JP2001197794A - Controller for electric device on rotating object - Google Patents
Controller for electric device on rotating objectInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ヘリコプターの
ローター系の各ローターブレードに設けられたフラップ
を電気的に作動させるフラップ駆動機構等の、回転体に
搭載された電気装置に給電するとともに、その電気装置
の作動を電気的に制御する制御装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention supplies electric power to an electric device mounted on a rotating body such as a flap drive mechanism for electrically operating a flap provided on each rotor blade of a rotor system of a helicopter. The present invention relates to a control device for electrically controlling the operation of an electric device.
【０００２】[0002]
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】回転
体の一種であるヘリコプターのローター系の作動は通
常、そのローター系の支持軸であるドライブシャフトの
周囲に、互いに回転可能に連結されたアッパープレート
とロワープレートとを持つスワッシュプレートを設け
て、そのロワープレートを機体側に、アッパープレート
を各ローターブレードに、それぞれリンクを介して連結
し、機体側からのロワープレートの操作で各ローターブ
レードに回転位相に応じた一回転に一回の周期的なピッ
チ角変化（サイクリックピッチ）や回転位相にかかわら
ない全体的なピッチ角変化（コレクティブピッチ）を与
えることで機械的に制御している。2. Description of the Related Art The operation of a rotor system of a helicopter, which is a kind of rotating body, is usually performed by rotating an upper shaft which is rotatably connected to a drive shaft which is a supporting shaft of the rotor system. A swash plate with a plate and a lower plate is provided, the lower plate is connected to the fuselage side, the upper plate is connected to each rotor blade via a link, and the lower plate is operated from the fuselage side to each rotor blade. Mechanical control is performed by giving a periodic pitch angle change (cyclic pitch) once per rotation according to the rotation phase or an overall pitch angle change (collective pitch) regardless of the rotation phase.
【０００３】しかしながら、上記のようにスワッシュプ
レートおよびリンクによってローター系の作動を全て機
械的に制御する場合には、それらスワッシュプレートお
よびリンクの構造が必然的に複雑になることから、製造
費用が嵩むとともに確実に作動させるための維持費用も
嵩むという問題がある。However, when the operation of the rotor system is mechanically controlled by the swash plate and the link as described above, the structure of the swash plate and the link is inevitably complicated, so that the manufacturing cost is increased. In addition, there is a problem that the maintenance cost for ensuring the operation is increased.
【０００４】また最近の研究では、ヘリコプターの騒音
の低減や振動の抑制、効率の改善等を図るため、ロータ
ー系の一回転内に数回の周期で各ローターブレード上の
フラップやスポイラ等を電気的に作動させる高調波制御
も提案されている。In recent studies, in order to reduce helicopter noise, suppress vibration, and improve efficiency, the flaps, spoilers, etc. on each rotor blade are electrically switched several times within one rotation of the rotor system. Harmonic control actuated dynamically has also been proposed.
【０００５】しかしながら、上記のように一回転内に数
回の周期で作動させるフラップやスポイラ等の制御のた
めには、機体側からローター系に信号を送る必要がある
のに対し、かかる場合の信号伝達に通用使用されるスリ
ップリングは、ノイズが入りやすく、摩耗による性能低
下も激しくて、信頼性に欠けるという問題がある。However, in order to control a flap, a spoiler, or the like that is operated several times in one rotation as described above, it is necessary to send a signal from the fuselage to the rotor system. A slip ring commonly used for signal transmission has a problem in that noise is apt to enter and performance is greatly reduced due to abrasion, and the reliability is lacking.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】こ
の発明は、電磁誘導を利用することで上記課題を有利に
解決した制御装置を提供することを目的とするものであ
り、この発明の回転体上電気装置用制御装置は、回転体
に搭載された電気装置に給電するとともにその電気装置
の作動を電気的に制御する制御装置において、前記回転
体の支持軸の周囲に設けられてその回転体と一体に回転
する電機子コイルと、前記支持軸を回転自在に支持する
支持部材に設けられて前記電機子コイルと対向する界磁
コイルと、前記界磁コイルへの給電状態を変化させる通
電制御手段と、前記回転体に搭載されて、その回転体の
回転と前記界磁コイルの磁界とによって前記電機子コイ
ルから出力される電力を前記電気装置に供給するととも
に、前記出力電力の変化状態に基づいて前記電気装置の
作動を制御する電気装置制御手段と、を具えることを特
徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a control device which solves the above-mentioned problems by utilizing electromagnetic induction. The on-body electrical device control device is a control device that supplies power to the electrical device mounted on the rotating body and electrically controls the operation of the electrical device. An armature coil that rotates integrally with a body, a field coil provided on a support member that rotatably supports the support shaft, and a field coil that faces the armature coil, and energization that changes a power supply state to the field coil Control means, mounted on the rotating body, for supplying power output from the armature coil by the rotation of the rotating body and the magnetic field of the field coil to the electric device, Based on the change state is characterized by comprising a an electric device controlling means for controlling operation of the electrical device.
