JP3386380B2 - 共軸双ロータ形ヘリコプタ - Google Patents
共軸双ロータ形ヘリコプタInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、上下に配置した二
つのロータが共通軸線の回りに逆回転する共軸双ロータ
形ヘリコプタに関し、小型コンパクトで簡単な構成の操
縦機構が備わった共軸ロータ形ヘリコプタに関するもの
である。
つのロータが共通軸線の回りに逆回転する共軸双ロータ
形ヘリコプタに関し、小型コンパクトで簡単な構成の操
縦機構が備わった共軸ロータ形ヘリコプタに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ヘリコプタは各種の構造のものが知られ
ている。本発明者等は手軽に使用することの可能な一人
乗り等の小型ヘリコプタの実現のために、共通軸線の回
りに上下に配置した二つのロータを逆回転させて推進力
および揚力を得る共軸双ロータ形のヘリコプタを基本形
として、開発を行っている。
ている。本発明者等は手軽に使用することの可能な一人
乗り等の小型ヘリコプタの実現のために、共通軸線の回
りに上下に配置した二つのロータを逆回転させて推進力
および揚力を得る共軸双ロータ形のヘリコプタを基本形
として、開発を行っている。
【０００３】双ロータ形ヘリコプタは、互いに逆方向に
回転する二つの同形ロータを上下に配置することでトル
クを打ち消し合っており、尾部ロータを必要としないの
で、全体の寸法を小さくでき、一人乗り等の小型ヘリコ
プタの基本形として適している。機体の姿勢制御や方向
制御は、基本的には、ロータのブレードの先端回転面を
水平面に対して前後左右に傾斜させることにより、ま
た、ロータのブレード角を制御することにより行われ
る。
回転する二つの同形ロータを上下に配置することでトル
クを打ち消し合っており、尾部ロータを必要としないの
で、全体の寸法を小さくでき、一人乗り等の小型ヘリコ
プタの基本形として適している。機体の姿勢制御や方向
制御は、基本的には、ロータのブレードの先端回転面を
水平面に対して前後左右に傾斜させることにより、ま
た、ロータのブレード角を制御することにより行われ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に知られている共軸双ロータ形のヘリコプタ等における
操縦機構は、本発明者等が開発を行っている小型ヘリコ
プタに採用するには、その構造が複雑であり、設置スペ
ースも大きいので、適当ではない。
に知られている共軸双ロータ形のヘリコプタ等における
操縦機構は、本発明者等が開発を行っている小型ヘリコ
プタに採用するには、その構造が複雑であり、設置スペ
ースも大きいので、適当ではない。
【０００５】本発明の課題は、この点に鑑みて、小型で
コンパクトな共軸双ロータ形ヘリコプタに組み込むのに
適したコンパクトで構造が簡単な操縦機構を提案するこ
とにある。
コンパクトな共軸双ロータ形ヘリコプタに組み込むのに
適したコンパクトで構造が簡単な操縦機構を提案するこ
とにある。
【０００６】また、本発明の課題は、小型でコンパクト
な共軸双ロータ形ヘリコプタに組み込むのに適したヨー
コントロール機構を提案することにある。
な共軸双ロータ形ヘリコプタに組み込むのに適したヨー
コントロール機構を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、共通の回転中心軸線の回りに逆方向に
回転する上ロータおよび下ロータを備えた共軸双ロータ
形ヘリコプタにおいて：機体フレームと、前記上下のロ
ータを回転自在に支持している垂直シャフトと、この垂
直シャフトを重心方向に対して前後左右に傾斜させるこ
とにより前記上下ロータのブレード先端回転面を傾斜さ
せる操縦機構とを有し；前記操縦機構は、前記垂直シャ
フトの中心軸線上の点を揺動中心点として、前後あるい
は左右に揺動自在の状態で、前記垂直シャフトの下端部
分から吊り下げられている第１の揺動片と；前記揺動中
心点を中心とする円弧形状で、前記垂直シャフトから吊
り下げられており、前記第１の揺動片の左右の揺動を規
定する第１のガイドレールと、前記揺動中心点を中心と
して、前記第１の揺動片の揺動方向とは直交する方向に
揺動自在の状態で、前記第１の揺動片から吊り下げられ
ていると共に、前記機体フレームの上端部分に連結され
ている第２の揺動片と；前記揺動中心点を中心とする円
弧形状で、前記垂直シャフトから吊り下げられており、
前記第２の揺動片の前記第１の揺動片の揺動方向とは直
交する方向の揺動を規定する第２のガイドレールと；前
記垂直シャフトを前後左右に揺動させる操縦用スティッ
クとを備えた構成を採用している。
めに、本発明は、共通の回転中心軸線の回りに逆方向に
回転する上ロータおよび下ロータを備えた共軸双ロータ
形ヘリコプタにおいて：機体フレームと、前記上下のロ
ータを回転自在に支持している垂直シャフトと、この垂
直シャフトを重心方向に対して前後左右に傾斜させるこ
とにより前記上下ロータのブレード先端回転面を傾斜さ
せる操縦機構とを有し；前記操縦機構は、前記垂直シャ
フトの中心軸線上の点を揺動中心点として、前後あるい
は左右に揺動自在の状態で、前記垂直シャフトの下端部
分から吊り下げられている第１の揺動片と；前記揺動中
心点を中心とする円弧形状で、前記垂直シャフトから吊
