JPS5963297A - ヘリコプタロ−タ用撓み梁 - 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、ヘリコプタロータのための複合撓み梁に係り
、更に詳細にはフランジが撓み梁の両端に於て当て部材
の周りに連続的に巻き付けられた状態にて設けられてお
り、これによりウェブと共働して撓み梁構造体の一体的
な一部であるケースに収容された端部ジヨイントを構成
している如き７ランジを有する複合撓み梁に係る。

現状のへり］ブタロータに於て関節運動を得る最近の方
法は、ロータシャフトに剛固に取付けられた複合撓み梁
上にロータブレードを装着するベアリングレス法である
。撓み梁とロータシャフトとの間及び撓み梁とロータブ
レードとの間にはジ」インドが設けられている。撓み梁
は捩り剛性ができるだけ小さくしかも所要の曲げ剛性が
得られるよう形成される。かかる撓み梁は次世代のロー
タシャフトに好ましいロータ支持構造であるものと考え
られている。一般に複合撓み梁のルート端部シミインド
はジヨイント領域に梁ラミネートを積層しそれらをボル
トにて締結することにより形成される。かかる型式のジ
」インドは大型のロータに於ては厚さの大ぎいラミネー
トが必要とされるので非効率的であり且製造困難なもの
であり、また抵抗が大きくなり、更にはプライ（ラミネ
ート）の端部の数が多いことに起因して剪断応力の問題
が惹起される。

米国特許第４．１１１．６０５号にはＣ字形のストラッ
プを有し外端部に於てロータブレードが貫通ボルトによ
り取付けられた構造のクロスビーム型のロータ構造体が
開示されている。米国特許第３，４３４，３７２号には
、端部当て部材を右しラミネートを積層された構造の連
結装置がロータブレードとハブとの間に組み込まれたヘ
リコプタのロータ装置が開示されている。更に米国特許
第４．１０４．００３号には、両端に二つのロータブレ
ードを担持する梁を組み込まれたヘリコプタのロータ装
置が開示されている。

本発明の一つの目的は、ヘリコプタのベアリングレスロ
ータのための複合撓み梁であって、比較的容易に製造可
能であり撓み梁に取付けられる部材のための効率的なジ
ヨイントを有する複合撓み梁を提供することである。

本発明の他の一つの目的は、ジヨイント領域に於ける厚
さが小さく、検査及び製造が困難なラミネートの積層を
短時間に行うことができるヘリコプタロータ用の複合撓
み梁を提供することである。

本発明の更に他の一つの目的は、プライが連続的に巻か
れ、これによりプライの端部が存在することに起因する
問題の発生が最小限に抑えられたヘリコプタロータ用の
複合撓み梁を提供することである。

本発明の更に他の一つの目的は、ボルトと複合撓み梁と
の間にて構造的に直接荷重が伝達されることを回避すべ
く、ケースに収容された当て部材により荷重の伝達が行
われるよう構成されたヘリコプタロータ用の複合撓み梁
を提供することであ５− る。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

添付の第１図にハブ１２に接続され且該ハブを駆動する
ヘリコプタのロータシャフト１０が図示されている。ハ
ブ１２には互に９０ｆＪｉ隔置された位置にて４対の撓
み梁が取付けられている。図示の実施例に於ては１対の
撓み梁が符号１４及び１６にて示されている。図には示
されていないが８対の撓み梁の外端部にはロータブレー
ドが取付けられている。各撓み梁は貫通ボルト２０によ
りハブ１２のカフ１８に取付けられている。

撓み梁の一つ、即ら撓み梁１６の詳細が第２図に示され
ている。各撓み梁は実質的にＣ字形断面を有し、ウェブ
２２と、上部フランジ２４と、下部７ランジ２６と、両
端にて上部フランジと下部７ランジとウェブとにより郭
定されるケース内に収容された当て部材３０及び３２と
より成っている。ウェブ２２は０４及び±４５″にて配
向されたプライより成る複合構造体であり、剪断荷重を
−〇− 担持するようになっている。撓み梁に作用する主要な荷
重を担持する上部７ランジ２４及び下部フランジ２６は
、それらの長手方向に対し小さい角度にて配向されたプ
ライにて構成されており、それらの両端部は符号２８に
て示されている如く互に連結されており、該連結部２８
は当て部材３０及び３２の一端を連続的に迂回して円弧
状を成している。当て部材３０は基本的には湾曲した一
端を有する直方体状のブロックであり、典型的には金属
にて形成されており、その上下表面及び湾曲した表面は
上部７ランジ２４、下部フランジ２６、及び湾曲部２８
により囲繞されており、その一方の側面に於てウェブ２
２に当接している。これと同様の態様にて撓み梁の他端
には当て部材３２が配置されている。これらのウェブ２
２及び２６、当て部材３０及び３２Ｇｊ；完全に一つの
構造体として機能するよう、一つの一体的な部材の如く
互に固定されている。撓み梁の両端部にはボルト２０の
如き取付は用のボルトを受（プる孔３４が設けられてい
る。

