JP6357279B2 - 同軸ダブルプロペラヘリコプターの中央置き羽根ピッチ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、同軸ダブルプロペラヘリコプターの中央置き羽根ピッチ制御装置に関し、ヘリコプター構造技術分野に属する。

既存の同軸ダブルプロペラヘリコプターの周期的なピッチ変更は、次のステップに従い実現されている。操舵機によって下斜板を制御することにより、下羽根のピッチ変更を制御する。一方、操舵機による上羽根のピッチ変更の制御は、まず下斜板を制御してから、連係ロッド機構により、動作を上斜板へ伝えることによって行う。その欠点は以下のとおりである。操舵機によって上羽根のピッチ変更を制御する動作の伝動距離が長く、関連する機構が多く、各部材間の配置関係の累積誤差が大きく、機構の剛性が悪く、従って、ピッチ制御精度と安定性が影響される。既存の同軸ダブルプロペラヘリコプターのダブル差動針路制御における上羽根のピッチ制御は、先ず、操舵機により連係ロッドを制御し、連係ロッドが、中軸全体を介して、上羽根のピッチを制御できるようになる。その欠点は以下のとおりである。伝動距離が長く、構造が複雑、中軸の製造が難しく、小型ヘリコプターに導入しにくい。

本発明は、前述した従来技術における問題の解決策として設計された一種の同軸ダブルプロペラヘリコプターの中央置き羽根ピッチ制御装置である。その目的は、伝動距離を短縮させ、変換処理を減少させ、制御精度及び安定性を向上させ、さらに製造を簡素化させることにある。

本発明の目的は、以下の技術的解決策により達成されている。

上プロペラハブ２と、下プロペラハブ１８とが備えられた同軸ダブルプロペラヘリコプターにおいて、前記上プロペラハブ２の外側に、第１羽根１が設けられ、前記下プロペラハブ１８の外側に、第２羽根１６が設けられている、同軸ダブルプロペラヘリコプターの中央置き羽根ピッチ制御装置であり、前記中央置き羽根ピッチ制御装置が、前記上プロペラハブ２と前記下プロペラハブ１８との間に配置されていることを特徴とする。

前記中央置き羽根ピッチ制御装置が、前記上プロペラハブ２と前記下プロペラハブ１８との間にある中軸１９の中央部に配置されている。

前記中軸１９の中央部から半径方向に突出する階段状の横アームが形成され、前記中軸１９の外側における前記横アームより上方に、上側外軸２０が設けられ、前記中軸１９の外側における前記横アームより下方に、下側外軸２８が設けられ、前記中軸１９の中央部における前記横アームの上端面から下端面にわたって、セグメントギア２４がベアリング２５を介して設けられ、
前記下側外軸２８は、その上端部に、第１ベベルギア２６が設けられ、下ピッチ変更リング１４および下斜板１５が、下へ順に設けられ、前記第１ベベルギア２６が、前記セグメントギア２４の下部と噛み合い、
前記上側外軸２０は、その下端部に、第２ベベルギア２２が設けられ、上ピッチ変更リング３および上斜板５が、上へ順に設けられ、前記第２ベベルギア２２が、前記セグメントギア２４の上部と噛み合い、
前記上ピッチ変更リング３の外端部と前記下ピッチ変更リング１４の外端部とに、それぞれ、第１揺動アーム７と第２揺動アーム１２とが設けられ、前記第１揺動アーム７の外端部と前記第２揺動アーム１２の外端部とが、それぞれ、第１連係ロッド６と第２連係ロッド１３とを介して、前記上斜板５と前記下斜板１５とにヒンジで連接され、
前記上斜板５と前記下斜板１５とが、それぞれ、第１連係ロッド４と第２連係ロッド１７とを介して、前記上プロペラハブ２と前記下プロペラハブ１８とにヒンジで連接され、
前記中軸１９の中央部における前記横アームの外端部に、ギアボックス１１が設けられ、前記ギアボックス１１内に、前記下側外軸２８の上端部における前記第１ベベルギア２６と、前記上側外軸２０の下端部における前記第２ベベルギア２２と、前記中軸１９の中央部における前記横アームの上端面から下端面にわたって前記ベアリング２５を介して設けられたセグメントギア２４とが備えられ、前記ギアボックス１１の外側に、主操舵機９と針路操舵機８とが設けられ、前記主操舵機９が、その上側出力軸と下側出力軸とを介して、第１揺動アーム７の中央部と第２揺動アーム１２の中央部とのそれぞれにヒンジで連接され、前記針路操舵機８が、その上側出力軸と下側出力軸とを介して、上揺動アーム２９の一端部と下揺動アーム３０の一端部とのそれぞれにヒンジで連接され、前記上揺動アーム２９の他端部と前記下揺動アーム３０の他端部とが、それぞれ、前記上ピッチ変更リング３と前記下ピッチ変更リング１４とにヒンジで連接され、前記上揺動アーム２９の中央部と前記下揺動アーム３０の中央部とが、それぞれ、前記ギアボックス１１にヒンジで連接されている。

