(57)【要約】モーション制御ベアリング及びこのようなベアリングの特性をモニタリングできる能力を有するベアリングを形成する方法を提供する。とくに、回転翼航空機のためのモーション制御ベアリングを作製し、また利用する装置及び方法を開示するものであり、複数の荷重、モーション及び回転翼ハブにおけるベアリング及びブレードに関する情報に関連した調子を無線通信し、またモニタリングする。静的及び動的なブレード向きは、フライト状況、スラストベクトル、及び乗り物の総重量に関する付加的な情報をもたらす。電力は運動エネルギー発電装置を使用して得る。【選択図】図４
2014517787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１制御部材（１２）と第２制御部材（１４）との間で制約された相対運動を生ずるようにした、回転翼航空機のベアリング装置（１０）であって、
非エラストマシム（１８）及びエラストマシム（２０）よりなる互いに成形結合した複数個の交互層を有するエラストマラミネート（１６）と、
前記エラストマラミネート（１６）の第１端部（２６）に結合した第１端部ベアリングコネクタ（２４）であり、前記第１制御部材（１２）に着座するための、該第１端部ベアリングコネクタ（２４）と、
前記エラストマラミネート（１６）の末端側の第２端部（３２）に結合した第２端部ベアリングコネクタ（２８）であり、前記第２制御部材（１４）に着座するための、該第２端部ベアリングコネクタ（２８）と、及び
少なくとも１個の第１センサ部材（３４）であり、前記第１端部ベアリングコネクタ（２４）、無線トランスミッタ（３６）、及び前記エラストマラミネート（１６）に隣接させて配置した運動エネルギー発電装置（３８）に連結した、該第１センサ部材（３４）と
を備え、
前記運動エネルギー発電装置（３８）は、エネルギー源（４０）から電気的エネルギーを抽出して電気を前記ベアリング装置（１０）に供給するものとし、また前記第１センサ部材（３４）は、前記第１端部ベアリングコネクタ（２４）と前記第２端部ベアリングコネクタ（２８）との間における相対移動を感知し、またこの感知した相対移動のセンサデータを前記無線トランスミッタ（３６）が無線レシーバ（４４）に送信する構成とした、
ベアリング装置。
【請求項２】
請求項１記載のベアリング装置（１０）において、前記第１端部ベアリングコネクタ（２４）に連結した第２センサ部材（５２）を備えた、ベアリング装置。
【請求項３】
請求項１記載のベアリング装置（１０）において、前記第１センサ部材（３４）は、長手方向センサ軸線（６２）に沿って第１センサ端部（６４）から末端側の第２端部（６６）まで延在する長手方向センサ（６０）を有する、ベアリング装置。
【請求項４】
請求項１記載のベアリング装置（１０）において、前記運動エネルギー発電装置（３８）によって給電され、荷重センサデータを無線トランスミッタ（３６）により無線レシーバ（４４）に伝送する荷重感知組立体（９６）を備えた、ベアリング装置。
【請求項５】
請求項１記載のベアリング装置（１０）において、前記運動エネルギー発電装置（３８）は、巻線（１０２）及び複数個の磁石（１０４）を有する、ベアリング装置。
【請求項６】
請求項１記載のベアリング装置（１０）において、第２エラストマラミネート（１０６）を備え、前記第２エラストマラミネート（１０６）は、内部に配置した非エラストマシム（１０８）及びエラストマシム（１１０）よりなる成形結合した複数の交互層を有し、前記運動エネルギー発電装置（３８）は第２エラストマラミネート（１０６）に連結した、ベアリング装置。
【請求項７】
請求項１記載のベアリング装置（１０）において、第２エラストマラミネート（１０６）を備え、前記第２エラストマラミネート（１０６）は、内部に配置した非エラストマシム（１０８）及びエラストマシム（１１０）よりなる成形結合した複数の交互層を有し、前記運動エネルギー発電装置（３８）は巻線（１０２）及び複数個の磁石（１０４）を有し、また前記運動エネルギー発電装置（３８）は第２エラストマラミネート（１０６）に連結した、ベアリング装置。
【請求項８】
請求項１記載のベアリング装置（１０）において、前記第２端部ベアリングコネクタ（２８）に連結した第２センサ部材（５２）を備えた、ベアリング装置。
【請求項９】
請求項１記載のベアリング装置（１０）において、前記ベアリング装置（１０）は、耐用寿命初期復元率ＳＲＢ及び耐用寿命後期復元率ＳＲＥを有し、ＳＲＥ＜ＳＲＢであり、第１端部ベアリングコネクタ（２４）と第２端部ベアリングコネクタ（２８）との間で耐用寿命後期復元率ＳＲＥに達するまでの複数回動作たわみサイクルで測った耐用寿命ＯＬを有し、この場合、ベアリング装置（１０）は、少なくとも第１センサ部材（３４）が、第１端部ベアリングコネクタ（２４）と第２端部ベアリングコネクタ（２８）との間におけるエラストマラミネート（１６）の動作復元率をモニタリングするものとした、耐用寿命ＯＬを有する、ベアリング装置。
【請求項１０】
回転翼航空機のためのベアリング装置（１０）を形成する方法であって、
非エラストマシム（１８）及びエラストマシム（２０）よりなる互いに成形結合した複数個の交互層を有するエラストマラミネート（１６）を準備するエラストマラミネート準備ステップであり、前記エラストマラミネート（１６）は、このエラストマラミネート（１６）の第１端部（２６）に結合した第１端部ベアリングコネクタ（２４）を有し、また前記エラストマラミネート（１６）の末端側の第２端部（３２）に結合した第２端部ベアリングコネクタ（２８）を有する、該エラストマラミネート準備ステップと、
少なくとも第１センサ部材（３４）を準備するステップと、
無線トランスミッタ（３６）を準備するステップと、及び
運動エネルギー発電装置（３８）を準備する運動エネルギー発電装置準備ステップであり、運動エネルギー発電装置（３８）は、前記エラストマラミネート（１６）に隣接させて配置し、前記運動エネルギー発電装置（３８）がエネルギー源（４０）から電気的エネルギーを抽出し、電気をベアリング装置（１０）に供給し、前記第１センサ部材（３４）が第１端部ベアリングコネクタ（２４）と第２端部ベアリングコネクタ（２８）との間における相対移動を感知し、またこの感知した相対移動のセンサデータを無線トランスミッタ（３６）が無線レシーバ（４４）に送信する、該運動エネルギー発電装置準備ステップと
を有する、方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法において、さらに、第１制御部材（１２）及び第２制御部材（１４）を準備する準備ステップであり、前記第１制御部材（１２）と前記第２制御部材（１４）との間で制約された相対運動を生ずるようにする、該準備ステップを有する、方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の方法において、前記第１端部ベアリングコネクタ（２４）に連結した第２センサ部材（５２）を準備するステップを有する、方法。
【請求項１３】
請求項１０記載の方法において、前記第１センサ部材（３４）は、長手方向センサ軸線（６２）に沿って第１センサ端部（６４）から末端側の第２端部（６６）まで延在する長手方向センサ（６０）を有する、方法。
【請求項１４】
請求項１０記載の方法において、荷重感知組立体（９６）を準備するステップであり、前記運動エネルギー発電装置（３８）によって給電され、荷重センサデータを無線トランスミッタ（３６）により無線レシーバ（４４）に伝送する荷重感知組立体（９６）を準備するステップを有する、方法。
【請求項１５】
請求項１０記載の方法において、前記運動エネルギー発電装置（３８）は、巻線（１０２）及び複数個の磁石（１０４）を有するものとする、方法。
【請求項１６】
請求項１０記載の方法において、第２エラストマラミネート（１０６）を準備する準備ステップであり、前記第２エラストマラミネート（１０６）は、内部に配置した非エラストマシム（１０８）及びエラストマシム（１１０）よりなる成形結合した複数の交互層を有し、前記運動エネルギー発電装置（３８）は第２エラストマラミネート（１０６）に連結する、該準備ステップを有する方法。
【請求項１７】
請求項１０記載の方法において、第２エラストマラミネート（１０６）を準備するステップであり、前記第２エラストマラミネート（１０６）は、内部に配置した非エラストマシム（１０８）及びエラストマシム（１１０）よりなる成形結合した複数の交互層を有し、前記運動エネルギー発電装置（３８）は巻線（１０２）及び複数個の磁石（１０４）を有し、また前記運動エネルギー発電装置（３８）は第２エラストマラミネート（１０６）に連結する、方法。
【請求項１８】
請求項１０記載の方法において、前記第２端部ベアリングコネクタ（２８）に連結した第２センサ部材（５２）を準備するステップを有する、方法。
【請求項１９】
