JP2013521021A - 同軸反転二重回転プロペラを有する、リモートコントロール模型ヘリコプターのリンケージ装置 - Google Patents

Abstract

同軸反転二重回転プロペラを有する、リモートコントロール模型ヘリコプターのリンケージ装置が提供される。上記リンケージ装置は、サーボステアリングエンジン動作システム、テールモーター動作システム、及び受信機制御装置（４）を備えている。上記サーボステアリングエンジン動作システムは、前後動サーボステアリングエンジン動作ユニット、及び左右動サーボステアリングエンジン動作ユニットを備えている。上記受信機制御装置（４）は、上記サーボステアリングエンジン動作システム及び上記テールモーター動作システムに同時接続され、上記前後動サーボステアリングエンジン動作ユニット及び上記テールモーター動作システムが同時に協働して作動するように制御可能になっている。従来の３チャンネルまたは４チャンネル模型ヘリコプターと比較して、本発明を適用した、同軸反転二重回転プロペラを有する、リモートコントロール模型ヘリコプターは、風抵抗の性能が優れており、屋外の風に対し速く飛行可能という要件を満たす。

Description

発明の詳細な説明

〔本発明の背景〕
（発明の分野）
本発明は、模型ヘリコプターのリンケージ装置に関し、より具体的には、同軸反転二重回転プロペラを有する、リモートコントロール模型ヘリコプターのリンケージ装置に関する。

（関連技術の説明）
既存の、同軸反転二重回転プロペラを有するリモートコントロール模型ヘリコプターは、主に、着陸装置、本体、受信機制御装置、原動力伝達装置、ロータ揚力装置、バランス棒装置、及び前後動装置を備えている。

従来の４チャンネル模型ヘリコプターの前後動装置は、サーボステアリングエンジン制御システムにおける前後動サーボステアリングエンジンの動作ユニットとして具現化されている。サーボステアリングエンジン制御システムは、サーボステアリングエンジンがサーボステアリングエンジンコントロールレバーを駆動し、さらに、サーボステアリングエンジンコントロールレバーが傾斜盤を傾斜させるよう駆動し、さらに、傾斜盤がローター連接棒を介してローターヘッドを駆動し、下部ローターの回転盤を前方または後方に傾斜させるという方式によって実現される。しかし、このような前後動装置は、次の点で不利である。すなわち、下部ローターの回転盤が前方に傾斜しヘリコプターが前方に飛行する場合、バランス棒の遠心力作用下において、上部ローターは、ヘリコプターを前方へ飛行する駆動力と相殺するように、後方へ傾斜させる同等かつ反対の力が生じる。ヘリコプターが後方に飛行する場合もまた同様である。それゆえ、このタイプのヘリコプターは、前後動する飛行力が比較的弱く、気流に対し安定性が良くないである。このため、強風でヘリコプターが停止し得る。

従来の３チャンネル模型ヘリコプターの前後動装置は、テールモーター動作システムとして具現化されている。テールモーター動作システムは、ヘッドを下降または上昇させる力が生じるように、テールモーターが正回転及び逆回転して螺旋状プロペラが正回転及び逆回転するように駆動させるという方式で実現される。従来の３チャンネル模型ヘリコプターもまた、前後動する飛行力が弱いという問題がある。動力の合わせ、外観、及び重心の影響で、テールモーターの容積、寸法、及び重量は厳密に制限されるので、パワーが小さくて付与した推進力も弱くなる。また、バランス棒の遠心力作用下において、上部ローターの回転盤は、本体の傾斜方向と反対側に傾斜し、テールモーターの正回転及び負回転によって、ヘッドを下降または上昇させる力と相殺するのに十分に傾斜する力が生じる。故に、本体に、ヘッドを下降または上昇させるトルクが効率的に生じ得ず、従来の３チャンネル模型ヘリコプターは、屋外の風の中で飛行することができない。

