(57)【要約】【課題】一層の小型化が可能なピッチ変更機構、及び、そのようなピッチ変更機構を備えた可変ピッチ型回転翼機構を提供する。【解決手段】ピッチ変更機構３０が、回転翼１０の回転軸２０ａの延長線の近傍へと回転駆動力を出力する駆動部３１と、駆動部３１による回転駆動力を受けて、回転軸２０ａと同軸上を直進移動する直進部材３２と、ブレード１１の幅方向と交差するピッチ軸１１ａから少なくとも幅方向に離れた位置でブレード１１に一端が連結されるとともに、他端が直進部材３２に連結され、直進部材３２の直進移動を受けてブレード１１をピッチ軸１１ａ回りに回転させてピッチを変更するアーム部材３３と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図３
2018052227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転翼が有するブレードのピッチを変更するピッチ変更機構であって、
前記回転翼の回転軸の延長線の近傍へと回転駆動力を出力する駆動部と、
前記駆動部による回転駆動力を受けて、前記回転軸と同軸上を直進移動する直進部材と、
前記ブレードの幅方向と交差するピッチ軸から離れた位置で当該ブレードに直接的又は間接的に一端が連結されるとともに、他端が前記直進部材に連結され、当該直進部材の直進移動を受けて前記ブレードを前記ピッチ軸回りに回転させて前記ピッチを変更するアーム部材と、
を備えたことを特徴とするピッチ変更機構。
【請求項２】
前記駆動部が、前記回転翼の回転軸と同軸回りの回転駆動力を出力することを特徴とする請求項１に記載のピッチ変更機構。
【請求項３】
前記駆動部が、前記回転翼を回転させる回転翼駆動部に、前記回転軸に沿って一線状に並ぶように一体的に固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のピッチ変更機構。
【請求項４】
前記回転軸と同軸上に延在し、前記駆動部による回転駆動力を受けて前記回転軸と同軸回りに回転する棒ネジを備え、
前記直進部材が、前記棒ネジに螺合するとともに回転が規制されたナット部を有し、前記棒ネジが回転すると前記ナット部を介して直進移動するものであることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか一項に記載のピッチ変更機構。
【請求項５】
前記駆動部が、回転駆動源と、前記回転軸と同軸上に配置される出力軸部材と、前記回転駆動源の出力を前記出力軸部材に伝達する伝達機構と、前記回転駆動源及び前記伝達機構を内蔵し、前記出力軸部材の一端側を露出させつつ回転自在に支持するケースと、を備え、前記出力軸部材を介して前記回転駆動力を出力するものであることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか一項に記載のピッチ変更機構。
【請求項６】
前記駆動部が、前記回転駆動力における回転量を検出する回転検出部を備えていることを特徴とする請求項１〜５のうち何れか一項に記載のピッチ変更機構。
【請求項７】
前記駆動部が、前記回転駆動力における回転量及び回転方向を制御することで、前記ブレードの前記ピッチ軸回りの回転量及び回転方向を制御する制御部を備えていることを特徴とする請求項１〜６のうち何れか一項に記載のピッチ変更機構。
【請求項８】
ブレードを有する回転翼と、
前記回転翼を回転駆動する回転翼駆動部と、
前記回転翼の前記ブレードのピッチを変更するピッチ変更機構と、を備え、
前記ピッチ変更機構が、請求項１〜７のうち何れか一項に記載のピッチ変更機構であることを特徴とする可変ピッチ型回転翼機構。
【請求項９】
前記回転翼駆動部が、アウターローター型モータであることを特徴とする請求項８に記載の可変ピッチ型回転翼機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転翼が有するブレードのピッチを変更するピッチ変更機構と、そのようなピッチ変更機構を備えた可変ピッチ型回転翼機構と、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヘリコプター等の回転翼機の中には、回転翼が有するブレードのピッチを変更することで機体を上昇あるいは下降させたり、その進行方向を変更したりするものがある。このような回転翼機には、ブレードのピッチを変更するピッチ変更機構が搭載されている。
