JPH11268693A - ロータブレードのフラップ駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 応答速度が速く油漏れなどの生じない変位拡
大手段を備えるロータブレードのフラップ駆動装置を提
供する。 【解決手段】 ブレード２１の後縁２１ａにはフラップ
２２が角変位自在に取付けられる。変位拡大手段２７は
アクチュエータ２６からの変位量を拡大して出力し、フ
ラップ２２を駆動する。アクチュエータ２６から変位が
入力される入力部３８はベローズ３７によって伸縮自在
に支持される。同様に入力変位量が拡大されて出力され
る出力部４５もベローズ４３に伸縮自在に支持される。
したがって従来のシリンダ内壁に摺動するＯリングに比
べて、高速で変位しても摩擦による応答特性の悪化を生
じず、またＯリングの劣化や摩耗による油漏れなどを生
じない変位拡大手段が実現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリコプタなどの
ロータブレードの後縁に設けられるフラップを駆動する
ロータブレードのフラップ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、市街地のヘリポートに離発着する
コミュータヘリコプタの要望が高まっており、実現のた
めに騒音の低減化が要求されている。その騒音対策とし
て有効な手段の１つとして、ヘリコプターのロータブレ
ードにフラップを取付け、フラップを３０Ｈｚ〜５０Ｈ
ｚ程度の高速応答させ、きめ細かく制御することによっ
て、ロータブレードの空力特性を改善する手法が考えら
れている。

【０００３】図２３は従来のロータブレードのフラップ
駆動装置１を示す平面図であり、図２４はその側面図で
ある。ブレード２の後縁にはフラップ３がブレード２の
スパン方向に延びるヒンジ軸１３まわりにフラップ３が
角変位自在に取付けられている。

【０００４】フラップ３の駆動力を発生するアクチュエ
ータ４としては、小型軽量で応答速度の高いアクチュエ
ータが用いられ、たとえば薄板状のピエゾセラミクスを
積層したスタック型ピエゾアクチュエータが用いられ
る。このようなスタック型ピエゾアクチュエータの変位
量は小さいので、変位拡大手段８によって変位量が拡大
されてフラップ３は駆動される。変位拡大手段８はマス
ターシリンダ５およびスレーブシリンダ６を有し、アク
チュエータ４が伸長してマスターシリンダ５によって押
し出された作動油は管路９を介してスレーブシリンダ６
に流入する。スレーブピストン１１の出力側圧面はマス
ターピストン１０の入力側圧面よりも受圧面積が小さい
ので、アクチュエータ４の入力変位量が受圧面積比に応
じて拡大されてスレーブピストン１１が変位し、このス
レーブピストン１１にフラップ駆動ロッド７を介して連
結されるフラップ３が角変位駆動される。

【０００５】マスターシリンダ５およびマスターピスト
ン１０の間、およびスレーブシリンダ６およびスレーブ
ピストン１１の間にはそれぞれＯリングが介在され、摺
動するシリンダ５，６とピストン１０，１１との間から
作動油が漏れることを防いでいる。

【０００６】またフラップ駆動装置に用いられるアクチ
ュエータは、前記したようにスタック型ピエゾアクチュ
エータあるいは超磁歪アクチュエータが用いられるが、
これらのアクチュエータは作動時に変位方向に圧縮して
プリロードを与える必要がある。したがってフラップ駆
動装置１では、スレーブピストン１１がスレーブシリン
ダ６内に押し込まれるようにフラップ３とブレード２と
の間にプリロードばね１２が設けられ、このばね力によ
ってスレーブピストン１１によって押し出された作動油
がマスターピストン１０に作用し、これによってアクチ
ュエータ４にプリロードが与えられることになる。また
別途に皿ばねを設け、これによって直接アクチュエータ
４にプリロードを与える場合もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したようにマスタ
ーピストン１０およびスレーブピストン１１は高速で摺
動変位するため、摩擦によってＯリングが摩耗したり、
Ｏリングがずれたりして油漏れが生じやすい。また逆
に、摩擦力が過大なため応答特性が悪化する場合もあ
る。

【０００８】またこのような油圧を利用するのではな
く、Ｌ型レバーによって機械的にアクチュエータの変位
量を拡大する変位拡大手段が考えられる。Ｌ型レバーは
短いアーム長さを有する入力アームと、長いアーム長さ
を有する出力アームと、Ｌ型レバーを角変位軸線まわり
に角変位自在に軸支する軸受とを有し、アームの長さの
比に応じてアクチュエータの変位量を拡大する。

【０００９】変位拡大手段は、アームの変形や支持部で
のがたをなくすことによって、拡大率の低下を防止する
必要がある。また、ロータブレード内に装備するために
は、構成をできるだけ小さくすることが望まれる。すな
わち出力アーム長さを大きくすることなく、入力アーム
長さを短くすることによって小さい構成で拡大率を大き
くしたい。しかしながら入力アーム長さを短くするとＬ
型レバーを軸支する軸受が小さくなり、強度、剛性の低
下、支持部のがたの増加などにより、安定して軸支する
ことが困難になるといった問題を有する。

【００１０】またアクチュエータにスタック型ピエゾア
クチュエータなどを用いた場合には前述したようにプリ
ロードを与えるためのばねを用いる必要があるため部品
点数が多くなり、構成が繁雑となっていた。

【００１１】本発明の目的は、油などの作動流体の漏れ
ることのなく、高速応答性を保持する変位拡大手段を備
えるロータブレードのフラップ駆動装置を提供すること
である。

【００１２】本発明の他の目的は、拡大率を低下させる
ことなく、かつ構成が大きくなることなく、安定に支持
される機械的な変位拡大手段を備えるロータブレードの
フラップ駆動装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、ブレードの後
縁に角変位自在に取付けられるフラップと、フラップの
駆動力を発生するアクチュエータと、アクチュエータと
フラップとの間に介在し、アクチュエータの変位量を拡
大する変位拡大手段を備えるロータブレードのフラップ
駆動装置において、前記変位拡大手段は、作動流体が充
填される容器と、作動流体に臨む入力側圧面を有し、ア
クチュエータからの変位が伝達される入力部と、入力部
を変位自在に支持し、入力部と容器との間を伸縮自在に
封止する伸縮部材と、前記作動流体に臨み、前記入力側
圧面よりも小さい受圧面積を有する出力側圧面を有し、
フラップに連結される出力部と、出力部を変位自在に支
持し、出力部と容器との間を伸縮自在に封止する伸縮部
材とを含むことを特徴とするロータブレードのフラップ
駆動装置である。

