JPH0479880B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はヘリコプタロータ（ヘリコプタロー
タ）に関し、詳しくは、回転軸線のまわりで回転
可能に取りつけられた平担なハブと、ハブから放
射状に延びる複数のアームと、隣接する対の該ア
ームの間にキヤビテイを形成するように該アーム
の自由端を連結する周縁連結部材と、該ハブに放
射状に設けられる複数の羽根（ブレード）と、該
羽根の各々を該ハブに連結する関節型連結手段と
を備えてなるヘリコプタロータに関する。

〔従来の技術〕

上記したヘリコプタロータは例えば特開昭47−
30098号公報に記載されている。このようなヘリ
コプタロータでは、羽根とハブとの接続は一般に
フオーク状部材を用いて行われている。フオーク
状部材は横にしたＵ字状の形状を有し、周縁連結
部材を囲んでアーム間のキヤビテイ内に延び、そ
の開放端側に羽根を接続するようになつている。
各フオーク状部材と周縁連結部材との間には、通
常、エラストマ支持手段が設けられ、羽根によつ
て伝達される遠心力及びせん断力を周縁連結部
材、従つて、ハブに対して軽減するようになつて
いる。一方、ドラツグによつて生じるハブ平面内
の力は、外付けダンパを設けることによつてハブ
に対して解放される。外付けダンパはハブ平面内
で各羽根上の一点とハブ上の一点との間に羽根の
軸線に対して斜めに取り付けられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のヘリコプタロータの欠点は、外付けダン
パを必要とすることである。ダンパが働く期間は
比較的短い期間に限られているが、これを設ける
ことによりヘリコプタロータの重量が相当に増
し、このために動的バランスとることが非常に困
難になつてしまう。さらには、そのようなダンパ
はしばしば故障の原因となる。

本発明の目的は、上記したような外付けダンパ
を設けることなく、ハブ平面内の羽根の振動をハ
ブとの関係において正しく制御できるヘリコプタ
ロータを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明によるヘリコ
プタロータは、回転軸線のまわりで回転可能に取
りつけられ、実質的に平担な形状を有し、且つ実
質的に該回転軸線に対して直交する平面内に延び
る回転可能なハブと、該ハブから放射状に延びる
複数のアームと、隣接する対の該アームの間にキ
ヤビテイを形成するように該対のアームの自由端
を連結する周縁連結部と、該ハブに放射状に設け
られる複数の羽根と、該羽根の各々を該ハブに連
結する関節型連結手段とを備えてなり、 該関節型連結手段は、該羽根の各々について、
該羽根を支持し且つ前記それぞれの周縁連結部材
を囲んで前記それぞれのキヤビテイ内に延びるフ
オーク状部材と、半径方向スラストを受ける第１
のエラストマ支持手段と、前記羽根の前記平面内
での運動を制御するダンパとからなり、該第１の
エラストマ支持手段と該ダンパとは該フオーク状
部材と前記それぞれの周縁連結部材との間に直列
に配置され、 該各ダンパが前記第１のエラストマ支持手段と
前記周縁連結部材との間に配設された第２のエラ
ストマ支持手段からなり、該第２のエラストマ支
持手段が、該第１のエラストマ支持手段に接続さ
れる外側キヤツプと、該周縁連結部材に設けられ
た内側キヤツプと、該外側キヤツプと該内側キヤ
ツプとの間に配置されたエラストマ層からなり、
該外側キヤツプと該内側キヤツプとが対応する対
面表面を有するとともに、該エラストマ層が該外
側キヤツプと該内側キヤツプの対面表面に接合さ
れ、前記対面表面が同じ湾曲を有するそれぞれに
同心の円弧を該周縁連結部材の長手軸に平行な弦
のまわりで回転させることによつて得られる回転
体の表面部分からなることを特徴とするものであ
る。

〔作用効果〕

このように、本発明によれば、第１のエラスト
マ支持手段を第２のエラストマ支持手段とが、フ
オーク状部材と周縁連結部材との間に直列に配置
される。第１のエラストマ支持手段は従来通りに
半径方向スラストを受ける。第２のエラストマ支
持手段は羽根のハブ平面内での運動を制御するダ
ンパとして作用する。

