(57)【要約】  マルチロータ飛翔機械が、その上又はその中にモータが取り付けられているボディと；前記モータの周りに配置され、前記モータから側方外向きに空いている少なくとも３つの位置のそれぞれにおいて、それぞれのマストの上に回転のために取り付けられているそれぞれのヘッドロータと、を含む。各ヘッドロータを回転させるために、それぞれのドライブラインによって、前記モータが、各マストに駆動的に接続される。少なくとも１つのマストに隣接して、前記機械は、ピッチドライバ又はロータ、若しくは並進ロータを含むピッチラダーシステムを更に含む。前記ヘッドロータが推力を提供するために動作可能なものであり、前記ピッチラダーシステムが、前記ヘッドロータの動作に独立して、ヨーが達成されることを可能にする配置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチロータ飛翔機械であって、前記機械が、その上又はその中にモータが取り付けられているボディと；前記モータの周りに配置され、前記モータから側方外向きに間が空いている少なくとも３つの位置のそれぞれにおいて、それぞれのマストの上に回転のために取り付けられているそれぞれのヘッドロータと、を含み、各ヘッドロータを回転させるために、それぞれのドライブラインによって、前記モータが、各マストに駆動的に接続され、少なくとも１つのマストに隣接して、前記機械が、ピッチドライバ又はロータ、若しくは並進ロータを含むピッチラダーシステムを更に含み、前記ヘッドロータが推力を提供するために動作可能なものであり、前記ピッチラダーシステムが、前記ヘッドロータの動作に独立して、ヨーが達成されることを可能にする配置であることを特徴とするマルチロータ飛翔機械。
【請求項２】
前記機械が、単一のピッチラダーシステムを有する請求項１に記載の機械。
【請求項３】
前記機械が、前記マストの少なくとも２つのそれぞれに隣接したそれぞれのピッチラダーシステム、例えば各マストに隣接したそれぞれのピッチラダーシステムを有する請求項１に記載の機械。
【請求項４】
前記機械が、少なくとも３つの主アーム又は舷外材を有し、前記少なくとも３つの主アーム又は舷外材が、それぞれ、前記ボディからそれぞれの方向に外向きに延び、各主アーム又は舷外材が、前記ボディから離れた前記主アーム又は舷外材の端部に、又は隣接して前記それぞれのマストの上に、回転のために取り付けられている前記ヘッドロータのそれぞれの１つを有する請求項１から３のいずれかに記載の機械。
【請求項５】
前記モータが、それぞれの主アーム又は舷外材に沿って延びている前記それぞれのドライブラインによって各マストに駆動的に接続され、少なくとも１つの主アーム又は舷外材が、前記ボディから離れたその端部に取り付けられているピッチドライバ又はロータ、若しくは並進ロータを含むピッチラダーシステムを有する請求項４に記載の機械。
【請求項６】
前記ボディが、前記モータを越えて外向きに延び、前記ボディがシャーシを有し、前記シャーシの上に前記モータ及び前記マストのそれぞれが支持され、前記シャーシを亘って前記ドライブラインのそれぞれが延びている請求項１から３のいずれかに記載の機械。
【請求項７】
前記ボディが、作業者に収容を提供することができる内部を有する請求項１から６のいずれかに記載の機械。
【請求項８】
前記内部が、貨物、乗客、又は貨物と乗客の組合せのための内部スペースも提供する請求項７に記載の機械。
【請求項９】
前記機械が、ＵＡＶ又はドローンを含む請求項１から６のいずれかに記載の機械。
【請求項１０】
前記機械の前部から後部端部への中心線に対して、前記マストが実質的に対称的に配置されている請求項１から１から９のいずれかに記載の機械。
【請求項１１】
前記マストが、三角形、四角形、五角形、六角形、又は八角形アレイなど均一な多角形アレイで、前記ボディの周りに配置されている請求項１０に記載の機械。
【請求項１２】
前記機械が、ただ一つのピッチラダーシステムを有し、前記１つのシステムが、前記機械の前部から後部への中心線の上に又は隣接するように、マストに隣接して配置され、より好都合なことには、前記機械の前記後部端部で配置されている請求項１から１１のいずれかに記載の機械。
【請求項１３】
前記機械が、少なくとも２つのピッチラダーシステムを有し、前記システムのそれぞれがぞれぞれのマストに隣接し、例えば、前記システムが、好ましくは前部から後部への中心線に対して対称的に配置されている請求項１から１１のいずれかに記載の機械。
【請求項１４】
各マスト上に回転のために取り付けられる単一のそれぞれのヘッドロータがある請求項１から１３のいずれかに記載の機械。
【請求項１５】
それぞれの同軸対のヘッドロータが各マスト上に回転のために取り付けられており、例えば各対の前記ロータが逆回転のために取り付けられている請求項１から１３のいずれかに記載の機械。
【請求項１６】
ロータの各対が、前記それぞれのマストの部分を形成する外側スリーブ上に回転のために取り付けられる下部ロータと、前記外側スリーブによって画定されるボア内で配置されている前記それぞれのマストのシャフト上に回転のために取り付けられている上部ロータとを含む請求項１５に記載の機械。
【請求項１７】
前記モータがＩＣエンジンを含み、前記ＩＣエンジンが、ガソリン、ガス、エタノール、又は他の好適な液体燃料（ガス状又は液体燃料である）及び２ストローク又は４ストロークガソリン若しくはディーゼル動力エンジンなどの断続燃焼エンジン、又はガスタービンエンジンなどの連続燃焼エンジンで動作可能である請求項１から１６のいずれかに記載の機械。
【請求項１８】
本発明に係る機械の前記単一のモータが、前記ヘッドロータの全てが実質的に同じ速度で回転するように、各ヘッドロータに実質的に同じ駆動を提供するように動作可能であることができる請求項１から１６のいずれかに記載の機械。
【請求項１９】
その上で前記ヘッドロータが回転可能である前記マストに対して、実質的に放射状に、前記翼又はブレードに沿って延びている軸上で、各翼又はブレードが回転可能であることによって、前記ヘッドロータの前記回転翼又はブレードのピッチの制御を可能にするように、各ヘッドロータが、それぞれのマスト上に取り付けられている請求項１から１８のいずれかに記載の機械。
【請求項２０】
各ヘッドロータの前記翼又はブレードが、前記ヘッドロータが回転可能である平面又は回転ディスクに対して、必要とされる正、負、又はニュートラルの傾きに合わせて調節されることができる請求項１９に記載の機械。
【請求項２１】
ヘッドロータの各翼又はブレードの制御が、それぞれの調節アセンブリを含み、前記調節アセンブリが、各ヘッドロータのための前記マストに隣接して、例えば、制御装置から作動させることができる前記アセンブリが設けられる前記それぞれの主アーム又は舷外材の上に取り付けられる請求項１９から２０のいずれかに記載の機械。
【請求項２２】
各調節アセンブリが、正極端（ｅｘｔｒｅｍｅ）と負極端との間に、前記翼又はブレードのピッチを変えるために、ヘッドロータの各翼又はブレードを回転させるように動作可能なそれぞれの連結系を含み、コンパクトな連結系の提供を容易にすることができるように、前記ヘッドロータの前記マストに、又は前記ヘッドロータの前記マストの近くなどに、各調節アセンブリが、取り付けられる請求項２１に記載の機械。
【請求項２３】
極端位置間で逆方向に動かすことができる回転可能な出力部材を有するサーボモータ装置など、それぞれのサーボモータ装置の作動によって、各調節アセンブリの前記連結系が、各翼又はブレードのピッチを変えるために動作可能であり、前記出力部材が前記それぞれのヘッドロータの前記翼又はブレードのピッチを調節するための前記連結系によって接続される請求項２２に記載の機械。
【請求項２４】
各マストが、外側スリーブと、前記スリーブ内で同軸的に延びているシャフトとを含み、前記スリーブに対して前記シャフト上に又は前記シャフトと共に、前記ヘッドロータが、回転のために取り付けられる請求項１から２３のいずれかに記載の機械。
【請求項２５】
各マストが、外側スリーブと、前記スリーブ内で同軸的に延びているシャフトとを含み、前記スリーブに対して前記シャフト上に又は前記シャフトと共に、前記ヘッドロータが、回転のために取り付けられ、前記スリーブに対して軸方向に前記シャフトを調節することで、前記調節アセンブリが、前記ヘッドロータの前記翼又はブレードのピッチを変えるために動作可能である請求項１から２３のいずれかに記載の機械。
【請求項２６】
前記スリーブに対する前記シャフトの軸調節が、サーボモータ装置によって、達成され、前記サーボモータ装置が、出力部材を有し、前記出力部材が、連結系の第１の部分によって前記シャフトに接続され、前記連結系の第２の部分が、前記ヘッドロータの前記スリーブと各翼又はブレードとの間の接続を提供し、前記サーボモータ装置の作動が前記連結系の前記第１の部分を調節し、前記スリーブに対して前記シャフトを上昇又は下降させ、前記シャフトのこの相対的運動が、前記連結系の前記第２の部分の調節をもたらし、前記翼又はブレードを回転させ、それによってピッチを変える請求項２５に記載の機械。
【請求項２７】
前記マストに対して同軸的に取り付けられた２つの隣接した環状ディスクの固定された一つに、前記サーボモータ装置の出力部材が、前記連結系の第１の部分によって接続され、前記２つのディスクの他の一方が、回転可能で、前記連結系の第２の部分によって、前記ロータの各翼又はブレードに接続され、前記サーボモータ装置の作動が、前記連結系の前記第１の部分を調節し、隣接するディスクを前記マストに対して軸方向に動かし、この軸方向の移動が、前記連結系の前記第２の部分の調節をもたらし、前記翼又はブレードを回転させ、それによってピッチを変える請求項２５に記載の機械。
【請求項２８】
前記サーボモータ装置が、細長部材の１つの端部に接続され、前記細長部材の他の端部が、前記連結系の前記第１の部分に接続され、前記連結系の前記第１の部分及び前記第２の部分の調整によって前記翼又はブレードのピッチの変動を引き起こすために、前記出力部材の弓状運動が、前記細長部材端部の長軸方向のプッシュプル運動をもたらす請求項２６から２７のいずれかに記載の機械。
【請求項２９】
前記出力部材が、回転可能なディスク又はラジアルアームを有する回転可能な出力ロッドを含み、連結系の前記第１の部分の少なくとも１つの連結部材は、前記回転可能なディスク又はラジアルアームに接続される請求項２６から２７のいずれかに記載の機械。
【請求項３０】
前記連結系中に２つの隣接するディスクを含む各調節アセンブリ配置において、前記ディスクは、スワッシュプレートを形成することができ、前記ディスクが前記それぞれのマストに対して合わせて傾くことができる。上部ディスクは、前記マストと共に回転可能であり、下部プレートは、回転に対して保持される。各翼又はブレードは、連結系のそれぞれの上部連結によって、上部プレートと接続され、前記下部プレートは、前記連結系のそれぞれの下部連結によって、前記サーボモータ装置の前記出力部材に接続される。極端位置間の前記出力部材を動かすための前記サーボモータ装置の作動は、下部連結を調節し、極端間で前記出力部材が動かされる位置に応じた方向に、下部ディスクの傾きを起こし、上部連結を調節する上部プレートの対応する傾きが生じ、ヘッドロータが回転可能である平面に、前記回転翼又はブレードの傾斜の変化を引き起こすことで、ピッチを調節する。その平面に対する傾斜の変化は、正、負、又はニュートラルの位置であることができる。
