(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）台板であって、頂部側及び底部側を持ち、実質的にこの台板に直交する軸線を備えた台板と、
（ｂ）この台板から上方に延びる２個又はそれ以上のばね保持構造物と、
（ｃ）前記前記軸線のまわりで前記台板から上方に延びる運動制限体と、
（ｄ）質量部材であって、頂部側、底部側及び面外側を備えた所定の形状を持ち、前記質量部材から下方に延び、前記運動制限体を囲む円筒面を持つ質量部材と、
（ｅ）前記各ばね保持構造物と、前記質量部材の面外側の１つとの間に位置させられ、静止状態にあるときに前記質量部材を前記各ばね保持構造物から間隔を置いて保持する１個又は１個以上の面内ばねと、
を包含する振動吸収装置において、
作動中に前記質量部材が、前記運動制限体にほぼ連続して衝突し、急激な振動を生ずるように、前記面内ばねを選定することを特徴とする振動吸収装置。
【請求項２】
前記面内ばねを予備圧縮した請求項１の振動吸収装置。
【請求項３】
前記質量部材に取付けた１個又は複数個の質量調整おもりを前記質量部材が備えた請求項１の振動吸収装置。
【請求項４】
前記運動制限体に、前記台板に対して回転できる接触環を設けた請求項１の振動吸収装置。
【請求項５】
前記振動吸収装置を、所定の枚数の羽根を持つハブのハブ運動を最高にする振動数に調整した請求項１の振動吸収装置。
【請求項６】
（ａ）台板であつて、頂部側及び底部側と、この台板に直交する軸線とを持ち、この軸線のまわりに同心の通路と、台板上部に延びる運動制限体とを形成した台板と、
（ｂ）この台板から上方に延び、前記軸線から間隔を置いた２個又はそれ以上のばね保持構造物と、
（ｃ）貫通する軸線を持ち、この軸線のまわりに貫通する通路を形成し、頂部側、底部側及び面外側を持ち、かつ緩衝面を持つ質量部材と、
（ｄ）前記各ばね保持構造物と、前記質量部材の対応する面外側との間に位置させられ、前記質量部材を前記ばね保持構造物から間隔を置いて保持するようにした１個又は１個以上の面内ばねと、
（ｅ）一方の側を前記台板に取付け、接触環が前記台板に対して回転できるように、他方の側を前記接触環に取付けた軸受アセンブリを備えた運動制限アセンブリと、
を包含するヘリコプタ回転翼システム用の振動吸収装置。
【請求項７】
前記各面内ばねを予備圧縮した請求項６の振動吸収装置。
【請求項８】
前記質量部材に取付けた１個又は１個以上の質量調整おもりを、前記質量部材に設けた請求項６の振動吸収装置。
【請求項９】
所定の枚数の羽根を持つハブのハブ運動を最大にする振動数に調整するようにした請求項６の装置。
【請求項１０】
（ａ）台板であつて、頂部側及び底部側とこの台板に直交軸線とを持ち、この軸線に同心の通路と前記頂部側の各ばね受けとを形成する台板と、
（ｂ）この台板から上方に延び、前記軸線から間隔を置いたばね保持構造物と、
（ｃ）軸線のまわりに貫通する通路を形成し、頂部側、底部側及び面外側と、頂部側及び底部側のばね受けと、緩衝面とを持つ質量部材と、
（ｄ）前記台板に取付けられ、軸線のまわりの通路と、頂部側及び底部側と、この底部側のばね受けとを形成する頂板と、
（ｅ）前記台板及び質量部材の前記ばね受け内に上端部及び下端部を位置させた１個又は１個以上の下部の面外ばねと、
（ｆ）前記台板及び質量部材の前記ばね受け内に上端部及び下端部を位置させた１個又は１個以上の上部の面外ばねと、
（ｇ）前記各ばね保持構造物と前記質量部材の対応する面外との間に位置させた１個又は１個以上の面内ばねとを備え、
（ｈ）前記質量部材を、静止状態にあるときに前記ばねにより、前記台板、頂板及びばね保持構造物から間隔を置いて保持するようにし、
（ｉ）前記台板から延び、前記質量部材が振動荷重を受けたときに、前記緩衝面に接触するように位置させた運動制限体を設けて成る、
ヘリコプタ回転翼システム用の振動吸収装置。
【請求項１１】
前記運動制限体を、
（ａ）間に軸受けを挟んだ内外の軸受レースを持ち前記内レースを前記台板に位置させ、この台板から延びるようにして成る軸受と、
（ｂ）前記軸受外レースに隣接し、前記台板に対し回転できる接触環と、
により構成した請求項１０の振動吸収装置。
【請求項１２】
前記質量部材に取付けた質量調整おもりをさらに備えた請求項１１の振動吸収装置。
【請求項１３】
前記台板と、頂板又は側壁内部に挿入した前記ばね保持構造物との間に延びる側壁を備えた請求項１０の振動吸収装置。
【請求項１４】
４個の前記ばね保持構造物を設け、前記各ばね保持構造物と、前記質量部材の面外側との間に２個の面内ばねを設けた請求項１０の振動吸収装置。
【請求項１５】
４個の下部の面外ばねと４個の上部の面外ばねとを設けた請求項１１の振動吸収装置。
【請求項１６】
前記ばね受けに、前記各ばねの端部を受け入れるようにつる巻きみぞを設けた請求項１１の振動吸収装置。
【請求項１７】
前記ばねが、各端部に接線方向延長部分を持つコイルばねである請求項１６の振動吸収装置。
【請求項１８】
前記ばね保持構造物を互いに連結し、検査口通路を形成した側壁を備えた請求項１６の振動吸収装置。
【請求項１９】
