JP7521472B2 - 推力発生装置 - Google Patents

Description

本発明は推力発生装置に関する。

プロペラ（回転翼、ブレード）を取り付けるためのプロペラ取付部を、ハブに保持する機構（保持機構）に関する技術が特許文献１に開示されている。特許文献１の保持機構は軸受用玉により構成されている。プロペラが回転すると軸受用玉に遠心荷重が作用するので、特許文献１では、当該遠心荷重に耐えられるように、軸受用玉に予圧を与える予圧付加装置が設けられている。特許文献１では、与圧付加装置を取り外すことにより、軸受用玉をハブから取外すことができる。

特表２００１－５１４９９４号公報

特許文献１では、与圧付加装置を取り外すことにより、軸受用玉をハブから取外すことができるが、軸受用玉を取り外す際に軸受用玉が散乱してしまう可能性がある。軸受用玉が散乱すると、取り外し作業が非常に面倒になる。これは軸受アッセンブリ（外輪、内輪、転動体のアッセンブリ）をハブから取り出す構造になっていないからである。
本発明の目的は、プロペラ取付部をハブに保持する機構に設けられた軸受アッセンブリの交換作業を容易に行うことができるようにすることである。

本発明の１つの態様による推力発生装置は、モータの回転軸回りに回転翼を回転させることにより推力を発生する推力発生装置であって、前記回転翼と、前記回転翼を保持し、前記回転軸に所定の角度で交わる第２の軸回りに回転可能な回転翼保持部と、前記回転軸回りに前記回転翼を回転させるモータと、前記モータに取り付けられ、前記モータと共に回転するハブと、前記ハブ内に設けられ、前記回転翼保持部を前記第２の軸回りに回転可能に支持する軸受と、前記回転翼保持部を前記第２の軸回りに回転させることにより前記回転翼のピッチ角を変更するピッチ角変更機構と、を備え、前記ハブは外部と前記軸受を連通する第１の開口部を有する。

前記回転翼保持部は、前記第１の開口部に対応する位置に切り欠き部を有いてもよい。
前記第１の開口部は、外部から前記軸受への直線的なアクセスを可能にしてもよい。
前記第１の開口部は、前記軸受の外輪の端面に連通してもよい。
前記ハブは、前記第２の軸に垂直な方向に面を有し、当該面に前記第１の開口部が形成されてもよい。
前記回転翼保持部は、前記ハブの面に対向する対向面を有し、当該対向面に前記切り欠き部が形成されてもよい。前記切り欠き部は、例えば、Ｖ字形状、Ｕ字形状または円形である。
前記回転翼保持部は、前記切り欠き部を有さずに、外部から前記軸受への直線的なアクセスを可能にする形状を有してもよい。
前記ハブ内には前記回転翼保持部のスラスト荷重を支持するスラスト軸受が設けられてよい。前記ハブは外部と前記スラスト軸受を連通する第２の開口部を有してもよい。前記第２の開口は前記第２の軸に垂直な前記ハブの面に形成されてもよい。

本発明によれば、推力発生装置においてプロペラ取付部をハブに保持する機構に設けられた軸受アッセンブリの交換作業を容易に行うことができる。よって、プロペラ取付部をハブに保持する機構のメンテナンス作業を容易に行うことができる。

図１（ａ）は、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、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である。 図２は、図１（ａ）の推力発生装置を回転軸の一端側から見たときの構成を分解して示す斜視図である。 図３は、図１（ａ）に示す推力発生装置を回転軸の他端側から見たときの構成を分解して示す斜視図である。 図４（ａ）は、図２に示す推力発生装置の組み立て後の構成を示す斜視図、図４（ｂ）は、図３に示す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）は、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である。 図６（ａ）は、実施形態に係る推力発生装置の構成を示す平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ－Ｂ線に沿って切断した断面図である。 図７（ａ）は、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。 図８（ａ）は、図６のピッチ可変用モータ、垂直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）のピッチ可変用モータ、垂直伝達部および直動案内部を除去した構成を示す斜視図である。 図９（ａ）は、実施形態に係るラックが取り付けられた直動体の構成を示す平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＤ－Ｄ線に沿って切断した断面図、図９（ｃ）は、図９（ａ）のＥ－Ｅ線に沿って切断した断面図、図９（ｄ）は、実施形態に係るラックが取り付けられた直動体の構成を示す裏面図である。 図１０は、図９（ａ）のラックが取り付けられた直動体の構成を分解して示す斜視図である。 図１１は、図１（ｂ）のハブの構成を分解して示す斜視図である。 図１２は、図９（ｄ）の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裏面図である。 図１３（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１３（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である。 図１４は、実施形態に係る直動回転変換部の１つのグリップ部分の構成を示す断面図である。 図１５は、図１４の直動回転変換部の１つのグリップ部分の構成を分解して示す斜視図である。 図１６は、ハブケースからリフト機構を取り外した状態を示す図である。 図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は軸受をハブから取り外す作業を説明する図である。 図１８はハブケースを下から見た斜視図である。 図１９はグリップを支持軸の方向からハブケースの中心に向かって見た図である。 図２０はハブとその近傍の断面図である。 図２１は工具孔の変形例を示す図である。 図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は、グリップに形成される切り欠き部の変形例を示す図であり、図２２（ｃ）はグリップの底部の形状の変形例を示す図である。 図２３は工具孔の変形例を示す図である。 図２４は、エクステンションの変形例を示す斜視図である。 図２５は、図２４に示した変形例の断面図である。 図２６は、図２４に示した変形例の他の断面図である。 図２７は、図２４に示した変形例の展開斜視図である。 図２８は、図２４に示した変形例のエクステンションと、ハブケースと、ハブ取り付け用ボルトを示す展開斜視図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の構成に必須のものとは限らない。実施形態の構成は、本発明が適用される装置の仕様や各種条件（使用条件、使用環境等）によって適宜修正または変更され得る。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定され、以下の個別の実施形態によって限定されない。また、以下の説明に用いる図面は、各構成を分かり易くするため、実際の構造と縮尺および形状などを異ならせることがある。

以下の説明では、推力発生装置で駆動される回転翼が３枚の場合を例にとるが、推力発生装置で駆動される回転翼は、必ずしも３枚に限定されることなく、Ｎ（Ｎは２以上の整数）枚であればよい。
図１（ａ）は、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、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１（ａ）、図１（ｂ）および図１（ｃ）において、推力発生装置１は、回転翼Ｈ１～Ｈ３を電動で駆動する。回転翼Ｈ１～Ｈ３は、グリップＰ１～Ｐ３をそれぞれ介して推力発生装置１に装着される。グリップＰ１～Ｐ３は、推力発生装置１から水平方向に放射状に延びるように回転翼Ｈ１～Ｈ３を支持する。推力発生装置１は、装着面１Ａを介して飛翔体に装着される。推力発生装置１が装着された飛翔体は、例えば、モータで飛行するマルチコプター、飛行機、回転翼機および飛行機能を備える自動車などの飛行可能な機体または車体である。回転翼Ｈ１～Ｈ３はブレードと称されることもある。

図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）、図２、図３、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、推力発生装置１は、推力発生用モータ２（第１モータ）、ピッチ可変用モータ５（第２モータ）、回転伝達部６、回転直動変換部７（第１変換部）、直動回転変換部８（第２変換部）、エクステンション９およびハブ１０を備える。推力発生用モータ２は、ステータ２Ａ、ロータ２Ｂ、外側フレーム２Ｃ、内径部２Ｄおよび内側フレーム２Ｅを備える。また、ロータ２Ｂは、内径側にロータ軸４および中空部３Ａ、３Ｂを備える。ロータ軸４の軸方向端部には、エクステンション９を介してハブ１０を装着する装着部４Ａが設けられる。

内径部２Ｄの径方向外側には、内側フレーム２Ｅが位置し、内側フレーム２Ｅの径方向外側には、外側フレーム２Ｃが位置する。内径部２Ｄは、外側フレーム２Ｃ側に固定される。内側フレーム２Ｅは、ロータ軸４側に固定され、ロータ軸４とともに回転する。ロータ軸４は、内径部２Ｄ内に収容される。このとき、装着部４Ａは、内径部２Ｄの軸方向外側に位置する。内側フレーム２Ｅの外周面に沿ってロータ２Ｂが位置する。外側フレーム２Ｃの内周面に沿ってステータ２Ａが位置する。このとき、回転軸Ｓ０から径方向外側に向かって、ロータ軸４、内径部２Ｄ、内側フレーム２Ｅ、ロータ２Ｂ、ステータ２Ａおよび外側フレーム２Ｃは、同心円状に配置される。

推力発生用モータ２は、回転翼Ｈ１～Ｈ３を回転させることにより推力Ｆを発生させる。ステータ２Ａは、電磁鋼鈑と巻線により構成され、ロータ２Ｂの外側に位置する。ステータ２Ａ、内径部２Ｄおよび装着面１Ａは、外側フレーム２Ｃに固定される。このとき、装着面１Ａは、支持部１Ｃを介して外側フレーム２Ｃに固定することができる。内径部２Ｄは、スペーサ２Ｆを介して装着面１Ａの裏側に固定することができる。スペーサ２Ｆは、推力発生用モータ２内に回転伝達部６を収容するための空間を確保することができる。

装着面１Ａは、回転伝達部６を外側フレーム２Ｃ内に挿入可能な開口１Ｂを備える。支持部１Ｃは、外側フレーム２Ｃの外枠から内側に向かって放射状に延びる。内径部２Ｄは、円筒形状であり、軸受Ｕ１を介してロータ軸４を回転自在に支持する。内側フレーム２Ｅは、円環状であり、ロータ２Ｂを支持する。外側フレーム２Ｃは、円環状であり、ステータ２Ａを支持する。

装着面１Ａ、外側フレーム２Ｃ、内径部２Ｄ、内側フレーム２Ｅおよびスペーサ２Ｆは、例えば、ジュラルミンなどの合金で形成することができる。装着面１Ａ、外側フレーム２Ｃ、内径部２Ｄ、内側フレーム２Ｅおよびスペーサ２Ｆは、例えば、鋳造、鍛造または切削加工などの方法で一体的に形成することができる。

