JP2013510614A - 無人回転翼機のモーター用の支持ブロック - Google Patents

Abstract

無人機の各エンジンの支持ブロック１３０は、支持部１３１であって、当該支持部１３１に、無人機の推進ユニット１００を駆動する電気モーター１２０と、当該モーターに連結されることを意図されている、推進ユニットの少なくとも１つの構成部材１１１が固定される、支持部１３１と、無人機を地上に支持するフット１３２と、支持部と支持スタンドとの間に延在する連結要素１３３とを備える。支持スタンドと連結要素はともに、電気モーターが支持部に固定されるように位置決めされる際に当該電気モーターのための隙間空間１３４を有する。
【選択図】図２ａ

Description

本発明は、無人回転翼機の推進グループを駆動する電気モーター用の支持ブロックに関する。

本発明は、特に、例えば戸建て住宅又はマンション内の一室のような屋内環境おいて、子どもが使用することができる無線操縦玩具の分野に特に有利な用途がある。

特許文献１、特許文献２、特許文献３又は特許文献４が、回転翼を備えたそのような無線操縦飛行玩具を記載している。

本明細書で用いる場合、「無人回転翼機」とは、既知のあらゆるヘリコプター方式、すなわち、トルク平衡ローターを備えた従来型の単一ローター方式、バナナ型ツインロータータンデム方式、同軸反転ローターを備えたカモフ方式、及び４つの固定ピッチローターを備えたクアッドリコプター又はクアッドローター方式等を意味する。

クアッドリコプタータイプの無人機では、例えば、回転翼は、それぞれが電気モーターによって駆動される４つの推進グループから構成される。

用いられるモーター、特にブラシモーターは、その回転速度が非常に高いため、耐用寿命が限られており、ユーザーによって頻繁に交換されねばならない。

概して、モーター交換作業は、モーターを封入している保護蓋等の多くの部品、並びに、プロペラ、及びモーターの回転速度を下げるシステム等、推進グループ自体の構成部材を分解及び再組み付けする必要があるため、扱いにくいことが分かっている。

中国実用新案登録第２０１１３９９５３号 中国実用新案登録第２０１２１４０２１号 米国特許出願公開第２００４／２００９２４号 国際公開第２００７／０５２２４６号

したがって、本発明の目的は、上述の特許文献１に記載されている一般的なタイプの、すなわち、少なくとも１つの推進グループと、当該推進グループを駆動する電気モーターと、当該電気モーター用の支持ブロックとを備える無人回転翼機の、推進グループを駆動する電気モーター用の支持ブロックであって、電気モーターをその動作位置に保持することを厳密に確実にする部品以外の部品を分解及び再組み付けする必要なく、無人機のユーザーが簡単かつ迅速に電気モーターを交換することを可能にする支持ブロックを提案することである。

本発明によれば、この目的は、支持部であって、当該支持部上に、前記電気モーターと、当該モーターに連結されることを意図されている、前記推進グループの少なくとも１つの構成部材が固定される、支持部と、前記無人機を地上に支持するスタンドフットと、前記支持部と前記スタンドフットとの間に延在する接続要素とを備え、前記スタンドフットと前記接続要素はともに、前記支持部上の前記電気モーターの固定位置への前記電気モーターの配置時に、前記電気モーターのための隙間空間を提供する支持ブロックによって達成される。

したがって、モーターをその動作位置に至らせるには、モーターが支持部上のモーターの固定位置に配置されるまで、スタンドフットと接続要素とが提供する隙間空間にモーターを手動で係合させ、例えばねじ等の通常の固定手段によってモーターを支持部に固定する必要があるだけであることを理解されたい。

したがって、ユーザーは、固定ねじを外し、交換すべきモーターを隙間空間を通して取り外し、また、その逆に、新しいモーターをその固定位置に至らせるために当該モーターを同じ隙間空間を通して支持ブロック内に導入し、固定ねじを再び締める以外、部品の分解及び再組み付けの複雑な作業を行う必要がない。

したがって、推進グループ駆動電気モーターを交換することは、減速システム、プロペラ等のような他の構成部材も変更する必要なく、場合によってその制御電子回路とともに、単にモーター自体を交換するだけとなる。

