JPH0115440B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業の利用分野］ この発明は、ロータ・ブレード、とくに、ヘリ
コプタのロータ・ブレードなどの空力ロータ・ブ
レード・アセンブリに関し、なお詳しくは、長手
の耐荷重構造の複合桁部材と、長手の前端ブロツ
クと、長手の後部整流構造と、長手のキヤツプ材
とからなる空力ロータ・ブレード・アセンブリに
する。

［用語の説明］ 本明細書中で使用する主な用語について説明す
る。

ａ 「複合桁部材」 現在、ヘリコプタのロータ・ブレード・アセ
ンブリの桁部材（空力荷重を主として受持つス
パン方向に長手の耐荷重構造部材）は、軽量か
つ強度大にするために通常複合材料から製作さ
れる。「複合」なる語は「２以上の部材を単に
結合する」との意味にも使用されるが、本明細
書では、「複合材料からなる桁」とする。

ｂ 「後部整流構造」 この用語は日本の当業者にはあまり用いられ
ないが、原語の“Aft fairing structure”で、
「fairing」が「整流材」「整形材」として常用
されているので、「桁部材より後部の空気流を
整流する部分」の意味であり、本明細書では
「コア部分、複合桁後端部材及び上、下面外板
からなる後部整流構造」の表現で使用する。

ｃ 「コア」は「発泡材またはハネカムで作るこ
とが好適な軽量コア」で、いわゆる「ハネカム
コア」の意味である。

ｄ 「レイアツプ」 この用語の「レイアツプ」と、いわゆる「接
着」との工程を明確にするために、「レイアツ
プ」とは「樹脂含浸したガラス繊維などの補強
材を型の中に配置する方法」と定義する。

ｅ 「サブ組立品」 空力ロータ・ブレード・アセンブリは、個別
に製作された各段階での「サブ組立品」を結合
することによつて最終組立てされる。この「サ
ブ組立品」は自社内製作するか他社から調達さ
れるかの物品単位となるので、この用語を使用
する。前述の「後部整流構造」もサブ組立品の
１つである。

ｆ 本発明で使用される主な組立て治具は次の２
つである。

「接着組立て治具」：後部整流構造の組立て用
の治具、 「単一の組立て成形型」：各サブ組立品を使用
して最終組立てを行うための治具。

［従来の技術］ 複合ロータ・ブレードの出現以来、製作工程を
へらしたり改変したりすることによつて製作費を
軽減することが当業界で求められ続けてきてい
る。しかし、複合ロータ・ブレードの製作は、い
まだに個別に製作されたいくつものサブ組立品を
結合することによつて製作されている。その大部
分が硬化工程を何度も経たサブ組立品であつて、
主要なサブ組立品ごとに個別の接着組立治具を必
要とするものである。

このような複合ロータ・ブレードの従来の製造
方法では、たとえば、つぎのようなサブ組立品お
よび最終組立品が製作される。

１ キヤツプ材、除氷ブランケツト、および前端
ブロツクのサブ組立品。

２ 桁のサブ組立品。

３ 桁とキヤツプ材、除氷ブランケツト、および
前端ブロツクのサブ組立品。

４ 後縁くさび材のサブ組立品。

５ 片方の外板をもつ、（機械加工なしの）後部
整流構造のコアのサブ組立品。

６ 両方の外板をもつ、（機械加工ずみ）後部整
流構造のコアのサブ組立品。

７ 上記３〜６のサブ組立品を含む最終組立品。

上記で容易に理解されるように、この最終組立
品は、少なくとも７つの硬化や接着の工程を必要
とする。このように多くの硬化や接着の工程を経
るブレード製作は必然的に高価となり、そのこと
だけでも好ましくない。

したがつて、こうした複合ロータ・ブレード製
造に現在必要とされている硬化や接着の全工程数
をへらして製作費を低くし、しかもブレードの構
造完全性には悪影響を及ぼさないことが望まし
い。

前記のいろいろなサブ組立品のうち、製作の経
済性および最適の構造完全性をはばむ最大原因と
なるものは、桁のサブ組立品である。たとえば、
硬化工程を用いる従来公知の方法のひとつでは、
構造上の損傷を受けることのないように、その硬
化工程中に桁内部で作用する内部袋圧力に対抗し
てその桁の外面に背圧を加えなければならなかつ
た。

