(57)【要約】  【課題】騒音を発生させず、コンパクトで、メンテナンス容易なマルチコプターを提供する。  【解決手段】上記課題解決のため、マルチコプターは、駆動装置３から複数のプロペラに回転力を伝達する回転伝達機構４を備え、回転伝達機構４は、駆動ピニオン３１と噛み合う第１ギヤ４０１と、第１ギヤ４０１と噛み合い第１ギヤ４０１から回転力が伝達される第２ギヤ４１１と、第１ギヤ４０１とともに回転する第１原動プーリ４０２と、第２ギヤ４１１とともに回転する第２原動プーリ４１２と、第１原動プーリ４０２との間にベルト４０３が掛けられることで、第１原動プーリ４０２の回転力が伝達される第１従動プーリ４０４と、第２原動プーリ４１２との間にベルト４１３が掛けられることで、第２原動プーリ４１２の回転力が伝達される第２従動プーリ４１４と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転により揚力を発生する、第１のプロペラ、第２のプロペラ、第３のプロペラ、及び第４のプロペラを含む複数のプロペラと、これらの複数のプロペラを回転させる駆動装置と、この駆動装置から前記複数のプロペラに回転力を伝達する回転伝達機構とを備えたマルチコプターであって、
前記複数のプロペラは、ピッチ角が変更可能に取り付けられ、
前記複数のプロペラのピッチ角を制御する制御部を備え、
前記回転伝達機構は、
前記駆動装置の出力軸に設けられた駆動ピニオンと直接的又は間接的に噛み合い、この駆動ピニオンから伝達された回転力が前記第１のプロペラに伝達される第１ギヤと、
前記第１ギヤと直接的又は間接的に噛み合い、この第１ギヤから伝達された回転力が前記第２のプロペラに伝達される第２ギヤと、
前記第１ギヤとともに回転する第１原動プーリと、
前記第２ギヤとともに回転する第２原動プーリと、
前記第１原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第１原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第３のプロペラに伝達される第１従動プーリと、
前記第２原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第２原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第４のプロペラに伝達される第２従動プーリと、を備えている、
ことを特徴とするマルチコプター。
【請求項２】
回転により揚力を発生する、第１のプロペラ、第２のプロペラ、第３のプロペラ、及び第４のプロペラを含む複数のプロペラと、これらの複数のプロペラを回転させる第１及び第２の駆動装置と、この第１及び第２の駆動装置から前記複数のプロペラに回転力を伝達する回転伝達機構とを備えたマルチコプターであって、
前記複数のプロペラは、ピッチ角が変更可能に取り付けられ、
前記複数のプロペラのピッチ角を制御する制御部を備え、
前記回転伝達機構は、
前記第１の駆動装置の出力軸に設けられた第１駆動ピニオンと直接的又は間接的に噛み合い、この第１駆動ピニオンから伝達された回転力が前記第１のプロペラに伝達される第１ギヤと、
前記第２の駆動装置の出力軸に設けられた第２駆動ピニオンと直接的又は間接的に噛み合い、この第２駆動ピニオンから伝達された、前記第１ギヤに伝達された回転力とは反対方向の回転力が前記第２のプロペラに伝達される第２ギヤと、
前記第１ギヤとともに回転する第１原動プーリと、
前記第２ギヤとともに回転する第２原動プーリと、
前記第１原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第１原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第３のプロペラに伝達される第１従動プーリと、
前記第２原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第２原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第４のプロペラに伝達される第２従動プーリと、を備えている、
ことを特徴とするマルチコプター。
【請求項３】
前記回転伝達機構は、
前記第１ギヤの回転力を前記第１のプロペラに伝達する第１のプロペラ用プーリ機構と、前記第２ギヤの回転力を前記第２のプロペラに伝達する第２のプロペラ用プーリ機構とを更に備え、
前記第１のプロペラ用プーリ機構と、前記第２のプロペラ用プーリ機構とは、夫々第３原動プーリを有し、
前記第１のプロペラ用プーリ機構における前記第３原動プーリと、前記第１原動プーリとが、前記第１ギヤとともに回転する前記第１ギヤの回転軸に取り付けられ、
前記第２のプロペラ用プーリ機構における前記第３原動プーリと、前記第２原動プーリとが、前記第２ギヤとともに回転する前記第２ギヤの回転軸に取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチコプター。
【請求項４】
複数のプロペラ夫々は、複数のブレードを備え、各ブレードは、ピッチ角がプロペラの空気抵抗が最も小さくなる角度未満にならない取り付け構造で取り付けられている、又は、ピッチ角がプロペラの空気抵抗が最も小さくなる角度未満にならないように前記制御部によって制御される、ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のマルチコプター。
【請求項５】
前記複数のプロペラを支持するプロペラ支持機構を備え、
前記プロペラ支持機構は、
直立するプロペラシャフトと、
前記プロペラシャフトの上端に固定され、貫通孔を有するプロペラハブと、
前記プロペラハブにおける前記貫通孔内に挿入されたスピンドルシャフトと、
前記スピンドルシャフトに対して、ピッチ角を変更可能に、前記プロペラを取り付けるプロペラホルダーと、を備え、
前記プロペラハブと前記スピンドルシャフトとの間に、ダンパーが配置されている、
ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のマルチコプター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のプロペラを備えたマルチコプターに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のプロペラそれぞれについてモータ等の駆動装置を備えて、複数のプロペラ夫々の回転数に差を付けることで、動作制御を行うマルチコプターが広く普及している。マルチコプターは着陸の際に各プロペラの回転数を減少させねばならない。このため、複数のプロペラ夫々の回転数に差を付けて動作制御を行うマルチコプターでは、着陸時の動作制御が不安定になり易いという課題があった。特許文献１（中国実用新案登録文献）に示すマルチコプターは、この課題を解決し得る。特許文献１には、ピッチ角が変更可能な４つのプロペラと２つのモータとを搭載したマルチコプターが開示されている。回転伝達機構において、１つのモータによる回転力がギヤによって２つのプロペラに分配され、これによって２つのモータで４つのプロペラを回転させることが出来るようになっている。特許文献１では、一つのモータによって回転されるプロペラの回転数が一定となるが、各プロペラのピッチ角が変更可能であるため、このピッチ角の変更によって、マルチコプターの動作制御が行われる。このため、マルチコプターの着陸の際においても、マルチコプターの動作制御を安定的に行うことが出来るようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】中国実用新案登録第２０３７８０７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、特許文献１のマルチコプターでは、１つのモータによる回転力がギヤによって２つのプロペラに分配され、これによって２つのモータで４つのプロペラを回転させることが出来るようになっている。このため、マルチコプターが備えるギヤの数が多くなり、ギヤの噛み合い部分から発生する音が大きくなる。このことから、マルチコプターを市街地等で飛ばす場合には、騒音問題が発生する可能性がある。また、ギヤの数が多いと、回転伝達機構が大型になり）、回転伝達機構の構造が複雑になってメンテナンスし難くなる問題が生じる。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、騒音を発生させず、コンパクトで、メンテナンス容易なマルチコプターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記課題を解決するために、本発明に係るマルチコプターは、回転により揚力を発生する、第１のプロペラ、第２のプロペラ、第３のプロペラ、及び第４のプロペラを含む複数のプロペラと、これらの複数のプロペラを回転させる駆動装置と、この駆動装置から複数のプロペラに回転力を伝達する回転伝達機構と、を備える。上記マルチコプターにおいて、複数のプロペラは、ピッチ角が変更可能に取り付けられ、複数のプロペラのピッチ角を制御する制御部を備え、回転伝達機構は、駆動装置の出力軸に設けられた駆動ピニオンと直接的又は間接的に噛み合い、この駆動ピニオンから伝達された回転力が前記第１のプロペラに伝達される第１ギヤと、第１ギヤと直接的又は間接的に噛み合い、この第１ギヤから伝達された回転力が第２のプロペラに伝達される第２ギヤと、第１ギヤとともに回転する第１原動プーリと、第２ギヤとともに回転する第２原動プーリと、第１原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、第１原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第３のプロペラに伝達される第１従動プーリと、第２原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第２原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第４のプロペラに伝達される第２従動プーリと、を備えている、ことを特徴とする。
