【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〈産業上の利用分野〉
本発明は、ヘリコプタ−の回転翼駆動装置の軸受装置に
関する。
〈従来の技術〉
従来、ヘリコプタ−の回転翼駆動装置においてエンジン
出力軸からロータ軸に至り各種の転がり軸受が多数用い
られている。これらの転がり軸受を構成する各部品は軸
受鋼で形成されており、その潤滑にはほとんどオイルジ
ェット方式またはオイルミスト方式が採用されている。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、回転翼駆動装置に用いる転がり軸受の各構成
部品は、前述したように軸受鋼製であるため、多くの転
がり軸受を用いる回転翼駆動装置では大重量となってお
り、ヘリコプタ−の飛行操作性の改善が困難になってい
た。また、転がり軸受の潤滑をオイルジェットやオイル
ミスト方式としていたために、回転翼駆動装置が複雑に
なるとともに重量増加の原因にもなっている。
しかも、前記回転翼駆動装置において油切れが生じた場
合には、潤滑されなくなる転がり軸受が油切れから極く
短時間のうちに焼付いてしまい、ヘリコプタ−の墜落な
ど大事故に結びつく危険性が大である。
本発明はこのような事情に鑑みて創案されたもので、回
転翼駆動装置を軽量化して飛行性能を改善させるととも
に、油切れが発生したとしても比較的長時間にわたって
安定的に駆動できるようにして、ヘリコプタ−の滞空時
間を可及的に延ばすことを目的としている。
く課題を解決するための手段〉
本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。
本発明のヘリコプタ−の回転翼駆動装置の軸受装置は、
少なくとも転動体がセラミックスで形成されていること
に特徴を有する。
〈作用〉
上記構成において、セラミックスからなる転動体は、軸
受鋼製の転動体に比べて密度力筒／２−以下であるから
、大幅な重量軽減が図れる。また、この転動体の重量を
軽減できると、運転中の転動体の遠心力軽減につながる
。なお、軌道輪についてもセラミックスとすれば、−ｍ
の重量軽減が図れる。
さらに、セラミックスからなる転動体では、転がり軸受
を無潤滑で運転しても、長時間にわたって焼付きにくい
。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
第１図に本発明の一実施例を示してい４．図はヘリコプ
タ−の回転翼駆動装置の断面である。図中、１は入力軸
（エンジン出力軸）、２はロータ用主軸、３はヘリコプ
タ−の付属装置および制御装置に動力を伝える中間軸、
４は作動装置５の出力軸である。
入力軸１は、第１．第２のスリーブ６．７を介してロー
タ用土軸２に連動連結されているとともに、第２．第３
のスリーブ７．８を介して中間軸３に連動連結されてい
る。なお、出力軸４は、エンジン動力（入力軸１の回転
動力）を図示しないロータ（ロータ用主軸２）に伝達す
るか、しないかによって図示する実線位置と、仮想線で
示す位置とのどちらかにスライド変位させられるように
なっている。なお、実線位置ではエンジン動力をロータ
に伝達する状態に、また、仮想線の位置ではエンジン動
力をロータに伝達しないアイドリング状態になる。
具体的には、入力軸１はハウジング９に転がり軸受Ａを
介して支持されており、この軸受近傍に傘形歯車１０が
取り付けられている。この傘形歯車１０は、ハウジング
９に計三つの転がり軸受Ｂ−Ｄを介して支持された第１
のスリーブ６に備える傘形歯車１１に噛合されている。
この第１のスリーブ６の内周部には、計画つの転がり軸
受Ｅ〜Ｈおよびフリーホイールクラッチ１２を介して第
２のスリーブ７が回動自在にかつ軸方向摺動可能に支持
されている。この第２のスリーブ７の中央内筒部には、
出力軸４の軸端が転がり軸受■を介して取り付けられ、
また、この第２のスリーブ７の一方開口端にはロータ用
土軸２がスプライン嵌合されている。つまり、この第２
のスリーブ７によってロータ用土軸２と主軸４とが同軸
状に配置されている。
そして、中間軸３は、第３のスリーブ８にスプライン嵌
合されており、この第３のスリーブ８が計二つの転がり
軸受Ｊ、Ｋを介してハウジング９に支持されている。こ
の第３のスリーブ８の軸端外周には環状歯車１３が一体
形成されており、この環状歯車１３に前述の第１のスリ
ーブ６の軸端外周にスプライン嵌合された環状歯車１４
が噛合されている。
本実施例とした回転翼駆動装置においては、図示するだ
けでも計１１個の転がり軸受Ａ−Ｋ（ころ軸受や玉軸受
など）が用いられており、この総ての転がり軸受Ａ−Ｋ
を構成する部品のうち少なくとも転動体を、窒化けい素
を主成分とする焼結体であるセラミックス、またはサイ
アロンと称されるセラミックスで形成している。なお、
図示しないが、第１図に示す部分以外での動力伝達系に
おいて用いる転がり軸受について前記と同様に少なくと
も転動体をセラミックスとした構成も本発明に含む。
このように、少なくとも回転翼駆動装置に用いる総ての
転がり軸受Ａ−にの少なくとも転動体をセラミックスと
すると、かなりの重量軽減を実現でき、ひいてはヘリコ
プタ−の飛行性能の向上に貢献できる。また、重量軽減
に伴い運転中の転動体の遠心力を軽減でき、さらに、ジ
ャイロモーメント下での滑りの発生を防止することがで
きるので、高速回転が安定する。しかも、油切れが生じ
ても、油切れから焼付くまでの時間を従来の軸受鋼製の
転がり軸受に比べて大幅に長くできることになり、ヘリ
コプタ−の滞空時間を延ばすことができて、墜落といっ
た大事故を避けることができるようになる。この無潤滑
条件下での寿命は、下記の表に示す実験結果で明確にす
る。ところで、セラミックスを用いた転がり軸受による
と、従来の軸受鋼製の転がり軸受でのオイル潤滑方式に
変えて、グリース潤滑といった簡単な方式に変更するこ
とができ、このことでも装置の簡略化および一層の重量
軽減を実現できるようになる。<Industrial Application Field> The present invention relates to a bearing device for a rotor blade drive device of a helicopter. <Prior Art> Conventionally, a large number of various rolling bearings have been used from the engine output shaft to the rotor shaft in a rotor blade drive device of a helicopter. Each of the parts that make up these rolling bearings is made of bearing steel, and oil jet or oil mist methods are mostly used for lubrication. <Problems to be Solved by the Invention> By the way, as mentioned above, each component of the rolling bearing used in the rotary blade