JPS58146744A - 振動吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、航空機の振動の吸収、ことに作動の振動数範
囲を広げる非線形装置に関する。

成る系統又は物体の振動を減らすのに振動吸収装置が有
効に使われている。成る物体を振動数ω□で振動させる
と、ω１”ｍ−の同じ振動数に同調させたＷ２は防害力
に等しい対抗力を導入して物体の振動運動を全く抑制す
る。このような吸収装置は広く使われ一般にＦＲＡＨＭ
吸収装置としてよく知られている。

このような装置では質量体を振動体にばねによりつり下
げ又は連結する。このばね−質蓋体装置は、これ自体の
共振振動数を持ち、これを取付けた物体の振動と同じ振
動数に同調すると、この物体の振動を抑制する。

このような装置は、多くの振動モードに耐えなければな
らないヘリコプタの構造及び操縦にとくに関連がある。

たとえばロータ励振に応答して第１の横方向自由モード
における航空機胴体の横振動の抑制に関連がある。ヘリ
コプタは、たとえば３４８ＲＰＭのほぼ一定の正常な操
縦速度でロータ装置を作動するようにしである。５．８
Ｈｇのこの振動数は振動数スケールで胴体の自由振動数
から移すのがよい。このようにして航空機に取付けたＦ
ｉ（ＡＨＭ吸収装置はロータ装置の作動の振動数の多重
倍振動の振動全通常吸収しなければならない。

しかしロータ装置は必ずしも精密に同じ振動数では作動
しない。従って実質的な振動数範囲にわたって望ましく
ない振動を吸収することが望ましい。

本発明によれば、振動体に取付けられこの振動体の撮動
方向に直交する軸線のまわりに揺動するように枢着した
振子から成る吸収装置が得られる。

第１の対の弾性部片は、振子の軸線のまわ９の揺動にｘ
ｉ　Ｌで対抗する予備荷重全卵えた関係に一振動体に取
付けられこの振動体の振動の振動数で共振する。第２の
対の弾性部片は所定の限度を越える振動値でだけ振子に
接触するように取トｔけられ、振動体及び吸収装置ｔを
結合撮動数で動かすことにより振動体の運動の増幅を防
き変動する撮動数又は励振と自由振動数との間の共振を
避けるようにする。

以下本発明振動吸収装置の実施例を添付図面について詳
細に説明する。

第１図はヘリコプタの頭部部分１０を示す。頭部部分１
０を横切って竪方向隔壁１１が横方向に延びている。振
子１２は頭部部分１０の軸線に対して横方向に揺動する
ように取付けである。振子１２は軸線１３のまわりに揺
動するように取付けである。

ばね単位１４．１５は、振子１２の揺動に対して対向す
る予備荷重を受けた関係に取付けられ、一端部はこの航
空機のフレームの適当な固定の構造体に接触し他端部は
振子１２に接触する。

本発明によれば第２のばね１６．１７は、振子１２の揺
動がその大きさの所定の前もって設定した限度を越える
ときだけ振子１２に接触するように取付けてめる。

後述のように第２のばね１６．１７の利用により本吸収
装置の撮動吸収特性ヲ嵩めるのに役立つ。

第２図に示すように振子１２は、枢動軸線１３の−まわ
りに回動するようにフレーム２１に枢着した腕部片２０
を備えている。振子腕部片２０にはその下端部に重り部
分２２を固定しである。フレーム２１は、後板２３と左
右の下降みぞ形部片２４．２５とＦ部水平横部片２６と
から成っている０みぞ形部片２５（第６図）は、パッド
３６を取付けたウェブ部分２５ａとウェブ部分２５ａに
直角全快むフランジ２５ｂ、２５Ｃとから成っている。

カバー板２７は各みそ形部片２４．２５’ｅ互に結合し
内部を開いたままに残し振子腕部片２０及びその取付け
た重り部分２２とを受入れるようにしである。

重±ノ部分２２は、水平の底面２２ａと軸線１３に対し
半径方向の傾斜側壁面２２ｂ、２２Ｃとを持つ。各側壁
面２２ｂ、２２Ｃは一般にそれぞれみそ形部片２４．２
５の壁に平行である０弾性つる巻ばね単位１４．１５は
、それぞれフレームみぞ形部片２４．２５の下端部に納
めら１し、各ばね単位１４．１５が各みそ形部片２４．
２５と共に重り部分２２の各面２２ｂ、２２Ｃに直交す
るように角度を挾んで傾いている。各はね単位１４．１
５は、フレームに対する重り部分２２の揺動運動に対抗
するように予備荷■を加えである。

本発明によれは各補助はね１６．１７は、それぞれフレ
ームみそ形部片２４．２５に取付けられ、振子１２の揺
動が所定の限度を越えると重り部分２２に接触するよう
に位置させである。

第２図及び第６図に示すように谷袖助ばね１６゜１７は
、円形のエラストマー質の巻枠の形を持ち取付はプラタ
ン）３３．３４の口に取付である。・プラタン）３３．
３４はそれぞれみそ形部片２４゜２５に固定しである。