【０００７】
上記（１）に記載の構成によれば、複数のプロペラのピッチ角が制御部によって変更されて、各プロペラで発生する揚力を調整して、マルチコプターの動作制御を行うことができる。この様な構成において、上記（１）のマルチコプターでは、駆動装置の回転力が第１ギヤに伝達され、この回転力が回転方向を反転させて第１ギヤに噛み合う第２ギヤに伝達される。第１ギヤの回転力が第１のプロペラに伝達され、第２ギヤの回転力は第２のプロペラに伝達される。そして、第１原動プーリと第１従動プーリに掛けられたベルトによって第１ギヤからの回転力が第３のプロペラに伝達され、第１のプロペラと同方向で第３のプロペラが回転される。また、第２原動プーリと第２従動プーリに掛けられたベルトによって第２ギヤからの回転力が第４のプロペラに伝達され、第２のプロペラと同方向で第４のプロペラが回転される。この様にして、第１のプロペラ及び第３のプロペラと、第２のプロペラ及び第４のプロペラとが互いに反対方向に回転し、反トルクを打ち消し合う。
【０００８】
上述した（１）に記載のマルチコプターでは、第１ギヤの回転力がギヤではなくベルトによって、第３のプロペラに伝達され、第２ギヤの回転力がギヤではなくベルトによって、第４のプロペラに伝達される。これによって、ギヤの噛み合い部分から発生する騒音を減らすことができ、住宅地等の近くでマルチコプターを飛ばしても騒音問題が発生し難い。また、回転伝達機構で使用されるギヤの数を減らすことができるため、コンパクト設計が可能となり、構造も簡素にすることができる。また、単一の駆動装置で複数のプロペラを回転させることができるため、駆動装置としてエンジンを使用することが容易になり、長時間飛行が可能になる。そして、夫々のプロペラのピッチ角を制御するに当たり、全てのプロペラの回転数を同期させることが必要となるが、従来技術のように駆動装置が２個ある場合、ピッチ角を制御するとその反力で各駆動装置へ力が加わり、回転数に変動が出る。このことから、プロペラのピッチ角が可変な構成において複数の駆動装置で複数のプロペラを回転させるマルチコプターでは、各プロペラの回転数の同期が容易ではない。上記構成では、単一の駆動装置で複数のプロペラを回転させるため、複数の駆動装置で複数のプロペラを回転させるよりも、各プロペラの回転数を容易に同期することができるので、緻密な動作制御を行うことができる。この効果は、エンジンなどのように回転数の緻密な制御が難しい駆動装置を採用する場合は特に顕著となる。なお、駆動装置は、モータであっても、エンジンであってもよい。
【０００９】
（２）上記課題を解決するために、本発明に係るマルチコプターは、回転により揚力を発生する、第１のプロペラ、第２のプロペラ、第３のプロペラ、及び第４のプロペラを含む複数のプロペラと、これらの複数のプロペラを回転させる第１及び第２の駆動装置と、この第１及び第２の駆動装置から複数のプロペラに回転力を伝達する回転伝達機構とを備える。上記マルチコプターにおいて、複数のプロペラは、ピッチ角が変更可能に取り付けられ、複数のプロペラのピッチ角を制御する制御部を備え、回転伝達機構は、第１の駆動装置の出力軸に設けられた第１駆動ピニオンと直接的又は間接的に噛み合い、この第１駆動ピニオンから伝達された回転力が第１のプロペラに伝達される第１ギヤと、第２の駆動装置の出力軸に設けられた第２駆動ピニオンと直接的又は間接的に噛み合い、この第２駆動ピニオンから伝達された、第１ギヤに伝達された回転力とは反対方向の回転力が第２のプロペラに伝達される第２ギヤと、第１ギヤとともに回転する第１原動プーリと、第２ギヤとともに回転する第２原動プーリと、第１原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、第１原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第３のプロペラに伝達される第１従動プーリと、第２原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、第２原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第４のプロペラに伝達される第２従動プーリと、を備えている、ことを特徴とする。
【００１０】
上記（２）の構成によれば、複数のプロペラのピッチ角が制御部によって変更されて、各プロペラで発生する揚力を調整して、マルチコプターの動作制御を行うことができる。この様な構成において、上記（２）のマルチコプターでは、第１の駆動装置の回転力が第１ギヤに伝達される。また、第２の駆動装置の回転力が第２ギヤに伝達される。なお、第２ギヤに伝達された回転力は、第１ギヤに伝達された回転力とは回転方向が異なる。そして、第１原動プーリと第１従動プーリに掛けられたベルトによって第１ギヤからの回転力が第３のプロペラに伝達され、第１のプロペラと同方向で第３のプロペラが回転される。また、第２原動プーリと第２従動プーリに掛けられたベルトによって第２ギヤからの回転力が第４のプロペラに伝達され、第２のプロペラと同方向で第４のプロペラが回転される。この様にして、第１のプロペラ及び第３のプロペラと、第２のプロペラ及び第４のプロペラとが互いに反対方向に回転し、反トルクを打ち消し合う。
【００１１】
上述した（２）に記載のマルチコプターでは、第１ギヤの回転力がギヤではなくベルトによって、第３のプロペラに伝達され、第２ギヤの回転力がギヤではなくベルトによって、第４のプロペラに伝達される。これによって、ギヤの噛み合い部分から発生する騒音を減らすことができ、住宅地等の近くでマルチコプターを飛ばしても騒音問題が発生し難い。また、回転伝達機構で使用されるギヤの数を減らすことができるため、コンパクト設計が可能となり、構造も簡素にすることができる。また、第１の駆動装置で第１のプロペラ及び第３のプロペラを回転させ、第２の駆動装置で第２のプロペラ及び第４のプロペラを回転させるため、第１のプロペラ及び第３のプロペラの回転数と、第２のプロペラ及び第４のプロペラの回転数とを変えることができ、複数のプロペラのピッチ角制御に加えて、回転数によってもマルチコプターのヨー軸制御を行うことができる。
【００１２】
（３）上記（１）又は（２）の何れかに記載のマルチコプターにおいて、回転伝達機構は、第１ギヤの回転力を第１のプロペラに伝達する第１のプロペラ用プーリ機構と、第２ギヤの回転力を前記第２のプロペラに伝達する第２のプロペラ用プーリ機構とを更に備え、第１のプロペラ用プーリ機構と、第２のプロペラ用プーリ機構とは、夫々第３原動プーリを有してもよい。そして、第１のプロペラ用プーリ機構における第３原動プーリと、第１原動プーリとが、第１ギヤとともに回転する第１ギヤの回転軸に取り付けられ、第２のプロペラ用プーリ機構における第３原動プーリと、第２原動プーリとが、第２ギヤとともに回転する第２ギヤの回転軸に取り付けられていてもよい。
【００１３】
上記（３）の構成によれば、第１ギヤの回転軸に第３原動プーリと第１原動プーリとを取り付けるだけ、第２ギヤの回転軸に第３原動プーリと第２原動プーリとを取り付けるだけの簡易な構成によって、第１ギヤの回転にともなって第１ギヤと同方向及び同一回転数で第３原動プーリと第１原動プーリを回転させ、第２ギヤの回転にともなって第２ギヤと同方向及び同一回転数で第３原動プーリと第２原動プーリとを回転させることができる。
【００１４】
（４）上記（１）から（３）の何れかに記載のマルチコプターにおいて、複数のプロペラ夫々は、複数のブレードを備え、各ブレードは、ピッチ角がプロペラの空気抵抗の最も小さくなる角度未満にならない取り付け構造で取り付けられている、又は、各ブレードのピッチ角が、プロペラの空気抵抗が最も小さくなる角度未満にならないように制御部によって制御されてもよい。
【００１５】