ロータ２Ｂは、磁石などにより構成され、ロータ軸４の外側に位置する。ロータ２Ｂおよびロータ軸４は、内側フレーム２Ｅに固定される。ロータ軸４は、軸受Ｕ１を介して、回転軸Ｓ０の軸回りに回転する。ロータ軸４の回転に伴ってロータ２Ｂおよび内側フレーム２Ｅも回転軸Ｓ０の軸回りに回転する。ロータ軸４、装着部４Ａおよび内側フレーム２Ｅは、例えば、ジュラルミンなどの合金で形成することができる。ロータ軸４、装着部４Ａおよび内側フレーム２Ｅは、例えば、鋳造、鍛造または切削加工などの方法で一体的に形成することができる。

中空部３Ａ、３Ｂは、推力発生用モータ２内に位置する。また、中空部３Ａは、ロータ２Ｂの円周方向に沿ってロータ２Ｂとロータ軸４の間に位置する。中空部３Ｂは、ロータ軸４の軸方向に沿ってロータ軸４内径側に位置する。

ピッチ可変用モータ５は、回転翼Ｈ１～Ｈ３のピッチ角θ１～θ３を変化させる回転運動を発生させる。ピッチ可変用モータ５の駆動により、各回転翼Ｈ１～Ｈ３は回転翼回転中心軸回りに回動することができる。例えば、ピッチ可変用モータ５の駆動により、図１（ｂ）の回転翼Ｈ１のピッチ角θ１を、図１（ｃ）に示すピッチ角θ１のように大きくすることができる。符号ＨＲは水平線を示している。ピッチ可変用モータ５は、内径部２Ｄに固定される。ピッチ可変用モータ５の少なくとも一部は、推力発生用モータ２内に収容される。このとき、ピッチ可変用モータ５は、中空部３Ａに位置することができる。ピッチ可変用モータ５の回転軸は、推力発生用モータ２の回転軸Ｓ０と並列に位置することができる。

回転伝達部６は、ピッチ可変用モータ５で発生された回転運動を推力発生用モータ２の回転軸Ｓ０に対して垂直方向に伝える。すなわち、ピッチ可変用モータ５の回転軸と、推力発生用モータ２の回転軸Ｓ０は平行な異なる軸であり、回転伝達部６によりピッチ可変用モータ５で発生された回転運動を、推力発生用モータ２の回転軸Ｓ０の軸上に伝達する。回転伝達部６は、内径部２Ｄに固定される。回転伝達部６の少なくとも一部は、推力発生用モータ２内に収容される。

回転直動変換部７は、ピッチ可変用モータ５で発生され、回転伝達部６を介して伝えられた回転運動を、回転軸Ｓ０の軸方向の直線運動ＬＭに変換する。回転直動変換部７の少なくとも一部は、推力発生用モータ２内に収容される。このとき、回転直動変換部７の少なくとも一部は、中空部３Ｂ内に位置することができる。この場合、回転直動変換部７の少なくとも一部は、回転軸Ｓ０の軸方向に沿って中空部３Ｂから回転翼Ｈ１～Ｈ３側に突出させることができる。回転直動変換部７は、内径部２Ｄに固定される。

直動回転変換部８は、回転直動変換部７で変換された直線運動ＬＭを、各支持軸Ｍ１～Ｍ３の軸回りの回転運動に変換する。直動回転変換部８は、推力発生用モータ２の外部に位置する。

エクステンション９は、回転軸Ｓ０の軸方向において、推力発生用モータ２と回転翼Ｈ１～Ｈ３との間の間隔を保つためのスペーサである。エクステンション９は、回転翼Ｈ１～Ｈ３が推力発生用モータ２に衝突するのを防止する。エクステンション９は、装着部４Ａを介してロータ軸４に固定され、ロータ軸４とともに回転する。

ハブ１０は、直動回転変換部８を収容するとともに、グリップＰ１～Ｐ３がハブ１０から突出した状態でグリップＰ１～Ｐ３を支持する。ハブ１０は、エクステンション９を介して、ロータ軸４に固定される。すなわち、ハブ１０は、ロータ軸４を介して回転軸Ｓ０の軸回りに回転可能な状態で外側フレーム２Ｃに支持される。ハブ１０は、グリップＰ１～Ｐ３を介し、回転軸Ｓ０の軸方向に対して垂直方向に回転翼Ｈ１～Ｈ３を支持する。

推力発生用モータ２が動作すると、ロータ２Ｂが回転軸Ｓ０を中心に回転することで、回転翼Ｈ１～Ｈ３が回転する。そして、各回転翼Ｈ１～Ｈ３の回転Ｒ１～Ｒ３に伴って回転翼Ｈ１～Ｈ３の推力Ｆが発生する。

ここで、ピッチ可変用モータ５、回転伝達部６および回転直動変換部７は、外側フレーム２Ｃ側に固定される。このため、ロータ２Ｂが回転しても、ピッチ可変用モータ５、回転伝達部６および回転直動変換部７は、回転軸Ｓ０の軸回りに回転しない。

また、ピッチ可変用モータ５が動作すると、各回転翼Ｈ１～Ｈ３は、各支持軸Ｍ１～Ｍ３の軸回りに回転し、回転翼Ｈ１～Ｈ３のピッチ角θ１～θ３が変化する。このとき、ピッチ可変用モータ５の回転運動は、回転伝達部６を介して回転直動変換部７に伝えられる。そして、ピッチ可変用モータ５の回転運動は、回転直動変換部７によって、回転軸Ｓ０の軸方向の直線運動ＬＭに変換される。そして、回転直動変換部７で変換された直線運動ＬＭは、直動回転変換部８によって、各支持軸Ｍ１～Ｍ３の軸回りの３つの回転運動に変換される。そして、各支持軸Ｍ１～Ｍ３の回転運動は、グリップＰ１～Ｐ３をそれぞれ介し、各回転翼Ｈ１～Ｈ３に伝えられ、各回転翼Ｈ１～Ｈ３のピッチ角θ１～θ３が変化される。

ここで、推力発生装置１は、回転翼Ｈ１～Ｈ３のピッチ角θ１～θ３を可変とすることにより、推力を変化させることができる。また、推力発生装置１は、ピッチ角θ１～θ３を可変とすることにより、推力変化の応答速度を早めることで飛翔体の安定性を向上させることが可能となるとともに、ブレード長（回転翼Ｈ１～Ｈ３の長さ）を長くすることなく、飛翔体に必要な推力を確保することができ、推力発生装置１の大型化および重量増を抑制することができる。また、各状況で必要な推力は固定ピッチと比較した場合、推力発生用モータ２の低い回転数で発生できるので、回転数に依存する騒音を抑制することができる。

また、推力発生装置１は、回転翼Ｈ１～Ｈ３のピッチ角θ１～θ３を電動で可変とすることにより、油圧を用いる必要がなくなる。このため、油の給排を制御する油圧制御ユニットおよび回転体に対してオイルシールを行うための複雑な回転シール機構を設ける必要がなくなり、推力発生装置１の大型化を抑制することが可能となるとともに、推力発生装置１のメンテナンス性を向上させることができる。

また、直動回転変換部８は、回転直動変換部７で変換された１つの直線運動ＬＭを、各支持軸Ｍ１～Ｍ３の軸回りの３つの回転運動に変換することにより、回転直動変換部７で変換された１つの直線運動ＬＭに基づいて、３枚の回転翼Ｈ１～Ｈ３のピッチ角θ１～θ３を調整することができ、推力発生装置１の大型化を抑制することができる。直動回転変換部８は、ピッチ角変更機構と称することができる。

さらに、回転直動変換部７の少なくとも一部を、推力発生用モータ２内に収容することにより、回転軸Ｓ０の軸方向において推力発生用モータ２からの回転直動変換部７の突出量を減らすことができる。このため、推力発生用モータ２で回転翼Ｈ１～Ｈ３の推力を発生させ、ピッチ可変用モータ５で回転翼Ｈ１～Ｈ３のピッチ角θ１～θ３を可変とした場合においても、回転軸Ｓ０の軸方向に推力発生装置１をコンパクト化することが可能となる。

さらに、回転直動変換部７の少なくとも一部を、中空部３Ｂ内に収容することにより、推力発生用モータ２を回転軸Ｓ０の軸方向に大型化することなく、回転直動変換部７の少なくとも一部を推力発生用モータ２内に収容することができ、回転軸Ｓ０の軸方向に推力発生装置１をコンパクト化することが可能となる。

さらに、ピッチ可変用モータ５で発生された回転運動を、回転伝達部６を介して伝えることにより、推力発生用モータ２の回転軸Ｓ０とピッチ可変用モータ５の回転軸を並列に配置することが可能となり、ピッチ可変用モータ５を推力発生用モータ２内に収容することが可能となる。

さらに、直動回転変換部８をハブ１０内に収容することにより、回転軸Ｓ０の軸方向に推力発生装置１をコンパクト化することが可能となるとともに、直動回転変換部８が外部に露出するのを防止することが可能となる。

ここで、回転翼Ｈ１～Ｈ３が回転軸４の軸回りに回転すると、各回転翼Ｈ１～Ｈ３には遠心力Ｆ１～Ｆ３がそれぞれかかる。各回転翼Ｈ１～Ｈ３にかかる遠心力Ｆ１～Ｆ３は、グリップＰ１～Ｐ３をそれぞれ介し、各支持軸Ｍ１～Ｍ３に伝わる。このとき、各支持軸Ｍ１～Ｍ３は、各支持軸Ｍ１～Ｍ３に伝わった各遠心力Ｆ１～Ｆ３に基づいて、各支持軸Ｍ１～Ｍ３の回転軸芯を自動調整し、各支持軸Ｍ１～Ｍ３の軸回りの回転精度を向上させることができる。

以下、回転伝達部６、回転直動変換部７および直動回転変換部８の構成および動作について、より具体的に説明する。
図５（ａ）および図６（ａ）は、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、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。

図７（ａ）および図７（ｂ）において、ロータ２Ｂは、軸受Ｕ１を介し、回転軸Ｓ０の軸回りに回転可能な状態で外側フレーム２Ｃにて支持される。また、推力発生用モータ２内において、ロータ２Ｂとロータ軸４の間には中空部３Ａが設けられ、ロータ軸４内には中空部３Ｂが設けられている。

