JP7424995B2 - ヘリコプタ用抗トルクロータ - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本特許出願は、２０１９年６月１７日に出願した欧州特許出願第１９１８０４４１．８号の優先権を主張しており、この出願の全開示を参考として本明細書に組み込む。

本発明は、ヘリコプタ用抗トルクロータに関する。

ヘリコプタは、基本的に、胴体、胴体の頂部に位置付けられてそれ自体の軸回りに回転する主ロータ、及び、胴体の尾端部に位置する抗トルクロータを備えるとして公知である。

ヘリコプタは、同様に、公知の態様で、例えばタービンのような１以上の動力ユニット、タービンと主ロータとの間に介装されてタービンからの原動力を主ロータに伝達するように構成された伝達ユニットを備える。

より詳細には、次に、抗トルクロータは、基本的に、
－第１軸回りに回転可能なマスト、
－第１軸回りに回転可能なハブ、及び、
－上記ハブにヒンジ接続された複数のブレードであって、片持ち支持状態でハブから突出し、第１軸に交差する第２軸に沿って各別に延在する、ブレード、
を備える。

抗トルクロータのマストは、主伝達ユニットによって駆動される一組の歯車によって回転駆動される。

抗トルクロータのブレードは、第１軸回りにマストと一体的に回転し、第２軸に関して選択的に傾き得、それにより、各別の迎角を変更し、その結果、抗トルクロータがかける推進力を調整することができる。

ブレードそれぞれの迎角を調整するために、抗トルクロータは、
－機械的接続部またはフライ・バイ・ワイヤリンクを介してパイロットによって動作可能であるペダルに動作式に接続され、第１軸に関して角度的に固定されているが第１軸に沿ってマストの内側をスライドするロッドと、
－第１軸回りにマストと共に一体的に回転し、関連する第２軸に関して偏心位置でブレードに各別に接続された複数の腕体が備え付けられた「スパイダー」としても公知の制御素子と、
－第１軸に関してスライドする態様で装着され、ロッドと制御素子との間に介装され、ロッドからの軸方向負荷を制御素子に伝達するように構成された減摩性軸受と、
を備える。

そして、より具体的には、減摩性軸受は、
－制御素子に固定された径方向外側リングと、
－制御ロッドに固定された径方向内側リングと、
－径方向内側リング及び径方向外側リングによって画成された各別の軌道内で転動する複数の回転体と、
を備える。

軸受の通常動作状態において、転動体により、外側リングが内側リングに関して回転し、その結果、制御素子がロッドに関して回転することを可能とする。

ペダルの動作により、制御ロッドは、第１軸と平行にスライドさせられる。このようにスライドすることによって、減摩性軸受を介して、制御素子は、所定の移動経路に沿って第１軸と平行にスライドさせられる。

このようにスライドすることによって、ブレードが関連する第２軸回りに回転することを引き起こし、それにより、所定の移動経路に関連付けられた等量だけ各別の迎角を変更する。

上述から、減摩性軸受の可能性のある故障が抗トルクロータを効果的に制御不能としてヘリコプタに関して危険な状況を引き起こす危険とあるということになる。

特に、第１故障状況は、例えば、軸受の内側に異物が偶発的に導入されること、潤滑油が損失すること、または、軌道もしくは転動体の表面に損傷が生じること、に起因して、転動体及び／または内側及び外側リングの軌道が損傷される場合に生じ得る。

この状態において、制御ロッドに対して制御素子を相対的に回転させることを可能とすることに替えて、減摩性軸受は、捻れモーメントを外側リングから内側リングへ不正確に移送させ、これは、長期間にわたって進行的に増大する。

この捻れモーメントは、制御ロッドに伝達され、制御ロッドを損傷させる危険性を発生させる。

この第１故障状況に関して、この産業では、これら捻れモーメントが制御ロッドを不可逆的に損傷させる危険性を低減する必要があることに気付いている。

第２故障状況は、内側リングが転動体から取り外された結果として転動体が破損する場合に生じ得る。この場合において、軸受は、もはや第１軸と平行にスライド可能でなく、ロッドは、制御素子の平行移動をもはや引き起こさない。

この産業では、減摩性軸受の故障状況を正確に検出し、ヘリコプタが完全に制御不能となる前にパイロットが迅速に着陸し得ることが必要であることに気づいている。

同様に、この産業では、減摩性軸受の故障の場合であっても抗トルクロータの正確な制御を保証することが必要であることに気付いている。

特許文献１には、抗トルクロータが記載されている。

より詳細には、特許文献１には、マストと、ロッドと、直列に配設された第１及び第２軸受と、を備える抗トルクロータが記載されている。

第１軸受は、マスト及び第２リングと共に回転する第１リングを備える。

第２軸受は、第３リング及び第４リングを備える。

第２軸受の第３リングと第１軸受の第１リングとは、回転不能な形態で互いに接続されている。

抗トルクロータは、同様に、ロックデバイスを備えており、このロックデバイスは、第３及び第４リング間に介装され、第３リングが第４リングに対して回転することを防止するように構成されている。このロックデバイスは、第１軸受が故障している場合において破断可能でありかつ第１軸受が正確に動作している場合において破断可能ではない素子を備えている。

特許文献１に示す解決法は、２つの減摩性軸受及びロックデバイスを使用することを必要としているので、特に複雑である。

特許文献２は、請求項１及び１０の前段にかかる抗トルクロータを開示する。

特許文献３は、フェールセーフのセグメント化された駆動シャフトシステムを開示しており、この駆動シャフトシステムは、故障検出のために振動プローブが内部に配置されている弾性ダンパ内に配設された二次的な回転のためのジャーナル軸受内に配設された一次的な回転のためのボール軸受を備えるセグメント支持組立体と、セグメント間の一次的な可撓性連結のための可撓性ダイアフラムとダイアフラムが故障すると二次的な連結のために係合する歯車とを備える連結組立体と、を有する。歯は、回転軸と同軸とはなっておらず、そのため、振動は、一次的な可撓性連結の不良を示す。

