JP2018052227A - Pitch change mechanism and variable pitch type rotary vane mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転翼が有するブレードのピッチを変更するピッチ変更機構と、そのようなピッチ変更機構を備えた可変ピッチ型回転翼機構と、に関するものである。 The present invention relates to a pitch changing mechanism that changes the pitch of a blade of a rotor blade, and a variable pitch rotor blade mechanism that includes such a pitch changing mechanism.
従来、ヘリコプター等の回転翼機の中には、回転翼が有するブレードのピッチを変更することで機体を上昇あるいは下降させたり、その進行方向を変更したりするものがある。このような回転翼機には、ブレードのピッチを変更するピッチ変更機構が搭載されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, some rotary wing machines such as helicopters raise or lower the fuselage by changing the pitch of blades of the rotary wing and change the traveling direction thereof. Such a rotary wing machine is equipped with a pitch changing mechanism for changing the pitch of the blades.
ピッチ変更機構としては、ブレードにロッド等を介して連結されたスワッシュプレートと呼ばれる部材を上下動等させることでブレードのピッチを変更する機構が知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載のピッチ変更機構は、模型ヘリコプターに搭載されるもので、スワッシュプレートが、複数のアーム等で構築されたリンク機構を介してサーボモータによって動かされるように構成されている。
As a pitch changing mechanism, there is known a mechanism for changing the pitch of a blade by vertically moving a member called a swash plate connected to the blade via a rod or the like (see, for example, Patent Document 1). The pitch changing mechanism described in
近年、無線操縦式のマルチコプター等の回転翼機が普及しつつある。このような回転翼機では、回転翼を複数備えるという構成上、各回転翼におけるピッチ変更機構について、例えば従来の模型ヘリコプター等と比較しても一層の小型化が求められている。 In recent years, rotary wing aircraft such as radio-controlled multicopters are becoming widespread. In such a rotary wing machine, due to the configuration including a plurality of rotary wings, the pitch changing mechanism in each rotary wing is required to be further reduced in size compared to, for example, a conventional model helicopter.
従って、本発明は、上記のような事情に着目し、一層の小型化が可能なピッチ変更機構、及び、そのようなピッチ変更機構を備えた可変ピッチ型回転翼機構を提供することを目的とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a pitch changing mechanism capable of further miniaturization, and a variable pitch type rotary blade mechanism equipped with such a pitch changing mechanism, paying attention to the above situation. To do.
上記課題を解決するために、本発明のピッチ変更機構は、回転翼が有するブレードのピッチを変更するピッチ変更機構であって、前記回転翼の回転軸の延長線の近傍へと回転駆動力を出力する駆動部と、前記駆動部による回転駆動力を受けて、前記回転軸と同軸上を直進移動する直進部材と、前記ブレードの幅方向と交差するピッチ軸から離れた位置で当該ブレードに直接的又は間接的に一端が連結されるとともに、他端が前記直進部材に連結され、当該直進部材の直進移動を受けて前記ブレードを前記ピッチ軸回りに回転させて前記ピッチを変更するアーム部材と、を備えたことを特徴としている。 In order to solve the above problems, a pitch changing mechanism according to the present invention is a pitch changing mechanism that changes the pitch of a blade of a rotary blade, and provides a rotational driving force to the vicinity of an extension line of the rotary shaft of the rotary blade. An output drive unit, a rectilinear member that receives a rotational driving force from the drive unit, and moves linearly on the same axis as the rotation axis, and a position directly away from the pitch axis that intersects the width direction of the blade. An arm member that has one end coupled to the other, the other end coupled to the rectilinear member, and receives the rectilinear movement of the rectilinear member to rotate the blade around the pitch axis to change the pitch. It is characterized by having.
尚、ここにいう「同軸」とは、回転軸と実質的に同軸であることを意味し、製造公差や組立公差のずれは許容するものである。 Here, “coaxial” means substantially coaxial with the rotating shaft, and allows for deviations in manufacturing tolerances and assembly tolerances.
ここで、本発明のピッチ変更機構において、前記駆動部が、前記回転翼の回転軸と同軸回りの回転駆動力を出力することが好適である。 Here, in the pitch changing mechanism of the present invention, it is preferable that the driving unit outputs a rotational driving force coaxial with a rotating shaft of the rotary blade.