請求項１０記載の方法において、前記ベアリング装置（１０）は、耐用寿命初期復元率ＳＲＢ及び耐用寿命後期復元率ＳＲＥを有し、ＳＲＥ＜ＳＲＢであり、第１端部ベアリングコネクタ（２４）と第２端部ベアリングコネクタ（２８）との間で耐用寿命後期復元率ＳＲＥに達するまでの複数回動作たわみサイクルで測った耐用寿命ＯＬを有し、この場合、ベアリング装置（１０）は、少なくとも第１センサ部材（３４）が、第１端部ベアリングコネクタ（２４）と第２端部ベアリングコネクタ（２８）との間におけるエラストマラミネート（１６）の動作復元率をモニタリングするものとした、耐用寿命ＯＬを有する、方法。
【請求項２０】
第１制御部材（１２）と第２制御部材（１４）との間で制約された相対運動を生ずるようにした、回転翼航空機のベアリング装置（１０）であって、
非エラストマシム（１８）及びエラストマシム（２０）よりなる互いに成形結合した複数個の交互層を有するエラストマラミネート（１６）を備え、前記ベアリング装置（１０）は、前記エラストマラミネート（１６）の第１端部（２６）に結合した第１端部ベアリングコネクタ（２４）であり、前記第１制御部材（１２）に着座するための、該第１端部ベアリングコネクタ（２４）を有し、前記ベアリング装置（１０）は、前記エラストマラミネート（１６）の末端側の第２端部（３２）に結合した第２端部ベアリングコネクタ（２８）であり、前記第２制御部材（１４）に着座するための、該第２端部ベアリングコネクタ（２８）を有するものとした、該エラストマラミネート（１６）と、
感知手段であり、またこの感知手段に給電する手段を有し、前記感知手段が前記第１端部ベアリングコネクタ（２４）と前記第２端部ベアリングコネクタ（２８）との間の相対移動を感知し、またこの感知した相対移動のセンサデータを無線レシーバ（４４）に送信する、該感知手段と
を備えた、ベアリング装置。
【請求項２１】
請求項２０記載のベアリング装置（１０）において、前記エラストマラミネート（１６）をエラストマ硬化成形型（２２）内で硬化させた後、前記エラストマラミネート（１６）を第１端部ベアリングコネクタ（２４）及び第２端部ベアリングコネクタ（２８）に取付ける、ベアリング装置。
【請求項２２】
請求項２２記載のベアリング装置（１０）において、前記感知手段は、エラストマラミネート（１６）をエラストマ硬化成形型（２２）内で硬化させた後に取付ける、ベアリング装置。
【請求項２３】
請求項２２記載のベアリング装置（１０）において、前記感知手段はセンサ部材（３４）とした、ベアリング装置。
【請求項２４】
請求項２２記載のベアリング装置（１０）において、前記感知手段はセンサ部材（５２）とした、ベアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２０１１年４月７日に出願した、「モーション制御装置を装備した回転翼航空機」と題する米国特許仮出願第６１／４７２，９２３号の恩典を請求するものであり、参照により本明細書に組込まれるものとする。
【０００２】
本発明は、概して、モーション制御ベアリング及びベアリングにおける特性をモニタリングするモーション制御ベアリングを形成する方法に関する。本発明は、回転翼航空機及びモーション制御ベアリングに関する。さらに、本発明は、ヘリコプタにおける回転翼システムのモーション制御ベアリングに関する。
【背景技術】
【０００３】
モーション制御ベアリングは、２個の被制御部材の構体間に取付けるよう構成し、２個の構体間の相対運動を制御できるようにする。好適には、モーション制御ベアリングは相対運動を受ける２つの末端表面に結合した少なくとも１個のエラストマのラミネートを有する。モーション制御ベアリングはその動きを制御する。
【発明の概要】
【０００４】
一態様において、本発明は回転翼航空機のベアリング装置を含む。ベアリング装置は、第１制御部材と第２制御部材との間で制約された相対運動を生ずる。ベアリング装置は、エラストマラミネート、第１端部ベアリングコネクタ、第２端部ベアリングコネクタ及び少なくとも第１センサ部材を有する。エラストマラミネートは、非エラストマシム及びエラストマシムよりなる互いに成形結合した複数個の交互層を有する。第１端部ベアリングコネクタは、エラストマラミネートの第１端部に結合する。第１端部ベアリングコネクタは１制御部材に着座するためのものである。第２端部ベアリングコネクタは、エラストマラミネートの末端側の第２端部に結合する。第２端部ベアリングコネクタは第２制御部材に着座するためのものである。第１センサ部材は、第１端部ベアリングコネクタ、無線トランスミッタ、及び運動エネルギー発電装置に連結する。運動エネルギー発電装置はエラストマラミネートに隣接させて配置し、運動エネルギー発電装置は、エネルギー源から電気的エネルギーを抽出して電気をベアリング装置に供給するものとし、また前記第１センサ部材は、第１端部ベアリングコネクタと前記第２端部ベアリングコネクタとの間における相対移動を感知し、またこの感知した相対移動のセンサデータを前記無線トランスミッタが無線レシーバに送信する。
【０００５】
一態様において、本発明は、回転翼航空機のためのモーション制御ベアリング装置を形成する方法を含む。ベアリング装置の形成方法は、第１制御部材と第２制御部材との間における相対運動を制約することを含む。この方法は、エラストマラミネート、少なくとも第１センサ部材、無線トランスミッタ、及び運動エネルギー発電装置を準備するステップを有する。エラストマラミネートは、非エラストマシム及びエラストマシムよりなる互いに成形結合した複数個の交互層を有する。エラストマラミネートは、このエラストマラミネートの第１端部に結合した第１端部ベアリングコネクタを有する。またエラストマラミネートは、エラストマラミネートの末端側の第２端部に結合した第２端部ベアリングコネクタを有する。運動エネルギー発電装置は、エネルギー源から電気的エネルギーを抽出し、電気をベアリング装置に供給し、第１センサ部材が第１端部ベアリングコネクタと第２端部ベアリングコネクタとの間における相対移動を感知し、またこの感知した相対移動のセンサデータを無線トランスミッタが無線レシーバに送信する。
【０００６】
一態様において、本発明はベアリング装置を含む。ベアリング装置は、第１制御部材と第２制御部材との間で制約された相対運動を生ずるようにする。ベアリング装置は、エラストマラミネート及び感知手段を有する。エラストマラミネートは、非エラストマシム及びエラストマシムよりなる互いに成形結合した複数個の交互層を有する。ベアリング装置は、エラストマラミネートの第１端部に結合した第１端部ベアリングコネクタを有し、この第１端部ベアリングコネクタは、第１制御部材に着座するためのものである。ベアリング装置は、エラストマラミネートの末端側の第２端部に結合した第２端部ベアリングコネクタを有し、この第２端部ベアリングコネクタは第２制御部材に着座するためのものである。感知手段は、この感知手段に給電する手段を有し、前記感知手段が前記第１端部ベアリングコネクタと前記第２端部ベアリングコネクタとの間の相対移動を感知し、またこの感知した相対移動のセンサデータを無線レシーバに送信する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】回転翼航空機の側面図を示す。
【図２】回転翼航空機における無線通信機器を有するモーション制御ベアリング位置の詳細な断面図を示す。
【図３】回転翼航空機の中心ハブの周りに配置したモーション制御ベアリングの線図的説明図を示す。
【図４】モーション制御ベアリングの線図的説明図を示す。
【図５】モーション制御ベアリングの無線センサのフロー説明図を示す。
【図６】エラストマ装置内におけるセンサの配置状況を示す説明図である。
【図７】エラストマ装置内におけるセンサの配置状況を示す説明図である。
【図８】エラストマ装置内におけるセンサの配置状況を示す説明図である。
【図９】エラストマ装置内におけるセンサの配置状況を示す説明図である。
【図１０】ＣＦベアリング及びハブ構成内におけるＣＦベアリングの配置状況を示す説明図である。
【図１１】ＣＦベアリングの固定部材を介しての有線通信状況を示す説明図である。
【図１２】結合球状エラストマベアリングパッケージの大きな金属コンポーネントに対する取付け状況を示す説明図である。
【図１３】大きな金属コンポーネントとともに結合した球状エラストマベアリングの断面図を示す説明図である。
【図１４】成形型内における結合球状エラストマベアリングパッケージの位置決め状況を示す説明図である。
【図１５】荷重感知のためにモーション制御ベアリングを装備した回転翼の分解斜視図である。
【図１６】回転翼の一部におけるモーション制御ベアリングの断面図である。
【図１７】回転翼の一部におけるモーション制御ベアリングの断面図である。
【図１８】運動エネルギー発電装置を示す。
【図１９】エラストマ素子のない状態での運動エネルギー発電装置の分解斜視図である。