【０００３】
ピッチ変更機構としては、ブレードにロッド等を介して連結されたスワッシュプレートと呼ばれる部材を上下動等させることでブレードのピッチを変更する機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のピッチ変更機構は、模型ヘリコプターに搭載されるもので、スワッシュプレートが、複数のアーム等で構築されたリンク機構を介してサーボモータによって動かされるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３０５００３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、無線操縦式のマルチコプター等の回転翼機が普及しつつある。このような回転翼機では、回転翼を複数備えるという構成上、各回転翼におけるピッチ変更機構について、例えば従来の模型ヘリコプター等と比較しても一層の小型化が求められている。
【０００６】
従って、本発明は、上記のような事情に着目し、一層の小型化が可能なピッチ変更機構、及び、そのようなピッチ変更機構を備えた可変ピッチ型回転翼機構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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のピッチ変更機構は、回転翼が有するブレードのピッチを変更するピッチ変更機構であって、前記回転翼の回転軸の延長線の近傍へと回転駆動力を出力する駆動部と、前記駆動部による回転駆動力を受けて、前記回転軸と同軸上を直進移動する直進部材と、前記ブレードの幅方向と交差するピッチ軸から離れた位置で当該ブレードに直接的又は間接的に一端が連結されるとともに、他端が前記直進部材に連結され、当該直進部材の直進移動を受けて前記ブレードを前記ピッチ軸回りに回転させて前記ピッチを変更するアーム部材と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
尚、ここにいう「同軸」とは、回転軸と実質的に同軸であることを意味し、製造公差や組立公差のずれは許容するものである。
【０００９】
ここで、本発明のピッチ変更機構において、前記駆動部が、前記回転翼の回転軸と同軸回りの回転駆動力を出力することが好適である。
【００１０】
また、本発明のピッチ変更機構において、前記駆動部が、前記回転翼を回転させる回転翼駆動部に、前記回転軸に沿って一線状に並ぶように一体的に固定されていることが好適である。
【００１１】
また、本発明のピッチ変更機構において、前記回転軸と同軸上に延在し、前記駆動部による回転駆動力を受けて前記回転軸と同軸回りに回転する棒ネジを備え、前記直進部材が、前記棒ネジに螺合するとともに回転が規制されたナット部を有し、前記棒ネジが回転すると前記ナット部を介して直進移動するものであることも好適である。
【００１２】
また、本発明のピッチ変更機構において、前記駆動部が、回転駆動源と、前記回転軸と同軸上に配置される出力軸部材と、前記回転駆動源の出力を前記出力軸部材に伝達する伝達機構と、前記回転駆動源及び前記伝達機構を内蔵し、前記出力軸部材の一端側を露出させつつ回転自在に支持するケースと、を備え、前記出力軸部材を介して前記回転駆動力を出力するものであることも好適である。
【００１３】
また、本発明のピッチ変更機構において、前記駆動部が、前記回転駆動力における回転量を検出する回転検出部を備えていることも好適である。
【００１４】
