(57)【要約】【課題】  改良されたヘリコプタ用ロータヨークを提供する。【解決手段】  ロータヨークは、ブレード取付部と、マスト取付部と、ブレード取付部とマスト取付部の間に延在する中間部とを含む。中間部、ブレード取付部及びマスト取付部は、任意選択の内側エッジを画定し、それによって、内側エッジが、もしあれば、開口部を画定する。ロータヨークは、ブレード取付部、中間部及びマスト取付部の周囲に延在する周辺外側エッジをさらに含む。外側エッジ及びもしあれば内側エッジの少なくとも一方は、ロータヨークの隣接部分の厚さより小さい厚さを呈する薄厚部分を含む。【選択図】  図５
2009527417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘリコプタ用ロータヨークであって、
ブレード取付部と、
マスト取付部と、
前記ブレード取付部と前記マスト取付部の間に延在する中間部とを含み、
前記中間部、前記ブレード取付部及び前記マスト取付部が、任意選択の内側エッジを画定し、それによって、もしあれば前記内側エッジが、開口部を画定し、
前記ブレード取付部、前記中間部及び前記マスト取付部の周囲に延在する周辺外側エッジをさらに含み、
前記外側エッジ及びもしあれば前記内側エッジの少なくとも一方が、前記ロータヨークの隣接部分の厚さより小さい厚さを呈する薄厚部分を含むことを特徴とするロータヨーク。
【請求項２】
前記薄厚部分が、前記ロータヨークの直接隣接部分の厚さより小さい厚さを呈することを特徴とする請求項１のロータヨーク。
【請求項３】
前記薄厚部分が、断面が切頭三角形であることを特徴とする請求項２のロータヨーク。
【請求項４】
前記薄厚部分が、
第１のテーパ面と、
第２のテーパ面と、
前記第１のテーパ面と前記第２のテーパ面の間に延在するエッジフラット部とを含むことを特徴とする請求項１のロータヨーク。
【請求項５】
前記第１のテーパ面及び前記第２のテーパ面のうち少なくとも一方が、約３０度のテーパを呈することを特徴とする請求項４のロータヨーク。
【請求項６】
前記薄厚部分が、
第１のテーパ面と、
前記第１のテーパ面まで延在する第２のテーパ面とを含むことを特徴とする請求項１のロータヨーク。
【請求項７】
前記第１のテーパ面及び前記第２のテーパ面のうち少なくとも一方が、約３０度のテーパを呈することを特徴とする請求項６のロータヨーク。
【請求項８】
前記薄厚部分が、半径を呈することを特徴とする請求項１のロータヨーク。
【請求項９】
前記半径が、前記薄厚部分に隣接する前記ロータヨークの厚さに相当することを特徴とする請求項８のロータヨーク。
【請求項１０】
前記薄厚部分が、
第１の丸みをつけられた表面と、
第２の丸みをつけられた表面と、
前記第１の丸みをつけられた表面と前記第２の丸みをつけられた表面の間に延在するエッジフラット部とを含むことを特徴とする請求項１のロータヨーク。
【請求項１１】
前記外側エッジ及び前記内側エッジの両エッジが薄厚部分を含み、前記薄厚部分が、前記薄厚部分に隣接する前記ロータヨークの部分の厚さより小さい厚さを呈することを特徴とする請求項１のロータヨーク。
【請求項１２】
前記薄厚部分が、実質的に前記外側エッジ全体に沿って延在することを特徴とする請求項１のロータヨーク。
【請求項１３】
前記薄厚部分が、実質的に前記内側エッジ全体に沿って延在することを特徴とする請求項１のロータヨーク。
【請求項１４】
前記薄厚部分が、前記ロータヨークが稼動中であるときに層間剪断ひずみが高い領域に位置することを特徴とする請求項１のロータヨーク。
【請求項１５】
第２のブレード取付部をさらに含み、
前記中間部が、前記マスト取付部と前記ブレード取付部の間に延在し、
前記外側エッジが、前記ブレード取付部、前記中間部及び前記マスト取付部の周囲に延在することを特徴とする請求項１のロータヨーク。
【請求項１６】
ヘリコプタ用ロータヨークであって、
端部を有する１対の互いに離間した縦方向側方部分と、
前記側方部分に相互に連結される横方向中央部分と、
前記側方部分の前記端部に相互に連結される１対の外側部分とを含み、
前記側方部分、前記中央部分及び前記端部部分が、外側エッジ及び内側エッジを画定し、それによって前記内側エッジが開口部を画定し、
前記外側エッジ及び前記内側エッジの一方が、前記ロータヨークの隣接部分の厚さより小さい厚さを呈する薄厚部分を含むことを特徴とするロータヨーク。
【請求項１７】
ロータヨークアセンブリであって、
互いに対してしっかりと一定角度間隔で固定された複数のロータヨークを含み、
前記複数のロータヨークのうち少なくとも１つが、
ブレード取付部と、
