僅かに長く設定されてい
る。これによって入力軸３５と支持軸３６とが僅かな間
隔をあけてほぼ平行に配置される。なお出力ロッド７は
第４リンク１５の下側から後方に延びる。
【００３１】本実施形態では、第１〜第４リンク１２〜
１５、各ヒンジ２０〜２７、および各作動板３０，３１
は繊維強化複合材料によって連なって一体に構成され、
各ヒンジ２０〜２７では強化繊維がリンク部より少な
く、リンク部より柔軟となり、ヒンジ軸線方向（幅方
向）に強化繊維は主に配向されている。これによって、
ヒンジ軸線まわりに弾性変形可能な弾性ヒンジとなる。
このようにして図５に示すように各ヒンジ２０〜２７を
弾性ヒンジとすることによって変位拡大手段４の重量を
軽減することができる。また、各リンク１２〜１５が複
合材料によって構成されることにより、第２変位拡大機
構１１での変位のばらつきを各リンク１２〜１５が僅か
に撓んで吸収することができ、これによって第２変位拡
大機構１１をスムーズに動作させることができる。
【００３２】また他の実施形態としてヒンジ２０〜２７
を図６に示す蝶番ヒンジによって構成してもよい。この
ような蝶番ヒンジを用いることによってヒンジ部での動
きが軽くなり、アクチュエータ３の伸縮変位を確実に伝
達することができる。
【００３３】第１変位拡大機構１０はアクチュエータの
伸縮変位を入力とし、第１および第２作動板３０，３１
の相対変位として出力し、１０〜２０倍に拡大する。第
２変位拡大機構１１は、第１および第２作動板３０，３
１の相対変位として入力し、たとえば変位をさらに２倍
に拡大し、最終的に２０〜４０倍に変位を拡大する。こ
のような第１変位拡大機構１０および第２変位拡大機構
１１によって１００〜２００μｍ程度に伸縮するアクチ
ュエータ３の変位を２〜８ｍｍ程度まで拡大することが
できる。
【００３４】再び図１を参照し、フラップ駆動装置１の
制御方法について説明する。フラップ駆動装置１は制御
手段４０によって制御される。アクチュエータ３にはア
クチュエータ３のストロークを検出するストロークセン
サ４２が組込まれており、またフラップ６にはフラップ
６の舵角（角変位角）を検出する舵角センサ４１が設け
られる。
【００３５】制御手段４０ではフラップ６の目標とする
角変位周波数および振幅である目標信号を生成し、この
目標信号に基づき、アクチュエータ３への指令信号を算
出し、増幅して駆動信号としてアクチュエータ３に入力
する。ストロークセンサ４２および舵角センサ４１はそ
れぞれアクチュエータ３のストローク信号およびフラッ
プ６の舵角信号を制御手段４０にフィードバックする。
制御手段４０では目標信号とストローク信号とに基づい
てアクチュエータ３が目標とする周波数で伸縮するよう
に指令信号をフィードバック制御し、かつ舵角信号と目
標信号とに基づいてフラップ６が目標とする角変位周波
数で目標とする振幅で角変位運動するように指令信号を
フィードバック制御する。このようにフィードバック制
御することによってフラップ６を正確に制御することが
可能となる。
【００３６】図７は本発明の実施の他の形態のフラップ
駆動装置の変位拡大手段４５を示す斜視図であり、図８
は、変位拡大手段４５の偏心軸５２および揺動レバー５
３を示す斜視図である。本実施形態の変位拡大手段４５
は図１〜図６に示すフラップ駆動装置１の変位拡大手段
４に類似し、第２変位拡大機構４６のみ構成が異なるの
で、この第２変位拡大機構４６のみ説明し、他の構成の
説明は省略する。
【００３７】第２変位拡大機構４６は、入力アーム５
０、支持アーム５１、偏心軸５２および揺動レバー５３
を有する。入力アーム５０は前述した実施形態の第２変
位拡大機構１１の入力軸３５に相当し、略コ字状に形成
され、一対のアーム部５０ａ，５０ｂを有し、入力アー
ム５０の基端部が第１作動板３０に固定され、各アーム
部５０ａ，５０ｂはそれぞれアクチュエータ３を上下両
側から挟んで先端部がそれぞれアクチュエータ３の他端
部側まで延びる。このように入力アーム５０はアクチュ
エータ３を挟むように構成されるので、前述した第２変
位拡大機構１１のようにアクチュエータ３に貫通孔３３
を有する中間ブロック３２を設ける必要がない。
【００３８】支持アーム５１も略コ字状に形成され、基
端部が第２作動板３１に固定され、上下にアーム部５１
ａ，５１ｂを有する。偏心軸５２は入力軸５５と支持軸
