KR100723937B1

KR100723937B1 - 헬리콥터의 동력 전달 장치

Info

Publication number: KR100723937B1
Application number: KR1020060043413A
Authority: KR
Inventors: 이두영
Original assignee: 이두영
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2007-05-31

Abstract

본 발명은 헬리콥터의 동력 전달 장치에 관한 것으로서, 구동 수단에 하단이 연결되고 상부와 하부가 분리된 구동축과, 상기 구동축이 내부에 회전 가능하게 지지되고 헬리콥터의 동체에 고정된 구동축 하우징과, 상기 구동축의 상부와 하부가 서로 반대 방향으로 회전되도록 상기 구동축의 분리된 부위에 설치된 반전 수단과; 상기 구동축의 상부와 하부에 각각 장착되어 서로 다른 방향으로 회전되는 프로펠러와, 상기 프로펠러에 구동축의 토크를 감속하여 전달하도록 상기 구동축과 프로펠러 사이에 구비된 감속 수단으로 구성되므로, 상기 반전 수단과 감속 수단에 의해 상부 프로펠러와 하부 프로펠러가 원활하게 역방향으로 감속 회전되어 동력 전달의 신뢰성이 향상되고, 전체적인 구조도 단순하게 구성되어 내구성과 작동 신뢰성이 향상될 뿐만 아니라 고장율의 저하되어 수명이 증대되는 이점이 있다.

헬리콥터, 동축 반전 로터, 반전 수단, 감속 수단, 싸이클링 수단, 싸이클링 조절수단, 프로펠러

Description

헬리콥터의 동력 전달 장치{Power transmission apparatus for helicopter}

도 1은 본 발명의 동력 전달 장치를 갖는 헬리콥터가 도시된 개략도,

도 2는 본 발명의 동력 전달 장치가 도시된 종단면도,

도 3은 도 2의 A가 확대되어 도시된 도,

도 4는 도 3의 B-B선에 따른 단면으로 감속장치와 프로펠러 허브간의 연결 과정이 도시된 도,

도 5는 본 발명에 따른 동력 전달 장치의 싸이클링 수단이 도시된 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 동력 전달 장치의 주요부가 절개되어 도시된 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 동력 전달 장치의 싸이클링 레버가 작동된 상태가 도시된 도,

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 동체 2 : 엔진

4 : 원심 클러치 6 : 감속기어세트

10 : 동력 전달 장치 12 : 구동축

14 : 구동축 하우징 16 : 반전 수단

18 : 프로펠러 20 : 감속 수단

22 : 싸이클링 수단 24 : 싸이클링 조절수단

26 : 프로펠러 허브 28 : 날개

30 : 로어 기어 32 : 어퍼 기어

34 : 아이들 기어 36 : 기어 케이싱

40 : 선 기어 42 : 링 기어

44 : 유성 기어 50 : 제 1 조인트 링

51,53,54 : 연결핀 52 : 제 2 조인트 링

60 : 액츄에이터 62 : 레버 기구

본 발명은 헬리콥터의 동력 전달 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동축 반전 로터 헬리콥터의 동력 전달 체계와 싸이클링 조절 체계에 관한 것이다.

종래의 동축 반전 로터 헬리콥터는, 상부 프로펠러와 하부 프로펠러가 서로 반대로 회전되도록 선 기어와 링 기어 및 그 사이에 배치된 유성 기어로 이루어진 감속장치가 구동축에 상하로 설치되되, 상기 하부 감속장치는 구동축에 유성 기어가 고정됨과 아울러 하부 프로펠러에 링 기어가 연결되고, 상기 상부 감속장치는 구동축에 링 기어가 고정됨과 아울러 상부 프로펠러에 유성 기어가 연결되어, 상기 하부 프로펠러와 상부 프로펠러는 반대 방향으로 회전된다.

따라서, 상기 상부 감속장치와 하부 감속장치는 회전비가 동일하지 않기 때문에, 이를 맞추기 위하여 하부 감속장치가 상부 감속장치보다 크게 제작되어 헬리콥터의 전체 중량이 증가되고 동력 전달 장치의 구조가 복잡하게 형성되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 동축 반전 로터 헬리콥터에 적용된 싸이클링 장치는, 상하 프로펠러를 지지하는 지지대와 헬리콥터 동체 사이에 굴절장치가 설치되어 상기 프로펠러와 지지대 전체가 굴절되면서 싸이클링 기능이 수행된다.

