KR20090029215A - Constant-velocity drive system for gimbaled rotor hubs - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 짐벌이 설치된 로터 허브를 구비하는 회전익 항공기 분야에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of rotorcraft aircraft having a gimbal mounted rotor hub.
더 큰 추력 및 더 빠른 속력을 제공하고 보다 큰 하중 및/또는 보다 무거운 동체(fuselage)를 지탱하는 회전익 항공기에 대한 소비자의 요구는 증가하고 있다. 예를 들면, 보다 강력한 틸트로터 항공기에 대한 요구가 있다. 물론, 위에 나열된 바와 같은 성능 기준이 증가되는 경우에는, 원하는 결과적인 성능 향상을 이루기 위해 회전익 항공기의 기능적 시스템을 개선해야만 한다. 로터 허브 드라이브 시스템은, 회전익 항공기 성능 개량에 대한 요구를 충족시키기 위해 개량할 필요가 있는 다수의 기능적 시스템 중 하나이다.There is an increasing demand for rotorcraft aircraft that provide greater thrust and faster speeds and support larger loads and / or heavier fuselage. For example, there is a need for more powerful tilt rotor aircraft. Of course, if the performance criteria as listed above are increased, then the functional system of the rotorcraft must be improved to achieve the desired performance improvement. Rotor hub drive systems are one of a number of functional systems that need to be retrofitted to meet the demand for improved rotorcraft performance.
로터 허브 드라이브 시스템은 종종, 아주 오랜 시간 동안 사용해 온 등속 드라이브 시스템 또는 등속(homokinetic) 드라이브 시스템이거나 이들 시스템을 포함한다. 다양한 유형의 회전익 항공기에 대해 다수의 성공적인 구성의 등속 드라이브 시스템이 존재한다. 등속 드라이브 시스템은 보통 제1 회전 부재로부터 제2 회전 부재까지 토크 또는 회전력을 전달하기 위해 구성되며, 이때 제1 회전 부재는 제2 회전 부재와 동축 상에 있지 않을 수 있다. 등속 드라이브 시스템은, 특히 로터 허브가 회전하는 마스트에 짐벌식으로 연결되는 경우에, 회전하는 마스트로부터 로터 허브까지의 토크 전달 수단으로서 회전익 항공기에서 사용하기에 매우 적합하다. 이러한 2 가지 등속 드라이브 시스템은 쵸피텔리(Zoppitelli) 등의 미국 특허 제6,712,313호에 교시되어 있다.Rotor hub drive systems are often or include constant speed drive systems or homokinetic drive systems that have been in use for a very long time. There are many successful configurations of constant speed drive systems for various types of rotorcraft. The constant velocity drive system is usually configured to transmit torque or rotational force from the first rotating member to the second rotating member, wherein the first rotating member may not be coaxial with the second rotating member. The constant speed drive system is well suited for use in rotary wing aircraft as a means of torque transmission from the rotating mast to the rotor hub, especially when the rotor hub is gimbally connected to the rotating mast. These two constant speed drive systems are taught in US Pat. No. 6,712,313 to Zoppitelli et al.
쵸피텔리 등은, 로터 허브를 (마스트에 대해) 회전 구동시키고 기울어지게 할 때 토크 분배 메커니즘(쵸피텔리 등의 상기 미국 특허 도 2 내지 도 6 참조)이 2개의 짐벌 장치(쵸피텔리 등의 상기 미국 특허 도 7 및 도 8 참조)와 연관되는 제1 등속 드라이브 시스템을 교시한다. 또한, 쵸피텔리 등은, 플랩핑 스러스트 베어링(flapping thrust bearing)의 절반을 포함하는 짐벌 수단(쵸피텔리 등의 상기 미국 특허 도 9 및 도 10 참조)에 의해 로터 허브가 마스트에 대해 짐벌식으로 연결되어 있고 동일한 토크 분배 메커니즘이 드라이브 링크를 매개로 회전식으로 로터 허브를 구동하는 제2 등속 드라이브 시스템을 교시한다. 제2 등속 드라이브 시스템에 있어서, 차동 토크 분배 메커니즘은 드라이브 링크를 매개로 회전식으로 허브를 구동하는 반면, 허브는 플랩핑 스러스트 베어링을 포함하는 틸팅 수단을 이용하여 마스트에 연결된다.Chopitelli et al. Have two torque gimbal devices (such as Chopitelli et al.) In which a torque distribution mechanism (see US Patents 2-6 of Chopitelli et al.) Is used to drive and tilt the rotor hub (relative to the mast). And a first constant velocity drive system associated with the patent (see FIGS. 7 and 8). In addition, Chopitelli et al., The rotor hub are gimbally connected to the mast by gimbal means (see US Pat. Nos. 9 and 10 of Chofitelli et al., Above) comprising half of a flapping thrust bearing. And a same torque distributing mechanism teaches a second constant velocity drive system that drives the rotor hub in rotation via a drive link. In a second constant velocity drive system, the differential torque distribution mechanism drives the hub in rotation via a drive link, while the hub is connected to the mast using tilting means including a flapping thrust bearing.