所定枚数の羽根を持つハブのハブ運動を最大にする振動数に調整した請求項１０の振動吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、振動吸収システム、ことにヘリコプタ回転翼ハブの振動を低減するシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘリコプタの主回転翼の回転翼羽根は、これ等の羽根が空気を通過する際に振動荷重を受ける。この振動荷重は、主回転翼ハブに羽根通過振動数で羽根に沿って伝わる。これ等の振動力は回転翼支柱に３方向においてすなわち回転翼支柱の軸線に沿い上下方向と、飛行方向の縦方向（面内）［ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｌｙ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）］と飛行方向に直交する方向の縦方向（面内）［ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｌｙ（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）］とに伝わる。振動吸収装置をハブに取りつけることにより実際上発生源において回転翼への横方向空気流に固有の励振作用を最小にすることができる。
【０００３】
従来のバイフイラ（ｂｉｆｉｌａｒ）装置は、取付けられたおもりの大部分が有効でないという欠点がある。さらにこのような装置は、高い遠心力界において滑動金属面又は転動金属面に依存し、このことは信頼性及び保全性の見地から望ましくない。
【０００４】
従来使われている他のシステムは、支柱内に取付けたボール継手へのおもり取付けによりロータヘッドの頂部に取付けたおもりである。各ばねにより、質量を中心点に置きおもりを水平面内で羽ばたき運動をさせる。これ等の装置は、中空の回転翼支柱をふさぐ上下方向保持体を設けるのにボール継手に依存する。取付けたおもりの大部分は振動低減に利用できない。同様な構造では、内端部を支柱に又外端部をおもりにそれぞれボルト締めたばねアームを使う。これは、又おもりのかなりの部分を有効には使わない複雑なシステムである。
【０００５】
他の装置では、空気を充てんした袋と機械的ばねとから成る群を質量の支持に使わなければならない。これ等の袋内の圧力を変えてこの装置を調整することができる。このような装置は文献には記載してあるが、これ等の装置は工業的に使われていない。
【０００６】
一層有効になるように、振動吸収システムは５方向全部［面内の前方及び側方上下方向、縦揺れ（ｐｉｔｃｈ）及び横揺れ（ｒｏｌｌ）の方向］で反応を示されなければならない。本発明は一態様では、おもみが５方向のすべてで重量が振動を有効に補償する振動吸収装置を提供する。本発明は又、回転翼支柱の軸線に沿い穴を持つように構成できるという利点を持つ。このような穴は、電気配線及びその他の導管を回転翼支柱の内部に回転翼羽根の上方及び振動吸収装置の下方で通すことができるという利点を持つ。このようにして、支柱取付けのサイト・アンド・スリップ環（ｓｉｇｈｔ  ａｎｄ  ｓｌｉｐ  ｒｉｎｇ）のような回転翼装置の上方で容易に連結できる。他の態様では、本発明は、振動吸収装置の質量を変えることにより各別のヘリコプタ回転翼システムの振動が最小になるようにするという利点がある。他の態様では本発明は、振動を低減する際に従来の振動吸収装置より一層小さい質量を一層有効に使えるようにする運動制限体の使用に関する。他の態様では本システムは、保守が簡単で又検査も簡単である。この吸収装置は又、本システムを重複させるのに多重の荷重経路を設けることができるという利点がある。
【０００７】
【発明の開示】
本発明は、質量を静止状態時に支持骨組から間隔を隔てて保持しこの質量を全方向に動かすことができ面内に位置させたばねにより質量懸架ができ、作動時には質量の移動を制御し又この質量を制限体周囲に移動させる運動制限体を提供する。
【０００８】
１実施例では本発明は、直交軸線を持ちこの軸線のまわりに運動制限体を位置させ、この運動制限体から２つ又はそれ以上の面内端板が延びるようにした台板と、前記各端板間に配置され下側、上側及び面外側を持つ質量部材と、この質量部材の各端板及び面外側（ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ  ｓｉｄｅ）の間に挿入され前記質量部材を前記各端間で間隔を隔てこれ等の各端板から間隔を置いて又前記台板の静止状態時のこの台板から間隔を置いて保持するようにした少なくとも１個の面内ばね（ｉｎ−ｐｌａｎｅ  ｓｐｒｉｎｇ）とを備える。前記質量部材は運動制限体を囲む円筒面を下側に持つ。好適な実施例では、運動制限体は、軸線のまわりに回転できる接触環である。質量の円筒面は、質量部材が振動する際に接触環に接触し又接触時に運動制限体のまわりに動く、頂板は、質量部材の上方に位置させ台板に取りつけることができる。頂板、台板及び質量部材は、それぞれの中心を通り面外軸線に沿って整合した通路を備えるのがより。別の実施例では、それぞれ端部を持つ１個又は複数個の下部の面外ばね（ｏｕｔ−ｐｌａｎｅ  ｓｐｒｉｎｇ）は、つる巻き形受けによって保持され質量部材を台板から間隔を置いて保持し、そして１個又は１個以上の上部の面外ばねは質量部材及び頂板の間に位置させたつる巻き形受け内に受入れ質量部材を前記板から間隔を隔てて保持する。
【０００９】
別の実施例では、本発明は台板直交軸線のまわりに上向きに延びる運動性制限体を持つ台板と、ばね位置決め装置と、前記台板から延びる２つ又はそれ以上の端板と、これ等の端板の間に位置させた質量部材と、前記の各端板及び質量部材の間の１個又は１個以上の予備圧縮した面内ばねと、前記の台板及び質量部材の間に位置させた２個又はそれ以上の下部の面外ばねと、前記の台板及び／又は端板に取付けた頂板及び質量部材の間に位置させた２個又はそれ以上の上部の面外ばねとを備えた振動吸収装置を提供する。質量部材は、静止状態にあるときに台板、頂板及び各端板から間隔を置いて支えられ、この質量部材がばねだけにより支えられるようにしてある。各面外ばねは各端部にばね受け（ｓｐｒｉｎｇ  ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）を備えるのがよい。
