JP6425845B1 - 産業用無人ヘリコプタ - Google Patents
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Abstract
【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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
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