JPS6218400B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ロータ・ブレード、特にヘリコプ
タのロータ・ブレードなどの空力ロータ・ブレー
ド・アセンブリの後部整流構造に関する。 〔用語の説明〕 本発明の中で使用する主な用語について説明す
る。 ａ 「複合桁部材」 現在ヘリコプタのロータ・ブレード・アセン
ブリの桁部材（空力荷重を主として受持つスパ
ン方向に長手の耐荷重構造部材）は軽量かつ強
度大にするために通常複合材料から製作され
る。「複合」なる語は「２以上の部材を単に結
合する」との意味にも使用されるが、本発明で
は、「複合材料からなる桁」とする。 ｂ 「後部整流構造」 この用語は日本の当業者にはあまり用いられ
ないが、原語の“Aft fairing structure”で、
「fairing」が「整流材」「整形材」として常用
されているので、「桁部材より後部の空気流を
整流する部分」の意味であり、本発明では「コ
ア部分、複合桁後端部材及び上、下面外板から
なる後部整流構造」の表現で使用する。 ｃ 「コア」は「発泡材またはハネカムで作るこ
とが好適な軽量コア」で、いわゆる「ハネカム
コア」の意味である。 ｄ 「レイアツプ」 この用語の「レイアツプ」と、いわゆる「接
着」との工程を明確にするために、「レイアツ
プ」とは「樹脂含浸したガラス繊維などの補強
材を型の中に入れて加工する方法」と定義す
る。 ｅ 「サブ組立品」 空力ロータ・ブレード・アセンブリは、個別
に製作された各段階での「サブ組立品」を結合
することによつて最終組立てされる。この「サ
ブ組立品」は自社内製作するか他社から調達さ
れるかの品質単位となるので、この用語を使用
する。前述の「後部整流構造」もサブ組立品の
１つである。 ｆ 本発明で使用される主な組立て治具は次の２
つである。 「接着組立て治具」：後部整流構造の組立て用
の治具、 「単一の組立て成形型」：各サブ組立品を使用
して最終組立てを行うための治具。 〔従来の技術〕 複合ロータ・ブレードの出現以来ずつと、製作
工程をへらすとか改変するとかによつて製作費を
軽減することが当業界で求められ続けてきてい
る。しかし複合ロータ・ブレードの製作は、いま
だに、個別に製作されたいくつものサブ組立品を
結合することによつて製作されている。その大部
分が硬化工程を何度も経たサブ組立品であつて、
主要なサブ組立品ごとに個別の接着組立治具を必
要とするものである。 そうした複合ロータ・ブレードの在来の製造方
法では、たとえば、つぎのようなサブ組立品およ
び最終組立品が製作される。 １ キヤツプ材、除氷ブランケツト、および前端
ブロツク、のサブ組立品。 ２ 桁のサブ組立品。 ３ 桁とキヤツプ材、除氷ブランケツト、および
前端ブロツク、のサブ組立品。 ４ 後縁くさび材のサブ組立品。 ５ 片方の外板をもつ、（機械加工なしの）後部
整流構造のコアのサブ組立品。 ６ 両方の外板をもつ、（機械加工ずみ）後部整
流構造のコアのサブ組立品。 ７ 上記３〜６のサブ組立品を含む最終組立品。 上記で容易に理解されるように、この最終組立
品は、少なくとも７つの硬化や接着の工程を必要
とする。このように多くの硬化や接着の工程を経
るブレード製作は必然的に高価となり、そのこと
だけでも好ましくない。 したがつて、こうした複合ロータ・ブレード製
造に現在必要とされている硬化や接着の全工程数
をへらして製作費を低くし、しかもブレードの構
造完全性には悪影響を及ぼさないことが望まし
い。 前記のいろいろなサブ組立品のうち、製作の経
済性および最適の構造完全性をはばむ最大要因と
なるものは桁のサブ組立品である。たとえば、硬
化工程を用いる在来公知の方法のひとつでは、構
造上の損傷を受けることのないように、その硬化
工程中に桁内部で作用する内部袋圧力に対抗して
その桁の外面に背圧を加えなければならなかつ
た。 それに適したただひとつのこれまでの方法は、
桁を１つの型内で別途に作りあげることであつ
た。この例として、特開昭50−16298号公報に
は、本明細書に添付の第９図に示す如く、３つの
桁構成部分１１２，１１３，１１４を重ね合わせ
接合で結合することによつてほぼＤ字状の中空の
複合桁部材１２′を形成し、その後面に後尾縁部