【００１４】本発明に従えば、ブレードの後縁に取付け
られるフラップは変位拡大手段によってアクチュエータ
の変位量が拡大されて駆動される。フラップに連結され
る出力部の出力側圧面は、アクチュエータからの変位が
伝達される入力部の入力側圧面よりも受圧面積が小さい
ので、この面積比に応じてアクチュエータの変位量は拡
大される。入力部および出力部を変位自在に支持する伸
縮部材は、伸縮して入出力部の変位を許容することがで
きる。さらに、伸縮して入出力部と容器との間を封止す
るので摺動部が設けられず、摺動部の摩擦力による応答
性の低下や、摺動部の摩耗により作動流体が漏れ出すと
いったことを確実に阻止することができる。

【００１５】また本発明の作動流体が充填される前記容
器は、アクチュエータからの変位が伝達される入力部を
有する入力ハウジングと、出力部を有し、フラップ近傍
に配置される出力ハウジングと、入力ハウジングおよび
出力ハウジングに液密に連結される管路とを含むことを
特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、作動流体が充填される容
器は入力ハウジングと出力ハウジングとに分離され、こ
れらは管路で連結される。出力部を有する出力ハウジン
グはフラップ近傍に配置されるので、出力部とフラップ
とを連結する出力ロッドなどを小さく構成することがで
き、これによって出力部の変位を効果的にフラップに伝
達することができる。

【００１７】また本発明の前記変位拡大手段は、入力部
と出力部とが近接して配置されて一体構造となることを
特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、入力部と出力部とが近接
して配置されるので、作動流体が充填される容器を一体
に構成することができ、これによって変位拡大手段は一
体構造となる。したがって変位拡大手段を小形で軽量に
構成することができる。また油漏れなどを防止すること
ができる。

【００１９】また本発明は、入力側圧面を有する入力部
が、ロータブレードの翼弦方向に並列に複数個配置され
ることを特徴とする。

【００２０】本発明に従えば、入力側圧面を有する入力
部が複数個設けられるので、同一の受圧面積を有する１
個の大きな入力部を設ける構成に比べて、アクチュエー
タの変位を作動油に効果的に作用させることができる。

【００２１】また本発明は、ブレードの後縁に角変位自
在に取付けられるフラップと、フラップの駆動力を発生
するアクチュエータと、アクチュエータとフラップとの
間に介在し、アクチュエータの変位量を拡大する変位拡
大手段を備えるロータブレードのフラップ駆動装置にお
いて、前記変位拡大手段は、予め定める角変位軸線を中
心に、所定の入力アーム長さだけ偏心した軸線を有し、
その偏心軸線に垂直に交わるようにアクチュエータが連
結される入力部と、前記角変位軸線を中心に前記入力ア
ーム長さよりも長い出力アーム長さでフラップが連結さ
れる出力部と、入力部および出力部に対して角変位軸線
方向に一定距離隔てて連結され、入力部と出力部とが前
記角変位軸線まわりに一体に角変位するように軸支する
支持部とを含むことを特徴とするロータブレードのフラ
ップ駆動装置である。

【００２２】本発明に従えば、アクチュエータの変位は
変位拡大手段によって変位量が拡大されてブレードの後
縁に取付けられるフラップを駆動する。変位拡大手段は
アクチュエータが連結される入力部と、フラップが連結
される出力部とを有し、入力部と出力部とが角変位軸線
まわりに一体に角変位することによって、入力アーム長
さと出力アーム長さとの比に応じた拡大率でアクチュエ
ータの変位量が拡大される。

【００２３】入力部および出力部と、これらを軸支する
支持部とは角変位軸線方向に一定距離を隔てて連結され
るので、入力アーム長さが短くなったとしても、たとえ
ば軸受などの支持部を設けるスペースがなくなることが
なく、入力部および出力部を安定して軸支することがで
きる。これによって変位拡大手段の構成が大きくなるこ
となく、高い剛性と高い精度で、かつ大きな拡大率を保
つことができる。

【００２４】また本発明の前記変位拡大手段は、前記角
変位軸線を共通に有する入力部の入力軸、出力部の出力
軸および支持部の支持軸が、一体に削り出して形成され
ることを特徴とする。

【００２５】本発明に従えば、変位拡大手段の入力部、
出力部および支持部はそれぞれ共通の角変位軸線を有
し、対応する入力軸、出力軸および支持軸を有する。こ
れらの各軸は一体に削り出して形成されるので、高精度
かつ高剛性で形成することができ、これによって高い耐
久性を有する変位拡大手段を実現することができる。

【００２６】また本発明の前記変位拡大手段の出力部と
フラップの角変位軸との間には、前記出力部に取付けら
れる出力ロッドと、フラップの角変位軸に固定され、フ
ラップの角変位軸線に対して所定の入力アーム長さで偏
心した軸線を有し、前記出力ロッドが前記偏心軸線に垂
直に交わるように連結される第２の変位拡大手段とが設
けられることを特徴とする。

【００２７】本発明に従えば、アクチュエータの変位を
拡大して出力する第１の変位拡大手段に加えて第２の変
位拡大手段が設けられる。第２の変位拡大手段は、フラ
ップの角変位軸に固定され、第１の変位拡大手段からの
入力変位を拡大してフラップを駆動する。このように、
第１および第２の変位拡大手段が設けられることによ
り、アクチュエータの変位量がわずかであってもフラッ
プを大きく駆動することができる。

【００２８】また本発明の前記第２の変位拡大手段は、
フラップの角変位軸に一体に固定され、フラップの角変
位軸線に近接した偏心軸線を有する入力軸と、入力軸
を、その軸線まわりに角変位自在に軸支し、前記出力ロ
ッドが連結されるロッドエンドと、前記ロッドエンドに
近接した位置で、フラップの角変位軸を軸支する軸受を
有する支持部材とを含むことを特徴とする。

