JPS59153698A - 湾曲テンション・トーションベルトを有するロータ装置 - 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、ヘリコプタ−用のロータ装置に向けられた
ものである。特に、本発明は、エラストメリックフラッ
プ及び前進／遅延軸受、並びに曲がった連続ループの対
合成張力／ねじれビームを有するロータ装置に向けられ
たものである。ロータ装置は、ピンチ軸受がなくされた
点で、また特徴がある。

ヘリコプタ−の如き回転ブレード飛行体におけるブレー
ド取付は兼支持装置は、従来においては極めて複雑な機
構であった。例えば、充分に関節結合したロータブレー
ドにおいては、ブレードは作動中数個の異なってはいる
が関連する径路を動くことが要求され、別個の軸受組立
体は各運動に対して要求された。ブレードは、ロータブ
レードに対する水平軸線のまわりを円錐形または傾斜す
るように上下動する。ブレードは、ブレードピンチが変
えられるとき、自分自身の長手方向軸線を中心としてね
じれる、すなわち回転する。さらに、ブレードの回転に
よって生じる上下動及び空気牽引はブレードの前進また
は遅延運動を生じさせ、そのような運動において、ブレ
ードはブレードアタッチメントにおける垂直軸線を中心
として水平面内においてわずかに動く。

先行技術のブレード取付けおよびアタッチメントの構成
において、多数の潤滑式軸受は、それがなさなければな
らない種々の動きを通してブレードの運動を与えるよう
に要求された。前進／遅延軸受、フラップ軸受、ピンチ
軸受、及び固定端のねじれ／張力ストランプがブレード
をロータに取付けるために従来用いられてきた。潤滑を
要するこれら軸受の各々は潤滑油タンク及びそれに関連
する流れラインを有する。ヘリコプタ−が作動すると、
これらの軸受は摩滅し、シールが漏洩し、オイルタンク
は補充される必要があり、ラインが詰まり、他の問題が
生じる。そのような装置の保守は時間の浪費であり、や
っかいな雑用であり、これらのことは安定操作のために
は比較的ひんばんになされなければならないことである
。

多くの先行技術のロータ装置においては、前述の潤滑式
ローラまたはポールベアリングを収容するのに重いスチ
ール及びアシレミニューム鋳造物が用いられた。ロータ
ハブ装置の全寸法は、これらの軸受及び潤滑油タンクの
寸法的要求によって影響を受け、ハブの断面積及び寄生
牽引力を追加する。寄生牽引力が増えれば増えるほど、
それを克服するための力が必要であり且つ飛行体を動か
すのに有効な力は少なくなる。

先行技術の装置における張力／ねじれ部材は、スチール
の積層から作られ、それはねじれ曲がりを可能にする一
方、遠心力をブレードアタッチメントハウジングからロ
ータハブに運ぶものである。

再び、この構造は、所望の如き大きさのブレードピンチ
運動を可能にするためには重量、寸法及び索引力を追加
しなければならなかった。張力／ねじれ部材の連結点は
高応力を受け、周期的な検査を要する。

したがって、先行技術のロータハブ及びブレード取付組
立体は複雑であり、重く、ひんばんな保守及び点検を要
し、大きな寄生牽引力を有する。

本発明の目的は、ヘリコプタ−に対して低い牽引力のロ
ータハブを提供することにある。

本発明の他の目的は、潤滑油を必要としない軸受を有す
るロータハブを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、対合成ビームがロータ遠心
力を支持するように用いるロータハブ組立体を提供する
ことにある。

さらに他の目的は、ピッチ変更軸受をなくすことにある
。

本発明のさらに他の目的は、エラストメリックフラップ
ヒンジ軸受及びエラストメリック前進−遅延軸受を用い
るロータハブ装置を提供することにある。

後述する好ましい実施例の記載において詳述するように
、杢ａ３の対ビームロータ装置は、ロー夕の遠心力を支
持する複合的に曲がった、連続的ループの合成対張カ／
ねじれビームを含む。対の張力／ねじれビームの内端は
垂直面内で曲がり且つフラップヒンジのまわりを通って
おり、そのフラップヒンジは、軸線がほぼ水平であるヒ
ンジピンを含んでいる。対ビームはロータから半径方向
外方に延び、垂直ヒンジピンを中心として水平面内で曲
がっており、垂直ヒンジピンが前進・遅延ブレード及び
折りた気み軸線を形成している。