따라서, 상기 상부 프로펠러와 하부 프로펠러의 양력이 싸이클링 장치에 의해 지지되는 구조이기 때문에 상기 싸이클링 장치는 매우 견고하고 튼튼한 구조로 형성되고, 상기 싸이클링의 내부로 구동축이 통과하기 때문에 싸이클링 시에 이루어지는 굴절각에 따라 구동축 자체가 굴절되면서 회전되므로 구조가 매우 복잡하고 중량도 증대되어 제작상 애로가 많은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 단순 구조의 반전 수단과 감속 수단에 의해 구동축의 상, 하부에 설치된 프로펠러가 원활하게 역방향으로 감속 회전되어 내구성과 신뢰성이 향상되고 용이하게 제작될 수 있는 헬리콥터의 동력 전달 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 프로펠러와 감속 수단 사이에 두 개의 링 으로 이루어진 싸이클링 수단이 설치됨으로써, 상부 프로펠러와 하부 프로펠러에 싸이클링 수단이 각각 설치 가능하게 되고, 프로펠러 지지대와 동체가 직결되어 싸이클링 수단이 단순하고 콤팩트하게 구성될 수 있는 헬리콥터의 동력 전달 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 헬리콥터의 동력 전달 장치는, 구동 수단에 하단이 연결되고 상부와 하부가 분리된 구동축과; 상기 구동축이 내부에 회전 가능하게 지지되고 헬리콥터의 동체에 고정된 구동축 하우징과; 상기 구동축의 상부와 하부가 서로 반대 방향으로 회전되도록 상기 구동축의 분리된 부위에 설치된 반전 수단과; 상기 구동축의 상부와 하부에 각각 장착되어 서로 다른 방향으로 회전되는 프로펠러와; 상기 프로펠러에 구동축의 토크를 감속하여 전달하도록 상기 구동축과 프로펠러 사이에 구비된 감속 수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 헬리콥터의 동력 전달 장치는, 상기 프로펠러의 싸이클링이 가능하도록 상기 감속 수단과 프로펠러 사이에 설치된 싸이클링 수단과; 상기 싸이클링 수단의 작동을 조절하도록 상기 싸이클링 수단과 헬리콥터 동체에 설치된 싸이클링 조절수단을 더 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 싸이클링 수단은, 상기 구동축의 직경 방향으로 회전축이 형성되도록 상기 감속 수단의 외측 둘레에 설치된 제 1 조인트 링과; 상기 제 1 조인트 링의 회전축과 직교되는 방향으로 회전축이 형성되도록 상기 제 1 조인트 링의 외 측 둘레에 설치되고 상기 프로펠러와 연결된 제 2 조인트 링으로 구성된다.

상기 프로펠러는, 상기 제 2 조인트 링의 외측 둘레에 설치된 프로펠러 허브와, 상기 프로펠러 허브의 외주에 장착된 복수개의 날개로 구성되고, 상기 프로펠러 허브는, 상기 제 2 조인트 링의 회전축과 직교되는 방향으로 회전축이 형성되도록 상기 제 2 조인트 링에 연결된다.

그리고, 상기 싸이클링 조절수단은, 상기 구동축을 중심으로 90도의 각도로 이격되도록 상기 헬리콥터의 동체에 고정된 복수개의 액츄에이터와; 상기 복수개의 액츄에이터에 일측이 연결됨과 아울러 상기 제 2 조인트 링에 타측이 연결된 레버기구로 구성된다.

상기 레버 기구는, 상기 구동축 하우징의 하부에 회동 가능하게 설치되고 상기 복수개의 액츄에이터에 연결된 제 1 레버부와; 상기 하부 프로펠러의 감속 수단에 형성되어 상기 제 1 레버부에 하단이 연결된 하측 보스부와; 상기 구동축 하우징의 중간 부위에 회동 가능하게 설치되어 상기 하측 보스부의 상단에 연결된 제 2 레버부와; 상기 상부 프로펠러의 감속 수단에 형성되어 상기 제 2 레버부에 하단이 연결된 상측 보스부로 이루어진다.