米国特許第９３５９０７３号明細書 欧州特許出願公開第３２１６６９６号明細書 米国特許出願公開第５４０７３８６号明細書

本発明の目的は、簡素かつ高価でない態様で上述した要求のうちの少なくとも１つを満足することができる抗トルクロータを提供すること、である。

上記目的は、請求項１及び１０に規定されるように抗トルクロータに関している限りにおいて、本発明によって達成される。

本発明をより理解するために、単純に非限定的な例としてかつ添付の図面を参照して、２つの好ましい実施形態を以下で説明する。

本発明の第１実施形態にかかる抗トルクロータを備えるヘリコプタを示す斜視図である。 図１の抗トルクロータを示す上面図である。 図１の抗トルクロータを示す斜視図である。 図２のVI－VI線に沿う断面図である。 図４の特定の細部を示す拡大図である。 図１から図５における第２実施形態にかかる抗トルクロータのさらなる細部を示す高拡大図である。

図１を参照すると、参照符号１は、特にヘリコプタを示しており、このヘリコプタは、基本的に、
－胴体２、
－１以上のタービン５、
－胴体２の頂部に位置しかつ軸Ａ回りに回転可能である主ロータ３、及び、
－胴体２の尾端部に位置しかつ軸Ａに対して横方向である自身の軸回りに回転可能である抗トルクロータ４、
を備える。

ヘリコプタ１は、同様に、伝達ユニット１１を備えており、この伝達ユニットは、タービン５からの原動力を主ロータ３に伝達させる。

そして、伝達ユニット１１は、
－タービン５からの原動力をロータ３に伝達させるギアトレイン１２、及び、
－原動力をギアトレイン１２からロータ４に伝達させるシャフト１３、
を備える。

公知の態様で、ロータ３は、ヘリコプタ１の離陸及び前方飛行をできるようにする方位付け可能な推進力を提供するように構成されている。

ロータ４は、胴体２にカウンタトルクを引き起こす推進力を発生させる。

このカウンタトルクは、ロータ３がかけるトルクとは反対方向に向けられている。

したがって、ロータ４が発生させた推進力量により、所望のヨー角度に従ってヘリコプタ１を方位付けることができる、または、実行したい操縦に応じて上記ヨー角度を変更できる。

図２から図５を参照すると、ロータ４は、基本的に、
－軸Ａ回りに回転可能でありかつ公知の態様でシャフト１３に動作するように接続されたマスト６、
－図示の場合において計３本である複数のブレード８であって、軸Ａに対して横方向の各別の軸Ｂに沿って片持ち支持状に延在する、複数のブレード、及び、
－マスト６の一部に恒久的に固定されたハブ９であって、軸Ａ回りにマスト６と共に一体的に回転し、当該ハブにはブレード８がヒンジ接続されている、ハブ、
を備える。

より具体的には、ブレード８は、ハブ９にヒンジ接続されており、それにより、
－軸Ａ回りにハブ９及びマスト６と共に一体的に回転可能であり、
－同じ角度だけ同時に各別の軸Ｂ回りに傾斜可能であり、それにより、各別の迎角を変化させる。

特に、ハブ９は、ブレード８へ各別に接続するために軸Ａに対して径方向に突出する複数の接続素子２７を備える。ブレード８それぞれは、同様に、軸Ａに対して径方向内側に配設されかつハブ９の関連する接続素子２７にヒンジ接続された根元部分１４を備える。

上述した迎角を変化させるため、ロータ４は、同様に、
－パイロットによって動作可能である飛行制御部１５（図１に概略的にのみ示す）、例えばペダル、
－機械的接続部またはフライ・バイ・ワイヤリンクを介して、軸Ａに平行にスライドし、飛行制御部１５によって動作可能である制御ロッド１０、
－軸Ａ回りにマスト６と共に一体的に回転し、関連する軸Ｂに対して偏心した態様でブレード８に接続された素子１６、及び、
－ロッド１０と素子１６との間に介装され、軸Ａと平行にロッド１０と共にスライドする軸受１７、
を備える。

より具体的には、マスト６は、中空である。

マスト６は、同様に、
－軸端部２０、
－開口しかつ端部２０とは反対側にある軸端部２１、及び、
－軸端部２０及び２１間に介装されハブ９が嵌合されている主部分２２、
を備える（図４及び図５）。

主部分２２は、同様に、シャフト１３からの原動力を受けるように構成されたフランジ１９を画成する。

より詳しくは、マスト６は、フランジ１９において最大径を有し、径は、フランジ１９から端部２０及び２１に向かうにしたがって進行して減少する。

ロッド１０は、マスト６の内側に部分的に収容されている。

ロッド１０は、同様に、
－端部２３、
－端部２３の軸方向反対側にある端部２４、及び、
－マスト６の端部２０及び２１を通って延在する主本体２５、
を備える。

端部２３及び２４は、マスト６の外側にかつ端部２０及び２１の側部に各別に位置する。

主本体２５は、レバー機構（図示略）によってまたは無線制御リンクによって飛行制御部１５に動作式に接続されている。

そして、素子１６は、
－マスト６内に部分的に収容されかつ軸Ａに対してスライドする態様でマスト６に接続され、ロッド１０を部分的に収容する管状体４０、
－軸Ａに直交に延在し、マスト６の反対側にある端部において管状体４０に固定されているフランジ４２、及び、
－各別の軸Ｃ回りフランジ４２にヒンジ接続されかつ関連する軸Ｂに対して偏心位置で各別のブレード８にヒンジ接続された複数のレバー４３（図４）、
を備える（図５）。

フランジ４２及び軸受１７は、マスト６の外側に収容されており、ロッド１０を囲む。

より具体的には、フランジ４２及び軸受１７は、端部２１及び２４に対して端部２０及び２３とは反対側の端部に配設されている。

フランジ４２は、単一の可変長の蛇腹状連結部４４によってマスト６に接続されており、この蛇腹状連結部は、軸Ａに沿ってスライドできるようにする。

レバー４３は、軸Ａに対して全体的に傾斜しており、フランジ４２から端部２０及び２３に向けて延在する。

ロッド１０が軸Ａに沿って平行移動することにより、軸受１７を介して、素子１６を平行移動させる。

素子１６が軸Ａに沿ってスライドすることに続き、レバー４３は、同じ相互同一角度だけ軸Ａに対するこれらレバーの傾斜角を変化させ、同じ相互均等角度だけブレードそれぞれの軸Ｂ回りにブレード８を同時に回転させる。