５６とを有し、入力軸５５は第１入力軸５５ａと第２入
力軸５５ｂとに分割され、支持軸５６も第１支持軸５６
ａと第２支持軸５６ｂとに分割される。第１および第２
入力軸５５ａ，５５ｂは入力軸線Ｌ１を共通に有し、第
１および第２支持軸５６ａ，５６ｂは支持軸線Ｌ２を共
通に有する。第１支持軸５６ａと第２支持軸５６ｂは第
２入力軸５５ｂの上下両端部に固定され、第１支持軸５
６ａの上に第１入力軸５５ａが固定される。このような
偏心軸５２は削り出しによって一体に形成されるか、ま
たは個別に形成し、ボルトによって一体に連結して構成
される。揺動レバー５３は最も長い第２入力軸５５ｂに
対し、入力軸線Ｌ１に垂直に固定され、先端部に出力軸
線Ｌ３まわりに角変位自在に出力ロッド７が連結され
る。
【００３９】第１入力軸５５ａは入力アーム５０の上側
のアーム部５０ａの先端部に入力軸線Ｌ１まわりに角変
位自在に軸支され、第２入力軸５５ｂの下端部は入力ア
ーム５０の下側のアーム部５０ｂの先端部に入力軸線Ｌ
１まわりに角変位自在に軸支される。第１支持軸５６ａ
は支持アーム５１の上側のアーム部５１ａの先端部に支
持軸線Ｌ２まわりに角変位自在に軸支され、第２支持軸
５６ｂは支持アーム５１の下側のアーム部５１ｂの先端
部に支持軸線Ｌ２まわりに角変位自在に軸支される。
【００４０】このような実施形態の第２変位拡大機構４
６では相互に偏心した軸線Ｌ１，Ｌ２を有する偏心軸５
２を用いることによって入力軸線Ｌ１と支持軸線Ｌ２と
の間隔である入力アーム長さＡを可及的に小さく設定す
ることができ、これによって第２変位拡大機構４６の拡
大率を１０倍程度まで大きく設定することができる。こ
の場合、先の第１変位拡大機構１０により１０〜２０倍
に拡大された変位は、結果的に１００〜２００倍に拡大
されることになり、より効果的にフラップを駆動するこ
とが可能となる。また、各軸５５ａ，５５ｂ，５６ａ，
５６ｂはそれぞれ軸線方向にずれて配置されるので、各
アーム５０，５１に軸受によって安定して軸支すること
が可能となる。
【００４１】なお本実施形態の各ヒンジ２０〜２７は弾
性ヒンジであってもよく蝶番ヒンジであってもよい。
【００４２】図９は本発明の実施のさらに他の形態であ
るフラップ駆動装置の変位拡大手段６０を示す平面図で
ある。なお本実施形態は図１〜図６に示すフラップ駆動
装置１に類似し、第１変位拡大機構６５のみ構成が異な
るので、この第１変位拡大機構６５についてのみ説明
し、その他の説明は省略する。
【００４３】本実施形態の第１変位拡大機構６５の各リ
ンク６１〜６４は入力される駆動信号に応じて伸縮する
アクチュエータによって構成され、たとえばスタック形
ピエゾアクチュエータまたは超磁歪アクチュエータであ
る。各リンク６１〜６４はそれぞれアクチュエータ３の
伸縮の逆位相で伸縮し、たとえばアクチュエータ３が収
縮する場合には各リンク６１〜６４は伸長し、アクチュ
エータ３が伸長する場合には各リンク６１〜６４は収縮
する。このように逆位相で伸縮するように制御手段４０
はアクチュエータ３および各リンク６１〜６４に駆動信
号を入力する。
【００４４】アクチュエータ３が収縮すると第１および
第２作動板３０，３１がそれぞれ相互に離反する方向に
変位するが、このとき各リンク６１〜６４が伸長するこ
とによって第１および第２作動板３０，３１はさらに離
反する方向へ変位することになる。逆にアクチュエータ
３が伸長したとき第１およ第２作動板３０，３１が相互
に近接する方向に変位するが、このとき各リンク６１〜
６４が収縮することによってさらに第１および第２作動
板３０，３１は近接する方向に変位することになる。こ
のようにアクチュエータ３に同期させて各リンク６１〜
６４を逆位相で伸縮させることによって第１および第２
作動板３０，３１の近接／離反変位をさらに拡大するこ
とができる。このようにして第１変位拡大機構６０の拡
大率を向上することができる。
【００４５】本発明のさらに他の実施形態として、上述
した伸縮するリンク６１〜６４を図７に示す変位拡大手
段４５の各リンク１２〜１５に用いるように構成しても
よい。
【００４６】さらに他の実施形態として、アクチュエー
タ３および変位拡大手段４をスパン方向に複数併置し、
複数のアクチュエータ３によってフラップ６を角変位駆
動するように構成してもよい。このように複数のアクチ
