(57)【要約】ロータブレードアッセンブリに装着されたブレードカフの測定器具が、輪郭平面内の理想的なブレードカフの長手方向プロファイルをシミュレートするカム従動子アッセンブリを備える。カムロックは、ブレードカフプロファイル固定具がベースおよびカム従動子アッセンブリに対して回転されたとき、ゲージがブレードカフの周りに画定される半径方向平面を測定するように、ゲージを中心軸に沿った所望の長手方向の位置に固定する。理想的なブレードカフをシミュレートするために、ブレードカフ固定具に基準ブロックが取り外し可能に装着され、ゲージが、基準ブロック上でゼロ調整されるようにできる。ゼロ調整して基準ブロックを取り外した後で、カム従動子アッセンブリは、ゲージに対して連続的なゼロ点をもたらし、ブレードカフ上のどの位置においても、理想的なプロファイルからの偏差があればゲージに示されるようにする。
2008534918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸を画定するベースと、
前記軸の周りで回転するように前記ベースに装着され、前記軸に沿ってブレードカフを保持するように作用するブレードカフ固定具と、
前記ベースに装着され、前記軸に対して前記ブレードカフに対応する可動域を画定するカム従動子アッセンブリと、
を備えるブレードカフ用の測定器具。
【請求項２】
前記可動域が、前記軸に対するブレードカフの長手方向プロファイルを画定し、前記長手方向プロファイルが、前記軸を含む輪郭平面内で画定されることを特徴とする、請求項１に記載の測定器具。
【請求項３】
前記カム従動子アッセンブリに装着可能なゲージをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の測定器具。
【請求項４】
前記ゲージが、ダイアルゲージを含むことを特徴とする、請求項３に記載の測定器具。
【請求項５】
前記ブレードカフ固定具の前記軸の周りでの回転に応答して、前記ゲージがカフ器具の半径方向プロファイルの測定値を得られるように、前記ゲージを前記可動域内で所望の長手方向の位置に固定するカムロックをさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の測定器具。
【請求項６】
前記ブレードカフ固定具が、前記ブレードカフ内に形成された複数の開口に対応する複数の開口を備えることを特徴とする、請求項１に記載の測定器具。
【請求項７】
前記ブレードカフ固定具に対して前記ブレードカフを保持する締め具をさらに備え、前記締め具が、前記ブレードカフの輪郭形状に一致する形状を有する締め具ヘッドを含むことを特徴とする、請求項６に記載の測定器具。
【請求項８】
前記ブレードカフ固定具に装着可能な基準ブロックをさらに備え、前記基準ブロックが、前記カム従動子アッセンブリ内に装着されたゲージをゼロ調整するために、前記ブレードカフの理想的なプロファイルに等しいプロファイルを有する請求項１に記載の測定器具。
【請求項９】
ブレードカフを測定する方法であって、
（１）組み立てられたブレードのブレードカフを軸に沿うようにブレードカフ固定具に装着するステップと、
（２）ブレードカフのプロファイルを可動域内の任意の位置で測定するために、カム従動子アッセンブリ内に装着されたゲージを前記任意の位置へ移動させるステップと、
を含む方法。
【請求項１０】
前記ステップ（２）が、
前記軸に対する前記ブレードカフの長手方向プロファイルを測定するために、前記ゲージを前記カム従動子内で移動させるステップであって、前記長手方向プロファイルが前記軸を含む輪郭平面内に画定されるステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記カム従動子アッセンブリを固定するステップと、
前記軸の周りで前記ブレードカフの半径方向プロファイルを測定するために前記軸の周りで前記ブレードカフ固定具を回転させるステップと、
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記ブレードカフの理想的なプロファイルに等しいプロファイルを有する基準ブロックを、前記ブレードカフ固定具に装着するステップと、