また、本発明のピッチ変更機構において、前記駆動部が、前記回転駆動力における回転量及び回転方向を制御することで、前記ブレードの前記ピッチ軸回りの回転量及び回転方向を制御する制御部を備えていることも好適である。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の可変ピッチ型回転翼機構は、ブレードを有する回転翼と、前記回転翼を回転駆動する回転翼駆動部と、前記回転翼の前記ブレードのピッチを変更するピッチ変更機構と、を備え、前記ピッチ変更機構が、上述した本発明のピッチ変更機構であることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の可変ピッチ型回転翼機構において、前記回転翼駆動部が、アウターローター型モータであることが好適である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、ピッチ変更機構において、ブレードのピッチを変更するための直進部材の移動経路が回転翼の回転軸と同軸であり、駆動部はその回転駆動力を回転軸の延長線の近傍へと出力する。これにより、直進部材や駆動部を、回転翼の回転軸と同軸上にコンパクトにまとめることができるので、ピッチ変更機構や、可変ピッチ型回転翼機構について一層の小型化が可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる可変ピッチ型回転翼機構を示す図である。
【図２】図１（ａ）からピッチ変更機構を抜き出して示す図である。
【図３】図１（ｂ）からピッチ変更機構を抜き出して示す図である。
【図４】図３に示されているピッチ変更機構の分解図である。
【図５】ピッチ変更機構において、直進部材の直進移動を受けてブレードのピッチが変更される様子を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかる可変ピッチ型回転翼機構を示す図である。
【図７】図６（ａ）からピッチ変更機構を抜き出して示す図である。
【図８】図６（ｂ）からピッチ変更機構を抜き出して示す図である。
【図９】図８に示されているピッチ変更機構の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明のピッチ変更機構及び可変ピッチ型回転翼機構の一実施形態について説明する。
【００２０】
まず、第１実施形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１実施形態にかかる可変ピッチ型回転翼機構を示す図である。図１（ａ）には、可変ピッチ型回転翼機構１の上面図が示され、図１（ｂ）には、図１（ａ）中のＶ１１−Ｖ１１線断面図が示されている。
【００２２】
本実施形態の可変ピッチ型回転翼機構１は、マルチコプターに搭載される複数の可変ピッチ型回転翼機構のうちの一機である。可変ピッチ型回転翼機構１は、回転翼１０と、回転翼駆動部２０と、ピッチ変更機構３０と、を備えている。
【００２３】
回転翼１０は、２枚のブレード１１を有する二枚羽根の回転翼である。
【００２４】
回転翼駆動部２０は、アウターローター型モータであり、図中下方に開口したカップ状の回転子２１の内部に、固定子２２を略収容した構造を有している。回転子２１は、複数のベアリング２３を介して、回転軸２０ａの回りに回転自在に固定子２２に支持されている。固定子２２の下部には、四方に突出して不図示のフレームにこの可変ピッチ型回転翼機構１をネジ止め固定するためのフランジ２２１が設けられている。
【００２５】
回転子２１の上面には、回転軸２０ａを相互間に挟むとともに、その回転軸２０ａと略平行に、２本の支持柱２１１が立設されている。各支持柱２１１には、ブレード支持軸２１２が支持柱２１１と直交して立設されている。そして、各ブレード支持軸２１２には、ブレードホルダ２４が、複数のベアリング２１３を介して、ブレード支持軸２１２の中心を通るブレード１１のピッチ軸１１ａの回りに回転自在に支持されている。このブレードホルダ２４にブレード１１の一端が固定される。
【００２６】
ブレードホルダ２４は、略直方体状の形状を有し、その長手方向がピッチ軸１１ａに沿うように一端を支持柱２１１に向けてブレード支持軸２１２に支持されている。そして、ブレードホルダ２４の他端に、ブレード１１の嵌入溝が形成され、この嵌入溝に嵌め込まれたブレード１１の一端がネジ止めされることで、ブレードホルダ２４にブレード１１の一端が固定される。
