JP2933274B1 - ロータブレードのフラップ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 小形でかつ充分な駆動力を有するロータブレ
ードのフラップ駆動装置を提供する。 【解決手段】 ヘリコプタなどのロータブレードのブレ
ード２の先端部にフラップ駆動翼３が設けられる。ブレ
ード２内には捩りアクチュエータ９が備えられ、この捩
りアクチュエータ９に発生する捩りトルクは軸６を介し
てフラップ駆動翼３に伝達され、フラップ駆動翼３の迎
角αを変位させる。ブレード２の後縁にはフラップ４が
角変位自在に取付けられ、このフラップ４は伝達レバー
５を介してフラップ駆動翼３が連結される。フラップ駆
動翼３の迎角αが変位すると、空気力が発生してフラッ
プ駆動翼３が上下に変位し、この変位は伝達レバー５を
介してフラップ４を角変位駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリコプタなどの
ロータブレードの後縁に設けられるフラップを駆動する
ロータブレードのフラップ駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、市街地のヘリポートに離発着する
コミュータヘリコプタの要望が高まっており、実現のた
めに騒音の低減化が要求されている。その騒音対策とし
て有効な手段の１つとして、ヘリコプタのロータブレー
ドにフラップを取付け、フラップ角をきめ細かく制御す
ることによって、ロータブレードの空力特性を改善する
手法が考えられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなフラップの
駆動装置はブレード内に収納する必要があるため、小形
で、かつフラップを駆動するのに充分な駆動力を必要と
する。このような要求を満たすために、フラップ駆動装
置に用いられるアクチュエータとして、たとえばピエゾ
素子や磁歪素子を用いたスマートマテリアル・アクチュ
エータが考えられる。しかしながら、スマートマテリア
ル・アクチュエータでは変位量が小さく、また充分な駆
動力を得ることが難しいため、フラップを直接駆動する
ことは困難である。

【０００４】本発明の目的は、小形でかつ充分な駆動力
を有するロータブレードのフラップ駆動装置を提供する
ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ブレードの後
縁側に角変位自在に取付けられるフラップと、ブレード
の先端部に、迎角変位自在に設けられるフラップ駆動翼
と、フラップ駆動翼の迎角を角変位させるアクチュエー
タとを備え、フラップ駆動翼に発生する空気力によって
フラップを駆動することを特徴とするロータブレードの
フラップ駆動装置である。

【０００６】本発明に従えば、ブレードの先端部に設け
られるフラップ駆動翼は迎角変位自在に設けられ、たと
えば迎角を正方向に変化させると、フラップ駆動翼を上
方に引上げる空気力が発生し、逆に迎角を負方向に変位
させると、フラップ駆動翼を下方に引下げる空気力が発
生する。

【０００７】このようなフラップ駆動翼に発生した空気
力によって、ロータブレードの後縁に設けられるフラッ
プは駆動する。フラップ駆動翼の迎角はアクチュエータ
によって角変位させられるので、アクチュエータによっ
てフラップ駆動翼の迎角を変位させるだけでロータブレ
ードのフラップを駆動することができる。したがって、
駆動力および変位量が小さいアクチュエータであっても
フラップを充分に駆動することができる。

【０００８】また本発明は、角変位自在に支持され、フ
ラップ駆動翼とフラップとを連動させるための伝達レバ
ーを備えることを特徴とする。

【０００９】本発明に従えば、フラップ駆動翼に発生し
た空気力によってフラップ駆動翼がたとえば上下に変位
すると、角変位自在に支持される伝達レバーを介してフ
ラップが連動して角変位駆動することになる。このよう
に簡単な構成で、ロータブレードのフラップを確実に角
変位駆動することができる。

【００１０】また本発明は、伝達レバーの角変位を拡大
してフラップを駆動する拡大伝達機構を備えることを特
徴とする。

【００１１】本発明に従えば、フラップ駆動翼の変位に
よって角変位する伝達レバーは、拡大伝達機構によって
角変位が拡大され、この拡大された角変位がフラップを
角変位駆動する。したがって、フラップ駆動翼の変位が
微小であってもフラップを大きく角変位させることがで
きる。

【００１２】また本発明は、目標とするブレードのピッ
チ角に対応したブレード制御信号、および目標とするフ
ラップ駆動翼の迎角に対応した迎角目標信号を出力する
ブレード制御手段と、迎角目標信号およびブレード制御
信号に基づき、迎角目標信号に追従するような信号を算
出してフラップ駆動翼のアクチュエータへの指令信号と
して出力する演算手段とを備えることを特徴とする。