또한, 상기 반전 수단은, 상기 하부 구동축에 설치된 로어 기어와; 상기 상부 구동축에 설치된 어퍼 기어와; 상기 로어 기어와 어퍼 기어에 양측이 직교되는 방향으로 치합되도록 상기 구동축 하우징에 회전 가능하게 설치된 복수개의 아이들 기어로 구성된다.

상기 어퍼 기어와 로어 기어 및 아이들 기어는 베벨 기어로 이루어진다.

한편, 상기 감속 수단은, 상기 구동축에 고정된 선 기어와; 상기 프로펠러에 연결된 링 기어와; 상기 링 기어에 내접됨과 아울러 상기 선 기어에 외접되도록 상기 구동축 하우징에 복수개가 회전 가능하게 설치된 유성 기어로 구성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 동력 전달 장치를 갖는 헬리콥터가 도시된 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 동력 전달 장치가 장착된 동축 반전 로터식 헬리콥터는, 헬리콥터의 동체(1)에 구동수단으로 엔진(2)이 구비되고, 상기 동체(1)의 상부로는 엔진(2)의 동력을 프로펠러(18)로 전달하는 동력 전달 장치(10)가 구비된다.

여기서, 상기 동력 전달 장치(10)는 상기 동체(1)의 상부에 수직 방향으로 길게 배치되는 바, 상기 엔진(2)과 동력 전달 장치(10) 사이에는 동력 전달을 단속하는 원심 클러치(4)가 설치되고, 상기 엔진(2)으로부터 전달되는 토크의 회전 속도를 1차 감속하는 감속기어세트(6)가 설치된다.

상기 원심 클러치(4)는 상기 엔진(2)의 동력을 단속적으로 전달하기 위해 상기 엔진(2) 측에 커플링(8)으로 연결되고, 상기 감속기어세트(6)는 상기 원심 클러치(4)와 동력 전달 장치(10)의 구동축에 각각 장착된 감속 구동기어(6A)와 감속 종동기어(6B)가 일정한 감속비로 형성된다.

도 2는 본 발명의 동력 전달 장치가 도시된 종단면도이고, 도 3은 도 2의 A 가 확대되어 도시된 도이며, 도 4는 도 3의 B-B선에 따른 단면으로 감속장치와 프로펠러 허브간의 연결 과정이 도시된 도이고, 도 5와 도 6은 본 발명에 따른 동력 전달 장치의 싸이클링 수단 및 주요부가 도시된 사시도이다.

본 발명에 따른 동력 전달 장치는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 감속기어세트(6)의 감속 종동기어(6B)에 하단이 연결되고 상부와 하부가 분리된 구동축(12)과, 상기 구동축(12)이 내부에 회전 가능하게 지지되고 상기 헬리콥터의 동체(1)에 고정된 구동축 하우징(14)과, 상기 구동축(12)의 상부와 하부가 서로 반대 방향으로 회전되도록 상기 구동축의 분리된 부위에 설치된 반전 수단(16)과, 상기 구동축(12)의 상부와 하부에 각각 장착되어 서로 다른 방향으로 회전되는 프로펠러(18)와, 상기 프로펠러(18)에 구동축(12)의 토크를 감속하여 전달하도록 상기 구동축(12)과 프로펠러(18) 사이에 구비된 감속 수단(20)과, 상기 프로펠러(18)의 싸이클링이 가능하도록 상기 감속 수단(20)과 프로펠러(18) 사이에 설치된 싸이클링 수단(22)과, 상기 싸이클링 수단(22)의 작동을 조절하도록 상기 싸이클링 수단(22)과 헬리콥터 동체(1)에 설치된 싸이클링 조절수단(24)으로 구성된다.

상기 구동축(12)은, 상기 감속 종동기어(6B)에 수직하게 하단이 연결된 하부 구동축(12A)과, 상기 하부 구동축(12A)의 상측에 수직하게 배치되고 상기 반전 수단(16)에 의해 하부 구동축(12A)과 연결되는 상부 구동축(12B)으로 이루어진다.

