JP6425845B1 - 産業用無人ヘリコプタ - Google Patents

産業用無人ヘリコプタ Download PDF

Info

Publication number
JP6425845B1
JP6425845B1 JP2018036621A JP2018036621A JP6425845B1 JP 6425845 B1 JP6425845 B1 JP 6425845B1 JP 2018036621 A JP2018036621 A JP 2018036621A JP 2018036621 A JP2018036621 A JP 2018036621A JP 6425845 B1 JP6425845 B1 JP 6425845B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
main
rotor
main rotor
drive
gear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018036621A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019151168A (ja
Inventor
智巳 山口
智巳 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TKK WORKS CO., LTD.
Original Assignee
TKK WORKS CO., LTD.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TKK WORKS CO., LTD. filed Critical TKK WORKS CO., LTD.
Priority to JP2018036621A priority Critical patent/JP6425845B1/ja
Priority to PCT/JP2018/027898 priority patent/WO2019167302A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6425845B1 publication Critical patent/JP6425845B1/ja
Publication of JP2019151168A publication Critical patent/JP2019151168A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20Rotors; Rotor supports
    • B64U30/29Constructional aspects of rotors or rotor supports; Arrangements thereof
    • B64U30/296Rotors with variable spatial positions relative to the UAV body
    • B64U30/297Tilting rotors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/32Rotors
    • B64C27/37Rotors having articulated joints
    • B64C27/39Rotors having articulated joints with individually articulated blades, i.e. with flapping or drag hinges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/54Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
    • B64C27/58Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades
    • B64C27/59Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades mechanical
    • B64C27/605Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades mechanical including swash plate, spider or cam mechanisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20Rotors; Rotor supports
    • B64U30/21Rotary wings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20Rotors; Rotor supports
    • B64U30/29Constructional aspects of rotors or rotor supports; Arrangements thereof
    • B64U30/293Foldable or collapsible rotors or rotor supports
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20Rotors; Rotor supports
    • B64U30/29Constructional aspects of rotors or rotor supports; Arrangements thereof
    • B64U30/299Rotor guards

Abstract

【課題】積荷スペースを広く確保可能で、同軸反転式ロータにおけるエネルギー効率を向上させることが可能な、機体設計の自由度の高い産業用無人ヘリコプタを提供する。
【解決手段】上記課題解決のため、産業用無人ヘリコプタ1は、非回転・中空のメインマスト11の周囲を逆回転する第1及び第2のメインロータ12、13を備える。第1のメインロータ12のロータブレード122の迎角を変化させる第1スワッシュプレート15と、第1スワッシュプレート15を傾動させる第1駆動部16は、第1のメインロータ12の上方に、第2のメインロータ13のロータブレード132の迎角を変化させる第2スワッシュプレート17と、第2スワッシュプレート17を傾動させる第2駆動部18は、第2のメインロータ13の下方に配置され、メインマスト11は、第1駆動部16又は第2駆動部18を制御するための信号線24、25、26を挿入可能に形成される。
【選択図】図1

