JPH0781693A

JPH0781693A - ヘリコプタの能動防振装置

Info

Publication number: JPH0781693A
Application number: JP25491493A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Niwa; 良之丹羽; Masayuki Aeba; 昌行饗庭; Shunichi Bando; 舜一板東; Noriaki Katayama; 範明片山; Hitoshi Kawaguchi; 仁川口; Mitsuhiro Aso; 充浩麻生
Original assignee: Japan Steel Works Ltd; Kawasaki Heavy Industries Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Current assignee: Japan Steel Works Ltd; Kawasaki Heavy Industries Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1993-09-17
Publication date: 1995-03-28
Anticipated expiration: 2013-07-02
Also published as: JP2772410B2

Abstract

(57)【要約】【目的】防振性能が高く、小型、軽量且つ安価で、小
型ヘリコプタへも適用できる能動防振システムを提供す
る。【構成】ヘリコプタのギヤボックスと機体間を少なく
とも２本の剛なるリンクにて結合して、揚力を支持し得
るようにするとともに、機体の前後方向および左右方向
にギヤボックスを揺動可能なように支持し、さらにギヤ
ボックスの他の１点を柔軟なバネを介して機体と結合し
て、ギヤボックスの振動特性のローターの加振周波数に
おいて良好なるように調整し、電気油圧アクチュエータ
によりギヤボックスを振動させることによって、慣性力
を発生させ、振動を軽減するようにしたことを特徴とす
るヘリコプタの能動防振装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転翼機、すなわちヘ
リコプタの振動減衰機構に係り、特に全備重量が５トン
以下の中、小型ヘリコプタを対象とした能動防振装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘリコプタは、メイン・ローター・ブレ
ードに作用する周期的加振力により、飛行中常に振動し
つつ飛行している。この周波数は、ローターの回転周波
数とブレード枚数の積に等しく、約２０Ｈｚ〜３０Ｈｚ
である。この周波数は、人間にとって最も敏感に感じる
ものであり、乗員の疲労の原因となっている。また、こ
の周波数は、機体構造の疲労破壊や、搭載機器の信頼性
低下の原因でもある。このため、従来から種々の防振シ
ステムが提案されて来たが、完全なものはなく、大型旅
客機に比較するとその振動レベルは、はるかに大であ
る。

【０００３】従来の防振技術は、大別すると受動型と能
動型に分けることができる。受動型は、ロータ・ハブや
胴体に、振り子とバネから成る動吸振機を各所に取付
け、振動レベルを下げるものであるが、吸振周波数が一
定であるため、ローターの回転数変化に弱い。又、振り
子の揺動軸に取付けられるベアリングの摩擦ダンピング
のため、吸振能力に限界があった。能動型は、機体振動
を機体に取付けた加速度センサーにより検知し、その信
号を制御コンピュータで処理し、前記機体振動を減少す
る方向の加振信号を作り出し、この加振信号により電気
油圧アクチュエータを作動し、機体構造に加振力を加え
て機体振動を打ち消すようにして防振するものである。
このような能動型防振システムは、最近、自動車や船、
高層ビルなどに用いられているものであり、その原理は
ほぼ共通するものであるが、真に有効なものとするに
は、個々の適用場合において工夫が必要である。

【０００４】ヘリコプタにおいては、従来次のような２
件の特許がある。

【０００５】１）米国特許第３，４７７，６６５号電気油圧アクチュエータは、機体とローターを固定する
部材（これは通常ギヤボックスである）の間を直結する
か、又は揚力や操縦力を伝達可能な弾性部材（バネ）と
平行に挿入されている。アクチュエータは、ローター・
システムとギヤボックスを加振することにより、ロータ
ーからの振動を打ち消すだけの慣性力を発生させるもの
である。この方式は、能動防振システムの原理を広くカ
バーするものであるが、機体のあらゆる部分の振動を軽
減することはできない。例えば、機体の上下方向の振動
は、ギヤボックスを上下に加振することによって軽減で
きるが、左右方向の振動は、ギヤボックスを上下に加振
しても軽減できない。この方式は、基本的に１個の加速
度計に対し、１本のアクチュエータを作動させる１点方
式として知られている。又、実施例に示されるように、
ギヤボックスを機体に直結し、その上でアクチュエータ
で加振してもギヤボックスの揺動を大きくとることはで
きない。このため、慣性力は小さくなり、その効果は非
常に限られたものとなり、有効な防振効果を発揮させる
ことは、困難であった。したがってこの特許は、能動型
防振装置の原理的配置のみを提示したにすぎず、より効
果的に使用するという点については何も示されてはいな
い。