それに適したただ１つの従来方法は、桁を１つ
の型内で別途に作りあげることであつた。この例
として、特開昭50−16298号公報には、本明細書
に添付の第９図に示す如く、３つの桁構成部分１
１２，１１３，１１４を重ね合わせ接合で結合す
ることによつて、ほぼＤ字状の中空の複合桁部材
１２′を形成し、その後面に後尾縁部１０３を結
合し、それに外板２８′，３０′を加圧結合し、前
縁近くでは、前記桁部材１２′の構成部分である
１１３と１１４との間に前端ブロツク１８′を挿
入し、構成部分１１４の前縁側表面に除氷ブラン
ケツト１２２とキヤツプ部材１６′とを装架して
加圧結合してあるローター・ブレード・アセンブ
リが開示されている。このものは、桁部材１２′
の３つの構成部分１１２，１１３，１１４は金型
でこのＤ字状の最終形状に結合されたものを別途
作り上げておき、その後に、この桁部材１２′の
後面に後尾縁部１０３を結合し、さらに外板２
８′，３０′を加圧結合する方法によらなければ、
最終組立てのローター・ブレード・アセンブリに
完成させることはできないものであつた。

また、硬化工程を用いる別な従来の製造方法で
は、桁後端材を桁とを別個に作つておき、その桁
後端材を桁の硬化工程中にその桁に組付けるべく
している。しかし、この方法は満足なものではな
い。その悪い理由のひとつは、桁に好ましくない
表面しわが生じてしまい、ブレードの他部品との
表面接着を悪くし、その結果荷重伝達を妨げるこ
とであつた。

［発明が解決しようとする問題点］ 桁はロータ・ブレードの主要な要素であるにか
かわらず、それが少なくとも前記のような理由か
らこれまでは別途動作しなければならなかつたも
のであり、完成した桁を別のサブ組立品として製
作しておく必要がない方法が完成されれば製作の
合理化が達成できることは明白である。

このように、複合ロータ・ブレードを作る方法
として、完成した桁を別途組立てておく必要がな
く、その桁が適切に働くことを妨害することにつ
ながる条件が一切生じないものの完成が望まれて
いた。

したがつて、この発明の目的のひとつは、空力
ロータ・ブレード・アセンブリを好適例とする複
合構造を、従来のものよりも少ない工程で組立て
られるものでありながら構造完全性にもすぐれた
ロータ・ブレードに完成させることができる空力
ロータ・ブレード・アセンブリを提供することで
ある。

この発明のまた別な目的は、前述した目的の空
力ロータ・ブレード・アセンブリであつて、その
後部整流構造の外板および除氷ブランケツト構造
材が、耐荷重構造材としてのすぐれた効果を発揮
するようにされているものを提供することであ
る。

この発明のなおまた別な目的は、前述した目的
の空力ロータ・ブレード・アセンブリであつて、
ロータ・ブレードの付け根部が、Ｄ字形の桁と、
キヤツプ材と、コの字形の桁後端材とで形づくら
れているものを提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するため、本発明にかかる空
力ロータ・ブレード・アセンブリの特徴構成は、 (a) 前記桁部材１２は、断面ほぼＤ字状の中空状
であり、かつ、それぞれ所定のスパン方向長さ
をもつ、前端ブロツク係合部、キヤツプ材係合
部および断面ほぼコの字状の桁後端材係合部５
２をもつ外面を備え、 (b) 前記前端ブロツク１８は、前記桁部材１２の
外面の前記前端ブロツク係合部に固着され、 (c) 前記後部整流構造１４は、上面、下面、前
面、後面をもつコア２６と、このコア２６の前
面に固着された断面ほぼコの字状をした長手の
耐荷重構造の複合桁後端材２４と、前記コア２
６の上面および下面のそれぞれ並びに前記桁後
端材２４のコの字状の上辺および下辺のそれぞ
れの外面に固着された上、下複合外板２８，３
０とを含むとともに、 (d) 前記桁部材１２の前記桁後端材係合部５２と
前記キヤツプ材１６の後方の縁部近くの内面と
の間にスパン方向に連続した凹部５３が形成さ
れていて、この凹部５３のそれぞれに前記上、
下外板２８，３０の桁部材１２側の先端部が、
その各外板２８，３０が固着されている前記桁
後端材２４の部分とともにはめ込まれて、前記
キヤツプ材１６と桁部材１２との間に緊密に狭
まれており、 (e) 前記キヤツプ材１６が、前記前端ブロツク１
８と桁部材１２と前記上、下外板２８，３０と
に固着されていて、 (f) 前記桁部材１２が、その外面の桁後端材係合
部５２で前記桁後端材２４のコの字状の上辺お
よび下辺のそれぞれの内面、および上辺と下辺
との連結部の前面に固着されており、 (g) 前記桁部材１２と、前記桁後端材２４と、前
記上、下外板２８，３０とが、熱と圧力を加え
ることによつて耐荷重構造に仕上られる予め合
成樹脂を含浸された繊維材料で作られている 点にある。