なお、ブレードが上下対称翼である場合には、ブレードとプロペラの回転面との間の角度が０度の状態が、ブレードのピッチ角が空気抵抗の最も小さくなる角度にある状態である。この状態をブレードのピッチ角が０度の状態とする。この状態が、空気抵抗が最も小さくなるため、プロペラの回転によって生じる反トルクも最も小さくなる。この状態から第１の回転方向に回転するとピッチ角が０度より大きくなり（プラスになり）、第１の回転方向の反対方向（第２の回転方向）に回転するとピッチ角が０度より小さくなる（マイナスになる）。なお、プロペラの特性によって、ブレードとプロペラの回転面との間の角度が０度の状態が最も空気抵抗が小さくならず、０度付近（１度やー１度）の状態が最も空気抵抗が小さくなる場合がある。この場合には、ブレードとプロペラの回転面との間の角度が０度付近（１度やー１度）になる状態が、ブレードのピッチ角が０度の状態となる。
【００１６】
上記（１）から（３）の何れかに記載のマルチコプターは、第１のプロペラ及び第３のプロペラと、第２のプロペラ及び第４のプロペラとが互いに反対方向に回転する。何れかのプロペラのピッチ角が０度のときに、逆回転するプロペラが０度よりピッチ角が大きい場合に、逆回転するプロペラの反トルクが、ピッチ角０度のプロペラの反トルクを上回り、その結果ピッチ角０度のプロペラの回転方向にマルチコプター全体が回転する。この原理を利用しマルチコプターのヨー軸制御を行う。この制御においては、通常ピッチ角が小さくなる程、反トルクが小さくなるという理論の下、ヨー軸制御を行うが、ピッチ角が０度より小さくなった場合、実際には、ピッチ角が小さくなる程にプロペラの空気抵抗が大きくなり、プロペラの回転によって生じる反トルクも大きくなる。この理論と実際の不一致により、ピッチ角が０度より小さい場合のヨー軸制御が不安定になる。
【００１７】
上記（４）の構成によれば、ピッチ角がヨー軸制御が不安的になる角度（０度未満の角度）にならないように、プロペラを取り付け、又は、プロペラのピッチ角制御を行うため、マルチコプターのヨー軸制御を安定的に行うことができる。
【００１８】
（５）上記（１）から（４）の何れかに記載のマルチコプターにおいて、複数のプロペラを支持するプロペラ支持機構を備え、プロペラ支持機構は、直立するプロペラシャフトと、プロペラシャフトの上端に固定され、貫通孔を有するプロペラハブと、プロペラハブにおける貫通孔内に挿入されたスピンドルシャフトと、スピンドルシャフトに対して、ピッチ角を変更可能に、プロペラを取り付けるプロペラホルダーと、を備え、プロペラハブとスピンドルシャフトとの間に、ダンパーが配置されていてもよい。
【００１９】
上記（５）の構成によれば、プロペラのピッチ角を可変にすることでプロペラの支持機構は劣化し易くなるが、この劣化をダンパーの緩衝によって防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
上記構成によれば、騒音を発生させず、コンパクトで、メンテナンス容易なマルチコプターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係るマルチコプターの斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るマルチコプターの駆動装置及び回転伝達機構の一部を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態に係るマルチコプターのプロペラ支持機構の斜視図である。
【図４】図３で示すプロペラ支持機構のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図５】プロペラのピッチ角と動作制御の説明図である。
【図６】第２実施形態に係るマルチコプターの斜視図である。
【図７】第２実施形態に係るマルチコプターの駆動装置及び回転伝達機構の一部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔第１実施形態〕
（本実施形態に係るマルチコプターの全体構成）
以下に、図１を用いて、第１実施形態に係るマルチコプターの全体構成を説明する。図１は、第１実施形態に係るマルチコプターの斜視図である。第１実施形態に係るマルチコプター１は、無人で飛行する回転翼機である。マルチコプター１は、回転により揚力を発生する、複数のプロペラ２と、これらの複数のプロペラ２を回転させる駆動装置３と、この駆動装置３から複数のプロペラ２に回転力を伝達する回転伝達機構４とを備える。
【００２３】
第１実施形態では、複数のプロペラ２は、第１のプロペラ２１、第２のプロペラ２２、第３のプロペラ２３、及び第４のプロペラ２４を含む。第１のプロペラ２１はマルチコプター１における前方右側に配置され、第２のプロペラ２２はマルチコプター１における前方左側に配置され、第３のプロペラ２３はマルチコプター１における後方左側に配置され、第４のプロペラ２４は、マルチコプター１における後方右側に配置されている。第１のプロペラ２１及び第３のプロペラ２３は同方向に回転し、第２のプロペラ２２及び第４のプロペラ２４は、第１のプロペラ２１及び第３のプロペラ２３とは逆方向に回転し、これによって、回転によって生じる反トルクを打ち消し合うようになっている。
【００２４】
第１のプロペラ２１、第２のプロペラ２２、第３のプロペラ２３及び第４のプロペラ２４の間の位置に、単一の駆動装置３が配置される。具体的には、フレーム５に駆動装置３が固定される。なお、図１においては、視認のし易さを考慮して、フレーム５における下板部のみ開示しているが、下板部だけでなく、下板部の上方に配置された中板部及び上板部や各板部を支持する支柱等を備えた構成であり、ペイロードスペースを形成するように構成されている。本実施形態では、駆動装置３は、図略のバッテリーによって電力が供給されるモータである。
【００２５】
回転伝達機構４は、単一の駆動装置３の回転力を複数のプロペラ２に分配する分配構造４０を備える。分配構造４０は、フレーム５の駆動装置３の近傍に固定される。この分配構造４０についての詳細は、後述する。分配構造４０によって分配された駆動装置３からの回転力は、プーリ機構によって各プロペラ２に伝達される。この伝達構造を具体的に説明する。フレーム５に一端が固定された４つの円筒状のアーム４２が放射状に配置されている。各円筒状のアーム４２の他端には夫々、プロペラ２を支持するプロペラ支持機構６が取り付けられている。そして、分配構造４０から回転力が伝達される４つの第３原動プーリ４３がフレーム５内におけるアーム４２より内側の位置に設けられるとともに、第３原動プーリ４３と同径の第３従動プーリ４４が各プロペラ支持機構６に設けられる。第３原動プーリ４３と第３従動プーリ４４には、アーム４２内を通る無端ベルト４５が巻き掛けられており、これによって、分配構造４０によって分配された回転力が複数のプロペラ２に伝達されるようになっている。
【００２６】
第１実施形態では、単一の駆動装置３の回転力が各プロペラ２に伝達されるため、各プロペラ２の単位時間あたりの回転数（回転速度）は一定となる。そして、各プロペラ２のピッチ角が可変になるように、各プロペラ２がプロペラ支持機構６によって支持されており、これによって、複数のプロペラ２が、ピッチ角が変更可能に取り付けられている。そして、複数のプロペラ２のピッチ角を制御する制御部７が各アーム４２に取り付けられ、制御部７による各プロペラ２のピッチ角の制御によって、マルチコプター１の動作制御が行われている。本実施形態において、マルチコプター１の動作制御とは、姿勢制御（ヨー軸制御、ロール軸制御、ピッチ軸制御）及び速度制御等である。プロペラ支持機構６の構造の詳細については、後述する。各アーム４２には、着陸の衝撃吸収のために降着装置（スキッド）８が取り付けられる。
【００２７】
（回転伝達機構）
以下に、図１及び図２を用いて、第１実施形態に係る回転伝達機構４を説明する。図２は、第１実施形態に係るマルチコプターの駆動装置３及び回転伝達機構４の一部を示す斜視図である。なお、図２は、マルチコプター１を前下方から見た斜視図である。回転伝達機構４は、上述したように、単一の駆動装置３の回転力を複数のプロペラ２に分配する分配構造４０を備える。分配構造４０は、駆動装置３から回転力が伝達される第１ギヤ４０１、第１ギヤ４０１とともに回転する第１原動プーリ４０２、及び第１原動プーリ４０２との間に無端ベルト４０３が巻き掛けられる第１従動プーリ４０４を備える。
【００２８】
第１ギヤ４０１は、回転軸が略垂直方向に延びるヘリカルギヤであり、駆動装置３の出力軸の先端に設けられたピニオンギヤ３１に噛み合うことで、駆動装置３からの回転力が伝達される。なお、詳細については後述するが、この伝達された回転力は、第１プロペラ２１に伝達される。第１ギヤ４０１を貫通するように、シャフト４０１１が設けられ、このシャフト４０１１に外嵌するように固定されて、第１ギヤ４０１の下側に第１原動プーリ４０２が設けられている。これによって、第１ギヤ４０１の回転にともなって回転する第１ギヤ４０１の回転軸（シャフト４０１１）に、１原動プーリ４０２が取り付けられ、第１ギヤ４０１の回転にともなって第１原動プーリ４０２も回転するようになっている。