り下げられており、前記第１の揺動片の左右の揺動を規
定する第１のガイドレールと、前記揺動中心点を中心と
して、前記第１の揺動片の揺動方向とは直交する方向に
揺動自在の状態で、前記第１の揺動片から吊り下げられ
ていると共に、前記機体フレームの上端部分に連結され
ている第２の揺動片と；前記揺動中心点を中心とする円
弧形状で、前記垂直シャフトから吊り下げられており、
前記第２の揺動片の前記第１の揺動片の揺動方向とは直
交する方向の揺動を規定する第２のガイドレールと；前
記垂直シャフトを前後左右に揺動させる操縦用スティッ
クとを備えた構成を採用している。
【０００８】この構成のヘリコプタが浮き上がった状態
では、機体フレームの側は、第１および第２の揺動片を
介して、上下のロータが取り付けられている垂直フレー
ムから吊り下げられた状態になる。この状態において、
操縦用スティックを前後左右に操作すると、重力方向に
対して垂直シャフトの側の中心点を中心として前後左右
に傾斜させることができる。この結果、上下のロータの
回転面が傾斜するので、推進方向を切り換えることがで
きる。また、操縦用スティックを離すと、重力の作用に
より、垂直シャフトは自動的に重力方向に戻り垂直にな
る。
では、機体フレームの側は、第１および第２の揺動片を
介して、上下のロータが取り付けられている垂直フレー
ムから吊り下げられた状態になる。この状態において、
操縦用スティックを前後左右に操作すると、重力方向に
対して垂直シャフトの側の中心点を中心として前後左右
に傾斜させることができる。この結果、上下のロータの
回転面が傾斜するので、推進方向を切り換えることがで
きる。また、操縦用スティックを離すと、重力の作用に
より、垂直シャフトは自動的に重力方向に戻り垂直にな
る。
【０００９】ここで、共軸双ロータ形ヘリコプタにおけ
る上下のロータを回転させるための駆動力伝達機構は、
同軸状態に配置した第１および第２の遊星歯車機構と、
これらの第１および第２の遊星歯車機構のインターナル
ギヤを等速度で逆回転させる駆動ピニオンとを有する構
成とすることができる。この場合、前記第１および第２
の遊星歯車機構は共通キャリアを備え、前記第１の遊星
歯車機構のサンギヤは前記上ロータのロータシャフトに
対して一体回転するように連結され、前記第２の遊星歯
車機構のサンギヤは前記下ロータのロータシャフトに対
して一体回転するように連結される。
る上下のロータを回転させるための駆動力伝達機構は、
同軸状態に配置した第１および第２の遊星歯車機構と、
これらの第１および第２の遊星歯車機構のインターナル
ギヤを等速度で逆回転させる駆動ピニオンとを有する構
成とすることができる。この場合、前記第１および第２
の遊星歯車機構は共通キャリアを備え、前記第１の遊星
歯車機構のサンギヤは前記上ロータのロータシャフトに
対して一体回転するように連結され、前記第２の遊星歯
車機構のサンギヤは前記下ロータのロータシャフトに対
して一体回転するように連結される。
【００１０】このように駆動力伝達機構が構成されてい
る場合において、機体のヨーコントロール機構として
は、次の構成のものを採用することができる。
る場合において、機体のヨーコントロール機構として
は、次の構成のものを採用することができる。
【００１１】すなわち、ヨーコントロール機構は、前記
第１および第２の遊星歯車機構の前記共通キャリアを回
転させる差動回転発生機構を備えており；この差動回転
発生機構は、モータと、前記共通キャリアの外周面に形
成した外歯歯車と、前記モータの出力軸と前記外歯歯車
の間を連結している減速歯車列とを備えた構成とされ
る。
第１および第２の遊星歯車機構の前記共通キャリアを回
転させる差動回転発生機構を備えており；この差動回転
発生機構は、モータと、前記共通キャリアの外周面に形
成した外歯歯車と、前記モータの出力軸と前記外歯歯車
の間を連結している減速歯車列とを備えた構成とされ
る。
【００１２】モータ停止状態では、上下のロータのロー
タシャフトは、第１および第２の遊星歯車機構を介し
て、逆方向に等速度で回転駆動される。この結果、機体
には垂直軸線回りのトルクは発生しないので、機体は同
一方向を向いたままとなる。
タシャフトは、第１および第２の遊星歯車機構を介し
て、逆方向に等速度で回転駆動される。この結果、機体
には垂直軸線回りのトルクは発生しないので、機体は同
一方向を向いたままとなる。
【００１３】モータを駆動すると、モータ回転力が減速
歯車列を介して、第１および第２の遊星歯車機構の共通
キャリアに伝達され、この共通キャリアが一方向に回転
する。これにより、双方の遊星歯車機構のサンギヤの間
に差動運動が発生し、上下のロータの回転速度に差が生
ずる。この結果、機体の垂直軸線回りにモーメントが発
生するので、機体の向きが変わることになる。
歯車列を介して、第１および第２の遊星歯車機構の共通
キャリアに伝達され、この共通キャリアが一方向に回転
する。これにより、双方の遊星歯車機構のサンギヤの間
に差動運動が発生し、上下のロータの回転速度に差が生
ずる。この結果、機体の垂直軸線回りにモーメントが発
生するので、機体の向きが変わることになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用した共軸双ロータ形の一人乗りヘリコプタの実施
例を説明する。
を適用した共軸双ロータ形の一人乗りヘリコプタの実施
例を説明する。
