JPH0829758B2 - 可撓性スオツシユプレート心出し部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ヘリコプタのスオッシュプレートに係り、
更に詳細には可撓性スオッシュプレート心出し部材に係
る。

［従来の技術］ ヘリコプタのメインロータに於けるブレードのピッチ
制御は、従来一般に、第１図に示す如く静止リングと回
転リングとそれらの間に配置された軸受とを有するスオ
ッシュプレートにより行われる。第１図に於て、スオッ
シュプレート10はシザーズリンク14によりギヤボックス
13に対し静止状態に保持されたインナリング12と、シザ
ーズリンク18によりロータシャフト17と共に回転可能に
これに接続されたアウタリング16とを有している。アウ
タリング16はインナリング12に対し軸受19により支持さ
れている。インナリング12はリンク機構とアクチュエー
タを含む制御機構20を介してパイロット又は自動飛行制
御装置よりの入力に応答するようになっている。アウタ
リング16は制御入力に応答して個々のブレードの空気力
学的面を駆動すべく、リンク機構22を介して各ブレード
のピッチホーンに接続されている。

剛固なアーム24がその外端部にてインナリング12に取
付けられており、その内端部にてボールジョイント26に
取付けられており、ボールジョイント26はロータシャフ
ト17を囲繞するスタンドパイプ28上を自由に摺動するよ
うになっている。このことによりスオッシュプレート10
はロータシャフト17の周りに心出しされた状態にて、そ
れぞれコレクティブ制御及びサイクリック制御を行うべ
くロータシャフト17に対し上下方向へ並進運動し、また
ロータシャフトに対し相対的に傾動し得るようになって
いる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、ボールジョイント、スタンドパイプ、静止
リングのためのシザーズリンクを必要とすることなくス
オッシュプレートの心出しを行い、これによりコスト、
重量、複雑さ、及びロータとギヤボックスとの間のクリ
アランスを低減する心出し部材を提供することを課題と
している。

［課題を解決するための手段］ 上記の課題は、本発明によれば、ヘリコプタのスオッ
シュプレートをロータシャフトの周りに心出しし、また
前記スオッシュプレートが前記ロータシャフトに対し相
対的に並進運動しまた傾動運動することを許しつつ前記
スオッシュプレートの静止リングが機体に対し相対的に
回転することを拘束する可撓性スオッシュプレート心出
し部材にして、 一端にて前記ヘリコプタの機体の静止部材に取付けら
れた可撓性スポークと、 各スポークの他端に配置され前記スオッシュプレート
の並進運動又は傾動運動に応答して前記スオッシュプレ
ートの静止リングに対し前記スポークが捩れまた長手方
向に偏倚することを許す要領にて前記スポークを前記ス
オッシュプレートに取付ける軸受と、 を含む可撓性スオッシュプレート心出し部材によって達
成される。

［発明の作用及び効果］ 本発明によれば、スオッシュプレートの静止リング
は、可撓性スポークと可撓性軸受構造体によりロータシ
ャフトの周りに並進運動及び傾動運動が可能なよう心出
し支持されるので、従来の構造に於ける静止シザーズリ
ンク14、ボールジョイント26、スタンドパイプ28は必要
ではない。

［実施例］ 第２図に示された本発明の一つの実施例に於ては、可
撓性スオッシュプレート心出し部材30がインナリング12
を回転することがないよう静止状態に保持し、しかもそ
の並進運動及び傾動運動を許すようになっている。第３
図の平面図に最もよく示されている如く、心出し部材30
は適当な締結要素34を介してギヤボックス13に取付けら
れたインナハブ32を有している。平坦なスポーク36がハ
ブ32より半径方向外方へ延在しており、スポーク36は直
接的に又は中間リム38を介してインナリング12に取付け
られている。

スポーク36の一つの必須の特徴は、各スポークが曲げ
方向に撓み変形可能であり、これによりスオッシュプレ
ートの並進運動が許されるようになっているということ
である。かかる目的を達成するためには、スポーク36は
できるだけ長いことが望ましい。従って第3a図に示され
た心出し部材の他の一つの実施例30aに於ては、スポー
ク36aはハブ32aに対し接線方向に延在し且リム38aへ向
けて螺旋状に延在しており、これにより同一空間中に於
けるスポークがより長くより高い可撓性を有し得るよう
になっている。