【００２９】
第１ギヤ４０１及び第１原動プーリ４０２の後方左側には、第１原動プーリ４０２と略同一の高さに第１従動プーリ４０４が配置されている。第１従動プーリ４０４はその回転軸が垂直方向に延びるように配置されている。第１原動プーリ４０２と第１従動プーリ４０４は、歯付きプーリであり、歯付きの無端ベルト４０３が巻き掛けられており、これによって、第１原動プーリ４０２の回転力が第１従動プーリ４０４に伝達される。詳細については後述するが、この伝達された回転力は、第３プロペラ２３に伝達されるようになっている。なお、第１原動プーリ４０２の回転方向と、第１従動プーリ４０４の回転方向は同一となる。また、第１原動プーリ４０２と第１従動プーリ４０４とは、同径に構成されており、これによって、第１ギヤ４０１及び第１原動プーリ４０２の単位時間あたりの回転数と、第１従動プーリ４０４の単位時間あたりの回転数とが同一になっている。第１原動プーリ４０２と第１従動プーリ４０４の間には、無端ベルト４０３のテンションを調節するためのテンションプーリ４０３Ａが設けられている。
【００３０】
第１ギヤ４０１のシャフト４０１１には、第１ギヤ４０１の上側において第３原動プーリ４３（４３１）が外嵌された状態で取り付けられている。このため、この第３原動プーリ４３（４３１）及び第１ギヤ４０１は回転軸が同じであり、第１ギヤ４０１の回転にともなって、第３原動プーリ４３（４３１）が回転する。この第３原動プーリ４３（４３１）の回転力は、第３の従動プーリ４４に伝達されることで、第１のプロペラ２１に伝達される。また、第１従動プーリ４０４は、シャフト４０４１に外嵌されて固定されており、シャフト４０４１における第１従動プーリ４０４の上側には第３原動プーリ４３（４３３）が取り付けられている。このため、この第３原動プーリ４３（４３３）及び第１従動プーリ４０４の回転軸は同じである。これによって、第１従動プーリ４０４の回転にともなって第３原動プーリ４３（４３３）が回転する。この第３原動プーリ４３（４３３）の回転力は、無端ベルト４５を介して第３従動プーリ４４に伝達されることで、第３のプロペラ２３に伝達される。この様にして、駆動装置３の回転力は、第１のプロペラ２１及び第３のプロペラ２３に分配される。
【００３１】
上述したように、第１実施形態では、第１ギヤ４０１の回転軸であるシャフト４０１１に、第３原動プーリ４３１と第１原動プーリ４０２とを取り付けるだけの簡易な構成で、第１ギヤ４０１の回転にともなって第１ギヤ４０１と同方向及び同一回転数で第３原動プーリ４３１と第１原動プーリ４０２を回転させることができる。なお、本発明における「第１のプロペラ用プーリ機構」は、第３原動プーリ４３１、第１のプロペラ２１のプロペラ支持機構６に設けられた第３従動プーリ４４、及びこの第３従動プーリ４４と第３原動プーリ４３１に巻き掛けられた無端ベルト４５からなり、これらの部材によって、第１ギヤ４０１の回転力を第１のプロペラ２１に伝達する。また、第１従動プーリ４０４の回転軸であるシャフト４０４１に、第３原動プーリ４３３を取り付けるだけの簡易な構成で、第１従動プーリ４０４の回転にともなって第１従動プーリ４０４と同方向及び同一回転数で第３原動プーリ４３３を回転させることができる。
【００３２】
更に、分配構造４０は、第１ギヤ４０１と噛み合う第２ギヤ４１１、第２ギヤ４１１とともに回転する第２原動プーリ４１２、及び第２原動プーリ４１２との間に無端ベルト４１３が巻きかけられる第２従動プーリ４１４を備える。
【００３３】
第２ギヤ４１１は、回転軸が第２ギヤ４０１と同方向に延びるヘリカルギヤであり、第１ギヤ４０１と噛み合う。これによって、第１ギヤ４０１からの回転力が伝達される。なお、詳細については後述するが、この伝達された回転力は第２プロペラ２２に伝達される。ここで、第１ギヤ４０１と第２ギヤ４１１の回転方向は逆になる。第１ギヤ４０１と第２ギヤ４１１は、同径（歯数同一）であるため、単位時間あたりの回転数が同一になる。第２ギヤ４１１を貫通するように、シャフト４１１１が設けられ、このシャフト４１１１に外嵌するように固定されて、第２ギヤ４１１の下側に第２原動プーリ４１２が設けられている。これによって、第２ギヤ４１１の回転にともなって回転する第２ギヤ４１１の回転軸（シャフト４１１１）に、第２原動プーリ４１２が取り付けられ、第２ギヤ４１１の回転にともなって第２原動プーリ４１２も回転するようになっている。
【００３４】
第２ギヤ４１１及び第２原動プーリ４１２の後方右側には、第２原動プーリ４１２と略同一の高さに第２従動プーリ４１４が配置されている。第２従動プーリ４１４はその回転軸が垂直方向に延びるように配置されている。第２原動プーリ４１２と第２従動プーリ４１４は、歯付きプーリであり、歯付きの無端ベルト４１３が巻き掛けられており、これによって、第２原動プーリ４１２の回転力が第２従動プーリ４１４に伝達される。詳細については後述するが、この伝達された回転力は、第４プロペラ２４に伝達されるようになっている。なお、第２原動プーリ４１２の回転方向と、第２従動プーリ４１４の回転方向は同一となる。また、第２原動プーリ４１２と第２従動プーリ４１４とは、同径に構成されており、これによって、第２ギヤ４１１及び第２原動プーリ４１２の単位時間あたりの回転数と、第２従動プーリ４１４の単位時間あたりの回転数が同一になっている。第２原動プーリ４１２と第２従動プーリ４１４の間には、無端ベルト４１３のテンションを調節するためのテンションプーリ４１３Ａが設けられている。
【００３５】
第２ギヤ４１１のシャフト４１１１には、第２ギヤ４１１の上側に第３原動プーリ４３（４３２）が取り付けられている。このため、この第３原動プーリ４３（４３２）及び第２ギヤ４１１は回転軸が同じであり、第２ギヤ４１１の回転にともなって、第３原動プーリ４３（４３２）が回転する。この第３原動プーリ４３（４３２）の回転力は、無端ベルト４５を介して第３の従動プーリ４４に伝達されることで、第２のプロペラ２２に伝達される。また、第２従動プーリ４１４は、シャフト４１４１に外嵌されて固定されており、シャフト４１４１には第２従動プーリ４１４の上側において第３原動プーリ４３（４３４）が外嵌された状態で取り付けられている。このため、この第３原動プーリ４３（４３４）及び第２従動プーリ４１４の回転軸は同じである。これによって、第２従動プーリ４１４の回転にともなって第３原動プーリ４３（４３４）が回転する。この第３原動プーリ４３（４３４）の回転力は、無端ベルト４５を介して第３従動プーリ４４に伝達されることで、第４のプロペラ２４に伝達される。この様にして、駆動装置３の回転力は、第２のプロペラ２２及び第４のプロペラ２４に分配される。
【００３６】
上述したように、第１実施形態では、第２ギヤ４１１の回転軸であるシャフト４１１１に、第３原動プーリ４３２と第２原動プーリ４１２とを取り付けるだけの簡易な構成で、第２ギヤ４１１の回転にともなって第２ギヤ４１１と同方向及び同一回転数で第３原動プーリ４３２と第２原動プーリ４１２を回転させることができる。なお、本発明における「第２のプロペラ用プーリ機構」は、第３原動プーリ４３２、第２のプロペラ２２のプロペラ支持機構６に設けられた第３従動プーリ４４、及びこの第３従動プーリ４４と第３原動プーリ４３２に巻き掛けられた無端ベルト４５からなり、これらの部材によって、第２ギヤ４１１の回転力を第２のプロペラ２２に伝達する。また、第２従動プーリ４１４の回転軸であるシャフト４１４１に、第３原動プーリ４３４を取り付けるだけの簡易な構成で、第２従動プーリ４１４の回転にともなって第２従動プーリ４１４と同方向及び同一回転数で第３原動プーリ４３４を回転させることができる。
【００３７】
なお、第１ギヤ４０１、第１原動プーリ４０２、無端ベルト４０３、第１従動プーリ４０４、第２ギヤ４１１、第２原動プーリ４１２、無端ベルト４１３、第２従動プーリ４１４、シャフト４０１１、シャフト４０４１、シャフト４１１１、及びシャフト４１４１で、分配構造４０を構成する。また、シャフト４０１１、４０４１、４１１１、４１４１は、両端でフレーム５に固定されており、これによって、分配構造４０がフレーム５に固定される。
【００３８】
（プロペラ支持機構）
以下に、図１、図３〜図５を用いて、本実施形態に係るマルチコプター１のプロペラ支持機構６を説明する。図３は、第１実施形態に係るマルチコプター１のプロペラ支持機構６の斜視図である。図４は、図３で示すプロペラ支持機構６のＡ−Ａ矢視断面図である。図５は、プロペラ２のピッチ角と動作制御の説明図である。
プロペラ支持機構６は、直立するプロペラシャフト６１と、このプロペラシャフト６１の上端に固定され、略垂直方向に形成された貫通孔６２Ａを有するプロペラハブ６２と、プロペラハブ６２における貫通孔６２Ａ内に挿入されたスピンドルシャフト６３と、スピンドルシャフト６３に対して、ピッチ角を変更可能に、プロペラ２を取り付けるプロペラホルダー６４と、を備える。
【００３９】