【００１５】（全体構成）図１には、本例の共軸双ロー
タ形の一人乗りヘリコプタの全体構成を示してある。こ
の図に示すように、ヘリコプタ１は、金属製のパイプフ
レームからなる機体２と、この機体の上端部分に水平に
取り付けた環状のマフラ３と、機体２の上端部分に取り
付けた駆動部４とを有し、駆動部４によって、上下の同
形のロータ５、６が逆方向に回転駆動される。機体２を
構成しているパイプフレーム２０には座席部２１が取り
付けられ、その下側には三脚２２〜２４が形成され、そ
れらの下端には車輪２５〜２７が回転自在に取り付けら
れている。
タ形の一人乗りヘリコプタの全体構成を示してある。こ
の図に示すように、ヘリコプタ１は、金属製のパイプフ
レームからなる機体２と、この機体の上端部分に水平に
取り付けた環状のマフラ３と、機体２の上端部分に取り
付けた駆動部４とを有し、駆動部４によって、上下の同
形のロータ５、６が逆方向に回転駆動される。機体２を
構成しているパイプフレーム２０には座席部２１が取り
付けられ、その下側には三脚２２〜２４が形成され、そ
れらの下端には車輪２５〜２７が回転自在に取り付けら
れている。
【００１６】また、駆動部４と機体２は、操縦機構７を
介して、相互に連結されており、この操縦機構７から
は、操縦用のスティック８がＬ形に折れ曲がって下方に
延びて、座席部２１に座ったパイロットＰにより操作可
能となっている。勿論、スティックを例えばＵ状に折り
曲げて、従来のように下から上方に延びた形状のスティ
ックを用いることもできる。
介して、相互に連結されており、この操縦機構７から
は、操縦用のスティック８がＬ形に折れ曲がって下方に
延びて、座席部２１に座ったパイロットＰにより操作可
能となっている。勿論、スティックを例えばＵ状に折り
曲げて、従来のように下から上方に延びた形状のスティ
ックを用いることもできる。
【００１７】（駆動部）図２には駆動部４および操縦機
構７の部分を取り出して示してあり、図３には駆動部４
を拡大して示してある。まず、これらの図を参照して、
駆動部４について説明する。
構７の部分を取り出して示してあり、図３には駆動部４
を拡大して示してある。まず、これらの図を参照して、
駆動部４について説明する。
【００１８】上ロータ５および下ロータ６は、それぞ
れ、中空のロータシャフト５１、６１と、各ロータシャ
フト５１、６１の外周面に固着したロータハブ５２、６
２と、ロータハブ５２、６２に対してヒンジ機構を介し
て支持されている一対のブレード５３、５４および６
３、６４とを備えている。上ロータのロータシャフト５
１は、その内側に同軸状態に配置されている中空の垂直
シャフト４１によって回転自在に支持されており、下ロ
ータのロータシャフト６１は上ロータのロータシャフト
６１の外周に同軸状態で回転自在に支持されている。
れ、中空のロータシャフト５１、６１と、各ロータシャ
フト５１、６１の外周面に固着したロータハブ５２、６
２と、ロータハブ５２、６２に対してヒンジ機構を介し
て支持されている一対のブレード５３、５４および６
３、６４とを備えている。上ロータのロータシャフト５
１は、その内側に同軸状態に配置されている中空の垂直
シャフト４１によって回転自在に支持されており、下ロ
ータのロータシャフト６１は上ロータのロータシャフト
６１の外周に同軸状態で回転自在に支持されている。
【００１９】垂直シャフト４１の下端部分には、ロータ
シャフト５１、６１に回転力を伝達するための駆動力伝
達機構１０が配置されている。この駆動力伝達機構１０
は、駆動用のエンジン４２から出力される回転駆動力
を、逆方向の等速度回転として、ロータシャフト５１お
よび６１に伝達するためのものである。
シャフト５１、６１に回転力を伝達するための駆動力伝
達機構１０が配置されている。この駆動力伝達機構１０
は、駆動用のエンジン４２から出力される回転駆動力
を、逆方向の等速度回転として、ロータシャフト５１お
よび６１に伝達するためのものである。
【００２０】駆動力伝達機構１０は、下側に配置された
第１の遊星歯車機構１００と、上側に配置された第２の
遊星歯車機構２００とを備えている。第１の遊星歯車機
構１００は、上ロータのロータシャフト５１の外周面に
対して同軸状態でスプライン結合されたサンギヤ１０１
と、このサンギヤ１０１に噛み合っている複数個のプラ
ネタリーギヤ１０２と、各プラネタリーギヤ１０２に噛
み合っているインターナルギヤ１０３とを備えている。
同様に、第２の遊星歯車機構２００も、下ロータのロー
タシャフト６１の外周面にスプライン結合されたサンギ
ヤ２０１と、このサンギヤ２０１に噛み合っている複数
個のプラネタリーギヤ２０２と、各プラネタリーギヤ２
０２に噛み合ったインターナルギヤ２０３とを備えてい
る。
第１の遊星歯車機構１００と、上側に配置された第２の
遊星歯車機構２００とを備えている。第１の遊星歯車機
構１００は、上ロータのロータシャフト５１の外周面に
対して同軸状態でスプライン結合されたサンギヤ１０１
と、このサンギヤ１０１に噛み合っている複数個のプラ
ネタリーギヤ１０２と、各プラネタリーギヤ１０２に噛
み合っているインターナルギヤ１０３とを備えている。
同様に、第２の遊星歯車機構２００も、下ロータのロー
タシャフト６１の外周面にスプライン結合されたサンギ
ヤ２０１と、このサンギヤ２０１に噛み合っている複数
個のプラネタリーギヤ２０２と、各プラネタリーギヤ２
０２に噛み合ったインターナルギヤ２０３とを備えてい