マスト取付部と、
前記ブレード取付部と前記マスト取付部の間に延在する中間部とを含み、
前記中間部、前記ブレード取付部及び前記マスト取付部が、任意選択の内側エッジを画定し、それによって、内側エッジが、もしあれば、開口部を画定し、
前記ブレード取付部、前記中間部及び前記マスト取付部の周囲に延在する周辺外側エッジをさらに含み、
前記外側エッジ及びもしあれば前記内側エッジの少なくとも一方が、前記ロータヨークの隣接部分の厚さより小さい厚さを呈する薄厚部分を含むことを特徴とするロータヨークアセンブリ。
【請求項１８】
ロータヨークを製作する方法であって、
ロータヨーク隣接部分と実質的に同じ厚さを呈するエッジを有するロータヨークを供給するステップと、
前記ロータヨークの前記エッジの少なくとも一部分の厚さを低減するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記厚さを低減する前記ステップが、機械加工プロセスによって達成されることを特徴とする請求項１８の方法。
【請求項２０】
ロータヨークを製作する方法であって、
使用時に高い層間剪断ひずみを受けることになる前記ロータヨークの領域を判定するステップと、
使用時に高い層間剪断ひずみを受けることになる前記ロータヨークの前記領域に近接する前記ロータヨークのエッジの厚さを低減するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記領域を判定する前記ステップが、コンピュータシミュレーションによって達成されることを特徴とする請求項２０の方法。
【請求項２２】
前記領域を判定する前記ステップが、飛行後の前記ロータヨークの解析によって達成されることを特徴とする請求項２０の方法。
【請求項２３】
前記領域を判定する前記ステップが、機体外試験によって達成されることを特徴とする請求項２０の方法。
【請求項２４】
前記厚さを低減する前記ステップが、成形によって達成されることを特徴とする請求項２０の方法。
【請求項２５】
前記厚さを低減する前記ステップが、機械加工によって達成されることを特徴とする請求項２０の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘリコプタに関し、詳細には、ヘリコプタのブレードをマストに結合するためのヨークに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘリコプタのメインロータアセンブリの各ブレードは、通常はロータヨークによって、いくつかの自由度を与えるように、メインサポートマストに連結されなければならない。そのような相互連結部は、高いねじり応力及び遠心応力の両応力を繰り返し受け、そのため、航空機の非常に重要な構成要素である。各ブレードは、その長手方向軸を中心に回転してピッチ制御を与えることができなければならない。各ブレードは、垂直荷重を受けられるようにするためにロータ平面に垂直な方向にフラッピング（上下動）することができなければならない。一部の事例では、各ブレードは、リードラグ制御を与えるべくロータ平面内で枢動することができなければならない。このようにブレードがメインサポートマストに固定されることで、ヘリコプタを飛行中に制御及び操作することが可能になる。
【０００３】
ヘリコプタ・ブレードとサポートマストとを相互に連結させるために種々の構造及びメカニズムが利用されている。先行技術には、幾つかの関節型金属継手の例が含まれている。そのような継手は、重量、コスト、高い保守要求、短い耐用年数などの問題がある。構成を単純化しかつコストを減少させるために、そのような継手において１つ若しくは複数の関節を無くす試みが幾つかなされている。一部のロータハブまたはヨークはサポートマストに枢着され、仮想ヒンジとして機能しかつそれによってブレードのフラッピングに対応するのに十分な弾性のある平板構成に特徴付けられている。
【０００４】
最近になって、ヘリコプタ・ロータ系統部品の製作にガラス繊維及び他の複合材料が用いられるようになってきている。例えば、ロータヨークは、ワインディング成形されたフィラメント（繊維）からループを形成することによって構成されており、そこではループの中心平面に垂直なクロスプライの層がその側面にのみ配置されている。機械加工された金属鍛造物に比べて、ガラス繊維及び他の複合材料は、より好ましい疲労特性を有し、それがより長い耐用年数をもたらす。その上、そのような材料を用いることで、構成が単純化され、コストが減少する。しかしながら、そのような材料をヘリコプタ・ロータヨークに利用する際に直面する問題の１つは、層間剥離として知られるような複合材料層の分離であり、これは層間剪断に起因することがある。時として、ヘリコプタ・ブレードは、所望の程度よりもかなりフラッピングすることがある。そのような場合には、過剰なフラッピングがヨークの特定の部分に当該領域での複合材料の層間強さを超える応力をかける。さらに、特定のヘリコプタ・デザインに利用できるブレードのフラッピングの許容度は、複合材料の層間強さによって制限される。