本実施形態では、プロペラハブ６２は、略水平方向に延びる第１筒体６２１の下に第２筒体６２２が突出するように延設された形状である。第２筒体６２２内には、プロペラシャフト６１の上端が、挿入された状態でビス等によって固定され、これによって、プロペラハブ６２は、プロペラシャフト６１の上端に固定されるようになっている。第１筒体６２１の筒孔が貫通孔６２Ａであり、この貫通孔６２Ａよりも長いスピンドルシャフト６３が貫通孔６２Ａの両端から突出するように貫通孔６２Ａに挿入される。
【００４０】
プロペラハブ６２とスピンドルシャフト６３との間には、ダンパー６００が配置されている。具体的には、ダンパー６００は、例えばゴム製のＯリングであり、スピンドルシャフト６３に嵌められることで、スピンドルシャフト６３の周囲に取り付けられ、この状態で貫通孔６２Ａに挿入される。なお、貫通孔６２Ａの両端部は、孔の径が大きくなっており、この部分に夫々ダンパー６００が配置されるようになっている。プロペラ２のピッチ角を可変にすることでプロペラ支持機構６は劣化し易くなるが、この劣化をダンパー６００の緩衝によって防止することができる。本実施形態では、ダンパー６００は、ゴム製のＯリングであるが、ゴム製でなくてもＯリングでなくてもよく、素材及び形状を問わず緩衝材であればよい。
【００４１】
スピンドルシャフト６３における貫通孔６２Ａから突出した部分夫々に、プロペラホルダー６４が外嵌される。このプロペラホルダー６４を介してスピンドルシャフト６３の両端部に、プロペラ２を構成する一対のブレード２０１、２０２が固定される。なお、プロペラ２を構成するブレードの個数は、２つに限定されず、より多くの数のブレードから構成されてもよい。
【００４２】
複数のプロペラ２は、ブレード２０１、２０２のピッチ角がプロペラ２の空気抵抗が最も小さくなる角度未満にならない取り付け構造で取り付けられている。言い換えれば、ブレード２０１、２０２のピッチ角がプロペラ２の空気抵抗が最も小さくなる角度（ピッチ角０度）以上の所定の角度αになるように、ブレード２０１、２０２がスピンドルシャフト６３に取り付けられる。かつ、ブレード２０１、２０２はピッチ角が所定の角度αより小さくなるようには回転しないように取り付けられる。この取り付け構造について、具体的に説明する。ブレード２０１、２０２は、夫々、略円盤状の固定部位２０１Ａ、２０２Ａから延設されている。ここで、固定部位２０１Ａ、２０２Ａが、プロペラホルダー６４の可動範囲における最低の角度（図５における第２の回転方向に最も回転した状態）となるような状態に配置されたときに、ブレード２０１、２０２は、ピッチ角が上記所定の角度αとなるような傾きに設けられている。そして、固定部位２０１Ａ、２０２Ａがプロペラホルダー６４の一端（スピンドルシャフト６３の取り付け側の反対端）に上下方向から挟持されて、ビスで上下方向から貫通されることで、プロペラホルダー６４に固定される。なお、ブレード２０１、２０２は、ピッチ角が所定の角度αより小さくなるようには回転しないようになっているが、この具体的な構成の詳細については後述する。なお、上記所定の角度αは、０度以上で略５度以下であることが好ましい。
【００４３】
図５を用いて、この様に複数のプロペラ２が取り付けられる理由を説明する。図５は、プロペラ２を構成するブレード２０１、２０２を外側（スピンドルシャフト６３の反対側）から見た状態を示す模式図である。なお、説明の便宜上、ブレード２０１、２０２が上下対称翼である場合を例に説明する。図５（ａ）は、ブレード２０１、２０２とプロペラ２の回転面との間の角度Θが０度にある場合を示す。ブレード２０１、２０２は上下対称翼であるので、この場合が、プロペラ２の空気抵抗が最も小さい角度、すなわちピッチ角Θが０度の状態である。従って、プロペラ２の回転によって生じる反トルクも最も小さくなる。なお、図５（ａ）の状態から、ブレード２０１、２０２が第１の回転方向に回転すると、図５（ｂ）の状態になり、ピッチ角Θが０度より大きい、すなわちプラスの状態になる。この場合には、ブレード２０１、２０２の空気抵抗が、ピッチ角Θが０度のときよりも大きくなり、プロペラ２の反トルクが大きくなる。この場合には、ピッチ角Θが大きくなる程、空気抵抗及び反トルクが大きくなる。また、図５（ａ）の状態から、ブレード２０１、２０２が第２の回転方向に回転すると、図５（ｃ）の状態になり、ピッチ角Θが０度より小さい、すなわちマイナスの状態になる。この場合にも、ブレード２０１、２０２の空気抵抗が、ピッチ角Θが０度のときよりも大きくなり、プロペラ２の反トルクが大きくなる。この場合には、ピッチ角Θが小さくなる程、空気抵抗及び反トルクが大きくなる。
【００４４】
第１のプロペラ２０１及び第３のプロペラ２０３と、第２のプロペラ２０２及び第４のプロペラ２０４とが互いに反対方向に回転する。何れかのプロペラ２のピッチ角が０度のときに、逆回転するプロペラ２が０度よりピッチ角が大きい場合に、逆回転するプロペラ２の反トルクが、ピッチ角０度のプロペラ２の反トルクを上回り、その結果ピッチ角０度のプロペラ２の回転方向にマルチコプター１全体が回転する。この原理を利用しマルチコプター１のヨー軸制御を行う。この制御においては、通常ピッチ角が小さくなる程、反トルクが小さくなるという理論の下、ヨー軸制御を行うが、ピッチ角が０度より小さくなった場合、実際には、ピッチ角が小さくなる程にプロペラ２の空気抵抗が大きくなり、プロペラ２の回転によって生じる反トルクも大きくなる。この理論と実際の不一致により、ピッチ角が０度より小さい場合のヨー軸制御が不安定になる。
【００４５】
図１、図３及び図４に戻って、上記から第１実施形態では、ブレード２０１、２０２が、ヨー軸制御が難しい、ピッチ角が０度未満の角度にならないようにプロペラホルダー６４に固定されるため、マルチコプター１のヨー軸制御を安定的に行うことができる。なお、説明の便宜のため、ブレード２０１、２０２が上下対称翼である場合を例として説明したが上下対称翼を採用しなくてもよい。上下対称翼である場合には、ブレード２０１とプロペラ２の回転面との間の角度が０度の状態が、ブレードのピッチ角が空気抵抗の最も小さくなる角度にある状態である。これに対して、プロペラの特性によって、ブレードとプロペラの回転面との間の角度が０度の状態が最も空気抵抗が小さくならず、０度付近（例えば１度やー１度）の状態が最も空気抵抗が小さくなる場合がある。この場合には、ブレードとプロペラの回転面との間の角度が０度付近（例えば１度やー１度）になる状態が、ブレードのピッチ角が０度の状態となる。
【００４６】
また、プロペラシャフト６１の下端部には、第３従動プーリ４４が取り付けられている。これによって、第３原動プーリ４３から無端ベルト４５を介して第３従動プーリ４４に伝達された回転力が、プロペラシャフト６１に伝達されるようになっている。なお、図３及び図４は図面の視認し易さを考慮して、無端ベルト４５を省略している。また、第３従動プーリ４４は、フレーム６５０内に配置される。プロペラシャフト６１の回転にともなって、プロペラハブ６２とスピンドルシャフト６３も同軸で回転し、これによって、スピンドルシャフト６３に固定されたプロペラ２も回転するようになっている。
【００４７】
プロペラ２のブレード２０１、２０２は、上述したように制御部７によってピッチ角が制御される。具体的には、制御部７には、水平方向に延びる制御ロッド７１の一端が取り付けられ、この制御ロッド７１は制御部７に制御されて進退動作を行う。制御ロッド７１の他端は、筐体６５０に取り付けられたリンク機構６５に取り付けられている。リンク機構６５は、プロペラシャフト６１におけるスピンドルシャフト６３と第３従動プーリ４４との間の位置に外嵌される昇降部材６６に取り付けられ、制御ロッド７１の進退動作に応じて、昇降部材６６を昇降させる。昇降部材６６は、リンク機構６７（６７１、６７２）によってプロペラホルダー６４に連結されており、昇降部材６６の昇降によって、ブレード２０１、２０２のピッチ角が調整される。なお、昇降部材６６の昇降動作時には、ブレード２０１、２０２が回転する。なお、制御部７は、ブレード２０１、２０２のピッチ角の制御を、０度以上の所定の範囲（例えば、上記所定の角度α以上、この所定の角度αプラス２０度以下の範囲）の角度で行う。制御ロッド７１が一番後退している状態（デフォルトの状態）において、ブレード２０１、２０２のピッチ角が上記所定の角度αになる。この状態から、制御ロッド７１が前進するに従って、ブレード２０１、２０２が第１の回転方向（図５（ａ）を参照）に回転する。制御ロッド７１が最も前進した位置にある状態において、ブレード２０１、２０２のピッチ角が最大値になり、この状態から制御ロッド７１が後退するに従って、ブレード２０１、２０２が第２の回転方向（図５（ａ）を参照）に回転する。この様に、ブレード２０１、２０２は、そのピッチ角が上記所定の角度αより小さくなるようには回転しない様に取り付けられ、これによって、ブレード２０１、２０２は、そのピッチ角が０度未満にならないように取り付けられている。
【００４８】