Description

本発明は、同軸反転式ロータを備えた産業用無人ヘリコプタに関する。
従来、特許文献1に示すように、同軸上で互いに逆回転可能な上下のメインロータ(ロアメインロータ及びアッパーメインロータ)から成る同軸反転式ロータがメインマストに設けられ、これらの上下のメインロータの迎角を上下のスワッシュプレートを傾動動作させることにより変化させて飛行する同軸反転式のヘリコプタは知られている。この様な同軸反転式のヘリコプタでは、中空のロアメインマストの内部に、このロアメインマストよりも長いアッパーメインマストを装填して同軸に配置している。そして、ロアメインマストにロアメインロータが取り付けられるとともにアッパーメインマストにアッパーメインロータが取り付けられ、ロアメインマストとアッパーメインマストとを逆方向に回転させることで、ロアメインロータとアッパーメインロータとを同軸上で互いに逆回転させている。
特許第5319832号公報
上述した従来の同軸反転式のヘリコプタでは、ロアメインマストやアッパーメインマストといったメインマストが回転するため、メインマストの上部に構成部材や積荷の収納スペースを設けることができず、設計の自由度に乏しく、積荷スペースを広く確保することができなかった。例えば、アッパーメインロータ(第1のメインロータ)の迎角を変更するためのスワッシュプレート(第1スワッシュプレート)を傾動させるための構成(特許文献1のエレベータサーボES、エルロンサーボAS、ピッチサーボPS)についても、メインマストの上方に配置できず、ロアメインロータ(第2のメインロータ)の下方に配置されることが通常であった。この様に、第2スワッシュプレートを傾動させるための構成だけでなく、第1スワッシュプレートを傾動させるための構成についても第2のメインロータの下方に配置されると、第2メインロータの下方の部分に配置される部材が多くなる又は大型化して、この部分の積荷スペースを広く確保することが出来なかった。
更に、上述したように、メインマストの上部に構成部材の収納スペースを設けることができないため、第1スワッシュプレートは、メインマストの上方に配置することができず、特許文献1の従来技術のように、第1メインロータと第2メインロータの間に設けられることが通常であった。この様に、大型な部材である第1スワッシュプレートが第1のメインロータと第2のメインロータとの間に配置されると、第1のメインロータと第2のメインロータとを間の距離を短くすることの妨げになる。このため、同軸反転式ロータにおけるエネルギー損失の防止効果を向上させることが難しかった。ここで、同軸反転式ロータにおけるエネルギー損失の防止効果についてより具体的に説明する。同軸反転式ロータでは、単独のメインロータによる構成に比較して、エネルギー損失が少ない。図8を用いて具体的に説明すると、メインロータは回転によって空気を下方に送り出し(軸方向加速流Uaが生じ)、その反作用としての推力を得るが、軸方向加速流Uaとは別に、縮流Urや旋回流Utが生じることで、エネルギー損失が生じる。二重反転式ロータでは、上方に配置された第1のメインロータの回転によって生じる旋回流Utと、下方に配置された第2のメインロータの回転によって生じる旋回流Utとが、互いに打ち消しあい、旋回流Utによるエネルギー損失が防止される。ここで、第1のメインロータと第2のメインロータとの間の距離が近い方が、これらの旋回流Utによる打ち消し合いが好適に行われ、エネルギー損失の防止効果が大きくなる。従って、同軸反転式ロータにおいては、エネルギー損失の防止効果を大きくしてエネルギー効率を向上させるために、第1のメインロータと第2のメインロータとの間の距離を近づけることが好ましい。従来のヘリコプタでは、上述したように、大型な部材である第1スワッシュプレートが第1のメインロータと第2のメインロータとの間に配置され、このことが第1のメインロータと第2のメインロータとを間の距離を短くすることの妨げになっていた。
そこで、本発明の課題は、積荷スペースを広く確保可能で、同軸反転式ロータにおけるエネルギー効率を向上させることが可能な、機体設計の自由度の高い産業用無人ヘリコプタを提供することである。
(1)上記課題を解決するために、本発明に係る産業用無人ヘリコプタは、メインマストを中心として同軸上を互いに逆回転するように高さ方向に並べて配置された第1及び第2のメインロータを備え、この第1及び第2のメインロータのうち上側に配置された前記第1のメインロータのロータブレードの迎角を、第1スワッシュプレートを傾動させることで変化させ、下側に配置された第2のメインロータのロータブレードの迎角を、第2スワッシュプレートを傾動させることで変化させる産業用無人ヘリコプタにおいて、前記第1スワッシュプレートと、この第1スワッシュプレートを傾動させる第1駆動部は、前記第1のメインロータの上方に配置され、前記第2スワッシュプレートと、この第2スワッシュプレートを傾動させる第2駆動部は、前記第2のメインロータの下方に配置され、前記メインマストは、前記第1駆動部又は前記第2駆動部を制御するための信号線を挿入可能に中空に形成され、かつ非回転である、ことを特徴とする。
上記(1)に記載の構成によれば、メインマストが非回転であるため、メインマストの上方に第1及び第2のスワッシュプレートの制御装置や、積荷等を配置しやすくなり、産業用無人ヘリコプタの設計の自由度が増し、積荷スペースを広く確保することが可能になる。また、設計変更の自由度が増すことで、用途に応じて産業用無人ヘリコプタの機体を設計することができ、この機体の応用範囲を拡大することができる。更に、メインマストが非回転であるため、中空のメインマスト内部に信号線を挿入してもこの信号線の絡まり等による断線を防止することが出来る。このため、メインマスト内部に信号線を挿入することが出来るようになるため、メインマスト内部を、制御装置と第1駆動部又は第2駆動部との間を接続する信号線の通路とすることが出来る。従って、制御装置の配置位置を、第1及び第2のメインロータを基準として第1駆動部又は第2駆動部と同じ側ではなくその反対側に配置することが出来る。これによって、より設計の自由度が増し、コンパクトに設計することも、積荷スペースを広く確保することもできるようになる。より具体的には、上記構成によって、第1スワッシュプレートと、この第1スワッシュプレートを傾動させる第1駆動部とを、第1のメインロータの上方に配置し、第2スワッシュプレートと、この第2スワッシュプレートを傾動させる第2駆動部とを、第2のメインロータの下方に配置することができる。第1スワッシュプレートの上方に制御装置を配置した場合であっても、第2駆動部に対して制御信号を送信するための信号線を、メインマスト内部を通して、第2駆動部に導くことができ、第2スワッシュプレートの下方に制御装置を配置した場合であっても、第1駆動部に対して制御信号を送信するための信号線を、メインマスト内部を通して、第1駆動部に導くことができる。この様に、第1スワッシュプレートと第1駆動部とを第1メインロータの上方に配置することができるため、第2メインロータの下方の部分の積荷スペースを広く確保することが出来る。また、メインマスト内に信号線を収納することが出来るため、信号線の断線を防止することができ、産業用無人ヘリコプタが制御不能になることを防止して、安全性を向上させることができる。
また、上記(1)の構成によれば、第1スワッシュプレートが前記第1のメインロータの上方に配置され、第2スワッシュプレートが第2のメインロータの下方に配置されており、大型な部材であるスワッシュプレートが第1のメインロータと第2のメインロータとの間に配置されていないため、第1のメインロータと第2のメインロータとの間の距離を短くすることができる。これによって、第1のメインロータの回転によって生じる旋回流Ut(図8を参照)と、下方に配置された第2のメインロータの回転によって生じる旋回流Ut(図8を参照)との打ち消し合いが好適に行われ、第1のメインロータと第2のメインロータからなる同軸反転式ロータにおけるエネルギー損失の防止効果を高めることができる。これによって、同軸反転式ロータにおけるエネルギー効率を向上させて、飛行時間を長くすることができる。
(2)上記産業用無人ヘリコプタは、第1のメインロータと第2のメインロータの間に、第2のメインロータの回転力を、回転方向を反転させて第1メインロータに伝達する駆動力伝達部材が設けられてもよい。
上記(2)の構成によれば、第1メインロータと第2のメインロータとの間にスワッシュプレートを配置しないため、この間に、駆動力伝達部材を配置することができる。駆動力伝達部材によって、第2のメインロータの回転力が、回転方向を反転させて第1メインロータに伝達される。このため、従来技術のように、メインマストをロアメインマスト及びアッパーメインマストを備えるように構成する必要がなくなり、これらの両マストに対してモータからの回転力を伝達する複雑な構造を採用する必要もなくなり、両マスト用それぞれについてモータ等の駆動装置を用意する必要もなくなるため、駆動装置からメインマストに対して回転力を伝達する構造が簡素になるため、部品点数が減り、産業用無人ヘリコプタの機体の調整やメンテナンス性が向上し、これによって、この機体の信頼性が向上する。
(3)上記(2)の産業用無人ヘリコプタにおいて、駆動力伝達部材は、上面に形成された歯を備え、第2のメインロータの回転によって回転し、第2のメインロータの回転軸と軸方向を同じくする回転軸で回転する第1歯車と、第1歯車の歯に噛み合う歯を有し、第1歯車の回転軸とは略直交する回転軸で回転する第2歯車と、第1のメインロータに取り付けられ、前記第2歯車の前記歯に噛み合う歯が下面に形成され、第1歯車と同軸で回転する第3歯車と、を備えた、ことを特徴とする。
上記(3)の構成によれば、簡易な構成で駆動力伝達部材を形成することができるため、部品点数が減り、産業用無人ヘリコプタの機体の調整やメンテナンス性が向上し、これによって、この機体の信頼性が向上する。
