JP3805940B2

JP3805940B2 - ヘリコプター用制振装置

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Publication number: JP3805940B2
Application number: JP2000049831A
Authority: JP
Inventors: 安忠譚; 優中村
Original assignee: Society of Japanese Aerospace Companies; Kawada Industries Inc
Current assignee: Society of Japanese Aerospace Companies; Kawada Industries Inc
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: JP2001233296A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヘリコプターのローターの回転によって発生する振動を低減させる、ヘリコプター用制振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ヘリコプターのローターシステムは一般に、複数枚のローターブレードおよびそれらのローターブレードの基端部をそれらの長手方向軸線周りにピッチ角変更可能に支持するローターヘッドを有し、機体から上方へ突出したローターシャフトの上端部に結合されてエンジンにより回転駆動されるローターと、そのローターの回転中に各ローターブレードのピッチ角を機体に対するそのローターブレードの回転方向位置の変化に応じて連続的に変化させるピッチ制御リンク機構とを具えており、かかるローターシステムは、ローターブレードの遠心力の不釣り合い等によるローターのアンバランスにより、ローターの回転中その回転軸線と交差する方向の振動を発生させるとともに、ローターブレードの空気力加振による振動その他により、ローターの回転中その回転軸線の延在方向の振動を発生させる。
【０００３】
このような振動は、そのままではヘリコプターの乗り心地を損ない、乗員に不快感を与えるので、ヘリコプターには多くの場合、ローターの振動を低減させる制振装置が設けられており、かかる制振装置としては従来、例えば社団法人日本航空技術協会が1993年 5月10日に発行した新航空工学講座５「ヘリコプタ」第２版の第８章「振動および防振装置」に記載されている、ローターブレードの基端部にダンパーマスとなる振り子を上下揺動可能に取り付けたりローターヘッドの上にダンパーマスとなる星型の錘をローターの軸線方向と交差する方向へ移動可能に支持したりしたダイナミックダンパー型の制振装置や、ローターシャフトの下端部を支持および回転駆動するトランスミッションを複数本のビームにより上下動や揺動可能に支持するとともにそれらのビームを振動の節の位置で機体に連結することで機体に伝達される振動を低減させるノーダル・ビーム型の装置が知られており、その他、振動部分をアクチュエータによりその振動方向と逆方向に積極的に振動させて振動を打ち消す能動型制振装置も検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の制振装置は、ローターブレードやローターヘッドにダンパーマスとなる振り子や錘を揺動可能あるいは移動可能に支持するダイナミックダンパー型のものでは、それらの振り子や錘を移動可能に支持する機構の保守作業に手間がかかるという問題があるとともに、振動を効果的に低減させるためのそれらの振り子や錘の重量の調整が容易でないという問題があり、そしてノーダル・ビーム型の装置や能動型制振装置では、構造が複雑になって製造に費用が嵩むとともに保守作業に手間がかかり、しかも装置が大型化するので占有スペースが嵩むとともに重量も嵩むという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