【０００６】２）米国特許第４，８１９，１８２号機体に複数の加速度計を配置し、機体の振動モードを計
測する。この振動モードを打ち消すように複数（４本以
上の）アクチュエータを、ギヤボックスと機体の間に挿
入し加振するもので、マルチシステムとして知られてい
る。複数である理由は、アクチュエータが１本又は２本
であれば、揺動可能に支持されたギヤボックスは機体に
比べて相対的に質量が小さいため、ギヤボックスの方を
加振することになり、原理的に前に述べた米国特許第
３，４７７，６６５号と同じになる。４本以上のアクチ
ュエータによりギヤボックスを機体に取付けた場合、各
アクチュエータの加振力の位相をずらせることにより、
ギヤボックスは剛で空間的に静止形態とし、機体側に曲
げや捩りの変形を与えることが可能である。これは、ロ
ーターから伝達される加振力による振動モードとは異な
った振動モードを発生し、大型機のような多くの振動モ
ードを打ち消すのに有効なシステムである。したがっ
て、原理的に本方式は、少なくとも４本のアクチュエー
タを必要とする。この方式は、機体全体のあらゆる方向
の振動を軽減する上で有用なものであるが、多数の加速
度計、大型コンピュータ、多数のアクチュエータを必要
とする点で非常に複雑、高価であり、小型ヘリコプタ等
への適用はあきらめざるを得ない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】能動防振は、加速度
計、コンピュータ、電気油圧アクチュエータ等を必要と
するので、基本的に高価で複雑なシステムである。大型
機では、複数本のアクチュエータを使用しても、機体そ
のものが高価であるから問題とはならず、有用なもので
ある。一方、小型ヘリコプタは、その反対で、能動防振
システムを適用することは経済的な意味で困難である。

【０００８】そこで本発明は、防振性能が高く、小型、
軽量で安価な能動防振システムを提供し、小型ヘリコプ
タへも適用しようとするものである。より具体的な課題
としては、アクチュエータによる加振効率の向上であ
る。少数の小型のアクチュエータで、小さいパワーで加
振しても十分に有効な防振能力を生み出すことができる
ような、アクチュエータのギヤボックスへの取り付け手
段を提供するものである。

【０００９】すなわち、小型ヘリコプタにおいては、大
型機に比べて胴体の剛性が比較的高く、このため、固有
振動数も比較的高く、振動モードも単純である。ロータ
ーから生ずる空気力は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の加振力とＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りのモーメント加振力の合計６種類と
なるが、これに対応する胴体側の振動モードは、ロータ
ーの加振周波数がほぼ一定であるので、小型ヘリコプタ
では、ほぼ縦方向１個、横方向１個に限定することが可
能である。

【００１０】たとえば、縦方向については、Ｘ方向また
はＺ方向加振力、またはＹ軸回りのモーメント加振力で
も加振されるが、いずれの場合でも胴体の振動モードは
周波数さえ同じなら、ほぼ同一である。したがって、縦
方向については、１本のアクチュエータにより加振すれ
ば、上記のどの方向の加振力でも同様に防振できる。同
様に横方向についても１本のアクチュエータで済む。こ
れは原理的には前記米国特許第３，４７７，６６５号の
発展である。米国特許第４，８１９，１８２号のごとく
多数のアクチュエータを使用する方式は小型ヘリコプタ
には不必要である。