이제 도 1을 참고하면, 쵸피텔리 등에 의해 교시된 바와 같은 등속 드라이브 시스템이 통합되어 있는 틸트로터 회전익 항공기가 도시되어 있다. 비행 작동의 에어플레인 모드로 틸트로터 항공기(17)가 도시되어 있다. 항공기(17)가 에어플레인 모드일 때, 로터 시스템(23)(단지 하나만 도시됨)의 작용에 응답하여 동체(21) 를 띄우기 위해 날개(19)(단지 하나만 도시됨)를 사용한다. 로터 시스템(23)의 로터 블레이드는 도시되어 있지 않다. 2개의 나셀(25)(단지 하나만 도시됨) 각각은 실질적으로 등속 드라이브 시스템(27)을 둘러싸며, 이에 따라 도 1의 도면에서 등속 드라이브 시스템(27)을 가리고 있다. 물론 각각의 로터 시스템(23)은 관련 엔진(도시 생략됨)에 의해 구동되며, 하나의 엔진은 각각의 나셀(25) 내부에 수용된다.Referring now to FIG. 1, there is shown a tilt rotor rotorcraft incorporating a constant velocity drive system as taught by Chopitelli et al. Tiltrotor
이제 도 2 내지 도 6을 참고하면, 쵸피텔리 등은, 도 1을 참고하여 전술한 바와 같이 전환식 항공기(convertable aircraft) 틸트로터의 허브를 회전식으로 구동하기 위해 로터 마스트에 조립되는 차동 토크 분배 메커니즘을 교시한다.Referring now to FIGS. 2-6, Chopitelli et al. Employ a differential torque distribution mechanism that is assembled to a rotor mast for rotationally driving a hub of a convertible aircraft tiltrotor as described above with reference to FIG. 1. Teach
도 2 내지 도 6에 있어서, 회전식으로 종축(Z-Z)을 중심으로 기부(도시 생략됨)에 의해 구동되는 로터의 마스트(29)는, 전체적으로 도면부호 31로 지시되는 차동 메커니즘을 지지한다. 로터 허브의 등속 드라이브 수단에 속하는 이러한 메커니즘(31)은, 축(Z-Z)을 중심으로 동축이고 이러한 축을 따라 하나의 디스크가 또 다른 디스크 위에 배치되는 3개의 디스크의 조립체를 주요 구성으로 하며, 상기 조립체의 중앙 디스크(33)는 다른 2개의 디스크(35 및 37) 사이에 축방향으로 배치되고, 상기 다른 2개의 디스크 중 하나는 축방향으로 중앙 디스크(33)와 시팅 쇼울더(39; seating shoulder) 사이에 배치되며 샤프트 혹은 마스트(29) 상에서 외측을 향해 반경방향으로 환형인 주변부가 돌출하는데 마스트(29)의 기단부에서 축(Z-Z)을 따라 배치되고 이에 따라 전환식 항공기 구조의 내부를 향해 배치되므로 이를 내측 디스크(35)라고 부르는 반면, 외측 디스크라 부르는 제3 디스크(37)는 축방향 으로 중앙 디스크(33)와 축방향 예압 장치(preload device) 사이에 배치되며 마스트(29)의 나사부를 따라 조립되어 후술하는 이유로 예압 조건 하에서 예압된 3개의 디스크(33, 35 및 37)의 조립체가 축방향으로 적층된다(Z-Z를 따름).2 to 6, the
중앙 디스크(33)는 중앙 보어 내의 축방향 내측 스플라인(43)에 의해 마스트(29)와 함께 회전하도록 일체로 제작되며, 상기 스플라인은 마스트(29)의 원통형 스플라인부(29a) 상의 축방향 외측 스플라인과 맞물려 토크를 전달한다. 또한, 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 중앙 디스크(33)는 축방향 단부에 있는 2개의 원통형 저널(47 및 49) 사이에 중앙부(45)를 구비하며, 상기 중앙부는 나란하고 축이 평행한 2개의 원통형 보어(55)가 각각 드릴링된 4개의 스파이더 아암(51)에 의해 외측을 향해 반경방향으로 연장된다. 4개의 스파이더 아암(51)은 2개씩 정반대에 대향되며 중앙 디스크(33)의 중앙부(45)의 둘레에 걸쳐 일정하게 분포된다.The
내측 디스크(35) 및 외측 디스크(37)는 각각의 둘레부(57 및 59)를 각각 포함하며, 둘레부는 중앙 디스크(33)의 중앙부(45)를 향해 축방향으로 오프셋되어 있고 축방향 내측 저널(47)(도면에서 아래쪽의 저널) 또는 각각 중앙 디스크의 축방향 외측 저널(49)(도면에서 위쪽의 저널)을 둘러싸며, 각각 외측을 향해 반경방향으로 돌출하는 내측 디스크(35) 및 외측 디스크(37)의 둘레부(57 및 59)는 또한 각각 4개의 스파이더 아암(61 및 63)을 각기 구비하고, 이들 스파이더 아암은 또한 2개씩 정반대로 대향되며 상기 둘레부(57 및 59)의 둘레에 걸쳐 일정하게 분포되고, 각각의 스파이더 아암은 또한 나란하며 평행한 축을 가지면서 중앙 디스크(33)에서의 보어(55)와 대체로 동일한 직경을 갖는 2개의 보어(65 및 67)를 각각 구비한다.The
또한, 단면이 원형이며 대체로 원통형 형상이고 [축(Z-Z)에 대하여] 반경방향 평면에 그 축이 포함되며 내측 디스크의 외측을 향해 돌출하고 정반대에 대향하는 위치를 차지하는 2개의 구동 핀(69)은 내측 디스크(35)에 의해 지지되며, 각각의 구동 핀은 내측 디스크(35)의 2개의 스파이더 아암(61) 사이에 위치하고 동시에 중앙 디스크(33)의 중앙부(45)를 향해 축방향으로 오프셋되며, 이에 따라 이들 구동 핀은 디스크(33)의 2개의 스파이더 아암(51) 사이에 중앙 디스크(33)의 중앙부(45)의 둘레에 한정되는 절단부 중 하나에 수용될 수 있다(도 5 및 도 6 참고). 유사하게, 외측 디스크(37)에는, 단면이 원형인 동일한 원통 형태이고 핀(69)과 크기가 동일하며 또한 정반대로 대향하고 디스크(37)의 둘레부(59)의 외측을 향해 돌출되는 반면, 동시에 중앙 디스크(33)의 중앙부(45)를 향해 축방향으로 오프셋되는 2개의 구동 핀(71)이 마련되며, 이에 따라 이들 구동 핀은 각각 중앙 디스크(33)의 둘레의 스파이더 아암(51)에 의해 한정되는 4개의 절단부 중 하나에 수용될 수 있으며 내측 디스크(35)의 구동 핀(69)과 함께 이들 3개의 디스크(33, 35 및 37)에 대해 공통인 축을 중심으로 둘레 방향으로 교호한다.In addition, the two
3개의 디스크(33, 35 및 37)는 하나의 상부에 다른 하나가 축방향으로 배치되며, 이에 따라 도 4에서 좌측 절반의 도면에 도시된 바와 같이, 스파이더 아암(51, 61 및 63)은 정지 상태에서 서로 바로 위에 위치하고 보어(55, 65 및 67)는 하나의 디스크와 다른 하나의 디스크 사이에 정렬되므로, 이러한 방식으로 정렬되는 3개의 보어(55, 65 및 67)로 된 8개 그룹 각각에 있어서, 도 2에 나타낸 바와 같이 서로 수직인 2개의 직경반향 평면을 따라 2개씩 정반대로 대향하며 4쌍의 연 결용 핀(73)에 일정하게 분포되고 반경방향으로 마스트(29)의 축(Z-Z)으로부터 동일한 거리에 있는 2개의 이웃한 연결용 핀(73)의 4개의 조립체 내에는 3개의 디스크의 둘레에 걸쳐 전술한 방식으로 분포되는 8개의 연결용 핀(73)이 각각 수용될 수 있다.The three
각각의 연결용 핀(73)은 마스트(29)의 축(Z-Z)에 실질적으로 평행한 기하학적 종축(A-A)을 가지며, 각각의 연결용 핀은 축(A-A) 상에 중심이 위치하는 3개의 볼 조인트 연결부(75, 77 및 79) 각각에 의해 3개의 대응하는 스파이더 아암(51, 61 및 63) 각각에서 힌지식으로 연결된다. 도 4의 우측 절반의 도면에 나타낸 바와 같이, 각각의 연결용 핀(73)은 직경이 동일한 2개의 단부 볼 조인트(83)의 직경보다 중앙의 볼 조인트(81)의 직경이 큰 것인 3중 볼 조인트를 갖춘 핀이며, 각각의 볼 조인트(81 및 83)는 원통형 적층식 베어링(85)[중앙의 볼 조인트 연결부(75)에 대한 베어링] 및 원통형 적층식 베어링(87)[각각의 단부 볼 조인트 연결부(77 및 79)에 대한 베어링] 내부에서 [축(A-A)에 대해] 반경방향으로 유지되는 적층식 볼 조인트이고, 원통형 적층식 베어링(85 및 87)은 대응하는 연결용 핀(73)의 기하학적 축(A-A)을 중심으로 실질적으로 동축이다. 이러한 이유로, 각각의 연결용 핀(73)은 외측에서 볼 때 원통형 슬리브 형태로서, 하나의 핀 위에 다른 하나가 서로 약간 이격되어 위치하고 상단부에 반경방향 칼라를 구비하며(도 7 참조) 각각은 축(A-A)을 따라 오프셋된 3개의 볼 조인트 연결부(75, 77 및 79)를 둘러싸는 3개의 부분으로 축방향으로 나뉜다.Each connecting
