(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンによって駆動される回転軸に固定されるハブと、このハブにブレードを接続する少なくとも左右一対のヨークとを有したヘリコプタのブレード保持機構を調整する装置であって、
フレームと、このフレームに立設されて上方に延び、かつ前記ハブに嵌合して前記ブレード保持機構を固定する固定軸と、この固定軸を挟んで互いに対向するように配置され、かつ前記フレームに中間部を軸支されて垂直面内で揺動自在とされた左右一対の揺動アームと、これらの揺動アームの下端部間に介装された張力発生手段と、前記左右一対のヨークにそれぞれ着脱自在に取り付け可能な左右一対のテンションブロックと、これらのテンションブロックを前記左右一対の揺動アームの上端部にそれぞれ接続する左右一対のテンションシャフトとを備え、前記張力発生手段は、ヘリコプタ飛行時に前記ブレードに生じる遠心力に相当する張力を、左右一対の前記揺動アームと前記テンションシャフトおよび前記テンションブロックを介して前記左右一対のヨークに負荷することを特徴とするヘリコプタのブレード保持機構調整装置。
【請求項２】
前記左右一対のテンションシャフトと前記左右一対の揺動アームの上端部との間にそれぞれ介装された一対のロードセルと、これらのロードセルから出力された信号が入力される、前記張力発生手段の作動を制御する制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のヘリコプタブレード保持機構の調整装置。
【請求項３】
前記左右一対の揺動アームの下端部と前記張力発生手段との間に、前記張力発生手段の前記揺動アームの下端部への取り付け位置を上下方向に調節可能な取り付け位置調節手段が、それぞれ介装されていることを特徴とする請求項１または２に記載のヘリコプタブレード保持機構の調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘリコプタのブレード保持機構を調整する装置に関し、より詳しくは、ヘリコプタが実際に飛行する際にブレード保持機構に作用する力を再現してブレード保持機構に負荷することにより、ブレード保持機構の調整を正確かつ容易に行うことができるようにしたヘリコプタのブレード保持機構調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、図５を参照してヘリコプタのブレード保持機構の概略構成について説明すると、ブレード保持機構１は、エンジンによって回転駆動される回転軸２の上端に嵌着されるハブ３と、このハブ３に嵌挿され、かつ前記回転軸２の軸線に対して垂直に延びる揺動軸線４の回りに揺動自在とされた左右一対のヨーク５とを備えている。前記一対のヨーク５には、それぞれヘリコプタのブレード６がピン７によって取り付けられている。また、ヨーク５とブレード６の基端部との間には角度調整ロッド８が介装されている。そして、前記角度調整ロッド８の両端にそれぞれ取り付けられたナット９を回し、角度調整ロッド８の長さを調節することにより、前記揺動軸線４とブレード６とがなす角度を調整できるようにされている。
【０００３】
図６に示したように、ハブ３のハブシリンダ３ａにはヨーク５のヨークシリンダ５ａが摺動自在に嵌合している。これにより、ヨーク５は前記揺動軸線４の回りに揺動自在とされて、ブレード６のピッチ角（仰角）が可変とされている。また、前記ハブシリンダ３ａの内部には、前記揺動軸線４に対して直交するピン１０が固定されている。また、前記ヨークシリンダ５ａの内周面には、段部１１が形成されている。そして、この段部１１には、釣鐘状のヨーク固定位置調整ナット１２のフランジ１３が前記揺動軸線４の回りに回動自在に嵌合されている。また、前記ヨーク固定位置調整ナット１２の内周面に形成された雌ねじ１４には、ストラット取付ピン１５が螺合している。
【０００４】
ハブ３に取り付けられた前記ピン１０と前記ストラット取付ピン１５との間には、ストラット１６が巻回されている。このストラット１６は、ヘリコプタが飛行する際に、ブレード６に作用する遠心力をハブ３に伝達するためのもので、一本の鋼線を長円形形状に巻き回した後に弾性を有する樹脂で形状を整えられ、ブレード６に与えられるピッチ角に追従できるようにねじれ易くされている。
【０００５】
ところで、ヘリコプタが実際に飛行する際に、２枚のブレード６にそれぞれ作用する遠心力が互いに釣り合わないと、ヘリコプタの機体には激しい振動が生じてしまう。そこで、ブレード６に作用する遠心力と等しい張力を前記ストラット１６に負荷したときに、回転軸２の軸線Ｓとブレード６をヨーク５に取り付ける前記ピン７の軸線との間の寸法値が所定の値Ａとなるように、ストラット取付ピン１５を正確に位置決めする調整作業を行う必要がある。