【０００５】
当分野で公知のヘリコプタ・ヨークのデザインは数多くあるが、いまだ考慮すべき欠点がある。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４，２９３，７２６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
改良されたヘリコプタ用ロータヨークが必要とされている。
【０００８】
従って、改良されたヘリコプタ用ロータヨークを提供することが本発明の目的である。
【０００９】
これら及び他の目的は、ヘリコプタ用ロータヨークを提供することによって達成される。ロータヨークは、ブレード取付部と、マスト取付部と、ブレード取付部とマスト取付部の間に延在する中間部とを含む。中間部、ブレード取付部及びマスト取付部は、任意選択の内側エッジを画定し、それによって、内側エッジ（もしあれば）が開口部を画定する。ロータヨークは、ブレード取付部、中間部及びマスト取付部の周囲に延在する周辺外側エッジをさらに含む。外側エッジ及びもしあれば内側エッジの少なくとも一方が、ロータヨークの隣接部分の厚さより小さい厚さを呈する薄厚部分を含む。
【００１０】
別の態様において、本発明は、ヘリコプタ用ロータヨークを提供する。ロータヨークは、端部を有する１対の互いに離間した縦方向側方部分と、側方部分に相互に連結される横方向中央部分と、側方部分の端部に相互に連結される１対の外側部分とを含む。側方部分、中央部分及び端部部分は、外側エッジ及び内側エッジを画定し、それによって内側エッジが開口部を画定する。外側エッジ及び内側エッジの一方が、ロータヨークの隣接部分の厚さより小さい厚さを呈する薄厚部分を含む。
【００１１】
本発明のさらに別の態様においては、ロータヨークアセンブリが提供される。ロータヨークアセンブリは、互いに対してしっかりと一定角度間隔で固定された複数のロータヨークを含む。複数のロータヨークのうち少なくとも１つは、ブレード取付部と、マスト取付部と、ブレード取付部とマスト取付部の間に延在する中間部とを含む。中間部、ブレード取付部及びマスト取付部は、任意選択の内側エッジを画定し、それによって内側エッジは、もしあれば、開口部を画定する。ロータヨークは、ブレード取付部、中間部及びマスト取付部の周囲に延在する周辺外側エッジをさらに含む。外側エッジ及びもしあれば内側エッジの少なくとも一方が、ロータヨークの隣接部分の厚さより小さい厚さを呈する薄厚部分を含む。
【００１２】
別の態様において、本発明は、ロータヨークを製作する方法を提供する。本方法は、ロータヨーク隣接部分と実質的に同じ厚さを呈するエッジを有するロータヨークを供給するステップと、ロータヨークのエッジの少なくとも一部分の厚さを低減するステップとを含む。
【００１３】
さらに別の態様において、本発明は、ロータヨークを製作する方法を提供する。本方法は、使用時に高い層間剪断ひずみを受けることになるロータヨークの領域を判定するステップと、使用時に高い層間剪断ひずみを受けることになるロータヨークの領域に近接するロータヨークのエッジの厚さを低減するステップとを含む。
【００１４】
本発明は、（１）より大きなブレードのフラッピング運動に耐えることができるヘリコプタ・ロータヨークを提供すること、（２）使用時に層間剪断ひずみのエッジ効果（edge effect）を小さくするヘリコプタ・ロータヨークを提供すること、（３）従来のロータヨークより長い耐用年数のヘリコプタ・ロータヨークを提供すること、（４）より耐久性のあるヘリコプタ・ロータヨークを提供することを含む、顕著な利点を与える。更なる目的、機能及び利点は、以下の説明において明らかになるであろう。
【００１５】