以下に、本発明の作用効果を説明する。

［作用・効果］ (1) 桁部材の前記桁後端材係合部と前記キヤツプ
材の後方の縁部近くの内面との間にスパン方向
に連続した凹部が形成されていて、この凹部の
それぞれに前記上、下外板の桁部材側の先端部
が、その各外板が固着されている前記桁後端材
の部分とともにはめ込まれて、前記キヤツプ材
と桁部材との間に緊密に狭まれているので、つ
まり、一番外側のキヤツプ材の層、次の外板の
層、その内側の桁後端材の層、及び一番内側の
Ｄ字状の桁の層の４層が互いに固着されたスパ
ン方向に連続した極めて丈夫な１つの壁が完成
される。この壁はロータ・ブレードの翼形状の
前後方向の表面に沿う剪断力に耐えて荷重伝達
を極めて有効に行うことができ、同時にロー
タ・ブレードのスパン方向のこの壁に沿う剪断
力に耐えて荷重伝達を極めて有効に行うことが
でき、ロータ・ブレード・アセンブリのスパン
方向の曲げ強度及び捩れ強度に十分に耐えられ
るものとすることができる。

したがつて、後部整流構造を桁およびキヤツ
プ材と共に組立てて堅く固着してフエイル・セ
ーフ構造にでき、桁から後部整流構造への荷重
伝達を良好とし、ロータ・ブレード自体の耐荷
重能力を大にすることができるのである。

(2) 後部整流構造を別途製作したのち、この製作
された後部整流構造を、最終組立てのために、
桁、キヤツプ材、前端ブロツク、および翼端平
衡重錘取付け構造とともに単一の組立て成形型
内に配置する方法がある。また、望みによつて
は、その複合構造品の各個別構成要素をまず調
達したのちに後部整流構造を作りあげてから、
それら各構成要素のいろいろな係合面及び取付
け面を固着すべく、接着剤を使つて最終組上げ
をすることもできる。

望みによつては、そうした構成要素のうちい
くつかを調達し、残りの構成要素を後部整流構
造及び最終組立ての形成中に作りあげてゆくこ
ともできる。

(3) 複合ロータ・ブレードのコの字形の桁後端材
を後部整流構造の一部として形成することによ
つて、たとえば３つの個別のサブ組立品、すな
わち、キヤツプ材、除氷ブランケツト、および
前端ブロツクと、桁と、桁とキヤツプ材、除氷
ブランケツト、および前端ブロツクとの３つの
サブ組立品を製造する必要性が製造工程から除
去される。そのように桁後端材を含んだ後部整
流構造は、桁後端材の剛性によつて、その組立
て中に桁後端材内部で作用する袋圧力に耐える
ことができ、成形型の方から背圧を加える必要
性がないのである。この発明によるこの特徴こ
そ、単一の組立て成形型を使用して、その成形
型内で、キヤツプ材、除氷ブランケツト、前端
ブロツク、および桁が、後部整流構造とともに
組立て要素として含められ引続いて複合ブレー
ドを形成することができ、あるいはそれらが
種々のサブ組立品として後部整流構造とともに
複合ブレードを形成できるに至つた要因であ
る。この特徴あつてこそ、後部整流構造の外板
をフエイル・セーフ式に固着できることとな
り、そうした除氷ブランケツト構造材も、確実
に耐荷重構造材としてのすぐれた働きをするこ
とになるのである。

(4) さらに、後部整流構造及び最終組立てを形成
するあいだに大部分の構成要素を硬化反応可能
な材料を使つて作りあげてゆくこともでき、こ
れが実際に好適なものである。

［実施例］ つぎに、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。

まず、この発明による複合ブレード１０の細部
を、第１，２両図に示す。

その複合ブレード１０は、その主要部として、
Ｄ字形の桁１２、後部整流構造１４、キヤツプ材
１６、前端ブロツク１８、および翼端カバー２０
を含む。

桁１２は、ほぼ四角形の付け根部２２までスパ
ン方向に至る、かどを丸めた断面ほぼＤ字形の構
造として形成されている。この桁１２は中空筒状
であつて、ブレードの荷重を支える主要部材とし
て働き、したがつて、ブレードの複合構造を作り
あげるべく他のすべての構成要素がこれに組付け
られ、支えられる。このような支え台となる桁で
あるから、その外面はブレードの他の構成要素を
収め込んで、ブレードが翼形断面になるような形
となつている。

この発明の大きな特徴は、桁後部が別個の部材
２４として作られていて、これは、ヘリコプタの
運用飛行荷重だけでなく、硬化工程を含む場合に
は、この部材に施される各硬化工程での温度や圧
力の条件にも耐えることのできる点にある。

この発明によれば、その桁後端材２４は、まず
後部整流構造１４に固着されてから、後部整流構
造の一部として桁１２に付着される。

桁後端材２４は断面が総体的にコの字形の構成
であるが、それがスパン方向に延設され、ブレー
ドの付け根部２２を作りあげるために桁と適合す
る形になつている。

この桁後端材２４を除いた後部整流構造１４
は、典型例としては、発泡材またはハネカムで作
ることが好適な軽量コア２６と、上面外板２８
と、下面外板３０と、たいていの場合にはさらに
後縁くさび材３２とを含む。

