JP3370528B2 - 水冷エンジンを搭載した産業用無人ヘリコプタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、農薬や種を空中散
布する際に用いられる無線操縦式の産業用無人ヘリコプ
タに係り、特にそのエンジン冷却水を循環させるウォー
タポンプの駆動経路の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の無線操縦式の産業用無人ヘリコ
プタは、メインロータやテールロータの駆動源となるエ
ンジンを備えている。このエンジンは、機体フレームに
支持されており、この機体フレームやエンジンは、流線
形のフロントボディによって覆われている。

【０００３】ところで、このヘリコプタ用のエンジン
は、飛行中、最大出力に近い状態で運転される傾向にあ
る。そのため、従来のヘリコプタでは、例えば「特開平
４−２７６９８号公報」に見られるように、安定した冷
却性能が得られる水冷エンジンが用いられている。この
水冷エンジンは、エンジン冷却水を循環させるためのウ
ォータポンプを備えている。このウォータポンプは、回
転軸と、この回転軸と一体に回転するインペラとを有
し、この回転軸が水冷エンジンのクランク軸に直結され
ている。

【０００４】このため、水冷エンジンが始動されると、
クランク軸の回転に追従してインペラが回転し、水冷エ
ンジンのウォータジャケットとラジエータとの間でエン
ジン冷却水が循環されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
構成では、水冷エンジンが始動されると同時にウォータ
ポンプが駆動され、エンジン冷却水がラジエータを通っ
て循環されるために、特に気温の低い場合にエンジン冷
却水の温度上昇に時間がかかり、長時間に亘る暖気運転
を必要とするといった問題がある。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】この水冷エンジンの暖気を早めるための対
策として、エンジン冷却水の流れ経路にサーモスタット
を設置し、エンジン冷却水の温度が予め規定された値に
達しない場合に、エンジン冷却水をラジエータを通さず
に循環させる方式が知られている。

【００１０】しかしながら、この構成によると、ラジエ
ータを迂回するバイパス経路や格別なサーモスタットを
必要とし、冷却水の循環経路が複雑化する。このため、
重量増加の原因となり、軽量化が望まれているヘリコプ
タにおいては、有効な解決策とはなり得ないものとな
る。

【００１１】本発明は、このような事情にもとづいてな
されたもので、その目的は、エンジン冷却水の温度上昇
を促し、暖気運転を短くできるとともに、エンジン冷却
水の流れ経路を簡略化することができる産業用無人ヘリ
コプタを得ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る本発明の産業用無人ヘリコプタは、
機体フレームに搭載され、この機体フレームの前後方向
に沿って配置されたクランク軸を有する水冷エンジン
と、 上記クランク軸の後方において上記機体フレームの
前後方向に沿って配置され、上記クランク軸の動力をメ
インロータに伝える動力伝達軸と、 上記動力伝達軸の前
端部を上記クランク軸に連結するとともに、上記水冷エ
ンジンの回転数がアイドリング時の回転数を上回る予め
決められた値に達した時に、上記クランク軸の回転を上
記動力伝達軸に伝える自動遠心式クラッチと、 上記動力
伝達軸と平行に配置され、上記自動遠心式クラッチおよ
び上記動力伝達軸を介して伝わる上記クランク軸の回転
をテールロータに伝えるとともに、上記動力伝達軸の後
端よりも上記水冷エンジンの方向に突出する前端を有す
る駆動軸と、 上記駆動軸の前端によって駆動され、上記
水冷エンジンとの間でエンジン冷却水を循環させるウォ
ータポンプと、を備えていることを特徴としている。

【００１３】

【００１４】この構成によれば、水冷エンジンがアイド
リング状態を保っている限り、自動遠心式クラッチは、
クランク軸から動力伝達軸および駆動軸への動力伝達を
遮断している。この結果、ウォータポンプは駆動され
ず、エンジン冷却水の循環がなされないために、エンジ
ン冷却水の放熱が抑えられ、このエンジン冷却水の温度
上昇が早くなる。

【００１５】しかも、格別なサーモスタットやエンジン
冷却水のバイパス通路を必要としないので、エンジン冷
却水の流れ経路を簡略化することができ、この流れ経路
の軽量化が可能となる。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】請求項２によれば、請求項１に記載の駆動
軸は、ケースに収容され、また、上記ウォータポンプ
は、上記ケースの前端と協働してポンプ室を構成するポ
ンプケーシングと、このポンプケーシングに収容された
インペラとを有し、このインペラが上記駆動軸の前端に
固定されている。