【０００１０】
他の態様では本発明は、両端部に接線方向延長部分を持つコイルばねとこのばねの端部のばね受けとを持つばねアセンブリを提供する。このばね受けは、ばねの端部に合う寸法のつる巻き形みぞを持つ。ばねワイヤはその全長にわたり一様な横断面を持つのがよい。
【００１１】
他の態様では、基板には中心通路を設けてある。又この通路のまわりに運動制限アセンブリを取付けてある。この運動制限アセンブリは、好適な実施例では軸受けを備える。この軸受け接触環が基板に対し回転運動できるようにしてある。
【００１２】
他の態様では本発明は、全質量を増し又は減らすように質量部材に対し質量調整おもりを加え又は除くようにしてある。このことは各別の航空機特性に対し吸収装置を調整するのに役立つ。
【００１３】
以下本発明をその好適な実施例について添付図面により詳細に説明する。
【００１４】
本発明は、回転翼支柱の回転による振動を低減するように動的に調整されるばね質量システムを持つ振動吸収装置にある。本発明の振動吸収装置は、回転翼羽根により誘起する回転ごとの振動を低減するように調整することができる。たとえば４枚羽根システムでは振動吸収装置は４回転ごとの振動を低減するように調整し、又３枚羽根システムではこの吸収装置は３回の回転ごとの振動を低減するように調整する。同様にこのシステムは、異なる数の羽根を持つシステムに対し回転ごとの振動を低減するように調整する。本発明は、静止状態にあるときに少なくとも２個の面内ばねによりつり下げた可動の質量を使う。「面内（ｉｎ−ｐｌａｎｅ）」とはこれがこの種の技術に一般に使われているのにこの場合、回転翼羽根が通過して移動する平面又はこの平面を呼ぶのに使う。従ってこの質量部材は５方向全部に移動できることにより振動の有効な吸収ができる。本吸収装置はばねの選択により調整でき、ばね率はつり下げ質量の増減により調整することができる。質量部材の重量は、質量部材本体に対し加え又は除くことのできる質量調整おもりを受けるようにした質量部材を設けることにより可変にするのがよい。別の実施例では質量部材は又、質量部材の上方及び下方にばねを使うことにより（ｏｕｔ−ｏｆ  ｐｌａｎｅ）（「面内」に入射する平面内において）により支えることができる。
【００１５】
本発明を、台板が下面であるとして述べる。しかし本装置は台板を最上部部分として前記したのとは逆の位置で作動させることができるの明らかである。
【００１６】
図１Ａ及び図１Ｂは本発明の振動吸収装置２０の展開図を示す。本発明は台板２２を備える。台板２２は、台板２２にほぼ直交する軸線２６のまわりに台板２２を貫く通路２４を形成してある。台板２２は、任意所望の形状を持ち、扁平でもよいし又は異なる輪郭を備えてもよい。台板２２は又、ボルトが貫通するボルト穴２８を形成して吸収装置を羽根ダンパに取付けたボルトに取付けることができる。
【００１７】
軸線２６のまわりで台板２２から円筒形運動制限体（ｍｏｔｉｏｎ  ｌｉｍｉｔｅｒ）３０が延びている。運動制限体３０は、ポリテトラフルオルエチレン（テフロン）のような自動開滑材料から成る外側同心環を持つ円筒形金属製内管から作ることができる。しかしこのような材料の性能は、低温により影響を受けるから、運動制限体の好適な構造は、図９に示されなお詳しく後述する。台板２２から上方に保持壁３４が延びている。保持壁３４は、ばね３６が貫通できる穴３５を形成してある。締付け端板３３は一体のばね受け３７（図１の左側に示してある）を備える。或は締付け端板３３は、ばね受け４３の位置合わせピン４１（図１の右側に示してある）を受入れる通路の形のばね位置決め受け３９を持つことができる。締付け端板３３は、面内ばね３６を当てがう面外表面を形成する。好適な実施例では、本吸収装置を組立てるときに全部のばねを前もって圧縮する。これ等のばねは、質量部材が振動荷重に応答してばねに向かい移行するので使用時にさらに圧縮される。
【００１８】
面内ばね保持構造物（ｉｎ−ｐｌａｎｅ  ｓｐｒｉｎｇ  ｒｅｔａｉｎｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）４５（図示の実施例で組立てた際の保持壁３４及び締付け端板３３）は軸線のまわりに対称に位置させるのがよい。面内ばね保持構造物４５の個数は、使用する羽根の枚数又は使用羽根の複数倍に等しくするのがよい。たとえば２枚羽根回転翼システムでは２個又は４個の面内ばね保持構造物が有用である。３枚羽根システムは、３個、６個、又は９個の面内ばね保持構造物を使うのが好適である。
【００１９】
各保持壁３４の間に、台板から延びる側壁３８が延びるように設けてある。各側壁３８は、必ずしも必要ではないが、破損したばねを保持し振動吸収装置２０に入込む異物を最小にするのに望ましい。側壁３８には保守作業員が振動吸収装置２０を分解しないで検査できる１個又は複数個の検査孔４２を設けることができる。
【００２０】
別の構造では振動吸収装置は面外ばねを備えることができる。振動吸収装置は面内ばねだけを使って構成するのが好適である。台板２２は又面内ばね位置決め受け３２を形成することができる。図示のようにこの実施例ではばね位置決め受け３２は通路である。
【００２１】
