(57)【要約】  シングルロータ式のＲ／Ｃヘリをインドア用に小型且つ軽量に構成する場合にその飛行動作を安定させて操作性を向上させる。  メインマストにロータヘッドを支持するセンターハブを上側センターハブと下側センターハブとに分割し、それぞれメインマストの軸廻りで固定角度を適宜に設定自在に構成する。スワッシュプレートからの操作入力に対し、出力となるメインロータの位相角が鋭角となり、メインロータとスタビライザーとが鋭角の位相差を保って回転するように取り付ける。
2009004705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スワッシュプレートからの操作入力に対し、出力となるメインロータの位相角が鋭角となることに対応させて、メインロータとスタビライザーとが鋭角の位相差を保って回転するように取り付けられた構成を有することを特徴とするシングルロータ式遠隔操縦ヘリコプタのロータヘッド。
【請求項２】
メインマストにロータヘッドを支持するセンターハブを上側センターハブと下側センターハブとに分割するとともに、それぞれメインマストの軸廻りで固定角度を適宜に設定自在に構成し、上下のセンターハブにメインロータとスタビライザーがそれぞれ取り付けられた構成を有する請求項１に記載の遠隔操縦ヘリコプタのロータヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のロータヘッドを備えた遠隔操縦ヘリコプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有線による遠隔制御（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）又は無線による遠隔制御（Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）により飛行する遠隔操縦ヘリコプタ（以下、Ｒ／Ｃヘリと総称する）のロータヘッドに係り、ベル式、ヒラー式又はベルヒラー式によりメインロータの回転面を傾斜させるように構成されたシングルロータ式のＲ／Ｃヘリに好適なロータヘッドの機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｒ／Ｃヘリは、迎え角が付いたメインロータブレードを回転させて揚力を生じさせるとともに、メインマストの根元部分に取り付けられたスワッシュプレートからリンク機構を介して、メインロータブレードの抑え角を変化させ、揚力の変化を利用してロータの回転面を傾けることで傾斜方向への推力を生じさせて飛行する。【０００３】
このようなメインロータブレードのピッチ角を制御する方式として、スワッシュプレートからリンク機構を介して直接的にブレードを傾動させるベル式と、スワッシュプレートからリンク機構を介してスタビライザーブレードを傾動させ、スタビライザーブレードが傾動することにより生じる揚力バランスの変化をメインロータブレードに伝達してピッチ角を変化させるヒラー式とがある。Ｒ／Ｃヘリでは、両方式を組み合わせたベルヒラー式制御によって良好な操舵の応答性が得られることから、ベルヒラー式が広く一般に用いられている（例えば特許文献１、２参照）。【０００４】
スワッシュプレートの傾動動作によってメインロータの回転面がスワッシュプレートと同じ方向に傾くように制御されるのは、回転する物体に力を加えると９０度回転が進んだ方向にその力の効果が現れるジャイロプリセッションが働くためである。このジャイロプリセッション効果により、メインロータとスタビライザーを機体に加わる外的応力を制御するように機能させ、飛行動作を安定させるために、ベルヒラー式のＲ／Ｃヘリでは、操作入力に対する出力の位相差を９０度とし、スタビライザーとメインロータを互いに直交する配置に設けてある。【０００５】
【特許文献１】実公平６−７７５１号公報
【特許文献２】特開２００３−１０３０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近時、室内のリビングなどでＲ／Ｃヘリの飛行操縦を楽しむための用途として、機体重量が４００ｇ以下のインドア用ヘリの需要が増大している。
市販されているベルヒラー制御方式のＲ／Ｃヘリは、機体の全長が略１ｍ、重さが３ｋｇ程度のものから、全長が２ｍを超える大きさのものまで種々のタイプがあるが、何れのタイプも屋外で飛行操縦を楽しむ用途に作られたものであり、インドア用ヘリの開発を望むニーズも大きい。【０００７】
