JPS63280B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はヘリコプタの羽根を支柱に連結する回
転翼わくに関する。

ヘリコプタの主回転翼の各羽根は数度の自由を
許すように主支柱に連結しなければならない。こ
のような相互連結は、ねじり性及び遠心性の高い
繰返し応力を受け、従つて航空機の極めて重要な
部品である。各羽根はその縦方向軸線のまわりに
回動してピツチ制御ができるようにしなければな
らない。各羽根は、竪方向荷重に耐えるように回
転翼面に直交する方向に羽ばたきができなければ
ならない。若干の例では各羽根は、進み遅れ制御
ができるように回転翼面内で枢着できなければな
らない。各羽根を主支柱に取付ける方式によりヘ
リコプタは飛行中に制御し操縦することができ
る。

各ヘリコプタ羽根を支柱に連結するのに種種の
構造及び機構が利用されている。従来複数例の関
節形金属製継手がある。しかしこのような継手に
は重量、費用、頻繁な保守回数及び短い有効寿命
の欠点がある。構造を簡単にし費用を減らすよう
にこのような継手の１つ又は複数の関節部をなく
そうとする幾つかの提案がある。若干の回転翼ハ
ブ又はわくが支柱に枢着され、実際上ヒンジとし
て作用することにより羽根の羽ばたきを受入れる
のに十分な弾性を持つ扁平板構造にしてある。こ
れ等の装置の例は米国特許第3804552号及び同第
3652185号の各明細書に記載してある。

なお最近ガラス繊維及びその他の複合材料がヘ
リコプタ回転翼装置部品の製造に使われている。
たとえば回転翼わくは、巻付けフイラメントから
環状体を形成しこの環状体の中心面に直交するク
ロス・プライ（cross ply）から成る層をこの環
状体の側部だけに配置することにより構成してあ
る。機械加工した金属鍛造品に比べて、ガラス繊
維及びその他の複合材料は比較的長い有効寿命の
得られる一層好ましい疲労特性を持つ。さらにこ
のような材料の使用により構造が簡単になり費用
が下がる。しかしヘリコプタ回転翼わくにこのよ
うな材料を利用する際に伴う問題の１つは支柱へ
のわくの取付である。所要の支持強さが得られる
ようにするには締付け金具が必要である。又回転
翼は支柱のハブに対し特殊な取付けをすると共に
回転翼装置の減衰器取付け具及び外部軸受を備え
るように作ることが必要であつた。すなわち直接
のボルト締め取付けに必要な支持力に耐え適応金
具を必要としない簡略化した構造を持つ複合の回
転翼わくが必要になる。

本発明は、従来の前記した又その他の問題を除
いた複合の回転翼わくにある。本発明回転翼わく
は向上した疲労寿命、簡単な構造及び低減した費
用を特長とする。一般に本発明によれば、付加的
な締付け金具を備えないでヘリコプタ回転翼装置
の他の部品に直接締付けることのできる新規な積
層の複合回転翼わくが得られる。本発明複合回転
翼わくは所望の回転翼前部円すい形状に一層容易
に作られヘリコプタ羽根を零及び低い回転割合の
間に所望の２面角で支えることができる。

本発明は、ヘリコプタ羽根を支柱に連結する回
転翼わくにおいて、 (イ) 環状に配置された連続した繊維から形成され
た平らな複数の環状体層と、 (ロ) 前記連続した繊維から形成された環状本層の
間にそう入され、繊維のクロス・プライから形
成された平らな複数の強化層と、 を備え、 前記環状体層と、前記強化層とにより、前記回
転翼わくを前記支柱に直交して取付けるための横
方向の中央部分と、前記ヘリコプタ羽根を取付け
るための端部の丸くした外部部分とを持つ細長い
積層環状体を形成した、回転翼わくにある。本発
明回転翼わくは平面内せん断力が向上し支柱構造
に直接ボルト締めすることができる。

以下本発明回転翼わくの実施例を添付図面につ
いて詳細に説明する。

添付図面ではそれぞれ対応する部品に同じ参照
数字を付けてある。第１図に示すように本発明に
よる回転翼わく１０は、支柱１２と各矢印１４，
１６の向きに延びる１対のヘリコプタ羽根とを相
互に連結するのに使う。回転翼わく１０の大体の
形状は細長い環状体の形状である。回転翼わく１
０は横方向中央部分２０により相互に連結した互
に間隔を隔てた１対の縦方向側部部分１８，１８
を備えている。各縦方向側部部分１８の端部は丸
くした外部部分２２により相互に連結してある。
ヘリコプタ支柱１２は中央部分２０に形成した穴
を貫いて受入れ支柱１２の軸線が回転翼わく１０
の中心に一致するようにしてある。なお詳しく後
述するように回転翼わく１０はとくに、特殊なク
ランプ又はその他の適応金具を設けないで直接ボ
ルト締め取付けのできる積層環状体にしてある。