상기 구동축 하우징(14)은, 내부가 중공된 파이프 형상의 부재로써, 상기 헬리콥터 동체(1)의 상부에 하단이 고정되고, 상기 구동축(12)을 회전 가능하게 지지하기 위한 복수개의 베어링(15)이 내측면에 설치된다.

상기 반전 수단(16)은, 상기 하부 구동축(12A)의 상단에 설치된 로어 기어(30)와, 상기 상부 구동축(12B)의 하단에 설치된 어퍼 기어(32)와, 상기 로어 기어(30)와 어퍼 기어(32)에 양측이 직교되는 방향으로 치합되도록 상기 로어 기어(30)와 어퍼 기어(32)의 측면 둘레에 회전 가능하게 설치된 복수개의 아이들 기어(34)로 구성된다.

상기 구동축 하우징(14)의 중간 부위에는 상기 로어 기어(30)와 어퍼 기어(32) 및 아이들 기어(34)가 내장되도록 기어 케이싱(36)이 형성되고, 상기 기어 케이싱(36)의 내주면에 둘레를 따라 복수개의 아이들 기어(34)가 공회전 가능하게 설치된다.

특히, 상기와 같은 로어 기어(30)와 어퍼 기어(32) 및 아이들 기어(34)는 베벨 기어로 이루어지고, 상기 어퍼 기어(32)와 로어 기어(30)는 동일한 기어비로 형성된다.

상기 프로펠러(18)는, 상기 구동축(12)을 감싸는 형상으로 형성되어 상기 감속 수단(20)과 연결된 프로펠러 허브(26)와, 상기 프로펠러 허브(26)의 외주에 소정 간격으로 이격되게 장착된 복수개의 날개(28)로 구성된다.

이와 같은 프로펠러(18)는 설치 위치에 따라 하부 프로펠러(18A)와 상부 프로펠러(18B)로 구분되는 바, 상기 하부 프로펠러(18A)는 하부 구동축(12A)에 장착되고, 상기 상부 프로펠러(18B)는 상부 구동축(12B)에 장착되어 상기 하부 프로펠러(18A)와 역방향으로 회전된다.

상기 감속 수단(20)은 상기 구동축(12)에서 프로펠러(18)로 전달되는 회전 속도를 감속하기 위해 유성기어세트로 이루어지는 바, 상기 구동축(12)에 고정되어 함께 회전되는 선 기어(40)와, 상기 프로펠러(18)에 연결되어 함께 회전되는 링 기어(42)와, 상기 링 기어(42)에 내접됨과 아울러 상기 선 기어(40)에 외접되도록 상기 구동축 하우징(14)에 회전 가능하게 설치된 복수개의 유성 기어(44)로 구성된다.

즉, 상기 유성 기어(44)는 상기 구동축 하우징(14)에 자전 가능하게 설치되나 상기 선 기어(40)와 링 기어(42) 사이에서 공전 불가능하게 설치된 구조이므로, 상기 선 기어(40)의 입력 회전수는 상기 링 기어(42)를 통해 감속된 상태로 출력된다.

상기와 같은 감속 수단(20)은 설치 위치에 따라 하부 유성기어세트(20A)와 상부 유성기어세트(20B)로 구분되는 바, 상기 하부 유성기어세트(20A)는 상기 하부 구동축(12A)과 하부 프로펠러(18A) 사이에 설치되고, 상기 상부 유성기어세트(20B)는 상기 상부 구동축(12B)과 상부 프로펠러(18B) 사이에 설치된다.

상기 싸이클링 수단(22)은 회전되는 프로펠러(18)의 양력각을 변화시켜 헬리콥터 동체(1)를 이동시키기 위한 장치로써, 상기 감속 수단(20)과 프로펠러(18) 사이에 설치된다.