【００２０】この構成によると、ウォータポンプのイン
ペラを回転させる軸が、テールロータ駆動用の駆動軸と
共通化され、ウォータポンプのインペラを別な軸に取り
付ける場合に比べて、この軸が不要となるとともに、軸
を支持するための軸受やオイルシールを始めとして、歯
車のような格別な連動手段が不要となる。そのため、部
品点数を削減でき、コストの低減が可能となるととも
に、ウォータポンプの駆動経路の軽量化が可能となる。

【００２１】また、軸と接する軸受やオイルシールの数
が減るので、ウォータポンプを駆動する際に生じる摺動
抵抗が少なく抑えられ、水冷エンジンの負荷を軽減する
ことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を、図面
を参照して説明する。図１は、例えば森林や農地に害虫
駆除用の農薬を空中散布する際に用いられる無線操縦式
の産業用無人ヘリコプタ１を示している。このヘリコプ
タ１は、機体フレーム２を備えている。機体フレーム２
は、アルミニウム合金のような軽量な金属材料にて構成
され、前後方向に延びる中空の箱状をなしている。

【００２３】機体フレーム２の下端部には、前後一対の
支持脚３ａ，３ｂが固定されている。支持脚３ａ，３ｂ
は、機体フレーム２の下方に向けて延びており、これら
支持脚３ａ，３ｂの下端部に、左右一対の降着スキッド
４ａ，４ｂが取り付けられている。

【００２４】図１および図６に示すように、機体フレー
ム２の後端部には、一対のブラケット５ａ，５ｂが固定
されている。ブラケット５ａ，５ｂは、アルミニウム合
金のような軽量な金属材料にて構成されている。これら
ブラケット５ａ，５ｂは、機体フレーム２の後端部の左
右両側面にボルト６を介して締め付け固定されており、
この機体フレーム２の後方に突出されている。

【００２５】ブラケット５ａ，５ｂには、テールボディ
８が取り外し可能に連結されている。テールボディ８
は、ボディ本体８ａと、このボディ本体８の前端部にボ
ルト締めされた一対のテールブラケット９ａ，９ｂとを
備えている。ボディ本体８ａは、ＣＦＲＰ製であり、上
記機体フレーム２の後方に向けて延びる中空の筒状をな
している。テールブラケット９ａ，９ｂは、アルミニウ
ム合金のような軽量な金属材料にて構成され、ボディ本
体８ａの前端部の両側面にボルト１０を介して締め付け
固定されている。

【００２６】テールボディ８のテールブラケット９ａ，
９ｂは、機体フレーム２のブラケット５ａ，５ｂの間に
介在されている。そして、これらテールブラケット９
ａ，９ｂは、ブラケット５ａ，５ｂの内面に複数のボル
ト１１を介して締め付け固定されており、これにより、
テールボディ８が機体フレーム２に結合されている。

【００２７】図２に示すように、ボディ本体８ａの後端
部には、ロータブラケット１３が支持されている。ロー
タブラケット１３は、ボディ本体８ａの後方に突出され
ており、このロータブラケット１３には、回転軸１４を
介してテールロータ１５が回転自在に支持されている。
ロータブラケット１３を含むボディ本体８ａの後端部
は、テールカバー１６によって覆われている。このテー
ルカバー１６は、垂直尾翼を兼ねている。

【００２８】図１や図３に示すように、機体フレーム２
の上面には、パワーユニット２０が支持されている。こ
のパワーユニット２０は、水冷・２サイクル水平対向二
気筒エンジン２１と、この水冷エンジン２１に連なる動
力伝達装置２２とで構成されている。

【００２９】図４に示すように、上記水冷エンジン２１
は、クランクケース２３と、このクランクケース２３に
連なる第１および第２のシリンダ部２４ａ，２４ｂとを
備えている。クランクケース２３は、混合気の一次圧縮
室を兼ねるクランク室２３ａを有し、このクランク室２
３ａには、クランク軸２５が収容されている。クランク
軸２５は、機体フレーム２の前後方向に沿って水平に配
置されている。クランク軸２５の前端部は、クランクケ
ース２３の前方に突出されており、このクランク軸２５
の前端部には、始動歯車２６を有するフライホイール２
７が固定されている。