このようなニーズに対応するべく、従来からあるベルヒラー式のＲ／Ｃヘリをスケールダウンし、機体を小型且つ軽量にすれば、室内で飛行動作が可能なヘリを構成することは可能である。
しかし、インドア用として機体を小型且つ軽量にした場合、飛行動作が安定せず、操作が極めて難しくなるという問題があった。離陸からホバリングまでの単純な操作でも、屋外用の大型機を操作する以上の高度な操作技術を必要とし、また、機体を前後又は側進飛行させようと送信機（プロポ）の操作スティックを操作すると飛行姿勢が崩れたり機体がぶれたりし、これを安定させようと舵を打つと操作方向に機体が大きく揺れる挙動を示し、機体を所望の方向へスムーズに飛行させることはできなかった。【０００８】
このような機体の挙動に対し、メインロータのブレードやスタビライザーのブレードの形状を変え、或いはロータヘッドのベルヒラー率を精密に調整することにより機体の自立安定性を改善することができるものの、このような調整を行ったとしても、機体を所望の方向へ移動させる操作、つまりスワッシュプレートを傾動させてメインロータの回転面を変化させる操作を行った場合に、所望の方向へ正確且つ安定的に機体を飛行させることはできず、飛行姿勢が崩れる事態が必ず生じて、従来の屋外用Ｒ／Ｃヘリのような操作性は得られなかった。【０００９】
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、Ｒ／Ｃヘリを小型に構成する場合に、その飛行動作を安定させて操作性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため本発明のロータヘッドは、シングルロータ式Ｒ／Ｃヘリのロータヘッドであり、スワッシュプレートからの操作入力に対し、出力となるメインロータの位相角が鋭角となることに対応させて、メインロータとスタビライザーとが鋭角の位相差を保って回転するように取り付けられた構成を有することを特徴とする。【００１１】
前記構成において、メインマストにロータヘッドを支持するセンターハブを上側センターハブと下側センターハブとに分割するとともに、それぞれメインマストの軸廻りで固定角度、つまりメインマストに対する固定位置を適宜に設定自在に構成し、上下のセンターハブにメインロータとスタビライザーをそれぞれ取り付けることが好ましい。
また、本発明のＲ／Ｃヘリは前記構成のロータヘッドを備えていることを特徴とする。【００１２】
室内で飛行可能に構成されたインドア用のＲ／Ｃヘリは、ベルヒラー式Ｒ／Ｃヘリに限らず、その操縦が極めて難しいことが知られており、操縦が困難なことの要因の一つとして、インドア用ヘリは軽量なため、室内のごく弱い風でも飛行動作に影響を与えることが挙げられる。
そのため、従来は、インドア用ヘリの飛行動作が不安定となるのは、機体が軽量であることに全てが起因し、インドア用のために機体の重量を大きくすることができない以上これを防ぐことはできず、飛行動作を安定させるには、機体のベルヒラー率その他の調整箇所や送信機から出力される制御信号の特性などを精密に調整し、且つ送信機を操作する者の操作技量を高める以外に方法はないと考えられていたのが実状である。【００１３】
本発明者は、インドア用として小型に構成したＲ／Ｃヘリの飛行動作を安定させるための方法について鋭意研究を重ねた結果、メインロータブレードを軽量な材料を用いて成形するなどしてメインロータが軽量化された場合に、ジャイロプリセッション効果が通常とは異なる位置に現れることを見出し、前記構成のＲ／Ｃヘリを発明するに至ったものである。【００１４】
すなわち、屋外用のＲ／Ｃヘリのように、メインロータブレードが木製やＦＲＰ製で高剛性且つ大重量の場合は、ジャイロプリセッションは入力に対して９０度遅れて現れ、これを利用してメインロータの進行方向に対して９０度進んだところで舵を入力、つまり９０度進んだ位置でスワッシュプレートを傾動させてメインロータのピッチ角を変化させるようになっている。
これに対して、インドア用に小型化したＲ／Ｃヘリに発泡スチロールなどのプラスチックを材料とする軽量なメインロータブレードを取り付けた場合に、そのジャイロプリセッションが現れる位置を試行錯誤を重ねて確認したところ、ジャイロプリセッションは入力に対して９０度よりも小さな範囲で現れることが判明した。【００１５】