従つて、本発明によるこの第２のエラストマ支
持手段からなるダンパは従来の外付けダンパと比
較してかなりコンパクトであり且つハブ平面内の
羽根の振動をハブとの関係において正しく制御で
きるという効果を奏する。

〔実施例〕

第１図に示したヘリコプタロータ１は、ほぼ平
坦な形状をしたハブ２を備えている。ハブ２は主
駆動シヤフト（図示せず）と一体に接続される中
央部３を有し、その中心軸（図示せず）を中心に
して回転する。ハブ２はさらに周縁部から放射状
に延びる複数個のアーム４を有する。隣接する対
のアーム４は、キヤビテイ（凹所）５を画定して
おり、キヤビテイ５の外側端部はピン状の周縁連
結部材６によつて閉じられている。すなわち、対
をなす２個のアーム４の自由端にはタブ７が形成
され、周縁連結部材６はこのタブ７に接続され
る。各周縁連結部材６はフオーク状部材８を介し
て羽根（ブレード）９を支持するものである。

第３図に示すように、各周縁連結部材６は中空
のピン１０を備え、その両端に平坦なタブ１１が
接続されている。このタブ１１には貫通孔１２が
設けられており、この貫通孔１２はアーム４のタ
ズ７にハブ２の軸線方向に設けられた貫通孔１３
と一致する。タブ７とタブ１１とは整列した貫通
孔１２、１３に挿入されたボルト１４により接続
され、ナツト１５によつて固定される。ナツト１
５はピン１０をアーム４に固定するほか、ほぼＬ
字形状のブラケツト１６を締めつけ固定するよう
になつている。このブラケツト１６の一方の脚部
にはボルト１４が係合し、他方の脚部はキヤビテ
イ５内に延びて、ハブ２の平面内における羽根９
の振動に対する制限部材を形成している。

第２図に示すように、フオーク状部材８の各々
は基本的には、２個のアーム１７と湾曲した端部
１８とを有するようにＵ字型に曲げられた板状体
で構成されている。これらのアーム１７はハブ２
の平面と平行に上下関係で延びている。湾曲した
端部１８はキヤビテイ５内にあり、２個のアーム
１７は周縁連結部材６を囲むようにハブ２から放
射状に外に向かつて延びる。さらに、２個のアー
ム１７は周縁連結部材６の外側において中間板部
材１９によつて相互に接続されている 第１図に示したように、各アーム１７の外側端
部には２個の貫通孔２０が設けられており、これ
らの貫通孔２０はそれぞれ他方のアーム１７の対
応する２個の貫通孔と、羽根９の接続端及び羽根
９と一体のビツチ制御レバー２１の端部アームに
設けられている貫通孔（図示せず）とに整合して
いる。これらの貫通孔にはボルト２２が挿入され
ており、これによつて各フオーク部材８が羽根９
に接続される。

羽根９とフオーク状部材８とからなる構成体の
各々は、直列に配置された２つのエラストマ支持
手段２３，２４によつて周縁連結部材６に結合さ
れる。

第１図に示すように、第１のエラストマ支持手
段２３は遠心力とせん断応力とを伝達し、ピツチ
の調整を可能にする半径方向スラストを受けるも
のである。第１図においては、第１のエラストマ
支持手段２３の２つの実施例がそれぞれ下半分及
び上半分の部分断面で示されている。下半分に示
された第１の実施例になる第１のエラストマ支持
手段２３ａは、円筒形のタイプのものであつて、
平坦な内側シユー２５と、外側シユー５６と、円
筒形積層体２７とからなり、この円筒形積層体２
７は交互に積層された複数の金属ワツシヤ２８と
エラストマワツシヤ２９とからなる。上半分に示
された第２の実施例になる第１のエラストマ支持
手段２３ｂは、頂点がピン１０の軸線の中心にく
るような切頭円錐形のタイプのものであつて、切
頭円錐形の内側シユー３０と、その外側に位置す
る切頭円錐形の外側シユー３１と、切頭円錐形パ
ツク３２からなる。この切頭円錐形パツク３２
は、切頭円錐形の金属板状部材３３と、切頭円錐
形のエラストマ板状部材３４とを交互に重ねて一
体に構成したものである。