この発明は、上記課題を有利に解決した制振装置を提供することを目的とするものであり、この発明のヘリコプター用制振装置は、ヘリコプターのローターヘッドに一体的に固定されるとともに内部に流体収容室を有する制振体容器と、制振体として前記制振体容器の流体収容室内に収容される、その流体収容室の容積よりも少ない量の流体と、を具えてなり、前記流体収容室の内周壁面が、前記ローターヘッドの中心軸線に一致する中心軸線を持つ円筒状をなしているものである。
【０００６】
かかる制振装置にあっては、ヘリコプターのローターヘッドが回転して、そのローターヘッドに一体的に固定された制振体容器が回転すると、その制振体容器の流体収容室内の流体が、流体収容室の内壁面との接触によってその内壁面の周方向に付勢されて制振体容器と一緒に回転し、その流体に加わる遠心力で、流体収容室の、ローターヘッドの中心軸線に一致する中心軸線を持つ円筒状の内周壁面に押しつけられ、その内周壁面に沿って延在している。
【０００７】
しかして流体が制振体容器と一緒に回転している間に、ローター等の回転系のアンバランスに起因してローターヘッドの中心軸線が実際の回転軸線に対しそのアンバランス質量と反対の方向へ偏心して、制振体容器がローターヘッドの中心軸線と交差する方向へ移動すると、技術分野が本願と全く異なるが洗濯機の脱水籠に設けるものとして知られている液体式バランサーにおけるように、流体収容室内の流体が遠心力等でその制振体容器の移動方向と同じ方向へ集まる。これにより、実際の回転軸線に対するローター等の回転系全体としてのアンバランス分の質量が減少して、ローターヘッドの中心軸線と交差する方向のローターの振動が制振される。
【０００８】
また流体が制振体容器と一緒に回転している間に、制振体容器がローターヘッドの中心軸線の延在方向へ移動すると、制振体容器の流体収容室の内周壁面に沿って延在している流体が、流体収容室の内周壁面に沿ってその制振体容器の移動方向と反対の方向へ慣性力で移動して表面に波を誘起し、その波が流体収容室の軸線方向端壁面で反射される。これにより、制振体容器がローターヘッドの中心軸線の延在方向へ振動すると流体が振動して、ダイナミックダンパーのダンパーマスとなる制振体として作用するので、その制振体容器の振動が制振され、ひいてはローターヘッドの中心軸線の延在方向のローターの振動が制振される。
【０００９】
従って、この発明の制振装置によれば、ローターヘッドの中心軸線と交差する方向のローターの振動と、ローターヘッドの中心軸線の延在方向のローターの振動とを共に効果的に制振することができ、しかもこの発明の制振装置によれば、制振体としての流体を制振体容器の流体収容室内に収容して移動可能に支持する構造ゆえ、保守作業を要する機構的な部分が全くないので、保守作業に手間がかかることなしに長期間信頼性を維持し、また振動を効果的に低減させるための制振体の調整も、流体収容室内に収容する流体の量を増減させたり、その流体の比重を異ならせたりすることで容易に行うことができる。
【００１０】
そしてこの発明の制振装置によれば、上記のように制振体としての流体を制振体容器の流体収容室内に収容して移動可能に支持するという簡易な構造ゆえ、安価に製造でき、しかも装置がコンパクト化するので、占有スペースや重量増も僅かなもので済ませることができる。
【００１１】
さらにこの発明においては、前記流体収容室が、前記内周壁面から内方へ突出する凸部を有するものであり、かかる凸部によれば、流体を、流体収容室の内周壁面の周方向に効果的に付勢し得るので、制振体容器の回転速度が急に変化しても流体を確実に制振体容器と供回りさせることができ、しかも、制振体容器がローターヘッドの中心軸線と交差する方向へ移動した際にはその制振体容器の移動方向へ流体が凸部を避けながら集まり、そして制振体容器がローターヘッドの中心軸線の延在方向へ移動した際にはその制振体容器の移動方向と反対の方向へ流体表面の波が凸部に接触しつつ移動するので、流体の自励振動を抑制し得て、当該装置の制振作用をより効果的なものとすることができる。
【００１２】
なお、この発明においては、前記凸部は、前記内周壁面の中心軸線に対し半径方向へその中心軸線と平行に延在するとともに一つまたは複数の貫通孔を持つ隔壁であっても良く、かかる隔壁によれば、上述した凸部の作用をより確実に生ずるので、当該装置の制振作用をより効果的なものとすることができる。