面内ばね３６は外側端部４４及び内側端部４６を持つ。面内ばね３６の外側端部４４は、面内ばね受け３７又はばね受け４３或はばね案内を設けることのできる締付け端板３３に当てがう。ばね３６の内側端部４６は、面内ばね案内５０を設けることのできる質量部材４８に当てがう。面内ばね案内５０は、図５Ａ、５Ｂ及び５Ｃに示すようにばね内にはまる突起でもよく、又はばねの外形を囲む穴でもよく、又はばね受けでもよい。好適な実施例では質量部材４８は、対称形であり面内に実質的に直行する振動吸収装置の面外軸線２６のまわりに穴５２を形成する。質量部材４８の下側は、これから延び運動制限体（図１Ａには示してない）の直径より大きい直径をもつ円周壁を形成する。質量部材４８はその下側で又下部面外ばね位置決め受け５４を形成する。好適な実施例では位置決め受け５４は、面外ばね（ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ  ｓｐｒｉｎｇ）５８の上端部でばね受けに位置させた割出しピン（ｉｎｄｅｘ  ｐｉｎ）５６を受入れる通路（図示してない）を設けてある。面外ばね５６の下端部に位置された下部受けの割出しピン６０は台板２２のばね位置決め受け３２により受ける。これ等のばね位置決め受け３２は後述するばねの端部を受入れるように質量部材につる巻形みぞを持つばね受けでよいのはもちろんである。この場合図５Ａ、５Ｂ及び５Ｃに示した各別のばね受けは必要がない。面外ばねは台板２２の平面に直行してすなわち面内に対し上下方向に位置させるのがよい。
【００２２】
本発明振動吸収装置を面内ばねだけで構成すると、面内ばねは、静止状態にあるときに、この質量部材が台板及び頂板とばね保持構造物とから間隔を置くように、この質量部材をつり下げて保持する。すなわちこの質量部材は５方向に自由に移動する。
【００２３】
別の実施例でも又面外ばねを使うことができる。各ばね５８は質量部材４８を台板２２から間隔を隔てて保持するのに十分な長さを持ち質量部材４８を振動荷重に応答して台板２２に向かい下方に動かすことができる。質量部材４８は又、所望の形状を持つ上部ばね位置決め受け６２を設けることができる。図１に示すように上部面外ばね５８の下端部に位置させたばね受けの下部割出しピン６４を受入れる通路を設けてある。ばね６６の頂部に位置させた上部割出しピン６８は、頂部７０のばね位置決め受け（図示してない）に受入れる。好適な実施例では頂板７０は、これを貫いて軸線２６のまわりに延びる通路７２を形成する。頂板７０には又１連の穴７４を設けられ、頂板７０を台板２２及び／又はばね保持構造物に及び／又は側壁に連結するようにボルトを通すことができる。組立てたときに上部の面外ばね６６は、質量部材４８をこの質量部材が上方に動くように頂板７０から間隔を置いて保持するのに十分な長さを持つ。
【００２４】
振動吸収装置を組立てるときは、面内ばね３６は前もって圧縮するのがよく、使用した場合に下部面外ばね５８は前もって圧縮するのがよく、又使用する場合に上部面外ばね６６は前もって圧縮するのがよい。すなわち質量部材４８にたいし３本全部の軸源に沿い押圧力を及ぼしこの質量部材４８の移動に抵抗する。
【００２５】
面外ばねを使う場合には振動吸収装置の構造に対しては面外ばねの構造及びその保持方式が重要であることが分った。質量部材に加わる主な力は面内である。質量部材の運動は、面外ばねも又使うときに主として面内ばねにより抵抗を受ける。しかし面外ばねも又面内における質量部材の運動に抵抗する。圧縮でたわみを生じたコイルばねは、ばねワイヤのねじれ運動により主としてせん断応力を受ける。せん断応力に対し適性な寸法に定めると、従来の閉じた研削端部を持つコイルばねは、端部のフレッチング（浸食）が最小である間は適当な疲労寿命を持つ。このようなばねは面内ばねには有用である。コイルばねがせん断運動（とくに運動質量及び回転翼システムの場合のように章動（ｎｕｔａｔｉｏｎ）」）を受けると、圧縮だけに基づくせん断応力のほかに面外ばねの両端部に著しい曲げ応力を誘起する。この章動は、同板の揺動回転運動を示す。従来の閉じた／研削端部付きばねは、本発明の別の実施例に面外ばねとして使うと寿命が極めて短いことが分った。耐食ばね受けを設けるとフレッチングが最小になりばね寿命が著しく延びることが分った。図３Ａ及び３Ｂは、面外ばねにとくに有用な不研削／開き端部付きコイルばね８０を示す。不研削／開き端部付きばね８０は各端部に接線方向延長部分８２を持つ。接線方向延長部分８２は、適正な受けに受けると、ばねの回動を防ぐことによりフレッチングを最小にしねじ効果によるばね圧縮度の変化をなくす。図４は開き端部付きばね８０を各端部に位置させたつる巻きばね８４とを示す。本発明の好適な実施例では面外ばね５８、６６は各端部に位置させたばね受け８４を持つ。ばね受け８４は、図示のように別個の部品でもよく、又は台板、質量部材及び頂板に一体に形成してもよい。これ等のつる巻きばね受けは又面内ばねに対して使ってもよいが好適な実施例では必要がない。
【００２６】
図５Ａ、５Ｂ及び５Ｃにはつる巻きばね受け８４を詳細に示してある。図５Ａはつる巻きばね受け８４の平面図である。（各図面で同様な参照数字は同様な品目を示す）。つる巻きばね８４は、つる巻きみぞ９０を形成した本体８８を持つ。つる巻きみぞ９０は、不研削／開き端部付きばね８０の端部を受入れ延長部分８２をばねの端部に保持するように寸法を定めてある。延長部分８２は、みぞ９０内に受入れたときにつる巻ばね受け８４に対するばねの回動を防ぐ。本体８８から上方に、ばねの保持に役立つようにばねの内径内にはまる寸法にした内側ばね案内面９２が延びている。本体８８から反対方向に割出しピン９４が延びている。好適な実施例では割出しピン９４は質量部材、台板及び頂板のばね位置決め受け内に挿入してある。或はばね受けは、台板、質量部材及び頂板に一体に形成してもよい。しかし組立てを容易にするには別個のばね受け単位８４が好適である。
【００２７】