8개의 연결용 핀(73)이 설치된 이후에, 마스트(29)와 일체로 회전하는 중앙 디스크(33)는 내측 디스크(35) 및 외측 디스크(37)에 대한 구동 디스크이며, 내측 디스크와 외측 디스크는 메커니즘(31)의 피동 디스크이고 이들 디스크는 각각 2개의 대응하는 구동 핀(69 또는 71)에 의해, 즉 마스트(29)의 회전으로부터 허브를 회전 구동하도록 허브에 각각 힌지식으로 연결되며 허브에 연결되어 허브를 회전시키는 구동 장치 중 적어도 하나에 의해, 축(Z-Z)을 중심으로 회전하도록 구동될 수 있다.After the eight connecting
후술하는 이유로, 한편으로는 각각의 피동 디스크(35 및 37) 사이에서, 그리고 다른 한편으로는 구동 디스크(33)와 마스트(29) 사이에서, 마스트(29)의 회전축(Z-Z)을 중심으로 상대적으로 회전할 수 있도록, 마스트(29)를 둘러싸며 마스트의 축(Z-Z)을 중심으로 실질적으로 동축인 2개의 반경방향 환형 베어링(89) 사이에서 축방향으로, 마스트(29)를 둘러싸는 부분에 각각의 피동 디스크(35 및 37)가 장착된다. 따라서, 피동 디스크(35)의 중앙부는, 마스트(29)의 쇼울더(39)에 대해 안착하는 내측 반경방향 베어링(89)과 구동 디스크(33)의 저널(47)의 내측 축방향 단부에 대해 안착하는 외측 반경방향 베어링(89) 사이에 끼워지는 반면, 다른 피동 디스크(37)의 중앙부는 구동 디스크(33)의 저널(49)의 외측 단부면에 대해 안착하는 반경방향 베어링(89)과, 마스트(29)의 수나사부(29b) 둘레에 나사 결합되는 너트(91)로 구성되는 것으로 도면에 개략적으로 도시된 축방향 예압 장치(41; preload device)에 의해 3개의 디스크(33 35 및 37)와 4개의 베어링(89)의 적층부에 축방향으로 예압이 가해지는 방향으로, 즉 축방향으로 하중을 가하는 또 다른 반경방향 베어링(89) 사이에 끼워진다.For the reasons described below, on the one hand between each driven
단순할 수도 있지만 바람직하게는 도시된 바와 같이 각각 원통형 적층식 베어링일 수 있거나 또는 아마도 절두원추형일 수 있고 2개의 금속 와셔 사이에 적어도 하나의 가황처리된 엘라스토머 와셔를 포함하는 반경방향 환형 베어링(89) 이외에도, 2개의 축방향 부싱(93)이 마련되어 한편으로는 각각의 피동 다스크(35 및 37) 사이에서 다른 한편으로는 또 다른 마스트(29)와 구동 디스크(33)에서 상대 회전을 용이하게 해준다. 2개의 부싱(93) 중 하나는 피동 디스크(35)의 둘레부(57)와 구동 디스크(33)의 저널(47) 사이에 끼워지는 반면, 다른 하나의 축방향 부싱(93)은 또 다른 피동 디스크(37)의 둘레부(59)와 구동 디스크(33)의 또 다른 저널(49) 사이에 끼워진다. 이들 2개의 축방향 부싱(93)은 또한 마스트(29)의 축(Z-Z)을 중심으로 실질적으로 동축이다.It may be simple but is preferably a radially
도 2 내지 도 6에서는, 피동 디스크(35)의 2개의 구동 핀(69)이 축(Z-Z)에 대해 정반대로 대향할 뿐만 아니라 피동 디스크(35)의 외측을 향해 반경방향으로 축(Z-Z)에 대해 수직하게 돌출되며 메커니즘(31) 및 마스트(29)의 제1 직경 축(X-X)을 중심으로 동축이 되도록 차동 메커니즘(31)이 구성되며, 이에 따라 핀(69)은 피동 디스크(35)와 일체를 이루는 제1 직경 드라이브 아암을 구성한다. 유사하게, 피동 디스크(37)의 2개의 구동 핀(71)은, 또한 축(Z-Z)에 대해 정반대로 대향하며 이 축(Z-Z)에 수직하고 피동 디스크(37)의 외측을 향해 반경방향으로 튀어나오며 돌출되고, 정지 상태에서 제1 직경 축(X-X)에 수직이고 제1 직경 축과 함께 축(Z-Z) 상의 한 점에 수렴하는 메커니즘(31)의 제2 직경 축(Y-Y)을 중심으로 동축이며, 상기 구동 핀(71)은 피동 디스크(37)와 일체로 회전하고 메커니즘(31)이 정지 상태 일 때 핀(69)에 의해 형성되는 제1 직경 드라이드 아암에 수직인 제2 직경 드라이브 아암을 구성한다.2 to 6, the two drive pins 69 of the driven
차동 메커니즘(31)은, 이중 짐벌 장치(96)가 한편으로는 차동 메커니즘(31)과 다른 한편으로는 로터 허브 지지용 블레이드 사이에 배치되는 구동 수단 및 틸팅 수단을 구성하고, 이에 따라 마스트(29)의 축(Z-Z)과 교차하며 이 축(Z-Z)을 중심으로 임의의 방향으로 연장되는 임의의 플랩핑 축을 중심으로 피봇 가능하도록 장착되는 로터에 대해 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이 이중 짐벌 장치(96)와 호환 가능하므로, 허브 및 이에 따른 로터는 마스트(29)의 축(Z-Z)을 중심으로 임의의 방향으로 기울어진 기하학적 축을 중심으로 회전 가능하게 구동될 수 있다.The
이제 도 7 및 도 8을 참고하면, 이중 짐벌 장치(96)는, 단순한 원통형 베어링일 수 있거나 또는 바람직하게는 원통형, 원추형, 및/또는 적절한 구형 적층 요소일 수 있는 2개의 제1 베어링(101a, 101b)에 의해 마스트(29)에 대해 피봇하도록 장착되는 실질적인 8각형(평면도에서 볼 때) 형상의 제1 짐벌(97)을 포함한다. 또한, 실질적으로 8각형 형상이며 제1 짐벌(97) 위에 배치되는 제2 짐벌(99)은, 마스트(29)에 대해 제2 짐벌(99)이 피봇 가능하도록 베어링(101a 및 101b)과 동일한 유형인 베어링(103a)과 같은 두 개의 제2 베어링(다른 하나의 베어링은 볼 수 없음)에 의해 유사한 방식으로 피봇 가능하도록 장착된다.Referring now to FIGS. 7 and 8, the
2개의 짐벌(97 및 99)은 이에 따라 각각의 피동 디스크(35 및 37)에 의해 회전하도록 각각 구동되며, 이들 피동 디스크 자체는 마스트(29) 및 구동 디스크(33)에 의해 마스트(29)의 축(Z-Z)을 중심으로 구동되는 반면, 각각 대체로 수직한 2개 의 축(X-X 및 Y-Y)을 중심으로 각기 피봇 가능하도록 장착된다.The two
또한, 제1 짐벌(97)은 107a와 같은 2개의 제1 볼 조인트 연결부에 의해 케이스 또는 허브 본체에 힌지식으로 연결되며(도 8 참조), 상기 볼 조인트 연결부는 바람직하게는 적층식 볼 조인트를 포함하고, 각각 원통형 적층식 베어링 또는 원추형 적층식 베어링과 결합되며, 마스트(29)의 축(Z-Z)에 대해 정반대로 대향되고, 각각 제2 직경 축(Y-Y) 상에서 중앙에 위치하며, 로터의 중립 위치 또는 정지 위치에서 제1 짐벌(97) 상의 축(Y-Y)을 중심으로 동축인 2개의 소형 슬리브(105) 내에서 유지되고, 제1 짐벌(97)이 제1 직경 축(X-X)을 중심으로 피봇될 때 107a와 같은 2개의 제1 볼 조인트 연결부는 축(Z-Z) 및 제2 직경 축(Y-Y)에 의해 형성되는 직경 평면에서 실질적으로 중앙에 유지된다.In addition, the
유사한 방식으로, 제2 짐벌(99)은 2개의 제2 볼 조인트 연결부(109a 및 109b)에 의해 허브 본체에 힌지식으로 연결되며, 상기 볼 조인트 연결부는 또한 바람직하게는 원통형 적층식 베어링 또는 원추형 적층식 베어링과 결합되는 적층식 볼 조인트를 포함하며, 축(Z-Z)에 대해 정반대로 대향되고, 로터의 정지시에 또는 로터의 중립 위치에서 각각 중앙에 위치하는 반면, 제2 짐벌(99) 상에서 축(X-X)을 중심으로 동축인 소형 슬리브(111) 내에 유지되고 제2 짐벌(99)이 제2 직경 축(Y-Y)을 중심으로 피봇될 때 이들 볼 조인트 연결부(109a 및 109b)는 축(Z-Z) 및 제1 직경 축(X-X)에 의해 형성되는 직경 평면에서 실질적으로 중앙에 유지된다.In a similar manner, the