フレーム６５０と水平方向に並ぶように、フレーム６５０には取付部材６０が固定されており、この取付部材６０によって、アーム４２の一端にプロペラ支持機構６が取り付けられている。具体的には、取付部材６０は、アーム挿入用孔６０Ａが水平方向に向けて形成されており、このアーム挿入用孔６０Ａにアーム４２の一端が嵌め入れられることで、アーム４２の一端にプロペラ支持機構６が取り付けられる。ここで、プロペラ支持機構６を所望の傾き度合でアーム挿入用孔６０Ａに挿入して固定することができる。
【００４９】
以下に、図１及び図２を用いて、第１実施形態に係るマルチコプター１の動作制御について説明する。駆動装置３の回転力がピニオンギヤ３１を介して第１ギヤ４０１に伝達され、この回転力が回転方向を反転させて第１ギヤ４０１に噛み合う第２ギヤ４１１に伝達される。第１ギヤ４０１の回転力が、第３原動プーリ４３（４３１）、第３従動プーリ４４及び無端ベルト４５によって、第１のプロペラ２１に伝達される。また、第２ギヤ４１１の回転力は、第３原動プーリ４３（４３２）、第３従動プーリ４４及び無端ベルト４５によって、第２のプロペラ２２に伝達される。そして、第１原動プーリ４０２と第１従動プーリ４０４に掛けられた無端ベルト４０３、更に、第３原動プーリ４３（４３３）、第３従動プーリ４４及び無端ベルト４５によって、第１ギヤ４０１からの回転力が第３のプロペラ２３に伝達され、第１のプロペラ２１と同方向で第３のプロペラ２３が回転される。また、第２原動プーリ４１２と第２従動プーリ４１４に掛けられた無端ベルト４１３、更に、第３原動プーリ４３（４３４）、第３従動プーリ４４及び無端ベルト４５によって第２ギヤ４１１からの回転力が第４のプロペラ２４に伝達され、第２のプロペラ２２と同方向で第４のプロペラ２４が回転される。プロペラ２のピッチ角が制御部７によって変更されて、各プロペラ２で発生する揚力を調整して、マルチコプター１の動作制御を行うことができる。
【００５０】
第１実施形態に係るマルチコプター１では、第１ギヤ４０１の回転力がギヤ機構ではなくベルト機構によって、第３のプロペラ２３に伝達され、第２ギヤ４１１の回転力がギヤ機構ではなくベルト機構によって、第４のプロペラ２４に伝達される。これによって、ギヤの噛み合い部分から発生する騒音を減らすことができ、住宅地等の近くでマルチコプター１を飛ばしても騒音問題が発生し難い。また、回転伝達機構４で使用されるギヤの数を減らすことができるため、コンパクト設計が可能となり、構造も簡素にすることができる。また、単一の駆動装置３で複数のプロペラ３を回転させることができるため、省スペース化を図ることができる。
【００５１】
〔第２実施形態〕
以下に、図６及び図７を用いて、第２実施形態に係るマルチコプター１Ａを説明する。第２実施形態に係るマルチコプター１Ａについて、第１実施形態に係るマルチコプター１と相違する構成についてのみ説明し、同一の構成については説明を省略する。図６は、第２実施形態に係るマルチコプターの斜視図である。図７は、第２実施形態に係るマルチコプターの駆動装置及び回転伝達機構の一部を示す斜視図である。
【００５２】
第２実施形態に係るマルチコプター１Ａは、回転伝達機構４Ａの分配構造４０Ａの構成のみが第１実施形態に係るマルチコプター１と異なっている。第１実施形態に係る分配構造４０では、単一の駆動装置３が配置されていたのに対して、第２実施形態に係る分配構造４０Ａでは、駆動装置３（本発明の「第１の駆動装置」に相当）の他にもう一つ駆動装置３Ａ「本発明の「第２の駆動装置」に相当」が配置されている。第２ギヤ４１１は、第１ギヤ４０１とは噛み合わず、駆動装置３Ａの出力軸に設けられた第２駆動ピニオン３１Ａと噛み合い、この駆動ピニオン３１Ａから伝達された、第１ギヤ４０１に伝達された回転力とは反対方向の回転力が第２のプロペラ２２に伝達される。
【００５３】
第２実施形態に係るマルチコプター１Ａでも、住宅地等の近くでマルチコプターを飛ばしても騒音問題が発生し難い、回転伝達機構で使用されるギヤの数を減らすことができるため、コンパクト設計が可能となり、構造も簡素にすることができるといった第１実施形態に係るマルチコプター１と同様の効果を奏する。更に、第２実施形態に係るマルチコプター１Ａでは、駆動装置３で第１のプロペラ２１及び第３のプロペラ２３を回転させ、駆動装置３Ａで第２のプロペラ２２及び第４のプロペラ２４を回転させるため、第１のプロペラ２１及び第３のプロペラ２３の回転数と、第２のプロペラ２２及び第４のプロペラ２４の回転数を変えることができ、複数のプロペラ２のピッチ角制御に加えて、回転数によってもマルチコプターのヨー軸制御を行うことがでる。
【００５４】
上述した第１及び第２実施形態は、本発明を適用した実施形態の一例であり、適宜構成を変更することが出来る。例えば、各構成部材の材質、配置、個数、及び種類について、適宜変更することが可能である。以下に第１及び第２実施形態の構成を変更した変形例の一例を説明する。
【００５５】
（変形例）
以下に第１及び第２実施形態の変形例を説明する。
【００５６】
（１）第１及び第２実施形態では、駆動装置３は、モータであるがモータ以外の他の駆動装置であってもよい。例えば、エンジンであってもよい。特に第１実施形態では、単一の駆動装置３を搭載する構成であるため、エンジンに置き換え容易になる。エンジンの燃料は、モータのためのバッテリーよりもエネルギー密度が高いため、モータよりもエンジンを採用する方が、マルチコプター１、１Ａの滞空可能時間を長くすることができる。
【００５７】
（２）第１及び第２実施形態では、第１ギヤ４０１及び第２ギヤ４１１は、騒音発生防止の観点からヘリカルギヤを採用しているが平歯車等の他のギヤを採用してもよい。また、第１原動プーリ４０２、第１従動プーリ４０４及び無端ベルト４０３と、第２原動プーリ４１２、第２従動プーリ４１４及び無端ベルト４１３と、第３原動プーリ４３、第３従動プーリ４４及び無端ベルト４５は、夫々歯付きベルト伝動を採用しているが、平ベルト伝動やＶベルト伝動等の他の種類のベルト伝動を採用してもよい。
【００５８】
（３）第１及び第２実施形態では、固定部位２０１Ａ、２０２Ａが、プロペラホルダー６４の可動範囲における最低の角度（図５における第２の回転方向に最も回転した状態）となるような状態に配置されたときに、ブレード２０１、２０２が、そのピッチ角が０度以上の所定の角度αになるように、固定部位２０１Ａ、２０２Ａから延設されているが、取り付け構造によってブレード２０１、２０２のピッチ角が０度未満にならないようにするのではなく、専ら制御部７による制御によって、ブレード２０１、２０２のピッチ角が０度未満にならないようにしてもよい。
【００５９】
（４）第１及び第２実施形態において、マルチコプター１、１Ａの主要な部材は金属であるが、必ずしもこの材質に限定されず、適宜材質を変更することが出来る。
【００６０】
（５）第１及び第２実施形態において、制御部７の配置位置はアーム４２であるが、他の位置に配置してもよく、プロペラ２のピッチ角の変更のための構造についても、第１及び第２実施形態のものに限定されない。
【００６１】
（６）第１及び／又は第２実施形態では、ピニオンギヤ３１と第１ギヤ４０１とが直接的に噛み合い、ピニオンギヤ３１Ａと第２ギヤ４１１とが直接的に噛み合い、第１ギヤ４０１と第２ギヤ４１１とが直接的に噛み合っているが、他のギヤを介して間接的に噛み合っても良い。
【００６２】
（７）第１及び第２実施形態では、第１ギヤ４０１の回転にともなって第１原動プーリ４０２及び第３原動プーリ４３１が回転し、第２ギヤ４１１の回転にともなって第２原動プーリ４１２及び第３原動プーリ４３２が回転し、第１従動プーリ４０４の回転にともなって第３原動プーリ４３３が回転し、第２従動プーリ４１４の回転にともなって第３原動プーリ４３４が回転するように構成されているが、この作用を実現するための構成は第１及び第２実施形態に記載の構成に限定されない。
【符号の説明】
【００６３】
１、１Ａ            マルチコプター
２                  プロペラ
２１                第１のプロペラ
２２                第２のプロペラ
２３                第３のプロペラ
２４                第４のプロペラ
２０１、２０２      ブレード
３                  駆動装置（第１の駆動装置）
３Ａ                駆動装置（第２の駆動装置）
３１                ピニオンギヤ（第１駆動ピニオン）
３１Ａ              ピニオンギヤ（第２駆動ピニオン）
４                  回転伝達機構
４０１              第１ギヤ
４０１１            シャフト（回転軸）
４０２              第１原動プーリ
４０３              無端ベルト
４０４              第１従動プーリ
４０４１            シャフト（回転軸）
４１１              第２ギヤ
４１１１            シャフト
４１２              第２原動プーリ