特に、レバー４３は、各別のブレード８の根元部分１４にヒンジ接続されている。

軸受１７は、両方向で軸Ａに平行な軸方向負荷を伝達できる。

すなわち、軸受１７は、ロッド１０が両方向で平行移動することによって素子１６を同じ方向で平行移動させるように構成されている。

このため、軸受１７は、伝達ユニットを規定し、この伝達ユニットは、軸方向で一体にかつ軸Ａに対して角度方向で移動可能な態様でロッド１０及び素子１６を接続する。

そして、軸受１７は、
－素子１６と共に回転する外側リング３０、
－ロッド１０と共にスライドする内側リング３１、及び、
－リング３０及び３１によって各別に画成された各別の軌道３３及び３４それぞれを転動する複数の転動体３２、図示の場合において二重リングのボール、
を備える。

図示の場合において、リング３１は、互いに反対側において２つの肩部３５及び３６を有し、これら肩部は、リング３０に向けて径方向に突出し、転動体３２のための各別の軸方向当接面を画成する。転動体３２は、特に、肩部３５及び３６間に軸方向に介装されている。

さらに、リング３１は、図示の場合において互いに接触するように軸方向に配設されている２つの半リングで形成されている。

リング３０は、肩部３５及び３６間に軸方向に介装された肩部３７を備えており、この肩部は、リング３１に向けて径方向に突出し、転動体３２のための各別の軸方向当接面を画成する。肩部３７は、軸Ａに対して径方向で軸受１７の対称面において転動体３２間に軸方向に介装されている。

さらに、外側リング３０は、軸Ａに対して径方向でフランジ４２の反対側の端部において素子１６の管状体４０に固定されている。

ロータ４は、同様に、ロッド１０にかつ素子１６に動作式に接続されたさらなる原動力伝達ユニット４５を備える。

伝達ユニット４５は、
－上記ロッド１０が軸Ａに沿って平行移動することに続いて素子１６を軸Ａに沿ってスライドさせる動作構成と、
－素子１６から係合解除されている非動作構成と、
で利用可能である。

より詳細には、伝達ユニット４５は、軸受１７の故障時に動作構成に設定される。

この説明の以降において、用語軸受１７の「故障」は、軸受１７がもはや軸方向負荷をロッド１０から素子１６へ伝達できない、すなわち、ロッド１０の軸方向の平行移動に続いて素子１６が両方向で軸方向に平行移動させることができない動作状態を意味する。

非限定的な例を用いて、第１「故障」動作状態は、軸受１７の内側リング３１が転動体３２によって回転駆動され、摩擦に起因してロッド１０の捻れモーメントを発生させると、生じる。

第２「故障」動作状態は、軸受１７の転動体３２が破損し、それにより、ロッド１０が素子１６に対して軸方向に移動可能となると、生じる。

そうでなければ、伝達ユニット４５は、軸受１７がロッド１０に対して素子１６が相対的に回転することを正確に可能としかつ素子１６とロッド１０との間の相対的な平行移動を防止すると、非動作構成に設定される。

ロータ４は、同様に、検出手段５０を備え、この検出手段は、
－軸受１７の故障に関連する第１信号を発生させるように構成されたセンサ５１、及び／または、
－伝達ユニット４５が動作構成にあることをに関連する第２信号を発生させるように構成されたセンサ５２、
を備える。

伝達ユニット４５は、基本的に、
－ロッド１０と一体的である筒状体６０、図示の場合においてナットであって、ロッド１０とは反対側から径方向に突出する環状隆起部６１を備える、筒状体、及び、
－素子１６と一体的であるリング６３であって、軸Ａに向けて開口する座部６４が設けられて隆起部６１に係合する、リング、
を備える（図４及び図５参照）。

隆起部６１は、互いに反対側にある２つの壁部６５及び６６によって軸方向で境界付けられている。

図示の場合において、隆起部６１は、台形状外郭を有しており、壁部６５及び６６間に軸方向に介装されたさらなる壁部６７を備える。特に、壁部６７は、軸Ａに平行に延在する。

特に、壁部６５及び６６は、軸Ａに対して互いに傾斜しており、ロッド１０に対して軸Ａの反対側で収束する平面に各別に位置し、軸Ａに対して径方向の平面に対して対称に延在している。

座部６４は、互いに反対側にある２つの壁部７１及び７２によって軸方向で区切られている。

図示の場合において、座部６４は、台形状外郭を有し、壁部７１及び７２間に軸方向に介装されたさらなる壁部７３を備える。特に、壁部７３は、軸Ａに平行に延在する。

壁部６５及び６６と同様に、壁部７１及び７２は、軸Ａに対して互いに傾斜しており、ロッド１０に対して軸Ａの反対側で収束する平面に各別に位置し、軸Ａに対して径方向の平面に対して対称に延在する。

隆起部６１は、軸Ａに対して軸方向及び径方向の遊びを有して座部６４に係合している。

より具体的には、伝達ユニット４５が非動作構成に設定されると、隆起部６１は、座部６４から軸方向に離れる、すなわち、図５に示すように、隆起部６１の壁部６６及び６７双方は、座部６４の壁部７１及び７２から各別に離れる。

反対に、伝達ユニット４５が動作構成に設定されると、隆起部６１は、座部６４と軸方向で接触する。より具体的には、壁部７１は、壁部６５と接触し、または、壁部７２は、壁部６６と接触し、ロッド１０が軸Ａと平行に沿う方向でスライドすることによって素子１６を両方向でスライドさせることを保証する。

さらに座部６４の壁部７３は、隆起部６１の壁部６７から径方向で離れる。

特に、筒状体６０は、ネジ接続部８０によってロッド１０に接続されている。

伝達ユニット４５は、同様に、ロックナット８１を備え、このロックナットは、ロッド１０に螺着され、軸受１７の軸方向反対側の端部にある筒状体６０に軸方向で当接して配設されている。