本発明は種々の改変及び代替形態を受け入れる余地があるものの、本発明の特定の実施形態が図面に一例として示され、本明細書に詳細に記載されている。しかし、本明細書中の特定の実施形態の説明は、発明を特定の開示された形態に限定する意図はなく、それどころか、本発明は、本発明の真の趣旨及び特許請求の範囲によって画定されるような範囲内にある全ての改変、等価なもの及び他の選択肢を包含するものであることを理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の例示的な実施形態について以下に説明する。発明を明確にするために、本明細書では、実際の実現例の機能を逐一説明することはしはない。そのような実際の実施形態の開発において、開発者の明確な目標を達成するために、実現例に固有の決定（例えばシステム関連及び事業関連の制約に従うなど。実現例によって異なり得る）が数多くなされなければならないことは当然理解されよう。さらに、当然のことながら、そのような開発努力は、複雑で時間が掛かるかもしれないが、それにもかかわらず、本開示の利益を有する当業者がこなすルーチンとなるであろう。
【００１７】
本発明は、先細（テーパ状）にされたか、面取りされたか、または別な方法で厚さを低減された（薄厚の）エッジ部分を呈するヘリコプタ・ロータヨークを表す。厚さを低減されたエッジ部分は、ロータヨークが稼動中であるときに層間剪断ひずみが高い領域と一致するのが好ましい。高い層間剪断ひずみを受ける領域のエッジでの厚さを低減することによって、剪断ひずみはエッジから遠ざけられ、それゆえにロータヨークの層間剪断強さが増す。
【００１８】
図１及び図２は、本発明に従ってヘリコプタ・ロータヨーク１０１の第１の例示的な実施形態を示す。図１はロータヨーク１０１の平面図を与え、図２はロータヨーク１０１の側面図を示す。ロータヨーク１０１は、マスト１０３と矢印１０５及び１０７の方向に延在している１対のヘリコプタ・ブレード４０１（図４に示されている）とを相互に連結させるために用いられる。図１及び図２にマスト１０３が示されているが、マスト１０３はロータヨーク１０１の一部をなすのではなく、マスト１０３とロータヨーク１０１との関係を描くために示されていることに留意されたい。図示されている実施形態において、ロータヨーク１０１の一般的な形状は長寸ループ形状である。ロータヨーク１０１は、横方向中央部分１１１によって相互に連結されている１対の互いに離間した縦方向側方部分１０９を含み、横方向中央部分１１１ではマスト１０３が取り付けられる。側方部分１０９の端部は、丸みをつけられた外側部分１１３が相互に連結され、外側部分１１３にはヘリコプタ・ブレード４０１（図４に示されている）が結合される。側方部分１０９、中央部分１１１、外側部分１１３は、この特定の実施形態において、２つの開口部１１５を画定する。開口部１１５内にはヘリコプタの種々の部品が取り付けられるが、図示されてはいない。一部の実施形態においては、しかしながら、開口部１１５は省略される。ヘリコプタ・マスト１０３は、中央部分１１１によって画定される孔１１７を通して受容されるので、マスト１０３の中心長手方向軸１１９はロータヨーク１０１の中心と実質的に一致する。
【００１９】
図示されている実施形態において、ロータヨーク１０１の各側方部分１０９は、２つの可撓部１２１を画定する。可撓部１２１は、中央部分１１１の外に位置し、含まれる複合材プライが例えば側方部分１０９の他の部分より少ないので、結果として可撓部１２１の断面積は減少する。可撓部１２１を設けることによって、ヘリコプタ・ブレード４０１（図４に示されている）は矢印２０１及び２０３の方向にフラッピングできる。可撓部１２１の断面積の減少量は、ロータアセンブリの具体的な曲げ要求に合わせて調整されるので、実現例に固有のものである。
【００２０】
ロータヨーク１０１の１つの特定の複合材料積層構造については、ロータヨーク１０１が１若しくは複数の薄厚エッジを画定することを除いて、同一所有者による特許文献１に開示されている。特許文献１は、引用を以って本明細書の一部となす。しかし、他の複合材料積層構造も可能であり、ロータヨーク１０１に対する特定のデザイン要求で決まる。種々の実施形態において、ロータヨーク１０１は、手作業による作成方法、ファイバープレースメント成形、トウプレースメント成形、ファイバーワインディング成形、トウワインディング成形、または他のそのような複合材料製造技術を用いて製造された、ガラス繊維／エポキシ複合材料などの１若しくは複数の複合材料プライを含む。しかし、本発明の範囲は、ロータヨーク１０１の任意の適切な複合材料積層構造を含む。
【００２１】
図１及び図２の実施形態において、ロータヨーク１０１は外側エッジ１２３及び２つの内側エッジ１２５を画定し、内側エッジ１２５は開口部１１５を画定する。図で示されている実施形態において、エッジ１２３、１２５は、エッジ１２３、１２５に隣接または直接隣接するロータヨーク１０１の部分に比べて薄厚を呈する。しかしながら、外側エッジ１２３の一部分及び／または２つの内側エッジ１２５の一方の一部分のみが、薄厚を呈し得ることに留意されたい。例えば、内側エッジ１２５の一方の一部分のみが薄厚を有することがあるが、その内側エッジ１２５の残り部分は厚さが低減されていない。