【００２９】本発明に従えば、第２の変位拡大手段の入
力軸は、フラップの角変位軸線に近接した偏心軸線を有
し、この入力軸にロッドエンドを介して第１の変位拡大
手段からの変位出力が入力される。このように入力軸は
フラップの角変位軸線に近接した偏心軸線を有し、フラ
ップの角変位軸線と偏心軸線との距離が入力アーム長さ
となる。したがって入力アーム長さを短くでき、ブレー
ドからの突出部をなくすことができ、空気抵抗の増加や
ブレードの空力特性の低下を防ぐことができる。また、
入力アーム長さを短くできることにより、第２の変位拡
大手段の拡大率を大きくすることができる。

【００３０】また本発明の前記アクチュエータは、ロー
タブレードの翼弦方向に並列に複数個配置されることを
特徴とする。

【００３１】本発明に従えば、アクチュエータが複数個
設けられることにより、大きな駆動力を発生することが
できる。

【００３２】また本発明の前記アクチュエータは、印加
される電圧に応じて変位するピエゾ素子が複数枚積層さ
れたスタック型ピエゾアクチュエータから成り、変位方
向がブレードのスパン方向に沿うように配置され、ブレ
ードの先端側のアクチュエータの一端部がブレードに固
定されることを特徴とする。

【００３３】本発明に従えば、アクチュエータはスタッ
ク型ピエゾアクチュエータから成るので、作動時にアク
チュエータの変位方向に圧縮させてプリロードを与える
必要があるが、アクチュエータはブレードのスパン方向
に沿って配置され、さらにブレードの先端側のアクチュ
エータの一端部をブレードに固定するので、ロータブレ
ードが回転したときにその遠心力によってアクチュエー
タにプリロードが与えられる。これによって、従来のよ
うにばねなどによってプリロードを与える必要がなくな
り、部品点数が少なくなり構成が簡略化される。

【００３４】また本発明の前記アクチュエータは、電磁
コイルに電流を流すことで発生する磁界の変化によって
変位する超磁歪アクチュエータから成り、変位方向がブ
レードのスパン方向に沿うように配置され、ブレードの
先端側のアクチュエータの一端部がブレードに固定され
ることを特徴とする。

【００３５】本発明に従えば、アクチュエータは作動時
にプリロードを与える必要がある超磁歪アクチュエータ
から成るが、アクチュエータがスパン方向に沿うように
配置されてブレードの先端側のアクチュエータの一端部
がブレードに固定されるので、ロータブレードが回転し
たときにその遠心力によってアクチュエータにプリロー
ドが与えられることになる。これによって、従来のよう
にばねなどによってプリロードを与える必要がなくな
り、部品点数が少なくなり、構成が簡略化される。

【００３６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
あるロータブレードのフラップ駆動装置２０を示すため
にブレード２１の一部を切欠いて示す斜視図であり、図
２は図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。
ロータブレードのブレード２１は、図１において右側が
先端となり、反時計まわりに回転する。フラップ駆動装
置２０は、フラップ２２とアクチュエータ２６と変位拡
大手段２７とから構成され、フラップ２２はブレード２
１の後縁２１ａに、ブレード２１のスパン方向に沿うヒ
ンジ軸２３まわりに軸受２４により角変位自在に取付け
られる。

【００３７】アクチュエータ２６は、たとえば電圧を印
加すると厚み方向に瞬時に歪んで変位を発生する薄板状
のピエゾ素子が、厚み方向に複数枚積層されて円柱状に
形成されたスタック型ピエゾアクチュエータから成り、
アクチュエータ２６の長手方向であるアクチュエータの
変位方向がブレード２１のスパン方向に沿うように配置
される。ブレード２１の先端側であるアクチュエータ２
６の一端部２６ａは、ブレード２１に固定されてブレー
ド２１に対する変位が拘束され、他端部２６ｂの変位は
拘束されていない。したがって、ロータブレードの回転
によってアクチュエータ２６には遠心力によるプリロー
ドが与えられる。これによって、別途にばねなどの部材
を設けることなくアクチュエータ２６にプリロードが与
えられることになる。

【００３８】アクチュエータ２６の変位量を拡大する変
位拡大手段２７は入力装置２８と、出力装置２９および
これらを連結する管路３２とを有し、入力装置２８に与
えられたアクチュエータの入力変位量は拡大されて出力
され、出力装置２９に設けられるフラップ駆動ロッド３
０を介してフラップ２２を変位駆動させる。フラップ２
２には、ヒンジ軸２３を中心として半径方向に突出する
突出部３１が設けられ、この突出部３１の先端部にフラ
ップ駆動ロッド３０の一端部が角変位自在にピン結合さ
れる。これによってフラップ駆動ロッド３０が図２にお
いて左右に変位するとフラップ２２は図２において上下
に角変位することになる。このフラップ２２の突出部３
１を覆うカバーを設けるようにしてもよい。

【００３９】図３は変位拡大手段２７を示す斜視図であ
り、図４はカバー３３を外した状態の入力装置２８を示
す斜視図であり、図５は図４の切断面線Ｖ−Ｖから見た
断面図であり、図６は出力装置２９を示す断面図であ
る。アクチュエータ２６は図３および図４に実線で示さ
れるように入力装置２８に１つ設けられるが、出力を増
加し、かつ薄いロータブレード内に収めるために、図３
および図４で仮想線で示されるように複数個、たとえば
３個並列に設けるようにしてもよい。

【００４０】入力装置２８は、カバー３３内に作動油が
充填される入力ハウジング３５を有し、この入力ハウジ
ング３５の一側壁３６には複数、本実施形態では３つの
ベローズ３７が設けられる。ベローズ３７は、有底短円
筒状であり、可撓性および伸縮性を有する蛇腹状の構造
で、外周部３４が軸線、すなわちアクチュエータ２６の
変位方向に伸縮自在な構成となっており、開口端部は入
力ハウジング３５に液密に連結される。このベローズ３
７の底壁４１には、剛性を有する薄板から成る押圧片３
８が外方から貼着され、この押圧片３８とベローズ３７
の底壁４１とから入力部４８は構成され、外周部３４が
伸縮部材として機能する。アクチュエータ２６の先端部
に設けられる作動片４０は、三つに分岐する操作片３９
に連結され、操作片３９の各先端部はそれぞれ各ベロー
ズ３７の押圧片３８に固定される。したがって、アクチ
ュエータ２６の作動片４０が変位すると、この変位は操
作片３９および入力部４８を介して入力される。