【０００７】かかる制御装置にあっては、回転体の支持
軸の周囲に設けられた電機子コイルがその回転体と一体
に回転し、支持軸を回転自在に支持する支持部材に設け
られた界磁コイルが、上記電機子コイルと対向するとと
もに通電制御手段から給電されて磁界を発生させ、通電
制御手段が、界磁コイルへの給電状態を変化させること
で界磁コイルの磁界発生状態を変化させて、その磁界に
よる電磁誘導で電機子コイルが発電し出力する電力の状
態を変化させ、そして回転体に搭載された電気装置制御
手段が、回転体の回転によって電機子コイルから出力さ
れる電力を、回転体に搭載された、すなわち回転体上の
電気装置に供給するとともに、上記出力電力の変化状態
に基づいてその電気装置の作動を制御する。In such a control device, an armature coil provided around a supporting shaft of the rotating body rotates integrally with the rotating body, and a field provided on a supporting member rotatably supporting the supporting shaft. The magnetic coil faces the armature coil and is supplied with power from the power supply control means to generate a magnetic field, and the power supply control means changes the power supply state to the field coil to change the magnetic field generation state of the field coil. Then, the state of the electric power generated and output by the armature coil by the electromagnetic induction by the magnetic field is changed, and the electric device control means mounted on the rotating body controls the electric power output from the armature coil by the rotation of the rotating body. Is supplied to an electric device mounted on the rotating body, that is, on the rotating body, and the operation of the electric device is controlled based on the change state of the output power.
【０００８】従ってこの発明の制御装置によれば、回転
体上の電気装置を、スリップリングを使用せずに、かつ
機械的な制御機構も介さずに、支持部材を持つ構造体側
から制御し得ることから、例えばヘリコプターのロータ
ー系の各ローターブレード上のフラップやスポイラ等を
機体側から、スワッシュプレートおよびリンクによって
機械的に制御するのでなく電気的に制御し得て、スワッ
シュプレートおよびリンクの機能を回転位相にかかわら
ない全体的なピッチ角変化（コレクティブピッチ）の付
与に単能化することでその機械的な制御機構の構造を簡
略化して製造費用および維持費用を低減させ得るととも
に、ローターブレード上のフラップやスポイラ等を作動
させる回転体上の電気装置を、支持部材を持つ構造体側
から電気的に制御する際の、制御の信頼性を高めること
ができる。Therefore, according to the control device of the present invention, the electric device on the rotating body can be controlled from the side of the structure having the support member without using a slip ring and without a mechanical control mechanism. Therefore, for example, the flaps and spoilers on each rotor blade of the rotor system of the helicopter can be electrically controlled from the fuselage side rather than mechanically by the swash plate and the link, and the functions of the swash plate and the link can be controlled. By simplifying the application of the overall pitch angle change (collective pitch) irrespective of the rotation phase, the structure of the mechanical control mechanism can be simplified to reduce the manufacturing cost and the maintenance cost. Electrical control of the electric device on the rotating body that operates the flaps, spoilers, etc., from the side of the structure with the support member When that can increase the reliability of the control.
【０００９】なお、この発明の制御装置においては、前
記界磁コイルを複数具え、前記通電制御手段が前記複数
の界磁コイルに選択的に給電するようにしても良い。こ
のようにすれば、周方向位置の異なる界磁コイルに給電
するように給電対象の界磁コイルを変更することで、回
転体の回転位相に基づく電気装置の周期的作動の位相を
ずらすことができ、また給電対象の界磁コイルの数を増
減することで、電機子コイルの出力する電力を増減する
ことができる。In the control device according to the present invention, a plurality of the field coils may be provided, and the power supply control means may selectively supply power to the plurality of the field coils. With this configuration, the phase of the periodic operation of the electric device based on the rotation phase of the rotating body can be shifted by changing the field coil to be supplied so as to supply the field coils having different circumferential positions. The power output from the armature coil can be increased or decreased by increasing or decreasing the number of field coils to be fed.
