WO2010101090A1 - 模型回転翼航空機の回転翼、及びその回転翼の製造方法 - Google Patents

模型回転翼航空機の回転翼、及びその回転翼の製造方法 Download PDF

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    • Y10T29/49316Impeller making
    • Y10T29/49332Propeller making

Definitions

  • the present invention relates to a rotor of a model rotorcraft and a method for manufacturing the rotor.
  • a rotary wing aircraft for example, there are a helicopter, a gyroplane, an autogyro, a gyrodyne, and the like.
  • a radio control helicopter for example.
  • the radio control helicopter is equipped with a drive source (for example, an engine) in the same way as an actual (full size) helicopter. And a radio controlled helicopter flies in the air by the driving force of its driving source and its behavior is controlled.
  • a drive source for example, an engine
  • a radio control helicopter described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-091059 has a main rotor and a tail rotor. Control of flight and behavior of the radio controlled helicopter is realized by controlling at least the rotation of the main rotor blade and the tail rotor blade.
  • the main rotor wing is a wing for levitating the aircraft.
  • the tail rotor is a blade for controlling the airframe to rotate in the reverse direction due to the reaction of the rotational force of the main rotor.
  • the operating principle of a radio controlled helicopter as a typical example of a model rotorcraft is the same as the operating principle of an actual helicopter.
  • owners of radio control helicopters often require radio control helicopters to have realism (for example, a feeling of weight or profound feeling) similar to that of an actual helicopter.
  • the radio control helicopter may be smaller in size than the actual helicopter, and the realism is inevitably inferior.
  • a rotary wing of a radio control helicopter one made of carbon fiber, glass fiber, or wood (balsa material) is mainly used. Since such a material is lightweight and has high strength, it is suitable as a material for a rotor blade of a radio control helicopter. In addition, it is suitable not only as a material for a rotary wing of a radio controlled helicopter but also as a material for a wing in general model aircraft (for example, a radio controlled airplane).
  • the present invention has been made in view of such problems, and can be applied to a model rotary wing aircraft, and an object thereof is to provide a rotary wing having realism closer to that of an actual aircraft, and a method for manufacturing the rotary wing.
  • the rotor blade of the first aspect of the present invention made to achieve the above object (rotary blade of a model rotor aircraft) is an elongated cylindrical shape with an aluminum alloy tube of a desired size for delivering the aluminum alloy tube.
  • the aluminum alloy pipe is roll-formed by being fed from two opposite directions while being fed by a feeding device, and the aluminum alloy tube has a blade cross-sectional shape as viewed from one end in the longitudinal direction and is integrated with the inside.
  • the roll is formed so as to form a hollow structure.
  • the rotor blade can be used as a main rotor blade (main rotor blade) or a tail rotor blade (tail rotor blade). *
  • Aluminum alloy is an alloy mainly composed of aluminum.
  • Aluminum itself is a light but soft metal.
  • it becomes a metal material (aluminum alloy) having high strength by alloying with copper, manganese, silicon, magnesium, zinc, nickel or the like.
  • Such an aluminum alloy is lightweight, has high strength, and is a metal, so that it has a feeling of weight and heavyness peculiar to the metal, and is a preferable material for a rotor of a model rotorcraft (especially a radio control helicopter).
  • the specific gravity of an aluminum alloy is greater than, for example, carbon fiber, glass fiber, or wood (balsa material). Therefore, when using an aluminum alloy, the point of weight also becomes a problem. That is, even if an aluminum alloy is simply used as the material for the rotor blades of the model rotorcraft, flight of the model rotorcraft becomes difficult or impossible in terms of weight.
  • the rotor blade according to the first aspect of the present invention has a hollow structure because it is formed by molding an aluminum alloy tube, that is, a cylindrical material made of an aluminum alloy (having a cavity inside). Becomes). Specifically, an integral hollow structure is formed inside the rotor blade.
  • the inside of the rotor blade is a cavity and no metal (aluminum alloy) is present in the cavity, the weight of the rotor blade can be significantly reduced. Therefore, the above weight problem can be solved.
  • the rotor blade according to the first aspect of the present invention is formed on the basis of an aluminum alloy tube, it has a seamless single layer structure (integrated structure), and sufficient strength is ensured. Furthermore, the hollow structure and the single layer structure (integral structure) as described above are realized with a very simple structure in which an aluminum alloy tube that is originally hollow (cylindrical) is formed. For this reason, it is very advantageous also in terms of manufacturing man-hours and manufacturing costs. That is, it is possible to reduce the number of manufacturing steps and the manufacturing cost. In addition, for example, the length, thickness, cross-sectional dimension, etc.
  • the length and wing required for the rotor of the model rotor wing aircraft are determined as the length and wing required for the rotor of the model rotor wing aircraft according to the size of the model rotor wing aircraft equipped with the rotor wing. What is necessary is just to match
  • the rotor blade according to the first aspect of the present invention is configured to be lightweight so that it can be used without any problem in a model rotor aircraft (for example, a radio control helicopter), and is capable of giving a feeling of weight and heavyness. Has been.
  • a model rotor aircraft for example, a radio control helicopter
  • the model rotary wing aircraft using the rotary wing of the first aspect of the present invention realism close to that of an actual aircraft can be obtained, and for example, it can meet the demands of lovers of radio controlled helicopters. Moreover, it can be manufactured at a lower cost.
  • the rotary blade according to the second aspect of the present invention is an elongated cylindrical aluminum alloy tube having a desired size, the cross section viewed from one end in the longitudinal direction has a blade cross section, and an integral hollow structure is formed inside. As shown, it is configured by being press-molded by a mold.
  • the rotor blade can be used as a main rotor blade (main rotor blade) or a tail rotor blade (tail rotor blade).