る。
【００２１】各遊星歯車機構１００、２００のプラネタ
リーギヤ１０２、２０２を支持しているキャリアは円筒
状の共通キャリア１０４であり、その上端側には第２の
遊星歯車機構のプラネタリーギヤ２０２が回転自在に支
持され、その下端側には第１の遊星歯車機構のプラネタ
リーギヤ１０２が回転自在に支持されている。
リーギヤ１０２、２０２を支持しているキャリアは円筒
状の共通キャリア１０４であり、その上端側には第２の
遊星歯車機構のプラネタリーギヤ２０２が回転自在に支
持され、その下端側には第１の遊星歯車機構のプラネタ
リーギヤ１０２が回転自在に支持されている。
【００２２】また、インターンルギヤ１０３の上側環状
端面およびインターナルギヤ２０３の下側環状端面に
は、それぞれ、クラウンギヤ４３、４４が固着されてお
り、これらの上下一対のクラウンギヤ４３、４４は、駆
動ピニオン４５と噛み合っている。この駆動ピニオン４
５の回転中心線は４５ａは、ロータの回転中心軸線（垂
直シャフト４１の中心軸線）４１ａに対して直交する方
向に延びている。駆動ピニオン４５は、エンジン４２か
ら伝達される回転力によって回転駆動される。
端面およびインターナルギヤ２０３の下側環状端面に
は、それぞれ、クラウンギヤ４３、４４が固着されてお
り、これらの上下一対のクラウンギヤ４３、４４は、駆
動ピニオン４５と噛み合っている。この駆動ピニオン４
５の回転中心線は４５ａは、ロータの回転中心軸線（垂
直シャフト４１の中心軸線）４１ａに対して直交する方
向に延びている。駆動ピニオン４５は、エンジン４２か
ら伝達される回転力によって回転駆動される。
【００２３】なお、図示を省略してあるが、本例では、
例えば４基のエンジンが搭載されており、各エンジンは
クラッチ機構を介して駆動力伝達機構に対して連結され
ている。各エンジンおよびクラッチ機構は別個独立に駆
動可能となっている。従って、例えば、１基のエンジン
が故障等によって止まった場合においても、支障なく飛
行を継続できる。
例えば４基のエンジンが搭載されており、各エンジンは
クラッチ機構を介して駆動力伝達機構に対して連結され
ている。各エンジンおよびクラッチ機構は別個独立に駆
動可能となっている。従って、例えば、１基のエンジン
が故障等によって止まった場合においても、支障なく飛
行を継続できる。
【００２４】この構成の駆動力伝達機構１０における駆
動力の伝達動作を説明する。駆動ピニオン４５が回転駆
動されると、ここに噛み合っているクラウンギヤ４３、
４４を介して、インターナルギヤ１０３、２０３が回転
中心軸線４１ａを中心して逆方向に等速回転する。各イ
ンターナルギヤ１０３、２０３の回転は、共通キャリア
１０４によって回転自在に支持されている各プラネタリ
ーギヤ１０２、２０２を介して、それぞれ、サンギヤ１
０１、２０１に伝達される。従って、サンギヤ１０１に
連結されている上ロータのロータシャフト５１と、サン
ギヤ２０１に連結されている下ロータのロータシャフト
６１は、逆方向に等速回転する。このようにして、上下
のロータ５、６は通常運転時には、逆方向に等速回転す
る。
動力の伝達動作を説明する。駆動ピニオン４５が回転駆
動されると、ここに噛み合っているクラウンギヤ４３、
４４を介して、インターナルギヤ１０３、２０３が回転
中心軸線４１ａを中心して逆方向に等速回転する。各イ
ンターナルギヤ１０３、２０３の回転は、共通キャリア
１０４によって回転自在に支持されている各プラネタリ
ーギヤ１０２、２０２を介して、それぞれ、サンギヤ１
０１、２０１に伝達される。従って、サンギヤ１０１に
連結されている上ロータのロータシャフト５１と、サン
ギヤ２０１に連結されている下ロータのロータシャフト
６１は、逆方向に等速回転する。このようにして、上下
のロータ５、６は通常運転時には、逆方向に等速回転す
る。
【００２５】（ヨーコントロール機構）ここで、駆動部
４はヨーコントロール機構が備わっている。このヨーコ
ントロール機構３００は、第１および第２の遊星歯車機
構１００、２００の共通キャリア１０４を回転させる差
動回転発生機構である。この機構は、モータ３０１と、
共通キャリア１０４の外周面に形成した外歯歯車３０２
と、モータ３０１の出力軸３０３と外歯歯車３０２の間
を連結している減速歯車列３１０とを備えている。減速
歯車列３１０は、モータ出力軸３０３に対してカップリ
ングを介して連結された歯車３１１および当該歯車と外
歯歯車３０２に噛み合っている歯車３１２とを備えてい
る。
４はヨーコントロール機構が備わっている。このヨーコ
ントロール機構３００は、第１および第２の遊星歯車機
構１００、２００の共通キャリア１０４を回転させる差
動回転発生機構である。この機構は、モータ３０１と、
共通キャリア１０４の外周面に形成した外歯歯車３０２
と、モータ３０１の出力軸３０３と外歯歯車３０２の間
を連結している減速歯車列３１０とを備えている。減速
歯車列３１０は、モータ出力軸３０３に対してカップリ
ングを介して連結された歯車３１１および当該歯車と外
歯歯車３０２に噛み合っている歯車３１２とを備えてい
る。
【００２６】モータ３０１を駆動すると、その出力軸３
０３の回転が、歯車列３１０を介して共通キャリア１０
４に伝達され、この共通キャリア１０４を所定の方向に
所定の速度で回転させる。この結果、第１および第２の
遊星歯車機構１００、２００のサンギヤ１０１、２０１
