JP3139000U

JP3139000U - 模型ヘリコプター

Info

Publication number: JP3139000U
Application number: JP2007008855U
Authority: JP
Inventors: 関　　博文
Original assignee: 関博文
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2017-10-19

Abstract

【課題】新規なテールローターレスの模型ヘリコプター及びその操縦機構について提供するものである。
【解決手段】駆動部Ｄを備えた胴体２と、上記胴体の駆動部で回転されて浮揚力Ｆを発生させる主ローター１０と、上記主ローターの下側に備え主ローターの回転反力Ｆ１を打ち消す反力Ｆ２とともに胴体の方向制御をすべく傾斜面１１Ａを可変とした固定翼１１と、上記胴体の下部に備え胴体を任意な方向に傾けて推進力Ｆ３を発生させる尾翼１３と、を具備した模型ヘリコプター１００である。
【選択図】図１

Description

本考案は、テールローターレスの模型ヘリコプターに関し、特に、主ローターと固定翼と尾翼からなり、安全・安定した操縦飛行と大きな浮揚力が得られるように改良された新規な模型ヘリコプターに係るものである。

近年、小型エンジンや電動モータを搭載したラジコン式のヘリコプターやゴム紐を動力源にした竹とんぼ式の模型ヘリコプターに人気があり、各種形式のものが提供されている。

注目すべきは、テールローターレスのヘリコプターが提案されていることである。これは、テールローター動力無しで反動トルクと方向転換のコントロール及び従来テールローターで使っていた動力分の効率向上を図ったものである。その構成は、可変整流翼（１）をシングルローター・ヘリコプターのメインローター（２）の中心を軸にしてメインローター（２）の下に付けたもので、従来のシングルローター・ヘリコプターとメインローター（２）や胴体（３）は同じだが、テールローターが無く、反動トルクのコントロールと方向転換にはメインローター（２）下の可変整流翼（１）で行うものである。これにより、従来のシングルローター・ヘリコプターのテールローターに使われていた動力分の高効率化が達成できる他、テールローターへの動力伝達や可変ピッチなどの機構が無くなり簡素化できるヘリコプターである（例えば、特許文献１参照。）。

また、別のヘリコプターは、運転席以下に複数のモータをおき、その複数のモータの軸の内側と外側に、複数のプロペラを取り付けた輪状回転軸を取り付けたものである。またハンドルバーの先端にバッテリを取り付けたものである。上記の複数のモータは、同重量、同馬力のものが好ましく、また、上部と下部のプロペラの数も同数個で、大きさも重量も同じものが好ましい。そして、２本のハンドルバーの先端にバッテリを取り付けたものは、動力部カバーボディーの直径の端から前後にスライド式となっている。プロペラ部を囲む動力部カバーボディーはどの様なかたちでも良いが、軽くて丈夫な材質が良いとしたものである（例えば、特許文献２参照。）。

特開平１１−７０８９８号特開２００７−９１１８７号

上記従来の特開平１１−７０８９８号のヘリコプターは、可変整流翼をシングルローター・ヘリコプターのメインローターの中心を軸にしてメインローターの下に付けたもので、従来のシングルローター・ヘリコプターとメインローターや胴体は同じだが、テールローターが無く、反動トルクのコントロールと方向転換にはメインローター下の可変整流翼で行うものであり、テールローターを省略することが可能である。しかしながら、その操縦方法とその機構は、従来のシングルローター・ヘリコプターと同じだとして可変整流翼の構成が開示されていない。従って、どのような操縦機構と操縦方法に依存しているのかのヘリコプターとして完成していないと言う問題点が指摘できる。

また、別の特開２００７−９１１８７号の円盤状飛行機は、運転席以下に複数のモータをおき、その複数のモータの軸の内側と外側に、複数のプロペラを取り付けた輪状回転軸を取り付けたものであり、特開平１１−７０８９８号と同じく、テールローターを省略することが可能である。しかしながら、その操縦方法とその機構は、全く開示されていないから、どの様な操縦機構と操縦方法に依存しているのかが新規な円盤状飛行機として完成していないと言う問題点が指摘される。

本考案は、上記ヘリコプターや円盤状飛行機において、開示されていない可変整流翼や操縦機構とこの操縦方法に注目してなされたもので、その目的は、新規なテールローターレスの模型ヘリコプターを提供するものである。

上記目的を達成するべく本考案の請求項１による模型ヘリコプターは、駆動部を備えた胴体と、上記駆動部で回転されて浮揚力を発生させる主ローターと、上記主ローターの下側に備え主ローターの回転反力を打ち消す反力とともに胴体の方向制御をすべく傾斜面を可変とした固定翼と、上記胴体の下部に備え胴体を任意な方向に傾けて推進力を発生させる尾翼と、を具備したことを特徴とする。