  • the rotor blade according to the second aspect of the present invention is press-molded from an aluminum alloy tube by a die, and has an integral hollow structure as with the rotor blade according to the first aspect of the present invention, so that the weight is significantly reduced. Is planned. According to the rotor blade of the second aspect of the present invention, it can be used without any problem in a model rotor aircraft (for example, a radio control helicopter) as well as the rotor blade of the first aspect of the present invention, and gives a feeling of weight and profoundness. Can do. Therefore, in the model rotary wing aircraft, realism close to that of the actual aircraft can be obtained.
  • a model rotor aircraft for example, a radio control helicopter
  • the rotor blade of the present invention can be formed of an aluminum alloy tube having a structure in which both ends in the longitudinal direction are closed.
  • the internal pressure increases due to the volume inside the aluminum alloy tube being reduced.
  • the rotor blade can be resistant to unnecessary pressure from the outside. That is, even if a force that unnecessarily deforms the rotor blade is applied from the outside after the rotor blade is manufactured, it can be prevented from being easily deformed by the air pressure from the inside. Also, even if a part of the rotor blade is dented due to unnecessary external force, the air pressure from the inside acts as a restoring force, and the recessed part may return to its original normal shape. Conceivable.
  • the present invention of the third aspect is a method for manufacturing a rotor blade of a model rotor wing aircraft, wherein an aluminum alloy pipe having an elongated cylindrical shape and a desired dimension has a wing cross section when viewed from one end in the longitudinal direction.
  • the rotor blade is formed by roll forming by applying pressure from two opposite directions to the aluminum alloy tube while feeding by the feeding device for feeding the aluminum alloy tube. It is characterized by.
  • the rotor blade according to the present invention as described above can be manufactured by a simple process. Therefore, it is possible to reduce the number of manufacturing steps and manufacturing costs.
  • the manufacturing method according to the fourth aspect of the present invention is an elongated cylindrical aluminum alloy tube having a desired dimension, a cross section viewed from one end in the longitudinal direction has a blade cross section, and an integral hollow structure is formed therein.
  • the manufacturing method is characterized in that the rotor blade is formed by press molding using a mold.
  • the rotor blade according to the present invention as described above can be manufactured by a simple process. Therefore, it is possible to reduce the number of manufacturing steps and manufacturing costs.
  • the rotor blade can be formed using an aluminum alloy tube having a structure in which both ends in the longitudinal direction are closed as the aluminum alloy tube. According to this, it is possible to obtain the above-described effect that the rotor blade can be resistant to unnecessary external pressure.
  • SYMBOLS 1 Radio control helicopter, 2 ... Airframe, 3 ... Leg part, 4 ... Tail pipe, 5 ... Main rotor, 5a ... Main rotor blade, 6 ... Tail rotor, 6a ... Tail rotor blade, 7 ... Tail, 8 ... Output shaft, 9 ... Rotating shaft, 10 ... Aluminum alloy tube, 11 ... Aluminum alloy plate.
  • the manufacturing method characterized in that the rotor blade is formed using an aluminum alloy tube having a structure in which both ends in the longitudinal direction are closed as the aluminum alloy tube.
  • FIG. 1 is an external view showing an example of a radio control helicopter as a representative example of a model rotary wing aircraft to which the present invention is applied.
  • the left side of the page is the front
  • the right side of the page is the back
  • the upper side of the page is the upper side
  • the lower side of the page is the lower side.
  • a radio-controlled helicopter 1 shown in FIG. 1 is mainly composed of an airframe 2, a leg 3, a tail pipe 4, a main rotor 5, a tail rotor 6, and a tail 7.
  • an engine that generates driving force, a control device that performs various controls, and the like are mounted below the front portion of the body 2.
  • the leg 3 is provided below the airframe 2 and is configured to support the airframe 2 at the time of grounding (landing).
  • the main rotor 5 includes an output shaft 8 that extends substantially vertically upward and rotates by driving the engine, and a pair of main rotor blades (hereinafter also referred to as main rotor blades) 5a and 5a.
  • the main rotor blades 5a and 5a are attached to the output shaft 8, and rotate with the rotation of the output shaft 8 to generate lift.
  • the tail rotor 6 is provided on the rear end side of the tail pipe 4 and includes a rotary shaft 9 extending in the front and back direction on the paper surface and a pair of tail rotary blades (hereinafter also referred to as tail rotor blades) 6a and 6a. Yes.
  • the tail rotor blades 6a, 6a are attached so as to be rotatable about a rotation shaft 9.
  • the tail rotor 6 rotates in synchronization with the rotation of the main rotor 5, and has a function of canceling torque (yawing) generated with the rotation of the main rotor 5 and stabilizing the behavior of the machine body 2.
  • FIG. 2A is a diagram showing the appearance of the main rotor blade 5a of the present invention.
  • FIG. 2B is a diagram showing a side cross section of the main rotor blade 5a of the present invention.
  • the side cross section of FIG. 2B is a X arrow directional view in FIG. 2A.
  • L indicates the blade length
  • W indicates the blade width.
  • the main rotor blade 5a has a blade cross-sectional shape. Since the blade cross-sectional shape is well known, detailed description thereof is omitted here.
  • the main rotor blade 5a in the present embodiment is made of an aluminum alloy, and is configured to have a cavity inside as shown in FIG. 2B. That is, the main rotor blade 5a has a hollow structure.
  • the upper side of the page is the upper side
  • the lower side of the page is the lower side.
  • the main rotor blade 5a of this embodiment is manufactured based on a cylindrical aluminum alloy tube 10.
  • FIG. 3 shows a side cross section of the aluminum alloy tube 10.
