(57)【要約】【課題】  回転翼の回転を低速にして騒音の低減をはかり安易に飛行が出来、かつ空中の一点に止まることを可能とした回転翼及び回転翼航空機を提供する。【解決手段】  回転翼は低速回転においても十分な揚力が得られる面積が広い翼材（４）により構成し、主翼軸（２）に取り付けたスクリュープロペラ（９）によって回転する。回転翼軸（１）を第一中間軸（１０）上部にユニバーサルジョイント（１２）によって連結し、翼ピッチ角制御リング（１１）を第一中間軸上部にリング支柱（１３）によって固設する。翼材後縁に取り付けた翼展張索（５）の終端を翼ピッチ角制御リングに係着する。回転翼が回転中、翼ピッチ角制御リングにより翼展張索を伸縮することによって翼のピッチ角を変え回転翼の傾きを制御して騒音を少なく安定した飛行を可能とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼を取り付けるための軸（回転翼軸）を、ほぼ円筒状の軸（第一中間軸）の上部でかつ軸線を合わすことが出来る位置にユニバーサルジョイントにて連結する。
回転翼軸の上端近傍に２本一対の翼軸を、上下に間隔をもちかつ回転面放射状に角度をもって、回転翼の回転方向にたいし前方の翼軸（主翼軸）を上方に後方の翼軸（副翼軸）を下方にして、複数対同じ高さでかつ回転面放射状等間隔に取り付ける。
キャンバス状の翼材前縁を主翼軸に展着して、翼材後縁複数箇所に翼材を展張するための索（翼展張索）を翼材が効率よく展張出来る位置に取り付ける。
第一中間軸上部に、回転翼軸を内にして第一中間軸の軸心線に中心をもちかつ第一中間軸に対して回転翼軸が所要の角度傾動し得る大きさをもつリング（翼ピッチ角制御リング）を、副翼軸の下方でかつ該リングの面を第一中間軸軸線の垂直面にして複数本の支柱によって固設する。
翼展張索の終端の全部又は一部を、任意の方式により、回転翼が回転中、回転翼軸と第一中間軸の軸線が異なったとき、翼展張索を伸縮して翼角を変え、回転翼軸が第一中間軸の軸線に傾動する効果を生じさせる、翼ピッチ角制御リングの位置に係着する。
上記構成及び機構により作られた回転翼。
【請求項２】
請求項１記載の回転翼の全主翼軸に、原動機及びスクリュープロペラからなるプロペラ機構を、回転方向に向かい１基のときは主翼軸が受ける翼抗力の中心近傍に、複数基のときは主翼軸が受ける翼抗力を基数により均等に分散する位置の近傍に取り付け、プロペラの推力により回転する回転翼。
ただし、翼数が素数以外のときは全主翼軸にプロペラ機構を取り付けるとは限定しない。
【請求項３】
請求項１記載の第一中間軸下部を、該中間軸を回転自在に取り付けるための軸（第二中間軸）上部に軸線を合わせて回転容易でかつ着脱不可に連結する。
第二中間軸を、該中間軸を傾動自在に取り付けるための軸（第三中間軸）上部に水平軸等により傾動自在に軸着する。
機体を取り付けるための機体接続軸を、第三中間軸下部に軸線を保ち回転自在でかつ着脱不可に連結する。機体は、機体接続軸下部に接続する。
第二中間軸を傾動するためのロッド（操縦ロッド）を、第二中間軸外筒部に操縦者が操作し得る方向に固設する。
上記第一中間軸を回転自在に連結した第二中間軸を、機体に対して自在に傾動し得る機構及び請求項１請求項２記載の回転翼を装着した機体によって作られた回転翼航空機。
【請求項４】
請求項３記載の第二中間軸と機体接続軸との間に電気制御可能な水平直角二軸関節を連結して、第二中間軸を電気制御により機体に対して自在に傾動し得る機構及び請求項１請求項２記載の回転翼を装着した機体によって作られた回転翼航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャンバス状で広い面積を有する翼により構成した回転翼による回転翼航空機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヘリコプターに代表される通常形態の回転翼航空機は、細長いブレードによる回転翼を強力なエンジンにより高速に回転している。このことにより回転方向とは逆方向に大きな反動トルクが発生するとともに種々の大きな騒音を発生している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
