(57)【要約】本発明に基づいて、プロペラ、プロペラ・スタビライザ、およびプロペラ関連ビークルが提供される。本発明の一実施形態では、ヘリコプターから外方向に延びる駆動シャフトに取り付けられたメイン・プロペラに動力を与えるためのモータ機構を有するヘリコプターについて述べられている。ヘリコプターは、メイン・プロペラと駆動シャフトとの間に取り付けられた安定機構をさらに含む。メイン・プロペラが回転し、ピッチし始めるとき、回転によって生み出される遠心力が、メイン・プロペラが実質的に水平な姿勢を保つようにピッチを打ち消す安定機構の周りでメイン・プロペラを枢動させる傾向がある。さらに、自己安定を提供する様々なメイン・プロペラ構成および安定機構を採用することができ、メイン・プロペラに動力を与え、回転させるための代替方法を提供する様々なモータ機構を採用することができる。
2005508236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ機構を収容した機体を有するヘリコプターであって、前記モータ機構が、前記機体を通して垂直に延びるメイン駆動シャフトに取り付けられたメイン・プロペラに動力を供給するヘリコプターにおいて、
前記メイン・プロペラと前記メイン駆動シャフトとの間に取り付けられた水平安定化手段であって、前記メイン・プロペラが前記機体とは独立に前記メイン駆動シャフトの周りで自由に枢動できるようにする水平安定化手段をさらに有しており、
前記メイン・プロペラが回転中にピッチし始めた時、その回転によって生み出された遠心力を有する回転中のメイン・プロペラは、ヘリコプターが実質的に水平な姿勢を保つように前記ピッチを打ち消すような態様で前記水平安定化手段の周りで枢動するようになっているヘリコプター。
【請求項２】
前記水平安定化手段が、前記メイン駆動シャフトに取り付けられた枢動メイン・ロータ・ヘッド、および前記メイン・プロペラから下方向に延びるメイン・プロペラ・マウントとして規定されており、前記メイン・プロペラ・マウントは、前記メイン・プロペラが前記メイン駆動シャフトの周りで枢動することができるように前記枢動メイン・ロータ・ヘッドに枢動可能に取り付けられている請求項１に記載のヘリコプター。
【請求項３】
前記機体に位置付けられた複数の通気孔と、前記モータ機構に連絡するコンボ・ギアとを有することによって画定される前記機体を内部冷却するための手段をさらに有しており、前記コンボ・ギアは、該コンボ・ギアが回転するときに空気を複数の通気孔を通して機体内に引き込むように位置付けられた複数の冷却ブレードを有している請求項２または請求項１に記載のヘリコプター。
【請求項４】
前記メイン・プロペラが前記駆動シャフトに関連して枢動するときに、前記水平安定化手段が前記メイン・プロペラに対して反動力を及ぼし、該反動力が、前記メイン・プロペラを実質的に水平な姿勢にするようになっている請求項１に記載のヘリコプター。
【請求項５】
前記水平安定化手段が、
前記駆動シャフトに固定された第１のＵ字ジョイントであって、１対のレッグを有し、各レッグが、実質的に丸められた端部を含む第１のＵ字ジョイントと、
メイン・プロペラに固定された第２のＵ字ジョイントと、
第１のＵ字ジョイントの各レッグの端部がメイン・プロペラに実質的に向かって配置されるように、第２のＵ字ジョイントを第１のＵ字ジョイントに枢動可能に取り付ける枢動ピンと、
第１のＵ字ジョイントの端部と前記メイン・プロペラとの間に位置付けられた弾性Ｏリングとを含んでおり、
前記メイン・プロペラが前記駆動シャフトに関連して枢動するときに、前記弾性Ｏリングが前記メイン・プロペラに対して反動力を及ぼし、それにより該反動力が、前記メイン・プロペラを実質的に水平姿勢に戻すようになっている請求項４に記載のヘリコプター。
【請求項６】
前記水平安定化手段が、前記メイン・プロペラに取り付けられたロータ・アタッチメントと、該ロータ・アタッチメントに画定された下端部に第１の枢動方向で枢動可能に接続するジョイントと、第２の枢動方向で前記ジョイントに枢動可能に取り付けられたヨークとを含み、前記第１の枢動方向が、前記プロペラによって画定された１対のブレードと平行であり、前記第２の枢動方向が、前記第１の枢動方向と垂直である請求項１に記載のヘリコプター。
【請求項７】
前記メイン・プロペラが、
前記水平安定化手段から外方向に延びる１対のブレードであって、各ブレードが先導縁部と、水平安定化手段の近位にある端部として画定される近位端部と、遠位端部とを有しているブレードと、
前記各ブレードの近位端部および遠位端部に取り付けられ、前記各ブレードの先導縁部の前方に位置付けられた安全円弧部とを含んでいる請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のヘリコプター。
【請求項８】
前記安全円弧部が、近位端部の近傍の比較的平らな水平面から、遠位端部の近傍のより幅の広い垂直面に移行する直径を有する請求項７に記載のヘリコプター。
【請求項９】
前記メイン・プロペラが、
水平面に沿って前記水平安定化手段から外方向に延びる１対のブレードであって、各ブレードが、先導縁部と、水平安定化手段の近位にある端部として画定された近位端部と、遠位端部とを有しているブレードと、
前記各ブレードの近位端部および遠位端部に取り付けられ、各ブレードの先導縁部の前方に位置付けられた安全円弧部と、
前記水平面に沿って前記水平安定化手段から外方向に延びる１対のフライバーとを含んでおり、
前記メイン・プロペラが回転しており且つピッチし始めたときに、その回転によって生み出される大きな遠心力を有しているフライバーが、ヘリコプターを実質的に水平な姿勢に保つように、前記ピッチを打ち消す態様で前記水平安定化手段の周りで前記ブレードを枢動させるようになっている請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のヘリコプター。
【請求項１０】
前記メイン・プロペラが、
前記水平安定化手段に固定されたクロスバー・ジョイントと、
前記クロスバー・ジョイントから水平面に沿って外方向に枢動可能に延びる１対のブレードであって、各ブレードがクロスバー・ジョイントの近位にある端部、および遠位端部を有しているブレードと、
前記水平面に沿ってクロスバー・ジョイントから外方向に延びる１対のクロスバーであって、各クロスバーが、クロスバー・ジョイントに固定された近位にある端部、および遠位端部を有しているクロスバーと、
前記各クロスバーの遠位端部に固定され、各ブレードの遠位端部を受けるための枢動部を有している円形の安全リングと、
前記各ブレードに画定される先導縁部と後続縁部の両方から外方向に延びるフライバーであって、それぞれが前記水平面に沿って延びるフライバーとを含んでおり、
前記メイン・プロペラが回転しており且つピッチし始めたときに、その回転によって生み出された大きな遠心力を有している前記フライバーが、ヘリコプターを実質的に水平な姿勢に保つように、前記ピッチを打ち消す態様で前記水平安定化手段の周りで前記ブレードを枢動させるようになっている請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のヘリコプター。
【請求項１１】
前記メイン・プロペラが、
１対のブレードがもう１対のブレードに垂直になるように前記水平安定化手段から水平面に沿って外方向に枢動可能に延びる２対のブレードであって、各ブレードが水平安定化手段の近位にある端部、および遠位端部を有しているブレードと、
前記各ブレードの遠位端部を受けるための枢動部を有する円形の安全リングと、
前記各ブレードに画定された先導縁部から外方向に延びるフライバーとを含んでおり、
