JP3625509B2 - ヘリコプタのロータ制動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ヘリコプタのロータ制動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
よく知られているように、ヘリコプタは、伝動装置を経てロータに回転結合されたシャフトに作動するロータ制動装置を有する。制動装置は通常ハブを具備し、そのハブはシャフトに対して回転結合され一枚または複数枚の摩擦板が装着されており、その摩擦板はそれぞれ対の固定された摩擦円板または摩擦扇形板に挟まれ、軸方向に荷重がかかるとそれらは摺動しつつ協働する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記簡潔に説明したこの形式の公知の制動装置には重要な欠点がある。
【０００４】
ハブ上の摩擦板は絶えず回転しかつ固定してある円板または扇形板の方に動かされるため、軸線方向に荷重がかかっていない時でさえも故障によってディスク同士が摺動してしまうことがあり、その結果摩擦により昇温してしまう。極端な場合には、それを避けるための予防策を行なうにもかかわらず、制動装置はひどく故障したり燃えてしまうまでオーバーヒートをおこすことがある。
【０００５】
本発明は、従来の装置における前記の重要な欠点を克服するために開発されたヘリコプタのロータ制動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のヘリコプタのロータ制動装置は、固定されたケーシングと、該ケーシング内において回転可能に支持されかつロータに回転結合可能なシャフトと、前記ケーシングに回転結合された少なくとも一対の摩擦要素と、軸線方向に前記摩擦要素間に挟まれ軸線方向に荷重がかかると前記摩擦要素と摺動されつつ協働する少なくとも一枚の摩擦板が回転方向を固定装着されたハブと、前記シャフトと該ハブ間に挿入された回転結合手段とを具備し、該回転結合手段はクラッチ手段を具備し該クラッチ手段は前記ハブと前記シャフトが回転結合されていないアイドル位置と、前記ハブと前記シャフトが回転結合されている作動位置の間を移動可能であることを特徴とする。
【０００７】
【実施例】
限定されるものではないが、本発明の好適な実施例を、半部分断面図を示す添付された図１によって説明する。
【０００８】
図１において、１はヘリコプタのロータ（図示せず）の制動装置を示す。
【０００９】
装置１は、軸Ａと端部の開口部７を有する概略釣鐘形状の外部ケーシングまたは静翼２を備える。また、装置１は、軸Ａを有し詳細には図示されない伝動装置を介したロータに対して回転結合可能なシャフト３を備える。シャフト３は中空で、１対のベアリング４，５によりケーシング２内で回転可能に支持されている。
【００１０】
更に特徴的なことは、ベアリングのうちの１つ（４）はケーシング２の開口部７の反対側の端部６内に収納されており、シャフト３の端部１１を支持している。もう一方のベアリング（５）は、ケーシング２に固定されている中程の横断壁９により形成されている円筒状スリーブ８内に収納されている。
【００１１】
管状部１０は、軸線方向は壁９から開口部７に向かって延びており、一方半径方向は、１対のベアリング１５に回転可能に支持されているハブ１４内に装着されている。ハブ１４はケーシング２内の端部７の近くに収納されているディスク・ブレーキ１６の一部を形成しており、ディスク・ブレーキ１６はシャフト３に作用してロータを制動させる。
【００１２】
ブレーキ１６（構成を破線で示す。周知の形式である）は、便宜なグラファイト製の摩擦板１７を有し、摩擦板１７はかみ合い式のカップリング１８によりハブ１４に装着されている。ディスク１７は、好ましくはグラファイト製の１対の摩擦板１９により軸線方向に挟まれ、摩擦板１９はケーシング２に対して回転結合され、固定されている。アクチュエータ２０により軸線方向に荷重がかかると、ディスク１７はディスク１９と摺動しつつ協働する。
【００１３】