本考案の請求項２の模型ヘリコプターは、請求項１記載の模型ヘリコプターにおいて、上記主ローターの駆動部は、ゴム紐の捻じりにより貯められた捻じり反力に求めたものであることを特徴とする。

本考案の請求項３の模型ヘリコプターは、請求項１記載の模型ヘリコプターにおいて、上記主ローター及び固定翼及び尾翼の各駆動部をバッテリと各小型モータとし、上記各小型モータを駆動制御部を介してラジコンにより無線操縦することを特徴とする。

すなわち、本考案の請求項１及び２記載の模型ヘリコプターによると、まず、主ローターの回転により空気流を下方へ吹き降ろす気流で浮揚力が発生するとともに、主ローター回転の反対側へ回転反力が発生する。他方、主ローターから吹き降ろす気流が下側に備えた固定翼の傾斜面に当たって流れ方向を変え胴体に対して上記主ローターの回転反力を打ち消す方向に回転力を発生させる。上記固定翼の回転力は、上記主ローターの回転反力に均等するように、固定翼の傾斜面を可変させることで行われる。また、その僅かな不均等（プラス側又はマイナス側）を作り出すことにより、胴体をゆっくり右旋回又は左旋回させられる。

更に、上記胴体の下部に備えた尾翼は、その方向を垂直真下とすれば、胴体を垂直姿勢として上昇又は下降又はホバリング状態に制御される。上記各状態は、主ローターの回転数による浮揚力の制御により行われる。また、胴体を任意な方向に傾けて水平方向に進める推進力を発生させるには、水平方向に進めたい方向側へ尾翼を根元部で折り曲げれば、この折り曲げた面に上記主ローターからの気流が当たり、ここで作り出された尾翼を押し込む力が胴体の下端側を折り曲げた側とは反対側へ傾かせる。その結果として、主ローターが作り出す浮揚力の一部が胴体を傾かせた側への推進力となり、模型ヘリコプターを水平方向へ進めることが出来る。従って、上記尾翼の方向制御により、水平方向への推力が調節出来るし、模型ヘリコプターの方向を変えるには、尾翼を左右に捻じることで行われる。

また、本考案の請求項３の模型ペリコプターによると、上記主ローター及び固定翼及び尾翼の各駆動部をバッテリと各小型モータとし、上記各小型モータをラジコンにより無線操縦されるから、長時間にわたり自由自在に飛行させられるとともに、複数の模型ヘリコプター同士で飛行技術を競い合える。

しかして、本考案の模型ヘリコプターによると、テールローターを無くし、固定翼と尾翼を設けたから、自由自在な姿勢でホバリングをはじめ上昇・下降及び水平飛行が自在に出来る効果が簡単に得られる。また、テールローターを持たないので、模型ヘリコプターの破損や操作者の怪我も無くせる。
更に、主ローター及び固定翼及び尾翼の駆動部を、バッテリと小型モータに求めるとともに、ラジコンにより無線操縦させることで、長時間にわたり自由自在に飛行できるし、複数の模型ヘリコプター同士で飛行技術を競い合うこともでき、極めて有能な模型ヘリコプターが提供できる。

以下、図１乃至図４を参照して考案明の第１の実施の形態を説明する。図１は模型ヘリコプターの斜視図、図２は正面図、図３は作用図、図４は水平飛行の作用図である。

本考案の模型ヘリコプター１００は、下記のように構成されている。まず、図１と図４に示すように、全体構成は、ゴム紐１を備えこれを駆動部Ｄとする胴体（ヘリコプターの本体となる）２と、上記胴体２の駆動部で回転されて浮揚力Ｆを発生させる主ローター１０と、上記主ローター１０の下側に備え主ローターの回転反力Ｆ１を打ち消すとともに胴体の方向制御をすべく傾斜面１１Ａを可変とした固定翼１１と、上記胴体２の下部に備え胴体を任意な方向に傾けて推進力Ｆ３を発生させる尾翼１３と、を備えたものからなる。

上記主ローター１０は、胴体２の頂端２Ａに取付けた軸受体４の孔部４Ａに挿通した回転軸５の頂端に取付けられている。図示では、上記主ローター１０は、２枚羽根構成であるが、３枚羽根構成や４枚羽根構成とすることができる。上記主ローター１０の駆動部Ｄは、ゴム紐１の捻じりにより貯められた捻じり力（トルクＴａ）に求めたものである。その構成は、胴体２の下端部に取付けたフック７と上記回転軸５の下部に設けたフック５Ａの間にゴム紐１を掛け渡されたものである。しかして、上記主ローター１０は、この浮揚力Ｆを発生させる回転方向（矢印の左回転）と逆方向（図示では、右回転）に手回しで回転させ、ゴム紐１の捻じりにより貯められた捻じり力（トルクＴａ）によって（矢印の左回転）に回転駆動される。この時に、胴体２に回転反力Ｆ１が発生する。

