(57)【要約】【課題】振動を減少させるために、高重量で大型かつ高エネルギー消費量のアクチュエータを必要としない、低コストで設計されたヘリコプタを提供する。【解決手段】ヘリコプタ１が、ロータ２と、該ロータ２に接続手段４によって接続された機体３と、該機体３の振動を制御する制御装置６とを有し、制御装置６が機体３の振動に関連した信号を発する発生手段７と、振動を減少させるために信号に関連した力を機体３に発生させる動作手段８とを有するヘリコプタ１において、動作手段８が接続手段４によって保持されている。【選択図】図３
2012136219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ(２)と、該ロータ（２）に接続手段（４）によって接続された機体（３）と、該機体（３）の振動を制御する制御装置（６）とを有するヘリコプタ（１）であって、前記制御装置(６)が前記機体（３）の振動に関連した信号を発する発生手段（７）と、前記振動を減少させるために前記信号に関連した力を前記機体（３）に発生させる動作手段（８、８'）とを有するヘリコプタ（１）において、前記動作手段（８、８'）が前記接続手段（４）によって保持されていることを特徴とするヘリコプタ（１）。
【請求項２】
前記接続手段（４）が、軸線（Ａ）に沿って延びると共に該軸線（Ａ）に対して両端部で前記ロータ（２）および前記機体（３）に接続された少なくとも一つのロッド（９）を有することと、前記動作手段（８、８'）が前記軸線（Ａ）に対して交差する唯一の部分（２４）で力を伝達するために前記ロッド（９）に接続された少なくとも一つのアクチュエータ（８、８'）を有することとを特徴とする請求項１に記載のヘリコプタ。
【請求項３】
前記アクチュエータ（８、８'）が前記ロッド（９）のキャビティ（１５）内に収容されることを特徴とする請求項２に記載のヘリコプタ。
【請求項４】
前記アクチュエータ（８、８'）が前記ロッド（９）の外側に配置されることを特徴とする請求項２に記載のヘリコプタ。
【請求項５】
前記アクチュエータ（８、８'）が、前記ロッド（９）が貫通して同軸に延びる貫通した台座（２５'）を形成することを特徴とする請求項４に記載のヘリコプタ。
【請求項６】
前記動作手段（８、８'）が、前記部分（２４）で前記ロッド（９）に接続可能なシェル（２０）と、該シェル（２０）に弾性的に接続されると共に該シェル（２０）内に収容されるウェイト（２１）と、前記軸線（Ａ）に対して平行な成分を有する力を前記ウェイト（２１）上に生じさせる電磁場発生器（２３）とを有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載のヘリコプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改良型振動制御装置を備えたヘリコプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ヘリコプタは、前面にコックピットを形成すると共にヘリコプタの設備機器を収容する機体と、該機体中心部の上部に取り付けられ、ヘリコプタの方向を維持して制御するために力を発生させるメインロータと、ヘリコプタを操縦するためにメインロータと協働するテイルロータとを有する。
機体は、多数の接続ロッドを用いてヘリコプタ全体を支持するメインロータに接続されており、すなわち、メインロータのパイロンの外殻からロッドによって「ぶら下がっている」。
【０００３】
以下の記載では、ヘリコプタのメインロータのみに言及しており、したがって、単純化のために、「メインロータ」ではなく「ロータ」と単に記載している。
【０００４】
周知のように、ロータの動作のために接続ロッドを介した機体に振動が生じ、それゆえ、搭乗員を不快にさせ、機体自体の動的応力を生じさせる。
このような振動を減少させるために、ヘリコプタは、機体の振動と関連した数値を算出すると共に振動を減殺するように機体に力場を発生させる制御装置を備える。
