JP4510693B2 - バランス確認装置 - Google Patents

Description

本発明は、バランス確認装置に関し、特に、回転翼機のロータ（ハブにブレードを組付けたもの）のバランスを確認するバランス確認装置に関する。

従来より、回転翼機のロータのウェイトバランスを確認する方法としては、ロータを回転翼機に取り付けてから、地上において実際にエンジンを作動させてバランスを確認する方法がある。そこで、ロータを回転翼機に取り付けたまま各ブレードの製造公差を調整することのできるバランス調整装置が開発されている。

特許文献１に記載のバランス調整装置は、ブレード内部に重り収納部を備え、その重り収納部に液状の重りを収納する構成をとっており、ロータを回転翼機に取り付けたまま、重りを適宜注入・排出することでロータのバランスを調整することができるようになっている。

特許文献２に記載のバランス調整装置は、ロータの中心でブレードを保持する環状の回転軸の円周方向に均等に複数のモータが取り付けられ、このモータにはネジ加工が施されたシャフトが放射状に配置されるとともに回転自在に連結されており、前記シャフトのネジと螺合し、シャフトの回転に伴ってシャフトに沿って移動自在な重りを備える構成となっている。このような装置によれば、ロータを回転翼機に取り付けたまま、モータを作動させてシャフトを回転させることによって、重りは回転軸の半径方向に移動することができ、ロータのバランスを調整できるようになっている。
特開平３−２５８６９１号公報 特開２００２−１５４４８７号公報

これらのバランス調整装置はロータを回転翼機に取り付けてからロータのバランス調整を行う方法である。一方、回転翼機に取り付ける前にロータのウェイトバランスが均等か否かを確認して調整する方法もある。そのような方法としては、図９に示すような、ロータ４０の中心で二枚のブレード４１を保持するハブ４２を受け台４３で揺動可能に支持してバランスを確認する方法がある。しかしながら、この方法では、ロータ４０のビーム方向（鉛直方向）のみのウェイトバランスしか確認できない。そこで、ロータのビーム方向及びコード方向（水平方向）のバランスを確認するための装置として、図１０に示すような、吊り下げ式のバランス確認装置５０が知られている。

この吊り下げ式のバランス確認装置５０は、ロータ５１と装置５０全体とを支持する受け台５２と、受け台５２の上端部に取り付けられる釣支ワイヤ５３と、釣支ワイヤ５３に吊り下げられる第一円筒部材５４と、複数のブレードを挟持し第一円筒部材５４の下端と接する第二円筒部材５５と、第二円筒部材５５を受け台５２に揺動自在に固定する固定部材５６と、からなる構成をとっている。

このような構成のバランス確認装置５０においては、第一円筒部材５４は受け台５２に吊り下げられているので、略鉛直状態を維持される。一方、第二円筒部材５５はロータ５１のウェイトバランスの均一性に追従してその傾きを変えるので、挟持されているロータ５１のウェイトバランスが均等でないときは第二円筒部材５５が傾き、第一円筒部材５４と第二円筒部材５５との間に間隙が生じるようになっており、その間隙によってロータ５１のウェイトバランスを確認することができるようになっている。

しかしながら、前記吊り下げ式のバランス確認装置５０は、ロータ５１を挟持してバランスの確認を行うので、ロータ５１をバランス確認装置５０に取り付けるのに手間がかかるうえに厳密性が要求されるという問題があった。また、第二固定部材５５は規定以上の長さを要求されるうえに高価で横置きができないので、装置全体として大型化してしまい取り扱いが不便であるという問題もあった。さらに、第一円筒部材５４を吊り下げて確認を行うので、周囲の風等の影響を受けやすく、第一円筒部材５４を吊り下げる釣支ワイヤ５３が捩れたりすると、捩れを戻すのに時間がかかりバランス確認に時間がかかってしまうという問題があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、取り扱いが簡単で、ロータのウェイトバランスの確認を容易に行うことができる装置を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転翼機のロータのバランス確認装置において、
受け台により上方に突出するように支持された支持軸と、
ブレードが取り付けられたハブの回転中心を保持し、前記支持軸の外周側に所定間隔をもって挿入されるカラーと、
前記カラーの内側の上端に固定され、前記支持軸の上面に点接触する球状の芯出しボールと、
を備え、
前記カラーは前記芯出しボールを支点として前記受け台に揺動自在に支持されることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ロータを保持するカラーは受け台に芯出しボールを支点として支持されているので、揺動自在であり、カラー上のウェイトバランスが崩れるとカラー自体が受け台上で傾くようになっており、カラーに備えられた丸型水準器を目視してロータのウェイトバランスの均一性を確認することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のバランス確認装置において、
前記支持軸と前記カラーとの間隙を視認する鏡を備えていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、受け台に備えられた鏡はカラーの内側を反射するので、カラーの内側を視認することができ、カラーが支持軸の中心位置からずれているか否かが装置本体の斜め上方から容易に確認することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のバランス確認装置において、
前記支持軸と前記カラーとの間隙と略同等の厚さに形成された芯出しカラーが、前記支持軸に沿って移動自在に備えられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、芯出しカラーを支持軸に沿って移動自在に備えることにより、カラーを支持軸の中心位置に案内することができ、カラーを容易に設置することができる。

