JPS6050639B2 - 同軸双反転式ヘリコプタ− - 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ー、特に航空機の通常の動力出力軸
を有する動力発生装置と回転翼との間に駆動機構を介在
させた互いに逆方向に回転する２個の同軸回転翼を有す
る同軸双反転式ヘリコプターに関するものである。

（従来の技術） これまで一般的に２種類の主な形式のヘリコプターが知
られている。

即ち（１）互いに逆方向に回転する２個の回転翼を有す
る双反転式（同軸でなくともよい）および（２）単一主
要回転翼ならびに補助用反トルク尾部回転翼を有する型
式てある。しかし（２）の形式に関わるヘリコプターの
場合、補助用反トルク尾部回転翼は動力発生装置が伝達
できる動力の約２０〜３０％を必要とし、この動力は主
回転翼に伝達される動力から差引かれる。一方互いに逆
方向に回転する２個の回転翼を有するヘリコプターの場
合、一方の回転翼のトルクは他方の回転翼のトルクとは
逆方向に作用する。換言すれば動カー重量比は（１）の
形式のヘリコプターの方が好ましい。更に（２）の形式
のヘリコプターの場合動力発生装置と尾部回転翼との間
に駆動手段を設けるため設計、構造を一層複雑にし、航
空機の重量を増し、従つて動カー重量比を一層悪くする
。

更に、また航空機を水平飛行させることにより生ずる相
対風に抗して回転する主回転翼のブレードに発生する揚
力は尾部回転翼のブレードに発生する揚力よりも大きい
ため横方向の不均衡を生じ、この不均衡は回転翼の半回
転毎に周期的に反転する。このような横方向の不安定性
は相当複雑な機構により修正しなければならず、この修
正機構によつて回転翼の各半回転毎にブレードの相対的
な角度を変化させることが必要である。（１）の形式の
ヘリコプターは上述の（２）の形式の欠点を排除するこ
とができる。

即ち互いに逆方向に回転する回転翼により互いに相殺す
る逆方向回転トルクを生するため反トルク尾部回転翼を
使用する必要がない。反トルク尾部回転翼がないため動
力発生装置により生する動力を最大限に利用することが
できる。更に、尾部回転翼を排除したため駆動制御機構
を簡素化し、ヘリコプターの重量を減少し、従つて動カ
ー重量比を改善することができる。更に相対風により生
ずる揚力の非対称（この揚力の非対称は、個別に考慮し
たとして各回転翼に固有であり、それぞれ異なる）に関
連して回転翼が同軸であり、互いに逆方向に回転する場
合、一方の回転翼における揚力の非対称は他方の回転翼
における揚力の非対称と逆になり、従つて互いに打消さ
れることが考えられる。少なくとも理論的にはこのこと
により相当構造を簡素化し、横安定を良くすることがで
きるはずである。（発明が解決しようとする問題点）こ
のように、同軸双反転式ヘリコプターは上述の好ましい
特徴から理論的には尾部回転翼を有する単一回転翼式ヘ
リコプターよりも相当高い賛同を得ることが期待できた
。

しかし事態はそうならなかつた。この一見不思議な現象
は同軸双反転式ヘリコプ，ターの良い特生から派生する
一連の要因によるものてあつた。

内在する要因としては、上側回転翼による気流の下側回
転翼に及ぼす影響を原因とする各回転翼の回転効率の不
均一、および各回転翼が作動する対応の水平方向空気層
における空気力学的条件の相違がある。このことにより
常に正常な飛行状態および正常な飛行経路から逸脱する
事態を生じた。従つて操縦士はヘリコプターの飛行制御
装置により常に修正を行わねばならず、従つて操縦士に
とつて特に長時間の飛行は極めて疲れる仕事であり、低
空での高い安定性が重要な安全要因である作業例えば殺
虫剤および除草剤の化学薬品空中散布、救助作業等は危
険な仕事となる。操縦士の疲れが大きな事故、あるいは
命取りの事故につながること勿論である。上述のすべて
の事柄を考慮して同軸双反転式ヘリコプターの飛行安定
性および操縦性を改善することは操縦士の疲れを軽減す
る意味からも極めて望ましいことである。

回転翼の作動条件の絶えす変化する不安定性および不均
衡のため回転翼の動力要求が絶えず変化し、構成部材お
よびその材料における応力および歪みが絶えず増減し、
また構成部材の有効寿命を減少する振動を発生し、構成
部材が破損する危険が内在する。従つてこのような不安
定性、不均衡を排除することによつて材料の量を少なく
し、品質をそれ程厳密にせずに同一の安全率が得られ、
構成部材の有効寿命を仲ばすことができるとともに、動
カー重量比を大きくし、安全率を極めて高くすることも
できる。本願人は、内在する問題点（現在問題点の特徴
に対する最終的な結論を述べることができるに至つた）
の長年にわたる研究、分析を通して上述のあらゆる困難
な点を十分に解決する本発明を開発するに至つた。

上述のような要求を満たすため個々の回転翼が各瞬間に
おいて動力発生装置の発生可能な総動力のうちの必要な
割合を得るようにし、またこお動力の分配をできるだけ
正確にすることが必要であるとの結論に至つた。

換言すれば或る瞬間において回転翼のうちの一方が他方
の回転翼より５％多い動力を必要とし、動力発生装置に
より供給される総出力を１００％とした場合一方の回転
翼に利用可能な総動力の５５％を供給し、他方には４５
％だけ供給する。しかもこの分配は操縦士がヘリコプタ
ーの制御装置の操作をすることなしに自動的に行わねば
ならない。このことにより操縦士の疲れおよび重要な構
成部品にかかる応力を相当軽減することができる。即ち
本発明は動力発生装置と回転翼との間に差動機構を設け
ることにより同軸双反転式ヘリコプターに満足のいく解
決を与えた。

差動機構の使用は陸上の自動車および他の機械・におい
ては既知であり、これは１８２７年フランスの機械エオ
ンスフオール ペツカー（０ｎｅｓｐｈ０ｒｅＰｅｃｐ
ｕｅｒ）によつて発明されたものであるが、本発明にお
いて使用される差動機構の特別な機械的構造は既知の差
動機構とは別である。

