(57)【要約】【課題】ロール舵、ピッチ舵、ヨー舵を合成せずに独立して操舵を可能とし、モータの数を低減させることが可能な飛しょう体の操舵装置を提供する。【解決手段】各操舵翼が前部操舵翼と後部操舵翼とを備える。ロール方向の舵角制御をロール制御用駆動部１０３Ｒが前部操舵翼を回動させることにより行う。ピッチ方向の舵角制御をピッチ制御用駆動部１０３Ｐが操舵翼Ｙ１後部１０５Ｒと操舵翼Ｙ２後部１０６Ｒとを回動させることにより行う。ヨー方向の舵角制御をヨー制御用駆動部１０３Ｙが操舵翼Ｚ１後部１０７Ｒと操舵翼Ｚ２後部１０８Ｒとを回動させることにより行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を発生させるロール制御用駆動部と、前記ロール制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するロールギアと、前記ロールギアからの駆動力を受けて機体中心から見て同方向に回動する複数のロール操舵翼と、
駆動力を発生させるピッチ制御用駆動部と、前記ピッチ制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するピッチギアと、前記ピッチギアからの駆動力を受けて機体中心から見て逆方向に回動する複数のピッチ操舵翼と、
駆動力を発生させるヨー制御用駆動部と、前記ヨー制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するヨーギアと、前記ヨーギアからの駆動力を受けて機体中心から見て逆方向に回動する複数のヨー操舵翼と、
を備える操舵装置。
【請求項２】
前記ピッチ操舵翼が前記ロール操舵翼と回動可能に連結され、前記ヨー操舵翼が前記ロール操舵翼と回動可能に連結されていることを特徴とする請求項１記載の操舵装置。
【請求項３】
機体の姿勢変化を機体レートとして検出するレートセンサと、
前記機体レートに基づいて操舵信号を生成する飛しょう制御回路と、をさらに備え、
前記飛しょう制御回路が、
ロール方向の操舵信号のみをロール制御用駆動部に、
ピッチ方向の操舵信号のみをピッチ制御用駆動部に、
ヨー方向の操舵信号のみをヨー制御用駆動部に、それぞれ出力することを特徴とする請求項１記載の操舵装置。
【請求項４】
機体の姿勢変化を機体レートとして検出するレートセンサと、
前記機体レートに基づいて操舵信号を生成する飛しょう制御回路と、
前記操舵信号に基づいて駆動力を発生させるロール制御用駆動部と、前記ロール制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するロールギアと、前記ロールギアからの駆動力を受けて機体中心から見て同方向に回動する複数のロール操舵翼と、
前記操舵信号に基づいて駆動力を発生させるピッチ制御用駆動部と、前記ピッチ制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するピッチギアと、前記ピッチギアからの駆動力を受けて機体中心から見て逆方向に回動する複数のピッチ操舵翼と、
前記操舵信号に基づいて駆動力を発生させるヨー制御用駆動部と、前記ヨー制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するヨーギアと、前記ヨーギアからの駆動力を受けて機体中心から見て逆方向に回動する複数のヨー操舵翼と、
を備える操舵装置と、
を備える飛しょう体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛しょう体の操舵装置に関し、特にロール舵、ピッチ舵、ヨー舵を合成せずに独立して操舵を可能とし、モータの数を低減させることが可能な飛しょう体の操舵翼の駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスキッド・トゥ・ターンの飛しょう体における操舵方法は、ロール舵、ピッチ舵、ヨー舵を合成した操舵量を４枚の操舵翼に振り分け、各操舵翼を独立して操舵していた（例えば特許文献１、図４）。