  • the aluminum alloy tube 10 has the same length as the blade length L (see FIG. 2A) in the front and back direction of the paper. Further, the diameter and thickness of the aluminum alloy tube 10 are determined in accordance with, for example, the blade width W (see FIG. 2A).
  • the aluminum alloy tube 10 as shown in FIG. 3 is formed by roll forming so that the cross section has a blade cross-sectional shape. More specifically, the aluminum alloy tube 10 is fed out by a feeding device (not shown), and pressure is applied to the aluminum alloy tube 10 from above and below and the magnitude of the pressure is adjusted. Thereby, the aluminum alloy tube 10 is formed into an airfoil so as to be crushed in the vertical direction. Such forming may be completed by a single feeding operation for the aluminum alloy tube 10 or may be completed through a plurality of feeding operations. In the latter case, the aluminum alloy tube 10 may be gradually formed into an airfoil in a plurality of forming steps.
  • FIG. 4 is a diagram showing the weight characteristics of the main rotor blade 5a according to this embodiment.
  • five types of main rotor blades made of different materials are prepared as samples (1) to (5), and their weights are compared.
  • Samples (1) and (2) are examples to which the present invention is applied (hereinafter also referred to as invention application examples 1 and 2, respectively), and samples (3) to (5) are comparative examples (hereinafter, respectively). It is also described as Comparative Examples 1, 2, and 3.
  • the main rotor blades of samples (1) to (5) are unified so that the blade length L is 570 mm and the blade width W is 50 mm.
  • the cross-sectional shape of the wing is unified.
  • the main rotor blade of Invention Application Example 1 (Sample (1)) was manufactured using an aluminum alloy tube 10 having a wall thickness t of 0.8 mm, and the weight was 130 g.
  • the main rotor blade of Invention Application Example 2 (Sample (2)) was manufactured using an aluminum alloy tube 10 having a wall thickness t of 1.0 mm, and its weight was 160 g.
  • the main rotor blade of Comparative Example 1 (Sample (3)) was manufactured using a solid aluminum alloy material. That is, it is the same as the invention application examples 1 and 2 in that an aluminum alloy is used, but it is configured not to have a hollow structure.
  • the weight of the main rotor blade of Comparative Example 1 was 400 g.
  • the main rotor blade of Comparative Example 2 (sample (4)) is made of, for example, a carbon fiber that has been mainstream conventionally as a material for a rotor blade (main rotor blade) of a radio control helicopter.
  • the weight of the main rotor blade of Comparative Example 2 was 120 g.
  • the main rotor blade of Comparative Example 3 (sample (5)) is made of wood (balsa material), which is the mainstream material of the rotor blade (main rotor blade) of the radio control helicopter.
  • the main rotor blade of Comparative Example 3 is entirely covered with a film as a covering material.
  • the weight of the main rotor blade of Comparative Example 3 was 140 g.
  • the main rotor blade 5a is constructed using a solid aluminum alloy material (refer to the sample (3)), it can be seen that there is a problem in terms of weight. That is, if an aluminum alloy is simply used as the material of the main rotor blade 5a, the weight becomes too large, and it becomes difficult or impossible to fly the radio controlled helicopter 1.
  • the main rotor blade 5a is formed to have a hollow structure by molding the cylindrical aluminum alloy tube 10, and as shown in the invention application examples 1 and 2 in FIG.
  • the overall weight can be greatly reduced.
  • the main rotor blade made of a material that has been mainstream than before for example, the main rotor blade made of carbon fiber as shown in Comparative Example 2 (Sample (4)), or Comparative Example 3 (Sample (5))
  • the main rotor blade of the present invention (the main rotor blade of the invention application examples 1 and 2) can be sufficiently applied as the main rotor blade 5a of the radio control helicopter 1.
  • the main rotor blade 5a to which the present invention is applied is manufactured by molding the aluminum alloy tube 10, it has a seamless single-layer structure (integrated structure) and has sufficient strength.
  • the present invention can also be applied as the tail rotor blade 6a of the radio control helicopter 1.
  • realism (heavy feeling and profound feeling) peculiar to an aluminum alloy
  • the radio control helicopter 1 realism close to that of an actual helicopter can be obtained. It becomes like this. For this reason, it can satisfy the demands of lovers of radio controlled helicopters. Specifically, it is possible to satisfy the demands of enthusiasts who want the radio control helicopter 1 to have realism close to that of a real machine.
  • the main rotor blade 5a of the present embodiment has a very simple configuration in which an aluminum alloy tube 10 that is originally hollow (cylindrical) is formed. Therefore, the number of manufacturing steps and the manufacturing cost can be reduced. Moreover, it is possible to suppress the amount of the material since it has a hollow structure, can contribute to CO 2 reduction in recent years has become an issue. [Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the second embodiment is the same as the first embodiment in that the main rotor blade 5a is manufactured by processing the aluminum alloy tube 10 as shown in FIG. On the other hand, it differs from the first embodiment in which roll forming is used in that the main rotor blade 5a is manufactured by press forming.
  • the aluminum alloy tube 10 having a desired size is plastic processed by a mold, and the main rotor blade 5a is manufactured.
  • the main rotor blade 5a By making the main rotor blade 5a by plastic working based on the aluminum alloy tube 10, as in the case of the first embodiment, the main rotor blade 5a having a hollow structure and a single layer structure (integrated structure) can be obtained. Can be manufactured.
  • the main rotor blade 5a can be manufactured in a shorter time in the case of the press forming of the second embodiment due to the characteristics of the press forming. Become. [Third Embodiment] Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • FIG. 6 shows a side cross section of the aluminum alloy plate 11.
  • the aluminum alloy plate 11 has the same length as the blade length L (see FIG. 2A) in the front and back direction of the paper surface.
  • the width dimension of the aluminum alloy plate 11 is determined according to the blade width W (see FIG. 2) and the outer length of the blade cross section.