上記主ローター１０の下側となる胴体２には、十字状に水平姿勢に取付けたフレーム（棒状体）９を備えている。この各フレーム９には、固定翼１１の上辺部が各々取付けられ、手の力で容易に旋回してその傾斜面１１Ａを可変させられる構成になっている。図示では、固定翼の下端側が主ローター１０の傾斜角と同方向側に傾けられている。その傾斜角は、実際に模型ヘリコプター１００を飛行させた時に、胴体２が旋回しない静止姿勢を維持するように微調節されて使用される。その原理は、主ローターの回転により発生する回転反力Ｆ１を、固定翼１１に当たる気流Ｅで発生するトルクＴｂの反力Ｆ２を逆向きとして打ち消すようにするものである。上記胴体２の下部に備える尾翼１３は、胴体２の下端部２ＢにボールジョイントＢＪで適度の固さ（飛行時に向きが変わらない固さ）に吊り下げられている。そして、尾翼１３を図４に示すように、手操作により首振りして任意な方向へ傾け、主ローター１０から吹き下げられる気流Ｅにより傾けられた尾翼１３の側面１３Ａを押して胴体２を傾け、これにより浮揚力Ｆの一部で作られる推進力Ｆ３を発生させ水平方向へ移動する飛行力を作り出す。尚、上記尾翼１３により、胴体を垂直姿勢として上昇又は下降又はホバリング状態に制御される。

本考案の模型ヘリコプター１００は、上記のように構成され、以下のように作用する。まず、図１〜図３に示すように、ゴム紐１の捻じりにより貯められた捻じり力（トルクＴａ）により、主ローター１０は左回転（反時計方向回転）して空気流Ｅを下方へ吹き降ろす気流で浮揚力Ｆが発生するとともに、主ローター１０の左回転に対向する右回転の回転反力Ｆ１がゴム紐１即ち胴体２に発生する。他方、主ローター１０から吹き降ろす気流Ｅが下側に備えた固定翼１１の傾斜面１１Ａに当たって流れ方向を変え胴体２に対して上記主ローター１０の回転反力Ｆ１を打ち消す方向（反時計方向）に胴体２に起きるトルクＴｂで回転力Ｆ２を発生させる。上記固定翼１１の回転力Ｆ２は、上記主ローター１０の回転反力Ｆ１に均等（Ｆ１＝Ｆ２）するように、固定翼の傾斜面１１Ａの傾斜角度を可変させることで行われる。また、その僅かな不均等（プラス側又はマイナス側）を作り出すことにより、胴体をゆっくり右旋回（Ｆ１＞Ｆ２）又は左旋回（Ｆ１＜Ｆ２）させられる。

更に、図２に示すように、上記胴体２の下部に備えた尾翼１３は、その方向を垂直真下とすれば、胴体２を垂直姿勢として上昇又は下降又はホバリング状態に制御される。上記各状態は、主ローター１０の回転数による浮揚力Ｆの制御により行われる。また、図４に示すように、胴体２を任意な方向に傾けて水平方向に進める推進力Ｆ３を発生させるには水平方向に進めたい方向側へ尾翼１３を根元部１３Ｂで旋回させて折り曲げ（傾斜角θ）れば、この傾斜面１３Ａに上記主ローター１０からの気流Ｅが当たりここで作り出された尾翼１３を押し込む力Ｆ４が胴体２の下端側を傾けた側とは反対側へ傾かせる。その結果として、主ローター１０が作り出す浮揚力Ｆの一部が胴体２を傾かせた側への推進力Ｆ３（Ｆ３＝Ｆ／ｔａｎθ）となり、この推進力Ｆ３で模型ヘリコプター１００を水平方向へ進めることが出来る。従って、上記尾翼１３の方向制御により、水平方向への推進力Ｆ３が調節できる。また、模型ヘリコプター１００の推進方向を変えるには、尾翼１３を左右に捻じることで行われる。勿論、上記固定翼の傾斜角度の調節でも行われる。

本考案の模型ヘリコプター１００の実施の形態によると、下記の効果が奏せられる。テールローターを無くし、固定翼１１と尾翼１３を設けたから、自由自在な姿勢でホバリングをはじめ上昇・下降及び水平飛行が自在に出来る効果が簡単に得られる。また、テールローターを持たないので、模型ヘリコプターの破損や操作者の怪我も無くせる。