前記メイン・プロペラが回転しており且つピッチし始めたときに、その回転によって生み出された大きな遠心力を有しているフライバーが、ヘリコプターを実質的に水平な姿勢に保つように、前記ピッチを打ち消すような態様で前記水平安定化手段の周りで前記ブレードを枢動させるようになっている請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のヘリコプター。
【請求項１２】
前記フライバーが重り付き端部を含み、それによって回転により生み出される遠心力を高めている請求項９、請求項１０、または請求項１１に記載のヘリコプター。
【請求項１３】
少なくとも１つのリザーバを収容する機体と、
前記リザーバ内部に空気を補填し、空気を加圧するための手段と、
メイン駆動シャフトを回転させるために前記リザーバ内部の加圧空気を利用する空気式モータ機構と、
前記メイン駆動シャフトによって回転されるメイン・プロペラと、
前記メイン・プロペラと前記メイン駆動シャフトとの間に取り付けられた水平安定化手段であって、前記メイン・プロペラが、前記機体から独立して前記メイン駆動シャフトの周りで自由に枢動できるようにしている水平安定化手段とを有するヘリコプターにおいて、
前記メイン・プロペラが回転しており且つピッチし始めたときに、その回転によって生み出された遠心力を有している回転中のメイン・プロペラが、ヘリコプターと実質的に水平な姿勢に保つように、前記ピッチを打ち消すジャイロスコープ効果で水平安定化手段の周りで枢動するようになっているヘリコプター。
【請求項１４】
前記空気式モータ機構が、
前記リザーバに連絡するインテーク・マニホルドであって、外部ソースからリザーバ内に空気が入れるようにするインテーク・マニホルドと、
前記リザーバおよび前記メイン駆動シャフトに連絡する空気式モータであって、前記メイン駆動シャフトを回転させるために前記リザーバからの加圧空気を利用する空気式モータとを含んでいる請求項１３に記載のヘリコプター。
【請求項１５】
前記リザーバ内に空気をポンプして前記リザーバ内部の空気を加圧するための、前記インテーク・マニホルドに取付け可能な外部ポンプ手段をさらに有する請求項１３または請求項１４に記載のヘリコプター。
【請求項１６】
前記水平安定化手段が、
前記メイン・プロペラに取り付けられたロータ・アタッチメントと、
前記ロータ・アタッチメントに画定された下端部に第１の枢動方向で枢動可能に接続するジョイントと、
第２の枢動方向で前記ジョイントに枢動可能に取り付けられるヨークとを含んでおり、
前記第１の枢動方向が前記第２の枢動方向に垂直である請求項１３から請求項１５までのいずれか１項に記載のヘリコプター。
【請求項１７】
少なくとも１つのプロペラを有する自己安定航空機において、
少なくとも１つのプロペラの少なくとも１つの駆動シャフトであって、それぞれがプロペラの１つに対応している駆動シャフトに連絡するモータ機構と、
前記各駆動シャフトに取り付けられたロータ・ヘッドとを有しており、
前記各プロペラが、対応する駆動シャフトのロータ・ヘッドに枢動可能に取り付けられたプロペラ・マウントを有し、それによって各プロペラが、航空機から独立して、対応する駆動シャフトの周りで枢動することができ、また前記プロペラが回転しており且つピッチし始めたときに、その回転によって生み出される遠心力を有している回転中のプロペラが、航空機を実質的に水平な姿勢に保つように、前記ピッチを打ち消すような態様で対応駆動シャフトの周りで枢動するようになっている自己安定航空機。
【請求項１８】
前記プロペラの少なくとも１つが、
互いから外方向に延びる１対のブレードであって、各ブレードが先導縁部と、他のブレードの近位にある端部として画定される近位端部と、遠位端部とを有しているブレードと、
前記各ブレードの近位端部および遠位端部に取り付けられ、各ブレードの先導縁部の前方に位置付けられた安全円弧部とを含んでいる請求項１７に記載の自己安定航空機。
【請求項１９】
前記プロペラの少なくとも１つが、
前記プロペラのプロペラ・マウントから外方向に延びる１対のブレードと、
前記プロペラ・マウントから外方向に延びる１対のフライバーとを含んでいる請求項１７に記載の自己安定航空機。
【請求項２０】
前記プロペラの少なくとも１つが、
前記プロペラのプロペラ・マウントから外方向に延びる１対のブレードであって、各ブレードが先導縁部と、前記プロペラ・マウントの近位にある端部として画定された近位端部と、遠位端部とを有しているブレードと、
前記各ブレードの近位端部および遠位端部に取り付けられ、各ブレードの先導縁部の前方に位置付けられた安全円弧部と、
前記プロペラ・マウントから外方向に延びる１対のフライバーとを含んでいる請求項１７に記載の自己安定航空機。
【請求項２１】
前記プロペラの少なくとも１つが、
前記プロペラのプロペラ・マウントから外方向に延びる１対のブレードであって、各ブレードが、前記プロペラ・マウントの近位にある端部、および遠位端部を有しているブレードと、
前記ブレードの近位端部に固定されたクロスバー・ジョイントと、
前記クロスバー・ジョイントから外方向に延びる１対のクロスバーであって、各クロスバーが、クロスバー・ジョイントに固定された近位にある端部、および遠位端部を有しているクロスバーと、
前記各クロスバーの遠位端部に固定され、前記各ブレードの遠位端部を受けるための枢動部を有する円形の安全リングと、
前記各ブレード内に画定された先導縁部と後続縁部の両方から外方向に延びるフライバーとを含んでいる請求項１７に記載の自己安定航空機。
【請求項２２】
前記プロペラの少なくとも１つが、
前記プロペラのプロペラ・マウントから外方向に延びる２対のブレードであって、１対のブレードがもう１対のブレードに垂直であり、各ブレードが、前記プロペラ・マウントの近位にある端部、および遠位端部を有しているブレードと、
前記各ブレードの遠位端部を受けるための枢動部を有する円形の安全リングと、
前記各ブレード内に画定された各先導縁部から外方向に延びるフライバーとを含んでいる請求項１７に記載の自己安定航空機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、一般にプロペラ、プロペラ・スタビライザ、およびプロペラ関連ビークルに関するものであり、より詳細には、揚力を生み出すために、または推進手段としてプロペラを使用または組み込んだ、航空、陸上、および水中ビークルなどのビークルに関し、本発明の最も多くの観点が、玩具またはホビー産業用に設計されたエア・ベース・ビークルに関するものである。
【０００２】
（発明の背景）
本発明は、玩具およびホビー産業で開発されるビークルに部分的に関するものであり、本発明を適用することのできる揚力源または推進手段としてプロペラを使用する多くのタイプのビークルが存在する。推進または揚力源としてプロペラを使用するこれらのビークルのより一般的なタイプは、飛行機、ヘリコプター、または従来式でない航空機など航空／宇宙ベースのビークルである。しかし、これらのビークルは特に制御が難しく、フライト経路を操作して制御するために複雑なプログラミングおよびメカニクスが必要である。多くの場合、安定な水平姿勢で飛行するようにこれらのビークルを制御するには、相当時間の訓練が必要である。
【０００３】
これら従来技術ビークルの例は、以下の米国特許に見られる。米国特許第５，６０９，３１２号は、単純な構造を提供するために、無線制御コンポーネントおよびドライブ・トレイン・コンポーネントを指示する構造を有する改良型の機体について述べた模型ヘリコプターに向けられている。米国特許第５，８３６，５４５号は、ロータリ・ウィングおよびテール・ロータ・システムにエンジン・パワーを効率的に分散するパワー分散システムを含むロータリ・ウィング・模型航空機に向けられている。米国特許第５，８７９，１３１号は、繰返しの墜落に耐えることができるモデル・ヘリコプター用のメイン・プロペラ・システムに向けられている。米国特許第４，６０４，０７５号は、ユーザが玩具ヘリコプターに接続することができる着脱可能な制御ユニットを含む玩具ヘリコプターに向けられている。