後部整流構造のこれら各構成要素は、全スパン
にわたつてひと続きの構成とすることが好まし
い。しかしまた、これら各構成要素を、それぞれ
がコア、上面外板、下面外板、およびたいていの
場合にはさらに後縁くさび材を含む適当な個数の
別個の箱構造３４とすることもできる。組立て状
態でそれら各箱構造間は（第１図で略示されてい
るだけの）間仕切りリブ３６で隔てられている。
これら間仕切りリブ３６はゴム製とすることが好
ましい。

後部整流構造１４は、桁後端材２４に組立てら
れたのちにバランスがとれるようにすることが好
ましい。その目的のために、桁後端材２４は、バ
ランシング工程時に加えられる平衡重錘を収納す
るハウジング３８としての延長部分を備えてい
る。その工程自体はよく知られているもので、詳
しい説明を必要としない。第１図で見られるよう
に、ブレード１０の先端は翼端カバー２０で閉じ
られている。

このブレードの前端部には、キヤツプ材１６や
前端ブロツク１８のほかに、除氷ブランケツト４
０をも備えることが好ましい。なお、前端ブロツ
ク１８内にはスパン方向に延びる貫通穴４２があ
り、これに（図には示されていないが）平衡重錘
が挿入される。

キヤツプ材１６はチタンなどの金属で作るのが
好ましいが、侵食を防ぐことのできるものでさえ
あれば非金属材でもよい。キヤツプ材１６の本体
が金属製であろうと非金属製であろうと、いずれ
にしてもその内側の部分には非金属材部があり、
それが、桁１２および桁後端材２４とともに、ブ
レード付け根部を作りあげている。その付け根部
には（図には示されていないが）ブレード・トー
シヨン・スプライスが形成されている。ブレー
ド・トーシヨン・スプライスを作る工程はよく知
られているものであるから詳しい説明ははぶく。

これまで述べた各種構成要素によつて定まる各
面には、このロータ・ブレード・アセンブリの製
造をよく理解するために、明確にしておくべき重
要なものがあり、つぎにそれらを説明する。

キヤツプ材１６の外面はブレードの前縁４４を
形づくり、一方その内面は、前端ブロツク係合部
４６、桁係合部４８、および後部整流外板係合部
５０を形づくつている。これら各部がどのような
広さにわたつて係合しているかは、第２図で明ら
かである。ブレードに除氷ブランケツトが組込ま
れている場合には、第２図のごとく、前端ブロツ
ク係合４６はむしろ除氷ブランケツト４０と係合
している。

前端ブロツク１８には桁係合面５１が、桁１２
には桁後端材係合部５２を備えた外面が、また、
後部整流構造１４のコア２６には前・後・上・下
各面５４，５６，５８，６０が形成されている。
さらに、後部整流構造１４はブレードの後縁７６
を形づくる。

第２図で見られるように、ブレード・アセンブ
リ中で、桁１２の外面が、キヤツプ材１６ととも
にスパン方向に連続した凹部５３（第５図）を、
また、キヤツプ材１６おび前端ブロツク１８に沿
つてスパン方向に連続したスロツト５５（第５
図）を、それぞれ形成するような形状とされてい
る。

以上で、この複合ブレードのいろいろな構成要
素とそれらの相互関係とを説明したので、つぎに
第３〜７図を参照して、ロータ・ブレードの製造
について説明をする。これらの図では、製作中に
使われるいろいろな治工具のうち、この発明の理
解に必要とされる範囲のものだけを示す。

後部整流構造１４を作る準備段階として、コア
２６の下面６０は接着組立て治具の対応面６２の
傾きにぴつたりと合うように従来方法によつて切
断又は機械加工されて、（第３図のように）その
治具部６２に外板を載置したときにこのコアのセ
ルの壁面が桁後端材２４にほぼ平行するように加
工されている。あるいは、はじめからそうした治
具部６２の傾きにぴつたりと合う面６０を持つコ
ア２６を使用してもよい。

この接着組立て治具には、第３図に示すよう
に、ゴムパツド６６を備えた圧力ブロツク６４も
付いている。接着組立て治具のこれら以外の部品
は示されていないが、当業者にはよく知られたも
のである。

この発明で特徴的なもののひとつとして、下面
外板３０は、硬化ずみあるいは未硬化の板材の形
として調達できる。いずれにしても、この外板は
適当な従来の接着剤を使つて、コア２６の面６０
に付着される。接着剤は対応両面に塗ることが好
ましく、付着されたコアと外板は、この接着組立
て治具にはめたまま熱と圧力がかけられて、それ
ら対応面が固着される。

この発明の特徴的なひとつの好適例として、外
板３０がまず治具部６２内でレイアツプ（ここで
「レイアツプ」とは樹脂含浸したガラス繊維など
の補強部材を型の中に入れて配置する方法をい
う）され、コア２６が前述のように位置決めされ
てから、治具が組立てられて、その収納物に硬化
工程の熱と圧力とを加えられるものがある。その
硬化反応の結果として、このレイアツプされた外
板は、コア２６に固着されると同時に構造部材に
作りあげられることとなる。