また、本発明のピッチ変更機構において、前記駆動部が、前記回転翼を回転させる回転翼駆動部に、前記回転軸に沿って一線状に並ぶように一体的に固定されていることが好適である。 In the pitch changing mechanism of the present invention, it is preferable that the driving unit is integrally fixed to a rotating blade driving unit that rotates the rotating blade so as to be aligned in a line along the rotating shaft. is there.
また、本発明のピッチ変更機構において、前記回転軸と同軸上に延在し、前記駆動部による回転駆動力を受けて前記回転軸と同軸回りに回転する棒ネジを備え、前記直進部材が、前記棒ネジに螺合するとともに回転が規制されたナット部を有し、前記棒ネジが回転すると前記ナット部を介して直進移動するものであることも好適である。 Further, in the pitch changing mechanism of the present invention, it comprises a bar screw that extends coaxially with the rotating shaft, rotates around the rotating shaft coaxially with the rotational driving force by the driving unit, and the rectilinear member comprises: It is also preferable to have a nut portion that is screwed into the rod screw and whose rotation is restricted, and moves linearly through the nut portion when the rod screw rotates.
また、本発明のピッチ変更機構において、前記駆動部が、回転駆動源と、前記回転軸と同軸上に配置される出力軸部材と、前記回転駆動源の出力を前記出力軸部材に伝達する伝達機構と、前記回転駆動源及び前記伝達機構を内蔵し、前記出力軸部材の一端側を露出させつつ回転自在に支持するケースと、を備え、前記出力軸部材を介して前記回転駆動力を出力するものであることも好適である。 Further, in the pitch changing mechanism of the present invention, the drive unit transmits a rotation drive source, an output shaft member disposed coaxially with the rotation shaft, and transmission for transmitting an output of the rotation drive source to the output shaft member. A mechanism, and a case that incorporates the rotation drive source and the transmission mechanism, and supports the output shaft member rotatably while exposing one end side of the output shaft member, and outputs the rotation driving force via the output shaft member It is also suitable to be.
また、本発明のピッチ変更機構において、前記駆動部が、前記回転駆動力における回転量を検出する回転検出部を備えていることも好適である。 In the pitch changing mechanism of the present invention, it is also preferable that the drive unit includes a rotation detection unit that detects a rotation amount of the rotational driving force.
また、本発明のピッチ変更機構において、前記駆動部が、前記回転駆動力における回転量及び回転方向を制御することで、前記ブレードの前記ピッチ軸回りの回転量及び回転方向を制御する制御部を備えていることも好適である。 Further, in the pitch changing mechanism of the present invention, the drive unit controls a rotation amount and a rotation direction of the blade around the pitch axis by controlling a rotation amount and a rotation direction of the rotational driving force. It is also suitable to have.
また、上記課題を解決するために、本発明の可変ピッチ型回転翼機構は、ブレードを有する回転翼と、前記回転翼を回転駆動する回転翼駆動部と、前記回転翼の前記ブレードのピッチを変更するピッチ変更機構と、を備え、前記ピッチ変更機構が、上述した本発明のピッチ変更機構であることを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problem, the variable pitch type rotary blade mechanism of the present invention includes a rotary blade having a blade, a rotary blade drive unit that rotationally drives the rotary blade, and a pitch of the blade of the rotary blade. A pitch changing mechanism for changing, and the pitch changing mechanism is the above-described pitch changing mechanism of the present invention.
また、本発明の可変ピッチ型回転翼機構において、前記回転翼駆動部が、アウターローター型モータであることが好適である。 In the variable pitch type rotary blade mechanism of the present invention, it is preferable that the rotary blade driving unit is an outer rotor type motor.
本発明では、ピッチ変更機構において、ブレードのピッチを変更するための直進部材の移動経路が回転翼の回転軸と同軸であり、駆動部はその回転駆動力を回転軸の延長線の近傍へと出力する。これにより、直進部材や駆動部を、回転翼の回転軸と同軸上にコンパクトにまとめることができるので、ピッチ変更機構や、可変ピッチ型回転翼機構について一層の小型化が可能となっている。 In the present invention, in the pitch changing mechanism, the moving path of the rectilinear member for changing the pitch of the blade is coaxial with the rotating shaft of the rotary blade, and the drive unit transfers the rotational driving force to the vicinity of the extension line of the rotating shaft. Output. As a result, the rectilinear member and the drive unit can be compactly gathered on the same axis as the rotating shaft of the rotor blade, so that the pitch changing mechanism and the variable pitch rotor blade mechanism can be further reduced in size.