  • an aluminum alloy plate 11 as shown in FIG. 6 is formed into a blade cross-sectional shape by roll forming or press forming. And after the aluminum alloy plate 11 is shape
  • the main rotor blade 5a having a hollow structure can be manufactured as in the first embodiment. Therefore, the main rotor blade 5a can be provided that is lightweight so as to be applicable to the radio-controlled helicopter 1 and that has a realistic property (a feeling of weight and a heavy feeling) peculiar to an aluminum alloy (a characteristic of metal).
  • the present invention can be applied to all model rotorcraft.
  • the present invention can be applied to a rotating blade in a gyroplane, an autogyro, a gyrodyne, or the like.
  • the aluminum alloy tube 10 is not limited to a cylindrical one.
  • the main rotor blade 5a may be manufactured from an aluminum alloy tube having a square and cylindrical cross section.
  • the main rotor blade 5a may be manufactured from an aluminum alloy tube having a triangular and cylindrical cross section.
  • the cross section may be trapezoidal, and any material can be used as long as it is normally available.
  • the tail rotor blade 6a has a blade cross-sectional shape like the main rotor blade 5a, and the present invention can be applied to the manufacture of the tail rotor blade 6a.
  • heat treatment may be performed.
  • the strength can be further improved by the heat treatment.
  • the main rotor blade 5a of the above embodiment may be plated.
  • corrosion resistance can be improved by plating.
  • a smoother and more glossy finished surface can be obtained, and added value can be added.
  • the finished surface can be made smooth, it is possible to prevent the air flow around the blade during rotation from being disturbed, and the original function as the rotating blade can be enhanced.
  • a treatment such as polishing the surface, coating, or covering the surface with a film may be added.
  • the aluminum alloy tube 10 in which both ends in the longitudinal direction are closed (the inside is sealed).
  • a minute air hole is provided on the side surface of the aluminum alloy tube 10 so that the air inside the aluminum alloy tube 10 escapes to the outside during processing, and the aluminum alloy tube 10 is connected to the main rotor blade 5a.
  • the following points can be considered as the merit of using the aluminum alloy tube 10 whose inside is hermetically sealed.
  • the aluminum alloy tube 10 is plastic processed into the shape of the main rotor blade 5a, it is conceivable that the internal pressure increases due to a decrease in the volume inside the main rotor blade 5a.
  • the main rotor blade 5a can be resistant to unnecessary pressure from the outside. That is, even if a force that unnecessarily deforms the main rotor blade 5a is applied from the outside after the main rotor blade 5a is manufactured, the main rotor blade 5a can be prevented from being easily deformed by the air pressure from the inside. .