普通の陸上・の自動車の場合差動機構の入力軸により２
個の出力軸を同一方向の回転になるよう駆動し、これら
出力軸（車輪を支持する）は差動機構から入力軸に対し
て垂直に両側に突出する。これに対し、本発明の場合対
応の回転翼のブレードを回転させるノ２個の同軸状の軸
を互いに独立に駆動する必要がある。従つて、本発明の
目的は、動力発生装置と回転翼との間に差動機構を設け
た同軸双反転式ヘリコプターを得るにある。

本発明の他の目的は瞬間的作動条件により各瞬間に回転
翼が必要とする分だけ動力発生装置から利用できる総動
力の正確に比例配分した動力を自動的に各回転翼に供給
することができる同軸双反転式ヘリコプターを得るにあ
る。

本発明の他の目的は飛行の安定性が既知のヘリコプター
よりも相当高い同軸双反転式ヘリコプターを得るにある
。

本発明の他の目的は部品およびこの材料が振動、歪み、
応力を受けることが極めて少なく、従つて材料の疲れが
少なくなり、また大きな事故を引き起す欠陥および破損
に対して安全性が高くなる同軸双反転式ヘリコプターを
得るにある。

本発明の他の目的は既知のヘリコプターよりも動カー重
量比が良い同軸双反転式ヘリコプターを得るにある。更
に本発明の目的は普通のヘリコプターよりも一層操縦が
安定しているヘリコプター、特に操縦士が殺虫剤などの
化学薬品散布、救助作業および高い安定性、操縦性が重
要になる他の飛行作業などの空中作業を行う間に生ずる
危険な飛行条件においても安定性のある同軸双反転式ヘ
リコプターを得るにある。

（問題点を解決するための手段） 上述の目的を達成するため、本発明は、動力発生装置と
、互いに逆方向に回転する２個の同軸の回転翼と、前記
動力発生装置と前記回転翼との間に介在させた駆動機構
とを具え、前記動力発生装置に動力出力軸を設けた同軸
双反転式ヘリコプターにおいて、前記駆動機構に差動機
構を設け、こ．の差動機構には、前記動力発生装置の前
記動力出力軸に連結した入力軸と、２個の出力軸即ち前
記回転翼のうちの上側回転翼に駆動連結した第１駆動軸
および下側回転翼に駆動連結した第２駆動軸と、これら
駆動軸を前記上側回転翼および下側回！転翼の対応の回
転翼に駆動連結する各連結装置とを設け、これら連結装
置のうちの前記駆動軸と下側回転翼との間における一方
の連結装置のみに回転逆転機構を設け、この回転逆転機
構には、前記第２駆動軸を包囲する軸ハウジングと、こ
の軸ハＺウジングの上端に取付けたヘッドブロックと、
このヘッドブロックに取付け、かつ前記第２駆動軸の外
部溝付の上端が嵌合する対応補完形状溝を形成した中心
開口を有する中心クラウン歯車と、この中心クラウン歯
車の歯に噛合する歯を有し、前記ヘッドブロックに回転
自在に取付けた複数個の遊星歯車と、これら遊星歯車の
歯に噛合する内歯を有し、前記ヘッドブロックの外側面
の周囲に回−転自在に取付け、下方に突出して前記下側
回転翼のブレードのための取付ボスをなす環状歯車と、
前記ヘッドブロックに設け、それぞれ前記遊星歯車の互
いに隣接する対間に配置し、前記上側回転翼のための制
御素子が貫通することができる複数フ個の円弧状の貫通
溝孔とを設けたことを特徴とする。

本発明の好適な実施例において、前記差動機構は、前記
入力軸に取付けた駆動ピニオン歯車と、この駆動ピニオ
ン歯車の歯に噛合する歯を設け、７かつ少なくとも２個
の差動ピニオン歯車、上側クラウン歯車、および下側ク
ラウン歯車を回転自在に取付けることができる内面を有
する上方に突出した環状支持部を設けた主クラウン歯車
とを有し、前記上側クラウン歯車および下側クラウン歯
ノ車の双方の歯を前記差動ピニオン歯車の歯に噛合させ
、前記第１駆動軸の下端を前記下側クラウン歯車に連結
するとともにこの第１駆動軸を前記上側クラウン歯車の
制御開口に自由に通過させて上方に突出させ、また前記
第２駆動軸の下端を前記上側クラウン歯車に連結したも
のとして構成し、この第２駆動軸と前記下側回転翼のた
めの取付ボスとの間に前記回転逆転機構を設ける。

更に、本発明の他の好適な実施例においては、前記差動
機構および前記回転逆転機構は、前記入力軸に取付けた
駆動ピニオン歯車と、この駆動ピニオン歯車の歯に噛合
する歯を設け、かつ少なくとも２個の差動ピニオン歯車
、上側クラウン歯車、下側クラウン歯車を回転自在に取
付けることができる内面を有する上方に突出した環状支
持部を設けた主クラウン歯車とを有し、前記上側クラウ
ン歯車および下側クラウン歯車の双方の歯を前記差動ピ
ニオン歯車の歯に噛合させ、前記第１駆動軸の下端を上
側クラウン歯車に連結したものとして構成し、更に前記
差動機構および前記回転逆転機構は、前記下側クラウン
歯車に固着してこの下側クラウン歯車から下方に突出す
る短軸と、この短軸の下端に固着した第１歯車と、この
第１歯車の歯に噛合する歯を有する中間遊び歯車の歯に
噛合する歯を有し、上方に突出する対向軸を設けた第２
歯車と、前記対向軸の上端に取付けた第３歯車と前記第
２駆動軸の下端の外表面に設け、前記第３歯車の歯に噛
合する歯を有する還状歯車と、内部で前記第１駆動軸が
自由に回転することができる軸ハウジングと、内径が前
記軸ハウジングの外径よりも大きく、従つて前記上側回
転翼の制御素子のための環状通路を形成する管状ケーシ
ングとを有し、この管状ケーシングの周囲に前記第２駆
動軸を回転自在に取付けたものとして構成し、この第２
駆動軸の上側を前記下側回転翼のためのボスとして構成
する。