【図２０】エラストマ素子のない状態での運動エネルギー発電装置の分解斜視図である。
【図２１】エラストマ素子はない状態での、巻線及び複数個の磁石を有する運動エネルギー発電装置の底面図である。
【図２２】エラストマ素子はない状態での、巻線を有する運動エネルギー発電装置の縦断面図である。
【図２３】エラストマ素子はない状態での、複数個の磁石を有する運動エネルギー発電装置の一部断面を示す斜視図である。
【図２４】荷重感知組立体の断面を示す斜視図である。
【図２５】荷重感知組立体の制御回路を示す回路図である。
【図２６】荷重感知組立体の分解斜視図である。
【図２７】モーション制御ベアリングに関連する磁界を示す説明図である。
【図２８】長手（縦）方向に延在するリニア変位センサ組立体を示す一部断面とする斜視図である。
【図２９】多重センサの線図的配置図を示す。
【図３０】多重センサの線図的配置図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の他の特徴及び利点を以下に詳細に説明し、以下の詳細な説明、特許請求の範囲並びに添付図面の記載から当業者にとって部分的には明らかであろうし、又は記載の通りに本発明を実施することによって理解されるであろう。以下に添付図面に示される本発明の好適な実施形態、実施例につき詳細に説明する。
【０００９】
一実施形態において、本発明は、回転翼航空機のモーション制御ベアリング装置１０（以下「ベアリング装置１０」と称する）。ベアリング装置１０は、第１回転翼制御部材１２と第２回転翼制御部材１４との間に（以下「第１制御部材１２」及び「第２制御部材１４」と称する）制約された相対運動を生ずる。ベアリング装置１０は、エラストマ成形結合ラミネート１６を有する。エラストマ成形結合ラミネート１６は、以下「エラストマラミネート１６」と称する。図３及び４には球状エラストマラミネート１６として示したが、エラストマラミネート１６は円筒状とすることもできる。
【００１０】
エラストマラミネート１６は、内部に交互に位置決めした非エラストマシム１８及びエラストマシム２０を成形結合した、好適には、エラストマ硬化成形型２２内で加硫結合した複数の交互層を有するもので、エラストマ硬化成形型２２は、成形圧力及び温度の印加中シム１８，２０を収容及び位置決めし、硬化したエラストマシム２０及び非エラストマシム１８のエラストマラミネート１６を生ずる。複数の成形結合交互層は、エラストマラミネート１６の結合した球状エラストマベアリングパッケージを形成する。
【００１１】
ベアリング装置１０は、エラストマラミネート１６の第１端部２６に結合した第１端部ベアリングコネクタ２４を有し、この第１端部ベアリングコネクタ２４は第１制御部材１２に着座するためのものであり、さらに、ベアリング装置１０は、エラストマラミネート１６の末端側の第２端部３２に結合した非エラストマの金属部材である第２端部ベアリングコネクタ２８を有し、ベアリング装置１０の第２端部ベアリングコネクタ２８は第２制御部材１４に着座するためのものである。
【００１２】
ベアリング装置１０は、第１端部ベアリングコネクタ２４に連結した少なくとも１個の第１センサ部材３４を有する。ベアリング装置１０は、センサデータ無線送受信トランスミッタ３６、及び運動エネルギー外部環境発電（パワーハーベスタ）装置３８（以下「運動エネルギー発電装置３８」と称する）。センサデータ無線送受信トランスミッタ３６は以下「無線トランスミッタ３６」と称する。無線トランスミッタ３６は、ベアリング装置１０に適合可能な、また電気的に通信できる任意のタイプの無線トランスミッタとする。
【００１３】
運動エネルギー発電装置３８は、エラストマラミネート１６に隣接させて配置し、運動エネルギー発電装置３８が回転翼航空機４２に関連するエネルギー源４０から電気的エネルギーを抽出し、電気の形式とした電気的エネルギーをベアリング装置１０に供給する。好適には、第１制御部材１２と第２制御部材１４との間における相対運動は運動エネルギー発電装置３８を駆動する。運動エネルギー発電装置３８は電気を供給し、第１センサ部材３４が第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間における運動を感知し、またこの感知した運動のセンサデータを無線トランスミッタ３６がデータ無線送受信レシーバ４４及び関連の電子機器４５に送信する。データ無線送受信レシーバ４４は、以下「無線レシーバ４４」と称する。代案として、第１センサ部材３４は、回転翼航空機４２と電気的に通信し、電源（図示せず）は、第１センサ部材３４から必要なだけ電力を補給されるようにする。
【００１４】
好適には、エラストマラミネート１６は球状外殻セグメント４６により構成し、この球状外殻セグメント４６は複数個の成形結合した球状セグメント外殻の交互層を有し、これら交互層は、半径が増加／減少する非エラストマ球状セグメント外殻層シム４８及びエラストマ球状セグメント外殻層シム５０よりなり、第１端部ベアリングコネクタ２４はエラストマラミネート１６の第１端部２６に結合した球状外殻セグメント４６を有し、ベアリング装置１０の第１端部ベアリングコネクタ２４は第１制御部材１２に着座するためのものであり、ベアリング装置１０の末端側の第２端部ベアリングコネクタ２８はエラストマラミネート１６の末端側の第２端部３２に結合した球状外殻セグメント４６を有する。好適には、ベアリング装置１０は回転翼航空機における交換可能な限定使用デバイスであり、好適には、航空機ベアリング装置は、使用済みベアリング装置に代わる交換部品と交換する。
【００１５】
好適には、ベアリング装置１０は、第１端部ベアリングコネクタ２４に連結した第２センサ部材５２を有する。好適な実施形態において、ベアリング装置１０に指向させて連結した第１及び第２のセンサ部材３４，５２は指向性を有する加速度計であり、これら加速度計は回転翼ハブの回転軸線５４に指向する。好適には、回転翼ハブの回転軸線５４に指向するこれら加速度計は、長手方向に延在するブレード軸線５６を挟んで互いに対向するよう配置し、またこれら加速度計をベアリングの回転中心５８に指向させ、好適には、互いに対向する加速度計が回転翼ハブの回転軸線５４の周りにおける回転から回転加速度計データを供給し、感知した回転加速度から位置測定データを得るようにする。
【００１６】
好適には、ベアリング装置１０の第１センサ部材３４は、長手方向センサ軸線６２に沿って第１センサ端部６４から末端側の第２端部６６まで延在する長手方向センサ６０を有する。好適には、長手方向センサ６０の末端側の第２端部６６は第２端部ベアリングコネクタ２８に連結する。好適な実施形態において、長手方向センサ６０は線形的に可変の差動変圧器とする。一実施形態において、長手方向センサ６０は第２端部ベアリングコネクタ２８の目標とする検出区域を検出し、好適には、長手方向センサ６０は非接触型可変差動変圧器７０により構成する。長手方向センサ６０の末端側の第２端部は、第２端部ベアリングコネクタ２８に連結し、好適には、第１センサ部材３４の第１センサ端部６４と補完し合うセンサ部材のペア端部７２である。補完し合うセンサ部材のペア端部７２は、長手方向軸線７４に沿う第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間の位置特性を感知する。長手方向センサ軸線６２は長手方向軸線７４、長手方向リニア変位センサ組立体７８、長手方向可変リラクタンス（磁気抵抗）変換器センサ組立体、及び長手方向差動可変リラクタンス変換器センサ組立体に整列する。好適には、長手方向センサ６０は長手方向リニア変位センサ組立体７８により構成する。実施形態において、長手方向センサ６０は変位変換器とし、好適には、導電表面間の軸線方向変位が導電表面間の空間を変化させ、感知した電気的変化により端部ベアリングコネクタ２４，２８間の相対変位に関するセンサデータを供給する。
【００１７】
好適な実施形態において、長手方向リニア変位センサ組立体７８は、伸長する導電体、好適には、長手方向に収容されて伸長する導電流体８８とし、伸びによって電気的特性が変化するものとする。好適な実施形態において、導電体の抵抗が変化する変位に伴って変化する。好適な実施形態において、導電体は液体金属塊とし、好適には、ガリウム及びインジウムにより構成される液体金属塊とする。
【００１８】
好適な実施形態において、ベアリング装置１０は、第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間の位置特性を感知する、長手方向に延在して互いに補完し合う長手方向センサ部材組立体９０の対を複数個有する。好適には、長手方向センサ部材組立体９０は球状外殻セグメント４６に貫通し、好適には、その非平行軸線９２がベアリング中心ｚ軸線９４に非平行的に指向する。好適には、４個の長手方向センサ部材組立体９０が球状外殻セグメント４６に貫通し、好適には、互いに平行でない長手方向軸線７４が回転翼ハブの回転軸線５４に指向する。