【００３０】第１および第２のシリンダ部２４ａ，２４
ｂは、機体フレーム２の幅方向に沿って向かい合うよう
に水平に配置されている。第１および第２のシリンダ部
２４ａ，２４ｂは、クランクケース２３と一体化された
シリンダボディ２８と、このシリンダボディ２８に連な
るシリンダヘッド２９とを備えている。シリンダボディ
２８は、ピストン３０が収容されたシリンダ３１を有し
ている。ピストン３０は、コネクティングロッド３２を
介してクランク軸２５に連結されている。

【００３１】シリンダ３１の内面には、ピストン３０に
よって開閉される複数の掃気口３３、排気口３４および
図示しない吸気口が形成されている。吸気口は、クラン
クケース２３内のクランク室２３ａに連なっており、こ
のクランクケース２３の上面には、図示しないリードバ
ルブを有する吸入口３５が形成されている。

【００３２】シリンダボディ２８およびシリンダヘッド
２９は、エンジン冷却水が流通されるウォータジャケッ
ト３６を有している。このウォータジャケット３６は、
シリンダ３１の周囲を取り囲んでいる。ウォータジャケ
ット３６は、図６に示すような冷却水入口３６ａおよび
冷却水出口３６ｂに連なっている。冷却水入口３６ａ
は、シリンダボディ２８に形成され、冷却水出口３６ｂ
は、シリンダヘッド２９に形成されている。

【００３３】図３に示すように、クランクケース２３の
下側には、スタータモータ３７が配置されている。スタ
ータモータ３７は、飛び込み式の駆動歯車３８を有して
いる。駆動歯車３８は、スタータモータ３７が駆動され
た時に上記フライホイール２７の始動歯車２６と噛み合
うようになっており、この噛み合いにより、水冷エンジ
ン２１が始動される。

【００３４】クランクケース２３の後部には、クラッチ
ハウジング４０が連結されている。クラッチハウジング
４０は、クランクケース２３の後方に向けて突出されて
おり、このクラッチハウジング４０の内部に上記クラン
ク軸２５の後端部が導かれている。

【００３５】図３および図５に示すように、上記動力伝
達装置２２は、ケース４１を備えている。ケース４１
は、フロントケース４２と、このフロントケース４２に
ボルト締めされたリヤケース４３とに分割され、上記機
体フレーム２の前後方向に沿って延びている。フロント
ケース４２の前端部には、クラッチカバー部４２ａが一
体に形成されている。このクラッチカバー部４２ａは、
上記クラッチハウジング４０に取り外し可能にボルト締
めされている。また、リヤケース４３の上面には、上向
きに延びる筒状のガイド部４４が一体に形成されてい
る。

【００３６】ケース４１の内部は、動力伝達室４１ａを
なしている。動力伝達室４１ａは、フロントケース４２
とリヤケース４３とに跨がっている。この動力伝達室４
１ａには、第１の動力伝達軸４７と第２の動力伝達軸４
８とが収容されている。第１の動力伝達軸４７は、軸受
４９を介してフロントケース４２に回転自在に支持され
ている。第２の動力伝達軸４８は、他の軸受５０を介し
てリヤケース４３に回転自在に支持されている。

【００３７】図６に示すように、第１の動力伝達軸４７
は、上記機体フレーム２の前後方向に沿って水平に配置
されている。第１の動力伝達軸４７は、上記クランク軸
２５と同軸状をなしており、これら第１の動力伝達軸４
７およびクランク軸２５は、機体フレーム２の前後方向
に延びる機体中心線Ｘ1 上に位置されている。

【００３８】第１の動力伝達軸４７の前端部は、自動遠
心式クラッチ５１を介してクランク軸２５に連結されて
いる。自動遠心式クラッチ５１は、上記クラッチカバー
部４２ａと上記クラッチハウジング４０との間に収めら
れている。自動遠心式クラッチ５１は、遠心力によって
変位可能なウエイトを有する従来周知のものと同様の構
成であり、クランク軸２５が停止している状態からこの
クランク軸２５が予め決められた回転数に達するまで
は、クランク軸２５から第１の動力伝達軸４７への動力
伝達を遮断した状態に保っている。

【００３９】すなわち、自動遠心式クラッチ５１は、ク
ランク軸２５の回転数がアイドリング時の回転数を上回
る値、具体的には、例えば３０００ｒｐｍに達した時に
動力を伝達する状態に移行し、クランク軸２５の回転を
第１の動力伝達軸４７に伝えるようになっている。

