JPH04228398A

JPH04228398A - ヘリコプタの主回転翼

Info

Publication number: JPH04228398A
Application number: JP3071987A
Authority: JP
Inventors: Santino Pancotti; サンチノ　パンコッティ
Original assignee: Agusta SpA
Current assignee: Agusta SpA
Priority date: 1990-04-06
Filing date: 1991-04-05
Publication date: 1992-08-18
Also published as: US5135357A; FR2660618A1; GB2243588B; GB9107113D0; IT9067261A1; IT1240176B; FR2660618B1; DE4110814A1; GB2243588A; IT9067261A0

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はヘリコプタの主回転翼に
関する。

【０００２】特に本発明は、軸線の周りに回転可能な駆
動軸と、駆動軸と一体のハブと、ハブに連結するための
連結装置を有すると共にハブからほぼ半径方向外方に延
びる多数の羽根と、各連結装置に連結されるピッチ変更
装置と、各連結装置をハブに連結するための連結手段と
を具備し、連結手段は、各連結装置とハブとの間に位置
すると共に各羽根の焦点を画定する第１の球状エラスト
マベアリングを具備する回転翼に関する。

【０００３】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】後述
する公知の回転翼は一般に“半硬式”と呼ばれ、各連結
装置は、ハブと各羽根との間に配置された各弾性要素を
具備する。弾性要素は、遠心力およびせん断応力の一部
による両方の荷重を吸収する。

【０００４】後述の公知の回転翼の主な欠点は、一端で
ハブと一体となると共にハブの半径方向外方に延びる金
属製羽根を通常備えた弾性要素は、相反する要求、すな
わち、回転翼が運転されているときの比較的低い剛性の
要求と、回転翼がアイドル運転されおよび風を受けてい
るときの比較的高い剛性の要求を満たすことができない
ということである。飛行中に変形可能であることに加え
て、各羽根に作用するせん断力に応じて、必要な制御モ
ーメントを発生するように、回転翼のアイドル運転時に
おいて弾性要素が地面に対して正しい位置にあるように
羽根を支持することが要求される。

【０００５】このような相反する要求は、回転翼のアイ
ドル運転時において羽根を支持することによっては実際
にはほとんど達成できず、公知の回転翼はいわゆる“連
結式の”回転翼を通常採用した可動性の支持要素を通常
特徴としている。

【０００６】公知の“半硬式”回転翼に関して注意する
点は、羽根のサイクリックピッチ制御およびコレクティ
ブピッチ制御は弾性要素のねじり変形に依存していると
いうことである。弾性要素は、ピッチ変更制御によって
生じる応力を許容可能な限界内に維持するために比較的
長くなければならない。

【０００７】上記の結果、公知の回転翼のハブの直径、
このため抗力は、通常かなり大きい。

【０００８】本発明の目的は、回転翼のアイドル運転時
に羽根を支持するための可動性部材の排除を可能とする
回転翼を提供することである。

【０００９】さらに本発明の目的は、比較的まっすぐで
比較的小さい直径のハブを特徴とする回転翼を提供する
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】これらの目的を達成する
ため、本発明によれば、連結手段は、ハブを囲繞するト
ロイド状体と、球状エラストマジョイントおよび弾性軸
方向サスペンションと、各連結装置とトロイド状体との
間の第２の球状エラストマベアリングとを具備し、球状
エラストマジョイントと弾性軸方向サスペンションは、
トロイド状体とハブを相互に連結するためにトロイド状
体とハブとの間に位置し、球状エラストマジョイントは
軸線上に中心を有することを特徴とする回転翼が提供さ
れる。

【００１１】上述の回転翼に関し、中心は好ましくは軸
線上の固定点であり、軸方向サスペンションは球状エラ
ストマジョイントとトロイド状体の間に配置される。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例が添付図面を参照して説明さ
れる。図１および図２において、１はヘリコプタ（図示
せず）の主回転翼を示す。回転翼１は、ほぼ垂直に延び
る管状駆動軸２を具備する。軸２は、底端部で減速ギア
ケース（図示せず）の出力に連続され、続いてヘリコプ
タの駆動源（図示せず）に連結される。

【００１３】図２に示されるように、軸２の頂部は軸２
を多数の羽根４に連結するためのハブ３を具備する。羽
根４はハブ３からほぼ半径方向外方に向かって延びる。ハブ３は、軸２と一体の環状要素５と、多数のフラット
プレート６とを具備する。各フラットプレート６は、環
状要素５の半径方向外方付加物を形成し、軸２の軸線７
に垂直で環状要素５の底端部を通る平面内に位置する。