また、図２、図３、図５（ａ）、図５（ｂ）、図６（ａ）および図６（ｂ）において、回転伝達部６は、歯車Ｇ１～Ｇ３および支持部材ＢＪ１～ＢＪ３を備える。歯車Ｇ１～Ｇ３は、ピッチ可変用モータ５の回転運動を回転直動変換部７に伝える。歯車Ｇ１は、ボールねじ軸７Ｆの一端に取り付けられる。歯車Ｇ３は、ピッチ可変用モータ５の回転軸に取り付けられる。歯車Ｇ２は、歯車Ｇ１と歯車Ｇ３の間で歯車Ｇ１、Ｇ３と噛み合う位置に設けられる。

外側フレーム２Ｃは、支持部材ＢＪ１を介し、歯車Ｇ１およびボールねじ軸７Ｆが回転可能な状態で歯車Ｇ１および回転直動変換部７を支持する。また、外側フレーム２Ｃは、支持部材ＢＪ３を介し、歯車Ｇ３およびピッチ可変用モータ５の回転軸を回転可能な状態で支持する。また、外側フレーム２Ｃは、支持部材ＢＪ１、ＢＪ２を介し、歯車Ｇ２を回転可能な状態で支持する。このとき、歯車Ｇ２は、支持部材ＢＪ１、ＢＪ２で挟み込まれた状態で、歯車Ｇ１、Ｇ３と噛み合う位置に配置される。歯車Ｇ１～Ｇ３の材料は、例えば、炭素鋼であり、支持部材ＢＪ１～ＢＪ３の材料は、例えば、アルミ合金である。なお、回転伝達部の機構として、歯車の代わりにベルトを用いてもよい。

回転直動変換部７の回転直動変換機構として、ボールねじを用いることができる。回転直動変換部７の回転直動変換機構として、すべりねじを用いるようにしてもよい。回転直動変換部７は、直動伝達軸７Ｄ、直動案内部７Ｅ、ボールねじ軸７Ｆおよびボールねじナット７Ｇを備える。

直動案内部７Ｅは、回転軸Ｓ０に沿って直線運動する方向にボールねじナット７Ｇおよび直動伝達軸７Ｄを案内する。このとき、直動案内部７Ｅは、ボールねじ軸７Ｆの回転に伴ってボールねじナット７Ｇが回転運動するのを規制する。直動案内部７Ｅは、支持部材ＢＪ１から突出する形状である。直動案内部７Ｅは、支持部材ＢＪ１と一体的に設けることができる。

ボールねじ軸７Ｆは、軸受Ｕ２を介し、回転可能な状態で支持部材ＢＪ１にて支持されている。ボールねじ軸７Ｆは、転動体を介してボールねじナット７Ｇと螺合した状態で歯車Ｇ１とともに回転し、ボールねじナット７Ｇを直線運動させる。
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。

直動伝達軸７Ｄは、ボールねじナット７Ｇの直線運動ＬＭを直動回転変換部８に伝える。直動伝達軸７Ｄは、ボールねじナット７Ｇに固定され、直動伝達軸７Ｄの先端は、軸受Ｕ３の内輪に挿入される。直動伝達軸７Ｄは、ボールねじナット７Ｇおよびボールねじ軸７Ｆの一部を内包する形状である。

直動回転変換部８の直動回転変換機構として、ラックとピニオンの組み合わせ（以下、「ラックピニオン」と称する場合がある）を用いることができる。直動回転変換部８は、直動体１１、ラックＡ１～Ａ３、ケース２１、支持軸Ｍ１～Ｍ３、軸受Ｅ１～Ｅ３、アダプタＤ１～Ｄ３およびピニオンＢ１～Ｂ３を備える。

直動体１１は、軸受Ｕ３を介し、直動伝達軸７Ｄの軸回りに回転可能な状態で支持される。このとき、直動体１１は、直動伝達軸７Ｄとともに、回転軸Ｓ０の軸方向に沿って直線運動可能である。

ラックＡ１～Ａ３は、直動体１１にて支持される。各ラックＡ１～Ａ３は、ピニオンＢ１～Ｂ３とそれぞれ噛み合った状態で直動体１１とともに直線運動し、ピニオンＢ１～Ｂ３をそれぞれ回転運動させる。

各支持軸Ｍ１～Ｍ３は、推力発生装置１から水平方向に放射状に突出するようにグリップＰ１～Ｐ３をそれぞれ支持する。各支持軸Ｍ１～Ｍ３は、軸受Ｅ１～Ｅ３をそれぞれ介し、各支持軸Ｍ１～Ｍ３の軸回りに回転可能な状態でケース２１にて保持される。グリップＰ１と支持軸Ｍ１は一体的に設け、グリップＰ２と支持軸Ｍ２は一体的に設け、グリップＰ３と支持軸Ｍ３は一体的に設けることができる。グリップＰ１～Ｐ３と支持軸Ｍ１～Ｍ３の材料は、例えば、ジュラルミンである。グリップＰ１～Ｐ３と支持軸Ｍ１～Ｍ３の耐久性を増大させるため、グリップＰ１～Ｐ３と支持軸Ｍ１～Ｍ３の材料として、例えば、チタンを用いてもよい。

各ピニオンＢ１～Ｂ３は、各支持軸Ｍ１～Ｍ３にそれぞれ固定される。各ピニオンＢ１～Ｂ３は、各ラックＡ１～Ａ３の直線運動ＬＭに伴って回転運動し、その回転運動を各支持軸Ｍ１～Ｍ３に伝える。ピニオンＢ１～Ｂ３およびラックＡ１～Ａ３の材料は、例えば、クロムモリブデン鋼である。

ケース２１は、ハブ１０の一部として用いることができる。ケース２１は、繋ぎ目のないシームレスケースである。ケース２１は、直動体１１、ラックＡ１～Ａ３、支持軸Ｍ１～Ｍ３、軸受Ｅ１～Ｅ３、アダプタＤ１～Ｄ３およびピニオンＢ１～Ｂ３を収容する。このとき、ケース２１は、ロータ軸４の円周方向に１２０°の間隔で支持軸Ｍ１～Ｍ３を収容することができる。ケース２１は、エクステンション９を介してロータ２Ｂの端面に固定される。また、ケース２１は、回転軸Ｓ０の軸回りの回転時に回転翼Ｈ１～Ｈ３にかかる遠心力に対抗して各支持軸Ｍ１～Ｍ３を支持することができる。ケース２１は、例えば、ジュラルミンなどの切削加工で形成することができる。

各アダプタＤ１～Ｄ３は、支持軸Ｍ１～Ｍ３と軸受Ｅ１～Ｅ３との間に設けられ、支持軸Ｍ１～Ｍ３にてそれぞれ支持される。各アダプタＤ１～Ｄ３の内周面は、支持軸Ｍ１～Ｍ３の外周面に沿うように形成され、各アダプタＤ１～Ｄ３の外周面は、軸受Ｅ１～Ｅ３の内周面に沿うように形成される。これにより、各アダプタＤ１～Ｄ３は、各支持軸Ｍ１～Ｍ３の径の変化に対応しつつ、各軸受Ｅ１～Ｅ３の内周側で各支持軸Ｍ１～Ｍ３を支持させることができる。アダプタＤ１～Ｄ３の材料は、例えば、ジュラルミンである。

各軸受Ｕ３、Ｅ１～Ｅ３は、例えば、複列アンギュラ玉軸受を用いることができる。複列アンギュラ玉軸受は、単列アンギュラ玉軸受を背面組合せにし、外輪を一体にしてもよいし、単列アンギュラ玉軸受を正面組合せにし、内輪を一体にしてもよい。複列アンギュラ玉軸受は、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重を負荷することができ、背面組合せではモーメント荷重も負荷できる。

エクステンション９は、環状の上端面９Ｈを有する。エクステンション９の上端面９Ｈの回りにフランジ９Ａが設けられている。フランジ９Ａは、エクステンション９と一体的に設けることができる。エクステンション９の内周面には、エクステンション９をロータ２Ｂに位置決めするための位置決めピンＪ１２が設けられている。位置決めピンＪ１２はエクステンション９の上端面９Ｈから所定量突出しており、当該突出部分がロータ２Ｂに形成された孔に嵌合することにより、エクステンション９とロータ２Ｂとの位置決めが行われる。エクステンション９は、フランジ９Ａを介し、ロータ軸４の端面に取り付け可能である。ここで、ボルトＪ６にてフランジ９Ａをロータ軸４にねじ止めすることで、エクステンション９をロータ軸４に固定することができる。エクステンション９およびフランジ９Ａの材料は、例えば、ジュラルミンである。フランジ９Ａには、ボルトＪ６が通過する孔９Ａ１がフランジ９Ａの周方向に形成されている。

ピッチ可変用モータ５が回転すると、ピッチ可変用モータ５の回転運動に伴って歯車Ｇ１～Ｇ３が回転する。そして、歯車Ｇ１の回転運動に伴ってボールねじ軸７Ｆが回転し、ボールねじ軸７Ｆの回転運動に伴って、ボールねじナット７Ｇとともに直動伝達軸７Ｄが直線運動する。このとき、ボールねじナット７Ｇおよび直動伝達軸７Ｄの運動は、直動案内部７Ｅにて案内され、推力発生装置１内において、回転軸Ｓ０の軸方向に沿った直線運動に制限される。

直動伝達軸７Ｄの直線運動ＬＭは、直動体１１に伝えられ、直動伝達軸７Ｄの直線運動ＬＭに伴って、直動体１１とともに各ラックＡ１～Ａ３が直線運動する。このとき、各ラックＡ１～Ａ３は、ピニオンＢ１～Ｂ３とそれぞれ噛み合った状態で直線運動し、各ピニオンＢ１～Ｂ３を回転させる。各ピニオンＢ１～Ｂ３の回転運動に伴って、各支持軸Ｍ１～Ｍ３がそれぞれの軸回りに回転する。そして、各支持軸Ｍ１～Ｍ３の回転運動は、グリップＰ１～Ｐ３をそれぞれ介し、各回転翼Ｈ１～Ｈ３に伝えられ、各回転翼Ｈ１～Ｈ３のピッチ角θ１～θ３が変化される。