【特許文献１】特開２００７−２４００１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このため、操舵翼が４枚ある場合操舵翼毎に合計４つの駆動部が必要であり、飛しょう体の重量を増加させる原因となっていた。
【０００４】
また、ロール、ピッチ、ヨーの操舵装置に対する操舵量の要求が異なる場合であってもより高い応答性能が要求される操舵方向に合わせて操舵装置の性能をそろえる必要があり、俊敏な操舵が妨げられるという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、ロール舵、ピッチ舵、ヨー舵を合成せずに独立して操舵を可能とし、モータの数を低減させることが可能な飛しょう体の操舵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために本発明は、駆動力を発生させるロール制御用駆動部と、ロール制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するロールギアと、ロールギアからの駆動力を受けて機体中心から見て同方向に回動する複数のロール操舵翼と、駆動力を発生させるピッチ制御用駆動部と、ピッチ制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するピッチギアと、ピッチギアからの駆動力を受けて機体中心から見て逆方向に回動する複数のピッチ操舵翼と、駆動力を発生させるヨー制御用駆動部と、ヨー制御用駆動部からの駆動力を受けてこの駆動力を伝達するヨーギアと、ヨーギアからの駆動力を受けて機体中心から見て逆方向に回動する複数のヨー操舵翼と、を備える操舵装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、俊敏な舵角制御が可能となり、機体の重量を低減させることが可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明による操舵装置の一実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は操舵装置１０９の概要を示した構成図である。図１に示すように、レートセンサ１０１の出力が飛しょう制御回路１０２に出力され、飛しょう制御回路１０２の出力に従って操舵装置１０９が駆動する。
【０００９】
操舵翼Ｙ１（１０５）はヒンジにより回動可能に結合された操舵翼Ｙ１前部１０５Ｆと操舵翼Ｙ１後部１０５Ｒとを備える。操舵翼Ｙ２（１０６）はヒンジにより回動可能に結合された操舵翼Ｙ２前部１０６Ｆと操舵翼Ｙ２後部１０６Ｒとを備える。操舵翼Ｙ１（１０５）と操舵翼Ｙ２（１０６）とは機体を挟んで対向する位置に配置される。
【００１０】
操舵翼Ｚ１（１０７）はヒンジにより回動可能に結合された操舵翼Ｚ１前部１０７Ｆと操舵翼Ｚ１後部１０７Ｒとを備える。操舵翼Ｚ２（１０８）はヒンジにより回動可能に結合された操舵翼Ｚ２前部１０８Ｆと操舵翼Ｚ２後部１０８Ｒとを備える。操舵翼Ｚ１（１０７）と操舵翼Ｚ２（１０８）とは機体を挟んで対向する位置に配置される。
【００１１】
ロールレートセンサ１０１Ｒはロール方向の機体の姿勢変化を示す機体レートをロール制御回路１０２Ｒに出力する。ロール制御回路１０２Ｒはロール操舵信号を生成し、例えばモータから構成されるロール制御用駆動部１０３Ｒに出力する。ロール制御用駆動部１０３Ｒはロール操舵信号に従ってロールギア（以下、Ｒギアと呼ぶ。）１０４Ｒを回転させる。Ｒギア１０４Ｒは操舵翼Ｙ１前部１０５Ｆと操舵翼Ｙ２前部１０６Ｆと操舵翼Ｚ１前部１０７Ｆと操舵翼Ｚ２前部１０８Ｆとを、それぞれ機体中心から見て同方向に回動させる。操舵翼Ｙ１前部１０５Ｆと操舵翼Ｙ２前部１０６Ｆと操舵翼Ｚ１前部１０７Ｆと操舵翼Ｚ２前部１０８Ｆとをロール操舵翼と呼ぶ。