(4)上記産業用無人ヘリコプタにおいて、第2のメインロータは、メインマストに外嵌されて、メインマストを中心に回転し、第2のメインロータを駆動する駆動装置からの駆動力を伝達するドライブギヤーが、第2のメインロータのロータブレードの下方において第2のメインロータと一体的に設けられてもよい。また、第2スワッシュプレートは、ドライブギヤーの下方かつ第2駆動部の上方に配置されてもよい。第2スワッシュプレートは、第2のメインロータとともに回転する回転部と、この回転部の第2駆動部側の面に接するように配置されるとともに第2駆動部に連結される非回転部とを備えてもよい。また、ドライブギヤーを貫通し、上端で第2のメインロータに取り付けられたロッドの下端が、第2スワッシュプレートの回転部に取り付けられていてもよい。
上記(4)の構成によれば、ドライブギヤーが、第2のメインロータのロータブレードの下方において第2のメインロータと一体的に設けられ、かつ、ドライブギヤーの下方に設けられた第2スワッシュプレート(回転部)と第2のメインロータとがドライブギヤーを貫通するロッドによって連結される。この様に、回転する部材である第2のメインロータ、ドライブギヤー、及び第2スワッシュプレートの回転部をユニット化することで、高さ方向の寸法をコンパクトにすることができる。また、第2スワッシュプレートがドライブギヤーより下方に配置されることで、第2スワッシュプレートの非回転部と第2駆動部との連結構造を簡素化することができる。具体的に説明すると、第2スワッシュプレートがドライブギヤーより上方に配置され、かつ、第2駆動部がドライブギヤーより下方に配置されると、回転するドライブギヤーに干渉しないように、第2駆動部と第2スワッシュプレートの非回転部とを連結する必要があり、この連結構造が複雑になる。上記(4)の構成によって、この連結構造を簡素化することができる。これによって、部品点数が減り、産業用無人ヘリコプタの機体の調整やメンテナンス性が向上し、これによって、この機体の信頼性が向上する。
(5)上記産業用無人ヘリコプタにおいて、メインマスト上方及び/又は下方には、収納部を含んだ筐体が設けられ、上方に前記筐体が設けられる場合には、この筐体の底面にメインマストの上端が固定されるとともに、下方に前記筐体が設けられる場合には、この筐体の上面にメインマストの下端が固定されていてもよい。
上記(5)の構成によれば、メインマストが非回転であるため、軸受け等を備えない簡単な構成によって上方及び/又は下方の筐体にメインマストの端部を固定することができる。この様に、簡単な構成で上方及び/又は下方に筐体を備えることができる。また、上方に筐体が配置される場合には、収納部によって、通常は収納スペースとして活用されない、メインマストの上方に積荷や制御装置等の部材の収納スペースを形成することができる。産業用無人ヘリコプタは、収納スペースがより広いことが望まれるが、簡単な構成で収納スペースが確保できる。更に、上方及び下方の両方に筐体を備える場合には、積荷や第1及び第2駆動部の制御装置等の構成部材をメインマストの上方及び下方のスペースに柔軟に配置できるため、設計の自由度を更に高めることができ、収納スペースを更に広く確保できるようになる。
(6)上記産業用無人ヘリコプタにおいて、第1駆動部を収納する第1駆動部収納部位と、第2駆動部を収納する第2駆動部収納部位とを有する筐体と、第1及び第2のメインロータのカバーであるロータカバーと、を更に備えてもよい。このロータカバーは、第1駆動部収納部位に対して第1支柱を介して取り付けられるとともに、第2駆動部収納部位に対して第2支柱を介して取り付けられてもよい。なお、(6)の産業用無人ヘリコプタには、ロータカバーが第1支柱及び第2支柱を介して筐体に取り付けられるとともに、メインマストに対して第3支柱を介して取り付けられたものも含まれる。
第1駆動部は第1のメインロータの上方に配置されるため、第1駆動部収納部位も第1メインロータの上方に配置されることになる。また、第2駆動部は、第2のメインロータの下方に配置されるため、第2駆動部収納部位も第2メインロータの下方に配置されることになる。従って、上記(6)の構成によれば、ロータカバーが、第1支柱及び第2支柱によって、第1駆動部収納部位と第2駆動部収納部位に固定されることで、上下方向から筐体に支持される。このため、ロータカバーを強固に筐体に取り付けることができる。
(7)上記産業用無人ヘリコプタは、前記第1及び第2のメインロータのカバーであるロータカバーが、第3支柱を介して前記メインマストに対して取り付けられていてもよい。
上記(7)の構成によれば、ロータカバーにおける第3支柱の取り付け位置で、ロータカバーを折りたたむように構成し易い。なお、ロータカバーを折りたたみ構成とすることで、産業用無人ヘリコプタを不使用時にコンパクトにすることができ、持ち運び容易となる。産業用無人ヘリコプタを持ち運び容易にすることは市場から強く要望されており、この要望に応えることができる。また、上記(6)の構成に加えて、上記(7)の構成を備えることで、ロータカバーを上下方向から支持するとともに中央からも支持することができ、ロータカバーを一層強固に取り付けることができる。
上記構成によれば、積荷スペースを広く確保可能で、同軸反転式ロータにおけるエネルギー効率を向上させることが可能な、機体設計の自由度の高い産業用無人ヘリコプタを提供することができる。
本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタの断面図である。 図1で示す産業用無人ヘリコプタの一部断面図である。 本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタの一部の構成の斜視図である。 本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタの駆動力伝達部材及びその付近の構成の斜視図である。 (a)は、従来のロータカバーの取り付け構造を示す図であり、(b)は、本実施形態に係るロータカバーの取り付け構造を示す図である。 変形例に係るロータカバーの取り付け構造を示す図である。 (a)は、他の変形例に係るロータカバーの取り付け構造を示す図であり、(b)は、ロータカバーを折り畳んだ状態にある(a)で示す変形例の図である。 同軸反転式ロータにおけるエネルギー損失の防止効果を説明するための図である。
(本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタの全体構成)
以下に、図1を用いて、本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタの全体構成を説明する。図1は、本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタの断面図である。なお、図1は、本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタを高さ方向及び幅方向に沿って切断した断面図である。本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタ1は、上下方向に延びる非回転のメインマスト11を中心として同軸上を互いに逆回転するように高さ方向に並べて配置された第1のメインロータ12及び第2のメインロータ13を備える。なお、第1及び第2のメインロータ12、13のうち上側に配置されたメインロータが第1のメインロータ12であり、下側に配置されたメインロータが第2のメインロータ13である。第1のメインロータ12と第2のメインロータ13とで、同軸反転式ロータ14を構成する。同軸反転式ロータ14は、メインマスト11の略中央部分の位置に外嵌される。
産業用無人ヘリコプタ1では、第1のメインロータ12のロータブレード122の迎角を変化させる第1スワッシュプレート15と、第1スワッシュプレート15を傾動させる第1駆動部16とが、第1のメインロータ12の上方に配置される。より具体的に説明すれば、第1スワッシュプレート15は、その下方に配置された第1のメインロータ12に連結されるとともに、その上方に配置された第1駆動部16と連結され、第1駆動部16によって傾動されることで、第1のメインロータ12の迎角を変更するものである。
また、産業用無人ヘリコプタ1では、第2のメインロータ13のロータブレード132の迎角を変化させる第2スワッシュプレート17と、この第2スワッシュプレート17を傾動させる第2駆動部18とが、第2のメインロータ13の下方に配置される。より具体的に説明すれば、第2スワッシュプレート17は、その上方に配置された第2のメインロータ13に連結されるとともに、その下方に配置された第2駆動部18と連結され、第2駆動部18によって傾動されることで、第2のメインロータ13の迎角を変更するものである。この様に、本実施形態では、第1のメインロータ12と第2のメインロータ13との間に、大型の部材である第1スワッシュプレート15も第2スワッシュプレート17も配置されていないため、第1のメインロータ12と第2のメインロータ13とを間の距離を短くすることができる。これによって、第1のメインロータ12の回転によって生じる旋回流Ut(図8を参照)と、下方に配置された第2のメインロータ13の回転によって生じる旋回流Ut(図8を参照)との打ち消し合いが好適に行われ、第1のメインロータ12と第2のメインロータ13からなる同軸反転式ロータ14におけるエネルギー損失の防止効果を高めることができる。
産業用無人ヘリコプタ1は、上下の2パーツに分離された筐体19内に、第1駆動部16、第2駆動部18等の部材が収納される。筐体19における上側のパーツが第1駆動部16を収納する部位(第1駆動部収納部位191)であり、下側のパーツが第2駆動部18を収納する部位(第2駆動部収納部位192)である。これによって、産業用無人ヘリコプタ1は、第1のメインロータ12の上方に第1駆動部収納部位191を有するとともに、第2のメインロータ13の下方に第2駆動部収納部位192とを有することになる。