【００２２】
特定の位置においてエッジ厚さの低減を達成するために、例えばロータヨーク１０１は、例えば図３Ａないし図３Ｄに示されているエッジプロフィールなどのエッジプロフィールを画定する。図３Ａは、図１の線３Ａ−３Ａに沿って切断したロータヨーク１０１の断面図である。図３Ｂないし図３Ｄによって与えられる断面図は、図３Ａの断面図に対応する。これらの断面図の各々は、薄厚を有する外側エッジ１２３を示す。しかしながら、上記したように、本発明の範囲がそのように限定されるわけではない。むしろ外側エッジ１２３及び／または１つか２つ（即ち一方か両方）の内側エッジ１２５、あるいはその一部分が、ロータヨーク１０１の隣接部分の厚さより小さい厚さを呈することがある。
【００２３】
図３Ａの実施形態に示されているように、エッジ１２３は、断面が切頭三角形エッジプロフィールを呈するのが好ましい。「切頭三角形」なる語は、先端を切り取った三角形、例えば、三角形が三角形の底辺に平行な線で切られ、頂部が取り除かれたときに残された部分を意味する。エッジ１２３は、側方部分１０９の厚さＴからエッジフラット部３０１の厚さｔまで表面３０３ａ、３０３ｂにそれぞれ沿って厚さが変化する。表面３０３ａ、３０３ｂは各々、約３０度のテーパＡを呈するのが好ましい。３０度以外のテーパＡも可能であり、それも本発明の範囲内である。
【００２４】
エッジフラット部３０１を画定する切頭三角形断面エッジプロフィールはエッジ１２３への衝撃損傷を緩和するには好ましい一方で、エッジ１２３は、図３Ｂに示されているように、実質的にナイフの刃のように尖った形状に先細になることがある。図示されている実施形態において、エッジ１２３は、側方部分１０９の厚さＴから３０５での極小の厚さまで表面３０７ａ、３０７ｂに沿って変化する。
【００２５】
あるいは、図３Ｃに示されているように、エッジ１２３は丸みをつけられたエッジプロフィールを呈することがある。図で示されている実施形態において、エッジ１２３は、ロータヨーク１０１の側方部分１０９の厚さＴの約半分に等しい半径Ｒを有するエッジプロフィールを示す。しかしながら、本発明の範囲はそのように限定されるものではない。むしろ、エッジ１２３は、側方部分１０９の厚さＴの約半分以外の半径を有するプロフィールを画定することがある。図３Ｄに示されているように、エッジ１２３は、側方部分１０９の厚さＴからエッジフラット部３０９の厚さｕまで丸みをつけられた表面３１１ａ、３１１ｂにそれぞれ沿って厚さが変化する。図示されている実施形態において、表面３１１ａ、３１１ｂは、側方部分１０９の厚さＴの約半分より大きい半径Ｓを示す。
【００２６】
図３Ａないし図３Ｄに示されているエッジ１２３のための特定のプロフィールは単なる例示に過ぎず、全てを網羅しているわけではないことに留意されたい。エッジ１２３のための他のプロフィールも可能であり、それらのプロフィールは、エッジ１２３が側方部分１０９（エッジ１２３に隣接している）の厚さＴより小さい厚さを呈する限り、本発明の範囲内である。さらに、種々の実施形態において、図３Ａないし図３Ｄに示されているプロフィールは、ロータヨーク１０１のエッジのいずれにも、例えば外側エッジ１２３及び／または内側エッジ１２５などに、適用され得ることを理解されたい。外側エッジ１２３及び／または内側エッジ１２５の１若しくは複数の部分がロータヨーク１０１の隣接部分に比べて薄厚を呈することも理解されよう。
【００２７】
ロータヨーク１０１の１若しくは複数のエッジによって呈されるプロフィール、例えば図３Ａないし図３Ｄに示されているプロフィールなどは、複合積層成形プロセス中に画定されるか、あるいは成形プロセス完了後に生成されることもあることにも留意されたい。例えば、ロータヨーク１０１の全体形状の他にエッジプロフィールをも画定する鋳型が提供されかつ利用されるので、エッジプロフィールが適所に成形される。そのような実施形態において、エッジプロフィールは、鋳型からのロータヨーク１０１の取外しを向上させるために、抜き勾配または他のそのような機能を有する表面を呈することがある。
【００２８】
