(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスト取付けおよびフラッピング部分（２）と、フェザリングおよびリードラグ部分（３）と、ロータブレード取付け部分（４）とを備えたヘリコプタ用フレックスビームにおいて、  マスト取付けおよびフラッピング部分（２）は、
織物複合材からなる中央部材（１０）と、
中央部材（１０）の上面に前後方向中央部で接し前後に広がる織物複合材からなる上部材（１２）と、
中央部材（１０）の下面に前後方向中央部で接し前後に広がる織物複合材からなる下部材（１５）と、
上部材（１２）の前後に広がる部分と中央部材（１０）に挟まれた一方向複合材からなる一方向部材（１１）と
下部材（１５）の前後に広がる部分と中央部材（１０）に挟まれた一方向複合材からなる一方向部材（１４）とを有し、
フェザリングおよびリードラグ部分（３）は、長手方向に直角な断面が２つのＹ字形状を脚部で結合した形状であり、
フェザリングおよびリードラグ部分（３）は、
２つのＹ字形状の脚部部分に配置された中央部材（１０）と、
中央部材（１０）の上方に配置され、長手方向と直交する方向の前端部および後端部が中央部分と平行になるように折り曲げ成形され、中央部分が中央部材（１０）の上面に接する一方向複合材からなる一方向部材（１１）と、
中央部材（１０）の下方に配置され、長手方向と直交する方向の前端部および後端部が中央部分と平行になるように折り曲げ成形され、中央部分が中央部材（１０）の下面に接する一方向複合材からなる一方向部材（１４）と、
各一方向部材（１１，１４）の中央部分の前後端の屈曲部の隅部にそれぞれ配置された複合材からなる積層材（１３，１５）と、を有することを特徴とするヘリコプタ用フレックスビーム。
【請求項２】
長手方向に直交する方向の断面形状が上下対称であることを特徴とする請求項１に記載のヘリコプタ用フレックスビーム。
【請求項３】
積層材（１３，１５）が織物複合材と一方向部材に直交する方向の一方向材であることを特徴とする請求項１または２に記載のヘリコプタ用フレックスビーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘリコプタの回転翼を支持するベアリングレスタイプハブ構造のヘリコプタ用フレックスビームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘリコプタの回転翼を支持するベアリングレスタイプハブ構造のヘリコプタ用フレックスビームにおいては、フラッピング可撓構造部とフェザリングとリードラグ運動を受け持つ弾性体構造部を必要としている。
【０００３】
この種のヘリコプタ用フレックスビームにおいて、所定の平面内間隔を互いに隔てて翼長方向に延びる互いに平行な複数条の強化複合体リブを一体の枠に形成し、薄板の複数条のリブによりねじれ易くしリードラグ剛性を低くしたフレックスビーム弾性体構造部は、たとえば、特開昭５９−５７０９８号公報に記載されている。
【０００４】
しかし、上記形式のヘリコプタ用フレックスビームでは、フレックスビーム弾性体構造部の軽量化や製作の面で問題が残っているのが現状である。
【０００５】
上記問題点を解決するために、フェザリングとリードラグ運動を受け持つ弾性体構造部を、複合材で形成した板状中央部材の中央部材の両側に一方向複合材のループ材で形成した一対の枠材配置することで構成したヘリコプタ用フレックスビームを本出願人は開発した（特開平１−１７８１００号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記形式のヘリコプタ用フレックスビームは、ねじり可撓部を一方向複合材のループ材で構成するため、長手方向と直交する方向の引っ張り強度が低く、ねじり荷重に対する強度に弱点があり、また、フラッピング可撓構造部も同様に、一方向複合材が単に積層板の両サイドに隣接配置され接着されているだけであるから、曲げ荷重に対して接着部の層間剪断強度が弱点となり、一方向複合材の繊維強度が十分生かされていないという問題を残している。
【０００７】