１０３を結合し、それに外板２８′，３０′を加圧
結合し、前縁近くでは、前記桁部材１２′の構成
部分である１１３と１１４との間に前端ブロツク
１８′を挿入し、構成部分１１４の前縁側表面に
除氷ブラケツト１２２とキヤツプ部材１６′とを
装架して加圧結合してあるローター・ブレード・
アセンブリが開示されている。このものは、桁部
材１２′の３つの構成部分１１２，１１３，１１
４は金型でこのＤ字状の最終形状に結合されたも
のを別途作り上げておき、その後に、この桁部材
１２′の後面に後尾縁部１０３を結合し、さらに
外板２８′，３０′を加圧結合する方法によらなけ
れば、最終組立てのローター・ブレード・アセン
ブリに完成させることはできないものであつた。 また、硬化工程を用いる別な在来の製造方法で
は、桁後端材を桁とは別個に作つておき、その桁
後端材を桁の硬化工程中にその桁に組付けるべく
している。しかし、この方法は満足なものではな
く、その悪い理由のひとつは、桁に好ましくない
表面しわが生じてしまい、ブレードの他部品との
表面接着を悪くし、その結果荷重伝達を妨げるこ
とであつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 桁はロータ・ブレードの主要な要素であるにか
かわらず、それが少なくとも前記のような理由か
らこれまでは別途製作しなければならなかつたも
のであり、完成した桁を別のサブ組立品として製
作しておく必要がない方法が完成されれば製作の
合理化が達成できることは明白である。 このように、複合ロータ・ブレードを作る方法
として、完成した桁を別途組立てておく必要がな
くて、その桁が適切に働くことを害するようなこ
とにつながる条件はいつさい生じない、というも
のの完成が望まれてきたのである。 したがつて、この発明の目的のひとつは、空力
ロータ・ブレード・アセンブリを好適例とする複
合構造を、在来のものよりも少ない工程で組立て
られるものでありながら構造完全性にもすぐれた
ロータ・ブレードに完成させることができる空力
ロータ・ブレード・アセンブリのサブ組立品とし
ての丈夫な後部整流構造を提供することである。 この発明の別な目的は、コ字形の桁後端材が別
途製作されたのち後部整流構造の構成品として組
込まれ、そののち別途製作ずみのＤ字形の複合桁
部材（以下桁と略称する）へ嵌合されることがで
きる丈夫な後部整流構造を提供することである。 この発明のさらに別な目的は、はじめに述べた
目的の空力ロータ・ブレードの後部整流構造であ
つて、この後部整流構造の外板がフエイル・セー
フ式に固着させ得るもの、を提供することであ
る。 〔問題点を解決するための手段〕 本問題点を解決するために用いる技術的手段
は、断面ほぼＤ字状の中空筒状の長手の耐荷重構
造の複合桁部材と、長手の前端ブロツクと、長手
のキヤツプ材とおよび長手の後部整流構造とから
なる空力ロータ・ブレード・アセンブリ用の後部
整流構造であつて、この後部整流構造は、 (A) 横断面形状が前端辺と上辺と下辺とを有する
ほぼ三角状のコア部分と、 (B) 前記コア部分の前端辺に固着されかつ前記桁
部材の後端部に固着されるべきスパン方向の長
さをもつと共に、断面形状が前向き開口部をも
つほぼコの字状の耐荷重構造の複合桁後端材で
あつて、この桁後端材のコの字状の内面は前記
複合桁部材のＤ字状の後方部分の上面下面後面
の外面形状と補完的な形状をもち前記複合桁部
材とともに組立てられて一体構造の完全な複合
耐荷重構造のロータ・ブレード・アセンブリの
桁を構成するように形成されている複合桁後端
材と、並びに、 (C) 前記コア部分の上辺および下辺のそれぞれ並
びに前記桁後端材のコの字状の上片および下片
それぞれの外面に固着させた上、下複合外板で
あつて、これら両複合外板の後端部が互に強度
的に連結されている上、下複合外板とからな
り、かつ (D) 前記桁後端材および両複合外板が、熱と圧力
を加えることによつて前記桁部材及び前記キヤ
ツプ材と結合されて耐荷重構造に仕上げられる
予め合成樹脂を含浸した繊維材料で作られてい
る。 ことである。 〔作用効果〕 本発明は次の点に最大特徴を有している。 空力ロータ・ブレード・アセンブリを構成す
る後部整流構造を、内在するコア部分の外面に
固着された桁後端材と上面外板と下面外板とを