かかる知見に基づき、前記インドア用として小型に構成されたベルヒラー式Ｒ／Ｃヘリのロータヘッドを、操作入力に対して出力となるメインロータの位相角を９０度よりも小さな鋭角となるように調整し、つまりメインマストに対してメインロータの取り付け位置をメインマスト廻りで適宜な角度進めた配置として、メインロータとスタビライザーとが鋭角の位相差を保って回転するように構成した。
そして、このロータヘッドを備えたＲ／Ｃヘリを飛行させたところ、機体はぶれることなく安定した飛行姿勢を保ち、飛行方向を変えても飛行姿勢が崩れることなく、機体の挙動も安定して所望の方向へスムーズに飛行させることができ、操作性が飛躍的に向上することが確認できた。
これは、ベルヒラー制御方式のＲ／Ｃヘリは、サイクリックピッチコントロールによりロータの回転面を変化させ、また、メインマストの上部でシーソー運動するスタビライザーによってもロータの回転面を変化させているが、メインロータの位置を適宜な角度進めて、スタビライザーとの位相差が鋭角となるように配置することで、これらロータの回転面の変化によって実際にジャイロプリセッションが機体に及ぼす力の方向と、機体を制御すべき方向とが一致し、前記メインロータの配置が理にかなっているからだと考えられる。【００１６】
本発明によれば、小型且つ軽量に構成されたＲ／Ｃヘリのロータヘッドを、スワッシュプレートからの操作入力に対するメインロータの位相角を９０度ではなく鋭角の範囲に調整し、これに対応させて、メインロータとスタビライザーの回転の位相角も鋭角に設定した構成とすることで、Ｒ／Ｃヘリの飛行動作を安定させ、操作性を飛躍的に向上させることができる。
従って、インドア用ヘリの操縦が困難であったとの従来の問題点を解消し、機体や送信機の諸設定箇所を精密に調整しなくとも、また、操作技量が未熟な者でも、室内でのＲ／Ｃヘリの操縦を手軽に楽しむことが可能となる。【００１７】
なお、本発明者の実験によれば、メインロータとスタビライザーの回転の位相差は、メインロータブレードの重さや寸法、機体の総重量などＲ／Ｃヘリの構成によって範囲が異なることを確認している。そのため、飛行を安定させるのに最適な位相差（角度）はＲ／Ｃヘリの構成に応じて適宜に調整し設定する必要がある。何れにしても、メインロータブレードが軽量な場合、ジャイロプリセッションは入力に対して９０度よりも小さな角度で遅れて現れ、飛行動作を安定させるためには、メインロータとスタビライザーの回転の位相差が鋭角に保たれるように構成する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態のＲ／Ｃヘリのロータヘッドとスワッシュリンケージを構成する機構の斜視図である。
【図２】図１の機構の構成部材の展開斜視図である。
【図３】図２におけるスワシュプレート廻りの構成部材の展開拡大図である。
【図４】図２におけるメインロータ廻りの構成部材の展開拡大図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれメインロータとメインマストの連結部の要部拡大縦断面図と横断面図である。
【図６】図２におけるスタビライザー廻りの構成部材の展開拡大図である。
【図７】図１に示した機構の平面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  メインマスト、２  スワッシュプレート、２１  固定スワッシュ、２２  回転スワッシュ、３  ロータヘッド、４  メインロータ、４１  ヨーク、４２  ブレードホルダー、４３  メインロータブレード、５  スタビライザー、５１  スタビライザーバー、５２  スタビライザーブレード、６  ウォッシュアウトブロック、７  センターハブ、７１  上側センターハブ、７２  下側センターハブ、９  エレベータレバー、１０  ウォッシュアームコントロール、１２  シーソー  １３  スタビライザーコントロールロッド、１４  ミキシングアーム、１５  ミキシングアームロッド、ＥＳ  エレベータサーボ、ＡＳ  エルロンサーボ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の好適な一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明のＲ／Ｃヘリのロータヘッドとスワッシュリンケージを構成する機構の斜視図、図２は図１の機構の構成部材の展開斜視図、図３はスワシュプレート廻りの構成部材の展開拡大図、図４はメインロータ廻りの構成部材の展開拡大図、図５はメインロータとメインマストの連結部の要部拡大断面図、図６はスタビライザー廻りの構成部材の展開拡大図、図７は図１に示した機構の平面図である。
