JP6969711B1 - 推力発生装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、本発明は、モータで駆動される回転翼のピッチ角を可変としつつ、モータの回転軸の軸方向にコンパクト化を図ることが可能な推力発生装置を提供することを目的とする。
これにより、第1モータの回転軸の軸方向において第1モータからの第1変換部の突出量を減らすことができる。このため、第1モータで回転翼の推進力を発生させ、第2モータで回転翼のピッチ角を可変とした場合においても、第1モータの回転軸の軸方向に推力発生装置をコンパクト化することが可能となる。
これにより、第1モータを回転軸の軸方向に大型化することなく、第1変換部の少なくとも一部を第1モータ内に収容することができ、回転軸の軸方向に推力発生装置をコンパクト化することが可能となる。
これにより、第1モータの回転軸と第2モータの回転軸を並列に配置することが可能となり、第2モータの少なくとも一部を第1モータ内に収容することが可能となる。
これにより、第2変換部の収納に必要なスペースを削減することができ、推力発生装置のコンパクト化を図ることができる。
これにより、1個の直動体を直線運動させることで、N枚の回転翼のそれぞれの支持軸を回転軸としたN個の回転運動を発生させることができる。このため、第2変換部をハブ内に収容することを可能としつつ、N枚の回転翼のピッチ角を可変とすることができる。
これにより、すべりねじを用いた場合に比べて、駆動トルクを低減することができ、第2モータの省電力化を図ることができる。
これにより、ボールねじ軸の回転運動をボールねじナットの直線運動に変換することができる。
これにより、ボールねじの回転に伴ってボールねじナットが回転するのを防止することが可能となり、ボールねじ軸の回転運動をボールねじナットおよび直動伝達軸の直線運動に変換することができる。また、直動伝達軸の運動を直線運動の方向に規制する面を直動伝達軸に設けることにより、直動伝達軸の運動を直線運動の方向に規制するリニアガイドなどの部品が不要となり、第1モータの回転軸内の中空部に第1変換部を収納することが可能となる。
図1(a)は、第1実施形態に係る推力発生装置に回転翼を取り付けた状態を示す斜視図、図1(b)および図1(c)は、第1実施形態に係る推力発生装置に取り付けられた回転翼のピッチ角を変化させた状態を示す側面図、図2および図3は、図1(a)の推力発生装置の構成を分解して示す斜視図、図4(a)および図4(b)は、図2および図3の推力発生装置の組み立て後の構成を示す斜視図である。
図5(a)および図6(a)は、第1実施形態に係る推力発生装置の構成を示す平面図、図5(b)は、図5(a)のA−A線に沿って切断した断面図、図6(b)は、図6(a)のB−B線に沿って切断した断面図、図7(a)は、第1実施形態に係る推力発生装置の推力発生用モータの構成を示す平面図、図7(b)は、図7(a)のC−C線に沿って切断した断面図である。
ボールねじナット7Gは、ボールねじ軸7Fの回転運動に伴って直線運動し、その直線運動LMを直動伝達軸7Dに伝える。
また、回転直動変換部7に直動伝達軸7Dを設けることにより、ボールねじと直動体11を回転軸S0の軸方向に離間して配置することができ、ボールねじを推力発生用モータ2内に収容しつつ、直動体11をハブ10内に収容することができる。
さらに、直動回転変換部8の直動回転変換機構として、ラックピニオンを用いることにより、各ラックA1〜A3の長手方向を直動体11の直動方向に揃えることが可能となるとともに、各ピニオンB1〜B3の円周方向を各支持軸M1〜M3の円周方向に揃えることが可能となる。このため、3個のラックピニオンの配置をコンパクトにまとめることができ、各回転翼H1〜H3に対応して3個のラックピニオンを設けた場合においても、ハブ10の大型化を抑制しつつ、直動回転変換部8をハブ10内に収容することが可能となる。