二重機能、すなわち、一方で直前に記載した電気モーター用の支持だけでなく、無人機用のスタンドフットも確実にする単一部品を支持ブロックが形成し、これにより、ハル上に追加のフットを設けることを回避することにある、本発明の目的である支持ブロックの別の利点を強調しておく必要がある。その結果、風に対する面積がより小さく、ハルの質量が低減した、より単純な実施が得られる。

本発明の実施の形態によれば、前記接続要素は、前記支持部を前記スタンドフットに接続するとともに当該スタンドフットとともにスターラップを形成する２つの脚部を備える。

この配置により、支持ブロックの、フットと支持部との間に、交換作業時に交換すべきモーターのより良好な把持及びより容易な扱いをユーザーに与える、モーターへの広いアクセス面積を提供することが可能となる。

本発明は、有利には、前記支持部に固定されている、前記推進グループの前記構成部材が、前記推進装置の減速システムのクラウン歯車によって構成され、当該クラウン歯車は、前記駆動電気モーターの軸上に装着されているピニオンを介して前記電気モーターに連結されることを提供する。

このように、モーター推進装置ユニットの嵩の減少、及び幾何学形状に関する完全な位置決めが得られるため、減速システムのピニオンが電気モーターの軸によって直接支持される。

最後に、本発明によれば、前記電気モーターは、前記クラウン歯車の外側に配置されている少なくとも１つの固定手段によって前記支持部に固定される。

以下に見られるように、この構成では、そのような固定手段は、ユーザーが推進グループの構成部材に煩わされることなく、したがって、これらの構成部材を分解する必要なく、直接アクセス可能にさせることができる。

ここで、本発明の装置の例示的な実施形態を添付の図面を参照しながら記載し、図面中、同じ参照符号は図全体を通して同一又は機能上同様の要素を示す。

クアッドリコプターによって構成されている無人回転翼機の斜視図である。 図１のクアッドリコプターの推進グループの第１の斜視図である。 図１のクアッドリコプターの推進グループの第２の斜視図である。 図２ａ及び図２ｂの推進グループの断面図である。 図２ａ及び図２ｂの推進グループの上面図である。

図１には、無人機を構成しているクアッドリコプター１０であって、無人機の回転翼が、図１に見ることができるチューブ１０１_４のようなカーボンチューブによって無人機１０のポリプロピレン製ハルの中心構成部１１に接続されている４つの共面推進グループ１００_１、１００_２、１００_３、１００_４から構成されている、クアッドリコプター１０が示されている。

図２ａ、図２ｂ、図３及び図４に示されているように、全体として１００で参照される推進グループは、電気モーター１２０によって駆動されるピニオン１１２と噛合するクラウン歯車１１１と一体のプロペラ１１０を備える。ピニオン１１２及びクラウン歯車１１１はともに、電気モーター１２０の概して非常に高い回転速度を下げるシステムを形成する。

カーボンチューブ１０１は、ハルの中心構造部１１とチューブ１０１の一端に配設されたコネクター１２１との間に延びる電気リード線を包含しており、ケーブル（図には示さず）が、コネクター１２１とモーター１２０の電子カード１２２との間の電気接続を確実にする。その場合、カード１２２は無人機の中心構造部１１内に収納されているバッテリーから直流を供給されることができ、かつ、モーター１２０のための制御信号を受信することができ、これらの制御信号は、同様に中心構造部１１に位置付けられているナビゲーション電子カードによって確立される。

用いられる電気モーターは、安価であることの利点を有するブラシモーターとすることができる。

しかしながら、モーターの耐用年数は必要とされる回転速度によって限られており、このことがモーターの頻繁な交換を考慮することにつながり、ブラシモーターは有利には例えばブラシレスモーターと交換可能である。

プロペラ１１０、クラウン歯車１１１等のような他の部品を分解する必要なく、モーター１２０をその電子カード１２２とともに非常に簡単に交換することを可能にするために、推進グループ１１０が単一部品、すなわち３つの要素から構成されている多機能支持ブロック１３０の周りに作製される。

支持ブロック１３０の第１の要素は厳密に言えば支持部１３１であり、当該支持部１３１上に、電気モーター１２０及び該モーター１２０の回転速度を下げるシステムのクラウン歯車１１１が固定される。クラウン歯車１１１と噛合するピニオン１１２は、モーター１２０の軸１２３の端に直接固定される。したがって、支持部１３１は、推進グループの様々な構成部材を組み付ける機能を、単独で、非常にコンパクトに、かつ完全な位置決めによって確実にする。