この対ビームロータ装置は先行技術の金属ハブ配列によ
って与えられる所要の関節結合を再生する。複合的に曲
がった連続ループの合成対の張力／ねじれビームがビー
ム材料の可撓性によってブレードのピッチ運動を可能に
し且つピンチ軸受の必要性をなくした。これらのピッチ
軸受及び関連するハウジングをなくすことはハブの寸法
及び寄生牽引力を減少する。

フランブ軸受、前進／遅延、折りたたみ及びピッチアー
ム軸受は潤滑を必要としない乾式軸受である。軸受構造
のこの置換は、ハウジングの寸法及び索引力を減少し、
保守の要件を減少し、それによって作動時間を増加させ
る。

本発明の対ビームロータ装置は、先行技術の構造と比較
して、５０％ハブ輪郭及び寄生牽引力を減少する。さら
に、積層軸受及びピッチ軸受をなくしたことは、油漏れ
及びシール破損の如き保守の問題をなくすことによって
信頼性を増大させる。

合成対ビームは積層スチール遠心力パンクを置き換え、
それによって耐久性及び依存性を加える一方、重量の全
体的な減少に貢献し且つ保守性を高める。最後に、本発
明の対ビームロータ装置の設計の容易性は、複雑さを減
少すると共に、部品の総数も大いに減少させる。

添付図面を参照して、本発明を説明する。最初に第１図
を参照するに、３プレ一ト式ヘリコプターに適用される
本発明の一対のビームロータ装置ＩＯの好ましい実施例
が示されている。

第１図に示す如く、３つのブレード１２は、ハブ１４が
適当な駆動シャフト１６によって駆動されるとき中央ロ
ータハブ１４と共に回転するように、そのハブに固定さ
れており、駆動シャフトはヘリコプタ−のエンジンによ
って回転させられる。各ブレードには、本発明によると
、ロータハブ１４によって支持した水平フラップヒンジ
１８及び対ビーム張力／ねじれ部材２０によって、ロー
タハブ１４に固定されている。各ブレードは、また周知
の如き、適当な折りたたみアクチュエータ兼前進／遅延
吸収体２２を有している。作動においてブレード１２は
シャフト１６によって回転させられ且つ周知の如く、異
なった方向に多数の運動を受ける。詳述する如く、対ビ
ームロータ装置は、先行技術のロータ装置では知ること
ができない牽引力、部品及び保守の減少を伴って各ブレ
ードの複合的で複雑な運動をその回転中に可能にする。

第２図及び第３図を参照すると、本発明にしたがった、
１つのブレードに対する対ビームロータ装置が詳細に示
されている。ロータハブ１４は駆動シャフト１６によっ
て支持され、従来の如くハブナツト２４によって駆動シ
ャフト、に固定されている。

ハブ１４は全体的に平らな′部材であり、且つ好ましい
実施例においては、３組の隔置した取付は突出部を備え
ている。これらの３組の取付は突出部２６は同一であり
、ハブ１４のまわりに等間隔に離れている。各突出部２
６は、３つの隔置した外方に延びる突出部２８．３０及
び３２を有し、すき間３４及び３６が隔置した突出部２
８．３０及び３０．３２の間の空間に、それぞれ設けら
れている。これら３つの突出部２８．３０及び３２には
協働する孔が形成されており、孔はエラストメリックフ
ラップ軸受４０によって囲まれたフラップヒンジピン３
８を受は入れる。フラップヒンジピン３８は突出部２８
．３０及び３２を貫通し、さらにすき間３４及び３６を
貫通するが、エラストメリックフラップ軸受４０は、突
出部内でフラップヒンジピン３８の部分を囲むように、
突出部２８．３０及び３２だけに支持されている。エラ
ストメリックフラップ軸受４０は周知の材料から成り、
潤滑を要しないゴム及び金属の多層から一般に作られる
。フラップヒンジピン３８は中空であるように示されて
おり、できるだけ軽量ではあるが必要な強度を有する適
当な強度を有する。

各組の取付は突出部２６と協働してフラップヒンジ１８
を形成する対ビーム支持取付具４２は第６図及び第７図
に最も明らかに示されている。支持取付具４２は、それ
ぞれすき間３４及び３６に受入れられる一対の内方に延
びる突出部４４及び４６を有している。

各突出部４４及び４６はその内側端に孔４８を有し、フ
ラップヒンジピン３８がその孔を貫通する。各突出部４
４及び４６番こおける孔４８は、フラップヒンジビン３
８を受入れるが、エラストメリソクフランプ軸受４０を
受入れることができないような寸法である。

