(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘリコプタの回転翼のための振動減衰器であって、主軸を有しかつ駆動源要素(１００)によって駆動されるべく設計された駆動要素(１０)と、構造体に装着されるべく設計された剛性要素(６)とを含み、更に、その駆動要素(１０)とその剛性要素(６)とを機能的に相互に連結して前記主軸に対して直交する少なくとも１つの方向における振動を減衰する減衰器アセンブリを含み、その減衰器アセンブリが、第１に、少なくとも１つの粘性流体凹所(３)に設けられたハイドローリック減衰装置と、第２に、前記主軸に対して平行な方向においては高い硬さを示しかつ前記主軸に対して直交する前記方向においては低い硬さを示す可撓性装置(１)を含み、そのハイドローリック減衰装置(４０，５０)が、各羽根の平面が前記主軸に対して直交する第１平板羽根群と第２平板羽根群(４０，５０)を含み、その第１平板羽根群(４０)が第１メカニカルリンク(４２)を介して前記駆動要素(１０)に装着され、その第２平板羽根群(５０)が第２メカニカルリンク(６０)を介して前記剛性要素(６)に装着され、第１平板羽根群の羽根と第２平板羽根群(４０，５０)の羽根とが相互に僅かに隔てられて交互に介装されることにより、各々が第１平板羽根群(４０)の羽根と第２平板羽根群(５０)の羽根の間に位置する粘性減衰ゾーン(４５)を規定する、前記振動減衰器において、
前記ハイドローリック減衰装置が、更に、粘性流体凹所(３)の１つに設けられかつ駆動要素（１０）に固定された少なくとも１つの減衰器要素(２０)を有し、その減衰器要素(２０)が、本減衰器の軸方向の一方の端近くに位置する基端部(２３)から平板羽根群(４０，５０)の近くに位置する先端部(２１)に向かってテーパ状の外側アウトライン(２２)を示すことを特徴とする減衰器。
【請求項２】
前記減衰器要素(２０)の前記外側アウトライン(２２)が、前記可撓性装置(１)の内側面(１１)の最大変形アウトラインに設定されることを特徴とする請求項１に記載の減衰器。
【請求項３】
前記減衰器要素の前記外側アウトライン(２２)が、前記最大変形アウトラインから所定距離隔てて設定されることを特徴とする請求項１に記載の減衰器。
【請求項４】
前記減衰器要素の前記外側アウトライン(２２)が、前記主軸(ＺＺ)に対して傾斜した直線分によって規定される断面を示すことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の減衰器。
【請求項５】
少なくとも１つの粘性流体凹所(３)の外側アウトラインが、前記主軸(ＺＺ)に対して直交する第１方向(ＹＹ)に長いことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の減衰器。
【請求項６】
前記減衰器要素の少なくとも前記基端部が、前記第１方向(ＹＹ)に直交する第２方向(ＸＸ)に長いことを特徴とする請求項５に記載の減衰器。
【請求項７】
前記減衰器要素(２０)の前記先端部(２１)が楕円形であり、かつ、その基端部が円形、または、直線分によって中断された円形であることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１つに記載の減衰器。
【請求項８】
前記減衰器要素(２０)が中空であり、また、粘性流体凹所(３)の少なくとも1つと連通しかつその内部に容積補償要素(７０)が設けられた容積補償凹所を有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の減衰器。
【請求項９】
前記容積補償要素が弾性ダイアフラム(７０)であることを特徴とする請求項８に記載の減衰器。
【請求項１０】
前記弾性ダイアフラム(７０)が、本減衰器の最低作動温度において褶曲を示さず、前記減衰器要素(２０)の内側壁(２６)から隔てられることを特徴とする請求項９に記載の減衰器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、ヘリコプタの回転翼等のための振動減衰器であって、『主』軸を有しかつ駆動源要素によって駆動されるべく設計された駆動要素と、構造体に装着されるべく設計された剛性要素とを含み、更に、その駆動要素とその剛性要素とを機能的に相互に連結してその主軸に対して直交する少なくとも１つの方向における振動を減衰する減衰器アセンブリを含む、振動減衰器に関する。
【０００２】
【背景技術】