同じように作用するが構造が異なる差動機構の２個の実
施例を後に図面につき説明する。

これら実施例の相違点は第１の実施例においては上側回
転翼のための第１駆動軸を差動機構の下側クラウン歯車
に関連させ、下側回転翼のための第２駆動軸を上側クラ
ウン歯車に関連させ、これに対し第２の実施例において
は二，の関係が逆になる点である。他の相違点としては
第１の実施例においては動力伝達の方向を逆転させる回
転逆転機構を差動機構の上側クラウン歯車と下側回転翼
の取付ボスとの間に配置するが、第２の実施例において
は差動機構の下側クラウン歯車と下側回転翼の取付ボス
との間に配置する点である。ただしどちらの場合でも対
応の回転翼のための駆動軸を介在させる。差動機構の入
力軸は２通りに配置することができ、これにより動力発
生装置は２種類の位置をとることがてきる。

動力発生装置のクランク軸を水平に配置したい楊合入力
軸を差動機構から水平に横方向に突出させるとよい、し
かし動力発生装置のクランク軸を垂直に配置した場合入
力軸を差動機構から垂直に下方に突出させるとよい。こ
のことは機関のシリング配列がラジアル型または整列型
であつても同じである。双方の実施例においては差動機
構の作用は同一である。

（作用）本発明によれば、動力発生装置と上側および下
側回転翼との間の差動機構により、各回転翼に異なる空
気抵抗が加わる場合（この空気抵抗はヘリコプターが受
ける飛行条件によりあらゆる瞬間毎に変化する）、空気
抵抗をそれ程受けない方の回転翼の駆動軸は、差動機構
の周知の典型的な特性により、他方の空気抵抗を多く受
ける回転翼の駆動軸よりも一層速い速度で回転する。

即ち、各回転翼が同一の空気抵抗を受ける場合には自転
せずに主クラウン歯車と一緒に公転する作動ピニオン歯
車が、空気抵抗の差により空気抵抗を多く受ける方の駆
動軸の回転を減速させるとともに空気抵抗をあまり受け
ない方の駆動軸の回転を増速させる方向に自転しつつ主
クラウン歯車と一緒に回転する。更に、本発明によれば
、回転逆転機構により、上側回転翼および下側回転翼を
互いに逆の方向に回転する。

（実施例） 次に、図面につき本発明の実施例を説明する。

第１図の説明図Ａ，Ｂ，ＣおよびＤの各々において線図
的に本発明の主要部を示す。即ち同軸状に配置した互い
に逆方向に回動する２個の回転翼２（上側回転翼）と回
転翼３（下側回転翼）との間に配設した差動機構１を示
し、各回転翼はそれぞれ対応の逆方向回転の同軸状の第
１駆動軸４および第２駆動軸５を具え、第２駆動軸５を
中空とし、第１駆動軸４を第２駆動軸５の中空内部に同
軸にして貫通させ、更に差動機構１に動力発生装置６（
以下においてこの装置を「機関」と称する）を連結する
。差動機構１は、動力発生装置と回転翼との間に介在さ
せたいわゆる駆動機構の一部をなすものてある。動力発
生装置６の動力出力即ち図示の実施例ではクランクシャ
フト７を差動機構１の入力軸８に連結する。この差動機
構１のＪ一方の出力軸である第１駆動軸４を上側回転翼
２に駆動連結し、差動機構の他方の出力軸である第２駆
動軸５を下側回転翼３に駆動連結する。図示の実施例に
おいてはシリンダ、ピストンおよびクランクシャフトを
有する内燃機関を使用し７たものとする。しかし回転運
動力を直接あるいは間接的に供給しうる出力軸を有する
型式の機関（タービン機関も含む）を具えるヘリコプタ
ーであつても全面的に本発明装置を適用することができ
ることは当業者にとつて容易に理解できるであフろう。
この条件に従ういかなる機関も本明細書において「機関
」と総称するものと理解されたい。第１Ａ図において水
平面上に配置したシリンダ１１とほぼ垂直方向に延在す
る動力出力軸であるクランクシャフト７とを具えるラジ
アル配列型機関を示す。機関をこの状態に配設するため
の差動機構８を、差動機構から下方に各回転翼のための
第１駆動軸４および第２駆動軸５の下端部９，１０の方
向に対してほぼ平行に突出させ、差動機構のケース内に
おいてこの入力軸８を第１駆動軸４および第２駆動軸５
に対して軸線方向に整列させる。第１Ｂ図において一列
に並んだシリンダ１１を有する機関を使用した実施例を
示す。

この機関６のクランクシャフト７をほぼ垂直に突出させ
、シリンダ１１はほぼ垂直な平面上に配置する。この場
合差動機構１および回転翼の同軸状の第１駆動軸４およ
び第２駆動軸５に対する入力軸８の配置は第１Ａ図のも
のと同じである。第１Ｃ図によりラジアル配列型機関（
動力発生装置）６を使用した実施例を示す。

この場合クランクシャフト７を水平方向に指向させ、シ
リンダをほぼ垂直に指向する平面上に配置する。また入
力軸８を第１駆動軸４および第２駆動軸５に対してほぼ
垂直にし、差動機構１の一側面から水平方向に突出させ
る。最後に第１Ｄ図によりシリンダ１１を一列に配置し
、クランクシャフト７を水平方向に突出させ、シリンダ
１１をほぼ水平な平面上に配置した機関６を使用した実
施例を示す。

この場合入力軸８を第１駆動軸４および第２駆動軸５に
対してほぼ垂直に延在させ、差動機構１の一側面から水
平方向に突出させる。上述の４種類の場合において単に
２個のシリンダ１１を有する機関（動力発生装置）６を
線図的．に示した。