スオッシュプレートが傾動すると、スポーク36は曲げ
モーメント及び捩りモーメントに曝される。従ってスポ
ークは曲げに対する可撓性を有するだけでなく、それら
の長さ方向に沿う捩りに対し柔軟でなければならない。
今第４図に示された四つのスポーク40〜43を有する実施
例について考える。スポーク40が第４図の紙面の背後側
へ湾曲され、スポーク42が第４図の紙面の手前側へ湾曲
されるよう、スオッシュプレートが仮想軸線44の周りに
傾動すると、軸線上のスポーク41及び43は湾曲されるの
ではなく捩られる。このことは四つのスポークを有する
心出し部材の場合のみならず、三つのスポークを有する
心出し部材の場合にも生じ、スポークはスオッシュプレ
ートの傾動に応答して捩り及び曲げに曝される。

第５図に示された解図に於て、スオッシュプレートが
中立位置より並進運動する場合に於けるスポーク46に対
する影響について考える。スポーク46のハブ側の端側は
スオッシュプレートに対し固定された状態にあるので、
スポークはスオッシュプレートの正方向又は負方向の並
進運動を受入れるためには、図に於て破線にて示されて
いる如く湾曲しなければならない。スオッシュプレート
10は並進運動中にも心出しされた状態に留まり、湾曲し
た経路に従って運動するわけではないので、スオッシュ
プレートが並進運動するためには、スポーク46は伸長
し、またスオッシュプレートに対する取付け点に於てス
オッシュプレートに対し傾斜、即ちその角度を変化しな
ければならない。かかる傾向は従来技術（第１図）に於
ては存在しない。何故ならば、スタンドパイプ28が設け
られていることにより、アーム24がスオッシュプレート
の並進運動に従って運動し得るようになっているからで
ある。

第６図に示されている如く、スオッシュプレートが並
進運動する際に生じなければならない前述の伸張及び傾
斜を受行れるべく、前述のスポーク36、36a、40〜43、4
6に対応する各スポーク54の外端部には軸受構造体52が
設けられている。スポークの傾斜を受入れるべく、スポ
ーク54の外端部を横切って円筒形の軸受要素56が配置さ
れている。またスポークの伸長（即ち端部の偏倚）を受
入れるべく、スポーク54の外端部には剪断パッド要素58
が配置されている。これらの円筒形軸受要素56及び剪断
パッド要素58はエラストマ層60とそれらの間に介装され
たシム62とを有するエラストマ軸受である。エラストマ
層の数は二つに限定されるものではなく、三つ以上又は
一つであってもよく、後者の場合にはシムは設けられな
い。

円筒形の軸受要素56のインナレースはスポーク54と一
体的に成形された部分として図示されている。このこと
は、スポーク54に必要とされる柔軟な曲げ及び捩りに通
ずる構造的特性を有するケブラー（KEVLAR（登録商
標））繊維を用いた複合材料又はグラファイト−エポキ
シ樹脂の如き複合材料にてスポークを形成することによ
って適宜に達成される。円筒形の軸受要素56のアウタレ
ースは二つのスペーサ64を含んでおり、これらのスペー
サは軸受要素56に面する側に於ては凹状を成している。
各スペーサ64の他方の側は平坦であり、対応する剪断パ
ッド要素58のための一方の端部支持片を構成している。
各剪断パッド要素58の他方の端部支持片66もエラストマ
層60の側に於ては平坦であり、フランジ68の如き適当な
手段によりリム38（第３図参照）に取付けられ得るよう
になっている。スペーサ64及び端部支持片66は複合材料
にて適宜に製造される。

剪断パッド要素58は図示の如く円筒形の軸受要素56の
外側に設けられるのではなく、その内側に設けられても
よい。更に剪断パッド要素58はスポーク54の外端部に設
けられるのではなく、スポークの長さに沿う任意の位置
に設けられてもよい。しかし円筒形の軸受要素56は傾斜
が発生するスポーク54の外端部に設けられることが好ま
しい。また軸受要素56はエラストマ軸受である必要はな
く、従来の金属ブッシュであってもよい。

第７図には他の一つの軸受装置52aがその端部方向よ
り見た断面図として示されている。スポーク54aは軸受5
6aのための球面状のインナレースにて終っており、軸受
56aはスポーク54aの傾斜を許すだけではなく、スオッシ
ュプレートの傾動に伴って発生するスポーク54aに対す
る捩り歪みを解放する作用をなすようになっている。ス
ペーサ64aが軸受56aのアウタレース及びスポークの伸長
を可能ならしめるスナバ軸受（snubber bearing）62の
一方の端部支持片を構成している。他方の端部支持片66
は第６図に示された端部支持片と同一であり、スポーク
／軸受構造体は第７図に於てはリム38の内側にてボルト
締結された状態にて図示されている。