【００１４】プレート６は、軸２の周りに等しい間隔を
あけて配置され、羽根４の数と等しい。各プレート６は
、その上面で、ボルト８を介してほぼＬ字状のブラケッ
ト１０のアーム９に取付けられ、ブラケット１０の第２
アーム１１は、各プレート６の半径方向外方端の外側で
軸線７にほぼ平行に上方に延びる。

【００１５】アーム１１は各球状エラストマベアリング
１２の内側シューを形成し、１つのベアリング１２の中
心Ａは他の複数のベアリング１２の中心と一致し、軸線
７上に位置している。ベアリング１２の外側シューはほ
ぼ平坦な要素１３（図５に詳細が示されている）から成
る。要素１３は各アーム１１の外側面に対向する中央プ
レート１４を具備し、補強されたエラストマ材料の球状
ドーム形状層１５の介在物を介してアーム１１に連結さ
れる。各エレメント１３は、プレート１４の頂端部から
反対方向に延びるほぼ一直線状の２つのアーム１６と、
プレート１４の底端部から反対方向に延びるほぼ一直線
状の２つのアーム１７とを具備する。プレート１４の同
じ側上に夫々位置するアーム１６および１７の各一対に
は、軸線７にほぼ平行な各軸に一直線状に沿う貫通孔１
８が形成され、アーム１６および１７の各一対は各フォ
ーク状部１９を形成している。フォーク状部１９は、要
素１３を、図３に詳細が示された各ブラケット２０に連
結するため要素１３の他のフォーク状部１９と協働する
。

【００１６】各ブラケット２０は、要素１３のプレート
１４の外側上に配置される中央プレート２１を具備し、
フォーク状部１９のアーム１６と１７間の距離より短い
円筒状連結部２２を有する各端部上で連結される。各ブ
ラケット２０の２つの連結部２２は、各孔１８に同軸的
に、要素１３の各フォーク状部１９のアーム１６とアー
ム１７の間に挿入され、各軸方向エラストマベアリング
２３の外側シューを形成する。軸方向エラストマベアリ
ング２３の各内側シューは、各連結部２２と同軸の円筒
状内側連結部２４によって形成され、補強されたエラス
トマ材料の円筒状連結部２５の介在物を介して連結部２
２に連結される。

【００１７】図７にさらにはっきりと示されるように、
各連結部２４の長さは各連結部２２より長く、各フォー
ク状部１９のアーム１６とアーム１７の間の距離に等し
い。アーム１６およびアーム１７を連結部２４の両端部
に連結するために、連結部２４は連結部２４および貫通
孔１８に沿って延びるボルト２６によってアーム１６，
１７に連結される。

【００１８】各ブラケット２０は、このように、弾性軸
方向サスペンション２７を介して各要素１３に連結され
る。サスペンション２７は軸線７にほぼ平行に作動し、
２つの軸方向エラストマベアリング２３を具備する。

【００１９】図４に示されるように、プレート１４に対
向する側と反対側上で、各連結部２２には放射状肩部２
８（図２）が設けられる。肩部２８によって、各ブラケ
ット２０は、好ましくは複合合成材料から成りかつ軸線
７にほぼ平行な軸２の周りに延びるトロイド状体３０の
中間環状部の内側面と一体とされる。

【００２０】図２に示されるように、トロイド状体３０
は、軸線７に対向する凹状側面を有すると共に中間部２
９を備えたほぼＣ字状に形成され、２つの環状フランジ
３１，３２を具備する。フランジ３１，３２は、中間部
２９の頂端部および底端部から内方に向かって、サスペ
ンション２７の上方および下方に夫々延びる。変形可能
な円錐状カバー３３は、トロイド状体３０をベル３４の
頂部に連結するため、フランジ３１から軸線７に向かっ
て上方に延びる。ベル３４は軸線７と同軸的であり、多
くのねじ３６によってハブ３の頂端部に連結された底部
フランジ３５を有する。

【００２１】トロイド状体３０は、このように、ハブ３
に弾性的に連結され、このため、トロイド状体３０は、
軸方向サスペンション２７によって軸２に対して軸方向
に動き、トロイド状体３０とハブ３の間に位置しかつエ
ラストマベアリング１２によって画定される球状エラス
トマジョイント３７によって、軸線７上のほぼ固定位置
に位置する中心Ａの周りに揺動する。