の間に差動運動が発生し、一方のサンギヤが他方のサン
ギヤよりも高速回転する。よって、上下のロータ５、６
は、共通キャリア１０４の回転速度に対応した速度差で
逆方向に回転することになる。このために、回転中心軸
線４１ａの回りに、速度差に応じたモーメント力が発生
して、機体２は、回転中心軸線４１ａを中心として、低
速回転するロータの回転方向に向きを変えることにな
る。
０３の回転が、歯車列３１０を介して共通キャリア１０
４に伝達され、この共通キャリア１０４を所定の方向に
所定の速度で回転させる。この結果、第１および第２の
遊星歯車機構１００、２００のサンギヤ１０１、２０１
の間に差動運動が発生し、一方のサンギヤが他方のサン
ギヤよりも高速回転する。よって、上下のロータ５、６
は、共通キャリア１０４の回転速度に対応した速度差で
逆方向に回転することになる。このために、回転中心軸
線４１ａの回りに、速度差に応じたモーメント力が発生
して、機体２は、回転中心軸線４１ａを中心として、低
速回転するロータの回転方向に向きを変えることにな
る。
【００２７】従って、モータ３０１の駆動速度、回転方
向を制御する制御スイッチ等をパイロットの操作可能な
位置に配置しておけば、機体２のヨーコントロールを行
うことができる。
向を制御する制御スイッチ等をパイロットの操作可能な
位置に配置しておけば、機体２のヨーコントロールを行
うことができる。
【００２８】（操縦機構）次に、図２を参照して操縦機
構７について説明する。操縦機構７は、上下のロータ
５、６を回転自在に支持している垂直シャフト４１を重
力方向に対して前後左右に傾斜させることにより上下ロ
ータ５、６のブレード先端回転面を傾斜させてヘリコプ
タ１の推進方向を制御するものである。
構７について説明する。操縦機構７は、上下のロータ
５、６を回転自在に支持している垂直シャフト４１を重
力方向に対して前後左右に傾斜させることにより上下ロ
ータ５、６のブレード先端回転面を傾斜させてヘリコプ
タ１の推進方向を制御するものである。
【００２９】この操縦機構７は、回転中心軸線４１ａ上
に定めた中心点Ｏを中心として、所定の角度範囲に亘り
前後に揺動自在の状態で垂直シャフト４１を機体フレー
ム２０に連結している前後揺動機構４００と、同じく中
心点Ｏを心として、所定の角度範囲に亘り左右（図２に
おいて紙面に垂直な方向）に揺動自在の状態で垂直シャ
フト４１を機体フレーム２０に連結している左右揺動機
構５００と、前述した垂直シャフト４１を前後左右に揺
動させるための操縦用スティック８から構成されてい
る。
に定めた中心点Ｏを中心として、所定の角度範囲に亘り
前後に揺動自在の状態で垂直シャフト４１を機体フレー
ム２０に連結している前後揺動機構４００と、同じく中
心点Ｏを心として、所定の角度範囲に亘り左右（図２に
おいて紙面に垂直な方向）に揺動自在の状態で垂直シャ
フト４１を機体フレーム２０に連結している左右揺動機
構５００と、前述した垂直シャフト４１を前後左右に揺
動させるための操縦用スティック８から構成されてい
る。
【００３０】前後揺動機構４００は、機体フレーム２０
の上端に固着したスライダ４１０（第１または第２の揺
動片）と、左右揺動機構５００を介して垂直シャフト４
１から吊り下がっているガイドレール４２０とを備えて
いる。ガイドレール４２０は図に示すように中心点Ｏを
中心とする円弧形状をした一定の幅のレールである。ス
ライダ４１０は、レール４２０に対峙している側面に、
ガイドレール４２０の断面形状と相補的な断面形状をし
たレール溝４１１が形成されている。ガイドレール４２
０およびレール溝４１１の断面形状は、後述する左右揺
動機構５００における図示の断面形状と同様な形状に設
定されており、左右方向（図において紙面と直交する方
向には相互に外れないようになっている。スライダ４１
０のスライドを円滑に行うようにするためには、例え
ば、直動ボール軸受け機構等を採用すればよい。
の上端に固着したスライダ４１０（第１または第２の揺
動片）と、左右揺動機構５００を介して垂直シャフト４
１から吊り下がっているガイドレール４２０とを備えて
いる。ガイドレール４２０は図に示すように中心点Ｏを
中心とする円弧形状をした一定の幅のレールである。ス
ライダ４１０は、レール４２０に対峙している側面に、
ガイドレール４２０の断面形状と相補的な断面形状をし
たレール溝４１１が形成されている。ガイドレール４２
０およびレール溝４１１の断面形状は、後述する左右揺
動機構５００における図示の断面形状と同様な形状に設
定されており、左右方向（図において紙面と直交する方
向には相互に外れないようになっている。スライダ４１
０のスライドを円滑に行うようにするためには、例え
ば、直動ボール軸受け機構等を採用すればよい。
【００３１】次に左右揺動機構５００も同様な構造とな
っており、垂直シャフト４１の下端に固着した水平フラ
ンジ４８の下面から下方に垂直に突出している取り付け
部４９に固着したスライダ５１０と、ガイドレール５２
０（第１あるいは第２の揺動片）とを備えている。ガイ
ドレール５２０は、中心点Ｏを中心とする円弧形状をし
た一定の幅のレールであり、図において紙面と垂直な方
向（機体左右方向）に延びている。スライダ５１０は、
レール５２０に対峙している側面に、ガイドレール５２
０の断面形状と相補的な断面形状をしたレール溝５１１
が形成されている。ガイドレール５２０およびレール溝
