(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マストにメインローターとスタビライザーを備え、
上記スタビライザーが上記マストに対して軸線方向にスライド自在に支持されており、
コレクティブピッチ操作にて上記スタビライザーが上下動されることにより、上記メインローターのコレクティブピッチが調整される一方、
スワッシュプレートのサイクリックピッチ操作にて上記スタビライザーの回転面が傾動されることにより、上記メインローターのサイクリックピッチが調整されるようになしたヘリコプターにおいて、
上記マストにはスピンドルが水平方向に延びて取付けられ、該スピンドルの両端部にはメインローターブレードがその中心軸線回りに揺動自在にかつピッチホーンにて揺動操作可能に取付けられ、
上記マストにはシーソースライダーが上記マストに対して回転不可能にかつ上下方向にスライド自在に支持され、該シーソースライダーにはスタビライザーシーソーが水平軸回りに揺動可能に支持され、該スタビライザーシーソーにはスタビライザーホーンが取付けられるとともに、スタビライザーバーが水平方向に挿通して取付けられ、該スタビライザーバーの両端にはスタビライザーパドルが固定され、
上記スタビライザーシーソーには一対のミキシングレバーが揺動可能に取付けられ、上記マストの下方部位には上記スワッシュプレートが支持され、該スワッシュプレートにはＸ軸方向及びＹ軸方向に対向する２対のコントロールロッドが連結され、
上記スワッシュプレートと上記スタビライザーホーンとが相互に対向する一対の第１のピッチチェンジロッドで、上記スワッシュプレートと上記ミキシングレバーの一端とが相互に対向する１対の上記第２のピッチチェンジロッドで、該ミキシングレバーの他端とメインロータブレードのピッチホーンとが相互に対向する１対の第３のピッチチェンジロッドで各々連結されていることを特徴とするヘリコプター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はヘリコプターに関し、特にコレクティブピッチの作動角度を充分に確保できるとともに各操舵量の設定自由度を向上でき、しかも部品点数を削減できるようにしたヘリコプターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘリコプターの飛行姿勢は周知のように不安定になりやすい。このように不安定なヘリコプターの飛行姿勢を安定にすべく、従来から種々の対策が実施されている。特に、無線操縦等による無人ヘリコプターにおいては安定な飛行姿勢に制御することは必要不可欠なものとなっている。
【０００３】
ヘリコプターを安定な飛行姿勢に制御する代表的なものには回転体のジャイロ効果を利用したスタビライザーがある。従来のスタビライザーを備えたヘリコプターの１例を図８ないし図１０に示す。図において、メインローターブレード１１のコレクティブピッチを増す場合、コントロールロッド１３ｘ、１３ｙを下方に引っ張り、スワッシュプレート３をマスト１４に沿って並行に下げると、図９に示されるようにピッチチェンジロッド１３ｂ、１３ｂによってミキシングレバー５、５の一端側が下方に引っ張られ、ミキシングレバー５、５は支点４ａ、４ａを中心として時計回り方向に揺動し、ミキシングレバー５、５の他端側の動きはそのレバー比に応じて縮小され、その縮小された動きによってピッチチェンジロッド１３ｃ、１３ｃが引き上げられ、ピッチホーン１０、１０が同時に揺動されて２つのメインローターブレード１１、１１のピッチ角度が増加する。コレクティブピッチを減らす場合には上記とは逆にコントロールロッド１３ｘ、１３ｙを押し上げ、スワッシュプレート３をマスト１４に沿って上昇させればよい。
【０００４】
また、スワッシュプレート３とウォッシュアウト１２のレバー１２ａ、１２ａとがロッド１３ｄ、１３ｄによって連結されており、コントロールロッド１３ｘ、１３ｙが上方又は下方に移動されてスワッシュプレート３が上下動すると、図１０に示されるようにウォッシュアウトレバー１２ａ、１２ａが支点１２ｂ、１２ｂを中心に揺動し、ウォッシュアウトレバー１２ａ、１２ａの動きはロッド１３ｅ、１３ｅによりスビライザーホーン７に伝わる。スワッシュプレート３の上下動はウォッシュアウト１２の上下動により吸収されるが、Ｙ軸回りのスワッシュプレート３の揺動はスタビライザー８、８に伝えられ、スタビライザー８、８がＹ軸回りに揺動することとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のヘリコプターでは前述の説明から明らかなように、スワッシュプレート３の上下動がミキシングレバー５により縮小されてピッチホーン１０に伝えられるので、コレクティブピッチの作動角度が不足するばかりでなく、各操舵量の設定にも限界があった。
【０００６】