【００１０】また、この発明の制御装置においては、前
記界磁コイルの前記支持軸周りの位置を移動させる界磁
コイル移動手段をさらに具えていても良い。このように
しても、回転体の回転位相に基づく電気装置の周期的作
動の位相をずらすことができる。The control device according to the present invention may further comprise a field coil moving means for moving the position of the field coil around the support axis. Even in this case, the phase of the periodic operation of the electric device based on the rotation phase of the rotating body can be shifted.
【００１１】さらに、この発明の制御装置においては、
前記通電制御手段は、前記回転体の回転速度に応じて前
記界磁コイルへの給電状態を変化させるものでもよい。
このようにすれば、例えば回転体の回転速度が低い時は
界磁コイルへの給電量を増やし、回転体の回転速度が高
い時は界磁コイルへの給電量を減らすことで、電機子コ
イルから回転体上の電気装置に一定の電力を供給するこ
とができ、また例えば回転体の回転速度が低い時は界磁
コイルへの給電量を減らし、回転体の回転速度が高い時
は界磁コイルへの給電量を増やすことで、回転体上の電
気装置に加わる負荷の増大に応じて給電量を増やすこと
もできる。Further, in the control device of the present invention,
The energization control means may change a power supply state to the field coil according to a rotation speed of the rotating body.
In this way, for example, when the rotation speed of the rotating body is low, the amount of power supply to the field coil is increased, and when the rotation speed of the rotating body is high, the amount of power supply to the field coil is reduced. Can supply a constant power to the electric device on the rotating body.For example, when the rotating speed of the rotating body is low, the amount of power supplied to the field coil is reduced, and when the rotating speed of the rotating body is high, the By increasing the amount of power supply to the coil, the amount of power supply can also be increased in accordance with an increase in the load applied to the electric device on the rotating body.
【００１２】さらに、この発明の制御装置においては、
前記通電制御手段は、入力された制御信号に応じて前記
界磁コイルへ給電する電力を変調するものでも良い。こ
のようにすれば、回転体の回転位相とかかわりなしに、
任意に制御信号を、支持部材を持つ構造体側から回転体
側の電気装置制御手段へ送って、回転体上の電気装置の
作動を制御することができる。Further, in the control device of the present invention,
The energization control means may modulate the power supplied to the field coil in accordance with the input control signal. By doing so, regardless of the rotation phase of the rotating body,
Optionally, a control signal can be sent from the structure having the support member to the electric device control means on the rotating body to control the operation of the electric device on the rotating body.
【００１３】そして、この発明の制御装置においては、
前記回転体は、ヘリコプターのローター系であり、前記
電気装置は、前記ローター系の各ローターブレード毎に
設けられたフラップを電気的に作動させるフラップ駆動
機構であっても良い。このようにすれば、上述したよう
に、ヘリコプターのローター系の各ローターブレード上
のフラップを機体側から、スワッシュプレートおよびリ
ンクによって機械的に制御するのでなく電気的に制御し
得て、スワッシュプレートおよびリンクの機能を回転位
相にかかわらない全体的なピッチ角変化（コレクティブ
ピッチ）の付与に単能化することでその機械的な制御機
構の構造を簡略化して製造費用および維持費用を低減さ
せ得るとともに、各ローターブレード上のフラップを作
動させる電気装置を機体側から電気的に制御する際の、
制御の信頼性を高めることができる。[0013] In the control device of the present invention,
The rotating body may be a rotor system of a helicopter, and the electric device may be a flap drive mechanism that electrically operates a flap provided for each rotor blade of the rotor system. In this way, as described above, the flaps on the rotor blades of the rotor system of the helicopter can be electrically controlled from the fuselage side instead of being controlled mechanically by the swash plate and the link. By simplifying the function of the link to give the overall pitch angle change (collective pitch) independent of the rotational phase, the structure of the mechanical control mechanism can be simplified, and the manufacturing and maintenance costs can be reduced. When electrically controlling the electric device for operating the flap on each rotor blade from the fuselage side,
Control reliability can be improved.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここ
に、図１は、ヘリコプターのローター系上のフラップ駆
動機構に適用した、この発明の回転体上電気装置用制御
装置の一実施例の構成を模式的に示す略線図、また図２
は、その実施例の制御装置の信号伝達系を示す構成図、
そして図３（ａ），（ｂ）は、上記実施例の制御装置を