【００１９】
ベアリング装置１０は荷重感知組立体９６を有し、この荷重感知組立体９６は運動エネルギー発電装置３８によって給電され、荷重センサデータを無線トランスミッタ３６により無線レシーバ４４に伝送する。好適には、荷重感知組立体９６は、第１端部ベアリングコネクタ２４に連結した複数個の歪みゲージブリッジにより構成する。
【００２０】
好適には、運動エネルギー発電装置３８は巻線１０２及び複数個の磁石１０４を有する。好適には、運動エネルギー発電装置３８は、巻線１０２及び複数個の磁石１０４を有する外部環境運動エネルギー発電装置３８とする。
【００２１】
好適には、ベアリング装置１０は、第２エラストマ成形結合ラミネート１０６（以下「第２エラストマラミネート１０６」と称する）を有する。第２エラストマラミネート１０６は、内部に配置した非エラストマシム１０８及びエラストマシム１１０よりなる成形結合した、好適には、エラストマ硬化成形型１１２内で加硫結合した複数の交互層を有するもので、エラストマ硬化成形型１１２は、成形圧力及び温度の印加中シム１０８，１１０を収容及び位置決めし、硬化したエラストマシム１１０及び非エラストマシム１０８の第２エラストマラミネート１０６を生ずる。好適には、運動エネルギー発電装置３８は第２エラストマラミネート１０６に連結する。第２エラストマラミネート１０６は、平坦平面状の非エラストマシム１０８及び平坦平面状のエラストマシム１１０よりなる成形結合した交互層を有する円筒状エラストマラミネートであり、円形平坦平面状シムが円筒状エラストマラミネート１１４を生じ、また第２エラストマラミネート１０６は円筒状成形結合ラミネートピッチベアリングを構成する。円筒状成形結合ラミネート１１４は、円筒状形式の第２エラストマラミネート１０６である。
【００２２】
好適には、ベアリング装置１０の第２エラストマラミネート１０６は、内部に交互に位置決めした非エラストマシム１０８及びエラストマシム１１０を成形結合した、好適には、エラストマ硬化成形型１１２内で加硫結合した複数の交互層を有するもので、エラストマ硬化成形型１１２は、成形圧力及び温度の印加中シム１０８，１１０を収容及び位置決めし、硬化したエラストマシム１１０及び非エラストマシム１０８のエラストマラミネート１０６を生ずる。ベアリング装置１０の円筒状第２エラストマラミネート１０６は、巻線１０２及び複数個の磁石１０４を有する運動エネルギー発電装置３８に連結する。運動エネルギー発電装置３８に連結したベアリング装置１０の円筒状第２エラストマラミネート１０６は、回転翼の制御された周期的ピッチ運動から電力を生ずる。好適には、第２エラストマラミネート１０６は、平坦平面状の非エラストマシム１０８及び平坦平面状エラストマシム１１０よりなる成形結合した交互層を有し、円形平坦平面状シム１０８，１１０が円筒形成形結合ラミネートのピッチベアリングを生ずる。
【００２３】
好適には、ベアリング装置１０は、第２端部ベアリングコネクタ２８に連結した第２センサ部材５２を有する。好適な実施形態において、ベアリング装置１０は、第１磁界を感知する第１センサ部材１１８、好適には、磁力計１１８を有し、第２センサ部材５２は、第２端部ベアリングコネクタ２８に連結した第２磁気センサターゲット１２０により構成する。好適には、磁力計は、第１端部ベアリングコネクタ２４の長手方向軸線７４に指向し、この長手方向軸線７４上に中心を有する３軸磁力計とする。３軸磁力計は、磁界強度、傾角、下方傾斜を含む磁界成分を測定する直交３軸方向ベクトル磁力計により構成する。
【００２４】
指向性を持たせた第２磁気センサターゲット１２０を第２端部ベアリングコネクタ２８に連結する。永久磁石ターゲット１２２は、第２端部ベアリングコネクタ２８の長手方向軸線７４に指向させ、この長手方向軸線７４上に中心を配置し、永久磁石１２２は磁界ライン１２３を発生する。一実施形態において、第２端部ベアリングコネクタ２８を非磁性金属により構成し、第１端部ベアリングコネクタ２４を非磁性金属により構成し、また内部非エラストマシム１８を非磁性金属により構成する。
【００２５】
一実施形態において、第２端部ベアリングコネクタ２８は磁性金属により構成する。一実施形態において、第１端部ベアリングコネクタ２４を磁性金属により構成する。一実施形態において、少なくとも１個の非エラストマシム１８を磁性金属により構成する。好適には、指向性を持たせた磁力計及び末端側の永久磁石ターゲット１２２により、磁石の磁界内におけるセンサの相対位置を測定する。３軸に関する磁力計の読取り値をフィルタ処理し、磁石とセンサとの間におけるｘ，ｙ及びｚ軸方向の変位に比例する信号を生ずるよう処理する。好適には、磁力計は、球状ベアリング１２６の中心軸線１２４に指向させ、またこの中心軸線上に中心を配置し、磁力計の３軸は、永久磁石ターゲット１２２の磁界ライン１２３に対して指向させる。
【００２６】
ベアリング装置１０は、耐用寿命初期復元率ＳＲＢ及び耐用寿命後期復元率ＳＲＥを有し、ＳＲＥ＜ＳＲＢである。好適には、ＳＲＥは、０.８３ＳＲＢ程度、好適には、０.８１ＳＲＢ程度であり、耐用寿命後期復元率は耐用寿命初期復元率の８０％未満である。ベアリング装置１０は、第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間で耐用寿命後期復元率ＳＲＥに達するまでの複数回動作たわみサイクルで測った耐用寿命ＯＬを有する。この場合、ベアリング装置１０は、少なくとも第１磁界を感知する第１センサ部材１１８が、第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間におけるエラストマラミネート１６の動作復元率をモニタリングするものとした、耐用寿命ＯＬを有する。装置は、ＳＲＢ及びＳＲＥに対するエラストマラミネート１６の動作復元率をモニタリングする。
【００２７】
好適には、無線トランスミッタ３６は、エラストマラミネート１６の動作復元率データを含むセンサデータを無線レシーバ４４に伝送する。センサデータを使用し、ベアリング装置１０の変位を決定する。センサデータを使用して、ベアリング装置１０の使用状況をモニタリングし、ベアリングが受ける荷重履歴統計、カタログ使用許容回数を超える事象（大きなタメージであることを示す予め規定した閾値を超えるベアリング応力及び／又はひずみ、毀損されたベアリング寿命に関連し、近々の点検又は取外し／交換を必要とする、残存寿命を見積り、累積タメージを追跡する荷重履歴をモニタリングするベアリング事象）をモニタリングし、また情報収集する。好適には、回転翼航空機の制約された相対運動の動作たわみサイクルが、エラストマラミネート１６のエラストマを圧縮し、中間エラストマを圧縮及び／又は剪断する作用を行う。
【００２８】
好適には、センサは、少なくとも約４５，０００，０００回〜約８９，０００，０００回の動作寿命のＯＬサイクルをモニタリングする。好適には、約５Ｈｚでの少なくとも約２，４５０時間〜約６Ｈｚでの少なくとも約４，０００時間の動作寿命のＯＬサイクルをモニタリングする。動作寿命のＯＬサイクル、時間及び周波数範囲は、プラットフォーム依存であり、回転翼航空機４２の特別な設計要件に基づいて変化する。好適には、復元率サイクルセンサデータを使用して、航空機におけるベアリング装置１０を、交換可能な限定使用デバイスにより構成されたベアリング装置、好適には、交換部品に関して交換したベアリング装置との交換を行うようにする。
【００２９】
図２は、回転翼航空機４２におけるベアリング装置１０をブレード付け根１２７ａ，１２７ｂの近傍で回転翼ハブ１２５の近傍に配置する状況を示す。
【００３０】
一実施形態において、エラストマラミネート１６、球状外殻セグメント４６、及び結合球状エラストマパッケージそれぞれは、互いに結合したエラストマ層及びシムを意味する。これら部分を形成するには２つの手法がある。第１の手法は、非エラストマシム１８，４８及びエラストマシム２０，５０を成形型２２内で結合することによる。結合したシムパッケージを、つぎに、第１端部ベアリングコネクタ２４及び第２端部ベアリングコネクタ２８に取付ける。第２の手法は、非エラストマシム１８，４８及びエラストマシム２０，５０を成形型２２内で第１端部ベアリングコネクタ２４及び第２端部ベアリングコネクタ２８とともに結合することによる。
【００３１】
一実施形態において、本発明は、第１制御部材１２と第２制御部材１４との間で制約された相対運動を生ずるようベアリング装置１０を形成する方法を含む。この方法は、非エラストマシム１８及びエラストマシム２０よりなる互いに成形結合した複数個の交互層を有するエラストマラミネート１６を準備するステップを有する。好適には、エラストマラミネート１６は、成形圧力及び温度の印加中シム１８，２０を収容及び位置決めするエラストマ硬化成形型２２内で加硫結合し、硬化したエラストマシム２０及び非エラストマシム１８のエラストマラミネート１６を生ずることによって得る。複数の成形結合交互層は、エラストマラミネート１６の結合球状エラストマベアリングパッケージを形成する。エラストマラミネート１６は、好適には、このエラストマラミネート１６の第１端部２６に結合した第１端部ベアリングコネクタ２４を有する。ベアリング装置１０の第１端部ベアリングコネクタ２４は、第１制御部材１２に着座するためのものである。