ハブ１４はクラッチ要素２４によりシャフト３に対して回転結合可能になっており、クラッチ２４は、スプライン・カップリング２６により回転方向に固定され、軸線方向にスライド可能にシャフト３に対して装着されている円筒状の内スリーブ２５を有する。更にクラッチ２４はフランジ２８によりスリーブ２５と連結された外リング歯車２７を有し、外リング歯車２７は半径方向外向きに歯２９を備え、歯２９はハブ１４上の内向きの歯３０とかみ合う。
【００１４】
クラッチ要素２４は、更にリング歯車２７からケーシング２の開口部７に向かって軸線方向に延びる同期リング３１を有する。軸線方向に見ると、リング３１は概略樽形状で、軸の端部に向かって半径は大きくなっており、またリング３１は高摩擦材料からなる外カバー３４を有する。
【００１５】
ケーシング２の開口部７に面するハブ１４の前部表面３５にはシート状金属リング３６が装着され、そのリング３６は複数の弾性ブレード３７を有し、ブレード３７はハブ１４の内側に向かって曲がっており、前部表面３５は軸Ａに向かって屈曲した凸状の部分を有し、後述されるように同期リング３１と協働する。
【００１６】
リング３６は外周フランジ３８を有し、外周フランジ３８はケーシング２に付設されたシート状金属保護部材３９と共に開口部７をおおっており、またリング３６は複雑なシール部材４０を有する。
【００１７】
制動装置１は、さらにクラッチ要素２４を制御しかつシャフト３の内側にシャフト３と同軸上に収納されている直線式アクチュエータ４４を有する。アクチュエータ４４は移動自在のロッド４５を有し、ロッド４５の一方の端部４６には例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等摩擦係数が小さい材料からなるガイド・リング４７が装着されており、ロッド４５はシャフト３の内側の表面４８と協働する。端部４６は横断穴５２を有し、その横断穴５２は端部５０（一つのみ図示）と共に、シャフト３のそれぞれの穴５１を通ってシャフト３の外側に延びかつクラッチ要素２４に連結されている駆動用ピン４９をおおっている。
【００１８】
クラッチ要素２４はアクチュエータ４４により第１、アイドル位置（破線部）と第２の位置（実線部）の間を動かされ、第１の位置ではクラッチ要素２４はハブ１４と協動せずハブ１４はシャフト３に回転結合されないが、第２の位置ではクラッチ要素２４の歯２９はハブ１４の歯３０とかみ合いハブ１４はシャフト３に回転結合される。
【００１９】
スプライン・カップリング５４により、シャフト３の端部１１にはスリーブ５５が装着され、続いてシャフト３からアクセサリー・ボックス（図示せず）への伝達動作を伝えるためのギヤ５６が装着されており、アクセサリー・ボックスは、例えば、流動体を加圧する一つまたは複数のポンプや、一つまたは複数の交流発電機を有する。シャフト３を介したロータにより動力が供給されるのに加えて、アクセサリー・ボックスは、ロータ（図示せず）自体を駆動するエンジンの一つによっても動力供給される。
【００２０】
ギヤ５６は、スリーブ５５上で第１のベアリング対５７により支持され、ケーシング２に対して第２のベアリング対５８により支持され、更にフリー・ホイール５９によりスリーブ５５に対して回転結合されかつ一方向にのみ回転可能になっており、その結果、シャフト３によってアクセサリー・ボックスを駆動することが可能になっており、前記エンジンによりアクセサリー・ボックスが駆動される際、逆方向に伝達動作が伝えられるのを防止することができ、ロータは停止している（従ってシャフト３も停止している）。
【００２１】
装置１は以下のように作動する。
【００２２】
特にフライト時などロータ・ブレーキがアイドル状態の時はいかなる動作中でも、クラッチ要素２４はアクチュエータ４４によって必ずアイドル位置で維持されている。ハブ１４はシャフト３に連結されていないためにハブ１４も摩擦板１７も回転せず、そのため固定されているディスク１９と摩擦板１７が滑る危険を排除することができる。
【００２３】
一方、例えば着陸時などロータが制動される際は、アクチュエータ４４は作動されクラッチ要素２４を作動位置に移動させる。移動中、クラッチ要素２４の歯２９がハブ１４の歯３０とかみ合う前に、同期リング３１は、リング３６のブレード３７とかみ合い、摩擦力により、リング３６とそれを付設したハブ１４を回転させる。リング３１とブレード３７の前記形状の効果により、そのかみ合いはスムースに徐々に行なわれる。クラッチ要素２４がさらに移動されると、同期リング３１は、ブレード３７を分割してたわませ、リング３６とハブ１４への接触圧を増加させることにより、リング３６とハブ１４への摩擦による伝達トルクを増加させる。その結果前記トルクは同期してハブ１４まで供給され、クラッチ２４が最終位置まで移動されると、歯２９は歯３０とかみ合い、シャフト３とハブ１４が回転結合され、その時点でディスク・ブレーキ１６は正規に作動され、シャフト３を制動させる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明により、本発明による装置１の効果は以下のように明らかである。
【００２５】
詳細には、制動装置が作動する時にのみシャフト３がハブ１４に回転結合されるようにブレーキ１６のハブ１４の構成をとっているため、ロータが正規に作動している時に偶然に摺動する可能性や、そのことによる制動装置のオーバーヒートや故障が減少する。
【００２６】
明らかなように、本発明の範囲から逸脱することなく以上説明された装置１を改良することも可能である。
【００２７】
詳細には、ハブ１４とシャフト３の間に自動クラッチのような異なるクラッチ手段を挿入することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例に係わるヘリコプタのロータ制動装置の半部分断面図である。
【符号の説明】
２…ケーシング
３…シャフト
１７，１９…摩擦板
２４…クラッチ
４４…直線式アクチュエータ
４５…ロッド
４９…ピン

Claims (7)

1. ・固定されたケーシング（２）と、
   ・該ケーシング内において回転可能に支持されかつロータに回転結合可能なシャフト（３）と、
   ・前記ケーシング（２）に回転結合された少なくとも一対の摩擦要素（１９）と、
   ・軸線方向に前記摩擦要素（１９）間に挟まれ、軸線方向に荷重がかかると前記摩擦要素（１９）と摺動されつつ協働する少なくとも一枚の摩擦板（１７）が回転方向を固定装着されたハブ（１４）と、
   ・前記シャフト（３）と該ハブ（１４）間に挿入された回転結合手段（２４）とを具備し、
   該回転結合手段は、クラッチ手段（２４）を具備し、該クラッチ手段（２４）は前記ハブ（１４）と前記シャフト（３）が回転結合されていないアイドル位置と、前記ハブ（１４）と前記シャフト（３）が回転結合されている作動位置の間を移動可能であることを特徴とするヘリコプタのロータ制動装置。
2. 該クラッチ手段は、前記シャフト（３）に対して前記ハブ（１４）を同期させる同期手段（３１，３６）を具備することを特徴とする請求項１記載のヘリコプタのロータ制動装置。
3. 上記クラッチ手段は、上記シャフト（３）に回転結合されかつシャフト（３）に沿いつつ前記アイドル位置と前記作動位置間を摺動可能なクラッチ要素（２４）を具備し、該クラッチ要素（２４）はそれぞれの半径方向に延びる歯（２９，３０）によって前記ハブ（１４）に連結可能であることを特徴とする請求項１または２記載のヘリコプタのロータ制動装置。
4. 該同期手段は、前記クラッチ要素（２４）に付設された同期リング（３１）と、 上記ハブ（１４）に装着されかつ該同期リング（３１）と協働する複数の弾性ブレード（３７）を備えたリング（３６）とを具備することを特徴とする請求項３記載のヘリコプタのロータ制動装置。
5. 前記クラッチ手段（２４）を制御するアクチュエータ（４４）を具備することを特徴とする請求項１，２，３または４記載のヘリコプタのロータ制動装置。
6. 前記シャフト（３）は中空であることと、前記アクチュエータ（４４）は前記シャフト（３）内に収容されていることを特徴とする請求項５に記載のヘリコプタ回転翼制動装置。
7. 前記アクチュエータ（４４）はロッド（４５）を具備し、該ロッド（４５）は軸線方向に移動可能でありかつ横断ピン（４９）により前記クラッチ要素（２４）に保持されており、該横断ピン（４９）は前記クラッチ要素（２４）に連結される端部（５０）を備えかつ前記シャフト内の軸線方向に沿った各開口部（５１）と摺動しつつ係合することを特徴とする請求項６記載のヘリコプタのロータ制動装置。

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