【００１２】
ピッチレートセンサ１０１Ｐはピッチ方向の機体の姿勢変化を示す機体レートをピッチ制御回路１０２Ｐに出力する。ピッチ制御回路１０２Ｐはピッチ操舵信号を生成し、例えばモータから構成されるピッチ制御用駆動部１０３Ｐに出力する。ピッチ制御用駆動部１０３Ｐはピッチ操舵信号に従ってピッチギア（以下、Ｐギアと呼ぶ。）１０４Ｐを回転させる。Ｐギア１０４Ｐは操舵翼Ｙ１後部１０５Ｒと操舵翼Ｙ２後部１０６Ｒとを、それぞれ機体中心から見て逆方向に回動させる。操舵翼Ｙ１後部１０５Ｒと操舵翼Ｙ２後部１０６Ｒとをピッチ操舵翼と呼ぶ。
【００１３】
ヨーレートセンサ１０１Ｙはヨー方向の機体の姿勢変化を示す機体レートをヨー制御回路１０２Ｙに出力する。ヨー制御回路１０２Ｙはヨー操舵信号を生成し、例えばモータから構成されるヨー制御用駆動部１０３Ｙに出力する。ヨー制御用駆動部１０３Ｙはヨー操舵信号に従ってヨーギア（以下、Ｙギアと呼ぶ。）１０４Ｙを回転させる。Ｙギア１０４Ｙは操舵翼Ｚ１後部１０７Ｒと操舵翼Ｚ２後部１０８Ｒとを、それぞれ機体中心から見て逆方向に回動させる。操舵翼Ｚ１後部１０７Ｒと操舵翼Ｚ２後部１０８Ｒとをヨー操舵翼と呼ぶ。
【００１４】
図２は操舵装置１０９を前方から見た図である。図３は操舵装置１０９を図２矢印Ｘの方向から見た図である。図４は操舵装置１０９を図２矢印Ｙの方向から見た図である。図５は操舵装置１０９の分解斜視図である。
【００１５】
図２乃至図５に示すように、操舵翼Ｙ１後部１０５Ｒと操舵翼Ｙ２後部１０６ＲとはＹロッド３０１により結合されている。Ｙロッド３０１はＰギア１０４Ｐを介してピッチ制御用駆動部１０３Ｐによって回転される。このＹロッド３０１の回転により機体中心から見て操舵翼Ｙ１後部１０５Ｒと操舵翼Ｙ２後部１０６Ｒとがそれぞれ逆方向に回動する。
【００１６】
操舵翼Ｚ１後部１０７Ｒと操舵翼Ｚ２後部１０８ＲとはＺロッド３０２により結合されている。Ｚロッド３０２はＹギア１０４Ｙを介してヨー制御用駆動部１０３Ｙによって回転される。このＺロッド３０２の回転により機体中心から見て操舵翼Ｚ１後部１０７Ｒと操舵翼Ｚ２後部１０８Ｒとがそれぞれ逆方向に回動する。
【００１７】
Ｒギア１０４Ｒは、傘歯歯車を有するＹ１傘歯ロッド３０４と傘歯歯車を有するＹ１駆動ロッド３０３を介して操舵翼Ｙ１前部１０５Ｆを回動させる。Ｒギア１０４Ｒは、傘歯歯車を有するＹ２傘歯ロッド３０６と傘歯歯車を有するＹ２駆動ロッド３０５を介して操舵翼Ｙ２前部１０６Ｆを回動させる。
【００１８】
Ｒギア１０４Ｒは、傘歯歯車を有するＺ１傘歯ロッド４０４と傘歯歯車を有するＺ１駆動ロッド４０３を介して操舵翼Ｚ１前部１０７Ｆを回動させる。Ｒギア１０４Ｒは、傘歯歯車を有するＺ２傘歯ロッド４０６と傘歯歯車を有するＺ２駆動ロッド４０５を介して操舵翼Ｚ２前部１０８Ｆを回動させる。
【００１９】
図６は操舵装置１０９のピッチ舵を示す図である。図６（ａ）は機体後方から、図６（ｂ）は機体側面操舵翼Ｙ２（１０６）方向から見た図である。ピッチ舵の場合、操舵装置１０９は操舵翼Ｙ１後部１０５Ｒと操舵翼Ｙ２後部１０６Ｒとを−Ｚ方向に回動させる。この回動により、矢印Ａ方向の揚力が生じピッチ方向に飛しょう体が旋回する。
【００２０】
図７は操舵装置１０９のヨー舵を示す図である。図７（ａ）は機体後方から、図７（ｂ）は機体側面操舵翼Ｙ２（１０６）方向から見た図である。ヨー舵の場合、操舵装置１０９は操舵翼Ｚ１後部１０７Ｒと操舵翼Ｚ２後部１０８Ｒとを−Ｙ方向に回動させる。この回動により、矢印Ａ方向及び黒丸手前方向の揚力が生じヨー方向に飛しょう体が旋回する。