【００３２】
エラストマラミネート１６は、好適には、このエラストマラミネート１６の末端側の第２端部３２に結合した第２端部ベアリングコネクタ２８を有し、ベアリング装置１０の第２端部ベアリングはコネクタ２８は、第２制御部材１４に着座するためのものである。この方法は、第１端部ベアリングコネクタ２４に連結した少なくとも１個の第１センサ部材３４、無線トランスミッタ３６、及び運動エネルギー発電装置３８を準備するステップを有する。運動エネルギー発電装置３８は、エラストマラミネート１６に隣接させて配置し、運動エネルギー発電装置３８がエネルギー源４０から電気的エネルギーを抽出し、電気を供給する。好適には、エネルギー源４０は運動エネルギー源とする。第１センサ部材３４が第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間における相対移動を感知し、またこの感知した相対移動のセンサデータを無線トランスミッタ３６が無線レシーバ４４に送信する。
【００３３】
好適には、エラストマラミネート１６は、球状外殻セグメント４６により構成し、この球状外殻セグメント４６は複数個の成形結合した球状セグメント外殻の交互層を有し、これら交互層は、半径が増加／減少する非エラストマ球状セグメント外殻層シム４８及びエラストマ球状セグメント外殻層シム５０よりなる。第１端部ベアリングコネクタ２４はエラストマラミネート１６の第１端部２６に結合した球状外殻セグメント４６を有する。ベアリング装置１０の第１端部ベアリングコネクタ２４は第１制御部材１２に着座するためのものであり、ベアリング装置１０の第２端部ベアリングコネクタ２８はエラストマラミネート１６の末端側の第２端部３２に結合した球状外殻セグメント４６を有する。
【００３４】
好適には、本発明方法は、第１端部ベアリングコネクタ２４に連結した第２センサ部材５２を準備するステップを有する。好適な実施形態において、第１及び第２のセンサ部材３４，５２は回転翼ハブの回転軸線５４に指向させた加速度計であり、これら加速度計の連結位置は回転加速度とともに測定される。
【００３５】
本発明方法は、長手方向センサ軸線６２に沿って第１センサ端部６４から末端側の第２端部６６まで延在する長手方向センサ６０を有する第１センサ部材３４を準備するステップを有する。長手方向センサ６０の末端側の第２端部６６は第２端部ベアリングコネクタ２８に連結する。
【００３６】
好適な実施形態において、長手方向センサ６０の末端側の第２端部６６は第２端部ベアリングコネクタ２８に連結する。好適な実施形態において、長手方向センサ６０は線形的に可変の差動変圧器とする。一実施形態において、長手方向センサ６０は第２端部ベアリングコネクタ２８の目標とする検出区域を検出する、非接触型可変差動変圧器とする。
【００３７】
好適には、長手方向センサ６０の末端側の第２端部は、第２端部ベアリングコネクタ２８に連結し、好適には、第１センサ部材３４の第１センサ端部６４と補完し合うセンサ部材のペア端部７２とし、補完し合うセンサ部材のペア端部７２は、長手方向軸線７４に沿う第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間の位置特性を感知し、長手方向センサ軸線は長手方向軸線７４に整列する。センサ組立体は、長手方向リニア変位センサ組立体７８、長手方向可変リラクタンス（磁気抵抗）変換器センサ組立体、及び長手方向差動可変リラクタンス変換器センサ組立体を有する。
【００３８】
一実施形態において、長手方向センサ６０は変位変換器とし、好適には、導電表面間の軸線方向変位が導電表面間の空間を変化させ、感知した電気的変化により端部ベアリングコネクタ２４，２８間の相対変位に関するセンサデータを供給する。
【００３９】
一実施形態において、センサは長手方向リニア変位センサ組立体７８とし、好適には伸長する導電体、また好適には長手方向に収容されて伸長する導電流体８８とし、伸びによって電気的特性が変化するものとする。好適には、感知した変化が抵抗である場合、変位量の変化を感知する。好適な実施形態において、長手方向に収容されて伸長する導電流体８８は液体金属塊とし、好適には、ガリウム及びインジウムにより構成される液体金属塊とする。
【００４０】
好適には、本発明方法は、第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間の位置特性を感知する、長手方向に延在して互いに補完し合う長手方向センサ部材組立体９０の対を複数個配置するステップを有し、その長手方向軸線７４は互いに非平行とする。好適には、長手方向センサ部材組立体９０は球状外殻セグメント４６に貫通する。好適には、４個の長手方向センサ部材組立体９０が球状外殻セグメント４６に貫通し、好適には、互いに平行でない軸線７４が回転翼ハブの回転軸線５４に指向する。
【００４１】
好適には、本発明方法は、荷重感知組立体９６を準備するステップを有し、この荷重感知組立体９６は運動エネルギー発電装置３８によって給電され、荷重センサデータを無線トランスミッタ３６により無線レシーバ４４に伝送する。好適には、荷重感知組立体９６は、第１端部ベアリングコネクタ２４に連結した複数個の歪みゲージブリッジにより構成する。
【００４２】
好適には、本発明方法は、巻線１０２及び複数個の磁石１０４を有する運動エネルギー発電装置３８を準備するステップを有する。好適には、運動エネルギー発電装置３８は、第２エラストマラミネート１０６に中心を配置して制御した回転翼周期運動するよう連結した、巻線１０２及び複数個の磁石１０４を有する。
【００４３】
好適には、本発明方法は、第２エラストマラミネート１０６を準備するステップを有し、第２エラストマラミネート１０６は、内部に配置した非エラストマシム１０８及びエラストマシム１１０よりなる成形結合した複数の交互層を有する。本発明方法は、エラストマ硬化成形型１１２内で加硫結合するステップを有し、エラストマ硬化成形型１１２は、成形圧力及び温度の印加中シム１０８，１１０を収容及び位置決めし、硬化したエラストマシム１１０及び非エラストマシム１０８の第２エラストマラミネート１０６を生ずる。好適には、運動エネルギー発電装置３８は第２エラストマラミネート１０６に連結する。第２エラストマラミネート１０６は、平坦平面状の非エラストマシム１０８及び平坦平面状のエラストマシム１１０よりなる成形結合した交互層であり、好適には、円形平坦平面状シムが円筒状エラストマラミネート、好適には、回転翼周期運動を制御する円筒状成形結合ラミネートピッチベアリングとする。
【００４４】
好適には、本発明方法は、第２エラストマラミネート１０６を準備するステップを有し、この第２エラストマラミネート１０６は、内部に交互に位置決めした非エラストマシム１０８及びエラストマシム１１０を成形結合した、好適には、エラストマ硬化成形型１１２内で加硫結合した複数の交互層を有するものとし、エラストマ硬化成形型１１２は、成形圧力及び温度の印加中シム１０８，１１０を収容及び位置決めし、硬化したエラストマシム１１０及び非エラストマシム１０８のエラストマラミネート１０６を生ずる。好適には、運動エネルギー発電装置３８は、巻線１０２及び複数個の磁石１０４を有し、第２エラストマラミネート１０６に連結する。好適には、第２エラストマラミネート１０６は、平坦平面状の非エラストマシム１０８及び平坦平面状エラストマシム１１０よりなる成形結合した交互層を有し、好適には、円形平坦平面状シムが円筒形成形結合ラミネート１１４、好適には、円筒形成形結合ラミネートのピッチベアリングを生ずる。円筒形成形結合ラミネート１１４は、円筒形状の第２エラストマラミネート１０６である。
【００４５】
好適には、本発明方法は、第２端部ベアリングコネクタ２８に連結した第２センサ部材５２を準備するステップを有する。好適には、第２端部ベアリングコネクタ２８に連結した第２センサ部材５２は磁石とする。好適な実施形態において、ベアリング装置１０は、第１磁界を感知する第１センサ部材３４、好適には、磁力計とし、第２センサ部材５２は、第２端部ベアリングコネクタ２８に連結した第２磁気センサターゲット１２０により構成する。好適には、準備した磁力計は、第１端部ベアリングコネクタ２４の長手方向軸線７４に指向し、この長手方向軸線７４上に中心を有する３軸磁力計とする。３軸磁力計は、磁界強度、傾角、下方傾斜を含む磁界成分を測定する直交３軸方向ベクトル磁力計により構成する。第２磁気センサターゲット１２０を第２端部ベアリングコネクタ２８に連結し、また永久磁石ターゲット１２２は、第２端部ベアリングコネクタ２８の長手方向軸線７４に指向させ、この長手方向軸線７４上に中心を配置し、永久磁石１２２は磁界ライン１２３を発生する。