【００１１】ところで、本発明者らの研究結果によれ
ば、ギヤボックスをリンクで機体と結合する場合、リン
ク配置を変更しても、機体の振動モードは変化しないの
に、アクチュエータの配置やバネの剛性を変更すれば、
その効果は大幅に変化することを知見した。特に、アク
チュエータに並列に挿入したバネの剛性を下げるほど有
効である。

【００１２】一方、従来の米国特許の能動防振システム
では、アクチュエータの具体的な配置は例示されておら
ず、又、アクチュエータは直接揚力や操縦力を支持する
ために、そこに並列に挿入されるバネはその剛性を自由
に設定することは出来なかった。

【００１３】本発明は、結論的に言うならば、アクチュ
エータの配置とバネの剛性を変化させ、効率のよい能動
防振装置を提供せんとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の基本的なヘリコプタの能動防振装置は、ヘリ
コプタのギヤボックスと機体間を少なくとも２本の剛な
るリンクにて結合して、揚力を支持し得るようにすると
ともに、機体の前後方向および左右方向にギヤボックス
を揺動可能なように支持し、さらにギヤボックスの他の
１点を柔軟なバネを介して機体と結合して、ギヤボック
スの振動特性のローターの加振周波数において良好なる
ように調整し、電気油圧アクチュエータによりギヤボッ
クスを振動させることによって、慣性力を発生させ、振
動を軽減するようにしたことを特徴とするものである。

【００１５】この能動防振装置において、ギヤボックス
は、１点で前後方向に回転可能なるように支持し、他の
１点で柔軟なバネを介して機体に支持したものがある。
そしてこの能動防振装置では、ギヤボックスと機体間に
垂直にアクチュエータを取り付け、ギヤボックスを回転
加振するようにしたものもある。また、ギヤボックス下
部と機体間に水平にアクチュエータを取り付け、ギヤボ
ックスを回転加振するようにしたものもある。

【００１６】本発明のヘリコプタの能動防振装置の他の
１つは、前記の基本的なヘリコプタの能動防振装置にお
いて、ギヤボックスは左右の２点で垂直な２本の平行に
配置された剛なリンクで機体と結合し、かつ水平方向に
振動可能なように支持し、他の１点で柔軟なバネを介し
て機体に支持したことを特徴とするものである。

【００１７】この能動防振装置において、２本のアクチ
ュエータをギヤボックス上部を頂点とする３角形を構成
するように組合わせ、各々のアクチュエータを逆位相で
加振することにより、ギヤボックスを水平方向に加振す
るようにしたものがある。そしてこの能動防振装置で
は、１本のアクチュエータをギヤボックス下部に水平に
取り付け、ギヤボックスを水平方向に加振するようにし
たものもある。

【００１８】前記の基本的なヘリコプタの能動防振装置
において、アクチュエータまたはバネに、所定のバネ変
位に達した際、それ以上の変形を阻止するように支持す
るストッパーを備えると良い。

【００１９】また前記の基本的なヘリコプタの能動防振
装置において、バネはコイルバネであることが好まし
い。このような能動防振装置において、アクチュエータ
の加振ロッドと本体の間に、加振ロッドを伸縮可能に且
つ横方向変位を支持する機構を備えたものもある。

【００２０】

【作用】上記構成の本発明のヘリコプタの能動防振装置
によれば、通常の運用（ホバリング、水平飛行、ゆっく
りとした旋回等）において、ローターからギヤボックス
を通じて機体に伝達される定常の揚力やモーメントは、
剛なリンクで支持し、能動防振アクチュエータとそれに
並列に挿入されるバネは二次的な支持部に入れられるた
め、バネに対する剛性要求は自由になり、バネ剛性を下
げることができる。これにより、ローターからの加振周
波数に対応した周波数での防振効率を著しく向上でき
る。結果として、バネやアクチュエータもコンパクト
で、アクチュエータに供給する油圧エネルギーも小さく
できる。これは、小型ヘリコプタの経済的、性能的要求
に合致したもので、小型ヘリコプタへの能動防振システ
ムの適用が可能になる。