撓み梁の両端部にイの長手方向に対し小さい角度にて配
向されたプライは当て部材３０及び３２の周りを湾曲し
た端部の周りに連続的に巻き掛番プられた状態にあるの
で、撓み梁の連結端部の領域にはある程度の連続性及び
強度上の余裕が与えらている。またプライの端部が存在
しないので、プライの端部が存在することに起因して剪
断応力が発生することが排除されている。ウェブ２２の
各プライは、当て部材３０及び３２の湾曲した端部の形
状に一致するよう撓み梁の両端に於て当て部材の側面に
対応づる形状に形成されている。

撓み渠内により一層確実に当て部材が収容されるよう、
特に撓み梁がいづれかの方向に作用するより一層高い面
内荷重を担持し得るよう、第３図に於て符号３６にて示
されている如く、撓み梁製造プロレスの終了時に当て部
材及び撓み梁の周りに薄い環帯部材が被せられてもよい
。この場合に於ける当て部材は、環帯部材３６に対し滑
かな外形を呈するようドーム形に形成された当て部材３
８である。また場合によってはウェブ２２よりのプライ
を撓み＠１６の端部２８の周りに巻き付け、該プライを
上部フランジ及び下部７ランジのプライと相互に混合す
ることが行われてよく、かくして当て部材の周りにてプ
ライを一体化丈ることにより、撓み梁の荷重担持能力が
一層良好にされる。

以上に於ては本発明による撓み梁を実質的に断面Ｃ字形
の部材として構成された実施例について説明したが、■
字形断面を構成するよう二つの撓み梁がウェブとウェブ
とを当接して配置され一体的な構造体となるよう二つの
撓み梁のフランジのプライがある程度相互に混合されて
もよい。例えば撓みｖＩＡ１４及び１６は第１図に示さ
れた両者間の間隙がなくなるよう互に当接するよう移動
され、それらが一体内な部材を構成するよう二つの撓み
梁のプライが相互に混合されてよい。

本発明による撓み梁は、複合撓み梁とそれを固定するボ
ルトとの間に構造的に直接荷重の伝達が行われることな
く曲げモーメント、軸力、及び剪断荷重の伝達が行われ
るよう構成されている。撓み梁に作用する荷重は実質的
に圧縮荷重であり、９− このことは複合材料が圧縮強度に比較的優れているので
、上述の如き構成の一つの主要な利点である。一般に撓
み梁の連結部に於ては、主要な荷重の担持態様として剪
断が使用されており、このことは複合材料に於ては非効
率的な方法である。

ベアリングレスロータの複合撓み梁に作用する荷重は軸
力（遠心荷重）、面内曲げ荷重、面外曲げ荷重、剪断荷
重及び捩り荷、重である。撓み梁の０−タハプとの連結
端部に作用する軸力（遠心荷重）については、第４図に
示されている如く、撓み梁の荷重ＡＧユ符号Ｂにて示さ
れている如く当て部＄１３０の湾曲した端部により担持
され、当て部材に作用する荷重は符号Ｃにて示されてい
る如くボルト２０により担持され、ボルトに作用づ−る
荷重は符号りにて示されている如くへプ１２のカフ１８
により担持される。従って複合構造を成ず撓み梁とボル
トとの間には直接荷重の伝達が行われることがない。同
様にフラップモーメント、フラップ（上昇方向）剪断荷
重、及び翼弦方向く面内）荷重は撓み梁とボルトどの間
に直接荷重の伝達が１０− 行われることなく担持される。このことが第５図乃至第
７図に図示されている。

第５図及び第６図はそれぞれフラップ方向のモーメント
及びフラップ方向く上昇方向）の剪断荷重について複合
撓み梁に作用する荷重へが当て部材により荷重Ｂとして
担持され、該荷重Ｂがボルトにより荷重Ｃとして担持さ
れ、更に該荷重Ｃがカフにより荷重りとして担持される
ことにより荷重の伝達が行われることを示している。特
にフラップ方向の剪断荷重の場合には、荷重は実質的に
上部カフ１８へ伝達され、ある程度の剪断荷重が撓み梁
のウェブを経て伝達される。第７図は環帯部材が組み込
まれた一対の撓み梁１４及び１６に於ける翼弦方向の剪
断荷重の伝達態様を示している。剪断荷重が図示の如く
右方に作用すると、右側の撓み梁１６に作用する荷重Ａ
は荷重Ｂとして当て部材３０に直接伝達され、荷重Ｂは
荷重Ｃとしてボルト２０へ伝達され、荷重Ｃは荷重りと
してカフ１８により担持される。左側の撓み梁１４に於
ては、撓み梁よりの荷重Ａは荷重Ｅとして環帯部材４０
へ伝達され、荷重Ｅは荷重［として当て部材４２へ伝達
され、荷重Ｆは荷重Ｃとしてボルト２０へ伝達され、荷
重Ｃは荷１０としてカフ１８により最終的に担持される
。