【００４６】
一実施形態において、第２端部ベアリングコネクタ２８を非磁性金属により構成し、第１端部ベアリングコネクタ２４を非磁性金属により構成し、また内部非エラストマシム１８を非磁性金属により構成する。一実施形態において、第２端部ベアリングコネクタ２８は磁性金属により構成する。一実施形態において、第１端部ベアリングコネクタ２４を磁性金属により構成する。一実施形態において、少なくとも１個の非エラストマシム１８を磁性金属により構成する。好適には、磁力計及び末端側の永久磁石ターゲットにより、磁石の磁界内におけるセンサの相対位置を測定する。３軸に関する磁力計の読取り値をフィルタ処理し、磁石とセンサとの間におけるｘ，ｙ及びｚ軸方向の変位に比例する信号を生ずるよう処理する。好適には、磁力計センサは、球状ベアリング１２６の中心軸線に指向させ、またこの中心軸線上に中心を配置し、磁力計の３軸は、永久磁石ターゲット１２２の磁界ライン１２３に対して指向性を持たせる。
【００４７】
ベアリング装置１０は、耐用寿命初期復元率ＳＲＢ及び耐用寿命後期復元率ＳＲＥを有し、ＳＲＥ＜ＳＲＢである。好適には、ベアリング装置１０は、耐用寿命初期復元率ＳＲＢ及び耐用寿命後期復元率ＳＲＥを有し、ＳＲＥ＜ＳＲＢである。ＳＲＥは、０.８３ＳＲＢ程度、好適には、０.８１ＳＲＢ程度であり、耐用寿命後期復元率は耐用寿命初期復元率の８０％未満である。ベアリング装置１０は、第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間で耐用寿命後期復元率ＳＲＥに達するまでの複数回動作たわみサイクルで測った耐用寿命ＯＬを有し、この場合、ベアリング装置１０は、少なくとも第１磁界を感知する第１センサ部材３４が、第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間におけるエラストマラミネート１６の動作復元率をモニタリングするものとした、耐用寿命ＯＬを有する。
【００４８】
好適には、ベアリング装置１０は、ＳＲＢ及びＳＲＥに対するエラストマラミネート１６の動作復元率をモニタリングする。好適には、無線トランスミッタ３６は、エラストマラミネート１６の動作復元率データを含むセンサデータを無線レシーバ４４に伝送する。センサデータを使用し、ベアリング装置１０の変位を決定する。センサデータを使用して、ベアリング装置１０の使用状況をモニタリングし、好適には、ベアリングが受ける荷重履歴統計、カタログ使用許容回数を超える事象（大きなタメージであることを示す予め規定した閾値を超えるベアリング応力及び／又はひずみ、毀損されたベアリング寿命に関連し、近々の点検又は取外し／交換を必要とする、残存寿命を見積り、累積タメージを追跡する荷重履歴をモニタリングするベアリング事象）をモニタリングし、また情報収集する。
【００４９】
好適には、回転翼航空機の規制された相対運動の動作たわみサイクルが、エラストマラミネート１６のエラストマを圧縮し、好適には、中間エラストマを剪断し、好適には、中間エラストマを圧縮及び／又は剪断する。好適には、センサは、少なくとも約４５，０００，０００回〜約８９，０００，０００回の動作寿命のＯＬサイクルをモニタリングする。好適には、約５Ｈｚでの少なくとも約２，４５０時間〜約６Ｈｚでの少なくとも約４，０００時間の動作寿命のＯＬサイクルをモニタリングする。動作寿命のＯＬサイクル、時間及び周波数範囲は、プラットフォーム依存であり、回転翼航空機４２の特別な設計要件に基づいて変化する。好適には、復元率サイクルセンサデータを使用して、航空機におけるベアリング装置１０を、交換可能な限定使用デバイスにより構成されたベアリング装置、好適には、交換部品に関して交換したベアリング装置との交換を開始する。
【００５０】
ベアリング装置１０は、好適には荷重感知を行い、また好適にはベアリング装置１０の予兆データを生ずる、さらに好適には航空機の改善されたレジーム（状況）認識及び使用情報のための荷重情報を生ずるものとする。好適には、ベアリング装置１０は荷重及び動きの感知を行う。好適には、荷重感知は、ブレードのフラッピング、リード‐ラグ及びピッチ又は回転翼航空機に関するモーメントを成分分解する。好適には、センサは、６自由度があるベアリング測定荷重で面内力及び遠心力を測定できるようにする。ベアリング装置１０はロータヘッドにおける包括的な荷重及び動き（モーション）のデータを生じ、これにはヘリコプターの使用量、レジーム認識及び疲労サイクルに関する６自由度ブレード／ハブ荷重感知を含むものとする。ベアリング装置１０は、好適には、動的な動き測定（ピッチ、リード／ラグ、及びフラップ）の３軸に関して、ベアリング及びブレード双方の調子を評価するためのベアリングに対するリアルタイムの剛性モニタリングを提供する。ベアリング装置１０は、好適には、航空機に対して、フライト状況、スラストベクトル、及び乗り物の総重量に関する情報を含めて、静的及び動的なブレード指向性に関する情報を提供する。
【００５１】
好適には、ベアリング装置１０の発電装置はデータを航空機の固定フレームに無線通信する給電を行う。ベアリング装置１０は、好適にはモーメントセンサ、好適には球状ベアリング端部のベアリングコネクタ部材１２８に連結した歪みゲージとし、好適には、フルブリッジ式歪みゲージでピッチモーメント、リード／ラグモーメント及びフラップモーメントの測定を行う。ベアリング装置１０は、好適にはフォースセンサ、好適には面内荷重、垂直荷重及び遠心力荷重の測定を行うセンサを設ける。ベアリング装置１０は、好適には、慣性センサであって、ベアリング装置の電子機器モジュール１３０の近傍に配置してピッチ方向、リード／ラグ方向及びフラップ方向の慣性運動の測定を行い、好適には、これら自由度における動的変位を行う慣性センサを設ける。好適には、ベアリング装置１０の運動エネルギー発電装置３８をハブアーム内でシステムに連結し、組立体の高調和運動に関連する運動エネルギーから発電する。好適には、ベアリング装置の電子機器モジュール１３０は、６個の歪みブリッジ及び３個の慣性センサを有し、センサ調整回路に給電を行う。好適には、信号入力はバッファに一時的に格納し、そして無線でデータパケットとして固定のシステムトランシーバに伝送する。好適には、ベアリング装置の電子機器モジュール１３０は、発電した電力を最適使用するための電源管理を行う。
【００５２】
ベアリング装置１０は、その場での動剛性測定によりその調子を感知する。ベアリング装置１０は荷重測定を行って、疲労荷重サイクルのカウント及び状況認識を行う。ベアリング装置１０はブレードの静的位置を与え、状況認識（例えば、プルアップ、バンク等）及び航空機の総重量（例えば、ブレードのコーニング角）を得るようにする。好適には、ブレードの静的位置は、ベアリングの動剛性を計算するため、慣性センサ及び歪みゲージにより得られる。好適には、ブレードの静的位置は、動剛性から静剛性を推論する経験的モデルから得るものとする。好適には、ブレードの静的位置は、歪みゲージ及び静剛性からの計算により得る。好適には、ベアリング装置１０は長手方向センサ６０によりベアリングの運動を測定し、また好適には、センサデータを荷重感知データと組合わせて使用して、好適には、歪みゲージからのデータと組合わせてその場での剛性測定を行う。好適には、ベアリング装置１０は、球状エラストマラミネートにおける長手方向センサ６０によりベアリングフラップ角度を測定し、航空機総重量に関係するロータのコーニング角に関するデータを得る。好適には、ベアリング装置１０は球状エラストマラミネートにおける長手方向センサ６０により、搭載する機械類に関与する使用挙動及び運用状況認識度を測定する。好適には、ベアリング装置１０は球状エラストマラミネートにおける長手方向センサ６０により、ベアリングのリード‐ラグ角度を測定してヘリコプターの運用状態におけるデータを得る。好適には、ベアリング装置１０は球状エラストマラミネートにおける長手方向センサ６０により、ベアリングの動き、とくに、ｘ軸に対する角度（リード‐ラグ）、ｙ軸に対する角度（フラップ）、ｚ軸に対する角度（ピッチ）、及びｚ軸方向変位（ＣＦ）を測定する。
【００５３】