以下、本発明のピッチ変更機構及び可変ピッチ型回転翼機構の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a pitch changing mechanism and a variable pitch type rotary blade mechanism of the present invention will be described.
まず、第1実施形態について説明する。 First, the first embodiment will be described.
図1は、本発明の第1実施形態にかかる可変ピッチ型回転翼機構を示す図である。図1(a)には、可変ピッチ型回転翼機構1の上面図が示され、図1(b)には、図1(a)中のV11−V11線断面図が示されている。
FIG. 1 is a view showing a variable pitch rotor blade mechanism according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a top view of the variable pitch
本実施形態の可変ピッチ型回転翼機構1は、マルチコプターに搭載される複数の可変ピッチ型回転翼機構のうちの一機である。可変ピッチ型回転翼機構1は、回転翼10と、回転翼駆動部20と、ピッチ変更機構30と、を備えている。
The variable pitch type
回転翼10は、2枚のブレード11を有する二枚羽根の回転翼である。 The rotary blade 10 is a two-blade rotary blade having two blades 11.
回転翼駆動部20は、アウターローター型モータであり、図中下方に開口したカップ状の回転子21の内部に、固定子22を略収容した構造を有している。回転子21は、複数のベアリング23を介して、回転軸20aの回りに回転自在に固定子22に支持されている。固定子22の下部には、四方に突出して不図示のフレームにこの可変ピッチ型回転翼機構1をネジ止め固定するためのフランジ221が設けられている。
The rotor
回転子21の上面には、回転軸20aを相互間に挟むとともに、その回転軸20aと略平行に、2本の支持柱211が立設されている。各支持柱211には、ブレード支持軸212が支持柱211と直交して立設されている。そして、各ブレード支持軸212には、ブレードホルダ24が、複数のベアリング213を介して、ブレード支持軸212の中心を通るブレード11のピッチ軸11aの回りに回転自在に支持されている。このブレードホルダ24にブレード11の一端が固定される。
On the upper surface of the
ブレードホルダ24は、略直方体状の形状を有し、その長手方向がピッチ軸11aに沿うように一端を支持柱211に向けてブレード支持軸212に支持されている。そして、ブレードホルダ24の他端に、ブレード11の嵌入溝が形成され、この嵌入溝に嵌め込まれたブレード11の一端がネジ止めされることで、ブレードホルダ24にブレード11の一端が固定される。
The
回転翼駆動部20において回転子21が回転すると、この回転子21とともに回転翼10が回転軸20aの回りに回転する。
When the
そして、回転翼10のブレード11が、以下に説明されるピッチ変更機構30によってピッチ軸11aの回りに回転されてブレード11のピッチが変更される。
Then, the blade 11 of the rotor blade 10 is rotated around the
図2は、図1(a)からピッチ変更機構を抜き出して示す図であり、図3は、図1(b)からピッチ変更機構を抜き出して示す図である。また、図4は、図3に示されているピッチ変更機構の分解図である。 2 is a diagram showing the pitch changing mechanism extracted from FIG. 1A, and FIG. 3 is a diagram showing the pitch changing mechanism extracted from FIG. FIG. 4 is an exploded view of the pitch changing mechanism shown in FIG.