【００１３】本発明に従えば、たとえばヘリコプタなど
のロータブレードではロータの回転に応じてブレードの
迎角であるピッチ角が変位し、このブレードのピッチ角
はブレード制御手段から出力されるブレード制御信号に
よって制御される。また、フラップ駆動翼の迎角は、ブ
レードのピッチ角にかかわらず目標とする迎角に応じた
迎角目標信号によって制御される。フラップ駆動翼はブ
レードの先端部に設けられるので、ブレードのピッチ角
に応じて迎角も変位することになるが、本発明では、迎
角目標信号に追従するようにアクチュエータへ指令信号
を出力するので、フラップの迎角はブレードのピッチ角
にかかわらず常に目標とする迎角に制御することができ
る。このようにしてブレードのピッチ角がキャンセルさ
れて常に正確にフラップの駆動制御を行うことができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
あるロータブレードのフラップ駆動装置１を示す斜視図
であり、図２はその分解斜視図である。フラップ駆動装
置１はヘリコプタのロータブレードに備えられ、ブレー
ド２の先端部後縁に角変位自在に取付けられるフラップ
４を駆動する。

【００１５】ブレード２はＦＲＰ（fiberglass reinfor
ced plastics）などの複合材から中空に形成される。こ
のブレード２の先端後縁部には、切欠き１０がスパン方
向に沿って延びて形成され、この切欠き１０よりも後縁
側がフラップ４として機能する。またブレード２を形成
する複合材料の強化繊維の方向はスパン方向に沿って配
置されるので、切欠き１０によって肉厚が薄くなる部分
がフラップ４のヒンジ１１として機能する。

【００１６】ブレード２の先端側であるフラップ４の一
端部４ａには伝達レバー５が固定され、他端部４ｂはブ
レード２から切欠かれている。ブレード２の先端部は前
記伝達レバー５が嵌まり込めるように切欠かれて凹部７
が形成される。伝達レバー５の一端部５ａと、フラップ
４の一端部４ａとは相互に固定されて一体に形成され、
伝達レバー５が揺動することによってフラップ４がヒン
ジ１１のヒンジ軸線であるフラップ４の角変位軸線Ｌ１
まわりに角変位することになる。

【００１７】伝達レバー５の長手方向他端部５ｂにフラ
ップ駆動翼３が設けられる。フラップ駆動翼３は、スパ
ン長の短い小形の翼であり、スパン方向に突出する軸６
を有し、軸６の軸線まわりに角変位することによって、
フラップ駆動翼３の迎角αが変位する。迎角αは、フラ
ップ駆動翼３に対する空気の流れに対してなす角度であ
り、前記空気の流れに平行にフラップ駆動翼３があると
き迎角α＝０°であり、上方に角変位したとき迎角αは
正であり、下方に角変位したしたとき迎角αは負とな
る。このようなフラップ駆動翼は反りのない対称翼であ
り、たとえばＮＡＣＡ 0012またはＮＡＣＡ 0015であ
る。

【００１８】伝達レバー５の他端部５ｂは軸受１２を介
して軸６を軸支し、伝達レバー５が嵌まり込む凹部７に
はフラップ４の角変位軸線Ｌ１を中心として周方向に上
下に延びる長孔８が形成され、フラップ駆動翼３の軸６
が挿通される。フラップ駆動翼３の軸６は、好ましくは
ブレード２の風圧中心に設けられ、本実施形態ではブレ
ード２の翼弦長Ｗ１に対して、前縁から２５％の位置に
設けられる。

【００１９】図３は図１の切断線面線ＩＩＩ−ＩＩＩか
ら見た断面図であり、図４はフラップ駆動装置１の平面
図である。ブレード２内にはスパン方向に沿って配置さ
れる捩りアクチュエータ９が設けられ、この捩りアクチ
ュエータ９の一端部９ａにフラップ駆動翼３の軸６が、
捩りアクチュエータ９の捩り軸Ｌ２に同軸に固定され
る。

【００２０】捩りアクチュエータ９の他端部９ｂにはリ
ニアガイド１３が設けられる。リニアガイド１３は捩り
アクチュエータ９の他端部９ｂを、捩りアクチュエータ
９の捩り軸Ｌ２まわりの捩りを拘束した状態で、ブレー
ド２の翼厚方向である上下方向に変位自在に支持する。