特に、ロックナット８１は、ロッド１０の端部２４に螺着されている。

リング６３は、２つの半リング８２及び８３によって形成されており、これら半リングは、互いに軸方向で接触している。

より具体的には、半リング８３は、半リング８２と軸受１７との間に軸方向で介装されている。

半リング８３は、同様に、軸受１７と軸方向で接触している。

半リング８２及び８３は、座部６４の位置を各別に規定する。

特に、隆起部６１及び座部６４は、低摩擦材料１５０で被覆されている。

より具体的には、壁部７１は、壁部６５と接触する、または、壁部７２は、壁部６６と接触する。

好ましくは、ロータ４は、同様に、スリーブ９０を備えており、このスリーブは、リング３１とロッド１０との間に径方向で介装されており、ロッド１０の筒状体６０との間で軸方向に介装されている。

より詳細には、スリーブ９０は、ロッド１０と同軸に延在している。

スリーブ９０は、基本的に、
－主本体９１、及び、
－主本体９１よりも直径が大きく、軸Ａとは反対側から素子１６に向けて主本体９１から径方向に突出する軸端隆起部９２、
を備える。

より詳細には、主本体９１は、
－軸受１７のリング３１と接触する径方向外面９３、及び、
－軸Ａに対して径方向外方にあるロッド１０の表面１８と接触する径方向内面９４、
を備える。

隆起部９２は、スリーブ９０の軸端部を画成し、この軸端部は、ロッド１０の端部２３を向き、ロッド１０の環状肩部１２１に当接して配設されている。

筒状体６０は、同様に、端面１４０を備えており、この端面は、径方向に延在しかつリング３１と接触して配設されている。

ロータ４は、ロッド１０と軸受１７との間に介装された減摩性材料で形成された接触面１２０を備えており、それにより、軸受１７が故障した場合に、軸受１７全体が軸Ａ回りにロッド１０に対して回転することを可能とする。

接触面１２０は、軸方向に延在しかつスリーブ９０の表面９４に及びロッド１０の表面１８に配設された減摩性材料である第１被覆を備える。

接触面１２０は、同様に、肩部１２１に及び隆起部９２のうち肩部１２１と接触しかつ軸受１７のリング３１の軸方向反対側にある表面１２２において径方向に延在する第２被覆を備える。

接触面１２０は、軸Ａ回りにおけるロッド１０の望まない回転を防止するように構成されている。この望まない回転は、軸受１７の故障状態に続いて転動体３２がリング３１に、結果として摩擦によってスリーブ９０に、捻れモーメントを伝達させると生じ得る。

図示した場合において、スリーブ９０は、鋼鉄で形成されており、表面９３及び９４は、硬質な酸化タングステンで被覆されている。

あるいは、スリーブ９０は、銅で形成されており、潤滑剤を取り込むキャビティを有する構造を有する。

表面１８並びに表面９３及び９４の材料は、上述した故障状態においてスリーブ９０の望まない回転が捻れモーメントであってロッド１０の望まない回転を引き起こすのに十分な捻れモーメントをロッド１０に伝達させることを回避するような摩擦係数を有する。

接触面１２０は、同様に、軸受１７のリング３１と接触する表面１４０に堆積された第３被覆を備える。

軸受１７のリング３０は、素子１６の管状体４０とリング６３との間において互いに軸方向の反対側にある部品それぞれによって軸方向に固定されている。

軸受１７のリング３１は、スリーブ９０の隆起部９２と筒状体６０との間において互いに軸方向の反対側にある部品によって軸方向に固定されている。

検出手段５０は、同様に、センサ５３を備えており、このセンサは、軸Ａ回りにおけるスリーブ９０の回転に関連する第３信号を発生させるように構成されている。

さらに、センサ５１は、軸受１７及び／またはスリーブ９０の温度及び加速度のうちの少なくとも１つを検出するように構成されている。

使用時において、ロータ３の動作は、推進力を発生させ、この推進力は、ヘリコプタ１を空中で維持すること及びヘリコプタ１の前方飛行をできるようにする。

ロータ３の動作は、同様に、胴体２にトルクを発生させ、このトルクは、ロータ４の推進力が発生させたカウンタトルクによって均衡がとられる。

ヘリコプタ１のヨー角度を制御するために、パイロットは、飛行制御部１５を動作し、それにより、ロータ４のブレード８のピッチを、結果としてロータ４が発生させる推進力を調整する。

ロータ４の動作中において、マスト６は、シャフト１３によって軸Ａ回りに回転駆動され、ハブ９、素子１６及びブレード８を軸Ａ回りに回転駆動させる。その替わりに、ロッド１０は、軸Ａに対して角度方向で固定されたままである。

ロータ４の動作を後述し、軸受１７が正確に動作して結果として伝達ユニット４５を非動作構成に設定した状態から開始する。

この状態において、飛行制御部１５の動作により、軸Ａに沿う所定方向でロッド１０の平行移動を引き起こす。

この平行移動により、軸Ａに沿う軸受１７及び素子１６の一体的な平行移動を引き起こす。

結果として、素子１６は、ブレード８から離間移動し（または接近移動し）、軸Ｂに対するレバー４３の傾斜を変更し、ブレード８の迎角を増加させる（または減少させる）。

このレバー４３の移動により、ブレードが関連する軸Ｂ回りに均等な角度だけ同時に回転すること、結果としてブレード８の迎角の調整を引き起こす。

軸受１７の故障に続いて転動体３２が捻れモーメントをリング３１にひいてはスリーブ９０に不正確に移送する場合、接触面１２０の第１及び第２被覆は、ロッド１０が回転駆動されることを防止する。

より具体的には、第１被覆を形成する表面９４及び１８の並びに第２被覆を形成する表面１２２及び肩部１２１の減摩性材料は、スリーブ９０の望まない回転が捻れモーメントであってロッド１０の望まない回転を引き起こすのに十分な捻れモーメントをロッド１０に伝達することを防止する。