さらに具体的に言うと、公知の制御装置が、機体の所定箇所の加速度に関連した各信号を発するための多数の加速度計と、機体に前記力場を発生させる役割を果たす一つまたは複数のアクチュエータと、加速度計によって生じた信号を受信し、アクチュエータを制御するための制御信号を発する電子ユニットとを有する。
【０００５】
効率的だとしても、前述のタイプの制御装置は特に、過度に設計上の制限を加えることなく、ヘリコプタのエネルギー消費量並びに設備機器の大きさおよび重量を減少させることに対する産業界における切実なニーズに関して、さらなる改良の余地を残す。
特に、公知のアクチュエータは、力場が加えられる機体の領域から大きく離れた領域の振動を減少させるのには不十分で、したがって、機体の別の領域に均一でない振動を生じさせてしまう。
結果として、搭乗員の配置は、力場がアクチュエータによって加えられる位置に応じて定められることになる。
【０００６】
さらに、機体の振動は、機体が接続ロッドに接続された箇所から大きく離れた領域ではより大きくなる。そして、これら領域の振動を減少させるために、特に強い力場をアクチュエータによって発生させなければならず、それゆえ、より高重量で大型かつ高エネルギー消費量のアクチュエータが必要となる。
アクチュエータによって機体に発生する力場は、交番パターンを有するので、力場が発生する機体の領域が疲労応力に曝され、したがって、大型化および高重量化せざるを得なくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、前述の欠点を解消し、直接的な低コスト化方法で前述の要求を満たすように設計されたヘリコプタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、ロータと、該ロータに接続手段によって接続された機体と、該機体の振動を制御する制御装置とを有するヘリコプタであって、前記制御装置が前記機体の振動に関連した信号を発する発生手段と、前記振動を減少させるために前記信号に関連した力を前記機体に発生させる動作手段とを有するヘリコプタにおいて、前記動作手段が前記接続手段によって保持されていることを特徴とするヘリコプタが提供される。
本発明の好適で、限定的でない実施形態を、添付図面を参照しながら実施例によって表す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による振動制御装置を特徴とするヘリコプタを、明確化のために部品が取り外された状態で示した斜視図である。
【図２】図１の細部をより拡大した斜視図である。
【図３】図１の振動制御装置のより拡大した横断面図である。
【図４】図３の振動制御装置の別の実施形態の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１の参照符号１はヘリコプタを示し、該ヘリコプタは、ヘリコプタ全体を支持する力を発生させるロータ２と、図示してないが搭乗員および様々な設備機器を収容する機体３と、支持力を機体３に伝達するためにロータ２および機体３の間に介在する接続組立体４とを有する。
【００１１】
また、（図１、３には示されていないが）ヘリコプタ１は機体３の振動を制御する制御装置６を有し、好適な実施形態において、該制御装置６は機体３の中心箇所の加速度値を算出し、振動を減殺するために機体に力場を発生させる。
さらに具体的に言うと、制御装置６は、機体３の各箇所に取り付けられ、それぞれの取付箇所の加速度に応じた各信号を発するための多数の加速度計７と、前記力場を生み出すための多数のアクチュエータ８（図３において図示略）とを有する。
また、制御装置６は、ヘリコプタ１の種々の特性パラメータを保存し、加速度計７によって発せられる信号を受信し、制御装置６自体がアクチュエータ８を制御するための制御信号を発する。
【００１２】
アクチュエータ８は、接続組立体４によって直接取り付けられているのが好ましい。
さらに具体的に言うと、接続組立体４は、多数のロッド９（図示された実施例においては４本のロッド）を有し、これらロッド９は、各アクチュエータ８を収容すると共にロータ２の公知のパイロンの外殻１１から機体３の略平面の上部１２に支持力を伝達する。