【請求項３１】
各主アーム又は舷外材が、細長い形態のものであり、最も好都合なことには、前記それぞれのヘッドロータのための前記ドライブラインを収容する請求項１から３０のいずれかに記載の機械。
【請求項３２】
主アーム又は舷外材が、断面がチャネル形状、若しくは円形又は四角部分管状形態などのものなど管状形態であり、各主アーム又は舷外材が、荒い（ｒｏｂｕｓｔ）使用に対してもその形態を保持することができるのに十分に硬く強固であり、下記：
（ａ）エンジニアリングプラスチック材料、例えば、炭素繊維強化プラスチック材料などの繊維強化プラスチック材料など、好適な合成プラスチック材料；又は
（ｂ）アルミニウム合金又はチタン合金など、好適な軽金属合金、
からなる請求項３１に記載の機械。
【請求項３３】
前記ボディが、前記主アーム又は舷外材のためのものと同じ又は類似の材料からなる請求項３２に記載の機械。
【請求項３４】
前記モータが、前記ボディ内に収容されるなどによって、前記ボディの中に又は前記ボディの上に取り付けられ、各ヘッドロータの同時回転のために、各ドライブラインを通って、各マストに前記モータの出力部材の駆動接続を可能にする請求項１から３３のいずれかに記載の機械。
【請求項３５】
前記モータが、まっすぐな軸上に回転可能な出力シャフトを有し、前記出力シャフトが、各主アーム又は舷外材のための前記ドライブラインのそれぞれの回転可能な部材に駆動的に接続される出力部材を有する請求項３４に記載の機械。
【請求項３６】
前記出力部材が、ギアであり、各回転可能な部材が、前記ドライブラインの第１のギアシステムのギアであり、前記ドライブラインが、ドライブシャフトを更に含み、前記ドライブシャフトが、前記第１のギアシステムによって回転可能であり、前記主アーム又は舷外材から離れた端部において、前記ドライブラインの第２のギアシステムに、前記それぞれの主アーム又は舷外材を通って延び、前記第２のギアシステムが、それぞれのヘッドロータの前記マストの上のギア部材に駆動的に接続され、前記モータが、前記それぞれのドライブラインを通って、各ヘッドロータの同時回転のための駆動を提供することができる請求項３５に記載の機械。
【請求項３７】
前記モータの前記ドライブシャフトの前記出力部材が、ギアであり、前記ギアが、各ドライブラインのそれぞれの第１の滑車輪に駆動を付与し、各ドライブラインが、無端ケーブル又はベルトも含み、前記無端ケーブル又はベルトが、前記第１の滑車輪の周り、前記主アーム又は舷外材に沿って、離れた端部まで、前記マスト上のギア部材に駆動を付与する前記ドライブラインの第２の滑車輪の周りを通過し、前記モータが、前記それぞれのドライブラインを通って各ヘッドロータの同時回転のための駆動を提供することができる請求項３５に記載の機械。
【請求項３８】
前記第１の滑車輪及び前記第２の滑車輪が、それぞれ、それぞれの歯車を含み、前記無端ケーブル又はベルトが、各歯車にかみ合う歯付きケーブル又はベルトを含む請求項３７に記載の機械。
【請求項３９】
前記機械が、前記マストの少なくとも２つのそれぞれに隣接してそれぞれのピッチラダーシステムを有する請求項１から３８のいずれかに記載の機械。
【請求項４０】
前記マストのそれぞれに隣接したそれぞれのピッチラダーシステムがある請求項３９に記載の機械。
【請求項４１】
前記ピッチラダーシステム又は各ピッチラダーシステムが、それぞれのマストの下で第２のアーム又は舷外材の離れた端部で取り付けられている請求項１から４０のいずれかに記載の機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれのマストの周りに回転のためにそれぞれ取り付けられている多くのヘッドロータを有する改善されたマルチロータ型のロトクラフト飛翔機械に関する。
【０００２】
本発明は、無人航空機（ＵＡＶ）又はドローンとしての使用に好適な機械を含むマルチコプタタイプのマルチロータ機械への特定の適用を有する。ここでは、本発明は、そのような機械を参照して、大部分記載される。しかしながら、本発明は、回転のためにそれぞれのマストの周りにそれぞれ取り付けられる多数のヘッドロータを有するヘリコプタを含む有人航空機へ拡大されることが理解される。
【背景技術】
【０００３】
マルチロータＵＡＶ及びドローン技術において、飛行時間、ペイロード（ｐａｙｌｏａｄ）、及び空力制御における特定の制限がある。これらの技術に基づいた機械のための従来の設計は、その上にそれぞれの電動機がそれぞれのヘッドロータを回転させるために取り付けられている複数のアーム又は舷外材が広範囲で用いられている。用いられる構成は、一般的な選択として３つ、４つ、６つ、又は８つのアーム又は舷外材を含むが、他の配置も可能である。これらの構成は、固定ピッチ回転翼又はロータブレードによって推力を発生させるヘッドロータを利用することは一般的である。全ての航空用途において、推力は、回転翼又はブレード速度に幾分比例し、効率及び特定の航空特殊性は無視する。
【０００４】
固定ピッチ翼又はブレードなどを有するヘッドロータで動作する機械において、選択される電動機の相対速度における変動によって揚力、ヨー、ピッチ、及びロールは達成される。したがって、４つのモータのクアッドコプタ配置を有する機械において、１つの対向する対のモータの速度は、機械の他の対向する対のモータと比較して異なることができる。しかしながら、特にヨー（「ピルエット」とも呼ばれる）について、機能性は、電動機の使用によって損なわれる。一般的に、機械が動いている平面に垂直な中心軸周りのネットトルクを生じるための選択されたモータを加速する又は減速することで、ヨー又はヨーレートは、達成される。選択されたモータが減速する程度は、機械に付与される必要な全体的な揚力を損なわれるリスクを伴うほどには大きくなることができないので、非常に頻度の高い応答性（ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｎｅｓｓ）は遅いか弱い。旋回しながらマルチロータ機械は上がる又は下がると、制限された応答性は、最も明らかである。一般的にこれらの同時の作用によって、鈍い動作をもたらす又は飛行特性を損なうことをもたらす。
【０００５】
電子制御又は管理において、進歩が為されると、現在の機械に関するこのような制御は低減する又は克服さえすることもある。しかしながら、これが事実であると分かる場合でさえ、機械は、飛行時間の観点で制限され続けることがあり得る。マルチロータ機械の電動機について、最適電流リチウムポリマー電池を有していても、飛行時間に伴って充電量が減少するにつれて、動作時間を超えた飛行性能は低減され、多くて約１０〜２０分間の仕事を行うことができることは珍しいことではない。個々の電動機で作動しているマルチロータ機械を用いて得られることができる現在の制限された飛行時間は、この先も続くと予想され、それによって機械が効果的に用いられることができる適用の範囲を制限する。電池技術における進歩の結果、飛行時間の改善はあるかもしれない。しかしながら、これらの時間が２倍又は４倍である見込みはなく、顕著に向上させた飛行時間を達成するために必要とされる倍率分増加することに関しては言うまでもない。
【０００６】
本発明は、少なくとも、ＵＡＶとして、又はドローンとしての使用に好適な機械を含むマルチコプタ型のマルチロータ機械の文脈において、減少させる又は達成させるために上記で述べられた制限を可能にする改善されたマルチロータ飛翔機械を提供するように向けられる。しかしながら、本発明は、それぞれのマストの周りに回転のためにそれぞれ取り付けられた多数のヘッドロータを有するヘリコプタを含む有人航空機にも適用可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、マルチロータ飛翔機械（ｍｕｌｔｉ−ｒｏｔｏｒ  ｆｌｙｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）を提供し、前記機械は、その上又はその中にモータが取り付けられているボディと；前記モータの周りに配置され、前記モータから側方外向きに間が空いている少なくとも３つの位置のそれぞれにおいて、それぞれのマストの上に回転のために取り付けられているそれぞれのヘッドロータと、を含む。各ヘッドロータを回転させるために、それぞれのドライブラインによって、前記モータは、各マストに駆動的に接続される。少なくとも１つのマストに隣接して、前記機械は、ピッチドライバ又はロータ、若しくは並進ロータを含むピッチラダーシステムを更に含む。前記ヘッドロータが推力を提供するために動作可能なものであり、前記ピッチラダーシステムは、前記ヘッドロータの動作に独立して、ヨーが達成されることを可能にする配置である。
【０００８】
前記機械は、単一のピッチラダーシステムのみを有することができる。しかしながら、前記機械は、前記マストの少なくとも２つのそれぞれに隣接したそれぞれのピッチラダーシステムを有することができる。１つの形態においては、前記機械は、各マストに隣接したそれぞれのピッチラダーシステムを有する。
【０００９】
第１の形態において、本発明は、少なくとも３つの主アーム又は舷外材（ｏｕｔｒｉｇｇｅｒｓ）を有するマルチロータ飛翔機械を提供し、前記少なくとも３つの主アーム又は舷外材は、それぞれ、前記ボディからそれぞれの方向に外向きに延び、各主アーム又は舷外材は、前記ボディから離れた前記主アーム又は舷外材の端部に、又は隣接して前記それぞれのマストの上に、回転のために取り付けられている前記ヘッドロータのそれぞれの１つを有する。前記モータは、それぞれの主アーム又は舷外材に沿って延びている前記それぞれのドライブラインによって各マストに駆動的に接続されている。少なくとも１つの主アーム又は舷外材は、前記ボディから離れたその端部に取り付けられているピッチドライバ又はロータ、若しくは並進ロータを含むピッチラダーシステムを有する。
【００１０】
第２の形態において、前記ボディは、前記モータを越えて外向きに延び、前記ボディがシャーシを有し、前記シャーシの上に前記モータ及び前記マストのそれぞれが支持され、前記シャーシを亘って前記ドライブラインのそれぞれが延びている。特に、その形態においては、前記ボディは、作業者に収容を提供することができる内部を有することができる。前記内部は、貨物、乗客、又は貨物と乗客の組合せのための内部スペースも提供することができる。しかしながら、第一の形態の前記ボディは、前記ボディから外向きに延びているアーム又は舷外材の離れた端部に、各マストが取り付けられているにも関わらず、そのような内部を有することもできる。また、前記機械は少なくとも１つのピッチラダーシステムを含む。
【００１１】