請求項１に記載の発明によれば、ロータを装置に吊り下げる必要が無いので、周囲の風等の影響を受けずにロータのウェイトバランスの確認を行うことができる。また、装置本体が従来より小型化され、持ち運びが簡単であるので、場所を選ばずロータのウェイトバランスの確認を行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、カラーが支持軸の中心位置からずれているか否かが鏡を用いて確認することができるので、容易にロータのウェイトバランスの確認を行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、カラーを支持軸の中心に設置することが簡単にできるので、ロータのウェイトバランスの確認がさらに容易にできる。

以下に、本発明のバランス確認装置１に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。

まず、図１に本発明のバランス確認装置１によりウェイトバランスを確認する被バランス確認物としてのロータ２を示す。ロータ２の中心には板状のハブ３が備えられており、ハブ３には二枚のブレード４が取り付けられている。ハブ３の中心には円状の孔部５が備えられており、ロータ２は孔部５を中心にして点対称となっている。なお、ハブ３に連結されるブレード４の枚数は二枚に限られず、複数枚が孔部５の円周方向に均等になるように連結されていればよい。

図２は本実施形態のバランス確認装置１の分解斜視図であり、図３には本実施形態のバランス確認装置１によるバランス確認時の縦断面図を示す。なお、図面の簡略化のためハッチングは適宜省略した。

バランス確認装置１には受け台６が備えられている。受け台６の下部には、円板状の平板部７が備えられており、平板部７の中心には棒状の支持軸８が上方に突出するように備えられている。平板部７には、受け台６を略水平になるように調整する複数のボルト９が、その先端を平板部７の下面側に貫通させて配設されている。

また、本実施形態のバランス確認装置１には、被バランス確認物を装着する略円筒形状のカラー１０が備えられている。図４にはカラー１０の縦断面図を示す。カラー１０は下端が開放されており、内側の長さ寸法は支持軸８の長さ寸法より短く形成されている。また、カラー１０の内径は支持軸８の外径よりも大きく形成されている。そして、カラー１０は支持軸８の外周側に挿入されて、受け台６に支持されている。カラー１０の内側の上端には、支持軸８の上面で支持される球状の芯出しボール１１が固定されている。

カラー１０の下端にはカラー１０の外周側に装着される被バランス確認物を保持する係止部材１２が備えられている。また、係止部材１２の上側には、感度を調整するための環状のワッシャ１３が備えられている。

カラー１０の上面には凹部１４が形成されており、その凹部１４には下端に凸部１５を有する水準器受け台１６が嵌合されている。水準器受け台１６の上部には丸型水準器１７が水平に取り付けられており、操作者が上方から丸型水準器１７を目視してその水平レベルを確認することができるようになっている。

次に、本実施形態のバランス確認装置１の作用について説明する。

まず、バランス確認装置１を設置する。
はじめに、受け台６を設置する。そして、カラー１０に支持軸８を挿入するようにしてカラー１０を受け台６に設置する。ここで、カラー１０は芯出しボール１１を介して支持軸８に点接触し、かつカラー１０の内径は支持軸８の外径よりも大きく形成されているので、カラー１０は芯出しボール１１を支点として受け台６に揺動自在に支持される。続いて、カラー１０の凹部１４に水準器受け台１６の凸部１５を嵌合させ、カラー１０に水準器受け台１６を取り付ける。そして、水準器受け台１６の上部に丸型水準器１７を設置する。

操作者は、カラー１０の上面に丸型水準器１７を取り付けることで、カラー１０の傾きを丸型水準器１７で確認することができる。よって、カラー１０を支持する支持軸８が鉛直か否かを確認することができるので、丸型水準器１７を見ながら各ボルト９の平板部７の下面からの突出量を調整し、支持軸８を鉛直にする。