しかし機関に任意の数のシリンダを設けることもできる
こと勿論であり、タービン型機関とすることができる。
更に第１Ａ〜１Ｄ図は極めて線図的にのみ示したため４
つのすべての場合においてクランクシャフト（動力出力
軸）７を入４力軸８に直接連結し、一列に整列させたも
のとして示した。しかしクランクシャフト７と入力軸８
との連結は歯車、ベルト等を介して間接的に関連するこ
ともでき、双方を一列に整列させる必要もない。上述の
ように本発明の主要部は互いに逆方向に回転する同一軸
線上の各回転翼のための第１駆動軸４および第２駆動軸
５を支持する支柱に関連する差動機構１である。

第２図において支柱と作動機構を具える組立体１２の側
面図を示し、第３図において第２図の■一■線上の縦断
面図を示す。図示のようにこの組立体１２には、差動機
構のケース１３と、このケース１３に取付けた下側軸ハ
ウジング組立体１４と、この下側軸ハウジング組立体１
４の上端のヘッドブロックに取付けた上側軸ハウジング
組立体１５とを設ける。組立体１２の下部に設けるケー
ス１３は、ほぼ円筒形をなす側面文体１６と、この側面
本体１６ノの下端縁に固着し、好適には両者間に封鎖ガ
スケット（図示せず）を介挿してボルト１８により固着
した下側ケースカバー板１７と、側面本体１６の上端縁
に固着し、好適には両者間に封鎖ガスケット（図示せず
）を介挿してボルト１『によつて固着した上側カバー板
１９とにより構成する。

下側カバー板１７の内側の中心に段付きの凹所２０，２
１を設ける。この凹所２０において玉軸受け２３（線図
的に示す）により差動機構の主クラウン歯車２２を回転
自在に収容する。凹所２１に”おいて玉軸受け２４（線
図的にのみ示す）により２個の同軸状の駆動軸のうち上
側回転翼２のための第１駆動軸４の下端４ａを回転自在
に収容する。第１駆動軸４の下端４ａは凹所２１の底部
に設けた単一のボールとして線図的に示したスラスト軸
受２５により保持する。差動機構の主クラウン歯車２２
に円板状部２６を設け、この環状支持部２７により作動
機構の作動ピニオン歯車を支持し、この円板状部２６か
ら上方に環状支持部２７を突出させ、この環状支持部の
直径を円板状部２６の直径よりも小さくする。

円板状部２６の端縁と環状支持部２７との間の円板状部
２６の上側表面の周縁部を半径方向下方に傾斜をつけ、
この傾斜周縁部に歯車としての歯２８を設け、これら歯
２８を差動機構の入力軸３０（第１図の入力軸８に対応
する）に取付けた円錐形の駆動ピニオン２９の歯に駆動
噛合させ、この入力軸３０をこの側面本体１６に一体に
形成したスリーブ３１からケース１３の側面本体１６の
外部に半径方向に突出させる。入力軸３０を２個の玉軸
受３２，３２″（線図的に示す）によりスリーブ３１内
に回転自在に取付ける。入力軸３０ならびに駆動ピニオ
ン２９の取付けは両歯車の歯が完全に噛合するとともに
駆動ピニオン２９の内端が主クラウン歯車２２の環状支
持部２７の外表面に接触しないように行う。円板状部２
６の上側表面と環状支持部２７の内表面とにより形成さ
れる浅い円筒状の内面において差動機構の少なくとも２
個の差動ピニオン歯車３３，３４をスピンドル３３″，
３４″により環状３支持部２７に互いに等間隔離して取
付け、これら作動ピニオン歯車３３，３４が自由に回転
しうるようにする。

図面において単に２個の差動ピニオン歯車を示したが２
個以上の差動ピニオン歯車を環状支持部２７の内面に角
度間隔を等しくして取ノ付けることもできる。第１駆動
軸４の下端に下側クラウン歯車３５を取付け、この歯車
３５の歯を差動ピニオン歯車３３，３４に下側から噛合
させる。

上側クラウン歯車３６を差動ピニオン歯車３３，３４の
上側から噛合するよう取付ける。この上側クラウン歯車
３６に中心孔（制御開口）を設け、この中心孔を通過し
て上側回転翼２のための第１駆動軸４が上方に自由に突
出することができるようにするとともに、下側回転翼３
のための第２駆動軸５の下側を−上側クラウン歯車３６
に固着する。上述のように第２駆動軸５を中空にし、こ
の内径を内側の第１駆動軸４の外径よりも大きくする。

従つて双方の軸を同一軸線上に心決めしたとき各駆動軸
は互いに独立的に自由に回転する。第２駆動軸５の下端
端部と上側クラウン歯車３６の心決め位置は玉軸受３７
（線図的に示す）により維持する。差動機構のケース１
３の上側カバー板１９に中心孔を設け、この中心孔に下
側の軸ハウジンング３８の下端部を取付ける。

この軸ハウジング３８の内径を下側回転翼３のための第
２駆動軸５の外径より大きくする。従つて３個の構成部
材４，５および３８をすべて心決めした場合第１駆動軸
４は軸ハウジング３８内において自由に回転することが
できる。この軸ハウジング３８が下側ハウジング組立体
１４の本体をなす。この軸ハウジング３８の上端にヘッ
ドブロック３９を固着する。第３図に示す軸ハウジング
３８の上端に固着するヘツドブ咄ンク３９の詳細を第４
図において明示する。このヘッドブロック３９に基部４
０を設け、この基部４０にねじ山付き中心孔４１を設け
、このねじ山付き中心孔４１を下側の軸ハウジング３８
の上端に設けた相補形状のねじ山に螺合させる。基部４
０の上側表面から３個の突出部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ
を上方に突出させ、突出部の端面４２ａ″，４２ａＩ，
４２ｂ″，４２ｂ″および４２Ｃ″，４２Ｃ″″はそれ
ぞれ平面でなく、凹面にする。対をなす隣接の突出部の
端面の間にそれぞれねじ山付き貫通孔４３ａ，４３ｂ，
４３ｃを設ける。