前記機械の各形態においては、前記機械の前部から後部端部への中心線に対して、前記マストが実質的に対称的に配置されているような配置である。前記マストの数及び配置は、前記マストが、三角形、四角形、五角形、六角形、又は八角形アレイなど均一な多角形アレイで、前記ボディの周りに配置されている。前記機械の第一の形態においては、前記ボディは、そのような多角形アレイに適応する形状を有することができるが、代わりに前記ボディは、他の好都合な形状のものを有することもできる。前記機械の第２の形態においては、前記ボディは、前記多角形アレイと少なくとも同じ形状を有することが最も好都合である。
【００１２】
前記機械は、ただ一つのピッチラダーシステムを有する場合、最も好都合であるのは、前記１つのシステムは、前記機械の前部から後部への中心線の上に又は隣接するように、マストに隣接して配置され、より好都合なことには、前記後部端部で配置されている。しかしながら、少なくとも２つのピッチラダーシステムを有する機械については、前記システムのそれぞれは、ぞれぞれのマストに隣接し、一方前記システムは、前記中心線に対して対称的に配置されていることが好ましい。したがって、２つのピッチラダーシステムを有する機械については、それらいずれかそれぞれは、前記中心線上に又は前記中心線に隣接して配置される、若しくは前記中心線のそれぞれの側に対して間が空いている。３つのピッチラダーシステムを有する機械については、前記中心線上に又は前記中心線に隣接している１つを有し、他の２つのそれぞれが前記中心線のそれぞれの側に対して間が空いている。前に示されるように、各ピッチラダーシステムは、それぞれのマストに隣接している。
【００１３】
前記機械は、各マスト上に回転のために取り付けられる単一のそれぞれのヘッドロータを有することができる。各単一のヘッドロータは、前記それぞれのマストの前記ヘッドに、又は前記それぞれのマストの前記ヘッドに隣接して取り付けられることが最も好都合である。各単一のヘッドロータは、前記それぞれのマスト上で又は前記それぞれのマストと共に回転可能であることができる。代替の配置においては、それぞれの同軸対のヘッドロータは、各マスト上に回転のために取り付けられる。各対の各ロータは、逆回転のために取り付けられるのが最も好都合である。各対のロータは、前記それぞれのマスト上に又は前記それぞれのマストに対して（例えば、前記マストのヘッドに又は前記マストのヘッドに隣接して）回転のために取り付けられることができる。ロータの各対は、前記マストの部分を形成する外側スリーブ上に回転のために取り付けられる下部ロータと、前記外側スリーブによって画定されるボア内で配置されている前記マストのシャフト上に回転のために取り付けられている上部ロータとを含む。
【００１４】
本発明に係る機械によって、多くの実用的な利点が得られる。第１の利点は、それが単一のモータの使用を可能にし、前記単一のモータは、個々の電動機の集合した能力よりもより大きい作業能力を有することができる点である。第２の利点は、前記単一のモータが、個々の電動機の集合体よりも、重量比に対して非常に増加した力を有することができる点である。複数の個々の電動機の代わりに、単一の電動機は、本発明に係る機械に、少なくともＵＡＶの場合に用いられることができる。しかしながら、本発明は、前記機械が、個々の電動機の代わりに内部燃焼（ＩＣ）エンジンを含む単一のモータを有することができ、好ましくは有する点で更に重要な利点を提供する。
【００１５】
本発明に係る機械中のＩＣエンジンの使用により、前記ＩＣエンジンは、ガソリン、ガス、エタノール、又は他の好適な液体燃料で動作されるものであり、ガス状でも液体燃料でもあることができる。前記ＩＣエンジンは、２ストローク又は４ストロークガソリン若しくはディーゼル動力エンジンなどの断続燃焼エンジン、又はガスタービンエンジンなどの連続燃焼エンジンであることができる。特に、ＵＡＶ又はドローンの状況においては、単一のＩＣエンジンは、十分な力及び非常に拡大した飛行時間のための耐久性を提供することができる。例えば、ＵＡＶ又はドローンとしての使用に好適であり、ガソリンで作動される２５ｃｃの２−ストロークＩＣエンジンを有する本発明に係る機械は、ガソリンのリットル当たり４０〜６０分間の飛行時間に連続的に操縦可能であることが分かった。実時間は、対気速度によって異なるが、これらの拡大した飛行中の最大燃料消費は、１分間当たり２５ｍｌ未満であった。現在の徴候は、非常に長い飛行時間が達成されることができることである。また、電動機とは違って、ＩＣエンジンは、燃料が利用可能である間、その範囲内で出力パワーの任意のレベルを維持することができる。一方、電動機は、最大効率のための高い速度で作動する必要があるが、利用可能な速度は、バッテリ電圧とともに減少する。
【００１６】
本発明に係る機械における使用のための好適な２−ストロークＩＣエンジンの例は、その開示が本明細書中に組み込まれる国際特許明細書ＷＯ２０１４／０７８８９４の開示に従ったエンジンである。ＷＯ２０１４／０７８８９４のエンジンは、エンジン機構を有するＩＣであり、前記エンジン機構は、対向する対のピストンの各ピストンが接続し、軸方向に直列（ｉｎｌｉｎｅ）なシリンダのそれぞれの１つへ前記ピストンに往復運動をさせるクランクピンを有するクランク軸を含む。前記エンジンのクロスヘッドは、その上に前記ピストンのそれぞれの１つが取り付けられている対向する端部を有する。また、前記エンジンは、ピストンが駆動し往復運動をすると、ピストンの周方向への振動が引き起こさせる前記クランクピンと前記クロスヘッドとの間のカップリングを有し、周囲の振動が非対称なポート開閉時期の採用を可能にし、各ピストンが、入り口及び排出口と働きあって非対称なポート開閉時期を可能にすることができるフォーメーションを画定するクラウンを有することが好ましい。
【００１７】
本発明に係る機械の単一のモータは、動作可能であり、各ヘッドロータと実質的に同じ駆動を提供することができ、それによって実質的に同じ速度で、前記ヘッドロータの全てが回転することができる。このことは、特にヨー及びヨーレートが、ヘッドロータが回転される速度と独立して制御されることを可能にするため、非常に望ましい。好適な駆動装置の提供によって、他のヘッドロータに対して少なくとも１つのヘッドロータの回転速度の幾つかの変動を可能にすることができ；このような変動は、１つの対向する対のヘッドロータと他の対向する対のものとの間で可能であることが好ましい。しかしながら、ヘッドロータ速度における変動は、必要ではなく、このような変動の主な利点は、ピッチ又はロールにおける変動を可能にすることであるので、本発明の機械において、この利点は、他の手段で可能にされることが好ましい。
【００１８】
前記モータと前記ヘッドロータが取り付けられている前記マストとの間で作動するそれぞれのドライブラインからの駆動によって、各ヘッドロータは、回転可能であり、前記ヘッドロータの前記回転翼又はブレードのピッチの制御を可能にするように、各ヘッドロータは、それぞれのマスト上に配置されるのが好ましい。これについて、その上で前記ヘッドロータが回転可能である前記マストに対して、各翼又はブレードは、実質的に放射状に前記翼又はブレードに沿って延びている軸上で回転可能である。したがって、各ヘッドロータの前記翼又はブレードは、前記ヘッドロータが回転可能である平面又は回転ディスクに対して、必要とされる正、負、又はニュートラルの傾きに合わせて調節されることができる。各ヘッドロータは、前記マストに垂直に且つ前記マストを通って延びている共通の軸上で配置されている実質的に直列の回転翼又はブレードを２つ含むことができる。または、各ヘッドロータは、前記マストに対して放射状に延びているそれぞれの軸に配置されている、少なくとも３つの均一に間が空いている翼又はブレードを有することができる。それぞれの場合において、ピッチの制御のために、各翼又はブレードは、それぞれの軸の周りを回転させることで調節可能である。ヘッドロータの各翼又はブレードの制御の手段は、それぞれの調節アセンブリを含み、前記調節アセンブリは、各ヘッドロータのための前記マストに隣接して、例えば、制御装置から作動させることができる前記アセンブリが設けられる前記それぞれの主アーム又は舷外材の上に取り付けられることができる。
【００１９】
各調節アセンブリは、正極端（ｅｘｔｒｅｍｅ）と負極端との間に、前記翼又はブレードのピッチを変えるために、ヘッドロータの各翼又はブレードを回転させるように動作可能なそれぞれの連結系を含むことができる。コンパクトな連結系の提供を容易にすることができるように、前記ヘッドロータの前記マストに、又は前記ヘッドロータの前記マストの近くなどに、各アセンブリは、取り付けられることが最も好都合である。各調節アセンブリの前記連結系は、それぞれのサーボモータ装置の作動によって、各翼又はブレードのピッチを変えるために動作可能であることができる。前記サーボモータ装置は、極端位置間で逆方向に動かすことができる回転可能な出力部材を有することができ、前記それぞれのヘッドロータの前記翼又はブレードのピッチを調節するために前記出力部材は、前記連結系によって接続される。
【００２０】
前記マストは、外側スリーブと、前記スリーブ内で同軸的に延びているシャフトとを含み、前記スリーブに対して前記シャフト上に又は前記シャフトと共に、前記ヘッドロータは、回転のために取り付けられることができる。この形態のマストにおいて、前記スリーブに対して軸方向に前記シャフトを調節することで、前記調節アセンブリは、前記ヘッドロータの前記翼又はブレードのピッチを変えるために動作可能である。一つの配置において、前記スリーブに対する前記シャフトの軸調節は、サーボモータ装置の提供によって、達成されることができる。連結系の第１の部分によって、前記サーボモータの出力部材は、前記シャフトに接続され、前記連結系の第２の部分は、前記ヘッドロータの前記スリーブと各翼又はブレードとの間の接続を提供する。前記サーボモータ装置の作動が前記連結系の前記第１の部分を調節し、前記スリーブに対して前記シャフトを上昇又は下降させ、前記シャフトのこの相対的運動は、前記連結系の前記第２の部分の調節をもたらし、必要な分だけピッチを変えるのに十分な角度によってそれぞれの軸上に必要な方向へ、前記翼又はブレードを回転させるような配置である。
【００２１】
代替の配置において、前記マストに対して同軸的に取り付けられた２つの隣接した環状ディスクの固定された一つに、前記サーボモータ装置の前記出力部材は、前記連結系の第１の部分によって接続され、前記２つのディスクの他の一方は、回転可能で、前記連結系の第２の部分によって、前記ロータの各翼又はブレードに接続される。前記サーボモータ装置の作動が、前記連結系の前記第１の部分を調節し、隣接するディスクを前記マストに対して軸方向に動かし、この軸方向の移動は、前記連結系の前記第２の部分の調節をもたらし、前記翼又はブレードを回転させ、それによってピッチを変えるような配置である。
【００２２】