ピッチ変更機構30は、駆動部31と、直進部材32と、2つのアーム部材33と、棒ネジ34と、を備えている。
The
駆動部31は、回転翼10の回転軸20aの延長線の近傍へと回転駆動力を出力する。具体的には、駆動部31は、回転軸20aと同軸回りの回転駆動力を出力するサーボ機構である。この駆動部31は、回転駆動源311と、出力軸部材312と、伝達機構313と、回転検出部314と、制御部315と、ケース316と、を備えている。
The
回転駆動源311はモータであって、回転翼10の回転軸20aからずれたモータ軸311aの回りに回転駆動力を出力する。出力軸部材312は、回転翼10の回転軸20aと同軸上に配置されている。出力軸部材312は、その一端側を露出させた状態で、ベアリング312aを介して回転自在にケース316に支持されている。出力軸部材312は、伝達機構313を介して回転駆動源311から回転駆動力を伝えられて回転翼10の回転軸20aの回りに回転する。伝達機構313は減速ギアとなっており、その減速後の速度で回転する出力軸部材312を介して、駆動部31は回転駆動力を出力する。
The
回転検出部314は、駆動部31が出力する回転駆動力における回転量、即ち、出力軸部材312の回転量を検出する。回転検出部314は、出力軸部材312に連結されたポテンショメータとなっている。その検出結果は制御部315に渡される。制御部315は、回転検出部314での検出結果に基づいて回転駆動力における回転量及び回転方向を制御することで、ブレード11のピッチ軸11a回りの回転量及び回転方向を制御する。
The
駆動部31の出力軸部材312は、ケース316外に露出した一端が、回転翼10の回転軸20aと同軸上に延在する棒ネジ34の一端に、ジョイント35を介して連結される。これにより、棒ネジ34は、駆動部31による回転駆動力を受けて回転翼10の回転軸20aと同軸回りに回転する。
One end of the
ここで、図1に示されているように、駆動部31は、回転翼駆動部20に、回転翼10の回転軸20aに沿って一線状に並ぶように一体的に固定される。回転翼駆動部20の固定子22における図中下方には、駆動部31との結合部222が設けられている。結合部222は筒状に形成されており、駆動部31のケース316の一部がこの筒状の結合部222に嵌め込まれて一体的に固定される。
Here, as shown in FIG. 1, the
直進部材32は、棒ネジ34を介して駆動部31による回転駆動力を受けて、回転翼10の回転軸20aと同軸上を矢印D11方向に直進移動する。直進部材32は、ガイドロッド321と、アウターケース322と、ベアリングナット323と、を備えている。
The
ガイドロッド321は、棒ネジ34に向かって開口した穴部321aが形成されており、その穴部321aにおける開口近傍にネジ山321a−1が形成されている。このガイドロッド321が、ネジ山321a−1で棒ネジ34に螺合する。
The
ここで、図1に示されているように、回転翼駆動部20における固定子22の中央には、回転翼10の回転軸20aと同軸上に延在するガイドパイプ223が設けられている。上記の棒ネジ34及び直進部材32のガイドロッド321はこのガイドパイプ223の内部に収められている。さらにガイドロッド321の外周面には回止めピン321bが設けられている。他方、ガイドパイプ223の内周面には回転翼10の回転軸20aと平行に延びる溝が形成されており、ガイドロッド321の回止めピン321bがこの溝に嵌入している。これにより、ガイドロッド321は、回転軸20aの回りの回転が規制されて、棒ネジ34が回転するとガイドパイプ223の溝に案内されて矢印D11方向に直進移動するナット部となっている。
Here, as shown in FIG. 1, a
アウターケース322は、ブレード11の支持柱211の相互間に位置し、略直方体状の形状を有する部材である。その中央には、ガイドロッド321における棒ネジ34側とは反対側の端部が貫通するとともにベアリングナット323が嵌め込まれる貫通孔が設けられている。アウターケース322は、この貫通孔の内部に位置するガイドロッド321の端部に、ベアリング322aを介して、回転翼10の回転軸20aの回りに回転自在に連結されている。ベアリングナット323は、アウターケース322の貫通孔に嵌め込まれてネジ323aによってガイドロッド321の端部に固定されている。
The
アーム部材33は、L字状に曲がった形状の棒部材であり、その一端が、ブレードホルダ24の四周面のうちの一側面に堅固に連結される。これにより、アーム部材33の一端は、ブレード11の幅方向と交差するピッチ軸11aから少なくとも幅方向に離れた位置でブレード11に、ブレードホルダ24を介して間接的に連結される。
The
一方、アーム部材33の他端は、アウターケース322に連結される。このアーム部材33の他端は、アウターケース322の四周面のうち、ブレード11の支持柱211と対向していない一側面に連結される。また、このアーム部材33の他端の連結は、その他端に設けられた連結環33aを介して行われる。この連結環33aは、その内径よりも胴部が細いネジ322aによって、ある程度のがたつきを持ってアウターケース322の一側面に連結される。このアーム部材33が、直進部材32の直進移動を受けてブレード11をピッチ軸11a回りに回転させてピッチを変更する。
On the other hand, the other end of the
図5は、ピッチ変更機構において、直進部材の直進移動を受けてブレードのピッチが変更される様子を示す図である。図5(a)には、ピッチ変更機構30において、直進部材32が下降方向D111に移動してピッチが変更される様子が示されている。また、図5(b)には、直進部材32が上昇方向D112に移動してピッチが変更される様子が示されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the pitch of the blade is changed in response to the rectilinear movement of the rectilinear member in the pitch changing mechanism. FIG. 5A shows how the pitch is changed in the
上述したように、アーム部材33の一端は、連結環33aとネジ322aとによってアウターケース322にある程度のがたつきを持って連結されている。一方、アーム部材33の他端はブレードホルダ24に堅固に連結されている。また、ブレードホルダ24に許されている動きは、ピッチ軸11aの回りの回転だけである。