前記カム従動子アッセンブリ内に装着されたゲージを前記基準ブロックに接触させつつ、前記ゲージをゼロ調整するステップと、
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記ステップ（１）が、
主ロータブレードカフを主ロータブレードアッセンブリに取り付けるときに、前記ブレードカフ固定具に装着するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測定器具に関し、詳しくは、ロータブレードを分解することなくロータブレードカフの測定を行う測定器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータブレード桁は、その主な機能が、組み合わされたフラップ方向（ｆｌａｐｗｉｓｅ）荷重、縁方向（ｅｄｇｅｗｉｓｅ）荷重、捩り荷重、および遠心荷重を中央のトルク駆動のハブ部材へ／から伝達することなので、ヘリコプタの主ロータブレードアッセンブリの構造上、重要な要素である。一般に、前縁および後縁アッセンブリが、所望のエアフォイル輪郭をなすように桁を包む。桁は、ロータブレードの長さに亘って延在し、その内周端部で、ロータブレードをロータハブアッセンブリに装着するのを容易にするカフアッセンブリに取り付けられる。カフは一般に、ワンピース部材として製造され、ブレード桁およびブレード外板に機械的に締めて接合される。
【０００３】
ブレードカフは、飛行の完全性を確保するために、予め定義された寸法公差内になければならない飛行の安全性のための構成要素である。ともすれば、ブレードカフは、通常の飛行動作によって損傷する恐れがある。ある程度の寸法偏差は所定の制限値内で許容でき、ある程度の損傷は、損傷の深さ、材料の除去（ｍａｔｅｒｉａｌ  ｒｅｍｏｖａｌ）、およびブレンド方向（ｂｌｅｎｄ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を精密に測定して修理し、表面仕上げを行って、ブレードカフの強度の完全性を維持することができる。
【０００４】
ブレードカフに所定の制限値を超える損傷が発生したとき、主ロータブレードアッセンブリからブレードカフを取り外して修理しなければならない。ブレードカフは、一般にロータブレードに機械的に締めて接合されているので、ブレードカフを取り外すことは比較的に費用と労力のかかる仕事である。ブレードカフを取り外すことは、ブレード根部の薄層を剥離させることにもなり、将来、ロータブレードの剥離を増加させる恐れがある。
【０００５】
所定の制限値を超えるブレードカフの損傷は、識別するのが比較的に困難であるという不都合があり、飛行に許容できるロータブレードアッセンブリから、許容できるブレードカフを分解してしまう恐れがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ロータブレードアッセンブリからブレードカフの分解をする必要なく行うことができる正確なロータブレードカフのその場での測定（ｉｎ−ｓｉｔｕ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による測定器具は、概して、ベースに対して回転するブレードカフ固定具と、カム従動子アッセンブリと、ゲージと、を含む。カム従動子アッセンブリは、ゲージを支持するためにベースに装着される。カム従動子アッセンブリは、長手方向の輪郭平面（ｃｏｎｔｏｕｒ  ｐｌａｎｅ）内で理想的なブレードカフの長手方向プロファイルをシミュレートする。ブレードカフ固定具が、ベースおよびカム従動子アッセンブリに対して回転されるときに、ブレードカフの周りで画定される半径方向平面を測定するために、中心軸に沿った所望の垂直位置にゲージを固定するカムロックが使われる。
【０００８】
基準ブロックは、理想的なブレードカフをシミュレートするためにブレードカフ固定具に取外し可能に装着され、この理想的なブレードカフ上で、ゲージがゼロ調整され得る。ゼロ調整して基準ブロックを取り外した後、カム従動子アッセンブリは、ゲージに対して連続的なゼロ点をもたらし、ブレードカフ上のどの位置においても、理想的なプロファイルからの偏差があればゲージに示されるようにする。
【０００９】