他の実施形態において、ロータヨーク１０１の１若しくは複数のエッジによって呈されるプロフィールは、ミーリング（切削）、グラインディング（研削）、ルーター加工などによって機械加工される。例えば、図３Ａに示されているエッジ１２３のプロフィールは、エッジフラット部３０１及び表面３０３ａ、３０３ｂを形成するように、１若しくは複数の圧延（パス）または操作で、ルーター加工によって生成されることがある。あるいは、ロータヨーク１０１の１若しくは複数のエッジのプロフィールは、成形及び機械加工の両方のプロセスを用いて作り出されることがある。図３Ａの特定のエッジ形状を再び参照すると、例えばエッジフラット部３０１はモールド成形されることがあるが、表面３０３ａ、３０３ｂは成形後に機械加工される。当然のことながら、成形及び機械加工の他の組合せも可能であり、そのような組合せは本発明の範囲内である。
【００２９】
図４は、２つのロータヨーク１０１ａ、１０１ｂを示しているが、各々が図１及び図２のロータヨーク１０１に対応し、両ロータヨークはロータヨークアセンブリ４０３に組み立てられている。図を見やすくするために、ロータヨーク１０１ａ、１０１ｂのいくつかの要素は図４では符号が付されていないが、図１及び図２のロータヨーク１０１において参照されることができる。図示されている実施形態において、ロータヨークアセンブリ４０３は、第１のロータヨーク１０１ａ及び第２のロータヨーク１０１ｂを含み、両ロータヨークは実質的に中心軸１１９で心合わせされ、互いから約９０度の角度間隔でしっかりと固定されている。ブレード４０１は、ブレードフィッティング４０５によって外側部分１１３に機械的に結合される。マスト１０３は、図１及び図２に示されているが、マストフィッティング４０７によって中央部分１１１でロータヨーク１０１ａ、１０１ｂに機械的に結合される。通常、マスト１０３は、ロータヨークアセンブリ４０３を回転させ、それが次にはブレード４０１を回転させ、それによってヘリコプタに揚力及び推進力を与える。運転時には、しかしながら、他の要素、装置及び／または機器がロータヨークアセンブリ４０３に取り付けられるかまたは結合されるが、図を見やすくするために図４には示していない。図４に示されているロータヨークアセンブリ４０３の特定の形状は例示にすぎないことに留意されたい。例えば、３つのロータヨーク１０１が互いから約６０度の角度間隔でしっかりと固定されることがあり、その場合には６つのヘリコプタ・ブレード（例えばヘリコプタ・ブレード４０１）がそこに結合される。ロータヨークアセンブリ４０３の他の形状も可能であり、そのような形状は本発明の範囲内である。
【００３０】
図５及び図６は、本発明に従ってロータヨーク５０１の第２の例示的な実施形態を示す。図５はロータヨーク５０１の平面図を与え、図６はロータヨーク５０１の側面図を示す。先の実施形態と同様に、ロータヨーク５０１は、ヘリコプタ・マスト（図示せず）と１対のヘリコプタ・ブレード（図４のブレード４０１など）とを相互に連結させるために用いられる。図示されている実施形態において、ロータヨーク５０１は、横方向中央部分５０５によって相互に連結されている１対の互いに離間した縦方向側方部分５０３を含み、横方向中央部分５０５ではマストが取り付けられる。側方部分５０３の端部は、丸みをつけられた外側部分５０７が相互に連結されている。ブレード（例えば図４のブレード４０１）は、外側部分５０７でロータヨーク５０１に機械的に結合される。側方部分５０３、中央部分５０５、外側部分５０７は、この特定の実施形態において、２つの開口部５０９を画定する。開口部５０９内にはヘリコプタの種々の部品が取り付けられるが、図示されてはいない。一部の実施形態においては、しかしながら、開口部５０９は省略される。マストは、中央部分５０５によって画定される孔５１１内に受容され、ロータヨーク５０１は、留め金具用の開口部５１３（図を見やすくするために１つだけ符号を付している）内に配置された留め金具（図示せず）によってマストに取り付けられる。ロータヨーク５０１の中心５１４は、マストの中心長手方向軸（図１及び図２の軸１１９など）と実質的に一致する。
【００３１】
先の実施形態と同様に、ロータヨーク５０１のこの例示的な実施形態の各側方部分５０３は、符号５１５で示されている２つの可撓部を画定する。種々の実施形態において、ロータヨーク５０１は、ロータヨーク１０１に関して上記したように、１若しくは複数の複合材料プライを含み、任意の適切な複合材料製造技術を用いて製造されることがある。
【００３２】
図５及び図６の実施形態において、ロータヨーク５０１は、外側エッジ５１７及び２つの内側エッジ５１９を画定する（内側エッジ５１９は開口部５０９を画定する）。ロータヨーク１０１と比べると、外側エッジ５１７はロータヨーク５０１の隣接部分と実質的に同じ厚さを示す。内側エッジ５１９のある部分はロータヨーク５０１の隣接部分または直接隣接部分と比べて薄厚を呈するが、内側エッジ５１９の他の部分はロータヨーク５０１の隣接部分と実質的に同じ厚さを示す。さらに、薄厚の内側エッジ５１９の幅Ｗ（図５のみに示す）は、内側エッジ５１９の長さに沿って変化することがある。