本発明は、無人機１０が着陸するときに、又は地面に置かれたときに無人機１０を地上に支持するスタンドフットを提供することに別の機能を支持ブロック１３０にさらに割り当てている。そのため、支持ブロック１３０は、第３の接続要素１３３によって支持部１３１に接続されているフット１３２によって形成される第２の要素を含む。

したがって、無人機１０を地上に支持するための特に専用の幾つかのフットをハル上に設ける必要がないため、部品数が減り、風に対する面積がより小さく、重量が低減するという上述の利点が得られる。

図２ａ、図２ｂ及び図３に見ることができるように、モーター１２０をその組み付け時に支持部１３１上の当該モーター１２０の固定位置に配置する必要がある場合、又は分解する必要がある場合に、地上での支持のためのスタンドフット１３２と、接続要素１３３とがモーター１２０用の通路を形成する隙間空間１３４を提供する。蓋又は推進グループの構成部品のようないかなる他の部品も分解することなく、隙間空間１３４が、固定位置にあるモーターへの直接アクセスを与えることに理解されたい。図３に示す例では、隙間空間１３４へのモーター１２０の導入は、矢印Ｆで定めた方向に対して平行に軸方向に行われる。

他方で、モーター１２０のその組み付け及び分解時の扱いは、スタンドフット１３２とともにスターラップを形成する２つの脚部１３３ａ、１３３ｂの形態を接続要素１３３に与えることによって容易にすることもできる。その場合、無人機のユーザーは、モーター１２０への横からのアクセスの面積が広いことで、モーターの交換時に該モーターを手で適正に保持してモーターを正確にガイドすることが可能となる。

支持部１３１へのモーター１２０の固定はそれ自体、図４に示すように、クラウン歯車１１１の外側から支持部１３１に通される２つのねじ１２４ａ、１２４ｂによって大幅に簡易化される。固定ねじ１２４ａ、１２４ｂのこの位置は、プロペラ１１０が、ねじを隠すことのない位置に常に配置されることができるため、該位置へのアクセスが推進グループの構成部材によって隠されることがないことから理想的である。

要するに、交換せねばならないモーター１２０を分解するには、ユーザーは、単に以下の作業：コネクター１２１から電子カード１２２を分離し、２つの固定ねじ１２４ａ、１２４ｂを外し、かつ隙間空間１３４を通してユニットを取り外すことを行う必要があるだけである。反対に、新しいモーターを組み付けるには、ユーザーは隙間空間１３４を通してモーターをその固定位置に至らせ、２つのねじ１２４ａ、１２４ｂを締め、電子カード１２２をコネクター１２１に接続する必要があるだけである。

Claims (4)

1. 少なくとも１つの推進グループ（１００）と、該推進グループを駆動する電気モーター（１２０）と、該電気モーター用の支持ブロック（１３０）とを備える、無人回転翼機（１０）であって、
   前記支持ブロックは、
   支持部（１３１）であって、該支持部（１３１）上に、前記電気モーターと、該モーターに連結されることを意図されている、前記推進グループの少なくとも１つの構成部材（１１１）とが固定される、支持部（１３１）と、
   前記無人機を地上に支持するスタンドフット（１３２）と、
   前記支持部と前記スタンドフットとの間に延在する接続要素（１３３）と、
   を備え、
   前記スタンドフットと前記接続要素はともに、前記支持部上の前記電気モーターの固定位置への前記電気モーターの配置時に、前記電気モーターのための隙間空間（１３４）を提供することを特徴とする、無人回転翼機。
2. 前記接続要素は、前記支持部を前記フットに接続するとともに該スタンドフットとともにスターラップを形成する２つの脚部（１３３ａ、１３３ｂ）を備える、請求項１に記載の無人機。
3. 前記支持部に固定されている、前記推進グループの前記構成部材は、前記推進グループの減速システムのクラウン歯車（１１１）によって構成され、該クラウン歯車は、前記駆動電気モーターの軸（１２３）上に装着されているピニオン（１１２）を介して前記電気モーターに連結される、請求項１に記載の無人機。
4. 前記電気モーターは、前記クラウン歯車の外側に配置されている少なくとも１つの固定手段（１２４ａ、１２４ｂ）によって前記支持部に固定される、請求項３に記載の無人機。

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