  • the main rotor blade 5a may be subjected to heat treatment or plating treatment. Moreover, you may add processes, such as grind

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Abstract

 回転翼は、細長円筒状で所望の寸法のアルミ合金管が、そのアルミ合金管を送り出すための送り装置により送り出されるとともに対向する二方向から圧力が加えられてロール成形されることで構成される。より具体的には、回転翼は、アルミ合金管が、長手方向の一端から見た断面が翼断面形を有するとともに内部に一体的な中空構造が形成されるようにロール成形されることで構成される。

Description

模型回転翼航空機の回転翼、及びその回転翼の製造方法
 本発明は、模型回転翼航空機の回転翼、及びその回転翼の製造方法に関する。
 従来、回転翼航空機として、例えば、ヘリコプター、ジャイロプレーン、オートジャイロ、ジャイロダイン等がある。
 特に、模型回転翼航空機の代表的なものとしては、例えばラジコンヘリコプターがある。
 ラジコンヘリコプターは、実機(実物大)のヘリコプターと同様に駆動源(例えばエンジン)を搭載する。そして、ラジコンヘリコプターは、その駆動源の駆動力により空中に飛翔するとともに挙動が制御される。
 一例として、特開平06-091059号公報に記載のラジコンヘリコプターは、主回転翼と尾回転翼とを有する。そして、少なくともその主回転翼及び尾回転翼の回転が制御されることによって、ラジコンヘリコプターの飛翔及び挙動の制御が実現される。主回転翼は、機体を浮上させるための翼である。尾回転翼は、主回転翼の回転力の反動で機体が逆方向に回転するのを制御するための翼である。
特開平06-091059号公報
 上記のように、模型回転翼航空機の代表例としてのラジコンヘリコプターの動作原理は、実機のヘリコプターの動作原理と同じである。そして、例えばラジコンヘリコプターの愛好家は、ラジコンヘリコプターに実機のヘリコプター同様のリアル性(例えば重量感や重厚感)を求める場合が多い。
 しかしながら、ラジコンヘリコプターは、実機のヘリコプターと比較して大きさの点では小さいものになるということもあり、リアル性はどうしても劣ってしまう。
 また、ラジコンヘリコプターにおいてはより軽量な素材を使用する必要があり、実機のヘリコプターに使用されるような素材が、そのままラジコンヘリコプターに使用できるとは限らなかった。この点も、ラジコンヘリコプターにおいてリアル性が失われる要因であると考えられる。
 例えば、ラジコンヘリコプターの回転翼としては、カーボンファイバー、グラスファイバー、或いは木材(バルサ材)からなるものが主流となっている。そのような素材は、軽量で強度が大きいので、ラジコンヘリコプターの回転翼の素材としては好適である。尚、ラジコンヘリコプターの回転翼の素材としてだけではなく、模型航空機(例えばラジコン飛行機)全般において翼の素材として好適である。
 一方、カーボンファイバー、グラスファイバー、或いは木材(バルサ材)等の素材にてラジコンヘリコプターの回転翼を構成した場合、実機のヘリコプターのようなリアル性が現れにくく、ラジコンヘリコプターの愛好家の要望が満たされていなかった。
 本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、模型回転翼航空機に適用可能であり、実機により近いリアル性を有する回転翼、及びその回転翼の製造方法を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するためになされた本願発明の第1局面の回転翼(模型回転翼航空機の回転翼)は、細長円筒状で所望の寸法のアルミ合金管が、そのアルミ合金管を送り出すための送り装置により送り出されるとともに対向する二方向から圧力が加えられてロール成形されたものであって、前記アルミ合金管が、長手方向の一端から見た断面が翼断面形を有するとともに内部に一体的な中空構造が形成されるように前記ロール成形されたものである。尚、この回転翼は、例えばラジコンヘリコプターにおいては、主回転翼(メインロータブレード)として用いることもできるし尾回転翼(テールロータブレード)として用いることもできる。 
 アルミ合金とは、アルミニウムを主成分とする合金である。アルミニウム自体は軽い一方で柔らかい金属であり、例えば銅、マンガン、ケイ素、マグネシウム、亜鉛、ニッケルなどと合金にすることで強度の高い金属材料(アルミ合金)となる。このようなアルミ合金は、軽量で強度が高く、金属であるが故金属特有の重量感や重厚感も得られ、模型回転翼航空機(特にラジコンヘリコプター)の回転翼としては好ましい材料である。
 とは言え、例えばカーボンファイバー、グラスファイバー、或いは木材(バルサ材)等と比較してアルミ合金の比重は大きい。したがって、アルミ合金を用いる場合にはやはり重量の点が問題となる。即ち、模型回転翼航空機の回転翼の素材として単にアルミ合金を採用しても、重量の点から模型回転翼航空機の飛翔が難しくなるか、或いは不可能となってしまう。
 この点、本願発明の第1局面の回転翼は、アルミ合金管、即ちアルミ合金からなる筒状の材料を成形して構成されるため、中空構造を有することとなる(内部に空洞を有することとなる)。具体的には、回転翼の内部に一体的な中空構造が形成される。
 即ち、回転翼の内部は空洞となってその空洞の部分には金属(アルミ合金)が存在しないように構成されるため、回転翼全体の重量を大幅に低減させることができる。したがって、前述のような重量の問題は解決できる。
 また、本願発明の第1局面の回転翼は、アルミ合金管をもとに形成されるものであるため、継ぎ目のない一層構造(一体構造)となり、十分な強度が確保される。
 さらに、もとから空洞状(筒状)であるアルミ合金管が成形されるというごく簡単な構成で、前述のような中空構成、及び一層構造(一体構造)が実現される。このため、製造工数や製造コストの点でも非常に有利である。即ち、製造工数や製造コストを抑えることが可能である。また、例えばアルミ合金管の長さ、肉厚、断面寸法等は、回転翼を搭載する模型回転翼航空機の大きさ等に応じて、その模型回転翼航空機の回転翼として求められる長さ及び翼断面形の大きさ(面積)に合致したものとすれば良い。また、翼断面形については規格や標準が定められているため、その規格や標準に沿うようにすれば良い。
 このように、本願発明の第1局面の回転翼は、模型回転翼航空機(例えばラジコンヘリコプター)において問題なく使用できるように軽量に構成され、かつ、重量感や重厚感をかもし出すことができるよう構成されている。このため、本願発明の第1局面の回転翼が用いられた模型回転翼航空機によれば、実機に近いリアル性が得られ、例えばラジコンヘリコプターの愛好家の要望にも応えることができる。しかも、より安価に製造することも可能である。