エラストマ軸受は予圧縮が与えられた場合に良好に機
能することが知られている。従って軸受構造体52を静止
リングに装着する際に軸受構造体に圧縮によりプレロー
ドを与え得ることを示すべく、フランジ68にはボルト孔
69が設けられた状態にて図示されており、一方のフラン
ジのボルト孔69は他方のボルト孔に対向している。

前述の如く、スポークはリムを設けることなく軸受を
介して直接スオッシュプレートに取付けられてよい。同
様にスポークはそれらの他端に於て直接ギヤボックス又
は他の任意の回転しない（静止状態の）機体要素に取付
けられ、これによりハブが排除されてもよい。ハブ、リ
ム又はそれらの両方が設けられる場合には、それらの部
材は複合部材にて形成されてよく、スポークと一体的に
形成されてよい。更に可撓性心出し部材はスオッシュプ
レート内に設けられるのではなく、スオッシュプレート
の周りに配置されてもよく、スオッシュプレートのアウ
タリングは第８図に示されている如く静止リングとして
構成されてもよい。その場合にはスオッシュプレートの
直径を非常に小さくすることができる。更にスポーク70
はリム及びハブと共に又はリム及びハブを設けることな
く使用されてよい。その場合にもスポークの伸長及び傾
斜を許す軸受が必要である。

心出しを確保するためには、前述の如く長さ方向の捩
り剛性ではなく、エッジ方向の剛性及び長さ方向の引張
り及び圧縮剛性が制御される必要があるが、本発明と密
接な関係があるものではない。何れの場合にも、本発明
の心出し部材がスオッシュプレートの静止リングを回転
より拘束する能力は軸受構造体52、52aにより妥協され
るものではない。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明にこれらの実施例に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術のスオッシュプレート制御装置を示す
解図的側面図である。 第２図は本発明の可撓性スオッシュプレート心出し部材
を示す解図的側面図である。 第３図は第２図に示された心出し部材の平面図である。 第3a図は本発明の可撓性スオッシュプレート心出し部材
の他の一つの実施例を示す平面図である。 第４図は本発明の可撓性スオッシュプレート心出し部材
の更に他の一つの実施例を示す平面図である。 第５図は本発明の可撓性スオッシュプレート心出し部材
のスポークが伸長し傾斜しなければならないことを示す
解図である。 第６図は本発明の可撓性スオッシュプレート心出し部材
のスポークが伸長し傾斜することを可能ならしめるエラ
ストマ軸受を一部破断して示す斜視図である。 第７図は第６図との関連の説明さたエラストマ軸受の他
の一つの実施例を示す端面図である。 第８図は本発明の心出し部材の更に他の一つの実施例を
示す解図的側面図である。 10……スオッシュプレート,12……インナリング,13……
ギヤボックス,14……シザーズリンク,16……アウタリン
グ,17……ロータシャフト,18……シザーズリンク,20…
…アクチュエータ,22……リンク機構,24……アーム,26
……ボールジョイント,28……スタンドパイプ,30……心
出し部材,32……インナハブ,34……締結要素,36……ス
ポーク,38……中間リム,40〜43……スポーク,44……仮
想軸線,46……スポーク,52……軸受構造体,54……スポ
ーク,56……円筒形の軸受要素,58……剪断パッド要素,6
0……エラストマ層,62……シム,64……スペーサ,66……
端部支持片,68……フランジ,69……ボルト孔,70……ス
ポーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘリコプタのスオッシュプレートをロータ
   シャフトの周りに心出しし、また前記スオッシュプレー
   トが前記ロータシャフトに対し相対的に並進運動しまた
   傾動運動することを許しつつ前記スオッシュプレートの
   静止リングが機体に対し相対的に回転することを拘束す
   る可撓性スオッシュプレート心出し部材にして、 一端にて前記ヘリコプタの機体の静止部材に取付けられ
   た可撓性スポークと、 各スポークの他端に配置され前記スオッシュプレートの
   並進運動又は傾動運動に応答して前記スオッシュプレー
   トの静止リングに対し前記スポークが捩れまた長手方向
   に偏倚することを許す要領にて前記スポークを前記スオ
   ッシュプレートに取付ける軸受と、 を含む可撓性スオッシュプレート心出し部材。