【００２１】捩りアクチュエータ９は、電気信号に応じ
て捩りモーメントを発生するピエゾ素子または磁歪素子
から成る小形軽量のスマートマテリアル・アクチュエー
タが用いられ、たとえばピエゾ素子から成る。本実施形
態では、ピエゾ素子の変位量を大きくするため、たとえ
ば印加される電圧に応じて延びたり縮んだりする板状の
複数のピエゾ素子を、捩り軸Ｌ２に沿って配置される基
板の一方の面に捩り軸Ｌ２に対して＋４５°交差して貼
着し、他方の面に−４５°で交差するように貼着して構
成する。またこのような板状の捩りアクチュエータが捩
り軸Ｌ２を中心に十字に交差するように構成されてもよ
い。

【００２２】このような捩りアクチュエータ９に駆動電
圧が印加されると、捩りアクチュエータ９は捩り軸Ｌ２
まわりに捩れ、駆動翼３の迎角αが変位する。フラップ
駆動翼３の迎角αが正方向に変位すると、フラップ駆動
翼を上方に引上げるように空気力が発生してフラップ駆
動翼３は急速に上方に変位し、軸６が長孔８の上端８ａ
に当接してフラップ駆動翼３は上限位置に位置決めされ
る。このとき軸６を角変位自在に支持する伝達レバー５
の他端部５ｂが上方に変位し、フラップ４が角変位軸線
Ｌ１を中心として下方に角変位することになる。捩りア
クチュエータ９の他端部９ｂは上下に変位自在にリニア
ガイド１３に支持されるので、フラップ駆動翼３の上方
への変位に追従して上方に変位することになる。

【００２３】また逆にフラップ駆動翼３の迎角αを負方
向に変位させると、フラップ駆動翼３を下方に引下げる
ように空気力が発生し、フラップ駆動翼３は、長孔８の
下端８ｂに当接する下限位置まで急速に下方に変位し、
伝達レバー５を介してフラップ４を上方に角変位させ
る。

【００２４】このように駆動力の小さい捩りアクチュエ
ータ９であってもフラップ駆動翼３に発生する空気力を
利用することによってフラップ４を高速に変位させるこ
とができ、応答性が良好である。また、対称翼であるこ
とから、迎角αの正方向および負方向への角変位と、そ
のときに発生する空気力とが等しくなり、制御が容易で
ある。

【００２５】またフラップ駆動翼３は対称翼であるの
で、迎角αを変位させるためのトルクはきわめて小さ
く、ほとんど０であるのに対し、このフラップ駆動翼３
によって駆動されるフラップ４の駆動力は、駆動翼３の
軸６とフラップ４の角変位軸Ｌ１との間の距離Ｗ２にフ
ラップ駆動翼３に発生した空気力を掛けたきわめて大き
なモーメントである。このように、ブレード２内部に装
備した力の小さな小形軽量の捩りアクチュエータ９で、
フラップ４を大きな力で駆動することができる。

【００２６】また、捩りアクチュエータ９に電圧が印加
されない状態で、フラップ駆動翼３の迎角が０°になる
ようにばねを設けてもよい。このようにばねを設ける
と、フラップ駆動翼３の動きを緩やかにすることができ
る。

【００２７】図５は、ヒンジ２０，２１を用いるフラッ
プ駆動装置１を示す断面図であり、図６はヒンジ２０の
斜視図である。フラップ駆動装置１の捩りアクチュエー
タ９は、図３および図４で示したようにリニアガイド１
３によって支持されるだけに限らず、図５に示されるよ
うに捩りアクチュエータ９の両端部９ａ，９ｂがヒンジ
２０，２１によってフラップ駆動翼３およびブレード２
に連結されるように構成してもよい。

【００２８】フラップ駆動翼３の軸６と捩りアクチュエ
ータ９の一端部９ａとを連結するヒンジ２０は、断面形
状がＨ状の長手棒状の部材であり、ブレード２の翼弦方
向に沿って配置され、強化繊維の方向が長手方向となる
複合材料から形成される。このようなヒンジ２０の幅方
向一端部がフラップ駆動翼３の軸６に固定され、幅方向
他端部が捩りアクチュエータ９の一端部９ａに固定され
る。したがって、捩りアクチュエータ９とフラップ駆動
翼６とは、翼弦方向に延びるヒンジ２０を中心に角変位
可能であるとともに、捩りアクチュエータ９の捩り軸Ｌ
２まわりに発生する捩りトルクを確実にフラップ駆動翼
３に伝達することができる。

【００２９】捩りアクチュエータ９の他端部９ｂは、前
述のヒンジ２０と同様に複合材料から成るヒンジ２１お
よび取付部材２６を介してブレード２に連結される。し
たがって、捩りアクチュエータ９は他端部９ｂのヒンジ
２１を中心として角変位可能で、かつ捩りアクチュエー
タ９の捩り軸Ｌ２まわりの変位が拘束された状態でブレ
ード２に連結される。