第２図から分かるように、第２のエラストマ支
持手段２４は、少なくともハブ２の平面内のせん
断応力を伝達し、リフトモーメントとドラツグモ
ーメントを吸収するラジアルセクタ型である。

第２のエラストマ支持手段２４はいわゆるオリ
ーブ形状のものであり、第１のエラストマ支持手
段２３の外側シユー２６（又は３１）に接続され
る外側キヤツプ３５と、周縁連結部材６に設けら
れた（周縁連結部材６の一部として形成された）
内側キヤツプと、外側キヤツプ３５と内側キヤツ
プとの間に配置されるエラストマ層３８からな
る。外側キヤツプ３５は表面３６を有し、内側キ
ヤツプは表面３７を有し、これらの表面３６、３
７は対面している。エラストマ層３８はこれらの
対応する対面表面３６、３７に接合される。外側
キヤツプ３５と内側キヤツプは相互にゆるく結合
されている。

エラストマ層３８の表面はオリーブの実、ある
いはラクビーボールに似た形を有し、これは、円
弧をその直径以外の弦を中心にして回転させて生
じる回転体の両端部分を除外した形状に相当す
る。そのようなオリーブの実の形状をした２つの
表面３６、３７（一方は凸面で他方は凹面）を整
合配置することによりユニバーサルジヨイントが
形成され、このユニバーサルジヨイントは、これ
ら２つの表面３６、３７が上述の弦、さらには、
この弦に垂直な軸線を中心にしてある角度動くこ
とを可能とし、同時に、この弦に垂直な全ての軸
線を中心とするモーメントがこれらの２つの表面
３６，３７間で伝達されるようにする。

第２のエラストマ支持手段２４の外側キヤツプ
３５は、ほぼＵ字形の金属部材として形状され
る。外側キヤツプ３５の羽根９に向いて湾曲した
オリーブ形状の表面３６のうち、ヘリコプタロー
タ１の軸線及び羽根９の軸線を通る平面内にある
部分は、ピン１０と同軸の円弧３６ａ（第２図）
を形成し、一方、ピン１０の軸線を通り且つハブ
２の平面と平行な平面内の部分は、円弧３６ａの
直径よりも大きな直径の円弧３６ｂ（第１図）を
形成している。

第２のエラストマ支持手段２４の内側キヤツプ
の凸状オリーブ形状表面３７のうち、ヘリコプタ
ロータ１の軸線及び羽根９の軸線を通る平面内の
部分は、ピン１０と同軸の円弧３７ａ（第２図）
であり、ピン１０の軸線を通り且つハブ２の平面
と平行な平面内の部分は、円弧３６ｂと同心の円
弧３７ｂ（第１図）である。

ピン１０の中心部分は球状クラウン部（あるい
はボス部）３９として形成され、内側キヤツプは
この球状クラウン部と連続する。この球状クラウ
ン部３９のピン１０の軸線に垂直な平面内の断面
形状は内側キヤツプの円弧３７ａに相当する外面
を持つている。球状クラウン部３９は、ヘリコプ
タロータ１の軸線とほぼ平行な球状クラウン部３
９の直径に沿つて対向して配置された２個のパツ
ド４０の内面に接続される。各パツド４０は金属
板４１とエラストマ板４２とを交互に積層した積
層体からなつており、各パツド４０の外面は外側
キヤツプ３５から球状クラウン部３９の上下に突
出したタブ４４の内面４３に接続される。タブ４
４の内面４３は球状クラウン部３９の外面と同心
で対向し、球状クラウン部３９の外面に整合する
ような形状を有している。

ピン１０は、羽根９の方向に延びるタブ４５を
有し、このタブ４５は中間板部材１９からピン１
０に向つて突出したピン４８の切り子面４７と係
合し、羽根９の下向きの羽ばたき運動（フラツピ
ング）を制御する。

