JP2013139196A - ラジコンボートにおける推進及び方向転換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】推力が大きく、小廻りが利くラジコンボートにおける推進及び方向転換装置を提供する。
【解決手段】ラジコンボートのスクリューは、互いに逆方向に回転する前段推進スクリュー１１と後段推進スクリュー１２の二段構造となっている。この前段及び後段推進スクリュー１１、１２の一部が水上に位置し、推進スクリュー羽根１１ａ、１２ａの一部が水上に露出して位置している。更に、前段及び後段推進スクリュー１１、１２内には補助スクリュー羽根９ｄ、１０ｄが組み付けてあり、後段推進スクリュー１２の後には整流器１３が取り付けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、玩具及び各種の観察用機器等を搭載して遠隔操作により水上を移動する所謂ラジコンボートにおける推進及び方向転換装置に関する。

従来のラジコンボートは、一つの推進スクリューと方向舵により推進及び方向転換を行う方式であるため、推力が小さく、また方向舵による方向転換はエネルギーのロスが多く、特に低速の場合には旋回半径が大きくなると共に高速時に舵を急激に切るとヨーイングが働き転覆の恐れがある。

このため、玩具の場合には楽しさが半減し、観察機器搭載用としてのボートの場合は迅速にポイントに到達できなかったり、小廻りが利かないために岩とかの障害物を回避できなかったりすることがある。

そこで、方向舵を廃し、スクリューの向きを変更することで方向転換を行う方式のものも提供されているが、この方式の場合、スクリュー（アウトドライブ装置）の向きを旋回方向に対して反対方向に制御することから、装置が複雑になり、遠隔操作も複雑になるという問題がある。

また、特許文献１（特開２００３−３２７１９６号公報）には、３枚羽根の前プロペラと４枚羽根を備え且つ直径が前プロペラよりも１０％程度小さい後プロペラを有する二重反転型プロペラを装備することにより、２枚のプロペラが互いに逆回転しながら推進力を同一の軸方向に発生させ、前側プロペラが発生する回転流のエネルギーを後側のプロペラで回収することにより、効率良く推進力が得られる軸系システムとなすことにより、前後プロペラの各羽根一回転当たりの進む距離が変えられるとともに、各羽根の負荷が相互に分散し、前プロペラで得られた推進力を後プロペラでさらに加速させて、流体の粘性の影響が大きい小型で狭いプロペラの駆動機構であっても、最大限の推進力を得ることができ、また、前プロペラを３枚羽根、後プロペラを４枚羽根というように後プロペラの羽根数を前プロペラよりも多くすることで、乱流発生により推力低下や泡立ちなどのプリセッションが抑えられ、各羽根の推進力を効率良く引き出すことが可能な模型ボート用のアウトドライブ装置が紹介されている。

しかし、このアウトドライブ装置の場合、２枚のプロペラの駆動系は同一のため、常に一緒に駆動されることから、一方のみの駆動あるいは回転速度を互いに変更することによる推力の制御とか方向転換の制御を任意に行うことができないと共にプロペラは船体の喫水線より下、つまりプロペラ全体が水中に位置するため、特に小廻りをスムーズに行うことができないと共に船底より下方に突出することから、特に海、川、湖、ダム湖等での使用においては、岩や障害物に当ったり、水生植物が絡みついたりする確率が高いという問題がある。