참고로, 상기 헬리콥터 동체(1)가 프로펠러(18)에 의해 이동되는 동작을 “싸이클링(Cycling)”이라고 하는 바, 이는 프로펠러(18)가 기울어짐에 따라 프로펠러(18)의 양력각이 한 쪽은 작아지고 다른 쪽은 커지기 때문에, 상기 양력각이 큰 쪽에 상대적으로 많은 부하가 걸리게 되어 양력각이 작은 쪽으로 헬리콥터의 동체 (1)가 이동된다.

상기와 같은 싸이클링 수단(22)은, 상기 구동축(12)의 회전 방향으로는 구속됨과 아울러 상기 구동축(12)의 직경 방향으로 제 1 회전축(C-C)이 형성되도록 상기 감속 수단(20)의 링 기어(42) 외측 둘레에 설치된 제 1 조인트 링(50)과, 상기 제 1 조인트 링(50)의 회전 방향으로는 구속됨과 아울러 상기 제 1 조인트 링(50)의 제 1 회전축(C-C)과 직교되는 방향으로 제 2 회전축(D-D)이 형성되도록 상기 제 1 조인트 링(50)의 외측 둘레에 설치된 제 2 조인트 링(52)으로 구성된다.

상기 제 1 조인트 링(50)은 상기 링 기어(42)의 외주를 감싸도록 형성된 링 형상의 부재로써, 상기 링 기어(42)의 180도로 이격된 양측에 제 1 연결핀(51)으로 회전 가능하게 연결되어 상기 제 1 연결핀(51)에 의해 구동축(12)의 직경 방향으로 제 1 회전축(C-C)이 형성된다.

상기 제 2 조인트 링(52)은 상기 제 1 조인트 링(50)의 외주를 감싸도록 형성된 링 형상의 부재로써, 상기 제 1 조인트 링(50)의 180도로 이격된 양측에 연결핀(53)으로 회전 가능하게 연결되되, 상기 연결핀(53)은 제 1 조인트 링(50)의 연결핀(51)과 90도로 이격된 위치에 구비되어 상기 제 1 회전축(C-C)과 직교되는 방향으로 제 2 회전축(D-D)이 형성된다.

이와 같은 제 2 조인트 링(52)의 외주 둘레에는 상기 프로펠러 허브(26)가 감싸도록 배치되고, 상기 프로펠러 허브(26)는 상기 제 2 조인트 링(52)의 180도로 이격된 양측에 연결핀(54)으로 회전 가능하게 연결되되, 상기 연결핀(54)은 제 2 조인트 링(52)의 연결핀(53)과 90도로 이격된 위치에 구비되어 상기 제 1 회전축 (C-C)과 동일한 방향으로 회전축이 형성된다.

한편, 상기 싸이클링 수단(22)은 설치 위치에 따라 하부 싸이클링 수단(22A)과 상부 싸이클링 수단(22B)으로 구분되는 바, 상기 하부 싸이클링 수단(22A)은 상기 하부 유성기어세트(20A)와 하부 프로펠러(18A) 사이에 설치되고, 상기 상부 싸이클링 수단(22B)은 상기 상부 유성기어세트(20B)와 상부 프로펠러(18B) 사이에 설치된다.

상기 싸이클링 조절수단(24)은, 상기 헬리콥터의 동체(1)에 고정된 복수개의 액츄에이터(60)와, 상기 복수개의 액츄에이터(60)에 일측이 연결됨과 아울러 상기 싸이클링 수단(22)의 제 2 조인트 링(52)에 타측이 연결된 레버 기구(62)로 구성된다.

여기서, 상기 액츄에이터(60)는 상기 구동축(12)을 중심으로 90도의 각도로 이격된 위치에 복수개가 배치된다.

그리고, 상기 레버 기구(62)는, 상기 구동축 하우징(14)의 하부 외주에 회동 가능하게 설치되고 상기 복수개의 액츄에이터(60)에 연결된 제 1 레버부(64)와, 상기 하부 유성기어세트(20A)의 제 2 조인트 링(52)에 상하방향으로 연장 형성되어 상기 제 1 레버부(64)의 상단에 하단이 연결된 하측 보스부(66)와, 상기 구동축 하우징(14)의 기어 케이싱(36) 외주에 회동 가능하게 설치되어 상기 하측 보스부(66)의 상단에 연결된 제 2 레버부(68)와, 상기 상부 유성기어세트(20B)의 제 2 조인트 링(52)에 하방향으로 연장 형성되어 상기 제 2 레버부(68)의 상단에 하단이 연결된 상측 보스부(70)로 이루어진다.