 また、本願発明の第2局面の回転翼は、細長円筒状で所望の寸法のアルミ合金管が、長手方向の一端から見た断面が翼断面形を有するとともに内部に一体的な中空構造が形成されるように、金型によりプレス成形されて構成される。尚、この回転翼は、例えばラジコンヘリコプターにおいては、主回転翼(メインロータブレード)として用いることもできるし尾回転翼(テールロータブレード)として用いることもできる。
 本願発明の第2局面の回転翼は、アルミ合金管から金型によりプレス成形されたものであり、本願発明の第1局面の回転翼と同様に一体の中空構造を有して大幅な軽量化が図られている。本願発明の第2局面の回転翼によれば、本願発明の第1局面の回転翼と同様に模型回転翼航空機(例えばラジコンヘリコプター)において問題なく使用でき、かつ、重量感や重厚感をかもし出すことができる。したがって、模型回転翼航空機において、実機に近いリアル性が得られる。
 また、本願発明の回転翼は、長手方向の両端が閉じた構造を有するようなアルミ合金管から形成され得る。そのようなアルミ合金管を成形する際、アルミ合金管内部の体積が小さくなることで内部圧が上昇することが考えられる。この場合、アルミ合金管の内部(回転翼の内部)から外部に向かって圧力がかかるため、回転翼において、外部からの不要な圧力に対する耐性を持たせることができる。つまり、回転翼の製造後に、その回転翼を不要に変形させるような力が外部から加わったとしても、内部からの空気圧のおかげで、容易には変形しないようにすることができる。また、外部からの不要な力によって仮に回転翼の一部がへこんでしまったような場合でも、内部からの空気圧が復帰力として働き、へこんだ部分が元の正常な形状に戻るようなことも考えられる。
 第3局面の本願発明は、模型回転翼航空機の回転翼の製造方法であって、細長円筒状で所望の寸法のアルミ合金管を、長手方向の一端から見た断面が翼断面形を有するとともに内部に一体的な中空構造が形成されるように、そのアルミ合金管を送り出すための送り装置により送り出すとともにそのアルミ合金管に対し対向する二方向から圧力を加えるロール成形により前記回転翼となすことを特徴とするものである。
 このような製造方法によれば、前述したような本願発明に係る回転翼を簡単な工程によって製造することができる。したがって、製造工数や製造コストを抑えることが可能である。
 本願発明の第4局面の製造方法は、細長円筒状で所望の寸法のアルミ合金管を、長手方向の一端から見た断面が翼断面形を有するとともに内部に一体的な中空構造が形成されるように、金型によりプレス成形して前記回転翼となすことを特徴とする製造方法である。
 このような製造方法によれば、前述したような本願発明に係る回転翼を簡単な工程によって製造することができる。したがって、製造工数や製造コストを抑えることが可能である。
 また、本願発明の製造方法では、前記アルミ合金管として長手方向の両端が閉じた構造を有するアルミ合金管を用いて回転翼を形成し得る。これによれば、回転翼において、外部からの不要な圧力に対する耐性を持たせることができるという前述したような効果を得ることができる。
本実施形態のラジコンヘリコプター1の外観図である。 本実施形態のメインロータブレード5aの外観を表す図面である。 本実施形態のメインロータブレード5aの側断面を表す図面である。 本実施形態のメインロータブレード5aの製造方法(ロール成形による製造方法)を表す図面である。 本実施形態におけるメインロータブレード5aの重量特性を表す図面である。 本実施形態のメインロータブレード5aの製造方法(プレス成形による製造方法)を表す図面である。 メインロータブレード5aの他の製造方法(ロール成形又はプレス成形)を表す図面である。
1…ラジコンヘリコプター、2…機体、3…脚部、4…テールパイプ、5…メインロータ、5a…メインロータブレード、6…テールロータ、6a…テールロータブレード、7…尾翼、8…出力軸、9…回転軸、10…アルミ合金管、11…アルミ合金板。
 前記アルミ合金管として長手方向の両端が閉じた構造を有するアルミ合金管を用いて前記回転翼を形成することを特徴とする製造方法。
 以下に、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
[第1実施形態]
 図1は、本発明を適用した模型回転翼航空機の代表例としてのラジコンヘリコプターの一例を示す外観図である。尚、図1において、紙面左側を前方とし、紙面右側を後方とし、紙面上側を上方とし、紙面下側を下方とする。
 図1に示すラジコンヘリコプター1は、機体2と、脚部3と、テールパイプ4と、メインロータ5と、テールロータ6と、尾翼7と、を中心に構成される。
 機体2における前部下方には、図示は省略するが、駆動力を発生するエンジン、各種制御を行う制御装置等が搭載される。
 脚部3は、機体2の下方に設けられ、接地時(着陸時)にその機体2を支持するための構成である。
 メインロータ5は、略鉛直上方に延びてエンジンの駆動により回転する出力軸8と、一対の主回転翼(以下、メインロータブレードとも記載する)5a,5aとを備えている。メインロータブレード5a,5aは、出力軸8に取り付けられており、その出力軸8の回転とともに回転して揚力を発生する。
 テールロータ6は、テールパイプ4の後端側に設けられ、紙面における表裏の方向に延びる回転軸9と、一対の尾回転翼(以下、テールロータブレードとも記載する)6a,6aとを備えている。テールロータブレード6a,6aは、回転軸9を中心に回転可能に取り付けられている。テールロータ6は、メインロータ5の回転に同期するように回転し、そのメインロータ5の回転に伴って発生するトルク(ヨーイング)を打ち消して機体2の挙動を安定させる機能を有する。
 尾翼7は、例えば操縦性の向上のために設けられる。
 図2Aは、本発明のメインロータブレード5aの外観を表す図である。図2Bは、本発明のメインロータブレード5aの側断面を表す図である。尚、図2Bの側断面は、図2AにおけるX矢視図である。換言すれば、メインロータブレード5aをその長手方向の一端からみた場合の断面図である。尚、図2Aにおいて、Lは翼長を示し、Wは翼幅を示す。
 図2Bに示すように、メインロータブレード5aは翼断面形を有する。翼断面形については周知なものであるため、ここでは詳しい説明を省略する。
 特に、本実施形態におけるメインロータブレード5aは、アルミ合金からなるものであり、また、図2Bに示すように、内部に空洞を有するように構成されている。即ち、メインロータブレード5aは中空構造を有している。