ここで、回転直動変換部７の回転直動変換機構としてボールねじを用いることにより、すべりねじを用いた場合に比べて、ピッチ角の変更に必要な駆動トルクを低減することができ、ピッチ可変用モータ５の省電力化を図ることができる。
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３及び図５（ｂ）に示すように、本実施形態の推力発生装置１では、可変ピッチ機構である直動回転変換部８がハブ１０に内蔵されている。そして、回転翼Ｈ１～Ｈ３のグリップＰ１～Ｐ３の支持軸Ｍ１～Ｍ３（直動回転変換部８のピニオンＢ１～Ｂ３と共に回転する軸）もハブ１０内に設けられている。支持軸Ｍ１～Ｍ３の回転軸ＪＳ１～ＪＳ３（図１４）は、推力発生用モータ２の回転軸Ｓ０（第１の軸）に所定角度で交わる方向に延びる軸（第２の軸）である。支持軸Ｍ１～Ｍ３はそれぞれ回転軸ＪＳ１～ＪＳ３回りに回転できるように、軸受Ｅ１～Ｅ３により支持されている。

以下、回転伝達部６および回転直動変換部７の構成および動作について、さらに具体的に説明する。
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である。

図８（ａ）および図８（ｂ）において、支持部材ＢＪ１は、ボルトＪ１により推力発生用モータ２の静止部材の一つである外側フレーム２Ｃに固定することができる。ボルトＪ１は、例えば、支持部材ＢＪ１の四隅に配置することができる。支持部材ＢＪ２は、支持部材ＢＪ１との間に歯車Ｇ２を挟み込んだ状態で、ボルトＪ２と支柱３１により支持部材ＢＪ１に固定する。ボルトＪ２は、例えば、支持部材ＢＪ２の両端に配置することができる。歯車Ｇ２の両軸端は、軸受を介して支持部材ＢＪ１およびＢＪ２に対し回転自在に支持される。支持部材ＢＪ３は、ボルトＪ３により外側フレーム２Ｃに固定することができる。ボルトＪ３は、例えば、支持部材ＢＪ３の端部の２か所に配置することができる。また、支持部材ＢＪ３は、ボルトＪ４によりピッチ可変用モータ５を固定することができる。

ボールねじナット７Ｇは、フランジ７Ａを備える。フランジ７Ａ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７Ａの突出部が配置される。フランジ７Ａは、ボールねじナット７Ｇと一体的に設けることができる。
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。

フランジ７Ｂの平坦面と案内面７Ｃは一体の平面であってもよい。この平坦面は、互いに反対方向を向く２つの面であってもよい。フランジ７Ａ、７Ｂの突出部には、ボルトＪ５を挿入可能な領域を設けることができる。フランジ７Ａ、７Ｂが重なった状態で、ボルトＪ５にてフランジ７Ａをフランジ７Ｂに固定することにより、直動伝達軸７Ｄをボールねじナット７Ｇに固定することができる。

また、フランジ７Ｂの平坦面または案内面７Ｃには、摺動部材７Ｈを挿入可能な凹部を設けることができる。そして、その凹部に摺動部材７Ｈを挿入し、接着剤などでフランジ７Ｂに固定することができる。このとき、摺動部材７Ｈは、平坦面から突出する。摺動部材７Ｈの材料は、例えば、樹脂である。

一方、直動案内部７Ｅの内側には、フランジ７Ａ、７Ｂおよび案内面７Ｃの平坦面と対向する平面を設けることができる。そして、直動伝達軸７Ｄの直線運動ＬＭに伴って摺動部材７Ｈが直動案内部７Ｅの平面を摺動することにより、直動伝達軸７Ｄの運動を回転軸Ｓ０の軸方向に制限することができる。

ここで、フランジ７Ａ、７Ｂの外周部の一部および案内面７Ｃに平坦面を設けるとともに、ボルトＪ５を挿入可能な突出部をフランジ７Ａ、７Ｂに設け、突出部を直動案内部７Ｅの開口部に配置することにより、直動案内部７Ｅの外径を小さくすることができ、推力発生用モータ２内のロータ軸４の径の増大を抑制しつつ、回転直動変換部７をロータ軸４内に収納することが可能となる。

以下、直動回転変換部８の構成および動作について、さらに具体的に説明する。
図９（ａ）は、実施形態に係るラックが取り付けられた直動体の構成を示す平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＤ－Ｄ線に沿って切断した断面図、図９（ｃ）は、図９（ａ）のＥ－Ｅ線に沿って切断した断面図、図９（ｄ）は、実施形態に係るラックが取り付けられた直動体の構成を示す裏面図、図１０は、図９（ａ）のラックが取り付けられた直動体の構成を分解して示す斜視図、図１１は、図１（ｂ）のハブの構成を分解して示す斜視図、図１２は、図９（ｄ）の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裏面図、図１３（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１３（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である。

図９（ａ）～図９（ｄ）、図１０～図１２、図１３（ａ）および図１３（ｂ）において、直動体１１は、各ラックＡ１～Ａ３を各面Ｚ１～Ｚ３で支持するため、各面Ｚ１～Ｚ３上に凸部Ｘ１～Ｘ３を備える。各ラックＡ１～Ａ３は、各凸部Ｘ１～Ｘ３を嵌め込み可能な凹部Ｙ１～Ｙ３を備える。各凹部Ｙ１～Ｙ３は、各ラックＡ１～Ａ３の歯が設けられる面と反対側の面に設けることができる。
各凸部Ｘ１～Ｘ３および各凹部Ｙ１～Ｙ３には、直動体１１の直線運動ＬＭの方向に沿ってピンＩ１～Ｉ３をそれぞれ挿入可能な貫通孔を設けることができる。

そして、各凸部Ｘ１～Ｘ３を各凹部Ｙ１～Ｙ３に嵌め込む。そして、凸部Ｘ１と凹部Ｙ１にピンＩ１を挿入し、凸部Ｘ２と凹部Ｙ２にピンＩ２を挿入し、凸部Ｘ３と凹部Ｙ３にピンＩ３を挿入することで、各ラックＡ１～Ａ３を直動体１１の各面Ｚ１～Ｚ３に固定することができる。

直動回転変換部８は、直動体１１の直線運動ＬＭの移動範囲を制限するため、ベース１３、リフトガイドＴ１～Ｔ３、リニアブッシュＬ１～Ｌ３およびナットＳ１～Ｓ３を備える。ベース１３は、直動伝達軸７Ｄの先端を通過可能な開口１４を備える。直動体１１は、開口１２、開口Ｖ１～Ｖ３および面Ｚ１～Ｚ３を備える。ハブ１０は、ケース２１、外蓋２２および中蓋２３を備える。ケース２１は、収容部２１Ａ、中空部Ｑ１～Ｑ３、開口２１Ｂおよび開口Ｋ１～Ｋ３を備える。中蓋２３は、貫通孔２３Ａを備える。

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。開口２１Ｂは、ラックＡ１～Ａ３が取り付けられた直動体１１をベース１３とともに収容部２１Ａに挿入可能である。各開口Ｋ１～Ｋ３（開口Ｋ３は図示を省略）は、各支持軸Ｍ１～Ｍ３をケース２１内に挿入可能である。

各面Ｚ１～Ｚ３は、直動体１１が回転軸Ｓ０の軸回りに３回の回転対称となる位置に設けられる。３回の回転対称では、回転軸Ｓ０の軸回りに直動体１１を１２０°だけ回転させる度に、回転後の形状を回転前の形状に重ねることができる。各面Ｚ１～Ｚ３は、ラックＡ１～Ａ３をそれぞれ支持可能である。このとき、各面Ｚ１～Ｚ３は、各ラックＡ１～Ａ３の歯がピニオンＢ１～Ｂ３の歯の方向を向く位置で各ラックＡ１～Ａ３を支持する。

直動体１１は、軸受Ｕ３の外輪で支持され、直動伝達軸７Ｄの先端は、軸受Ｕ３の内輪に固定される。軸受Ｕ３の外輪は、例えば、Ｃ型留め輪１６にて直動体１１に取り付けることができる。このとき、開口１２の内周面には、Ｃ型止め輪１６を位置決めする溝を設けることができる。また、軸受Ｕ３の外輪とＣ型止め輪１６との間にスペーサ１８を設け、軸受Ｕ３の外輪とＣ型止め輪１６との間の隙間をなくすことができる。

軸受Ｕ３の内輪は、例えば、ナット１５にて直動伝達軸７Ｄの先端に取り付けることができる。このとき、直動伝達軸７Ｄの先端には、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、ナット１５をねじ止め可能な雄ねじ７Ｍを設けることができる。また、軸受Ｕ３の内輪とナット１５との間にスペーサ１７を設け、軸受Ｕ３の内輪とナット１５との間の隙間をなくすことができる。

ベース１３は、リフトガイドＴ１～Ｔ３を直立した状態で支持する。リフトガイドＴ１～Ｔ３は、ベース１３と一体的に設けることができる。ベース１３の平面形状は、直動体１１の平面形状と等しくすることができる。各開口Ｖ１～Ｖ３の位置は、リフトガイドＴ１～Ｔ３の位置に対応させることができる。

各リニアブッシュＬ１～Ｌ３は、各開口Ｖ１～Ｖ３を介して直動体１１内に挿入可能である。このとき、各リニアブッシュＬ１～Ｌ３は、直動体１１と各リフトガイドＴ１～Ｔ３との間に介在される。各リニアブッシュＬ１～Ｌ３は、各リフトガイドＴ１～Ｔ３を挿入可能な円筒状とすることができる。各リニアブッシュＬ１～Ｌ３の材料は、例えば、銅または銅合金である。各リニアブッシュＬ１～Ｌ３は、直動体１１の直線運動ＬＭの位置決め精度を向上させるとともに、直動体１１の直線運動時の低摩擦化を図ることができる。

収容部２１Ａは、ラックＡ１～Ａ３が取り付けられた直動体１１をベース１３とともにケース２１内に収容する。収容部２１Ａは、例えば、ケース２１内に設けられた中空部または凹部である。収容部２１Ａの平面形状は、ベース１３の平面形状に対応させることができる。このとき、収容部２１Ａの平面形状は、回転軸Ｓ０の軸回りに３回の回転対称とすることができる。

一方、各支持軸Ｍ１～Ｍ３を挿入可能な開口Ｋ１～Ｋ３は、収容部２１Ａの外側の円周面に沿って配置することができる。このとき、支持軸Ｍ１、ピニオンＢ１、軸受Ｅ１およびアダプタＤ１を挿入可能な中空部Ｑ１と、支持軸Ｍ２、ピニオンＢ２、軸受Ｅ２およびアダプタＤ２を挿入可能な中空部Ｑ２と、支持軸Ｍ３、ピニオンＢ３、軸受Ｅ３およびアダプタＤ３を挿入可能な中空部Ｑ３をケース２１に設けることができる。各中空部Ｑ１～Ｑ３には、支持軸Ｍ１～Ｍ３、ピニオンＢ１～Ｂ３、軸受Ｅ１～Ｅ３およびアダプタＤ１～Ｄ３をそれぞれ挿入可能である。