【００４０】上記第２の動力伝達軸４８は、第１の動力
伝達軸４７の後方において鉛直方向に沿って配置されて
いる。これら第１および第２の動力伝達軸４７，４８
は、互いに噛み合う一対の増速傘歯車５３ａ，５３ｂを
介して連動されている。

【００４１】上記リヤケース４３のガイド部４４には、
軸受５４を介してメインロータマスト５５が回転自在に
支持されている。メインロータマスト５５は、上記第２
の動力伝達軸４８の後方において鉛直方向に沿って配置
されている。このメインロータマスト５５と第２の動力
伝達軸４８とは、互いに噛み合う増速平歯車５６ａ，５
６ｂを介して連動されている。したがって、クランク軸
２５の回転は、二段階に増速された後に、メインロータ
マスト５５に伝えられるようになっている。

【００４２】メインロータマスト５５は、ガイド部４４
を貫通してパワーユニット２０の上方に導出されてい
る。このメインロータマスト５５の上端部には、メイン
ロータ５７が取り付けられている。

【００４３】図３に示すように、水冷エンジン２１の前
方には、エンジン冷却水の放熱用のラジエータ６０が配
置されている。ラジエータ６０は、コア部６１と、この
コア部６１に連なる流入タンク６２および流出タンク６
３とを備えている。ラジエータ６０は、水冷エンジン２
１のクランクケース２３から前向きに延びる複数の支持
ステー６４によって支えられており、そのコア部６１が
メインロータ５７の下方において、このメインロータ５
７と向かい合っている。

【００４４】したがって、ラジエータ６０のコア部６１
には、メインロータ５７の回転によって生じる吹き降ろ
し風Ｗが導かれるようになっている。なお、クランクケ
ース２３の上面の吸入口３５には、吸気管６６を介して
気化器６７が接続されているとともに、第１および第２
のシリンダ部２４ａ，２４ｂの排気口３４には、排気管
６８を介して消音器６９が接続されている。

【００４５】図５や図６に示すように、上記ケース４１
のフロントケース４２は、延出部７５を一体に有してい
る。延出部７５は、フロントケース４２の左側部から斜
め下向きに張り出している。延出部７５の内部は、歯車
収容室７６となっており、この歯車収容室７６は、上記
ケース４１の動力伝達室４１ａに連なっている。

【００４６】また、延出部７５は、一対のボス部７７
ａ，７７ｂを有している。一方のボス部７７ａは、延出
部７５の前面から前方に向けて突出され、他方のボス部
７７ｂは、延出部７５の後面から後方に向けて突出され
ている。

【００４７】図６に示すように、第１の動力伝達軸４７
の左側方にオフセットされた位置には、一本の駆動軸８
０が配置されている。駆動軸８０は、第１の動力伝達軸
４７と平行に配置されている。駆動軸８０は、上記ボス
部７７ａ，７７ｂに夫々軸受８１を介して回転自在に支
持されており、この駆動軸８０は、上記歯車収容室７６
を貫通している。そして、ボス部７７ａ，７７ｂには、
駆動軸８０の貫通部分をシールする複数のオイルシール
８２が組み込まれている。

【００４８】一方のボス部７７ａの前端部には、大径な
フランジ部８３が一体に形成されている。このフランジ
部８３の前面には、ウォータポンプ８５が支持されてい
る。ウォータポンプ８５は、ポンプケーシング８６を有
している。ポンプケーシング８６は、上記フランジ部８
３の前面と協働してポンプ室８７を構成している。この
ポンプケーシング８６は、吸入口８８と吐出口８９とを
有し、これら吸入口８８および吐出口８９は、ポンプ室
８７に連なっている。

【００４９】そして、上記駆動軸８０の前端部は、上記
ボス部７７ａを貫通してポンプ室８７に導入されてお
り、この駆動軸８０の前端部には、インペラ９０が固定
されている。このインペラ９０は、上記ポンプ室８７に
収容されている。そのため、上記テールロータ１５に連
動する駆動軸８０は、ポンプ軸としての機能を兼ねてい
る。

【００５０】上記第１の動力伝達軸４７と上記駆動軸８
０とは、互いに噛み合う第１および第２の平歯車９２
ａ，９２ｂを介して連動されている。第１の平歯車９２
ａは、第１の動力伝達軸４７の後部外周にスプライン係
合され、上記動力伝達室４１ａに収容されている。第２
の平歯車９２ｂは、駆動軸８０の外周にスプライン係合
され、上記歯車収容室７６に収容されている。