５１１の断面形状は前後方向には外れないようになって
いる。
っており、垂直シャフト４１の下端に固着した水平フラ
ンジ４８の下面から下方に垂直に突出している取り付け
部４９に固着したスライダ５１０と、ガイドレール５２
０（第１あるいは第２の揺動片）とを備えている。ガイ
ドレール５２０は、中心点Ｏを中心とする円弧形状をし
た一定の幅のレールであり、図において紙面と垂直な方
向（機体左右方向）に延びている。スライダ５１０は、
レール５２０に対峙している側面に、ガイドレール５２
０の断面形状と相補的な断面形状をしたレール溝５１１
が形成されている。ガイドレール５２０およびレール溝
５１１の断面形状は前後方向には外れないようになって
いる。
【００３２】このガイドレール５２０は、Ｌ形ブラケッ
ト５４０の上端部分に取り付けられており、このＬ形ブ
ラケット５４０の下端部分には、上記のガイドレール４
２０が取り付けられている。スライダ５１０のスライド
を円滑に行うために、例えば、直動ボール軸受け等の機
構を採用すればよい。
ト５４０の上端部分に取り付けられており、このＬ形ブ
ラケット５４０の下端部分には、上記のガイドレール４
２０が取り付けられている。スライダ５１０のスライド
を円滑に行うために、例えば、直動ボール軸受け等の機
構を採用すればよい。
【００３３】このように、垂直シャフト４１の下端に取
り付けた水平フランジ４８と機体フレーム２０の間に
は、上側から左右揺動機構５００および前後揺動機構４
００が取り付けられている。また、水平フランジ４９の
機体前方端には、操縦用スティック８の上端８ａが取り
付けられている。
り付けた水平フランジ４８と機体フレーム２０の間に
は、上側から左右揺動機構５００および前後揺動機構４
００が取り付けられている。また、水平フランジ４９の
機体前方端には、操縦用スティック８の上端８ａが取り
付けられている。
【００３４】この構成の操縦機構７において、機体が浮
上した状態では、垂直シャフト４１の下端の水平フラン
ジ４８の下からは、左右揺動機構５００が左右に揺動自
在の状態で吊り下げられた状態になる。また、この左右
揺動機構５００からは、前後揺動機構４００が前後に揺
動自在の状態で吊り下げられた状態になる。
上した状態では、垂直シャフト４１の下端の水平フラン
ジ４８の下からは、左右揺動機構５００が左右に揺動自
在の状態で吊り下げられた状態になる。また、この左右
揺動機構５００からは、前後揺動機構４００が前後に揺
動自在の状態で吊り下げられた状態になる。
【００３５】この状態で、パイロットが操縦用スティッ
ク８を前後あるいは左右に操作すると、垂直シャフト４
１は、前後あるいは左右に傾斜する。従って、そこに取
り付けられている上下のロータ５、６も水平面に対して
傾斜するので、ヘリコプタの進行方向を制御することが
できる。
ク８を前後あるいは左右に操作すると、垂直シャフト４
１は、前後あるいは左右に傾斜する。従って、そこに取
り付けられている上下のロータ５、６も水平面に対して
傾斜するので、ヘリコプタの進行方向を制御することが
できる。
【００３６】また、スティック８への操作力を解除する
と、重力の作用によって、垂直シャフト４１は垂直状態
（重心方向に一致する方向）に自動的に戻る。よって、
ヘリコプタはホバーリング状態に戻る。
と、重力の作用によって、垂直シャフト４１は垂直状態
（重心方向に一致する方向）に自動的に戻る。よって、
ヘリコプタはホバーリング状態に戻る。
【００３７】なお、本例では、上側に左右揺動機構５０
０を配置し、下側に前後揺動機構を配置したが、逆の配
置を採用してもよいことは勿論である。
０を配置し、下側に前後揺動機構を配置したが、逆の配
置を採用してもよいことは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の共軸双ロ
ータ形ヘリコプタでは、吊り下げ式の前後左右揺動機構
を用いて操縦機構を構成している。従って、重力を利用
してロータを水平状態に復帰させるこができるので、従
来に比べて、一人乗り等の小型ヘリコプタに適したコン
パクトで構造が簡単な操縦機構を実現できる。
ータ形ヘリコプタでは、吊り下げ式の前後左右揺動機構
を用いて操縦機構を構成している。従って、重力を利用
してロータを水平状態に復帰させるこができるので、従
来に比べて、一人乗り等の小型ヘリコプタに適したコン
パクトで構造が簡単な操縦機構を実現できる。
【００３９】また、本発明では、上下のロータの駆動力
伝達機構として、共通キャリアを備えた第１および第２
の遊星歯車機構と、各遊星歯車機構のインターナルギヤ
を等速度で逆回転させるためのクランウンギヤおよび駆
動ピニオンとを備えた構成のものを採用すると共に、共
通キャリアをモータにより所定の方向に回転させること
により、第１および第２の遊星歯車機構の間に差動運動
を発生させ、この差動運動を利用して、ヘリコプタのヨ
ーコントロールを行うようにしている。この機構を採用
すれば、従来に比べて、一人乗り等の小型ヘリコプタに
適したコンパクトで構造が簡単なヨーコントロール機構
を実現できる。
伝達機構として、共通キャリアを備えた第１および第２
の遊星歯車機構と、各遊星歯車機構のインターナルギヤ
を等速度で逆回転させるためのクランウンギヤおよび駆
動ピニオンとを備えた構成のものを採用すると共に、共
通キャリアをモータにより所定の方向に回転させること
により、第１および第２の遊星歯車機構の間に差動運動