低速回転においても十分な揚力が得られる広い面積を有する回転翼を、反動トルクが無く騒音を少なくして回転しかつ翼の迎え角（ピッチ角）の制御を可能とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、図１、図２及び図３に示すように、回転翼軸１の上端近傍に必要な翼角を作ることが出来るよう上下二段でかつ回転面放射状に角度をもって取り付けた主翼軸２と副翼軸３及び該翼軸間に展張したキャンバス状の広い面積を有する翼材４からなる翼を、複数対同じ高さでかつ放射状等間隔に取り付けて、翼面積が広く抗力の大きな回転翼を用意に回転するため、２に１基ないし複数基の騒音の小さい原動機８及びスクリュープロペラ９からなるプロペラ機構を配設して、騒音を少なくするとともに回転に伴う反動トルクを無くした回転翼によって作られた回転翼航空機で、以下に図面によってその詳細を説明する。
【０００５】
図４及び図５に示すように、回転翼軸１を、第一中間軸１０の上部でかつ軸線を合わすことが出来る位置にユニバーサルジョイント１２によって連結する。副翼軸３の下方で１を内にしてかつ１が１０に対して所要の角度傾動できる大きをもつ翼ピッチ角制御リング１１を、該リングの中心が１０の軸心線にありかつ該リングの面を１０の軸線が垂直になる面にして、複数本のリング支柱１３によって１０の上部に固設する。
【０００６】
図３に示すように、翼材４の前縁を主翼軸２に展着して、後縁複数箇所には複数本の翼展張索５を取り付ける。図６及び図７に示すように、５の全部又は一部を副翼軸３に配設したローラー６シーブ７又はクランクバー３３ロッド等による連結材３５翼ピッチ角制御リング１１に係着するためのロッド３４等によって、回転翼が回転中、回転翼軸１と第一中間軸１０の軸線のが異なったとき、５を伸縮して翼角を変え、１が１０の軸線に傾動する効果が生じる１１の位置に係着する。
【０００７】
図８は、翼がそれぞれ９０度回転した位置（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）における翼展張索５の状態及び翼ピッチ角（α）を示した説明図である。図８の（Ａ）は回転翼軸１と第一中間軸１０の軸線が同じときの状態を示し、図８の（Ｂ）は１と１０の軸線が異なったときの状態を示す。ａは翼ピッチ角制御リング１１が傾斜した方向及びｃは１が傾斜した方向を示す。
図８の（Ｂ）に示すように、５の終端を、回転翼が回転中、１と１０の軸線が異なったとき、１１の傾斜方向（ａ）にきた翼のピッチ角は回転にともない大きくなってほぼ９０度回転した位置（ｂ）において最大になり、反対方向（ｃ）にきた翼のピッチ角は回転にともない小さくなってほぼ９０度回転した位置（ｄ）において最小となる１１の位置に取り付ける。
上記により、１１の傾斜方向の左右に回転翼揚力の差が生じ、翼先端はａ、ｂ、ｃと回転することにともない上方に向かい、ｃ、ｄ、ａと回転することにともない下方に向かう。この事由により、１が外力により１０の軸線と異なったとき又は１０を傾斜させたとき、１は１０の軸線に傾動して図８の（Ａ）の状態に戻る。
【０００８】
図４及び図５に示すように、第一中間軸１０下部を第二中間軸１４上部に垂直軸等により軸線を合わせて回転容易でかつ着脱不可に連結する。１４は１４を機体に対して傾動可能にするための第三中間軸１５上部に水平軸によって傾動自在に軸着する。機体接続軸１６を１５下部に軸線を合わせて回転自在でかつ着脱不可に連結する。
図１に示すように、機体主フレーム１７を、機体（１６下部に接続した飛行状態における構造物）の重心が１６の軸線近傍にくるように１６に接続する。
１４を機体に対して任意の方向に傾動するための操縦ロッド２６を、１４外筒部に操縦者が操作し得る方向に固設する。
【０００９】
飛行中、操縦ロッド２６により第二中間軸１４を機体に対して任意の方向に傾斜したとき、第一中間軸１０及び１０に固設している翼ピッチ角制御リング１１も同じ方向に傾斜する。前記事由により回転翼軸１も１４の傾斜方向に傾動して、１４の傾斜方向に回転翼揚力の水平分力を発生させ、機体に推進力を与える。
【００１０】
第二中間軸１４を任意の方向に傾斜することは、第三中間軸１５及び操縦ロッド２６のかわりに図９に示すように、セクタギヤ３６、ウォームギヤ３７及びモーター３８等からなる電気制御可能な水平直角二軸関節を、１４と機体接続軸１６の間に取り付けることによっても可能となり、１４と１６を直結して機体の重心を移動すること（操縦者又は重量物の移動）によっても可能となる。