【００２７】
回転翼駆動部２０において回転子２１が回転すると、この回転子２１とともに回転翼１０が回転軸２０ａの回りに回転する。
【００２８】
そして、回転翼１０のブレード１１が、以下に説明されるピッチ変更機構３０によってピッチ軸１１ａの回りに回転されてブレード１１のピッチが変更される。
【００２９】
図２は、図１（ａ）からピッチ変更機構を抜き出して示す図であり、図３は、図１（ｂ）からピッチ変更機構を抜き出して示す図である。また、図４は、図３に示されているピッチ変更機構の分解図である。
【００３０】
ピッチ変更機構３０は、駆動部３１と、直進部材３２と、２つのアーム部材３３と、棒ネジ３４と、を備えている。
【００３１】
駆動部３１は、回転翼１０の回転軸２０ａの延長線の近傍へと回転駆動力を出力する。具体的には、駆動部３１は、回転軸２０ａと同軸回りの回転駆動力を出力するサーボ機構である。この駆動部３１は、回転駆動源３１１と、出力軸部材３１２と、伝達機構３１３と、回転検出部３１４と、制御部３１５と、ケース３１６と、を備えている。
【００３２】
回転駆動源３１１はモータであって、回転翼１０の回転軸２０ａからずれたモータ軸３１１ａの回りに回転駆動力を出力する。出力軸部材３１２は、回転翼１０の回転軸２０ａと同軸上に配置されている。出力軸部材３１２は、その一端側を露出させた状態で、ベアリング３１２ａを介して回転自在にケース３１６に支持されている。出力軸部材３１２は、伝達機構３１３を介して回転駆動源３１１から回転駆動力を伝えられて回転翼１０の回転軸２０ａの回りに回転する。伝達機構３１３は減速ギアとなっており、その減速後の速度で回転する出力軸部材３１２を介して、駆動部３１は回転駆動力を出力する。
【００３３】
回転検出部３１４は、駆動部３１が出力する回転駆動力における回転量、即ち、出力軸部材３１２の回転量を検出する。回転検出部３１４は、出力軸部材３１２に連結されたポテンショメータとなっている。その検出結果は制御部３１５に渡される。制御部３１５は、回転検出部３１４での検出結果に基づいて回転駆動力における回転量及び回転方向を制御することで、ブレード１１のピッチ軸１１ａ回りの回転量及び回転方向を制御する。
【００３４】
駆動部３１の出力軸部材３１２は、ケース３１６外に露出した一端が、回転翼１０の回転軸２０ａと同軸上に延在する棒ネジ３４の一端に、ジョイント３５を介して連結される。これにより、棒ネジ３４は、駆動部３１による回転駆動力を受けて回転翼１０の回転軸２０ａと同軸回りに回転する。
【００３５】
ここで、図１に示されているように、駆動部３１は、回転翼駆動部２０に、回転翼１０の回転軸２０ａに沿って一線状に並ぶように一体的に固定される。回転翼駆動部２０の固定子２２における図中下方には、駆動部３１との結合部２２２が設けられている。結合部２２２は筒状に形成されており、駆動部３１のケース３１６の一部がこの筒状の結合部２２２に嵌め込まれて一体的に固定される。
【００３６】
直進部材３２は、棒ネジ３４を介して駆動部３１による回転駆動力を受けて、回転翼１０の回転軸２０ａと同軸上を矢印Ｄ１１方向に直進移動する。直進部材３２は、ガイドロッド３２１と、アウターケース３２２と、ベアリングナット３２３と、を備えている。
【００３７】
ガイドロッド３２１は、棒ネジ３４に向かって開口した穴部３２１ａが形成されており、その穴部３２１ａにおける開口近傍にネジ山３２１ａ−１が形成されている。このガイドロッド３２１が、ネジ山３２１ａ−１で棒ネジ３４に螺合する。
【００３８】
ここで、図１に示されているように、回転翼駆動部２０における固定子２２の中央には、回転翼１０の回転軸２０ａと同軸上に延在するガイドパイプ２２３が設けられている。上記の棒ネジ３４及び直進部材３２のガイドロッド３２１はこのガイドパイプ２２３の内部に収められている。さらにガイドロッド３２１の外周面には回止めピン３２１ｂが設けられている。他方、ガイドパイプ２２３の内周面には回転翼１０の回転軸２０ａと平行に延びる溝が形成されており、ガイドロッド３２１の回止めピン３２１ｂがこの溝に嵌入している。これにより、ガイドロッド３２１は、回転軸２０ａの回りの回転が規制されて、棒ネジ３４が回転するとガイドパイプ２２３の溝に案内されて矢印Ｄ１１方向に直進移動するナット部となっている。