第1駆動部収納部位191は、第1駆動部16を収納するための第1収納部1911、第1駆動部16及び第2駆動部18を制御する制御装置20を収納するための第2収納部1912、及び積荷を収納するための第3収納部1913が、この順番に下から上に並べて設けられている。第1駆動部収納部位191(本発明の「収納部」に相当)はメインマスト11上方に設けられ、この第1駆動部収納部位191の底面にメインマスト11の上端が固定されている。上述したようにメインマスト11は非回転であるため、メインマスト11の上端を固定するように、第1駆動部収納部位191を設けることが出来る。このため、同軸反転式ロータ14の上方に第1駆動部16、制御装置20等の部材を配置したり、積荷の収納スペースを確保することが出来るようになり、設計の自由度が高くなっている。また、第1駆動部16を同軸反転式ロータ14の上方に配置できるようになることで、大型の部材である第1スワッシュプレート15を第1のメインロータ12及び第2のメインロータ13の間ではなく第1のメインロータ12の上方に配置できるようになり、これによって、上述したように、第1のメインロータ12及び第2のメインロータ13との間の距離を短くすることができる。
第2駆動部収納部位192は、第2駆動部18を収納するための第1収納部1921、第2メインロータ13を回転駆動する駆動装置(エンジン)22を収納するための第2収納部1922、駆動装置22の燃料タンク23を収納するための第3収納部1923、及び積荷を収納するための第4収納部1924が、この順番に上から下に並べて設けられている。上述したように、第1駆動部収納部位191によって、第1駆動部16及び制御装置20や、積荷の収納スペースをメインマスト11の上方に設けることができる。このため、第2駆動部収納部位192は、第1駆動部16、制御装置20を収納する必要がなくなり、メインマスト11の下方をコンパクト設計にするとともに、収納スペースを広く確保することができる。また、第2駆動部収納部位192において、燃料タンク23を大容量に設計して、搭載可能な燃料タンク量を多くすることができ、産業用無人ヘリコプタ1の長時間の飛行を可能とする。
制御装置20と第1駆動部16との間は、第1駆動部16の動作(昇降動作)を制御するための制御信号の送信用の信号線24によって通信可能に接続されている。また、制御装置20と第2駆動部18との間は、第2駆動部18の動作を制御するための制御信号の送信用の信号線25によって通信可能に接続されている。制御装置20は、上述したように第1駆動部収納部位191に収納されており、第2駆動部18とは同軸反転式ロータ14を基準として反対側に配置されている。メインマスト11は、信号線25を挿入可能に中空に形成されており、制御装置20から延びる信号線25は、メインマスト11内を通って第2駆動部収納部位192に引き込まれて、第2駆動部収納部位192内で第2駆動部18に接続されている。メインマスト11は非回転であるため、信号線25を挿入しても信号線が絡まることで断線することがない。これによって、メインマスト11内に信号線25を挿入することができるため、制御装置20を、同軸反転式ロータ14を基準として第2駆動部18の反対側に配置することが出来る。このため、より一層、産業用無人ヘリコプタ1の機体設計の自由度を向上させることができる。なお、上述したように、メインマスト11の下方に第1駆動部16及び第1スワッシュプレート15を配置しないため、この部分の、収納スペースを広く確保することができるようになる。また、第1駆動部16及び第2駆動部18を、同軸反転式ロータ14を挟んで高さ方向に並べて配置することが出来るようになることで、第1スワッシュプレート15を第1のメインロータ12の上方に配置し、第2スワッシュプレート17を第2のメインロータ13の下方に配置して、第1のメインロータ12及び第2のメインロータ13の間に大型の部材である第1及び第2スワッシュプレート15、17を配置しないことが可能になっている。
産業無人ヘリコプタ1では、第2メインロータ13は、上述した駆動装置(エンジン)22からの駆動力によって回転される。また、第1のメインロータ12と第2のメインロータ13の間に駆動力伝達部材31が設けられている。駆動力伝達部材31によって、第2のメインロータ13の回転力が、回転方向を反転させて第1メインロータ12に伝達されるようになっている。本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタ1では、第1メインロータ12と第2のメインロータ13との間に第1スワッシュプレート15を配置しないため、この間に、駆動力伝達部材31を配置することができる。駆動力伝達部材31によって、第2のメインロータ13の回転力が、回転方向を反転させて第1メインロータ12に伝達される。このため、従来技術のように、メインマストをロアメインマスト及びアッパーメインマストを備えるように構成する必要がなくなり、これらの両マストに対してモータからの回転力を伝達する複雑な構造を採用する必要もなくなり、両マスト用それぞれについてモータやエンジン等の駆動装置22を用意する必要もなくなるため、駆動装置22からメインマスト11に対して回転力を伝達する構造が簡素になるため、部品点数が減り、産業用無人ヘリコプタ1の機体の調整やメンテナンス性が向上し、これによって、この機体の信頼性が向上する。なお、産業用無人ヘリコプタ1は、筐体19の下部から下方に突出するアーム193を備える。
(本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタの各構成部材の詳細説明)
以下に、図1、図2、図3及び図4を参照して、本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタ1の各構成部材について詳細に説明する。図2は、図1で示す産業用無人ヘリコプタの一部断面図である。図3は、本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタの一部の構成の斜視図である。図4は、本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタの駆動力伝達部材及びその付近の構成の斜視図である。
(本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタの各構成部材の詳細説明:メインマスト及び同軸反転式ロータの構成)
メインマスト11と同軸反転式ロータ14の構成を詳細に説明する。メインマスト11は、垂直に延びる円筒状に形成された例えば金属製の部材であり、下端で第2駆動部収納部位192の上面(本発明の「下方の筐体の上面」に相当)に固定され、上端で第1駆動部収納部位191の底面(本発明の「上方の筐体の底面」に相当)に固定されている。なお、メインマスト11の上端及び下端は、水平方向に突出するフランジ111を有し、上端のフランジ111の上面が第1駆動部収納部位191の底面に接し、下端のフランジ111の下面が第2駆動部収納部位192の上面に接するように、取り付けられている。この取り付けの方法は如何なる方法であってもよく、例えば、ビス等の固定部材によってなされても、接着剤による接着でなされても、熱溶着であってもよい。
メインマスト11の中途位置に対して、例えば金属製の同軸反転式ロータ14が取り付けられている。同軸反転式ロータ14は上述したように、第1メインロータ12と、第1メインロータ12の下方に第1メインロータ12とは所定の間隔を空けて取り付けられる第2メインロータ13とからなる。第1メインロータ12と第2メインロータ13とのメインマスト11への取り付けは、図2で示すように、メインマスト11の周囲に形成されたストッパーカラー112とストッパーカラー113とで上下方向から同軸反転式ロータ14を挟持することでなされる。更に、第1メインロータ12と第2メインロータ13とで上下方向から挟むように駆動力伝達部材31が配置されるが、メインマスト11の周囲におけるストッパーカラー112とストッパーカラー113との間の位置に形成されたストッパーカラー114で駆動力伝達部材31を支持している。なお、ストッパーカラー114には、所定の箇所から水平方向に突出する複数の軸1141が設けられ、この軸1141にはベベルピニオンである第2歯車312が取り付けられる。
第1メインロータ12及び第2メインロータ13は、図3で示すように、中心位置から3方向に向かって水平方向に延びるホルダ121A、131Aを備えたハブ121、131と、ホルダ121A、131Aの先端に固定された水平方向に延びる3つのロータブレード122、132とを備えている。ハブ121、131は、その中心位置に形成された貫通孔において、メインマスト11に外嵌するようにして、メインマスト11に取り付けられており、これによって、第1メインロータ12及び第2メインロータ13が非回転のメインマスト11を中心に回転するようになっている。なお、第1メインロータ12及び第2メインロータ13は、ベアリングによってメインマスト11の周囲を回転するが、メインマスト11に摺動するように回転してもよい。また、ハブ121、131は、ロータブレード122、132の取り付け位置の近傍から水平に延びる3つの腕部121B、131Bを有する。腕部121Bは、第1スワッシュプレート15(回転部151)に対して、上下方向に延びるロッド153を介して取り付けられ、腕部131Bは、第2スワッシュプレート17(回転部171)に対して、上下方向に延びるロッド173を介して取り付けられるようになっている。この取り付け構造についての詳細は後述する。
第2のメインロータ13におけるハブ131には、図2で示すように、その下面の中心部分(貫通孔の縁部)から下方に延びる筒状体1311が一体的に設けられている。筒状体1311の内部には、メインマスト11が挿入されるようになっている。筒状体1311の下端には、その下端縁から水平方向に向かって張り出すように形成された円盤状のドライブギヤー41が一体的に設けられている。この様にして、ドライブギヤー41は、第2のメインロータ13のロータブレード132の下方において、第2のメインロータ13と一体的に設けられている。ドライブギヤー41は、駆動装置22(図1を参照)からの駆動力を第2のメインロータ13に伝達することで、第2のメインロータ13を回転駆動する部材である。