本発明は、ラジコンボートにおける推進及び方向転換装置において、叙上の如き問題点の解消を図るのが目的であって、具体的には次のとおりである。

１．ラジコンボートにおいて、船体に揚力と抗力を作用させることにより推力と旋回力の向上を図ること。

２．推進時におけるスクリューの回転エネルギーを効率良く船体に与えて高速推進を可能にすると共に駆動エネルギーを軽減して電池の寿命を延ばすこと。

３．高速で急旋回しても転覆の恐れがないこと。

４．低速時においても急旋回と小廻りを可能にすること。

５．推進スクリューの回転による造波現象を抑えてスクリューによる推力を効率良く船体に伝えること。

５．水中の障害物にスクリューが当ったり、藻等がスクリューに絡みつきにくい位置関係にスクリューの位置を設定すること。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ラジコンボートにおける推進及び方向転換装置であって、その推進及び方向転換を行うスクリューは、回転方向と羽根の角度が反対方向に設定された前段推進スクリューと後段推進スクリューの前後二段構成からなること、
前記前段及び後段推進スクリューのスクリュー羽根は、同一軸を中心として回転するドラム状の外側回転軸にそれぞれ取り付けられていると共にそれぞれの外側回転軸の内周面には内歯歯車が形成されていること、
前記前段及び後段推進スクリューの外側回転軸内の内歯歯車にはそれぞれ駆動歯車が噛合されていて、この駆動歯車はそれぞれ別々の駆動源によりその回転が制御されること、
前記前段及び後段推進スクリューは、少くとも上半の一部は水上に露出していること、
前記それぞれの駆動源を遠隔操作により前記前段及び後段推進スクリューの回転を制御する制御器が設けられていること、を特徴とするものである。

この発明によると、前段及び後段推進スクリューが同軸線上に取り付けられていると共に前段及び後段スクリューは同時に逆方向に回転することから、推力が増し、高速走行ができると共に前段と後段推進スクリューの回転を制御することにより、スピードのコントロールを任意に行うことができる。

また、前段と後段推進スクリューは、その上半の一部が船体の喫水線より上に位置しているため、スクリュー羽根は推力に併せてベクトルの働きにより進行方向に対して斜め方向の力を船尾に発生させることができ、これにより方向転換をスムーズに行うことができる。

また、スクリューの羽根の一部が水上に露出しているため、その分船底から下方に突出するスクリュー羽根の突出量が少なくなるため、岩などの障害物に当る機会が軽減され、更に加えて藻等が絡みつく心配も軽減される。

次に、請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前段及び後段推進スクリューの外側回転軸の中心には、内周面にそれぞれ内歯歯車を設けた内側回転軸が挿入されていて、この内側回転軸の外周面と外側回転軸の内周面間には前段及び後段推進スクリューの推進スクリュー羽根とそれぞれ同一方向に傾斜した補助スクリュー羽根が取り付けられていることにより、前記駆動源で内側回転軸が回転すると、これと一緒に外側回転軸が回転し、前記推進スクリュー羽根の回転で発生する推力に補助スクリュー羽根の回転で発生する推力を加えてボートの推進と方向転換性能をアップするように構成してなることを特徴とするものである。

この発明によると、外側回転軸内を流れる水流により、直進性能が高まると共に補助スクリュー羽根の回転により推力の増大を図ることができる。

次に、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の発明において、後段推進スクリューの外側回転軸の後端開口部には、整流板を並設し、この整流板により補助スクリュー羽根の回転により発生した渦巻き状の乱流を整流して後端開口部から流出させることにより、推力の低下を防ぐための整流器が取り付けられていることを特徴とするものである。

この発明によると、外側回転軸から流出する水の流れが一直線状に整流されるため、船尾付近に渦流が発生せず、推力の低下を招くことがなくなる。

次に、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前段及び後段推進スクリュー羽根の表面には、柔軟性材が被覆されていることを特徴とするものである。

この発明によると、スクリューにより指先等を傷つける心配がなく、安全な玩具として提供できる。

次に、請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、ラジコンボートは、玩具として又は水中カメラ又は探査機器を搭載したり、水上から生物又は植物又は建造物をカメラ又は観察機器で観察する際の水上移動手段として用いられることを特徴とするものである。

この発明によると、海底の地形の観察、地底からの試料の採集等に広く使用したり、有人ボートでは危険な場所での生物や動物の生態調査等を安全に行うことができる。

次に、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、ラジコンボートには、ＧＰＳ機能が搭載されていることを特徴とするものである。

この発明によると、ボートをあらかじめ定めた位置に正確に誘導したり、試料の採集あるいはカメラによる観察ポイントを地図上で知ることができる。

本発明は以上のとおり、ラジコンボートの推進及び方向転換を行う際に、スクリューの推力を効率的に船体に伝えることができると共に小廻りが利き、然もスピードを落すことなく方向転換を行うことができる。

この結果、玩具としてのラジコンボートの性能アップに伴う興味が増大し、各種の観察機器搭載用ボートにあっては迅速に観察ポイントに到達したり、危険を回避したりすることが可能となる。