【００３９】
アウターケース３２２は、ブレード１１の支持柱２１１の相互間に位置し、略直方体状の形状を有する部材である。その中央には、ガイドロッド３２１における棒ネジ３４側とは反対側の端部が貫通するとともにベアリングナット３２３が嵌め込まれる貫通孔が設けられている。アウターケース３２２は、この貫通孔の内部に位置するガイドロッド３２１の端部に、ベアリング３２２ａを介して、回転翼１０の回転軸２０ａの回りに回転自在に連結されている。ベアリングナット３２３は、アウターケース３２２の貫通孔に嵌め込まれてネジ３２３ａによってガイドロッド３２１の端部に固定されている。
【００４０】
アーム部材３３は、Ｌ字状に曲がった形状の棒部材であり、その一端が、ブレードホルダ２４の四周面のうちの一側面に堅固に連結される。これにより、アーム部材３３の一端は、ブレード１１の幅方向と交差するピッチ軸１１ａから少なくとも幅方向に離れた位置でブレード１１に、ブレードホルダ２４を介して間接的に連結される。
【００４１】
一方、アーム部材３３の他端は、アウターケース３２２に連結される。このアーム部材３３の他端は、アウターケース３２２の四周面のうち、ブレード１１の支持柱２１１と対向していない一側面に連結される。また、このアーム部材３３の他端の連結は、その他端に設けられた連結環３３ａを介して行われる。この連結環３３ａは、その内径よりも胴部が細いネジ３２２ａによって、ある程度のがたつきを持ってアウターケース３２２の一側面に連結される。このアーム部材３３が、直進部材３２の直進移動を受けてブレード１１をピッチ軸１１ａ回りに回転させてピッチを変更する。
【００４２】
図５は、ピッチ変更機構において、直進部材の直進移動を受けてブレードのピッチが変更される様子を示す図である。図５（ａ）には、ピッチ変更機構３０において、直進部材３２が下降方向Ｄ１１１に移動してピッチが変更される様子が示されている。また、図５（ｂ）には、直進部材３２が上昇方向Ｄ１１２に移動してピッチが変更される様子が示されている。
【００４３】
上述したように、アーム部材３３の一端は、連結環３３ａとネジ３２２ａとによってアウターケース３２２にある程度のがたつきを持って連結されている。一方、アーム部材３３の他端はブレードホルダ２４に堅固に連結されている。また、ブレードホルダ２４に許されている動きは、ピッチ軸１１ａの回りの回転だけである。
【００４４】
図５（ａ）に示されているように、直進部材３２が下降方向Ｄ１１１に移動すると、アウターケース３２２と一緒にアーム部材３３の一端の連結環３３ａが下降する。このとき、ブレードホルダ２４に堅固に連結されたアーム部材３３の他端は下降できないが、連結環３３ａがある程度のがたつきを持ってアウターケース３２２に連結されている。その結果、このがたつきが許す範囲でアーム部材３３が傾きながら連結環３３ａが下降する。このときのアーム部材３３の傾きを受けてブレードホルダ２４（即ち、ブレード１１）がピッチ軸１１ａの回りに矢印Ｄ２１方向に回転してピッチが変更される。
【００４５】
他方、図５（ｂ）に示されているように、直進部材３２が上昇方向Ｄ１１２に移動すると、アウターケース３２２と一緒にアーム部材３３の一端の連結環３３ａが上昇する。このとき、連結環３３ａのがたつきが許す範囲でアーム部材３３が傾きながら連結環３３ａが上昇する。このときのアーム部材３３の傾きを受けてブレードホルダ２４（即ち、ブレード１１）がピッチ軸１１ａの回りに矢印Ｄ２２方向に回転してピッチが変更される。
【００４６】
このようなピッチの変更が、この可変ピッチ型回転翼機構１における回転翼１０の、回転軸２０ａの回りの回転中に行われる。回転翼１０の回転時には、アーム部材３３を介してブレードホルダ２４に連結されているアウターケース３２２が回転する。他方、回転が規制されたガイドロッド３２１と、これに固定されている中央部のベアリングナット３２３と、は回転しない。可変ピッチ型回転翼機構１では、回転翼１０の回転中におけるブレード１１のピッチの変更により、回転翼１０の揚力が変更されることとなる。
