JPS6212499A - 二重反転式ヘリコプタの動力伝達装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明はそれぞれ反対方向へ回転する回転翼を備えた
二重反転式ヘリコプタの動力伝達装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 周知のように、二重反転式ヘリコプタはそれぞクビッチ
操縦機構で回転翼ブレードのピッチを周期的に変えて機
体をその方向へ傾け、前後または左右の操縦をする。ま
た、コレクティブピッチ操縦機構で同時に全部のピッチ
角を増減して推力を増減し、上昇または下降の操縦及び
飛行速度の調整、さらには反対方向に回転する回転翼間
のトルクの差によって方向の操縦をする。

ところで、一方の方向へ回転する回転翼は長いロータマ
ストに固定され、他方の方向へ回転する回転翼は短いロ
ータマストに固定され、このロータマストに前記ロータ
マストを回転可能に支持して、両回転質をそれぞれ反対
方向へ回転するようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） トコ口で、長いロータマストを短いロータマストへ挿通
して、それぞれ独立して反対方向へ回転するための機構
が複雑であるとともに、ロータマストが二重に重なる部
分がある分、重量が嵩む一原因となっている。さらに、
上回転質と下回転翼転による空気流の影響を受けるから
、円滑な操縦を行なうには、これらの条件を考慮して上
回転置と下回転質のブレードのピッチ角を最適な角度に
設定する必要があり、その操縦機構の構造が複雑となる
。

この発明はかかる実情に鑑みてなされたもので、ロータ
マストが簡単な構造で連動して反射力。

向へ回転し、かつ軽量化が図られるとともに、最適なピ
ッチ角制御を可能とする操縦機構の適用が可能な二重反
転式ヘリコプタの動力伝達装置を提供することを目的と
している。

（問題点を解決するための手段） この発明は前記の問題点を解決するために、機体に設け
たセンタフレーム軸に回転翼を固定したロアロータマス
トとアッパロータマストとを軸方向へ直列に配置して回
動可能に設けるとともに。

このロアロータマストと７ツパロータマストとを逆回転
機構を介して連結したことを特徴としている。

（作用） この発明では、ロアロータマスト、あるいはアッパロー
タマストの一方を回転すると１両者が逆回転機構を介し
てセンタフレーム軸上を反対方向へ連動して回転する。

このように、一方のロータマストを回転すると、他方の
ロータマストが連動するため、構造が簡単であるととも
に、両ロータマストが二重に支持される部分がないので
、その分長さが短縮される。さらに１回転翼ブレードの
ピッチ操縦機構がセンタフレームに支持され。

ブレードのピッチ角を独立に制御することが可能になる
。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。

図において符号１は無線操縦で飛行する二重反転式ヘリ
コプタの機体で、この機体ｌは脚２を有している０脚２
の上部には支持パイプ３を介して環状のガード４が支持
され、このガード４は機体１を囲み保護している。

機体１にはバッテリ５、燃料タンク６、制御装置７、方
位ジャイロ８、バーチカルジャイロ９゜超音波高度計ｌ
Ｏがｉ！置されている。

機体ｌの中央部には回転しないセンタフレーム軸１１が
垂直に立設され、このセンタフレーム軸１１には内燃機
関１２がその出力軸をセンタフレーム軸１１と同軸方向
となるようにして固定されている。内燃機関１２の出力
軸はベルト１３を介して大プーリ１４に連結され、この
大プーリ１４は動力伝達軸１５に回動可能に支持され、
さらに動力伝達軸１５は減速ギヤケース１６に回動可能
に支持されている。

動力伝達軸１５には遠心クラッチ１７が回動可能に設け
られ、大プーリ１４に支持された遠心可動部１８が遠心
力で外方へ拡開して、クラッチロータ１９の内周面に圧
接し、クラッチロータ１９及び動力伝達軸１５が大プー
リ１４と一体に回転する。