本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、マスト取付けおよびフラッピング部分の接着面の剪断力および曲げ剛性の増加を抑えるとともに、フェザリングおよびリードラグ部分の一方向部材の繊維と直交する方向に加わる力を大幅に減少するヘリコプタ用フレックスビームを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のヘリコプタ用フレックスビームは、マスト取付けおよびフラッピング部分と、フェザリングおよびリードラグ部分と、ロータブレード取付け部分とを備え、マスト取付けおよびフラッピング部分（２）は、織物複合材からなる中央部材と、中央部材の上面に前後方向中央部で接し前後に広がる織物複合材からなる上部材と、中央部材の下面に前後方向中央部で接し前後に広がる織物複合材からなる下部材と、上部材の前後に広がる部分と中央部材に挟まれた一方向複合材からなる一方向部材と、下部材の前後に広がる部分と中央部材に挟まれた一方向複合材からなる一方向部材とを有し、フェザリングおよびリードラグ部分は、長手方向に直角な断面が２つのＹ字形状を脚部で結合した形状であり、フェザリングおよびリードラグ部分は、２つのＹ字形状が脚部部分に配置された中央部材と、中央部材の上方に配置され、長手方向と直交する方向の前端部および後端部が中央部分と平行になるように折り曲げ成形され、中央部分が中央部材の上面に接する一方向複合材からなる一方向部材と、中央部材の下方に配置され、長手方向と直交する方向の前端部および後端部が中央部分と平行になるように折り曲げ成形され、中央部分が中央部材の下面に接する一方向複合材からなる一方向材と、各一方向部材の中央部分の前後端の屈曲部の隅部にそれぞれ配置された複合材からなる積層材とを有し、接着面の剪断力と曲げ剛性の増加を抑えるとともに、ねじりにより発生し隅部において増大する引張応力を織物複合材もしくは上記一方向部材と直交する方向に配された一方向材からなる積層材で受け一方向部材の繊維と直交する方向に加わる力を大幅に減少することで一方向材の繊維強度を十分生かすことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面につき説明する。
図１において、符号１はヘリコプタ用フレックスビームを示す。このヘリコプタ用フレックスビーム１は、中央の偏平ボス部でフラッピング可撓構造部であるマスト取付けおよびフラッピング部分２と、このフラッピング部分２の両側に延びフェザリングとリードラグ運動を受け持つ弾性体構造部としてのフェザリングおよびリードラグ部分３と、両端の偏平ボス部であるロータブレード取付け部分４とから構成されている。
【００１０】
上記ヘリコプタ用フレックスビーム１のマスト取付けおよびフラッピング部分２の中央部にはロータ回転中心５を通りヘリコプタのマストに取付けるための透孔６が形成され、また、ロータブレード取付け部分４には上下に連通するように金属ブッシュ７が埋め込まれている。
【００１１】
上記ヘリコプタ用フレックスビーム１は、図２に示すように、織物複合材からなる中央部材１０と、フィラメントワインディング装置により成形され中央部材１０の上面に接合された一方向複合材からなる一方向部材１１と、この一方向部材１１の上面中央部に配置された織物複合材からなる上部材１２と、一方向部材１１の上面両側部に側縁に沿うようにそれぞれ配置された織物複合材からなる積層材１３と、上記中央部材１０の下面に接合された上記一方向部材１１と同一構成の一方向部材１４と、この一方向部材１４の下面中央部に配置された織物複合材からなる下部材１５と、一方向部材１１の下面両側部に側縁に沿うようにそれぞれ配置された織物複合材からなる積層材１６とから構成されている。上記積層材１３，１６は、フィラメントの方向が一方向部材１１，１４のフィラメントの方向に交差する方向であれば、一方向複合材であってもよい。
【００１２】
上記ヘリコプタ用フレックスビーム１の成形方法を説明する。
まず、図２に示すように、織物複合材のプリプレグを用いて中央部材１０、上部材１２および下部材１５を成形し、一方向複合材のプリプレグを用いて一方向部材１１，１４を成形する。
【００１３】
つぎに、図６に示すように、下枠２０を設置し、この下枠２０に下部材１５と織物複合材のプリプレグからなる積層材１６と一方向部材１４と中央部材１０を順に置き、ついで、下枠２０の両側に側枠２１，２１を設置する。この場合、積層材１６は一方向部材１４の前後端の屈曲部（隅Ｒ部）２０ａに対応した部位に配置される。
【００１４】