【００４７】
以上に説明した第１実施形態では、ブレード１１のピッチを変更するための直進部材３２の移動経路が回転翼１０の回転軸２０ａと同軸である。また、駆動部３１はその回転駆動力を回転軸２０ａの延長線の近傍へと出力する。これにより、直進部材３２や駆動部３１を、回転翼１０の回転軸２０ａと同軸上にコンパクトにまとめることができる。その結果、本実施形態のピッチ変更機構３０及び可変ピッチ型回転翼機構１は一層の小型化が図られたものとなっている。
【００４８】
また、本実施形態では、駆動部３１が、回転翼１０の回転軸２０ａと同軸回りの回転駆動力を出力する。つまり、直進部材３２の移動経路と、その直進部材３２を移動させるための駆動部３１による回転駆動力の回転軸が、回転翼１０の回転軸２０ａと同軸となっている。これにより、直進部材３２や駆動部３１を、回転翼１０の回転軸２０ａと同軸上に一層コンパクトにまとめることができ、本実施形態のピッチ変更機構３０及び可変ピッチ型回転翼機構１は一層の小型化が図られたものとなっている。
【００４９】
また、本実施形態では、駆動部３１が、回転翼駆動部２０に、回転軸２０ａに沿って一線状に並ぶように一体的に固定される。これにより、回転翼駆動部２０をも含めて、ピッチ変更機構３０の構成要素を回転翼１０の回転軸２０ａと同軸上に一層コンパクトにまとめることができる。その結果、回転翼駆動部２０やピッチ変更機構３０を備えた可変ピッチ型回転翼機構１は、一層の小型化が図られたものとなっている。
【００５０】
また、本実施形態では、棒ネジ３４と回転が規制されたナット部としてのガイドロッド３２１で構成されるボールネジというコンパクトな構造によって、回転駆動力に応じた直進部材３２の直進移動が行われる。これにより、直進部材３２の直進移動にかかる構造が、回転翼１０の回転軸２０ａと同軸上に一層コンパクトにまとめられる。その結果、本実施形態のピッチ変更機構３０及び可変ピッチ型回転翼機構１は一層の小型化が図られたものとなっている。
【００５１】
また、本実施形態では、駆動部３１が、回転駆動源３１１、伝達機構３１３、及び出力軸部材３１２が、１つのケース３１６に収容されたコンパクトな構造を有している。この点においても、本実施形態のピッチ変更機構３０及び可変ピッチ型回転翼機構１は一層の小型化が図られたものとなっている。
【００５２】
また、本実施形態では、駆動部３１が、ブレード１１のピッチの変更量と密接に結び付いた回転駆動力における回転量を検出する回転検出部３１４を備えている。これにより、ピッチの検出系も含めて、本実施形態のピッチ変更機構３０及び可変ピッチ型回転翼機構１は一層の小型化が図られたものとなっている。
【００５３】
また、本実施形態では、駆動部３１が、ブレード１１のピッチ軸１１ａの回りの回転量及び回転方向を制御する制御部３１５を備えている。これにより、ピッチの制御系も含めて、本実施形態のピッチ変更機構３０及び可変ピッチ型回転翼機構１は一層の小型化が図られたものとなっている。
【００５４】
また、本実施形態では、回転翼駆動部２０がアウターローター型モータとなっている。一般的にアウターローター型モータは、その回転軸が通る中心部分に空間的に余裕を設け易い。本実施形態では、回転翼駆動部２０として、このようなアウターローター型モータを採用することで、回転翼１０の回転軸２０ａと同軸上を通る、直進部材３２の移動経路等を設け易く、設計上の手間が抑えられたものとなっている。
【００５５】
次に、第２実施形態について説明する。
【００５６】
この第２実施形態は、直進部材を直進移動させる棒ネジ周辺の構造が、上述した第１実施形態と異なっている。以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点に注目して説明する。
【００５７】
図６は、本発明の第２実施形態にかかる可変ピッチ型回転翼機構を示す図である。図６（ａ）には、可変ピッチ型回転翼機構５の上面図が示され、図６（ｂ）には、図６（ａ）中のＶ２１−Ｖ２１線断面図が示されている。尚、この図６では、第１実施形態の可変ピッチ型回転翼機構１を示す図１中の構成要素と同等な構成要素に図１と同じ符号が付されている。以下では、これら同等な構成要素については重複説明を省略する。