各図において符号１はメインマスト、２はスワッシュプレート、３はメインロータ４とスタビライザー５からなるロータヘッド、ＥＳはエレベータサーボ、ＡＳはエルロンサーボをそれぞれ示している。【００２１】
図示した形態は、ベルヒラー制御方式によりメインロータブレードのピッチ角が制御されるように構成されていて、インドア用として機体が軽量且つ小型に構成されたＲ／Ｃヘリに本発明を適用したものである。
なお、以下の説明では記載を省略するが、Ｒ／Ｃヘリのメインフレームやテールロータ、前後ロータを駆動するモータ、操舵信号の受信装置など、Ｒ／Ｃヘリを構成する他の部材は従来公知のものを用いることが可能である。【００２２】
メインマスト１は、その上部を図示されない機体フレームの上方へ突出させ、その下部を機体内部に装備したモータの駆動軸にギアを介して連結させて、前記モータの駆動により回転するように取り付けてある。メインマスト１の上部外周には円筒形のウォッシュアウトブロック６が装着され、また、上端にはロータヘッド３を支持するセンターハブ７が装着されて、それぞれメインマスト１と一体に回転し得るように固着してある。【００２３】
センターハブ７は、図２に示されるように、メインマスト１の上端に固定される上側センターハブ７１とそれよりも下側のメインマスト１の外周面に固定される下側センターハブ７２とに分割した構造となっており、それぞれ上側センターハブ７１に後述するシーソー１２とスタビライザー５が取り付けられ、下側センターハブ７２にメインロータ４が取り付けられるようになっている。
そして、上下のセンターハブ７１、７２は、メインマスト１の軸廻りで固定角度、つまりメインマスト１に対する固定位置を適宜に設定自在となっており、これによりメインマスト１の軸廻りのメインロータ４とスタビライザー５の交差角度、つまり両部材の回転の位相差を適宜な角度に設定できるように設けてある。なお、後述するように本形態では前記位相差を略４５度に設定してある。【００２４】
スワッシュプレート２は、図３に示されるように、外周三方にピボット２１ａ、２１ｂを突出させた固定スワッシュ２１の上側に、軸受け（図示せず）を介して、外周四方にピボット２２ａ、２２ｂを突出させた回転スワッシュ２２を回転自在に支持して構成されている。
スワッシュプレート２は、その中央に形成された開口にメインマスト１を通し、当該マストを中心としてマストと直交する方向の軸廻りで傾動自在に取り付けてある。
すなわち、スワッシュプレート２の下側には、エレベータサーボＥＳのサーボホーンとロッド８ａを介して連結した横長枠状のエレベータレバー９が配され、このエレベータレバー９の傾動自在な両端部９ａ、９ａを固定スワッシュ２１の外周対向位置のピボット２１ａ、２１ａにそれぞれ接続してある。エレベータレバー９は、その中央部９ｂ、９ｂが図示されないメインフレームに回転自在に留め付けてある。また、固定スワッシュ２１の前記対向位置の両ピボット２１ａとは９０度ずれた位置の他のピボット２１ｂにはロッド８ｂを介してエルロンサーボＡＳのサーボホーンを接続してある。さらに、スワッシュプレート２の直ぐ上でメインマスト１に固着されたウォッシュアウトブロック６の両側にはウォッシュコントロールアーム１０、１０が配され、両アームの中央部１０ａ、１０ａをウォッシュアウトブロック６の外周部６１に回転自在に留め付けてあるとともに、両アームの回転自在なアーム端部１０ｂ、１０ｂを、回転スワッシュ２２の対向位置のピボット２２ａ、２２ａにそれぞれ回転自在に連結してある。
そして、エレベータサーボＥＳを駆動してサーボホーンに連結したロッド８ａを昇降作動させると、エレベータレバー９の中央部９ｂ、９ｂを中心として、エレベータレバー９の両端の一方が上昇、他方が下降し、これにより固定スワッシュ２１と回転スワッシュ２２とがエレベータレバー９と平行にメインマスト１の廻りで傾動するようになっている。