〔本発明の概要〕
本発明の目的は、風に対する抵抗が良好であり、模型ヘリコプターが屋外の風に当たて高速で飛行する要件を満たし、同軸反転二重回転プロペラを有する、リモートコントロール模型ヘリコプターのリンケージ装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のリンケージ装置は、次の技術的解決策を採用している。上記リンケージ装置は、サーボステアリングエンジン動作システム、テールモーター動作システム、及び受信機制御装置を備えている。上記サーボステアリングエンジン動作システムは、前後動サーボステアリングエンジン動作ユニット、及び左右動サーボステアリングエンジン動作ユニットを備えている。上記受信機制御装置は、上記サーボステアリングエンジン動作システム及び上記テールモーター動作システムの両方につながり、同時に前後動サーボステアリングエンジン動作ユニット及び上記テールモーター動作システムを支配するように制御可能になっている。

上記受信機制御装置が、上記前後動サーボステアリングエンジン動作ユニット及び上記テールモーター動作システムを同時に動作させるために、上記模型ヘリコプターが前方または後方に飛行するときに、上記前後動サーボステアリングエンジン動作ユニット及び上記テールモーター動作システムが同時に作動するように制御する。

上記前後動サーボステアリングエンジン動作ユニットは、前後動サーボステアリングエンジン、サーボステアリングエンジンコントロールレバー、傾斜盤、ローターヘッド連接棒、ローターヘッド、及びローターを備えている。上記前後動サーボステアリングエンジンは、模型ヘリコプターの本体に取り付けられ、上記サーボステアリングエンジンコントロールレバーの一方は、上記前後動サーボステアリングエンジンに取り付けられ、もう一方は、上記傾斜盤に取り付けられ、上記ローターヘッド連接棒の一方は、上記傾斜盤に取り付けられ、もう一方は、上記ローターヘッドに取り付けられ、上記ローターは、上記ローターヘッドに取り付けられている。上記テールモーター動作システムは、テールモーターフレーム、テールモーター、螺旋状プロペラ、及びテールモーターファスナを備えている。上記テールモーターフレームは、上記本体の後ろ部分に固定されており、上記テールモーターは、上記テールモーターファスナを介して、上記テールモーターフレームに固定されており、上記螺旋状プロペラは、上記テールモーターに固定されている。

上記テールモーター動作システムは、さらに、上記受信機制御装置に接続したテールモーター手動スイッチを備えている。

上記受信機制御装置は、高周波（ＲＦ）信号回路、マイクロコントローラーユニット（ＭＣＵ）、及びモーター駆動回路を備え、上記ＭＣＵは、上記サーボステアリングエンジン動作システムに接続されており、上記モーター駆動回路は、上記テールモーター動作システムに接続されており、制御命令を受信した後、上記ＲＦ信号回路は、上記ＭＣＵによって処理して、上記サーボステアリングエンジン動作システム及び上記モーター駆動回路へ制御信号を送信する。

本発明は、上記受信機制御装置を介して、既存の３チャンネル模型ヘリコプターと４チャンネル模型ヘリコプターの前後動装置を組み合わせたものであり、サーボステアリングエンジン動作システムの前後動サーボステアリングエンジン動作ユニットを介して、下側のローターを傾斜させるように制御し、上側のローターの反作用の力と相殺させる。一方、上記テールモーター動作システムは、上記受信機制御装置の命令を受信し、上記テールモーターが正回転または逆回転するように上記螺旋状プロペラを駆動し、アップまたダウンの制限なしの力が発生でき、ヘリコプター本体に、前方または後方へ傾斜する角を比較的大きく維持する。そのため、上側のローター及び下側のローターの回転盤が同一の大きな角を形成し維持して、上側のローター及び下側のローターに前方または後方へ押す比較的大きな力が生成する。そして、上記ヘリコプターに対し、前方または後方への比較的強い駆動力を与え、結果として、屋外の風に当たる飛行要件を満たすような、風に対する抵抗性が強く飛行速度が速いという効果を奏する。

本発明の目的及び他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載、添付図面、及び付属した請求項によって十分わかるであろう。

〔図面の簡単な説明〕
図１は、本発明の好ましい実施形態における、同軸反転二重回転プロペラを有する、リモートコントロール模型ヘリコプターのリンケージ装置の斜視図である。