第４図に明らかに示すように、各組２６の中央突出部２
６は凸状外端表面５０を有し、この表面は内方に延びる
突出部４４及び４６の間の取付具４２の凹状内側表面５
２と協働する。これらの２つの表面は協働して接合面を
形成し、接合面に対してブレード１２は作動中上下方向
に枢動する。フラップヒンジビン３８の水平軸線はフラ
ップ運動の回転中心である。

遠心力作動式傾斜ストンプピン５４が、第４図に明らか
に示す如く、取付具４２によって支持されている。ピン
５４は円筒状であり、突出部３０中の適当なボア５６に
受入れられる。ボア５６は凹状表面に開いている。ヘリ
コプタ−が静止しているとき、ピン５４はブレード１２
をほぼ水平に保つ。ハブ１４及びブレード１２が回転し
ているような作動中は、遠心力によって、ピン５４は、
カバープレート６０によって保持されているコイルばね
５８に抗して、半径方向外方に、ピン５４がボア５６か
ら出るような点まで動かされ、それによってブレード１
２はフラップヒンジビンの水平軸線のまわりを上下動で
きる。突出部３０の凸状表面５０の下部外側部分６２及
び支持スリーブ４２の凹状表面５２の下部内側部分６４
はほぼ平らであり、且つハブ１４に対するブレード１２
にインフライト（ｉｎ−ｆｌｉｇｈｔ　）　（’Ｊ？斜
ストストップえるように互いに離れている。

ブレード１２のピンチは第２図、第３図、第４図及び第
５図において示すピッチアーム６６によって制御される
。ピッチアーム６６は第１端６８を有し、この第１端は
周知の如く、ピッチリンク（図示せず）によって斜板（
図示せず）に連結されていて、ピンチアーム６６を第２
端７０のまわりを回転させ、この第２端は、第４図に示
す如く、対ビーム支持取付具４２の下部外部部分中の軸
受容器７４に嵌合している乾式軸受７２によって支持さ
れている。乾式軸受７２は、好ましい実施例においては
、テフロン含浸織物で被覆された金属スリーブである。

斜板によるピッチアーム６６の回転は、トルクチューブ
７６を介して、第２図に最も良く示すピンチ連結器７８
に伝達される。ピッチ連結器７８は、トルクチューブ７
６によって回転されるとき、ブレード１２のピンチを周
知の如く変化させる。

折りたたみアクチュエータ兼前進／遅延吸収体２２が設
けられており、第２図及び第３薗に最も良く示されてい
る。ヘリコプタ−の格納中に望まれるような、垂直軸線
を有する折りたたみピン８２を中心とするブレード１２
の折りたたみは、折りたたみアクチュエータ兼前進／遅
延吸収体２２の一部を構成する油圧シリンダー８４によ
って達成される。油圧シリンダー８４は、第１内側端８
６において、取付はプレート８８に枢着され、取付はプ
レートは４つの隔置したボルト９０によって支持取付具
４２の後側部にボルト止めされており、ボルト９０は、
第６図に示す如く、対ビーム支持取付具４２の後側部に
穿孔したねじれ付札９２中にねじ込まれて固定されてい
る。油圧シリンダー８４の外端９４はブレード折りたた
みリング９８のアクチュエークアームの一部分に固定さ
れており、このリングはブレード１２に連結されており
、それによってシリンダー８４の延長がブレード１２を
折りたたみピン８２を中心としてほぼ水平面内で枢動さ
せる。ヘリコプタ−が作動しているとき、油圧シリンダ
ー８４は、加速、減速及びブレードが回転するときのブ
レードにかかる空気摩擦力によって生じるブレード１２
のわずかな水平（面内）運動を処理する前進／遅延吸収
体として働（。

各ブレードが回転し、前述の如き種々のフラップ運動、
ピンチ運動及び前進／遅延運動を受けるので、適当な軸
受が、先行技術においては、これらの複合運動を処理す
るために要求された。前述の如く、本発明の対ビームロ
ータ装置は、第１図ないし第５図で示す如く、二重包装
（Ｈｒａｐ）合成ビームによってこれらの運動を与える
。二重包装合成対ビーム２０は、適当な結合剤（樹脂マ
トリックス）によって−緒に保持されるような単一方向
性ガラス繊維、クブラー（Ｋｅｖｌａｒ）または黒鉛の
如き可撓性材料から成る複合的に曲げられた連続ループ
ビームである。第２図及び第３図に最も良く示すように
、対ビーム２０は対ビーム支持取付具′４２の突出部４
４及び４６の薄壁円形部分１０２のまわりの内端１００
において二重包装されていて（２０ａ　。