【０００４】
これらの玩具は、揚力を生み出し、維持するために実質的に水平な面で回転する少なくとも１つのプロペラを使用する。生じる１つの問題は、プロペラが水平面で回転しているときに、風などの変化またはパワー変動により、プロペラ・ブレードがピッチ（ｐｉｔｃｈ）し、これがさらに、航空機をひっくり返し、旋回させ、振動させ、あるいは傾かせることである。この影響は、複雑なプログラミングおよびメカニクスを用いて補償し、補正することができる。しかし、上述したように、これらは、特に子供にとって、これらの航空機を高価にし、制御が難しすぎるものにする傾向がある。これらの航空機で水平安定を維持することさえ非常に難しい。
【０００５】
したがって、上述した問題を克服するために、揚力を生み出し、維持するように、プロペラを用いたこれらビークルを改善する必要がある。そのような必要性は、高価でなく、実施が容易であるべきである。この成果は、さらに、複雑なリンケージ、サーボ、ジャイロ、または他の電気機械的デバイスを必要とせずに制御または操作するのが容易なビークルを提供すべきである。
【０００６】
これらのビークルの安定性および制御を改善する必要性に加えて、そのようなビークルをより安全なものにする必要性も高まっている。しばしば、子供または使用者が、回転するプロペラに接触してケガをする。したがって、プロペラをより安全にするさらなる必要性がある。
【０００７】
本発明の別の目的では、プロペラに動力を供給するため、またはプロペラを駆動するための代替手段を用いたビークルを作成することが引き続き求められている。１つのそのような代替手段は、空気など加圧ガスを排出する空気式エンジンである。
【０００８】
（発明の概要）
本発明の第１の実施形態では、プロペラ関連ビークルがヘリコプターとして記述されている。ヘリコプターは、メイン・プロペラおよびテール・ロータに動力を与えるためのモータ機構を収容する機体を有している。メイン・プロペラは、機体を通して垂直に延びるメイン駆動シャフトに取り付けられている。ヘリコプターはさらに、メイン・プロペラとメイン駆動シャフトとの間に取り付けられた第１の安定化手段を含む。第１の安定化手段により、メイン・プロペラが、機体から独立して、メイン駆動シャフトの周りで自由に枢動（ｐｉｖｏｔ；旋回）することができるようにされている。したがって、メイン・プロペラが回転し、ピッチし始めるとき、メイン・プロペラの回転によって生み出される遠心力は、メイン・プロペラが実質的に水平な姿勢を保つようにピッチを打ち消すように第１の安定化手段の周りでメイン・プロペラを枢動させる傾向がある。
【０００９】
別の実施形態では、プロペラ関連ビークルが、メイン・プロペラとメイン駆動シャフトとの間に取り付けられた別の安定化手段を含む。この第２の安定化手段も、メイン・プロペラが、機体から独立してメイン駆動シャフトの周りで回転し、枢動することができるようにしている。しかし、メイン・プロペラが回転してメイン駆動シャフトの周りで枢動し始めるとき、第２の安定化手段は、メイン・プロペラを実質的に水平な姿勢に弾性的に戻す傾向がある。
【００１０】
別の実施形態では、プロペラ関連ビークルが、第３の安定化手段に取り付けられたメイン・プロペラを含む。第３の安定化手段は、第１の枢動方向でメイン・プロペラに枢動可能に取り付けられ、第２の枢動方向で駆動シャフトに枢動可能に取り付けられる。第１の枢動方向は、メイン・プロペラによって画定される１対のブレードに平行であり、第２の枢動方向は、第１の枢動方向に垂直である。
【００１１】
プロペラ関連航空機のメイン・プロペラはまた、航空機を自己安定させるための増強手段を含むことができる。１つの実施形態では、メイン・プロペラが、安定化手段から外方向に延びる１対のブレードを含む（全体を通じて、本発明は３つの異なる安定化手段（一般に「安定化手段」と呼ぶ）を組み入れており、その任意の１つを、本明細書で説明する様々なプロペラ構成と共に使用することができる）。各ブレードが、先導縁部と、安定化手段の近位にある端部と、遠位端部とを含む。メイン・プロペラはまた、各ブレードの近位端部および遠位端部に取り付けられた安全円弧部であって、各ブレードの先導縁部の前方に位置決めされた安全円弧部を含む。さらに、安全円弧部は直径を有しており、この直径は、近位端部の傍で比較的平坦な水平面から、遠位端部の傍でより幅が広い垂直面に移行する。
【００１２】
別の実施形態では、メイン・プロペラが、１対のブレードと、メイン・プロペラの中心部分から外方向に延びる１対のフライバーであって、水平面に沿って安定化手段にさらに取り付けられたフライバーとを含む。各ブレードは、先導縁部と、安定化手段の近位にある端部と、遠位端部とを有する。また、安全円弧部が各ブレードの近位端部および遠位端部に提供され、そこに取り付けられ、各ブレードの先導縁部の前方に位置決めされている。メイン・プロペラが回転し、ピッチし始めると、回転によって生み出される遠心力を有するフライバーは、メイン・プロペラが実質的に水平な姿勢で保たれるようにピッチを打ち消すように安定化手段の周りでブレードを枢動する傾向がある。
【００１３】
別の実施形態では、メイン・プロペラが、安定化手段に枢動可能に取り付けられたクロスバー・ジョイントを含む。メイン・プロペラは、クロスバー・ジョイントから水平面に沿って外方向に延びる１対のブレードを含み、各ブレードが、クロスバー・ジョイントの近位にある端部と、遠位端部とを有している。１対のクロスバーは、水平面に沿ってクロスバー・ジョイントから外方向に延びている。各クロスバーは、クロスバー・ジョイントに近位で固定された端部と、遠位にある端部とを有している。円形の安全リングが、各クロスバーの遠位端部に固定され、各ブレードの遠位端部を受け入れるための枢動部を有する。また、フライバーが、各ブレード内に画定された先導縁部と後続縁部の両方から水平面に沿って外方向に延びている。メイン・プロペラが回転し、ピッチし始めるとき、回転によって生み出される遠心力を有するフライバーは、メイン・プロペラが実質的に水平な姿勢を保つようにピッチを打ち消すように安定化手段の周りでブレードを枢動する傾向がある。
【００１４】
別の実施形態では、メイン・プロペラが、安定化手段に枢動可能に取り付けられたブレード・ジョイントを含む。２対のブレードが、１対のブレードがもう１対のブレードに垂直になるように、ブレード・ジョイントから水平面に沿って外方向に延ばされている。さらに、ブレードの各対が、もう一方の対とは無関係に枢動することができる。各ブレードが、ブレード・ジョイントの近位にある端部と、遠位端部とを有している。円形の安全リングが、各ブレードの遠位端を受け入れるための枢動部を含む。また、フライバーが、各ブレード内に画定された先導縁部から外方向に延びている。メイン・プロペラが回転し、ピッチし始めるとき、回転によって生み出される遠心力を有するフライバーは、メイン・プロペラが実質的に水平な姿勢で保たれるようにピッチを打ち消すように安定化手段の周りでブレードを枢動させる傾向がある。
【００１５】
それに加えて、フライバーは、重り付き端部を含んでいてもよく、回転によって生み出される遠心力を高めることができる。上述したメイン・プロペラのそれぞれが単一面にプロペラを安定させるための手段を提示しているので、あるいはこれらのメイン・プロペラは、回転するプロペラによって使用者にケガをさせる可能性を減らす安全リングまたは円弧部を含んでいるので、これらのメイン・プロペラを他のプロペラ関連ビークルで使用することもできる。