尚、本考案の模型ヘリコプター１００は、上記第１の実施の形態における構成に限定されず、その考案の要旨内での設計変更が自由にできる。例えば、図５に示す第２の実施の形態の模型ヘリコプター２００としても良い。この実施例では、上記主ローター１０及び固定翼１１及び尾翼１３の各駆動源をバッテリＢと各小型モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３とし、上記各小型モータをラジコンＲＣにより無線操縦するものである。その詳細構成を説明する。まず、主ローター１０は、小型モータＭ１を駆動制御部ＤＣにより回転駆動されるとともに、上記駆動制御部ＤＣは操縦機能を持ったラジコンＲＣとアンテナＡを介して遠隔操作される。次に、４枚の固定翼１１は、連結機構（例えばリンク機構やラック＆ピニオン機構）ＪＪを介して一つの小型モータＭ２で一斉に傾斜姿勢を微調節すべく、駆動制御部ＤＣにより正逆微動回転されるとともに、上記駆動制御部ＤＣは操縦機能を持ったラジコンＲＣにより遠隔操作される。そして、尾翼１３は、小型モータＭ３を例えばウオーム機構を介して駆動制御部ＤＣにより正逆微動回転させ方向制御されるとともに、上記駆動制御部ＤＣは操縦機能を持ったラジコンＲＣにより遠隔操作される。その他の構成は、上記第１の実施の形態と同一につき、同一符号を附して説明を省略する。

上記模型ヘリコプター２００は、上記のように構成され、上記主ローター及び固定翼及び尾翼の各駆動源をバッテリと各小型モータとし、上記各小型モータをラジコンＲＣにより無線操縦されるから以下のように作用する。まず、図５に示すように、操縦者は、ラジコンＲＣにより、そのスイッチＳ１で小型モータＭ１の回転と回転数の制御、スイッチＳ２で小型モータＭ２を正逆回転させて固定翼１１の傾斜角の制御、スイッチＳ３で小型モータＭ３を正逆回転させて尾翼１３の垂直からの左右の傾斜姿勢制御を各々行う。これにより、模型ヘリコプター２００は、飛行時の操作性が極めて良く、長時間にわたり自由自在に飛行される。また、複数の模型ヘリコプター同士で飛行技術を競い合うことも行える。更には、農薬散布や航空写真の撮影にも適用される。

しかして、本考案の模型ヘリコプター２００によると、テールローターを無くし、固定翼と尾翼を設けたから、自由自在な姿勢でホバリングをはじめ上昇・下降及び水平飛行が自在に出来る効果が簡単に得られる。また、テールローターを持たないので、模型ヘリコプターの破損や操作者の怪我も無くせる。更に、主ローター及び固定翼及び尾翼の駆動源を、バッテリと小型モータに求めるとともに、ラジコンにより無線操縦させれば、長時間にわたり自由自在に飛行できるし、複数の模型ヘリコプター同士で飛行技術を競い合うこともでき、極めて有能な模型ヘリコプターが提供できる。

本考案は、その対象物を模型ヘリコプターで説明したが、模型に代わる無人飛行体としたもの、一人乗り有人飛行体への適用も可能である。

本考案の第１の実施の形態を示し、模型ヘリコプターの斜視図である。本考案の第１の実施の形態を示し、模型ヘリコプターの正面図である。本考案の第１の実施の形態を示し、模型ヘリコプターの平面図である。本考案の第１の実施の形態を示し、模型ヘリコプターの作用図である。本考案の第２の実施の形態を示し、模型ヘリコプターの正面図である。

符号の説明

１ゴム紐
２胴体
２Ａ頂端
２Ｂ下端部
４軸受体
４Ａ孔部
５回転軸
５Ａフック
７フック
９フレーム（棒状体）
１０主ローター
１１固定翼
１１Ａ傾斜面
１３尾翼
１３Ａ側面
１３Ｂ根元部
Ａアンテナ
Ｂバッテリ
ＢＪボールジョイント
Ｄ駆動部
ＤＣ駆動制御部
Ｅ気流
Ｆ浮揚力
Ｆ１回転反力
Ｆ２反力
Ｆ３推進力
ＪＪ連結機構（リンク機構やラック＆ピニオン機構）
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３小型モータ
Ｔａ，Ｔｂトルク
ＲＣラジコン
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３スイッチ

Claims

駆動部を備えた胴体と、上記駆動部で回転されて浮揚力を発生させる主ローターと、上記主ローターの下側に備え主ローターの回転反力を打ち消す反力とともに胴体の方向制御をすべく傾斜面を可変とした固定翼と、上記胴体の下部に備え胴体を任意な方向に傾けて推進力を発生させる尾翼と、を具備したことを特徴とする模型ヘリコプター。
請求項１記載の模型ヘリコプターにおいて、上記主ローターの駆動部は、ゴム紐の捻じりにより貯められた捻じり反力に求めたものであることを特徴とする模型ヘリコプター。
請求項１記載の模型ヘリコプターにおいて、上記主ローター及び固定翼及び尾翼の各駆動部をバッテリと各小型モータとし、上記各小型モータを駆動制御部を介してラジコンにより無線操縦することを特徴とする模型ヘリコプター。