ローター系の上方から見た状態で模式的に示す略線図お
よびそのローター系のフラップ駆動機構を拡大して示す
斜視図であり、図中符号１はヘリコプターの図示しない
機体の上部に配置された、回転体としてのローター系、
２はそのローター系のローターブレード、３は各ロータ
ーブレード２の後縁部に設けられたフラップ、４は各ロ
ーターブレード２の内部に搭載されてフラップ３を揺動
駆動するフラップ駆動機構を構成する、電気装置として
の電動駆動源（具体的には入出力軸が互いにオフセット
した伝動機構付きの電気モーター）、５はローター系１
の各ローターブレード２の基部を支持してそれらと一体
に回転する支持軸、６は上記機体の上部に立設されて支
持軸５を回転自在に支持する支持部材としてのマスト、
７はそのマスト６内の上記支持軸５に駆動結合されて上
記機体に搭載されたエンジンの出力を支持軸５に伝達す
る駆動軸、８は上記支持軸５の上端部に固定された気流
整流用のドーム状のフエアリングをそれぞれ示す。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of an embodiment of a control device for an electric device on a rotating body of the present invention applied to a flap drive mechanism on a rotor system of a helicopter, and FIG.
Is a configuration diagram showing a signal transmission system of the control device of the embodiment,
FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams schematically showing the control device of the above embodiment as viewed from above the rotor system, and a perspective view showing an enlarged view of the flap drive mechanism of the rotor system. In the figure, reference numeral 1 denotes a rotor system as a rotating body, which is arranged on an upper part of an airframe (not shown) of the helicopter.
Reference numeral 2 denotes a rotor blade of the rotor system, reference numeral 3 denotes a flap provided at the trailing edge of each rotor blade 2, and reference numeral 4 denotes a flap drive mechanism that is mounted inside each rotor blade 2 and drives the flap 3 to swing. , An electric drive source as an electric device (specifically, an electric motor with a transmission mechanism whose input and output axes are offset from each other), 5 is a rotor system 1
A support shaft that supports the base of each of the rotor blades 2 and rotates integrally therewith; 6 is a mast as a support member that stands upright on the upper part of the body and rotatably supports the support shaft 5;
Reference numeral 7 denotes a drive shaft, which is drivingly coupled to the support shaft 5 in the mast 6 and transmits the output of an engine mounted on the body to the support shaft 5, and 8 denotes an air flow rectifier fixed to an upper end of the support shaft 5. 2 shows a dome-shaped flooring for use in the present invention.
【００１５】この実施例の回転体上電気装置用制御装置
は、上記フラップ３用の電動駆動源４に対する給電およ
び制御のためのもので、基本的には発電機と同様の構成
を有しており、具体的には、図１〜図３に示すように、
ローター系１の支持軸５の周囲に設けられてローター系
１と一体に回転する電機子コイル９と、マスト６に設け
られて上記電機子コイル７と対向するとともに電磁石を
構成する界磁コイル１０と、上記機体側に搭載されてそ
の界磁コイル１０への給電状態を変化させる通電制御手
段としての通電コントローラ１１と、上記ローター系１
のフエアリング８の内側に搭載されて、そのローター系
１の回転および界磁コイル１０が発生させる磁界により
電機子コイル９が電磁誘導で発電して出力する電力を各
電動駆動源４に供給するとともに、その出力電力の変化
状態に基づいて各電動駆動源４の作動を制御する、電気
装置制御手段としての駆動源コントローラ１２と、を具
えている。The control device for an electric device on a rotating body of this embodiment is for supplying and controlling the electric drive source 4 for the flap 3 and has basically the same configuration as the generator. Specifically, as shown in FIGS. 1 to 3,
An armature coil 9 provided around the support shaft 5 of the rotor system 1 and rotating integrally with the rotor system 1; and a field coil 10 provided on the mast 6 and facing the armature coil 7 and constituting an electromagnet. An energization controller 11 mounted on the side of the fuselage and serving as energization control means for changing a power supply state to the field coil 10;
Of the rotor system 1 and a magnetic field generated by the field coil 10 to generate electric power by electromagnetic induction generated by the armature coil 9 and supply the electric power to each electric drive source 4. And a drive source controller 12 as electric device control means for controlling the operation of each electric drive source 4 based on the change state of the output power.