互に強固に連結して、これら三者で横断面形状
が完全密閉型の強固な筒状体を構成させてある
から、この後部整流構造全体が捩り外力を受け
ても非常に丈夫である。且つこの中に位置する
コア部分の外面と前記三者の内面とが面で固着
されているから、一つのユニツトとしての後部
整流構造の全体が捩れ外力を受けても非常に丈
夫である良い作用効果を有する。 アセンブリユニツトとしての後部整流構造
を、他のユニツトを構成する複合桁部材の後端
部に連結固着するに、桁部材の後端部の上下両
面及び後面に、桁後端材のコの字形の内面を嵌
着させて固着させるから、後部整流構造の桁部
材への固着を構造及び組立結合を簡単ならしめ
乍ら、強固に固着させ得るのであるが、上面外
板と下面外板とを複合桁後端材に連結させる
に、この桁後端材の断面コの字型の形を利用し
て、その上辺及び下辺の外面に夫々、上面外板
の前端部内面、下面外板の前端部内面を面固着
させるので、上面外板と桁後端材の上部と、下
面外板と桁後端材の下部との結合を非常に簡単
な構造であり乍ら、極めて丈夫に連結結合させ
易い良い作用効果を有する。 これにより桁後端材と上面外板と下面外板と
による横断面形状完全閉曲線を構成する筒状殻
構造を非常に丈夫なものとする良い作用効果を
有する。 前記に記載したとおり、捩れ外力に対して
非常に丈夫であるから、この後部整流構造が、
空力ロータ・ブレード・アセンブリに組立てら
れて使用されている時にこの桁後端材が捩れ外
力を受けても、複合桁部材との連結部に生じる
応力が、小範囲に集中することなく、前記連結
部の広い範囲に分散され易いので、後部整流構
造と桁部材との連結部を比較的に簡単な連結構
成とさせ乍ら、実質的に丈夫な連結たらしめ易
い良い作用効果がある。 第２図の例において、上下面外板に沿つての
紙面上左右方向の応力が、後部整流構造の上下
辺の外面を介して桁部材の上下外面に伝わり易
いので、ロータ・ブレード・アセンブリに組上
つた後の使用状態において、ユニツト結合部を
介しての、紙面に沿う方向の応力の伝達が良好
であるから、ロータ・ブレード・アセンブリ全
体が使用中に、紙面に平行な捩り外力を受けて
も非常に丈夫である良い作用効果を有する。 ロータ・ブレード・アセンブリに組合わせ完
了後に使用される状態において、第２図に示す
横断面形状に、紙面に平行な面内での曲げモー
メントを受ける場合、下面外板が紙面に平行な
引張力を受けると、下面外板の前端部内面か
ら、面接合されている桁後端材の下辺の外面に
引張力が伝わり、この下辺の内面から面接合さ
れている桁部材の外面に伝わるので、アセンブ
リユニツトである後部整流構造から、他のアセ
ンブリユニツトの桁部材との結合部を介しての
力の伝達が非常に良好に行われ易い良い作用効
果を有している。この点は上面外板についても
同様である。 アセンブリユニツトとしての後部整流構造と
桁部材との結合部において、下面外板の前端部
上面と桁部材の後部下面とが桁部材の下辺の内
外面を介して連結され、上面外板の前端部下面
と桁部材の後部上面とが桁部材の上辺の内外面
を介して連結されているので、ロータ・ブレー
ド・アセンブリの上記両者の連結部の上面近く
並びに下面近くでの連結が強固にし易いので、
ロータ・ブレード・アセンブリのスパン方向を
上下に曲げる外力を受けても、曲りに強いロー
タ・ブレード・アセンブリを作らしめ易い後部
整流構造を提供する良い作用効果を有する。 以上の理由により本発明によればブレード・ア
センブリに組立てられた時、この後部整流構造に
掛空力荷重を完成した桁に十分に伝達できるもの
にすることができる。 また、桁後端材を後部整流構造の一部として形
成することによつて、たとえば３つの個別のサブ
組立品、すなわち、キヤツプ材、除氷ブランケツ
ト、および前端ブロツクのサブ組立品と、桁のサ
ブ組立品と、桁とキヤツプ材、除氷ブランケツ
ト、および前端ブロツクのサブ組立品の３つのサ
ブ組立品を製造する必要性が製造工程から除去さ
れる。さらに、桁後端材を含んだ後部整流構造
は、桁後端部材の剛性によつて、その組上げ中に
桁後端材内部で作用する袋圧力に耐えることがで
き、成形型の方から背圧を加える必要がないので
ある。この発明によるこの特徴こそ、単一の組立