また突出部４２ａ，４２ｂ，４２ｃの上側表面４２ａａ
，４２ｂｂ，４２ｃｃにそれぞれ２個のねじ山付き盲孔
４４ａ−４４ａ″，４４ｂ−４４ｂ″，４４ｃ−４４Ｃ
″を設ける。各突出部４２ａ，４２ｂ，４２ｃの各々に
それぞれ円弧状の溝孔４５ａ，４５ｂ，４５ｃを設ける
。これら溝孔はヘッドブロックの下側表面から上側表面
まで貫通する円弧状の貫通溝孔てある。この溝孔は上側
回転翼用の制御素子５９のための通路をなす。更に各突
出部４２の上側表面にそれぞれ小径の盲孔を設け、以下
に記載する上側の軸ハウジング４８のための取付案内と
する。

中空の上側の軸ハウジング４８の下端およびこの軸ハウ
ジング４８の取付基部４９を第５図に示す。

この軸ハウジング４８が上側ハウジング組立体１５の本
体をなす。軸ハウジング４８を基部４９に一体に形成し
、双方を同軸に整列させる。基部４９をほぼ円板とし、
この円板の中心孔５０に上側回転翼のための第１駆動軸
４を孔５０または軸ハウジング４８の内面に接触しない
よう回転自在に通過させる。こ）れら構成部材を玉軸受
５『（第３図参照）により心決めする。半径方向突出補
強フランジ５１を軸ハウジング４８の外表面および基部
４９の上表面に設ける。基部４９に複数個の孔を設け、
基部４９を下側の軸ハウジング組立体１４（軸ハウジ５
ング３８）のヘッドブロック３９の所定位置に固定した
ときこれら孔はヘッドブロック３９の対応の孔４４に一
致する。基部４９をヘッドブロック３９にボルト４９″
（第２図参照）により固着し、これらボルトを基Ｏ部４
９に設けた孔５２ａ，５２ａ″，５２ｂ，５２ｂ″，５
２ｃおよび５２Ｃ″に貫通させヘッドブロック３９の対
応の盲孔４４ａ，４４ａ″，４４ｂ，４４ｂ″，４４ｃ
および４４Ｃ″に螺着する。

基部４９に更に３個の溝孔５４ａ，５４ｂおよび５４ｃ
を設け、これら溝孔は上側の軸ハウジング４８の基部４
９をヘッドブロック３９にボルト止めするときヘッドブ
ロック３９の対応の溝孔４５ａ，４５ｂ，４５ｃに正確
に一致するよう円弧状にする。

ヘッドブロック３９の各溝孔４５は基部４９の対応の整
合溝孔５４とともに上側回転翼用の制御素子５９のため
の通路をなす。第６図１、こ示すように凹状の端面の対
４２ａ″−４２ｂ″″，４２ｂ″−４２Ｃ″５および４
２Ｃ″−４２ａ！′（第４図参照）間にそれぞれ遊星歯
車５５ａ，５５ｂおよび５５ｃをボルト（図示せず）に
より回転自在に取付け、このボルトのねじ山付き端部を
ヘッドブロック３９の基部のねじ山付き孔４３ａ，４３
ｂ，４３ｃに螺合し、また対応の遊星歯車５５の中心孔
５６ａ，５６ｂおよび５６ｃに貫通させ、ボルトの他端
を上側の軸ハウジング４８の基部４９の対応の孔５７ａ
，５７ｂおよび５７ｃに嵌合させる。

ヘツドブ咄ンク３９の内表面４２ｄ，４２ｅおよび４２
ｆに中心クラウン歯車５５″を設け、この中心クラウン
歯車の歯を遊星歯車５５の歯に噛合させる。

中心クラウン歯車５５″に中心開口５５″を設け、この
中心開口の内端縁には第２駆動軸５の外周面に設けたス
プライン溝に嵌合するスプライン溝を形成する。本発明
の支柱と差動機構の組立体の特別な構造（第２図に概略
を示す）により、上側回転翼２のための制御素子５９が
回転逆転機構（ヘッドブロック３９および関連の構成部
材）を通過するのに都合がよい安全な空間を得る。

第２図に示すよう．に差動機構のケース１３の上側カバ
ー板１９と下側軸ハウジング組立体１４とに複数個の半
径方向突出補強フランジ５８設け、このフランジの隣接
の対により上側回転翼２のための制御素子５９が回転逆
転機構の構成部材の回転ならびに下側回転；翼の回転ブ
レードを妨害しないで上下に摺動する空間を生じる。こ
の制御素子５９を下側回転翼の取付けボス６０内のヘッ
ドブロック３９および上側の軸ハウジング４８に通過さ
せる。これはヘッドブロック３９および軸ハウジング１
８の基部４９において同一寸法、同一形状の互いに整合
する溝孔４５，５４を設けたことによつて可能である。
このようにして連続通路が形成され、ヘッドブロック３
９と取付基部４９によつて構成される組立体の上側表面
と下側表面において開口する。更に制御素子５９は上側
の軸ハウジング４８の外表面に設けた２個の隣接する補
強フランジ５１間の空間において摺動することができる
（第２および５図参照）。この制御素子５９は、例えば
上側回転翼のピッチを変化させる作用を行うものとする
。再び第２および３図につき下側回転翼３および上側回
転翼２を支持するボスを説明する。

