JPH0820395A - 無人ヘリコプタのヘッド構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長寿命化、軽量化を図る。 【構成】 ラジアルベアリング１８を介してハブグリッ
プ１５が取付けられるスピンドルシャフト３１を中空と
し、そのほぼ軸心位置にロープ３４を延長して配し、そ
の一端をヘッド１２に固定し、他端をハブグリップ１５
に固定する。ローターブレード１４の回転による遠心力
はロープ３４によって支えられ、ロープ３４がねじれる
ことによりローターブレード１４のフェザリング回転が
可能とされる。従来構造において、大きな遠心力を受け
るために寿命が短く、信頼性を損なう原因となっていた
スラストベアリングに代えて、ロープ３４を用いるもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えば農薬散布に使用
されているような遠隔操縦方式の産業用無人ヘリコプタ
に関し、特にマストに取付けられてヘリコプタを飛行さ
せるためのローターブレードを支持するヘッドの構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘリコプタのヘッド構造には一般にリジ
ッドヘッド構造とフラッピングヘッド構造とがある。図
３は従来のヘッド構造の一例として、リジッドヘッド構
造の外観を示したものである。エンジン（図示せず）か
らの回転駆動力を伝えるマスト１１の端部にヘッド１２
が取付けられる。ヘッド１２の対向する両側面には、軸
心がほぼヘッド１２の回転半径方向とされたスピンドル
シャフト１３がそれぞれ突設されており、これら各スピ
ンドルシャフト１３にヘリコプタを飛行させるためのロ
ーターブレード１４（一部分のみ図示する）が固定され
たハブグリップ１５がそれぞれ取付けられる。

【０００３】図４はヘッド１２の一側において取付け構
造の詳細を示したものである。スピンドルシャフト１３
はヘッド１２の側部１２ａに形成された取付孔１６に挿
通され、その一端に形成されたフランジ１３ａが側部１
２ａの内側面に当接されてヘッド１２に取付け固定され
ている。スピンドルシャフト１３の突出部はハブグリッ
プ１５の一端部１５ａに貫通形成された取付孔１７に挿
通され、一対のラジアルベアリング１８を介してハブグ
リップ１５の一端部１５ａがスピンドルシャフト１３
に、その軸心回りに回動自在に取付けられる。

【０００４】ラジアルベアリング１８に隣接して、スピ
ンドルシャフト１３の先端部に、ラジアルベアリング１
８より径大とされたスラストベアリング１９が取付けら
れ、さらにスピンドルシャフト１３の先端面に、スピン
ドルシャフト１３の軸心方向に螺合するボルト２１がワ
ッシャ２２を介して取付けられる。ボルト２１の螺合を
進めることにより、スラストベアリング１９はワッシャ
２２によって押圧され、スラストベアリング１９はこの
ワッシャ２２とハブグリップ１５の一端部１５ａの内側
面とによって挟持される。

【０００５】ハブグリップ１５の他端側は取付孔１７を
挟んで一端部１５ａから伸長した相対向する２枚の板部
１５ｂよりなり、これら板部１５ｂ間にローターブレー
ド１４の一端部が保持される。両板部１５ｂとローター
ブレード１４との固定はこれらを貫通するボルト２３を
ナット２４で固定することによって行われる。上記のよ
うな構成とされたヘッド構造により、マスト１１の回転
はローターブレード１４に伝達されて、ローターブレー
ド１４がマスト１１を軸として回転され、さらにハブグ
リップ１５とスピンドルシャフト１３との間に配された
ラジアルベアリング１８及びスラストベアリング１９に
より、ローターブレード１４の回転による遠心力を受け
つつ、ハブグリップ１５がスピンドルシャフト１３の軸
心回りに回動可能とされ、即ちローターブレード１４の
フェザリング回転が可能とされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のヘッド構造においてはローターブレード１４のフェ
ザリング回転を可能とすべく、ラジアルベアリング１８
とスラストベアリング１９とを用いており、ローターブ
レード１４の回転による過大な遠心力の全てがスラスト
ベアリング１９にかかるものとなっていた。

