JP2015523933A - 移動体又は玩具移動体のためのプロパルジョンシステム - Google Patents

Abstract

移動体又は玩具移動体のためのプロパルジョンシステムが開示される。システムは、地表に沿って移動体をドライブする回転ドライブ手段であり、平面内でオペレーティングし、周囲部地表エンゲージメント部を有する回転ドライブ手段を備える。システムは、スラストを生成するためのロータ軸の周囲部を回転可能な１つ以上のロータブレードを備えるロータ、を更に備え、ロータの回転の間、ロータブレードが、周囲部地表エンゲージメント部内側の、回転ドライブ手段の平面を通過するように、回転ドライブ手段及びロータは互いに対して位置付けられる。このようにして、ロータブレードは、周囲部地表エンゲージメント部によって保護される。

Description

本発明は、地表又は空中を移動する能力を有した、移動体又は玩具移動体のためのプロパルジョンシステムに関する。

陸上並びに空中を移動することができる移動体又は航空機を提供することは、公知である。例えば、ハリアージャンプジェットなどの、垂直離着陸移動体又は航空機は、空中で良好な能力を有するが、起伏の多い地形上の移動には適していない。

そのような理由から、地表であらゆる地形に適応できる能力、並びに、垂直離着陸及び滑走離着陸の航空能力を有した移動体を提供することが望ましい。

本発明は、地表に沿って移動体をドライブする回転ドライブ手段であり、平面内でオペレーティングし、周囲部地表エンゲージメント部を有する回転ドライブ手段、を備えた移動体又は玩具移動体のためのプロパルジョンシステムであり、スラスト（回転軸方向力）を生成するためにロータ軸の周囲で回転可能な１つ以上のロータブレードを更に備えるロータ（回転翼）、を備えたプロパルジョンシステムであって、ロータが回転する間のロータブレードが、周囲部地表エンゲージメント部の内側である回転ドライブ手段の平面を通過するように、回転ドライブ手段及びロータが互いに対して位置付けられる、プロパルジョンシステムを提供する。

有利には、本発明によるプロパルジョンシステムは、回転ドライブ手段による地表での移動、及び、ロータによる空中での移動を可能にする。

本発明は、有利には、各ロータブレードが回転ドライブ手段の平面を通過させることにより、コンパクトな配列を提供する。更に、周囲部地表エンゲージメント部は、各ロータブレードの周囲領域をいくらか広げるように拡張されるので、各ブレードが外部の各物体に接触することを防止する。これに関して、ロータ軸を回転ドライブ手段の平面内に位置する場合が、周囲部地表エンゲージメント部による各ブレードの被覆率が最大化されるので、特に有利である。

本発明は、また、シャーシ、及び、そのシャーシに結合された、先に記載されたような、１つ以上のプロパルジョンシステムを備えた、移動体又は玩具移動体を提供する。

本発明は、多くの異なる各領域において用途を見出す。例えば、本発明は、以下の産業で使用され得る：
玩具産業−ラジコン模型
防衛産業−過酷な環境（陸上又は空中）での無人偵察機としての使用
捜索と救助−犠牲者と救助隊との間に多くの障害物が存在する危険な環境又は自然災害のためのファーストレスポンスヴィークル（初動移動体）として
映画産業−興味深い固有のカメラ視点が、ドライブ、飛行、及びクライミングの組み合わせによって達成され得る
探査−以前は到達不可能であり得た、地球又は他の各惑星上の、到達困難な場所へ到着することができる。

一実施形態では、本発明は、ドライブ並びに飛行することができ、垂直離着陸、９０度の各面のクライミング、及び逆さ向きでのドライブが可能な、すなわち４つのプロパルジョンシステムを有した、四輪自動車として実現される。

一実施形態では、地表ドライブは後部ホイールドライブシステムによって達成され得、各前部ホイールはドライブされるロータだけを有してもよい。

本発明は、様々な方法で実現可能であるが、ここでは、各実施形態を、以下の各添付図面を参照して、一例として説明する：

本発明を実施するプロパルジョンシステムの斜視切欠図である。 本発明の第２の実施形態の側面図である。 図１に示されるプロパルジョンシステムの側面切欠図である。 図１のプロパルジョンシステムの後方からの斜視図である。 プロパルジョンシステムの第３の実施形態の側面図である。 図５に示されるプロパルジョンシステムの斜視図である。 シャーシ及び本発明を実施するプロパルジョンシステムを備えた移動体の部分図である。 本発明を実施する移動体の上面斜視図である。 図８に示される移動体の下面図である。