ドライブギヤー41は、垂直方向に延びる回転軸を中心に回転し、その側面には複数の歯410が形成されている。ドライブギヤー41の側面には、ドライブギヤー41の歯410と噛み合う歯420が上端部に形成され、ドライブギヤー41の回転軸と軸方向を同じくする回転軸で回転するピニオンギヤー42が配置されている。ピニオンギヤー42の下端部は、図2で示すように、駆動装置22の出力軸221にクラッチ43を介して接続されている。これによって、駆動装置22(図1を参照)からの駆動力がピニオンギヤー42及びドライブギヤー41を介して第2のメインロータ13に伝達されるようになっている。ドライブギヤー41は、図3で示すように、筒状体1311を中心として環状に等間隔で並ぶように、上下方向に貫通する複数の孔部411が形成されている。なお、本実施形態では、複数の孔部411は、環状に等間隔に配置されているが、環状に配置されていなくても、等間隔に配置されていなくてもよい。
(本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタの各構成部材の詳細説明:駆動力伝達部材の構成)
第1メインロータ12と第2メインロータ13との間には、上述したように、駆動力伝達部材31が配置されている。駆動力伝達部材31は、ベベルギヤ機構を備え、このベベルギヤ機構によって、第2メインロータ13の回転力を、回転方向を反転させて第1のメインロータ12に伝達する。具体的には、図4で示すように、駆動力伝達部材31は、上面に形成された複数の歯3111を備え、第2のメインロータ13の回転によって回転し、第2のメインロータ13の回転軸と軸方向を同じくする回転軸で回転する第1ベベルギヤ(第1歯車)311と、第1歯車311に噛み合う歯3121を有し、第1歯車311の回転軸とは略直交する回転軸で回転する第2ベベルギヤ(第2歯車)312と、第1のメインロータ12に取り付けられ、第2歯車312の歯3121に噛み合う歯3131が下面に形成され、第1歯車311と同軸で回転する第3ベベルギヤ(第3歯車)313と、を備えている。
第1歯車311、第3歯車313は、板面を垂直方向に向けた略円盤状に形成されており、所定の間隔を空けて高さ方向に並べて配置されている。第1歯車311、第3歯車313は、第2歯車312を挟んで対向するように配置され、互いに向かい合う面にテーパが形成されている。第1歯車311及び第3歯車313は、このテーパにおいて、中心位置から外周に向かって延びる複数の歯3111、3131が形成された傘歯車である。第1歯車311、第3歯車313は、その中心位置において上下方向に貫通孔が形成されており、この貫通孔においてメインマスト11に外嵌されるようになっており、メインマスト11を中心に回転可能になっている。
第2歯車312は、円錐の先端が切断された形状を有し、第1歯車311の上面と第3歯車313の下面とに挟まれるように配置されている。本実施形態では、複数の(例えば4つの)第2歯車312が、小径の方の端部を内側にして放射状に配置されている。上述したようにメインマスト11の周囲にはストッパーカラー114が設けられており、このストッパーカラー114の4か所には、図2及び図4で示すように、水平方向に突出するよう延設された軸1141が設けられている。第2歯車312は、ベベルピニオンであり、その回転軸である軸1141を貫通させる孔部が形成され、この孔部に貫通させることで軸1141に取り付けられており、軸1141を中心に回転可能になっている。
第2歯車312は、そのテーパ状の側面に亘って、一端部から他端部に延びるように上述した複数の歯3121が形成されている傘歯車であり、この歯3121で第1歯車311の歯3111と第3歯車の歯3131と噛み合っている。第1歯車311は、底面において第2メインロータ13のハブ131の上面に取り付けられている。これによって、垂直方向に延びる回転軸(第2メインロータ13と同軸)を中心とした第2メインロータ13の回転にともなって、第1歯車311も垂直方向に延びる回転軸を中心として回転されるようになっている。この回転によって、第1歯車311の上面に形成された複数の歯3111に噛み合う第2歯車312が水平方向に延びる回転軸を中心として回転される。そして、第3歯車313の下面に形成された歯3131が第2歯車312の歯3121と噛み合うことで、第2歯車312の回転によって第3歯車313が第1歯車311と逆方向に回転されるようになっている。
第3歯車313は、その上面で第1のメインロータ12の下面に取り付けられており、第3歯車313の回転によって、第3歯車313と同方向に第1のメインロータ12が回転されるようになっている。この様にして、3つのパーツからなる簡易な構成で、第2のメインロータ13の回転力を、回転方向を逆にして第1のメインロータ12に伝達する駆動力伝達部材31を形成することができる。この様に簡易な構成であるため、駆動力伝達部材31の部品点数が減り、産業用無人ヘリコプタ1の機体の調整やメンテナンス性が向上し、これによって、この機体の信頼性が向上する。また、この構成によれば、第1歯車311の上面の歯3111と第3歯車313の下面の歯3131に噛み合うように、第2歯車312を配置するのみの構成であるため、駆動力伝達部材31の高さ方向の寸法を小さく形成することができるため、第1及び第2のメインロータ12、13間の距離をより小さくすることができる。
(本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタの各構成部材の詳細説明:第1及び第2スワッシュプレートと第1及び第2駆動部の構成)
図2及び図3で示すように、ドライブギヤー41の下方には、第2スワッシュプレート17が配置されており、第2スワッシュプレート17の下方には、第2駆動部18が配置されている。第2スワッシュプレート17は、第2のメインロータ13とともに回転する回転部171と、この回転部171の第2駆動部18側の面(下面)に接するように配置されるとともに第2駆動部18に連結される非回転部172とを備える。回転部171は、板面を垂直方向に向けた略円盤状に形成された例えば金属製の部材である。また、非回転部172は、板面を垂直方向に向けた略円盤の縁の3か所に斜め上方への突出部1721が形成された形状を有する例えば金属製の部材である。回転部171及び非回転部172は、それぞれその中心位置において上下方向に貫通する孔部が形成されており、この孔部において、メインマスト11を挿入させるようになっている。
3つの突出部1721は、本実施形態では、等間隔に配置されているが、等間隔に配置されていなくてもよい。産業用無人ヘリコプタ1は3つの第2駆動部18を有し、非回転部172の突出部1721には、それぞれ第2駆動部18の昇降部材181の先端が取り付けられ、突出部1721が取り付け部位を中心に360度の方向に傾動可能になっている。これによって、第2駆動部18の昇降動作によって、非回転部172の傾きが制御され、非回転部172の傾きに合わせて、回転部171の傾きも変更される。回転部171には、ドライブギヤー41の孔部411内を貫通し、上端で第2のメインロータ13の腕部131Bに取り付けられた3つの例えば金属製のロッド173の下端が取り付けられている。なお、ロッド173の上端に取り付けられた腕部131B、及びロッド173の下端は、取り付け部位を中心に360度の方向に傾動可能になっている。これによって、ロッド173によって、回転部171の傾きの変更にともなって第2メインロータ13の迎角が制御されるようになっている。
上述したように、ドライブギヤー41が、第2のメインロータ13のロータブレード132の下方において第2のメインロータ13と一体的に設けられ、かつ、ドライブギヤー41の下方に設けられた第2スワッシュプレート17(回転部171)と第2のメインロータ13とがドライブギヤー41を貫通するロッド173によって連結される。この様に、回転する部材である第2メインロータ13、ドライブギヤー41、及び第2スワッシュプレート17の回転部171をユニット化するユニット構造によって、高さ方向の寸法をコンパクトにすることができる。また、第2スワッシュプレート13がドライブギヤー41より下方に配置することで、第2スワッシュプレート17の非回転部172と第2駆動部18との連結構造を簡素化することができる。具体的に説明すると、第2スワッシュプレート17がドライブギヤー41より上方に配置され、かつ、第2駆動部18がドライブギヤー41より下方に配置されると、回転するドライブギヤー41に干渉しないように、第2駆動部18と第2スワッシュプレート17の非回転部172とを連結する必要があり、この連結構造が複雑になる。本実施形態の上記ユニット構造によって、この連結構造を簡素化することができる。
第1のメインロータ12の上方には、第1スワッシュプレート15が配置されており、第1スワッシュプレート15の上方には、第1駆動部16が配置されている。第1スワッシュプレート15は、第1のメインロータ12とともに回転する回転部151と、この回転部151の第1駆動部16側の面(上面)に接するように配置されるとともに第1駆動部16に連結される非回転部152とを備える。回転部151は、板面を垂直方向の向けた略円盤状に形成された例えば金属製の部材である。また、非回転部152は、板面を垂直方向に向けた略円盤の縁の3か所に斜め下方への突出部1521が形成された形状を有する例えば金属製の部材である。回転部151及び非回転部152は、それぞれその中心位置において上下方向に貫通する孔部が形成されており、この孔部において、メインマスト11を挿入させるようになっている。