drive device is made of bearing steel. This made it difficult to improve the flight maneuverability of helicopters. Furthermore, since the rolling bearings are lubricated by an oil jet or oil mist method, the rotary blade drive device becomes complicated and causes an increase in weight. Furthermore, if oil runs out in the rotary blade drive unit, the rolling bearings, which are no longer lubricated, will seize up within a very short time after the oil runs out, and there is a high risk that this will lead to a serious accident such as a helicopter crash. It is. The present invention was devised in view of these circumstances, and it not only reduces the weight of the rotary blade drive device to improve flight performance, but also enables stable drive for a relatively long period of time even if oil runs out. The aim is to extend the helicopter's flight time as much as possible. Means for Solving the Problems> In order to achieve the above objects, the present invention has the following configuration. The bearing device of the rotor blade drive device of a helicopter of the present invention includes:
It is characterized in that at least the rolling elements are made of ceramics. <Function> In the above configuration, since the rolling element made of ceramic has a density of less than 2/2- compared to the rolling element made of bearing steel, a significant weight reduction can be achieved. Furthermore, if the weight of the rolling elements can be reduced, the centrifugal force of the rolling elements during operation can be reduced. In addition, if the bearing ring is also made of ceramics, -m
The weight can be reduced. Furthermore, rolling elements made of ceramics are less likely to seize over a long period of time even when the rolling bearing is operated without lubrication. <Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail based on the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.4. The figure shows a cross section of a rotor blade drive system for a helicopter. In the figure, 1 is the input shaft (engine output shaft), 2 is the rotor main shaft, 3 is the intermediate shaft that transmits power to the helicopter's accessories and control device,
4 is an output shaft of the actuating device 5. The input shaft 1 has a first. The second sleeve 6.7 is interlocked with the rotor shaft 2 via the second sleeve 6.7. Third
is operatively connected to the intermediate shaft 3 via a sleeve 7.8. Note that the output shaft 4 can be placed either in the solid line position shown in the figure or in the imaginary line position depending on whether or not the engine power (rotational power of the input shaft 1) is transmitted to the rotor (rotor main shaft 2) not shown. It is designed so that it can be slid and displaced. Note that at the solid line position, the engine power is transmitted to the rotor, and at the virtual line position, the engine power is not transmitted to the rotor, which is the idling state. Specifically, the input shaft 1 is supported by a housing 9 via a rolling bearing A, and a bevel gear 10 is attached near the bearing. This bevel gear 10 is a first gear supported by a housing 9 via a total of three rolling bearings B-D.