したがって本発明は、ロータブレードアッセンブリからブレードカフを分解する必要なく行うことができる正確なロータブレードカフのその場での測定を提供する。
【００１０】
本発明の様々な特徴および利点は、現時点で好ましい実施形態である以下の詳細な説明から当業者には明らかになる。詳細な説明に伴う図面は、以下に簡単に記述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、主ロータアッセンブリ１２を有する回転翼航空機１０の概略を示す。航空機１０は、アンチトルク尾部ロータシステム（ａｎｔｉ−ｔｏｒｑｕｅ  ｔａｉｌ  ｒｏｔｏｒ  ｓｙｓｔｅｍ）１８を配備する尾部１６が延在する機体１４を備える。主ロータアッセンブリ１２は、１つまたは複数のエンジン２２によって、（２０で概略的に示される）トランスミッションを介して駆動される。特定のヘリコプタの構成が、実施形態に開示されているが、ターボプロペラ、ティルトロータ、およびティルトウィング航空機などの他の機械も本発明から恩恵を受ける。
【００１２】
図２は、回転軸Ａの周りで回転する主ロータアッセンブリ１２のロータハブアッセンブリ２６に装着された例示的な主ロータブレードアッセンブリ２４の概略を示す。主ロータブレード２４は、内周部２８、中間部３０、および外周部３２を備える。
【００１３】
ロータブレードアッセンブリ２４をロータハブアッセンブリ２６に装着し易くするために、ブレードカフ３４が、内周部２８に取り付けられる。ブレードカフ３４は、ロータブレードを支持するためにロータブレードアッセンブリ２４に接合されるワンピースの機械加工された金属部材であることが好ましい。このロータブレードは、概して、上方ブレード外板３６、下方ブレード外板３８、コア４０、桁４２、１つまたは複数の釣合い錘４４、前縁シース４６を備え、これらは、外板３６、３８の内側の支持を形成する（図３）。ヘリコプタ用の主ロータブレードアッセンブリが実施形態に開示されているが、尾部ロータ、プロペラ、タービン、風車など、他の適用も本発明から恩恵を受けることを理解されたい。
【００１４】
図４を参照すると、ブレードカフ３４が複数の区域Ａ〜Ｊを含む。ブレードカフ３４は、航空機の通常の動作によって損傷を受ける。ブレードカフ３４が受けた損傷は、ブレードカフ３４がブレンディング（ｂｌｅｎｄｉｎｇ）などを行うことで修理できるかどうか確かめるために、正確に測定されなければならない。各損傷区域Ａ〜Ｊによって、修理可能な損傷の個別の許容深さを画定する。他の区域について画定することもでき、区域Ａ〜Ｊは本明細書で例示的な目的で画定されるに過ぎないことを理解されたい。最大許容深さは、一般に各区域と関連付けられている。本発明の測定器具５０（図５）によって測定されるような損傷深さの正確な測定は、損傷したブレードカフ３４の安全な修理を可能にする。修理できない場合には、交換および／または後方エリアの修理所へ戻す必要もある。
【００１５】
図５を参照すると、測定器具５０は、概して、軸Ｚを画定するベース５２と、ブレードカフ固定具５４と、カム従動子アッセンブリ５６と、ゲージ５８と、を備える。測定器具５０はブレードカフ３４の正確な測定を行い、損傷した構成要素を現場での修理により復旧（ｓａｌｖａｇｅ）させることで、費用を最小限に抑えながらターンアラウンドタイム（ｔｕｒｎ−ａｒｏｕｎｄ  ｔｉｍｅ）を長くすることができる。
【００１６】
ベース５２は、ブレードカフ固定具５４が軸Ｚの周りで回転するように支持する。測定がなされる間、ロータブレードアッセンブリ２４全体（図６）が測定器具５０に装着されるので、ベース５４は比較的堅固であることが好ましい。ベースの動き易くするために、ベースにリフトラグ６０が取り付けられる。
【００１７】
ブレードカフ固定具５４は概ね円形で、複数の締め具開口６２を備え、これらの締め具開口６２は、ブレードカフ取付け開口６４に対応し、ブレードカフ３４が締め具６６によって容易に取り付けられる。タイミングピン６８は、ブレードカフ固定具５４から延在し、ブレードカフ３４（図４）に形成されたタイミング穴７０に対応する。ブレードカフ固定具５４は、ブレードアッセンブリ２４が従来どおりに取り付けられるように、航空機のロータハブアッセンブリ２６（図２）への取付けを概ね再現するが、締め具を使う以外の任意の確実な方法で取付けられてもよい。