3つの突出部1521は、本実施形態では等間隔に配置されているが、等間隔に配置されていなくてもよい。産業用無人ヘリコプタは3つの第1駆動部16を有し、非回転部152の突出部1521には、それぞれ第1駆動部16の昇降部材161の先端が取り付けられ、突出部1521が取り付け部位を中心に360度の方向に傾動可能になっている。これによって、第1駆動部16の昇降部材161の昇降動作によって、非回転部152の傾きが制御され、非回転部152の傾きの制御に合わせて、回転部151の傾きも変更される。回転部151には、下端で第1のメインロータ12の腕部121Bに取り付けられた3つの例えば金属製のロッド153の上端が取り付けられている。なお、ロッド153の上端及び、ロッド153の下端に取り付けられた腕部121Bは、取り付け部位を中心に360度の方向に傾動可能になっている。これによって、回転部151の傾きの変更にともなって第1メインロータ12の迎角が制御されるようになっている。
第1駆動部16及び第2駆動部18は、例えば、アクチュエータやモータ等を備え、高さ方向に昇降する棒状の昇降部材161、181を有する昇降機構を備えている。第1駆動部16及び第2駆動部18の動作(昇降動作)は、上述したように信号線24、25を介して制御装置20に制御される。制御装置20は、図1を用いて上述したように、第1駆動部収納部位191における第2収納部1912に収納されて、第1駆動部16の上方に配置されるようになっている。制御装置20に一端が接続された信号線24が、その他端で第1駆動部16に接続される。なお、本実施形態では、第1駆動部16は3つあるため、3つの信号線24が、制御装置20と第1駆動部16との間を接続する。なお、本実施形態では、3つの信号線24を使用しているが、この構成に限定されず、例えば、1つの信号線を用いてデイジーチェーンで第3駆動部16を接続してもよい。制御装置20に一端が接続された信号線25は、メインマスト11の内部を通って、メインマスト11の下方まで延びて、第2駆動部収納部位192における第1収納部1921に至るように配置される。信号線25の他端が第2駆動部収納部位192における第1収納部1921内で第2駆動部18に接続されている。なお、本実施形態では、第2駆動部18は3つあるため、3つの信号線25が、制御装置20と第3駆動部18との間を接続する。なお、本実施形態では、3つの信号線25を使用しているが、この構成に限定されず、例えば、1つの信号線を用いてデイジーチェーンで第3駆動部18を接続してもよい。また、図3で示すように、メインマスト11内には、一端で制御装置20に接続され、他端で駆動装置22(駆動装置22のコントローラ)に接続された信号線26が、挿通されており、信号線26によって制御装置20からの制御信号が駆動装置22のコントローラに入力できるようになっている。なお、図1及び図2においては、図面の視認し易さを考慮して、信号線26の図示を省略している。
(本実施形態に係る産業用無人ヘリコプタの各構成部材の詳細説明:ロータカバーの構成とロータカバーの取り付け構造)
産業用無人ヘリコプタ1は、同軸反転式ロータ14のカバー(第1及び第2のメインロータ12、13のカバー)である例えば金属製のロータカバー50を備える。以下に、図5を参照して、ロータカバー50の取り付け構造について説明する。図5は、(a)は、従来のロータカバーの取り付け構造を示す図であり、(b)は、本実施形態に係るロータカバーの取り付け構造を示す図である。図5(b)で示すように、産業用無人ヘリコプタ1では、ロータカバー50が、第1駆動部収納部位191に対して棒状で例えば金属製の第1支柱51を介して取り付けられるとともに、第2駆動部収納部位192に対して棒状で例えば金属製の第2支柱52を介して取り付けられる。この様に、ロータカバー50が、第1支柱51及び第2支柱52によって、第1のメインロータ12の上方に配置される第1駆動部収納部位191と、第2のメインロータ13の上方に配置される第2駆動部収納部位192に固定されることで、上下方向から筐体19に支持される。このため、図5(a)で示すように、筐体19´が、第2のメインロータ13の下方に配置され、第1のメインロータ12の上方に配置されていないため、ロータカバー50´が第2支柱52´によって下方から支持されるのみで上方から支持されない従来の構成に比較して、本実施形態では、ロータカバー50を強固に筐体19に取り付けることができる。
本実施形態では、ロータカバー50の上部に棒状の第1支柱51の先端が取り付けられ、ロータカバー50の下部に棒状の第2支柱52の先端が取り付けられている。そして、第1支柱51の後端が第1駆動部収納部位191に取り付けられ、第2支柱52の後端が第2駆動部収納部位192に取り付けられている。更に、ロータカバー50における第1支柱51の先端取り付け位置と第2支柱52の先端取り付け位置との間の中途位置には、第3支柱53の先端が取り付けられている。第3支柱53の後端は、メインマスト11に取り付けられている。メインマスト11への取り付け位置は、何れの位置であってもよいが、本実施形態では第1メインロータ12と第2メインロータ13との間の位置に取り付けられている。この第3支柱53によって、ロータカバー50は中央及び上下方向から支持される。このため、ロータカバー50を一層強固に取り付けることができる。
上述した本実施形態は、本発明を適用した実施形態の一例であり、適宜構成を変更することが出来る。以下に本実施形態の構成を変更した変形例の一例を説明する。
(変形例)
以下に本実施形態の変形例を説明する。
(1)本実施形態では、制御装置20は、同軸反転式ロータ14の上方に配置されているが、この構成に限定されず、同軸反転式ロータ14の下方に配置されてもよい。例えば、第2駆動部収納部位192に制御装置20を配置してもよい。この場合には、メインマスト11の下方に配置された制御装置20から、第1駆動部16を制御するための信号線24がメインマスト11内を通ってメインマスト11の上方に引き込まれる。メインマスト11の上方において、信号線24の一端が第1駆動部16に接続される。
(2)メインマスト11内には、信号線24、25、26だけでなく、燃料パイプや制御ロッドを配置してもよい。この場合には、本発明とは別発明の構成として、第1駆動部16を同軸反転式ロータ14の下方に配置し、第1駆動部16に取り付けられた制御ロッドをメインマスト11内に配置する構成であってもよい。
(3)駆動力伝達部材31において、第1ベベルギヤ(第1歯車)311、第2ベベルギヤ(第2歯車)312、第3ベベルギヤ(第3歯車)313は、直歯傘歯車であるが、例えば曲り歯傘歯車等の他の種類の傘歯車であってもよい。更に、駆動力伝達部材31は、ベベルギヤ(傘歯車)を使用する以外の機構で、第2のメインロータ13の回転力を反転させて第1のメインロータ12に伝達するものであってもよい。
(4)本実施形態では、ロータカバー50は、第3支柱53によっても支持されているが、図6で示すように、ロータカバー50は、第3支柱53によっては支持されず、第1支柱51及び第2支柱52のみによって、支持されてもよい。なお、図7(a)で示すように、第3支柱53のみによって、ロータカバー50が支持されていてもよい。第3支柱53でロータカバー50を支持する場合には、図7(b)で示すように、ロータカバー50における第3支柱53の取り付け部位において、ロータカバー50を折り畳み可能に構成してもよい。図7(a)(b)で示す構成では、ロータカバー50における4か所で第3支柱53が取り付けられている。このうち、2か所が折り畳み中心部位501となり、ロータカバー50の折り畳み時には、ロータカバー50における他の部位から折り畳み中心部位501が分離されるようになっている。なお、折り畳み中心部位501以外に取り付けられている残り2つの第3支柱53は、折り畳み時には、その中途位置で分割されるようになっている。第3支柱53は、メインマスト11から略水平に延びるように構成されているため、ロータカバー50が折り畳み中心部位501において折りたためるように構成することが容易になる。ロータカバー50を折りたためるように構成することによって、産業用無人ヘリコプタ1´を使用しない際にコンパクトにすることができ、持ち運び容易になる。産業用無人ヘリコプタを持ち運び容易にすることは市場からの強い要望があり、この要望に応えることができる。図6(a)は、変形例に係るロータカバーの取り付け構造を示す図である。また、第3支柱53、第1支柱51及び第2支柱52の個数は限定されず、単数用いても複数用いてもよい。更に、産業用無人ヘリコプタ1は、ロータカバー50を備えない構成であってもよい。
(5)本実施形態では、駆動装置22は、エンジンであるが、モータ等の他の駆動装置であってもよい。また、燃料タンク23に代えてバッテリーを使用してもよく、ドライブギヤー41に代えてベルト等の他の部材を使用してもよい。第1駆動部16及び第2駆動部18の個数、ロータブレード122、132の個数も、3個に限定されず、3個未満の個数を用いても4個以上の個数を用いてもよい。本実施形態で、金属製部材と記載したものは、カーボン製や樹脂製であってもよい。駆動装置22の配置位置は、同軸反転式ロータ14の上方に配置されていてもよい。すなわち、産業用無人ヘリコプタ1の各構成部材の材質、配置、個数、及び種類について、適宜変更することが可能である。
1 産業用無人ヘリコプタ
11 メインマスト
12 第1のメインロータ
122 ロータブレード
13 第2のメインロータ
132 ロータブレード
14 同軸反転式ロータ
15 第1スワッシュプレート
151 回転部
152 非回転部
153 ロッド
16 第1駆動部
17 第2スワッシュプレート
171 回転部
172 非回転部
173 ロッド
18 第2駆動部
19 筐体
191 第1駆動部収納部位(本発明の「収納部」の一例)
1911 第1収納部
192 第2駆動部収納部位
22 駆動装置
24、25、26 信号線
31 駆動力伝達部材
311 第1歯車
312 第2歯車
313 第3歯車
41 ドライブギヤー
50 ロータカバー
51 第1支柱
52 第2支柱
53 第3支柱