【００５１】そして、上記のように第１の動力伝達軸４
７の前端は、自動遠心式クラッチ５１を介して水冷エン
ジン２１のクランク軸２５に連結されているため、上記
第１の平歯車９２ａと第２の平歯車９２ｂとの噛み合い
部分は、自動遠心式クラッチ５１よりも動力伝達経路の
下流側に位置されている。

【００５２】したがって、上記ウォータポンプ８５は、
自動遠心式クラッチ５１よりも動力伝達経路の下流側に
おいて第１の動力伝達軸４７に連動されていることにな
り、この第１の動力伝達軸４７からの動力伝達により駆
動される。

【００５３】なお、上記ケース４１の動力伝達室４１ａ
には、各種の歯車５３ａ，５３ｂ，５６ａ，５６ｂの噛
み合い部分や軸受４９，５０，５４を潤滑するための潤
滑油が充填されている。この潤滑油は、歯車収容室７６
にも導かれ、上記軸受８１や第１および第２の平歯車９
２ａ，９２ｂの噛み合い部分を潤滑するようになってい
る。

【００５４】図５に示すように、ウォータポンプ８５の
吸入口８８は、第１の配管９５を介してラジエータ６０
の流出タンク６３に連なっている。ウォータポンプ８５
の吐出口８９は、第２の配管９６を介して上記シリンダ
ボディ２８の冷却水入口３６ａに連なっている。また、
上記シリンダヘッド２９の冷却水出口３６ｂは、第３の
配管９７を介してラジエータ６０の流入タンク６２に連
なっている。

【００５５】そのため、第１の動力伝達軸４７によって
ウォータポンプ８５のインペラ９０が駆動されると、こ
のインペラ９０によって加圧されたエンジン冷却水は、
ポンプ室８７から第２の配管９６を介して水冷エンジン
２１のウォータジャケット３６に送り込まれ、シリンダ
ボディ２８やシリンダヘッド２９を冷却する。シリンダ
ボディ２８およびシリンダヘッド２９を冷却したエンジ
ン冷却水は、第３の配管９７を介してラジエータ６０に
導かれる。そして、このエンジン冷却水は、ラジエータ
６０のコア部６１を流れる過程で熱交換された後、第１
の配管９５を介してウォータポンプ８５のポンプ室８７
に戻され、このポンプ室８７から再びウォータジャケッ
ト３６に送り込まれるようになっている。

【００５６】図５に示すように、上記駆動軸８０の後部
は、上記リヤケース４３の後部のボス部１００に回転自
在に支持されている。この駆動軸８０の後端部には、自
在継手１０１を介して第１の中継軸１０２が連結されて
いる。第１の中継軸１０２は、駆動軸８０と同軸状をな
して前後方向に延びており、この第１の中継軸１０２の
後端部は、機体フレーム２の後方に突出されている。

【００５７】図６および図７に示すように、上記テール
ボディ８のテールブラケット９ａ，９ｂの前端部間に
は、上記ボルト１１を介してクロスメンバ１０３が固定
されている。クロスメンバ１０３には、垂直方向に延び
る枢軸１０４を介して歯車ケース１０５が回動可能に枢
支されている。歯車ケース１０５は、上記機体フレーム
２の機体中心線Ｘ1 よりも右側にオフセットされてお
り、この歯車ケース１０５は、枢軸１０４を中心に機体
フレーム２の幅方向に回動可能となっている。

【００５８】歯車ケース１０５には、第２の中継軸１０
７とベルト駆動軸１０８とが夫々軸受１０９を介して回
転自在に支持されている。第２の中継軸１０７は、上記
第１の中継軸１０２と同軸状をなして前後方向に延びて
おり、この第２の中継軸１０７の前端部が自在継手１１
０を介して第１の中継軸１０２に連結されている。

【００５９】ベルト駆動軸１０８は、第２の中継軸１０
７の後方において、機体フレーム２の幅方向に沿って水
平に配置されている。そして、ベルト駆動軸１０８と第
２の中継軸１０７とは、互いに噛み合う一対の傘歯車１
１１ａ，１１１ｂを介して互いに連動されており、これ
ら傘歯車１１１ａ，１１１は、歯車ケース１０５の内部
に収容されている。