前記翼又はブレードのピッチを変更する配置において、前記サーボモータ装置は、細長部材の１つの端部に接続され、前記細長部材の他の端部は、前記連結系の前記第１の部分に接続されることができる。前記連結系の前記第１の部分及び前記第２の部分の調整によって、前記翼又はブレードのピッチの変動を引き起こすために、前記出力部材の弓状運動は、前記細長部材端部の長軸方向のプッシュプル運動をもたらす。しかしながら、そのような細長部材を用いたプッシュプル配置は、前記サーボモータ装置の出力部材と前記連結系の前記第１の部分との間の更なる直接結合によって回避されることができる。したがって、前記出力部材は、回転可能なディスク又はラジアルアームを有する回転可能な出力ロッドを含むことができ、連結系の前記第１の部分の少なくとも１つの連結部材は、前記回転可能なディスク又はラジアルアームに接続されることができる。
【００２３】
前記連結系中に２つの隣接するディスクを含む各調節アセンブリ配置において、前記ディスクは、スワッシュプレートを形成することができ、前記ディスクが前記それぞれのマストに対して合わせて傾くことができる。上部ディスクは、前記マストと共に回転可能であり、下部プレートは、回転に対して保持される。各翼又はブレードは、連結系のそれぞれの上部連結によって、上部プレートと接続され、前記下部プレートは、前記連結系のそれぞれの下部連結によって、前記サーボモータ装置の前記出力部材に接続される。極端位置間の前記出力部材を動かすための前記サーボモータ装置の作動は、下部連結を調節し、極端間で前記出力部材が動かされる位置に応じた方向に、下部ディスクの傾きを起こし、上部連結を調節する上部プレートの対応する傾きが生じ、ヘッドロータが回転可能である平面に、前記回転翼又はブレードの傾斜の変化を引き起こすことで、ピッチを調節する。その平面に対する傾斜の変化は、正、負、又はニュートラルの位置であることができる。
【００２４】
前述の記載において、使用されるサーボモータは、ヘッドロータに駆動を提供する電動機に伝動を与えるため用いられるバッテリパックによって動力を与えられることができる。しかしながら、前記ヘッドロータのための駆動が内部燃焼機関によって提供される場合、前記サーボモータは、ＩＣモータによって駆動される交流機及び電圧調整器によって維持されるマイナーバッテリパックによって動力を与えられることができる。
【００２５】
各主アーム又は舷外材は、細長い形態のものであり、最も好都合なことには、前記それぞれのヘッドロータのための前記ドライブラインを収容する。前記主アーム又は舷外材は、断面がチャネル形状であることができるが、円形又は四角部分管状形態などのものなど、管状形態であるものが好ましい。各形態において、各主アーム又は舷外材は、荒い（ｒｏｂｕｓｔ）使用に対してもその形態を保持することができるのに十分に硬く強固である。前記主アーム又は舷外材は、エンジニアリングプラスチック材料、例えば、炭素繊維強化プラスチック材料などの繊維強化プラスチック材料など、好適な合成プラスチック材料からなることができる。または、前記主アーム又は舷外材は、アルミニウム合金又はチタン合金など、好適な軽金属合金からなることができる。最も好ましくは、前記ボディ及び前記アーム又は舷外材は、モノコックシャーシ構造の部分を形成する。
【００２６】
前記ボディは、前記主アーム又は舷外材のために示されたものと類似の材料からなることが好ましい。前記ボディは、前記主アーム又は舷外材と一体化して形成されることができる。しかしながら、損傷した部品の交換を容易にするために、前記主アーム又は舷外材は、取り外しが可能な接続によって、前記ボディに固定されることができ、好ましくは固定される。前記主アーム又は舷外材を前記ボディに固定する前記取り外しが可能な接続は、スクリューねじ状コネクタの提供などによって、任意の好都合な形態であることができる。
【００２７】
前記モータは、前記ボディの中に又は前記ボディの上に取り付けられることができ、前記モータは、前記ボディ内に収容されることが好ましい。各ヘッドロータの同時回転のための、それぞれのドライブラインを通って、各マストへの前記モータの出力部材の駆動接続を可能にする任意の好都合なように、前記モータは、取り付けられることができる。前記モータは、まっすぐな軸上に回転可能な出力シャフトを有することができ、前記出力シャフトは、各主アーム又は舷外材のための前記ドライブラインのそれぞれの回転可能な部材に駆動的に接続される出力部材を有する。前記出力部材は、ギアであることができ、各回転可能な部材は、前記ドライブラインの第１のギアシステムのギアであることができる。その場合、前記ドライブラインは、ドライブシャフトを更に含むことができ、前記ドライブシャフトは、前記第１のギアシステムによって回転可能であり、前記主アーム又は舷外材から離れた端部において、前記ドライブラインの第２のギアシステムに、好ましくはそれぞれの主アーム又は舷外材を通って延び、前記第２のギアシステムは、それぞれのヘッドロータの前記マストの上のギア部材に駆動的に接続されている。前記モータが、前記それぞれのドライブラインを通って、各ヘッドロータの同時回転のための駆動を提供することができるような配置である。各ヘッドロータは、同じ速度で回転されることが好ましいが、一方で前記ドライブシャフトの端部の１つ、他方、又は両方における駆動接続のギア比における違いによって、少なくとも１つのヘッドロータが、他のものと異なる速度で回転されることも可能である。
【００２８】
または、前記モータの前記ドライブシャフト上の前記出力部材は、ギアであることができ、前記ギアは、各ドライブラインのそれぞれの第１の滑車輪又はギアに駆動を付与し、前記ドライブラインは、無端ケーブル又はベルトも含み、前記無端ケーブル又はベルトは、前記第１の滑車輪又はギアの周り、前記主アーム又は舷外材に沿って、離れた端部まで、前記マスト上のギア部材に駆動を付与する前記ドライブラインの第２の滑車輪又はギアの周りを通過する。この場合、前記モータはまた、前記それぞれのドライブラインを通って各ヘッドロータの同時回転のための駆動を提供することができる。更に、前記ヘッドロータのいずれも、同じ速度で回転可能であることができる。又は、少なくとも１つは、前記マスト上の前記出力部材及び前記第１の滑車輪及び／又は前記第２の滑車輪及び前記ギア部材によって決定されるので、無端ケーブル又はベルトの１つ、別の一方、又は各端部での駆動比に応じて、他のものと異なる速度で回転することができる。
【００２９】
示されるように、ピッチラダーシステムは、前記ボディから離れている主アーム又は舷外材の端部に隣接してなど、少なくとも１つのマストに隣接して取り付けられている。少なくとも２つ以上のマストに隣接したそれぞれのピッチラダーシステムがあってもよい。１つの形態においては、各主アーム又は舷外材の離れた端部に隣接するなど、各マストに隣接しているそれぞれのピッチラダーシステムがある。前記ピッチラダーシステム、又は前記少なくとも２つのピッチラダーシステムのそれぞれは、離れた端部で、前記それぞれの主アーム又は舷外材上で取り付けられることができる。前記ピッチラダーシステムのための駆動は、前記それぞれのマストの下部端部から提供されることができるが、そうではないことが一般的に好ましい。前記ヘッドロータが回転可能である平面に実質的に垂直である平面において、水平に配置されている軸上で、前記ピッチドライバ又はロータが回転可能であり、それによって前記又は各ピッチラダーシステムが前記それぞれの主アーム又は舷外材の上ではなく下に取り付けられることが好ましいことを考えると、前記それぞれのヘッドロータと前記ピッチラダーシステムのピッチドライバ又はロータとの間にクリアランスが求められる。これを可能にするために、その離れた端部でピッチラダーシステムを有する各主アーム又は舷外材の下に第２のアーム又は舷外材が、機械に設けられることができ、前記ピッチラダーシステムは、前記第２のアーム又はラダーシステム上に取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
本発明をより完全に理解できるために、添付の図面に対する参照が為される。
【００３１】
【図１】図１は、機械の前方及び上方からの斜視図における本発明の１つの実施形態に係るマルチロータ飛翔機械を示す。
【００３２】
【図２】図２は、幾つかの部品を省略した機械の後方及び上方からの斜視図における、図１の機械を示す。
【００３３】
【図３】図３は、図１の機械の中央領域を拡大して示す。
【００３４】
【図４】図４は、図３に対応するが幾つかの部品は省略されている。
【００３５】
【図５】図５は、図３のもので示される機械の中心領域の側面図である。
【００３６】
【図６】図６は、図２の右側から拡大した外側領域を示す。
【００３７】
【図７】図７は、図２の前方、左側から拡大した他の外側領域を示す。
【００３８】
【図８】図８は、機械本体及びロータを除いた、図１の機械の駆動系を示す。
【００３９】
【図９】図９は、図１の機械の右側部分の側面図を示す。
【００４０】
【図１０】図１０は、下方から見た図９に示される機械部分を示す。
【００４１】
【図１１Ａ】図１１Ａは、図１０の一致線ＸＩ（Ａ）−ＸＩ（Ｂ）上の対向する方向で取られる断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１０の一致線ＸＩ（Ａ）−ＸＩ（Ｂ）上の対向する方向で取られる断面図である。
【００４２】
【図１２Ａ】図１２Ａは、図１の機械に適した電動機の斜視図を示す。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１の機械に適した電動機の平面図を示す。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、図１の機械に適した電動機の側面図を示す。
【００４３】
【図１３Ａ】図１３Ａは、図１２に対応するが、図１の機械に適したＩＣエンジンを示す。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１２に対応するが、図１の機械に適したＩＣエンジンを示す。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、図１２に対応するが、図１の機械に適したＩＣエンジンを示す。
【００４４】
【図１４Ａ】図１４Ａは、ＷＯ２０１４／０７８８９４で図１の機械に好適な図１及び図３に対応する２−ストロークＩＣエンジンの斜視図を提供する。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、ＷＯ２０１４／０７８８９４で図１の機械に好適な図１及び図３に対応する２−ストロークＩＣエンジンの部分断面図を提供する。
【００４５】
【図１５】図１５は、図１に対応する図における、本発明に係るマルチロータ飛翔機械の第２の実施形態を示す。
【００４６】
【図１６Ａ】図１６Ａは、本発明に係る機械のための代替のモノコックシャーシ形態を示す。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、本発明に係る機械のための代替のモノコックシャーシ形態を示す。