本発明装置の利点は、簡単な構造、高い制御精度、よい安定性、小さい製造難しさ、ヘリコプターにスペースの余裕があることにある。

同軸ダブルプロペラヘリコプターの中央置き羽根ピッチ制御装置の構造図である。 図１における箇所Ａの部分断面図である。

以下、図面と実施形態とを合せて、本発明の技術解決案について詳細に述べる。

本発明の同軸ダブルプロペラヘリコプターの中央置き羽根ピッチ制御装置は、図１および図２に示したとおりである。当該同軸ダブルプロペラヘリコプターは、上プロペラハブ２と下プロペラハブ１８とを含む。なお、上プロペラハブ２の外側に、第１羽根１が設けられ、下プロペラハブ１８の外側に、第２羽根１６が取り付けられている。前記中央置き羽根ピッチ制御装置の特徴は、以下のとおりである。中軸１９の中央部から半径方向に突出する階段状の横アームが形成されている。中軸１９の外側における横アームより上方には、上側外軸２０が設けられ、中軸１９の外側における横アームより下方には、下側外軸２８が設けられ、中軸１９の中央部における横アームの上端面から下端面にわたって、ベアリング２５を介して、セグメントギア２４が設けられている。

下側外軸２８は、その上端部に第１ベベルギア２６が設けられ、下へ順に下ピッチ変更リング１４と下斜板１５とが取り付けられている。第１ベベルギア２６がセグメントギア２４の下部と噛み合っている。

上側外軸２０は、その下端部には、第２ベベルギア２２が取り付けられ、上へ順に上ピッチ変更リング３と上斜板５とが設けられている。第２ベベルギア２２がセグメントギア２４の上部と噛み合っている。

上ピッチ変更リング３の外端部と下ピッチ変更リング１４の外端部とに、第１揺動アーム７と第２揺動アーム１２とがそれぞれ設けられ、第１揺動アーム７の外端部と第２揺動アーム１２の外端部とは、それぞれ、第１連係ロッド６と第２連係ロッド１３とを介し、上斜板５と下斜板１５とにヒンジで連接される。

上斜板５と下斜板１５とが、それぞれ、第１連係ロッド４と第２連係ロッド１７とを介し、上プロペラハブ２と下プロペラハブ１８とにヒンジで連接される。

中軸１９の中央部における横アームの外端部には、ギアボックス１１が取り付けられている。そのギアボックス１１には、下側外軸２８の上端部における第１ベベルギア２６と、上側外軸２０の下端部における第２ベベルギア２２と、中軸１９の中央部における横アームの上端面から下端面にわたってベアリング２５を介して取り付けられているセグメントギア２４とが備えられている。ギアボックス１１の外側に、主操舵機９と針路操舵機８とが取り付けられている。主操舵機９は、その上側出力軸と下側出力軸とを介し、第１揺動アーム７の中央部と第２揺動アーム１２の中央部とのそれぞれにヒンジで連接される。針路操舵機８は、その上側出力軸と下側出力軸とを介し、上揺動アーム２９の一端部と下揺動アーム３０の一端部とのそれぞれにヒンジで連接されている。上揺動アーム２９の他端部と下揺動アーム３０の他端部とが、それぞれ、上ピッチ変更リング３と下ピッチ変更リング１４とにヒンジで連接されている。また、上揺動アーム２９の中央部と下揺動アーム３０の中央部とが、それぞれギアボックス１１にヒンジで連接される。

本発明装置の駆動原理とプロセスは以下のとおりである。中軸１９が固定されている。下側外軸２８を回転させると、下プロペラハブ１８および第１ベベルギア２６が回転し、セグメントギア２４により、第２ベベルギア２２と上側外軸２０とが回転する。上側外軸２０と下側外軸２８とは一定のスピードで逆方向に回転する。さらに、上側外軸２０が上プロペラハブ２を回転させる。主操舵機９の上側出力軸および下側出力軸は同じ方向に作動し、上側出力軸が第１揺動アーム７を揺動させる。そして、第１連係ロッド６、上斜板５、第１連係ロッド４および上プロペラハブ２を回転させる。これによって、第１羽根１の迎角を制御する。なお、第２羽根１６の迎角制御についても同様である。また、針路操舵機８の上側出力軸および下側出力軸が逆方向に作動し、上側出力軸が上揺動アーム２９を揺動させ、そして、上ピッチ変更リング３を上下移動させ、よって、第１揺動アーム７を揺動させる。そして、第１連係ロッド６、上斜板５、第１連係ロッド４および上プロペラハブ２を回転させる。これによって、第１羽根１のメイン距離を制御する。なお、第２羽根１６のメイン距離制御についても同様である。従って、第１羽根１と第２羽根１６のメイン距離差動を制御することにより、ヘリコプターの針路制御が達成されている。
従来技術と比較して、本発明装置は以下の利点をもつ。簡単な構造、高い制御精度、よい安定性、製造の容易性、ヘリコプターにスペースの余裕があることにある。