【００４１】出力装置２９は中空の略円柱状の出力ハウ
ジング４２を有し、この出力ハウジング４２と入力ハウ
ジング３５とは管路３２によって連結される。これらの
ハウジング３５，４２および管路３２は作動油が充填さ
れる容器として機能する。

【００４２】出力ハウジング４２内にはベローズ４３が
収納される。ベローズ４３は有底の略円筒状であり、外
周部４９が蛇腹状に形成され、軸線方向に伸縮自在であ
る。このベローズ４３の開口端部４３ａは出力ハウジン
グ４２に液密に連結され、ベローズ４３内には剛性を有
する押圧片４５が底壁４４に貼着され、この押圧片４５
と底壁４４とによって出力部５８は構成され、出力部５
８はベローズ４３の軸線方向に変位自在に支持される。
ベローズ４３の安定を保ち坐屈強度を増すため、内部に
空気または液体によるキャビティ圧を加えてもよい。ま
た押圧片４５にはフラップ駆動ロッド３０が固定され
る。出力ハウジング４２の一方の端壁にはフラップ駆動
ロッド３０が挿通する挿通孔５９が形成され、これによ
ってフラップ駆動軸３０は、その軸線方向に変位自在に
軸支されることになる。

【００４３】アクチュエータ２６によって入力装置２８
の入力部４８が押圧されると、入力ハウジング３５内の
作動油は管路３２を介して出力ハウジング４２内に押し
出される。出力ハウジング４２では、流入する作動油に
よって圧力が高くなり、この圧力は出力部５８に作用し
てベローズ４３を収縮させ、これによってフラップ駆動
ロッド３０が出力ハウジング４２内から押し出されて伸
長することになる。

【００４４】３つのベローズ３７の底壁４１の作動油に
臨む各面が入力側圧面として機能し、出力部５８の底壁
４４の作動油に臨む面が出力側圧面として機能し、アク
チュエータ２６の作動片４０のストローク長Ｗ１は各入
力側圧面の合計の受圧面積Ｓ１と出力側圧面の受圧面積
Ｓ２との比に応じて拡大され、フラップ駆動ロッド３０
のストローク長Ｗ２は、Ｗ２＝（Ｓ１／Ｓ２）・Ｗ１と
なり、アクチュエータ２６の入力変位量であるストロー
ク長Ｗ１が、Ｓ１／Ｓ２倍に拡大されて出力されること
になる。

【００４５】入力ハウジング３５にはこのように伸縮自
在に入力部４８を支持して封止するベローズ３７が設け
られ、このベローズ３７を介してアクチュエータ２６の
変位量は伝達される。同様に出力装置２９も、出力部５
８の大きな変位がベローズ４３によって伸縮自在に封止
されて支持される。

【００４６】ベローズ３７，４３は蛇腹状の周壁によっ
て伸縮するので、たとえばシリンダの内壁に摺動するＯ
リングに比べて、入力部４８や出力部５８が高速で変位
しても、摩擦による応答特性の悪化を生じず、Ｏリング
の劣化や摩耗による油漏れが発生することもない。

【００４７】またアクチュエータ２６を３個用いる場合
には、図４で仮想線で示されるように、各アクチュエー
タが各ベローズ３７の入力部４８に対して個別に変位入
力するように構成することもできる。

【００４８】この場合、入力側のベローズ３７は、複
数、本実施形態では３個設けられるので、ブレード２１
内の空間が制限される場合であっても、入力側のベロー
ズ３７を増やすことによって入力部４８の外径を大きく
することなく、入力側圧面Ｓ１を大きくできる。これに
よって拡大率を大きくでき、アクチュエータ２６の入力
変位量もわずかであってもフラップ２２を大きく変位さ
せることができる。

【００４９】また入力装置２８に設けられる３つの円筒
状のベローズ３７に代えて、図７に示されるように一方
が開放した中空の直方体状の方形ベローズ４６を用いて
もよい。方形ベローズ４６の作動油に臨む底壁の内面が
入力側圧面として機能し、底壁に剛性を有する矩形の押
圧片が貼着されて入力部４７が構成され、アクチュエー
タ２６の変位が伝達される。

【００５０】このような方形ベローズ４６の開口端部は
入力ハウジング３５に液密に固定され、周壁はアクチュ
エータ２６の変位方向に伸縮自在に設けられるので、油
漏れなどを発生することなく入力ハウジング３５へ入力
部４７が近接および離反する変位を許容して入力部４７
を支持することができる。

【００５１】図８は、本発明の実施の他の形態であるロ
ータブレードのフラップ駆動装置に備えられる変位拡大
手段５０を示す断面図である。なお図１〜図６に示され
る変位拡大手段２７に対応する構成には同一の参照符を
付す。変位拡大手段５０は入力装置２８と出力装置２９
とが一体に形成され、入力装置２８は基本的に入力ハウ
ジング５１、および入力部４８として機能する伸縮自在
のベローズ３７から構成され、このベローズ３７の開口
端部３７ａは入力ハウジング５１に液密に連結される。
出力装置２９の出力ハウジング４２は入力ハウジング５
１と一体に連結される。出力装置２９は基本的に出力ハ
ウジング４２、および出力部５８として機能する伸縮自
在のベローズ４３から構成され、このベローズ４３の開
口端部４３ａは出力ハウジング４２に液密に連結され
る。

【００５２】アクチュエータ２６の変位は操作片３９を
介してベローズ３７の底壁４１を移動させ、作動油へ圧
力を加える。作動油の圧力は出力部５８に作用してベロ
ーズ４３を伸縮させ、フラップ駆動ロッド３０を変位さ
せる。

【００５３】入力装置２８のベローズ３７の直径Ｄ１は
たとえば７０ｍｍに選ばれ、また出力装置２９のベロー
ズ４３の直径Ｄ２はたとえば２０ｍｍに選ばれ、ベロー
ズ３７の受圧面積Ｓ１とベローズ４３の受圧面積Ｓ２と
の比は、Ｓ１／Ｓ２＝１２．２５となりアクチュエータ
２６の入力変位量は１２．２５倍に拡大されてフラップ
駆動ロッド３０から出力される。