【０００６】
前記ストラット取付ピン１５の位置決め作業は、従来、図７及び図８に示した調整装置２０を使用して行われている。この調整装置２０は、フレーム２１と、このフレーム２１の一端側に立設された、ヘリコプタの回転軸２を模した固定軸２２と、前記フレーム２１の他端側に立設された支持部２１ａに取り付けられた油圧シリンダ２３とを備えている。そして、前記油圧シリンダ２３のピストンロッド２４の先端には、ヘリコプタのブレード６の基端部を模したテンションブロック２５が取り付けられている。
【０００７】
調整作業を行う際は、まず、固定軸２２にブレード保持機構１のハブ３を嵌合させ、ブレード保持機構１を固定する。次いで、左右のヨーク５の一方に前記テンションブロック２５を取り付け、ピン２６で固定する。その後、熟練作業者が油圧シリンダ２３を操作してヨーク５に所定の張力を負荷させたときに、固定軸２２の軸線Ｓと前記ピン２６の軸線との間の寸法が所定の値Ａとなるように、張力を解除した後、ヨーク固定位置調整ナット１２の先端に突設された６角形状頭部１７に工具を係合させ、ヨーク固定位置調整ナット１２を少しずつ回動させてストラット取付ピン１５の位置を調整する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の調整装置２０は、ブレード保持機構１の左右のヨーク５を個別に調整する形式とされている。これにより、上述した調整作業を行う際には、左右のヨーク５にそれぞれ負荷する約２００００ｋｇｆもの引張荷重を１０ｋｇｆの位で一致させ、さらにそれぞれのヨーク５の前記寸法Ａの値を、数１０ミクロンあるいはそれ以下の範囲で一致させる必要がある。
しかも、左右のヨーク５をそれぞれ調整した結果は、再現できなければ調整が完了したとは言えず、再現できるまで何度も左右のヨーク５の調整を繰り返す必要があり、熟練作業者の手によっても非常に長い時間と労力を要している。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上述した従来技術が有する問題点を解消し、ヘリコプタのブレード保持機構を組み立てる際の調整作業を、正確に、かつ経験の浅い作業者でも容易に行なうことのできるヘリコプタのブレード保持機構調整装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載のヘリコプタブレード保持機構調整装置は、エンジンによって駆動される回転軸に固定されるハブと、このハブにブレードを接続する少なくとも左右一対のヨークとを有したヘリコプタのブレード保持機構を調整する装置であって、フレームと、このフレームに立設されて上方に延び、かつ前記ハブに嵌合して前記ブレード保持機構を固定する固定軸と、この固定軸を挟んで互いに対向するように配置され、かつ前記フレームに中間部を軸支されて垂直面内で揺動自在とされた左右一対の揺動アームと、これらの揺動アームの下端部間に介装された張力発生手段と、前記左右一対のヨークにそれぞれ着脱自在に取り付け可能な左右一対のテンションブロックと、これらのテンションブロックを前記左右一対の揺動アームの上端部にそれぞれ接続する左右一対のテンションシャフトとを備える。
そして、前記張力発生手段は、ヘリコプタ飛行時に前記ブレードに生じる遠心力に相当する張力を、前記揺動アームと前記テンションシャフトおよび前記テンションブロックを介して前記左右一対のヨークに同時に負荷する。
【００１１】
また、請求項２に記載のヘリコプタのブレード保持機構調整装置は、請求項１に記載の調整装置について、前記左右一対のテンションシャフトと前記左右一対の揺動アームの上端部との間にそれぞれ介装された一対のロードセルと、これらのロードセルから出力された信号が入力される、前記張力発生手段の作動を制御する制御手段とをさらに備えたものである。
【００１２】
また、請求項３に記載のヘリコプタのブレード保持機構調整装置は、請求項１または２に記載の調整装置について、前記左右一対の揺動アームの下端部と前記張力発生手段との間に、前記張力発生手段の前記揺動アームの下端部への取り付け位置を上下方向に調節可能な取り付け位置調節手段が、それぞれ介装した
ものである。
【００１３】
すなわち、請求項１に記載の調整装置によれば、ヘリコプタ飛行時にブレードに生じる遠心力に相当する張力を、ブレード保持機構の左右一対のヨークに同時に負荷することができる。
これにより、ヘリコプタが実際に飛行している状態を再現しながら調整作業を行うこととなり、ブレード保持機構の調整作業を正確に行うことができる。