As described above, one end of the
図5(a)に示されているように、直進部材32が下降方向D111に移動すると、アウターケース322と一緒にアーム部材33の一端の連結環33aが下降する。このとき、ブレードホルダ24に堅固に連結されたアーム部材33の他端は下降できないが、連結環33aがある程度のがたつきを持ってアウターケース322に連結されている。その結果、このがたつきが許す範囲でアーム部材33が傾きながら連結環33aが下降する。このときのアーム部材33の傾きを受けてブレードホルダ24(即ち、ブレード11)がピッチ軸11aの回りに矢印D21方向に回転してピッチが変更される。
As shown in FIG. 5A, when the
他方、図5(b)に示されているように、直進部材32が上昇方向D112に移動すると、アウターケース322と一緒にアーム部材33の一端の連結環33aが上昇する。このとき、連結環33aのがたつきが許す範囲でアーム部材33が傾きながら連結環33aが上昇する。このときのアーム部材33の傾きを受けてブレードホルダ24(即ち、ブレード11)がピッチ軸11aの回りに矢印D22方向に回転してピッチが変更される。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the
このようなピッチの変更が、この可変ピッチ型回転翼機構1における回転翼10の、回転軸20aの回りの回転中に行われる。回転翼10の回転時には、アーム部材33を介してブレードホルダ24に連結されているアウターケース322が回転する。他方、回転が規制されたガイドロッド321と、これに固定されている中央部のベアリングナット323と、は回転しない。可変ピッチ型回転翼機構1では、回転翼10の回転中におけるブレード11のピッチの変更により、回転翼10の揚力が変更されることとなる。
Such a pitch change is performed during the rotation of the rotary blade 10 in the variable pitch
以上に説明した第1実施形態では、ブレード11のピッチを変更するための直進部材32の移動経路が回転翼10の回転軸20aと同軸である。また、駆動部31はその回転駆動力を回転軸20aの延長線の近傍へと出力する。これにより、直進部材32や駆動部31を、回転翼10の回転軸20aと同軸上にコンパクトにまとめることができる。その結果、本実施形態のピッチ変更機構30及び可変ピッチ型回転翼機構1は一層の小型化が図られたものとなっている。
In the first embodiment described above, the moving path of the
また、本実施形態では、駆動部31が、回転翼10の回転軸20aと同軸回りの回転駆動力を出力する。つまり、直進部材32の移動経路と、その直進部材32を移動させるための駆動部31による回転駆動力の回転軸が、回転翼10の回転軸20aと同軸となっている。これにより、直進部材32や駆動部31を、回転翼10の回転軸20aと同軸上に一層コンパクトにまとめることができ、本実施形態のピッチ変更機構30及び可変ピッチ型回転翼機構1は一層の小型化が図られたものとなっている。
In the present embodiment, the driving
また、本実施形態では、駆動部31が、回転翼駆動部20に、回転軸20aに沿って一線状に並ぶように一体的に固定される。これにより、回転翼駆動部20をも含めて、ピッチ変更機構30の構成要素を回転翼10の回転軸20aと同軸上に一層コンパクトにまとめることができる。その結果、回転翼駆動部20やピッチ変更機構30を備えた可変ピッチ型回転翼機構1は、一層の小型化が図られたものとなっている。
Moreover, in this embodiment, the
また、本実施形態では、棒ネジ34と回転が規制されたナット部としてのガイドロッド321で構成されるボールネジというコンパクトな構造によって、回転駆動力に応じた直進部材32の直進移動が行われる。これにより、直進部材32の直進移動にかかる構造が、回転翼10の回転軸20aと同軸上に一層コンパクトにまとめられる。その結果、本実施形態のピッチ変更機構30及び可変ピッチ型回転翼機構1は一層の小型化が図られたものとなっている。
Further, in the present embodiment, the rectilinear movement of the
また、本実施形態では、駆動部31が、回転駆動源311、伝達機構313、及び出力軸部材312が、1つのケース316に収容されたコンパクトな構造を有している。この点においても、本実施形態のピッチ変更機構30及び可変ピッチ型回転翼機構1は一層の小型化が図られたものとなっている。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、駆動部31が、ブレード11のピッチの変更量と密接に結び付いた回転駆動力における回転量を検出する回転検出部314を備えている。これにより、ピッチの検出系も含めて、本実施形態のピッチ変更機構30及び可変ピッチ型回転翼機構1は一層の小型化が図られたものとなっている。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、駆動部31が、ブレード11のピッチ軸11aの回りの回転量及び回転方向を制御する制御部315を備えている。これにより、ピッチの制御系も含めて、本実施形態のピッチ変更機構30及び可変ピッチ型回転翼機構1は一層の小型化が図られたものとなっている。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、回転翼駆動部20がアウターローター型モータとなっている。一般的にアウターローター型モータは、その回転軸が通る中心部分に空間的に余裕を設け易い。本実施形態では、回転翼駆動部20として、このようなアウターローター型モータを採用することで、回転翼10の回転軸20aと同軸上を通る、直進部材32の移動経路等を設け易く、設計上の手間が抑えられたものとなっている。
Moreover, in this embodiment, the rotary
次に、第2実施形態について説明する。 Next, a second embodiment will be described.