 次に、このような本実施形態におけるメインロータブレード5aの製造方法について図3を用いて説明する。尚、図3において、紙面上側を上方とし、紙面下側を下方とする。
 本実施形態のメインロータブレード5aは、円筒状のアルミ合金管10をもとにして製造される。
 図3には、アルミ合金管10の側断面を示している。そのアルミ合金管10は、紙面の表裏方向に翼長L(図2A参照)と同じ長さを有する。また、アルミ合金管10の直径、及び肉厚は、例えば翼幅W(図2A参照)に合わせて決定される。
 そして、本実施形態に係る製造方法では、図3に示すようなアルミ合金管10が、ロール成形により、断面が翼断面形になるように成形される。より具体的には、アルミ合金管10が図示しない送り装置により送り出され、そのアルミ合金管10に上下方向から圧力が加えられるとともにその圧力の大きさが調整される。これにより、アルミ合金管10は上下方向に押しつぶされるようにして、翼型に成形される。尚、このような成形は、アルミ合金管10についての1回の送り動作で完了するようにしても良いし、複数回の送り動作を経て完了するようにしても良い。後者の場合、アルミ合金管10が、複数回の成形工程で徐々に翼型に成形されるようにしても良い。
 図4は、本実施形態に係るメインロータブレード5aの重量特性を表した図である。
 ここでは、それぞれが異なる素材から製作された5種類のメインロータブレードを試料(1)~(5)として用意され、その重量が比較されている。試料(1),(2)が、本発明を適用した例(以下、それぞれ、発明適用例1,2とも記載する)であり、試料(3)~(5)が比較例(以下、それぞれ、比較例1,2,3とも記載する)である。尚、試料(1)~(5)のメインロータブレードにおいては、翼長Lが570mm、翼幅Wが50mmとなるように統一されている。また、翼断面形も統一されている。
 発明適用例1(試料(1))のメインロータブレードは、肉厚tが0.8mmであるアルミ合金管10が用いられて製作されたものであり、重量は130gであった。
 発明適用例2(試料(2))のメインロータブレードは、肉厚tが1.0mmであるアルミ合金管10が用いられて製作されたものであり、重量は160gであった。
 比較例1(試料(3))のメインロータブレードは、アルミ合金の無垢材が用いられて製作されたものである。つまり、アルミ合金を用いる点では発明適用例1,2と同一であるが、一方で中空構造を有しないように構成されている。このような比較例1のメインロータブレードの重量は400gであった。
 比較例2(試料(4))のメインロータブレードは、例えばラジコンヘリコプターの回転翼(メインロータブレード)の素材として従来より主流となっているカーボンファイバーからなる。このような比較例2のメインロータブレードの重量は120gであった。
 比較例3(試料(5))のメインロータブレードは、同じくラジコンヘリコプターの回転翼(メインロータブレード)の素材として主流となっている木材(バルサ材)からなる。尚、比較例3のメインロータブレードは、被覆材としてのフィルムでその全体が覆われている。このような比較例3のメインロータブレードの重量は140gであった。
 図4から分かるように、アルミ合金の無垢材を用いてメインロータブレード5aを構成しようとすれば(試料(3)参照)、重量の点で問題となることが分かる。つまり、メインロータブレード5aの素材として単にアルミ合金を採用しただけでは、重量が大きくなりすぎてしまい、ラジコンヘリコプター1の飛翔が難しくなるか、或いは不可能となってしまう。
 この点、本実施形態では、円筒状のアルミ合金管10を成形することで、メインロータブレード5aを中空構造となるよう形成しており、図4の発明適用例1,2に示すように、全体の重量を大幅に低減させることができる。この結果、従来より主流となっている素材からなるメインロータブレード(例えば比較例2(試料(4))に示すようなカーボンファイバーからなるメインロータブレードや、比較例3(試料(5))に示すような木材(バルサ材)からなるメインロータブレード)と比較して、重量は同程度となっている。このため、本願発明のメインロータブレード(発明適用例1,2のメインロータブレード)は、ラジコンヘリコプター1のメインロータブレード5aとして、充分に適用可能である。本願発明を適用したメインロータブレード5aは、アルミ合金管10の成形により製造されることから、継ぎ目のない一層構造(一体構造)となり、充分な強度も有する。勿論、本願発明はラジコンヘリコプター1のテールロータブレード6aとしても適用可能である。
 本実施形態のメインロータブレード5aによれば、アルミ合金特有(金属特有)のリアル性(重量感や重厚感)が得られ、ラジコンヘリコプター1において、実機のヘリコプターに近いリアル性を得ることができるようになる。このため、ラジコンヘリコプターの愛好家の要望を満たすことができる。具体的には、ラジコンヘリコプター1に対し実機に近いリアル性を求めるような愛好家の要望を満たすことができる。
 また、本実施形態のメインロータブレード5aでは、もとから空洞状(筒状)であるアルミ合金管10が成形されるというごく簡単な構成で、前述のような中空構成、及び一層構造(一体構造)が実現されるため、製造工数や製造コストを抑えることが可能である。また、中空構造を有することから素材の使用量を抑えることができ、近年課題となっているCO削減にも寄与することができる。
[第2実施形態]
 次に、本発明の第2実施形態について図5を用いて説明する。
 本第2実施形態は、図5に示すように、アルミ合金管10が加工されることでメインロータブレード5aが製造される点では第1実施形態と同様である。一方、プレス成形によりメインロータブレード5aが製造される点で、ロール成形が用いられる第1実施形態と異なる。
 即ち、本第2実施形態では、所望の寸法のアルミ合金管10が金型により塑性加工され、メインロータブレード5aが製造される。アルミ合金管10をもとに塑性加工によりメインロータブレード5aが製造されるようにすることで、第1実施形態の場合と同様に、中空構造かつ一層構造(一体構造)のメインロータブレード5aが製造され得る。
 尚、第1実施形態のロール成形の場合と比較すれば、本第2実施形態のプレス成形の場合のほうが、そのプレス成形の特性上、より短時間でメインロータブレード5aが製造され得るようになる。
[第3実施形態]
 次に、本発明の第3実施形態について図6を用いて説明する。
 本第3実施形態では、図6に示すように、アルミ合金板11が成形され、メインロータブレード5aが製造される。
 図6には、アルミ合金板11の側断面を示している。そのアルミ合金板11は、紙面の表裏方向に翼長L(図2A参照)と同じ長さを有する。アルミ合金板11の幅寸法は、翼幅W(図2参照)及び翼断面の外形の長さに合わせて決定される。