【００１６】
本発明の別の実施形態では、空気式で駆動されるプロペラ式ビークルが、メイン・プロペラに動力を与えるために使用される空気モータ機構を収容する機体を有するヘリコプターとして記述される。使用者は、リザーバ内部で空気をポンプして加圧するために空気モータ機構に画定されたインテーク・マニホルドに外部ポンプを取り付けることができる。空気モータは、メイン駆動シャフトを回転させるためにリザーバ内部の加圧空気を利用する。安定化手段が、メイン・プロペラとメイン駆動シャフトとの間に取り付けられる。安定化手段は、メイン・プロペラが、機体から独立してメイン駆動シャフトの周りで回転し、自由に枢動することができるようにしている。したがって、メイン・プロペラが回転し、ピッチし始めるとき、メイン・プロペラの回転によって生み出される遠心力が、ヘリコプターが実質的に水平な姿勢を保つようにピッチを打ち消すように安定化手段の周りでメイン・プロペラを枢動する傾向がある。
【００１７】
本発明の多くの利点および特徴が、本発明およびその実施形態の以下の詳細な説明、および添付図面から容易に明らかになろう。
【００１８】
前述したことのより完全な理解は、添付図面を参照することにより得ることができる。
【００１９】
（発明の詳細な説明）
本発明は、多くの異なる形での実施形態が可能であるが、本発明の好ましい実施形態を詳細に図面に示し、本明細書で説明する。しかし、本開示は、本発明の原理の例示とみなすべきであり、本発明および／または例示する実施形態の精神または範囲を限定することは意図していないことを理解されたい。
【００２０】
プロペラ関連ビークルが、本発明の１つの実施形態であるヘリコプター１０として図１に示されている。典型的なヘリコプターと同様に、この実施形態は、任意の電子機器および機械コンポーネント、ならびにシャーシを収容する機体１２を含む。機体１２の下部には、ヘリコプター１０が所与の面で静止することができるようにランディング・ギア１４が取り付けられている。ヘリコプター１０は、メイン・プロペラ２０と、補正逆回転用のテール・ロータ２２とを含む。メイン・プロペラ２０とテール・ロータ２２はどちらも、以下でより詳細に論じる電動手段によって動力を与えられる。メイン・プロペラ２０の実際の設計、形状、または長さは、離陸およびフライト維持に適切な量の揚力が発生するように、ヘリコプター１０のサイズおよび重量と共に変えることができる。テール・ロータ２２は、メイン・プロペラ２０が毎分当たり最大回転（Ｍａｘ  ＲＰＭ）で回転しているときにメイン・プロペラ２０によって生成されるトルクを打ち消す所定の回転で回転する。所定の回転は、当技術分野でよく知られているいくつかの因子から決定される。
【００２１】
次に図２を参照すると、第１の実施形態によるヘリコプター１０の分解図が例示されている。上述したように、ヘリコプター１０は、機体１２と、メイン・プロペラ２０と、テール・プロペラまたはロータ２２とを含む。機体１２は、好ましくは、上側シャーシ２４および下側シャーシ２６として規定される２部片シャーシを固定する２部片ハウジングである。下側シャーシ２６は、ランディング・ギア１４（図１）を固定し、あるいは図２に示されるようにランディング・スキッド２８を固定する。
【００２２】
電動手段３０は、モータ機構３４に動力を与えるバッテリ・パックなどの電源３２を含む。電動手段３０は、回路基板３６によって制御される。ヘリコプター１０を遠隔操作することができるように送信機／受信機３８を採用することもできる。電源３２は、下側シャーシ２６のドア４０を通してアクセス可能である。以下でより詳細に述べるように、ビークルは、メイン・プロペラに動力を提供するための電動手段を必要としない空気モータ機構などの代替動力提供手段を使用することもでき、しかしそれに限定されない。
【００２３】
モータ機構３４は、コンボ・クラウン・ギア４４に噛み合わされたモータ・ピニオン４２を駆動する。コンボ・クラウン・ギア４４は、上側シャーシ２４内に回転可能に取り付けられている。コンボ・クラウン・ギア４４はまた、メイン駆動シャフト４６の一端に取り付けられている。メイン駆動シャフト４６は、コンボ・クラウン・ギア４４から上側シャーシ２４を通って上方向に延びている。メイン駆動シャフト４６の他端は、以下でより詳細に論じる、水平姿勢でヘリコプターを安定させるための手段（本明細書では、第１の安定化手段５０と呼ぶ）によって、メイン・プロペラ２０に取り付けられている。
【００２４】
上述したように、テール・ロータ２２も、電動手段３０によって駆動される。コンボ・クラウン・ギア４４のクラウン部分は、テール・ロータ・ピニオン５２に噛み合わされ、テール・ロータ・ピニオン５２は、そこに取り付けられたテール駆動シャフト５４を回転させる。テール・ブーム５６が、ブーム・クランプ５８によって上側シャーシ２４にクランプされ、あるいは別の方法で上側シャーシ２４に固定される。安定性のために、テール・ブシュ６０がテール・ブーム５６内に配置される。テール駆動シャフト５４の他端は、テール・ロータ・リア・ピニオン６２に取り付けられている。テール・ロータ・リア・ピニオン６２は、テール・ロータ・クラウン・ギア６４に噛み合わされ、ギア６４を駆動し、ギア６４がテール・ロータ軸６６をスピンさせる。テール・ロータ２２は、テール・ロータ軸６６に固定されており、それによりテール駆動シャフト５４が回転するとテール・ロータ２２が回転する。テール・ロータ・ギア・ハウジング６８は、テール・ロータ・クラウン・ギア６４と、テール・ロータ・リア・ピニオン６２と、テール・ロータ軸６６とを囲むように配置される。
【００２５】
ヘリコプター１０は、取付けプレート７２を通してヘリコプター１０の機体１２の横に取り付けられたスイッチ７０によってオン／オフを切り換えることができる。オン／オフ・スイッチ７０はまた、例えばヘリコプター１０が墜落した場合に意図せずに押されないように、アクセス・カバー７４を含むこともできる。さらに、電源３２は、充電ジャック７６を介して充電可能にすることができる。ヘリコプター１０は、飛行中に空気が電動手段３０または電源３２を冷却することができるように、通気孔７８を含むことができる。換気または冷却プロセスが、独自の新規のコンボ・ギア４４によってさらに達成される。
【００２６】
図３にさらに例示されるように、コンボ・ギア４４は、コンボ・ギア４４を上側シャーシ２４およびメイン駆動シャフト４６に取り付けることができるようにする中心ボア４４ａを含む。コンボ・ギア４４はまた、モータ・ピニオン４２に噛み合う外側歯車４４ｂと、テール・ロータ・ピニオン５２に噛み合うクラウン歯車４４ｃとを含む。コンボ・ギア４４はさらに、コンボ・ギア４４がモータ・ピニオン４２によって回転されるときに通気孔７８を通してシャーシ内に空気を引き込むように配置されたファン・ブレード４４ｄを含む。それにより、プロペラ関連ビークルの内部コンポーネントを冷却する。
【００２７】
引き続き図２を参照すると、上側シャーシ２４をさらに安定させるためにグリル８０が上側シャーシ２４の上に配置されており、このグリル８０は、組み立てた時に機体１２の内部領域に収容されてもよい。
【００２８】
安定化手段５０は、自由に枢動するメイン・ロータ・ヘッド８２（図４）にメイン・プロペラ２０を取り付けることによって画定される。メイン・ロータ・ヘッド８２は、メイン・プロペラ２０が、その中心８４の周りで枢動できるようにしている。さらに、自由に枢動するメイン・ロータ・ヘッド８２の下のヘリコプター１０の残りの部分が振り子として枢動することができる。メイン・ロータ・ヘッド８２、好ましくはＵ字ジョイントは、メイン・プロペラ２０の下側にさらに固定されたロータ・マウント８６に固定されている。ロータ・マウント８６は、枢動ピン８８によってメイン・ロータ・ヘッド８２に枢動可能に取り付けられる。メイン・ロータ・ヘッド８２はメイン駆動シャフト４６に取り付けられ、それにより、メイン駆動シャフト４６が回転するときにメイン・ロータ・ヘッド８２が回転する。これにより、ロータ・マウント８６をスピンさせ、メイン・プロペラ２０を回転させる。好ましくは、メイン・プロペラ・ブレード９０が枢動点８８に平行に取り付けられるようにメイン・プロペラ２０が取り付けられることに留意することが重要である。これにより、メイン・プロペラ２０がブレード９０と同じ方向に枢動できるようになり、それによってブレード９０が自己調整できるようになる。