【００３０】したがって、フラップ駆動翼３の上下方向
の変位を許容して、捩りアクチュエータ９の捩り軸Ｌ１
まわりの捩りトルクを確実にフラップ駆動翼３の軸６に
伝達することができる。またフラップ駆動翼３が上限位
置にあるときと下限位置にあるときの捩りアクチュエー
タ９の角変位範囲θ１は、たとえば１〜２°程度に選ば
れる。

【００３１】また捩りアクチュエータ９と軸６とを連結
する複合材料から成るヒンジ２０に代えて、図７に示さ
れる蝶番２０ａであってもよい。同様に複合材から成る
ヒンジ２１に代えて蝶番であってもよい。

【００３２】またフラップ駆動装置１のフラップ４のヒ
ンジは図１〜図４に示されるように複合材料から成るヒ
ンジ１１に限らず、図８に示されるように蝶番２３であ
ってもよい。蝶番２３は、フラップの角変位軸線Ｌ１に
同軸の蝶番軸２４が、ブレード２に形成される軸挿通孔
２５に挿通され、フラップ４は角変位軸線Ｌ１まわりに
角変位自在に取付けられる。このような蝶番２３から成
るフラップ４であってもフラップ駆動翼３の空気力によ
って効果的に角変位駆動される。

【００３３】図９は本発明の実施の他の形態であるフラ
ップ駆動装置３０を示す斜視図であり、図１０はブレー
ド２を切欠いて示すフラップ駆動装置３０の斜視図であ
り、図１１は図９の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図
である。なお図１〜図４に示されるフラップ駆動装置１
に対応する構成には同一の参照符号を付す。フラップ駆
動装置３０は、フラップ駆動装置１に類似し、注目すべ
きはブレード２の外部に設けられる伝達レバー５に代え
て、ブレード２内にフレームレバー３１が設けられるこ
とである。

【００３４】フレームレバー３１は、捩りアクチュエー
タ９の一端部９ａとフラップ４の一端部４ａとを連結す
る第１レバー３３と、捩りアクチュエータ９の他端部９
ｂとフラップ４の他端部４ｂとを連結する第２レバー３
４とを有し、フラップ駆動翼３の上下変位をフラップ４
に伝達する。フラップ駆動翼３の軸６と第１レバー３３
とは軸受３２を介して連結されるので、捩りアクチュエ
ータ９の捩り軸Ｌ２まわりの捩りトルクは第１レバー３
３に拘わらずフラップ駆動翼３に伝達される。

【００３５】捩りアクチュエータ９は、前述したように
ピエゾ素子から成るので、長手方向に延長することによ
って捩りの変位量を大きくすることができる。したがっ
て、フラップ４の長さよりも捩りアクチュエータ９の長
さが大きくなった場合には、図１０に示されるように第
２レバー３４は傾斜して設けられる。

【００３６】捩りアクチュエータ９の他端部９ｂは第２
レバー３４に固定され、捩りアクチュエータ９の捩り軸
Ｌ２まわりの捩り変位が拘束された状態で第２レバー３
４に固定される。したがって、捩りアクチュエータ９に
捩りトルクが発生したとき軸６を介してフラップ駆動翼
３が捩り軸Ｌ２まわりに角変位して迎角αが変位し、こ
れによって発生した空気力によって捩りアクチュエータ
９とともにフレームレバー３１の一端部は変位し、フラ
ップ４を角変位駆動する。

【００３７】このように本実施形態では、フラップ駆動
翼３の変位を伝達するフレームレバー３１がブレード２
内に設けられるので、フレームレバー３１の角変位によ
ってブレード２に作用する抗力が変動するといったこと
が防がれる。

【００３８】またフラップ駆動装置３０のフラップ４
は、複合材料から成るヒンジによって角変位自在にブレ
ード２に取付けられる構成に限らず、図１２に示される
ように蝶番３５によってブレード２に取付けられる構成
であってもよい。この場合フラップ４の両端部４ａ，４
ｂからそれぞれフラップ４の角変位軸線Ｌ１に同軸に蝶
番軸３６，３７が固定され、ブレード２には前記蝶番軸
３６，３７を角変位自在に軸支する軸挿通孔３８，３９
が形成される。また、一方の蝶番軸３７は、捩りアクチ
ュエータ９の長さに応じて延長して設けられ、フレーム
レバー３１の第２レバー４４は傾斜するのでなく、第１
レバー３３に対称に直線上に設けられて蝶番軸３７の先
端部に固定される。これによって、図１０に示される傾
斜する第２レバー３４に比べて第２レバー４４に作用す
る力が軽減される。