【００１６】ここで、界磁コイル１０は、支持軸５の周
囲の電機子コイル９よりも多数設けられて、その電機子
コイル９を囲繞するようにマスト６の周方向に等間隔に
配置されており、通電コントローラ１１は、通常のマイ
クロコンピュータを具えていて、あらかじめ与えられた
プログラムおよび当該ヘリコプターの図示しない操縦装
置から入力されるフラップ制御信号に基づき、上記各界
磁コイル１０への通電を独立に制御することで、作動さ
せる界磁コイル１０の極数や電磁場の位相や磁場の強さ
を変化させることができるととともに、上記入力された
フラップ制御信号のうち所定のものを磁場の強さの変化
に変換して、電機子コイル９が出力する電力中に含ませ
ることができる。Here, a larger number of field coils 10 are provided than the armature coils 9 around the support shaft 5 and are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the mast 6 so as to surround the armature coils 9. The energization controller 11 includes a normal microcomputer, and independently energizes the field coils 10 based on a program given in advance and a flap control signal input from a control device (not shown) of the helicopter. , The number of poles of the field coil 10 to be operated, the phase of the electromagnetic field and the strength of the magnetic field can be changed, and a predetermined one of the input flap control signals is changed to the strength of the magnetic field. , And can be included in the power output by the armature coil 9.
【００１７】またここで、電機子コイル９は、各電動駆
動源４に対し一つまたは複数ずつ設けられて、支持軸５
の周囲に周方向に等間隔に配置されており、駆動源コン
トローラ１２は、これも通常のマイクロコンピュータを
具えるとともにローター系１の停止中のバックアップ用
電池を具えていて、電機子コイル９が発電して出力する
交流の電力を整流してその駆動源コントローラ１２自身
および各電動駆動源４の電源とするとともに、あらかじ
め与えられたプログラムおよび上述の如くして電機子コ
イル９の出力電力に含まれるフラップ制御信号に基づ
き、各電機子コイル９の出力電力の位相や強さに応じて
その電機子コイル９に対応する電動駆動源４を作動させ
て、各フラップ３を図３（ｂ）中矢印で示すように揺動
させる。Here, one or more armature coils 9 are provided for each electric drive source 4 so that
The drive source controller 12 is also provided with a normal microcomputer and a backup battery while the rotor system 1 is stopped while the armature coil 9 is provided. The AC power to be generated and output is rectified to be used as a power source for the drive source controller 12 itself and each electric drive source 4 and included in a program given in advance and the output power of the armature coil 9 as described above. The electric drive source 4 corresponding to the armature coil 9 is actuated in accordance with the phase and strength of the output power of each armature coil 9 based on the flap control signal to be transmitted, and each flap 3 is moved in FIG. Swing as indicated by the arrow.
【００１８】従ってこの実施例の制御装置によれば、回
転体である、ヘリコプターのローター系１の、各ロータ
ーブレード２上のフラップ３を駆動する電動駆動源４
を、ヘリコプターの機体側から、スワッシュプレートお
よびリンクによって機械的に制御するのでなく、しかも
スリップリングを使用することなしに、電気的に制御し
て、各フラップ３をそれが設けられたローターブレード
２の位相角に応じて揺動させて一回転に一回の周期的な
ピッチ角変化（サイクリックピッチ）を与えることがで
きるので、スワッシュプレートおよびリンクの機能を回
転位相にかかわらない全体的なピッチ角変化（コレクテ
ィブピッチ）の付与に単能化することでその機械的な制
御機構の構造を簡略化して製造費用および維持費用を低
減させ得るとともに、ローターブレード２上のフラップ
３を駆動する電動駆動源４を機体側から電気的に制御す
る際の、制御の信頼性を高めることができる。Therefore, according to the control device of this embodiment, the electric drive source 4 for driving the flap 3 on each rotor blade 2 of the rotor system 1 of the helicopter, which is a rotating body.