【００２９】
引き続き図２を参照すると、図１にも示される第１のメイン・プロペラ実施形態２０が、１対のブレード９０を含み、両ブレード９０の先導縁部９４の前方に１対の安全円弧部９２が設けられている。各安全円弧部９２は、メイン・プロペラ２０の中心８４から始まり、ブレードの先導縁部９４から離れるように移動して、円形または楕円形パターンをとる。その後、安全円弧部９２は、当該ブレード９０の外縁部または遠位端部９６と接合する。安全円弧部９２は、ブレード９０の遠位端部９６に向かって外方向に移動するにつれて、比較的平らな水平面から、より広範で、幅の広い垂直面に移行する。安全円弧部９２、および安全円弧部９２の拡張部が表面積を増大し、これはまた、任意の衝撃の力をより広い領域に分散する働きもする。それによりブレード９０が衝撃から保護される。さらに、子供が操作するとき、安全円弧部９２は、子供がブレード９０の遠位端９６によって手や目をひっかくのを防止する。さらに、テール・ロータ２２を、メイン・プロペラ２０と同じ形状にすることもできる。
【００３０】
メイン・プロペラ２０がヘリコプター１０に自由に、かつ枢動可能に取り付けられていることに関連して、安全円弧部９２は、自己安定性のあるヘリコプターを提供する。すなわち、ヘリコプター１０が動作するときに、メイン・プロペラ２０が、実質的に水平な姿勢を保たれる。実際のヘリコプターのフライト時には、ヘリコプターが対気速度を得るにつれて、前を向き且つヘリコプターの後部へと回転しているメイン・プロペラの先導縁部が、反対側のブレードよりも大きく持ち上がる。これは、不均等な揚力でヘリコプターを傾ける。このメイン・プロペラ実施形態２０では、安全円弧部９２が、回転時にメイン・プロペラ２０によって表されるピッチ力を打ち消す傾向がある遠心力を生み出し、それによりメイン・プロペラ２０は、実質的に同じ平面に留まる傾向をもつ。安全円弧部９２の重量も、ブレード９０に重量を追加して、メイン・プロペラ２０を安定にするより高いジャイロスコープ効果を提供する。
【００３１】
メイン・プロペラ２０が回転しているとき、メイン・プロペラ２０がピッチし始める場合、安全円弧部９２は水平面からずれ始める。しかし、安全円弧部の重量がジャイロスコープ効果を生み出し、第１の安定化手段５０の枢動ピン８８の周りでブレード９０を枢動させることによってメイン・プロペラ２０を水平にする。ブレード９０は、メイン・プロペラ２０の変化するピッチに沿って枢動し、それによりメイン・プロペラ２０は、再び実質的に水平な面で回転する。それにより、ヘリコプター１０が水平に安定化され、レベルを保たれ、実質的に同じ姿勢で保たれる。同様に、（第１の安定化手段５０の下の）ヘリコプター１０の本体が揺れ始める場合、第１の安定化手段５０が同様に補償し、ヘリコプターを実質的に水平な姿勢に戻す。したがって、本発明は、高価なサーボおよびプログラミングを必要とせずに、ヘリコプターの水平姿勢の変化を補償するための新規の機械的な手段を提供する。
【００３２】
操作中、本発明は、ヘリコプター１０が真上に上昇し、空中停止または静止姿勢を保つことができるようにする。ヘリコプター１０は、無制御すなわち「フリーフライト」から始まるいくつかの形の制御を含むことができ、または「事前プログラム」もしくは「プログラム可能」フライトのためのマイクロプロセッサを有する電子機器を装備することができ、またはハンド・ヘルド遠隔送信機と共に使用する無線受信機を装備することができ、あるいは上述したものの任意の組合せにすることができる。
【００３３】
上述したように、テール・ロータ２２は、メイン・プロペラ２０がＭａｘ  ＲＰＭで回転しているときに、メイン・プロペラ２０によって生み出されるトルクを打ち消す所定の回転で回転する。単純な、高価でない遠隔制御ユニットを用いて、使用者がメイン・プロペラ２０の速度を調節することができる。使用者がメイン・プロペラ２０を減速する場合、テール・ロータ２２は、その反回転力が、ヘリコプター１０がＭａｘ  ＲＰＭで回転するのを防ぐのに必要な減速中、または加速中に異なるような速度で回転しているであろう。したがって、ヘリコプター１０は、メイン駆動シャフト４６の周りで回転し始め、使用者に、ヘリコプター１０を回転または旋回させる単純な手段を提供する。
【００３４】
次に図５を参照すると、別の、または第２の安定化手段１００が、メイン駆動シャフト４６に取り付けられて例示されている。第２の安定化手段１００は、メイン駆動シャフト４６の端部に固定されたシャフト・ジョイント１０２を含む。シャフト・ジョイント１０２は、端部１０６の周りで丸みを付けられる場合があるレッグ部分１０４を含む。シャフト・ジョイント１０２は、メイン・プロペラ２０の中心８４に取り付けられるプロペラ・ジョイント１０８を受け入れるような寸法とされる。２つのジョイント１０２および１０８が、枢動ピン１１０の周りで一体に、枢動可能に取り付けられている。スタビライザまたは弾性Ｏリング１１２が、プロペラ・ジョイント１０８の周りに嵌められ、シャフト・ジョイント１０２の端部１０６とメイン・プロペラ２０との間に配置される。
【００３５】
メイン・プロペラ２０が回転し、メイン・プロペラ２０が、実質的に水平な面から枢動して離れ始めるとき、シャフト・ジョイント１０２の端部１０６が、弾性Ｏリング１１２の一部に押し入れられる。Ｏリング１１２は、元の形状を維持する傾向があるので、Ｏリング１１２の弾性が、シャフト・ジョイント１０２に対する反発力を及ぼす。これは、メイン・プロペラ２０を逆方向に枢動させ、最終的に、メイン・プロペラを実質的に水平な面または水平な姿勢にする。反発力はまた、過剰に補償するかもしれず、これはメイン・プロペラ２０を水平面を越えて枢動させ、シャフト・ジョイント１０２の端部１０６を、Ｏリング１１２の別の部分に押し入れる。しかし、このとき、新たな反発力がこれを補償して、メイン・プロペラが実質的に水平な面に位置するまで減衰振動または動揺をもたらす。
【００３６】
さらに、枢動面に垂直な面に沿ってメイン・プロペラ２０のブレード９０を配列することが好ましい。それにより、メイン・プロペラ２０がフライバー（本明細書で以下に説明する）を含むとき、フライバーは、第２の安定化手段１００によって維持される安定性を高める助けをする。
【００３７】
次に、図６ａおよび図６ｂを参照すると、別の、すなわち第３の安定化手段１２０が例示されている。第３の安定化手段１２０は、メイン駆動シャフト４６とメイン・プロペラ２０（図示せず）との間に接続される。第３の安定化手段１２０は、自由に枢動するロータ・アタッチメント１２２を含み、これは、回転の中心の周りでメイン・プロペラ２０が枢動することができるようにする。さらに、ロータ・アタッチメント１２２の下のヘリコプター１０の残りの部分が、振り子として枢動することができる。ロータ・アタッチメント１２２は、メイン・プロペラ２０の中心部分に摩擦係合するクリップ１２４を含む。ロータ・アタッチメント１２２は、第１の枢動ピン１２８によって枢動ジョイント１２６に枢動可能に取り付けられ、これにより、ロータ・アタッチメント１２２が第１の枢動方向に枢動できるようになる。また、枢動ジョイント１２６は、１対の枢動ピン１３４によって、第２の枢動方向で、ヨーク１３０によって画定されたＵ字部分１３２に固定される。