各はね１６，１７の周辺は各プラタン）３３．３４の円
形の穴に固定され又は接層しである。スリーブ１６ａの
ような中心の金属質スリーブは各エラストマー質スリー
ブを貫いて延びている。ボルト１６ｂは、スリーブ１６
ａを貫いて延び両端部にナントヲはめ調節自在にしであ
る。ボルト１６ｂの頭部１６Ｃと重り部分２２の向き合
い面との間の間隔３５を選定することができる。

図示のような各ばね単位１４．１５はそれぞれ互に同軸
のばねから成っている。とくにばね単位１５は、互に同
軸に取付けられ共に一端部はフレームウェブ部分２Ｓａ
＊他端部は重り部分２２の向き合い而２２ｂに接触する
外側つる巻ばね１５ａ及び内側］つる巻ばね１５ｂから
成っているＯばね学位１４及びばね１６のはね率は本吸
収装置の自由共振振動数２選定するように選定すること
ができる。

第６図は、第２図の６−６線に沿う断面図であり、フラ
ンジ２５Ｃにポル）２７ａにより締付けたカバー板２７
を持つみそ形部片２５を示す０補助はね１７を取付ける
作用をする長方形の取付はプラケット３４は、これを責
いて延びる中央ボルトと共に示しである。この中央ボル
トはその頭部全内方に向は重り部分２２（第２図）の傾
斜２２Ｃに接触するようにしである。

パッド３６はフレームみぞ形部片２５の下端部に取付け
られ外側環状面を設けてはね単位１５の外側ばね１５ａ
の端部を受けるようにしである。

組合った小さい万の内側はねはパッド３６の中央壁に受
ける。ばね単位１４は同様に取付けてりる７本発明によ
れは第２図及び第６図の吸収装置は適当な手段により隔
壁１１（第１図）のような構造体に取付けられ第４図な
いし第６図の線図に反映するような効果を生ずる。

第４図は振動数領域で胴体の振動の第１の横振動モード
における共振を示す。胴体及び協働する部品は通常曲線
４１のピーク４０により表わす第１の横振動数が問題の
振動数から下方にずれるように構成する。この例ではＦ
はロータ作動速度の２倍である。振動吸収装置がないと
、重力により測った出力加速雇は垂直線Ｆと曲線４１の
高い振動数のすそ部分との交点にある。加速度の大きさ
は比較的高いレベルの点４２から点４３のような低レベ
ルの点に減らすことが望ましい。このことは振動数下の
主共振を持つ本発明吸収装置を利用することによりでき
る。

第５図は拡張した尺度による第４図の範囲ＰＱ。

の拡大図を示す。吸収装置の設置により共振曲線４１を
第５図の点Ａ、Ｃ間で主として修正し深い谷４４を点Ａ
、Ｂ間の振動数ｒで生じさせこれに次で振動数Ｆより高
い振動数で高いピーク４Ｓすなわち点Ｈを生じさせ次で
振動数Ｆ以上の点Ｃで曲１４１に漸次にもどる。

本発明によれば補助ばね１６．１７を使い深い谷４４を
保持できるが、これと同時に高いピーク４５の振動数を
増加側に点４５ａで表わした点に移す。このようにして
本吸収装置の振動数応答は非直線形になりロータ速度が
振動数Ｆを越えると高いピーク４５によシ表わしたよう
な望ましくない応答が生じない。その理由は、高い一ピ
ーク４５はロータ装置の作動時に予期されるロータ速度
振動の正常な範囲を越えて増加側に移るからである。

第６図には前記したような本吸収装置の性能をさらに例
示しである０曲線４１は吸収装置を設けてない場合に第
１図ないし第６図に示したような系の応答を表わす。曲
＃ｊ１５１は第１図に示したような大体の配向で吸収装
置を取付は加速度の測定を操縦者のかかとの位置で行う
ヘリコプタで測った実際の応答を表わす。この効果とし
て作動範囲を実質的に広げることができた。第６図に示
すように所望の成績を実質的に越えている。

本発明をヘリコプタの第１の横振動モードを吸収装置に
より制御する場合を述べた。本発明による非線形吸収装
置は航空機又はその他の構造の他の撮動体に取付は他の
モードの振動を吸収し利用できる作動範囲を延ばすよう
Ｋしてもよいのはもちろんである。

本発明の代表的実施例では振子は中心軸線１３から振子
の質量中心まで約６．２５　ｉｎの長さを持つ。振子の
全質量は約２５　ｔｈであった。各ばね単位１４．１５
はそれぞれ約１２０　ｔｈ／ｉｎ　（７）ばね率を持つ
外側つ゛る巻はね全備えている。各外側ばね内には約３
５ｔｂ／ｉｎのばね率を持つ内側つる巻ばねを組込んで
ある。緩衝ばね１６．１７は約３００　ｔｂ／ｉｎのば
ね率を持つ。第２図の間隔３５は振動数Ｆより高い第５
図の応答曲線の離れ値を制御して実際上釜４４は乱さな
いでピーク応答４５をなくすように調節自在にした。