【００３９】図１３は本発明の実施のさらに他の形態で
あるフラップ駆動装置４０を示す斜視図であり、図１４
はその平面図であり、図１５はその断面図である。なお
図１〜図４に示されるフラップ駆動装置１に対応する構
成には同一の参照符号を付す。

【００４０】フラップ駆動装置４０のフラップ駆動翼３
は、フラップ駆動装置１の軸６に代えて、可撓性を有す
る可撓軸４２に固定される。可撓軸４２は、撓むことが
できるが、トルク伝達可能な軸である。このような可撓
軸４２の一端部にフラップ駆動翼３が可撓軸４２の軸線
まわりの変位が拘束されて固定され、同様に可撓軸４２
の他端部に捩りアクチュエータ９の一端部９ａが捩り軸
Ｌ２に同軸に、捩り軸Ｌ２まわりの変位が拘束された状
態で固定される。また、この可撓軸４２の他端部は軸受
４１を介して角変位自在にブレード２に軸支される。ま
た捩りアクチュエータ９の他端部９ｂは取付部材４３を
介してブレード２に固定される。したがって、捩りアク
チュエータ９の駆動電圧に応じて捩りアクチュエータ９
が捩り軸Ｌ２まわりに捩れたとき、この捩りトルクは可
撓軸４２を介してフラップ駆動翼３を角変位し、これに
よってフラップ駆動翼３に空気力が発生してフラップ駆
動翼３は上下に変位することになる。このとき可撓性を
有する可撓軸４２によってフラップ駆動翼３の上下変位
は許容される。

【００４１】このように可撓軸４２を設けることによっ
て、簡単な構成でフラップ４の変位駆動を行うことがで
きる。

【００４２】図１６は本発明の実施のさらに他の形態で
あるフラップ駆動装置５０を示す斜視図であり、図１７
はフラップ駆動装置５０のリンク機構５１を示す正面図
である。なお図１〜図４に示されるフラップ駆動装置１
に対応する構成に同一の参照符号を付す。フラップ駆動
装置５０では、伝達レバー５の変位がリンク機構５１を
介してフラップ４に伝達される。

【００４３】伝達レバー５の角変位軸線Ｌ３は、フラッ
プ駆動装置１と異なり、フラップ４の角変位軸線Ｌ１と
ずれた位置で、角変位軸線Ｌ１に平行に設けられる。伝
達レバー５の一端部５ａには角変位軸線Ｌ３を中心に半
径方向下方に突出するレバーリンク５２が固定され、フ
ラップ４の下部には、角変位軸線Ｌ１を中心に半径方向
下方に突出するフラップリンク５４が固定され、前記レ
バーリンク５２およびフラップリンク５４の先端部はそ
れぞれ連結リンク５３の両端部に角変位自在に連結され
る。

【００４４】レバーリンク５２の先端部と伝達レバー５
の角変位軸Ｌ３との間の距離Ａ１と、フラップリンク５
４の先端部とフラップ４の角変位軸Ｌ１との間の距離Ａ
２とは、Ａ１＞Ａ２の関係に選ばれる。したがって、レ
バーリンク５２の角変位量β１と、フラップリンク５４
の角変位量β２との関係は、β２＝（Ａ１／Ａ２）・β
１となり、伝達レバー５の一端部５ａの角変位量が、Ａ
１／Ａ２倍に拡大されてフラップ４に伝達されることに
なる。

【００４５】フラップ駆動翼３はブレード２に形成され
る長孔８の範囲で変位するので、フラップ駆動翼３の上
下変位量はブレード２の翼厚に制限される。しかしなが
ら本実施形態のようにリンク機構５１を介して伝達レバ
ー５の変位量を拡大してフラップ４に伝達することによ
って、フラップ駆動翼３の変位量に拘わらずフラップ４
を大きく角変位駆動することができる。また逆にＡ１＜
Ａ２と選ぶことによって、伝達レバー５の駆動力を拡大
し、フラップ４を大きな力で駆動させることができる。