従来の閉じた／研削端部付きばね７６を図２に例示してある。このようなばねの端部７８では、端部巻き輪はこのばねが偏平な表面７９が得られるように可変な厚さを持つ。このような従来のばねは面内ばね３６には有用である。振動吸収装置２０では、この振動吸収装置に加わる主方向力は回転翼の平面内にある。面外方向に加わる力ははるかに弱い。すなわち面内ばね３６は一般に、面内ばね５６、６６よりはるかに高い圧縮ばね率を持つ。面内ばねは、従来の閉じた／研削端部付きばね又は図３Ａ、３Ｂ及び４に示すようなばねでよい。運動に抵抗するには、面内ばねは質量部材の面内移動に抵抗する面外ばねの影響の要因（ｆａｃｔｏｒ）でなければならない。
【００２８】
図６Ａないし６Ｄは質量部材４８を示す。図６Ａは質量部材４８の平面図である。質量部材の本体９６は、任意所望の形状を持ち図示のように質量調整おもりを加えられる区域を備えている。図６Ｂは図６Ａの横断面図である。本体９６からボルト９８が延びている。各ボルト９８は、質量調整おもりを質量部材４８に取付けるのに利用する。質量部材４８は、円筒形内面９９を持つ下部突出部９７を備える。図６Ｃは、下部面外ばね５８及び上部面外ばね６６を持つ質量部材４８の側面図である。図６Ｄは図６Ａの下面図である。図６Ｄは、軸線及び通路５２に同心の内側円筒面９９を形成する突出部９７をもつ質量部材５８を示す。
【００２９】
図７Ａは、質量部材４８に取り付けるように寸法を定めた質量調整おもり１０２を示す。質量調整おもり１０２はボルト通路１０４を形成する。好適な実施例ではおもり１０２は、振動吸収アセンブリの中心軸線と同心の中心通路１０６を形成する。好適な実施例では、台板、頂板及び質量部材内の各通路は吸収装置が静止状態にある場合に共通の軸線を持つ。図７Ｂは図７Ａの７Ｂ−７Ｂ線に沿う質量調整おもり１０２の断面図を示す。おもり１０２は、必要に応じ質量部材４８に取付けた調整おもりである。図示の実施例では各おもりは、通路１０４にボルト９８を通すことにより取付ける。各おもりは、振動吸収装置を特定の各航空機に会うようにするのに質量部材に対し加え又は取除く。
【００３０】
図８は、回転翼ハブ・アセンブリ１２５のエラストマー質ダンパ・アセンブリ１１４のボルト１１２に取付けた振動吸収装置２０の部分縦断面図である。回転翼の支柱１１０は、これを貫く通路１１６を形成してある。支柱１１０の頂部に、貫通路１２０を持つ回転翼の支柱ナット１１８を設けてある。図示のように質量部材４８には複数個の調整おもり１０２が取付けられ振動吸収装置を特定の航空機に適合するように加える付加的質量を形成する。
【００３１】
図８は振動吸収装置２０の運動制限体１３０の好適な実施例を示す。運動制限体１３０（図に詳細に示してある）は、ボルト１３２により台板２２に保持することができ、又は台板に一体に形成することができます。さらに質量部材４８はゴム緩衝体１３４を設けることができる。
【００３２】
図９は、質量部材４８、１連の調整おもり１０２及び台板２２を示す部分縦断面図である。図９には運動制限体１３０を示してある。好適な実施例では台板２２は、ボルト１３２が貫通する通路１３８を形成するフランジ区分１３６を備える。台板２２から上方に、軸受受け面１３１と外方に延びる下部肩部１３８’が延びている。軸受け１３３は、これが肩部１３８’に接触するまで表面１３１に押当てられる。軸受１３３は、内レース１４２及び外レース１４６とボール１４８とシール１５０とを持つ。次いで締付け環１４０は表面１３１に押当てられ軸受け１３３を肩部１３８’に当がう。接触環１４４は軸受１３３の外側に押付けられる。連結環１４４は、軸受外レース１４６に当たる上部の内方に延びる唇状部１４９を取付け接触環１４４が軸受１３３から滑動して離れないようにする。締付け環１４０のフランジ１４５は接触環１４４に向かって延び汚れや異物を軸受１３３に入らないようにそらせる。質量部材４８には交換環１４３を設けてある。ゴム製の緩衝体１３４は交換環１４３の内面に取付けることができる。交換環１４３は、緩衝体１３４をその磨耗後に交換できるようにするのに有用である。作動時には緩衝体１３４が接触環１４４に接触するようになるのに十分なだけ質量部材４８が移動し又は変位すると、衝撃により接触環１４４を移動質量部材４８と共に移動させることによって運動制限体３０のきず跡や損傷を最小にする。作動中に移動質量部材４８は、図１８に示すように運動制限体にはほぼ連続して衝突し急激な振動を生ずる。
【００３３】
図１８は、接触環１４４を示し又質量部材４８が振動する際の緩衝体１３４の場所を示す。第１の位置２５０では緩衝体１３４は接触環１４４に点２５２において接触する。質量部材が運動制限体のまわりに移動に伴い接触点２５２が移行し、たとえば第２の位置２５４において緩衝体１３４は点２５６で接触する。質量部材４８は、面内ばねが防げるから運動制限体のまわりに回動しない。しかし質量部材４８は、各ばねがたわむ際にわずかな回転運動を生ずることができる。主として質量部材は運動制限体のまわりに動き、この運動制限体及び質量部材の間の接触点は接触環が質量部材の運動に伴い旋回する場合に絶えず変化し又は同じままでになうりょうにする。従来の振動吸収装置では、適正に調整した振動吸収装置は、過移動止めに接触するのに十分なだけ移動する質量部材を備えない。
【００３４】
本発明はその機能が従来の振動吸収装置とは異なる。従来の振動吸収装置はその振動構造への取付点のまわりの局部区域の振動を最小にし、又この振動構造の片持ちばり振動数は減少させる必要のある振動の振動数に適合させる。又は本発明は、回転システムで回転翼航空機ハブに取付けられ、このハブの取付点でなくてハブから遠く隔てた胴体で振動を減らすようにする。従って本吸収装置の片持ちばり振動数は、本発明振動吸収装置及び取付点（この場合はハブ）の振動が最高になり（従来の吸収装置とは異なって）しかも胴体の振動は最低になる場合に本発明振動吸収装置がシステム共振振動数でまたはこれに近い振動数で作動するように調整する。