１ 第１羽根
２ 上プロペラハブ
３ 上ピッチ変更リング
４ 第１連係ロッド
５ 上斜板
６ 第１連係ロッド
７ 第１揺動アーム
８ 針路操舵機
９ 主操舵機
１０ 第１ワイヤー
１１ ギアボックス
１２ 第２揺動アーム
１３ 第２連係ロッド
１４ 下ピッチ変更リング
１５ 下斜板
１６ 第２羽根
１７ 第２連係ロッド
１８ 下プロペラハブ
１９ 中軸
２０ 上側外軸
２２ 第２ベベルギア
２４ セグメントギア
２５ ベアリング
２６ 第１ベベルギア
２７ 第１ワイヤー
２８ 下側外軸
２９ 上揺動アーム
３０ 下揺動アーム

Claims (1)

1. 上プロペラハブ（２）と、下プロペラハブ（１８）とが備えられた同軸ダブルプロペラヘリコプターにおいて、前記上プロペラハブ（２）の外側に、第１羽根（１）が設けられ、前記下プロペラハブ（１８）の外側に、第２羽根（１６）が設けられている、同軸ダブルプロペラヘリコプターの中央置き羽根ピッチ制御装置であって、前記中央置き羽根ピッチ制御装置が、前記上プロペラハブ（２）と前記下プロペラハブ（１８）との間に配置され、
   前記中央置き羽根ピッチ制御装置が、前記上プロペラハブ（２）と前記下プロペラハブ（１８）との間にある中軸（１９）の中央部に配置され、
   前記中軸（１９）の中央部から半径方向に突出する階段状の横アームが形成され、前記中軸（１９）の外側における前記横アームより上方に、上側外軸（２０）が設けられ、前記中軸（１９）の外側における前記横アームより下方に、下側外軸（２８）が設けられ、前記中軸（１９）の中央部における前記横アームの上端面から下端面にわたって、セグメントギア（２４）がベアリング（２５）を介して設けられ、
   前記下側外軸（２８）は、その上端部に、第１ベベルギア（２６）が設けられ、下ピッチ変更リング（１４）および下斜板（１５）が、下へ順に設けられ、前記第１ベベルギア（２６）が、前記セグメントギア（２４）の下部と噛み合い、
   前記上側外軸（２０）は、その下端部に、第２ベベルギア（２２）が設けられ、上ピッチ変更リング（３）および上斜板（５）が、上へ順に設けられ、前記第２ベベルギア（２２）が、前記セグメントギア（２４）の上部と噛み合い、
   前記上ピッチ変更リング（３）の外端部と前記下ピッチ変更リング（１４）の外端部とに、それぞれ、第１揺動アーム（７）と第２揺動アーム（１２）とが設けられ、前記第１揺動アーム（７）の外端部と前記第２揺動アーム（１２）の外端部とが、それぞれ、第１連係ロッド（６）と第２連係ロッド（１３）とを介して、前記上斜板（５）と前記下斜板（１５）とにヒンジで連接され、
   前記上斜板（５）と前記下斜板（１５）とが、それぞれ、第１連係ロッド（４）と第２連係ロッド（１７）とを介して、前記上プロペラハブ（２）と前記下プロペラハブ（１８）とにヒンジで連接され、
   前記中軸（１９）の中央部における前記横アームの外端部に、ギアボックス（１１）が設けられ、前記ギアボックス（１１）内に、前記下側外軸（２８）の上端部における前記第１ベベルギア（２６）と、前記上側外軸（２０）の下端部における前記第２ベベルギア（２２）と、前記中軸（１９）の中央部における前記横アームの上端面から下端面にわたって前記ベアリング（２５）を介して設けられたセグメントギア（２４）とが備えられ、前記ギアボックス（１１）の外側に、主操舵機（９）と針路操舵機（８）とが設けられ、前記主操舵機（９）が、その上側出力軸と下側出力軸とを介して、第１揺動アーム（７）の中央部と第２揺動アーム（１２）の中央部とのそれぞれにヒンジで連接され、前記針路操舵機（８）が、その上側出力軸と下側出力軸とを介して、上揺動アーム（２９）の一端部と下揺動アーム（３０）の一端部とのそれぞれにヒンジで連接され、前記上揺動アーム（２９）の他端部と前記下揺動アーム（３０）の他端部とが、それぞれ、前記上ピッチ変更リング（３）と前記下ピッチ変更リング（１４）とにヒンジで連接され、前記上揺動アーム（２９）の中央部と前記下揺動アーム（３０）の中央部とが、それぞれ、前記ギアボックス（１１）にヒンジで連接されていることを特徴とする同軸ダブルプロペラヘリコプターの中央置き羽根ピッチ制御装置。

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