【００２１】一方、バネを柔らかくすることにより、急
激な操縦を行なった場合、ギヤボックスの変位が大きく
なりすぎることが考えられるが、これはバネにストッパ
ーを設けることで許容変位内におさえることができる。
このような急激な操作は、瞬間的であるため、振動レベ
ルが一時的に増加しても乗客の不満はほとんど聞かれな
い。

【００２２】さらに、バネ自体は、剛で揚力等の主荷重
を支持する場合に比べ、設計上の要求は非常に楽とな
る。特に大荷重はストッパーで支持するようにすること
により、バネ自体の強度及び信頼性の要求は小さくな
る。

【００２３】一方、柔らかいバネは寸法的に大きくなる
傾向があるが、つる巻きバネ（コイルバネ）を用いる
と、アクチュエータの直径に近い寸法にまとめることが
できるので、アクチュエータと一体に設計でき、全体と
してコンパクトにできる。

【００２４】

【実施例】本発明のヘリコプタの能動防振装置の実施例
を図面により説明する。図１及び図２は、能動防振シス
テムの制御原理を示すものである。メインローター１か
らの加振力は、ローターハブ２からローターシャフト
３、ギヤボックス４を介して機体５に伝達される。この
場合、ローター加振力は何らの制御も行なわれず、ただ
飛行条件によって時々刻々変化する。ただし、その周波
数は、ローター回転周波数の整数倍の成分より成り、各
ブレードはその周期がブレード配置の分だけずれている
ことから、ローターハブ２より下側に伝達される振動成
分は、ブレード数とローター回転周波数の積の分のみ伝
達される。すなわち、回転周波数が６ヘルツで４枚ブレ
ードなら、機体に伝達されるのは２４ヘルツのみであ
る。防振装置としては、周波数がほぼ一定という条件で
あり、他の交通機関、例えば自動車などに比べて比較的
単純である。

【００２５】しかし、例えば自動車に比べると、機体に
作用する荷重倍数（Ｇ）は格段に大きいため、防振装置
の荷重レベルは大きく、又、高度の信頼性が要求される
一方、重量軽減に対する要求もきびしいものがある。

【００２６】能動防振システムでは、ローター加振力に
よって生じた機体振動を加速度センサー１２によって検
知し、その信号を制御コンピュータ１３に入れ、機体振
動を打消す方向の加速度を生じさせるような制御信号を
出力し、アクチュエータ１０を作動させる。このアクチ
ュエータ１０は、機体のどこに挿入されていても良い
が、本発明では、アクチュエータ１０は、ギヤボックス
４と機体５の間に挿入される。これは、アクチュエータ
１０によって、ギヤボックス４を加振し、ローター１か
らの空気加振力を打消す慣性力を生じさせ、防振するも
のである。

【００２７】このような能動防振システムは、図３に示
すように、ギヤボックス４と機体５の間を複数のリンク
６，７等で結合するものであり、このリンクの中にアク
チュエータ１０とバネ１１を組込むものである。このバ
ネ１１は、アクチュエータ１０の加振により±０．５ｍ
ｍ程度の変位を許容し、一方、ヘリコプタの飛行条件に
よって、空気力（揚力）に応じて±５ｍｍ程度の伸び縮
みをする。アクチュエータ１０は、いわゆる力制御方式
であり、一般の航空機の操縦系統に用いられるアクチュ
エータの如き変位制御方式とは異なっている。すなわ
ち、外力はアクチュエータ１０ではなく、バネ１１によ
って支持され、アクチュエータ１０は防振のための高周
波加振力のみを発生するものである。

【００２８】このため、バネ１１の設計は非常に制約さ
れた条件で行われなければならず、かならずしも防振効
果を向上させるという点のみでは設計できない。一方、
機体もかならずしも剛ではなく、高周波については、ひ
とつの弾性体として応答する。