各リフトガイドＴ１～Ｔ３は、各開口Ｖ１～Ｖ３を介して直動体１１内に挿入される。このとき、各リフトガイドＴ１～Ｔ３は、各リニアブッシュＬ１～Ｌ３を貫通し、直動体１１と各リフトガイドＴ１～Ｔ３との間に介在される。そして、各開口Ｖ１～Ｖ３の内周面にＣ型止め輪Ｃ１～Ｃ３をそれぞれ装着し、各リニアブッシュＬ１～Ｌ３を各開口Ｖ１～Ｖ３内で保持することができる。このとき、各開口Ｖ１～Ｖ３の内周面には、Ｃ型止め輪Ｃ１～Ｃ３を支持する溝を設けることができる。また、各リニアブッシュＬ１～Ｌ３と各Ｃ型止め輪Ｃ１～Ｃ３との間にスペーサＯ１～Ｏ３を設け、各リニアブッシュＬ１～Ｌ３と各Ｃ型止め輪Ｃ１～Ｃ３との間の隙間をなくすことができる。

リフトガイドＴ１～Ｔ３の先端は、貫通孔２３Ａを介して中蓋２３の外側に突出する。そして、リフトガイドＴ１～Ｔ３の先端が中蓋２３の外側に突出した状態で、ナットＳ１～Ｓ３が各リフトガイドＴ１～Ｔ３の先端に装着されることで、収容部２１Ａ内にベース１３を配置することができる。

中蓋２３は、ケース２１にて支持される。中蓋２３は、ボルトＪ７にてケース２１に固定することができる。外蓋２２は、中蓋２３をカバーする。外蓋２２は、中蓋２３に固定することができる。中蓋２３の材料は、例えば、ジュラルミン、外蓋２２の材料は、例えば、樹脂である。外蓋２２及び中蓋２３材をケース２１から外すと、ラックＡ１～Ａ３及びピニオンＢ１～Ｂ３へアクセスすることができる。

そして、ラックＡ１～Ａ３が取り付けられた直動体１１は、収容部２１Ａに収納される。各ピニオンＢ１～Ｂ３が取り付けられた各支持軸Ｍ１～Ｍ３は、各中空部Ｑ１～Ｑ３に収納される。このとき、図１２に示すように、各支持軸Ｍ１～Ｍ３は、それぞれの回転軸ＪＳ１～ＪＳ３が直動体１１の各面Ｚ１～Ｚ３に対して垂線方向ＪＤ１～ＪＤ３に向くように配置される。そして、各ラックＡ１～Ａ３は、各ピニオンＢ１～Ｂ３と噛み合う位置で各面Ｚ１～Ｚ３上にそれぞれ支持される。

そして、直動伝達軸７Ｄの直線運動ＬＭに伴って、直動体１１とともに各ラックＡ１～Ａ３が直線運動する。このとき、直動体１１の直線運動ＬＭは、リフトガイドＴ１～Ｔ３にて案内されるとともに、直動体１１の直線運動ＬＭの移動範囲が、ベース１３およびナットＳ１～Ｓ３にて制限される。各ラックＡ１～Ａ３の直線運動ＬＭに伴ってピニオンＢ１～Ｂ３がそれぞれ回転運動し、ピニオンＢ１～Ｂ３の回転運動に伴って、各支持軸Ｍ１～Ｍ３がそれぞれの軸回りに回転する。そして、各支持軸Ｍ１～Ｍ３の回転運動に伴って各回転翼Ｈ１～Ｈ３が回転し、各回転翼Ｈ１～Ｈ３のピッチ角θ１～θ３が変化される。例えば、直動体１１が図１３（ａ）の位置にあるときは、各回転翼Ｈ１～Ｈ３のピッチ角θ１～θ３が図１（ｂ）に示すように設定され、直動体１１が図１３（ｂ）の位置にあるときは、各回転翼Ｈ１～Ｈ３のピッチ角θ１～θ３が図１（ｃ）に示すように設定される。

ここで、回転軸Ｓ０の軸回りに３回の回転対称となる位置に各面Ｚ１～Ｚ３を設け、ラックＡ１～Ａ３を各面Ｚ１～Ｚ３に配置するようにしたので、１個の直動体１１を直線運動させることで、３個の各支持軸Ｍ１～Ｍ３の軸回りの３個の回転運動を発生させることができる。このため、直動回転変換部８をハブ１０内に収容することを可能としつつ、３枚の回転翼Ｈ１～Ｈ３のピッチ角を可変とすることができる。

また、軸受Ｕ３として複列アンギュラ玉軸受を用い、軸受Ｕ３の外輪を直動体１１の内面側に取り付け、軸受Ｕ３の内輪を直動伝達軸７Ｄに取り付けることにより、回転軸Ｓ０の軸回りに直動伝達軸７Ｄが回転するのを防止しつつ、回転軸Ｓ０の軸回りに直動体１１を回転可能に支持することが可能となるとともに、ラジアル荷重と両方向のアキシアル荷重を受けることができる。

さらに、直動体１１の各面Ｚ１～Ｚ３に対して垂直方向ＪＤ１～ＪＤ３に各支持軸Ｍ１～Ｍ３を配置することにより、直線運動を行う直動体１１の各面Ｚ１～Ｚ３と、回転運動を行う各ピニオンＢ１～Ｂ３を、各回転翼Ｈ１～Ｈ３が延びる方向に直列に配置することができる。このため、直動体１１に伝えられた１つの直線運動ＬＭから、各支持軸Ｍ１～Ｍ３に伝えられる３個の回転運動にそれぞれ変換するための経路の経路長の増大を抑制することができ、直動回転変換部８のコンパクト化を図りつつ、３枚の回転翼Ｈ１～Ｈ３のピッチ角を可変とすることができる。

上記の実施形態においては、各回転翼Ｈ１～Ｈ３は推力発生装置１の真下に配置され、推力発生装置１は飛翔体の機体の下部に装着されるが、各回転翼Ｈ１～Ｈ３は推力発生装置１の真上に配置され、推力発生装置１は飛翔体の機体の上部に装着されてもよい。

以下、ケース２１内における各支持軸Ｍ１～Ｍ３の支持機構の一例について、より具体的に説明する。なお、以下の説明では、支持軸Ｍ１の支持機構を例にとるが、各支持軸Ｍ２、Ｍ３の支持機構についても同様に構成される。
図１４は、実施形態に係る直動回転変換部の１つのグリップ部分の構成を示す断面図、図１５は、図１４の直動回転変換部の１つのグリップ部分の構成を分解して示す斜視図である。

図１４および図１５において、支持軸Ｍ１の外周面は、回転翼Ｈ１の方向に向かって支持軸Ｍ１の軸方向に傾斜している面Ｍ１Ａを備える。面Ｍ１Ａは、支持軸Ｍ１の軸回りに回転対称な面とすることができる。面Ｍ１Ａは、例えば、遠心力Ｆ１の方向に向かって先細りになる面である。面Ｍ１Ａは、例えば、遠心力Ｆ１の方向と反対方向に広がるテーパ面である。面Ｍ１Ａは、必ずしも支持軸Ｍ１の外周面全体に設ける必要はなく、支持軸Ｍ１の外周面の一部に設けてもよい。面Ｍ１Ａは、軸受Ｅ１の内輪で支持軸Ｍ１の周囲が囲まれる位置にあればよい。面Ｍ１Ａは、回転翼Ｈ１の方向に向かって直線状に傾斜してもよいし、曲線状に傾斜してもよい。面Ｍ１Ａが回転翼Ｈ１の方向に向かって曲線状に傾斜する場合、外側に反った形状であってもよいし、内側に反った形状であってもよいし、これらを組み合わせた形状であってもよい。面Ｍ１Ａが転翼Ｈ１の方向に向かって直線状に傾斜する場合、面Ｍ１Ａは、円錐面状とすることができる。面Ｍ１Ａが遠心力Ｆ１の方向に向かって曲線状に傾斜する場合、例えば、ラッパ状、壺状または鐘状とすることができる。

アダプタＤ１の内周面Ｄ１Ａは、支持軸Ｍ１の面Ｍ１Ａに沿うように形成され、遠心力Ｆ１の方向に向かう力を支持軸Ｍ１の面Ｍ１Ａから受ける。このとき、支持軸Ｍ１の面Ｍ１Ａは、その反作用として、支持軸Ｍ１の回転軸が支持軸Ｍ１の回転中心に近づく方向の力をアダプタＤ１の内周面Ｄ１Ａから受ける。また、アダプタＤ１は、フランジＤ１Ｂを備える。フランジＤ１Ｂは、アダプタＤ１の末端に位置する。フランジＤ１Ｂは、遠心力Ｆ１の方向に向かう力を、軸受Ｅ１を介して受ける。アダプタＤ１は、中空部Ｑ１内に挿入された支持軸Ｍ１に面Ｍ１Ａの位置で装着可能とするために、２つに分割可能である。

ケース２１は、遠心力Ｆ１の方向に支持軸Ｍ１が引き抜かれるような力を受ける受面３３を備える。受面３３は、支持軸Ｍ１の回転軸ＪＳ１に対して垂直な面とすることができる。開口Ｋ１は、受面３３に設けられる。

受皿Ｙ１、スラスト軸受Ｌ１および受皿Ｘ１は、支持軸Ｍ１にかかる遠心力Ｆ１を、アダプタＤ１を介して受面３３に伝える。このとき、受皿Ｙ１、スラスト軸受Ｌ１および受皿Ｘ１は、アダプタＤ１を介して伝えられた遠心力Ｆ１の方向の力がケース２１にかかるのを緩和する。ここで、フランジＤ１Ｂ、受皿Ｙ１、スラスト軸受Ｌ１および受皿Ｘ１の外径は、開口２１Ｂの径よりも大きくする。これにより、フランジＤ１Ｂ、受皿Ｙ１、スラスト軸受Ｌ１、受皿Ｘ１および受面３３の面を順次押し当て可能とすることができ、フランジＤ１Ｂ、受皿Ｙ１、スラスト軸受Ｌ１および受皿Ｘ１を順次介し、支持軸Ｍ１にかかる遠心力Ｆ１をケース２１の受面３３で受けることができる。