【０００７】ローターブレード１４のフェザリング回転
は、ヘッド１２が１回転する間に１回のサイクリック回
転をするものであり、その際のスピンドルシャフト１３
に対するハブグリップ１５の回動角度は例えば低速飛行
においては数度にすぎず、つまりベアリングの両輪は互
いに１回転するに至らず、わずかな角度しか回動しない
ため、ベアリンググリースの片寄りや部分的なグリース
切れ、さらにはベアリングボールの偏摩耗や焼付きなど
が生じやすく、特に過大な荷重を受けるスラストベアリ
ング１９においてはその発生は顕著であり、スラストベ
アリング１９の寿命は極めて短いものとなっていた。そ
して、このようなスラストベアリング１９の短寿命はヘ
リコプタ自体の寿命に悪影響を及ぼし、ヘリコプタに異
常振動が発生する原因ともなっていた。

【０００８】この発明の目的は従来の欠点を除去し、寿
命が長く、信頼性に優れ、さらに構造が簡単で軽量かつ
安価に構成することができるヘッド構造を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明はエンジンの回
転力を伝えるマストに取付けられたヘッドと、軸心がほ
ぼヘッドの回転半径方向とされてヘッドの対向する両側
面に突設された一対のスピンドルシャフトと、それら各
スピンドルシャフトに一端部がラジアルベアリングを介
して回動自在に取付けられ、他端側に飛行用のローター
ブレードが取付けられる一対のハブグリップとよりなる
無人ヘリコプタのヘッド構造において、各スピンドルシ
ャフトを中空として、そのほぼ軸心位置にロープを延長
して配し、そのロープの一端をヘッドに固定し、他端を
ハブグリップに固定したものである。

【００１０】

【作 用】上記のように構成されたこの発明では、スラ
スト方向の荷重はロープによって支えられ、そのロープ
がねじれることによってローターブレードのフェザリン
グ回転が可能とされる。

【００１１】

【実施例】この発明の一実施例を図１を参照して説明す
る。なお、図４に示した従来のヘッド構造と対応する部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。この発明
ではヘッド１２の両側面に突設されてローターブレード
１４が取付けられたハブグリップ１５を支持する一対の
スピンドルシャフト３１（図においては一方のみ示す）
は中空される。スピンドルシャフト３１はそのフランジ
３１ａがヘッド１２の側部１２ａの内側面に当接されて
ヘッド１２に突設され、さらにスピンドルシャフト３１
を径方向に貫通するピン３２が側部１２ａを通じて取付
けられる。ピン３２の両端部はヘッド１２の側部１２ａ
に固定され、中央部がスピンドルシャフト３１の中空部
３１ｂに露出される。

【００１２】ハブグリップ１５の一端部１５ａは一対の
ラジアルベアリング１８を介してスピンドルシャフト３
１に取付けられる。この例では、ハブグリップ１５の一
端部１５ａに続く一対の板部１５ｂの基部は、それら板
部１５ｂの幅方向の両端部が互いに連結されて角筒状と
されており、この両連結部１５ｃに両端部が固定され
て、スピンドルシャフト３１の軸心の延長線と直交交差
するように、ピン３３がハブグリップ１５に取付けられ
る。

【００１３】スピンドルシャフト３１のほぼ軸心位置に
はロープ３４が延長して配され、その一端がピン３２に
固定され、他端がピン３３に固定されて、これらピン３
２，３３間にロープ３４が架張される。つまり、ハブグ
リップ１５はスピンドルシャフト３１の軸心方向におい
て、ロープ３４によってヘッド１２に固定される。ロー
ターブレード１４の回転による遠心力はロープ３４によ
って支えられ、さらにこのロープ３４がねじれることに
よって、スピンドルシャフト３１の軸心回りにラジアル
ベアリング１８を介して回動自在に取付けられているハ
ブグリップ１５の回動が可能とされ、ローターブレード
１４のフェザリング回転が行われる。