이러한 실시예에 있어서, 로터 허브는 교차하는 2개의 짐벌(97 및 99) 및 소정 메커니즘에 의해 마스트(29)에 연결되며, 교차하는 상기 짐벌은 볼 조인트 연결 부에 의해 허브의 내측에 힌지식으로 연결되고, 바람직하게는 107a 및 109a, 109b와 같이 적층되며 힌지식으로 연결되어 103a와 같은 베어링(101a, 101b)에 의해, 동시에 허브 및 블레이드를 기울어지게 하기 위한 메커니즘을 구성하는 장치에 따라 정지시에 2개의 수직한 직경 드라이브 아암(69-69 및 71-71)을 중심으로 피봇하고 전체적으로 마스트(29)의 축(Z-Z)와 교차하며 축(Z-Z)을 중심으로 임의의 방향으로 연장되는 임의의 플랩핑 축을 중심으로 허브의 피봇을 허용하며, 상기 소정 메커니즘은 짐벌(97 및 99)이 각각의 직경 축(X-X 및 Y-Y)을 중심으로 피봇하도록 함으로써 마스트(29)의 축(Z-Z)을 중심으로 임의의 방향으로 기울어질 수 있는 허브의 기하학적 회전축을 중심으로 허브 및 블레이드의 등속 드라이브를 제공한다. 토크는, 마스트(29)와 허브 사이에서, 각각 마스트(29), 중앙 디스크(33), 각각 하나의 피동 디스크(35 및 37), 및 이에 따라 피동 디스크(35 또는 37) 상에서 피봇하는 짐벌(97 또는 99), 대응하는 2개의 베어링(101a, 101b), 또는 103b와 같은 베어링, 107a 또는 109a, 109b와 같이 대응하는 2개의 볼 조인트 연결부 및 허브를 포함하는 2개의 트랜스미션 트레인에 의해 전달된다.In this embodiment, the rotor hub is connected to the
2개의 짐벌(97 및 99)을 구비하는 이러한 유형의 피봇 장치를 이용하면, 로터 디스크의 틸팅 및 이에 따른 마스트(29)의 축(Z-Z)에 대한 허브의 틸팅은 2Ω(이때 Ω는 로터의 회전 속도임)의 회전 속도로 이들 2개의 짐벌(97 및 99)의 주기적인 상대 회전을 유발한다는 것이 알려져 있으며, 2개의 짐벌(97 및 99)은 구동축에 수직한 평면에서 반대 방향으로 구동축을 중심으로 진폭이 동일한 상대 운동을 행한다. 차동 메커니즘(31)은, 피동 디스크(35 및 37)를 구동 디스크(33)에 연결 하며 마스트(29)의 축(Z-Z)을 중심으로 반대 방향으로 피동 디스크(35 및 37)의 회전을 수반하는 동안 약간 기울어지는 연결용 핀(73)에 의해 2개의 짐벌(97 및 99)의 전술한 주기적인 상대 회전을 운동역학적으로 보상한다. 동시에, 마스트(29)에 의해 2개의 짐벌(97 및 99)에 전달되는 정적 토크는 2개의 피동 디스크(35 및 37) 사이의 구동 디스크(33)에 의해 연결용 핀(73)을 이용하여 분배된다. 구동축에 대해 수직인 평면에서 2개의 짐벌(97 및 99)의 임의의 상대 운동을 허용하는 차동 메커니즘(31)의 이러한 능력은, 2개의 짐벌을 구비한 틸팅 메커니즘이 마스트(29)에 직접 연결되는 장치의 하이퍼스태틱(hyperstatic) 특성을 없애준다.With this type of pivoting device with two
이에 따라 2개의 짐벌(97 및 99)을 이용하는 드라이브 수단 및 틸팅 수단 사이의 운동역학적 호환성에 의해 차동 메커니즘(31)을 이용하여 등속 특성을 얻는다.The constant velocity characteristic is thus obtained using the
마스트(29)로부터 허브까지 토크를 반대방향으로 전달하는 2개의 짐벌(97 및 99)을 매개로 로터로부터 마스트(29)까지의 하중(양력 및 동일 평면상의 하중)이 허브로부터 마스트(29)까지 전달된다. 마스트(29)에 연결되는 구동 디스크(33)와 피동 디스크(35 및 37)[짐벌(97, 99)에 연결됨] 사이의 상대 회전을 가능하게 하는 반경방향 환형 베어링(89) 및 축방향 부싱(93)은 양력 하중 및 동일 평면상의 하중의 전달을 보조하며, 양력은 또한 마스트(29) 상의 쇼울더(39)에 대해 3개의 디스크(33, 35 및 37)와 4개의 반경방향 환형 베어링(89)의 적층부가 탄성 변형할 때 축방향 예압 장치(41)의 존재를 통해 전달된다.The loads (lift and coplanar loads) from the rotor to the
쵸피텔리 등에 의해 교시된 등속 드라이브 시스템은 보다 소형이며 더 가볍 고 덜 강력한 회전익 항공기에 적합할 수 있는 반면, 보다 대형이며 더 무겁고 더 강력한 회전익 항공기용으로 사용하기 위해 쵸리텔리 등에 의해 교시된 등속 드라이브 시스템을 고려하는 경우에는 상당한 제한이 있음이 명백해진다. 예를 들면, 쵸피텔리 등에 의해 교시된 등속 드라이브 시스템의 토크 전달 능력을 증가시키기 위해서는, 토크 분배 메커니즘의 전반적인 크기를 증가시킬 필요가 있다. 또한, 토크 분배 메커니즘과 관련된 2개의 짐벌 장치는 토크 분배 메커니즘을 실질적으로 둘러싸고 있으므로, 2개의 짐벌 장치의 전반적인 크기를 또한 증가시킬 필요가 있다. 로터 시스템의 회전 요소는 바람직하지 않은 최종힘을 최소화하기 위해 마스트의 회전축에 최대한 근접하게 유지되도록 구성하는 것이 바람직하다. 분명히, 쵸피텔리 등에 의해 교시된 2개의 짐벌 장치 및 토크 분배 메커니즘의 크기를 증가시키는 것은 바람직하지 않고, 보다 대형이고 더 무거우며 더 강력한 회전익 항공기용 등속 드라이브 시스템을 제공하기 위한 만족스런 해법을 제시하지 못한다.The constant speed drive system taught by Chopitelli et al. May be suitable for smaller, lighter and less powerful rotorcraft, while the constant speed drive system taught by Choritelli et al. For use in larger, heavier and more powerful rotorcraft. It is apparent that there are significant limitations when considering this. For example, to increase the torque transmission capability of a constant velocity drive system taught by Chopitelli et al., It is necessary to increase the overall size of the torque distribution mechanism. In addition, since the two gimbal devices associated with the torque distribution mechanism substantially surround the torque distribution mechanism, there is a need to also increase the overall size of the two gimbal devices. Rotating elements of the rotor system are preferably configured to be kept as close as possible to the axis of rotation of the mast in order to minimize undesirable final forces. Clearly, increasing the size of the two gimbal devices and torque distribution mechanisms taught by Chopitelli et al. Is undesirable and does not provide a satisfactory solution for providing a constant velocity drive system for larger, heavier and more powerful rotorcraft. can not do it.