【００５４】このように入力装置２８と出力装置２９と
を一体にした形態では、入力装置２８と出力装置２９を
連結する管路３２が不要となるため、作動油が漏れる危
険性を少なくすることができる。

【００５５】図９は本発明の実施のさらに他の形態であ
るロータブレードのフラップ駆動装置６０を示す断面図
であり、図１０はフラップ駆動装置６０に備えられる変
位拡大手段６１を示す斜視図である。なお、図１〜図６
に示されるロータブレードのフラップ駆動装置２０に対
応する構成には同一の参照符を付す。変位拡大手段６１
は、油圧利用式の変位拡大手段２７と異なり、機械的に
アクチュエータ２６の変位を拡大する。

【００５６】変位拡大手段６１のアクチュエータ２６
は、変位拡大手段２７のアクチュエータ２６と同様にス
タック型のピエゾアクチュエータなどから成り、変位方
向がブレード２１のスパン方向に沿うように配置され、
ブレード２１の先端側のアクチュエータ２６の一端部が
ブレード２１に固定されてロータブレードの回転による
遠心力によってアクチュエータ２６にプリロードが与え
られることになる。

【００５７】図１１はハウジング６２を取外した状態を
示す変位拡大手段６１の斜視図であり、図１２はその側
面図である。変位拡大手段６１は入力部７７、出力部６
６およびこれらを一体的に角変位軸線Ｌ１まわりに軸支
する支持部６５とを有し、出力部６６は角変位軸線Ｌ１
を中心軸線とする短円柱状の出力軸７２と、この出力軸
７２に一体的に固定され、角変位軸線Ｌ１を中心として
半径方向外方に延びる出力アーム７３とを有する。出力
アーム７３の先端部にはフラップ駆動ロッド３０の一端
部が、角変位軸線Ｌ１に平行な角変位軸線Ｌ３まわりに
角変位自在に連結される。

【００５８】入力部７７は入力軸６７を有し、入力軸６
７は角変位軸線Ｌ１に偏心した軸線Ｌ２を有する短円柱
状に形成され、前記出力部６６の出力軸７２に、角変位
軸線Ｌ１方向に一定距離を隔てて一体的に出力軸７２に
固定される。短円柱状の入力軸６７には、軸受７５を介
して入力ブロック７６が入力軸６７の軸線Ｌ２まわりに
角変位自在に装着される。この入力部７７の入力ブロッ
ク７６にはアクチュエータ２６の作動片４０が、アクチ
ュエータ２６の軸線Ｌ４と入力軸６７の軸線Ｌ２とが垂
直に交わるように連結される。

【００５９】支持部６５は上支持部６３および下支持部
６４から成り、入力部７７および出力部６６を角変位軸
線Ｌ１方向両側から支持し、入力部７７および出力部６
６を一体的に変位軸線Ｌ１まわりに角変位自在に軸支す
る。上支持部６３は、図１１および図１２において上方
から出力軸７２に一体に固定され、角変位軸線Ｌ１を軸
心とする短円柱状の上支持軸６８と軸受６９とから成
り、軸受６９は図１０に示されるように、内輪８０が上
支持軸６８に固定され、転動体７８を介して角変位軸線
Ｌ１まわりに回転自在に支持される外輪７９がハウジン
グ６２に固定され、ハウジング６２はブレード２１にブ
レード内端側への移動を拘束するように保持される。

【００６０】同様に下支持部６４は入力軸６７に図１１
および図１２において下方から一体に固定され、角変位
軸線Ｌ１を軸心とする短円柱状の下支持軸７０と、この
下支持軸７０を角変位軸線Ｌ１まわりに角変位自在に軸
支する軸受７１とを有し、この軸受７１の外輪はハウジ
ング６２に固定される。各軸受７５，６９，７１はそれ
ぞれたとえばアンギュラ玉軸受から成り、ラジアル荷重
とスラスト荷重を受けることができる。

【００６１】アクチュエータ２６は、その軸線Ｌ４が、
入力部７７の軸線Ｌ２と角変位軸線Ｌ１とを含む平面に
対して、入力軸６７に垂直に交わるように配置されるの
で、アクチュエータ２６からの変位は入力ブロック７６
および軸受７５を介して入力軸６７に入力される。入力
軸６７の軸線Ｌ２は角変位軸線Ｌ１にＡ１だけ偏心して
設けられるので、アクチュエータ２６からの入力変位に
よって入力軸６７は角変位軸線Ｌ１まわりに角変位する
ことになる。入力軸６７が角変位するとこの入力軸６７
に一体に設けられる出力部６６の出力軸７２および出力
アーム７３が角変位軸線Ｌ１まわりに大きく角変位する
ことになる。このようにしてアクチュエータ２６からの
入力変位は拡大されてフラップ駆動ロッド３０を大きく
変位駆動することになる。

【００６２】角変位軸線Ｌ１と入力軸６７の軸線Ｌ２と
の距離が入力アーム長さＡ１となり、角変位軸線Ｌ１と
出力アーム７３の先端部の角変位軸線Ｌ３との距離が出
力アーム長さＡ２となり、入力アーム長さＡ１はたとえ
ば３．３ｍｍであり出力アーム長さＡ２はたとえば５０
ｍｍであるので、アクチュエータ２６の変位量は、Ａ２
／Ａ１≒１５倍程度に拡大されて出力される。

【００６３】このように入力アーム長さＡ１が非常に短
い場合であっても、入力部７７と支持部６５とは角変位
軸線Ｌ１方向に一定距離を隔てて上下方向にずれて設け
られるので、支持部６５を軸支する軸受６９および軸受
７１、さらに入力部７７を軸支する軸受７５の大きさが
制限されず、安定して軸支することができる。

【００６４】このように本発明では入力アーム長さＡ１
を小さくしても安定して入力部７７および出力部６６を
軸支することができるので、出力アーム長さＡ２を大き
くする、すなわち変位拡大手段６１の構成を大きくする
ことなく確実に安定してアクチュエータ２６からの変位
入力を拡大して出力することができる。