表面１４０に堆積されている接触面１２０の第３被覆の減摩性材料は、軸受１７のリング３１の望まない回転がリング６３及びロッド１０の望まない回転を引き起こすことを防止する。

スリーブ９０の望まない回転の場合において、センサ５３は、パイロットに危険な状態を知らせる第３信号を発生させる。

また、センサ５１は、軸受１７の及びスリーブ９０の温度及び加速度を検出し、これら値が軸受１７の故障状態に関与する場合に、第１信号を発生させる。

さらに、上述した状況において、隆起部６１の壁部６５及び６６は、図５に示すように、座部６４の壁部７１及び７２それぞれから軸方向に離れている。

結果として、筒状体６０及びリング６３によって形成された伝達ユニット４５は、ロッド１０から素子１６へ移動を伝達させることにおいて積極的な役割を行わない。

故障時において、軸受１７は、ロッド１０から素子１６へ軸方向負荷をもはや伝達できない、すなわち、軸Ａと平行なロッド１０及び素子１６の一体的な平行移動をもはや引き起こせない。

この状況において、伝達ユニット４５は、活性され、これにより、少なくとも所定期間にわたって抗トルクロータ４の制御性を保存することができる。

より詳細には、飛行制御部１５の動作により、隆起部６１がリング６３の座部６４と軸方向で接触する位置まで、ロッド１０及びリング６３の平行移動を引き起こす。

より具体的に、隆起部６１の壁部６５（６６）は、まず、リング６３の座部６４の壁部７１（７２）に接触し、その後、壁部７１（７２）を軸方向に押す。

このようにして、伝達ユニット４５は、動作構成にあり、ロッド１０の平行移動は、筒状体６０及びリング６３を介して、素子１６の平行移動を引き起こし続ける。

伝達ユニット４５の活性は、進行にわたって対応する素子１６の小さな遊び量を発生させ、そのため、隆起部６１を座部６４に当接させるために覆っていなければならない。

センサ５２は、第２信号を発生させ、この第２信号は、パイロットに伝達ユニット４５が動作構成にあることを通知する。

図６を参照すると、参照符号４’は、本発明の第２実施形態にかかる抗トルクロータを示す。

ロータ４’は、ロータ４と同様であり、ロータ４との差異に関してのみ後述し、可能であれば、ロータ４及び４’の同一のまたは等価な部品は、同じ参照符号で示される。

特に、ロータ４’は、隆起部６１と座部６４との間の摩擦を低減するために、
－隆起部６１の壁部６５と座部６４の壁部７１との間に介装された軸受１００、及び、
－隆起部６１の壁部６６と座部６４の壁部７２との間に介装された軸受１０１、
を備える点で、ロータ４とは異なる。

好ましくは、軸受１００及び１０１は、ころ軸受または玉軸受または針状ころ軸受である。

特に、軸受１００（１０１）それぞれは、
－壁部６６（６７）に固定されたリング１０３、
－壁部７１（７２）に固定されたリング１０４、及び、
－リング１０３及び１０４間に介装された複数の転動体１０５、
を備える。

図示した場合において、リング１０３及び１０４は、円錐台状タイプである。

図示した場合において、転動体１０５は、軸Ａに対して傾斜した各別の軸を有する針状体である。

ロータ４’の動作は、ロータ４の動作と同様であり、したがって、詳細には説明しない。

本発明にかかるロータ４及び４’の特性試験から、これら特性と共に実現され得る利点は、明白である。

転動体３２がリング３１及びスリーブ９０に捻れモーメントを不正確に伝達して、軸受１７の故障に続いてこれらリング及びスリーブを回転させる場合、減摩性材料の接触面１０２は、この捻れモーメントがロッド１０に伝達される危険性を十分に制限する。

このようにして、本説明の導入部で述べた公知のタイプの解決法とは異なり、さらなる軸受を設けることなく、この捻れモーメントによってロッド１０が損傷し結果としてロータ４または４’が制御不能になる危険性を十分に制限する。

センサ５３は、第３信号を発生させ、この第３信号は、パイロットに危険な状態にありできるだけ早く着陸することが望ましいことを通知する。

特に、動作構成に設定されると、伝達ユニット４５は、ロッド１０を軸Ａと平行に平行移動させることに続いて、素子１６をスライドさせる。

このために、伝達ユニット４５は、軸受１７に関してロッド１０から素子１６までの追加のかつ冗長的な伝達経路を規定する。

このようにして、伝達ユニット４５は、軸受１７が故障している場合においても、ブレード８の迎角の制御性を保証する。

より具体的には、リング３１及び３０の物理的な分離の結果として転動体３２に損傷がある場合において、ロッド１０の平行移動により、隆起部６１は、座部６４に当接させられる。このようにして、素子１６の正確な平行移動ひいてはブレード８及びロータ４の迎角の制御性を保証する。

いったん隆起部６１が座部６４に当接すると、センサ５２は、第２信号を発生させ、この第２信号は、パイロットに伝達ユニット４５が動作構成にあることを通知する。このようにして、パイロットは、できるだけ早く着陸することが望ましいことが通知される。

最後に、明確であることは、特許請求の範囲によって規定された範囲から逸脱することなく、本明細書で説明されかつ示されたロータ４及び４’に関して改変及び変更をなし得ること、である。

特に、接触面１０２は、第１、第２及び第３被覆のうちの１つまたは２つのみを備え得る。

１ ヘリコプタ、２ 胴体、３ 主ロータ、４，４’ 抗トルクロータ、６ マスト、８ ブレード、１０ 制御ロッド、１６ 制御素子、１７ 接続素子，減摩性軸受，第１軸受、１８ 第２面，表面，接触面、３０ 第１リング，外側リング、３１ 第２リング，内側リング、３２ 転動体、３３，３４ 軌道、４５ 原動力伝達ユニット、５３ 第１センサ、６０ スリーブ，筒状体、６１ 環状隆起部，第２隆起部、６４ 座部、９０ 管状素子，環状素子、９１ 主本体、９２ 軸端隆起部、９４ 第１面，表面，径方向外面、１２０ 接触面、１２１ 環状肩部、１２２ 第３面，表面、１４０ 第４面，表面、Ａ 第１軸、Ｂ 第２軸