第１図と共に第２図に示すように回転翼わく１
０の各縦方向側部部分１８は２個所のたわみ性区
域２４，２４を備えている。各たわみ性区域２４
は縮小した横断面を持ち中央部分２０の外部に位
置させてある。たわみ性区域２４を設けることに
よりヘリコプタ羽根が矢印２６，２８の向きに羽
ばたきすることができる。後述のように区域２４
の縮小量は回転翼装置の特定のたわみ性要求に合
わせてある。

第３図には回転翼わく１０の内部構造を示して
ある。分りやすいように第３図では支柱１２を省
いてある。回転翼わく１０はガラス繊維材料から
成る積層した複合構造である。当業者には明らか
なように適当な工業的に利用できる複数種類のフ
イラメント材料の任意の１種類を使用できる。エ
ポキシ樹脂のようなプラスチツク樹脂中に埋込ん
だガラス繊維又は前もつて含浸したガラス粗糸で
満足の得られることが分つた。

回転翼わく１０は、相互に平行な関係に配置し
た複数の環状体層３０及び強化層３２を備えてい
る。各層３０，３２の正確な数は特定の構造上の
要求による。各層３０，３２は交互の順序に重ね
てある。環状体層３０は、回転翼わく１０を仕切
る環状体のまわりに走る単方向繊維粗糸から成つ
ている。各環状体層３０を構成する粗糸は互に並
べた偏平な関係に配置され各側部部分１８内で縦
方向に延びている。右側部部分１８の一部は切欠
いて示してある。強化層３２は環状体層３０を構
成する繊維に対し斜めの関係に配置した繊維から
成つている。各強化層３２は繊維から成る±45゜
のクロス・プライから形成するのがよい。各強化
層３２が回転翼わく１０を全く横切つて延びその
中央部分２０を形成するのは明らかである。

回転翼わく１０の中央部分２０には環状体層３
０がないから、充てん層３４を設けてある。各充
てん層３４は、環状体層３０とほぼ同じ厚みを持
ち、わく１０の中央部分２０内だけ各側部部分１
８間に延びている。充てん層３４は強化層３２の
繊維を中央部分２０内でほぼ平らな状態に保つ。
充てん層３４には任意適当な材料を利用できる。
充てん層３４は繊維から成る不加的なクロス・プ
ライを構成するのがよい。全部の強化層３２が回
転翼わく１０の各側部部分１８及び外部部分２２
内でたわみ性区域２４を除いて連続的に延びてい
る。すなわち回転翼わく１０が、それぞれ所定の
向きに配置した繊維から成る複数の層により形成
した積層構造を構成するのはもちろんである。

第４図はたわみ性区域２４の１つにおける回転
翼わく１０の拡大図を示す。たわみ性区域２４を
形成する際に、各側部部分１８内で若干の強化層
３２は連続していない。単方向の各環状体層３０
は各側部部分１８内で連続的に延びている。例示
のために２枚の中間の強化層３２ａ，３２ｂが各
側部部分１８内で連続的に延びている。たわみ性
区域２４では各強化層３２の残りの部分の一部を
除くことにより横断面を減らしてある。少くとも
１枚の強化層３２を各たわみ性区域２４を経て連
続させるのがよい。しかし各たわみ性区域２４に
わたつて支えた強化層３２の枚数は回転翼わく１
０のたわみ性の要求によるのはもちろんである。

第５図は本発明による複合回転翼わく１０を作
る方法を示す。回転翼わく１０を構成するには、
先ず適当な接着具３６を用意する。接着具３６
は、回転翼わく１０を構成する種種の層を受入れ
るくぼみ部分３８を備えている。前記した構造か
ら成る第１の単方向環状体層３０を次で接着具３
６内に位置させる。前記した構造から成る第１の
強化層３２を次で前もつて位置させ環状体層３０
上に位置させる。次で中間の充てん層３４及び別
の一方向環状体層３０を前回に位置させた強化層
３２上に当てがう。

任意適当な枚数の層３０，３２，３４をこのよ
うにして重ね合わせることができる。たとえば本
発明の１実施例では７枚の環状体層３０と６枚の
強化層３２とを使う。所望の積重ねに次で各層３
０，３２，３４を接着具３６及び押圧板４０の間
で圧縮する。回転翼わく１０を構成する種種の層
はこのようにして硬化し積層複合構造を形成す
る。１つの試験単位では回転翼わく１０は約50な
いし100psi（約3.5155ないし7.031Kg／cm²）の圧力
のもとに約1hrにわたり250〓（約121.11℃）で硬
化する。

各層３２，３４は支柱１２を受入れる前もつて
形成した穴を持つように例示してあるが、支柱穴
はわく１０の硬化後に形成してもよいのは明らか
である。

回転翼わく１０を構成する全部の層が互に平行
であるから、この組合わせ法はこのようにして主
として積層作業になる。この種の組立てには時間
及び熟練度が少くて済み労力の節約ができる。さ
らに各層３０，３２，３４が相互に平行であるこ
とにより回転翼わく１０の前もつて定めた上反角
に関係するプリコーン（precone）の形成が容易
になる。さらにこの特定の構造により、クランプ
又はその他の適応金具を使わないでヘリコプタ支
柱に直接ボルト締めできる高い平面内せん断力に
耐える回転翼わくが得られる。