【００２９】図３では、支持方式ＡとＢでバネの位置を
後方のリンク７に挿入した場合と前方のリンク６に挿入
した場合の機体の応答を示しており、本発明者らのシミ
ュレーションの結果では、空気力（外力）による機体応
答は全く変化がない。一方、図４では支持方式ＡとＢの
ようにアクチュエータ１０をリンクの前方と後方に挿入
して、このアクチュエータ１０を加振した場合、機体応
答に違いがあることを示している。さらに、バネ１１の
剛さを変化させた場合、この違いは顕著になる。即ち、
バネ１１の配置を検討し、有効な場所を設定するととも
に、より柔軟なバネを用いることが、アクチュエータ１
０の効率を向上させ得るのである。言い変えれば、より
コンパクトなアクチュエータ１０で良いということにな
る。

【００３０】本発明では主たる荷重、すなわち、揚力に
よって生じる荷重を、まず剛なるリンクで機体に伝達す
る。このことによって、ヘリコプターでは自重の３〜
３．５倍に達する揚力変化を防振装置に入れないように
できるので、バネ１１の設計条件は従来方式に比較して
格段に容易になり、柔軟なバネ１１を用いることも可能
になる。

【００３１】以下本発明の具体的な実施例を説明する。

【００３２】＜第１実施例＞図５において、ローター１
に作用する非定常空気力は、周期的加振力となって、ロ
ーターハブ２からローターシャフト３及びギヤボックス
４に伝達される。ギヤボックス４は、機体５と、剛なる
リンク６及び７によって連結されて支点８の回りに回転
可能なように支持されている。また、ギヤボックス４か
ら延長された支持部９の先端と、機体５の間に電気油圧
アクチュエータ１０とバネ１１が取り付けられている。

【００３３】ローター１に作用する揚力Ｌは、支点８を
経由して機体５に直接伝達されるが、変動モーメント荷
重Ｍｙは、アクチュエータ１０とバネ１１を介して機体
５に伝えられる。このため、大きく変動する揚力Ｌはバ
ネ１１には作動しないので、バネ１１は柔らかいものが
使用できる。変動モーメントはパイロットが操舵した
際、ごく短期間作用するだけであるから、バネ１１の変
位が大きくなった場合、ストッパーを設けることで解決
できる。

【００３４】このように、リジットリンクにより主荷重
を支持することによって、バネ剛性の選択範囲を大きく
できる。ただし、このように回転可能なように支持した
場合、バネ剛性の変化によって系の固有振動数が変化す
ることによるアクチュエータ効率の変化は少ない。これ
は、ローター１の傾きによる空力ダンビングの影響であ
って、次に述べる第２実施例とは異なる。この方式はバ
ネを柔らかくするのに有効である。

【００３５】＜第２実施例＞図６において、ギヤボック
ス４は、垂直で平行に配置された剛なリンク１４と１５
により機体５に結合されている。ギヤボックス４の下部
には結合点１６があり、そこから水平にリンク１７が延
びており、このリンク１７の途中にアクチュエータ１０
とバネ１１が取り付けられており、機体５とは支点１８
で結合されている。

【００３６】この実施例では、ギヤボックス４は水平に
揺動し、水平方向の慣性力Ｆ_yを発生する。また揚力や
モーメント荷重等の主たる荷重は、剛なリンク１４、１
５で伝達され、水平リンク１７には小さな力しか作用し
ない。したがって、バネ１１の剛性は大きな範囲で調整
することができ、アクチュエータ１０が小さなもので
も、大きな慣性力を発生し得る。

【００３７】この場合、図７に示す如く、バネ１１の剛
性ＫをＫ₁、Ｋ₂の如く変化させると、ギヤボックス４
やローターハブ２とバネ１１の構成する振動系の固有振
動数が変化して、アクチュエータ１０によりギヤボック
ス４を一定の加振力で加振しても、その応答は著しく異
なったものになる。