下側回）転翼３をボス６０に取付ける。このボスを中空
円筒状にし、下側の軸ハウジング３８に玉軸受６１ａ，
６１ｂにより回転自在に取付ける。この取付方法は図示
しないが種々の方法で行うことができる。例えば、ボス
６０の周囲に固着する管状の支・持部材に下側回転翼の
ブレードを取付ける。このボス６０の上端の外部を部分
６２において螺着し、このねじ部を環状歯車６３（第６
図参照）の下方突出端縁に設けた相補形状の内部ねじ山
に共働させ、この環状歯車はヘッドブロック３９の基部
４０の周りを回転し、この環状歯車の内側の歯を遊星歯
車５５ａ，５５ｂおよび５５ｃの歯に噛合させる。第２
駆動軸５に取付けた中心クラウン歯車５５″、この中心
クラウン歯車５５″に噛合するようヘッドブロック３９
に設けた複数個の遊星歯車５５ａ，５５ｂ，５５ｃ１こ
れら遊星歯車に噛合するようヘッドブロック３９を包囲
する環状歯車６３、およびこの環状歯車に螺着したボス
６０は、第２駆動軸５を下側回転翼に駆動連結を行う連
結装置をなすとともに、この下側回転翼用の連結装置は
、回転逆転機構をも兼ねる。

即ち、第２駆動軸５の回転を、中心クラウン歯車５５″
、遊星歯車５５ａ，５５ｂ，５５ｃおよび環状歯車６３
を介して、環状歯車６３に螺着した下側回転翼取付用の
ボス６０、従つて下側回転翼３を第１駆動軸４および第
２駆動軸５の回転とは逆方向に回転させる。上側回転翼
２を支持するボスを参照符号６４で示す。

ボス６４はやはり中空円筒状にし、上側回転翼用の第１
駆動軸４の上端に固着した上側円板６５に一体にする。
ボス６４を上側の軸ハウジング４８の上端の外表面上を
玉軸受６６ａ，６６ｂにより回転自在にする。第１駆動
軸４に固着した上側円板６５およびこの円板に一体のボ
スは、第１駆動軸４を上側回転翼２に駆動連結する連結
装置をなす。

上側回転翼２の取付けは種々の方法で行うことができる
が、図示の実施例では、上側円板６５から軸線方向に突
出する支持部材を突設し、この支持部材に上側回転翼２
を半径方向外方に突出するよう取付ける。支柱および差
動機構の組立体の作用を以下に説明する。

機関（動力発生装置）６を始動したとき（第１図参照）
機関の動力出力軸により差動機構の入力軸３０を駆動し
、この入力軸３０により円錐形の駆動ピニオン２９を回
転する。この差動ピニオン２９により差動機構の差動ピ
ニオン歯車３３，３４を回転自在に取付けた主クラウン
歯車２２を回転する。主クラウン歯車２２とともに回転
するこれら差動ピニオン歯車３３，３４により上側回転
翼用の第１駆動軸４の下端を固着した下側クラウン歯車
３５と、下側回転翼用の第２駆動軸５の下端を固着した
上側クラウン歯車３６とを同一方向に回転する。しかし
、第２駆動軸５の回転は上述の回転逆転機構により逆転
されるため、上側回転翼と下側回転翼とは互いに逆方向
に回転することになる。このことは、冒頭に述べたよう
に双方の回転翼が同一方向に回転するものより構造が簡
単であり、かつ安定性が高いという利点を有する。上述
のように空気抵抗をそれ程受けない方の回転翼の駆動軸
は差動機構の既知の典型的な特性に従つて他方の回転翼
の駆動端よソー層速い高速度て回転する。従つて各回転
翼２，３に加わる駆動力は機関により伝達され、また各
瞬間に各回転翼が必要とする総駆動力のうちの正確に比
例配分された駆動力を各回転翼が各瞬間に受けるよう自
動的に調整される。このことにより本発明の構成による
ヘリコプターの飛行安定性と操縦性を相当高めることが
できる。また激しい乱気流による飛行の影響、上側回転
翼の瞬間的な上昇摺動による下側回転翼に対する影響、
および飛行中に発生して、飛行を不安定にし、操縦を疲
れさせる他の不均衡な状況も自動的に打消される。第７
図において本発明による同軸双反転式ヘリコプターに使
用する差動機構の第２の実施例を示す。

この実施例は製造および組立ての費用が高く、ヘリコプ
ターの重量を大きくする構成部分を多く必要とする点で
第２〜６図に示した第１の実施例の差動機構ものより好
ましくない。しかし他の観点からは第１の実施例のもの
と同様の利点があり、本発明の特許請求の範囲にあると
見なすことができる。この第２の実施例において入力軸
３０および作動機構の主クラウン歯車２２は第１の実施
例と同様である。

構造上最も大きな相異点の１つとしては第１の実施例に
おいては下側クラウン歯車３５が上側回転翼２のための
第１駆動軸４を直接駆動し、上側クラウン歯車３６は第
２駆動軸５に連結して回転逆転機構を介して下側回転翼
３を駆動するという点にある。これに対し第２の実施例
はこの逆の構成である。すなわち上側クラウン歯車３６
が上側回転翼用の第１駆動軸４を直接駆動し、下側クラ
ウン歯車が回転逆転機構を介して下側回転翼用の第２駆
動軸５を駆動する。この目的のため上側回転翼用の第１
駆動軸４を直接上側クラウン歯車３６に固着する。一方
下方に突出する短軸６７を下側クラウン歯車３５に直接
固着し、この短軸６７の心決めと回転自在の取付けを玉
軸受６７ａ，６７ｂにより行う。軸６７の下端に第１歯
車６８を固着し、この第１歯車６８の歯を中間遊び歯車
６９の歯を噛合させ、この遊び歯車６９の歯を対向軸７
１の下端に固着した第２歯車７０の歯に噛合させ、この
対向軸７１の上端に第３歯車７２を固着する。下側回転
翼のためのボス７３の下側外表面に環状歯車７４を固着
あるいは直接一体に形成し、この環状歯車７４の歯を第
３歯車７Ｊ２に噛合させる。下側回転翼用のボス７３を
管状ケーシング７５の周囲に玉軸受７６ａ，７６ｂによ
り同心状に配設し、回転自在にする。下側回転翼３をボ
ス７３に取付けること勿論である。管状ケーシング７５
内において第２駆動軸用の）軸ハウジング４８″の下方
部１４″を同心状に配設する。しかし軸ハウジング４『
の下方部１４５の外径はケーシング７５の内径より十分
小さくする。このようにすることによつて双方の構成部
材間に環状中空空間７７を生じ、この空間７７によフリ
上側回転翼の制御素子（図示せず）が通過することがで
きる。軸ハウジング４『の上方部内において第１駆動軸
４を玉軸受７８ａ，７８ｂを介在させることにより同心
状に配設し、回転自在にする。歯車２２，２９，３３，
３５および３６を具える差動機構をケース１３に収容し
、このケース１３に下方に突出する突出部７９を設け、
この突出部７９に歯車６８，６９および７０を収容する
。