また、ウォッシュアウトレバー１２ａ等の部品点数も多く、製造コスト及びメンテナンスの面で不利であるという問題があった。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑み、コレクティブピッチの作動角度を確保できるとともに各操舵量の設定自由度を向上でき、さらには部品点数を削減できるようにしたヘリコプターを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明に係るヘリコプターは、マストにメインローターとスタビライザーを備えたヘリコプターにおいて、上記スタビライザーが上記マストに対して軸線方向にスライド自在に支持されており、コレクティブピッチ操作にて上記スタビライザーが上下動されることにより、上記メインローターのコレクティブピッチが調整される一方、スワッシュプレートのサイクリックピッチ操作にて上記スタビライザーの回転面が傾動されることにより、上記メインローターのサイクリックピッチが調整されるようになしたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の特徴の１つはスタビライザーの全体をマストの軸方向へ移動可能とし、スタビライザーの上下動によってメインローターのコレクティブピッチを、スタビライザーの傾動にてメインローターのサイクリックピッチを調整するようにした点にある。これにより、ミキシングレバーのレバー比を変化させてもコレクティブピッチには影響せず、コレクティブピッチを十分に確保することができ、又操舵量の設定が制限されることがない。また、従来のウォッシュアウトを不要にでき、重量、コスト及びメンテナンス面で有利になるばかりでなく、マストを短縮でき、又リンケージの遊び（ガタツキ）を減少することができる。
【００１０】
スタビライザーはメインローターの上方に設けてもよく、又逆にメインローターの下方に設けてもよい。スタビライザーをメインローターの上方に設ける場合には下記の実施形態に示される構造を採用することができる。また、スタビライザーをメインローターの下方に設ける場合、例えば下記の実施形態におけるスタビライザーシーソーに貫通穴を形成してこれにマストを挿通してスタビライザーシーソーを揺動可能にかつ上下動可能に支持するという構造、その他これに類似する構造を採用することができる。
【００１１】
スワッシュプレートはマストに上下動自在に支持し、これを操作することによってコレクティブピッチ及びサイクリックピッチを調整できるようにしてもよく、又スワッシュプレートはマストに対して上下動を不可能に支持し、サイクリックピッチを調整できるようにする一方、コレクティブピッチについては例えばマスト内にロッドやワイヤー等を挿通し、ロッドやワイヤーの先端とスタビライザーとをリンク機構で連結し、スタビライザーを上下動させることによてコレクティブピッチを調整できるようにしてもよい。
【００１２】
スタビライザーとスワッシュプレートとの間はどのような構造で連携させてもよく、例えば次のような構造を採用することができる。
【００１３】
即ち、上記マストには上記メインローターがピッチを調整可能に支持されるとともに、上記スタビライザーが水平軸回りに揺動可能に支持され、該スタビライザーにはミキシングレバーが中間部位を支点に揺動可能に取付けられる一方、上記マストの下方部位には上記スワッシュプレートが支持され、該スワッシュプレートと上記スタビライザーとが第１のピッチチェンジロッドで、上記スワッシュプレートと上記ミキシングレバーの一端とが第２のピッチチェンジロッドで、該ミキシングレバーの他端とメインロータとが第３のピッチチェンジロッドで各々連結されており、コレクティブピッチ操作にて上記スタビライザーが上下動されて上記メインローターがコレクティブピッチを調整される一方、上記スワッシュプレートのサイクリックピッチ操作にて上記スタビライザーの回転面が傾動されて上記メインロータがサイクリックピッチを調整されるようになした構造とすることができる。
【００１４】
より具体的には、上記マストにはスピンドルが水平方向に延びて取付けられ、該スピンドルの両端部にはメインローターブレードがその中心軸線回りに揺動自在にかつピッチホーンにて揺動操作可能に取付けられ、上記マストにはシーソースライダーが上記マストに対して回転不可能にかつ上下方向にスライド自在に支持され、該シーソースライダーにはスタビライザーシーソーが水平軸回りに揺動可能に支持され、該スタビライザーシーソーにはスタビライザーホーンが取付けられるとともに、スタビライザーバーが水平方向に挿通して取付けられ、該スタビライザーバーの両端にはスタビライザーパドルが固定され、上記スタビライザーシーソーには一対のミキシングレバーが揺動可能に取付けられ、上記マストの下方部位には上記スワッシュプレートが支持され、該スワッシュプレートにはＸ軸方向及びＹ軸方向に対向する２対のコントロールロッドが連結され、上記スワッシュプレートと上記スタビライザーホーンとが相互に対向する一対の第１のピッチチェンジロッドで、上記スワッシュプレートと上記ミキシングレバーの一端とが相互に対向する１対の上記第２のピッチチェンジロッドで、該ミキシングレバーの他端とメインロータブレードのピッチホーンとが相互に対向する１対の第３のピッチチェンジロッドで各々連結されているという構造を採用することができる。
【００１５】