【００３８】図７に示す如くバネ剛性をＫ₂に選択する
ことによって、ローターからの加振力と同じ周波数にお
いて非常に効率良くギヤボックス４を加振できる。逆に
言えば、Ｋ₁に比べ、より小型のアクチュエータ１０に
より、効果的に振動軽減が可能になる。この方式は、本
実施例の如く、ローターシステムを水平移動させる場合
に有効である。

【００３９】＜第３実施例＞図８にローターシステムの
斜視図、図９に横方向からみた側面図、図１０に前方か
らみた正面図を示す。図９の側面図では第１実施例と同
じようにギヤボックス４が機体５と剛なるリンク６’，
６''及び７' ，７''によって連結されて回転可能なよう
に支持されており、図１０の正面図では２本のアクチュ
エータ１０’及び１０''が互いに上方を頂点とする二等
辺三角形を形成するようにギヤボックス４の上部から延
長される支持部９の先端と機体５との間に配置されてい
る。このアクチュエータ１０’及び１０''にはバネ１
１’と１１''が並列に挿入されており、バネ１１’とバ
ネ１１''は縦方向の振動、すなわち図９に示す慣性力Ｍ
ｙを生ずるために効果的なバネ剛性ものが選択されてい
る。従って、アクチュエータ１０’と１０''を同位相で
加振すれば、慣性力Ｍｙを発生できる。

【００４０】前記ギヤボックス４の下部には結合点１６
があり、そこから水平方向にバネ１１''' が取り付けら
れ、支点１８で機体５と結合されている。従って、アク
チュエータ１０’と１０''を逆位相で加振すれば、ギヤ
ボックス４は、水平方向に揺動して図１０に示す横方向
の慣性力Ｆｙが生ずる。この場合、バネ剛性は、バネ１
１’と１１''が縦方向の振動要件によって設定される
が、水平バネ１１''' の追加により、横方向のみに適し
た値に設定できる。

【００４１】このように本実施例においては、２本のア
クチュエータ１０' ，１０''の組み合わせによって、縦
方向と横方向を各々独立の振動特性に調整することがで
きる。

【００４２】＜第４実施例＞図１１に示す如くギヤボッ
クス４は、４本の剛な垂直リンク６' 、６''、７’、
７''によって機体５と結合され、ギヤボックス４の下部
の結合点１６' 、１６''にて水平にアクチュエータ１
０' 、１０''が配置され、その途中にバネ１１'、１
１''が設けられ、アクチュエータの他端が支点１８' ，
１８''で機体５と結合されて、ギヤボックス４が揺動可
能なように支持されている。

【００４３】この実施例ではアクチュエータ１０' 、１
０''によりギヤボックス４を水平方向に揺動させること
によって、慣性力Ｆｘ、Ｆｙを各々発生させることがで
きる。

【００４４】なお、この実施例では、ギヤボックス４に
作用するトルクは、ギヤボックス４の下部の他の２ヶ所
で２本のリンク１９、２０によって支持される。このリ
ンク１９、２０は、トルクリンク２１に他端が結合さ
れ、軸受け２２回りに揺動可能なように機体に固定され
るので、ギヤボックス４は、前後方向（Ｘ方向）に揺動
可能である。

【００４５】以上の実施例で判るように本発明は、主荷
重を伝達する剛なるリンクと、小さな荷重を伝達するバ
ネを有するリンクとによりギヤボックスを支持し、バネ
の剛性を適切に設定することにより、アクチュエータに
よるギヤボックスの揺動を大きくし、防振効率を向上さ
せることができるものである。

【００４６】然して上記各実施例におけるアクチュエー
タとバネの組合せを図１２によって説明する。

【００４７】本発明では、バネは柔軟なもので良いこと
から、従来の板バネに比べてコイルバネを用いることが
可能である。特に図１２の如くアクチュエータ１０の直
径と同程度でまとめれば、コンパクトになる。この実施
例ではアクチュエータ１０の下部とバネ１１の上端部に
取付金具２３、２３' を有し、側面部２４に高速度サー
ボバルブ、マニフォールド及び電気制御系統が収納され
る。