【００２２】特に図１に示されるように、各羽根４の内
側端部は連結要素３８によってハブ３に連結される。連
結要素３８は、各羽根４の軸線に一致する各軸線３９に
沿って、ハブ３に対しほぼ半径方向に延びる。各連結要
素３８は、軸線７とほぼ平行な２つのボルト４１によっ
て各羽根４の内側端部に連結されるフォーク状部４０を
外側端部に具備し、貫通していない軸方向孔４３を有す
ると共にフォーク状部４０と一体であるロッド４２を内
側端部に具備する。孔４３は孔４３から軸線７に向かっ
て突出する円筒状ロッド４４と係合し、ロッド４４の終
端部は、軸線３９上に中心を有する球状ヘッド４５とさ
れている。

【００２３】各連結要素３８は、ほぼ半径方向の孔４６
およびほぼ半径方向の孔４７に係合する。孔４６は、ハ
ブ３を貫通しかつ隣接するプレート６の各対の間に形成
される。孔４７は、トロイド状体３０の中間部２９を貫
通しかつブラケット２０の各対の間に形成され、各軸線
３９に沿って各孔４６とほぼ一直線状に形成される。

【００２４】各孔４６は、各球状エラストマベアリング
４９の外側シュー４８に係合し、ベアリング４９の内側
シューは、補強されたエラストマ材料の層５０を介して
各外側シュー４８に連結された各球状ヘッド４５によっ
て形成される。

【００２５】各連結要素３８は、軸線７に対向する凹部
側に取付けられた球状エラストマベアリング５１によっ
てトロイド状体３０に連結される。各ベアリング５１は
、トロイド状体３０の内側で各軸線３９上に中心Ｃを有
する。ベアリング５１は環状外側シュー５２と環状内側
シュー５３とを具備する。外側シュー５２は中間部２９
に一体に連結され、各孔４７と同軸である。内側シュー
５３は、各軸線３９と同軸であり、補強されたエラスト
マ材料の環状層５４によって外側シュー５２に連結され
る。内側シュー５３は、各ロッド４２上に取付けられ２
つの直径ボルト５６が貫通する連結部５５の端部と一体
である。２つの直径ボルト５６は、互いに垂直であり、
連結部５５、各ロッド４２、および各ロッド４４を互い
に一体にするために、連結部５５に沿って軸方向に互い
違いにされている。連結部５５は、各羽根４を５８で示
されるピッチ変更装置に連結するためのほぼ半径方向外
方フォーク状部５７を有する。

【００２６】図２に示されるように、装置５８は、軸２
の内側に固定されたほぼ円筒状の管状軸５９を具備する
。軸５９は、底端部（図示せず）で、駆動源のケース（
図示せず）に一体に連結されている。軸５９の頂端部は
、ベル３４の内側に延び、ベアリング６０を介して、ベ
ル３４の端部壁６３の中心を通って形成されると共にカ
バー６４によって閉じられた孔６１に係合する。

【００２７】装置５８は、ベル３４の内側に延びる軸５
９の部分上に、回転可能にかつ軸方向に摺動可能に取付
けられた円筒状の連結部６５を具備する。連結部６５の
頂部は、球状クラウン状面６７によって外面的に形成さ
れる拡大部すなわちヘッド６６を具備し、一方、連結部
６５の底部は半径方向外方のタブ６８を有する。

【００２８】連結部６５の下方で、軸５９は円筒状連結
部６９に一体に取付けられる。連結部６９は、リンク７
１によってタブ６８に連結された半径方向外方のタブ７
０を有する。リンク７１は、軸５９に沿う連結部６５の
軸方向変位を可能とし、同時に連結部６５が軸５９の軸
線周りに回転することを禁止する。

【００２９】装置５８は、公知の“振動プレート”アッ
センブリ７２を具備する。アッセンブリ７２は、ベル３
４の内側の軸５９上に支持され、面６７に連結された球
状中央シート７３を有する。図２に示されるように、ア
ッセンブリ７２は、以後“固定リング”と呼ばれる内側
リング７４を具備する。固定リング７４は、ヘッド６６
に対してあらゆる方向に面６７の中心の周りに振動する
が軸５９の軸線の周りに回転しないように、ヘッド６６
上に公知の方法（図示せず）で角度的にロックされる。固定リング７４は、ベアリング７５を介して、以後“回
転リング”と呼ばれる外側リング７６に回転可能に取付
けられる。