【００６０】図７に示すように、ベルト駆動軸１０８の
一端部は、歯車ケース１０５の外方に突出され、上記機
体フレーム２の機体中心線Ｘ1 上に位置されている。こ
のベルト駆動軸１０８と上記テールボディ８の後端の回
転軸１４とは、ベルト式動力伝達装置１１３を介して連
動されている。ベルト式動力伝達装置１１３は、ベルト
駆動軸１０８の一端部に固定された駆動プーリ１１４
と、上記回転軸１４に固定された従動プーリ１１５と、
これらプーリ１１４，１１５の間に亘って巻き掛けられ
た歯付きベルト１１６とで構成されている。

【００６１】そのため、ベルト式動力伝達装置１１３の
駆動プーリ１１４は、駆動軸８０からの動力伝達によっ
て駆動されるようになっており、この駆動プーリ１１４
の回転は、歯付きベルト１１６、従動プーリ１１５およ
び回転軸１４を介してテールロータ１５に伝えられ、こ
のテールロータ１５が回転駆動される。

【００６２】歯付きベルト１１６は、上記ボディ本体８
ａの内部に挿通配置され、上記機体フレーム２の機体中
心線Ｘ1 上に位置されている。そして、ボディ本体８ａ
の前後方向に沿う中間部には、歯付きベルト１１６の弛
みを防止するアイドラプーリ１１７が配置されていると
ともに、ボディ本体８ａの後端に連なるロータブラケッ
ト１３には、歯付きベルト１１６を従動プーリ１１５に
導くガイドプーリ１１８が支持されている。

【００６３】図７に示すように、上記歯車ケース１０５
の前面には、一対のボス部１２０ａ，１２０ｂが一体に
突設されている。ボス部１２０ａ，１２０ｂは、機体フ
レーム２の幅方向に互いに離間して配置されており、こ
れらボス部１２０ａ，１２０ｂには、夫々調整ボルト１
２１ａ，１２１ｂがねじ込まれている。調整ボルト１２
１ａ，１２１ｂは、歯車ケース１０５の前方に向けて延
びている。

【００６４】一方の調整ボルト１２１ａは、上記クロス
メンバ１０３の前壁１０３ａにねじ込まれており、この
調整ボルト１２１ａの先端には、調整ナット１２２がね
じ込まれている。他方の調整ボルト１２１ｂは、クロス
メンバ１０３の前壁１０３ａを貫通しており、この調整
ボルト１２１ｂの貫通端には、調整ナット１２３とロッ
クナット１２４とがねじ込まれている。

【００６５】そのため、上記歯付きベルト１１６の張力
がベルト駆動軸１０８を介して歯車ケース１０５に伝え
られると、この歯車ケース１０５は、枢軸１０４を中心
に図７において反時計回り方向への回動力を受ける。こ
の回動により、一方の調整ボルト１２１ａは、クロスメ
ンバ１０３の前壁１０３ａとの間で圧縮され、他方の調
整ボルト１２１ｂは、クロスメンバ１０３の前壁１０３
ａから遠ざかる方向に引っ張られる。

【００６６】このことから、調整ナット１２２，１２３
のねじ込み量を調整すれば、歯車ケース１０５を枢軸１
０４を支点に垂直軸回りに回動させることができる。こ
の回動により、ベルト駆動軸１０８の一端部が機体フレ
ーム２の前後方向に変位し、ベルト駆動軸１０８と上記
回転軸１４との間の軸間距離が変化するので、歯付きベ
ルト１１６の張力を調整することができる。

【００６７】なお、図１に示すように、上記機体フレー
ム２、パワーユニット２０およびラジエータ６０は、Ｃ
ＦＲＰ製のフロントボディ１２６によって覆われてい
る。フロントボディ１２６は、流線形をなしており、こ
のフロントボディ１２６の後端部は、上記テールボディ
５に連なっている。

【００６８】このような構成のヘリコプタ１において、
スタータモータ３７を介して水冷エンジン２１が始動さ
れると、クランク軸２５が回転され、このクランク軸２
５の回転が自動遠心式クラッチ５１に伝えられる。この
自動遠心式クラッチ５１は、クランク軸２５の回転数が
３０００ｒｐｍに達するまでは、クランク軸２５から第
１の動力伝達軸４７への動力伝達を遮断しているので、
第１の動力伝達軸４７は、クランク軸２５に追従して回
転することなく停止状態を保っている。そのため、メイ
ンロータ５７およびテールロータ１５は、停止されたま
まの状態にある。