ＯリングＯ１は、支持軸Ｍ１に対するグリップＰ１の付け根の位置に装着される。そして、ＯリングＯ１が装着された支持軸Ｍ１を、開口Ｋ１を介して中空部Ｑ１に挿入する。ＯリングＯ１は、回転翼Ｈ１に遠心力Ｆ１がかかった場合においても、軸受Ｅ１およびスラスト軸受Ｌ１などに用いられるグリースが中空部Ｑ１外に飛び散るのを防止する。

フランジＤ１Ｂ、受皿Ｙ１、スラスト軸受Ｌ１および受皿Ｘ１の外径は、開口２１Ｂの径よりも大きいので、フランジＤ１Ｂ、受皿Ｙ１、スラスト軸受Ｌ１および受皿Ｘ１は、開口Ｋ１を介して中空部Ｑ１に挿入できない。このため、開口２１Ｂを介し、受皿Ｙ１、スラスト軸受Ｌ１および受皿Ｘ１を中空部Ｑ１に順次挿入する。このとき、支持軸Ｍ１を通すようにして、受皿Ｙ１、スラスト軸受Ｌ１および受皿Ｘ１を受面３３の内側に配置する。

次に、開口２１Ｂを介し、アダプタＤ１を中空部Ｑ１に挿入する。このとき、支持軸Ｍ１の面Ｍ１Ａの位置で支持軸Ｍ１を挟み込むようにしてアダプタＤ１を支持軸Ｍ１に装着する。ここで、アダプタＤ１の各分割片の各端部には凸部と凹部を設けることができる。アダプタＤ１の一方の分割片の凸部は、アダプタＤ１の他方の分割片の凹部と対向し、アダプタＤ１の一方の分割片の凹部は、アダプタＤ１の他方の分割片の凸部と対向する位置に配置することができる。そして、アダプタＤ１の一方の分割片の凸部と凹部を、アダプタＤ１の他方の分割片の凹部と凸部にそれぞれはめ合わせることで、アダプタＤ１の２つの分割片の位置を揃えることができる。

次に、開口２１Ｂを介し、シムＣ１を中空部Ｑ１に挿入する。そして、アダプタＤ１のフランジＤ１Ｂの外周にシムＣ１を装着する。中空部Ｑ１内でアダプタＤ１を支持軸Ｍ１に装着可能とするために、フランジＤ１Ｂの外径は、中空部Ｑ１の内径より小さくすることができる。このとき、フランジＤ１Ｂの外周にシムＣ１を装着することにより、中空部Ｑ１内におけるアダプタＤ１のガタを除去することができる。シムＣ１が装着されたアダプタＤ１は、フランジＤ１Ｂを受皿Ｘ１に押し当て可能な位置に配置することができる。

次に、開口２１Ｂを介し、軸受Ｅ１を中空部Ｑ１に挿入する。このとき、軸受Ｅ１の外輪は、ケース２１側で支持され、支持軸Ｍ１は、アダプタＤ１を介し軸受Ｅ１の内輪側で支持される。軸受Ｅ１の軸方向の一端は、フランジＤ１Ｂに接し、軸受Ｅ１の軸方向の他端は、開口２１Ｂに接するように配置することができる。また、ピニオンＢ１の端面Ｂ１Ａは、軸受Ｅ１の内輪の端面Ｅ１Ａに対向させることができる。このとき、ピニオンＢ１の端面Ｂ１Ａは、軸受Ｅ１の内輪の端面Ｅ１Ａに押し当て可能である。

次に、開口２１Ｂを介し、ピニオンＢ１を中空部Ｑ１に挿入する。ピニオンＢ１は、支持軸Ｍ１の軸方向の一端に取り付けることができる。次に、開口２１Ｂを介し、Ｃ型止め輪Ｉ１を中空部Ｑ１に挿入し、支持軸Ｍ１に設けられた溝Ｍ１Ｂに嵌め込む。Ｃ型止め輪Ｉ１は、支持軸Ｍ１の軸方向の一端がピニオンＢ１を貫通した位置で、ピニオンＢ１を支持軸Ｍ１に固定することができる。

回転翼Ｈ１は、ボルトＰ１ＡとナットＰ１ＤでグリップＰ１に取り付けることができる。このとき、ボルトＰ１ＡとグリップＰ１の間にワッシャＰ１Ｂを設け、ナットＰ１ＤとグリップＰ１の間にワッシャＰ１Ｃを設けてもよい。

グリップＰ１には、推力発生用モータ２の回転に伴って常時遠心力Ｆ１がかかる。ここで、面Ｍ１Ａをテーパ形状とすることにより、アダプタＤ１を押し広げるような方向に力が掛かる。このとき、軸受Ｅ１の内輪でアダプタＤ１の広がり方向が制限されるため、支持軸Ｍ１とアダプタＤ１には楔効果が発生し、遠心力Ｆ１の方向に対して支持軸Ｍ１の移動の制限が掛かり、支持軸Ｍ１がケース２１から抜けるのを防止することができ。
推力発生用モータ２の回転数が上がるに従って、アダプタＤ１が軸受Ｅ１の内輪を押し付ける力が大きくなる。このため、この楔効果が増大し、遠心力Ｆ１に対して、支持軸Ｍ１がケース２１からより抜けづらくすることができる。

また、面Ｍ１Ａをテーパ形状とすることにより、支持軸Ｍ１の取り付けのガタツキまたは支持軸Ｍ１の加工精度のバラツキなどがある場合においても、支持軸Ｍ１の軸芯のガタが減少する方向に支持軸Ｍ１の軸芯を自動調整することができる。遠心力Ｆ１の大部分は、アダプタＤ１のフランジＤ１Ｂを介し、受皿Ｙ１、スラスト軸受Ｌ１、受皿Ｘ１およびケース２１の順に伝わって、ケース２１の受面３３で支えられる。

ここで、ケース２１としてシームレスケースを用いることにより、ケース２１を構成するために、ねじなどの締結部材を不要とすることができる。このため、分割式ケースを使用した場合に対し、ケース２１自体の強度を確保するとともに、軸受Ｅ１の与圧機構を省きつつ、グリップＰ１を支えることができ、直動回転変換部８の軽量化が可能となる。

また、ピニオンＢ１の端面Ｂ１Ａは、軸受Ｅ１の内輪の端面Ｅ１Ａに押し当て可能とすることにより、ピニオンＢ１と支持軸Ｍ１にＣ型止め輪Ｉ１を嵌めるための隙間がある場合においても、支持軸Ｍ１にかかる遠心力Ｆ１を利用し、ピニオンＢ１の端面Ｂ１Ａが軸受Ｅ１の内輪の端面Ｅ１Ａに押し当てられることで、ピニオンＢ１を支持軸Ｍ１に取り付けた際のガタを除去することが可能となるとともに、軸受Ｅ１に与圧をかけることができる。このため、ねじなどの締結部材を用いることなく、ピニオンＢ１を支持軸Ｍ１に固定することができ、ピニオンＢ１を支持軸Ｍ１に固定するための取り付け機構および取り付け作業を簡略化することができる。

なお、受皿Ｙ１、スラスト軸受Ｌ１、受皿Ｘ１、アダプタＤ１、シムＣ１、軸受Ｅ１、ピニオンＢ１およびＣ型止め輪Ｉ１は、中空部Ｑ１内で支持軸Ｍ１の周りに組み付けられ後、開口２１Ｂを介して中空部Ｑ１から抜き出し可能である。このため、支持軸Ｍ１は、ケース２１に脱着可能である。これにより、グリップＰ１の損傷などに応じて、ケース２１から支持軸Ｍ１を抜き出し、グリップＰ１を交換することができる。

上記したように、回転翼Ｈ１～Ｈ３が回転軸Ｓ０の軸回りに回転すると、回転翼Ｈ１～Ｈ３に遠心力が作用し、回転翼Ｈ１～Ｈ３の一部である支持軸Ｍ１～Ｍ３にも遠心力が作用する。そして、各支持軸Ｍ１～Ｍ３を支持している軸受Ｅ１～Ｅ３、スラスト軸受Ｌ１等（以下、「軸受Ｅ１～Ｅ３等」と称する）にも負荷がかかる。また、回転翼Ｈ１～Ｈ３が支持軸Ｍ１～Ｍ３回りに回転すると、各支持軸Ｍ１～Ｍ３を支持している軸受Ｅ１～Ｅ３等にも負荷がかかる。従って、推力発生装置１を使用すると、軸受Ｅ１～Ｅ３等は経年劣化（経時劣化）すると考えられる。推力発生装置１を安全に使用し続けるためには、軸受Ｅ１～Ｅ３等のメンテナンスが必要である。

以下に、推力発生装置１のハブ１０のメンテナンスについて図５、図１０～図２０を参照して説明する。本実施形態では、ハブケース２１内に位置している軸受Ｅ１～Ｅ３の交換について説明する。
ハブケース２１内に位置している軸受Ｅ１～Ｅ３を交換するため（取り外すため）には、例えば、次のような作業を行う。

（１）ハブケース２１から外蓋２２と中蓋２３を外す（図１１及び図１３参照）
外蓋２２は中蓋２３の中央凸部に嵌合しているだけなので、マイナスドライバ等により外蓋２２に回転軸ＳＯ方向の力をかけると、外蓋２２を中蓋２３から取り外すことができる。外蓋２２を取り外すと、ビスＪ７が見えてくるので、ビスＪ７を取り外す。また、中蓋２３の孔２３Ａの位置には、ナットＳ２が位置しているので、ナットＳを取り外す。ビスＪ７とナットＳ２を取り除くと、中蓋２３をハブケース２１から取り外すことができる。