【００３３】
図７は、図５の線７−７に沿って切断したロータヨーク５０１の側方部分５０３の断面図であって、内側エッジ５１９の１つの特定の実施形態を示している。上記したように、外側エッジ５１７は、隣接する側方部分５０３の厚さＴに実質的に相当する厚さＴを示すことに留意されたい。内側エッジ５１９は、図５に示される特定の位置で、上記した図３Ａの断面プロフィール形状に対応する断面プロフィール形状を有する。しかし、図８に示されているように、内側エッジ５１９は、特定の位置では、隣接する中央部分５０５の厚さＶに実質的に相当する厚さを有する。
【００３４】
しかしながら、内側エッジ５１９（または外側エッジ５１７）は、その代わりに、エッジ５１７、５１９の一方の少なくとも一部分がロータヨーク５０１の隣接部分に比べて薄厚を有するように、図３Ｂないし図３Ｄに示されているプロフィールのいずれかまたは任意の他の適切なプロフィールを呈することがあることに留意されたい。言い換えれば、本明細書中に開示されかつ図面に示されている例示的なエッジプロフィールは、本発明に含まれる可能なエッジプロフィールを全て網羅したものではない。さらに、異なるエッジプロフィールがロータヨーク５０１において用いられることがあり、異なるエッジプロフィールがロータヨーク５０１の隣接部分に適用されることがあるかあるいは異なるエッジプロフィールが互いから遠位にあるロータヨーク５０１の部分に適用されることがある。
【００３５】
上記開示の利点を有することで分かるように、本発明に基づくロータヨーク（例えば、後述するロータヨーク１０１、５０１、１１０１、または同様のもの）は、１若しくは複数の薄厚エッジを与えることによって、特定の目的に合わせて作られることができる。エッジ厚さの小さい領域は、高い層間剪断ひずみが集中する領域と一致しているのが好ましい。薄厚エッジは、層間剪断ひずみの集中をエッジから遠ざけかつ／または分布させ、それゆえにロータヨークがより高荷重に、特にヘリコプタ・ブレード（例えば図４に示されているブレード４０１など）のフラッピングに起因する荷重に、耐えられるようにする。ある一定のエッジ形状が本明細書中に好適であるとして開示されているが、他のエッジ形状が用いられるような他の運転環境において用いられるロータヨークの他の形状が、より良好に機能することもある。
【００３６】
図９は、本発明に従ってロータヨークを製作する方法の第１の例示的な実施形態を示す。本方法は、ロータヨーク隣接部分と実質的に同じ厚さを示すエッジを有するロータヨークを与えるステップを含む（ブロック９０１）。本方法は、ロータヨークのエッジの少なくとも一部分の厚さを低減するステップ（ブロック９０３）をさらに含む。
【００３７】
図１０は、本発明に従ってロータヨークを製作する方法の第２の例示的な実施形態を示す。本方法は、使用時に高い層間剪断ひずみを受けることになるロータヨークの領域を判定するステップ（ブロック１００１）を含む。使用時に高い層間剪断ひずみを受けることになるロータヨークの領域を判定するステップは、コンピュータシミュレーション、機体外試験（off-vehicle testing）、飛行後のロータヨークの解析、または任意の他の適切な技術によって達成されることがある。本方法は、使用時に高い層間剪断ひずみを受けることになるロータヨークの領域に近接するロータヨークのエッジの厚さを低減するステップ（ブロック１００３）をさらに含む。本発明は、薄厚における成形によって、または二次成形プロセスによって、例えば機械加工によって、エッジの厚さを低減することを包含することに留意されたい。
【００３８】
ある実施形態において、開口部、例えばロータヨーク１０１、５０１によってそれぞれ画定される開口部１１５、５０９は省略されていることに留意されたい。本発明の範囲は、そのような開口部が省略されている実施形態を包含する。そのような実施形態において、ロータヨークのエッジの少なくとも一部分は、ロータヨークの隣接部分の厚さに比べて薄厚を呈する。
【００３９】
上記したロータヨークの実施形態は、それぞれ、ヘリコプタ・ブレードとの結合のための領域を２つ含んでいるが、本発明の範囲はそのように限定されるものではない。それどころか、図１１に示されているように、本発明に従うロータヨーク１１０１の第３の例示的な実施形態は、中央のマスト取付部１１０３から外側のブレード取付部１１３まで延在している。図で示されている実施形態において、側方部分１１０５は、中央部分１１０３と外側部分１１３の間に延在している。ブレード（例えば図４のブレード４０１）は、外側部分１１３でロータヨーク１１０１に機械的に結合される。側方部分１１０５、中央部分１１０３、外側部分１１３は、この特定の実施形態において、開口部１１５を画定し、開口部１１５内にはヘリコプタの種々の部品が取り付けられるが、図示されてはいない。一部の実施形態においては、しかしながら、開口部１１５は省略される。マストは、中央部分１１０３によって画定される凹部１１０７内に受容され、ロータヨーク１１０１は中央部分１１０３でマストに取り付けられる。