【００１３】
さらにこの発明においては、前記流体は、水よりも比重の高い非揮発性の液体であっても良く、かかる液体を用いれば、非揮発性で比重が水よりも高いゆえ、流体に水を用いる場合と比較して制振作用をより安定して確実に得ることができる。但し、この発明における流体はこれに限定されるものでなく、制振体となり得る程度の質量を持つものであれば、例えば粒状物の集合体でも良い。
【００１４】
さらにこの発明においては、前記流体収容室は、前記ローターヘッドの中心軸線に対し半径方向に複数層設けられていても良く、かかる複数層の流体収容室によれば、各層の流体収容室が制振効果を果たすので、ローターヘッドの中心軸線と交差する方向のローターの振動を、より効果的に制振することができる。
【００１５】
さらにこの発明においては、前記流体収容室は、前記ローターヘッドの中心軸線の延在方向に複数段設けられていても良く、かかる複数段の流体収容室によれば、各段の流体収容室が制振効果を果たすので、ローターヘッドの中心軸線の延在方向のローターの振動を、より効果的に制振することができる。ここで、前記複数段の流体収容室の高さは互いに異なっていても良く、かかる高さの異なる流体収容室によれば、ローターヘッドの中心軸線の延在方向のローターの振動を、より広い範囲の振動数に亘って効果的に制振することができる。
【００１６】
また、この発明のもう一つのヘリコプター用制振装置は、ヘリコプターのローターヘッドに一体的に固定されるとともに内部に剛球収容室を有する制振体容器と、粘性流体とともに、制振体として前記制振体容器の剛球収容室内に転動自在に収容される二個あるいはそれ以上の数の剛球と、を具えてなり、前記剛球収容室は、前記ローターヘッドの中心軸線に一致する中心軸線を持つ円環状をなして周方向に一周連続しているものである。
【００１７】
かかる制振装置にあっては、ヘリコプターのローターヘッドが回転して、そのローターヘッドに一体的に固定された制振体容器が回転すると、その制振体容器の剛球収容室内の二個あるいはそれ以上の数の剛球が、剛球収容室の内壁面との直接接触および剛球収容室の内壁面に接触している粘性流体との接触によってその内壁面の周方向に付勢されて制振体容器と一緒に回転する。そしてその間に、ローター等の回転系のアンバランスに起因してローターヘッドの中心軸線が実際の回転軸線に対しそのアンバランス質量と反対の方向へ偏心して、制振体容器がローターヘッドの中心軸線と交差する方向へ移動すると、技術分野が本願と全く異なるが遠心分離機に設けるものとして知られているボール式バランサーにおけるように、剛球収容室内の二個以上の剛球が遠心力等でその制振体容器の移動方向と同じ方向へ集まる。これにより、実際の回転軸線に対するローター等の回転系全体としてのアンバランス分の質量が減少して、ローターヘッドの中心軸線と交差する方向のローターの振動が制振される。
【００１８】
従って、この発明の制振装置によれば、ローターヘッドの中心軸線と交差する方向のローターの振動を効果的に制振することができ、しかも制振体としての剛球を制振体容器の剛球収容室内に収容して転動自在に支持する構造ゆえ、保守作業を要する機構的な部分が全くないので、保守作業に手間がかかることなしに長期間信頼性を維持することができる。また、上記のように剛球を制振体容器の剛球収容室内に収容して転動自在に支持するという簡易な構造ゆえ、安価に製造でき、しかも装置がコンパクト化するので、占有スペースや重量増も僅かなもので済ませることができる。
【００１９】
なお、この発明においては、上記発明での剛球収容室が、先の発明での制振体容器の内部に前記流体収容室とともに設けられていても良く、かかる構成によれば、ローターヘッドの中心軸線と交差する方向のローターの振動を、より効果的に制振することができる。ここで、剛球収容室は、流体収容室に対し、半径方向外方や半径方向内方に設けても良く、また軸線方向に並べて設けても良い。
【００２０】