て成形型を使用して、その成形型内で、キヤツプ
材、除氷ブランケツト、前端ブロツク、および
桁、が、後部整流構造とともに組立て要素として
含められ引続いて複合ブレードを形成することが
でき、あるいはそれらが種々のサブ組立品として
後部整流構造とともに複合ブレードを形成できる
に至つた要因である。 さらにまた、後部整流構造及び最終組立てを形
成するあいだに大部分の構成要素を硬化反応可能
な材料を使つて作りあげてゆくこともでき、これ
が実際に好適なものである。 つぎに、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。 まず、この発明による複合ブレード１０の細部
を示している第１，２両図を参照する。 その複合ブレード１０は、その主要部として、
Ｄ字形の桁１２、後部整流構造１４、キヤツプ材
１６、前端ブロツク１８、および翼端カバー２
０、を含む。 桁１２はほぼ四角形の付け根部２２までスパン
方向に移行する、かどを丸めたほぼＤ字形の断面
の構造として形成されている。この桁１２は中空
筒状であつて、ブレードの荷重を支える主要部材
として働き、したがつて、ブレードの複合構造を
作りあげるべく他のすべての構成要素がこれに組
付けられ、支えられる。このような支え台となる
桁であるからその外面は、ブレードの他の構成要
素を収め込んで、ブレードが翼形断面になるよう
な形となつている。 この発明の大きな特徴は、桁後部が別個の部材
２４として作られていて、それは、ヘリコプタの
運用飛行荷重だけでなしに、硬化工程を含む場合
には、この部材に施される各硬化工程での温度や
圧力の要件にも耐えることのできる点にある。 この発明によれば、その桁後端材２４は、まず
後部整流構造１４に固着されてから、後部整流構
造の一部として桁１２に付着される。 桁後端材２４は断面が総体的にコの字形の構成
であるが、それがスパン方向に移行して、ブレー
ドの付け根部２２を作りあげるために桁と適合す
る形になつている。 その桁後端材２４を除いた後部整流構造１４
は、典型例としては、発泡材またはハネカムで作
るこが好適な軽量コア２６と、上面外板２８と、
下面外板３０と、たいていの場合にはさらに後縁
くさび材３２と、を含む。この軽量コア２６と後
縁くさび材３２とを合わせたものをコア部分１２
６と呼ぶ。（第５図） 後部整流構造のこれら各構成要素は、全スパン
にわたつてひと続きの構成とするこが好ましい。
しかしまた、これら各構成要素を、それぞれがコ
ア、上面外板、下面外板、およびたいていの場合
にはさらに後縁くさび材を含む適当な個数の別個
の箱構造３４とすることもできる。組上がり状態
でそれら各箱構造間は（第１図で略示されている
だけの）間仕切りリブ３６でへだてられている。
これら間仕切りリブ３６はゴム製とすることが好
ましい。 キヤツプ材１６はチタンなどの金属で作るのが
好ましいが、侵食を防ぐことのできるものでさえ
あれば非金属材でもよい。キヤツプ材１６の本体
が金属製であろうと非金属製であろうと、いずれ
にしてもその内側の部分には非金属材部があり、
それが、桁１２および桁後端材２４とともに、ブ
レード付け根部を作りあげている。 これまで述べたいろいろな構成要素によつて定
まる各面には、このロータ・ブレード・アセンブ
リの製造をよく理解するために、明確にしておく
べき重要なものがあり、それらを説明する。 キヤツプ材１６の外面はブレードの前縁４４を
形づくり、一方その内面は、前端ブロツク係合部
４６、桁係合部４８、および後部整流外板係合部
５０、を形づくつている。これら各部がどのよう
な広さにわたつて係合しているかは第２図で明ら
かである。ブレードに除氷ブランケツトが組込ま
れている場合には、第２図のごとく、前端ブロツ
ク係合部４６はむしろ除氷ブランケツト４０と係
合している。 前端ブロツク１８には桁係合面５１が、桁１２
には桁後端材係合部５２を備えた外面が、また、
後部整流構造１４のコア２６には前端辺、後、上
辺、下辺の各面５４，５６，５８，６０が形成さ
れている。さらに、後部整流構造１４はブレード
の後縁７６を形づくる。 第２図で見られるように、ブレードアセンブリ
中で、桁１２の外面が、キヤツプ材１６とともに
スパン方向に連続した凹部５３（第５図）を、ま
た、キヤツプ材１６および前端ブロツク１８に沿