Claims (7)

  1. メインマストを中心として同軸上を互いに逆回転するように高さ方向に並べて配置された第1及び第2のメインロータを備え、この第1及び第2のメインロータのうち上側に配置された前記第1のメインロータのロータブレードの迎角を、第1スワッシュプレートを傾動させることで変化させ、下側に配置された前記第2のメインロータのロータブレードの迎角を、第2スワッシュプレートを傾動させることで変化させる産業用無人ヘリコプタにおいて、
    前記第1スワッシュプレートと、この第1スワッシュプレートを傾動させる第1駆動部は、前記第1のメインロータの上方に配置され、
    前記第2スワッシュプレートと、この第2スワッシュプレートを傾動させる第2駆動部は、前記第2のメインロータの下方に配置され、
    前記メインマストは、前記第1駆動部又は前記第2駆動部を制御するための信号線を挿入可能に中空に形成され、かつ非回転である、
    ことを特徴とする産業用無人ヘリコプタ。
  2. 前記第1のメインロータと前記第2のメインロータの間に、前記第2のメインロータの回転力を、回転方向を反転させて前記第1メインロータに伝達する駆動力伝達部材が設けられている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の産業用無人ヘリコプタ。
  3. 前記駆動力伝達部材は、
    上面に形成された歯を備え、前記第2のメインロータの回転によって回転し、前記第2のメインロータの回転軸と軸方向を同じくする回転軸で回転する第1歯車と、
    前記第1歯車の前記歯に噛み合う歯を有し、前記第1歯車の回転軸とは略直交する回転軸で回転する第2歯車と、
    前記第1のメインロータに取り付けられ、前記第2歯車の前記歯に噛み合う歯が下面に形成され、前記第1歯車と同軸で回転する第3歯車と、
    を備えた、
    ことを特徴とする請求項2に記載の産業用無人ヘリコプタ。
  4. 前記第2のメインロータは、前記メインマストに外嵌されて、前記メインマストを中心に回転し、
    前記第2のメインロータを駆動する駆動装置からの駆動力を伝達するドライブギヤーが、前記第2のメインロータのロータブレードの下方において前記第2のメインロータと一体的に設けられ、
    前記第2スワッシュプレートは、
    前記ドライブギヤーの下方かつ前記第2駆動部の上方に配置され、
    前記第2のメインロータとともに回転する回転部と、この回転部の前記第2駆動部側の面に接するように配置されるとともに前記第2駆動部に連結される非回転部とを備え、
    前記ドライブギヤーを貫通し、上端で前記第2のメインロータに取り付けられたロッドの下端が、前記回転部に取り付けられている、
    ことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の産業用無人ヘリコプタ。
  5. 前記メインマスト上方及び/又は下方には、収納部を含んだ筐体が設けられ、上方に前記筐体が設けられる場合には、この筐体の底面に前記メインマストの上端が固定され、下方に前記筐体が設けられる場合には、この筐体の上面に前記メインマストの下端が固定されている、
    ことを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の産業用無人ヘリコプタ。
  6. 前記第1駆動部を収納する第1駆動部収納部位と、第2駆動部を収納する第2駆動部収納部位とを有する筐体と、
    前記第1駆動部収納部位に対して第1支柱を介して取り付けられるとともに、前記第2駆動部収納部位に対して第2支柱を介して取り付けられた、前記第1及び第2のメインロータのカバーであるロータカバーと、を更に備えた、
    ことを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の産業用無人ヘリコプタ。
  7. 前記第1及び第2のメインロータのカバーであるロータカバーが、第3支柱を介して前記メインマストに対して取り付けられた、
    ことを特徴とする請求項1から6の何れかに記載の産業用無人ヘリコプタ。
JP2018036621A 2018-03-01 2018-03-01 産業用無人ヘリコプタ Active JP6425845B1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018036621A JP6425845B1 (ja) 2018-03-01 2018-03-01 産業用無人ヘリコプタ
PCT/JP2018/027898 WO2019167302A1 (ja) 2018-03-01 2018-07-25 産業用無人ヘリコプタ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018036621A JP6425845B1 (ja) 2018-03-01 2018-03-01 産業用無人ヘリコプタ