1996年10月15日に本出願人（会社）によって出願され1998年４月17日に発行されたフランス特許出願ＦＲ2754579号は、以下のような減衰器を開示する。すなわち、その減衰器アセンブリが、第１に、粘性流体凹所に設けられたハイドローリック減衰装置と、第２に、前記主軸に対して平行な方向においては高い硬さを示しかつ前記主軸に対して直交する方向においては低い硬さを示す可撓性装置を含み、そのハイドローリック減衰装置が、各羽根の平面が前記主軸に対して直交する第１平板羽根群と第２平板羽根群を含み、その第１平板羽根群が前記駆動要素に固定され、その第２平板羽根群が前記剛性要素に固定され、第１平板羽根群の羽根と第２平板羽根群の羽根とが相互に僅かに隔てられて交互に介装されることにより、各々が第１平板羽根群の羽根と第２平板羽根群の羽根の間に位置する粘性減衰ゾーンを規定する、減衰器である。
【０００３】
上記出願に記載されたような交互に介装された羽根を有する減衰装置は、低または中振幅の振動ついて高い性能と線形性を示す。しかし、振動の振幅が増大するに従って羽根と羽根の間の相対速度も上昇し、それによりせん断が増大し動的粘性が減少する結果、ハイドローリック減衰装置による減衰効果が低減する。
【０００４】
また、大振幅の変移について高い減衰効果を示す粘性減衰装置が知られている。その減衰効果は速度の２乗に比例する。しかし、それらの装置は低振幅についての効果が低い。
【０００５】
【解決課題】
本発明は、ヘリコプタの回転翼等のための振動減衰器であって、低振幅振動と高振幅振動の両方に対して十分な減衰効果を示すものを提供する。
【０００６】
第１の側面において、本発明の基本原理は、低振幅については上記のような羽根群によって必須的に減衰効果が達成され、大振幅については粘性減衰型の装置が付加的にまたはそれのみで減衰効果を示すべく作用するように、減衰器を設計することである。
【０００７】
【解決手段】
従って、本発明の振動減衰器は、前記ハイドローリック減衰装置が、更に、粘性流体凹所の１つに設けられかつ駆動要素に固定された少なくとも１つの減衰器要素を有し、その減衰器要素が、本減衰器の軸方向の一方の端近くに位置する基端部から平板羽根群の近くに位置する先端部に向かってテーパ状の外側アウトラインを示すことを特徴とする。
【０００８】
低振幅においては、前記減衰器要素は前記凹所（１つまたは複数）の壁から比較的遠く隔てられており、減衰効果の殆ど全ては前記羽根群によって達成される。それに対して、大振幅においては、前記可撓性装置が容易に変形し、振幅が増大するに従って、減衰器要素の前記外側アウトラインが少なくとも部分的に前記凹所の壁に接近して、その変形が生じた方向における粘性減衰効果が上昇する。その第１の理由は通過通路の断面が減少するからであり、その第２の理由は、上記した速度の２乗に比例する本効果の非線形性である。
【０００９】
好適には、前記減衰器要素が、前記可撓性装置の内側面の最大変形アウトラインの内側に設けられる。また、好適には、前記減衰器要素の前記外側アウトラインが、前記可撓性装置の前記最大変形アウトラインから所定距離隔てて設定される。
【００１０】
好適には、前記減衰器要素の前記外側アウトラインが、前記主軸に対して傾斜した直線分によって規定される断面を示す。
【００１１】
好適には、前記減衰器装置の前記先端部が楕円形であり、かつ、その基端部が円形、または、直線分によって中断された円形である。
【００１２】
好適には、前記減衰器要素が中空であり、また、粘性流体凹所の少なくとも1つと連通しかつその内部に弾性ダイアフラム等の容積補償要素が設けられた容積補償凹所を有する。
【００１３】
好適には、前記弾性ダイアフラムが、本減衰器がその最低作動温度に上昇させられたときに褶曲を示さず、前記減衰器要素の内側壁から隔てられる。
【００１４】
好適には、少なくとも１つの粘性流体凹所の外側アウトラインが、第１方向に長い。また、好適には、前記減衰器要素の少なくとも前記基端部が、前記第１方向に直交する第２方向に長い。これにより、第１方向の変移の方が大きくなって、第１方向と第２方向において異なる減衰特性を得ることができる。
【００１５】
第２の側面において、本発明は、ヘリコプタの回転翼のための振動減衰器であって、主軸を有しかつ駆動源要素によって駆動されるべく設計された駆動要素と、構造体に装着されるべく設計された剛性要素とを含み、更に、その駆動要素とその剛性要素とを機能的に相互に連結して前記主軸に対して直交する少なくとも１つの方向における振動を減衰する減衰器アセンブリを含み、その減衰器アセンブリが、第１に、少なくとも１つの粘性流体凹所に設けられたハイドローリック減衰装置と、第２に、前記主軸に対して平行な方向においては高い硬さを示しかつ前記主軸に対して直交する前記方向においては低い硬さを示す可撓性装置を含むものを提供する。
【００１６】