図8(a)は、図6のピッチ可変用モータ、回転伝達部および回転直動変換部の構成を示す斜視図、図8(b)は、図8(a)の回転直動変換部を支持する支持部材および直動案内部を除去した構成を示す斜視図、図9は、図8(a)のピッチ可変用モータ、回転伝達部および回転直動変換部の構成を示す平面図、図10(a)は、図9のD−D線に沿って切断した断面図、図10(b)は、図9のE−E線に沿って切断した断面図である。
直動伝達軸7Dは、フランジ7Bおよび案内面7Cを備える。案内面7Cは、摺動部材7Hを備える。フランジ7Bおよび案内面7Cは、円筒を平行な二平面で切り取った形状であり、直動案内部7Eの開口部にフランジ7Bが配置される。
図11は、ラックが取り付けられた直動体とピニオンとの位置関係を示す上面図、図12(a)は、図1(b)の回転翼のピッチ角に対応した直動体の位置を示す斜視図、図12(b)は、図1(c)の回転翼のピッチ角に対応した直動体の位置を示す斜視図、図13は、図1(b)のハブの構成を分解して示す斜視図である。
開口12には軸受U3が挿入され、さらに軸受U3の内輪には直動伝達軸7Dが挿入される。各開口V1〜V3は、リフトガイドT1〜T3をそれぞれ挿入可能である。
以下の説明では、第1実施形態の構成と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図20は、図14(b)のハブおよびエクステンションの構成を分解して示す斜視図、図21は、図14(b)の装着部、ケースおよびエクステンションの構成を分解して示す斜視図、図22は、図21のケースの構成を示す下面図である。
Claims (8)
- 回転翼の推力を発生させる第1モータと、
前記回転翼のピッチ角を変化させる回転運動を発生させる第2モータと、
前記第2モータの回転運動を直線運動に変換する第1変換部と、
前記第1変換部で変換された直線運動を回転運動に変換する第2変換部とを備え、
前記第1変換部の少なくとも一部は、前記第1モータ内に収容されることを特徴とする推力発生装置。 - 前記第1モータの回転軸は、前記回転軸の軸方向に沿って中空部を備え、
前記第1変換部の少なくとも一部は、前記中空部内に収容されることを特徴とする請求項1に記載の推力発生装置。 - 前記第2モータで発生された回転運動を、前記第2モータの回転軸の軸方向に対して垂直方向に伝える回転伝達部を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の推力発生装置。
- 前記回転翼を支持するハブを備え、
前記第2変換部の少なくとも一部は、前記ハブ内に収容されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の推力発生装置。 - 前記第2変換部は、
N(Nは正の整数)枚の回転翼のそれぞれに対応したN個の面を有し、前記第1変換部で変換された直線運動に従って直線運動可能な直動体と、
前記N枚の回転翼のそれぞれに対応したN個のラックピニオンを備え、
前記N個のラックピニオンのN個のラックは、前記N個の面でそれぞれ支持され、
前記N個のラックピニオンのN個のピニオンは、前記N枚の回転翼の支持軸側でそれぞれ支持されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の推力発生装置。 - 前記第1変換部は、ボールねじを備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の推力発生装置。
- 前記第1モータは、ステータとロータを備え、
前記ボールねじは、ボールねじ軸とボールねじナットを備え、
前記ボールねじ軸は、回転可能な状態で前記第1モータの静止部材に支持され、
前記ボールねじナットは、前記ボールねじ軸に転動体を介して螺合しており、前記回転軸に沿って直線運動可能な状態に直線案内されることを特徴とする請求項6に記載の推力発生装置。 - 前記第1変換部で変換された直線運動を前記第2変換部に伝える直動伝達軸を備え、
前記直動伝達軸は、前記ボールねじのボールねじナットに固定され、
前記直動伝達軸は、前記直動伝達軸の運動を前記直線運動の方向に規制する面を備えることを特徴とする請求項6または7に記載の推力発生装置。
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