【００６５】このような変位拡大手段６１は、上支持軸
６８、出力軸７２、入力軸６７および下支持軸７０が一
体に組立てられる組立体８７を有する。組立体８７は、
図１３に示されるように出力部６６の出力軸７２と上支
持部６３の上支持軸６８および入力部７７の入力軸６７
とを一体の円柱状に削り出し、さらに下支持部６５の下
支持軸７０を別途に円柱状に削り出し、一体となった上
支持軸６８、出力軸７２および入力軸６７にボルト挿通
孔８２を形成し、下支持軸７０にねじ孔８４を形成し、
ボルト挿通孔８２にボルト８３を挿通して下支持軸７０
のねじ孔８４にボルト８３を締付けることによって一体
に形成する。このとき、上支持軸６８にはボルト８３の
頭部８３ａが挿入される。またボルト挿入孔８２および
ねじ孔８４は、好ましくは角変位軸線Ｌ１に偏心して設
けられる入力軸６７の軸線Ｌ２に沿って形成される。変
位拡大手段６１は上下両端部で角変位軸線Ｌ１まわりに
角変位自在に軸支された状態にあるので、偏心して設け
られる入力軸６７にアクチュエータからの変位が入力さ
れたとき、この入力軸６７の軸線Ｌ２に沿って設けられ
るボルト８３を介して確実に出力部６６に変位が伝達さ
れることになる。

【００６６】このように各部材を分割して形成し、ボル
ト６３によって一体に組立てることによって、入力部７
７に軸受７５を別途に装着した後に組立てることがで
き、組立が容易な構造を実現できる。

【００６７】図１４は他の組立体８８を示す斜視図であ
り、図１５はその正面図である。組立体８８は、上支持
軸６８、出力軸７２、入力軸６７および下支持軸７０を
一体で削り出したものである。入力軸６７の軸受７５を
下方から挿入するために、下支持軸７０は入力軸６７よ
りも直径が小さく、かつ図１５に示されるように入力軸
６７の右側と下支持軸７０の右端とを、角変位軸線Ｌ１
から同じ距離にそろえるか、または図１６に示されるさ
らに他の組立体８９のように下支持軸７０の右端を入力
軸６７の右端より内側になるように削ってある。このよ
うな組立体８８および８９では、全ての軸６８，７２，
６７，７０を一体で削り出しているため、高い精度と高
い剛性が確保される。

【００６８】図１７は本発明の実施の他の形態の機械的
な変位拡大手段９０を示す側面図であり、図１８はその
平面図である。なお変位拡大手段６１に対応する構成に
は同一の参照符を付し説明を省略する。図１７、図１８
の変位拡大手段９０は図１１および図１２の変位拡大手
段６１に類似するが、支持部６５が角変位軸線Ｌ１方向
中央部に設けられる。

【００６９】支持部６５の支持軸９１の上方に、角変位
軸線Ｌ１から偏心した軸線Ｌ２を有する入力部７７の入
力軸６７が固定され、支持軸９１の下方に角変位軸線Ｌ
１と同軸に出力部６６の出力軸７２が固定される。支持
部６５の軸受９２は内輪が支持軸９１に固定され、外輪
がハウジング６２に固定されて入力部７７および出力部
６６を角変位軸線Ｌ１まわりに角変位自在に軸支する。

【００７０】このような構成であっても支持部６５と入
力部７７および出力部６６とは角変位軸線Ｌ１方向に一
定距離隔てて設けられるので、軸受９２を設けるスペー
スが充分に確保され、入力部７７および出力部６６は軸
受９２によって安定して軸支されることになる。このよ
うに１つの軸受９２であっても入力部７７および出力部
６６を安定して角変位自在に軸支することができる。

【００７１】図１９は本発明の実施のさらに他の形態で
あるロータブレードのフラップ駆動装置１００を示すた
めにブレード２１の一部を切欠いて示す斜視図であり、
図２０は図１９の切断面線ＸＸ−ＸＸから見た断面図で
あり、図２１は図１９の切断面線ＸＸＩ−ＸＸＩから見
た断面図であり、図２２は変位拡大手段１１０近傍を示
す斜視図である。なお、図１〜図１８に示されるロータ
ブレードのフラップ駆動装置２０，６０に対応する構成
には同一の参照符を付す。また、アクチュエータに直接
取付けられる第１の変位拡大手段６１は、図１〜図８に
示されるような油圧利用式の変位拡大手段２７，５０で
あってもよく、また図９〜図１８に示される機械式の変
位拡大手段６１，９０であってもよい。

【００７２】図２０に図示されるようにフラップ２２の
前縁２２ａには突出した平板１０１が形成される。この
平板１０１は、フラップ２２全体の重量バランスをヒン
ジ軸２３付近かそれよりも前方に置くマスバランスの役
目、フラップ前縁２２ａでのブレード２１の上下面間の
好ましくない空気の流れを阻害する空気シールの役目、
およびフラップ２２が外部からの力で大きく角変位した
場合にブレード２１に当接して角変位を阻止するストッ
パの役目を果たしている。

【００７３】前述のロータブレードのフラップ駆動装置
２０または６０においては、それぞれの変位拡大手段２
７および６１から得られるフラップ駆動ロッド３０の変
位は、図２および図９に示されるように、フラップ２２
のヒンジ軸２３を中心として半径方向に突出する突出部
３１に伝えられてフラップ２２を角変位させる。

【００７４】これに対して本実施形態では、ヒンジ軸２
３に第２の変位拡大手段１１０を設けている。第２の変
位拡大手段１１０は、入力軸１１１と軸受１０４とロッ
ドエンド１０３とを有し、入力軸１１１は、図２１およ
び図２２に示すようにフラップ２２のヒンジ軸２３に一
体に固定される。この入力軸１１１は、ヒンジ軸２３よ
りも大径の大径軸であり、フラップの角変位軸線Ｌ５に
対して一定距離を隔てて偏心した軸線Ｌ６を有する。ロ
ッドエンド１０３は、入力軸１１１を、その軸線Ｌ６ま
わりに角変位自在に軸支する軸受１０４を有し、このロ
ッドエンド１０３を介してフラップ駆動ロッド３０が軸
線Ｌ５と軸線Ｌ６とを含む平面に対して、軸線Ｌ６に垂
直に交わるように連結される。