上記の装置は、前記フランス出願に記載されており、容積補償装置を有する。容積補償装置そのものは、油圧アキュムレータ等(OLAER、LEDUC等)の油圧装置において長年に渡って使用されてきたものであり、また、上記振動減衰器においても同様である。前記フランス出願においては、容積補償装置は褶曲性のダイアフラムを有しており、その一方の面が前記凹所の流体に接触し、他方の面が気体を含む凹所に接触する。この装置にはそのダイアフラムが多少脆弱であるという問題点がある。
【００１７】
第２の側面において、本発明は上記の問題点を解決することを目的とし、そのために、本発明の振動減衰器は以下の特徴を有する。すなわち、本振動減衰器は、粘性流体凹所の少なくとも1つと連通する少なくとも１つの容積補償凹所を有し、その容積補償凹所の内部に弾性ダイアフラムが設けられ、その弾性ダイアフラムの内壁が気体で満たされる容積可変凹所を規定し、その弾性ダイアフラムの外壁が容積補償凹所の内側壁と共に補償流体凹所を規定し、かつ、本振動減衰器がその特定の最低作動温度にある時に、その弾性ダイアフラムは褶曲を示すことなく、その内側壁から、決定されたゼロでない距離だけ隔てられる。
【００１８】
その結果、本減衰装置の使用が予想されるあらゆる条件下において有効な補償容積が確保され、更に、補償凹所の内側壁が弾性ダイアフラムの保護を可能にする。
【００１９】
好適には、前記補償容積が、前記ハイドローリック減衰装置と本減衰器の軸方向端部との間に設けられるフレア状中空部材の内部に形成される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特徴および利点は、その具体例について図面を参照しながら行う以下の説明から明確になるが、本発明は以下の記載に何ら限定されるものでない。
【００２１】
図１および図２に示すように、本振動減衰器は、その軸ZZが本減衰器の主軸でありかつ駆動源要素１００によって駆動されるべく設計された円筒軸状の駆動要素１０を有する。第１羽根群４０がその駆動要素１０に第１メカニカルリンク（機械的連結装置）４２を介して緩く連結或いは装着（イグノアリング・デカップリング）され、また、第２羽根群５０が構造体に（相対回転可能に）装着されるべく設計された剛性要素６に緩く装着（イグノアリング・デカップリング）される。第１羽根群４０の羽根と第２羽根群５０の羽根とは交互に介装されている。本実施例においては、それらの部分的に重なり合った羽根４０，５０によってハイドローリック減衰装置が構成され、そこで、コンプレッション・エキサイテイション・デカップリングが得られる。もっとも、この機能は、上記フランス出願FR2754579号に記載された他のどのような手段によっても得ることができる。
【００２２】
本実施例においては、その構造が、駆動部材１０の主軸に対して直交する中央面に関して対称である。羽根群４０、５０は、軸心方向の中央位置に設けられ、可撓性装置１の中心に位置させられている。可撓性装置１は、金属製環状板材から成る金属ワッシャ４とゴム製の弾性部材から成る環状部材エラストマ・ワッシャ５とが重ね合わされた積層構造を含む。ワッシャ４、５のそれぞれの面はシリンダ１０の軸に対して直交する。その積層構造の可撓性装置１は、羽根群４０、５０の両側に設けられた２つの凹所３のそれぞれの外側アウトラインを規定する内側アウトライン１１を有する。凹所３は粘性流体で満たされ、その中に前記羽根群４０，５０とそれらの間の隙間が浸されて、所望の減衰効果が得られるようにされている。
【００２３】
可撓性装置１の上端と下端、すなわち、その軸心方向の両端は各々、カバー８０によって閉じられている。２つのカバー８０は各々、減衰器要素２０に固定されている。２つの減衰器要素２０は各々、羽根群４０、５０の近くに位置させられた先端部２１と、基端部２３とを有し、それらの先端部２１と基端部２３とは、先端部２１から基端部２３に向かって徐々にフレア状に広がる外側アウトライン２２によって相互に連結されている。
【００２４】
各減衰器要素２０は中空であって、減衰凹所を規定する。その減衰凹所は、ダイアフラム７０によって、２つの凹所、すなわち、空気凹所３３と流体凹所３４とに分割されている。ダイアフラム７０は、その先端部７１が減衰器要素２０の内面２５近くで受け止められ、その基端部７３が減衰器要素２０とカバー８０とによってクランプされている。ダイアフラム７０は作用部７２を有し、作用部７２は、流体凹所３４の外側を規定するフレア状内側壁２６を覆っている。流体凹所３４は凹所３と１つまたは複数の開口３２を介して流通しており、それにより、所望の容積補償効果が得られる。
【００２５】