상기와 같은 제 1 레버부(64), 하측 보스부(66), 제 2 레버부(68) 및 상측 보스부(70)의 연결 부위에는 별도의 연결 부재(72)가 구비되는 바, 상기 연결 부재(72)에 의해 소정 각도로 꺾일 수 있음은 물론, 상호 공회전이 가능하게 연결된다.

상기 연결 부재(72)는, 상기 연결 부위의 일측에 장착된 베어링(74)과, 상기 베어링(74)에 슬립(Slip) 가능하게 밀착되도록 상기 연결 부위의 타측에 장착된 슬립링(76)으로 구성된다.

상기 베어링(74)과 슬립링(76)의 접촉 부위는, 상기 제 1 레버부(64), 하측 보스부(66), 제 2 레버부(68) 및 상측 보스부(70)의 연결 부위가 꺾일 수 있도록 구형으로 곡선지게 형성된다.

특히, 상기 제 1 레버부(64)와 제 2 레버부(68)의 내측면에는 구형의 홈부(78)가 형성되고, 상기 제 1 레버부(64)와 제 2 레버부(68)가 설치되는 구동축 하우징(14)의 외측면에는 상기 홈부와 회동 가능하게 형합되는 구형의 돌출부(79)가 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 헬리콥터의 동력 전달 장치에 대한 작동과 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명에 따른 동력 전달 장치의 싸이클링 레버가 작동된 상태가 도시된 도이다.

먼저, 엔진(2)에서 발생된 동력은 원심 클러치(4)와 감속기어세트(6)를 거치면서 초기 감속된 다음 하부 구동축(12A)의 하단으로 전달된다.

상기 하부 구동축(12A)에 전달된 동력은, 하부 유성기어세트(20A)를 통해 최종 감속된 후 하부 프로펠러(18A)에 전달됨과 아울러 반전 수단(16)을 통해 회전 방향이 전환된 후 상부 구동축(12B)에 전달된다.

상기 상부 구동축(12B)에 전달된 동력은, 상부 유성기어세트(20B)를 통해 최종 감속된 후 상부 프로펠러(18B)에 전달된다.

따라서, 상기 하부 프로펠러(18A)와 상부 프로펠러(18B)는, 상기 반전 수단(16)에 의해 역방향으로 회전되어 하부 프로펠러(18A)와 상부 프로펠러(18B)의 회전에 따른 토크를 상쇄시키면서 양력과 추력이 발생되고, 상기 감속기어세트(6)와 하부 유성기어세트(20A) 및 상부 유성기어세트(20B)에 의해 감속 회전되어 큰 토크가 제공된다.

여기서, 상기 반전 수단(16)의 작동을 구체적으로 살펴보면, 상기 하부 구동축(12A)과 함께 로어 기어(30)가 회전되고, 상기 로어 기어(30)에 치합된 복수개의 아이들 기어(34)가 회전되면서 상기 상부 구동축(12B)의 어퍼 기어(32)가 로어 기어(30)의 역방향으로 회전된다.

상기와 같이 로어 기어(30)가 회전됨에 따라 상부 구동축(12B)이 상기 하부 구동축(12A)의 역방향으로 회전된다.

이때, 상기 로어 기어(30)와 어퍼 기어(32)는 동일한 기어비로 형성되므로, 상기 하부 구동축(12A)과 상부 구동축(12B)은 상호 반대방향으로 동일한 크기의 회전 토크를 갖게 된다.

그리고, 상기 하부 유성기어세트(20A)의 작동을 구체적으로 살펴보면, 상기 하부 구동축(12A)에 직결된 선 기어(40)를 통해 회전 토크가 입력되고, 상기 선 기어(40)와 반대 방향으로 유성 기어(44)가 그 자리에서 자전되며, 상기 유성 기어(23)의 회전 토크에 의해 상기 하부 프로펠러(18A)가 연결된 링 기어(42)가 유성 기어(44)의 반대 방향으로 회전하게 된다.