さらにこの発明においては、前記制振体容器は、例えば前記ローターヘッドの内部に収容されて設けられたものでも良いが、前記ローターヘッドと別体に形成されるとともに、上面が凸形状の円盤状の外形をなすものであっても良く、かかる制振体容器によれば、ローターヘッドと別体に形成されているので、既存のヘリコプターのローターヘッドにも容易に設置し得て汎用性を高めることができ、しかも外形が上面が凸形状の円盤状ゆえ、その制振体容器自体を容易にバランス良く製造することができるとともに、ローターヘッド上で、ヘリコプターの飛行中における気流の整流効果をもたらすことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明のヘリコプター用制振装置の一実施例を一部切り欠いてヘリコプターのローターとともに静止状態で示す斜視図、また図２（ａ）および（ｂ）は、その実施例の制振装置をヘリコプターに搭載した状態で示す平面図および側面図であり、図中符合１はヘリコプターの機体、２はそのヘリコプターの機体１から上方へ突出したローターシャフト、３はそのローターシャフト２の上端部に結合されて図示しないエンジンにより回転駆動されるローター、そして４は上記実施例の制振装置をそれぞれ示し、ローター３は、図示例では三枚のローターブレード3aおよび、それらのローターブレード3aの基端部をそれらのローターブレード3aの長手方向軸線周りにピッチ角変更可能に支持するローターヘッド3bを有している。
【００２２】
この実施例の制振装置４は、図１に示すように、概略球面状に突出した上面を有するとともに内部に流体収容室５を有する概略円盤状の制振体容器６と、その制振体容器６の内部の流体収容室５内に収容される、その流体収容室５の容積よりも少ない量の流体としての、水よりも比重の高い非揮発性の液体（例えばシリコンオイル）７とを具えるものであり、ここにおける制振体容器６は、図２に示すように、ローターヘッド3bと別体に形成されてローターヘッド3b上に配置されて、図示しない通常の固定部材によりそのローターヘッド3bに一体的に固定されている。なお、かかる制振体容器６は、例えば軽合金材料の切削加工あるいは鋳造成形等によって形成することができ、その制振体容器６には、図示しないが、その上面の中央部等の適当な位置に、液体７を流体収容室５内に注入するための注入口と、その注入口を液密に閉止する着脱自在な蓋と、その蓋に設けられて流体収容室５内の気圧を適当な圧力に保つ調圧弁とが設けられている。
【００２３】
制振体容器６の内部の流体収容室５は、図１に示すように、内壁面８を有し、その内壁面８は、ローターシャフト２とローターヘッド3bとの中心軸線Ｃに一致する中心軸線（ここでは便宜上それと同一符合Ｃで示す）を持つ円筒状の内周壁面8aを持っている。また、流体収容室５は、上記内壁面８の内周壁面8aおよび上下端面から内方へ突出して上記中心軸線Ｃの延在方向に沿ってその中心軸線Ｃに対し半径方向へ延在する、凸部としてのリブ状の隔壁９を、周方向に等間隔に放射状に、図示例では六枚有しており、各隔壁９には、複数の小さな貫通孔9aが形成されている。
【００２４】
図３は、上記実施例の制振装置４の制振体容器６内をその制振体容器６が回転している状態で模式的に示す透視図、また図４は、上記実施例の制振装置４がローターヘッド3bの中心軸線と交差する方向のローター３の振動を制振する際の動作原理を示す説明図であり、図４中、点Ｏ１はローターヘッド3bの実際の回転中心軸線の位置、点Ｏ２はローターヘッド3bひいては流体収容室５の内周壁面8aの中心軸線の位置をそれぞれ示し、Ｍはアンバランスウエイトを示し、流体収容室５の四方のバネ10およびダンパー11は、ローターシャフト２の下端部を支持する懸架構造を模式的に示すものである。
【００２５】
上記実施例の制振装置４にあっては、ヘリコプターのローターヘッド3bが回転して、そのローターヘッド3bに一体的に固定された制振体容器６が回転すると、図３に示すように、その制振体容器６の流体収容室５内の液体７が、流体収容室５の内壁面８との接触および、その内壁面８から内方へ突出してその内壁面８の中心軸線Ｃの延在方向に沿って半径方向へ延在する六枚の隔壁９との当接によってその内壁面８の周方向に付勢されて制振体容器６と一緒に回転し、その液体７に加わる遠心力で、流体収容室５の、中心軸線Ｃを持つ円筒状の内周壁面8aに押しつけられ、その内周壁面8aに沿って層状に延在している。