【００１８】
ブレードカフ固定具５４を所望の半径方向位置に固定するために、ブレードカフ固定具５４と選択的に係合する半径方向のロックアッセンブリ７２が、ベース５２に装着される。ロックピン７４（図７にも示される）とブレードカフ固定具５４との間の摩擦係合が、自由な半径方向位置での固定を実現するので、好ましいが、他の係合も同様に利用され得る。
【００１９】
締め具６６は、ブレードカフ３４の形状に一致する形状を有する締め具ヘッド６６Ｈ（図８Ａおよび図８Ｂにも示される）を備える。すなわち、締め具６６を使ってブレードカフ３４をブレードカフ固定具５４に装着するとき、締め具ヘッド６６Ｈがブレードカフ取付け開口６４を満たして、ゲージ５８が開口内に引っ掛かかることを防止する。締め具６６は、装着具ヘッド６６Ｈがブレードカフの装着開口６４内に位置合わせされ得るように、ねじナット６６Ｎ（図９）を受けるためのねじ６６Ｔを切られていることが好ましい。
【００２０】
図９を参照すると、ゲージ５８を支持するために、ベース５２にカム従動子アッセンブリ５６が装着される。カム従動子アッセンブリ５６は一般に、支持プレート７６と、カム７８と、カム従動子８０と、カム従動子保持器８２と、を備える。カム従動子保持器８２は、カム従動子８０がカム７８に沿って移動するとき、カム従動子８０がカム従動子保持器８２に対してゲージの軸Ｇａに沿って移動できるように、カム従動子８０を摺動可能に装着する。カム従動子８０は、カム７８との接触を保つように、カム従動子保持器８２に対して、ばね８４（図１０）によって付勢されていることが好ましい。カム従動子がカム７８に沿って動き易くなるように、カム従動子８０にローラ８５（図１０）が装着される。ゲージの軸Ｇａに沿った移動は、軸Ｚを含む輪郭平面Ｃｐ（図６）内での理想的なブレードカフの長手方向プロファイルをシミュレートする。
【００２１】
スロット８６は、ゲージ５８が軸Ｚに対して平行移動できるように、カム従動子保持器８２を軸Ｒａに沿って案内し、ゲージ５８を垂直方向に位置決めする。カム従動子保持器８２をスロット８６に沿って動かすと、カム従動子８０がカム７８に従動し、理想的なブレードカフのプロファイルからのいかなる偏差もゲージ５８によって測定されるように、ブレードカフのプロファイル３４Ｐに対してゲージ５８の位置を測ることにより、ブレードカフのプロファイル３４Ｐに対してゲージ５８が位置決めされる。言い換えると、ブレードカフが所定の公差内にある場合、カム従動子８０がカム７８に沿って移動されたとき、ゲージ５８はゼロを指すことになる。カム７８は、理想的なブレードカフのプロファイルをシミュレートする。  カム従動子保持器８２は、保持器の軸Ｒａに沿って移動可能であり、軸Ｒａはゲージの軸Ｇａに垂直である。カム従動子保持器８２の保持器の軸Ｒａは支持プレート７６内でスロット８６によって画定される。保持器の軸Ｒａに沿ったカム従動子保持器８２の移動およびゲージの軸Ｇａに沿ったゲージ５８の移動は、理想的なブレードカフのプロファイルからの偏差があればその測定を可能にする。カム従動子保持器８２が保持器の軸Ｒａに沿って移動し、カム７８に従動するカム従動子保持器８２に応答してゲージ５８がゲージの軸Ｇａに沿って移動しながら、カム従動子アッセンブリ５６が、ブレードカフのプロファイルに一致するゲージ５８の可動域を画定する。
【００２２】
図１０を参照すると、保持器の軸Ｒａに沿ってカム従動子保持器８２を選択的に固定するために、支持プレート７６にカムロック８８が装着されている。カムロックピン９０とカム従動子保持器８２との間の摩擦係合は、軸Ｒａに沿った自由な位置での固定を実現するが、他の係合も同様に利用できる。カムロック８８は、ゲージ５８をゲージの軸Ｇａに沿って移動できるようにする一方で、ゲージ５８を軸Ｚに沿った所望の垂直位置に固定できる。ブレードカフの周りで軸Ｚに対して垂直に画定される半径方向平面は、カム従動子保持器８２が支持プレート７６に固定されたとき容易に測定される。カム従動子保持器８２を固定し、ブレードカフ固定具５４を軸Ｚの周りでベース５２に対して回転させることによって、所望の水平面Ｒｐ内でブレードカフ３４の周りで半径方向の測定値が得られる（図７および９）。与えられた輪郭をもつ締め具ヘッド６６Ｈ（図８Ａ）があることによって、ゲージ５８が、損傷されずにブレードカフの取付け開口６４の上を移動できるということに、注意されたい。