つてスパン方向に連続したスロツト５５（第５
図）を、それぞれ形成するような形状とされてい
る。 以上で、この複合ブレードのいろいろな構成要
素とそれらの相互関係とを説明したので、つぎに
第３〜７図を参照して、ロータ・ブレードの製造
について説明をする。これらの図では、製作中に
使われるいろいろな治工具のうち、この発明の理
解に必要とされる範囲のものだけを示す。 後部整流構造１４を作る準備段階として、コア
２６の下面６０は接着組立て治具の対応面６２の
傾きにぴつたりと合うように在来方法によつて切
断又は機械加工されて、（第３図のように）その
治具部６２に外板を載置したときにこのコアのセ
ルの壁面が桁後端材２４にほぼ平行するように加
工されている。あるいは、はじめからそうした治
具部６２の傾きにぴつたりと合う面６０を持つコ
ア２６を使用してもよい。 この接着組立て治具には第３図に示すようにゴ
ムパツド６６を備えた圧力ブロツク６４も付いて
いる。接着組立て治具のこれら以外の部品は示さ
れていないが、当業者にはよく知られたものであ
る。 この発明で特徴的なもののひとつとして、下面
外板３０は、硬化ずみあるいは未硬化の板材の形
として調達できる。いずれにしても、この外板は
適当な在来の接着剤を使つて、コア２６の面６０
に付着される。接着剤は対応両面に塗ることが好
ましく、付着されたコアと外板は、この接着組立
て治具にはめたまま熱と圧力がかけられて、それ
ら対応面が固着される。 この発明の特徴的なもののひとつとして、外板
３０がまず治具部６２内でレイアツプ（ここで
「レイアツプ」とは樹脂含浸したガラス繊維など
の補強部材を型の中に入れて加工する方法をい
う）され、コア２６が前述のように位置決めされ
てから、治具が組立てられて、その収納物に硬化
工程の熱と圧力とを加えられるものがある。その
硬化反応の結果として、このレイアツプされた外
板は、コア２６に固着されると同時に構造部材に
作りあげられることとなる。 部材を成形するのに、部材をレイアツプしそれ
から硬化させる技法はよく知られたものであり、
詳しく説明する必要はない。 前記したいずれかの方法によつて下面外板３０
がコア下面６０に固着されたのち、上面５８に機
械加工を施して所要の外形５８′のものとする。
すなわちこの外形面５８′は、コア上面を所要の
翼形に形成する。 つぎに、第４図に一部が示されているだけの接
着組立て治具の別の治具部６８内に上面外板２８
を載置する。ついで、第４図に示すように桁後端
材２４が配置され、さらに、すでに述べたように
機械加工ずみのコア２６およびそれに固着ずみの
下面外板３０も、このジグ内へ配置され、機械加
工面５８′が上面外板２８に、また、両外板とコ
アとが桁後端材２４に、それぞれ係合するように
される。後縁くさび材３２が含まれている場合に
は、それは下面外板３０付きの機械加工ずみコア
と組付けるなり、あるいは第４図に示されたよう
に、上面外板２８、および、下面外板３０付きの
機械加工ずみコア、に当てつけて、この治具部内
に配置して、後縁くさび材３２がコア２６の後面
５６に係合するようにすればよい。この後縁くさ
び材３２の入れ込みは、桁後端材２４の入れ込み
よりも先にする。後部整流構造１４がこのように
組立てられたところで、固着工程をはじめる準備
として、治具の残りの部分が治具部６８に結合さ
れる。そうした部分のひとつが側部７０であつ
て、それには、心棒７２と、桁後端材２４を形成
する凹部の中へ延伸する膨張袋７４とを含むもの
である。その心棒はもちろん固着工程中その桁後
端材を支持するものとなり、袋７４は係合面全体
にわたる均等な接合を得るためのものである。 すでに述べたと同様、この発明で特徴的なもの
のひとつとして、この外板２８も硬化ずみまたは
未硬化の状態で調達でき、後縁くさび材３２も所
要の形をした硬化のものでも未硬化のものでもよ
い。この場合、上面外板２８、桁後端材２４、下
面外板３０付きの機械加工ずみコア２６、および
後縁くさび材３２、は適当な在来の接着剤を各対
応面に塗布し、これら部材をこの接着組立て治具
にはめたまま熱と圧力とがかけられて、それら各
対応面が固着される。 この発明の特徴的なもののひとつとして、上面
外板２８と後縁くさび材３２とがまず治具部６８