また、左右一対のヨークの調整作業を同時に行うことができるから、左右のヨークを個別に調整する従来の装置のように、ヨークへのテンションブロックの着脱を繰り返したり、負荷する張力の値を一致させるために油圧調整を繰り返したりする必要がなく、調整作業を迅速に行うことができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の調整装置によれば、左右一対のヨークに負荷されている張力の大きさをロードセルを用いて測定し、制御手段にフィードバックすることができる。これにより、左右一対のヨークに負荷する張力を精密に制御し、ブレード保持機構の調整作業をより一層正確に行うことができる。また、左右一対のヨークに負荷する張力を制御手段によって制御するので、経験の浅い作業者でも、容易に作業を行うことができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の調整装置によれば、張力発生手段を揺動アームの下端部へに取り付ける位置を上下方向に調節することにより、左右一対のヨークにそれぞれ負荷する張力を、完全に等しくなるように調節することができ、ブレード保持機構の調整作業をより一層正確に行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるヘリコプタのブレード保持機構調整装置の一実施形態について、図１乃至図４を参照して詳細に説明する。
ここで、図１は本発明によるヘリコプタのブレード保持機構調整装置の一実施形態を示した全体斜視図、図２は図１に示した調整装置の正面図、図３は図１に示した調整装置の側面図、図４は図１に示した調整装置を模式的に示した系統図である。
【００１７】
図１乃至図４に示したように、本実施形態のヘリコプタのブレード保持機構調整装置１００は、床面に密着する脚部を有したフレーム３０を有している。そして、このフレーム３０の水平桁３１上には、ブレード保持機構１を固定する上方に向かって延びた固定軸３２が立設されている。また、前記フレーム３０の水平桁３１の両端部には、前記固定軸３２を挟んで互いに対向するように配置された左右一対の揺動アーム３３が、それぞれ支軸３１ａにより軸支され、垂直面内で揺動自在とされている。
【００１８】
前記揺動アーム３３の下端部間には、張力発生手段としての油圧シリンダ３４が介装されている。前記油圧シリンダ３４はフレーム３０によって支持されていない。これにより、この油圧シリンダ３４が発生させる油圧力は、左右一対の揺動アーム３３に均等に分配される。
【００１９】
また、油圧シリンダ３４のシリンダ３５およびピストン３６にそれぞれ接続された左右一対の連結ロッド３７の先端は、取り付け位置調節手段としてのスライドブロック３８を介して、揺動アーム３３の下端に取り付けられている。これにより、前記スライドブロック３８の調節ボルト３９を操作することによって、揺動アーム３３の軸支点３１ａと油圧シリンダ３４が発生する張力が作用する作用点３７ａとの間の寸法を、左右の揺動アーム３３で個別に調整することができる。
【００２０】
一方、前記揺動アーム３３の上端部には、左右一対のロードセル４０がそれぞれ固着されている。そして、これらのロードセル４０に貫設された、前記固定軸３２に向かって延びる軸線を有した挿通孔には、左右一対のテンションシャフト４１がそれぞれ挿通されている。
前記テンションシャフト４１の固定軸３２側の端部には、ヘリコプタのブレードの基端部を模したテンションブロック４２が取り付けられている。そして、このテンションブロック４２は、ブレード保持機構１の左右一対のヨーク５に、セットピン４３によって着脱自在に取り付け可能とされている。
なお、前記テンションブロック４２は、ヘリコプタの機種ごとにその形状が異なっているので、調整作業を行うブレード保持機構の種類に合わせて交換される。
【００２１】
また、前記テンションシャフト４１の他端側には、それぞれナット４４が螺合している。そして、これらのナット４４と前記ロードセル４０との間には、円筒状のカラー４５がそれぞれ遊嵌されている。これにより、揺動アーム３３の上端部を固定軸３２から離間する方向に変位させると、前記テンションシャフト４１は、ロードセル４０と前記カラー４５および前記ナット４４を介して固定軸３２から離間する方向に引っ張られる。
すなわち、前記油圧シリンダ３４を短縮させて揺動アーム３３を揺動させることにより、テンションシャフト４１を介してテンションブロック４２を引張り、ブレード保持機構１のヨーク５に油圧シリンダ３４が発生する張力を負荷することができる。
【００２２】
次に、前記油圧シリンダ３４の作動を制御する油圧系統について、図４を参照して説明すると、この油圧シリンダ３４には、制御装置５０によって作動を制御される油圧ユニット５１から圧油が供給される。また、前記制御装置５０には、前記ロードセル４０から出力される信号が検出器５２を介して入力される。そして、ロードセル４０によって測定されたテンションシャフト４１に作用する張力の大きさは、前記制御装置５０に設けられた一対の表示窓５３に表示される、左右のヨーク５に負荷されている張力の大きさを、作業者が容易確認できるようになっている。