【００２１】
図８は操舵装置１０９のロール舵を示す図である。図８（ａ）は機体後方から、図８（ｂ）は機体側面操舵翼Ｙ２（１０６）方向から見た図である。ロール舵の場合、操舵装置１０９は操舵翼Ｙ１前部１０５Ｆと操舵翼Ｙ２前部１０６Ｆと操舵翼Ｚ１前部１０７Ｆと操舵翼Ｚ２前部１０８Ｆとをそれぞれ時計回り方向に回動させる。この回動により、図８（ａ）の矢印Ａ方向に揚力が生じる。図８（ｂ）においては、操舵翼Ｙ１前部１０５Ｆには矢印Ｂ方向の、操舵翼Ｙ２前部１０６Ｆには矢印Ｂ方向の、操舵翼Ｚ１前部１０７Ｆには黒丸手前方向の、操舵翼Ｚ２前部１０８Ｆには白丸向方向の揚力がそれぞれ生じ、機体がロール方向に回転する。
【００２２】
図９は従来の操舵装置における舵角制御を示す図である。図９（ｂ）乃至図９（ｅ）は図９（ａ）におけるＹ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｚ２の各方向から見た操舵翼を示す図である。例えば、ロール舵とピッチ舵とヨー舵とを同時に切る場合、操舵翼Ｙ１においてはロール角σＲ＋ピッチ角σＰ、操舵翼Ｙ２においてはσＲ−σＰ、操舵翼Ｚ１においてはヨー角σＹ＋σＲ、操舵翼Ｚ２においては−σＹ＋σＲとなり、すべて異なってしまう。このため、操舵翼を駆動させるモータを４つ備える必要があった。
【００２３】
図１０は操舵装置１０９における舵角制御を示す図である。図１０（ｂ）乃至図１０（ｅ）は図１０（ａ）におけるＹ１、Ｙ２、Ｚ１、Ｚ２の各方向から見た操舵翼を示す図である。例えば、ロール舵とピッチ舵とヨー舵とを同時に切る場合、ロール制御用駆動部１０３Ｒが操舵翼Ｙ１前部１０５Ｆと操舵翼Ｙ２前部１０６Ｆと操舵翼Ｚ１前部１０７Ｆと操舵翼Ｚ２前部１０８Ｆとを機体中心から見て同方向にσＲ回動させる。また、ピッチ制御用駆動部１０３Ｐは操舵翼Ｙ１後部１０５Ｒと操舵翼Ｙ２後部１０６Ｒとを機体中心から見て逆方向にσＰ回動させる。そして、ヨー制御用駆動部１０３Ｙは操舵翼Ｚ１後部１０７Ｒと操舵翼Ｚ２後部１０８Ｒとを機体中心から見て逆方向にσＹ回動させる。このため、操舵翼を駆動させるモータは３つで済む。
【００２４】
以上述べたように、本実施形態の操舵装置１０９は各操舵翼が前部操舵翼と後部操舵翼とを備え、ロール方向の舵角制御をロール制御用駆動部１０３Ｒが前部操舵翼を回動させることにより行う。
【００２５】
このため、俊敏な舵角制御が可能となり、機体の重量を低減させることが可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】操舵装置１０９の概要を示した構成図である。
【図２】操舵装置１０９を前方から見た図である。
【図３】操舵装置１０９を図２矢印Ｘの方向から見た図である。
【図４】操舵装置１０９を図２矢印Ｙの方向から見た図である。
【図５】操舵装置１０９の分解斜視図である。
【図６】操舵装置１０９のピッチ舵を示す図である。
【図７】操舵装置１０９のヨー舵を示す図である。
【図８】操舵装置１０９のロール舵を示す図である。
【図９】従来の操舵装置における舵角制御を示す図である。
【図１０】操舵装置１０９における舵角制御を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０３Ｒ：ロール制御用駆動部、
１０３Ｐ：ピッチ制御用駆動部、
１０３Ｙ：ヨー制御用駆動部、
１０４Ｒ：Ｒギア、
１０４Ｐ：Ｐギア、
１０４Ｙ：Ｙギア、
１０５：操舵翼Ｙ１、
１０６：操舵翼Ｙ２、
１０７：操舵翼Ｚ１、
１０８：操舵翼Ｚ２、
１０９：操舵装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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