【００１４】ロープ３４は遠心力による引張り荷重に対
して充分な引張り強さを有するものとされ、また繰返し
ねじり応力に対しても充分な強度を有するものとされ
る。ロープ３４としては例えばワイヤロープが用いられ
る。また、高張力化学繊維系のロープを使用することも
できる。なお、図１においてはハブグリップ１５にロー
プ３４を固定するために設けたピン３３は、その両端が
両連結部１５ｃに固定される構造としているが、例えば
両板部１５ｂに両端が固定される構造としてもよく、こ
の場合には両連結部１５ｃは不要となり、即ち板部１５
ｂの基部を角筒状に構成しなくてもよい。

【００１５】また、図１はリジッドヘッド構造におい
て、この発明の実施例を示したものであるが、フラッピ
ングヘッド構造においても同様に実施することができ
る。図２はその構成を示したものである。なお、図２は
フラッピング機構（図示せず）によりスピンドルシャフ
ト３１の軸心がヘッド１２の回転半径方向に位置されて
いる状態を示している。

【００１６】この例ではスピンドルシャフト３１の揺動
軸を新たに設けることなく、ロープ３４を固定するため
のピン３２をその揺動軸として兼用している。なお、ヘ
ッド１２の側部１２ａに形成された取付孔１６はその径
が大とされてスピンドルシャフト３１を揺動可能とすべ
く、スピンドルシャフト３１との間に隙間が形成され、
またスピンドルシャフト３１はフランジ３１ａがないも
のとされている。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明はスピン
ドルシャフトを中空として、そのほぼ軸心位置に配した
ロープによってヘッドとハブグリップとを連結したもの
であり、ローターブレードの回転による遠心力はロープ
によって支えられ、さらにこのロープがねじれることに
よって、ローターブレードのフェザリング回転を行える
ものとなっている。

【００１８】つまり、この発明はスピンドルシャフトの
軸心回りに、遠心力に抗してハブグリップをなめらかに
回動させるべく、従来スピンドルシャフトとハブグリッ
プとの間に配設していたスラストベアリングを不要とす
るものであり、寿命が極めて短く、ヘリコプタ自体の寿
命を損なう原因となっていたスラストベアリングがない
ため、信頼性に優れ、寿命の長いヘッド構造を得ること
ができる。

【００１９】また、スラストベアリングの代わりにロー
プを使用するものであるため、構造が簡単で、軽量かつ
安価に構成することができる。さらに、スピンドルシャ
フトには引張り荷重がかからず、かつ中空のため、従来
の所要の引張り強さが必要とされた中実のスピンドルシ
ャフトに比し、大幅に軽量化を図ることができ、よって
この点でもヘッド構造の軽量化が図られ、ヘリコプタの
機能向上において重要な課題である重量軽減化に大いに
貢献することができるものとなっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるヘッド構造の一実施例を説明す
るための断面図。

【図２】この発明によるヘッド構造の他の実施例を説明
するための断面図。

【図３】従来のヘッド構造を示す正面図。

【図４】図３の部分拡大断面図。

【符号の説明】

１１ マスト １２ ヘッド １３ スピンドルシャフト １４ ローターブレード １５ ハブグリップ １８ ラジアルベアリング １９ スラストベアリング ３１ スピンドルシャフト ３４ ロープ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの回転力を伝えるマストに取付
   けられたヘッドと、軸心がほぼ上記ヘッドの回転半径方
   向とされて上記ヘッドの対向する両側面に突設された一
   対のスピンドルシャフトと、それら各スピンドルシャフ
   トに一端部がラジアルベアリングを介して回動自在に取
   付けられ、他端側に飛行用のローターブレードが取付け
   られる一対のハブグリップとよりなる無人ヘリコプタの
   ヘッド構造において、 上記各スピンドルシャフトは中空とされており、 それら各スピンドルシャフトのほぼ軸心位置にロープが
   延長して配され、 そのロープの一端が上記ヘッドに固定され、他端が上記
   ハブグリップに固定されていることを特徴とする無人ヘ
   リコプタのヘッド構造。