【００３８】
好ましくは、メイン・プロペラ・ブレード９０が第１の枢動ピン１２８の周りで第１の枢動方向に平行になるようにメイン・プロペラ２０がロータ・アタッチメント１２２に取り付けられることに留意することが重要である。これにより、メイン・プロペラ２０がブレード９０と同じ方向に枢動できるようになり、したがって、ブレード９０は、ピッチしている時に、メイン・プロペラ２０を自己調整する助けをする。さらに、第１の枢動方向と第２の枢動方向は、メイン・プロペラ２０がヘリコプター１０から垂直に枢動することができるように、好ましくは互いに垂直である。
【００３９】
メイン・プロペラ２０が回転するとき、回転するメイン・プロペラ２０が、通常の遠心力を生み出す。メイン・プロペラ２０がピッチし始めた場合、この通常の遠心力と共に、第３の安定化手段１２０がジャイロスコープ効果を生み出し、これがメイン・プロペラ２０を水平にする。水平化効果は、メイン・プロペラ２０が第１の枢動方向の周りで枢動し始めるときに達成される。メイン・プロペラ２０は、（ジャイロスコープ効果で生み出される）変化するピッチに沿って枢動し、それによりメイン・プロペラ２０は、再び実質的に水平な面で回転する。それにより、ヘリコプター１０が水平に安定化され、レベルを保たれる。同様に、（安定化手段の下の）ヘリコプター１０の本体が揺れ始める場合、第３の安定化手段１２０が同様に補償し、ヘリコプター１０を実質的に水平な姿勢に戻す。
【００４０】
３つの開示された安定化手段それぞれにおいて、本発明は、高価なサーボおよびプログラミングを必要とせずに、ヘリコプターの水平姿勢の変化を補償するための新規の機械的な手段を提供する。
【００４１】
さらに、本明細書で開示されたスタビライザは、動力を与えられ、または自由に回転可能な、水平面で回転する１つまたは複数のプロペラを有する航空機に適用できる。各プロペラは、機体を通して垂直に延びる対応するシャフトに取り付けられている。航空機はさらに、各プロペラと対応するシャフトとの間に取り付けられた（本明細書で説明する）安定化手段を含む。安定化手段は、プロペラが、対応するシャフトに関して枢動することができるようにする。しかし、回転しているプロペラが枢動し始めると、安定化手段は、プロペラが実質的に水平な面に留まるように枢動を打ち消す。
【００４２】
また、垂直に取り付けられたプロペラにおいて、垂直安定化手段を作成するために本発明の安定化手段を使用および予見することは容易である。これは、飛行機、ヘリコプターのテール・ロータ、エア・ボートなどの垂直取付けプロペラで使用することができる。そのような環境では、プロペラが、好ましくは、対応するシャフトに実質的に垂直な面で、対応するシャフトに取り付けられる。
【００４３】
本発明の他の実施形態では、ヘリコプターは、様々なメイン・プロペラおよびテール・ロータを含むことができる。さらに、各メイン・プロペラおよび／またはテール・ロータを、開示した安定化手段の１つに取り付けることができる。
【００４４】
次に図７を参照すると、第２のメイン・プロペラ実施形態１４０が、ヘリコプター１０に取り付けて示されている。第２のメイン・プロペラ１４０は、１対の対置されたブレード９０を含み、両ブレード９２の先導縁部９４の前方に楕円形または円形の安全円弧部９２が設けられている。さらに、重り付き端部１４６を備える１対のフライバー１４４が、メイン・プロペラ１４０の中心１４２から外方向に延びている。フライバー１４４は、メイン・プロペラ１４０に付加的な安定性を追加し、また、風がメイン・プロペラ１４０に及ぼす影響を低減する。メイン・プロペラ１４０が回転するとき、遠心力が、フライバー１４４の重り付き端部１４６を真っ直ぐ外に引張り、メイン・プロペラ１４０の動作中の枢動し易さを低減することによって、メイン・プロペラ１４０をより安定させる。この実施形態で例示されるヘリコプター１０も、図１に示した先述のヘリコプター１０と同様に構成されたテール・ロータ２２を含むことができる。
【００４５】
次に図８を参照すると、メイン・プロペラの別の実施形態、すなわち第３のメイン・プロペラ実施形態１５０において、第３のメイン・プロペラ１５０が、２つの枢動するブレード９０と、完全な円形の安全リング１５２と、２対のフライバー１５４とを含む。安全リング１５２は、１対のクロスバー１５８によって第３のメイン・プロペラ１５０の中心１５６に固定される。クロスバー１５８は、第３のメイン・プロペラ１５０の中心１５６でクロスバー・ジョイント１６０に取り付けられる。安全リング１５２は、第３のメイン・プロペラ１５０の中心１５６の遠位にあるブレード９０の端部９６を受ける枢動部１６２を含む。枢動部１６２およびクロスバー・ジョイント１６０により、ブレード９０が安全リング１５２から独立して枢動できるようになっている。２対のフライバー１５４が、第３のメイン・プロペラ１５０の中心１５６の近位にあるブレード９０の端部に取り付けられる。さらに、フライバー１５４は、重り付き端部１６４を含むこともできる。フライバー１５４は、ブレード９０に固定されるので、ブレード９０と共に枢動する。
【００４６】
フライバー１５４は、ブレード９０の単軸枢動に関連して、第３のメイン・プロペラがスピンしているときに第３のメイン・プロペラ１５０を平衡に保つ助けをする。先述のプロペラ実施形態で述べたように、プロペラが回転するとき、ブレード９０は、傾きまたは不均等な揚力を補償するように枢動する。さらに、回転時、遠心力が、フライバー１５４の重り付き端部１６４を外方向に引張り、ブレード９０の枢動し易さを低減することによってブレード９０をより安定させる。さらに、フライバー１５４が重り付き端部を含まない場合でさえ、遠心力が、依然としてフライバー１５４自体を引張り、第３のメイン・プロペラ１５０の安定性を高める。
【００４７】
別の実施形態（図９）で、ヘリコプター１０は、４つの枢動ブレード１７２を有する第４のメイン・プロペラ実施形態１７０を利用し、完全な円形の安全リング１７４およびフライバー１７６が各ブレード１７２に個別に取り付けられている。ブレード１７２は、２対（１７２ａおよび１７２ｂ）で構成されている。各対（１２７ａと１７２ｂ）が互いに垂直にセットされる。安全リング１７４は、４つの枢動部１７８を含み、それぞれが、４つのメイン・プロペラ１７０の中心１８０から遠位にあるブレード１７２の端部を受けるように位置決めされている。中心１８０は、ブレード１７２の２つの対（１７２ａと１７２ｂ）が互いに独立して枢動することができるように、枢動部１７８と協働して働くダブル・ジョイント１８２を含む。フライバー１７６は、各ブレード１７２の先導縁部１８４から外方向に延在し、このフライバー１７６は重り付き端部１８６を含むことができる。
【００４８】
２対（１７２ａおよび１７２ｂ）の個別に枢動するブレード１７２によって生み出される２軸枢動は、回転時に第４のメイン・プロペラ１７０を平衡に保つ助けをする。さらに、第４のメイン・プロペラが回転しているときに、遠心力がフライバー１７６、特に重り付き端部１８６を外方向に引張り、ブレード１７２が発生し得る枢動の量を低減することによって安定性を高める。
【００４９】