この突出部は封鎖ガスケットとともに流体密潤滑容器を
なし、この容器内の軸受、軸および歯車を適切に潤滑す
る。第３歯車７２および環状歯車７４を補助環状歯車ケ
ース８０内に配設し、このケース内に潤滑流体を収容す
る。対向軸７１を玉軸受８１ａ，８１ｂ，８１ｃにより
回転自在に取付ける。他の部材は第１の実施例と同様で
あり、同一の参照符号により示す。支柱の上方部の上側
回転翼２に関連する構成部材は第１の実施例のものと同
一にするが、別の適切な構造としてもよい。

第７図に示す差動機構の実施例においては、ヘッドブロ
ック３９（第４図参照）、クラウン歯車５５″，６３（
第６図参照）、遊星歯車５５および軸ハウジング４８の
基部４９（第５図参照）を必要としない。これは下側回
転翼３のボスの下端縁を直接駆動し、ハウジング４８″
を差動機構のケース１３から直接上方に突出させたため
である。第２の実施例の作用は以下の通りてある。

機関（動力発生装置）６を始動したときクランクシャフ
ト（動力出力軸）７により差動機構の入力軸３０（第１
図では［８」）を回転し、この入力軸３０は駆動ピニオ
ン２９を駆動し、この駆動ピニオン２９により差動ピニ
オン歯車３３，３４を取付けた主クラウン歯車２２を駆
動する。双方の回転翼において駆動力条件が等しいと仮
定すると、ピニオン３３，３４は自転せずにクラウン歯
車３５，３６を同一方向に回転させ、これにともなつて
上側回転翼用の第１駆動軸４と短軸６７が回転する。こ
の短軸６７により歯車６８，６９，７０、対向軸７１、
および歯車７２，７４を介して！駆動力を第２駆動軸５
、従つて下側回転翼用のボス７３に伝達し、下側回転翼
３を回転させる。この第２の実施例において第１の実施
例で説明したのと同様の作用的な結果が得られる。（発
明の効果） 上述の説明から明らかなように、本発明同軸双反転式ヘ
リコプターによれば、補助用反トルク尾部回転翼を必要
とせず、回転逆転機構により動力発生装置（機関）で発
生した有効な駆動力をすべて上側および下側の回転翼に
伝達して互いに逆方向に回転させることができるととも
に、差動機構により空気力学的発生条件の下にあらゆる
瞬間毎に刻々変化する各回転翼に対する空気抵抗に対し
て、各回転翼に加わる空気抵抗の差に基づいて自動的に
駆動力を最適に分配することができる。

従つて、本発明によれば、構成簡単であり、動カー重量
比が良く安定性および操縦性に優れた同軸双反転式ヘリ
コプターが得られる。ｊ図面の簡単な説明 第１Ａ，１Ｂ，１Ｃおよび１Ｄ図は本発明同軸双反転式
ヘリコプターの差動機構に対する２種類の機関の位置関
係を示す説明図、第２図は本発明同軸双反転式ヘリコプ
ターにおける支柱と差動機構の組立体の第１の実施例の
線図的側面図、第３図は第２図の■−■線上の縦断面図
、第４図は第３図に示す下側の軸ハウジングの上端に取
付けたヘッドブロックの線図的斜視図、第５図は第４図
のヘッドブロックの上面に取付けた上側の軸ハウジング
とその取付基部を示す部分斜視図、第６図は第４図のヘ
ッドブロックに配置した歯車装置の上方部の線図的斜視
図、第７図は本発明同軸双反転式ヘリコプターにおける
支柱と差動機構の組立体の第２の実施例の線図的断面図
てある。