図２は、図１の受信機制御装置における回路原理のブロック図である。

図３は、本発明の好ましい形態におけるリンケージ装置を取り付けた状態のスケッチ図である。

図面において、１−前後動サーボステアリングエンジン、２−テールモーター、３−螺旋状プロペラ、４−受信機制御装置に、５−テールモーター手動スイッチ、６−ＲＦ信号回路、７−ＭＣＵ、８−モーター駆動回路、９−サーボステアリングエンジンコントロールレバー、１０−傾斜盤、１１−ローターヘッド連接棒、１２−ローターヘッド、１３−ローター、１４−テールモーターフレーム、１５−テールモーターファスナ、１６−左右動サーボステアリングエンジン。

〔好ましい実施形態の詳細な説明〕
図面における図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態によれば、同軸反転二重回転プロペラを有する、リモートコントロール模型ヘリコプターのリンケージ装置は、サーボステアリングエンジン動作システム（前後動サーボステアリングエンジン１及び左右動サーボステアリングエンジン１６のみが示されている）、テールモーター動作システム（テールモーター２及び螺旋状プロペラ３のみが示されている）及び受信機制御装置４を備えている。受信機制御装置４は、電線を介して、前後動サーボステアリングエンジン１、左右動サーボステアリングエンジン１６、テールモーター２それぞれに接続しており、前後動サーボステアリングエンジン１及びテールモーター２が同時に作動するように制御することができ、すなわち、ヘリコプターが前後に飛行するときに、前後動サーボステアリングエンジン動作ユニット及びテールモーター動作システムが同時に作動するように制御する。螺旋状プロペラ３は、テールモーター２に取り付けられる。テールモーター手動スイッチ５は、テールモーター２及び受信機制御装置４を接続する電線に取り付けられ、テールモーター動作システムが受信機制御装置４からの作動命令を受け付けて実行するかどうかを制御する。

図２は、受信機制御装置４の回路原理を示す。レシーバー制御装置４は、ＲＦ信号回路６、ＭＣＵ７及びモーター駆動回路８を備えている。ここで、ＭＣＵ７は、前後動サーボステアリングエンジン１及び左右動サーボステアリングエンジン１６に接続している。モーター駆動回路８は、テールモーター２に接続している。前後飛行の第１制御命令を受信した後、ＲＦ信号回路６は、ＭＣＵ７によって処理され、前後動サーボステアリングエンジン１及びモーター駆動回路８へ、２つのグループの制御信号を送信する。第１のグループは、前後飛行の第１命令に従って作動するように前後動サーボステアリングエンジン１を制御するための、パルス位置変調（ＰＰＭ）信号を含む。第２のグループは、前後飛行の第１命令に従って作動するようにテールモーター２を駆動するように、モーター駆動回路８を同期制御するための、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を含む。これによって、前後動サーボステアリングエンジン１及びテールモーター２は、同時につながることが実現され、風に対する抵抗性能を強める目的を達成する。模型ヘリコプターが屋内または無風で飛行しているとき、テールモーター手動スイッチ５はオフにされ得、このとき、テールモーター２に到達する信号経路が遮断されテールモーター２が空運転し、無風飛行の要件を満たす。左右飛行の第２制御命令を受信した後、ＲＦ信号回路６は、ＭＣＵ７によって処理され、左飛行または右飛行の第２制御命令に従って作動するように、左右動サーボステアリングエンジン１６を制御するために、第１グループのＰＰＭ信号を左右動サーボステアリングエンジン１６へ送信する。