本発明のさらに別の実施形態では、図１０に示されるように、ヘリコプター１８８が第５のメイン・プロペラ実施形態１９０を含む。ヘリコプター１８８も、上述した、または本明細書で以下に述べるヘリコプター実施形態の任意の１つと同様のものにすることができる。第５のメイン・プロペラ１９０は、第５のメイン・プロペラ１９０の中心１９４で安定化手段２００に接続された１対のブレード１９２を含む。また、１対の垂直フライバー１９６が、中心１９４でメイン・プロペラ１９０を二分している。各フライバー１９６はまた、重り付き端部１９８を含むこともできる。メイン・プロペラ１９０およびフライバー１９６が回転するとき、メイン・プロペラ１９０はピッチし始める場合があり、フライバー１９６を水平面からずらす。重り付き端部１９８がジャイロスコープ効果を生み出し、安定化手段２００の周りで枢動することによってフライバー１９６を水平にする。これにより、メイン・プロペラ１９０がフライバー１９６の軸に沿って枢動し、これは、ブレード１９２およびフライバー１９６が同じ水平面で再び回転するようにメイン・プロペラ１９０のピッチを変える。それにより、ヘリコプター１８８が水平に安定化され、レベルを保たれ、同じ姿勢で保たれる。
【００５０】
次に図１１を参照すると、第６のメイン・プロペラ実施形態２１０が、中心支持部２１４から外方向に延びる１対のブレード２１２を含む。１対のクロスバー２１６も中心支持部２１４から外方向に延び、これはブレード２１２に垂直である。ブレードおよびクロスバーが回転するときにそれらから使用者を保護し、且つそれら自体を保護するために、円形の安全リング２１８がブレード２１２の端部２１３およびクロスバー２１６の端部２１７に固定される。
【００５１】
上の説明から容易に明らかなように、上述したメイン・プロペラはそれぞれ、安定化手段に取り付けることができ、好ましくは取り付けられており、動作中にヘリコプターをレベル水平面に維持することができる能力を高める。しかし、プロペラを、安定化手段を含まないヘリコプターに組み込むこともでき、上述した各メイン・プロペラと同様に、それ自体、実質的に水平な面でヘリコプターを維持する助けをする。
【００５２】
図１および図７〜図９に例示されるように、ランディング・ギア１４は、ヘリコプター１０がランチング／ランディング・パッドまたはベース（図示せず）上に適切に位置することができるようにアパーチャ１５を含むことができる。ベースは、ヘリコプター内の電源を充電するため、およびランチング・ベースからヘリコプターを打ち上げるのに必要な十分なＲＰＭまでヘリコプターのメイン・プロペラに通電するための両方の役割をすることができる。ランチング・ベースはまた、ヘリコプターを充電するためのバッテリおよびタイマー回路を含むことができ、メイン・プロペラを活性化するための個別モータを有することができる。充電器は、特定の時間の後にオフに切り換えられることができ、またはバッテリが特定の電圧に達するまでオフに切り換えられるように装備することができる。
【００５３】
さらに、ヘリコプターは、「伝統的な」スタイルを取っても取らなくてもよく、プロペラを安定かつ安全にするために使用される本明細書で開示する実施形態を、２つ以上の水平プロペラを使用するビークルなど、飛行機および他の従来式でない航空機など他の飛行玩具で使用することができ、しかしそれらに限定されない。図１２に例示されるただ１つの例で、飛行機２２０は、第１のメイン・プロペラ実施形態２０と同様に構成された１対のプロペラ２２２を有しており、より詳細には、それぞれの先導縁部２２８をカバーする安全半円弧部２２６を備えた１対のブレード２２４を含むプロペラ２２２を有している。
【００５４】
さらに、本発明は、水平面で回転する１つまたは複数のプロペラを有する航空機に適用することができる。航空機は通常、各プロペラに動力を与えるために使用されるモータ機構を収容するための機体を有する。各プロペラは、機体を通して垂直に延びる対応駆動シャフトに取り付けられている。航空機はさらに、各プロペラと対応する駆動シャフトとの間に取り付けられた水平安定化手段を含み、これによりプロペラが、機体から独立して、対応する駆動シャフトの周りで自由に枢動できるようになる。したがって、回転しているプロペラがピッチし始めるとき、回転しているプロペラは、その回転によって生み出される遠心力を有し、この遠心力は、航空機が実質的に水平な姿勢を保つようにピッチを打ち消すように水平安定化手段の周りでプロペラを枢動させる傾向がある。
【００５５】
上述したように、プロペラ関連ビークルに動力を与える代替手段を提供する必要性が引き続きあり、１つの追加の、または代替の手段は、図１３および図１４に例示されるように、空気操作式プロペラ関連ビークルを含む。ここで、図１３および図１４を参照すると、第２のヘリコプター実施形態２５０が例示されている。第２のヘリコプター実施形態２５０は、加圧流体を保持するためにリザーバ２５４を収容する外側ハウジング２５２を含む。リザーバ２５４は、シャーシ２５６上に固定され、またはシャーシ２５６上に位置し、シャーシ２５６は、ハウジング２５２内部に固定される上側部分２５８を有する。また、ヘリコプター２５０が所与の面で静止することができるように、ランディング・スキッド２６０がシャーシ２５６に取り付けられている。
【００５６】
リザーバ２５４は、入口アセンブリ２６６の一端２６４を受ける開端部２６２を含む。入口アセンブリ２６６は、キャップ２６８によって開端部２６２に固定される。空気式モータ機構２７０が、外側ポンプ（図１３に示される）に取り付けることができるインテーク・マニホルド２７２を含む。インテーク・マニホルド２７２に入る空気は、まず、入口アセンブリ２６６に画定された第１の開口２７６に取り付けられたチューブ２７４を通過し、次いで、開端部２６２を通ってリザーバ２５４内に進む。使用者が、引き続きリザーバ２５４内に空気を進め、またはポンプすると、リザーバ２５４内部の空気が加圧される。インテーク・マニホルド２７２に固定された空気式モータ２７８も、入口アセンブリ２６６に画定された第２の開口２８０を介してリザーバ２５４と流体連絡している。リザーバ２５４を出入りする気流は、インテーク・マニホルド２７２、空気式モータ２７８、および／または入口アセンブリ２６６内部に含まれる様々なよく知られている弁（図示せず）によって制御される。空気式モータ２７８は、リザーバ２５４内に含まれる加圧流体を使用して、メイン駆動シャフト２８２を回転させる。
【００５７】
メイン駆動シャフト２８２が、安定化手段２８４に接続され、これがさらに、メイン・プロペラ２８６に接続または固定される。安定化手段２８４およびメイン・プロペラ２８６は、前述した安定化手段またはメイン・プロペラ実施形態の任意のものであってよい。図１３および図１４に例示されるように、安定化手段２８４は、好ましくは、図６ａおよび図６ｂに例示される第３の安定化手段であり、メイン・プロペラ２８６は、好ましくは、図１１に例示される第６のメイン・プロペラ実施形態である。
【００５８】
引き続き図１３および図１４を参照すると、安定化手段２８４（図６ａおよび図６ｂからの第３の安定化手段と同様）が、自由に枢動するロータ・アタッチメント１２２を含み、これは、回転の中心の周りでメイン・プロペラ２８６が枢動することができるようにする。さらに、ロータ・アタッチメント１２２の下のヘリコプター２５０の残りの部分が、振り子として枢動することができる。ロータ・アタッチメント２８８が、プロペラ２８６の中心部分に摩擦係合するためのクリップ１２４を含む。ロータ・アタッチメント１２２は、第１の枢動ピン１２８によって枢動ジョイント１２６に枢動可能に取り付けられ、これにより、ロータ・アタッチメント１２２が第１の枢動方向に枢動できるようになる。また、枢動ジョイント１２６は、１対の枢動ピン１３４によって、第２の枢動方向で、ヨーク１３０によって画定されたＵ字部分１３２に固定される。
【００５９】
好ましくは、メイン・プロペラ・ブレード２１２が第１の枢動ピン１２８の周りで第１の枢動方向に平行になるようにメイン・プロペラ２８６がロータ・アタッチメント１２２に取り付けられることに留意することが重要である。これにより、メイン・プロペラ２８６がブレード２１２と同じ方向に枢動できるようになり、したがって、ブレード２１２は、ピッチしている時に、メイン・プロペラ２８６を自己調整する助けをする。さらに、第１の枢動方向と第２の枢動方向は、好ましくは、メイン・プロペラ２８６がヘリコプター２５０から垂直に枢動することができるように、互いに垂直である。