From the fuselage side of the helicopter, not mechanically by swashplates and links, but electrically, without the use of a slip ring, so that each flap 3 is attached to the rotor blade 2 provided with it. The swash plate and link function can be changed to a total pitch that is independent of the rotation phase because it can give a periodic pitch angle change (cyclic pitch) once per rotation by swinging according to the phase angle of the The electric drive for driving the flap 3 on the rotor blade 2 while simplifying the structure of the mechanical control mechanism by simplifying the application of the angle change (collective pitch) can reduce the manufacturing cost and the maintenance cost. The reliability of the control when the source 4 is electrically controlled from the fuselage side can be improved.
【００１９】しかもこの実施例の制御装置によれば、界
磁コイル１０を複数具え、通電コントローラ１１がそれ
らの界磁コイル１０に選択的に給電するので、周方向位
置の異なる界磁コイル１０に給電するように給電対象の
界磁コイル１０を変更することで、ローター系１の回転
位相に基づく電動駆動源４ひいてはフラップ３の周期的
作動の位相をずらすことができ、また給電対象の界磁コ
イル１０の数を増減することで、電機子コイル９の出力
する電力を増減することができる。In addition, according to the control device of this embodiment, a plurality of field coils 10 are provided, and the energization controller 11 selectively supplies power to those field coils 10, so that the field coils 10 having different circumferential positions can be supplied. By changing the field coil 10 to be supplied so as to supply power, the phase of the periodic operation of the electric drive source 4 and thus the flap 3 based on the rotation phase of the rotor system 1 can be shifted, and By increasing or decreasing the number of coils 10, the power output by the armature coil 9 can be increased or decreased.
【００２０】そしてこの実施例の制御装置によれば、通
電コントローラ１１がローター系１の回転速度に応じ
て、回転速度が低い時は界磁コイル１０への給電量を増
やし、回転速度が高い時は界磁コイル１０への給電量を
減らすように界磁コイル１０への給電状態を変化させる
ので、ローター系１の回転速度にかかわらず、電機子コ
イル９から電動駆動源４に一定の電力を供給することが
できる。According to the control device of this embodiment, when the rotation speed is low, the power supply controller 11 increases the amount of power supplied to the field coil 10 in accordance with the rotation speed of the rotor system 1. Changes the power supply state to the field coil 10 so as to reduce the power supply amount to the field coil 10, so that a constant power is supplied from the armature coil 9 to the electric drive source 4 regardless of the rotation speed of the rotor system 1. Can be supplied.
【００２１】さらにこの実施例の制御装置によれば、通
電コントローラ１１が入力されたフラップ制御信号に応
じて界磁コイル１０へ給電する電力を変調するので、ロ
ーター系１の回転位相とかかわりなしに、任意にフラッ
プ制御信号を、機体側からローター系１の駆動源コント
ローラ１２へ送って、各フラップ３の、一回転に一回の
周期的なピッチ角変化（サイクリックピッチ）の大きさ
を制御することができる。Further, according to the control device of this embodiment, since the power supply controller 11 modulates the power supplied to the field coil 10 in accordance with the input flap control signal, the controller 11 is independent of the rotational phase of the rotor system 1. Arbitrarily sends a flap control signal from the fuselage side to the drive source controller 12 of the rotor system 1 to control the magnitude of the cyclic pitch angle change (cyclic pitch) of each flap 3 once per rotation. can do.
【００２２】以上、図示例に基づき説明したが、この発
明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、上記実
施例では電気装置制御手段としてマイクロコンピュータ
を具える駆動源コントローラ１２を用いているが、電機
子コイル９の出力電圧が一回転に一回の周期で正弦波変
化するように界磁コイル１０に通電すれば、その電機子
コイル９の出力電圧に基づき電気装置制御手段としての
アナログ制御回路で電気信号の振幅とフラップ３の作動
角とが比例するように電動駆動源４の作動を制御して
も、スワッシュプレートと同様にローター系１の一回転
に一回の周期的なピッチ角変化（サイクリックピッチ）
をフラップ３に与えることができる。Although the present invention has been described with reference to the illustrated examples, the present invention is not limited to the above examples. For example, in the above embodiment, the drive source controller 12 including a microcomputer is used as the electric device control means. However, if the field coil 10 is energized so that the output voltage of the armature coil 9 changes sinusoidally at one cycle per rotation, the electric device control means based on the output voltage of the armature coil 9 Even if the analog control circuit controls the operation of the electric drive source 4 so that the amplitude of the electric signal and the operating angle of the flap 3 are proportional to each other, one cycle per one rotation of the rotor system 1 like the swash plate. Pitch angle change (cyclic pitch)
To the flap 3.