一実施形態において、本発明はベアリング装置１０を形成する方法を含む。この方法は、内部に交互に位置決めした非エラストマシム１８及びエラストマシム２０を成形結合した交互層を有するエラストマラミネート１６を準備するステップを有する。好適には、エラストマラミネート１６は、エラストマ硬化成形型２２内で加硫結合することにより生じ、エラストマ硬化成形型２２は、成形圧力及び温度の印加中シム１８，２０を収容及び位置決めし、硬化したエラストマシム２０及び非エラストマシム１８のエラストマラミネート１６を生ずる。複数の成形結合交互層は、エラストマラミネート１６の結合球状エラストマベアリングパッケージを形成する。エラストマラミネート１６は、エラストマラミネート１６の第１端部２６に結合した第１端部ベアリングコネクタ２４を有する。この第１端部ベアリングコネクタ２４は、好適には、第１制御部材１２に着座するためのものである。さらに、エラストマラミネート１６は、エラストマラミネート１６の末端側の第２端部３２に結合した第２端部ベアリングコネクタ２８を有する。ベアリング装置１０の末端側の第２端部３２における第２端部ベアリングコネクタ２８は第２制御部材１４に着座するためのものである。本発明方法は、少なくとも１個の第１センサ部材３４、無線トランスミッタ３６、及び運動エネルギー発電装置３８を準備するステップを有する。運動エネルギー発電装置３８は、エラストマラミネート１６に隣接させて配置し、電気的エネルギーの流れを抽出して、電気を供給し、この場合、第１センサ部材３４が第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間における運動を感知し、またこの感知した運動のセンサデータを無線トランスミッタ３６が無線レシーバ４４に送信する。
【００５４】
好適には、第１センサ部材３４を第１端部ベアリングコネクタ２４に連結する。好適には、運動エネルギー発電装置３８は、運動エネルギー発電装置３８である。好適には、エラストマラミネート１６は球状外殻セグメント４６により構成し、この球状外殻セグメント４６は複数個の成形結合した球状セグメント外殻の交互層を有し、これら交互層は、半径が増加／減少する非エラストマ球状セグメント外殻層シム４８及びエラストマ球状セグメント外殻層シム５０よりなり、第１端部ベアリングコネクタ２４はエラストマラミネート１６の第１端部２６に結合した球状外殻セグメント４６を有し、ベアリング装置１０の第１端部ベアリングコネクタ２４は第１制御部材１２に着座するためのものであり、ベアリング装置１０の末端側の第２端部ベアリングコネクタ２８はエラストマラミネート１６の末端側の第２端部３２に結合した球状外殻セグメント４６を有する。
【００５５】
好適には、本発明は第２センサ部材５２を準備するステップを有し、この第２センサ部材５２は第１端部ベアリングコネクタ２４に連結し、好適には第１及び第２の指向性を持たせた加速度計に連結し、これら加速度計は回転軸線に指向させ、好適には、位置を回転加速度により測定する。
【００５６】
好適には、第１センサ部材３４は、長手方向センサ軸線６２に沿って第１センサ端部６４から末端側の第２端部６６まで延在する長手方向センサ６０を有する。好適には、本発明方法は、長手方向センサ軸線６２に沿って第１センサ端部６４から末端側の第２端部６６まで延在する長手方向センサ６０を有する第１センサ部材３４を準備するステップを有する。好適には、長手方向センサ６０の末端側の第２端部６６を第２端部ベアリングコネクタ２８に連結する。好適な実施形態において、を第２端部ベアリングコネクタ２８に連結する長手方向センサ６０の末端側の第２端部６６を第２端部ベアリングコネクタ２８とする。一実施形態において、長手方向センサ６０は線形的に可変の差動変圧器とする。一実施形態において、長手方向センサ６０は第２端部ベアリングコネクタ２８の目標とする検出区域を感知する非接触型可変差動変圧器とする。
【００５７】
好適には、第２端部ベアリングコネクタ２８に連結した長手方向センサ６０の末端側の第２端部は、第１センサ部材３４の第１センサ端部６４と補完し合うセンサ部材のペア端部７２とする。補完し合うセンサ部材のペア端部７２は、長手方向センサ軸線６２が整列する長手方向軸線７４に沿う第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間の位置特性を感知する。好適には、センサ組立体は、長手方向リニア変位センサ組立体７８、好適には長手方向可変リラクタンス（磁気抵抗）変換器センサ組立体、及び好適には長手方向差動可変リラクタンス変換器センサ組立体により構成する。実施形態において、長手方向センサ６０は変位変換器とし、好適には、導電表面間の軸線方向変位が導電表面間の空間を変化させ、感知した電気的変化により端部ベアリングコネクタ２４，２８間の相対変位に関するセンサデータを供給する。実施形態において、センサは長手方向リニア変位センサ組立体７８とし、好適には伸長する導電体、好適には長手方向に収容されて伸長する導電流体８８とし、伸びによって電気的特性が変化するものとする。好適には、抵抗は感知した変位変化を生ずる。好適な実施形態において、長手方向に収容されて伸長する導電流体８８は液体金属塊とし、好適には、ガリウム及びインジウムにより構成される液体金属塊とする。
【００５８】
好適には、本発明方法は、第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間の位置特性を感知する、長手方向に延在して互いに補完し合う長手方向センサ部材組立体９０の対を、それらの長手方向軸線７４を互いに非平行な状態にして複数個配置するステップを有する。好適には、長手方向センサ部材組立体９０は球状外殻セグメント４６に貫通する。好適には、４個の長手方向センサ部材組立体９０が球状外殻セグメント４６に貫通し、好適には、互いに平行でない長手方向軸線７４が回転翼ハブの回転軸線５４に指向する。
【００５９】
好適には、本発明方法は、荷重感知組立体９６を準備するステップを有し、この荷重感知組立体９６は運動エネルギー発電装置３８によって給電され、荷重センサデータを無線トランスミッタ３６により無線レシーバ４４に伝送する。好適には、荷重感知組立体９６は、第１端部ベアリングコネクタ２４に連結した複数個の歪みゲージブリッジにより構成する。
【００６０】
好適には、運動エネルギー発電装置３８を準備するステップは、巻線１０２及び複数個の磁石１０４を有する運動エネルギー発電装置３８を準備するステップを有する。
【００６１】
好適には、本発明方法は、第２エラストマラミネート１０６を準備するステップを有し、第２エラストマラミネート１０６は、内部に配置した非エラストマシム１０８及びエラストマシム１１０よりなる成形結合した交互層を有する。好適には、本発明方法は、エラストマ硬化成形型１１２内で加硫結合するステップを有するものとし、エラストマ硬化成形型１１２は、成形圧力及び温度の印加中シム１０８，１１０を収容及び位置決めし、硬化したエラストマシム１１０及び非エラストマシム１０８の第２エラストマラミネート１０６を生ずる。好適には、運動エネルギー発電装置３８は第２エラストマラミネート１０６に連結する。第２エラストマラミネート１０６は、平坦平面状の非エラストマシム１０８及び平坦平面状のエラストマシム１１０よりなる成形結合した交互層とし、好適には円形平坦平面状シムが円筒状エラストマラミネート１１４を生じ、好適には周期的な動き（モーション）を制御するための円筒状成形結合ラミネートピッチベアリングとする。
【００６２】
好適には、本発明方法は、第２エラストマラミネート１０６を準備するステップを有し、この第２エラストマラミネート１０６は、内部に交互に位置決めした非エラストマシム１０８及びエラストマシム１１０を成形結合した交互層を有し、好適には、エラストマ硬化成形型１１２内で交互層を加硫結合するステップを有し、エラストマ硬化成形型１１２は、成形圧力及び温度の印加中シム１０８，１１０を収容及び位置決めし、硬化したエラストマシム１１０及び非エラストマシム１０８のエラストマラミネート１０６を生ずる。運動エネルギー発電装置３８は、巻線１０２及び複数個の磁石１０４を有し、第２エラストマラミネート１０６に連結する。好適には、第２エラストマラミネート１０６は、平坦平面状の非エラストマシム１０８及び平坦平面状エラストマシム１１０、好適には円形平坦平面状シムよりなる成形結合した交互層を有し、円形成形結合ラミネート１１４、好適には円筒形成形結合ラミネートのピッチベアリングを生ずる。
【００６３】
好適には、本発明方法は、第２端部ベアリングコネクタ２８に連結した第２センサ部材５２を準備するステップを有する。好適な実施形態において、第２端部ベアリングコネクタ２８に連結した第２センサ部材５２は磁石とする。好適な実施形態において、ベアリング装置１０には、第１磁界を感知する第１センサ部材１１８、好適には、磁力計を有し、第２センサ部材５２は、第２端部ベアリングコネクタ２８に連結した第２磁気センサターゲット１２０により構成する。好適には、設ける磁力計は、第１端部ベアリングコネクタ２４の長手方向軸線７４に指向し、この長手方向軸線７４上に中心を有する３軸磁力計とする。３軸磁力計は、磁界強度、傾角、下方傾斜を含む磁界成分を測定する直交３軸方向ベクトル磁力計により構成する。
【００６４】