（２）ハブケース２１からリフト機構を取り外す（図１０～図１３及び図１６参照）
中蓋２３をハブケース２１から取り外すと、ハブケース２１内にリフト機構（直動回転変換部８）が見えてくる（図１１にはリフト機構が示されていない）。リフト機構はナット１５により回転軸に固定されているので、ナット１５を取り外す。ナット１５を取り外すと、リフト機構を回転軸ＳＯ方向に引き出すことができる。
ハブケース２１の収容部２１Ａ内には、図１２に示したピニオンＢ１～Ｂ３と、ピニオンＢ１～Ｂ３に噛み合うラックＡ１～Ａ３と、ラックＡ１～Ａ３を支持している直動体１１が収容されている。この状態からリフト機構を回転軸ＳＯ方向に引き出すことができる。
図１６は、ハブケース２１からリフト機構を取り外した後の状態を示している。ハブケース２１の収容部２１Ａ内には、ピニオンＢ１～Ｂ３が見える。

（３）ハブ１０をモータ２から取り外す（図５（ｂ）及び図１６参照）
図５（ｂ）に示したように、ハブ１０はボルトＪ６及びＪ１０によりモータ２に固定されている。ボルトＪ６はエクステンション９のフランジ９Ａをモータ２に固定している。ボルトＪ１０はハブケース２１の中に位置して、エクステンション９を介してハブケース２１をモータ２に固定している。従って、ボルトＪ６及びＪ１０を取外すことにより、ハブ１０をモータ２から取外すことができる。

（４）ピニオンＢ１～Ｂ３を取り外す（図１４～図１６参照）
ピニオンＢ１～Ｂ３はグリップＰ１～Ｐ３にＣ型止め輪Ｉ１５により固定されているので、図１６に示した状態のグリップＰ１～Ｐ３からＣ型止め輪Ｉ１５を取り外す。Ｃ型止め輪Ｉ１５を取り外した後、ピニオンＢ１～Ｂ３をグリップＰ１～Ｐ３から取り外す。

（５）軸受をハブケース２１から取り出す（図１３及び図１７～図２０参照）。
図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は軸受Ｅ１をハブ１０から押し出す手順を説明する図である。図１７（ａ）は、グリップＰ１を支持軸Ｍ１方向からハブ１０の中心に向かって見た図であり、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の状態をハブ１０の下から見た斜視図である。図１８はハブ１０を下から見た斜視図である。図１９はグリップＰ１を、支持軸Ｍ１の方向から見た図である。図２０はハブ１０の断面図である。グリップＰ１は、回転翼Ｈ１を保持する回転翼保持部である。
尚、本実施形態では、軸受取り出し用のピン３６（後述）により押し出される軸受Ｅ１を外蓋２２で受け取るために、外蓋２２をハブ２１に取り付けた。

以下に、支持軸Ｍ１を支持する軸受Ｅ１をハブ１０から取り外す場合を説明する。
図１７（ａ）に示すように、軸受Ｅ１をハブ１０から取り外すためには、まず、グリップＰ１を支持軸Ｍ１回りに所定の角度だけ回転する。グリップＰ１はＵ字形状を有しており、Ｕ字の底部３０には２つの切り欠き部３１が形成されている（図１５）。本実施形態では、切り欠き部３１は、Ｖ字形状の切り欠きである。底部３０は、ハブ２１の受面３３に対向する対向面である。
図１８に示すように、ハブケース２１は、グリップＰ１の底部と対向する部分において、外周端面である受面３３を有している。そして、受面（外周端面）３３には、４つの角部３３Ａにそれぞれ工具孔３４が形成されている。工具孔３４は貫通孔である。工具孔３４は受面３３に垂直な孔である。

図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すように、グリップＰ１を支持軸Ｍ１回りに所定の角度だけ回転すると（本実施形態では、回転翼Ｈ１をグリップＰ１に固定するボルトＰ１Ａの長手方向が回転軸ＳＯに対して４５度をなすように回転すると）、グリップＰ１の底部３０の切り欠き部３１がハブ１０の受面３３の角部３３Ａに重なる位置に移動する。その結果、図１７（ａ）に示すように、切り欠き部３１から工具孔３４が見えるようになる。その後、図１７（ｂ）に示すように、メンテナンス工具であるピン３６を支持軸Ｍ１の長手方向からハブ１０の中心方向に向かって、工具孔３４に押し込む。ピン３６は、例えば、木ハンマなどにより叩かれることにより、ハブ１０の外側から軸受Ｅ１の外輪の端面Ｅ１Ｂ（図２０参照）に到達する。図２０において、黒色で塗りつぶした部分３８は、ピン３６が軸受Ｅ１の外輪の端面Ｅ１Ｂに到達する様子を概念的に示している。ピン３６は所定の直径を有している。また、ピン３６は直接的に延びる部材である。本実施形態では、２本のピン３６を徐々にハブ１０の内部に打ち込む。その結果、軸受Ｅ１の外輪が回転軸Ｍ１に沿ってハブ１０の中央方向に押されて、軸受Ｅ１がハブ１０の収容部２１Ａに落ちる。このようにして、軸受Ｅ１をハブ１０から取り出すことができる。その後、軸受Ｅ１を新しい軸受Ｅ１に交換する。

ハブ１０に形成された工具孔３４は、ハブ１０の外部から軸受Ｅ１へのアクセスを可能にする開口部である。グリップＰ１（回転翼保持部）は、工具孔３４に対応できる位置に切り欠き部３１を有している。
ピン３６は直線的に延びる部材であるので、工具孔３４は、外部から軸受Ｅ１への直線的なアクセスを可能にする孔である。また、工具孔３４は、軸受Ｅ１の外輪の端面Ｅ１Ｂへの直線的なアクセスを可能にする孔である。

このように、本実施形態では、ハブケース２１からグリップＰ１を取り外さない状態で、グリップＰ１から軸受Ｅ１を容易に取り外すことができる（支持軸Ｍ１を支持する軸受Ｅ１を簡単に取り外すことができる）。図１５に示した本実施形態の軸受Ｅ１は、２つの単列アンギュラ玉軸受からなる複列アンギュラ玉軸受であり、軸受Ｅ１は軸受アッセンブリのままグリップＰ１から取り外すことができる。軸受アッセンブリ単位で軸受を交換できるので、軸受Ｅ１の交換作業の工数を削減することができ、軸受Ｅ１の交換作業にかかるコストも削減することができる。グリップＰ２、Ｐ３から軸受Ｅ２、Ｅ３を取り外す場合も、同様な取り外し作業を行うことになる。

本実施形態のハブケース２１は、図１１から分かるように、分割されていない一体構造であることが好ましい。すなわち、ハブケース２１は非分割構造のケースであることが好ましい。ハブケース２１が非分割であると、防水性及び防塵性が高いが、ハブケース２１内に設けられる部品（軸受Ｅ１、アダプタＤ１など）がハブケース２１から取り出し困難になる場合も想定される。ハブケース２１内に設けられている部品を交換する必要が生じた場合（あるいは、交換すべきタイミングが到来した場合）、当該部品をハブケース２１から取り出せるようにすることは、推力発生装置１の安全性にとって重要である。本実施形態では、ハブケース２１の外部からピン３６を打ち込むことにより軸受Ｅ１を取り外すことができるので、ハブケース２１が非分割構造を有していても、確実に軸受Ｅ１を取り外すことができる。また、軸受Ｅ１を取り外すための構造は、切り欠き部３１と工具孔３４だけであるので、ハブケース２１内の部品の配置や形状・サイズを変更する必要はない。

尚、工具孔３４は貫通孔であるとしたが、工具孔３４に雌ネジを設けてもよい。工具孔３４に雌ネジを設ける場合、ピン３６に雄ネジを設ける。雄ネジを有するピン３６は、シャフトと称してもよい。この構成で軸受Ｅ１を取り外す場合、ピン３６は工具孔３４にねじ込まれる。ピン３６を工具孔３４にねじ込む際に、所定の工具を使用してもよい。

工具孔３４はハブケース２１の受面（端面）３３の４つの角部３３Ａに形成するとしたが、本実施形態はこのような構造に限定されない。例えば、図２１に示すように、工具孔３４はハブケース２１の受面３３の２箇所に形成されてもよい。ハブケース２１の受面３３のどの位置に工具孔３４を形成するかは、作業の容易性やピン３６の形状等を考慮して決めることができる。

また、グリップＰ１のＵ字底部３０に形成される切り欠き部３１の形状は、図１９に示したＶ字形状に限定されない。例えば、図２２（ａ）に示すように、Ｕ字形状の切り欠き部３１ＡをグリップＰ１の底部３０に形成してもよいし、図２２（ｂ）に示すように、丸孔形状の切り欠き部３１ＢをグリップＰ１の底部３０に形成してもよい。グリップＰ１の底部３０にどのような切り欠き部を形成するかは、作業の容易性やグリップＰ１の形状等を考慮して決めることができる。
また、グリップＰ１の底部３０の形状については、図２２（ｃ）に示すように、図２２（ａ）の形状から底部３０の幅を小さくして（つまり、幅Ｗ１から幅Ｗ２にして）切り欠き部を省略してもよい。この場合、図２２（ｃ）の底部３０からは網掛け部分３０Ｆが無くなることになる。
ピン３６は、ハブケース２１内で、より回転翼Ｐ１～Ｐ３側に位置するスラスト軸受Ｌ１に当接させ、ピン３６によって軸受Ｅ１とスラスト軸受Ｌ１の双方をハブケース２１から取り出してもよい。この場合には、２種類の工具孔３４を形成してもよい。より具体的には、図２３に示すように、面軸受Ｅ１のみを交換したい場合に使用する工具孔３４ａと、軸受Ｅ１とスラスト軸受Ｌ１の双方を交換したい場合に使用する工具孔３４ｂとを形成する。工具孔３４ｂの直径は、工具孔３４ａの直径より小さい。工具孔３４ｂは開口Ｋ１の周方向に、例えば、２つ形成する。工具孔３４ａは、開口Ｋ１の周方向に、例えば、４つ形成する。工具孔３４ｂの位置は、工具孔３４ａより開口Ｋ１に近い。

＜エクステンションの変形例＞
上記した実施形態では、エクステンション９がフランジ９Ａを有していたが、エクステンション９はフランジ９Ａを有さなくてもよい。つまり、エクステンション９に大きな負荷が作用しない場合には、フランジ９Ａを省略することにより、エクステンション９とロータ２Ｂとの間の固定を上記した実施形態より簡略化してもよい。エクステンションがフランジ９Ａを有さない構成について、図２４～図２８を参照して説明する。図２４～図２８において、上記した実施形態と同様な部品や構成には同様の符号をつける。本変形例では、エクステンションに符号１０９を付ける。