部材を成形するのに、部材をレイアツプしそれ
から硬化させる方法はよく知られたものであり、
詳しく説明する必要はない。

前記したいずれかの方法によつて、下面外板３
０がコア下面６０に固着された後、上面５８に機
械加工を施して所要の外形面５８′のものとする。
すなわち、この外形面５８′はコア上面を所要の
翼形に形成する。

つぎに、第４図に一部が示されているだけの接
着組立て治具の別の治具部６８内に上面外板２８
を載置する。ついで、第４図に示すように、桁後
端材２４が配置され、さらに、前述したように、
機械加工済みのコア２６およびそれに固着済みの
下面外板３０もこの治具内へ配置され、機械加工
面５８′が上面外板２８に、また、両外板とコア
とが桁後端材２４に、それぞれ係合するようにさ
れる。後縁くさび材３２が含まれている場合に
は、それは下面外板３０付きの機械加工済みのコ
ア２６を組付けたり、あるいは第４図に示すよう
に、上面外板２８および下面外板３０付きの機械
加工済みのコア２６に当接してこの治具内に配置
し、後縁くさび材３２をコア２６の後面５６に係
合するようにすればよい。この後縁くさび材３２
の挿入は、桁後端材２４の挿入よりも先にする。
後部整流構造１４がこのように組立てられたとこ
ろで、固着工程が始める準備として、治具の残り
の部分が治具部６８に結合される。そうした部分
の１つが側部７０であつて、それには、心棒７２
と、桁後端材２４を形成する凹部の中へ延伸する
陛脹袋７４とを含むものである。その心棒７２
は、もとより固着工程中その桁後端材２４を支持
するものとなり、膨脹袋７４は係合面全体にわた
る均等な接合を得るためのものである。

すでに述べたと同様、この発明で特徴的もの１
つとして、この外板２８も硬化済みまたは未硬化
の状態で調達でき、後縁くさび材３２も所要の形
をした硬化のものでも未硬化のものでもよい。こ
の場合、上面外板２８、桁後端材２４、下面外板
３０付きの機械加工済みのコア２６、および後縁
くさび材３２については、適当な接着剤を各対応
面に塗布し、これら部材をこの接着組立て治具に
はめたまま熱と圧力とがかけられて、それら各対
応面が固着される。

この発明で特徴的な１つの好適例として、上面
外板２８と後縁くさび材３２とが、まず治具部６
８内でレイアツプされ、上面外板２８が固着され
た機械加工済みのコア２６と桁後端材２４とが前
述の場合と同様に位置決めされ、治具が組立てら
れて、その収納物に硬化工程の熱と圧力とが加え
られるものがある。その硬化反応の結果として、
レイアツプされた上面外板２８とレイアツプされ
た後縁くさび材３２とは、全ての係合面が固着さ
れると同時に構造部材に作りあげられる。

しかし、いずれの場合であつても、桁後端材２
４は別途製作される。それを作る場合において
も、まず成形型内でレイアツプされて、硬化工程
の熱と圧力とを加えることによつて成形するのが
好ましい。

後部整流構造１４が個別の箱構造３４からなる
場合でも、製造方法は基本的にはこれまで説明し
たものと変わらない。下面外板３０は治具部内で
横並びに置かれて、各対応のコア下面および間仕
切りリブに固着される。同時に、各箱構造のそれ
らコアと間仕切りリブとの各係合側面も固着され
るとともに、各間仕切りリブの他方の側面も隣接
の箱構造のコア側面に固着される。すでに述べた
理由から、この固着工程を行う前に、各コアや間
仕切りリブ断面の下面は、治具部分６２の傾きに
ぴつたりと合うように切断または機械加工してお
く。そののち、後部整流構造１４を作る工程はす
でに説明したと同様に進行する。コアおよび間仕
切りリブ、ならびに後縁くさび材の上下両面の両
外板は、レイアツプされそして硬化されることが
好ましい。

以上説明したものに替わる方法として、前記両
形態のいずれの場合にも好適なものに、コアある
いはコアと間仕切りリブが所要外形面となるよう
に上面を機械加工する目的で切断された後に、そ
のコア又は、コアと間仕切りリブの下面に、まず
模擬板材を組付けるというものがある。その後、
その模擬板材を取り除いて、上・下両外板、桁後
端材、および必要に応じて後縁くさび材が上述方
法に従つて固着される。

この発明の特徴的なひとつの好適例として、両
外板と後縁くさび材とがレイアツプされ、そして
硬化によつてすべての係合面が固着されると同時
に、構造部材に作りあげられるというようにする
ものがある。