動力伝達軸１５には減速ビニオン２０が固定されており
、この減速ピニオン２０はセンタフレー噛合している。

減速ギヤ２１の上部にはロアロ−タブスト２２の下部が
固定され、このロアロータマスト２２には下回転質２３
が一体回転可能に設けられている。

下回転質２３のロータハブ２４はロアロータマスト２２
に固定され、このロータハブ２４の両側にはピッチハウ
ジング２５を介してブレード２６がそれぞれ取付けられ
ている。それぞれのピッチハウジング２５はロータハブ
２４に螺着した支持軸２７に回動可能に軸支されており
、このピッチハウジング２５を７クチユエータであるロ
アコレクティブサーボモータ２８及びロアコレクティブ
ピッチ操縦機構２９により回動して、ブレード２６のピ
ッチ角を増減するようになっている。

ロアコレクティブサーボモータ２８は減速ギヤケース１
６上に固定され、このロアコレクティブサーボモータ２
８の出力レバー３０はロアコレクティブピッチ操縦機構
２９を構成するリング３１に連結リンク３２を介して連
結されている。リング３１の一端は減速ギヤケース１６
に固定されたブラケット３３に軸支され、ロアコレクテ
ィブサーボモータ２８の駆動によって、ブラケット３３
を支点として揺動する。

リング３１と前記ロータハブ２４との間にはコレクティ
ブスワツシュ３４がロアロータマスト２２に設けられ、
このコレクティブスワツシュ３４のアウタリング３５と
リング３１は対称位置に設けた一対のロッド３６とリン
ク機構３７を介して連結されている。アウタリング３５
とインナリング３８とは回動可能になっている。また、
インナリング３８はロアロータマスト２２に摺動可能に
支持されており、インナリング３８の対称位置に設けた
一対のミキシングレバー３９にはピッチリンク４０が設
けられ、このピッチリンク４０はそれぞれのピッチハウ
ジング２５と連結されている。

ロアコレクティブサーボモータ２８の駆動によって、リ
ンク３１がブラケット３３を支点として揺動し、これに
よりロッド３６を介じてコレクティブスワツシュ３４を
連動して上下動させる。

このとき、リンク機構３７はコレクティブスワツシュ３
４を支持するとともに、伸縮してその上下動を許容して
いる。

コレクティブスワツシュ３４の上下動によって、それぞ
れのミキシングレバー３９を介してピッチリンク４０が
上下動し、これによりそれぞれのピッチハウジング２５
をロアロータハブ２４に対して回動し、ブレード２６の
ピッチ角を増減する。

ロアロータマスト２２の上部にはロアベベルギヤ４１が
設けられ、このロアベベルギヤ４１は一対のベベルピニ
オン４２を介してアッパロータマスト４３の下部に設け
られたアッパベベルギヤ４４と対向している。このロア
ベベルギヤ４１．ベベルピニオン４２及びアッパベベル
ギヤ４４で逆回転機構を構成している。

そして、ベベルギヤ４１と７ツパベベルギヤ４４の間に
はケースホルダ４５がセンタフレーム軸１１に挿通して
設けられ、このケースホルダ４５ハヒニオン軸４６で支
持されている。ピニオン軸４６には前記ベベルピニオン
４２が回動可能に支持され、一方、ケースホルダ４５に
はロアケース４７ａとアッパケース４７ｂとからなるセ
ンタケース４８が支持されている。

前記アッパロータマスト４３には上回転翼４９が一体回
転可能に設けられている。上回転翼４９は前記下回転ｆ
ｉ２３と同様に、アッパロータマスト４３に固定された
ロータハブ５０と、このロータハブ５０の両側にピッチ
ハウジング５１を介して取付けられたブレード５２とか
ら構成されている。

上回転１４９はアクチュエータであるアッパコレクティ
ブサーボモータ５３と７ツパフレクテイブピツチ操縦機
構５４でブレード５２のピッチ角が増減できるようにな
っている。