つぎに、側枠２１，２１に一方向部材１１と上部材１２と積層材１３を順に置き、その上に上枠２２を設置する。この場合、積層材１３は一方向部材１１の前後端の屈曲部（隅Ｒ部）２２ａに対応した部位に配置される。
【００１５】
つぎに、各部材を配置した枠全体を固定し、枠全体を加熱硬化装置内に配置し、所定時間所定温度で加熱硬化処理する。
【００１６】
このようにして成形されたヘリコプタ用フレックスビーム１は、長手方向に直交する方向の断面形状が上下対称である。
【００１７】
上記マスト取付けおよびフラッピング部分２は、図３に示すように、中央部材１０と、この中央部材１０の上面の前後方向中央部で接する上部材１２と、中央部材１０の下面の前後方向中央部で接する下部材１５と、上部材１２と中央部材１０に挟まれた一方向部材１１と、下部材１５と中央部材１０に挟まれた一方向部材１４から構成され、上部材１２と下部材１５により曲げ荷重の大部分を受けることで、上部材１２と下部材１５の中央部材１０との接着面の剪断力を抑えることができる。
【００１８】
上記フェザリングおよびリードラグ部分３は、図４に示すように、中央部材１０と、その長手方向と直交する方向の前端部および後端部を中央部と平行になるように折り曲げ成形し中央部分を中央部材１０の上面に接する一方向部材１２と、その長手方向と直交する方向の前端部および後端部を中央部と平行になるように折り曲げ成形し中央部分を中央部材１０の下面に接する一方向部材１４と、各一方向部材の前後端の屈曲部の隅部に配置された積層材１３，１６から構成され、積層材１３，１６によりねじりにより発生し隅部において増大する引張応力の大部分を受けることで、一方向部材１１，１４の繊維と直交する方向に加わる力を大幅に減少させる。
【００１９】
上記マスト取付けおよびフラッピング部分２と上記フェザリングおよびリードラグ部分３の連結部分は、図５に示すように、上部材１２と下部材１５の厚みを長手方向と直交する方向の前端部および後端部において漸減している。
【００２０】
上記構成のヘリコプタ用フレックスビーム１は、フラッピング部分２において、上部材１２と下部材１５により曲げ荷重の大部分を受けることで、上部材１２と下部材１５の中央部材１０との接着面の剪断力を抑えるとともに、一方向部材１１，１４を上部材１２と中央部材１０の間、下部材１５と中央部材１０の間すなわち内部に配置することで、曲げ剛性の増加を抑えることができ、フェザリングおよびリードラグ部分３の隅部に引張強度の高い積層材１３，１６を配置したことで、ねじりにより発生し隅部において増大する引張応力を積層材１３，１６が受け、一方向部材１１，１４の繊維と直交する方向に加わる力を大幅に減少することができる。
【００２１】
実験によれば、上記構成のヘリコプタ用フレックスビーム１の疲労強度は、特開平１−１７８１００号公報に記載のヘリコプタ用フレックスビームと比較して、１５０倍以上となり、疲労寿命が向上することが確認された。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、マスト取付けおよびフラッピング部分の接着面の剪断力および曲げ剛性の増加を抑えるとともに、フェザリングおよびリードラグ部分の一方向部材の繊維と直交する方向に加わる力を大幅に減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるヘリコプタ用フレックスビームの斜視図。
【図２】本発明によるヘリコプタ用フレックスビームの分解斜視図。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った拡大断面図。
【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿った拡大断面図。
【図５】図１のＣ−Ｃ線に沿った拡大断面図。
【図６】本発明によるヘリコプタ用フレックスビームの成形手段を示す図。
【符号の説明】
１  ヘリコプタ用フレックスビーム
２  マスト取付けおよびフラッピング部分
３  フェザリングおよびリードラグ部分
１０  中央部材
１１  一方向部材
１２  上部材
１３  積層材
１４  一方向部材
１５  下部材
１６  積層材
【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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