 そして、図6に示すようなアルミ合金板11が、ロール成形又はプレス成形により、翼断面形に成形される。そして、アルミ合金板11は、翼断面形に成形された後、そのアルミ合金板11の長辺11a同士が接着される。
 このような本第3実施形態によれば、第1実施形態と同様、中空構造のメインロータブレード5aが製造され得る。したがって、ラジコンヘリコプター1に適用可能なように軽量となり、しかもアルミ合金特有(金属特有)のリアル性(重量感や重厚感)が得られるメインロータブレード5aが提供され得る。
 以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術範囲内において種々の形態をとることができる。
 例えば、本発明は、模型回転翼航空機全般に適用できる。例えば、ジャイロプレーン、オートジャイロ、ジャイロダイン等における回転翼に適用することもできる。
 また、アルミ合金管10は円筒状のものに限られない。例えば断面が四角状かつ筒状のアルミ合金管からメインロータブレード5aが製造されるようにしても良い。また、場合によっては、断面が三角状かつ筒状のアルミ合金管からメインロータブレード5aが製造されるようにしても良い。その他、例えば断面が台形であっても良いし、通常入手し得るようなものであれば、材料として使用され得る。
 また、テールロータブレード6aもメインロータブレード5aと同様に翼断面形を有するものであり、本発明はテールロータブレード6aの製造にも適用することができる。
 また、上記実施形態のメインロータブレード5aにおいて、熱処理が施されるようにしても良い。熱処理により、例えば強度をより向上させることが可能である。
 また、上記実施形態のメインロータブレード5aにおいて、メッキ処理が施されるようにしても良い。メッキ処理により、例えば耐食性を向上させることができる。また、より滑らかで光沢のある仕上がり面を得ることができ、付加価値をつけることができる。また、仕上がり面を滑らかにできることから、回転時の翼回りの空気の流れが乱れてしまうようなことを防止でき、回転翼としての本来の機能を高めることができる。
 また、上記実施形態のメインロータブレード5aにおいて、表面を研磨したり、塗装を施したり、フィルムで表面を被覆したりするなどの処理を加えても良いことは勿論である。
 また、上記第1、第2実施形態において、長手方向の両端が閉じたような(内部が密閉されたような)アルミ合金管10を用いることも考えられる。この場合においては、加工の際にアルミ合金管10内部の空気が外部に抜けるように、アルミ合金管10の側面に微小の空気穴を設けておいてそのアルミ合金管10をメインロータブレード5aの形状に加工するようにしても良い。このようにすれば、内部の空気圧が過剰に上昇することが防止され、加工が容易になるとともに、内部からの過剰な空気圧によりメインロータブレード5aが変形してしまうようなことを防止することができる。ただ、内部の空気圧が上昇する場合のメリットも考えられる。この点については後述する。
 また、アルミ合金管10の側面に空気穴を設けることなくそのアルミ合金管10を低温下で加工することで、加工中に限ってはアルミ合金管10内部の空気圧の上昇を抑えるような方法も考えられる。このような方法によれば、加工中は内部の空気圧が過剰に上昇することが抑制され、加工が容易となる。尚、加工後、常温下に置いた場合には、低温から常温への温度上昇に伴って内部の空気圧が上昇することが考えられる。
 内部が密閉状態であるようなアルミ合金管10を用いるメリットとしては、以下のような点が考えられる。
 具体的には、アルミ合金管10がメインロータブレード5aの形状に塑性加工された際、そのメインロータブレード5a内部の体積が小さくなることで内部圧が上昇することが考えられる。この場合、メインロータブレード5aの内部から外部に向かって圧力がかかるため、メインロータブレード5aにおいて、外部からの不要な圧力に対する耐性を持たせることができる。つまり、メインロータブレード5aの製造後に、そのメインロータブレード5aを不要に変形させるような力が外部から加わったとしても、内部からの空気圧のおかげで、容易には変形しないようにすることができる。また、外部からの不要な力によって仮にメインロータブレード5aの一部がへこんでしまったような場合でも、内部からの空気圧が復帰力として働き、へこんだ部分が元の正常な形状に戻るようなことも考えられる。尚、この場合においても、メインロータブレード5aについて、熱処理やメッキ処理などを施しても良い。また、表面を研磨したり、塗装を施したり、フィルムで表面を被覆したりするなどの処理を加えても良い。
 また、上記実施形態において、メインロータブレード5aの製造後に、そのメインロータブレード5aの長手方向の両端をふさぐなどして中空部分を密閉構造としつつ、かつその中空部分の空気圧を高めるような工程を加えても良い。

Claims (6)

  1.  模型回転翼航空機の回転翼であって、
     細長円筒状で所望の寸法のアルミ合金管が、そのアルミ合金管を送り出すための送り装置により送り出されるとともに対向する二方向から圧力が加えられてロール成形されたものであって、前記アルミ合金管が、長手方向の一端から見た断面が翼断面形を有するとともに内部に一体的な中空構造が形成されるように前記ロール成形されたものであることを特徴とする回転翼。
  2.  模型回転翼航空機の回転翼であって、
     細長円筒状で所望の寸法のアルミ合金管が、長手方向の一端から見た断面が翼断面形を有するとともに内部に一体的な中空構造が形成されるように、金型によりプレス成形されてなるものであることを特徴とする回転翼。
  3.  請求項1又は請求項2に記載の回転翼であって、
     長手方向の両端が閉じた構造を有する前記アルミ合金管から形成されたものであることを特徴とする回転翼。
  4.  模型回転翼航空機の回転翼の製造方法であって、
     細長円筒状で所望の寸法のアルミ合金管を、長手方向の一端から見た断面が翼断面形を有するとともに内部に一体的な中空構造が形成されるように、そのアルミ合金管を送り出すための送り装置により送り出すとともにそのアルミ合金管に対し対向する二方向から圧力を加えるロール成形により前記回転翼となすことを特徴とする製造方法。
  5.  模型回転翼航空機の回転翼の製造方法であって、
     細長円筒状で所望の寸法のアルミ合金管を、長手方向の一端から見た断面が翼断面形を有するとともに内部に一体的な中空構造が形成されるように、金型によりプレス成形して前記回転翼となすことを特徴とする製造方法。
  6.  請求項4又は請求項5に記載の製造方法であって、
     前記アルミ合金管として長手方向の両端が閉じた構造を有するアルミ合金管を用いて前記回転翼を形成することを特徴とする製造方法。
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