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、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて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図は本発明による撓み梁が連結されたヘリコプタの
ロータハブを示す斜視図である。 第２図は本発明による撓み梁を一部破断して示す斜視図
である。 第３図は環帯部材が被せられた本発明にＪ：る撓み梁の
他の一つの実施例を示す断面図である。 第４図は軸力（遠心荷重）の荷重伝達態様を□示す前回
である。 第５図はフラップ方向のモーメント（面外荷重）の荷重
伝達態様を示す前回である。 第６図はフラップ方向の剪断荷重の荷重伝達態様を示ず
前回である。 第７図は環帯部材が被せられた撓み梁に於ける翼弦方向
剪断荷重く面内剪断荷重）の荷重伝達態様を示す前回で
ある。 １０・・・０−タシャフト、１２・・・ハブ、１４．１
６・・・撓み梁、１８・・・カフ、２０・・・貫通ボル
ト、２２・・・ウェブ、２４・・・上部フランジ、２６
・・・下部フランジ、２８・・・端部、３０．３２・・
・当て部材、３４・・・孔、３６・・・環帯部材、３８
・・・当て部材、４０・・・環帯部材、４２・・・当て
部材 特許出願人　　ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポ
レイション 代　　理　　人　　　弁　　理　　士　　　明　　石　
　昌　　毅１３− 図面の浄書（内容に変更なし） Ｆｔｅ、　３ （方　式）（自　発） １、事件の表示　昭和５８年特許願第１６０２０５号２
、発明の名称 ヘリコプタロータ用撓み梁 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　アメリカ合衆国コネチカット州、ハートフォ
ード、フィナンシャル・プラグ　１ 名　称　　ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポレイ
ション４、代理人

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヘリコプタロータ用の撓み梁にして、実質的にＣ
   字形断面を成しており、つ■ブと上部フランジと下部７
   ランジとを有し、前記撓み梁の少くとも一端に於ける前
   記上部７ランジ及び前記下部７ランジは湾曲部により互
   に接続されており、前記撓み梁は更に前記一端に於て前
   記ウェブ、前記上部７ランジ、前記下部フランジ、及び
   前記湾曲部内に収容された当て部材と、前記上部７ラン
   ジ、前記下部７ランジ、及び前記当て部材を貫通する少
   くとも一つの取付は孔とを有していることを特徴とする
   撓み梁。
2. （２）ヘリコプタのロータ装置に於て［１−タブレード
   をロータハブへ接続する撓み梁にして、複合材料にて構
   成され、複数の方向へ配向されたプライにて構成された
   ウェブと実質的に小さい角度にて配向されたプライにて
   構成された上部７ランジ及び下部フランジとを有し、前
   記・上部７ランジ及び前記下部７ランジの端部は前記小
   さい角度にて配向されたプライが連続的になるよう湾曲
   部により互に接続されており、前記撓み梁は更に前記撓
   み梁の少くとも一端に配置された当て部材と、前記上部
   ７ランジ、前記下部フランジ、及び前記当て部材を貫通
   する取付は孔とを有していることを特徴とする撓み梁。
3. （３）ロータハブとロータブレードを前記０−タハプヘ
   接続する接続手段とを有し、前記接続手段は複合梁と取
   付・プ手段とを含んでいる如きへり］ブタのロータ構造
   体にして、前記複合梁と前記取付は手段との間に直接荷
   重が伝達されることなく軸力、モーメント、及び剪断荷
   重が前記ロータハブへ伝達されるよう前記複合梁と前記
   ロータハブとの間に荷重伝達経路を与える手段であって
   前記複合梁の一端内に収容された当て部材を含む手段を
   有し、前記取付は手段は前記複合梁、前記当て部材、及
   び前記ロータハブを貫通しており、前記当て部材は前記
   複合梁に作用する荷■を担持し、前記取付は手段は前記
   当て部材に作用する荷重を担持し、前記ロータハブは前
   記取付【プ手段に作用する荷重を担持するよう構成され
   ていることを特徴とするロータ構造体。