本発明ではスタビライザー回転面の傾動によってサイクリックピッチを調整するようにしているが、一般的にサイクリックピッチの操作を行ってから、スタビライザーの回転面が傾動を開始するのに時間遅れが生じやすい。そこで、別途、ミキシングレバーを揺動させる機構を設け、スタビライザー回転面の傾動によるサイクリックピッチの調整が開始されるまでに、ミキシングレバーを揺動操作してサイクリックピッチの調整を行うようにしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１ないし図７は本発明に係るヘリコプターの好ましい実施形態を示す。マスト１００には一対のスピンドル１０１、１０１が水平方向に延びて固定され、該スピンドル１０１、１０１にはメインローターブレード１０２、１０２がスピンドル１０１、１０１の中心軸線回りに揺動可能に取付けられ、メインローターブレード１０２、１０２にはこれを揺動操作するピッチホーン１０３、１０３が取付けられ、該ピッチホーン１０３、１０３の先端にはボールリンクが設けられている。
【００１７】
マスト１００の下部にはスワッシュプレート１０４が設けられている。このスワッシュプレート１０４ではフィックスドスター１０４ａにローテーティングスター１０４ｂがベアリング１０４ｄによって回転自在に支持され、又ローテーティングスター１０４ｂ内には軸受が形成され、該軸受にはスフェリカルボール１０４ｃが嵌入されて抜け止めリング１０４ｅによって抜け止めされ、スフェリカルボール１０４ｃにはマスト１００がスライド自在に挿通されており、スワッシュプレート１０４は全体としてマスト１００に沿って上下方向にスライド可能であり、フィックスドスター１０４ａはマスト１００に対して傾動可能に構成されている。
【００１８】
また、マスト１００の上端部にはシーソースライダー１０５が支持され、該シーソースライダー１０５はスプライン機構やガイド機構を利用してマスト１００に対して回転不可能にかつ上下方向にスライド自在に設けられている。このシーソースライダー１０５のマスト１００に対する支持構造の例を図３の(a)(b)に示す。
【００１９】
図３の(a) ではマスト１００の上端部にスリット１００ａ、１００ａを形成し、該スリット１００ａ、１００ａ内にシーソースライダー１０５の下方部位を上下方向にスライド自在に差し込むようにしている。
【００２０】
また、図３の(b) ではマスト１００の上端部にスリット１００ｂ、１００ｂを形成する一方、シーソースライダー１０５の下端には取付基部１０５ａを固定し、取付基部１０５ａにはスライダー部１０５ｂを一体的に形成し、該スライダー部１０５ｂをマスト１００のスリット１００ｂ、１００ｂ内に上下スライド自在に差し込むようにしている。
【００２１】
このシーソースライダー１０５の上端折り曲げ部はスタビライザーシーソー１０６のほぼ中央両側の嵌入穴に嵌入されてスタビライザーシーソー１０６がシーソースライダー１０５に対して揺動可能に組付けられている。
【００２２】
このスタビライザーシーソー１０６にはスタビライザーバー１０７が中心軸線方向に回転可能に挿通されて取付けられ、スタビライザーバー１０７にはその中央にスタビライザーホーン１０８が、両端部にスタビライザーパドル１０９、１０９が一体的に組付けられている。また、スタビライザーシーソー１０６の両側にはピン１１０、１１０が中央から長手方向に所定距離ずれた位置に取付けられ、該ピン１１０、１１０にはミキシングレバー１１１、１１１のピン受け１１１ａ、１１１ａが揺動可能に装着されている。
【００２３】
また、スワッシュプレート１０４のフィックスドスター１０４ａにはＸ軸方向及びＹ軸方向に対向する２対のコントロールロッド１２０ｘ、１２０ｘ、１２０ｙ、１２０ｙの一端が連結され、スワッシュプレート１０４のローテーティングスター１０４ｂとスタビライザーホーン１０８とが相互に対向する一対の第１のピッチチェンジロッド１２１、１２１で連結され、該第１のピッチチェンジロッド１２１、１２１の途中にはリング部１２１ａ、１２１ａが形成されてスピンドル１０１、１０１が挿通されている。
【００２４】
また、スワッシュプレート１０４のローテーティングスター１０４ｂとミキシングレバー１１１、１１１の一端側とが相互に対向する一対の第２のピッチチェンジロッド１２２、１２２で連結され、ミキシングレバー１１１、１１１の他端側とピッチホーン１０３、１０３とが相互に対向する一対の第３のピッチチェンジロッド１２３、１２３で連結されている。
【００２５】
次に、動作について説明する。今、コントロールロッド１２０ｘ、１２０ｘ、１２０ｙ、１２０ｙ及びスワッシュプレート１０４のフィックスドスター１０４ａは回転せず、それ以外の部分はマスト１００の回転によって上方から見て時計回り方向に一体的に駆動されて等速回転しているものとする。
【００２６】
かかる条件下において、操縦装置（図示せず）によって２対のコントロールロッド１２０ｘ、１２０ｘ、１２０ｙ、１２０ｙを操作してスワッシュプレート１０４の全体をマスト１００に沿って水平に上昇させると、図４に示されるように、第１のピッチチェンジロッド１２１、１２１によってスタビライザー全体、即ちスタビライザーバー１０７、スタビライザーホーン１０８及びスタビライザーバドル１０９、１０９も上方へ平行に移動する。