【００２６】
しかして、図４に示すように、液体７が制振体容器６と一緒に、ローターシャフト２の下端部を支持する懸架構造の固有振動数よりも高い回転数で回転している間に、ローター３等の回転系のアンバランスに起因してローターヘッド3bの中心軸線Ｃ（位置を点Ｏ２で示す）が実際の回転軸線（位置を点Ｏ１で示す）に対しアンバランスウエイトＭと反対の方向へ偏心して、制振体容器６がローターヘッド3bの中心軸線Ｃと交差する方向へ移動すると、技術分野が本願と全く異なるが洗濯機の脱水籠に設けるものとして知られている液体式バランサーにおけるように、流体収容室５内の液体７が遠心力等でその制振体容器６の移動方向と同じ方向へ、隔壁９をよけながら、すなわち隔壁９を乗り越えたりその貫通孔9aを通過したりしながら集まる。これにより、実際の回転軸線に対するローター３等の回転系全体としてのアンバランス分の質量が減少して、ローターヘッドの中心軸線と交差する方向のローター３の振動が制振される。なお、液体式バランサーの原理については既知であるので（例えば、昭和42年８月20日、株式会社コロナ社発行、マクダフおよびカレリー著、小堀与一訳の「振動制御」参照）、ここではその力学的な詳細は省略する。
【００２７】
かかる流体収容室５を用いた液体式バランサーでは、液体７の密度ひいては比重×流体収容室５の容積が大きい程、振動減衰効果が大きくなるので、液体７の比重と流体収容室５の容積との少なくとも一方を増大させることが、制振効果の向上に効果的である。
【００２８】
また、図５は、上記実施例の制振装置４がローターヘッド3bの中心軸線の延在方向のローター３の振動を制振する際の動作原理を示す説明図であり、図５中、12はローターシャフト２およびローター３を含む回転系、そして回転系12の下方のバネ10およびダンパー11は、ローターシャフト２の下端部を支持する懸架構造を模式的に示すものである。
【００２９】
図５に示すように、液体７が制振体容器６と一緒に回転している間に、制振体容器６が図中両矢印で示す如くローターヘッド3bの中心軸線Ｃの延在方向へ移動すると、制振体容器６の流体収容室５の内周壁面8aに沿って延在している液体７が、その流体収容室５の内周壁面8aに沿ってその制振体容器６の移動方向と反対の方向へ慣性力で移動して表面に波Ｗを誘起し、その波Ｗが流体収容室５の軸線方向端壁面（図では上下端壁面）で反射される。これにより、制振体容器６がローターヘッド3bの中心軸線Ｃの延在方向へ振動すると液体７が振動して、ダイナミックダンパーのダンパーマスとなる制振体として作用するので、その制振体容器６の振動が制振され、ひいてはローターヘッド3bの中心軸線Ｃの延在方向のローター３の振動が制振される。なお、かかる液体式ダイナミックダンパーの原理については既知であるので（例えば、昭和63年の日本機械学会論文集（Ｃ編）第54巻 504号中の第1629〜1636頁の佐藤勇一著、「液体を内蔵した中空回転体を用いた動吸振器」参照）、ここではその力学的な詳細は省略する。
【００３０】
かかる流体収容室５を用いた液体式ダイナミックダンパーでは、制振目標とする振動数比（軸線方向振動数／ローター回転数）の振動に対応するように、流体収容室５の特に高さと液体７の種類および量との少なくとも一方を設定しておくことが、制振効果の向上に効果的である。
【００３１】
従って、上記実施例の制振装置４によれば、ローター３の、中心軸線Ｃと交差する方向の振動と、中心軸線Ｃの延在方向の振動とを共に効果的に制振することができ、しかも、上記実施例の制振装置によれば、制振体としての液体７を制振体容器６の流体収容室５内に収容して移動可能に支持する構造ゆえ、保守作業を要する機構的な部分が全くないので、保守作業に手間がかかることなしに長期間信頼性を維持し、また振動を効果的に低減させるための制振体の調整も、流体収容室５内に収容する液体７の量を増減させたり、その液体７の比重を異ならせたりすることで容易に行うことができる。
【００３２】