【００４６】また伝達レバー５の拡大伝達機構としては
図１６および図１７に示されるリンク機構５１に限ら
ず、図１８および図１９に示されるように歯車機構５７
であってもよい。歯車機構５７は、伝達レバー５の一端
部５ａに固定される大扇形歯車５８と、フラップ４に固
定され、前記大扇形歯車５８に噛合する小扇形歯車５９
とから構成される。大扇形歯車５８は、その角変位軸が
伝達レバー５の角変位軸線Ｌ３に同軸となるように伝達
レバー５に固定され、小扇形歯車５９の角変位軸はフラ
ップ４の角変位軸線Ｌ１に同軸となるようにフラップ４
に固定される。図１９に示されるように、大扇形歯車５
８の半径Ｒ１および小扇形範囲５９の半径Ｒ２の関係
は、Ｒ１＞Ｒ２となるように選ばれる。これによって、
伝達レバー５の角変位量を角度β３とし、フラップ４の
角変位量を角度β４としたときβ４＝（Ｒ１／Ｒ２）・
β３となり、伝達レバー５の角変位量がＲ１／Ｒ２倍に
拡大される。このようにして、フラップ駆動翼３の上下
変位量が制限されている場合であっても、歯車機構５７
を用いた拡大伝達機構によってフラップ４を大きく角変
位させることができる。

【００４７】図２０は、本発明のフラップ駆動装置１を
備えるヘリコプタ６５を示す斜視図である。ヘリコプタ
６５はロータブレード６６を回転しながら前進飛行する
ため、ブレード２は前進側と後進側とで対気速度が異な
る。したがってブレード２は後進側ではピッチ角（迎
角）を大きくし、前進側ではピッチ角が小さくなるよう
に周期的なピッチ角制御を行う。また、ヘリコプタ６５
の飛行中の操縦操作によってブレード２のピッチ角が変
化させられる。

【００４８】このように、ブレード２のピッチ角が変位
すると、ブレード２の先端部に設けられるフラップ駆動
翼３の迎角αも変位することになるので、フラップ駆動
翼３を正確に制御するために、ブレード２のピッチ角を
キャンセルする必要がある。

【００４９】図２１は、フラップ駆動装置１の制御状態
を示すブロック図である。ブレード制御手段７８には、
操縦桿７０の操縦量に応じた信号が入力され、前述のブ
レード２の周期的なピッチ角変位に応じた信号と合成し
て目標とするブレード２のピッチ角に対応したブレード
制御信号７２を出力し、アクチュエータ７３はこのブレ
ード制御信号７２に応じてブレード２のピッチ角を変化
させる。

【００５０】またブレード制御手段７８は、ブレード２
に対するフラップ４の角度が目標となる角度となるよう
にフラップ目標信号７４をフラップ駆動翼制御手段７５
に入力する。

【００５１】フラップ駆動翼制御手段７５では、フラッ
プ目標信号７４に対応したフラップ駆動翼３の迎角目標
信号７９を生成するが、迎角目標信号７９はブレード２
のピッチ角が０°のときの値であるので、一旦、演算回
路８０に入力される。また、演算回路８０にはブレード
制御手段７８から前記ブレード制御信号７２が入力さ
れ、ここで迎角目標信号７９に対してブレード制御信号
７２による修正を加えた値がフラップ駆動翼３のアクチ
ュエータ指令信号７７として出力される。

【００５２】出力されたアクチュエータ指令信号７７は
増幅器７６によって電圧が増幅されて捩りアクチュエー
タ９に駆動電圧として印加され、これによってフラップ
駆動翼３の迎角αが変位して上下に変位駆動し、フラッ
プ４は目標とする角度に変位する。

【００５３】このように、フラップ４はブレード２がピ
ッチ角変位していたとしても、演算回路８０によってブ
レード２のピッチ角がキャンセルされたアクチュエータ
指令信号７７が出力されるので、ブレード２のピッチ角
に拘わらずフラップ駆動翼３を目標とする迎角αに角変
位させてフラップ４を正確に駆動することができる。

【００５４】図２２は、フィードバック制御を行うフラ
ップ駆動装置１の制御状態を示すブロック図である。な
お、図２１のブロック図に対応する構成には同一の参照
符号を付す。

【００５５】ブレード２には、ブレード２に対するフラ
ップ４の角度を検出するフラップ角度センサ６７が設け
られる。また各ブレード２にはピッチ角を検出するブレ
ードピッチ角センサ６８が設けられる。

【００５６】演算回路８０では前述と同様に迎角目標信
号７９に対してブレード制御信号７２による修正が加え
られてブレード２のピッチ角がキャンセルされる。

【００５７】フラップ４の角度は前記フラップ角度セン
サ６７によって検出されて、フラップ４の角度に応じた
信号がフラップ制御手段７８にフィードバックされ、フ
ラップ目標信号７４とフィードバックされたフラップ４
の角度に応じた信号とが一致するように制御される。こ
のようにフィードバック制御されることによってフラッ
プ４を正確に目標とする角度に制御することができる。