図１に示されるプロパルジョンシステム１は、ホイール軸５の周囲で回転可能なハブレスホイール２を備える。プロパルジョンシステム１はまた、ロータ軸４の周囲で回転可能なロータ３を有する。ロータ３は、ロータ軸４の両側に配置された第１及び第２の各ブレード６、７を備える。ロータ軸４は、ホイールのリム８内に定義された面に位置し、ホイール軸５に垂直である。ホイール軸５及びロータ軸４は、ホイールの中心点で、互いに交差する。ホイールは、周囲部に設けられたゴムタイヤ１０を有する。

図２は、ベルト又はトラック２４をドライブする第１及び第２の各ホイール２２、２３を含んだプロパルジョンシステム２０の第２の実施形態を示す。トラック２４の間で、及び、各ホイールの間に定義された空間に、ロータ２１が配置される。ロータは、各ホイールの各回転軸に垂直な軸の周囲で回転する。

ロータを収容する各ハブレスホイール２の周囲部にベルト２４を提供することによって、ベルトと各ハブレスホイールとの間の空間にロータを任意に提供することによって、図１及び図２の各実施形態を組み合わせることも可能である。

図３は、プロパルジョンシステムをオペレーティングするために使用されるドライブ機構のいくつかの詳細を示す。ハブレスホイール２は、リム８上に取り付けられ、ドライブギア３１によってドライブされる内歯ギア９を備える。モータ４１は、小さな結合ギア３２によりドライブギア３１をドライブする。複数のガイドギア３３、３４、３５、３６、３７が、同様にリム８上に取り付けられ、ハブレスホイールを回転させる間、ハブレスホイール２の内歯ギア９が適所に保持されることを確実にする。モータ４１は任意の適切なタイプのモータであり得、好ましい実施形態では、電気モータが使用される。内歯ギア９の代わりとして、ホイールが、摩擦材取り付け及びドライブシステムを使用してもよい。

ロータ３は、この実施形態では別個のモータ４２によってドライブされる。これにより、有利には、ドライブ及び飛行動作の各モードの独立した制御が可能となる。しかしながら、プロパルジョンシステムはまた、ホイール及びロータを同時にドライブするための適切なギア装置を備えた単一のモータによってドライブされてもよい。図４及び図７は、結合ギア３２をドライブし、したがってドライブギア３１をドライブするスパーギア４５に、ホイールドライブモータ４１を結合する軸４４を示す。移動体のシャーシ７１に結合し、ロータ３及びドライブギア３１がその上に支持される半径方向内側への延長部を含んだ支持手段４３を、リム８は備える。リム８は、ポリカーボネート及び／又はナイロン６６などの、可撓性プラスチック材料から作製され、したがって、可撓性プラスチック材料が、有利にはショックアブソーバとしての機能を果たして、ホイールへの衝撃を吸収し、ロータを保護する。移動体は、玩具形態では、特に、高速での胴体着陸をうまく切り抜ける。

図５は、２つの支持ブラケット５２及び５３を備えるリム５１を有したプロパルジョンシステムの一実施形態を示す。それぞれの支持ブラケットは、プロパルジョンシステムをサスペンションシステムに結合する一対の各ストラット５４、５５に結合される。したがって、衝撃吸収性を提供するために支持手段４３を使用する代わりに、システムは、衝撃を吸収する独立した手段を有する。この実施形態は、より大きな質量を有する本発明の各実施形態のための、より効果的なサスペンションを可能にする。リムはこの実施形態では封止されるため、埃がホイールの内歯ギアに確実に入り込まない。