【００５８】
本実施形態でも、回転翼駆動部５０は、第１実施形態の回転翼駆動部２０と同様にアウターローター型モータとなっている。ただし、回転翼駆動部５０は、回転軸５０ａに沿った長さが、第１実施形態の回転翼駆動部２０よりも長く、その出力が大きなものとなっている。この回転翼駆動部５０は、長尺の回転子５１の内部に長尺の固定子２２を略収容した構造を有している。回転子５１は、複数のベアリング５３を介して、回転軸５０ａの回りに回転自在に固定子５２に支持されている。
尚、回転翼駆動部５０のアウターローター型モータは、軸方向に並ぶ３つのステータを備えている。例えば、これら３つのステータを各々、Ｕ相用、Ｖ相用、Ｗ相用の磁極とすることで、他の同径サイズのモータと比較して、ハイパワーで放熱性に優れるモータとすることができる。
【００５９】
固定子５２の下部にはネジ止め固定するためのフランジ５２１が設けられている。固定子５２における図中下方には、上述した第１実施形態と同様の駆動部３１との結合部５２２が設けられている。駆動部３１のケース３１６の一部がこの筒状の結合部５２２に嵌め込まれて一体的に固定される。また、固定子５２の中央には、回転翼１０の回転軸５０ａと同軸上に延在して、本実施形態のピッチ変更機構６０における後述のガイドロッドや棒ネジを収めるガイドパイプ５２３が設けられている。
【００６０】
図７は、図６（ａ）からピッチ変更機構を抜き出して示す図であり、図８は、図６（ｂ）からピッチ変更機構を抜き出して示す図である。また、図９は、図８に示されているピッチ変更機構の分解図である。これらの図７〜図９についても、第１実施形態についての図２〜図４に示されている構成要素と同等な構成要素については図２〜図４と同じ符号が付されている。以下では、これら同等な構成要素についても重複説明を省略する。
【００６１】
本実施形態のピッチ変更機構６０は、第１実施形態と同様の駆動部３１及び２つのアーム部材３３、第１実施形態とは異なる直進部材６２及び棒ネジ６４、を備えている。
【００６２】
本実施形態でも、駆動部３１の出力軸部材３１２は、ケース３１６外に露出した一端が、回転翼１０の回転軸５０ａと同軸上に延在する棒ネジ６４の一端に、ジョイント３５を介して連結される。これにより、棒ネジ６４は、駆動部３１による回転駆動力を受けて回転翼１０の回転軸５０ａと同軸回りに回転する。
【００６３】
ただし、本実施形態の棒ネジ６４は、直進部材６２のガイドロッド６２１及びベアリングナット６２３を貫通する長尺のものとなっている。ガイドロッド６２１は、貫通孔部６２１ａが設けられたパイプ状の部材となっており、その貫通孔部６２１ａにおけるベアリングナット６２３側の開口近傍にネジ山６２１ａ−１が形成されている。ガイドロッド６２１が、長尺の棒ネジ６４によって貫通されるとともにネジ山６２１ａ−１で棒ネジ６４に螺合する。
【００６４】
そして、図６に示されている回転翼駆動部５０における固定子５２のガイドパイプ５２３の内部に、上記の棒ネジ６４及び直進部材６２のガイドロッド６２１が収められている。そして、ガイドロッド６２１の回止めピン６２１ｂが、ガイドパイプ５２３の内周面を回転軸５０ａと平行に延びる溝に嵌入している。これにより、ガイドロッド６２１は、回転軸５０ａの回りの回転が規制されて、棒ネジ６４が回転するとガイドパイプ５２３の溝に案内されて矢印Ｄ２１方向に直進移動するナット部となっている。
【００６５】
このガイドロッド６２１の端部に、第１実施形態と同様のアウターケース３２２がベアリング３２２ａを介して、回転翼１０の回転軸５０ａの回りに回転自在に連結されている。ベアリングナット６２３は、アウターケース３２２の貫通孔に嵌め込まれるとともに棒ネジ６４によって貫通されつつガイドロッド６２１の端縁に固定されている。そして、第１実施形態と同様のアーム部材３３によって、アウターケース３２２とブレードホルダ２４とが連結されている。
【００６６】