Claims (16)

1. ヘリコプタ（１）のための抗トルクロータ（４、４’）であって、
   －第１軸（Ａ）回りに回転可能なマスト（６）と、
   －前記マスト（６）にヒンジ接続された複数のブレード（８）であって、前記第１軸（Ａ）に対して横方向の第２軸（Ｂ）に沿って各別に延在し、前記第２軸（Ｂ）回りに各別に回転可能であり、迎角を各別に変更する、ブレードと、
   －前記マスト（６）に対して前記第１軸（Ａ）に沿ってスライドし、前記マスト（６）と一体的に回転し、前記ブレード（８）に動作式に接続された制御素子（１６）であって、前記軸（Ａ）に沿う当該素子（１６）の平行移動に続いて前記ブレード（８）を前記第２軸（Ｂ）回りに各別に回転させる、制御素子と、
   －前記マスト（６）に対して前記第１軸（Ａ）に沿って軸方向にスライドし、前記第１軸（Ａ）に対して角度方向で固定された制御ロッド（１０）と、
   －前記制御ロッド（１０）と前記制御素子（１６）との間に介装され、前記マスト（６）に対してかつ前記制御ロッド（１０）と一体的に前記第１軸（Ａ）に沿ってスライドする接続素子（１７）であって、正常動作状態において前記制御素子（１６）が前記制御ロッド（１０）に対して前記第１軸（Ａ）回りに相対回転できるように構成された、接続素子と、
   を備え、
   当該抗トルクロータ（４、４’）が、
   －前記制御ロッド（１０）と前記接続素子（１７）との間に介装された減摩性材料で形成された接触面（１２０）であって、それにより、前記接続素子（１７）の故障時において前記接続素子（１７）が前記第１軸（Ａ）回りに前記制御ロッド（１０）に対して回転できるようにする、接触面と、
   －前記制御ロッド（１０）と前記接続素子（１７）との間に径方向で介装され、前記制御ロッド（１０）及び前記接続素子（１７）と一体的に軸方向にスライドする管状素子（９０）と、
   をさらに備え、
   前記接触面（１２０）が、前記管状素子（９０）のうち前記制御ロッド（１０）と接触するように構成された第１面（９４）を少なくとも備え、それにより、前記管状素子（９０）が前記制御ロッド（１０）に対して前記接続素子（１７）と共に回転できるようにし、
   当該抗トルクロータ（４、４’）が、前記環状素子（９０）の回転を検出するように構成された第１センサ（５３）をさらに少なくとも備え、
   前記接続素子（１７）が、減摩性軸受（１７）を備え、
   前記軸受（１７）が、
   －前記第１軸（Ａ）回りに前記制御素子（１６）と一体的に回転する第１リング（３０）と、
   －前記第１軸（Ａ）に対して前記第１リング（３０）の径方向内側にあり、前記第１軸（Ａ）に沿って前記制御ロッド（１０）と一体的にスライドする第２リング（３１）と、
   －前記第１及び第２リング（３０、３１）間に介装され、前記第１及び第２リング（３０、３１）の各別の軌道（３３、３４）を転動するように構成された複数の転動体（３２）と、
   を備え、
   前記第２リング（３１）が、前記第１軸（Ａ）に対する径方向に沿って前記転動体（３２）の反対側において前記管状素子（９０）と接触し、
   当該ロータ（４、４’）が、前記制御ロッド（１０）にかつ前記制御素子（１６）に動作式に接続された伝達ユニット（４５）をさらに備え、
   前記伝達ユニット（４５）が、
   －前記制御ロッド（１０）の平行移動に続いて、前記第１軸（Ａ）に沿って前記制御素子（１６）をスライドさせる動作構成と、
   －当該伝達ユニットが前記制御素子（１６）から係合解除される非動作構成と、
   を選択的にとることができ、
   前記伝達ユニット（４５）が、前記軸受（１７）が故障している場合に前記動作構成に配設され、前記軸受（１７）が軸方向負荷を前記ロッド（１０）から前記制御素子（１６）へもはや伝達できず、前記ロッド（１０）の軸方向の平行移動に続いて、前記素子（１６）の両方向における軸方向の平行移動を引き起こし、
   前記伝達ユニット（４５）が、前記第１軸受（１７）によって前記素子（１６）が前記ロッド（１０）に対して相対的に回転することを正確に可能としかつ前記素子（１６）と前記ロッド（１０）との間の相対的な平行移動を防止する場合に、前記非動作構成に配設され、
   当該抗トルクロータが、前記伝達ユニット（４５）が前記動作構成にあることに関連する信号を発生させるように構成された第２センサ（５２）を備えることを特徴とする抗トルクロータ。
2. 前記接触面（１２０）が、前記管状素子（９０）全体を含むことを特徴とする請求項１に記載のロータ。
3. 前記接触面（１２０）が、前記制御ロッド（１０）のうち延長部を有しかつ前記第１面（９４）と接触するように配設された第２面（１８）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のロータ。
4. 前記管状素子（９０）が、
   －前記接続素子（１７）と前記制御ロッド（１０）との間に径方向で介装された主本体（９１）と、
   －前記主本体（９１）から前記接続素子（１７）に向けて径方向に突出する軸端隆起部（９２）と、
   を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のロータ。
5. 前記接触面（１２０）が、前記制御ロッド（１０）の肩部に当接するように配設された前記軸端隆起部（９２）の第３面（１２２）を備えることを特徴とする請求項４に記載のロータ。
6. 前記接触面（１２０）が、前記制御ロッド（１０）のうち前記第３面（１２２）と接触する前記肩部（１２１）をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のロータ。
7. 前記伝達ユニット（４５）が、
   －前記制御ロッド（１０）と軸方向で一体でありかつ前記制御ロッド（１０）から径方向に突出する環状隆起部（６１）と、
   －前記第２隆起部（６１）に係合しかつ前記制御素子（１６）と角度方向で一体である座部（６４）と、
   を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のロータ。
8. 前記伝達ユニット（４５）が、前記制御ロッド（１０）に同軸に取り付けられたスリーブ（６０）を備え、前記環状隆起部（６１）が、前記制御ロッド（１０）とは径方向反対側において前記スリーブから突出し、
   前記第２リング（３１）が、前記スリーブ（６０）と前記管状素子（９０）のうち径方向で突出する前記軸端隆起部（９２）との間で軸方向に阻止されており、
   前記接触面（１２０）が、前記スリーブ（６０）のうち前記第２リング（３１）と接触するように配設された第４面（１４０）を備えることを特徴とする請求項７に記載のロータ。
9. ヘリコプタ（１）のための抗トルクロータ（４、４’）であって、
   －第１軸（Ａ）回りに回転可能なマスト（６）と、
   －前記マスト（６）にヒンジ接続された複数のブレード（８）であって、前記第１軸（Ａ）に対して横断する各別の第２軸（Ｂ）に沿って延在し、各別の前記第２軸（Ｂ）回りに回転可能であり、各別の迎角を変更する、複数のブレードと、
   －前記マスト（６）に対して前記第１軸（Ａ）に沿ってスライドし、前記マスト（６）と一体的に回転し、前記ブレード（８）と動作式に接続された制御素子（１６）であって、当該制御素子（１６）の前記第１軸（Ａ）に沿った平行移動に続いて、前記ブレード（８）を各別の前記第２軸（Ｂ）回りに回転させる、制御素子と、
   －前記マスト（６）に対して前記第１軸（Ａ）に沿って軸方向でスライドし、前記第１軸（Ａ）に対して角度方向で固定された制御ロッド（１０）と、
   －前記制御ロッド（１０）と前記制御素子（１６）との間に介装され、前記マスト（６）に対して前記第１軸（Ａ）に沿ってスライドし、前記制御ロッド（１０）と一体的である接続素子（１７）であって、正常動作状態において前記制御素子（１６）が前記第１軸（Ａ）回りに前記制御ロッド（１０）に対して相対的に回転できるように構成された、接続素子と、
   －前記制御ロッド（１０）と前記接続素子（１７）との間に介装された減摩性材料で形成された接触面（１２０）であって、それにより、前記接続素子（１７）の故障時において前記接続素子（１７）が前記第１軸（Ａ）回りに前記制御ロッド（１０）に対して回転できるようにする、接触面と、
   －前記制御ロッド（１０）と前記接続素子（１７）との間に径方向で介装され、前記制御ロッド（１０）及び前記接続素子（１７）と共に軸方向にスライドする管状素子（９０）と、
   を備え、
   前記接触面（１２０）が、前記管状素子（９０）のうち前記制御ロッド（１０）と接触するように構成された第１面（９４）を少なくとも備え、それにより、前記管状素子（９０）が前記制御ロッド（１０）に対して前記接続素子（１７）と共に回転できるようにし、
   当該抗トルクロータ（４、４’）が、前記環状素子（９０）の回転を検出するように構成された少なくとも第１センサ（５３）をさらに備え、
   前記管状素子（９０）が、
   －前記接続素子（１７）と前記制御ロッド（１０）との間に径方向で介装された主本体（９１）と、
   －前記主本体（９１）から前記接続素子（１７）に向けて径方向で突出した軸端隆起部（９２）と、
   を備え、
   前記接触面（１２０）が、前記軸端隆起部（９２）のうち前記制御ロッド（１０）の肩部（１２１）に当接して配設された第３面（１２２）をさらに備え、
   前記接触面（１２０）が、前記制御ロッド（１０）のうち前記第３面（１２２）と接触する前記肩部（１２１）をさらに備えることを特徴とする抗トルクロータ。
10. 前記接続素子（１７）が、減摩性軸受（１７）であり、
    前記減摩性軸受（１７）が、
    －前記制御素子（１６）と一体的に前記第１軸（Ａ）回りに回転する第１リング（３０）と、
    －前記第１軸（Ａ）に対して前記第１リング（３０）の径方向内側にあり、前記第１軸（Ａ）に沿って前記制御ロッド（１０）と一体的にスライドする第２リング（３１）と、
    －前記第１及び第２リング（３０、３１）間に介装され、前記第１及び第２リング（３０、３１）の各別の軌道（３３、３４）を転動するように構成された複数の転動体（３２）と、
    を備え、
    前記第２リング（３１）が、前記第１軸（Ａ）に対する径方向に沿って前記転動体（３２）とは反対側で前記管状素子（９０）と接触していることを特徴とする請求項９に記載の抗トルクロータ。
11. 前記制御ロッド（１０）及び前記制御素子（１６）に動作式に接続された伝達ユニット（４５）を備え、
    前記伝達ユニット（４５）が、
    －前記制御ロッド（１０）の平行移動に続いて、前記第１軸（Ａ）に沿って前記制御素子（１６）をスライドさせる動作構成と、
    －当該伝達ユニットが前記制御素子（１６）から係合解除される非動作構成と、
    を選択的にとることができ、
    前記伝達ユニット（４５）が、前記軸受（１７）が故障している場合に前記動作構成に配設され、前記軸受（１７）が軸方向負荷を前記ロッド（１０）から前記制御素子（１６）へもはや伝達できず、前記ロッド（１０）の軸方向の平行移動に続いて、前記素子（１６）の両方向における軸方向の平行移動を引き起こし、
    前記伝達ユニット（４５）が、前記第１軸受（１７）によって前記素子（１６）が前記ロッド（１０）に対して相対的に回転することを正確に可能としかつ前記素子（１６）と前記ロッド（１０）との間の相対的な平行移動を防止する場合に、前記非動作構成に配設されることを特徴とする請求項１０に記載のロータ。
12. 前記伝達ユニット（４５）が前記動作構成にあることに関連する信号を発生させるように構成された第２センサ（５２）を備えることを特徴とする請求項１０または１１に記載のロータ。
13. 前記伝達ユニット（４５）が、
    －前記制御ロッド（１０）と軸方向で一体でありかつ前記制御ロッド（１０）から径方向に突出する環状隆起部（６１）と、
    －前記第２隆起部（６１）に係合しかつ前記制御素子（１６）と角度方向で一体である座部（６４）と、
    を備えることを特徴とする請求項１１または１２に記載のロータ。
14. 前記伝達ユニット（４５）が、前記制御ロッド（１０）に同軸に取り付けられたスリーブ（６０）を備え、前記環状隆起部（６１）が、前記制御ロッド（１０）とは径方向反対側において前記スリーブから突出し、
    前記第２リング（３１）が、前記スリーブ（６０）と前記管状素子（９０）のうち径方向で突出する前記軸端隆起部（９２）との間で軸方向に阻止されており、
    前記接触面（１２０）が、前記スリーブ（６０）のうち前記第２リング（３１）と接触するように配設された第４面（１４０）を備えることを特徴とする請求項１３に記載のロータ。
15. ヘリコプタ（１）のための抗トルクロータ（４、４’）であって、
    －第１軸（Ａ）回りに回転可能なマスト（６）と、
    －前記マスト（６）にヒンジ接続された複数のブレード（８）であって、前記第１軸（Ａ）に対して横方向の第２軸（Ｂ）に沿って各別に延在し、前記第２軸（Ｂ）回りに各別に回転可能であり、迎角を各別に変更する、ブレードと、
    －前記マスト（６）に対して前記第１軸（Ａ）に沿ってスライドし、前記マスト（６）と一体的に回転し、前記ブレード（８）に動作式に接続された制御素子（１６）であって、前記軸（Ａ）に沿う当該素子（１６）の平行移動に続いて前記ブレード（８）を前記第２軸（Ｂ）回りに各別に回転させる、制御素子と、
    －前記マスト（６）に対して前記第１軸（Ａ）に沿って軸方向にスライドし、前記第１軸（Ａ）に対して角度方向で固定された制御ロッド（１０）と、
    －前記制御ロッド（１０）と前記制御素子（１６）との間に介装され、前記マスト（６）に対してかつ前記制御ロッド（１０）と一体的に前記第１軸（Ａ）に沿ってスライドする接続素子（１７）であって、正常動作状態において前記制御素子（１６）が前記制御ロッド（１０）に対して前記第１軸（Ａ）回りに相対回転できるように構成された、接続素子と、
    を備え、
    当該抗トルクロータ（４、４’）が、
    －前記制御ロッド（１０）と前記接続素子（１７）との間に介装された減摩性材料で形成された接触面（１２０）であって、それにより、前記接続素子（１７）の故障時において前記接続素子（１７）が前記第１軸（Ａ）回りに前記制御ロッド（１０）に対して回転できるようにする、接触面と、
    －前記制御ロッド（１０）と前記接続素子（１７）との間に径方向で介装され、前記制御ロッド（１０）及び前記接続素子（１７）と共に軸方向にスライドする管状素子（９０）と、
    をさらに備え、
    前記接触面（１２０）が、前記管状素子（９０）のうち前記制御ロッド（１０）と接触するように構成された第１面（９４）を少なくとも備え、それにより、前記管状素子（９０）が前記制御ロッド（１０）に対して前記接続素子（１７）と共に回転できるようにし、
    当該抗トルクロータ（４、４’）が、前記環状素子（９０）の回転を検出するように構成された第１センサ（５３）をさらに少なくとも備え、
    前記接続素子（１７）が、減摩性軸受（１７）を備え、
    前記軸受（１７）が、
    －前記第１軸（Ａ）回りに前記制御素子（１６）と一体的に回転する第１リング（３０）と、
    －前記第１軸（Ａ）に対して前記第１リング（３０）の径方向内側にあり、前記第１軸（Ａ）に沿って前記制御ロッド（１０）と一体的にスライドする第２リング（３１）と、
    －前記第１及び第２リング（３０、３１）間に介装され、前記第１及び第２リング（３０、３１）の各別の軌道（３３、３４）を転動するように構成された複数の転動体（３２）と、
    を備え、
    前記第２リング（３１）が、前記第１軸（Ａ）に対する径方向に沿って前記転動体（３２）の反対側において前記管状素子（９０）と接触し、
    当該ロータ（４、４’）が、前記制御ロッド（１０）にかつ前記制御素子（１６）に動作式に接続された伝達ユニット（４５）をさらに備え、
    前記伝達ユニット（４５）が、
    －前記制御ロッド（１０）の平行移動に続いて、前記第１軸（Ａ）に沿って前記制御素子（１６）をスライドさせる動作構成と、
    －当該伝達ユニットが前記制御素子（１６）から係合解除される非動作構成と、
    を選択的にとることができ、
    前記伝達ユニット（４５）が、前記軸受（１７）が故障している場合に前記動作構成に配設され、前記軸受（１７）が軸方向負荷を前記ロッド（１０）から前記制御素子（１６）へもはや伝達できず、前記ロッド（１０）の軸方向の平行移動に続いて、前記素子（１６）の両方向における軸方向の平行移動を引き起こし、
    前記伝達ユニット（４５）が、前記第１軸受（１７）によって前記素子（１６）が前記ロッド（１０）に対して相対的に回転することを正確に可能としかつ前記素子（１６）と前記ロッド（１０）との間の相対的な平行移動を防止する場合に、前記非動作構成に配設され、
    前記伝達ユニット（４５）が、前記制御ロッド（１０）に同軸に取り付けられたスリーブ（６０）を備え、前記環状隆起部（６１）が、前記制御ロッド（１０）とは径方向反対側において前記スリーブから突出し、
    前記第２リング（３１）が、前記スリーブ（６０）と前記管状素子（９０）のうち径方向で突出する前記軸端隆起部（９２）との間で軸方向に阻止されており、
    前記接触面（１２０）が、前記スリーブ（６０）のうち前記第２リング（３１）と接触するように配設された第４面（１４０）を備えることを特徴とする抗トルクロータ。
16. －胴体（２）と、
    －主ロータ（３）と、
    －請求項１から１５のいずれか１項に記載の抗トルクロータ（４、４’）と、
    を備えることを特徴とするヘリコプタ。

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