図８は、シャーシ７１を備えた本発明を実施する移動体を示し、図９に下面から示されるように、移動体は、各前部推進ユニット８３及び８４をそれぞれ方向付けるために第１及び第２の各連結アーム９１、９２をオペレーティングさせるサーボ９０を備えたステアリング機構を有する。各連結アームは弾性材料から作製されて、曲げることができるように、したがってサーボセイバースプリングの必要性を回避することができるように、湾曲する。移動体のこの実施形態では、各後部ホイール８１、８２は、軸４４を介してドライブされ、各ホイールの各ロータを介してスラストを提供する。他方で、各前部プロパルジョンシステム８３、８４は、必要であるときにステアリング及びスラストを単純に提供し、地表に沿ったいかなるドライブ力も提供しない。

移動体は、いくつかの異なる動作モードを有する。第１に、移動体は、地表に沿って単純にドライブされ得る。このモードでは、各後部ホイール８１、８２は軸４４によってドライブされ、各ロータに動力を供給する各モータはオペレーティングしないままである。第２のモードでは、移動体は地表に沿ってドライブされると同時に各ロータはオペレーティングされ得、滑走しつつの離着陸操縦の実行を可能にする。各ロータの回転方向を選択することによって、スラストを、移動体に対して上又は下方向とし得る。スラストが下方向に移動体を付勢するように作用するとき、ロータスラストは各ホイールのドライブと組み合わせて使用され得、移動体が非常に急勾配を、垂直な各表面までも、押し上がること、又は、表面に沿って上下逆さにドライブすることさえも可能にする。

Claims (14)

1. 移動体又は玩具移動体のためのプロパルジョンシステムであって、
   地表に沿って前記移動体をドライブする回転ドライブ手段であり、
   平面内でオペレーティングし、周囲部地表エンゲージメント部を有する前記回転ドライブ手段、を備え、
   スラストを生成するためにロータ軸の周囲を回転可能な１つ以上のロータブレードを備えるロータ、
   を更に備えたプロパルジョンシステムであり、
   前記ロータが回転する間に、前記各ロータブレードが、前記周囲部地表エンゲージメント部の内側の、前記回転ドライブ手段の平面を通過するように、前記回転ドライブ手段及び前記ロータが互いに対して位置付けられる、
   プロパルジョンシステム。
2. 前記回転ドライブ手段が、キャタピラ―タイプドライブを備え、
   前記周囲部地表エンゲージメント部が、少なくとも２つのホイールにマウントされたエンドレスベルトを備える、
   請求項１に記載のプロパルジョンシステム。
3. 前記回転ドライブ手段が、ホイール軸の周囲での回転のためにリム上にマウントされたハブレスホイールを備える、
   請求項１に記載のプロパルジョンシステム。
4. 前記ロータ軸が、前記回転ドライブ手段の前記平面と交差する、
   請求項１〜３のうちのいずれかに記載のプロパルジョンシステム。
5. 前記ロータ軸が、前記回転ドライブ手段の前記平面内に位置する、
   請求項１〜４のうちのいずれかに記載のプロパルジョンシステム。
6. 前記ロータ軸及び前記ホイール軸が、互いに垂直である、
   請求項３に記載のプロパルジョンシステム。
7. 前記ロータ軸及び前記ホイール軸が、互いに交差する、
   請求項３又は６に記載のプロパルジョンシステム。
8. 前記ロータの中心及び前記ホイールの中心が、互いに一致する、
   請求項３、６、及び７のうちのいずれかに記載のプロパルジョンシステム。
9. 前記リムが、前記ホイールを移動体シャーシに取り付けるための支持手段を備える、
   請求項３、及び６〜８のうちのいずれかに記載のプロパルジョンシステム。
10. 前記ロータが、前記支持手段上にマウントされる、
    請求項９に記載のプロパルジョンシステム。
11. 前記支持手段が、各々サスペンションストラットに結合された第１及び第２の各ブラケットを備える、
    請求項９又は１０に記載のプロパルジョンシステム。
12. 前記ロータ及び前記回転ドライブ手段をドライブする１つ以上のモータを更に備える、
    請求項１〜１１のうちのいずれかに記載のプロパルジョンシステム。
13. シャーシと、該シャーシに結合された請求項１〜１２のうちのいずれかに記載の１つ以上のプロパルジョンシステムと、を備える
    移動体又は玩具移動体。
14. 前記シャーシに結合された４つのプロパルジョンシステムを備える、
    請求項１３に記載の移動体又は玩具移動体。

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