【００３５】
この点は、振動吸収装置及びハブを表わす２つの自由度のばね質量システムの振動数応答を示した図１３に例示してある。これ等の計算に対する方程式は、  ポレンテイス−ホール・インコーポレイテッド（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ，Ｉｎｃ．）から刊行かれたウイリアム・テー・トムソン（Ｗｉｌｌｉａｍ  Ｔ．Ｔｈｏｍｓｏｎ）を著者とする「セオリー・オブ・バイブレイション・ウイズ・アｐｒイケイションズ）（Ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）の５．５節に認められる。図１３では小さい質量（ｍ）及びばね（ｋ）は振動吸収装置を表わす。大きい質量（ｍ）及びばね（ｋ）は、応答によりハブの振動を表わす主動的システムを表わす。ハブ（Ｍ）の変位はＺにより示してある。図１４において小さい質量（吸収装置）及び主質量（ハブ）の変位の振幅を共にプロットしてある。同様に位相情報を図１５に示してある。図１５では胴体の振動を減らす必要のある振動数すなわち作動振動数Ｗｏで示してある。作動振動数がシステム共振振動であるか又はこれに極めて近いのは明らかである。この場合吸収装置及びハブの両方の振幅が最大である。又図１４に示すように作動振動数より低い振動数Ｗｃ（片持ちばり振動数）においてはハブ運動は最低である。Ｗｃは吸収装置の次式で与えられる片持ちばり振動数に対応する。
【００３６】
【数１】
0004000342.tif 000002
【００３７】
従来の振動吸収装置ではＷｃは、ハブ運動が最低になる作動振動数に等敷く成らなければならない。図１４及び１５に示すように本発明ではこのようにはならなくて、この場合作動振動数において［ｎ回転（ｎ＝羽根の枚数）において］ハブ運動が実質的に最高になる。
【００３８】
システム共振振動数における作動により本発明によって極めて有効な軽量の振動減少装置が得れれる。しかしこの装置は調整及び安定が極めてむずかしくなる。この装置は振動数のわずかな変化に極めて敏感である。その理由は吸収装置が共振時又はその付近で軽く減衰したシステムのピークで作動するからである。この問題は、回転システムで吸収装置の一体部分として作った運動制限体により解決された。質量部材は、任意の与えられたときに運動制限体に対し点接触しこの質量部材の運動がつねに限定され一定になうりようにする。運動制限体はこのシステムを安定にするのに役立つ、本発明を作動することにより、従来の振動吸収装置より一層高い振動振幅が得ら、同じ成績を得るのに本発明では一層軽い重量のシステムを使うことができる。これに反して従来のフラーム（ｆｒａｈｍ）は、質量部材が使用中に過移動の止めに接触することはあるとしても、めったには接触しないように設計されている。
【００３９】
振動吸収装置は回転翼ハブと一緒に回転する。回転翼ハブの振動荷重により質量部材を運動制限体のまわりの種種の点で実質的に連続的にこの運動制限体を動かしこれに接触させる。
【００４０】
各ばねは、適当な回転ごとの所望の減衰を生ずるように調整する。この調整は、ハブにおけるせん断を計測し隔離する振動数を定めることにより行うことができる。次いで力に反作用を及ぼすのに必要な重量及び変位を定めることができる。次いでばね率を計算し隔離しようとする振動数に振動吸収装置を適合させることができる。問題の羽根の枚数に対し所望の回転ごとの減衰は回転ごとの羽根振動数に依存する。第１段の調整は、初めの設定点が得られるようにばねを調整することである。各航空機の特定の特性の微調整はこの場合、調整おもり１０２を加え又は除くことにより行うことができる。以下の説明は４回転ごとシステムに対するばね調整手順を示す。この例は、面外ばねが別の実施例に使うことができるからこれ等の面外ばねを参照する。当業者には、面外ばねを持たない好適な実施例に対し式の簡略化が明らかである。調整は、面内ばね及び面外ばねのばね率と初期調整質量とを訂正することによって行われる。初期調整質量は、質量部材だけであり又は所望数の初期調整おもりを備えた質量部材である。いずれの場合にも調整質量は航空機に取付ける単位の初期質量である。初期調整質量が各調整おもみの重量と共に質量部材を含むときは、個別の航空機の特異性に対し必要に応じ振動吸収装置を調整するのに後で調整おもりを除く機会を利用できる。
【００４１】
所望のねじれ、上下方向及び縦揺れ／横揺れの振動数は、ばねの半径方向場所と調整おもりとばね率とを制御することによって得られる。このシステムの所望のばね率は、ばねの個数、直径、ばねワイヤの直径、コイルの個数及び予備圧縮の量を制御することにより得られる。
【００４２】
本発明では質量の変位と振動吸収作用とは、面外コイルばねの調整重量及びせん断力を心合わせするのに使われる、面内コイルばねに加わる圧縮力及びせん断力により生ずる。
【００４３】
各ばねに対する圧縮に基づくばね率は次の式により表わされる。
【００４４】
【数２】
0004000342.tif 000003
【００４５】
Ｐ    −  圧縮力  ｌｂ
δc   −  ばね圧縮  ｉｎ
Ｇ    −  せん断弾性係数  ｌｂ／ｉｎ2
ｄ    −  ワイヤ直径  ｉｎ
Ｄ    −  平均直径
Ｋc   −  圧縮ばね率  ｌｂ／ｉｎ
Ｎa   −  有効巻線の数
【００４６】
せん断に基づくばね率は次の式により計算する。
【００４７】
【数３】
0004000342.tif 000004
【００４８】