전술한 로터 허브의 개선은 로터 허브 구성에 있어서의 상당한 발전을 의미하지만 상당한 단점이 그대로 남아있다.The improvement of the rotor hub described above represents a significant advance in the rotor hub configuration but significant disadvantages remain.
부정적인 동적 효과를 최소화하고 구성요소 크기 설정/패키지 요구조건을 충족하면서도 더 큰 토크를 전달할 수 있는 개량된 등속 드라이브 시스템에 대한 요구가 존재한다.There is a need for an improved constant speed drive system that can deliver greater torque while minimizing negative dynamic effects and meeting component sizing / package requirements.
따라서, 본 발명의 목적은 부정적인 동적 효과를 최소화하고 구성요소 크기 설정/패키지 요구조건을 충족하면서도 더 큰 토크를 전달할 수 있는 개량된 등속 드라이브 시스템을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide an improved constant speed drive system that can deliver greater torque while minimizing negative dynamic effects and meeting component sizing / package requirements.
이러한 목적은 복수 개의 드라이브 링크 및/또는 관련 짐벌 메커니즘으로부터 회전축을 따라 실질적으로 변위되는 토크 분배 메커니즘을 포함하는 등속 드라이브 시스템을 제공함으로써 달성된다. 등속 드라이브 시스템은 (1) 토크 분배 메커니즘이 짐벌 메커니즘(토크 분배 메커니즘보다 회전익 항공기 동체로부터 멀리 떨어져 위치함)에 힘을 전달하고 짐벌 메커니즘은 로터 허브에 힘을 전달하거나, 또는 (2) 토크 분배 메커니즘이 짐벌 메커니즘(토크 분배 메커니즘보다 회전익 항공기 동체에 근접하게 위치함)에 힘을 전달하고 짐벌 메커니즘은 로터 허브에 힘을 전달하도록 구성될 수 있다.This object is achieved by providing a constant velocity drive system comprising a torque distribution mechanism substantially displaced along the axis of rotation from a plurality of drive links and / or associated gimbal mechanisms. The constant speed drive system has (1) torque distributing mechanism transmitting force to the gimbal mechanism (located farther from the rotorcraft fuselage than the torque distributing mechanism) and the gimbal mechanism transmitting force to the rotor hub, or (2) torque distributing mechanism The gimbal mechanism (which is located closer to the rotorcraft aircraft body than the torque distribution mechanism) transmits force and the gimbal mechanism can be configured to transmit force to the rotor hub.
본 발명은 (1) 회전익 항공기에 대한 부정적인 동적 효과를 감소시킨 개량된 등속 드라이브 시스템을 제공한다는 점, (2) 차동 토크 분배 메커니즘을 통해 더 큰 토크를 전달할 수 있다는 점, 및 (3) 차동 토크 분배 메커니즘이 이중 짐벌 메커니즘으로부터 축방향으로 소정 거리만큼 떨어져 있을 때, 차동 토크 분배 메커니즘과 이중 짐벌 메커니즘을 연결하기 위한 강건한 구조적인 연결 수단을 제공한다는 점을 비롯하여 상당한 장점을 제공한다.The present invention provides (1) an improved constant velocity drive system with reduced negative dynamic effects on rotorcraft, (2) greater torque transfer through a differential torque distribution mechanism, and (3) differential torque When the dispensing mechanism is axially spaced apart from the dual gimbal mechanism, it provides significant advantages, including providing a robust structural connection for connecting the differential torque dispensing mechanism and the dual gimbal mechanism.
추가적인 목적, 특징 및 장점은 이후에 기재된 설명으로부터 명백해질 것이다.Additional objects, features and advantages will be apparent from the description which follows.
본 발명의 특징이라 여겨지는 새로운 특징은 첨부된 청구범위에 기재되어 있다. 그러나, 본 발명뿐만 아니라 본 발명의 바람직한 사용 모드 및 추가적인 목적과 장점은 첨부 도면과 함께 후술하는 상세한 설명을 참고하여 읽음으로써 가장 잘 이해될 것이다.New features that are believed to be features of the invention are set forth in the appended claims. However, the preferred mode of use and further objects and advantages of the present invention as well as the present invention will be best understood by reading with reference to the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings.
도 1은 쵸피텔리 등에 의해 교시된 바와 같은 등속 드라이브 시스템을 구비하는 종래 기술의 틸트로터 항공기의 측면도이다.1 is a side view of a tilt rotor aircraft of the prior art having a constant speed drive system as taught by Chopitelli et al.
도 2는 도 1의 등속 드라이브 시스템의 차동 메커니즘의 평면도이다.2 is a plan view of a differential mechanism of the constant velocity drive system of FIG.
도 3은 도 2의 절단선(3-3)에서 취한 도 2의 차동 메커니즘의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the differential mechanism of FIG. 2 taken at cut line 3-3 of FIG.
도 4는 대체로 도 2의 절단선(4-4)에서 취한 도 2의 차동 메커니즘의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the differential mechanism of FIG. 2 generally taken at cut line 4-4 of FIG. 2.
도 5는 도 2의 차동 메커니즘의 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view of the differential mechanism of FIG. 2.
도 6은 도 2의 차동 메커니즘의 사시도이다.6 is a perspective view of the differential mechanism of FIG. 2.
도 7은 도 1의 등속 드라이브 시스템의 이중 짐벌 장치 및 차동 메커니즘의 분해 사시도이다.7 is an exploded perspective view of the dual gimbal device and differential mechanism of the constant velocity drive system of FIG.
도 8은 도 1의 등속 드라이브 시스템의 이중 짐벌 장치 및 차동 메커니즘의 사시도이다.8 is a perspective view of a dual gimbal arrangement and differential mechanism of the constant velocity drive system of FIG.
도 9는 본 발명에 따른 등속 드라이브 시스템을 구비하는 틸트로터 회전익 항공기의 정면도이다.9 is a front view of a tilt rotor rotorcraft having a constant velocity drive system according to the present invention.