好適には、第２磁気センサターゲット１２０を第２端部ベアリングコネクタ２８に連結し、好適には、永久磁石ターゲット１２２は、第２端部ベアリングコネクタ２８の長手方向軸線７４に指向させ、この長手方向軸線７４上に中心を配置し、永久磁石１２２は磁界ライン１２３を発生する。一実施形態において、第２端部ベアリングコネクタ２８を非磁性金属により構成し、第１端部ベアリングコネクタ２４を非磁性金属により構成し、また内部非エラストマシム１８を非磁性金属により構成する。一実施形態において、第２端部ベアリングコネクタ２８は磁性金属により構成する。一実施形態において、第１端部ベアリングコネクタ２４を磁性金属により構成する。一実施形態において、少なくとも１個の非エラストマシム１８を磁性金属により構成する。好適には、磁力計センサ及び永久磁石ターゲット１２２により、磁石の磁界内における第２磁気センサターゲット１２０の相対位置を測定する。好適には、３軸に関する磁力計の読取り値をフィルタ処理し、磁石とセンサとの間におけるｘ，ｙ及びｚ軸方向の変位に比例する信号を生ずるよう処理する。好適には、磁力計センサは、球状ベアリングの中心軸線に指向させ、またこの中心軸線上に中心を配置する。センサの３軸は、永久磁石ターゲット１２２の磁界ライン１２３に対して指向させる。
【００６５】
本発明方法は、耐用寿命初期復元率ＳＲＢ及び耐用寿命後期復元率ＳＲＥを有し、ＳＲＥ＜ＳＲＢであるベアリング装置１０を準備するステップを有する。好適には、ベアリング装置１０は、耐用寿命初期復元率ＳＲＢ及び耐用寿命後期復元率ＳＲＥを有し、ＳＲＥ＜ＳＲＢである。好適には、ＳＲＥは、０.８３ＳＲＢ程度、好適には、０.８１ＳＲＢ程度であり、耐用寿命後期復元率は耐用寿命初期復元率の８０％未満である。好適には、ベアリング装置１０は、第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間で耐用寿命後期復元率ＳＲＥに達するまでの複数回動作たわみサイクルで測った耐用寿命ＯＬを有する。この場合、ベアリング装置１０は、少なくとも第１センサ部材３４が、第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間におけるエラストマラミネート１６の動作復元率をモニタリングするものとした、耐用寿命ＯＬを有する。好適には、ベアリング装置１０は、ＳＲＢ及びＳＲＥに対するエラストマラミネート１６の動作復元率をモニタリングする。好適には、無線トランスミッタ３６は、エラストマラミネート１６の動作復元率データを含むセンサデータを無線レシーバ４４に伝送する。好適には、センサデータを使用し、ベアリング装置１０の変位を決定する。好適には、センサデータを使用して、ベアリング装置１０の使用状況をモニタリングし、好適にはベアリングが受ける荷重履歴統計、カタログ使用許容回数を超える事象（大きなタメージであることを示す予め規定した閾値を超えるベアリング応力及び／又はひずみ、毀損されたベアリング寿命に関連し、近々の点検又は取外し／交換を必要とする、残存寿命を見積り、累積タメージを追跡する荷重履歴をモニタリングするベアリング事象）をモニタリングし、また情報収集する。好適には、回転翼航空機の規制された相対運動の動作たわみサイクルが、エラストマラミネート１６のエラストマを圧縮し、好適には、中間エラストマを剪断し、好適には、中間エラストマを圧縮及び剪断する作用を行う。
【００６６】
好適には、センサは、少なくとも約４５，０００，０００回〜約８９，０００，０００回の動作寿命のＯＬサイクルをモニタリングする。好適には、約５Ｈｚでの少なくとも約２，４５０時間〜約６Ｈｚでの少なくとも約４，０００時間の動作寿命のＯＬサイクルをモニタリングする。動作寿命のＯＬサイクル、時間及び周波数範囲は、プラットフォーム依存であり、回転翼航空機４２の特別な設計要件に基づいて変化する。好適には、復元率サイクルセンサデータを使用して、航空機におけるベアリング装置１０を、交換可能な限定使用デバイスにより構成されたベアリング装置、好適には、交換部品に関して交換したベアリング装置との交換を行うようにする。
【００６７】
一実施形態において、本発明は、第１制御部材１２と第２制御部材１４との間で制約された相対運動を生ずるベアリング装置１０を含む。ベアリング装置１０は、非エラストマシム１８及びエラストマシム２０よりなる互いに成形結合した複数個の交互層を有するエラストマラミネート１６を有する。好適には、エラストマラミネート１６は、成形圧力及び温度の印加中シム１８，２０を収容及び位置決めするエラストマ硬化成形型２２内で加硫結合し、硬化したエラストマシム２０及び非エラストマシム１８のエラストマラミネート１６を生ずる。ベアリング装置１０は、エラストマラミネート１６の第１端部２６に結合した第１端部ベアリングコネクタ２４を有し、この第１端部ベアリングコネクタ２４は、第１制御部材１２に着座するためのものである。ベアリング装置１０は、エラストマラミネート１６の末端側の第２端部３２に結合した第２端部ベアリングコネクタ２８を有し、この第２端部ベアリングはコネクタ２８は、第２制御部材１４に着座するためのものである。エラストマラミネート１６をエラストマ硬化成形型２２内で硬化させた後、エラストマラミネート１６を第１端部ベアリングコネクタ２４及び第２端部ベアリングコネクタ２８に取付けることができる。センサ部材３４，５２は、エラストマラミネート１６をエラストマ硬化成形型２２内で硬化させた後に取付けることができる。
【００６８】
ベアリング装置１０は、感知手段及びこの感知手段に給電する給電手段を有し、感知手段は第１端部ベアリングコネクタ２４と第２端部ベアリングコネクタ２８との間の相対移動を感知し、感知した相対移動のセンサデータを無線レシーバ４４に伝送する。好適には、エラストマラミネート１６は球状外殻セグメント４６により構成し、この球状外殻セグメント４６は複数個の成形結合した球状セグメント外殻の交互層を有し、これら交互層は、半径が増加／減少する非エラストマ球状セグメント外殻層シム４８及びエラストマ球状セグメント外殻層シム５０よりなり、第１端部ベアリングコネクタ２４はエラストマラミネート１６の第１端部２６に結合した球状外殻セグメント４６を有し、回転翼航空機ベアリング装置の第１端部ベアリングコネクタ２４は第１制御部材１２に着座するためのものである。回転翼航空機ベアリング装置の第２端部ベアリングコネクタ２８はエラストマラミネート１６の末端側の第２端部３２に結合した球状外殻セグメント４６を有する。
【００６９】
当業者にとっては、本発明に対して本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、種々の変更及び改変を加えることができることは明らかであろう。したがって、本発明は、特許請求の範囲内となるよう行った本発明の変更及び改変、並びにその均等物をカバーすることを意図する。特許請求の範囲における異なった用語又は成句の範囲は、同一又は異なった構造又はステップによって充足されることを意図する。
【図１】
2014517787.tif 000003
【図２】
2014517787.tif 000004
【図３】
2014517787.tif 000005
【図４】
2014517787.tif 000006
【図５】
2014517787.tif 000007
【図６】
2014517787.tif 000008
【図７】
2014517787.tif 000009
【図８】
2014517787.tif 000010
【図９】
2014517787.tif 000011
【図１０】
2014517787.tif 000012
【図１１】
2014517787.tif 000013
【図１２】
2014517787.tif 000014
【図１３】
2014517787.tif 000015
【図１４】
2014517787.tif 000016
【図１５】
2014517787.tif 000017
【図１６】
2014517787.tif 000018
【図１７】
2014517787.tif 000019
【図１８】
2014517787.tif 000020
【図１９】
2014517787.tif 000021
【図２０】
2014517787.tif 000022
【図２１】
2014517787.tif 000023
【図２２】
2014517787.tif 000024
【図２３】
2014517787.tif 000025
【図２４】
2014517787.tif 000026
【図２５】
2014517787.tif 000027
【図２６】
2014517787.tif 000028
【図２７】
2014517787.tif 000029
【図２８】
2014517787.tif 000030
【図２９】
2014517787.tif 000031
【図３０】
2014517787.tif 000032
【国際調査報告】
2014517787.tif 000033
2014517787.tif 000034
2014517787.tif 000035
2014517787.tif 000036