Ｋc   −  圧縮ばね率  ｌｂ／ｉｎ
δsh  −  せん断たわみ  ｉｎ
δpc  −  予備圧縮  ｉｎ
Ｋsh  −  せん断ばね率  ｌｂ／ｉｎ
Ｐ    −  せん断力  ｌｂ
ｆ（δpc）  −  予備圧縮の関数
【００４９】
圧縮に基づくせん断応力は次式により定める。
【００５０】
【数４】
0004000342.tif 000005
【００５１】
τ   −  せん断応力  ｌｂ／ｉｎ2
Ｋc  −  圧縮ばね率ｌｂ／ｉｎ
Ｄ   −  ばねの平均直径ｉｎ
ｄ   −  ワイヤ直径ｉｎ
Ｋw  −  応力補正係数
δ   −  たわみｉｎ
【００５２】
面内ばね率は次の式により定める。
【００５３】
【数５】
0004000342.tif 000006
【００５４】
ｎ    −  変位方向における面内ばねの個数
ｍ    −  変位に直行する方向における面内ばねの個数
ｏ    −  面外ばねの個数
Ｋ1   −  面内ばねの圧縮ばね率
Ｋ1*  −  面内ばねの横方向ばね率（せん断方向）
Ｋv*  −  面外ばねの横方向ばね率
【００５５】
図１に示した実施例に対し式は次のようになる。
【００５６】
【数６】
0004000342.tif 000007
【００５７】
上下方向ばね率は次式により定める。
【００５８】
【数７】
0004000342.tif 000008
【００５９】
Ｋv   −  面外ばねの圧縮ばね率
Ｋ1*  −  面内ばねの横方向ばね率
Ｏ    −  面外ばねの個数
ｂ    −  面内ばねの個数
【００６０】
図示の実施例に対し式は次のようになる。
【００６１】
【数８】
0004000342.tif 000009
【００６２】
ねじりばね率は次式により定める。
【００６３】
【数９】
0004000342.tif 000010
【００６４】
Ｋ1*  −  面内ばねの横方向ばね率
ｊ    −  面内ばねの個数
θ    −  面外ばねの個数
Ｘ1   −  ばね止めの中心を通過する軸線から片寄った面内ばねの長軸の隔離
Ｙ1   −  振動吸収装置の上下方向軸線から片寄った面内ばねの端部の距離
Ｘ2   −  振動吸収装置の上下方向軸線からの下部面外ばねの距離
Ｋv   −  面外ばねの横方向ばね率
Ｘ3   −  振動吸収装置の上下方向軸線からの上部面外ばねの距離
Ｙ2   −  対称軸線からの下部面外ばねの距離
Ｙ3   −  対称軸線からの上部面外ばねの距離
【００６５】
これ等の関係は図１０Ａ及び１０Ｂに線図的に示してある。Ｘ2及びＸ3とＹ2及びＹ3とはばねの設計配置によって同じでよい。図１に示した実施例ではこの式は次のようになる。
【００６６】
【数１０】
0004000342.tif 000011
【００６７】
縦揺れ及び横揺れのばね率は次の式により定める。
【００６８】
【数１１】
0004000342.tif 000012
【００６９】
【数１２】
0004000342.tif 000013
【００７０】
ｎ面内ばねの個数
ｍ面外ばねの個数
【００７１】
図１０Ｃは、質量部材に力を加える方向を示す。
【００７２】
図１０Ａ及び１０Ｂは、前記の式に応用できる質量及びばねの線図の大要を示す。
【００７３】
図１１に示すようにばねの予備圧縮は横方向ばね率に影響を及ぼす。前記の式で設定位置におけるばねの予備圧縮に対応する予備圧縮率を使わなければならない。
【００７４】
図１に示した実施例では８個の面内ばねを設けてある。寸法を考慮するとこの８個の面内ばねの構成は有用である。しかし８個の面内ばねの代りに４個の面内ばねを使うこともできる。又図１に示すように別の実施例で４個の下部の面外ばねと４個の上部の面外ばねとを使ってある。必ずしも４個の面内ばねを使う必要はなくて、上部の面内ばねが回転翼質量の軸線のまわりに対称に配置され、又下部の面外ばねを回転翼質量の軸線に対し対称に位置させてあれば、上部位置及び下部位置の両方に１個又は１個以上の面内ばねを使うことができる。図１２Ａは、各ばね止め１６６から間隔を置いた質量部材１６４を保持する４個の面内ばね１６２を備えた振動吸収装置１６０の平面図である。質量部材１６４は回転翼支柱の軸線に同心の穴１６６を設けてある。又この穴のまわりに上部の面外ばね１６８を同心に設けてある。質量部材１６４は、下部の面外ばね１７２（図１２Ｂに示してある）と上面の面外ばね１６８と頂板（図示してない）とにより台板１７０から間隔を置いて保持してある。
【００７５】
図１２Ｂは図１２Ａの１２Ｂ−１２Ｂ線に沿う断面図である。図１２Ｂでは運動制限体は図が明らかになるように示してなくて面外ばね１７２の外側に位置させてある。台板１７０は、ばね１７２の下端部を受けるつる巻きばね受け１７４を備える。つる巻きばね受け１７４のみぞの形状は、図５Ａ及び５Ｂに示したのと同じであり、単にこのみぞは台板自体に形成してある。
【００７６】
質量部材１６４は、下部の面外ばねの上部部分を受入れるように形成したつる巻形受入れみぞを持つ下面を備え、又外側上部つる巻きばねを受入れる、質量部材１６４の上面のつる巻きばね受入れみぞ１７８を備える。上部の面外ばね用の同様なつる巻形受入れみぞを頂板に設ける。面内ばね及び面外ばねのばね数は変えてもよい。各ばねは調整ができるように対称に位置させなければならない。奇数個のばねの場合には、前記の式は幾何学的形状及び力の方向を考慮して調整しなければならない。このような調整を行うことは当業者には普通のことである。
【００７７】