内でレイアツプされ、上面外板３０が固着された
機械加工ずみコア２６と桁後端材２４とが前述の
場合と同様に位置決めされ、治具が組立てられ
て、その収納物に硬化工程の熱と圧力とを加えら
れるものがある。その硬化反応の結果としてその
レイアツプされた上面外板２８とレイアツプされ
た後縁くさび材３２とは、すべての係合面が固着
されると同時に構造部材に作りあげられる。 しかし、いずれの場合にせよ、桁後端材は別途
製作される。それを作るにも、まず成形型内でレ
イアツプされて、硬化工程の熱と圧力とを加える
ことによつて成形するのが好ましい。 後部整流構造１４が個別の箱構造３４からなる
場合でも、製造方法は基本的にはこれまで説明し
たものと変わらない。下面外板３０は治具部内で
横並びに置かれて、各対応のコア下面および間仕
切りリブに固着される。同時に、各箱構造のそれ
らコアと間仕切りリブとの各係合側面も固着され
るとともに、各間仕切りリブの他方の側面も隣接
の箱構造のコア側面に固着される。すでに述べた
理由から、この固着工程を行う前に、各コアや間
仕切りリブ断面の下面は、治具部分６２の傾きに
ぴつたりと合うように切断または機械加工してお
く。そののち、後部整流構造１４を作る工程はす
でに説明したと同様に進行する。コアおよび間仕
切りリブ、ならびに後縁くさび材、の上下両面の
両外板はレイアツプされそして硬化されることが
好ましい。 以上説明したものにかわる方法として前記両形
態いずれの場合にも、コアなり、コアと間仕切り
リブが所要外形面となるように上面を機械加工す
る目的で切断されたのちに、その、コア又は、コ
アと間仕切りリブの下面に、まず模擬板材を組付
ける、というものがある。そののち、その模擬板
材は取除いて、上・下両外板、桁後端材、および
必要に応じ後縁くさび材が上述方法に従つて固着
される。 この発明の特徴的なもののひとつとして、両外
板と後縁くさび材とがレイアツプされそして硬化
によつてすべての係合面が固着されると同時に、
構造部材に作りあげられる、というようにするも
のがある。 模擬板材は適当な厚さの取扱い容易な材料でよ
い。 以上説明したものに替るさらに別な方法とし
て、両面５８と６０いずれをも所望の外形に加工
ずみのコア２６、を調達することも好ましい。こ
の場合、この発明の特徴的なひとつの好適例とし
て、そうしたコア２６、両外板２８，３０、桁後
端材２４、後縁くさび材３２、を第４図に示すよ
うに組付け配備し、接着剤と所定要件の熱および
圧力を使つて係合面を同時に固着して後部整流構
造１４を作りあげる、というものがある。 この発明の特徴的なもののひとつとして、両外
板と後縁くさび材とが調達されたコアおよび桁後
端材とともに組立て中にレイアツプされ、そして
硬化によつてすべての係合面が固着されると同時
に構造部材に作りあげられるというようにするも
のがある。 後部整流構造１４が作りあげられたのち、それ
は第５〜７図に示すようにロータ・ブレード１０
の他部材とともに単一の組立て成形型７８，８
０，８２で組立てられる。 好ましい方法は、前端ブロツク１８と桁１２と
が、桁後端材２４と両外板２８，３０と後縁くさ
び材３２の場合と同じようにレイアツプされ、単
一の組立て成形型内で最終硬化工程中に構造部材
に作りあげることである。前端ブロツク１８はキ
ヤツプ材１６に直接にレイアツプされ、また、桁
１２は、膨張可能でしかもできれば剛体化できる
心棒９２にレイアツプされて、この状態で、その
キヤツプ材１６内へ配置される。 最終組立てを行うには、すでに述べたような前
端ブロツク１８、桁１２、除氷ブランケツト４
０、及びキヤツプ材１６のサブ組立品を単一の組
立て成形型の前方部分７８内に配置し、前縁治具
つまみ８４を使つて位置決めする。金属または非
金属のキヤツプ材１６を使う場合には、やつとこ
８８，９０を備えたひろげ具８６を使うのがよ
い。やつとこ８８，９０でキヤツプ材を十分にひ
ろげて、前端ブロツク１８と桁１２と、あるい
は、前端ブロツク１８と除氷ブランケツト４０と
桁１２と、がキヤツプ材内に挿入されるようにす
るとともに、桁後部材２４を備えた後部整流構造
がキヤツプ材１６および桁１２にうまく係合して
組立てできるようにするのである。 このようにブレードが組立てられて単一の組立
て成形型の前方分７８に対してぴつたりと位置決