상기와 같이 선 기어(40)와 링 기어(42)는 동일 방향으로 회전되고, 상기 선 기어(40)와 링 기어(42)의 기어비에 따라 회전 토크가 감속되어 상기 하부 프로펠러(18A)에 전달된다.

상기 상부 유성기어세트(20B)는 상기 하부 유성기어세트(20A)와 동일 유사한 과정으로 작동되기 때문에, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 싸이클링 수단(22)과 싸이클링 조절수단(24)에 의한 헬리콥터 동체(1)의 싸이클링 작동을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

복수개의 액츄에이터(60)에 의해 제 1 레버부(64)가 소정 방향(E)으로 기울어지게 회동되면, 상기 제 1 레버부(64)의 상단과 연결된 하측 보스부(66)가 반대 방향(F)으로 기울어지게 회전되고, 상기 하측 보스부(66)의 상단과 연결된 제 2 레버부(68)가 제 1 레버부(64)의 방향(E)으로 기울어지게 회동되며, 상기 제 2 레버부(68)의 상단과 연결된 상측 보스부(70)가 반대 방향(F)으로 기울어지게 된다.

상기와 같이 제 1 레버부(64)와 제 2 레버부(68)가 소정 방향(E)으로 기울어지게 회동됨과 아울러 상기 하측 보스부(66)와 상측 보스부(70)가 반대 방향(F)으로 기울어지게 회전되면, 상기 상부 프로펠러(18B)와 하부 프로펠러(18A)는 상기 하측 보스부(66)와 상측 보스부(70)에 의해 동일 방향과 각도로 기울어지게 배치된 다.

즉, 상기 하측 보스부(66)와 상측 보스부(70)가 기울어지게 되면, 상기 하부 프로펠러(18A)와 상부 프로펠러(18B)에 연결된 하부 싸이클링 수단(22A)과 상부 싸이클링 수단(22B)의 제 2 조인트 링(52)도 동일 방향과 각도로 기울어지게 되고, 상기 하부 싸이클링 수단(22A)과 상부 싸이클링 수단(22B)에 의해 상기 하부 프로펠러(18A)와 상부 프로펠러(18B)도 동일 방향과 각도로 기울어지게 된다.

따라서, 상기 하부 프로펠러(18A)와 상부 프로펠러(18B)가 소정 방향으로 일정 각도 기울어진 상태로 회전되면, 상기 프로펠러(18)의 양력각은 한 쪽은 커지게 되고 다른 쪽은 감소되어 상기 헬리콥터의 동체(1)는 프로펠러(18)의 날개(28)에 걸리는 부하 차이로 인해 부하가 적게 걸리는 방향으로 이동된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 헬리콥터의 동력 전달 장치는, 구동축의 분리된 상부와 하부에 프로펠러가 각각 설치되고 구동축의 분리된 부위에 반전 수단이 설치되며 상기 구동축과 프로펠러 사이에 감속 수단이 구비되므로, 상기 반전 수단과 감속 수단에 의해 상부 프로펠러와 하부 프로펠러가 원활하게 역방향으로 감속 회전되어 동력 전달의 신뢰성이 향상되고, 전체적인 구조도 단순하게 구성되는 이점이 있다.

또한, 상기 반전 수단은 로어 기어와 어퍼 기어 및 아이들 기어로 구성되므로, 간단한 내부 구조로 인해 내구성과 작동 신뢰성이 향상되고, 고장율이 저하되 어 수명이 증대되는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 헬리콥터의 동력 전달 장치는, 상기 감속 수단과 프로펠러 사이에 싸이클링 수단이 설치되고 싸이클링 수단은 서로 다른 방향으로 회전 가능하게 연결된 조인트 링으로 구성되므로, 상기 싸이클링 수단은 간단한 구조로 콤팩트하게 형성되어 제작과 설계가 간편하고 중량이 감소되는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 헬리콥터의 동력 전달 장치는, 상기 싸이클링 수단과 헬리콥터 동체 사이에 액츄에이터와 레버기구로 구성된 싸이클링 조절수단이 설치되므로, 상기 싸이클링 조절수단을 설치하기 위한 공간이 용이하게 확보되고, 종래와 달리 프로펠러의 구동축과 동체가 직결되어 상기 싸이클링 조절 수단에 헬리콥터 동체의 하중이 작용되지 않는 이점이 있다.