を発生させ、この差動運動を利用して、ヘリコプタのヨ
ーコントロールを行うようにしている。この機構を採用
すれば、従来に比べて、一人乗り等の小型ヘリコプタに
適したコンパクトで構造が簡単なヨーコントロール機構
を実現できる。
【図１】本発明を適用した一人乗りヘリコプタの全体構
成図である。
成図である。
【図２】図１のヘリコプタの駆動部および操縦機構を取
り出して示す部分断面図である。
り出して示す部分断面図である。
【図３】図２の駆動部の主要部分を取り出して示す部分
断面図である。
断面図である。
１ 一人乗りヘリコプタ
２ 機体
２０ 機体フレーム
４ 駆動部
４１ 垂直シャフト
４１ａ 回転中心軸線
４２ 駆動用のエンジン
４３、４４ クラウンギヤ
４５ 駆動ピニオン
５、６ ロータ
７ 操縦機構
８ 操縦用スティック
１０ 駆動力伝達機構
１００ 第１の遊星歯車機構
１０１ サンギヤ
１０２ プラネタリーギヤ
１０３ インターナルギヤ
２００ 第２の遊星歯車機構
２０１ サンギヤ
２０２ プラネタリーギヤ
２０３ インターナルギヤ
４００ 前後揺動機構
４１０ スライダ
４１１ レール溝
４２０ ガイドレール
５００ 左右揺動機構
５１０ スライダ
５１１ レール溝
５２０ ガイドレール
Claims (4)
- 【請求項１】 共通の回転中心軸線の回りに逆方向に回
転する上ロータおよび下ロータを備えた共軸双ロータ形
ヘリコプタにおいて、機体フレームと、前記上下のロー
タを回転自在に支持している垂直シャフトと、この垂直
シャフトを重心方向に対して前後左右に傾斜させること
により前記上下ロータのブレード先端回転面を傾斜させ
る操縦機構とを有し、 前記操縦機構は、前記垂直シャフトの中心軸線上の点を
揺動中心点として、前後あるいは左右に揺動自在の状態
で、前記垂直シャフトの下端部分から吊り下げられてい
る第１の揺動片と、前記揺動中心点を中心とする円弧形状で、前記垂直シャ
フトから吊り下げられており、前記第１の揺動片の左右
の揺動を規定する第１のガイドレールと、 前記揺動中心点を中心として、前記第１の揺動片の揺動
方向とは直交する方向に揺動自在の状態で、前記第１の
揺動片から吊り下げられていると共に、前記機体フレー
ムの上端部分に連結されている第２の揺動片と、前記揺動中心点を中心とする円弧形状で、前記垂直シャ
フトから吊り下げられており、前記第２の揺動片の前記
第１の揺動片の揺動方向とは直交する方向の揺動を規定
する第２のガイドレールと、 前記垂直シャフトを前後左右に揺動させる操縦用スティ
ックとを備えていることを特徴とする共軸双ロータ形ヘ
リコプタ。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記上下のロータを回転するための駆動力伝達機構は、
同軸状態に配置した第１および第２の遊星歯車機構と、
これらの第１および第２の遊星歯車機構のインターナル
ギヤに対して回転中心線が直交するように取り付けたク
ラウンギヤと、双方のクラウンギヤに噛み合っている駆
動ピニオンとを有しており、 前記第１および第２の遊星歯車機構は共通キャリアを備
え、前記第１の遊星歯車機構のサンギヤは前記上ロータ
のロータシャフトに対して一体回転するように連結さ
れ、前記第２の遊星歯車機構のサンギヤは前記下ロータ
のロータシャフトに対して一体回転するように連結され
ていることを特徴とする共軸双ロータ形ヘリコプタ。 - 【請求項３】 請求項２において、 前記操縦機構はヨーコントロール機構を有しており、 このヨーコントロール機構は、前記第１および第２の遊
星歯車機構の前記共通キャリアを回転させる差動回転発
生機構を備えており、 この差動回転発生機構は、モータと、前記共通キャリア
の外周面に形成した外歯歯車と、前記モータの出力軸と
前記外歯歯車の間を連結している減速歯車列とを備えて
いることを特徴とする共軸双ロータ形ヘリコプタ。 - 【請求項４】 共通の回転中心軸線の回りに逆方向に回
転する上ロータおよび下ロータを備えた共軸双ロータ形
ヘリコプタにおいて、 前記上下のロータを回転するための駆動力伝達機構は、
同軸状態に配置した第１および第２の遊星歯車機構と、
これらの第１および第２の遊星歯車機構のインターナル
ギヤに対して回転中心線が直交するように取り付けたク
ラウンギヤと、双方のクラウンギヤに噛み合っている駆
動ピニオンとを有しており、 前記第１および第２の遊星歯車機構は共通キャリアを備
え、前記第１の遊星歯車機構のサンギヤは前記上ロータ
のロータシャフトに対して一体回転するように連結さ
れ、前記第２の遊星歯車機構のサンギヤは前記下ロータ
のロータシャフトに対して一体回転するように連結され
ており、 さらに、ヨーコントロール機構として、前記第１および
第２の遊星歯車機構の前記共通キャリアを回転させる差
動回転発生機構を備えており、 この差動回転発生機構は、モータと、前記共通キャリア
の外周面に形成した外歯歯車と、前記モータの出力軸と
前記外歯歯車の間を連結している減速歯車列とを備えて
いることを特徴とする共軸双ロータ形ヘリコプタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24765798A JP3386380B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | 共軸双ロータ形ヘリコプタ |