【００４７】
図面の図１〜１４は、マルチロータ飛翔機械１０を示す。図示された形態における機械１０は、無人車両であり、特に、システムＲ（１）、Ｒ（２）、及びＲ（３）として区別される３つのロータシステムＲを有するものである。したがって、機械１０は、トライコプタを含む。しかしながら、機械１０の特徴は、クアッドコプタ、ペンタコプタ、ヘキサコプタ、オクトコプタ、又は他の更に上位のマルチロータ機械を含むような３より大きいロータシステムＲを有する機械が存在し得る。
【００４８】
機械１０は、その上又はその中に、モータ１４が取り付けられているボディ１２を有する。ボディ１２は、離陸しないときにその上に機械が立つ、前後対の支持体１３を有する。また、各ロータ系Ｒは、それぞれのヘッドロータ１６を有し、位置Ｌ（１）、Ｌ（２）、及びＬ（３）として区別される３つの位置Ｌのそれぞれに、ヘッドロータ１６は、各マスト１８の上に取り付けられ、モータ１４の周りに配置され、且つモータ１４から側方外向きに間が空いている。ドライブラインＤ（１）、Ｄ（２）、及びＤ（３）として区別される、３つのドライブラインＤのそれぞれ１つは、マスト１８の軸Ｚ（ｍ）上の各ヘッドロータ１６を回転させるために、モータ１４を各マスト１８に駆動的に接続する。少なくとも１つのマスト１８に隣接し、機械１０は、ピッチドライバ又はロータを含むピッチラダーシステムＰ、若しくは、隣接しているマスト１８の軸Ｚ（ｍ）を含む平面に実質的に垂直な横軸Ｙ上で回転可能な並進ロータ２２を更に含む。ヘッドロータ１６が推力を提供するために実施可能であり、ピッチラダーシステムＰがヘッドロータ１６の動作とは独立してヨーを達成することを可能にするような配置である。
【００４９】
単一のピッチラダーシステムＰのみを有するものとして機械１０が示され、機械１０は、マスト１８の少なくとも２つのそれぞれに隣接して、又は各マスト１８に隣接して、それぞれのピッチラダーシステムＰを有することができる。必須ではないが望ましくは、単一のシステムＰ又は２つ以上のシステムＰのそれぞれは、機械１０の前後中心線Ｃに対して実質的に対称的に配置される。したがって、望ましい対称性と一貫して、示される１つのシステムＰは、線Ｃ上又は線Ｃに隣接し、各システムが各位置Ｌに位置される場合、対称性は、維持される。しかしながら、２つのシステムＰにおいて、対称性は、２つのシステムＰのそれぞれが、示されるシステムＰがないそれぞれの位置Ｌにあることを必要とする。即ち、２つのシステムＰにおいて、対称であるが好ましい場合には、位置Ｌ（２）及びＬ（３）のそれぞれにおける各システムＰが必要になる。
【００５０】
図示された形態において、マルチロータ飛翔機械１０は、３つの主アーム又は舷外材Ｍを有し、主アーム又は舷外材Ｍ（１）、Ｍ（２）、及びＭ（３）として区別され、ボディ１２から位置Ｌ（１）、Ｌ（２）、及びＬ（３）のそれぞれ１つに対して各方向に外向きに延びている。ボディ１２から離れている主アーム又は舷外材の端部に、又は隣接して、それぞれのマスト１８上に、各主アーム又は舷外材Ｍは、回転のために取り付けられているヘッドロータ１６のそれぞれ１つを有する。それぞれの主アーム又は舷外材Ｍ内及びそれぞれの主アーム又は舷外材に沿って延びているそれぞれのドライブラインＤによって、モータ１４は、各マスト１８に駆動的に接続されている。また、ボディ１２から離れている各主アーム又は舷外材Ｍ（２）及びＭ（３）の端部で、機械１０は、支持体１３の上に載っているときに、機械１０を安定化させるために働くそれぞれの付随している（ｄｅｐｅｎｄｉｎｇ）グラウンドエンゲージング支持体１５を有する。
【００５１】
主アーム又は舷外材Ｍ（１）の下に、機械は、ボディ１２から位置Ｌ（１）に延びている第２のアームＭ（ｓ）を含む。アームＭ（ｓ）は、主アーム又は舷外材Ｍ（１）の端部を越えて、短い距離で終わり、アームＭ（ｓ）は、アーム又は舷外材Ｍ（１）を越えた端部で、地面に設置するときに機械１０を更に安定させるために、グラウンドエンゲージング支持体１５を伴う。ピッチラダーシステムＰは、ボディ１２から離れている、アーム又は舷外材Ｍ（１）の端部を越えて突出するアームＭ（ｓ）の末端部分の側に取り付けられ、水平に配置されている軸Ｙ上で、略垂直面に回転可能なシステムＰのロータ２２を有する。アームＭ（ｓ）内及びアームＭ（ｓ）に沿って、モータ１４からシステムＰに延びているドライブラインＤ（４）によって更に、ロータ２２の回転は、提供されることができる。アーム又は舷外材Ｍ及びアームＭ（ｓ）のそれぞれは、ボディ１２に内側端部で接続されている。ボディ１２から外側に、アームＭ（ｓ）は、コネクタ２６によって、アーム又は舷外材Ｍ（１）に間を置いて固定される。
【００５２】
上記に示されるように、好ましい対称性は、単一のピッチラダーシステムＰ及びそのロータ２２を含み、アームＭ（ｓ）及びドライブラインＤ（４）も含む単一の組立体は、アーム又は舷外材Ｍ（１）に沿って取り付けられることが必要である。図示をシンプルにするために、１つのアセンブリのみ示される。しかしながら、このようなアセンブリが２つあれば、好ましい対称性としては、アーム又は舷外材Ｍ（１）に沿ったアセンブリは存在せず、アーム又は舷外材Ｍ（２）及びＭ（３）の各１つに沿って配置されるそれぞれのアセンブリが必要となるであろう。これは、アーム又は舷外材Ｍ（１）に沿って第２のアセンブリと組合せて、アーム又は舷外材Ｍ（２）及びＭ（３）の１つに沿って第１のアセンブリを有することが好ましい。また、対称性の達成は、アーム又は舷外材Ｍ（１）、Ｍ（２）、及びＭ（３）のそれぞれに沿った各アセンブリによって達成されることができる。
【００５３】
ボディ１２の単純化した形態のみが図面に示され、特定の形態からの実質的な逸脱が可能である。ボディ１２は、その上に剛性のＹ字形荷重支持板３０が取り付けられている中央シャーシ２８を有する。板３０は、板３０の中心ハブ３２から延びている、脚Ｎ（１）、Ｎ（２）、及びＮ（３）として区別される３つの脚を有する。脚Ｎ（１）は、機械１０の中心線Ｃに沿って後方に延び、各脚Ｎ（２）及びＮ（３）は、いずれもボディ１２のそれぞれの側に側方外向きに、且つ前方に突出している。ボディ１２は、示されている形態において、左右側の壁３２を含む外殻も含み、それぞれ内部パネル３４と外部パネル３６とを有する。各壁３２には、その終端から凹所が設けられ、それを通して板３０の脚Ｎ（２）及びＮ（３）のそれぞれ１つが突出する婉曲部３８を設ける。
【００５４】
板３０は、ハブ３２及び脚Ｎを画定する平らな骨格の上部形態のものである。ハブ３２から離れた各脚Ｎの端部に隣接して、板３０は、付随しているブラケット４２の対も含み、それぞれ、板３０と一体の上部部品４２（ａ）と、部品４２（ａ）にボルトで留められている下部部品４２（ｂ）とを含む。各ブラケット４２の部品４２（ａ）及び４２（ｂ）は、共に開口４２（ｃ）を画定し、開口４２（ｃ）は、脚Ｎ（１）、Ｎ（２）、及びＮ（３）のそれぞれ１つの各ブラケット４２の部品４２（ａ）と４２（ｂ）との間で、各主アーム又は舷外材Ｍ（１）、Ｍ（２）、及びＭ（３）の内側端部が、確実に固定されるような直径を有する。脚Ｎのそれぞれ１つより下方のモータ１４から、それぞれのアーム又は舷外材Ｍの中へ且つ通って、それぞれのマスト１８まで、各ドライブラインＤ（１）、Ｄ（２）、及びＤ（３）は、延びている。
【００５５】
モータ１４は、内部燃焼機関であることができ、図面は、バッテリパックＢによって動力が与えられる電動機を用いた配置を示す。モータ１４は、板３０の上で、脚Ｎ（２）とＮ（３）との間のスペースの上で（ｏｖｅｒ）支持され、実質的に垂直な軸Ｚ（ａ）に出力シャフト４３を有し、その上にアウトプットギア４１（図１２を参照）が板３０よりも低い高さで回転可能である。モータ１４のアウトプットギア４１は、モータ１４から各ドライブラインＤに出力駆動を伝達することができる。これに関して、モータ１４のアウトプットギア４１は、鋸歯状の駆動ベルト４４とかみ合う外歯を有し、ベルト４４は、ギア４６を同様にかみ合わせ、ギア４１及び４６を駆動的につなげる。ギア４６は、まっすぐな、好ましくは実質的に垂直な軸Ｚ（ｂ）（軸Ｚ（ａ）から側方に間が空いている）に回転可能であるシャフト４８に、取り付けられる。ギア４６は、板３０のハブ３２の下で支持され、板３０の脚Ｎのそれぞれに対して対称的に位置される。シャフト４８は、ギア４６の下に延び、各ドライブラインＤのためのそれぞれの第１のギアシステム５２の共通の部分を形成するはすば歯車５０を有する。図示される特定の配置において、各ギアシステム５２は、それぞれのメインのはすば歯車５４を有し、それぞれのメインのはすば歯車５４は、板３０の下に、且つそれぞれの軸Ｚで回転可能なそれぞれのシャフト５６上に取り付けられる。３つのＺはまっすぐであり、好ましくは実質的に垂直であり、軸Ｚ（１）、Ｚ（２）、及びＺ（３）として区別される。ギア５０は、各ギア５４とかみ合い、ギア５４上で各ギアシステム５２は、それぞれのシャフト５６上で回転可能な小さなギア５８を有する。各ギア５８が主アーム又は舷外材Ｍのそれぞれ１つの入口端部に隣接して位置されるような配置である。各ドライブラインＤは、それぞれのギア５８の周りに延び、それぞれのギア５８にかみ合うそれぞれの無端歯付きベルト６０を含み、ギア５８から、それぞれのアーム又は舷外材Ｍに且つそれぞれのアーム又は舷外材Ｍに沿って、第２のギアシステム６２に延び、第２のギアシステム６２は、アーム又は舷外材Ｍの離れた端部とそれぞれのマスト１８の下部端部とを囲む、サブハウジング１７の中に含まれる。
【００５６】
各マスト１８は、外側スリーブ１８（ａ）と、スリーブ１８（ａ）に同心円状に、それぞれのヘッドロータ１６がその上部端部に取り付けられているシャフト１８（ｂ）とを有する。それぞれの第２のギアシステム６２は、ギア６４を有し、ギア６４は、スリーブ１８（ａ）の下部端部より下で、シャフト１８（ｂ）の下部端部に固定され、それぞれのベルト６０は、ギア６４の周りに延び、ギア６４とかみ合う。各シャフト１８（ｂ）とそのヘッドロータ１６は、それぞれのベルト６０を介してモータ１４からの駆動によって、それぞれの軸Ｚ（ｍ）に合わせて回転可能であり、スリーブ１８（ａ）は、シャフト１８ｂに対して長軸方向に調節可能であり、軸Ｚ（ｍ）上の回転に対して保持されている。
【００５７】
示される形態においては、各ヘッドロータ１６は、対向する対の回転翼又はロータブレード６６を有するが、多数の均一に間が空いている翼又はブレードが提供されることができる。各翼又はブレード６６は、水平に延びている縦軸（ｈ）を有し、その周りで、ヘッドロータ１６のピッチを変えるために、翼又はブレード６６が旋回させることができ、各軸Ｙ（ｈ）は、それぞれの軸Ｚ（ｍ）に実質的に垂直である。各ロータ１６は、それを各シャフト１８（ｂ）上に取り付けるハブ６８を有し、各翼又はブレード６６のために、それぞれのブレードグリップ７０は、ハブ６８に取り付けられ、軸Ｙ（ｈ）上で旋回することができる。それぞれのピボットピン７２は、各翼又はブレード６６の内側端部を、それぞれのブレードグリップ７０に枢動的に（ｐｉｖｏｔａｌｌｙ）接続し、それによってヘッドロータ１６又は回転ディスクのための回転面において、各翼又はブレード６６がそれぞれのピン７２上で旋回することができるようになる。これを可能にするために、各ピンは、それぞれのブレードグリップ７０の外側端部によって画定されるフィンガ７０ａ間の各翼又はブレードのその端部に接続する。