【００２７】
また、シーソースライダー１０５がマスト１００に対して回転不可能にかつ上下方向にスライド自在に支承されているので、スワッシュプレート１０４の全体がマスト１００に沿って水平に上昇すると、図５に示されるように、第２、第３のピッチチェンジロッド１２２、１２２、１２３、１２３も上方へ等量移動し、第３のピッチチェンジロッド１２３、１２３によってピッチホーン１０３が引き上げられ、メインローターブレード１０２、１０２のピッチ角度が増加し、こうしてコレクティブピッチを増加させてヘリコプターの上昇力を増大させることができる。
【００２８】
他方、操縦装置によりコントロールロッド１２０ｘ、１２０ｘのみを操作すると、ワッシュプレート１０４のフィックスドスター１０４ａ及びローテーティングスター１０４ｂをマスト１００に対して前傾させることができる。すると、図６に示されるように、第１のピッチチェンジロッド１２１、１２１によってスタビライザーパドル１０９もスワッシュプレート１０４に平行して前傾される。その後、ジャイロプリセッション作用により、図７に示されるように、スタビライザーの回転面も前傾し、第３のピッチチェンジロッド１２３、１２３によってメインローターブレード１０２、１０２のピッチが周期的に増減され、メインロータブレード１０２、１０２の回転面も前傾され、即ちサイクリックピッチが調整されてこれがヘリコプターの前進力として作用することとなる。なお、コントロールロッド１２０ｙ、１２０ｙのみを操作してスタビライザーの回転面を左傾又は右傾させると、メインロータブレード１０２、１０２の回転面も左傾又は右傾されることができる。
【００２９】
このように、スワッシュプレート１０４の上下動によってヘリコプターを上昇又は下降させ、スワッシュプレート３の傾動によって全方向へ移動させることができる。
【００３０】
以上のように、スワッシュプレート１０４とスタビライザー全体を平行に上下させるようにしたので、次のような効果を得ることができる。
▲１▼．コレクティブピッチを十分に確保することができる。
▲２▼．ミキシングレバー１１１のレバー比を変化させてもコレクティブピッチには影響せず、操舵量の設定自由度をアップできる。
▲３▼．従来のウォッシュアウト１２が不要となり、重量、コスト及びメンテナンス面で有利になるばかりでなく、マスト１００を短縮でき、又リンケージの遊び（ガタツキ）を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るヘリコプターの好ましい実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】  上記実施形態を示す分解斜視図である。
【図３】  上記実施形態におけるシーソースライダーのマストに対する支持構造の例を示す図である。
【図４】  上記実施形態のコレクティブピッチ操作時におけるスタビライザーの挙動を説明するための模式図である。
【図５】  上記実施形態のコレクティブピッチ操作時のメインローターの挙動を説明するための模式図である。
【図６】  上記実施形態のサイクリックピッチ操作時におけるスタビライザーの挙動を説明するための模式図である。
【図７】  上記実施形態のサイクリックピッチ操作時のメインローターの挙動を説明するための模式図である。
【図８】  従来のヘリコプターの構造を示す概略斜視図である。
【図９】  上記実施形態のコレクティブピッチ操作時におけるメインローターの挙動を説明するための模式図である。
【図１０】  上記実施形態のコレクティブピッチ操作時のスタビライザーの挙動を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１００        マスト
１０１        スピンドル
１０２        メインローターブレード
１０３        ピッチホーン
１０４        スワッシュプレート
１０４ａ      フィックスドスター
１０４ｂ      ローテーティングスター
１０５        シーソースライダー
１０６        スタビライザーシーソー
１０７        スタビライザーバー
１０８        スタビライザーホーン
１０９        スタビライザーパドル
１１０        ピン
１１１        ミキシングレバー
１１１ａ      ピン受け
１２０ｘ、１２０ｙ      コントロールロッド
１２１、１２２、１２３      ピッチチェンジロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004180726.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004180726.tif 000007
【図７】
0004180726.tif 000008
【図８】
0004180726.tif 000009
【図９】
0004180726.tif 000010
【図１０】
0004180726.tif 000011