【００３０】固定リング７４の底部から、羽根４の数と
等しい多数のフォーク状部７７（そのうち１つだけが示
されている）が半径方向外方に突出する。各フォーク状
部７７は、各球状ジョイント７８によって、各ピッチ変
更制御ロッド７９の頂端部に取付けられる。ロッド７９
は、軸２の内方面と軸９の外方面との間の環状ギャップ
８０内で下方に向かって延びる。

【００３１】回転リング７６の外方面から、羽根４の数
と等しい多数のアーム８１（そのうち１つだけが示され
ている）と、各リンク８３によって回転リング７６をベ
ル３４に連結するための多数のフォーク状部８２（その
うち１つだけが示される）とが半径方向外方に向かって
突出する。

【００３２】各アーム８１は、ベル３４の外側の各開口
８４を貫通して延び、各連結ロッド８５を介して各フォ
ーク状部５７に連結される。

【００３３】ロッド７９、振動プレートアッセンブリ７
２、アーム８１、連結ロッド８５、およびフォーク状部
５７が、羽根４のサイクリックピッチおよびコレクティ
ブピッチを変化させるための方法は、公知であるため、
説明を要しない。

【００３４】ここで説明されたいわゆる“内部伝達”装
置５８、すなわち、軸２のほぼ内側に配置された固定内
部軸５９、ロッド７９、および振動プレートアッセンブ
リ７２は、この技術分野のあらゆる技術者によって、公
知のいわゆる“外部伝達”ピッチ変更装置（図示せず）
におきかえられてもよい。

【００３５】羽根４とハブ３との間の連結の構造的およ
び作用的特徴が説明される。

【００３６】本実施例で説明したようにトロイド状体３
０を備えた回転翼１の主要な構造的特徴は、非常にコン
パクトで空気力学的に“抵抗の少ない（クリーンな）”
回転翼を提供できることである。

【００３７】実際、球状エラストマジョイント３７を構
成しているエラストマベアリング１２は、トロイド状体
３０をガイドし、トロイド状体３０は中心Ａを有する球
状面にわたってハブ３に対して移動し、軸方向ベアリン
グ２３は、軸線７にほぼ平行なトロイド状体３０の局所
的な横断方向の変形を可能にし中心Ａを有する球状面に
ほぼ接触することを可能とする。

【００３８】この結果、各羽根の焦点Ｂと中心Ａとの間
の距離が比較的小さい、比較的小さいハブ３を使用し、
理論的に、比較的小さい制御モーメントであっても、実
際、回転翼１は、トロイド状体３０の局所的な横断方向
の変形によって比較的大きな制御モーメントを達成する
ことができる。

【００３９】距離Ａ−Ｂの減少によって回転翼の振動が
かなり減少し、この結果、ヘリコプタ自身の振動もかな
り減少する。実際、距離Ａ−Ｂは、羽根によって伝達さ
れる交互のせん断力によって、および羽根に作用する力
学的および空気力学的力の連続的な不均整の結果、発生
するモーメントにも比例する。

【００４０】応力伝達に関し、エラストマベアリング４
９は、揚力と抗力の両方によって発生するせん断力の一
部をハブ３に伝達する。一方、羽根４に作用する遠心力
は、エラストマベアリング５１によってトロイド状体３
０に伝達される。トロイド状体３０は閉じたリング状に
ほぼ形成され、内部補償を介して遠心力を緩和する。

【００４１】エラストマベアリング５１の球状デザイン
は、遠心力をトロイド状体３０に伝達するだけでなく、
羽根４のサイクリックピッチ変化制御を可能とし、軸線
７に垂直な平面内の羽根４の進み遅れ運動を減衰し、回
転翼がアイドル運転時に羽根を支持することができるよ
うに選択されている。このように回転翼１は、外部ダン
パおよび羽根支持装置の両方とも不要にすることができ
る。外部ダンパおよび羽根支持装置は、回転翼１の全体
構造を複雑にし、空気力学の抗力を実質的に増大せしめ
る。

【００４２】ベアリング５１の多くの機能は、必要な構
造的変換を行なうために要求される。実際、回転翼１が
ある与えられたサイズであるとき、距離Ｂ−Ｃの増大に
よって、回転翼がアイドル運転時であるときに羽根を支
持するための支持モーメントが増大するだけでなく、ベ
アリング５１の半径が減少し、このため、抵抗しかつ遠
心力をトロイド状体３０に伝達する能力が低下する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のヘリコプタの回転翼の好ましい実施例
の一部断面の平面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図３】図２の第１の詳細部の一部断面の拡大側面図で
ある。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