【００５８】
各ヘッドロータ１６のためのそれぞれのピッチ制御機構７４は、回転翼又はロータブレード６６のピッチの調節を可能にする。それぞれの機構７４は、連結系７８とサーボモータ７５とを含み、サーボモータは、コネクタ７６によって、ボディ１２から離れているそれぞれの主アーム又は舷外材Ｍの端部の近傍且つその下で（ｂｙ  ｕｎｄｅｒ）固定され、バッテリパックＢなどバッテリ源から供給される動力下で、連結系を通してピッチ調節を提供ために動作可能である。サーボモータ７５は、側方に突出している出力シャフト７５（ａ）を有し、ディスク７５（ｂ）がその上に取り付けられている。一方、サーボモータ７５は、約７０°から約１４０°までなど、十分に鋭角又は鈍角によって、シャフト７５（ａ）及びディスク７５（ｂ）を可逆的に回転するために動作可能である。連結系７８の第１の部分は、平行の対の連結棒（ｌｉｎｋ）７８（ａ）と、サブハウジング１７側にピン７７によって取り付けられている回転可能なディスク７８（ｂ）と、第３の連結棒７８（ｃ）と、マスト１８の周りに同軸的に配置されている隣接する対のディスクからなるシステム７９の回転不能な下部環状ディスク７８（ｄ）とを含む。サブハウジング１７上に取り付けられている端板８１の垂直スロット８１（ａ）において導かれた細長部（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）８０を持たせることによって、ディスク７８（ｄ）は、回転に対して保持される。連結系７８の第２の部分は、システム７９の回転可能な上部環状ディスク７８（ｅ）と、くの字型に曲がった形状の連結棒７８（ｆ）の対とを含む。ディスク７５（ｂ）及び７８（ｂ）は、実質的に同一平面上であり、アーム又は舷外材Ｍに沿って間が空いており、まっすぐに、好ましくは実質的に垂直な平面に配置されている。連結棒７８（ａ）の１つ目のそれぞれの端部は、ディスクの直径の上部端部に隣接しているディスク７５（ｂ）及び７８（ｂ）のそれぞれに、枢動的に接続され、他方の連結棒７８（ａ）のそれぞれの端部は、直径の下部端部に隣接しているディスク７５（ｂ）及び７８（ｂ）のそれぞれに、同様に接続されている。第３の連結棒７８（ｃ）の下部端部は、ディスク７８（ｂ）に枢動的に接続され、その上部端部は、システム７９の下部の回転不能な環状ディスク７８（ｄ）に枢動的に接続されている。各連結棒７８（ｆ）の下部端部は、システム７９の回転可能な環状ディスクの反対側のそれぞれに枢動的に接続され、各連結棒７８（ｆ）の上部端部は、ロータ１６のそれぞれのブレードグリップ７０に枢動的に接続されている。ディスク７５（ｂ）を回転するためのサーボモータ７５の作動が、連結棒７８（ａ）の作動によって、対応するディスク７８（ｂ）の回転を引き起こし、ディスク７８（ａ）の回転は、マスト１８に対して軸方向にシステム７９のディスク７８（ｄ）及び７８（ｅ）を動かし、ディスク７８ｅの動作は、ブレードグリップ７０をハブ６８に対して軸Ｙ（ｈ）上で旋回させ、翼又はブレード６６の対応する旋回を起こすような配置である。ブレード６６のピッチを増加又は減少させるためのグリップ７０及びブレード６６の旋回の方向は、サーボモータ７５の作動によって制御される。
【００５９】
モータ１４は、ピッチラダーシステムＰへの駆動も提供する。シャフト４８は、ギア４６の下に突出し、駆動ベルト４４を介したモータ１４からの駆動によってギアを有するシャフト４８の回転によって、軸Ｚ（ｂ）上で回転可能でもある更なるギア８２に取り付けられる。第２のアームＭ（ｓ）の内側端部に沿ってギア８２を置き、更なるドライブラインＤ（４）が、第２のアームＭ（ｓ）内に且つ第２のアームＭ（ｓ）に沿って延び、ピッチラダーシステムＰのための駆動を提供するような配置である。ドライブラインＤ（４）は、ギア８２の歯（図示なし）の周りに延び、ギア８２の歯とかみ合う無端歯付きベルト６０（ａ）を含み、アームＭ（ｓ）に延びる前に、ベルト６０（ａ）は、アームＭ（ｓ）を通って、アームＭ（ｓ）の離れた端部を囲むサブハウジング８３の中に含まれる第２のギアシステム６２（ａ）に通される。ピッチラダーシステムＰは、サブハウジング８３の側を通って、アームＭ（ｓ）に対して側方に延びているシャフト８４を含み、システムＰは、シャフト８４の外側端部に固定されているピッチロータ８５を更に含む。シャフト８４の内側端部は、第２のギアシステム６２（ａ）を含む歯付きギア８６を有し、ベルト６０（ａ）は、ギア８６の周りに延び、ギア８６とかみ合う。したがって、ベルト４４を介してモータ１４によって提供される駆動下における軸Ｚ（ｂ）上のシャフト４８及びギア４６の回転によって、ギア８２も軸Ｚ（ｂ）で回転され、ドライブラインＤ（４）を介してギア８６、シャフト８４、及びロータ８５に、駆動を提供する。しかしながら、シャフト８４は、アームＭ（ｓ）に対して側方に延びているので、ギア８６と、シャフト８４と、ロータ８５とを含むアセンブリは、アームＭ（ｓ）並びに軸Ｚ（ａ）及びＺ（ｂ）に対して実質的に垂直である、側方に延びている軸Ｙ（ｌ）上で回転する。したがって、ベルト６０（ａ）は、アームＭ（ｓ）内でねじれ、それによってギア８２へ及びギア８２からの移動のその閉道の一部に沿った動作は、側方に配置された平面内であり、ギア８６へ及びギア８６からの道の部分における動作は、真っ直ぐで、実質的に垂直な平面内にある。このねじれは、側方に間が空いている対のガイドローラ８７によるものであり、図１０で最も明確に確認され、モータ１４により近く、第２のアームＭ（ｓ）の端部に隣接し位置される。
【００６０】
ロータ１６のものよりもロータ８５の必要とされる推力が少なく、ヘッドロータ１６の一つに比較的近いロータを有するという利点を考慮すると、ピッチロータ８５は、ヘッドロータ１６に対して小さい。しかしながら、ロータ８５のための推力要件はより低いにも関わらず、ロータ８５のピッチは、異なる条件下でその推力の変動を可能にするために調節可能であることが望ましい。したがって、図９〜１１に最も明確に示されるように、ピッチラダーシステムＰは、各ヘッドロータ１６に提供されるそれぞれの機構７４と同じであるピッチ制御機構８８を組み込む。図１０〜１２にも示されるように、各ヘッドロータ１６がそれぞれのマスト１８上に取り付けられる様式と同様の様式で、ロータ８５は、シャフト８４上に取り付けられる。
【００６１】
図９及び１０の左側端部で、ギア８２、そのシャフト４８、ベルト６０（ａ）、及び側方に間が空いている対のガイドローラ８７の形態において、モータ１４から第２のアームＭ（ｓ）のより近い端部の間に、ドライブラインＤ（４）の部分が示される。ローラ８７は、ベルト６０（ａ）を第２のアームＭ（ｓ）のボアにガイドし、ベルト６０（ａ）は、アームＭ（ｓ）を通って、サブハウジング８３に通り、ギア８６の周りを通り、ローラ８７の垂直軸からギア８６の水平軸への変化によって、ギア８２とローラ８７との間で動いている範囲（ｒｕｎｓ）部分に対する、ベルト６０（ａ）の範囲部分がアームＭ（ｓ）内で動く平面における対応する変化をもたらす。図９、１０、及び１１に示される配置において、ピッチ制御機構８８は、アームＭ（ｓ）の下に取り付けられ、連結系９０を通してピッチロータ８５のピッチ設定値を調節するために動作可能であるサーボモータ８９を有する。サーボモータ８９は、バッテリパックＢによって動力が与えられることができ、回転可能な出力シャフト８８（ａ）を有し、ディスク８８（ｂ）は、必要とされる方向に可逆的に可動であり、アームＭ（ｓ）に沿って延びているロッド９１が、ピッチを調節するためのディスク８８（ｂ）の回転によって、長軸方向に可逆的に可動である。連結系９０は、第１のベルクランクレバー９０（ａ）又はそのようなレバー９０（ａ）の対、対の第２のベルクランクレバー９０（ｂ）、及びシャフト８４に沿ってスライド可能なスリーブ９０（ｃ）を有し、レバー９０（ａ）及び９０（ｂ）のそれぞれは、スリーブ９０（ｃ）に枢動的に接続されているそれぞれの端部を有する。前記又は各ベルクランクレバー９０（ａ）の他の端部は、サーボモータ８９から離れているロッド９１の端部に接続され、各レバー９０（ｂ）の他の端部は、ピッチロータ５４のそれぞれのブレードグリップ８５（ａ）に枢動的に接続され、垂直平面に配置されている調節軸Ｙ（ｖ）上でロータ５４の各翼又はブレード８５（ｂ）を反対に調節し、スリーブ９０（ｃ）が前記又は各レバー９０（ａ）によって、シャフト８４に沿って動くと、必要なピッチ調節を得る。
【００６２】
図１２の図１２Ａ、１２Ｂ、及び１２Ｃは、図１〜８に示されるモータ１４に対応する電動機１４を示す。図１〜８に示されるように、モータ１４のハウジング１４（ａ）の下で付随している出力シャフト４３及びその回転性の軸Ｚ（ａ）が垂直で配置されている状態で、モータ１４は、取り付けられている（図示されない手段によって）。その配置は、水平に配置されたドライブラインＤ（１）、Ｄ（２）、及びＤ（３）を介して、それぞれのロータ系Ｒ（１）、Ｒ（２）、及びＲ（３）へ駆動を促進する。図１２において、アウトプットギア４１及び歯付きベルト４４は、シャフト４３に関連して示される。
【００６３】
図１３の図１３Ａ、１３Ｂ、及び１３Ｃは、図１２の図と同様であるが、内部燃焼機関１１４を示す。図示されるように、エンジン１１４は、２ストローク単一ピストンを有する草刈り機エンジンとしての使用に好適なタイプのものである。しかしながら、エンジン１１４は、そのような使用に対して反対となり、回転性の軸Ｚ（ａ）を垂直に配置した状態で、上向きに突出している出力シャフト１４３を有する。シャフト１４３に関連して示されて、図１３はまた、図２のギア４１及びベルト４４にそれぞれ対応するアウトプットギア１４１及び歯付きベルト１４４を示す。好適な直流源（不図示）から電流リード１０２を介して動力を与えられる点火プラグ１０１の位置に隣接する上死点位置に向かって且つ上死点位置から離れて、エンジン１１４の１つのピストン（目に見えない）は、シリンダハウジング１００内で水平に往復運動をする。エンジン１１４の内部構造も示されないが、燃料（この例として、シリンダ１０３から受け取られるＬＰＧ）の供給を制御する吸気弁と排出ガスの放出を調節する排出口とを含む。エンジンはまた、ピストンによって駆動されるクランク軸１０４と、相互接続しているコンロッド（不図示）とを有し、水平に配置されている軸Ｙ（ｃ）上で回転する。また、クランク軸は、軸Ｚ（ａ）上で出力シャフト１４３とかみ合い、駆動する軸Ｙ（ｃ）上で回転可能なギアを有し、シャフト１４３はまた、クランクケースカバー１０５内で軸Ｚ（ａ）上で回転可能なはずみ車を運ぶ。
【００６４】