【００２３】また、上記実施例では電動駆動源としての
電気モーターでフラップを駆動しているためその電気モ
ーターを制御対象の電気装置としているが、代わりにピ
エゾ素子を用いたアクチュエーターや電磁石を用いたリ
ニアアクチュエーターでローターに設けたフラップやス
ポイラ等を駆動することとしてそれらのアクチュエータ
ーを制御対象としても良い。In the above embodiment, the flap is driven by an electric motor as an electric drive source, and the electric motor is used as an electric device to be controlled. However, an actuator using a piezo element or an electromagnet is used instead. By driving a flap, a spoiler, and the like provided on the rotor with a linear actuator, those actuators may be controlled.
【００２４】さらに、この発明の制御装置においては、
界磁コイル１０の支持軸５周りの位置を機械的に移動さ
せる、界磁コイル移動手段としての界磁コイル移動機構
を具えていても良く、このようにしても、ローター系１
の回転位相に基づく電動駆動源４の周期的作動の位相を
ずらすことができる。Further, in the control device of the present invention,
A field coil moving mechanism as a field coil moving means for mechanically moving the position of the field coil 10 around the support shaft 5 may be provided.
, The phase of the periodic operation of the electric drive source 4 based on the rotational phase can be shifted.
【００２５】さらに、この発明の制御装置においては、
ローター系１の一回転に一回の周期的なピッチ角変化
（サイクリックピッチ）はスワッシュプレートで発生さ
せることとし、フラップ３には機体側からのフラップ制
御信号により、全体的なピッチ角変化（コレクティブピ
ッチ）に相当する揚力変化を生じさせる機能を持たせる
ようにしても良い。Further, in the control device of the present invention,
A periodic pitch angle change (cyclic pitch) once per rotation of the rotor system 1 is generated by the swash plate, and the flap 3 receives an overall pitch angle change (flap control signal) from the fuselage side. A function of causing a change in lift corresponding to (collective pitch) may be provided.
【００２６】さらに、この発明の制御装置においては、
各ローターブレード２の先端部に、ローターブレード２
が発生させた翼端渦を検出する圧力センサーを取り付け
て、その圧力センサーの出力信号を駆動源コントローラ
１２に入力し、その圧力センサーの出力信号から求めた
ローター系１の一回転に一回の周期的な各ローターブレ
ード先端部の圧力変動に基づき駆動源コントローラ１２
で、先行するローターブレード２が発生させた翼端渦と
の干渉を後行するローターブレード２が避けて翼端渦干
渉（ＢＶＩ）騒音を低減させるように各ローターブレー
ド２のフラップ３の作動を制御するようにしても良い。Furthermore, in the control device of the present invention,
At the tip of each rotor blade 2, a rotor blade 2
A pressure sensor for detecting the tip vortex generated by the pressure sensor is attached, an output signal of the pressure sensor is input to the drive source controller 12, and once every rotation of the rotor system 1 obtained from the output signal of the pressure sensor. Drive source controller 12 based on periodic pressure fluctuations at the tip of each rotor blade
Then, the operation of the flap 3 of each rotor blade 2 is controlled so that the following rotor blade 2 avoids the interference with the blade tip vortex generated by the preceding rotor blade 2 and reduces the blade tip vortex interference (BVI) noise. You may make it control.
【００２７】そして、この発明の制御装置は、ヘリコプ
ターのローター系のみならず、他の種類の回転体上の電
気装置の制御にも適用し得て、上述したと同様の作用効
果をもたらすことができる。The control device of the present invention can be applied not only to the control of the rotor system of a helicopter but also to the control of electric devices on other types of rotating bodies, and can provide the same functions and effects as described above. it can.
【図１】 ヘリコプターのローター系上のフラップ駆動
装置に適用した、この発明の回転体上電気装置用制御装
置の一実施例の構成を示す略線図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of a control device for an electric device on a rotating body of the present invention applied to a flap drive device on a rotor system of a helicopter.
【図２】 上記実施例の制御装置の信号伝達系を示す構
成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a signal transmission system of the control device of the embodiment.