図１６Ａ及び１７は頂板を備えない本発明の実施例を示す。図１６は５枚羽根回転翼システムに適当な構造を示す。この場合質量部材２００は振動吸収装置の面外軸線のまわりに対称に位置させた５つの面外側壁２０２を備える。同様に５つの保持構造２０４は互いに対称に又質量部材から間隔を置いて、質量部材２００を静止状態にあるとき保持構造２０４及び台板２０６から間隔を置いて支えるようにしてある。図１６Ｂは図１６Ａの断面図である。これ等の実施例では面外ばねを使わない。又この場合運動制限体は、台板２０６の上方に延びる支持体２１０を囲むポリテトラフルオルエチレンのような自動潤滑材料から成る接触環２０８から構成してある。接触環２０８は、支持体に取付けられ又はこの接触環が前記した軸受アセンブリと同様な支持体のまわりに回転するような寸法にする。自動潤滑の緩衡パッドは、接触環２０８を囲む質量部材２００の内面に設けるのがよい。質量部材２００が動く際に、自動潤滑材料から成る緩衡パッドは、自動潤滑材料から成る接触環２０８に接触し質量部材２００を運動制限体のまわりに移動させる。
【００７８】
図１７は、互いに対称に間隔を置いた３つのばね保持構造物２２０と３個の面内ばね２２４とを備えた台板と共に３辺を持つ質量部材２２０を示す。
【００７９】
以上本発明は好適な実施例について添付図面について詳細に説明したが本発明はなお種々の変化変型を行うことができるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】本発明振動吸収装置の１実施例の要部の展開斜視図である。
【図１Ｂ】図１の実施例の他の部分の展開斜視図である。
【図２】従来のばねの側面図である。
【図３Ａ】本発明にとくに有用なばねの端部図である。
【図３Ｂ】本発明に有用な図３Ａのばねの側面図である。
【図４】本発明に有用な図３Ａのばねを使ったばねアセンブリの側面図である。
【図５Ａ】ばね受けの１実施例の端面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの横断面図である。
【図５Ｃ】図５Ａの側面図である。
【図６Ａ】面外ばねを設けた質量部材の１実施例の平面図である。
【図６Ｂ】図６Ａの横断面図である。
【図６Ｃ】図６Ａの側面図である。
【図６Ｄ】図６Ａの下面図である。
【図７Ａ】質量調整おもりの平面図である。
【図７Ｂ】図７Ａの横断面図である。
【図８】回転翼支柱及び羽根支持体に取付けた本発明の１実施例の部分縦断面図である。
【図９】図８の運動制限体を拡大して示す部分縦断面図である。
【図１０Ａ】本装置に使うばね及び質量部材の線図的正面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの側面図である。
【図１０Ｃ】運動の方向を示す線図である。
【図１１】横方向ばね率の予備圧縮の効果を示す線図である。
【図１２Ａ】本発明吸収装置の別の実施例を頂板を除いて示す平面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの横断面図である。
【図１３】振動面のばね質量の線図である。
【図１４】種々の振動数における質量部材の振幅及びハブの振幅を示す線図である。
【図１５】移動質量及びハブ運動の位相の線図である。
【図１６Ａ】５枚羽根システムの１実施例の平面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ａの拡大横断面図である。
【図１７】３枚羽根システムに適当な実施例の平面図である。
【図１８】本吸収装置の運動制限体の運動を示す平面図である。
【符号の説明】
２０        振動吸収装置
２２        台板
２４        通路
２６        軸線
３０        運動制限体
３６        面内ばね
４５        ばね保持構造物
４８        質量部材
５８，６６  面外ばね
１０２      質量調整おもり
【図１Ａ】
0004000342.tif 000014
【図１Ｂ】
0004000342.tif 000015
【図２】
0004000342.tif 000016
【図３Ａ】
0004000342.tif 000017
【図３Ｂ】
0004000342.tif 000018
【図４】
0004000342.tif 000019
【図５Ａ】
0004000342.tif 000020
【図５Ｂ】
0004000342.tif 000021
【図５Ｃ】
0004000342.tif 000022
【図６Ａ】
0004000342.tif 000023
【図６Ｂ】
0004000342.tif 000024
【図６Ｃ】
0004000342.tif 000025
【図６Ｄ】
0004000342.tif 000026
【図７Ａ】
0004000342.tif 000027
【図７Ｂ】
0004000342.tif 000028
【図８】
0004000342.tif 000029
【図９】
0004000342.tif 000030
【図１０Ａ】
0004000342.tif 000031
【図１０Ｃ】
0004000342.tif 000032
【図１０Ｂ】
0004000342.tif 000033
【図１１】
0004000342.tif 000034
【図１２Ａ】
0004000342.tif 000035
【図１２Ｂ】
0004000342.tif 000036
【図１３】
0004000342.tif 000037
【図１４】
0004000342.tif 000038
【図１５】
0004000342.tif 000039
【図１６Ａ】
0004000342.tif 000040
【図１６Ｂ】
0004000342.tif 000041
【図１７】
0004000342.tif 000042
【図１８】
0004000342.tif 000043