【００６０】
ヘリコプター２５０には、リザーバ２５４の上に画定されたネック２９０にリザーバ・クリップ２９２によってクリップされた垂直ラダー２８８も取り付けられている。リザーバ・クリップ２９２は、外方向に延びる水平ビーム２９４に取り付けられている。ビーム２９４は、垂直ラダー２８８に取り付けられたラダー・クリップ２９６に固定される。
【００６１】
メイン・プロペラ２８６が回転するとき、安全リング２１８およびクロスバー２１２の重量を有する回転するメイン・プロペラ２８６が通常の遠心力を生み出す。メイン・プロペラ２８６がピッチし始める場合、この通常の遠心力と共に、安定化手段２８４がジャイロスコープ効果を生み出し、これがメイン・プロペラ２８６を水平にする。水平化効果は、メイン・プロペラ２８６が第１の枢動方向の周りで枢動し始めるときに達成される。メイン・プロペラ２８６は、（ジャイロスコープ効果で生み出される）変化するピッチに沿って枢動し、それによってメイン・プロペラ２８６が再び実質的に水平な面で回転する。それにより、ヘリコプター２５０が水平に安定化され、レベルを保たれる。同様に、（安定化手段２８４の下の）ヘリコプター２５０の本体が揺れ始める場合、安定化手段２８４が同様に補償し、ヘリコプター２５０を実質的に水平な姿勢に戻す。したがって、本発明は、高価なサーボおよびプログラミングを必要とせずに、ヘリコプターの水平姿勢の変化を補償するための新規の機械的な手段を提供する。
【００６２】
操作中、第２のヘリコプター実施形態２５０は、真上に上昇し、空中停止または静止姿勢を保つ。ヘリコプター２５０は、無制御すなわち「フリーフライト」から始まるいくつかの形の制御を含むことができ、または「事前プログラム」もしくは「プログラム可能」フライトのためのマイクロプロセッサを有する電子機器を装備することができ、またはハンド・ヘルド遠隔送信機と共に使用する無線受信機を装備することができ、あるいは上述したものの組合せにすることができる。
【００６３】
ヘリコプター２５０を操作するために、使用者はまず、加圧空気でリザーバ２５４を満たさなければならない。使用者は、ポンプ３００によって画定される出口３０２をインテーク・マニホルド２７２の入口３０４に固定することによって、図１３に例示されるような外部ポンプ３００を使用することができる。次いで、使用者は、空気をリザーバ２５４内にポンプし、リザーバ２５４内に含まれる空気を加圧し始めることができる。リザーバ２５４が十分な量の加圧空気を含むと、使用者は、ヘリコプター２５０をポンプ３００から取り外して、メイン・プロペラ２８６をはじめに回転させることによって空気式モータ２７８を始動する。ただし、メイン・プロペラ２８６は、リザーバ２５４が加圧流体を含むと自動的に始動するように企図することもできる。ヘリコプター２５０は、加圧流体を使用してメイン・プロペラ２８６を回転し、地面または使用者から上昇させる。フリーフライト時、ヘリコプター２８６は上昇を続け、安定化手段により、傾きまたはピッチが大きくなりすぎることなく実質的に水平な向きを保つ。リザーバ２５４内部の流体が消耗されると、モーメントの減少と共にプロペラ２８６は引き続き次第にゆっくりと回転する。これにより、ヘリコプター２５０は、地面に滑空して戻る。
【００６４】
上述したように、本明細書で開示した実施形態を、水平面で回転する１つまたは複数のプロペラを有する航空機に適用することもできる。航空機は通常、それぞれのプロペラに対応する複数の駆動シャフトを回転させるための単一の空気式モータに用いられるリザーバを収容するための機体を有する。別法として、リザーバを、複数の空気式モータによって用いることができるようにし、または航空機の機体が、それぞれ対応する空気式モータによって使用される複数のリザーバを収容するようにも企図されることができる。航空機はまた、各プロペラと、対応する駆動シャフトとの間に取り付けられた水平安定化手段を含み、これによりプロペラは、機体から独立して、対応する駆動シャフトの周りで自由に枢動することができる。したがって、回転しているプロペラがピッチし始めるとき、回転しているプロペラは、その回転によって生み出される遠心力を有し、この遠心力は、航空機が実質的に水平な姿勢を保つようにピッチを打ち消すように水平安定化手段の周りでプロペラを枢動させる傾向がある。
【００６５】
前述したことから、上述したように、本発明の新規の概念の精神および範囲を逸脱することなく多数の変形形態および修正形態を実施することができることが明らかであろう。例えば、プロペラは、飛行機で使用することができるものとして示したが、さらに、水駆動ビークル（ボートや潜水艦など）、陸上駆動ビークル（プロペラ操作式自動車）、および他の大気駆動式ビークル（ロケットなど）、ならびにプロペラを使用する他の製品など、ミニチュアまたは実物大の他のプロペラ駆動ビークルでの適用例も見出すことができ、しかしそれらに限定されない。本明細書で例示した特定の方法および装置に関して限定は意図されていないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるプロペラ関連ビークルの斜視図であり、より具体的には、第１の安定化手段と、２つのブレード、および各ブレードの先導縁部の前にある安全半円弧部を備えて構成された第１のメイン・プロペラとを有するヘリコプターを例示する図である。
【図２】
図１からのヘリコプターの分解図である。
【図３】
機体の内部冷却を可能にするコンボ・ギアの斜視図である。
【図４】
図１の第１の安定化手段の拡大斜視図である。
【図５】
メイン・プロペラを安定させる弾性手段を組み込んだ第２の安定化手段のクローズアップ図である。
【図６ａ】
デュアル枢動構成を組み込んだ第３の安定化手段のクローズアップ図である。
【図６ｂ】
図６ａの分解図である。
【図７】
安全半円弧部を備える１対のブレードと、第２のメイン・プロペラの中心から外方向に延びる１対のフライバーとを備えて構成された第２のメイン・プロペラの斜視図である。
【図８】
１対の枢動するブレードと、ブレードの近位端から外方向に延びる２対のフライバーと、クロスバーと、完全な円形の安全リングとを備えて構成された第３のメイン・プロペラの斜視図である。
【図９】
２対の枢動するブレード（各対が互いに垂直であり、独立して、枢動可能にヘリコプターに取り付けられている）と、完全な円形の安全リングと、各ブレードの先導縁部から垂直方向に延びるフライバーとを備えて構成された第４のメイン・プロペラの斜視図である。
【図１０】
どちらも第５のメイン・プロペラの中心から外方向に延びる１対のブレードと１対のフライバーとを備えて構成された第５のメイン・プロペラの斜視図である。
【図１１】
１対のブレードと、第６のメイン・プロペラの中心でブレードを二分するクロスバーとを備えて構成され、さらに、ブレードおよびクロスバーの遠位端に取り付けられた円形の安全リングを含む第６のメイン・プロペラの斜視図である。
【図１２】
図１で構成された第１のメイン・プロペラを利用する飛行機を例示する、本発明の別の実施形態の斜視図である。
【図１３】
安定化手段に取り付けられたメイン・プロペラを備える空気式に動力を与えられるヘリコプターを例示する第２のヘリコプター実施形態による空気式駆動ビークルの斜視図である。
【図１４】
図１３からのヘリコプターの逆からの分解図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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