以上本発明をその実施例について詳細に説明したが本発
明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行う
ことができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図はヘリコプタ胴体の横振動を吸収する本発明振動
吸収装置の１実施例を取付けたヘリコプタ頭部全一部を
切欠いて示す斜視図、第２図は第１図の振動吸収装置の
拡大正面図、第６図は第２図の６−６巌に沿う拡大正面
図である。第４図はヘリコプタローラ速度の関数として
の胴体加速度の線図、第５図は本発明吸収装置を利用し
て得られる機能を示す線図、第６図は本吸収装置の使用
の結果を示す線図である。 １２・・振子、１３・・軸線、１４．１５・・・ばね単
位、１６．１７・・ばね、２１・−・フレーム２３６ 図面の８８（内１！１；孝夏なし） 第１頁の続き ０発　明　者　マイクル・リー・グライムズアメリカ合
衆国チクサス州７６１１ ２タラント・カランティ・フォ ート・ウアース・ボラード２６ｏ４ 番 手　　続　　補　　＋１（書　（方式）％式％ １４事件の表示　　　　昭和５７年特許願第１６８７０
１号３　補市をする者　事件との関係　　　特許出願人
チクストロン、インツーバレイティド ４　代　理　人　　東京都港区赤坂１丁目１番１４号・
溜池東急ビル６　匍正により増加する発明の数

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）物体にその振動の方向に直交する軸線のまわシに
   揺動するように取付けた振子と、前記物体に前記の軸線
   のまわりの振子の揺動に対して対抗する予備荷重を加え
   た関係でこの振子に接触するように取付けられ前記の振
   動の振動数で共振する１対の弾性部片と、前記物体に取
   付けられ所定の限一度を越える値を持つ揺動時だけ前記
   振子に接触するようにした１対の弾性部片とを包含する
   振動吸収装置。
2. （２）　　フレームに成る軸線のまわりに揺動するよう
   に取付けられこの軸線の反対側の振子端部で前記軸線に
   対し半径方向に先広がりの表面を持つ振子と、前記フレ
   ームに前記の軸線のまわ９の振子の揺動に対して対抗す
   る予備荷重を加えた関係で前記各表面に接触するように
   取付けられ前記振子の共振振動数を固定するようにした
   １対のばねと、前記フレームに取付けられ所定の限度を
   越える振子揺動時だけこの揺動に対抗して前記振子に接
   触し前記フレームの加速度を前記共振振動数以上の振動
   数で低減するようにした１対の弾性部片とを包含する振
   動吸収装置０
3. （３）そ扛ぞれウェブ部分及び前後の７う／ジ金持つ１
   対のみぞ形部片と、これ等のみそ形部片の後部７ランジ
   に連結され前記各みそ形部片を互に対向して向き合う先
   広がりの関係に支える後板と、前記各みそ形部片の先広
   がりの領域内に位置する軸線のまわりに揺動するように
   取付けられ前記各みそ形部片のウェブ部分に向き合う先
   広がりの表面を持つ振子と、前記各みそ形部片に取付け
   られ前記の振子の各表面に対抗する予備荷重を加えた関
   係で接触するばね部片と、前記各みそ形部片肉に前記振
   子の各側部に１個ずつ取付けられこの振子の前記各表面
   に向き合い前記振子にその振動が所定の限度を越えると
   接触するようにした１対の弾性体と、前記各みそ形部片
   の前部７ランジに取付けたカバー板とを包含する振動吸
   収装置。
4. （４）　　下方に先広がりの関係に互に対向して向き合
   う１対のみそ形部片を持つ構造体と、この構造体に取付
   けられ前記みぞ形部片の内部に向く下方に先広がりの上
   面を持つ振子と、前記各みそ形部片肉に取付けられ前記
   振子の上面に対抗する予備荷重を加えた関係に接触する
   圧縮はねと、前記振子の前記表面に向き合い前記振子に
   その揺動が所定の限度ヲ越えると接触するようにした１
   対の弾性体と、吸収装置本体を前記振子の揺動軸線が吸
   収しようとする振動の方向に直交するように取付ける取
   付は部片とを包含する振動吸収装置。
5. （５）１対のみそ形部片と、これ等のみそ形部片を互に
   対向して向き合い下方に先広がりの関係に支える後板と
   、この後板に取付けられ対抗する予備荷重を加えた関係
   に下方に先広がりの振子上面を持つ振子と、この振子の
   互に対向する側に取付けられ前記へ振子の各表面に向き
   汗いこの振子にその揺動が所定の限度を越えると接触す
   るようにした１対の弾性体と、前記各みそ形部片の前面
   に取付けたカバー板と、吸収装置本体を振動体に前記振
   子の揺動軸線が吸収しようとする振動の方向に直交する
   ように取付ける取付は部片とを包含する振動吸収装置。