It is meshed with a bevel gear 11 provided in the sleeve 6. A second sleeve 7 is rotatably and axially slidably supported on the inner periphery of the first sleeve 6 via a pair of rolling bearings E to H and a freewheel clutch 12 . In the central inner cylinder part of this second sleeve 7,
The shaft end of the output shaft 4 is attached via a rolling bearing ■,
Further, the rotor shaft 2 is spline-fitted to one open end of the second sleeve 7. In other words, this second
The rotor shaft 2 and the main shaft 4 are arranged coaxially by the sleeve 7 . The intermediate shaft 3 is spline-fitted to a third sleeve 8, and the third sleeve 8 is supported by the housing 9 via a total of two rolling bearings J and K. An annular gear 13 is integrally formed on the outer periphery of the shaft end of the third sleeve 8, and an annular gear 14 is spline-fitted to the annular gear 13 on the outer periphery of the shaft end of the first sleeve 6.
are engaged. In the rotary blade drive device according to this embodiment, a total of 11 rolling bearings A-K (roller bearings, ball bearings, etc.) are used, even if only shown in the figure.
At least the rolling elements of the parts constituting the motor are made of ceramic, which is a sintered body containing silicon nitride as a main component, or a ceramic called sialon. In addition,
Although not shown, the present invention also includes a structure in which at least the rolling elements of rolling bearings used in the power transmission system other than those shown in FIG. 1 are made of ceramics, as described above. In this way, if at least the rolling elements of all the rolling bearings A- used in the rotary blade drive device are made of ceramic, a considerable weight reduction can be achieved, which in turn can contribute to improving the flight performance of the helicopter. Furthermore, as the weight is reduced, the centrifugal force of the rolling elements during operation can be reduced, and furthermore, the occurrence of slippage under the gyro moment can be prevented, resulting in stable high-speed rotation. What's more, even if oil runs out, the time from oil running out to seizing can be significantly lengthened compared to conventional bearing steel rolling bearings, extending the flight time of helicopters and preventing crashes. Major accidents can be avoided. The lifespan under this non-lubricated condition is clarified by the experimental results shown in the table below. By the way, with rolling bearings using ceramics, it is possible to replace the oil lubrication method of conventional steel rolling bearings with a simple method such as grease lubrication, which also simplifies and further improves equipment. weight reduction can be realized.
【表】【table】
これは、三種類の転がり軸受について、潤滑が遮断され
てから焼付くまでの寿命をそれぞれ表している。なお、
軸受型番はＡＣＴＯ１８，回転数は１０．００Ｏｒ ｐ
ｍとして、実験を４回行った。
上記の表に示すように、従来の軸受鋼製の転がり軸受に
比べて転動体のみセラミックスとした転がり軸受および
転動体、軌道輪の総てをセラミックスとした転がり軸受
のいずれにおいても、１０倍以上となる。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明では、転動体をセラミック
スとして転がり軸受の重量軽減を図ったから、装置全体
の大幅な軽量化を実現することができ、ヘリコプタ−の
飛行操作性を改善できるようになった。また、転動体の
重量軽減によって運転中の転動体の遠心力を軽減できる
ので、高速回転が安定になる。
しかも、セラミックスからなる転動体を用いた転がり軸
受は、無潤滑で運転しても長時間にわたって焼付きにく
いので、油切れとなった時点から焼付くまでの時間を従
来よりも延ばすことができ、したがって、ヘリコプタ−
の滞空時間を延ばせて墜落といった事故を避けることが
できるようになる。This represents the lifespan of three types of rolling bearings from when lubrication is cut off to when they seize. In addition,
Bearing model number is ACTO18, rotation speed is 10.00Orp
The experiment was conducted four times with m. As shown in the table above, compared to conventional rolling bearings made of steel, both rolling bearings in which only the rolling elements are made of ceramics and rolling bearings in which all the rolling elements and raceways are made of ceramics are more than 10 times more effective. becomes. <Effects of the Invention> As explained above, in the present invention, since the rolling elements are made of ceramic to reduce the weight of the rolling bearing, the weight of the entire device can be significantly reduced, and the flight operability of the helicopter can be improved. Now it can be improved. Furthermore, by reducing the weight of the rolling elements, the centrifugal force of the rolling elements during operation can be reduced, resulting in stable high-speed rotation. Moreover, rolling bearings that use rolling elements made of ceramics are resistant to seizing for long periods of time even when operated without lubrication, so the time from the point when the oil runs out to when seizing occurs can be extended compared to conventional bearings. Therefore, the helicopter
This will allow aircraft to stay in the air longer and avoid accidents such as crashes.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本発明の一実施例にかかるヘリコプタ−の回転
ＫＭ動装置の軸受装置を示す断面図である。
■・・・入力軸、 ２・・・ロータ用主軸、３・・・
中間軸、 ４・・・作動装置の出力軸、Ａ−Ｋ・・・
転がり軸受。FIG. 1 is a sectional view showing a bearing device of a rotary KM drive device for a helicopter according to an embodiment of the present invention. ■...Input shaft, 2...Rotor main shaft, 3...
Intermediate shaft, 4... Output shaft of actuating device, A-K...
Rolling bearing.