ュエータ３を設けることによって大きな駆動力を得るこ
とができ、フラップ６を確実に角変位駆動させることが
できる。
【００４７】またアクチュエータ３はスタック形ピエゾ
アクチュエータに限らず、超磁歪アクチュエータであっ
てもよく、その他のアクチュエータであってもよい。超
磁歪アクチュエータは、電磁コイルに電流を流すことで
発生する磁界の変化によって伸縮するアクチュエータで
あり、このような超磁歪アクチュエータも作動時に変位
方向に圧縮してプリロードを与える必要があるが、超磁
歪アクチュエータをブレード２のスパン方向に配置し、
ブレードの先端側であるアクチュエータの端部をブレー
ドに固定し、付け根側の端部の変位を拘束しないように
取付けることによってロータブレードの回転による遠心
力によって超磁歪アクチュエータにプリロードが与えら
れることになる。これによってプリロードを与えるため
に別途のばねなどを用いる必要がなくなる。
【００４８】
【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、アクチ
ュエータの変位は第１変位拡大機構によって拡大される
だけでなく、第２変位拡大機構によってさらに拡大され
るので、大きな変位量を得ることができ、フラップを確
実に上下に往復角変位駆動することができる。
【００４９】請求項２記載の本発明によれば、第２変位
拡大機構は簡単な構成で確実に第１変位拡大機構の変位
を拡大することができる。
【００５０】請求項３記載の本発明によれば、弾性ヒン
ジを用いることにより軽量に構成することができる。
【００５１】請求項４記載の本発明によれば、蝶番ヒン
ジを用いることにより、アクチュエータの伸縮変位を確
実に各リンクに伝達することができる。
【００５２】請求項５記載の本発明によれば、スタック
型ピエゾアクチュエータは作動時に変位方向に圧縮させ
てプリロードを与える必要があるが、本発明ではアクチ
ュエータはブレードのスパン方向に沿って配置され、さ
らにブレードの先端側のアクチュエータの一端部をブレ
ードに固定するので、ロータブレードが回転したときに
その遠心力によってアクチュエータにプリロードが与え
られる。これによってばねなどによってプリロードを与
える必要がなくなり、部品点数が少なくなり構成を簡略
化することができる。
【００５３】請求項６記載の本発明によれば、アクチュ
エータの逆位相で各リンクが伸縮することによって第１
変位拡大機構の拡大率をさらに大きくすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態であるフラップ駆動装置
１の構成を示す斜視図である。
【図２】変位拡大手段４の拡大斜視図である。
【図３】アクチュエータ３が収縮したときの変位拡大手
段４の平面図である。
【図４】アクチュエータ３が伸長したときの変位拡大手
段４の平面図である。
【図５】弾性ヒンジを示す斜視図である。
【図６】蝶番ヒンジを示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の他の形態の変位拡大手段４５を
示す斜視図である。
【図８】変位拡大手段４５の偏心軸５２および揺動レバ
ー５３を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施のさらに他の形態の変位拡大手段
６０を示す平面図である。
【符号の説明】
１ ロータブレードのフラップ駆動装置 ２ ブレード ３ アクチュエータ ４，４５，６０ 変位拡大手段 ６ フラップ ７ 出力ロッド １０，６５ 第１変位拡大機構 １１，４６ 第２変位拡大機構 １２ 第１リンク １３ 第２リンク １４ 第３リンク １５ 第４リンク ２０〜２７ ヒンジ ３５ 入力軸 ３６ 支持軸 ３７ 変位拡大レバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−258795（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−271852（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−227696（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B64C 27/46 - 27/473 B64C 27/59,27/615