エンジン１１４を用いた動作は、記載されたエンジン１４を用いたものと本質的に同じである。違いは、エンジン１４のタイプに関連するエンジンのタイプ及びエンジン１１４の反転であり、それによってシャフト１４３は、エンジン１４の場合における下向きではなく、上向きに突出する。本発明に係る機械の一部として設置される場合、エンジン１４の取り付けと比べて、エンジン１４３は、その取り付けにおいて明らかにより低く位置する。
【００６５】
図１４Ａ及び１４Ｂは、本発明に係る機械における使用に好適なエンジン２１４の代替の形態を示す。エンジン１１４と同様に、エンジン２１４は、内部燃焼機関である。具体的には、国際特許明細書ＷＯ２０１４／０７８８９４の開示にしたがって、エンジン２１４は、２−ストロークＩＣエンジンである。エンジン２１４は、クランクケース２１８を有し、その中に、対向するボクサー配置において、一体のヘッドを有する２つのシリンダ２２０及び２２１が対向面２２４及び２３０で画定されている。フロントカバー２２６は、バランスギア（不図示）を囲み、クランク軸２２８を塞ぐ。送風機又は過給機２３０は、好適な位置に取り付けられ、二分岐状（ｂｉｆｕｒｃａｔｅｄ）マニホールド２３１を介して、シリンダ２２０及び２２１のそれぞれの吸気口２３２及び２３３に給気を可能にする。過給機２３０は、ベルト又はチェーン（不図示）を介して、エンジン２１７のクランク軸２２８によって一般的に駆動されることができるドライブシャフト２３０ａを有する。オイルサンプ２３４は、エンジン２１７のためのエンベロープ（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）を完成し、点火プラグ２３５及び直接燃料噴射器２３６は、各シリンダ２２０及び２２１のヘッドに装着される。
【００６６】
クランク軸２２８は、クランクケース２１８内で、ジャーナル軸受２３７及び２３８によって軸支され（ｊｏｕｒｎａｌｌｅｄ）、クランクケース２１８に対して推力軸受２３９及び２４０によって軸方向に位置する。外側球状軸受面２４２を有する分割ヨーク２４１は、クランク軸２２８のクランクピン２４３上で軸支される。ヨーク２４１は、部品２４１ａ及び２４１ｂの整列されたボア２４１ｃに挿入されたピンによって、分割面上で結合される部品２４１ａ及び２４１ｂを有する（不図示）。軸受２４４を介して、ヨーク２４１は、クランク軸２２８のクランクピン２４３上で回転し、クランク軸２２８のクランクピン２４３に沿ってスライドすることができる。ヨーク２４１の球状面２４２を補足して中心に位置される球状の合わせ面２４８を有する二部分クロスヘッド２４６内で、ヨーク２４１は、適切なフィットである。ピン２５０及び２５１は、ヨーク２４１及びクロスヘッド２４６を連結し、エンジンシリンダ２２０及び２２１の中心線軸Ｂ−Ｂに対して平行に、且つ距離Ｘ分ずれている軸Ａ−Ａに沿って、クロスヘッド２４６に対してヨーク２４１の枢軸を可能にする。ピン２５０及び２５１は、クロスヘッド２４６の対向する端部に固定され、ヨーク２４１のピン接続２５２及び２５３に軸支されることができる。軸Ａ−Ａは、軸Ｂ−Ｂに平行な平面にあり、クランクピン２４３にも垂直でもある。
【００６７】
クロスヘッド２４６は、対向して延びているアーム２５４及び２５５を有し、前記アーム２５４及び２５５のそれぞれの上に、それぞれのシリンダ２２０及び２２１に往復運動のためのそれぞれのピストン２５８及び２５９が取り付けられている。ピストン２５８及び２５９上で固定されているそれぞれのマウンティングブロック２６４及び２６５を有する各アームの外側端部に枢動的に連結しているそれぞれのガジオンピン２６０及び２６１を介して、ピストン２５８及び２５９のそれぞれは、互いに対向した関係で取り付けられている。ガジオンピン２６０及び２６１の軸は、互いに平行であり、クランク軸２２８の軸に垂直である。ガジオンピン２６０及び２６１並びにピストン２５８及び２５９への接続は、クランク軸２２８に垂直な平面における動力工程の間、それぞれクロスヘッド２４６の歪曲又は屈曲を可能にし、ピストン２５８及び２５９のスカート上にある過剰な負荷を防止する。
【００６８】
各ピストン２５８及び２５９は、クラウン２６８を有し、ピストン２５８及び２５９のそれぞれのためのクラウン２６８の周辺は、２つの正反対の弓形のスカート２７０を有し、弓形のスカート２７０は、クラウン２６８よりも大きい高さを有し、クラウン２６８は、エンジンにおいて望まれている非対称な特性によって決定される。スカート２７０間で、入口スロット２７２、スロット２７２に正反対の排出スロット２７３がある。また、スロット２７２から且つスロット２７２を渡って放射状に内部に、クラウン２６８は、半円状、又は線状又は弓状など他の長い形態のものであることができるディフレクタバー２７４を有する。バー２７４は、入口スロット２７２に対向して置かれ、廃油ポンプ（過給機）２３０から入ってくる空気供給をそらし、排気ガスの除去及びそれぞれのシリンダに新鮮な空気を入れることを助ける。スロット２７２及び２７３の両側上のスカート２７０は、望まれる非対称な特性に応じて異なる高さを有することができる。
【００６９】
動作において、ピストン２５８及び２５９のそれぞれは、クランク軸２２８の軸からクランクピン２４３のスローによって決定される、それぞれのシリンダ２２０及び２２１のストロークを有する。ピストン２５８及び２５９は、クロスヘッド２４６によって接続され、軸Ｂ−Ｂに沿って合わせて、それぞれのシリンダ２２０及び２２１中で振動する。ピストン２５８及び２５９の運動は、ヨーク２４１を介してヨーク２４１の軸Ｂ−Ｂと軸Ａ−Ａとの間のオフセットＸ分、クランク軸２２８に伝達される。この運動は、上死点から下死点位置に動くと、ピストン２５８及び２５９の対称的な楕円形パスを形成する。実際に、ピストン２５８及び２５９は、軸Ｂ−Ｂに沿った往復運動のサイクルを完了すると、オフセットＸによって決定される角度で、軸Ｂ−Ｂの円周方向に振動する。この運動は、各ピストン２５８及び２５９の各入口スロット２７２が吸気口２３２及び２３３を覆って、回転して且つ直線的にスイープする及び動くことを可能にし、また同様に、出口又は排出スロット２７３がシリンダ２２０及び２２１の下部部分に位置されるそれぞれの排出口２７６及び２７７を覆って、回転して且つ直線的にスイープすることを可能にする。ピストンスロット２７２及び２７３の位置に関連するシリンダ２２０の注入口及び排出口２７６及び２７７の位置が決定され、望ましい非対称なポート開閉時期を２ストロークエンジンが達成することを可能にし、それによって最適な燃料節約及び増加した電力出力を達成する。望ましい非対称なポート開閉時期は、ピストンの下方経路上の吸気口の排気を可能にする。ピストンの上方経路上で、排出口が最初に閉まり、その後吸気口が閉まる。この作用が、シリンダが完全に空気で注入されることができ、そのことによってエンジンが加給されることを可能にすることを保証する。その後、従来のエンジン管理システムを介して、直接燃料噴射が適用され、点火プラグから発火されることができる。
【００７０】
多くの異なる配置で、エンジン２１４は、本発明に係る機械中に設置されることができる。したがって、ピストン２５８及び２５９を垂直に対向し、クランク軸２２８を水平に配置した状態で、エンジン２１４が設置されることができる。若しくは、クランク軸を水平又は垂直に配置させた状態で、前部から後部方向又は横方向のいずれにおいても、ピストンは水平に対向されることができる。それぞれの場合において、ギアシステムを介して、各ヘッドロータのためのそれぞれの水平に配置されたドライブラインに、クランク軸は駆動を提供することができる。
【００７１】
エンジン１１４及び２１４のいずれかについて、設置される機械は、交流機又は始動機配置（不図示）を含むことが好ましい。例えば、交流機は、電圧調整器を介して動作可能であり、ヘッドロータへの駆動の提供とは別に、第２の目的のために用いられるバッテリパックの充電を維持することができる。この方法で、エンジン１１４又は２１４は、ピッチ調節及び他の目的に用いられるサーボモータの作動に必要とされるなど、電力を確保することができる。
【００７２】
図１５は、第２のマルチロータ飛翔機械１１０を示す。機械１１０は、各主アーム又は舷外材Ｍの下にそれぞれの第２のアームＭ（ｓ）があるという点のみ、図１〜１４に示される機械１０とは異なり、それぞれのピッチラダーシステムＰと、アームＭ（ｓ１）、Ｍ（ｓ２）、及びＭ（ｓ３）として区別されるアームＭ（ｓ）と、Ｐ（１）、Ｐ（２）、及びＰ（３）として区別されるラダーシステムとを含む。この違い以外は、１〜１４の全ての配置。
【００７３】
図１６の図面は、本発明に係る機械のための、ボディとアーム又は舷外材とを含む代替のモノコックシャーシ構造の上部からの斜視図を提供する。各ケースについて、ヘキサコプタのための構造であり、図１〜１４の機械１０のものと対応する部品の参照番号は、３００だけ増えているが、同じ参照文字を含む。図１６Ａ及び１６Ｂにおいて、中心ボディ３１２から放射状に外に延びている主アーム又は舷外材Ｍを有するシャーシ構造３００及び３０２がそれぞれ示される。中心線の間において６０°で等しく角度的に間が空いて、アーム又は舷外材Ｍは示され、他の配置も可能である。したがって、左から右に延びている直列（ｉｎｌｉｎｅ）アームをとると、各方向における次の隣接するアームＭは、４５°など、６０°未満の共通の角度であることができ、それによってそのようなシャーシを有する機械は、前部から後部方向へより細長い。シャーシ３００及び３０２のそれぞれにおいて、アームＭは細くなり、それによって、その長さの部品３１３ａに亘って、長さの約４５％までなどボディ３１２から離れた断面が減少し、長さの残りの部品３１３ｂは実質的に一定の断面である。図１６Ａの場合、各アームの部品３１３ａは、実質的に平面状の上部壁３１４と対応する下部壁とを有し、上部及び下部壁は湾曲した側壁３１５によって結合され、部品３１３ｂが実質的に円形の断面のものである。シャーシ３０２は、シャーシ３００の下半分と同じであり、それによって、アームＭは、谷状の形態のものを有し、部品３１３ａは、シャーシ３００の壁３１５と比べて浅い下部壁３１４と側壁３１５とを有する。それぞれのモノコックシャーシ構造は、カーボンファイバ強化材料、アルミニウム合金若しくはチタニウムなど非鉄板金のもの、又は軽スチール板材料のものから作製されることができる。
【００７４】
本発明は、図１〜１４の機械１０、図１５の機械１１０など、マルチロータ飛翔機械を提供し、前記マルチロータ飛翔機械は、公知のマルチロータ機械の幾つかの制限を回避することが可能であり、多くの利益を達することも可能である。機械は、克服すべき飛行時間、ペイロード、及び空力制御における制限を許容する。また、機械は、達成されるべき実質的に強化された動作性を提供することができる。更に、利点は、より大きい単一の電動機の使用によって可能であり、利点は、単一の内部燃焼の使用によって更に増加される。後者に関しては、内部燃焼機関は、全動力が全利用可能な飛行時間又は範囲を通して利用可能であることを許す。また、増加したペイロード能力は、増加した飛行時間又は範囲のための動力源の提供（電動機のためのバッテリであろうとＩＣエンジンのための燃料であろうと）を可能にする。