도 10은 본 발명에 따른 등속 드라이브 시스템의 개략도이다.10 is a schematic diagram of a constant speed drive system according to the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 등속 드라이브 시스템의 변형예의 개략도이다.11 is a schematic view of a variant of the constant speed drive system according to the invention.
도 12는 본 발명에 따른 등속 드라이브 시스템의 바람직한 실시예의 측면도이다.12 is a side view of a preferred embodiment of the constant speed drive system according to the present invention.
도 13은 도 12의 등속 드라이브 시스템의 차동 토크 분배 메커니즘의 측면도이다.FIG. 13 is a side view of a differential torque distribution mechanism of the constant velocity drive system of FIG. 12.
도 14는 도 12의 등속 드라이브 시스템의 이중 짐벌 메커니즘의 평면도이다.FIG. 14 is a top view of the dual gimbal mechanism of the constant velocity drive system of FIG. 12.
도 15는 도 12의 등속 드라이브 시스템의 차동 토크 분배 메커니즘의 평면도이다.FIG. 15 is a plan view of a differential torque distribution mechanism of the constant velocity drive system of FIG. 12.
도 16은 도 12의 등속 드라이브 시스템의 차동 토크 분배 메커니즘의 단순 개략 단면도[도 15의 절단선(D-D)에서 취한 단면도]이다.FIG. 16 is a simplified schematic cross-sectional view (section taken at cut line D-D in FIG. 15) of the differential torque distribution mechanism of the constant velocity drive system of FIG.
도 17은 도 12의 등속 드라이브 시스템의 차동 토크 분배 메커니즘의 단순 개략 단면도[도 15의 절단선(C-C)에서 취한 단면도]이다.FIG. 17 is a simplified schematic cross-sectional view (sectional view taken on cut line C-C in FIG. 15) of the differential torque distribution mechanism of the constant velocity drive system of FIG. 12.
도 18은 본 발명에 따른 차동 토크 분배 메커니즘의 변형예에 있어서 3중 조인트 핀의 변형예의 사시도이다.18 is a perspective view of a modification of the triple joint pin in a modification of the differential torque distribution mechanism according to the present invention.
도 19는 본 발명에 따른 등속 드라이브 시스템의 변형예의 사시도이다.19 is a perspective view of a variant of the constant speed drive system according to the invention.
본 발명은 회전익 항공기용으로 개량된 등속 드라이브 시스템으로서, 부정적인 동적 특성을 최소화하면서도 토크 전달을 개선한 등속 드라이브 시스템에 관한 것이다. 틸트로터 회전익 항공기와 함께 본 발명을 사용하는 것을 구체적으로 참고하고 있으나, 본 발명은 대안으로 임의의 다른 회전익 수송수단/비행기와 함께 사용될 수 있다.The present invention relates to a constant velocity drive system improved for a rotorcraft aircraft, the constant velocity drive system having improved torque transmission while minimizing negative dynamic characteristics. Reference is specifically made to the use of the present invention with a tilt rotor rotorcraft, but the present invention may alternatively be used with any other rotorcraft vehicle / airplane.
도 9는 본 발명의 등속 드라이브 시스템을 포함하는 틸트로터 회전익 항공기를 도시하고 있다. 도 9는 비행 작동 중 에어플레인 모드에서의 틸트로터 항공 기(201)를 도시하고 있다. 에어플레인 모드일 때, 날개(203)는 로터 시스템(207, 209)의 작동에 응답하여 항공기 동체(205)를 띄우기 위해 사용된다. 각각의 로터 시스템(207, 209)은 4개의 로터 블레이드(211)를 구비하는 것으로 도시되어 있다. 각각의 나셀(213, 215)은 [관련된 회전식 커버(216)를 따라] 실질적으로 등속 드라이브 시스템(217)을 둘러싸며, 이에 따라 도 9에서 등속 드라이브 시스템(217)을 볼 수 없게 된다. 물론, 각각의 로터 시스템(207, 209)은 엔진(도시 생략)에 의해 구동되며, 각각의 엔진은 실질적으로 나셀(213, 215) 중 하나에 수용된다.9 shows a tilt rotor rotorcraft including the constant velocity drive system of the present invention. 9 shows the
이제 도면에서 도 10을 참고하면, 본 발명에 따른 등속 드라이브 시스템(217)을 단순화한 개략도가 도시되어 있다. 등속 드라이브 시스템(217)은 쵸피텔리 등의 등속 드라이브 시스템과 실질적으로 유사한 방식으로 작동하도록 되어 있다. 등속 드라이브 시스템(217)은 일반적으로 차동 토크 분배 메커니즘(219), 짐벌 메커니즘(221) 및 적어도 2개의 링크 수단(223, 225)을 포함한다. 차동 토크 분배 메커니즘(219) 및 짐벌 메커니즘(221)은, 마스트(227)의 회전 중심축(R-R)을 중심으로 회전하도록 구성되는 로터 마스트(227)와 연관된다. 마스트(227)는 항공기 내측 부분(229) 및 항공기 외측 부분(231)을 포함한다. 항공기 내측 부분(229)은, 작동을 위해 조립되고 이에 따라 엔진과 마스트(227) 사이에서 트랜스미션 링크 및/또는 엔진과 연결될 때 항공기 외측 부분(231)보다 엔진 및/또는 트랜스미션 링크에 보다 근접하게 위치한다. 차동 토크 분배 메커니즘(219)은 짐벌 메커니즘(221)보다 항공기 내측 부분(229)에 더 근접하게 위치하는 반면, 짐벌 메커니즘(221)은 차동 토크 분배 메커니즘(219)보다 항공기 외측 부분(231)에 더 근접하 게 위치한다.Referring now to FIG. 10 in the drawings, a simplified schematic diagram of a constant