【図３】 （ａ）は、上記実施例の制御装置をローター
系の上方から見た状態で模式的に示す略線図、（ｂ）
は、そのローター系のフラップ駆動機構を拡大して示す
斜視図である。FIG. 3A is a schematic diagram schematically showing the control device of the above embodiment as viewed from above a rotor system, and FIG.
FIG. 3 is an enlarged perspective view of the rotor flap drive mechanism.
１ ローター系 ２ ローターブレード ３ フラップ ４ 電動駆動源 ５ 支持軸 ６ マスト ７ 駆動軸 ８ フエアリング ９ 電機子コイル １０ 界磁コイル １１ 通電コントローラ １２ 駆動源コントローラ REFERENCE SIGNS LIST 1 rotor system 2 rotor blade 3 flap 4 electric drive source 5 support shaft 6 mast 7 drive shaft 8 fairing 9 armature coil 10 field coil 11 energization controller 12 drive source controller
Claims (6)
（４）に給電するとともにその電気装置の作動を電気的
に制御する制御装置において、 前記回転体の支持軸の周囲に設けられてその回転体と一
体に回転する電機子コイル（９）と、 前記支持軸を回転自在に支持する支持部材に設けられて
前記電機子コイルと対向する界磁コイル（１０）と、 前記界磁コイルへの給電状態を変化させる通電制御手段
（１１）と、 前記回転体の回転と前記界磁コイルの磁界とによって前
記電機子コイルから出力される電力を前記電気装置に供
給するとともに、前記出力電力の変化状態に基づいて前
記電気装置の作動を制御する電気装置制御手段（１２）
と、 を具えることを特徴とする、回転体上電気装置用制御装
置。1. A control device for supplying power to an electric device (4) mounted on a rotating body (1) and electrically controlling the operation of the electric device, the control device being provided around a support shaft of the rotating body. An armature coil (9) rotating integrally with the rotating body; a field coil (10) provided on a support member rotatably supporting the support shaft and facing the armature coil; Power supply control means (11) for changing a power supply state to the electric power supply to the electric device, the electric power output from the armature coil by the rotation of the rotating body and the magnetic field of the field coil, and the output power Electric device control means (12) for controlling the operation of the electric device based on the change state of the electric device
A control device for an electric device on a rotating body, comprising:
電することを特徴とする、請求項１記載の回転体上電気
装置用制御装置。2. The control device for an electric device on a rotating body according to claim 1, comprising a plurality of said field coils, and said energization control means selectively supplying power to said plurality of field coils.
を移動させる界磁コイル移動手段をさらに具えることを
特徴とする、請求項１または２記載の回転体上電気装置
用制御装置。3. The control device for an electric device on a rotating body according to claim 1, further comprising a field coil moving means for moving a position of the field coil around the support axis.
速度に応じて前記界磁コイルへの給電状態を変化させる
ことを特徴とする、請求項１から３までの何れか記載の
回転体上電気装置用制御装置。4. The rotating body according to claim 1, wherein said power supply control means changes a power supply state to said field coil in accordance with a rotation speed of said rotating body. Control device for upper electric device.
号に応じて前記界磁コイルへ給電する電力を変調するこ
とを特徴とする、請求項１から４までの何れか記載の回
転体上電気装置用制御装置。5. The rotating body according to claim 1, wherein the power supply controller modulates power supplied to the field coil in accordance with an input control signal. Control device for electrical equipment.
系（１）であり、 前記電気装置は、前記ローター系の各ローターブレード
毎に設けられたフラップを電気的に作動させるフラップ
駆動機構（４）であることを特徴とする、請求項１から
５の何れか記載の回転体上電気装置用制御装置。6. The flap drive mechanism (4) for electrically operating a flap provided for each rotor blade of the rotor system, wherein the rotating body is a helicopter rotor system (1). The control device for an electric device on a rotating body according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
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|---|---|---|---|---|
| US7757991B2 (en) * | 2003-08-29 | 2010-07-20 | Kawada Industries, Inc. | Helicopter blade vortex interaction noise reducing method and device |
| JP2012526516A (en) * | 2009-05-07 | 2012-10-25 | ジェームズ・ディー・タックストン | Generator having a falling stator |
| CN116588328A (en) * | 2023-05-18 | 2023-08-15 | 北京积加科技有限公司 | Helicopter period pitch-changing and collective pitch control device and method |
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2000
- 2000-01-07 JP JP2000001527A patent/JP3927747B2/en not_active Expired - Fee Related
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