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブレードと、ブレードの後縁に角変位自
    在に取付られるフラップと、ブレード内に収容され、長
    手方向に伸縮するアクチュエータと、アクチュエータの
    伸縮変位を拡大してフラップに伝達し、フラップを上下
    に角変位駆動させる変位拡大手段とを備えるロータブレ
    ードのフラップ駆動装置において、 前記変位拡大手段は、 アクチュエータの一側部に配置され、一端部がアクチュ
    エータの一端部に角変位自在に連結される第１リンク
    と、 アクチュエータの一側部に配置され、一端部がアクチュ
    エータの他端部に角変位自在に連結され、他端部が第１
    リンクの他端部に角変位自在に連結される第２リンク
    と、 アクチュエータの他側部に配置され、一端部がアクチュ
    エータの一端部に角変位自在に連結される第３リンク
    と、 アクチュエータの他側部に配置され、一端部がアクチュ
    エータの他端部に角変位自在に連結され、他端部が第３
    リンクの他端部に角変位自在に連結される第４リンクと
    を有し、 アクチュエータの伸縮に応じて第１および第２リンクの
    連結部と、第３および第４リンクの連結部とが相互に近
    接および離反する方向に変位してアクチュエータの伸縮
    変位を拡大する第１変位拡大機構と、一端部がフラップ
    に連結される出力ロッドを有し、前記第１変位拡大機構
    の変位を拡大して出力ロッドを変位駆動する第２変位拡
    大機構とを含むことを特徴とするロータブレードのフラ
    ップ駆動装置。
  2. 【請求項２】 前記第２変位拡大機構は、 第１および第２リンクの連結部と、第３および第４リン
    クの連結部とのうち、いずれか一方の連結部に接続され
    る入力部材と、 第１および第２リンクの連結部と、第３および第４リン
    クの連結部とのうち、前記一方とは反対側の他方の連結
    部に接続される支持部材と、 予め定める支持軸線まわりに角変位自在に前記支持部材
    に支持され、支持軸線に所定の入力アーム長さ隔てた入
    力軸線まわりに角変位自在に前記入力部材が連結される
    変位拡大部材とを有し、 変位拡大部材に、前記入力アーム長さよりも長い出力ア
    ーム長さ隔てた出力軸線まわりに出力ロッドの他端部が
    角変位自在に連結されることを特徴とする請求項１記載
    のロータブレードのフラップ駆動装置。
  3. 【請求項３】 第１〜第４リンクと、第１〜第４リンク
    とアクチュエータとの連結部、第１および第２リンクの
    連結部、ならびに第３および第４リンクの連結部が薄板
    状の複合材料によって連なって形成され、各連結部は各
    リンクよりも柔軟で、弾性変形可能に形成されることを
    特徴とする請求項１または２記載のロータブレードのフ
    ラップ駆動装置。
  4. 【請求項４】 第１〜第４リンクとアクチュエータとの
    連結部、第１および第２リンクの連結部、ならびに第３
    および第４リンクの連結部はそれぞれ蝶番ヒンジによっ
    て角変位自在に連結されることを特徴とする請求項１ま
    たは２記載のロータブレードのフラップ駆動装置。
  5. 【請求項５】 前記アクチュエータは、印加される電圧
    に応じて変位するピエゾ素子が複数枚積層されたスタッ
    ク型ピエゾアクチュエータから成り、変位方向がブレー
    ドのスパン方向に沿うように配置され、ブレードの先端
    側のアクチュエータの一端部がブレードに固定されるこ
    とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のロータ
    ブレードのフラップ駆動装置。
  6. 【請求項６】 第１〜第４リンクはそれぞれ長手方向に
    伸縮可能なアクチュエータから構成され、アクチュエー
    タの伸縮の逆位相で各リンクが伸縮することを特徴とす
    る請求項１〜５のいずれかに記載のロータブレードのフ
    ラップ駆動装置。
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