【００５８】また、ブレードピッチ角センサ６８によっ
て検出されたブレード２のピッチ角に応じた信号はブレ
ード制御手段７８にフィードバックされ、目標とするブ
レード制御信号７２とフィードバックされたブレード２
のピッチ角に応じた信号とが一致するように制御され
る。これによってブレード２のピッチ角を目標とするピ
ッチ角に正確に制御することができる。

【００５９】ブレードピッチ角センサ６８はブレード２
のピッチ角を変化させるためのスワッシュプレート６９
の角度を直接検出してもよいが、これに代えて操縦装置
である操縦桿７０またはそれらに対応するアクチュエー
タの変位から求めてもよく、またはロータブレード６６
の回転角センサからブレード２のピッチ角を求めてもよ
い。

【００６０】図２３は本発明の実施のさらに他の形態で
あるフラップ駆動装置８１を示す斜視図であり、図２４
はその平面図である。なお図１〜図４に示されるフラッ
プ駆動装置１に対応する構成には同一の参照符号を付
す。捩りアクチュエータ９の一端部９ａには捩り軸線Ｌ
２方向に突出する捩り軸８３がブレード２上に角変位自
在に軸支され、この捩り軸８３には上方に突出する捩り
軸リンク８４が固定される。また、フラップ４はブレー
ド２に蝶番によって角変位自在に連結され、一端部４ａ
にブレード２の前縁に向けて延びるアーム９３が固定さ
れる。フラップ４の蝶番軸８２には、図２５および図２
６に示されるように円筒部材９２が蝶番軸８２にフラッ
プ４の角変位軸線Ｌ１まわりに角変位自在に挿通され
る。この円筒部材９２には上方に突出する一対の蝶番軸
リンク８５，８９が固定され、アーム９３上に角変位自
在に軸支される。捩り軸リンク８４の先端部と蝶番軸リ
ンク８５の先端部とは連結リンク８６の両端部に角変位
自在に連結される。

【００６１】フラップ駆動翼３の角変位軸線Ｌ４に同軸
に突出するフラップ軸９０は、アーム９３の先端部に角
変位自在に軸支され、上方に突出するフラップ軸リンク
８７が固定される。このフラップ軸リンク８７の先端部
とヒンジ軸リンク８９の先端部とは連結リンク８８の両
端部に角変位自在に連結される。

【００６２】したがって、捩りアクチュエータ９が捩り
軸線Ｌ２まわりに図２３において矢符Ｐ方向に角変位し
たとき各リンク８４〜８５を介して円筒部材９２が角変
位するとともに、リンク８７〜８９を介してフラップ駆
動翼３はフラップ駆動翼の角変位軸線Ｌ４まわりに角変
位し、フラップ駆動翼３の迎角αが正方向に増加する。
このとき、フラップ駆動翼３は空気力によって上方に変
位する。この変位はアーム９３を介してフラップ４をさ
らに下方に角変位させる。

【００６３】このようにして、捩りアクチュエータ９
は、リンク８４〜８９を介してフラップ駆動翼３を変位
させてフラップ４を駆動することができる。

【００６４】逆に捩りアクチュエータ９を前述の矢符Ｐ
とは逆方向である矢符Ｑ方向に捩ると、前述とは逆の動
作によってフラップ駆動翼３の迎角αが負方向に変位
し、空気力によってアーム９３の先端が下方に変位して
フラップ４が上方へ角変位する。

【００６５】このように捩りアクチュエータ９によって
フラップ駆動翼３の迎角αを制御してフラップ駆動翼３
に発生する空気力によってフラップ４を角変位駆動する
ことができる。

【００６６】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の本発明によ
れば、アクチュエータはフラップ駆動翼の迎角を角変位
させてフラップ駆動翼に空気力を発生させ、この発生し
た空気力によってフラップを駆動するので、アクチュエ
ータの駆動力が小さい場合であってもフラップを充分に
駆動することができる。

【００６７】また請求項２記載の本発明によれば、伝達
レバーから成る簡単な構成の伝達機構によってフラップ
に発生する空気力を効果的にフラップに伝達することが
できる。

【００６８】また請求項３記載の本発明によれば、伝達
レバーの角変位は拡大伝達機構を介して拡大してフラッ
プに伝達されるので、フラップ駆動翼の変位量が小さい
場合であってもフラップを充分に大きく角変位させるこ
とができる。