４１３              無端ベルト
４１４              第２従動プーリ
４３、４３１、４３２、４３３、４３４  第３原動プーリ
４４                第３従動プーリ
４５                無端ベルト
６                  プロペラ支持機構
６００              ダンパー
６１                プロペラシャフト
６２                プロペラハブ
６２Ａ              貫通孔
６３                スピンドルシャフト
６４                プロペラホルダー
７                  制御部
【図１】
2019182225.tif 000003
【図２】
2019182225.tif 000004
【図３】
2019182225.tif 000005
【図４】
2019182225.tif 000006
【図５】
2019182225.tif 000007
【図６】
2019182225.tif 000008
【図７】
2019182225.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月28日(2018.11.28)
【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】
回転により揚力を発生する、第１のプロペラ、第２のプロペラ、第３のプロペラ、及び第４のプロペラを含む複数のプロペラと、これらの複数のプロペラを回転させる駆動装置と、この駆動装置から前記複数のプロペラに回転力を伝達する回転伝達機構とを備えたマルチコプターであって、
前記複数のプロペラは、ピッチ角が変更可能に取り付けられ、
前記複数のプロペラのピッチ角を制御する制御部を備え、
前記回転伝達機構は、
前記駆動装置の出力軸に設けられた駆動ピニオンと直接的又は間接的に噛み合い、この駆動ピニオンから伝達された回転力が前記第１のプロペラに伝達される第１ギヤと、
前記第１ギヤと直接的又は間接的に噛み合い、この第１ギヤから伝達された回転力が前記第２のプロペラに伝達される第２ギヤと、
前記第１ギヤとともに回転する第１原動プーリと、
前記第２ギヤとともに回転する第２原動プーリと、
前記第１原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第１原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第３のプロペラに伝達される第１従動プーリと、
前記第２原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第２原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第４のプロペラに伝達される第２従動プーリと、を備え、
前記回転伝達機構は、
前記第１ギヤの回転力を前記第１のプロペラに伝達する第１のプロペラ用プーリ機構と、前記第２ギヤの回転力を前記第２のプロペラに伝達する第２のプロペラ用プーリ機構と、前記第１従動プーリの回転力を前記第３プロペラに伝達する第３のプロペラ用プーリ機構と、前記第２従動プーリの回転力を前記第４プロペラに伝達する第４のプロペラ用プーリ機構を更に備え、
前記第１のプロペラ用プーリ機構と、前記第２のプロペラ用プーリ機構と、前記第３のプロペラ用プーリ機構と、前記第４のプロペラ用プーリ機構は、夫々第３原動プーリを有し、
前記第１のプロペラ用プーリ機構における前記第３原動プーリと、前記第１原動プーリとが、前記第１ギヤとともに回転する前記第１ギヤの回転軸に取り付けられ、
前記第２のプロペラ用プーリ機構における前記第３原動プーリと、前記第２原動プーリとが、前記第２ギヤとともに回転する前記第２ギヤの回転軸に取り付けられ、
前記第３のプロペラ用プーリ機構における前記第３原動プーリが、前記第１従動プーリとともに回転する前記第１従動プーリの回転軸に取り付けられ、
前記第４のプロペラ用プーリ機構における前記第３原動プーリが、前記第２従動プーリとともに回転する前記第２従動プーリの回転軸に取り付けられている、
ことを特徴とするマルチコプター。
【請求項２】
回転により揚力を発生する、第１のプロペラ、第２のプロペラ、第３のプロペラ、及び第４のプロペラを含む複数のプロペラと、これらの複数のプロペラを回転させる第１及び第２の駆動装置と、この第１及び第２の駆動装置から前記複数のプロペラに回転力を伝達する回転伝達機構とを備えたマルチコプターであって、
前記複数のプロペラは、ピッチ角が変更可能に取り付けられ、
前記複数のプロペラのピッチ角を制御する制御部を備え、
前記回転伝達機構は、
前記第１の駆動装置の出力軸に設けられた第１駆動ピニオンと直接的又は間接的に噛み合い、この第１駆動ピニオンから伝達された回転力が前記第１のプロペラに伝達される第１ギヤと、
前記第２の駆動装置の出力軸に設けられた第２駆動ピニオンと直接的又は間接的に噛み合い、この第２駆動ピニオンから伝達された、前記第１ギヤに伝達された回転力とは反対方向の回転力が前記第２のプロペラに伝達される第２ギヤと、
前記第１ギヤとともに回転する第１原動プーリと、
前記第２ギヤとともに回転する第２原動プーリと、
前記第１原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第１原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第３のプロペラに伝達される第１従動プーリと、
前記第２原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第２原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第４のプロペラに伝達される第２従動プーリと、を備え、
前記第１ギヤの回転力を前記第１のプロペラに伝達する第１のプロペラ用プーリ機構と、前記第２ギヤの回転力を前記第２のプロペラに伝達する第２のプロペラ用プーリ機構と、前記第１従動プーリの回転力を前記第３プロペラに伝達する第３のプロペラ用プーリ機構と、前記第２従動プーリの回転力を前記第４プロペラに伝達する第４のプロペラ用プーリ機構を更に備え、
前記第１のプロペラ用プーリ機構と、前記第２のプロペラ用プーリ機構と、前記第３のプロペラ用プーリ機構と、前記第４のプロペラ用プーリ機構は、夫々第３原動プーリを有し、
前記第１のプロペラ用プーリ機構における前記第３原動プーリと、前記第１原動プーリとが、前記第１ギヤとともに回転する前記第１ギヤの回転軸に取り付けられ、
前記第２のプロペラ用プーリ機構における前記第３原動プーリと、前記第２原動プーリとが、前記第２ギヤとともに回転する前記第２ギヤの回転軸に取り付けられ、
前記第３のプロペラ用プーリ機構における前記第３原動プーリが、前記第１従動プーリとともに回転する前記第１従動プーリの回転軸に取り付けられ、
前記第４のプロペラ用プーリ機構における前記第３原動プーリが、前記第２従動プーリとともに回転する前記第２従動プーリの回転軸に取り付けられている、
ことを特徴とするマルチコプター。
【請求項３】
回転により揚力を発生する、第１のプロペラ、第２のプロペラ、第３のプロペラ、及び第４のプロペラを含む複数のプロペラと、これらの複数のプロペラを回転させる駆動装置と、この駆動装置から前記複数のプロペラに回転力を伝達する回転伝達機構とを備えたマルチコプターであって、
前記複数のプロペラは、ピッチ角が変更可能に取り付けられ、
前記複数のプロペラのピッチ角を制御する制御部を備え、
前記回転伝達機構は、
前記駆動装置の出力軸に設けられた駆動ピニオンと直接的又は間接的に噛み合い、この駆動ピニオンから伝達された回転力が前記第１のプロペラに伝達される第１ギヤと、
前記第１ギヤと直接的又は間接的に噛み合い、この第１ギヤから伝達された回転力が前記第２のプロペラに伝達される第２ギヤと、
前記第１ギヤとともに回転する第１原動プーリと、
前記第２ギヤとともに回転する第２原動プーリと、
前記第１原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第１原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第３のプロペラに伝達される第１従動プーリと、
前記第２原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第２原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第４のプロペラに伝達される第２従動プーリと、を備え、
前記第２ギヤの回転軸は、前記第１ギヤの回転軸と同方向に延び、
前記第１原動プーリは、前記第１ギヤの回転軸の延びる方向において前記第１ギヤより第１方向側の位置に取り付けられ、
前記第２原動プーリは、前記第２ギヤの回転軸の延びる方向において前記第２ギヤより前記第１方向側の位置に取り付けられている、