さらに具体的に言うと、外殻１１は回転可能にロータ２を支持し、その底部で、十字型部材５および該十字型部材５の両側にあるロッド９によって、機体３の上部１２に取り付けられている。
【００１３】
各ロッド９は、機体３の上部１２およびロータ２の軸線に対して傾斜した各軸線Ａに沿って延びていると共に両端部３０、３１を有し、その一方が上部１２に接続され、他方が外殻１１に接続されている。
さらに具体的に言うと、各ロッド９は二つの部材１３、１４を有し、これら部材は、軸線Ａに沿って長手方向に延び、それぞれ端部３０、３１を形成し、また、端部３０、３１の軸方向にそれぞれ反対の端部３２、３３で、軸線Ａが共通のプレート１６に取り付けられている。図３に示すように、部材１３の端部３２および部材１４の端部３３はプレート１６の両側で、軸線Ａに沿って多数のボルトによって締め付けられている。
【００１４】
部材１３が端部３２で中空で開口しているので、プレート１６および端部３０は、関連するアクチュエータ８を収容するための部材１３内部で閉じたキャビティ１５を形成している。
各ロッド９は、大径領域２６を有し、該領域２６は、端部３０からの方が端部３１からよりも軸線方向に離れている。
さらに具体的に言うと、領域２６は、部材１４の端部３３とプレート１６と端部３２から延びる部材１３の軸方向の部分２８とを含む。
実際、部材１３は、端部３０から端部３２に向かって径方向にサイズが増大しており、さらに具体的に言うと、端部３０から延びる部分２７と、該部分２７およびプレート１６の間に軸線方向に介在する部分２８とによって形成される。部材１４は、端部３１から端部３３に向かって径方向にサイズが増大しており、部材１３よりも軸線方向長さが短い。
【００１５】
図（図１および図２）に示した実施例では、二本のロッド９が、上部１２に接続されたそれぞれの部材１３と、外殻１１に接続されたそれぞれの部材１４とを有し、他の二本のロッド９は、上部１２に接続されたそれぞれの部材１４と、外殻１１に接続されたそれぞれの部材１３とを有する。
したがって、接続組立体４の全体の大きさが、上部１２に近接したそれぞれ大径領域２６を有する二本のロッド９と、外殻１１に近接したそれぞれ領域２６を有する他の二つのロッド９によって最小化している。
【００１６】
図３を参照すると、各アクチュエータ８は、それぞれのプレート１６に取り付けられ、各ロッド９の各軸線Ａに沿って力が生じるようにユニット１０によって駆動される。ロッド９が、機体３の振動を減少させる力を機体３に伝達し、力の強さと方向は、ユニット１０によって生じる出力信号によって定まる。
さらに具体的に言うと、各アクチュエータ８は、例えば多数のネジ１７によって軸線Ａに対して交差する部分２４でプレート１６に取り付けられたシェル２０と、該シェル２０の内側で軸線Ａに対して平行に稼働可能であって、かつ、シェル２０に弾性的に接続されたウェイト２１と、ユニット１０によって制御され、軸線Ａに沿った力をウェイト２１に発生させるための電磁場発生器２３とを有する。
さらに具体的に言うと、部分２４は、アクチュエータ８を関連するロッド９に接続する唯一の部分であり、アクチュエータ８および関連するロッド９は、ネジ１７によって部分２４で力を伝達するだけである。
【００１７】
ウェイト２１は、好ましくは金属製であり、例えば、二つのつる巻バネ２２を用いて、シェル２０に弾性的に接続されている。各つる巻バネ２２は、ウェイト２１の各軸線方向の端部とシェル２０との間に挿入され、ウェイト２１およびシェル２０の間で軸線Ａに対して平行に力を伝達する。
【００１８】
実際の使用時は、ロータ２の動作が、ロッド９によって機体３に伝達される支持力を発生させ、制御装置６によって制御された振動を、ロッド９を介して機体３に発生させる。
さらに具体的に言うと、ユニット１０は、機体が振動した状態に関連し、かつ、加速度計７によって発せられた信号と、メモリーに保存された主要なヘリコプタのパラメータとに基づいて各電磁場発生器２３の信号を処理する。
【００１９】
それぞれの制御信号に基づいて、各電磁場発生器２３は、それぞれのウェイト２１を各軸線Ａに沿って動かす力を発生させる。各つる巻バネ２２を用いて、各ウェイト２１の移動によって、各シェル２０上に各軸線Ａに沿った力が発生し、該力は各プレート１６によって部分２４で各ロッド９に伝達される。