模擬板材は適当な厚さの取扱い容易な材料でよ
い。

以上説明したものに替わるさらに別な方法とし
て、両面５８，６０いずれをも所望の外形に加工
ずみのコア２６を調達することも好ましい。この
場合、この発明の特徴的なひとつの好適例とし
て、前記コア２６、両外板２８，３０、桁後端材
２４、後縁くさび材３２を第４図に示すように組
付け配備し、接着剤と所定条件の熱および圧力を
使つて係合面を同時に固着して後部整流構造を作
りあげるというものがある。

この発明の特徴的なひとつの好適例として、両
外板と後縁くさび材とが調達されたコアおよび桁
後端材とともに組立て中にレイアツプされ、そし
て硬化によつてすべての係合面が固着されると同
時に、構造部材に作りあげられるというようにす
るものがある。

後部整流構造１４が作りあげられたのち、それ
は第５〜７図に示すように、ロータ・ブレード１
０の他部材とともに単一の組立て成形型７８，８
０，８２で組立てられる。

前記ブロツク１８、桁１２、除氷ブランケツト
４０は予め製作ずみのものでもよいし調達部材で
もよい。これら３つの部材は個別のサブ組立品に
作りあげることもできる。しかしまた、別案とし
て、キヤツプ材１６と除氷ブランケツト４０と前
端ブロツク１８、または、キヤツプ材１６と除氷
ブランケツト４０、若しくは、桁１２と前端ブロ
ツク１８をそれぞれ個別のサブ組立て品に作りあ
げることもできる。

しかし、好ましい方法は、前端ブロツク１８と
桁１２とが、桁後端材２４と両外板２８，３０と
後縁くさび材３２の場合と同じようにレイアツプ
され、単一の組立て成形型内で最終硬化工程中に
構造部材に作りあげることである。前端ブロツク
１８はキヤツプ材１６に直接にレイアツプされ、
また、桁１２は膨脹可能で、できれば剛体化でき
る心棒９２にレイアツプされ、この状態でキヤツ
プ材１６内へ配置される。前端ブロツクをレイア
ツプする場合には、平衡重錘をその一部材として
含めればよいし、前端ブロツクが予め製作ずみか
調達されたものである場合ならば、その前端ブロ
ツクをキヤツプ材１６内へはめ付ける前にその貫
通穴４２内へ平衡重錘を挿入すればよい。

最終組立てを行なうには、すでに述べたような
前端ブロツク１８、桁１２、除氷ブランケツト４
０、及びキヤツプ材１６のサブ組立品を単一の組
立て成形型の前方部分７８内に配置し、前縁治具
つまみ８４を取つて位置決めする。金属または非
金属のキヤツプ材１６を使う場合には、やつとこ
８８，９０を備えたひろげ具８６を使うのがよ
い。やつとこ８８，９０でキヤツプ材を十分にひ
ろげて、前端ブロツク１８および桁１２と、ある
いは、前端ブロツク１８、除氷ブランケツト４０
および桁１２とキヤツプ材内に挿入されるように
するとともに、桁後端材２４を備えた後部整流構
造がキヤツプ材１６および桁１２にうまく係合し
て組立てできるようにするのである。

このように、ブレードが組立てられて単一の組
立て成形型の前方部分７８に対してぴつたりと位
置決めされたところで、その前方部分７８を（図
には示されていないが）適当な手段でそのピン９
４のまわりに回動して、第６図に示された位置を
経て第７図に示された位置とし、これによつて、
後部整流構造１４と桁の一部とが、この単一の組
立て成形型の後方部分８０内で休止するようにす
る。この前方部分７８の回動中に、その組立てら
れたブレードを部分的に支えるとともに、後方部
分８０を適正に位置決めするため、位置決め支持
具９６と支ええ板９７とが設けられている。この
位置決め支持具９６は、１本の腕９８と、結合さ
れた両外板２８，３０の端末部を受ける図に示さ
れていない手段によつて互いに固定できるふたつ
割り構成の受け具１００とからなるものである。
この腕９８と受け具１００とは相互に回動可能で
ある。

両板の端末部は、意図的に第３〜７図に示され
たような形にしてあるものである。その理由は、
ブレードが型の前方部分７８とともに安全に回動
でき、すでに述べたいずれのサブ組立品と第５図
に示す後部整流構造との組立て中に、その後部整
流構造が受け具１００の両半部分間にしつかりと
支えられるようにするためである。後部整流構造
を第５図に示す組立品に組立てるための手段のう
ち、これら腕９８と受け具１００以外のものはす
べて従来知られているものであるから、図示して
いない。

この成形型の後方部分８０には受け具１００の
１つの半部分を収めるくぼみ１０２が設けられて
いる。この端末端は最後にブレードから取除かれ
て、ブレード後縁７６を形成する。