ことを特徴とするマルチコプター。
【請求項４】
回転により揚力を発生する、第１のプロペラ、第２のプロペラ、第３のプロペラ、及び第４のプロペラを含む複数のプロペラと、これらの複数のプロペラを回転させる第１及び第２の駆動装置と、この第１及び第２の駆動装置から前記複数のプロペラに回転力を伝達する回転伝達機構とを備えたマルチコプターであって、
前記複数のプロペラは、ピッチ角が変更可能に取り付けられ、
前記複数のプロペラのピッチ角を制御する制御部を備え、
前記回転伝達機構は、
前記第１の駆動装置の出力軸に設けられた第１駆動ピニオンと直接的又は間接的に噛み合い、この第１駆動ピニオンから伝達された回転力が前記第１のプロペラに伝達される第１ギヤと、
前記第２の駆動装置の出力軸に設けられた第２駆動ピニオンと直接的又は間接的に噛み合い、この第２駆動ピニオンから伝達された、前記第１ギヤに伝達された回転力とは反対方向の回転力が前記第２のプロペラに伝達される第２ギヤと、
前記第１ギヤとともに回転する第１原動プーリと、
前記第２ギヤとともに回転する第２原動プーリと、
前記第１原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第１原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第３のプロペラに伝達される第１従動プーリと、
前記第２原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第２原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第４のプロペラに伝達される第２従動プーリと、を備え、
前記第２ギヤの回転軸は、前記第１ギヤの回転軸と同方向に延び、
前記第１原動プーリは、前記第１ギヤの回転軸の延びる方向において前記第１ギヤより第１方向側の位置に取り付けられ、
前記第２原動プーリは、前記第２ギヤの回転軸の延びる方向において前記第２ギヤより前記第１方向側の位置に取り付けられている、
ことを特徴とするマルチコプター。
【請求項５】
前記第１従動プーリは、前記第１ギヤの回転軸の延びる方向において前記第１原動プーリと略同一の位置に配置され、
前記第２従動プーリは、前記第２ギヤの回転軸の延びる方向において前記第２原動プーリと略同一の位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載のマルチコプター。
【請求項６】
回転により揚力を発生する、第１のプロペラ、第２のプロペラ、第３のプロペラ、及び第４のプロペラを含む複数のプロペラと、これらの複数のプロペラを回転させる駆動装置と、この駆動装置から前記複数のプロペラに回転力を伝達する回転伝達機構とを備えたマルチコプターであって、
前記複数のプロペラは、ピッチ角が変更可能に取り付けられ、
前記複数のプロペラのピッチ角を制御する制御部を備え、
前記回転伝達機構は、
前記駆動装置の出力軸に設けられた駆動ピニオンと直接的又は間接的に噛み合い、この駆動ピニオンから伝達された回転力が前記第１のプロペラに伝達される第１ギヤと、
前記第１ギヤと直接的又は間接的に噛み合い、この第１ギヤから伝達された回転力が前記第２のプロペラに伝達される第２ギヤと、
前記第１ギヤとともに回転する第１原動プーリと、
前記第２ギヤとともに回転する第２原動プーリと、
前記第１原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第１原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第３のプロペラに伝達される第１従動プーリと、
前記第２原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第２原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第４のプロペラに伝達される第２従動プーリと、を備え、
前記第１原動プーリは、前記第１ギヤより下方に取り付けられ、
前記第２原動プーリは、前記第２ギヤより下方に取り付けられている、
ことを特徴とするマルチコプター。
【請求項７】
回転により揚力を発生する、第１のプロペラ、第２のプロペラ、第３のプロペラ、及び第４のプロペラを含む複数のプロペラと、これらの複数のプロペラを回転させる第１及び第２の駆動装置と、この第１及び第２の駆動装置から前記複数のプロペラに回転力を伝達する回転伝達機構とを備えたマルチコプターであって、
前記複数のプロペラは、ピッチ角が変更可能に取り付けられ、
前記複数のプロペラのピッチ角を制御する制御部を備え、
前記回転伝達機構は、
前記第１の駆動装置の出力軸に設けられた第１駆動ピニオンと直接的又は間接的に噛み合い、この第１駆動ピニオンから伝達された回転力が前記第１のプロペラに伝達される第１ギヤと、
前記第２の駆動装置の出力軸に設けられた第２駆動ピニオンと直接的又は間接的に噛み合い、この第２駆動ピニオンから伝達された、前記第１ギヤに伝達された回転力とは反対方向の回転力が前記第２のプロペラに伝達される第２ギヤと、
前記第１ギヤとともに回転する第１原動プーリと、
前記第２ギヤとともに回転する第２原動プーリと、
前記第１原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第１原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第３のプロペラに伝達される第１従動プーリと、
前記第２原動プーリとの間にベルトが掛けられることで、前記第２原動プーリの回転力が伝達され、この回転力が第４のプロペラに伝達される第２従動プーリと、を備え、
前記第１原動プーリは、前記第１ギヤより下方に取り付けられ、
前記第２原動プーリは、前記第２ギヤより下方に取り付けられている、
ことを特徴とするマルチコプター。
【請求項８】
前記第１従動プーリは、前記第１原動プーリと略同一の高さに配置され、
前記第２従動プーリは、前記第２原動プーリと略同一の高さに配置されている、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載のマルチコプター。
【請求項９】
前記回転伝達機構は、
前記第１ギヤの回転力を前記第１のプロペラに伝達する第１のプロペラ用プーリ機構と、前記第２ギヤの回転力を前記第２のプロペラに伝達する第２のプロペラ用プーリ機構とを更に備え、
前記第１のプロペラ用プーリ機構と、前記第２のプロペラ用プーリ機構とは、夫々第３原動プーリを有し、
前記第１のプロペラ用プーリ機構における前記第３原動プーリと、前記第１原動プーリとが、前記第１ギヤとともに回転する前記第１ギヤの回転軸に取り付けられ、
前記第２のプロペラ用プーリ機構における前記第３原動プーリと、前記第２原動プーリとが、前記第２ギヤとともに回転する前記第２ギヤの回転軸に取り付けられている、
ことを特徴とする請求項３から８の何れかに記載のマルチコプター。
【請求項１０】
複数のプロペラ夫々は、複数のブレードを備え、各ブレードは、ピッチ角がプロペラの空気抵抗が最も小さくなる角度未満にならない取り付け構造で取り付けられている、又は、ピッチ角がプロペラの空気抵抗が最も小さくなる角度未満にならないように前記制御部によって制御される、ことを特徴とする請求項１から９の何れかに記載のマルチコプター。
【請求項１１】
前記複数のプロペラを支持するプロペラ支持機構を備え、
前記プロペラ支持機構は、
直立するプロペラシャフトと、
前記プロペラシャフトの上端に固定され、貫通孔を有するプロペラハブと、
前記プロペラハブにおける前記貫通孔内に挿入されたスピンドルシャフトと、
前記スピンドルシャフトに対して、ピッチ角を変更可能に、前記プロペラを取り付けるプロペラホルダーと、を備え、
前記プロペラハブと前記スピンドルシャフトとの間に、ダンパーが配置されている、
ことを特徴とする請求項１から１０の何れかに記載のマルチコプター。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
第２ギヤ４１１は、回転軸が第１ギヤ４０１と同方向に延びるヘリカルギヤであり、第１ギヤ４０１と噛み合う。これによって、第１ギヤ４０１からの回転力が伝達される。なお、詳細については後述するが、この伝達された回転力は第２プロペラ２２に伝達される。ここで、第１ギヤ４０１と第２ギヤ４１１の回転方向は逆になる。第１ギヤ４０１と第２ギヤ４１１は、同径（歯数同一）であるため、単位時間あたりの回転数が同一になる。第２ギヤ４１１を貫通するように、シャフト４１１１が設けられ、このシャフト４１１１に外嵌するように固定されて、第２ギヤ４１１の下側に第２原動プーリ４１２が設けられている。これによって、第２ギヤ４１１の回転にともなって回転する第２ギヤ４１１の回転軸（シャフト４１１１）に、第２原動プーリ４１２が取り付けられ、第２ギヤ４１１の回転にともなって第２原動プーリ４１２も回転するようになっている。