일반적으로, 차동 메커니즘(219)은 쵸피텔리 등에 의해 교시된 바와 같은 차동 토크 분배 메커니즘(31)과 실질적으로 동일한 기능을 제공하며, 짐벌 메커니즘(221)도 또한 쵸피텔리 등에 의해 교시된 바와 같은 이중 짐벌 장치(96)와 실질적으로 동일한 기능을 제공한다. 차동 메커니즘(219) 및 짐벌 메커니즘(221)은 마스트(227)를 따라 실질적으로 서로로부터 변위되며, 차동 메커니즘(219)과 짐벌 메커니즘(221)을 연결하기 위해 링크 수단(223, 225)이 사용된다. 링크 수단(223, 225)은 각각의 링크 수단(223, 225)이 적어도 2개의 독립적인 힘 전달 경로의 일부가 되도록 하는 방식으로 차동 토크 분배 메커니즘(219) 및 짐벌 메커니즘(221)을 보완하고 이들과 인터페이스를 형성하도록 되어 있으며, 차동 메커니즘(219)으로부터 짐벌 메커니즘(221)까지 정적 토크를 전달함에 있어서 링크 수단(223, 225)이 함께 할 때, 이에 따라 짐벌 메커니즘(221)이 행하는 주기적인 상대 회전을 차동 메커니즘(219)이 운동역학적으로 보상할 수 있도록 해준다. 축(R-R)에 수직한 평면에서 짐벌 메커니즘(221)의 적어도 두 부분(도시 생략)이 임의로 상대 운동하도록 하는 차동 메커니즘(219)의 이러한 능력은, 2개의 짐벌을 갖춘 틸팅 메커니즘이 마스트에 직접 연결되어 있는 장치의 하이퍼스태틱 특성을 없애준다. 짐벌 메커니즘(221)은, 작동을 위해 더 조립될 때 로터 허브를 회전식으로 구동하기 위한 로터 허브(도시 생략)에 부착된다.In general, the
이제 도면에서 도 11을 참고하면, 본 발명에 따른 등속 드라이브 시스템을 단순화한 개략도가 도시되어 있다. 등속 드라이브 시스템(233)은 기능상 등속 드 라이브 시스템(217)과 실질적으로 유사하다. 그러나, 등속 드라이브 시스템(233)은 차동 토크 분배 메커니즘(219)이 짐벌 메커니즘(221)보다 항공기 외측 부분(231)에 더 근접하게 위치하는 반면 짐벌 메커니즘(221)은 차동 토크 분배 메커니즘(219)보다 항공기 내측 부분(229)에 더 근접하게 위치한다는 점에서 등속 드라이브 시스템(217)과 상이하다.Referring now to FIG. 11 in the drawings, a simplified schematic diagram of a constant velocity drive system according to the present invention is shown. The constant
등속 드라이브 시스템(217)과 등속 드라이브 시스템(233)은 상이하지만, 각각의 등속 드라이브 시스템(217, 233)이 차동 토크 분배 메커니즘 또는 짐벌 메커니즘의 물리적 크기를 (마스트의 회전축을 중심으로) 반경방향으로 확장시키기 않고도 더 큰 토크 부하를 전달할 수 있는 바람직한 등속 드라이브 시스템을 제공하는 한, 상기 등속 드라이브 시스템(217, 233)은 쵸피텔리 등의 등속 드라이브 시스템(27)에 대해 개량된 것이다. 이는, 일반적으로 짐벌 메커니즘으로부터 차동 토크 분배 메커니즘을 [마스트의 회전축(R-R)을 따라] 변위시킴으로써 달성된다. 짐벌 메커니즘으로부터 차동 토크 메커니즘을 변위시킴으로써, 등속 드라이브 시스템의 입력부(마스트로부터 차동 토크 메커니즘까지 토크를 전달함)는 등속 드라이브 시스템의 출력부(짐벌 메커니즘으로부터 관련 로터 허브까지 토크를 전달함)로부터 (마스트의 회전축을 따라) 변위될 필요가 있다.The constant
이제 도면 중 도 12 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 등속 드라이브 시스템(301)이 도시되어 있다. 등속 드라이브 시스템(301)은, 또한 등속 드라이브 시스템(217)에 의한 이익을 제공하도록 함께 기능하는 이중 짐벌 메커니즘(305)(도 12 및 도 14에 도시되어 있음) 및 차동 토크 분배 메커니 즘(303)(도 13 및 도 15 내지 도 17에 보다 상세하게 도시되어 있음)을 포함한다. 차동 토크 분배 메커니즘(303)은 마스트(309)와 함께 회전축(S-S)을 중심으로 회전하도록 일체로 되어 있는 중앙 구동 디스크(307)를 포함한다. 차동 토크 분배 메커니즘은 또한 내측 피동 튜브(311) 및 외측 피동 튜브(313)를 포함한다. 내측 피동 튜브(311)는 기부(315), 라이저 부분(317) 및 드라이브 아암 부분(319)을 포함한다. 유사하게, 외측 피동 튜브(313)는 기부(321), 라이저 부분(323) 및 드라이브 아암 부분(325)을 포함한다.Referring now to FIGS. 12-17 of the drawings, there is shown a constant
실질적으로, 기부(315 및 321)는 대체로 회전축(S-S)에 수직하게 위치하는 디스크 형상을 갖는다. 내측 피동 튜브(311) 및 외측 피동 튜브(313)는 회전축(S-S)을 중심으로 동심으로 위치하며, 내측 피동 튜브(311)는 외측 피동 튜브(313)와 마스트(309) 사이에 위치한다. 도 15 및 도 16에 보다 명확하게 도시되어 있는 바와 같이[도 16은 도 15의 축/절단선(D-D)에서 취한 개략적인 단면도이며, 도 17은 도 15의 축/절단선(C-C)에서 취한 개략적인 단면도임], 기부(315 및 321)는 3중 조인트 핀(327)을 사용함으로써 중앙 구동 디스크(307)와 함께 작용한다. 따라서, 3중 조인트 핀(327)은 각각의 내측 피동 튜브(311)와 외측 피동 튜브(313) 사이에서 마스트(309)의 회전축(S-S)을 중심으로 상대 회전하도록 허용한다. 3중 조인트 핀(327)은 각각 3개의 볼 조인트, 즉 중앙 조인트 및 2개의 단부 조인트(명확성을 위해 부호를 부여하지는 않음)를 포함하며, 각각의 3중 조인트 핀(327)에 대하여 중앙 조인트는 중앙 구동 디스크(307)와 관련되며, 2개의 나머지 단부 조인트는 기부(315, 321)와 관련된다. 본 실시예에서 내측 기부(315)는 중앙 구동 디스 크(307) 위에 위치하며 외측 기부(321)는 중앙 구동 디스크(307) 아래에 위치한다. 물론, 필요한 다른 베어링, 축방향 예압 장치, 부싱 및/또는 인터페이스 구성요소는 필요에 따라 차동 토크 분배 메커니즘(303)에 통합되며, 이러한 통합은 당업자에게 알려져 있고 본 교시의 관점에서 본 실시예에 적용될 수 있다.Substantially, the
실질적으로, 라이저 부분(317 및 323)은 각각 회전축(S-S)을 따라 기부(315, 321)로부터 연장되는 튜브의 형상을 갖는다. 라이저 부분(317, 323)은 도 10 및 도 11의 링크 수단(223, 225)과 실질적으로 동일한 기능을 하며, 각각 기부(315, 321)로부터 드라이브 아암 부분(319, 325)까지 토크를 전달하도록 구성된다. 라이저 부분(317, 323)은, 마스트(309)와 라이저 부분(317) 사이 그리고 라이저 부분(317)과 라이저 부분(323) 사이에 임의의 필요한 공간을 유지하는 동안 축(S-S)에 실시 가능할 정도로 대체로 근접하게 위치하도록 크기 및 형상이 결정된다.Substantially,
드라이브 아암 부분(319 및 325)은 일반적으로, 각각 라이저 부분(317, 323)으로부터 연장되고 회전축(S-S)으로부터 멀리 반경방향으로 연장되는 핀과 유사한 원통형 돌출부를 포함한다. 드라이브 아암 부분(319, 325)은 일반적으로 각각 내측 피동 튜브(311) 및 외측 피동 튜브(313)와 이중 짐벌 장치(305) 사이에서 각각 인터페이스로서의 역할을 한다. 도 15에 가장 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 드라이브 아암 부분(325)이 축(C-C)을 따라 위치하는 반면 드라이브 아암 부분(319)은 축(D-D)을 따라 위치하며, 이들 축은 대체로 서로 수직하고 모두 회전축(S-S)에 대해 대체로 수직하다.Drive
도 14에 도시된 바와 같이, 이중 짐벌 메커니즘(305)은 제1 짐벌(329) 및 제 2 짐벌(331)을 포함한다. 제1 짐벌(329)은 짐벌 아암(333) 및 짐벌 조인트(335)를 포함하는 반면, 제2 짐벌(331)은 짐벌 아암(337) 및 짐벌 조인트(339)를 포함한다. 이중 짐벌 장치(305)는 축(S-S)으로부터 최외측에 반경방향으로 위치하는 4개의 짐벌 조인트(335, 339) 내에 통합되는 볼 조인트(도시 생략)를 통해 로터 허브(도시 생략) 내측에 연결되도록 되어 있다. 도 7 및 도 8의 이중 짐벌 장치(96)와 실질적으로 유사한 방식으로, 이중 짐벌 메커니즘(305)은 로터 허브 및 부착된 블레이드의 틸팅을 위한 메커니즘을 구성하여, 축(S-S)과 교차하며 축(S-S)을 중심으로 임의의 방향으로 연장되는 임의의 플랩핑 축을 중심으로 전체적으로 허브가 피봇하도록 허용하고, 로터 허브의 회전축을 중심으로 로터 허브 및 블레이드의 등속 구동을 가능하게 하는 메커니즘을 제공하며, 이때 상기 메커니즘은 짐벌(329 및 331)이 각각의 축(D-D 및 C-C)을 중심으로 피봇하도록 함으로써 축(S-S)을 중심으로 임의의 방향으로 기울어질 수 있다.As shown in FIG. 14, the