（Ａ）は本発明に係るラジコンボートの全体を示す斜視図、（Ｂ）は遠隔操作機の説明図。 本発明に係るラジコンボートを水上に浮かせた状態の側面図。 本発明に係るラジコンボートの推進及び方向転換装置の説明図。 推進及び方向転換装置の分解斜視図。

本発明は、玩具としてのラジコンボートあるいは各種の観察機器等の搭載用ラジコンボートに適用が可能である。

以下、図１〜図４を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

１はラジコンボートの船体、１ａは推進及び方向転換装置、２、３は推進のための動力モーターであって、このモーター２、３は電池１６を電源としてそれぞれが駆動される。４はギヤーケースであって、この中には、右旋回用と左旋回用に独立しピニオンギヤー２ａ、３ａ、モーター２、３の回転をピニオンギヤー２ａ、３ａ、１番ギヤー５、５ａ、２番ギヤー６、６ａが収納されていて、駆動軸７、７ａを経由してその回転を駆動歯車８、８ａに伝達する。９はドラム状（中空）に形成した前段スクリュー１１の前段外側回転軸であって、この外周面には推進スクリュー羽根１１ａが放射状に設けられている。

１０は前記前段推進スクリュー１１の後部において前段外側回転軸９と同軸位置に設定された後段推進スクリュー１２のドラム状の後段外側回転軸であって、前段外側回転軸９と同径からなり、外周面には前段スクリュー羽根１１ａと反対方向に向けて後段推進スクリュー羽根１２ａが放射状に設けられている。

９ｂは前記前段外側回転軸９内の中心に同軸に形成された中空状の前段内側回転軸であって、この前段内側回転軸９ｂの内周面には内歯歯車９ａが形成され、この外周面と前段外側回転軸９の内周面９ｃ間には、前記推進スクリュー羽根１１ａと同一方向に傾斜した補助スクリュー羽根９ｄが一体に形成されている。

１０ｂは前記後段推進スクリュー１２の中心に同軸に形成された中空状の後段内側回転軸であって、この後段内側回転軸１０ｂの内周面には内歯歯車１０ａが形成され、この外周面と後段外側回転軸１０の内周面１０ｃ間には、前記推進スクリュー羽根１２ａと同一方向に傾斜した補助スクリュー羽根１０ｄが一体に形成されている。

１３は前記後段推進スクリュー１２の外側回転軸１０と同径のリング１３ａ内に棧状の整流板１３ｂを形成した整流器であって、この整流器１３は船体１側に固定されていて、回転はしない。

なお、本実施例において整流器１３はその構成上必須ではなく、あった方が渦流の発生を抑えて推力を高めることができる。

以上に説明した前段及び後段推進スクリュー１１、１２は、船体１の喫水線ａ（図２参照）よりその上半の一部が水上に位置し、推進スクリュー羽根１１ａ、１２ａの一部が水上に露出している。この露出量は、前段及び後段推進スクリュー１１、１２の直径の１／２から１／６の範囲が好ましく、この範囲を超えると推力の低下と旋回力が著しく低下を来すようになる。

符号の１４は前記モーター２、３の制御器であって、地上又は母船上の遠隔操作機１７からアンテナ１８を経由して送信された信号をアンテナ１５で受信し、モーター２、３の回転を制御する。

次に、操作例を説明すると、前進を行う場合にはモーター２で前段推進スクリュー１１を右回転、後段推進スクリュー１２を左回転に制御する。

左方向に方向転換を行う場合には、後段推進スクリュー１２の回転を止め、前段推進スクリュー１１を右回転に制御し、右方向に方向転換を行う前段推進スクリュー１１の回転を止め、後段推進スクリュー１２を左回転に制御する。