２０ｂ）且つピンチ連結器７８の外端にある適当な円形
チャンネル１０６のまわりの外端１０４において二重包
装されている（２０ｃ　、２０ｄ　）。内端１００にお
いて、対合成ビーム２０の二重包装は、二重包装が対ビ
ーム支持取付具４２の内方に延びる突出部４４及び４６
の薄壁円形部分１０２のまわりを包装するように、すき
間３４及び３６を貫通する。対ビーム２０はフェアリン
グ（ｆａｉｒｉｎｇ　）　１１２　　（第５図）にある
チャンネル１１０及び突出部４４及び４６のチャンネル
１０８に沿って、包装された端の間で延びている。

したがって、例えばブレード１２が飛行中フラツグする
（上下動する）と、上下動は軸受４０を介してフラップ
ヒンジピン３８のまわりで実行される。

ブレード１２がピンチすると、対ビームはねじれる。

さらに、ブレードが垂直ピン８２のまわりを前進または
遅延すると、運動は吸収体２２を介して減衰され、支持
取付具４２を介して反作用を受ける。これらの種々のブ
レードの運動のすべてが通常同時に起こるので且つブレ
ードの一回転毎に変化するので、二重包装対合成ビーム
２０は連続的に運動している。しかしながら、対ビーム
２０に対して用いられる材料を適当に選択することによ
って、ブレード１２の回転中にビーム２０が受けるこれ
らの運動はビームに悪影響を及ぼさない。

水平フラップヒンジピン３８、エラストメ’Ｊ　７り軸
受４０、ピッチアーム６６及びその乾式軸受７２と組合
わさった二重包装対合成ビーム２０は、従来のローリン
グ部材及び潤滑油を用いることがないロータハブ装置を
与える。したがって、この構造体は、ロータハブ装置の
耐久性及び信頼性を改良する一方、重量及び寄生牽引力
の実質的な減少を与える。