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018199425A Division JP2019151317A (ja) 2018-10-23 2018-10-23 産業用無人ヘリコプタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6425845B1 true JP6425845B1 (ja) 2018-11-21
JP2019151168A JP2019151168A (ja) 2019-09-12

Family

ID=64379138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018036621A Active JP6425845B1 (ja) 2018-03-01 2018-03-01 産業用無人ヘリコプタ

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6425845B1 (ja)
WO (1) WO2019167302A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113306713A (zh) * 2021-06-29 2021-08-27 哈尔滨工业大学 基于平行四边形控制旋翼轴的共轴双旋翼无人机
CN115320840A (zh) * 2022-07-18 2022-11-11 国网湖北省电力有限公司超高压公司 一种输电线路绝缘子零值检测无人机巡检装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2022137840A1 (ja) * 2020-12-22 2022-06-30

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5319832B1 (ja) * 2012-10-08 2013-10-16 ヒロボー株式会社 遠隔操縦ヘリコプタのロータヘッド及び遠隔操縦ヘリコプタ
JP2015520697A (ja) * 2012-05-21 2015-07-23 アールトン,ポール,イー. 回転翼輸送手段
US20170327217A1 (en) * 2014-11-20 2017-11-16 Sikorsky Aircraft Corporation Composite reinforced swashplate

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015520697A (ja) * 2012-05-21 2015-07-23 アールトン,ポール,イー. 回転翼輸送手段
JP5319832B1 (ja) * 2012-10-08 2013-10-16 ヒロボー株式会社 遠隔操縦ヘリコプタのロータヘッド及び遠隔操縦ヘリコプタ
US20170327217A1 (en) * 2014-11-20 2017-11-16 Sikorsky Aircraft Corporation Composite reinforced swashplate

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113306713A (zh) * 2021-06-29 2021-08-27 哈尔滨工业大学 基于平行四边形控制旋翼轴的共轴双旋翼无人机
CN115320840A (zh) * 2022-07-18 2022-11-11 国网湖北省电力有限公司超高压公司 一种输电线路绝缘子零值检测无人机巡检装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019167302A1 (ja) 2019-09-06
JP2019151168A (ja) 2019-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6425845B1 (ja) 産業用無人ヘリコプタ
EP2796369B1 (en) Spindle mounted tiltrotor pylon with fixed engine arrangement
US10144509B2 (en) High performance VTOL aircraft
US6293492B1 (en) Coaxial twin-rotor type helicopter
EP2778063A1 (en) Tiltrotor aircraft with inboard wing mounted fixed engine arrangement
WO2018090790A1 (zh) 一种旋翼控制机构和双旋翼无人机
JP3884025B2 (ja) 二重反転翼のピッチ角可変機構およびそれを備えた二重反転翼を有する飛行装置
JP6371091B2 (ja) 固定ピッチ式の同軸2重反転型ヘリコプタ
KR101654505B1 (ko) 추력 조절부가 구비된 가변피치형 무인 비행체
WO2022052644A1 (zh) 无人机
JP6471255B1 (ja) マルチコプター
JP2019151317A (ja) 産業用無人ヘリコプタ
JP2002316699A (ja) 同軸反転型ヘリコプタ
CN212890950U (zh) 双旋翼无人机
KR20240007898A (ko) 드론
EP3737609A1 (en) Transmission system for aircraft structure
JP5023330B2 (ja) 回転翼機構、該回転翼機構を用いた発電装置、並びに移動装置
JP5281187B1 (ja) ヘリコプター用回転翼システム
KR101654507B1 (ko) 벨트 구조를 이용한 가변 피치형 무인 비행체
JP5027631B2 (ja) 固定ピッチ式同軸2重反転型ヘリコプタ
CN217416105U (zh) 飞行器
US20200385111A1 (en) Counter-rotating tail rotor
CN112340022A (zh) 双旋翼无人机
US2330204A (en) Multirotor aircraft
CN109484637A (zh) 一种改进的油动无人机的旋翼变桨距机构

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180827

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20180827

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20180927

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181002

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181023

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6425845

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250