【００６９】また請求項４記載の本発明によれば、演算
手段によってブレードのピッチ角がキャンセルされてフ
ラップ駆動翼の迎角を制御するので、ブレードのピッチ
角に拘わらず正確にフラップを制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態であるフラップ駆動装置
１を示す斜視図である。

【図２】フラップ駆動装置１の分解斜視図である。

【図３】図１の切断面線ＩＩＩ−ＩＩＩから見た断面図
である。

【図４】フラップ駆動装置１の平面図である。

【図５】ヒンジ２０，２１を備えるフラップ駆動装置１
を示す断面図である。

【図６】ヒンジ２０を示す斜視図である。

【図７】蝶番２０ａを示す斜視図である。

【図８】蝶番２３によって連結されるフラップ４を示す
分解斜視図である。

【図９】本発明の実施の他の形態であるフラップ駆動装
置３０を示す斜視図である。

【図１０】ブレード２を切欠いて示すフラップ駆動装置
３０の斜視図である。

【図１１】図８の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図で
ある。

【図１２】蝶番３５を備えるフラップ駆動装置３０を示
す分解斜視図である。

【図１３】ブレード２を切欠いて示す本発明の実施のさ
らに他の形態であるフラップ駆動装置４０の斜視図であ
る。

【図１４】フラップ駆動装置４０の平面図である。

【図１５】フラップ駆動装置１４の断面図である。

【図１６】本発明の実施のさらに他の形態であるフラッ
プ駆動装置５０を示す斜視図である。

【図１７】フラップ駆動装置５０のリンク機構５１を示
す正面図である。

【図１８】歯車機構５７を備えるフラップ駆動装置５０
を示す正面図である。

【図１９】歯車機構５７を示す正面図である。

【図２０】フラップ駆動装置１を備えるヘリコプタ６５
の斜視図である。

【図２１】フラップ駆動装置１の制御状態を示すブロッ
ク図である。

【図２２】フィードバック制御を行うフラップ駆動装置
１の制御状態を示すブロック図である。

【図２３】本発明の実施のさらに他の形態であるフラッ
プ駆動装置８１を示す斜視図である。

【図２４】フラップ駆動装置８１の平面図である。

【図２５】円筒部材９２を備えるフラップ４を示す斜視
図である。

【図２６】円筒部材９２の断面図である。

【符号の説明】

１，３０，４０，５０，８１ フラップ駆動装置 ２ ブレード ３ フラップ駆動翼 ４ フラップ ５ 伝達レバー １１ ヒンジ ７２ ブレード制御信号 ７５ フラップ駆動翼制御手段 ７８ ブレード制御手段 ８０ 演算回路

フロントページの続き (72)発明者 山川 榮一 岐阜県各務原市川崎町２番地 株式会社 コミュータヘリコプタ先進技術研究所内 (56)参考文献 特開 平10−271852（ＪＰ，Ａ) 米国特許5639215（ＵＳ，Ａ) 米国特許5387083（ＵＳ，Ａ) 米国特許3129769（ＵＳ，Ａ) 米国特許3055618（ＵＳ，Ａ) 米国特許4043523（ＵＳ，Ａ) 米国特許4124180（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B64C 27/615 B64C 27/46 - 27/473

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレードの後縁側に角変位自在に取付け
   られるフラップと、 ブレードの先端部に、迎角変位自在に設けられるフラッ
   プ駆動翼と、 フラップ駆動翼の迎角を角変位させるアクチュエータと
   を備え、 フラップ駆動翼に発生する空気力によってフラップを駆
   動することを特徴とするロータブレードのフラップ駆動
   装置。
2. 【請求項２】 角変位自在に支持され、フラップ駆動翼
   とフラップとを連動させるための伝達レバーを備えるこ
   とを特徴とする請求項１記載のロータブレードのフラッ
   プ駆動装置。
3. 【請求項３】 伝達レバーの角変位を拡大してフラップ
   を駆動する拡大伝達機構を備えることを特徴とする請求
   項２記載のロータブレードのフラップ駆動装置。
4. 【請求項４】 目標とするブレードのピッチ角に対応し
   たブレード制御信号、および目標とするフラップ駆動翼
   の迎角に対応した迎角目標信号を出力するブレード制御
   手段と、 迎角目標信号およびブレード制御信号に基づき、迎角目
   標信号に追従するような信号を算出してフラップ駆動翼
   のアクチュエータへの指令信号として出力する演算手段
   とを備えることを特徴とする請求項１〜３のうちのいず
   れかに記載のロータブレードのフラップ駆動装置。