アッパコレクティブサーボモータ５３はセンタフレーム
軸１１の上部に固定され、その出力レバー５５はリンク
５６を介してりング５７と連結されている。リング５７
はセンタフレーム軸１１ｖ３＋）　１＋−ｈゴーｙ　／
ｒ　−、ｋ　Ｆ％　Ｑ　Ｉ＝　Ｊｉ＆　古（Ｍ　　７−
、　Ｊ＜　１１ｒクチイブサーボモータ５３を駆動する
と、１）ング５７はブラケット５８を支点として上下方
向へ回転する。

アッパコレクティブピッチ操縦機構５４を構成するコレ
クティブスワツシュ５９のインナリング６０はロアロー
タマスト２２に摺動可ｔｅに支持されている。インナリ
ング６０にはアウタリング６１がキャップ６２を介して
支持され、インナリング６０のフランジ部６３とキャッ
プ６２との間にはベアリング６４が介在されている。ま
たフランジ部６３とアウタリング６１との間にはスラス
トベアリング６５が介在され、インナリング６０と７ウ
タリング６１は相対回動可能になっている。

インナリング６０は対称位置に設けた一対のロンドロ６
を介してリンク５７と連結されている。アッパコレクテ
ィブサーボモータ５３の駆動によって、リンク５７がブ
ラケット５８を支点として上下動すると、ロッド６６を
介してコレクティブスワツシュ５９がアッパロータマヌ
１４３を上下動する。一方、アウタリング６１は対称位
置に設けた一対のミキシングレバー６７にピッチリンク
６８を取付け、このピッチリンク６８をそれぞれブレー
ド５２のピッチハウジング５１と連結されている。これ
により、コレクティブスワツシュ５９がアッパロータマ
スト４３上を上下動すると、ミキシングレバー６７、ピ
ッチリンク６８を介してそれぞれのブレード５２のピッ
チ角が増減される。

前記上回転質４９のブレード５２と上回転質２３のブレ
ード２６はアクチュエータであるロンジチューディナル
サーボモータ６９、ラテラルサーボモータ７０及びサイ
クリックピッチ操縦機構７１によって、ブレードのピッ
チを周期的に変え、進行方向へ機体１を傾ける縦及び横
方向の操縦が行なわれる。

ロンジチューディナルサーボモータ６９とラテラルサー
ボモータ７０はブレードの回転面上に９０度位相がずれ
た位置でセンタケース４８のブラケッ）　７２．７５に
設けられ、その出力レバー７３．７４はロッド７６．７
７を介して、サイクリックピッチ操縦機構７１を構成す
るアッパサイクリックスワツシュ７８と連結されている
。

アッパサイクリックスワツシュ７８の７ウタリング７９
は連結リンク８０を介して、ロアサイクリックスワツシ
ュ８１のアウタリング８２と連結されている。こにより
、アウタリング７９　、８２は連動して作動し、任意な
位置に傾き、上回転質４９及び上回転質２３のブレード
５２．２６のピッチを周期的に変える制御を行なう。

そして両アウタリング７９．８２の内側にはインナリン
グ８３．８４がセンタケース４８の上下に固定されたブ
ラケット８５．８６に揺動可能に支持されている。

アッパアウタリング７９は上部を開口した周溝８７にベ
アリング８８を介してリング８９が回動可能に設けられ
、このリング８９はサイクリックロッド９０を介してミ
キシングレバー６７と連結されている。ロアアウタリン
グ８２も同様に１図示しない下部を開口した周溝にリン
グが回動可能に設けられ、この図示しないリングはサイ
クリックロッド９１を介して、ロアコレクティブスワツ
シュ３４のミキシングレバー３９と連結されている。

前記アウタリング７９はアッパロータマスト４３に設け
たガイドリング９２に、またアウタリング８２はロアロ
ータマスト２２に設けられたガイドリング９３にそれぞ
れリンク機構９４．９５を介して支持されている。

次に、この実施例の作動について説明する。

無線操縦により内燃機関１２を駆動すると、ベル）１３
を介して大プーリ１４が回転する。この大プーリ１４の
回転速度が上昇すると、遠心力が大きくなり遠心可動部
１８がクラッチロータ１９に圧接され、遠心クラッチ１
７が作動する。これにより、回転力が動力伝達軸１５、
減速ビニオン２０から減速ギヤ２１へ伝達される。