【００４８】図１２のＣ−Ｃ線矢視図を図１３に示す。
アクチュエータ１０は、加振力を伝えるピストンロッド
２５をその中心部に有し、その上端部においてボルト２
６により、取付金具２３’と結合される。アクチュエー
タ１０の上端部と、ピストンロッド２５は、同心状に配
置された支持部２７によって上下方向には摺動可能で、
半径方向には剛に支持される。アクチュエータ１０の耐
久性にとって最も重要なのは、ピストンロッド２５の摺
動部の耐摩耗性である。この耐摩耗性を向上させるに
は、ピストンロッド２５の横方向、すなわち半径方向へ
の荷重を小さくし、摺動部に作用しないようにすること
が必要である。コイルスプリング１１は、横剛性が弱い
ため、支持部２７が必要である。支持部２７の構成は種
々のものが考えられるが、本実施例は、内筒３０と外筒
２８の間にゴム状の弾性体２９を配置したものである。

【００４９】尚、本アクチュエータ１０に大荷重が作用
した場合には、支持部２７と上部取付金具２３’の隙間
３１がなくなり、互いに直接に接触することにより、バ
ネ１１はそれ以上縮まず、荷重を伝達できる。

【００５０】本例では圧縮力に対する例のみを示してい
るが、引張力に対しても同様に対処可能である。この機
能をストッパーと称す。ストッパーを設けることによっ
て、バネ剛性の荷重の要求から独立して設定できる。

【００５１】本発明は、以上述べた実施例に限らず、そ
の技術的思想を用いて種々の変形が可能であり、それら
も本発明の技術的範囲に包含されることを付言してお
く。

【００５２】

【発明の効果】以上詳記した通り本発明のヘリコプタの
能動防振装置は、飛行中のつり合い荷重に対し、つり合
い位置を支点として回転方向や左右への揺動は自由であ
るが、上下には剛なるように、剛なるリンクでギヤボッ
クスと機体を結合し、さらに回転方向や左右方向への支
点に能動制御信号により作動するアクチュエータとバネ
を並列に挿入し、ギヤボックスと機体を結合しているの
で、バネにかかる荷重は小さくなり、一時的な大荷重は
ストッパーで支持するようにすればバネ剛性を下げるこ
とができ、これによりローターからの加振周波数に対応
した周波数での防振効率を著しく向上できる。そしてバ
ネやアクチュエータもコンパクトにでき、アクチュエー
タに供給する油圧エネルギーも小さくでき、装置全体と
しても軽量、コンパクト、ローコストとなり、小型ヘリ
コプタの能動防振システムとして適用する上で、極めて
有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヘリコプタの能動防振システムの制御原理の説
明図である。

【図２】能動防振システムを装備したヘリコプタを示す
図である。

【図３】能動防振システムにおけるギヤボックスの異な
る支持方式と、その支持方式における外力による機体の
応答を示す図である。

【図４】能動防振システムにおけるギヤボックスの異な
る支持方式と、その支持方式におけるアクチュエータ加
振による機体の応答を示す図である。

【図５】本発明によるヘリコプタの能動防振装置の第１
実施例を示す概略図である。

【図６】本発明によるヘリコプタの能動防振装置の第２
実施例を示す概略図である。

【図７】図６の能動防振装置においてバネの剛性を変化
させた場合のアクチュエータの加振力を示す図である。

【図８】本発明によるヘリコプタの能動防振装置の第３
実施例を示す斜視図である。

【図９】図８の側面図である。

【図１０】図８の正面図である。

【図１１】本発明によるヘリコプタの能動防振装置の第
４実施例を示す図である。

【図１２】本発明によるヘリコプタの能動防振装置にお
けるアクチュエータとバネの組合せを示す図である。

【図１３】図１２のＣ−Ｃ線矢視図である。

【符号の説明】

１ローター２ローターハブ３ローターシャフト４ギヤボックス５機体６，６',６'', ７，７' ，７''リンク８支点９支持部１０，１０' ，１０'' 電気油圧アクチュエータ１１，１１' ，１１''，１１ ''' バネ１２加速度センサー１３制御コンピュータ１４，１５リンク１６，１６’，１６'' 結合点１７リンク１８，１８’，１８'' 支点１９，２０リンク２１トルクリンク２２軸受け２３，２３' 取付金具２４側面部２５ピストンロッド２６ボルト２７支持部２８外筒２９弾性体３０内筒３１隙間