【００７５】また、軸２３のたわみによる変位の減少を
防止するために、一端部がブレード２１内に固定され、
他端部が入力軸１１１に近接した位置のヒンジ軸２３を
軸受１０６を介して回転自在に軸支する支持部材１０５
が設けられる。この支持部材１０５は入力軸１１１の両
側に設けるか、または、片側のみに設けてもよい。

【００７６】このような構成により、図２に示されるよ
うに、突出部３１にロッドエンド３０を取付ける構成に
比べてヒンジ軸２３の軸線Ｌ５と入力軸１１１の軸線Ｌ
６との距離を小さくできる。軸線Ｌ５と軸線Ｌ６との距
離が入力アーム長さとなり、この入力アーム長さをきわ
めて小さくすることができるので、これによって軸線Ｌ
５と軸線Ｌ６との距離に対して、軸線Ｌ６からフラップ
２２の後縁までの距離が大きくなり、第２の変位拡大手
段１１０の拡大率を大きくすることができる。

【００７７】また、ロッドエンド１０３はフラップ２２
内部に納められるため、ブレードの外部に突出する部分
がなくなり、空気力によるフラップ駆動ロッドへの影響
やブレード２１の性能低下が発生しない。

【００７８】またアクチュエータ２６はスタック型ピエ
ゾアクチュエータに限らず、超磁歪アクチュエータであ
ってもよく、その他のアクチュエータであってもよい。

【００７９】超磁歪アクチュエータは、電磁コイルに電
流を流すことで発生する磁界の変化によって変位するア
クチュエータであり、このような超磁歪アクチュエータ
であっても、作動時に変位方向に圧縮してプリロードを
与える必要があるが、超磁歪アクチュエータの変位方向
をブレードのスパン方向に沿って配置し、ロータブレー
ドの先端側であるアクチュエータの一端部をブレードに
固定し、アクチュエータの他端部の変位を拘束しないよ
うに取付けることによって、ロータブレードの回転によ
る遠心力によって超磁歪アクチュエータにプリロードが
与えられることになる。これによって、プリロードを与
えるために別途にばねなどを用いる必要がなくなる。

【００８０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、入力部の
入力側圧面と出力部の出力側圧面との受圧面積の比によ
ってアクチュエータからの入力変位が拡大されて出力さ
れる。入力部および出力部は伸縮自在に封止する伸縮部
材によって変位自在に支持されるので、従来のピストン
とＯリングを使用した出力部に比べ、摩擦による応答速
度の低下や摩耗による作動流体の漏れを防止して、安定
して出力部を変位自在に支持することができる。

【００８１】また本発明によれば、出力ハウジングはフ
ラップ近傍に配置されるので、出力部の変位を効果的に
フラップに伝達することができる。

【００８２】また本発明によれば、変位拡大手段は入力
ハウジングと出力ハウジングとが分離して形成されるの
ではなく、一体に形成されて一体構造となるので、小形
で軽量に製造することができるとともに、作動流体が漏
れるといったことを防止することができる。

【００８３】また本発明によれば、入力部が複数個配置
されるので、大きな入力側圧面を有する１つの入力部を
設ける構成に比べて、アクチュエータからの変位を効果
的に作動流体に作用させることができる。

【００８４】また本発明によれば、変位拡大手段はアク
チュエータからの変位量を、入力アーム長さと出力アー
ム長さの比で拡大してフラップを変位駆動させる出力部
と、アクチュエータからの変位が入力される入力部とこ
の入力部および出力部を、角変位軸線まわりに軸支する
支持部とで構成される。出力部および入力部と支持部と
は角変位軸線方向に一定距離隔てて連結されるので、入
力アーム長さが小さい場合であっても支持部を設けるス
ペースが確保され、高精度、高剛性で安定して入力部を
軸支することができる。

【００８５】また本発明によれば、入力軸、出力軸およ
び支持軸が一体に削り出して形成されるので、変位拡大
手段の耐久性が向上する。

【００８６】また本発明によれば、第１の変位拡大手段
に加えて第２の変位拡大手段が設けられるので、アクチ
ュエータの変位がさらに拡大されてフラップを大きく角
変位駆動することができる。

【００８７】また本発明によれば、第２の変位拡大手段
はフラップの角変位軸線に近接した偏心軸線を有する入
力軸を有するので、第２の変位拡大手段は拡大率を大き
くでき、さらにブレード外部に部材が突出することが防
がれ、これによって抵抗の増加および空力特性の低下な
どを防ぐことができる。

【００８８】また本発明によれば、アクチュエータが複
数設けられることにより、大きな駆動力を発生すること
ができる。

【００８９】また本発明によれば、スタック型ピエゾア
クチュエータなどから成るアクチュエータはブレードの
スパン方向に沿って配置され、ブレードの先端側の一端
部がブレードに固定されるので、ロータブレードの回転
時に遠心力によってアクチュエータにプリロードが与え
られる。したがって、別途にばねなどを設ける必要がな
くなり、構成が簡略化される。

【００９０】また本発明によれば、アクチュエータは超
磁歪アクチュエータから成り、このアクチュエータには
遠心力によってプリロードを与えられるので、別途にば
ねなどを設ける必要がなくなり、構成が簡略化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態であるロータブレードの
フラップ駆動装置２０を示す斜視図である。