드라이브 아암 부분(319)은 제2 짐벌(331)에 가요성 있게 연결되며 제2 짐벌을 구동하도록 되어 있다. 구체적으로, 드라이브 아암 부분(319)은 축(D-D)을 따라 짐벌 조인트(339')에 연결되어 있다. 유사하게, 드라이브 아암 부분(325)은 제1 짐벌(229)에 가요성 있게 연결되고 제1 짐벌을 구동하도록 되어 있다. 구체적으로, 드라이브 아암 부분(325)은 축(C-C)을 따라 위치하는 짐벌 조인트(325')에 연결된다. 도 13에 명확하게 도시된 바와 같이, 내측 피동 튜브(311)는 외측 피동 튜브(313) 내에서 동심으로 위치하기 때문에, 적절하게 크기가 결정된 절단부(341)는 라이저 부분(323)에 위치하여 이중 짐벌 메커니즘(305)과의 연결을 위해 드라이 브 아암 부분(319)이 통과할 수 있도록 한다.The
이제 도 18을 참조하면, 본 발명에 따른 3중 조인트 핀의 일부의 변형예가 도시되어 있다. 3중 조인트 핀(327)은 3개의 볼 조인트 부분을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 구동 핀의 3중 조인트 작용은 심지어 3개의 조인트 중 하나의 조인트를 볼 조인트 이외의 유형의 조인트로 교체하는 경우에도 유지될 수 있음을 이해할 것이다. 구체적으로, 3중 조인트 핀(401)은 중앙의 원통형 조인트 부분(403) 및 2개의 단부 볼 조인트 부분(405)을 포함한다. 원통형 조인트 부분(403)은 축(Q-Q)과 동축으로 배치된다. 볼 조인트 부분(405)은 중앙에 위치하도록 배치되고 축(P-P)을 따라 변위된다. 축(Q-Q)과 축(P-P)은 실질적으로 수직하다. 축(Q-Q)이 회전축(S-S)으로부터 대체로 반경방향으로 연장되도록 3중 조인트 핀(401)을 배향하는 것이 바람직하다. 3중 조인트 핀(401)은 중앙 구동 디스크, 내측 피동 튜브 및 외측 피동 튜브 사이에서 3중 조인트 핀(327)과 유사한 상호작용을 제공하지만, 3중 조인트 핀(401)이 축(Q-Q)을 따라 병진이동하고 축(Q-Q)을 중심으로 회전하는 능력을 개선한다. 물론, 중앙 구동 디스크, 내측 피동 튜브 및 외측 피동 튜브와 3중 조인트 핀(401)의 인터페이스를 형성하기 위해 필요한 추가적이고/추가적이거나 상이한 베어링 구조는 당업자에게 알려져 있으며, 본 교시의 관점에서 본 실시예에 적용될 수 있다.Referring now to FIG. 18, a variant of a portion of a triple joint pin according to the present invention is shown. The triple
이제 도 19를 참조하면, 본 발명에 따른 등속 드라이브 시스템이 도시되어 있다. 등속 드라이브 시스템(501)은 일반적으로 차동 토크 분배 메커니즘(503), 이중 짐벌 장치(505), 및 차동 토크 분배 메커니즘(503)으로부터 이중 짐벌 장 치(505)까지 토크를 전달하기 위한 드라이브 아암(507)을 포함한다. 차동 토크 분배 메커니즘(503)은 형태 및 기능상 차동 메커니즘(31)과 실질적으로 유사하지만, 이중 짐벌 장치(505)에 직접 연결되기보다는 드라이브 아암(507)에 연결되도록 되어 있다. 또한, 이중 짐벌 장치(505)는 이중 짐벌 장치(96)와 실질적으로 유사하지만 이중 짐벌 장치(505)는 차동 토크 분배 메커니즘(503)을 실질적으로 가리지 않고, 오히려 차동 토크 분배 메커니즘(503)으로부터 멀어지는 방향으로 축(W-W)[마스트(511)의 회전축]을 따라 실질적으로 변위되어 있다. 드라이브 아암(507)이 불규칙적으로 만곡된 형상의 부재인 반면, 드라이브 아암의 변형예는 다양한 방식으로 형상 및 크기가 결정될 수 있으며, 이때 드라이브 아암을 바람직하지 않게 변형하지 않으면서도 여전히 적절하게 토크를 전달하게 된다. 구체적으로, 드라이브 아암(507)은 일단부에서 차동 토크 분배 메커니즘(503)의 구동 핀(509)에 연결되고 나머지 단부에서 이중 짐벌 장치(505)의 구동 조인트(513)에 연결되도록 되어 있다. 일반적으로, 등속 드라이브 시스템(501)의 토크 전달 경로는 등속 드라이브 시스템(27)의 토크 전달 경로와 실질적으로 유사하지만, 축방향으로 변위되는 차동 토크 분배 메커니즘(503)과 이중 짐벌 장치(505) 사이의 연결을 허용하도록 드라이브 아암(507)을 통해 토크가 추가적으로 전달된다.Referring now to FIG. 19, a constant velocity drive system according to the present invention is shown. The constant
설명하고 예시한 발명이 상당한 장점을 갖는다는 점은 명백하다. 본 발명은 유한한 개수의 형태로 도시되어 있지만, 본 발명은 단지 이들 형태로만 한정되지 않으며 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고도 다양한 변경 및 변형으로 수정할 수 있다.It is clear that the invention described and illustrated has significant advantages. While the invention has been shown in a finite number of forms, the invention is not limited to only these forms and can be modified in various changes and modifications without departing from the spirit of the invention.
Claims (20)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020087030745A KR20090029215A (en) | 2008-12-17 | 2006-05-19 | Constant-velocity drive system for gimbaled rotor hubs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020087030745A KR20090029215A (en) | 2008-12-17 | 2006-05-19 | Constant-velocity drive system for gimbaled rotor hubs |
Publications (1)
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KR20090029215A true KR20090029215A (en) | 2009-03-20 |
Family
ID=40696032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020087030745A KR20090029215A (en) | 2008-12-17 | 2006-05-19 | Constant-velocity drive system for gimbaled rotor hubs |
Country Status (1)
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KR (1) | KR20090029215A (en) |
-
2006
- 2006-05-19 KR KR1020087030745A patent/KR20090029215A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
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WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |