(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動絶縁装置において、
流体が充填された第１と第２の室と、
前記第１の室の容積を変化させるための第１の端部と、前記第２の室の容積を変化させるための反対側の第２の端部とを有するピストンであって、前記容積の変化が振動体と絶縁体との間の該ピストンの中心軸線に沿う相対動作に応答するピストンと、
前記第１と第２の室を連結する、液体の充填された同調通路と、
前記同調通路内に少なくとも一部が配設され、前記同調通路の内壁の一部を形成するスリーブとを具備し、
前記スリーブが、前記同調通路に対して該同調通路の中心軸線に沿って移動可能となっており、これにより、振動絶縁装置の作動特性を変化させるようにした振動絶縁装置。
【請求項２】
更に、前記スリーブを移動させるためのアクチュエータを具備する請求項１に記載の振動絶縁装置。
【請求項３】
二軸振動絶縁装置において、
流体の充填された第１と第２の室と、
第１のピストン、すなわち、前記第１の室の容積を変化させるための第１の端部と、前記第２の室の容積を変化させるための反対側の第２の端部とを有するピストンであって、前記容積の変化が振動体と絶縁体との間の該第１のピストンの中心軸線に沿う相対動作に応答するピストンと、
前記第１と第２の室を連結する、液体の充填された第１の同調通路と、
流体の充填された第３と第４の室と、
第２のピストン、すなわち、前記第３の室の容積を変化させるための第１の端部と、前記第４の室の容積を変化させるための反対側の第２の端部とを有するピストンであって、前記容積の変化が前記振動体と前記絶縁体との間の該第２のピストンの中心軸線に沿う相対動作に応答するピストンと、
前記第１と第２の室を連結する、液体の充填された第２の同調通路と、
前記同調通路の一方に内に少なくとも一部が配設され、前記同調通路の内壁の一部を形成するスリーブとを具備し、
前記スリーブが、前記同調通路に対して該同調通路の中心軸線に沿って移動可能となっており、これにより、振動絶縁装置の作動特性を変化させ、
前記第１と第２の室の一方および前記第１のピストンは、前記第１のピストンの中心軸線が前記第２のピストンの中心軸線に対して所定の角度に配置されるように、前記第３と第４の室の一方および前記第２のピストンに連結されるようにした振動絶縁装置。
【請求項４】
更に、前記スリーブを移動させるためのアクチュエータを具備する請求項３に記載の振動絶縁装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、振動体から該振動体に取り付けられた部材への振動力および振動モーメントの伝達を最小にする装置に関する。
背景技術
ヘリコプタにおける振動は多くの望ましくない効果を生じる。これらの効果には、操縦技能の低下をもたらす乗員の疲労や、乗客の許容できない不快や、運営費用の増加をもたらす部品の信頼性の低下、および、多くの場合、最高巡航速度の制限などが含まれる。主ロータ変速機（パイロン）がヘリコプタの主の振動源である。作動中、ヘリコプタは６自由度、すなわち、垂直力、横力、軸力、および、ロールモーメント、ピッチングモーメント、ヨーモーメントの全てにパイロン振動を発生する。支配的なパイロン振動高調波は、ロータブレードの個数とロータの角速度の積に等しいブレードパッセージ（blade passage）周波数（b/rev frequency）において発生する。
初期のパイロン取付装置では、0.5gを越えるレベルの機体振動を生じた。次に、局所絶縁取付部材を用いた絶縁装置によれば、一般的にb/rev機体振動を巡航対気速度において約0.15gまで低減することができた。然しながら遷移対気速度（約０から25キロノット）では上記のレベルを超過してしまう。
1970年代に、米軍は標準b/rev機体振動を巡航対気速度において0.05gまで低減させた。この標準に適合するために、１または複数の反共振力相殺装置を備えたパイロン絶縁装置が開発された。力相殺装置の各々は、１自由度のパイロンb/rev機体振動を部分的または完全に相殺するために、バネと機械的に増幅された同調質量とを備えている。１または複数の上記力相殺装置と局所取付部材と組み合わせたシステムは、５自由度まで少なくとも部分的に効果を奏することが可能であった。然しながら、上記システムは複雑で費用がかかり、かなりの設置空間を必要とし、ヘリコプタの設計重量の２−３％の重量利益を受け、更に、0.05gの標準に適合することができなかった。
米国特許第4236607号（ハルウェス等）は、液体同調質量の慣性を流体圧により増幅するバネと同調質量型振動絶縁装置を開示している。ハルウェスの液体慣性振動除去装置型（Halwes Liquid Inertial Vibration Eliminator（LIVE））絶縁装置１を略示断面図にて図１に示す。ピストン５の外表面とシリンダ７の内表面との間にゴム３が取り付けられている。ゴム３は、弾性バネとして作用し、また、液体を密封するように作用する。内部からの液体の漏洩を防止するために、シリンダ５の端部に上端キャップ９と下端キャップ11が取り付けられており、これにより２つの室13、15が形成される。室13、15はピストン５の同調通路17により連通しており、同調通路17には、高密度、非圧縮性、低粘性流体、例えば液体水銀が充填されている。
振動体19が上端キャリッジ９に取り付けられている。該振動体は矢印21で示す方向に振動する。振動体19の振動から絶縁される部材（被絶縁体）23は、ブラケット25とラグ27によりピストン５に連結されている。振動体19により発生した矢印21の方向の振動力により、ピストン５とシリンダ７との間が相対的に移動する。この相体動作により、ゴムバネ３の歪により振動反力が生じる。同時に、室13、15の容積の増加と減少が交互に生じ、室13、15および同調通路17に貯留された液体が、同調通路17を通じて室13、15の間を流動する。同調通路17内の液体の慣性質量（同調質量  turning mass）が、ピストン５およびゴムバネ３の有効断面積（有効ピストン面積）と同調通路の断面積（同調通路面積）の比により増幅される。同調質量の加速により生じた慣性力は、ゴムバネ３の反力と位相がずれている。ある周波数（絶縁振動数）で減衰のない系では、慣性力がバネ力と等しく、かつ、反対方向となり、力が完全に相殺され、絶縁体23へ振動が伝達されたことはない。減衰のある系では、力が完全に相殺されることはなく、絶縁振動数において絶縁体へ最小限の振動が伝達される。振動体−LIVE絶縁体−絶縁体の系では、絶縁振動数fiは以下の式で示される。
0003545415.tif 000002
ここで、
ｋ＝ゴムバネのバネ率
Ｒ＝同調通路面積に対する有効ピストン面積の比
Ｌ＝同調通路の長さ
Ａ＝同調通路面積
ρ＝液体の質量密度
である。
LIVE絶縁装置の絶縁効果が液体の移動による慣性効果に依存しているので、LIVE絶縁装置は有効ピストン面積に垂直で、有効ピストン面積の幾何学的中心を通過する軸線（作用軸線）に沿ってのみ効果がある。従って、絶縁装置の作用軸線以外の軸線に沿って振動がLIVE絶縁装置１に作用すると、振動力の作用軸線に沿った成分のみが絶縁される。
図２の曲線27は、絶縁体25の（LIVE））絶縁装置１の作用軸線に沿った振動数応答のプロットを示している。曲線27は、約１％の臨界制振を有する系の曲線である。直線29は、同等の剛体における絶縁体25の作用軸線に沿った応答を示している。図示するように、絶縁周波数fI（反共振振動数としても知られている）の近傍に、相対的に狭い絶縁「ノッチ」30が生じる。最大絶縁（最小絶縁体応答）は、絶縁振動数において99％であり、絶縁振動数において絶縁体に僅かに１％の振動体の力が伝達される。
ハルウェスのLIVE絶縁装置１は丈夫で、小型軽量、自己完結された装置で、振動体−LIVE絶縁装置−絶縁体の系に対してその作用軸線に沿って優れた振動絶縁性を発揮する。
他の監視絶縁装置が従来技術で公知となっている。田堵辺米国特許第4811919号（ジョンズJones）や、米国特許第5174552号（ホッジソンHodgson等）を参照すると、外部同調通路を有する慣性絶縁装置が開示されている。然しながら、ハルウェスのLIVE絶縁装置以外の慣性絶縁装置では、同調通路の形状は、LIVE絶縁装置におけるよりも、液体の流れに大きな抵抗を生じる形状となっている。流れの抵抗により絶縁装置の減衰が増加し、絶縁装置の効果が低下する。
デー．アール．ハルウェスの「主ロータの全体絶縁装置」（D.R.Halwes,"Total Main Rotor Isolation System"Bell Helicopter Textron Inc.（1981））、デー．アール．ハルウェスの「NOE飛行の間の動的環境の制御」（D.R.Halwes,"Controlling the Dynamic Envioranment During NOE Flight"Bell Helicopter Textron Inc.（1985））に、６自由度（6 DOF）のヘリコプタパイロン絶縁システムに関して記載されている。パイロンを機体に取り付け、６自由度の全てに関してb/rev振動を絶縁するために、上記系では６つのLIVE絶縁装置を関連させている。
６自由度の系によればb/rev絶縁を得ることができ、従来のシステムより優れているが、いくつかの欠点もある。第１に各LIVE絶縁装置は、その作用軸線に沿う力のみを受け、各LIVE絶縁装置はエラストマベアリングにより、その各々の端部を固定しなければならない。高価であることに加えて、エラストマベアリングは、パイロンLIVE絶縁装置−機体系に付加的な減衰作用を起こし、これが、絶縁装置の効果を低減する。
第２に、振動数から絶縁振動数が変化するとLIVE絶縁装置の効果が著しく低減するので、絶縁振動数に影響を与える６自由度系の相対的に小さな変化により、システムの効果が比較的大きく低減される。こうした変化には、経時変化に基づく絶縁装置およびエラストマベアリングの変化や、温度変化に基づくゴムバネ、エラストマベアリング、液体の物性変化、製造公差に基づくシステムの絶縁装置間の差が含まれる。更に、ヘリコプタの主ロータが基準の回転速度以外の回転速度で使用されるために、主ロータのb/rev振動数と、６自由系の絶縁振動数との間の不整合をもたらし、これが絶縁装置の効果を低下させる。運転中に、上記の変化を補い、かつ、６自由系の絶縁振動数を主ロータのb/rev振動数に整合させるために、６自由度系の絶縁装置を調整することにより、上記系が常に最適なb/rev振動数を得ることが可能となる。
LIVE型または他の慣性絶縁装置を含む系の絶縁振動数は、絶縁体の慣性通路の長さまたは断面積を変化させることにより変えることができる。例えば、米国特許第4969632号（ホッジソン等  Hodgson）および米国特許第4641808号（Flower）を参照されたい。然しながら、従来技術による上記の変化させる手段は絶縁装置の減衰を増加させ、これにより、絶縁装置の効果が低下する。減衰を著しく増加させることなく絶縁装置の慣性通路の長さまたは断面積を変えることにより、絶縁装置の効果を高く維持しながら、システム絶縁振動数を変えることが可能となる。
第３に、６自由度系は比較的空間を必要とする。より小型のシステムによれば、空間と重量とを削減することができる。
発明の開示
ヘリコプタ用の振動絶縁システムが、４つの同調可能な二軸LIVE絶縁装置と、アレー状の加速度計と、制御装置とを具備している。制御装置には、加速度計からの信号が入力され、ヘリコプタのパイロンから客室へ伝達される振動を可及的に低減するために絶縁装置を同調させる信号が出力される。
同調可能な二軸絶縁装置の各々は、２つの単軸LIVE絶縁装置を具備しており、該２つの単軸LIVE絶縁装置は、各々の作用軸線が互いに垂直となるように互いに連結されている。好ましい実施形態では、単軸絶縁装置は、軸方向に伸長可能なスリーブにより同調される。該スリーブは、絶縁装置の同調通路の内壁の一部を形成している。ラックギアとピニオンギアとを通じて作動させる電動モータが、前記スリーブを伸縮させこれにより、単軸絶縁装置の絶縁振動数が減少、増加する。
絶縁システムは、６自由度の全てに振動を絶縁する。
【図面の簡単な説明】
添付図面を参照して例示として示す実施形態を説明する。添付図面において：
図１は、従来技術のハルウェスのLIVE絶縁装置の側断面図である。
図２は、LIVE絶縁装置の作用軸線に沿う絶縁体の振動数応答をプロットした図である。
図３は、本発明による可同調二軸型LIVE絶縁装置の側断面図である。
図４は図３の平面４−４で切断した断面図である。
図５は、図３、４の絶縁装置の鉛直同調通路の拡大断面図である。
図６は、図５の平面６−６に沿うスリーブ作動手段の断面図である。
図７は、絶縁装置を同調させるための代替手段の断面図である。
図８は、図７の平面８−８に沿う代替同調手段の断面図である。
図９は、図７、８の代替同調手段の平面図であり、半径方向に移動可能な可動部材が最も内方位置にある状態を示す図である。
図10は、図７、８の代替同調手段の平面図であり、半径方向に移動可能な可動部材が最も外方位置にある状態を示す図である。
図11は、絶縁装置を同調させるための更に他の代替手段の断面図である。
図12は、図11の平面11−11に沿う代替同調手段の断面図である。
図13は、ヘリコプタパイロン用の４つの同調可能な二軸絶縁装置を備えた振動絶縁システムの側面図である。
図14は、図13の振動絶縁システムの平面図である。
図15は、ヘリコプタパイロン用の３つの同調可能な二軸絶縁装置を備えた振動絶縁システムの側面図である。
図16は、ヘリコプタパイロン用の３つの同調可能な二軸絶縁装置を備えた５自由度振動絶縁システムの平面図である。
図17は、図３、４に示した絶縁装置の十字部材とゴムバネの略示図である。
図18は、図13、14の振動絶縁システムの略示斜視図であり、システムの鉛直バネ率を示す図である。
図19は、図13、14の振動絶縁システムの略示平面図であり、システムの水平バネ率を示す図である。
図20は、ヘリコプタパイロン振動絶縁システムの制御システムの略示ブロック図である。
発明を実施する最良の態様
図３、４は本発明を具体化した可同調二軸LIVE絶縁装置31の断面図である。二軸絶縁装置31は、鉛直単軸絶縁装置33と水平単軸絶縁装置35を具備している。２つの絶縁装置は、互いに直交関係にある作用軸線37、39を夫々有している。十字部材41が単軸絶縁装置33、35のピストンとして作用する。ゴムバネ43が十字部材41の上部45の外表面と、上部キャップ47の内表面とに取着されて、上部室49を形成している。他のゴムバネ51が十字部材41の下部53の外表面と下部キャップ53の内表面に取着されて、下部質57を形成している。同様に、ゴムバネ59が十字部材41の左部61と左キャップ63とに取着され左室65を形成しており、ゴム部材67が十字部材41の右部69と右キャップ71とに取着され右室73を形成している。
上下キャップ47、55は、鉛直絶縁装置33がLIVE絶縁装置として機能するために、互いに相対的に移動できないように拘束されていなければならないことは理解されよう。このように拘束することによりキャップ47、55は、図１に示すシリンダ７および端部キャップ９、11と同様に機能する。同様に、左右キャップ63、71は、水平絶縁装置35がLIVE絶縁装置として機能するために、互いに相対的に移動できないように拘束されていなければならないことは理解されよう。図13、14に関して後述するように、キャップ47、55、63、71は、図３、４に図示されていない構造体により、そのように拘束されている。
本発明実施形態の二軸絶縁装置は、本質的に２つの単軸LIVE絶縁装置であり、その作用軸が互いに所定角度をなしている。単軸絶縁装置のピストンは好ましく互いに取着されているが、絶縁装置の他の部品を取着することもできる。例えば一方の絶縁装置のピストンを他の絶縁装置のキャップに取着し、または一方の絶縁装置のキャップを他の絶縁装置のキャップに取着してもよい。単軸絶縁装置の作用軸は、好ましく互いに垂直となっているが、これは絶対に必要ではない。軸線が互いにある角度を形成している、すなわち平行でない限り、二軸絶縁装置は２つの軸線に沿って振動を絶縁する。最後に、本発明の実施形態で用いられる絶縁装置はハルウェスのLIVE絶縁装置であるが、あらゆる慣性型絶縁装置を利用可能である。更に、作用軸線が他の２つの絶縁装置の作用軸線とある角度を形成するようにして、３つの単軸絶縁装置を互いに連結し、以て３軸絶縁装置を形成してもよいことは当業者には理解されよう。
十字部材41を貫通する鉛直同調ポート75が前記上下室49、47を連結している。上部キャップ47の着脱自在の栓77から、同調ポート75および室49、57に液体が充填される。同様に、十字部材41を貫通する同調ポート79が左右室63、71を連結している。右キャップ71の着脱自在の栓81から、同調ポート79および室63、71に液体が充填される。減衰を最小限とするために、ゴムバネ43、51、59、67は、減衰作用が低く温度範囲の広いゴムから成る。更に、同調ポート75、79への入口は、円滑な液体の流れを確実にするために慎重に設計される。
幾つかの観点から、LIVE絶縁装置には水銀が理想的な液体であるが、２つの一連の欠点がある、つまり水銀は有毒であり、かつ、腐食性を有している。そのために、本発明の実施形態では、低粘度、非圧縮性で、かつ、環境に安全な液体を用いる。こうした液体は水銀ほど密ではなく、絶縁装置31が幾分大きくなるが、毒性や腐食性を有していない。
鉛直および水平同調通路75、79の各々は、各絶縁装置33、35を所定範囲の絶縁振動数に同調させるために、軸方向に延びることのできる摺動自在なスリーブ83、85を備えている。摺動自在のスリーブ83、85は、図３、４において、完全に伸長した位置にて示されている。
次いで、図５、６を参照する。鉛直スリーブ83は、十字部材41の鉛直オリフィス87内に摺動自在に配設されている。こうして、鉛直通路75は、スリーブ83の内表面と、オリフィス87の内表面の一部により形成される。スリーブ83が完全に収縮しているとき、その上端89は、十字部材の上端面93の凹部91内に配置される。
減衰を最小限とするために、スリーブ83の上端89と下端95は、液体の流れが円滑になるように形成されている。更に、スリーブ83とオリフィス87の内径の差による絶縁振動数への影響を最小限にするために、スリーブ83の厚さは十分な強度を得ながら可及的に薄くする。
軸方向に延設されたラックギア97が適当な手段、例えば接着または通常の固定具によりスリーブ83の外表面に取着されている。
代替的にラックギア97をスリーブ83と一体で形成してもよい。ラックギア97を伸長位置と収縮位置との間で軸方向に移動可能とするために、オリフィスの内面に空所99が、適当な形状、寸法にて形成される。ラックギア99にはピニオンギア101が係合している。ピニオンギアは、小型電動モータ105の出力軸103に連結されている。モータ105によりピニオン101が回転すると、ラックギア97が軸方向に移動してスリーブ83が伸縮する。本実施形態では電動モータが用いられているが、他の適当な回転アクチュエータ、例えば、油圧または空気圧を利用した回転アクチュエータでもよい。更に、本発明のこの特徴は、回転アクチュエータとギアとによるスリーブ83の位置決めに限定されない。スリーブ83を伸長、収縮させる他の適当な手段、例えば、直動アクチュエータは本発明の範囲に包含される。
電動モータ105、従ってスリーブの位置は振動に応答する制御装置により制御される。制御装置は図20に関連して後述する。
水平同調通路79に含まれる摺動自在のスリーブ85は、既述したのと同様に、他の電動モータ107（図４）により作動する。
LIVE絶縁装置の作用軸線に沿う絶縁振動数は絶縁装置の同調通路の容積の1/2乗の逆数に関連しているので、スリーブ83、85を伸長または収縮させることにより、各単軸絶縁装置33、35の絶縁振動数が減少または増加する。従って、スリーブ83、85が、鉛直および水平絶縁装置33、35を所定範囲の絶縁振動数に同調させる手段を構成している。
図７から図10に、図３、４に示す単軸絶縁装置33、35を同調させる他の手段を図示する。分かりやすくするために、鉛直絶縁装置33のピストンのみが図示されている。
半径方向に移動可能な部材109の内面が、鉛直通路75の壁の一部を形成している。調節可能な部材109は、鉛直ピストン33の鉛直チャンネル110内に摺動自在に配設されている。調節可能部材109の上側延長部111が、鉛直ピストン33の上面の上水平凹部112内に摺動自在に配設される。同様に調節可能部材109の下側延長部113が下水平凹部114内に摺動自在に配設される。
電動モータ117のネジ付の出力軸116が、移動可能部材109のネジ付の盲孔118に係合する。モータ117が作動すると、出力軸116が盲孔118と共働して、前記移動可能部材を通路75の鉛直軸線に関して内方または外方に移動させる。図９、10の各々は、最も内側位置と最も外側位置にある可動部材109を示している。
上側水平延長部111のオリフィス115により、可動部材109により占められていないチャンネル110に液体が流入、流出可能となる。従って、前記可動部材が内方または外方に移動しても、鉛直絶縁装置33内の液体のための空間は、実質的に一定に維持される。オリフィス115は、上側水平延長部111ではなく、下側水平延長部113に形成してもよいことは理解されよう。然しながら、液体が鉛直チャンネル110を通じて上下室13、15の間で移動することを防止するために、水平延長部111、113の一方のみにオリフィス115を形成する。
絶縁振動数のための式は、
0003545415.tif 000003
ここで、
ｋ＝ゴムバネのバネ率
Ｒ＝同調通路面積に対する有効ピストン面積の比
Ｌ＝同調通路の長さ
Ａ＝同調通路面積
ρ＝液体の質量密度
である。そして、
0003545415.tif 000004
と定義する。ここで、Ｂ＝有効ピストン面積である。従って、絶縁振動数は、
0003545415.tif 000005
と表現される。
従って、鉛直通路75の断面積Ａを可動部材109を内方に移動させることにより、鉛直絶縁装置33の絶縁振動数が低減され、かつ、可動部材109を外方に移動させることにより、断面積を増加させることにより絶縁振動数が増加する。水平絶縁装置35（図３、４）にも同様の構造が配設されているので、鉛直および水平絶縁装置33、35を所定範囲の絶縁振動数に同調させることが可能である。
図11、12に、単軸絶縁装置33、35（図３、４）を同調させる他の手段を図示する。分かりやすくするために、鉛直絶縁装置33のみを図示する。
電磁コイル116が同調通路75の周囲に配設されている。端子117、118間に所定電圧を与えると、コイル116に電流が流れ、同調通路75内に磁場が形成される。端子117、118に付与された電圧の極により、磁場の方向が矢印119で示される方向の一方となる。本実施形態では、通路75おおび上下室49、53（図３）に充填された液体は電解液（すなわち、塩水などのイオン化液）または水銀などの導電性液体である。コイル116が励起すると、同調通路75内の液体に電磁流体力学的（MHD）力が作用する。電磁流体力学的力の大きさと方向は、コイル116を流れる電流の大きさと方向に依存している。
端子117、118間に交番電圧を付与すると、交番電磁流体力学的力が発生する。この電磁流体的力学力は、同調通路75内の液体の変移と位相を合わせることが可能であり、液体の見かけの質量が低減される。再び絶縁振動数の式を参照すると、同調通路75内の液体の見かけの質量が低下すると、絶縁振動数が増加することが理解されよう。同様に、電磁流体力学的力を、同調通路内の液体の加速度と位相を合わせると、液体の質量が見かけじょう増加し、絶縁振動数が低下する。絶縁振動数の増加または減少は、コイル116を流れる電流の大きさに依存している。
代替的に、電磁流体力学的力を同調通路75内の液体の速度に位相を合わせることが可能であり、これにより、液体に運動エネルギが付与され、粘性減衰により散逸したエネルギが補償される。その結果、絶縁「ノッチ」30（図２）が深くなり、より絶縁性が高くなる。
図13、14にヘリコプタパイロン（主ロータ変速機）用の振動絶縁装置を図示する。該振動絶縁装置は、４つの同調可能な二軸絶縁装置127〜133を具備している。絶縁装置127〜133の各々は、図３から図６を参照して説明した絶縁装置31と同一である。主ロータ変速機121には、１または複数のエンジン（図示せず）から駆動軸123を介して動力が伝達される。変速機121は、マスト125を介して主ロータに動力を伝達する。
二軸絶縁装置127〜133は、４つのブラケット135〜141から成る４つの手段により変速機121に取り付けられている。絶縁装置127〜133の各々の上下キャップ47、55（図１）が、鉛直ブラケット135〜141に取着されており、ブラケット135〜141は変速機121に取着されている。ブラケット135〜141は、また、上下キャップ47、55が互いに相対動作しないように拘束しており、これにより、図１のシリンダ７と同様に機能することが可能となる。絶縁装置127〜133は、４つのスタンド145〜151により機体（図示せず）の上部デッキ143に取着されている。絶縁装置127〜133の各々の左右キャップ63、71（図３、４）は、スタンド145〜151の各々に取着されており、スタンド145〜151は上部デッキ143に取着されている。
上部デッキ143への上下キャップ47、55の取り付けと、変速機への左右キャップ63、71の変速機121への取り付けは、図13、15と関連して上述した形態と等価であることは理解されよう。何れの形態においても、パイロンの鉛直剪断と、ロールモーメントおよびピッチングモーメントは、二軸絶縁装置127〜133の鉛直絶縁部（図３、４）により機体から絶縁され、パイロンの縦剪断と、横剪断と、ヨーモーメントが絶縁装置127〜133の水平絶縁装置35により機体から絶縁される。従って、既述した絶縁システムの何れの形態によっても、６自由度の振動を絶縁するこが可能となる。６自由度の全てに静的に安定な絶縁システムを構成するためには最低３つの二軸絶縁装置31（図３、４）が必要となることは理解されよう。こうしたシステムを図15に示す。３つの二軸絶縁装置153〜157および関連する取り付け構造体（図示せず）により、６自由度の全てに安定で、６自由度の全てに絶縁するシステムが構成される。
図16に示す絶縁システムは５自由度の絶縁を達成する。二軸絶縁装置161〜165の水平絶縁部35（図３、４）の作用軸線は変速機の半径169と一直線状になる。従って、ヨーモーメント171のために絶縁装置161〜165に作用する振動力は、絶縁装置161〜165の各々の鉛直および水平絶縁部33、35の作用軸線に対して垂直となる。従って、ヨーモーメントは絶縁されない。
パイロン−絶縁装置−機体系の絶縁振動数は、以下の式に表される。
0003545415.tif 000006
ここで、
ks＝絶縁される振動力に平行な系の有効ゴムバネのバネ率
Rs＝作用軸線が絶縁される振動成分に平行な絶縁装置の同調通路面積に対する有効ピストン面積の比
ms＝絶縁される振動成分に平行な同調質量の合計（有効同調質量）
である。そして、
各二軸絶縁装置の各単軸絶縁部に対して、有効同調質量は以下のように計算される。
ｍ＝LAρcosθ
ここで、
Ｌ＝単軸絶縁装置の同調通路の長さ
Ａ＝単軸絶縁装置の同調通路の面積
ρ＝液体の質量密度
θ＝振動力と単軸絶縁装置の作用軸線との間の角度
である。
ある系が１つの絶縁装置のみ備え、振動力が絶縁装置の作用軸線に沿って作用する場合、上記２つの式はハルウェスの特許に開示された絶縁振動数を与える。ハルウェスの特許で記載されたシステムとは異なり、本発明は、複数の絶縁装置を備えており、６自由度の全ての振動を受ける。従って、自由度の各々に関して有効バネ率と、同調質量とを演算する必要がある。
図17に、図３、４と関連して上述した十字部材41とゴムバネ43、51、59、67の略示する。ゴムバネの形状と夫々の構成で使用されたゴムの固有特性のために、バネのバネ率は該バネが変形する方向に依存している。各バネのバネ率を、k1、k2、k3にて指示する。本実施形態で、k1の値はk2の値の約1/2である。一連のシム191ゴムバネの各々に配設さていなければ、k2はk3に等しくなる。シム191のために、k3の値はk2の約30倍となる。
ゴムバネ43、51、59、67の各々のバネ率k1、k2、k3は、十字部材41の有効バネ率に影響を与える。十字部材の有効バネ率kV、kT、kRは以下の式にて計算される。
0003545415.tif 000007
有効バネ率と行こう同調質量とを演算するとき、変速機の取付平面193（図18、19）を座標系に使うと便利である。二軸絶縁装置の各々の作用軸線37、39（図３）は交差する。変速機取付平面193は、二軸絶縁装置127〜133（図11、12）の各々の作用軸線の交差点を通過する。
図18、19を参照すると、上記絶縁システム（13、14）のｚ軸（変速機水平取付平面193に対射手鉛直）、ｘ軸（縦）、ｙ軸（横）に平行な有効バネ率は、
kz＝4kV
kX＝kY＝４（kR＋kT）cos45
である。取付平面のロールおよびピッチングモーメントは絶縁装置の鉛直作用軸線に沿う力に変換され、取付平面のヨーモーメントは絶縁装置の水平作用軸線に沿う力に変換されるので、
kpitch＝kroll∝4kV
kyaw∝4kT
である。
取付面の鉛直力と取付面のロールおよびピッチングモーメントが、二軸絶縁装置の鉛直作用軸線に沿って（絶縁装置の水平軸に垂直に）作用するので、鉛直同調質量のみが取付平面の鉛直、ロール、ピッチング方向の系の絶縁振動数に影響し、そして、鉛直、ロール、ピッチング方向の有効同調質量を計算する場合、θ＝０゜である。取付平面のｘ軸およびｙ軸の沿う力は、二軸絶縁装置の水平作用軸線に対して45゜に（絶縁装置の鉛直軸線に垂直に）作用するので水平同調質量のみが、系の縦および横方向に絶縁振動数に影響し、θ＝45゜である。最後に、取付面ヨーモーメントによる力が、二軸絶縁装置の水平軸に沿って（絶縁装置の鉛直軸線に垂直に）作用するので、水平同調質量のみがヨー方向の系の絶縁振動数に影響し、そしてθ＝０゜である。