【図２】図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図であ
る。

【図３】変位拡大手段２７を示す斜視図である。

【図４】カバー３３を外した入力装置２８を示す斜視図
である。

【図５】図４の切断面線Ｖ−Ｖから見た断面図である。

【図６】出力装置２９を示す断面図である。

【図７】方形ベローズ４６を備える入力装置２８を示す
斜視図である。

【図８】変位拡大手段５０を示す断面図である。

【図９】本発明の実施の他の形態であるロータブレード
のフラップ駆動装置６０を示す断面図である。

【図１０】変位拡大手段６１を示す斜視図である。

【図１１】ハウジング６２を取外した変位拡大手段６１
を示す斜視図である。

【図１２】変位拡大手段６１の側面図である。

【図１３】組立体８７の軸部分の分解斜視図である。

【図１４】組立体８８を示す斜視図である。

【図１５】組立体８８の正面図である。

【図１６】組立体８９の正面図である。

【図１７】変位拡大手段９０を示す側面図である。

【図１８】変位拡大手段９０を示す平面図である。

【図１９】本発明の実施の他の形態であるロータブレー
ドのフラップ駆動装置１００を示す斜視図である。

【図２０】図１９の切断面線ＸＸ−ＸＸから見た断面図
である。

【図２１】図１９の切断面線ＸＸＩ−ＸＸＩから見た断
面図である。

【図２２】変位拡大手段１１０近傍を示す斜視図であ
る。

【図２３】従来のロータブレードのフラップ駆動装置１
を示す平面図である。

【図２４】従来のロータブレードのフラップ駆動装置１
の側面図である。

【符号の説明】

２０，６０，１００ ロータブレードのフラップ駆動装
置 ２１ ブレード ２２ フラップ ２３ ヒンジ軸 ２６ アクチュエータ ２７，５０，６１，９０，１１０ 変位拡大手段 ３７，４３ ベローズ ４６ 方形ベローズ ２８，７７ 入力部 ２９，６６ 出力部 ６５ 支持部 Ｓ１ 入力側圧面の受圧面積 Ｓ２ 出力側圧面の受圧面積 Ａ１ 入力アーム長さ Ａ２ 出力アーム長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 光政 岐阜県各務原市川崎町２番地 株式会社コ ミュータヘリコプタ先進技術研究所内 (72)発明者 板東 舜一 岐阜県各務原市川崎町２番地 株式会社コ ミュータヘリコプタ先進技術研究所内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレードの後縁に角変位自在に取付けら
   れるフラップと、 フラップの駆動力を発生するアクチュエータと、 アクチュエータとフラップとの間に介在し、アクチュエ
   ータの変位量を拡大する変位拡大手段を備えるロータブ
   レードのフラップ駆動装置において、 前記変位拡大手段は、 作動流体が充填される容器と、 作動流体に臨む入力側圧面を有し、アクチュエータから
   の変位が伝達される入力部と、 入力部を変位自在に支持し、入力部と容器との間を伸縮
   自在に封止する伸縮部材と、 前記作動流体に臨み、前記入力側圧面よりも小さい受圧
   面積を有する出力側圧面を有し、フラップに連結される
   出力部と、 出力部を変位自在に支持し、出力部と容器との間を伸縮
   自在に封止する伸縮部材とを含むことを特徴とするロー
   タブレードのフラップ駆動装置。
2. 【請求項２】 作動流体が充填される前記容器は、 アクチュエータからの変位が伝達される入力部を有する
   入力ハウジングと、 出力部を有し、フラップ近傍に配置される出力ハウジン
   グと、 入力ハウジングおよび出力ハウジングに液密に連結され
   る管路とを含むことを特徴とする請求項１記載のロータ
   ブレードのフラップ駆動装置。
3. 【請求項３】 前記変位拡大手段は、入力部と出力部と
   が近接して配置されて一体構造となることを特徴とする
   請求項１記載のロータブレードのフラップ駆動装置。
4. 【請求項４】 入力側圧面を有する入力部が、ロータブ
   レードの翼弦方向に並列に複数個配置されることを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載のロータブレード
   のフラップ駆動装置。
5. 【請求項５】 ブレードの後縁に角変位自在に取付けら
   れるフラップと、 フラップの駆動力を発生するアクチュエータと、 アクチュエータとフラップとの間に介在し、アクチュエ
   ータの変位量を拡大する変位拡大手段を備えるロータブ
   レードのフラップ駆動装置において、 前記変位拡大手段は、 予め定める角変位軸線を中心に、所定の入力アーム長さ
   だけ偏心した軸線を有し、その偏心軸線に垂直に交わる
   ようにアクチュエータが連結される入力部と、前記角変
   位軸線を中心に前記入力アーム長さよりも長い出力アー
   ム長さでフラップが連結される出力部と、 入力部および出力部に対して角変位軸線方向に一定距離
   隔てて連結され、入力部と出力部とが前記角変位軸線ま
   わりに一体に角変位するように軸支する支持部とを含む
   ことを特徴とするロータブレードのフラップ駆動装置。
6. 【請求項６】 前記変位拡大手段は、前記角変位軸線を
   共通に有する入力部の入力軸、出力部の出力軸および支
   持部の支持軸が、一体に削り出して形成されることを特
   徴とする請求項５記載のロータブレードのフラップ駆動
   装置。
7. 【請求項７】 前記変位拡大手段の出力部とフラップの
   角変位軸との間には、前記出力部に取付けられる出力ロ
   ッドと、 フラップの角変位軸に固定され、フラップの角変位軸線
   に対して所定の入力アーム長さで偏心した軸線を有し、
   前記出力ロッドが前記偏心軸線に垂直に交わるように連
   結される第２の変位拡大手段とが設けられることを特徴
   とする請求項１〜６のいずれかに記載のロータブレード
   のフラップ駆動装置。
8. 【請求項８】 前記第２の変位拡大手段は、 フラップの角変位軸に一体に固定され、フラップの角変
   位軸線に近接した偏心軸線を有する入力軸と、 入力軸を、その軸線まわりに角変位自在に軸支し、前記
   出力ロッドが連結されるロッドエンドと、 前記ロッドエンドに近接した位置で、フラップの角変位
   軸を軸支する軸受を有する支持部材とを含むことを特徴
   とする請求項７記載のロータブレードのフラップ駆動装
   置。
9. 【請求項９】 前記アクチュエータは、ロータブレード
   の翼弦方向に並列に複数個配置されることを特徴とする
   請求項１〜８のいずれかに記載のロータブレードのフラ
   ップ駆動装置。
10. 【請求項１０】 前記アクチュエータは、印加される電
    圧に応じて変位するピエゾ素子が複数枚積層されたスタ
    ック型ピエゾアクチュエータから成り、変位方向がブレ
    ードのスパン方向に沿うように配置され、ブレードの先
    端側のアクチュエータの一端部がブレードに固定される
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のロー
    タブレードのフラップ駆動装置。
11. 【請求項１１】 前記アクチュエータは、電磁コイルに
    電流を流すことで発生する磁界の変化によって変位する
    超磁歪アクチュエータから成り、変位方向がブレードの
    スパン方向に沿うように配置され、ブレードの先端側の
    アクチュエータの一端部がブレードに固定されることを
    特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のロータブレ
    ードのフラップ駆動装置。