そして上記実施例の制振装置によれば、上記のように制振体としての液体７を制振体容器６の流体収容室５内に収容して移動可能に支持するという簡易な構造ゆえ、安価に製造でき、しかも装置がコンパクト化するので、占有スペースや重量増も僅かなもので済ませることができる。
【００３３】
さらに上記実施例の制振装置４によれば、前記凸部として、複数の貫通孔9aを持つ隔壁９が複数枚設けられているので、液体７を流体収容室５の内壁面８の周方向に効果的に付勢し得て、制振体容器６の回転速度が急に変化しても確実に液体７を制振体容器６と供回りさせることができ、しかも、制振体容器６がローターヘッド3bの中心軸線Ｃと交差する方向へ移動した際にはその制振体容器６の移動方向へ液体７が隔壁９の複数の貫通孔9aを通って集まり、そして制振体容器６がローターヘッド3bの中心軸線Ｃの延在方向へ移動した際にはその制振体容器６の移動方向と反対の方向へ隔壁９に接触しつつ移動するので、液体７の自励振動を抑制し得て、制振装置の制振作用をより効果的なものとすることができる。
【００３４】
さらに上記実施例の制振装置４によれば、前記流体として、非揮発性で、比重が水よりも大きい液体（例えば、粘度も水よりも大きいシリコンオイル）７を用いているので、流体に水を用いる場合と比較して制振作用をより安定して確実に得ることができ、しかも、流体に水を用いる場合と比較してより小さな制振体容器で制振作用を効果的なものとすることができる。
【００３５】
さらに上記実施例の制振装置４によれば、制振体容器６がローターヘッド3bと別体に形成された、上面が凸形状の円盤状の外形をなすものであるので、その制振体容器６がローターヘッド3bと別体に形成されているゆえ、既存のヘリコプターのローターヘッドにも容易に設置し得て汎用性を高めることができ、しかもその制振体容器６の外形が上面が凸形状の円盤状ゆえ、その制振体容器自体を容易にバランス良く製造することができるとともに、ローターヘッド3b上で、ヘリコプターの飛行中における気流の整流効果をもたらすことができる。
【００３６】
図６〜図９は、上記実施例の制振装置４の変形例における制振体容器６内をその制振体容器６が回転している状態でそれぞれ示すものであり、図６に示す例では、流体収容室５が制振体容器６内に、ローターヘッド3bの中心軸線Ｃに対し半径方向に二層設けられている。かかる二層の流体収容室５によれば、各層の流体収容室５が制振効果を果たすので、ローターヘッド3bの中心軸線Ｃと交差する方向のローター３の振動を、より効果的に制振することができる。
【００３７】
また図７に示す例では、流体収容室５が制振体容器６内に、ローターヘッド3bの中心軸線Ｃの延在方向に同一の高さで二段設けられている。かかる二段の流体収容室５によれば、各段の流体収容室５が制振効果を果たすので、ローターヘッド3bの中心軸線Ｃの延在方向のローター３の振動を、より効果的に制振することができる。
【００３８】
そして図８に示す例では、流体収容室５が制振体容器６内に、ローターヘッド3bの中心軸線Ｃの延在方向に二段設けられるとともに、それら二段の流体収容室５の高さが互いに異なっている。かかる高さの異なる流体収容室５によれば、ローターヘッド3bの中心軸線Ｃの延在方向のローター３の振動を、より広い範囲の振動数に亘って効果的に制振することができる。
【００３９】
図９に示す例は、図６に示す二層の流体収容室５を持つ例と図８に示す高さの異なる二段の流体収容室５を持つ例とを組み合わせたものであり、このようにすれば、より大きな制振効果をより広い振動数範囲に亘って得ることができる。
【００４０】
図10は、この発明のヘリコプター用制振装置の他の一実施例がローターヘッド3bの中心軸線と交差する方向のローター３の振動を制振する際の動作原理を示す説明図であり、この実施例の制振装置は、先の実施例と同様の上面が凸形状の円盤状の外形をなす制振体容器６内に、流体収容室５の代わりに剛球収容室13を持ち、その剛球収容室13は、ローターヘッド3bの中心軸線Ｃに一致する中心軸線を持つ円環状をなしている。そしてその剛球収容室13内には、例えばシリコンオイル等の粘性流体とともに、制振体としてここでは二個の、例えば鋼鉄製の剛球14が転動自在に収容されている。なお、先の図４と同様、図10中、点Ｏ１はローターヘッド3bの実際の回転中心軸線の位置、点Ｏ２はローターヘッド3bひいては剛体収容室13の中心軸線Ｃの位置をそれぞれ示し、Ｍはアンバランスウエイトを示し、剛体収容室13の四方のバネ10およびダンパー11は、ローターシャフト２の下端部を支持する懸架構造を模式的に示すものである。