図20に、本発明実施形態において、パイロンb/rev振動をヘリコプタの機体からの絶縁を最適化するために、二軸絶縁装置を同調させる制御装置のブロック図を示す。機体の振動を検知するセンサアレー201が、振動を表す一連の信号を制御装置203に送信する。振動センサからの信号により、複式インプット複式アウトプット式制御装置203が絶縁装置アクチュエータ205（図３の電動モータ105、107）に信号を送出し、これにより系の絶縁装置が同調される。絶縁装置を同調することにより、パイロン−絶縁装置−機体系207の物理的特性が変化し、これにより、センサアレー201が検知した振動が変化する。
本実施形態では、振動検知アレーは、６自由度の全ての振動を検知するために６つの加速計を具備している。代替的に、他の適当なセンサアレー、例えばひずみ計を利用することもできる。本発明の重要な目的が、ヘリコプタの乗客に振動の無い搭乗を提供することであるので、センサアレー201は、ヘリコプタの客室内に配置される。
センサアレー201からの信号に応答して、制御装置203が信号を送出し、これにより絶縁装置アクチュエータ205が対応する絶縁装置同調スリーブ83、85（図３から図６）または図７から図12に関連して説明した代替同調手段を適切に移動させる。これにより、系の絶縁振動数が１または複数の自由度で変化する。上記変化により、パイロン−絶縁装置−機体系207の特性が変化し、対応する自由度で振動が増加または減少する。これにより、主ロータ変速機から機体に、つまりセンサアレー201に振動が伝達される。理解されるように、上記制御装置は、閉ループによるフィードバックシステムである。
絶縁振動数の変化により、対応する自由度の振動が増加すると、この増加は、センサアレー201により検知される。その結果、制御装置203は、対応する系の作用軸線の絶縁振動数を同調する。絶縁振動数の最初の変化により対応する自由度の振動が減少すると、制御装置は、対応する自由度の振動が所定値に達するまで、或いは、増加し始めるまで、適当な絶縁装置同調スリーブを同じ方向に調節し続ける。所定値において同調を停止することにより、制御装置の「ハンチング」が最小限に低減される。
センサ201は、パイロンからの振動のみならず全ての源からの振動に応答することは理解されよう。その結果、振動源が何であれ、制御装置203は客席における振動を可及的に低減するために絶縁装置を同調させる。
本発明の好ましい実施形態を図示、説明したが、本発明の精神から逸脱することなく本実施形態の種々の変更が可能であることは当業者の当然とするところである。そのために、本発明の範囲は以下の請求の範囲に記載されている。
【図２】
0003545415.tif 000008
【図６】
0003545415.tif 000009
【図１】
0003545415.tif 000010
【図４】
0003545415.tif 000011
【図５】
0003545415.tif 000012
【図３】
0003545415.tif 000013
【図９】
0003545415.tif 000014
【図１２】
0003545415.tif 000015
【図７】
0003545415.tif 000016
【図８】
0003545415.tif 000017
【図１０】
0003545415.tif 000018
【図１１】
0003545415.tif 000019
【図１３】
0003545415.tif 000020
【図１４】
0003545415.tif 000021
【図１５】
0003545415.tif 000022
【図１９】
0003545415.tif 000023
【図２０】
0003545415.tif 000024
【図１６】
0003545415.tif 000025
【図１７】
0003545415.tif 000026
【図１８】
0003545415.tif 000027