図３は、本発明のリンケージ装置の取り付け構造を示す。

上記サーボステアリングエンジン動作システムは、本体の上部分に取り付けられる。この本体は、前後動サーボステアリングエンジン動作ユニット及び後ろ側に設けられが図示しない左右動サーボステアリングエンジン動作ユニットを備えている。ここで、前後動サーボステアリングエンジン動作ユニットは、前後動サーボステアリングエンジン１、サーボステアリングエンジンコントロールレバー９、傾斜盤１０、ローターヘッド連接棒１１、ローターヘッド１２、及びローター１３を備えている。前後動サーボステアリングエンジン１は、本体に取り付けられている。サーボステアリングエンジンコントロールレバー
９の一方は、前後動サーボステアリングエンジン１に取り付けられており、もう一方は傾斜盤１０に取り付けられている。ローターヘッド連接棒１１に接続しているローター端部のうち、第１の端部は、傾斜盤１０に取り付けられており、第２の端部は、ローターヘッド１２に取り付けられている。ローター１３はローターヘッド１２に取り付けられている。上記本体のテール部分に設けられた、テールモーター動作システムは、テールモーターフレーム１４、テールモーター２、螺旋状プロペラ３、及びテールモーターファスナ１５を備えている。テールモーターフレーム１４は、本体の後ろ部分に固定されている。テールモーター２は、テールモーターファスナ１５を介してテールモーターフレーム１４に固定されている。そして、螺旋状プロペラ３は、テールモーター２に固定されている。レシーバー制御装置４は、本体の前部分に設けられている。

前方飛行または後方飛行の同期制御命令を受信した後、受信機制御装置４は、同期作動信号を、前後動サーボステアリングエンジン１及びテールモーター２へ送信する。そして、前後動サーボステアリングエンジン動作ユニット及びテールモーター動作システムは、同時に作動する。詳しいプロセスは、次の通りである。前後動サーボステアリングエンジン１は、サーボステアリングエンジンコントロールレバー９を駆動する。サーボステアリングエンジンコントロールレバー９は、傾斜盤１０を傾斜するように駆動する。傾斜盤１０は、ローターヘッド連接棒１１を介してローターヘッド１２を駆動し、下側のローター１３の回転盤を前方または後方に傾斜させる。下側のローター１３の回転盤が命令に従って前方に傾斜しいているとき、テールモーター２は、同期して正回転するように螺旋状プロペラ３を駆動することで、ヘリコプターのヘッドを下げてヘリコプターのテール部分を浮き上がらせる下方向の力が発生する。そして、直ちに、ヘリコプターは、前方傾斜する分力を得て、前方飛行する。下側のローター１３の回転盤が命令に従って後方に傾斜しているとき、テールモーター２は、同期して逆回転するように螺旋状プロペラ３を駆動することで、ヘリコプターのテール部分を下方に押してヘッドを浮き上がらせる上方向の力が生じる。そして、直ちに、ヘリコプターは、後方傾斜する分力を得て、後方飛行する。これによって、風の強い天候の中で飛行しても、気流からヘリコプターが保護される。テールモーター手動スイッチ５は、テールモーター２が前後動サーボステアリングエンジン１に同期リンクされるかどうかを制御する実用的な要求に応じて、オン及びオフにし得る。テールモーター手動スイッチ５がオフになっているとき、屋内または無風での飛行に適するように、前後動サーボステアリングエンジン１は、命令下で前方または後方に傾斜するように下側のローター１３の回転盤を駆動する一方、テールモーター２は空運転する。同様に、テールモーター回路は、無線通信の命令を介して、オフになり得、テールモーター動作システム及び前後動サーボステアリングエンジン動作ユニットが同時にリンクできないときに、無風での飛行を実現している。すなわち、テールモーター動作システムは空運転し、前後動サーボステアリングエンジン動作ユニットは作動している。

左方または右方の飛行の同期制御命令を受信した後、受信機制御装置４は、作動信号を、左右動サーボステアリングエンジン１６へ送信する。そして、直ちに、左右動サーボステアリングエンジン動作ユニットが作動し、ヘリコプターを左方または右方に飛行させる。

本発明のリンケージ装置の優れた性能を証明するために、市販されている従来の同軸反転二重回転プロペラを有する模型ヘリコプター、及び本発明のリンケージ装置を用いた、同軸反転二重回転プロペラを有する模型ヘリコプターについて、同じヘリコプタータイプ間で風に対する抵抗に関する試験及び比較実験を行った。その結果を表１に示す。

