JP3884025B2 - 二重反転翼のピッチ角可変機構およびそれを備えた二重反転翼を有する飛行装置 - Google Patents
二重反転翼のピッチ角可変機構およびそれを備えた二重反転翼を有する飛行装置 Download PDFInfo
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Description
一方、二重反転翼を有するヘリコプタにおいて、ヘリコプタの高度および姿勢を変えるためには、上部ロータと下部ロータの回転数を調整するほか、ロータのピッチ角を変えることによっても行えるが、特許文献2には、模型ヘリコプタにおけるピッチコントロール機構が開示されていた。このピッチコントロール機構は、揚力のバランスの変化を捉え、それに応じてメインロータのピッチ角を変化させるようになっていた。
また、特許文献2記載のピッチコントロール機構では、揚力の変化を捉えることを要するので、ピッチ角が変更されるまでの応答に遅れを生じやすく、姿勢および位置の的確な変更には適さなかった。
図1は本発明の実施の形態に係るピッチ角可変機構1全体の構成を示す斜視図、図4はピッチ角可変機構1の要部を示す断面図である。
上部ピッチ角変更機構30は上部ロータ5に接続された上部リンク31と、ボールジョイント34aを介して上部回転軸3が挿通され、上部回転軸3の交差方向に張出し、周側部に上部リンク31が接続された厚肉円板状の上部ピッチ制御プレート34とを有している。さらに、上部ピッチ角変更機構30は上部回転軸3に固定され、上部回転軸3から鍔状に張出す固定円板部33と、固定円板部33と上部ピッチ制御プレート34とを接続する接続リンク35を有している。
この傾斜伝達機構60は、3本の接続ロッド61,62,63と、傾斜伝達プレート64とを有している。また、傾斜伝達機構60は、接続リンク65と、下部ロータ6よりも上側で下部回転軸4に固定され、下部回転軸4から鍔状に張出す固定円板部66とを有している。
傾斜伝達プレート64は、ボールジョイント64aを介して上部回転軸3および下部回転軸4が挿通され、上部ピッチ制御プレート34に下側からベアリングを介して接触し、下部回転軸4の交差方向に張出す厚肉円板状になっている。
ピッチ角可変機構1では、上部回転軸3および下部回転軸4がA,B方向に回転し、互いに逆方向に回転するようになっている。この場合、上述した構成から、下部ピッチ角変更機構40と傾斜伝達機構60は、固定円板部43,66がともに下部回転軸4に固定されているので、下部回転軸4とともにB方向に回転し、固定円板部33が上部回転軸3に固定されているので、上部ピッチ角変更機構30は上部回転軸3とともにA方向に回転する。しかし、スワッシュプレート7と、これに接続されている3本の昇降ロッド10,11,12、昇降モータ20,21,22および駆動モータ23,24は回転しないようになっている。
下部ピッチ角変更機構40では下部ロータ6に下部リンク41が接続されており、この下部リンク41の動作に対応して下部ロータ6のピッチ角が変わる。また、下部リンク41は、下部ピッチ制御プレート44にボールジョイントによって接続されており、その下部ピッチ制御プレート44がボールジョイント44aを介在して下部回転軸4が挿通されている。そのため、図5に示すように、下部ピッチ制御プレート44は、傾斜が前後左右任意の方向に変化し、その傾斜変化に対応して接続リンク45が上下に移動しつつ、下部リンク41が上下に移動して下部ロータ6のピッチ角が変わる。この接続リンク45は下部回転軸4に固定された固定円板部43に接続されているので、下部回転軸4と一体になって回転する。よって、このような下部ピッチ角変更機構40により、下部ロータ6は回転しながらピッチ角が変わるようになっている。
すなわち、上部ピッチ角変更機構30では上部ロータ5に上部リンク31が接続されており、この上部リンク31の動作に対応して上部ロータ5のピッチ角が変わる。また、上部リンク31は、上部ピッチ制御プレート34にボールジョイントによって接続されており、その上部ピッチ制御プレート34がボールジョイント34aを介在して上部回転軸3が挿通されている。そのため、上部ピッチ制御プレート34も傾斜が前後左右任意の方向に変化し、その傾斜変化に対応して接続リンク35が上下に移動しつつ、上部リンク31が上下に移動して上部ロータ5のピッチ角が変わる。この接続リンク35は上部回転軸3に固定された固定円板部33に接続されているので、上部回転軸3と一体になって回転する。よって、上部ピッチ角変更機構30により、上部ロータ5も回転しながらピッチ角が変わるようになっている。
上述したとおり、3本の接続ロッド61,62,63は捻り配置構造を有している。そのため、図5に示すように、下部ピッチ制御プレート44で起きた傾斜変化は、接続ロッド61,62,63の動作により、方向が異なり、相反する方向の異方向傾斜変化に変換されて傾斜伝達プレート64に伝達される。つまり、傾斜伝達プレート64では、相反する方向の傾斜変化がおきる。ここで、例えば、図5に示すように、下部ピッチ制御プレート44における傾斜変化が直交する交差方向αに対して、−γ(マイナスγ)の傾斜であったとすると、傾斜伝達プレート64における傾斜変化は交差方向αに対して、+γ(プラスγ)の傾斜になる。そのため、傾斜伝達プレート64に接触している上部ピッチ制御プレート34にも、傾斜伝達プレート64と同様の傾斜変化が起きることとなる。