第６，７両図に示すように、組立てられたブレ
ードについてこの発明の好適実施例としては、後
部整流構造だけをサブ組立品として含むものがあ
り、この実施例では、次の各面が係合し合つてい
るが固着はされていない。すなわち、前端ブロツ
ク１８の桁係合面５１は桁１２に係合し、キヤツ
プ材１６の前端ブロツク係合部４６は場合に応じ
て前端ブロツク１８または除氷ブランケツト４０
に係合し、キヤツプ材１６の桁係合部４８は桁１
２に係合し、キヤツプ材１６の後部整流外板係合
部５０は後部整流外板２８，３０に係合してい
て、桁１２の桁後端材係合部５２は桁後端材２４
に係合している。

最終組立品は、第７図に見られるように、単一
の組立て成形型の上方部分８２を下げて閉鎖状態
とし、その組立てブレードに熱と圧力とをかける
ことによつ完成される。このために、上方部分８
２は、図には示されていないプレス機に接続され
ている。

この発明のさらに特徴的な実施例のひとつとし
て、前端ブロツク１８、除氷ブランケツト４０、
桁１２が構造材として予め製作されたか又は調達
された場合、すでに述べたような各係合面は適当
な従来の接着剤を使つて付着すればよい。すなわ
ち各係合面にその係合に先立つて接着剤を塗布
し、そのように係合された面が、単一の組立て成
形型内でその組立品に熱と圧力とを加えることに
よつて固着されるようにするのである。

この発明の好適実施例のひとつとして、前端ブ
ロツク１８、除氷ブランケツト４０、桁１２を上
述の如くレイアツプされた後に単一の組立て成形
型内で位置決めされるものがある。ついでこのサ
ブ組立品は、後部整流構造のサブ組立品ととも
に、硬化工程の熱と圧力とが加えられ、その結果
として、その前端ブロツク１８、除氷ブランケツ
ト４０、桁１２が、上述の各係合面が固着される
と同時に構造部材に作りあげられるのである。

キヤツプ材１６内で、たとえば除氷ブランケツ
ト４０をレイアツプする際、１層あるいは複数層
のテープ１０４が適当な従来の接着剤によつて
（第８図のように）そのキヤツプ材内面へ貼付さ
れる。さらに、同じく接着剤によつてこのテープ
層に、電線１０８を組込んだ格子層１０６が付着
される。最後に、他の１層または何層かのテープ
層１１０が、接着剤でその格子層１０６の露出面
に貼着される。この格子層１０６は必要に応じ印
刷回路ボードのようなものであつてもよい。接着
剤は、主としてブランケツトをキヤツプ材内に位
置決めし、前端ブロツク１８がこのキヤツ材内に
直接にレイアツプされ、それについでレイアツプ
された桁がこのキヤツプ材に位置決めされた状態
で挿入されるようにすることである。このように
位置決めされると、除氷ブランケツト４０の一部
がスロツト５５を埋めて、断面視でキヤツプ材外
面から桁内面まで連続的な壁が完成されることと
なる。このような連続壁によつて、ひとつには、
除氷ブランケツトの支持構造材それ自体が荷重分
担部材となるから、このロータ・ブレードの荷重
分担性の向上が達成されることとなる。

さらに、第２図で見られるように、キヤツプ材
の外面と、固着された両外板および桁後端材が凹
部５３内に受けられている状態にある、ブレー
ド・アセンブリの桁後端材の区域内側の桁の内面
との間で、すなわち、一番外側のキヤツプ材の
層、次の外板の層、その内側の桁後端材の層、及
び一番内側のＤ字状の桁の層の４層が互いに固着
されたスパン方向に連続した極めて丈夫な１つの
壁が完成される。この設計は「タツクイン」式と
呼ぶものであり、タツクインされたこの壁はロー
タ・ブレードの翼形形状の前後方向の表面に沿う
剪断力に耐えて荷重伝達を極めて有効に行なうこ
とができ、同時にロータ・ブレード・アセンブリ
のスパン方向のこの壁に沿う剪断力に耐えて荷重
伝達を極めて有効に行なうことができ、ロータ・
ブレード・アセンブリのスパン方向の曲げ強度及
び捩れ強度に十分に耐えられるものとすることが
できる。従つて、後部整流構造を桁およびキヤツ
プ材と共に組立てて堅く固着してフエイル・セー
フ設計を与えるのに極めて効果的である。これは
また、後部整流構造への荷重伝達という見地から
も効果の高いものである。全体として大きな荷重
分布となり、ロータ・ブレード自体の耐荷重能力
が大きくなるというすぐれた長所を持つこととな
る。

すでに述べたように、この発明のひとつの特徴
は、桁後端材がスパン方向に延伸して桁およびキ
ヤツプ材とともにブレードの付け根部を形成して
いることである。これら桁、キヤツプ材、桁後端
材は、ブレードの付け根部で桁と桁後端材とが好
ましくは四角形の断面を作り出すべく遷移してい
る。桁は、好ましくは単一の組立て成形型内で硬
化されるレイアツプされた構造として形成される
から、桁後端材が後部整流構造を越え、かつ、桁
と同じ範囲まで延伸していることが、桁が硬化工
程で正しく形成されることを保証する。