【００１１】
以上の構成及び機構によってそれらを制御することにより、騒音を小さく安定した飛行が可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
低速においても必要な揚力が十分得られる広い面積を有する翼によって構成した回転翼を、翼に取り付けた電動モーターに代表される騒音の小さな原動機によるプロペラ機構の推力により回転して、翼のピッチ角を自在に制御することにより騒音を少なく安定した飛行を可能とした回転翼航空機を提供することによって、従来の回転翼航空機の騒音により飛行を制限された区域内においても飛行が容易になり、監視、観測、空撮及び高空無線基地の構築等が安易に可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、キャンバス状の翼材による広い面積を有する翼によって構成した回転翼を、翼に取り付けたスクリュープロペラの推力により回転するとともに、翼のピッチ角を制御することにより飛行を可能とした回転翼航空機である。
【実施例】
【００１４】
図面によって本発明の実施例を説明するが、図示したものは実施例であって本発明を限定するものではない。
図１は１、２、４、５、３、８、９によって構成した回転翼と、１０、１２、１、２、４、５、３、１１、１３によって構成した復元機構、１０、１４、１５、１６、２６によって構成した操縦機構及びこれらを取り付けた機体からなる回転翼航空機の一実施例である。
機体主フレーム１７には操縦席、機尾構造物、着陸又は着水装置、電源及びコントロール装置、操舵装置等を装着する。
【００１５】
回転翼軸１を、第一中間軸１０上部にユニバーサルジョイントによって接続する。翼ピッチ角制御リング１１を、１を内にしてリング支柱１３により１０の上部に固設する。１０を、第二中間軸１４上部に垂直軸等によって回転容易でかつ挿脱不可に挿着する。
【００１６】
第二中間軸１４、第三中間軸１５及び操縦ロッド２６のよる機構（操縦機構）について、図１、図４及び図５により説明する。
１４を１５上部に水平軸によって傾動自在に軸着する。機体接続軸１６を１５下部に回転自在でかつ挿脱不可に挿着する。２６を１４外筒部に操縦者が操作し得る方向に固設する。機体主フレーム１７を飛行状態での機体の重心が１６の軸線近傍になるようにして１６に接続する。
【００１７】
本実施例での原動機８は、電動モーターとして説明する。
２７は電源及び電力制御回路を格納した電源箱である。２８は８への電力を制御して送電するための電力制御レバーである。制御された電力は、機体主フレーム１７に付設した電路により機体接続軸１６に導き、１６と第三中間軸１５との間は回転自在にて連結しているため、アマチュアとブラシによって接続する。１５と第二中間軸１４の間は、水平一軸傾動自在にて連結しているため、フレキシブルコードによって接続する。１４と第一中間軸１０の間は回転自在にて連結しているため、アマチュアとブラシによって接続する。１０と回転翼軸１の間は、水平直角二軸傾動自在にて連結しているため、フレキシブルコードによって接続して、１及び主翼軸２に付設した電路により各８に送り、スクリュープロペラ９の回転を制御して、回転翼の回転を制御する。
【００１８】
図１に示すように、機体主フレーム１７には、機尾フレーム１８とその補強のための支持フレーム１９を固設する。１８の後部先端でかつ回転翼による下降流の影響がおよばない位置に機体前後部の上下動（ピッチング）軽減及び飛行の安定をはかるため水平尾翼２０を設ける。
【００１９】
水平尾翼２０の前方でかつ回転翼による下降流の影響を受ける位置に垂直尾翼２１を、機尾フレーム１８の軸線を含む垂直面に対し変角自在に１８に貫設して、機体全後部の左右動（ヨーイング）の軽減をはかる。２１は操縦席にある左右一対のペダル２２のどちらか一方を踏み込むことによって２１の面を、１８を含む垂直面に対して角度を変えることにより、回転翼による下降流の影響を受けて機尾に横方向の力が働く。この事由により、機体の変針を容易にするとともに、飛行時、回転翼の左右に対空速度の差が生じ直進飛行の安定を妨げることを補正する。