この減速ギヤ２１の回転によって、ロアロータマスト２
２が一体に回転してロータハブ２４、ピッチハウジング
２５を介してブレード２６を回一方、ロアロータマスト
２２の回転によってロアベベルギヤ４１がベベルビニオ
ン４２を介してアッパベベルギヤ４４を反対方向へ回転
させる。

このアッパベベルギヤ４４の回転でアッパロータマスト
４３がロアロータマスト２２と反対方向へ回転し、ロー
タハブ５０、ピッチハウジング５１を介してブレード５
２を回転させる。これにより、上回転質４９は下回転’
５２３と反対方向へ回転して飛行する。

このヘリコプタの飛行中の操縦は垂直、方向。

縦及び横の４種類があり、この操縦は無線で制御装置７
に信号を与えて行なわれる。

まず、垂直の操縦は上昇と下降であり、推力を増減する
ことによって行なわれる。この推力の増減は制御装置７
により、ロアコレクティブサーボモータ２８及びアッパ
コレクティブサーボモータ５３を駆動して、ロアコレク
ティブピッチ操縦機構２９及びアシパコレクティブピッ
チ操縦機構５４を作動し、下回転５Ｒ２３及び上回転質
４９のプレート２６．５２のピッチ角を増減することに
より行なう。

即ち、ロアコレクティブサーボモータ２８を上下動する
と、出力レバー３，０がリング３１をブラケット３３を
支点として上下動させ、これによりロッド３６を介して
コレクティブスワツシュ３４が上下動する。このコレク
ティブスワツシュ３４の上下動によって、ミキシングレ
バー３９及びピッチリンク４０を介して、ピッチハウジ
ング２５をロアロータハブ２４に対して回動し、ブレー
ド２６のピッチ角を増減させる。

一方、アッパコレクティブサーボモータ５３はこのロア
コレクティブサーボモータ２８とは独立に制御される。

即ち、アッパコレクティブサーボモータ５３の駆動で出
力レバー５５を上下動すると、センタフレーム軸１１に
ブラケット５８を介して支持されたりング５７がブラケ
ット５８を支点として揺動する。このリング５７の揺動
によって、ロッド６６を介してコレクティブスワッシ、
５９が上下動する。これにより、ミキシングレバー６７
、ピッチリンク６８を介してピッチハウジング５１を回
動し、ブレード５２のピッチ角の増減を行なう。

この操縦において前記したように、上回転質２３と上回
転質４９とでは独立にピッチ角の制御が行なわれ、上回
転質４９は通常の空中におかれた状態であるが上回転質
２３は上回転質４９による空気流の影響下にある。

従って、上回転質２３のピッチ角と上回転質４９のピッ
チ角とを独立に任意の角度に制御し、飛行速度等の状態
に応じた最適な推力を得ることができる。

また、方向の操縦は重心を通る垂直軸、即ちセンタフレ
ーム軸１１まわりの運動であり、この方向の操縦は上回
転質２３と上回転質４９のトルクの差によって行なわれ
る。このトルクの差はピッチ角を任意に制御することで
生じ、両者のビー２チ角の差が大きくなると、上回転質
２３と上回転質４９とのトルクの差が大きくなる。トル
クの差が発生すると、機体ｌがトルクの大きい回転翼の
回転方向と反対方向へトルクの大きさと同じ大きさで回
転する。

縦または横の操縦は機体ｌの方向を変えないで、前また
は後に移動する運動、または左または右に移動する運動
で、サイクリックピッチ制御機構７１によって行なわれ
る。

例えば、縦の操縦において前進するときはロンジチュー
ディナルサーボモータ６９を時計方向へ回転すると、出
力レバー７４がロッド７６を介してアッパサイクリック
スワツシュ７８の平面を前側に傾斜する。これとともに
、ロアサイクリックスワツシュ８１が連結リンク８０に
より、同様に前側に傾斜する。