１・・・・・・差動機構、２・・・・・・上側回転翼、
３・・・・・・下側回転翼、４・・・・・・上側回転翼
用の第１駆動軸、５・・・下側回転翼用の第２駆動軸、
６・・・・・・動力発生装置（機関）、７・・・・・・
クランクシャフト（動力出力軸）、８，３０・・・・・
・差動機構の入力軸、１１・・・・・シリンダ、１２・
・・・・・支柱と差動機構の組立体、１３・・・・・・
差動機構のケース、１４・・・・・・下側軸ハウジング
組立体、１５・・・・・・上側軸ハウジング組立体、１
６・・・・・・側面本体、１７・・・・・下側ケースカ
バー板、１８，１『・・・・ボルト、１９・・・・・・
上側カバー板、２０，２１・・・・・凹所、２２・・・
・・・主クラウン歯車、２５・・・・・・スラスト軸受
、２９・・・・・・駆動ピニオン、３３，３４・・・・
・・差動ピニオン歯車、３５・・・・下側クラウン歯車
、３６・・・・・・上側クラウン歯車、３８・・・・・
・下側の軸ハウジング、３９・・・・ヘッドブロック、
４８・・・・・・上側の軸ハウジング、５１，５８・・
・・・・補強フランジ、５５ａ，５５ｂ，５５ｃ・・・
・・・遊星歯車、５５″・・・・中心クラウン歯車、５
９・・・・・上側回転翼用の制御素子、６０・・下側回
転翼用の取付ボス、６３・・・・・・環状歯車、６４・
・・・・・上側回転翼用のボス、６７・・・・・・短軸
、７１・・・・・・対向軸、７３・・・・・下側回転翼
用のボス、７５・・・・管状ケーシング、７７・・・・
・・環状中空空間、８０・・・・・・補助環状歯車ケー
ス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 動力発生装置６と、互いに逆方向に回転する２個の
   同軸の回転翼２，３と、前記動力発生装置と前記回転翼
   との間に介在させた駆動機構とを具え、前記動力発生装
   置に動力出力軸７を設けた同軸双反転式ヘリコプターに
   おいて、前記駆動機構に差動機構１を設け、この差動機
   構１には、前記動力発生装置６の前記動力出力軸７に連
   結した入力軸３０と、２個の出力軸即ち前記回転翼のう
   ちの上側回転翼２に駆動連結した第１駆動軸４および下
   側回転翼３に駆動連結した第２駆動軸５と、これら駆動
   軸４；５を前記上側回転翼２および下側回転翼３の対応
   の回転翼に駆動連結する各連結装置６４，６５；５５，
   ６３とを設け、これら連結装置のうちの前記駆動軸４，
   ５と下側回転翼３との間における一方の連結装置のみに
   回転逆転機構３８，３９，５５’，５５″，５５ａ，５
   ５ｂ，５５ｃ，６３，６０を設け、この回転逆転機構に
   は、前記第２駆動軸５を包囲する軸ハウジング３８と、
   この軸ハウジング３８の上端に取付けたヘッドブロック
   ３９と、このヘッドブロック３９に取付け、かつ前記第
   ２駆動軸５の外部溝付の上端が嵌合する対応補完形状溝
   を形成した中心開口５５″を有する中心クラウン歯車５
   ５′と、この中心クラウン歯車５５′の歯に噛合する歯
   を有し、前記ヘッドブロック３９に回転自在に取付けた
   複数個の遊星歯車５５ａ，５５ｂ，５５ｃと、これら遊
   星歯車の歯に噛合する内歯を有し、前記ヘッドブロック
   ３９の外側面の周囲に回転自在に取付け、下方に突出し
   て前記下側回転翼３のブレードのための取付ボス６０を
   なす環状歯車６３と、前記ヘッドブロック３９に設け、
   それぞれ前記遊星歯車の互いに隣接する対間に配置し、
   前記上側回転翼２のための制御素子５９が貫通すること
   ができる複数個の内弧状の貫通溝孔４５ａ，４５ｂ，４
   ５ｃとを設けたことを特徴とする同軸双反転式ヘリコプ
   ター。 ２ 前記差動機構は、前記入力軸３０に取付けた駆動ピ
   ニオン歯車２９と、この駆動ピニオン歯車２９の歯に噛
   合する歯を設け、かつ少なくとも２個の差動ピニオン歯
   車３３，３４、上側クラウン歯車３６、および下側クラ
   ウン歯車３５を回転自在に取付けることができる内面を
   有する上方に突出した環状支持部２７を設けた主クラウ
   ン歯車２２とを有し、前記上側クラウン歯車３６および
   下側クラウン歯車３５の双方の歯を前記差動ピニオン歯
   車３３，３４の歯に噛合させ、前記第１駆動軸４の下端
   を前記下側クラウン歯車３５に連結するとともにこの第
   １駆動軸４を前記上側クラウン歯車３６の制御開口に自
   由に通過させて上方に突出させ、また前記第２駆動軸５
   の下端を前記上側クラウン歯車３６に連結したものとし
   て構成し、この第２駆動軸５と前記下側回転翼３のため
   の取付ボス６０との間に前記回転逆転機構を設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲１記載の同軸反転式ヘリコ
   プター。 ３ 動力発生装置６と、互いに逆方向に回転する２個の
   同軸の回転翼２，３と、前記動力発生装置と前記回転翼
   との間に介在させた駆動機構とを具え、前記動力発生装
   置に動力出力軸７を設けた同軸双反転式ヘリコプターに
   おいて、前記駆動機構に差動機構１および回転逆転機構
   を設け、この差動機構１には、前記動力発生装置の前記
   動力出力軸７に連結した入力軸３０と、２個の出力軸即
   ち前記回転翼のうちの上側回転翼２に連結する第１駆動
   軸４および下側回転翼３に連結する第２駆動軸５に第１
   駆動軸４の回転とは逆の回転を与える回転逆転機構への
   入力軸とを設け、更に前記差動機構は、入力軸３０に取
   付けた駆動ピニオン歯車２９と、この駆動ピニオン歯車
   ２９の歯に噛合する歯を設け、かつ少なくとも２個の差
   動ピニオン歯車３３′，３４′、上側クラウン歯車３６
   、下側クラウン歯車３５を回転自在に取付けることがで
   きる内面を有する上方に突出する環状支持部を設けた主
   クラウン歯車５５とを有し、前記上側クラウン歯車３６
   および下側クラウン歯車３５の双方の歯を前記差動ピニ
   オン３３′，３４′の歯に噛合させ、前記第１駆動軸４
   の下端を上側クラウン歯車３６に連結したものとして構
   成し、また前記回転逆転機構は、この回転逆転機構の入
   力軸として前記下側クラウン歯車３５に固着してこの下
   側クラウン歯車から下方に突出する短軸６７と、この短
   軸の下端に固着した第１歯車６８と、この第１歯車の歯
   に噛合する歯を有する中間遊び歯車６と、この中間遊び
   歯車の歯に噛合する歯を有し、上方に突出する対向軸７
   １を設けた第２歯車７０と、前記対向軸７１の上端に取
   付けた第３歯車７２と、前記第２駆動軸５の下端の外表
   面に設け、前記第３歯車７２の歯に噛合する歯を有する
   環状歯車７４とを有するものとして構成し、更に前記駆
   動機構は、内部で前記第１駆動軸４が自由に回転するこ
   とができる軸ハウジング４８′の下方部１４′と、内径
   が前記軸ハウジングの４８′の下方部１４′の外径より
   も大きく、従つて前記上側回転翼の制御素子５９のため
   の環状通路を形成する管状ケーシング７５とを有し、こ
   の管状ケーシング７５の周囲に前記第２駆動軸５を回転
   自在に取付けたものとして構成し、この第２駆動軸５の
   上側を前記下側回転翼３のためのボスとして構成したこ
   とを特徴とする同軸双反転式ヘリコプター。