旋回時のスピードと旋回半径の制御は、上記制御に併せて推進スクリュー１１、１２の回転速度の調整で行う。

遠隔操縦は、遠隔操縦機１７の送信アンテナ１８から受信アンテナ１５へ制御信号を送信して行う。

上記実施例において、補助スクリュー羽根９ｄ、１０ｄの大きさ、ピッチは同一に設定されているが、ボートの大きさや用途及び性能の設計により変更しても良い。

推進スクリュー羽根１１ａ、１２ａの表面には、安全のために柔軟性を有する例えば樹脂材を被覆しておき、指等に傷をつけるのを防ぐように構成しても良い（請求項４）。

また、ボート１を各種の観察用機材の搭載に使用する場合には、ＧＰＳ機能を付加しておくことにより、このＧＰＳからの位置情報（地図情報）を基にボートを目的の場所へ正確に誘導したり、自動航行させたりすることが出来ると共に観察点を記録したりすることができ、特に観察点が遠い場合、あるいは岩陰であったり、樹木の陰に隠れたポイント等の場合に、あらかじめポイント情報を制御器１４内に入力しておくことにより、遠隔操縦なしで観察ポイントにボートを自動誘導させたりすることができる（請求項６）。

１ 船体
１ａ ギヤーケース
２ モーター
３ モーター
２ａ・３ａ ピニオンギヤー
５・５ａ １番ギヤー
６・６ａ ２番ギヤー
７・７ａ 駆動軸
８・８ａ 駆動歯車
９・１０ 外側回転軸
９ａ・１０ａ 内歯歯車
９ｂ・１０ｂ 内側回転軸
９ｃ・１０ｃ 内周面
９ｄ・１０ｄ 補助スクリュー羽根
１１ 前段推進スクリュー
１２ 後段推進スクリュー
１１ａ・１２ａ 推進スクリュー羽根
１３ 整流器
１３ａ リング
１３ｂ 整流板
１４ 制御器
１５ 受信アンテナ
１６ 電池
１７ 遠隔操縦機
１８ 送信アンテナ

Claims (6)

1. ラジコンボートにおける推進及び方向転換装置であって、その推進及び方向転換を行うスクリューは、回転方向と羽根の角度が反対方向に設定された前段推進スクリューと後段推進スクリューの前後二段構成からなること、
   前記前段及び後段推進スクリューのスクリュー羽根は、同一軸を中心として回転するドラム状の外側回転軸にそれぞれ取り付けられていると共にそれぞれの外側回転軸の内周面には内歯歯車が形成されていること、
   前記前段及び後段推進スクリューの外側回転軸内の内歯歯車にはそれぞれ駆動歯車が噛合されていて、この駆動歯車はそれぞれ別々の駆動源によりその回転が制御されること、
   前記前段及び後段推進スクリューは、少くとも上半の一部は水上に露出していること、
   前記それぞれの駆動源を遠隔操作により前記前段及び後段推進スクリューの回転を制御する制御器が設けられていること、
   を特徴とするラジコンボートにおける推進及び方向転換装置。
2. 請求項１の発明において、前段及び後段推進スクリューの外側回転軸の中心には、内周面にそれぞれ内歯歯車を設けた内側回転軸が挿入されていて、この内側回転軸の外周面と外側回転軸の内周面間には前段及び後段推進スクリューの推進スクリュー羽根とそれぞれ同一方向に傾斜した補助スクリュー羽根が取り付けられていることにより、前記駆動源で内側回転軸が回転すると、これと一緒に外側回転軸が回転し、前記推進スクリュー羽根の回転で発生する推力に補助スクリュー羽根の回転で発生する推力を加えてボートの推進と方向転換性能をアップするように構成してなることを特徴とするラジコンボートにおける推進及び方向転換装置。
3. 請求項１又は２の発明において、後段推進スクリューの外側回転軸の後端開口部には、整流板を並設し、この整流板により補助スクリュー羽根の回転により発生した渦巻き状の乱流を整流して後端開口部から流出させることにより、推力の低下を防ぐための整流器が取り付けられていることを特徴とするラジコンボートにおける推進及び方向転換装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前段及び後段推進スクリュー羽根の表面には、柔軟性材が被覆されていることを特徴とするラジコンボートにおける推進及び方向転換装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、ラジコンボートは、玩具として又は水中カメラ又は探査機器を搭載したり、水上から生物又は植物又は建造物をカメラ又は観察機器で観察する際の水上移動手段として用いられることを特徴とするラジコンボートにおける推進及び方向転換装置。
6. 請求項５に記載の発明において、ラジコンボートには、ＧＰＳ機能が搭載されていることを特徴とするラジコンボートにおける推進及び方向転換装置。
   
   

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