なぜならば部品が先行技術のローラ軸受、油タンク及び
付随のハウジングよりもかなり軽量であると共に、ハウ
ジングがはるかに寸法が小さいからである。

本発明３対ビームロータ装置の好ましい実施例が前述さ
れたが、多数の変形、例えば特殊な軸受材料、二重包装
対合成ビームを形成するのに用いられる特殊な材料、ブ
レードの数、前進／遅延吸収体の特殊な構造、等は本発
明の範囲内でなされうるちのであり且つ本発明は特許請
求の範囲によってのみ制限されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の対ビームロータ装置の斜視図である
。 第２図は、本発明の対ビームロータ装置の平面図である
。 第３図は、第２図の線３−３に沿った、対ビー　。 ムロータ装置の側面図である。 第４図は、第２図の線４−４に沿った、対ビームロータ
装置のフラップヒンジ及びピンチチューブ軸受の側面図
である。 第５図は、第２図の線５−５に沿った、対ビームロータ
装置の断面図である。 第６図は、本発明の対しζム内端支持取付臭の側面図で
ある。 第７図は、第６図の支持取付具の平面図である。 （主な参照番号） ｉｏ、　、　、対ビームロータ装置、　１２．、、ブレ
ード、１４、、、ロータハブ、　　２０．、、対ビーム
、２２、、、折りたたみアクチュエータ兼前進／遅延吸
収体。 出願人　ザ　ボーイング　カンパニー 代理人　弁理士　新居正彦 ＲＧＧ ＦＩＧ７ 手続ネ１１７正で上　（自発） 昭和５８重４月２７日 ’ｌ！ｊ許庁長官庁長 官、事件の表示　　　昭和５８年特許願第０２４５０４
号２、発明の名称　　張力／ねし才を対ビーム１−１−
夕装置３、抽圧をする者 １１）件との関係　出願人 住所（所在）　アメリカ合衆国　ワンントン用、ンアト
ルイースト　−ンージナル　ウェイ、７７７２５氏名（
名称）　ザ　ボーイング　カンパニー代表者　　　　ジ
ャック　ディ、パファー国１１１・　　　　　　アメリ
カ合衆国４、代理人 住所　　　　１０２東京都千代田区麹町３−３委任状 ６、）＋ｌｉ正の内容　　　洋式した図面を提出する。 翫＼５　　。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１０−タブレードをヘリコプタ−に取り付けるため
   のロータ装置において、 各組が孔付の複数の隣接する突出部を有するような少な
   くとも２組の取付突出部を有するロータハブと、 孔を含む複数の隣接する突出部を有する、各組の取付突
   出部に対する支持取付具と、を含み、取付突出部及び支
   持取付具の突出部の各組は、それらの孔がヒンジフィン
   を受入れてフラップヒンジを形成するように整合されて
   いるように係合されており、 各々がそれぞれの支持取付具に１端において連続され且
   つロータハブ固定ピンを受入れて折りたたみヒンジを形
   成するための連結器を画定するような複数の細長いブレ
   ードピッチ変更手段と、及１端においてフラップヒンジ
   のまわりを二重包装され且つ折りたたみヒンジのまわり
   を二重包装された、複合的に曲がった、連続ループの対
   張力／ねじれビームと、 を含むこ゛とを特徴とするロータ装置。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の装置において、ｉ
   ）取付突出部の各組の１つの突出部はボア及びボアが開
   口している外側表面を有し、前記表面が全体的に凸状部
   分を有し、且つ ｉｉ　）各支持取付具は２つの隣接突出部の間に外側表
   面を含み、外側表面は全体的に凹状部分を有し、前記凸
   状部分と適合し、凸状部分及び凹状部分の両方は協働し
   て前記ヒンジフンの中実軸線を回転中心として有する接
   合面を形成する、 ことを特徴とする装置。 （３）特許請求の範囲第２項に記載の装置において、各
   支持取付具によって支持された遠心力作動式傾斜ストッ
   プピン及び前記ボア中に傾斜ストップピンを押圧する押
   圧手段、 をさらに有することを特徴とする装置。 （４）特許請求の範囲第２項に記載の装置において、ｉ
   ｉｉ　）前記１つの突出部の外側表面は全体的に凹状部
   分と結合していや全体的に平らな部分を含み、支持取付
   具の前記外側表面は全体的に凹状部分と結合している全
   体的に平らな部分を含み、両方の全体的に平らな部分は
   インフライト（飛行中の）傾斜ストップとに働く、 ことを特徴とする装置。 （５）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、ｉ
   ）各支持取付具は２つの隣接する突出部を有し、各突出
   部は孔のまわりに曲がった薄壁部分を有し、孔が張力／
   ねじれビームに係合して、フランブヒンジのまわりに張
   力／ねじれビームの二重包装状態を形成し、且つ ｉｉ）細長いブレードピンチ変更手段の各々の連結器は
   張力／ねじれビームに係合する２つの隔置した曲がった
   部分を含み、それによって、折りたたみヒンジのまわり
   に張力／ねじれビームの二重包装状態を形成する、 ことを特徴とする装置。 （６）特許請求の範囲第５項に記載の装置において、そ
   の包装端の間に張力／ねじれビームを受入れる、平行に
   延びる上部及び下部チャンネルを有するフェアリングを
   、 さらに含むことを特徴とする装置。 （７）特許請求の範囲第６項に記載の装置おいて、ｉｉ
   ｉ　）前記２つの隣接する突出部の各々は、曲がった薄
   壁部分から延び、且つフェアリング中の上部及び下部チ
   ャンネルに整合するように向けられた上部及び下部チャ
   ンネルを有する、 ことを特徴とする装置。 （８）特許請求の範囲第７項に記載の装置において、ｉ
   ｖ）前記２つの隣接する突出部の曲がった部分が前記連
   結器の曲かりた部分に対してほぼ対角線方向に向けられ
   ている、 ことを特徴とする装置。 （９）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、ｉ
   ）各支持取付具が容器を含み、且つ ｉｉ　）細長いブレードピンチ変更手段が前記容器中に
   配置した乾式軸受によって回転自在に支持したピッチア
   ームを含む、 ことを特徴とする装置。 Ｑ［ｌｌ特許請求の範囲第９項に記載の装置おいて、ｉ
   ｉｉ　＞細長いブレードピッチ変更手段がピッチアーム
   の運動を前記連結器に伝達するための、ピンチアーム及
   び前記連結器に連結したトルクチューブを更に含む、 ことを特゛徴とする装置。　゛ （１１）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、 ｉ）張力／ねじれビームが単一方向性ガラス繊維から織
   られる、 ことを特徴とする装置。 （１２、特許請求の範囲第１項に記載の装置において、 ｉ）ヒンジピンが取付突出部の各組の前記複数の隣接す
   る突出部の各突出部中のエラストメリック軸受によって
   囲まれている、 ことを特徴とする装置。 （１３）特許請求の範囲第１項に記載の装置において、 前記支持取付具及δ前記折りたたみヒンジに連結した折
   りたたみアクチュエータ兼前進／遅延吸収体をさらに有
   する、 ことを特徴とする装置。 （１４）特許請求の範囲第１３項に記載の装置において
   、 ｉ）折りたたみアクチュエータ兼前進／遅延吸収体は油
   圧ピストン・シリンダーを含む、ことを特徴とする装置
   。