また、エルロンサーボＡＳを駆動してサーボホーンに連結したロッド８ｂを昇降作動させると、固定スワッシュ２１のピボット２１ａ、２１ａを結ぶ線分を軸として、当該固定スワッシュ２１のロッド８ｂが接続したピボット２１ｂ側の端部とこれと対向する側の端部が互いに上昇又は下降して、固定スワッシュ２１及び回転スワッシュ２２がメインマスト１の廻りで傾動するようになっている。【００２５】
メインロータ４とスタビライザー５からなるロータヘッド３は、スワッシュプレート２より上方で、メインマスト１に固定されたセンターハブ７によりメインマスト１と一体に回転し得るように取り付けられており、後述するウォッシュコントロールアーム１０やミキシングアームロッド１５などのリンケージを介してスワッシュプレート２と接続し、スワッシュプレート２の傾動動作に伴って、メインロータ４及びスタビライザー５のピッチ角が変化するように取り付けてある。【００２６】
メインロータ４は、発泡ポリスチレン製のメインロータブレード４３を用いるなどして全体が軽量に形成されており、図２及び図４に示されるように、前後にピボット４１ａ、４１ａを突出させてなるヨーク４１と、ヨーク４１の両側に固定される上下一対のブレードホルダー４２、４２と、ブレードホルダー４２、４２で元端部を上下両面から挟み込みボルトを貫通させて所定のピッチ角でヨーク４１の両側に一体に取り付けられるメインロータブレード４３、４３とにより構成されている。
メインロータ４は、メインマスト１に固着した下側センターハブ７２の上半部外周にヨーク４１を取り付けて、メインマスト１と一体に回転しつつヨーク４１をメインマスト１と直交する軸方向の周りに傾動させてメインロータ４全体を適宜に傾けることにより、メインロータブレード４３、４３のピッチ角を変化させることができるように取り付けてある。
詳しくは、図５に示されるように、ヨーク４１は、下側センターハブ７２の外周に装着した状態で、ヨーク４１の対向内周面からピン１１、１１を突出させて下側センターハブ７２の外周面に回転自在に留め付けてあり、また、ヨーク４１のピボット４１ａ、４１ａには後述するピッチロッド１６、１６の一端が回転自在に連結してある。そして、同図（Ｂ）に示されるように、ピッチロッド１６、１６によりピボット４１ａ、４１ａが上下に変位操作されると、メインロータ４全体がピン１１、１１を支点として下側センターハブ７２廻りで矢符Ｒａ方向へ傾動し、メインマスト１に対するメインロータブレード４３、４３のピッチ角が変化するようになっている。【００２７】
スタビライザー５は、図２及び図６に示されるように、中央を枠状の開口部５１ａとしたスタビライザーバー５１の両側にスラビライザーブレード５２、５２を一体に取り付けて構成されている。
スタビライザー５は、メインマスト１の上端に固着した上側センターハブ７１にシーソー１２を介して前記開口部５１ａを支持させて、前記メインロータ４とは略４５度の位相差を保ってメインマスト１と一体に回転するように取り付けてある。
詳しくは、メインマスト１の上端には上部にＵ字形に屈曲した上側センターハブ７１が固着してあり、この上側センターハブ７１のＵ字屈曲部内に設けた軸部７１ａ、７１ａにシーソー１２の中央部１２ａを回転自在に軸止してある。この上側センターハブ７１は、下側センターハブ７２とはメインマスト１の軸周りで角度をずらして固定してあり、軸部７１ａ、７１ａを結ぶ軸線を、メインロータ３を下側センターハブ７２に回転自在に軸止する両ピン１１、１１を結ぶ軸線上に投影すると、両軸線が略４５度の角度で交差し、上下のセンターハブ７１、７２に取り付けたメインロータ４とスタビライザー５とが略４５度の位相差で回転するように設けてある。
スタビライザー５は、上側センターハブ７１に回転自在に支持されたシーソー１２の両端１２ｂ、１２ｂに、スタビライザーバー５１の開口部５１ａ内に設けた軸受け５１ｂ、５１ｂを図示されないピンで回転自在に留め付けてあり、図６に示されるように、シーソー１２と一体に上側センターハブ７１の軸部７１ａ、７１ａを支点としてスタビライザー５全体が矢符Ｓａ方向に沿ってシーソー動作するとともに、軸受け部５１ｂ、５１ｂを結ぶ線を軸としてスラビライザーブレード５２、５２を矢符Ｓｂ方向に沿って傾動させることができるように取り付けてある。【００２８】
また、スタビライザーバー５１の開口部５１ａの両側内面中央にはスタビライザーコントロールロッド１３、１３の一端がそれぞれ回転自在に連結させてあり、両ロッドの他端は前記ウォッシュコントロールアーム１０、１０の他端部に設けたピボット１０ｃ、１０ｃに回転自在に連結してある。