【００４０】
先の実施形態にあるように、ロータヨーク１１０１のこの例示的な実施形態の各側方部分１１０５は、可撓部（符号１２１が付されている）を画定する。種々の実施形態において、ロータヨーク１１０１は、ロータヨーク１０１に関して上記したように１若しくは複数の複合材料プライを含み、任意の適切な複合材料製造技術を用いて製造されることがある。
【００４１】
図１１の実施形態において、ロータヨーク１１０１は、外側エッジ１１０９及び内側エッジ１１１１を画定する（内側エッジ１１１１は、もしあれば、開口部１１５を画定する）。しかしながら、内側エッジ１１１１（または外側エッジ１１０９）が、図３Ａないし図３Ｄに示されているプロフィールのいずれか、またはエッジ１１０９、１１１１の一方の少なくとも一部分がロータヨーク１１０１の隣接部分に比べて小さい厚さを有するような任意の他の適切なプロフィールを呈することがあることに留意されたい。言い換えれば、本明細書中に開示されかつ図面に示されている例示的なエッジプロフィールは、本発明に含まれる可能なエッジプロフィールを網羅したものではない。さらに、異なるエッジプロフィールがロータヨーク１１０１において用いられることがあり、異なるエッジプロフィールがロータヨーク１１０１の隣接部分に適用されることがあるかあるいは異なるエッジプロフィールが互いから遠位にあるロータヨーク１１０１の部分に適用されることがある。ロータヨーク１１０１などのロータヨークは、ヘリコプタが奇数個のブレード、例えば５つのヘリコプタ・ブレードを含むときに特に有用である。
【００４２】
ここに開示した特定の実施形態は、単なる例でしかない。というのも、本発明は、本明細書の教示の利益を有する当業者に明らかな、異なるが同等の方法で、改変及び実施され得るからである。さらに、特許請求の範囲に記載されている以外に、ここで示されている構成またはデザインの細部を何ら制限する意図はない。従って、上記の開示した特定の実施形態は変更または改変されることがあり、そのような変形形態は全て本発明の真の趣旨及び範囲内であると考えられることは明らかである。それゆえ、保護を受けようとする発明は、特許請求の範囲に記載されたものである。かなりの優位性を有する発明が説明され、図解されていることは明白である。本発明は、限られた数の形態で示されているが、これらの形態だけに限定されるものではなく、本発明の真の趣旨から逸脱することなく種々の変更及び改変を受け入れる余地がある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に従うロータヨークの第１の例示的な実施形態の平面図。
【図２】図１のロータヨークの側面図。
【図３Ａ】図１の線３Ａ−３Ａに沿って切断した図１のロータヨークの例示的なエッジプロフィールを示す断面図。
【図３Ｂ】図１の線３Ａ−３Ａに沿って切断した図１のロータヨークの例示的なエッジプロフィールを示す断面図。
【図３Ｃ】図１の線３Ａ−３Ａに沿って切断した図１のロータヨークの例示的なエッジプロフィールを示す断面図。
【図３Ｄ】図１の線３Ａ−３Ａに沿って切断した図１のロータヨークの例示的なエッジプロフィールを示す断面図。
【図４】図１の２つのロータヨークを組み込んでいる本発明のロータヨークアセンブリの平面図。
【図５】本発明に従うロータヨーク５０１の第２の例示的な実施形態の平面図。
【図６】図５のロータヨークの側面図。
【図７】図５の線７−７に沿って切断した図５のロータヨークの１つの特定の例示的なエッジプロフィールを示す断面図。
【図８】図５の線８−８に沿って切断した図５のロータヨークの断面図。
【図９】本発明に従ってロータヨークを製作する方法の第１の例示的な実施形態を示すブロック図。
【図１０】本発明に従ってロータヨークを製作する方法の第２の例示的な実施形態を示すブロック図。
【図１１】本発明に基づくロータヨークの第３の例示的な実施形態の平面図。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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