【００２３】
図１１を参照すると、ブレードカフ固定具５４に基準ブロック９２が装着されている。基準ブロック９２は、ゲージがゼロ調整され得るような理想的なブレードカフをシミュレートする。ゼロ調整して基準ブロック９２が取り外された後で、カム従動子アッセンブリ５６のカム７８が、ゲージ５８に対して連続的なゼロ位置をもたらす。ゲージはダイアルゲージ（ｄｉａｌ  ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）であることが好ましいが、ブレードカフ表面のマッピングを可能にする電子式ゲージを含めて、他のゲージを同様に本発明に使用することもできる。
【００２４】
以下に測定工具５０の操作手順の概略を示す。
【００２５】
１）基準ブロック９２をブレードカフ固定具５４に配置する。
【００２６】
２）ゲージ５８を基準ブロック９２上の点に対して動かし、ゲージ５８をゼロ調整する。
【００２７】
３）ゲージ５８を後退させる。
【００２８】
４）基準ブロック９２を取り外し、測定されるブレードカフと交換する。
【００２９】
５）ゲージ５８をブレードカフに対して移動させ、ゼロ読取り値を得る。
【００３０】
６）ゲージを軸Ｒａに沿って摺動させ、および／またはブレードカフ固定具５４を回転させることによって、ブレードカフのプロファイルから測定値が得られる。
【００３１】
特定のステップの手順が示され、説明され、特許請求の範囲に記載されるが、特に示されない限り、分離または結び付けられて任意の順序でステップを行うことができ、その場合も本発明から恩恵を受けることを理解されたい。
【００３２】
前述の説明は、限定によって定義するものではなく例示的なものである。本発明の多くの修正および変形が上記の教示に照らして可能である。本発明の好ましい実施形態を開示したが、当業者であれば、本発明の範囲内でいくつかの修正がなされ得ることを理解するであろう。したがって、添付の特許請求の範囲内で、本発明は特に説明されている以外の方式で実施できることを理解されたい。この理由で、本発明の請求項の範囲および内容を決定するために添付の特許請求の範囲を検討されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に使用するための例示的な回転翼航空機の実施形態の全体斜視図。
【図２】例示的な主ロータブレードアッセンブリの上面図。
【図３】図２の線２−２に沿った主ロータブレードの断面図。
【図４Ａ】ロータブレードのカフの上面図。
【図４Ｂ】ロータブレードのカフの側面図。
【図５】本発明によるブレードカフの測定器具の斜視図。
【図６】ロータブレードアッセンブリがそこに取り付けられた本発明によるブレードカフの測定器具の側面図。
【図７】ブレードカフの測定器具の上面図。
【図８Ａ】ブレードカフの測定器具と共に使用する締め具の側面図。
【図８Ｂ】ブレードカフの測定器具と共に使用する締め具の正面図。
【図９】ブレードカフの測定器具の断面図。
【図１０】ブレードカフの測定器具に装着されたカム従動節アッセンブリおよびゲージの部分断面図。
【図１１】カム従動節アッセンブリのゲージをゼロ調整するために基準ブロックがそこに取り付けられたブレードカフの測定器具の斜視図。
【図１】
2008534918.tif 000003
【図２】
2008534918.tif 000004
【図３】
2008534918.tif 000005
【図４Ａ】
2008534918.tif 000006
【図４Ｂ】
2008534918.tif 000007
【図５】
2008534918.tif 000008
【図６】
2008534918.tif 000009
【図７】
2008534918.tif 000010
【図８Ａ】
2008534918.tif 000011
【図８Ｂ】
2008534918.tif 000012
【図９】
2008534918.tif 000013
【図１０】
2008534918.tif 000014
【図１１】
2008534918.tif 000015