【００６９】遠隔操作により、水冷エンジン１２の回転
数を高めると、そのクランク軸２５の回転数が３０００
ｒｐｍを上回った時点で自動遠心式クラッチ５１が動力
を伝達する状態に移行する。このため、クランク軸２５
の回転は、第１の動力伝達軸４７および第２の動力伝達
軸４８を介してメインロータマスト５５に伝えられ、こ
のメインロータマスト５５を経てメインロータ５７が回
転駆動される。

【００７０】また、第１の動力伝達軸４７は、第１およ
び第２の平歯車９２ａ，９２ｂを介して駆動軸８０に連
動されているので、第１の動力伝達軸４７の回転は、駆
動軸８０にも伝えられる。この駆動軸８０の回転は、第
１の中継軸１０２および第２の中継軸１０７を介してベ
ルト駆動軸１０８に伝えられ、ベルト式動力伝達装置１
１３の駆動プーリ１１４が回転される。この駆動プーリ
１１４の回転は、歯付きベルト１１６および従動プーリ
１１５を介してテールボディ８の後端の回転軸１４に伝
えられ、この回転軸１４を経てテールロータ１５が回転
駆動される。

【００７１】ところで、上記構成のヘリコプタ１にあっ
ては、上記自動遠心式クラッチ５１よりも動力伝達経路
の下流側に位置された駆動軸８０がウォータポンプ８５
のポンプ軸を兼ねている。このため、水冷エンジン２１
の始動時、あるいは水冷エンジン２１がアイドリング状
態を保っている限り、上記自動遠心式クラッチ５１は、
クランク軸２５から第１の動力伝達軸４７への動力伝達
を遮断しているので、駆動軸８０は回転されず、ウォー
タポンプ８５は停止状態を維持している。

【００７２】この結果、インペラ９０は駆動されず、エ
ンジン冷却水の循環がなされないために、このエンジン
冷却水の放熱が抑えられ、従来に比べてエンジン冷却水
の温度上昇が短時間のうちに行なわれる。そのため、水
冷エンジン２１の暖気に要する時間を大幅に短くするこ
とができ、燃料の無駄な消費を抑えることができるとと
もに、エンジン始動から離陸までの時間が短くなる。

【００７３】また、上記構成によると、クランク軸２５
の回転数が３０００ｒｐｍに達しない限りエンジン冷却
水の循環が行なわれないので、このエンジン冷却水の循
環経路から格別なサーモスタットやバイパス通路を省略
することができる。このため、エンジン冷却水の循環経
路を簡略化することができ、コストの低減やヘリコプタ
１の軽量化が可能となる。

【００７４】しかも、アイドリング運転時においては、
エンジン冷却水の循環が停止されているので、このエン
ジン冷却水の放熱が抑えられ、上記アイドリング運転時
でのクランクケース２３ひいてはクランク室２３ａの温
度を比較的高く保つことができる。このため、長時間に
亘るようなアイドリング運転を続けた場合に、２サイク
ルエンジン特有の不整燃焼に伴う未燃焼の燃料がクラン
ク室２３ａに溜まろうとしても、この未燃焼の燃料の気
化が促進され、クランク室２３ａに液状の燃料が溜まり
難くなる。

【００７５】したがって、アイドリング運転の状態から
スロットルを急激に開いてエンジン回転数を上昇させた
場合でも、掃気口３３ａ，３３ｂを通じて燃焼室に導か
れる混合気の空燃比を適性な範囲内に保つことができ
る。この結果、水冷エンジン２１の息つきを防止するこ
とができ、エンジン回転が滑らかに上昇するといった利
点がある。

【００７６】さらに、水冷エンジン２１の始動時には、
ウォータポンプ８５がクランク軸２５から切り離され、
このウォータポンプ８５のインペラ９０を回転駆動させ
る必要がないため、スタータモータ３７の負荷を軽減す
ることができる。特に冬場のようにエンジン冷却水の温
度が低く、このエンジン冷却水が粘性が高い場合には、
エンジン冷却水の攪拌抵抗が大きいので、エンジン始動
時にウォータポンプ８５をクランク軸２５から切り離す
ようにすれば、スタータモータ３７の負担をより軽減す
ることができる。

【００７７】このため、スタータモータ３７にしても容
量の小さな小型なもので良いとともに、このスタータモ
ータ３７の電源となるバッテリの容量も小さくすること
ができ、この点でもヘリコプタ１の軽量化に寄与するこ
とになる。