フロントページの続き (72)発明者板東舜一岐阜県各務原市川崎町１番地川崎重工業株式会社岐阜工場内 (72)発明者片山範明岐阜県各務原市川崎町１番地川崎重工業株式会社岐阜工場内 (72)発明者川口仁岐阜県各務原市川崎町１番地川崎重工業株式会社岐阜工場内 (72)発明者麻生充浩岐阜県各務原市川崎町１番地川崎重工業株式会社岐阜工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヘリコプタのギヤボックスと機体間を少
なくとも２本の剛なるリンクにて結合して、揚力を支持
し得るようにするとともに、機体の前後方向および左右
方向にギヤボックスを揺動可能なように支持し、さらに
ギヤボックスの他の１点を柔軟なバネを介して機体と結
合して、ギヤボックスの振動特性をローターの加振周波
数において良好なるように調整し、電気油圧アクチュエ
ータにより、ギヤボックスを振動させることによって、
慣性力を発生させ、振動を軽減するようにしたことを特
徴とするヘリコプタの能動防振装置。
【請求項２】請求項１記載のヘリコプタの能動防振装
置において、ギヤボックスは、１点で前後方向に回転可
能になるように支持し、他の１点で柔軟なバネを介して
機体に支持したことを特徴とするヘリコプタの能動防振
装置。
【請求項３】請求項２記載のヘリコプタの能動防振装
置において、ギヤボックスと機体間に垂直にアクチュエ
ータを取り付け、ギヤボックスを回転加振するようにし
たことを特徴とするヘリコプタの能動防振装置。
【請求項４】請求項２記載のヘリコプタの能動防振装
置において、ギヤボックス下部と機体間に水平にアクチ
ュエータを取り付け、ギヤボックスを回転加振するよう
にしたことを特徴とするヘリコプタの能動防振装置。
【請求項５】請求項１記載のヘリコプタの能動防振装
置において、ギヤボックスは左右の２点で垂直な２本の
平行に配置された剛なリンクで機体と結合し、かつ水平
方向に振動可能なように支持し、他の１点で柔軟なバネ
を介して機体に支持したことを特徴とするヘリコプタの
能動防振装置。
【請求項６】請求項５記載のヘリコプタの能動防振装
置において、２本のアクチュエータをギヤボックス上部
を頂点とする３角形を構成するように組合せ、各々のア
クチュエータを逆位相で加振することにより、ギヤボッ
クスを水平方向に加振するようにしたことを特徴とする
ヘリコプタの能動防振装置。
【請求項７】請求項５記載のヘリコプタの能動防振装
置において、１本のアクチュエータをギヤボックス下部
に水平に取り付け、ギヤボックスを水平方向に加振する
ようにしたことを特徴とするヘリコプタの能動防振装
置。
【請求項８】請求項１記載のヘリコプタの能動防振装
置において、アクチュエータまたはバネに、所定のバネ
変位に達した際、それ以上の変形を阻止するように支持
するストッパーを備えたことを特徴とするヘリコプタの
能動防振装置。
【請求項９】請求項１記載のヘリコプタの能動防振装
置において、バネがコイルバネであることを特徴とする
ヘリコプタの能動防振装置。
【請求項１０】請求項９記載のヘリコプタの能動防振
装置において、アクチュエータの加振ロッドと本体の間
に、加振ロッドを伸縮可能に且つ横方向変位を支持する
機構を備えたことを特徴とするヘリコプタの能動防振装
置。