【００７５】
各ヘッドロータへの駆動が同じであることができるので、集合的ピッチラーシステムを使用することにより、ヨーまたはピルエット機能を実現することができ、実用的な限界である７２０°／秒まで、高められたヨーレートが可能になる。ピッチおよびロール機能は、少なくとも１つ、好ましくは１より大きいヘッドロータに隣接する集合的ピッチ機能を介して制御されることができる。
【００７６】
請求項の範囲内で、本発明の機械において多数の変形および変更が可能である。例えば、機械の構成が変更可能であるので、図面に示されている配置のように航空機の中心に主要なギア減速を持たせる代わりに達成されることができる効率又は利益があり、それぞれのギア減速は、各ロータヘッドに、またはそれに隣接して、モータに対して外側に置くことができる。機械の中心におけるギア減速及び各ロータヘッドに又は隣接したそれぞれの船外のギア減速による、これらの代替の減速比の組合せが提供される例があることさえもできる。これらの配置間の選択に考慮すべき要因は、モータから各ロータヘッドへの駆動を伝達するために使用される駆動系のタイプである。例えば、ドライブベルトは軽負荷の場合は高速で走行でき、ロータヘッドでの減速の使用を容易にする一方、トルクチューブやドライブシャフトはより多くのトルクを伝達して低速で走行することができ、駆動伝達のモータ端部で、減速を容易にし、１：１に近い又はロータヘッド速度での速度を伝達する。他の要因としては、機械が組み立てられる規模、機械のバランス、重心の考慮事項、全体の機体の外観、駆動系の形態及び材料、ギア減速要素、及び空間の考慮事項がある。
【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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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年6月5日(2017.6.5)
【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】
マルチロータ飛翔機械であって、前記機械が、内部燃焼エンジンを含むモータがその上又はその中に取り付けられているボディを含み；前記機械が、前記モータの周りに配置され、前記モータから側方外向きに間が空いている少なくとも３つの位置のそれぞれにおいて、それぞれのマストの上に回転のために取り付けられているそれぞれのヘッドロータを更に含み、その上で前記ヘッドロータが回転可能である前記マストに対して、実質的に放射状に、前記翼又はブレードに沿って延びている軸上で、各翼又はブレードが回転可能であることによって、前記ヘッドロータの前記回転翼又はブレードのピッチの制御を可能にするように、各ヘッドロータが、それぞれのマスト上に取り付けられ；各ヘッドロータを回転させるために、それぞれのドライブラインによって、前記モータが、各マストに駆動的に接続され、少なくとも１つのマストに隣接して、前記機械が、前記モータによって駆動可能であり、ピッチ制御のための機構を有するピッチ又は並進ロータを含むピッチラダーシステムを更に含み；前記ヘッドロータが推力を提供するために動作可能なものであり、前記少なくとも１つのピッチラダーシステムが、前記ヘッドロータの動作に独立して、ヨーが達成されることを可能にする配置であり、前記機械の前部から後部端部への中心線に対して、前記マストが実質的に対称的に配置され、シングルピッチラダーシステムの場合、前記シングルシステムが前記前部から後部端部への中心線の上又は隣接し、１より大きいピッチラダーシステムの場合、前記ピッチラダーシステムが前記中心線に対して対称的に配置されていることを特徴とするマルチロータ飛翔機械。
【請求項２】
前記機械が、前記マストの少なくとも２つのそれぞれに隣接したそれぞれのピッチラダーシステム、例えば各マストに隣接したそれぞれのピッチラダーシステムを有し、前記ピッチラダーシステムが前記機械の前部から後部への中心線に対して対称的に配置されている請求項１に記載の機械。
【請求項３】
前記機械が、少なくとも３つの主アーム又は舷外材を有し、前記少なくとも３つの主アーム又は舷外材が、それぞれ、前記ボディからそれぞれの方向に外向きに延び、各主アーム又は舷外材が、前記ボディから離れた前記主アーム又は舷外材の端部に、又は隣接して前記それぞれのマストの上に、回転のために取り付けられている前記ヘッドロータのそれぞれの１つを有し、前記モータが、それぞれの主アーム又は舷外材に沿って延びている前記それぞれのドライブラインによって各マストに駆動的に接続され、少なくとも１つの主アーム又は舷外材が、前記ボディから離れたその端部に取り付けられているピッチドライバ又はロータ、若しくは並進ロータを含むピッチラダーシステムを有する請求項１から２のいずれかに記載の機械。
【請求項４】
前記ボディが、前記モータを越えて外向きに延び、前記ボディがシャーシを有し、前記シャーシの上に前記モータ及び前記マストのそれぞれが支持され、前記シャーシを亘って前記ドライブラインのそれぞれが延びている請求項１から３のいずれかに記載の機械。
【請求項５】
前記ボディが、貨物、乗客、又は貨物と乗客の組合せのための内部スペースを提供する内部を有する請求項１から４のいずれかに記載の機械。
【請求項６】
前記機械が、ＵＡＶ又はドローンを含む請求項１から４のいずれかに記載の機械。
【請求項７】
前記機械の前部から後部端部への中心線に対して、前記マストが、例えば三角形、四角形、五角形、六角形、又は八角形アレイで実質的に対称的に配置されている請求項１から１から６のいずれかに記載の機械。
【請求項８】
それぞれの同軸対のヘッドロータが各マスト上に回転のために取り付けられており、例えば各対の前記ロータが逆回転のために取り付けられており、例えば下部ロータが、前記それぞれのマストの部分を形成する外側スリーブ上に回転のために取り付けられ、上部ロータが、前記外側スリーブによって画定されるボア内で配置されている前記それぞれのマストのシャフト上に回転のために取り付けられている請求項１から７のいずれかに記載の機械。
【請求項９】
前記モータがＩＣエンジンを含み、前記ＩＣエンジンが、ガソリン、ガス、エタノール、又は他の好適な液体燃料（ガス状又は液体燃料である）及び２ストローク又は４ストロークガソリン若しくはディーゼル動力エンジンなどの断続燃焼エンジン、又はガスタービンエンジンなどの連続燃焼エンジンで動作可能である請求項１から８のいずれかに記載の機械。
【請求項１０】
前記モータが、前記ヘッドロータの全てが実質的に同じ速度で回転するように、各ヘッドロータに実質的に同じ駆動を提供するように動作可能である請求項１から９のいずれかに記載の機械。
【請求項１１】
各マストが、外側スリーブと、前記スリーブ内で同軸的に延びているシャフトとを含み、前記スリーブに対して前記シャフト上に又は前記シャフトと共に、前記ヘッドロータが、回転のために取り付けられ、前記スリーブに対して軸方向に前記シャフトを調節することで、調節アセンブリが、前記ヘッドロータの前記翼又はブレードのピッチを変えるために動作可能である請求項１から１０のいずれかに記載の機械。
【請求項１２】
前記スリーブに対する前記シャフトの軸調節が、サーボモータ装置によって、達成され、前記サーボモータ装置が、出力部材を有し、前記出力部材が、連結系の第１の部分によって前記シャフトに接続され、前記連結系の第２の部分が、前記ヘッドロータの前記スリーブと各翼又はブレードとの間の接続を提供し、前記サーボモータ装置の作動が前記連結系の前記第１の部分を調節し、前記スリーブに対して前記シャフトを上昇又は下降させ、前記シャフトのこの相対的運動が、前記連結系の前記第２の部分の調節をもたらし、前記翼又はブレードを回転させ、それによってピッチを変える請求項２５に記載の機械。
【請求項１３】
前記マストに対して同軸的に取り付けられた２つの隣接した環状ディスクの固定された一つに、前記サーボモータ装置の出力部材が、前記連結系の第１の部分によって接続され、前記２つのディスクの他の一方が、回転可能で、前記連結系の第２の部分によって、前記ロータの各翼又はブレードに接続され、前記サーボモータ装置の作動が、前記連結系の前記第１の部分を調節し、隣接するディスクを前記マストに対して軸方向に動かし、この軸方向の移動が、前記連結系の前記第２の部分の調節をもたらし、前記翼又はブレードを回転させ、それによってピッチを変える請求項１２に記載の機械。
【請求項１４】
各主アーム又は舷外材が、細長い形態のものであり、例えば断面がチャネル形状、若しくは円形又は四角部分管状形態などのものなど管状形態であり、各主アーム又は舷外材が、荒い（ｒｏｂｕｓｔ）使用に対してもその形態を保持することができるのに十分に硬く強固であり、下記：
（ａ）エンジニアリングプラスチック材料、例えば、炭素繊維強化プラスチック材料などの繊維強化プラスチック材料など、好適な合成プラスチック材料；又は
（ｂ）アルミニウム合金又はチタン合金など、好適な軽金属合金、
からなり、
最も好都合なことには、前記それぞれのヘッドロータのための前記ドライブラインを収容する請求項３に記載の機械。
【請求項１５】
前記モータが、まっすぐな軸上に回転可能な出力シャフトを有し、前記出力シャフトが、各主アーム又は舷外材のための前記ドライブラインのそれぞれの回転可能な部材に駆動的に接続される出力部材を有し；前記出力部材が、ギアであり、各回転可能な部材が、前記ドライブラインの第１のギアシステムのギアであり、前記ドライブラインが、ドライブシャフトを更に含み、前記ドライブシャフトが、前記第１のギアシステムによって回転可能であり、前記主アーム又は舷外材から離れた端部において、前記ドライブラインの第２のギアシステムに、前記それぞれの主アーム又は舷外材を通って延び、前記第２のギアシステムが、それぞれのヘッドロータの前記マストの上のギア部材に駆動的に接続され、前記モータが、前記それぞれのドライブラインを通って、各ヘッドロータの同時回転のための駆動を提供することができる請求項１から１４のいずれかに記載の機械。
【請求項１６】
前記モータが、まっすぐな軸上に回転可能な出力シャフトを有し、前記出力シャフトが、各主アーム又は舷外材のための前記ドライブラインのそれぞれの回転可能な部材に駆動的に接続される出力部材を有し；前記モータの前記ドライブシャフトの前記出力部材が、ギアであり、前記ギアが、各ドライブラインのそれぞれの第１の滑車輪に駆動を付与し、各ドライブラインが、無端ケーブル又はベルトも含み、前記無端ケーブル又はベルトが、前記第１の滑車輪の周り、前記主アーム又は舷外材に沿って、離れた端部まで、前記マスト上のギア部材に駆動を付与する前記ドライブラインの第２の滑車輪の周りを通過し、前記モータが、前記それぞれのドライブラインを通って各ヘッドロータの同時回転のための駆動を提供することができる請求項１から１４のいずれかに記載の機械。
【国際調査報告】
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