図2はピッチ角可変機構1を備えた二重反転翼を有する飛行装置100を模式的に示す図である。この飛行装置100は、ピッチ角可変機構1によりピッチ角制御が行われる上部ロータ5と下部ロータ6を有し、これらが同軸状に配置された上部回転軸3および下部回転軸4のそれぞれに固定されている。
4…下部回転軸、5…上部ロータ、6…下部ロータ
7…スワッシュプレート
7a,34a,44a,64a…ボールジョイント
10,11,12…昇降ロッド
20,21,22…昇降モータ
23,24…駆動モータ
30…上部ピッチ角変更機構
31…上部リンク、31…上部ピッチ制御プレート
35,45,65…接続リンク
40…下部ピッチ角変更機構
41…下部リンク、41…下部ピッチ制御プレート
60…傾斜伝達機構
61,62,63…接続ロッド
64…傾斜伝達プレート
100,101…飛行装置
Claims (2)
- 同軸状に配置された上部回転軸および下部回転軸にそれぞれ上部ロータおよび下部ロータが固定された二重反転翼のピッチ角を調節するためのピッチ角可変機構であって、
前記上部回転軸および下部回転軸がボールジョイントを介して挿通され、複数の昇降ロッドが周端部に接続されたスワッシュプレートと、
前記各昇降ロッドをそれぞれ前記回転軸に沿って上昇または下降させるための昇降モータと、
前記上部回転軸および下部回転軸の回りにおける前記スワッシュプレートの傾斜変化を受けて、前記下部ロータのピッチ角を変更する下部ピッチ角変更機構と、
前記スワッシュプレートの傾斜変化を方向の異なる異方向傾斜変化に変換して伝達する傾斜伝達機構と、
該傾斜伝達機構により伝達される前記スワッシュプレートの傾斜変化を受けて、前記上部ロータのピッチ角を変更する上部ピッチ角変更機構とを有し、
前記上部ピッチ角変更機構が、前記上部ロータに接続された上部リンクと、前記上部回転軸がボールジョイントを介して挿通され、前記上部リンクが接続された上部ピッチ制御プレートとを有し、
前記下部ピッチ角変更機構が、前記下部ロータに接続された下部リンクと、ボールジョイントを介して前記上部回転軸および下部回転軸が挿通され、前記下部リンクが接続された下部ピッチ制御プレートとを有し、
前記下部ピッチ角変更機構における前記下部ピッチ制御プレートが前記スワッシュプレートの上面に接触して配置され、
前記上部ピッチ制御プレートにベアリングを介して接触する傾斜伝達プレートと、該傾斜伝達プレートと前記下部ピッチ制御プレートとを接続する複数の接続ロッドとによって、前記傾斜伝達機構が構成され、
前記複数の接続ロッドが、前記傾斜伝達プレートと前記下部ピッチ制御プレートとに対し、周方向に沿って略均等にシフトさせた位置に接続された捻り配置構造を有する3本のロッドによって構成されていることを特徴とするピッチ角可変機構。 - 同軸状に配置された上部回転軸および下部回転軸にそれぞれ上部ロータおよび下部ロータが固定され、ピッチ角を調節するためのピッチ角可変機構を備えた二重反転翼を有する飛行装置であって、
前記ピッチ角可変機構は、
前記上部回転軸および下部回転軸がボールジョイントを介して挿通され、複数の昇降ロッドが周端部に接続されたスワッシュプレートと、
前記各昇降ロッドをそれぞれ前記回転軸に沿って上昇または下降させるための昇降モータと、
前記上部回転軸および下部回転軸の回りにおける前記スワッシュプレートの傾斜変化を受けて、前記下部ロータのピッチ角を変更する下部ピッチ角変更機構と、
前記スワッシュプレートの傾斜変化を方向の異なる異方向傾斜変化に変換して伝達する傾斜伝達機構と、
該傾斜伝達機構により伝達される前記スワッシュプレートの傾斜変化を受けて、前記上部ロータのピッチ角を変更する上部ピッチ角変更機構とを有し、
前記上部ピッチ角変更機構が、前記上部ロータに接続された上部リンクと、前記上部回転軸がボールジョイントを介して挿通され、前記上部リンクが接続された上部ピッチ制御プレートとを有し、
前記下部ピッチ角変更機構が、前記下部ロータに接続された下部リンクと、ボールジョイントを介して前記上部回転軸および下部回転軸が挿通され、前記下部リンクが接続された下部ピッチ制御プレートとを有し、
前記下部ピッチ角変更機構における前記下部ピッチ制御プレートが前記スワッシュプレートの上面に接触して配置され、
前記上部ピッチ制御プレートにベアリングを介して接触する傾斜伝達プレートと、該傾斜伝達プレートと前記下部ピッチ制御プレートとを接続する複数の接続ロッドとによって、前記傾斜伝達機構が構成され、
前記複数の接続ロッドが、前記傾斜伝達プレートと前記下部ピッチ制御プレートとに対し、周方向に沿って略均等にシフトさせた位置に接続された捻り配置構造を有する3本のロッドによって構成されていることを特徴とする飛行装置。
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