作動において、第２のエラストマ支持手段２４
は、垂直平面及び特に水平平面、すなわち、ハブ
２の平面内における羽根９の振動を減衰させるダ
ンパとして作用する。水平平面内における第２の
エラストマ支持手段２４の振動減衰能力は、円弧
３６ｂ、３７ｂの曲率を変えるだけで調整でき
る。円弧３６ｂ、３７ｂの曲率中心は、羽根９の
ドラツグ振動、即ち、ハブ２の平面内で羽根９に
働く力によつて生じる振動の実質的な中心点と一
致している。換言すれば、上述の水平平面、即
ち、第１図の平面内において、円弧３６ｂ、３７
ｂの曲率半径を無限大（表面３６、３７が円筒面
の状態）からその曲率中心が球状クラウン部３９
の中心一致する値（この場合、ドラツグ運動の中
心が羽ばたき運動の中心点と一致する）まで変化
させることより、剛性の（リジツドな）ヘリコプ
タロータから実質的に十分に関節型の特徴を示す
ヘリコプタロータへの切り換えが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるヘリコプタロータの部分
平面図であつて破断断面で示された第１のエラス
トマ支持手段の第１と第２の実施例を含む図、第
２図は第１図の垂直断面図であつて第３図の線
−に沿つた断面図、第３図は第２図の線−
に沿つた断面図である。 ２……ハブ、４……アーム、５……キヤビテ
イ、６……周縁連結部材、８……フオーク状部
材、９……羽根、２３……第１のエラストマ支持
手段、２４……第２のエラストマ支持手段、３５
……外側キヤツプ、３８……エラストマ層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転軸線のまわりで回転可能に取りつけら
   れ、実質的に平坦な形状を有し、且つ実質的に該
   回転軸線に対して直交する平面内に延びる回転可
   能なハブ２と、該ハブから放射状に延びる複数の
   アーム４と、隣接する対の該アームの間にキヤビ
   テイ５を形成するように該対のアームの自由端を
   連結する周縁連結部材６と、該ハブに放射状に設
   けられる複数の羽根９と、該羽根の各々を該ハブ
   に連結する関節型連結手段とを備えてなり、 該関節型連結手段は、該羽根の各々について、
   該羽根９を支持し且つ前記それぞれの周縁連結部
   材６を囲んで前記それぞれのキヤビテイ５内に延
   びるフオーク状部材８と、半径方向スラストを受
   ける第１のエラストマ支持手段２３と、前記羽根
   の前記平面内での運動を制御するダンパとからな
   り、該第１のエラストマ支持手段２３と該ダンパ
   とは該フオーク状部材８と前記それぞれの周縁連
   結部材６との間に直列に配置され、 該各ダンパが前記第１のエラストマ支持手段２
   ３と前記周縁連結部材６との間に配設された第２
   のエラストマ支持手段２４からなり、該第２のエ
   ラストマ支持手段２４が、該第１のエラストマ支
   持手段２３に接続される外側キヤツプ３５と、該
   周縁連結部材６に設けられた内側のキヤツプと、
   該外側キヤツプと該内側キヤツプとの間に配置さ
   れたエラストマ層３８とからなり、該外側キヤツ
   プと該内側キヤツプとが対応する対面表面（３
   ６、３７）を有するとともに、該エラストマ層が
   該外側キヤツプと該内側キヤツプの対面表面に接
   合され、前記対面表面が同じ湾曲を有するそれぞ
   れに同心の円弧（３６ｂ、３７ｂ）を該周縁連結
   部材の長手軸に平行な弦のまわりで回転されるこ
   とによつて得られる回転体の表面部分からなるこ
   とを特徴とするヘリコプタロータ。 ２ 前記外側キヤツプ３５は前記周縁連結部材６
   の上下に延びる２個のタブ４４を有し、該周縁連
   結部材の中央部分は球状クラウン部３９として形
   成され、該タブは該球状クラウン部と対向し且つ
   該球状クラウン部と同心状の表面を有し、該タブ
   ４４と該周縁連結部材の該球状クラウン部とはエ
   ラストマ層を含むパツド４０により接続されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のヘ
   リコプタロータ。