図２４は図４（ｂ）に対応する図である。図２５は図５（ｂ）に対応する図である。図２６は図６（ｂ）に対応する図である。
図２７は、図３に示した部品のうち、推力発生用モータ２のロータ２Ｂと、エクステンション１０９と、ハブ１０のケース２１と、ハブ取り付け用ボルトＪ１０とを示している。図２７では、ケース２１から外蓋２２と中蓋２３が取り外されている。尚、ボルトＪ１０は実際には３本あるが、図２７には１本しか示されていない。

図２７に示すように、ケース２１の収容部２１Ａの底部２１Ｅには、ボルトＪ１０を通すための孔２１Ｆが形成されている。尚、孔２１Ｆは実際には３つあるが、図２７には１つしか示されていない。３つの孔２１Ｆは、エクステンション１０９の下端面９Ｃに形成された３つの孔９Ｄに対応する孔である。３つの孔９Ｄは、エクステンション１０９の周方向に等間隔で形成されている（つまり、周方向に１２０度間隔で形成されている）。３つの孔９Ｄは、貫通孔である。３本のボルトＪ１０が３つの孔２１Ｆと３つの孔９Ｄを通過し、ロータ２Ｂの端面２Ｂ１に形成された３つの雌ネジ孔２Ｂ２に螺合することにより、ケース２１がエクステンション１０９を介して推力発生用モータ２（より具体的にはロータ２Ｂ）に固定される。

図２７に示すように、エクステンション１０９の下端面９Ｃには、３つの孔９Ｄの間に、３つのピン孔９Ｆが形成されている。ピン孔９Ｆは貫通孔ではなく、所定の深さを有する孔である。ピン孔９Ｆには位置決め用ピンＪ１１（図２８）が挿入される。ピン孔９Ｆに挿入された位置決め用ピンＪ１１は、エクステンション１０９の下端面９Ｃから所定の高さだけ突出する。位置決め用ピンＪ１１の突出部分は、ケース２１に形成された孔（図示せず）に嵌合する。この嵌合により、エクステンション１０９がケース２１に対して位置決めされる。

また、エクステンション１０９の内周面の略上半分には、図２５に示すようにピン溝９Ｇが形成されている。ピン溝９Ｇは、エクステンション１０９の上端面９Ｈの円周方向に等間隔で、３つ形成されている。３つのピン溝９Ｇの位置は、ロータ２Ｂの端面２Ｂ１に形成された３つの孔２Ｂ５に対応している。ピン溝９Ｇは、エクステンション１０９の上端面９Ｈ（下端面９Ｃの反対側の端面）から所定の長さ（深さ）を有する溝である。ピン溝９Ｇには位置決め用ピンＪ１２（図２８）が嵌合される。ピン溝９Ｇに嵌合された位置決め用ピンＪ１２は、エクステンション１０９の上端面９Ｈから所定の高さだけ突出する。位置決め用ピンＪ１２の突出部分は、図２７に示すロータ２Ｂを支持する内側フレーム２Ｅの端面２Ｂ１に形成された孔２Ｂ５に嵌合する。この嵌合により、エクステンション１０９がロータ２Ｂに対して位置決めされる。

ケース２１の収容部２１Ａは、ケース２１の内部に形成された中空空間（中空部）であり、ボルトＪ１０は収容部２１Ａから推力発生用モータ２に延びている。図２５及び図２７から分かるように、ケース２１（ハブ１０）はボルトＪ１０により推力発生用モータ２に固定される。尚、推力発生用モータ２はボルトＪ１０によりハブ１０に固定されていると表現することもできる。
ボルトＪ１０の頭部は、ケース２１の内部に位置している。つまりハブ１０を固定するボルトＪ１０は、推力発生装置１の外面に位置していない（外部に露出していない）。従って、ボルトＪ１０が埃や雨などに晒される可能性は低い。よって、ボルトＪ１０に対する外部環境の影響を低減できる。

図２８は、エクステンション１０９と、ハブ１０のケース２１と、ハブ取り付け用ボルトＪ１０と、位置決めピンＪ１１と、位置決めピンＪ１２とを示している。エクステンション１０９はほぼ円筒形状を有している。尚、図２８のエクステンション１０９とハブケース２１の位置関係は、図２７のエクステンション１０９とハブケース２１の位置関係と上下が逆である。

図２５、図２７および図２８に示すように、本変形例では、エクステンション１０９はボルトＪ１０によりロータ２Ｂに固定される。本変形例では、エクステンション１０９はフランジ９Ａを有さないので、エクステンション１０９の形状を簡素化できる。従って、エクステンション１０９の製造工程も簡素化できる。また、フランジ９Ａがないので、フランジ９Ａをロータ２Ｂに固定するためのボルトＪ６（図５（ｂ））が不要になる。
本変形例においてもハブ１０は、ケース２１の内部のボルトＪ１０によりロータ２Ｂに固定されている。従って、ボルトＪ１０が埃や雨などに晒される可能性は低い。よって、ボルトＪ１０に対する外部環境の影響を低減できる。

尚、上記した実施形態及び変形例では、ロータ２Ｂとハブ１０の間にエクステンション９、１０９を設けたが、エクステンション９、１０９を設けなくてもよい場合もある。例えば、回転翼Ｈ１～Ｈ３の形状や大きさによっては（あるいは、ロータ２Ｂの端面の形状やケース２１の形状によっては）、エクステンション９、１０９が無くても回転翼Ｈ１～Ｈ３が推力発生用モータ２に接触・衝突しない場合がある。そのような場合には、エクステンション９、１０９を省略してもよい。エクステンション９、１０９が省略された構成であっても、ハブ１０をロータ２Ｂに固定するボルトＪ１０がケース２１の内部に位置する構成は変わらない。

１ 推力発生装置、Ｈ１～Ｈ３ 回転翼、Ｐ１～Ｐ３ グリップ、２ 推力発生用モータ、２Ａ ステータ、２Ｂ ロータ、２Ｃ フレーム、３Ａ、３Ｂ 中空部、４ ロータ軸、５ ピッチ可変用モータ、６ 回転伝達部、７ 回転直動変換部、８ 直動回転変換部、９ エクステンション、３４ 工具孔、３６ ピン

Claims (9)

1. モータの回転軸回りに回転翼を回転させることにより推力を発生する推力発生装置であって、
   前記回転翼と、
   前記回転翼を保持し、前記回転軸に所定の角度で交わる第２の軸回りに回転可能な回転翼保持部と、
   前記回転軸回りに前記回転翼を回転させるモータと、
   前記モータに取り付けられ、前記モータと共に回転するハブと、
   前記ハブ内に設けられ、前記回転翼保持部を前記第２の軸回りに回転可能に支持する軸受と、
   前記回転翼保持部を前記第２の軸回りに回転させることにより前記回転翼のピッチ角を変更するピッチ角変更機構と、
   を備え、
   前記ハブは外部と前記軸受を連通する第１の開口部を有し、
   前記第１の開口部は、前記軸受の外輪の端面に連通しており、
   前記ピッチ角変更機構は、前記回転翼保持部を前記第２の軸回りに回転させるための回転運動を生成するピッチ可変モータと、前記ピッチ可変モータの回転運動を前記回転軸方向の直線運動に変換する回転直動変換部と、前記回転直動部の直線運動を前記第２の軸回りの回転に変換する直動回転変換部とを有し、
   前記回転直動変換部は、直動案内部と、ボールねじ軸と、ボールねじナットと、直動伝達軸とを有し、前記直動案内部は前記回転軸に沿って直線運動する方向に前記ボールねじナット及び前記直動伝達軸を案内し、前記ボールねじナットは前記ボールねじ軸の回転運動に伴って直線運動して、当該直線運動を前記直動伝達軸に伝え、前記直動伝達軸は前記ボールねじナットの直線運動を前記直動回転変換部に伝え、
   前記ボールねじナットはフランジを有し、
   前記フランジは、円筒を平行な二平面で切り取った形状であり、前記直動案内部の開口部に前記フランジの突出部が配置されている推力発生装置。
2. 前記回転翼保持部は、前記第１の開口部に対応する位置に切り欠き部を有する請求項１に記載の推力発生装置。
3. 前記第１の開口部は、外部から前記軸受への直線的なアクセスを可能にする請求項１または２に記載の推力発生装置。
4. 前記ハブは、前記第２の軸に垂直な方向に面を有し、当該面に前記第１の開口部が形成されている請求項２に記載の推力発生装置。
5. 前記回転翼保持部は、前記ハブの面に対向する対向面を有し、当該対向面に前記切り欠き部が形成されている請求項４に記載の推力発生装置。
6. 前記切り欠き部は、Ｖ字形状、Ｕ字形状または円形である請求項２に記載の推力発生装置。
7. 前記回転翼保持部は、外部から前記軸受への直線的なアクセスを可能にする形状を有する請求項１～６のいずれか１項に記載の推力発生装置。
8. 前記ハブ内には前記回転翼保持部のスラスト荷重を支持するスラスト軸受が設けられており、前記ハブは外部と前記スラスト軸受を連通する第２の開口部を有し、前記第２の開口は前記第２の軸に垂直な前記ハブの面に形成されている請求項１～７のいずれか１項に記載の推力発生装置。
9. モータの回転軸回りに回転翼を回転させることにより推力を発生する推力発生装置であって、
   前記回転翼と、
   前記回転翼を保持し、前記回転軸に所定の角度で交わる第２の軸回りに回転可能な回転翼保持部と、
   前記回転軸回りに前記回転翼を回転させるモータと、
   前記モータに取り付けられ、前記モータと共に回転するハブと、
   前記ハブ内に設けられ、前記回転翼保持部を前記第２の軸回りに回転可能に支持する軸受と、
   前記回転翼保持部を前記第２の軸回りに回転させることにより前記回転翼のピッチ角を変更するピッチ角変更機構と、
   を備え、
   前記ハブは前記第２の軸に垂直な方向に面を有し、当該面には第１の開口部が形成されており、
   前記回転翼保持部は、前記ハブの面に対向する対向面を有し、当該対向面に切り欠き部が形成されており、
   前記軸受を前記ハブから取り外す場合、前記回転翼保持部を前記第２の軸回りに所定角度だけ回転すると、前記切り欠き部が前記第１の開口部に整列して、前記第１の開口部は、外部から前記軸受への直線的なアクセスを可能にする推力発生装置。