めされたところで、その前方部分７８を（図には
示されていないが）適当な手段でそのピン９４の
まわりに回動して、第６図に示された位置を経て
第７図に示された位置とし、これによつて、後部
整流構造１４と桁の一部とが、この単一の組立て
成形型の後方部分８０内で休止するようにする。
この前方部分７８の回動中にその組立てられたブ
レードを部分的に支えるとともに後方部分８０を
適正に位置決めするために、位置決め支持具９６
と支え板９７とが設けられている。この位置決め
支持具９６は、１本の腕９８と、結合された両外
板２８，３０の端末部を受ける図に示されていな
い手段によつて互に固定できるふたつ割り構成の
受け具１００とからなるものである。この腕９８
と受け具１００とは相互に回動可能である。 両板の端末部は意図的に第３〜７図に示された
ような形にしてあるものであり、その理由は、ブ
レードが型の前方部分７８とともに安全に回動で
き、すでに述べたいずれのサブ組立品と第５図に
示す後部整流構造との組立て中に、その後部整流
構造が受け具１００の両半部分間にしつかりと支
えられていることができるようにするためであ
る。後部整流構造を第５図に示す組立品に組立て
るための手段のうち、これら腕９８と受け具１０
０以外のものはすべて従来知られているとおりの
ものであるから、図には示していない。 この成形型の後方部分８０には受け具１００の
一つの半部分を収めるくぼみ１０２が設けられて
いる。この端末部は最後にブレードから取除かれ
て、ブレード後縁７６を形成する。 第６，７両図に示すように組立てられたブレー
ドについて、この発明の好適実施例として、後部
整流構造だけをサブ組立品として含むものがあ
り、この実施例では、次の各面が係合し合つては
いるが固着はされていない。すなわち、前端ブロ
ツク１８の桁係合面５１は桁１２に係合、キヤツ
プ材１６の前端ブロツク係合部４６は場合に応じ
て前端ブロツク１８または除氷ブランケツト４０
に係合、キヤツプ材１６の桁係合部４８は桁１２
に係合、キヤツプ材１６の後部整流外板係合部５
０は後部整流外板２８，３０に係合、桁１２の桁
後端材係合部５２は桁後端材２４に係合、してい
る。 最終組立て品は、第７図に見られるように単一
の組立て成形型の上方部分８２を下げて、閉じ状
態とし、その組立てブレードに熱と圧力とをかけ
ることによつて完成される。このために、上方部
分８２は、図には示されていないプレス機に接続
されている。 さらに、第２図で見られるように、キヤツプ材
の外面と、固着された両外板および桁後端材が凹
部５３内に受けられている状態にある、ブレー
ド・アセンブリの桁後端材の区域内側の桁の内
面、との間で、すなわち、一番外側のキヤツプ材
の層、次の外板の層、その内側の桁後端材の層、
及び一番内側のＤ字状の桁の層の４層が互に固着
されたスパン方向に連続した極めて丈夫な１つの
壁が完成される。この設計は「タツクイン」式と
呼ぶものであり、タツクインされたこの壁はロー
タ・ブレードの翼形形状の前後方向の表面に沿う
剪断力に耐えて荷重伝達を極めて有効に行うこと
ができ、同時にロータ・ブレードのスパン方向の
この壁に沿う剪断力に耐えて荷重伝達を極めて有
効に行うことができ、ロータ・ブレード・アセン
ブリのスパン方向の曲げ強度及び捩れ強度に十分
に耐えられるものとすることができる。従つて、
後部整流構造を桁およびキヤツプ材と共に組立て
て堅く固着してフエイル・セーフ設計を与えるの
に極めて効果的である。これはまた、後部整流構
造への荷重伝達という見地からも効果の高いもの
である。全体として大きな荷重分布となり、ロー
タ・ブレード自体の耐荷重能力が大きくなるとい
うすぐれた長所を持つこととなる。 すでに述べたように、この発明のひとつの特徴
は、桁後端材がスパン方向に延伸して桁およびキ
ヤツプ材とともにブレードの付け根部を形成して
いることである。これら桁・キヤツプ材・桁後端
材は、ブレードの付け根部で桁と桁後端材とが好
ましくは四角形の断面を作り出すべく遷移してい
る。桁は好ましくは単一の組立て形成型内で硬化
されるレイアツプされた構造として形成されるか
ら、桁後端材が後部整流構造を越え、かつ、桁と
同じ範囲まで延伸していることが、桁が硬化工程