【００４１】
かかる制振装置にあっては、ヘリコプターのローターヘッド3bが回転して、そのローターヘッド3bに一体的に固定された制振体容器６が回転すると、その制振体容器６の剛球収容室13内の二個の剛球14が、剛球収容室13の内壁面との直接接触および剛球収容室13の内壁面に接触している粘性流体との接触によってその内壁面の周方向に付勢されて制振体容器６と一緒に回転する。そしてその間に、ローター３等の回転系のアンバランスに起因して、点Ｏ２で示すローターヘッド3bの中心軸線Ｃが、点Ｏ１で示す実際の回転軸線に対しアンバランスウエイトＭと反対の方向へ偏心して、制振体容器６がローターヘッド3bの中心軸線Ｃと交差する方向へ移動すると、技術分野が本願と全く異なるが遠心分離機に設けるものとして知られているボール式バランサーにおけるように、剛球収容室13内の二個の剛球14が遠心力等でその制振体容器６の移動方向と同じ方向へ集まる。これにより、実際の回転軸線に対するローター３等の回転系全体としてのアンバランス分の質量が減少して、ローターヘッド3bの中心軸線Ｃと交差する方向のローター３の振動が制振される。なお、かかるボール式バランサーの原理については既知であるので（例えば、先のマクダフおよびカレリー著の「振動制御」の他、昭和54年の日本機械学会論文集（Ｃ編）第45巻 394号中の第646 〜652 頁の井上順吉他著、「自動平衡装置」参照）、ここではその力学的な詳細は省略する。
【００４２】
かかる剛球収容室13を用いたボール式バランサーでは、ある程度以上の質量を持つ剛球14を使用すれば、その剛球14を完全にアンバランス質量と釣り合わせることが可能である。
【００４３】
従って、上記実施例の制振装置によれば、ローターヘッド3bの中心軸線Ｃと交差する方向のローター３の振動を効果的に制振することができ、しかも制振体としての剛球14を制振体容器６の剛球収容室13内に収容して転動自在に支持する構造ゆえ、保守作業を要する機構的な部分が全くないので、保守作業に手間がかかることなしに長期間信頼性を維持することができる。また、上記のように剛球14を制振体容器６の剛球収容室13内に収容して転動自在に支持するという簡易な構造ゆえ、安価に製造でき、しかも装置がコンパクト化するので、占有スペースや重量増も僅かなもので済ませることができる。
【００４４】
図11および図12は、上記実施例の制振装置の剛球収容室13を、先の実施例の制振装置の制振体容器６内に流体収容室５とともに設けた、上記実施例の制振装置の変形例をそれぞれ示すものであり、図11に示す例では、図８に示す高さの異なる二段の流体収容室５の周囲に剛球収容室13を配置してその剛球収容室13内に二個の剛球14を粘性流体とともに収容している。また図12に示す例では、中央部の流体収容室５の段を挟んでその上下に二段ずつ流体収容室５を配置し、その中央部の流体収容室５の周囲に剛球収容室13を配置してその剛球収容室13内に二個の剛球14を粘性流体とともに収容している。これらの構成によれば、ローターヘッド3bの中心軸線Ｃと交差する方向のローター３の振動を、より効果的に制振することができる。
【００４５】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、前記流体として、例えばシリコンオイル以外の液体や粒状物の集合体を用いても良く、また前記制振体容器を、前記ローターヘッド内に収容しても良く、そして前記凸部として、例えば山脈状の突条を流体収容室の中心軸線の延在方向に延在するようにその内壁面に形成したり、丸い山形の突起を流体収容室の内壁面に形成したりしても良い。また、前記剛球を、前記剛球収容室内に三個以上収容しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のヘリコプター用制振装置の一実施例を一部切り欠いてヘリコプターのローターとともに静止状態で示す斜視図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、上記実施例の制振装置をヘリコプターに搭載した状態で示す平面図および側面図である。