本実施形態のピッチ変更機構６０において、直進部材６２の直進移動を受けてブレード１１のピッチが変更されるときの各部の動きは、図５を参照して説明した第１実施形態のピッチ変更機構６０の各部の動きと同じである。そして、本実施形態の可変ピッチ型回転翼機構５でも、回転翼１０の回転中におけるブレード１１のピッチの変更により、回転翼１０の揚力が変更されることとなる。
【００６７】
以上に説明した第２実施形態によっても、第１実施形態と同様に、直進部材６２や駆動部３１を、回転翼１０の回転軸５０ａと同軸上にコンパクトにまとめることができることはいうまでもない。その結果、本実施形態のピッチ変更機構６０及び可変ピッチ型回転翼機構５も一層の小型化が図られたものとなっている。
【００６８】
尚、以上に説明した２つの実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明のピッチ変更機構及び可変ピッチ型回転翼機構の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【００６９】
例えば、上述した実施形態では、本発明にいうピッチ変更機構及び可変ピッチ型回転翼機構の一例として、マルチコプターに搭載されるピッチ変更機構３０，６０及び可変ピッチ型回転翼機構１，５が例示されている。しかしながら、本発明にいうピッチ変更機構及び可変ピッチ型回転翼機構は、これに限るものではなく、例えばシングルローターの模型ヘリコプターに搭載されるもの等であってもよい。本発明にいうピッチ変更機構及び可変ピッチ型回転翼機構は、その具体的な使用態様を問うものではない。
【００７０】
また、上述した実施形態では、本発明にいう回転翼の一例として、２枚のブレード１１を有する二枚羽根の回転翼１０が例示されている。しかしながら、本発明にいう回転翼は、これに限るものではなく、ブレードの枚数は複数であれば任意の枚数に設定し得る。
【００７１】
また、上述した実施形態では、本発明にいう回転翼駆動部の一例として、アウターローター型モータの回転翼駆動部２０，５０が例示されている。しかしながら、本発明にいう回転翼駆動部は、これに限るものではなく、例えばインナーローター型モータを採用したもの等であってもよい。ただし、回転軸が通る中心部分に空間的に余裕を設け易いアウターローター型モータを採用することで設計上の手間を抑えることができる点は上述した通りである。
【００７２】
また、上述した実施形態では、本発明にいうアーム部材の一例として、ブレードホルダ２４を介してブレード１１に間接的に一端が連結されるアーム部材３３が例示されている。しかしながら、本発明にいうアーム部材はこれに限るものではなく、例えばブレード１１の側縁に直接的に連結されるものであってもよい。
【００７３】
また、上述した実施形態では、本発明にいうピッチ変更機構の一例として、駆動部３１の回転駆動力を、棒ネジ３４、６２とガイドロッド３２１，６２１で直進移動に変換するピッチ変更機構３０，６０が例示されている。しかしながら、本発明にいうピッチ変更機構はこれに限るものではない。本発明にいうピッチ変更機構は、例えば、駆動部が、回転翼の回転軸の延長線の近傍に、この延長線と直交する軸回りの回転駆動力を出力し、ピニオンとラックの組合せにより直進移動に変換する形態等であってもよい。ただし、駆動部が回転翼の回転軸と同軸回りの回転駆動力を出力するように構成することで、回転翼の回転軸と同軸上に各構成要素を一層コンパクトにまとめることができることは上述した通りである。
【符号の説明】
【００７４】
１，５      可変ピッチ型回転翼機構
１０    回転翼
１１    ブレード
１１ａ  ピッチ軸
２０，５０    回転翼駆動部
２０ａ，５０ａ    回転軸
３０，６０    ピッチ変更機構
３１    駆動部
３２，６２    直進部材
３３    アーム部材
３４，６４    棒ネジ
３１１  回転駆動源
３１２  出力軸部材
３１３  伝達機構
３１４  回転検出部
３１５  制御部
３１６  ケース
３２１，６２１    ガイドロッド（ナット部）
【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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