レイアツプ方式を使用するこの発明に係る複合
ブレードの製造にあたつて、使用される操作パラ
メータの実例をつぎにあげる。

１ レイアツプ部材として、あらかじめ含浸され
たモノ・フイラメント繊維を使う。

２ 後部整流構造は50〜100psi（3.5〜７Kg／cm）、
250〓（120℃）で２時間かけて硬化させる。

３ 桁後端材は70〜100psi（５〜７Kg／cm）、250
〓（120℃）で２時間かけて硬化させる。

４ 単一の組立て成形型内での硬化工程は、桁用
袋圧力70〜100psi（５〜７Kg／cm）で250〓
（120℃）で２時間とする。

チタンのキヤツプ材と除氷ブランケツトを使
うときは、その徐氷ブランケツトをキヤツプ材
に接着させるのに、70〜100psi（５〜７Kg／
cm）、250〓（120℃）で２時間を要する接着方
式が必要となる。

以上の説明から明らかなように、前述した発明
の各目的が達成され、複合ロータ・ブレードとい
つたような複合構造の硫想的なものが得られるこ
ととなつたのである。

さらに、この発明によれば、桁は硬化温度まで
一度だけしか加熱される必要がない。その硬化工
程中に固着面の接着も同時に行なわれて、全ての
固着面の接合性も高められるので、従来の製造方
法にくらべて信頼性、安全性のすぐれたものが提
供されるに至つた。そのうえ、後部整流外板への
桁の固着がフエイル・セーフ構造であつて、かつ
臨界の境界領域における精密公差と困難な二次接
着を無用とするのである。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利
にするために番号を記すが、該記入により本発明
は添付図面の構造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる空力ロータ・ブレー
ド・アセンブリの一実施例であるヘリコプタ用の
ロータ・ブレード・アセンブリの上面図、第２図
は第１図中の２−２線による断面図、第３〜７各
図はロータ・ブレード・アセンブリの製造各段階
を示したもの、第８図は第２図中の部分詳細図、
第９図は従来例にかかるロータ・ブレード・アセ
ンブリの断面図である。 １０……複合ブレード、１２……桁部材、１４
……後部整流構造、１６……キヤツプ材、１８…
…前端ブロツク、２０……翼端カバー、２２……
ブレード１０の付け根部、２４……桁後端材、２
６……コア、２８……上面外板、３０……下面外
板、３２……絶縁くさび材、４０……除氷ブラン
ケツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長手の耐荷重構造の複合桁部材１２と、長手
   の前端ブロツク１８と、長手の後部整流構造１４
   と、長手のキヤツプ材１６とからなる空力ロー
   タ・ブレード・アセンブリであつて、 (a) 前記桁部材１２は、断面ほぼＤ字状の中空状
   であり、かつ、それぞれ所定のスパン方向長さ
   をもつ、前端ブロツク係合部、キヤツプ材係合
   部および断面ほぼコの字状の桁後端材係合部５
   ２をもつ外面を備え、 (b) 前記前端ブロツク１８は、前記桁部材１２の
   外面の前記前端ブロツク係合部に固着され、 (c) 前記後部整流構造１４は、上面、下面、前
   面、後面をもつコア２６と、このコア２６の前
   面に固着された断面ほぼコの字状をした長手の
   耐荷重構造の複合桁後端材２４と、前記コア２
   ６の上面および下面のそれぞれ並びに前記桁後
   端材２４のコの字状の上辺および下辺のそれぞ
   れの外面に固着された上、下複合外板２８，３
   ０とを含むとともに、 (d) 前記桁部材１２の前記桁後端材係合部５２と
   前記キヤツプ材１６の後方の縁部近くの内面と
   の間にスパン方向に連続した凹部５３が形成さ
   れていて、この凹部５３のそれぞれに前記上、
   下外板２８，３０の桁部材１２側の先端部が、
   その各外板２８，３０が固着されている前記桁
   後端材２４の部分とともにはめ込まれて、前記
   キヤツプ材１６と桁部材１２との間に緊密に挟
   まれており、 (e) 前記キヤツプ材１６が、前記前端ブロツク１
   ８と桁部材１２と前記上、下外板２８，３０と
   に固着されていて、 (f) 前記桁部材１２が、その外面の桁後端材係合
   部５２で前記桁後端材２４のコの字状の上辺お
   よび下辺のそれぞれの内面、および上辺と下辺
   との連結部の前面に固着されており、 (g) 前記桁部材１２と、前記桁後端材２４と、前
   記上、下外板２８，３０とが、熱と圧力を加え
   ることによつて耐荷重構造に仕上られる予め合
   成樹脂を含浸された繊維材料で作られている ことを特徴とする空力ロータ・ブレード・アセン
   ブリ。