【００７８】加えて、上記構成によれば、第１の動力伝
達軸４７に連動する一本の駆動軸８０によってテールロ
ータ１５とウォータポンプ８５との双方を駆動している
ので、ウォータポンプ８５のインペラ９０を別な軸に取
り付ける場合に比べて、この軸や軸を支持する軸受やオ
イルシールあるいは動力伝達用の歯車のようなポンプ用
の格別な部品が不要となる。

【００７９】このため、部品点数を削減することがで
き、コストの低減が可能となるとともに、ウォータポン
プ８５の駆動経路の軽量化が可能となる。それととも
に、軸を支持する軸受やオイルシールの数が減少するの
で、ウォータポンプ８５を駆動する際に生じる摺動抵抗
を少なく抑えることができ、水冷エンジン２１の負担が
少なくなるといった利点がある。

【００８０】なお、上記実施の形態においては、水冷エ
ンジンと一体化されたスタータモータによりエンジンを
始動させるようにしたが、本発明はこれに限らず、水冷
エンジンと別体のスタータモータあるいはリコイルスタ
ータを用いてエンジンを始動させるようにしても良い。
また、水冷エンジンも２サイクルエンジンに限らず、場
合によっては４サイクルエンジンを用いても良い。

【００８１】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、水冷エン
ジンの始動時、あるいはアイドリング運転中は、エンジ
ン冷却水の循環がなされないために、このエンジン冷却
水の放熱が抑えられ、従来に比べてエンジン冷却水の温
度上昇が早くなる。このため、水冷エンジンの暖気に要
する時間を短くすることができ、燃料の無駄な消費を抑
えることができるとともに、エンジン始動から離陸まで
に要する時間が短くなる。しかも、エンジン冷却水の循
環経路から格別なサーモスタットやバイパス通路を省略
することができるので、エンジン冷却水の循環経路を簡
略化することができ、コストの低減やヘリコプタの軽量
化が可能となるといった利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るヘリコプタの側面
図。

【図２】テールボディの後部の側面図。

【図３】メインロータやテールロータの駆動源となるパ
ワーユニットの側面図。

【図４】水冷・２サイクル水平対向二気筒エンジンの断
面図。

【図５】ウォータポンプを有する動力伝達装置の断面
図。

【図６】動力伝達装置の一部を断面で示すパワーユニッ
トの平面図。

【図７】第１の中継軸とベルト式動力伝達装置との連動
部分を一部断面で示す平面図。

【符号の説明】

１…ヘリコプタ ２…機体フレーム １５…テールロータ ２１…水冷エンジン（水冷・２サイクル水平対向二気筒
エンジン） ２５…クランク軸４７…動力伝達軸（第１の動力伝達軸） ５１…自動遠心式クラッチ ５７…メインロータ８０…駆動軸 ８５…ウォータポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B64C 27/12 B64C 39/02 F01P 3/20

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体フレームと、 上記機体フレームに搭載され、上記機体フレームの前後
   方向に沿って配置されたクランク軸を有する水冷エンジ
   ンと、 上記クランク軸の後方において上記機体フレームの前後
   方向に沿って配置され、上記クランク軸の動力をメイン
   ロータに伝える動力伝達軸と、 上記動力伝達軸の前端部を上記クランク軸に連結すると
   ともに、上記水冷エンジンの回転数がアイドリング時の
   回転数を上回る予め決められた値に達した時に、上記ク
   ランク軸の回転を上記動力伝達軸に伝える自動遠心式ク
   ラッチと、 上記動力伝達軸と平行に配置され、上記自動遠心式クラ
   ッチおよび上記動力伝達軸を介して伝わる上記クランク
   軸の回転をテールロータに伝えるとともに、上記動力伝
   達軸の後端よりも上記水冷エンジンの方向に突出する前
   端を有する駆動軸と、 上記駆動軸の前端によって駆動され、上記水冷エンジン
   との間でエンジン冷却水を循環させるウォータポンプ
   と、を備えていること を特徴とする産業用無人ヘリコプ
   タ。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、上記駆動軸
   は、ケースに収容され、また、上記ウォータポンプは、
   上記ケースの前端と協働してポンプ室を構成するポンプ
   ケーシングと、このポンプケーシングに収容されたイン
   ペラとを有し、このインペラが上記駆動軸の前端に固定
   されていることを特徴とする産業用無人ヘリコプタ。