この第2実施形態は、直進部材を直進移動させる棒ネジ周辺の構造が、上述した第1実施形態と異なっている。以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点に注目して説明する。 The second embodiment is different from the first embodiment described above in the structure around the bar screw that linearly moves the rectilinear member. Hereinafter, the second embodiment will be described by paying attention to differences from the first embodiment.
図6は、本発明の第2実施形態にかかる可変ピッチ型回転翼機構を示す図である。図6(a)には、可変ピッチ型回転翼機構5の上面図が示され、図6(b)には、図6(a)中のV21−V21線断面図が示されている。尚、この図6では、第1実施形態の可変ピッチ型回転翼機構1を示す図1中の構成要素と同等な構成要素に図1と同じ符号が付されている。以下では、これら同等な構成要素については重複説明を省略する。
FIG. 6 is a view showing a variable pitch rotor blade mechanism according to the second embodiment of the present invention. 6A shows a top view of the variable pitch type
本実施形態でも、回転翼駆動部50は、第1実施形態の回転翼駆動部20と同様にアウターローター型モータとなっている。ただし、回転翼駆動部50は、回転軸50aに沿った長さが、第1実施形態の回転翼駆動部20よりも長く、その出力が大きなものとなっている。この回転翼駆動部50は、長尺の回転子51の内部に長尺の固定子22を略収容した構造を有している。回転子51は、複数のベアリング53を介して、回転軸50aの回りに回転自在に固定子52に支持されている。
尚、回転翼駆動部50のアウターローター型モータは、軸方向に並ぶ3つのステータを備えている。例えば、これら3つのステータを各々、U相用、V相用、W相用の磁極とすることで、他の同径サイズのモータと比較して、ハイパワーで放熱性に優れるモータとすることができる。
Also in this embodiment, the rotary
In addition, the outer rotor type motor of the rotary
固定子52の下部にはネジ止め固定するためのフランジ521が設けられている。固定子52における図中下方には、上述した第1実施形態と同様の駆動部31との結合部522が設けられている。駆動部31のケース316の一部がこの筒状の結合部522に嵌め込まれて一体的に固定される。また、固定子52の中央には、回転翼10の回転軸50aと同軸上に延在して、本実施形態のピッチ変更機構60における後述のガイドロッドや棒ネジを収めるガイドパイプ523が設けられている。
A
図7は、図6(a)からピッチ変更機構を抜き出して示す図であり、図8は、図6(b)からピッチ変更機構を抜き出して示す図である。また、図9は、図8に示されているピッチ変更機構の分解図である。これらの図7〜図9についても、第1実施形態についての図2〜図4に示されている構成要素と同等な構成要素については図2〜図4と同じ符号が付されている。以下では、これら同等な構成要素についても重複説明を省略する。 7 is a diagram showing the pitch changing mechanism extracted from FIG. 6A, and FIG. 8 is a diagram showing the pitch changing mechanism extracted from FIG. 6B. FIG. 9 is an exploded view of the pitch changing mechanism shown in FIG. 7 to 9, the same components as those shown in FIGS. 2 to 4 for the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. In the following, redundant description of these equivalent components is also omitted.