【００２３】
さらに、前記油圧ユニット５１は、前記制御手段によって制御される図示されない流量制御弁を有し、油圧シリンダ３４に供給する圧油の供給速度を任意に設定できるようにされている。これにより、前記制御装置５０は、予め設定された張力がブレード保持機構１の左右のヨーク５に正確に、かつ安定して負荷されるように油圧ユニット５１の作動を制御することができる。
【００２４】
次に、上述のように構成された本実施形態の調整装置１００を用いて、ヘリコプタのブレード保持機構１を調整する手順について説明する。
まず、組み立てが完了したブレード保持機構１のハブ３を、本調整装置１００の固定軸３２に嵌着させ、フレーム３０上に固定する。次いで、ブレード保持機構１の左右一対のヨーク５に、左右一対のテンションブロック４２をそれぞれ組み付け、セットピン４３によって固定する。次いで、テンションシャフト４１の末端に螺合しているナット４４を回動し、カラー４５をロードセル４０に密着させる。このとき、左右一対のテンションシャフト４１の末端がナット４４から延び出る長さを、左右のテンションシャフト４１でほぼ等しくなるようにし、ブレード保持機構１に対して左右対称に張力を負荷できるようにする。
【００２５】
次に、制御装置５０を操作して、ブレード保持機構１のヨーク５に負荷する張力の大きさと、張力を負荷する速度とを設定する。次いで、制御装置５０を作動させて油圧ユニット５１から油圧シリンダ３４に圧油を供給すると、油圧シリンダ３４が短縮して揺動アーム３３が揺動し、テンションシャフト４１を介して左右一対のヨーク５に張力が負荷される。
そして、左右一対のテンションシャフト４１から左右一対のヨーク５にそれぞれ負荷されている張力の値は、左右一対のロードセル４０によってそれぞれ測定され、制御装置５０上の一対の表示窓５３に表示される。
このとき、左右一対のヨーク５にそれぞれ負荷される張力が異なっている場合には、張力の負荷を中断し、前記スライドブロック３８のボルト３９を操作することにより、負荷する張力のアンバランスを解消させる。
【００２６】
次いで、ブレード保持機構１の左右一対のヨーク５に所定の張力、例えばヘリコプタのブレード６が最高速度で回転する際にブレードに生じる遠心力に相当する張力を負荷する。左右一対のヨーク５に負荷する張力は制御装置５０によって制御され、あらかじめ設定した値まで上昇するとその張力が保持される。
【００２７】
次いで、左右一対のヨーク５に張力を負荷した状態で、固定軸３２の軸線Ｓとヨーク５にテンションブロック４２を固定したセットピン４３の軸線との間の寸法を測定する。測定値が左右のヨーク５で異なっている場合には、張力の負荷を中断し、ストラット取付ピン１５の位置調整を行う。すなわち、図６に示したヨーク固定位置調整ナット１２の６角形状頭部１７に工具を係合させ、ヨーク固定位置調整ナット１２を回動させることにより、ストラット取付ピン１５をねじ送りし、ストラット取付ピン１５の位置調整を行う。
【００２８】
ストラット取付ピン１５の位置調整を終了したならば、再びヨーク５に張力を作用させた状態で、固定軸３２の軸線Ｓと前記セットピン４３の軸線との間の寸法を測定する。そして、左右のヨーク５について測定値が一致するまで、ストラット取付ピン１５の位置調整を繰り返して行う。ストラット取付ピン１５の位置調整が完了したならば、前記角度調整ロッド８のナット９を回動させ、角度調整ロッド８の長さを決定する等の最終調整を行なう。
【００２９】
このとき、本実施形態の調整装置１００によれば、左右一対のヨーク５に同時に張力を負荷することができるので、ヘリコプタが実際に飛行している状態を再現しながら調整作業を行うこととなり、ブレード保持機構１の調整作業を正確に行うことができる。
【００３０】
また、本実施形態の調整装置１００によれば、左右一対のヨーク５の調整作業を同時に行うことができるから、左右のヨーク５を個別に調整する従来の装置のように、ヨーク５へのテンションブロック４２の着脱を繰り返したり、負荷する張力の値を一致させるために油圧調整を繰り返したりする必要がない。これにより、ブレード保持機構１の調整作業を迅速に行うことができる。
また、例えば固定軸３２とハブ３とが嵌合する部分等に存在しているわずかなガタが、測定の度に積み重なって調整作業の精度を低下させることもなく、ブレード保持機構１の調整作業を正確に行うことができる。
【００３１】