【図３】上記実施例の制振装置の制振体容器内をその制振体容器が回転している状態で模式的に示す透視図である。
【図４】上記実施例の制振装置がローターヘッドの中心軸線と交差する方向のローターの振動を制振する際の動作原理を示す説明図である。
【図５】上記実施例の制振装置がローターヘッドの中心軸線の延在方向のローターの振動を制振する際の動作原理を示す説明図である。
【図６】上記実施例の制振装置の一変形例を制振体容器が回転している状態で模式的に示す透視図である。
【図７】上記実施例の制振装置の他の一変形例を制振体容器が回転している状態で模式的に示す透視図である。
【図８】上記実施例の制振装置のさらに他の一変形例を制振体容器が回転している状態で模式的に示す透視図である。
【図９】上記実施例の制振装置のさらに他の一変形例を制振体容器が回転している状態で模式的に示す透視図である。
【図１０】この発明のヘリコプター用制振装置の他の一実施例がローターヘッドの中心軸線と交差する方向のローターの振動を制振する際の動作原理を示す説明図である。
【図１１】先の実施例と組み合わせた上記実施例の制振装置の一変形例を制振体容器が回転している状態で模式的に示す透視図である。
【図１２】先の実施例と組み合わせた上記実施例の制振装置の他の一変形例を制振体容器が回転している状態で模式的に示す透視図である。
【符号の説明】
１機体
２ローターシャフト
３ローター
3a ローターブレード
3b ローターヘッド
４制振装置
５流体収容室５
６制振体容器
７液体
８内壁面
8a 内周壁面
９隔壁
9a 貫通孔
10 バネ
11 ダンパー
12 回転系
13 剛球収容室
14 剛球
Ｃローターヘッドの中心軸線
Ｍアンバランスウエイト

Claims

ヘリコプターのローターヘッド（3b）に一体的に固定されるとともに内部に流体収容室（５）を有する制振体容器（６）と、
制振体として前記制振体容器の流体収容室内に収容される、その流体収容室の容積よりも少ない量の流体（７）と、を具えてなり、
前記流体収容室の内周壁面（８）が、前記ローターヘッドの中心軸線に一致する中心軸線を持つ円筒状をなしており、
前記流体収容室が、前記内周壁面から内方へ突出する凸部（９）を有するものである、ヘリコプター用制振装置。
前記凸部は、前記内周壁面の中心軸線に対し半径方向へその中心軸線と平行に延在するとともに一つまたは複数の貫通孔（ 9a ）を持つ隔壁（９）である、請求項１記載のヘリコプター用制振装置。
前記流体は、水よりも比重の高い非揮発性の液体である、請求項１または２記載のヘリコプター用制振装置。
前記流体収容室（５）は、前記ローターヘッドの中心軸線に対し半径方向に複数層設けられている、請求項１から３までの何れか記載のヘリコプター用制振装置。
前記流体収容室（５）は、前記ローターヘッドの中心軸線の延在方向に複数段設けられている、請求項１から４までの何れか記載のヘリコプター用制振装置。
ヘリコプターのローターヘッド（ 3b ）に一体的に固定されるとともに内部に剛球収容室（ 13 ）を有する制振体容器（６）と、
粘性流体とともに、制振体として前記制振体容器の剛球収容室内に転動自在に収容される二個あるいはそれ以上の数の剛球（ 14 ）と、を具えてなり、
前記剛球収容室が、前記ローターヘッドの中心軸線に一致する中心軸線を持つ円環状をなして周方向に一周連続しているものである、ヘリコプター用制振装置。
請求項６記載の剛球収容室（ 13 ）は、請求項１から５までの何れか記載の制振体容器（６）の内部に前記流体収容室（５）とともに設けられている、ヘリコプター用制振装置。
前記制振体容器（６）は、前記ローターヘッドと別体に形成されるとともに、上面が凸形状の円盤状の外形をなすものである、請求項１から７までの何れか記載のヘリコプター用制振装置。