【００２０】
垂直尾翼２１と操舵ペダル２２の機構（操舵機構）については、図１０によって説明する。
２２は左右で一対、左右それぞれ独立して上下回動自在に取り付け、その面とほぼ直角にアーム２３を固設する。２３の先端付近に操舵索２４の一端を結着して、他の端はシーブ等を介し、２１と一体化して２１の面とほぼ直角に取り付けてあるアーム２５の先端付近に結着する。
どちらか一方の２２を踏み込むことにより、２２と一体化している２３に取り付けた２４が張られ、２１と一体化して取り付けてある２５により２１の面が変角する。
【００２１】
操縦ロッド２６により第二中間軸１４を機体に対して傾斜及び回転したとき、１４に挿着している第一中間軸１０も同じ方向に傾斜する。
図８の（Ｂ）に示すように、回転翼が回転中、２６により１０を任意の方向に傾斜すれば翼ピッチ角制御リング１１も同じ方向に傾斜する。前記記載の事由によって、１１の傾斜方向（ａ）及びその反対方向（ｃ）にきた翼のピッチ角はほぼ同じであるが、１１の傾斜方向にきた翼は回転にともない１１に係着している翼展張索５が張られてほぼ９０度回転した位置（ｂ）で翼のピッチ角は最大になり、その反対方向（ｄ）にきた翼のピッチ角は最小となる。このことにより回転翼は１１の傾斜方向に対して左右に揚力の差が生じ、回転翼軸１は１０の傾斜方向に傾動する。
【００２２】
操縦ロッド２６によって回転翼を機体に対して傾斜させたとき、その方向に回転翼揚力の水平分力が発生して機体に推力を与える。このことと合わせて、操舵機構による垂直尾翼の制御及び電力制御レバー２８による回転翼の回転速度の制御をすることにより機体の操縦が可能となる。
【００２３】
各部材重量の軽減をはかり機体重量を極力軽減するため、必要に応じて各部材を支索により補強する。例として
イ、重量のあるプロペラ機構を支えるため、回転翼軸１の上部に１と軸線を合わせて支柱２９を取り付け、その上部先端より各主翼軸２の原動機８近傍に支索３０を張る。
ロ、翼軸にかかる揚力を分散支持するため、各２及び各副翼軸３の一箇所又は複数箇所より１のユニバーサルジョイント上部近傍に支索３１を張る。なお、リング支柱１３に支障が無いように該支索を張ることは無論である。
ハ、各翼軸間の位置を保ち回転力の均等を保つため、各２の先端間及び各３の先端間に支索３２を張る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】回転翼航空機実施例斜視図
【図２】回転翼説明図で、（Ａ）平面図、（Ｂ）斜視図
【図３】回転翼一部拡大斜視図
【図４】主要軸拡大斜視図
【図５】全軸系の面図で、（Ａ）側面図、（Ｂ）平面図、（Ｃ）（Ｂ）のＥ−Ｅ´断面図
【図６】副翼軸説明図
【図７】クランクバー等による復元機構説明図
【図８】展張索取り付け及び翼ピッチ角説明図で、回転軸と第一中間軸の軸線が（Ａ）同じとき、（Ｂ）異なるとき
【図９】電気制御による水平直角二軸関節取り付け説明図
【図１０】操舵機構説明図で、（Ａ）側面図、（Ｂ）平面図、（Ｃ）正面図
【符号の説明】
【００２５】
１    回転翼
２    主翼軸
３    副翼軸
４    翼材
５    翼展張索
６    ローラー
７    シーブ
８    原動機
９    スクリュープロペラ
１０  第一中間軸
１１  翼ピッチ角制御リング
１２  ユニバーサルジョイント
１３  リング支柱
１４  第二中間軸
１５  第三中間軸
１６  機体接続軸
１７  機体主フレーム
１８  機尾フレーム
１９  支持フレーム
２０  水平尾翼
２１  垂直尾翼
２２  操舵ペダル
２３  アーム
２４  操舵索
２５  アーム
２６  操舵ロッド
２７  電源箱
２８  電力制御レバー
２９  支柱
３０  支索
３１  支索
３２  支索
３３  クランクバー
３４  ロッド
３５  連結材
３６  セクタギヤ
３７  ウォームギヤ
３８  モーター
【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】
2006123886.tif 000010
【図９】
2006123886.tif 000011
【図１０】
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