また、開口２７によって２つの凹所３が満たされ、開口２８によって２つの空気凹所（空間）３３が気体（ガス）で満たされることが、観取されるべきである。２つの空気凹所３３は各々、エラストマ製等の弾性ダイアフラム７０の内側に対応する。この充填には、気体を圧縮することが必要である。本補償システムは、どのような弾性システムであってもよく、例えば、ピストンとばねを含むシステムであってもよい。
【００２６】
更に、羽根群４０、５０の両側に設けられたアッセンブリ板６０が各々、凹所３を満たす粘性流体が通過する開口を有する（図２）ことが観取されるべきである。スペーサ４２は、カバー８０と減衰器要素２０と羽根群４０、５０とを含む積層体が軸１０に沿って積層されることを保証するものであり、他方、外側部分には補助フランジ６１、６２が積層可撓性装置１における組み付けのために設けられ、そこでは積層がカバー８０によっても保証される。
【００２７】
各減衰器要素２０は、例えば、円形の中央開口２４と実質的に楕円形の外側アウトライン２１とを有する先端部２１と、直線分２３2によって相互に連結された円形部分２３1を含む基端部２３とを有するカップ形に形成される。外側アウトライン２２の断面は、先端部２１の楕円形アウトラインとそれより大径の基端部２３のアウトラインとを相互に連結する直線分を含み、本振動減衰機の一端近くに位置する基端部２３から平板羽根群４０，５０の近くに位置する先端部２１に向って小径となるテーパ状のアウトライン２２を有している。
【００２８】
各減衰器要素２０は、ハイドローリック減衰装置４０，５０側となる程小径となるフレア状すなわち円錐状のアウトライン（外形線）２２を有することによって、積層可撓性装置１が最も過酷な作動条件下において最も大きく変形した時のアウトラインの内側に収まり、その際に残される隙間は、所望の減衰効果の関数として選択される。その結果、第１には、各減衰器要素２０の外側アウトライン２２が最も過酷な作動条件下においても決して積層可撓性装置１の内側アウトライン１１に接触しないことが保証され、第２には、減衰器要素２０が大振幅の振動に対して優れた減衰効果を示すことが保証される。
【００２９】
図６に示すように、凹所３の外側を規定する内側アウトライン１１は、両端の２つの円弧１１1が直線分１１2によって相互に連結されることによって規定される長手の形状を有する。図５において、符号XXは楕円形２１の長軸を示し、符号YYは楕円形２１の短軸を示し、それらの方向は、図６において、各減衰器要素２０の可撓性装置１に対する相対位置を示すために使用されている。図１の断面は軸XXと軸ZZとを含む平面上のものであり、図２の断面は軸YYと軸ZZとを含む平面上のものである。本減衰器が示し得る最大の変移は、YY方向において生じ得る。
【００３０】
図１および図２に詳細に示すように、最低作動温度において、各弾性ダイアフラム７０の作用部７２は、褶曲、折れ曲がり、或いは座屈を形成することなく、減衰器要素２０の内側壁２６に沿って、所定の残存距離を残しつつ延びる。従って、作用部７２は、あらゆる作動条件下において、充分な容積補償効果を維持することができる。周囲温（２０℃）においては、ダイアフラム７０は、図１に破線で示した位置を占める。温度が上昇するに従って粘性流体が収縮し、その収縮によって流体凹所３４の容積が減少する。ダイアフラム７０は褶曲を有さないので均一に収縮し、その結果、褶曲することなく内側壁２６に平行に延びることとなる。ダイアフラム７０は最低作動温度においても褶曲を有さないので、内側壁２６に局部的に接触することが回避されるが、そうでなければ、流体凹所３４の一部を隔離して容積補償効果を低減させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の好適な実施例を構成する制振器のｘ−ｘ面による縦断面図である。
【図２】図２は、本発明の好適な実施例を構成する制振器のｙ−ｙ面による縦断面図である。
【図３】図３は、本発明の好適な実施例における制振器要素の斜視図である。
【図４】図４は、本発明の好適な実施例における制振器要素の断面図である。
【図５】図５は、本発明の好適な実施例における制振器要素の平面図である。
【図６】１つまたは複数の流体凹所の外側アウトラインを示す図である。
【符号の説明】
１： 可撓性装置  ３：粘性流体凹所  ６：剛性部材  １０：駆動要素  １１：内面  ２０：減衰器要素  ２１：先端部  ２２：外側アウトライン  ２３：基端部  ２６：内側壁  ４０：第１羽根群  ５０：第２羽根群  ４２：第１機構リンク  ４５：粘性減衰ゾーン  ６０：第２機構リンク  ７０：容積補償要素  １００：駆動源要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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