Claims

구동 수단에 하단이 연결되고 상부와 하부가 분리된 구동축과;

상기 구동축이 내부에 회전 가능하게 지지되고 헬리콥터의 동체에 고정된 구동축 하우징과;

상기 구동축의 상부와 하부가 서로 반대 방향으로 회전되도록 상기 구동축의 분리된 부위에 설치된 반전 수단과;

상기 구동축의 상부와 하부에 각각 장착되어 서로 다른 방향으로 회전되는 프로펠러와;

상기 프로펠러에 구동축의 토크를 감속하여 전달하도록 상기 구동축과 프로펠러 사이에 구비된 감속 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 헬리콥터의 동력 전달 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 헬리콥터의 동력 전달 장치는, 상기 프로펠러의 싸이클링이 가능하도록 상기 감속 수단과 프로펠러 사이에 설치된 싸이클링 수단과; 상기 싸이클링 수단의 작동을 조절하도록 상기 싸이클링 수단과 헬리콥터 동체에 설치된 싸이클링 조절수단을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 헬리콥터의 동력 전달 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 싸이클링 수단은, 상기 구동축의 직경 방향으로 회전축이 형성되도록 상기 감속 수단의 외측 둘레에 설치된 제 1 조인트 링과; 상기 제 1 조인트 링의 회전축과 직교되는 방향으로 회전축이 형성되도록 상기 제 1 조인트 링의 외측 둘레에 설치되고 상기 프로펠러와 연결된 제 2 조인트 링으로 구성된 것을 특징으로 하는 헬리콥터의 동력 전달 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 프로펠러는, 상기 제 2 조인트 링의 외측 둘레에 설치된 프로펠러 허브와, 상기 프로펠러 허브의 외주에 장착된 복수개의 날개로 구성되고,

상기 프로펠러 허브는, 상기 제 2 조인트 링의 회전축과 직교되는 방향으로 회전축이 형성되도록 상기 제 2 조인트 링에 연결된 것을 특징으로 하는 헬리콥터의 동력 전달 장치.
청구항 4에 있어서,

상기 싸이클링 조절수단은, 상기 구동축을 중심으로 90도의 각도로 이격되도록 상기 헬리콥터의 동체에 고정된 복수개의 액츄에이터와; 상기 복수개의 액츄에 이터에 일측이 연결됨과 아울러 상기 제 2 조인트 링에 타측이 연결된 레버기구로 구성된 것을 특징으로 하는 헬리콥터의 동력 전달 장치.
청구항 5에 있어서,

상기 레버 기구는, 상기 구동축 하우징의 하부에 회동 가능하게 설치되고 상기 복수개의 액츄에이터에 연결된 제 1 레버부와; 상기 하부 프로펠러의 감속 수단에 형성되어 상기 제 1 레버부에 하단이 연결된 하측 보스부와; 상기 구동축 하우징의 중간 부위에 회동 가능하게 설치되어 상기 하측 보스부의 상단에 연결된 제 2 레버부와; 상기 상부 프로펠러의 감속 수단에 형성되어 상기 제 2 레버부에 하단이 연결된 상측 보스부로 이루어진 것을 특징으로 하는 헬리콥터의 동력 전달 장치.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,

상기 반전 수단은, 상기 하부 구동축에 설치된 로어 기어와; 상기 상부 구동축에 설치된 어퍼 기어와; 상기 로어 기어와 어퍼 기어에 양측이 직교되는 방향으로 치합되도록 상기 구동축 하우징에 회전 가능하게 설치된 복수개의 아이들 기어로 구성된 것을 특징으로 하는 헬리콥터의 동력 전달 장치.
청구항 7에 있어서,

상기 어퍼 기어와 로어 기어 및 아이들 기어는 베벨 기어로 이루어진 것을 특징으로 하는 헬리콥터의 동력 전달 장치.