さらに、シーソー１２の両側面には、それぞれ中央部１２ａから等間隔離れた対称位置に軸受け部１２ｃ、１２ｃが設けてあり、両軸受け部１２ｃ、１２ｃにはミキシングアーム１４、１４をピンで回転自在に軸止してある。
両ミキシングアーム１４、１４は、軸受け部１２ｃで軸止された軸部から両端部までの長さを異ならせてあり、それぞれ長手側端部に設けたピボット１４ａにはミキシングアームロッド１５の一端が回転自在に連結し、短手側端部に設けたピボット１４ｂにはピッチロッド１６の一端が回転自在に連結してある。そして、ミキシングアームロッド１５、１５の他端は回転スワッシュ２２のピボット２２ｂ、２２ｂに回転自在に連結し、ピッチロッド１６、１６の他端はメインロータ４のヨーク４１のピボット４１ａ、４１ａに回転自在に連結してあり、これらアームとロッドによりスワッシュリンケージを構成している。【００２９】
このように構成された本形態のＲ／Ｃヘリのロータヘッド３によれば、エレベータサーボＥＳ又はエルロンサーボＡＳを駆動させて両サーボホーンを作動させると、それぞれのホーンに連結したロッド８ａ、８ｂの端部が上下に変位してスワシュプレート２がメインマスト１の廻りで適宜に傾動し、これに応じて回転スワッシュ２２の周側面の各ピボットに連結したミキシングアームロッド１５、１５とウォッシュコントロールアーム１０、１０が変位して、メインロータブレード４３、４３及びスタビライザーブレード５２、５２のピッチ角を変化させるようになっている。
すなわち、スワッシュプレート２の傾動に伴うミキシングアームロッド１５、１５の変位はミキシングアーム１４、１４とピッチロッド１６、１６を介してメインロータ４へと伝達され、メインロータブレード４３、４３を、図５中の矢符Ｒａ方向に傾け、ピッチ角を変化させる。また、ウォッシュコントロールアーム１０、１０の変位は、スタビライザーコントロールロッド１３、１３を作動させてスタビライザー５全体を、図６中の矢符Ｓｂ方向に傾け、スタビライザーブレード５２、５２のピッチ角を変化させる。
また、スタビライザーブレード５２、５２が風圧を受けると、シーソー１２と一体に上側センターハブ７１の軸部７１ａ、７１ａを支点として、図６中の矢符Ｓａ方向にスタビライザー５がシーソー動作し、このシーソー動作によっても、ミキシングアーム１４、１４がシーソー１２の廻りで回転し、その変位がピッチロッド１６、１６を介してメインロータ４へと伝達されてロータ４を傾動させ、メインロータブレード４３、４３のピッチ角を変化させる。【００３０】
メインロータ４が傾動し、メインロータブレード４３、４３のピッチ角が変化するのに伴い、メインロータ４にはジャイロプリセッションが働くが、メインロータブレード４３、４３を軽量な材料で形成するなどして、メインロータ４を軽量に構成してあるので、この場合のジャイロプリセッションは、メインロータ４の回転方向に対して略４５度遅れて現れる。
本形態では、図７に示されるように、メインマスト１の軸上を通りメインロータブレード４３、４３の先端部間を結ぶ軸線ＢＬと、同じくメインマスト１の軸上を通りスタビライザーブレード５２、５２の先端部間を結ぶ軸線ＳＬとを、メインマスト１と直交する面上に投影したときに、両軸線の交差角度αが略４５度となり、メインロータブレード４３、４３とスタビライザーブレード５２、５２とが略４５度の位相差を保って一体に回転するように構成してある。従って、メインロータブレード４３、４３のピッチ角が変化するのに伴って機体に作用するジャイロプリセッションの力の方向と、機体を制御すべき方向とが一致したものとなり、Ｒ／Ｃヘリの飛行動作を安定させることが可能である。【００３１】
〔実施例〕
インドア用ヘリの機体に本形態のロータヘッド３を装備し、Ｒ／Ｃヘリを構成した。モータや受信装置、バッテリーなどの電装品も含めて、機体の総重量は１５０ｇであった。メインロータブレード４３は、発泡スチロール製で、元端部から先端部までの全長（Ｌ）が１５３ｍｍ、重量が２ｇのものを使用した。上下のセンターハブ７１、７２の固定位置を調整し、メインロータ４とスタビライザー５との位相差（交差角度α）を略４５度に設定した。
〔比較例〕
前記実施例と同じ機体、ロータヘッド３及びメインロータブレード４３を用い、上下のセンターハブ７１、７２の固定位置を調整して、メインロータ４とスタビライザー５との位相差（交差角度α）を略９０度に設定したＲ／Ｃヘリを構成した。【００３２】
比較例のＲ／Ｃヘリを遠隔操作で飛行させたところ、送信機の操作スティックを操作すると飛行姿勢が崩れ、機体がぶれて、機体の飛行方向の制御をスムーズに行うことが難しく、操作が難しかった。
これに対し、実施例のＲ／Ｃヘリは、送信機の操作スティックを操作すると、機体はぶれることなく、滑らかに操作方向に飛行し、飛行姿勢を崩すことなく安定的に飛行方向を制御することができ、比較例よりも実施例の機体の方が、操作性が向上していることを確認することができた。【００３３】
また、実施例のＲ／Ｃヘリにおいて、メインロータ４とスタビライザー５との位相差（交差角度α）を適宜に設定して飛行安定性及び操作性を確認した。その結果、位相差が３０度〜６０度の範囲であれば飛行が安定することを確認できた。その内、４０度〜５０度の範囲の範囲であったときが、最も安定して飛行し、飛行姿勢を崩さずに飛行方向の制御も行え、操作性も最も良好であった。【００３４】
なお、図示した形態は一例であり、本発明は他の適宜な形態のＲ／Ｃヘリに適用することが可能である。図示した形態では、メインロータブレードを固定ピッチとしてメインロータを構成したが、ピッチサーボを搭載し、コレクティブピッチ制御によりピッチ角が制御されるように構成してもよい。ロータヘッドとスワッシュプレートを接続するスワッシュリンケージも適宜な構成とすることができ、ベル式又はヒラー式での構成も可能である。また、スタビライザーバーをメインロータの下側に配置してロータヘッドを構成することも可能である。さらに、センターハブを上側センターハブと下側センターハブに分割した構成としたが、Ｒ／Ｃヘリの機体の重量や構成に応じて、メインロータとスタビライザーの最適な回転の位相差が明らかであれば、上下のセンターハブを一体構成のものとしてもよい。
【図１】
2009004705.tif 000003
【図２】
2009004705.tif 000004
【図３】
2009004705.tif 000005
【図４】
2009004705.tif 000006
【図５】
2009004705.tif 000007
【図６】
2009004705.tif 000008
【図７】
2009004705.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月5日(2008.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スワッシュプレートにリンク機構を介してスタビライザー又はメインロータが接続し、スワッシュプレートを傾動動作させることにより、前記スタビライザーとメインロータのピッチ角を制御して飛行するように構成されたシングルロータ式遠隔操縦ヘリコプタのロータヘッドにおいて、
前記ロータヘッドは、メインロータの軽量化によりスワッシュプレートからの操作入力に対して出力となるメインロータのジャイロプリセッションが９０度よりもよりも小さな範囲で現れるように構成されているとともに、
メインロータとスタビライザーとが鋭角の位相差を保って回転するように取り付けられた構成を有することを特徴とするシングルロータ式遠隔操縦ヘリコプタのロータヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載のロータヘッドは、スタビライザーとメインロータとがリンク機構を介してスワッシュプレートと接続したベルヒラー式の構成のものであるシングルロータ式遠隔操縦ヘリコプタのロータヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のロータヘッドを備えた遠隔操縦ヘリコプタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
課題を解決するための手段
［００１０］
前記課題を解決するため本発明のロータヘッドは、シングルロータ式Ｒ／Ｃヘリのロータヘッドであり、スワッシュプレートからの操作入力に対し、出力となるメインロータの位相角が鋭角となることに対応させて、メインロータとスタビライザーとが鋭角の位相差を保って回転するように取り付けられた構成を有することを特徴とする。
また、スワッシュプレートにリンク機構を介してスタビライザー又はメインロータが接続し、スワッシュプレートを傾動動作させることにより、前記スタビライザーとメインロータのピッチ角を制御して飛行するように構成されたシングルロータ式遠隔操縦ヘリコプタのロータヘッドにおいて、前記ロータヘッドは、メインロータの軽量化によりスワッシュプレートからの操作入力に対して出力となるメインロータのジャイロプリセッションが９０度よりもよりも小さな範囲で現れるように構成されているとともに、メインロータとスタビライザーとが鋭角の位相差を保って回転するように取り付けられた構成を有することを特徴とする。
前記構成のロータヘッドは、スタビライザーとメインロータとがリンク機構を介してスワッシュプレートと接続したベルヒラー式の構成のものであることを特徴とする。
［００１１］
前記構成において、メインマストにロータヘッドを支持するセンターハブを上側センターハブと下側センターハブとに分割するとともに、それぞれメインマストの軸廻りで固定角度、つまりメインマストに対する固定位置を適宜に設定自在に構成し、上下のセンターハブにメインロータとスタビライザーをそれぞれ取り付けることが好ましい。
また、本発明のＲ／Ｃヘリは前記構成のロータヘッドを備えていることを特徴とする。
［００１２］
室内で飛行可能に構成されたインドア用のＲ／Ｃヘリは、ベルヒラー式Ｒ／Ｃヘリに限らず、その操縦が極めて難しいことが知られており、操縦が困難なことの要因の一つとして、インドア用ヘリは軽量なため、室内のごく弱い風でも飛行動作に影響を与えることが挙げられる。
そのため、従来は、インドア用ヘリの飛行動作が不安定となるのは、機体が軽量であることに全てが起因し、インドア用のために機体の重量を大きくすることができない以上これを防ぐことはできず、飛行動作を安定させるには、機体のベルヒラー率その他の調整箇所や送信機から出力される制御信号の特性などを精密に調整し、且つ送信機を操作する者の操作技量を高める以外に方法はないと考えられていたのが実状である。
［００１３］
本発明者は、インドア用として小型に構成したＲ／Ｃヘリの飛行動作を安定させるための方法について鋭意研究を重ねた結果、メインロータブレードを軽量な材料を用いて成形するなどしてメインロータが軽量化された場合に、ジャイロプリセッション効果が通常とは異なる位置に現れることを見出し、前記構成のＲ／Ｃヘリを発明するに至ったものである。
［００１４］
すなわち、屋外用のＲ／Ｃヘリのように、メインロータブレードが木製やＦＲＰ製で高剛性且つ大重量の場合は、ジャイロプリセッションは入力に対して９０度遅れて現れ、これを利用してメインロータの進行方向に対して９０度進んだところで舵を入力、つま
【手続補正書】
【提出日】平成20年8月26日(2008.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スワッシュプレートにリンク機構を介してスタビライザー又はメインロータが接続し、スワッシュプレートを傾動動作させることにより、前記スタビライザーとメインロータのピッチ角を制御して飛行するように構成されたシングルロータ式遠隔操縦ヘリコプタのロータヘッドにおいて、  前記ロータヘッドは、メインロータの軽量化によりスワッシュプレートからの操作入力に対して出力となるメインロータのジャイロプリセッションが９０度よりもよりも小さな範囲で現れるように構成されているとともに、  メインロータとスタビライザーとが鋭角の位相差を保って回転するように取り付けられた構成を有することを特徴とするシングルロータ式遠隔操縦ヘリコプタのロータヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載のロータヘッドは、スタビライザーとメインロータとがリンク機構を介してスワッシュプレートと接続したベルヒラー式の構成のものであるシングルロータ式遠隔操縦ヘリコプタのロータヘッド。
【請求項３】
ロータヘッドとスワッシュプレートを接続するスワッシュリンケージはベル式又はヒラー式の構成のものである請求項１に記載のシングルロータ式遠隔操縦ヘリコプタのロータヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のロータヘッドを備えた遠隔操縦ヘリコプタ。
【国際調査報告】
2009004705.tif 000010
2009004705.tif 000011
2009004705.tif 000012