本実施形態のピッチ変更機構60は、第1実施形態と同様の駆動部31及び2つのアーム部材33、第1実施形態とは異なる直進部材62及び棒ネジ64、を備えている。
The
本実施形態でも、駆動部31の出力軸部材312は、ケース316外に露出した一端が、回転翼10の回転軸50aと同軸上に延在する棒ネジ64の一端に、ジョイント35を介して連結される。これにより、棒ネジ64は、駆動部31による回転駆動力を受けて回転翼10の回転軸50aと同軸回りに回転する。
Also in this embodiment, the
ただし、本実施形態の棒ネジ64は、直進部材62のガイドロッド621及びベアリングナット623を貫通する長尺のものとなっている。ガイドロッド621は、貫通孔部621aが設けられたパイプ状の部材となっており、その貫通孔部621aにおけるベアリングナット623側の開口近傍にネジ山621a−1が形成されている。ガイドロッド621が、長尺の棒ネジ64によって貫通されるとともにネジ山621a−1で棒ネジ64に螺合する。
However, the
そして、図6に示されている回転翼駆動部50における固定子52のガイドパイプ523の内部に、上記の棒ネジ64及び直進部材62のガイドロッド621が収められている。そして、ガイドロッド621の回止めピン621bが、ガイドパイプ523の内周面を回転軸50aと平行に延びる溝に嵌入している。これにより、ガイドロッド621は、回転軸50aの回りの回転が規制されて、棒ネジ64が回転するとガイドパイプ523の溝に案内されて矢印D21方向に直進移動するナット部となっている。
Then, the
このガイドロッド621の端部に、第1実施形態と同様のアウターケース322がベアリング322aを介して、回転翼10の回転軸50aの回りに回転自在に連結されている。ベアリングナット623は、アウターケース322の貫通孔に嵌め込まれるとともに棒ネジ64によって貫通されつつガイドロッド621の端縁に固定されている。そして、第1実施形態と同様のアーム部材33によって、アウターケース322とブレードホルダ24とが連結されている。
An
本実施形態のピッチ変更機構60において、直進部材62の直進移動を受けてブレード11のピッチが変更されるときの各部の動きは、図5を参照して説明した第1実施形態のピッチ変更機構60の各部の動きと同じである。そして、本実施形態の可変ピッチ型回転翼機構5でも、回転翼10の回転中におけるブレード11のピッチの変更により、回転翼10の揚力が変更されることとなる。
In the
以上に説明した第2実施形態によっても、第1実施形態と同様に、直進部材62や駆動部31を、回転翼10の回転軸50aと同軸上にコンパクトにまとめることができることはいうまでもない。その結果、本実施形態のピッチ変更機構60及び可変ピッチ型回転翼機構5も一層の小型化が図られたものとなっている。
Needless to say, also in the second embodiment described above, the linearly moving
尚、以上に説明した2つの実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明のピッチ変更機構及び可変ピッチ型回転翼機構の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 Note that the two embodiments described above are merely representative forms of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, such modifications are also included in the scope of the present invention as long as the pitch changing mechanism and the variable pitch rotor structure of the present invention are provided.
例えば、上述した実施形態では、本発明にいうピッチ変更機構及び可変ピッチ型回転翼機構の一例として、マルチコプターに搭載されるピッチ変更機構30,60及び可変ピッチ型回転翼機構1,5が例示されている。しかしながら、本発明にいうピッチ変更機構及び可変ピッチ型回転翼機構は、これに限るものではなく、例えばシングルローターの模型ヘリコプターに搭載されるもの等であってもよい。本発明にいうピッチ変更機構及び可変ピッチ型回転翼機構は、その具体的な使用態様を問うものではない。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態では、本発明にいう回転翼の一例として、2枚のブレード11を有する二枚羽根の回転翼10が例示されている。しかしながら、本発明にいう回転翼は、これに限るものではなく、ブレードの枚数は複数であれば任意の枚数に設定し得る。 Moreover, in embodiment mentioned above, the rotary blade 10 of the 2 blade | wing which has the two blades 11 is illustrated as an example of the rotary blade said to this invention. However, the rotor blade according to the present invention is not limited to this, and any number of blades can be set as long as the number of blades is plural.