【図５】図２の第２の詳細部の図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。

【図７】図１の　ＶＩＩ−ＶＩＩ　線に沿う拡大断面図
である。

【符号の説明】

１…回転翼２…駆動軸３…ハブ４…羽根７…軸線２７…弾性軸方向サスペンション３０…トロイド状体３７…球状エラストマジョイント３８…連結装置４９…第１の球状エラストマベアリング５１…第２の球
状エラストマベアリング５８…ピッチ変更装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　軸線（７）　の周りに回転可能な駆動
軸（２）　と、駆動軸（２）　と一体のハブ（３）　と
、ハブ（３）　に連結するための連結装置（３８）を有
すると共にハブ（３）　からほぼ半径方向外方に延びる
多数の羽根（４）　と、前記各連結装置（３８）に連結
されるピッチ変更装置（５８）と、前記各連結装置（３
８）をハブ（３）　に連結するための連結手段とを具備
し、該連結手段は、各連結装置（３８）とハブ（３）　
との間に位置すると共に各羽根（４）　の焦点（Ｂ）　
を画定する第１の球状エラストマベアリング（４９）を
具備するヘリコプタの主回転翼において、前記連結手段
は、前記ハブ（３）　を囲繞するトロイド状体（３０）
と、球状エラストマジョイント（３７）および弾性軸方
向サスペンション（２７）と、前記各連結装置（３８）
と前記トロイド状体（３０）との間の第２の球状エラス
トマベアリング（５１）とを具備し、球状エラストマジ
ョイント（３７）と弾性軸方向サスペンション（２７）
は、前記トロイド状体（３０）と前記ハブ（３）　を相
互に連結するために前記トロイド状体（３０）と前記ハ
ブ（３）　との間に位置し、前記球状エラストマジョイ
ント（３７）は前記軸線（７）　上に中心（Ａ）　を有
することを特徴とする回転翼。
【請求項２】　　前記中心（Ａ）　は前記軸線（７）　
上の固定点であり、前記弾性軸方向サスペンション（２
７）は、前記球状ジョイント（３７）と前記トロイド状
体（３０）との間に位置していることを特徴とする請求
項１記載の回転翼。
【請求項３】　　前記トロイド状体（３０）は、ほぼＣ
字状断面を有し、Ｃ字状断面の凹部側は前記軸線（７）
　に対向していることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の回転翼。
【請求項４】　　前記トロイド状体（３０）は複合合成
材料からできていることを特徴とする請求項１から請求
項３までのいずれか１項に記載の回転翼。
【請求項５】　　前記球状エラストマジョイント（３７
）は、多数の球状エラストマベアリング（１２）を具備
し、前記球状エラストマベアリング（１２）は前記軸線
（７）　の周りに等しい間隔をあけて配置されると共に
互いに前記中心（Ａ）　に一致する各中心を有し、前記
球状エラストマベアリング（１２）の数は前記羽根（４
）　の数と等しいことを特徴とする請求項１から請求項
４までのいずれか１項に記載の回転翼。
【請求項６】　　前記各球状エラストマベアリング（１
２）は前記ハブ（３）　と一体の内側シュー（１１）と
外側シュー（１４）とを具備し、前記弾性軸方向サスペ
ンション（２７）は前記軸線の周りに前記軸線にほぼ平
行に配置された多数の軸方向エラストマベアリング手段
（２０）を具備し、前記各外側シュー（１４）は、前記
各軸方向エラストマベアリング手段（２０）の介在物を
介して前記トロイド状体（３０）に連結されていること
を特徴とする請求項５記載の回転翼。
【請求項７】　　前記各軸方向エラストマベアリング手
段（２０）は２つの軸方向エラストマベアリング（２３
）を具備し、該２つの軸方向エラストマベアリング（２
３）は互いに平行であると共に前記各外側シュー（１４
）の反対側に配置されていることを特徴とする請求項６
記載の回転翼。
【請求項８】　　前記各第２の球状エラストマベアリン
グ（５１）は、前記各焦点（Ｂ）　と前記トロイド状体
（３０）との間に中心（Ｃ）　を有することを特徴とす
る請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の回
転翼。