上記結果から次のことが示された。すなわち、無風条件では、本発明のリンケージ装置を用いた模型ヘリコプターは、従来の模型ヘリコプターよりも速く飛行した。また、風力４級以下の風条件では、本発明のリンケージ装置を用いた模型ヘリコプターは、従来の模型ヘリコプターよりも速く飛行し、従来の模型ヘリコプターよりも安定性及び操縦性が良好であった。特に、風力３〜４級のような比較的強い風において、従来の模型ヘリコプターは、全体的に操作の自由が失われた。これに対し、上記リンケージ装置を用いた模型ヘリコプターは、依然として風に対して飛行可能であった。

当業者であれば、図面に示され、上述した本発明の実施形態が単なる例示であって、限定することを意図しないことは理解できるであろう。

よって、本発明の目的が完全に、かつ効率的に解決されることは、理解できるであろう。その実施形態は、本発明の機能的及び構造的な原理を説明するために示され、記述されたものであり、このような原理から逸脱しない範囲で変更し得る。したがって、本発明は、本発明の請求項の精神及び範囲に含まれる全ての変形例を包含する。

本発明の好ましい実施形態における、同軸反転二重回転プロペラを有する、リモートコントロール模型ヘリコプターのリンケージ装置の斜視図である。 図１の受信機制御装置における回路原理のブロック図である。 本発明の好ましい形態におけるリンケージ装置を取り付けた状態のスケッチ図である。

Claims (5)

1. サーボステアリングエンジン動作システムと、
   テールモーター動作システムと、
   受信機制御装置と、を備え、
   上記サーボステアリングエンジン動作システムは、前後動サーボステアリングエンジン動作ユニット及び左右動サーボステアリングエンジン動作ユニットを備え、
   上記受信機制御装置は、上記サーボステアリングエンジン動作システム及び上記テールモーター動作システムの両方に接続され、上記前後動サーボステアリングエンジン動作ユニット及び上記テールモーター動作システムが同時につながるように制御することを特徴とする、同軸反転二重回転プロペラを有する、リモートコントロール模型ヘリコプターのリンケージ装置。
2. 上記受信機制御装置は、上記前後動サーボステアリングエンジン動作ユニット及び上記テールモーター動作システムが同時につながるように制御し、上記模型ヘリコプターが前方または後方に飛行するときに、上記前後動サーボステアリングエンジン動作ユニット及び上記テールモーター動作システムが同時に作動するように制御することを特徴とする、請求項１に記載のリンケージ装置。
3. 上記前後動サーボステアリングエンジン動作ユニットは、前後動サーボステアリングエンジン、サーボステアリングエンジンコントロールレバー、傾斜盤、ローターヘッド連接棒、ローターヘッド、及びローターを備え、
   上記前後動サーボステアリングエンジンは、模型ヘリコプターの本体に取り付けられ、
   サーボステアリングエンジンコントロールレバー
   の一方は、前後動サーボステアリングエンジンに取り付けられており、もう一方は傾斜盤に取り付けられ、
   上記ローターヘッド連接棒の第１端部は、上記傾斜盤に取り付けられ、上記ローターヘッド連接棒の第２端部は、上記ローターヘッドに取り付けられ、
   上記ローターは、上記ローターヘッドに取り付けられ、
   上記テールモーター動作システムは、テールモーターフレーム、テールモーター、螺旋状プロペラ、及びテールモーターファスナを備え、
   上記テールモーターフレームは、上記本体の後ろ部分に固定されており、
   上記テールモーターは、上記テールモーターファスナを介して、上記テールモーターフレームに固定されており、
   上記螺旋状プロペラは、上記テールモーターに固定されていることを特徴とする、請求項１に記載のリンケージ装置。
4. 上記テールモーター制御システムは、さらに、上記受信機制御装置に接続したテールモーター手動スイッチを備えたことを特徴とする、請求項３に記載のリンケージ装置。
5. 上記受信機制御装置は、ＲＦ信号回路、ＭＣＵ、及びモーター駆動回路を備え、
   上記ＭＣＵは、上記サーボステアリングエンジン動作システムに接続されており、
   上記モーター駆動回路は、上記テールモーター動作システムに接続されており、
   制御命令を受信した後、上記ＲＦ信号回路は、上記ＭＣＵによってその制御命令を処理し、上記サーボステアリングエンジン動作システム及び上記モーター駆動回路へ制御信号を送信することを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のリンケージ装置。

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