また、上述した実施形態では、本発明にいう回転翼駆動部の一例として、アウターローター型モータの回転翼駆動部20,50が例示されている。しかしながら、本発明にいう回転翼駆動部は、これに限るものではなく、例えばインナーローター型モータを採用したもの等であってもよい。ただし、回転軸が通る中心部分に空間的に余裕を設け易いアウターローター型モータを採用することで設計上の手間を抑えることができる点は上述した通りである。
Moreover, in embodiment mentioned above, the rotor blade drive
また、上述した実施形態では、本発明にいうアーム部材の一例として、ブレードホルダ24を介してブレード11に間接的に一端が連結されるアーム部材33が例示されている。しかしながら、本発明にいうアーム部材はこれに限るものではなく、例えばブレード11の側縁に直接的に連結されるものであってもよい。
Moreover, in embodiment mentioned above, the
また、上述した実施形態では、本発明にいうピッチ変更機構の一例として、駆動部31の回転駆動力を、棒ネジ34、62とガイドロッド321,621で直進移動に変換するピッチ変更機構30,60が例示されている。しかしながら、本発明にいうピッチ変更機構はこれに限るものではない。本発明にいうピッチ変更機構は、例えば、駆動部が、回転翼の回転軸の延長線の近傍に、この延長線と直交する軸回りの回転駆動力を出力し、ピニオンとラックの組合せにより直進移動に変換する形態等であってもよい。ただし、駆動部が回転翼の回転軸と同軸回りの回転駆動力を出力するように構成することで、回転翼の回転軸と同軸上に各構成要素を一層コンパクトにまとめることができることは上述した通りである。
In the above-described embodiment, as an example of the pitch changing mechanism according to the present invention, the
1,5 可変ピッチ型回転翼機構
10 回転翼
11 ブレード
11a ピッチ軸
20,50 回転翼駆動部
20a,50a 回転軸
30,60 ピッチ変更機構
31 駆動部
32,62 直進部材
33 アーム部材
34,64 棒ネジ
311 回転駆動源
312 出力軸部材
313 伝達機構
314 回転検出部
315 制御部
316 ケース
321,621 ガイドロッド(ナット部)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記回転翼の回転軸の延長線の近傍へと回転駆動力を出力する駆動部と、
前記駆動部による回転駆動力を受けて、前記回転軸と同軸上を直進移動する直進部材と、
前記ブレードの幅方向と交差するピッチ軸から離れた位置で当該ブレードに直接的又は間接的に一端が連結されるとともに、他端が前記直進部材に連結され、当該直進部材の直進移動を受けて前記ブレードを前記ピッチ軸回りに回転させて前記ピッチを変更するアーム部材と、
を備えたことを特徴とするピッチ変更機構。 A pitch changing mechanism for changing the pitch of the blades of the rotor blades,
A drive unit that outputs a rotational driving force to the vicinity of an extension line of the rotary shaft of the rotor blade;
A rectilinear member that receives a rotational driving force by the driving unit and linearly moves on the same axis as the rotational shaft;
One end is directly or indirectly connected to the blade at a position away from the pitch axis intersecting the width direction of the blade, and the other end is connected to the rectilinear member, and receives the rectilinear movement of the rectilinear member. An arm member that rotates the blade around the pitch axis to change the pitch; and
A pitch change mechanism characterized by comprising:
前記直進部材が、前記棒ネジに螺合するとともに回転が規制されたナット部を有し、前記棒ネジが回転すると前記ナット部を介して直進移動するものであることを特徴とする請求項1〜3のうち何れか一項に記載のピッチ変更機構。 A rod screw that extends coaxially with the rotating shaft and receives a rotational driving force by the driving unit and rotates about the same axis as the rotating shaft,
2. The rectilinear member has a nut portion that is screwed to the rod screw and whose rotation is restricted, and moves linearly through the nut portion when the rod screw rotates. The pitch changing mechanism according to any one of?
前記回転翼を回転駆動する回転翼駆動部と、
前記回転翼の前記ブレードのピッチを変更するピッチ変更機構と、を備え、
前記ピッチ変更機構が、請求項1〜7のうち何れか一項に記載のピッチ変更機構であることを特徴とする可変ピッチ型回転翼機構。 A rotor blade having a blade;
A rotary blade drive unit that rotationally drives the rotary blade;
A pitch changing mechanism for changing the pitch of the blades of the rotor blades,
The said pitch change mechanism is a pitch change mechanism as described in any one of Claims 1-7, The variable pitch type rotary blade mechanism characterized by the above-mentioned.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2016
- 2016-09-27 JP JP2016188609A patent/JP2018052227A/en active Pending
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