次に、ロータ２をカラー１０の外周側に装着させる。
まず、カラー１０から水準器受け台１６を取り外す。そして、カラー１０の係止部材１２の上にワッシャ１３を装着させる。続いて、ロータ２のハブ３の孔部５をカラー１０の外周側に挿入し、ワッシャ１３の上に係止させる。続いて、カラー１０の凹部１４に、丸型水準器１７を備える水準器受け台１６を再び取り付ける。

このように、ロータ２をカラー１０に装着させると、カラー１０は受け台６に対して揺動自在なので、カラー１０の円周方向のウェイトバランスが均等のときにはカラー１０は略鉛直に支持され、丸型水準器１７は略水平状態を示す。一方、カラー１０の円周方向のウェイトバランスが崩れているときには、カラー１０は支持軸８に対して傾いてしまい、丸型水準器１７でその傾きが確認される。

ここで、前記のようにしてカラー１０の傾きを確認するためには、受け台６の支持軸８の上面の中心に芯出しボール１１が載るようにカラー１０を設置する必要があり、図５及び図６に示したように、支持軸８の上面の中心以外の位置に芯出しボール１１が搭載されると、カラー１０の円周方向のウェイトバランスが崩れていてもカラー１０の傾きが制限されてしまう。

そこで、図７に示すように、受け台６には、支持軸８とカラー１０との間隙を反射する鏡１８を備えてもよい。鏡１８の反射により、操作者はカラー１０の内側を視認することができるので、芯出しボール１１が支持軸８の中心に搭載されているか否かが容易に確認することができる。

さらに、図８に示すように、カラー１０を受け台６に設置する際に、芯出しボール１１を支持軸８の上面の中心に搭載するために、カラー１０と支持軸８との間隙と略同等の厚さに形成された芯出しカラー１９を、支持軸８に沿って上下方向に移動自在となるように備えることとしてもよい。芯出しカラー１９はカラー１０を設置する際には支持軸８の上方に移動させ、カラー１０を芯出しカラー１９を介して支持軸８の外周側に挿入させる。そして、カラー１０の設置後に、芯出しカラー１９を支持軸８の下方に移動させると、芯出しボール１１は支持軸８の上面の中心に搭載され、カラー１０と受け台６との間に間隙ができるので、カラー１０は揺動自在となる。よって、芯出しカラー１９を設けることにより、カラー１０を受け台６の正しい位置に容易に設置することができる。

このようにしてロータ２を装着するカラー１０を受け台６に設置させることにより、ロータ２のビーム方向及びコード方向のウェイトバランスがとれているか否かが確認することができる。

以上述べたように、本実施形態のバランス確認装置１によれば、ロータ２をバランス確認装置１に吊り下げる必要が無いので、周囲の風等の影響を受けずにロータ２のウェイトバランスの確認をすることができる。また、装置１本体が従来より小型化され、持ち運びが簡単であるので、場所を選ばずブレードのウェイトバランスの確認を容易に行うことができる。

本発明におけるロータ２の平面図である。 本実施形態におけるバランス確認装置１の分解斜視図である。 本実施形態によるバランス確認時の縦断面図である。 本実施形態におけるカラー１０の縦断面図である。 本実施形態におけるカラー１０の悪い設置例の縦断面図である。 本実施形態におけるカラー１０の悪い設置例の縦断面図である。 本実施形態における鏡１８による設置位置の確認時の縦断面図である。 本実施形態における芯出しカラー１９によるカラー１０設置時の説明図である。 従来のロータのビーム方向のバランス確認方法を示す平面図である。 従来のバランス確認時の縦断面図である。

符号の説明

１ バランス確認装置
２ ロータ
６ 受け台
８ 支持軸
１０ カラー
１１ 芯出しボール
１７ 丸型水準器
１８ 鏡
１９ 芯出しカラー

Claims (3)

1. 受け台により上方に突出するように支持された支持軸と、
   ブレードが取り付けられたハブの回転中心を保持し、前記支持軸の外周側に所定間隔をもって挿入されるカラーと、
   前記カラーの内側の上端に固定され、前記支持軸の上面に点接触する球状の芯出しボールと、
   を備え、
   前記カラーは前記芯出しボールを支点として前記受け台に揺動自在に支持されることを特徴とする回転翼機のロータのバランス確認装置。
2. 前記支持軸と前記カラーとの間隙を視認する鏡を備えていることを特徴とする請求項１に記載のバランス確認装置。
3. 前記支持軸と前記カラーとの間隙と略同等の厚さに形成された芯出しカラーが、前記支持軸に沿って移動自在に備えられていることを特徴とする請求項１に記載のバランス確認装置。

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