従って、アッパサイクリックスワツシュ７８のサイクリ
ックロッド９０がミキシングレバー６７を介して、機体
１の前側において、つまりブレード５２が右側の時にピ
ッチ角を小さく、後側において、つまりブレード５２が
左側の時に、大きくなるように周期的に変わる。同時に
、ロアサイクリックスワツシュ８１のサイクリックロー
、ド９１がミキシングレバー３９を介して、同様に機体
ｌの前側において周期的にブレード２６が下り、後側に
おいて上り、機体ｌが前側に傾く。

そして、機体１が前側へ所定の角度類いたら、回転面を
元の位置に近い位置まで、ロンジチューディナルサーボ
モータ６９を逆回転して戻せば推力は機体１を支える他
、前側へ進む。

後進するにはロンジチューディナルサーボモータ６９を
反時計方向へ回転すれば、アッパサイクリックスワツシ
ュ７８及びロアサイクリックスワツシュ８１の前側が上
がり、後側が下がる。このため、前記と反対に機体１の
前側でロータ回転面が上り、後側で下るため、機体ｌが
後側へ傾く。

一方、右側へ進行する場合にはラテラルサーボモータ７
０を時計方向へ駆動すると、出力レバー７３がロッド７
７を介してアッパサイクリックスワツシュ７８の左側を
上げ、右側を下げる。これとともに、ロアサイクリック
スワツシュ８１を連結リンク８０を介して同様に傾斜さ
せる。

従って、アッパサイクリックスワツシュ７８のサイクリ
−２クロツト９０がミキシングレバー６７を介して、機
体ｌの左側において、つまりブレード５２が前にきたと
きピッチ角を大きく、右側において、つまりブレード５
２が後ろにきたとき小さくなるように周期的に変わる。

同時に、ロアサイクリックスワツシュ８１のサイクリッ
クロッド９１がミキシングレバー３９を介して、同様に
機体ｌの左側において、つまりブレードにとっては後側
で周期的にブレード２６のピッチ角を大きく、右側つま
りブレードが前側において小さくなり、機体ｌが右側に
傾く。

左側へ進行する場合にはラテラルサーボモータ７０を反
時計方向へ回転すれば、アッパサイクリックスワツシュ
７８及びロアサイクリックスワツシュ８１の左側が下が
り、右側が上がる。このため、前記と反対に機体ｌの左
側でロータ回転面が上り、右側で下るため、機体ｌが左
側へ傾く。

（発明の効果） この発明は前記のように、センタフレーム軸にロアロー
タマストとアッパロータマストとを軸方向へ直列に配置
して回動可能に設けるとともに、ロアロータマストとア
ッパロータマストとを逆回転機構を介して反対方向へ回
転するようになしたから、一方のロータマストを回転す
ると、他方のロータマストが連動し構造が簡単であると
ともに、両ロータマストの長さが短縮され、軽量化が可
能となる。

また、回転翼ブレードのピッチ操縦機構を制御するアク
チュエータをセンタフレーム軸に支持することにより、
ピッチ操縦機構でブレードのピッチ角は独立に制御する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した二重反転式ヘリコプタ斜視
図、第２図はそのヘリコプタの側面図、第３図はヘリコ
プタの下部一部の反断面側面図。 第４図はヘリコプタの上部の反断面側面図、第５図は第
４図のｖ−■断面図である。 ｌ・・・機体 １１・・・センタフレーム軸 ２２・・・ロアロータマスト ２３・・・上回転質 ２６・・・ブレード ２８・・・ロアコレクティブサーボモータ２９・・・ロ
アコレクティブピッチ操縦機構３４・・・コレクティブ
スワツシュ ４３・・・アッパロータマスト ４９・・・上回転質 ５２・・・ブレード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれ反対方向へ回転する回転翼を備えた二重反転式
   ヘリコプタにおいて、機体に設けたセンタフレーム軸に
   回転翼を固定したロアロータマストとアッパロータマス
   トとを軸方向へ直列に配置して回動可能に設けるととも
   に、このロアロータマストとアッパロータマストとを逆
   回転機構を介して接続した二重反転式ヘリコプタの動力
   伝達装置。