で正しく形成されるとを保証する。 レイアツプ方式を使用する、この発明に係る複
合ブレードの製造、にあたつて使用される操作パ
ラメータの実例をつぎにあげる。 １ レイアツプ部材として、あらかじめ含浸され
たモノ・フイラメント繊維を使う。 ２ 後部整流構造は50〜100psi（3.5〜７Kg／
cm²）、250〓（120℃）で２時間かけて硬化させ
る。 ３ 桁後端材は70〜100psi（５〜７Kg／cm²）、250
〓（120℃）で２時間かけて硬化させる。 ４ 単一の組立て成形型内での硬化工程は、桁用
袋圧力70〜100psi（５〜７Kg／cm²）で250〓
（120℃）で２時間とする。 チタンのキヤツプ材と除氷ブランケツトを使
うときは、その除氷ブランケツトをキヤツプ材
に接着させるのに、70〜100psi（５〜７Kg／
cm²）、250〓（120℃）で２時間を要する接着方
式が必要となる。 以上の説明から明らかなように、冒頭部分で述
べた発明の各目的が達成され、複合ロータ・ブレ
ードといつたような複合構造の理想的なものが得
られることとなつたのである。さらに、この発明
によれば、桁は硬化温度まで１度だけしか加熱さ
れる必要がなく、また、その硬化工程中に固着面
の接着も同時に行われて全ての固着面の接合性も
高められるので、在来の製造方法にくらべて信頼
性・安全性のすぐれたものが提供されるに至つ
た。そのうえ、後部整流外板への桁の固着がフエ
イル・セーフ構造であつて、かつ臨界の境界領域
における精密公差と困難な二次接着を無用とする
のである。 尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利
にする為に番号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明によるヘリコプタ用のロー
タ・ブレード・アセンブリの上面図、第２図は第
１図中の２−２線によるそのロータ・ブレード・
アセンブリの断面図、第３〜７各図は、この発明
によるその複合ロータ・ブレード・アセンブリ製
造各段階を示したもの、第８図は第２図中の詳細
図、第９図は従来例のロータ・ブレード・アセン
ブリ断面図である。 １０……複合ロータ・ブレード・アセンブリ、
１２……桁部材、１４……後部整流構造、１６…
…キヤツプ材、１８……前端ブロツク、２４……
桁後端材、２６……コア、２８……上面外板、３
０……下面外板、１２６……コア部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 断面ほぼＤ字状の中空筒状の長手の耐荷重構
   造の複合桁部材１２と、長手の前端ブロツク１８
   と、長手のキヤツプ材１６とおよび長手の後部整
   流構造１４とからなる空力ロータ・ブレード・ア
   センブリ用の後部整流構造であつて、この後部整
   流構造１４は、 (A) 横断面形状が前端辺と上辺と下辺とを有する
   ほぼ三角状のコア部分１２６と、 (B) 前記コア部分１２６の前端辺に固着されかつ
   前記桁部材１２の後端部に固着されるべきスパ
   ン方向の長さをもつと共に、断面形状が前向き
   開口部をもつほぼコの字状の耐荷重構造の複合
   桁後端材２４であつて、この桁後端材２４のコ
   の字状の内面は前記複合桁部材１２のＤ字状の
   後方部分の上面下面後面の外面形状と補完的な
   形状をもち前記複合桁部材１２とともに組立て
   られて一体構造の完全な複合耐荷重構造のロー
   タ・ブレード・アセンブリの桁を構成するよう
   に形成されている複合桁後端材２４と、並び
   に、 (C) 前記コア部分１２６の上辺および下辺のそれ
   ぞれ並びに前記桁後端材２４のコの字状の上片
   および下片それぞれの外面に固着された上、下
   複合外板２８，３０であつて、これら両複合外
   板２８，３０の後端部が互に強度的に連結され
   ている上、下複合外板２８，３０とからなり、
   かつ (D) 前記桁後端材２４および両複合外板２８，３
   ０が、熱と圧力を加えることによつて前記桁部
   材１２及び前記キヤツプ材１６と結合されて耐
   荷重構造に仕上げられる予め合成樹脂を含浸し
   た繊維材料で作られている 空力ロータ・ブレード・アセンブリの後部整流構
   造。