| US09/387,493 US6293492B1 (en) | 1998-09-02 | 1999-09-01 | Coaxial twin-rotor type helicopter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24765798A JP3386380B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | 共軸双ロータ形ヘリコプタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000072095A JP2000072095A (ja) | 2000-03-07 |
| JP3386380B2 true JP3386380B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=17166743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24765798A Expired - Lifetime JP3386380B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | 共軸双ロータ形ヘリコプタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3386380B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109515743A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-03-26 | 中国特种飞行器研究所 | 一种直升机水上迫降模型旋翼升力模拟装置 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6902508B2 (en) * | 2003-06-18 | 2005-06-07 | Clayton International, Inc. | Helicopter mainshaft assembly and drive assembly including the same |
| JP4970173B2 (ja) * | 2007-07-18 | 2012-07-04 | 隆徳 土屋 | 平行回転翼を利用した流体機械 |
| JP5027632B2 (ja) * | 2007-12-03 | 2012-09-19 | エンジニアリングシステム株式会社 | 固定ピッチ式同軸２重反転型ヘリコプタ |
| JP5027631B2 (ja) * | 2007-12-03 | 2012-09-19 | エンジニアリングシステム株式会社 | 固定ピッチ式同軸２重反転型ヘリコプタ |
| JP4742390B2 (ja) * | 2009-06-23 | 2011-08-10 | ▲栄▼之 守田 | 回転翼航空機用の電動機内臓ハブ、並びにそれを用いた回転翼航空機 |
| EP2610173B1 (en) * | 2010-08-24 | 2016-10-05 | Gen Corporation | Fixed-pitch coaxial contra-rotating helicopter |
| CN105818978A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-08-03 | 广东飞轮科技股份有限公司 | 改进方向控制机构的双翼飞行器 |
| JP2018020734A (ja) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | 株式会社魔法の大鍋 | 無人飛行装置及びロータの支持方法 |
| CN107097947A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-08-29 | 武秀萍 | 飞行宫 |
| JP2019081528A (ja) * | 2017-10-27 | 2019-05-30 | 郁徳 新原 | 簡易ヘリコプター |
| CN209274912U (zh) * | 2018-11-30 | 2019-08-20 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 舵机及无人机 |
-
1998
- 1998-09-02 JP JP24765798A patent/JP3386380B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109515743A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-03-26 | 中国特种飞行器研究所 | 一种直升机水上迫降模型旋翼升力模拟装置 |
| CN109515743B (zh) * | 2018-10-17 | 2022-05-27 | 中国特种飞行器研究所 | 一种直升机水上迫降模型旋翼升力模拟装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000072095A (ja) | 2000-03-07 |
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