前記力に応じて、各ロッド９は、機体３の振動の程度を減少させる力を機体３に発生させる。
【００２０】
図４の変更例は、全体として参照符号８'で示される、接続組立体４の各ロッド９に取り付けられたアクチュエータの異なる実施形態に関する。アクチュエータ８'はアクチュエータ８と同様であるので、両者の違いに関してのみ以下に記載する。可能であれば、アクチュエータ８および８'の対応するまたは等しい部品は同じ参照符号を用いて示す。
さらに具体的に言うと、アクチュエータ８'はトロイダル形状であり、軸線Ａと同軸であって中を貫通してロッド９が取り付けられた台座２５'を形成し、ロッド９の径方向外側へ突出するプレート１６の部分でロッド９に取り付けられている。
【００２１】
本発明によるヘリコプタ１の利点は前述の記載より明らかであろう。
特に、制御装置６は、過度に設計上の制限を加えることなく、機体３の振動を減少させる点と、ヘリコプタ１のエネルギー消費量並びに設備機器の大きさおよび重量を減少させる点において効果的である。
【００２２】
実際、アクチュエータ８、８'は接続組立体４に取り付けられ、振動が機体３に広がる前に、ロータ２から機体３への振動を減少させる力場を作り出す。
さらに具体的に言うと、力場はロッド９に接続された機体３の上部１２の領域に生じる。
その結果として、力場の交番パターンは、機体３の応力を作り出さず、したがって、高重量化、大型化をもたらす特段の補強を必要としない。一方、ロッド９に接続された上部１２の領域における疲労応力は、ロッド９から機体３へ支持力を伝達するこの領域が、元々より重くかつより大きいので、重量をわずかしか増加させない。
【００２３】
また、制御装置６は、エネルギー消費量が非常に少ない。実際、つる巻バネ２２とウェイト２１とを適切な大きさにすることによって、各アクチュエータ８、８'の固有振動数は、ロータ２によって発生し、機体３に伝達される交番の力場の優位周波数に変化する。このような状態では、機体３の振動を効果的に減少させるために、各電磁場発生器２３によって、非常に小さい力をそれぞれのウェイト２１上に作用させるだけで良い。
さらに、制御装置６は、振動が機体３に伝達される前に作動することによって、機体３の振動を均一に制御するので、アクチュエータ８、８'の配置は、機体３内で搭乗員の収容設備を、特に調整することはない。
【００２４】
最終的には、各アクチュエータ８、８'は各部分２４でそれぞれのロッド９を用いて力を伝達するだけなので、ロッド９およびアクチュエータ８、８'は特に激しい伸展／圧縮の応力に曝されず、したがって、重量と大きさが増大するような特段の補強を必要としない。
【００２５】
添付した特許請求の範囲に定義された保護の範囲から逸脱することなく、ヘリコプタ１を変更してもよいということは明らかである。
【符号の説明】
【００２６】
１    ヘリコプタ
２    ロータ
３    機体
４    接続手段
６    制御装置
７    発生手段
８、８'    動作手段
【図１】
2012136219.tif 000003
【図２】
2012136219.tif 000004
【図３】
2012136219.tif 000005
【図４】
2012136219.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月12日(2012.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ(２)と、該ロータ（２）に接続手段（４）によって接続された機体（３）と、該機体（３）の振動を制御する制御装置（６）とを有するヘリコプタ（１）であって、前記制御装置(６)が前記機体（３）の振動に関連した信号を発する発生手段（７）と、前記振動を減少させるために前記信号に関連した力を前記機体（３）に発生させる動作手段（８、８'）とを有するヘリコプタ（１）において、前記動作手段（８、８'）が前記接続手段（４）によって保持されていることを特徴とするヘリコプタ（１）。
【外国語明細書】
2012136219000001.pdf