第６図及び第７図には回転翼わく１０と協動す
る組合わせを示してある。回転翼わく１０は１対
のヘリコプタ羽根４２，４４をヘリコプタ支柱１
２に連結する。本発明に類似な構造を持つ別の回
転翼わく４６は別の対の羽根（図示してない）を
支柱１２に連結する。図示の特定の組合わせは４
枚の羽根を持つが、本発明が任意の多重羽根ヘリ
コプタに同様に適しているのはもちろんである。

両回転翼わく１０．４６は共に、支柱１２に取
付けたハブ装置４８内に取付けてある。ハブ装置
４８は、支柱１２と共に回転するように取付けた
スプライン付き支柱アダプタ及びハブ板５２，５
４を備えている。各回転翼わく１０，４６は上部
ハブ板５２及び下部ハブ板５４の間に取付けてあ
る。各ボルト５６はわく１０の各縦方向側部部分
１８に形成した各穴を貫通しわく１０を各ハブ板
５２，５４間に締付ける。各ボルト５８は各ハブ
板５２，５４の間に回転翼わく４６の各縦方向側
部部分に形成した穴を貫いて延び各ハブ板５２，
５４間に回転翼わく４６を締付ける。各ボルト６
０は、支柱１２を囲む関係に両回転翼わく１０，
４６の横方向の中央部分に形成した各穴を貫通す
る。

各羽根４２，４４は回転翼わく１０にそれぞれ
羽根軸６２，６４により連結してある。軸６２の
外部部分は回転翼わく１０の一方の外部部分に球
面軸受６６によりボルト６８を介して連結してあ
る。軸６４の外部部分は回転翼わく１０の他方の
外端部に球面軸受７０によりボルト７２を介して
連結してある。各球面軸受６６，７０により各羽
根４２，４４のリード―ラグ制御（lead―lag
control）ができる。軸６２の内端部は減衰器取
付具７４内の内部球面軸受を貫いて延びピツチホ
ーン７６に取付けてある。同様に軸６４の内端部
は減衰器取付具７８内の内部球面軸受を貫いて延
び別のピツチホーン８０に取付けてある。各減衰
器取付具７４，７８は回転翼わく１０に直接ボル
ト締めしてある。回転翼わく４６に協働する羽根
（図示してない）はわく４６に同様に連結してあ
る。

前記した所から明らかなように本発明は従来よ
り多くの利点を持つ積層の複合回転翼わくが得ら
れる。１つの著しい利点は本発明回転翼わくを特
別のクランプ又は適応金具を使わないで支柱構造
に直接ボルト締めできることである。この回転翼
わくの新規な構造は取付けボルトの区域における
必要な支持力に耐える。疲労強さと共に平面内せ
ん断強さも又向上する。製造が容易であることに
より生産費が下がる。当業者にはなお別の利点も
明らかである。

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図は本発明回転翼わくの１実施例の平面
図、第２図は第１図の側面図、第３図は第１図の
３―３線に沿う拡大断面図、第４図は第２図のわ
くの一部の拡大側面図である。第５図は第１図の
回転翼わくを作る方法を示す展開斜視図、第６図
は本発明回転翼わくを備えた組合わせを一部を切
欠いて示す平面図、第７図は第６図の側面図であ
る。 １０…回転翼わく、１２…支柱、１８…側部部
分、２０…中央部分、２４…たわみ性区域、３０
…環状体層、３２…強化層、３４…充てん層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヘリコプタ羽根を支柱に連結する回転翼わく
   において、 (イ) 環状に配置された連続した繊維から形成され
   た平らな複数の環状体層と、 (ロ) 前記連続した繊維から形成された環状体層の
   間にそう入され、繊維のクロス・プライから形
   成された平らな複数の強化層と、 を備え、 前記環状体層と、前記強化層とにより、前記回
   転翼わくを前記支柱に直交して取付けるための横
   方向の中央部分と、前記ヘリコプタ羽根を取付け
   るための端部の丸くした外部部分とを持つ細長い
   積層環状体を形成した、回転翼わく。 ２ 前記連続した繊維が、プラスチツク樹脂に埋
   込んだガラス繊維から成る特許請求の範囲第１項
   記載の回転翼わく。 ３ 前記強化層が、プラスチツク樹脂に埋込んだ
   ガラス繊維の±45゜のクロス・プライから成る特
   許請求の範囲第１項記載の回転翼わく。 ４ 前記横方向の中央部分が、前記積層環状体を
   横切つて横方向に延びる前記強化層と、これ等の
   強化層の間にそう入された充てん層とにより形成
   された特許請求の範囲第１項記載の回転翼わく。 ５ 前記回転翼わくに、縮小した横断面を持つた
   わみ性区域を形成するように、前記強化層のうち
   の少くとも若干の強化層を、前記積層環状体の所
   定部分内において不連続にした特許請求の範囲第
   １項記載の回転翼わく。