また、本実施形態の調整装置１００によれば、左右一対のヨーク５に負荷する張力の制御を制御装置５０を用い、かつ実際にヨーク５に負荷している張力の大きさを確認しながら行うことができるので、作業者の熟練度に関係なく、正確かつ容易にブレード保持機構１の調整作業を行なうことができる。
【００３２】
また、本実施形態の調整装置１００によれば、張力を発生させる油圧シリンダ３４を、取り付け位置調節手段としてのスライドブロック３８を介して揺動アーム３３の下端部に取り付けたので、左右一対のヨーク５にそれぞれ負荷する張力を完全に等しくすることができ、ブレード保持機構の調整作業を、より一層正確に行うことができる。
【００３３】
以上、本発明に係るヘリコプタのブレード保持機構調整装置の一実施形態について詳しく説明したが、本発明は上述した実施形態によって限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、フレーム３０に対する揺動アーム３３の取り付け位置を、前後方向および上下左右方向に調節可能とすれば、本発明の調整装置を、より多くの種類のブレード保持機構の調整に使用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のヘリコプタのブレード保持機構調整装置によれば、ヘリコプタ飛行時にブレードに生じる遠心力に相当する張力を、ブレード保持機構の左右一対のヨークに同時に負荷することができる。これにより、ヘリコプタが実際に飛行している状態を再現しながら調整作業を行うこととなり、ブレード保持機構の調整作業を正確に行うことができる。
また、左右一対のヨークの調整作業を同時に行うことができるから、左右のヨークを個別に調整する従来の装置のように、ヨークへのテンションブロックの着脱を繰り返したり、負荷する張力の値を一致させるために油圧調整を繰り返したりする必要がない。これにより、調整作業を迅速に行うことができるばかりでなく、各部のガタが繰り返して測定精度に影響を及ぼし、調整作業の精度を低下させることを防止することができる。
【００３５】
また、本発明のヘリコプタのブレード保持機構調整装置によれば、左右一対のヨークに負荷されている張力の大きさをロードセルを用いて測定し、制御手段にフィードバックすることができる。これにより、左右一対のヨークに負荷する張力を精密に制御し、ブレード保持機構の調整作業をより一層正確に行うことができる。また、左右一対のヨークに負荷する張力を制御手段によって制御するので、経験の浅い作業者でも、容易に作業を行うことができる。
【００３６】
また、本発明のヘリコプタのブレード保持機構調整装置によれば、張力発生手段を揺動アームの下端部へに取り付ける位置を上下方向に調節することにより、左右一対のヨークにそれぞれ負荷する張力を、完全に等しくなるように調節することができ、ブレード保持機構の調整作業をより一層正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるヘリコプタのブレード保持機構調整装置の一実施形態を示した全体斜視図。
【図２】図１に示した調整装置の正面図。
【図３】図１に示した調整装置の側面図。
【図４】図１に示した調整装置を模式的に示した系統図。
【図５】ヘリコプタのブレード保持機構を示した全体斜視図。
【図６】ヘリコプタのブレード保持機構を模式的に示した断面図。
【図７】従来の調整装置の正面図。
【図８】図７に示した調整装置の平面図。
【符号の説明】
１  ヘリコプタのブレード保持機構
２    回転軸
３    ハブ
４    揺動軸線
５  ヨーク
６    ブレード
７  ピン
８  角度調整ロッド
９    ナット
１０  ピン
１１  段部
１２  ヨーク固定位置調整ナット
１３  フランジ
１４  雌ねじ
１５    ストラット取付ピン
１６  ストラット
１７    ６角形状頭部
３０    フレーム
３１    水平桁
３２    固定軸
３４    油圧シリンダ
３５    シリンダ
３６    ピストン
３７    連結ロッド
３８    スライドブロック
４０  ロードセル
４１  テンションシャフト
４２  テンションブロック
４３  セットピン
４４  ナット
４５  カラー
５０  制御装置
５１  油圧ユニット
５２  検出器
５３  表示窓
１００  本発明のヘリコプタのブレード保持機構調整装置
【図１】
0003573391.tif 000002
【図２】
0003573391.tif 000003
【図３】
0003573391.tif 000004
【図４】
0003573391.tif 000005
【図５】
0003573391.tif 000006
【図６】
0003573391.tif 000007
【図７】
0003573391.tif 000008
【図８】
0003573391.tif 000009