特許 6578057 プロペラおよびそれによって推進される輸送機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6578057

(24)【登録日】2019年8月30日

(45)【発行日】2019年9月18日

(54)【発明の名称】プロペラおよびそれによって推進される輸送機器

(51)【国際特許分類】

   B64C 27/20 20060101AFI20190909BHJP

   B64C 27/06 20060101ALI20190909BHJP

   B64C 11/20 20060101ALI20190909BHJP

   B64C 11/18 20060101ALI20190909BHJP

   B63H 5/16 20060101ALI20190909BHJP

【ＦＩ】

   B64C27/20

   B64C27/06

   B64C11/20

   B64C11/18

   B63H5/16 E

【請求項の数】11

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2018-518193(P2018-518193)

(86)(22)【出願日】2017年4月27日

(86)【国際出願番号】JP2017016799

(87)【国際公開番号】WO2017199724

(87)【国際公開日】20171123

【審査請求日】2018年8月20日

(31)【優先権主張番号】特願2016-100616(P2016-100616)

(32)【優先日】2016年5月19日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101351

【弁理士】

【氏名又は名称】辰巳 忠宏

(72)【発明者】

【氏名】水野 健太

(72)【発明者】

【氏名】吉原 正典

【審査官】 諸星 圭祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１８２７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３２８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−９７２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−３６１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第７１７２４７７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１３−１３９２４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６３Ｈ ５／１６

Ｂ６４Ｃ １１／００−１１／５０

Ｂ６４Ｃ ２７／００−２７／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハブと、
前記ハブから放射状に延びる複数のブレードと、
前記複数のブレードのそれぞれの外端部に接続されるガードとを備え、
前記ガードは、前記ブレードと同一の材料からなる第１部材と、前記ブレードとは異なる材料からなる第２部材とを含み、
前記第１部材は、前記複数のブレードのそれぞれと一体に形成され、前記複数のブレードのそれぞれの前記外端部から隣りの前記ブレードの前記外端部へ向かって外側に凸の円弧状に延び、
前記第２部材は、前記第１部材の内周面に形成されかつ前記第１部材よりも曲げ弾性率が高い、プロペラ。

【請求項2】

前記第１部材はリング状に形成される、請求項１に記載のプロペラ。

【請求項3】

前記第２部材はリング状に形成される、請求項２に記載のプロペラ。

【請求項4】

前記第１部材は、前記複数のブレードのそれぞれと一体に形成される複数の第１部材片を含み、前記複数の第１部材片は不連続に形成される、請求項１に記載のプロペラ。

【請求項5】

前記第２部材は、前記第１部材の内周面において周方向に不連続に形成される複数の第２部材片を含む、請求項１、２または４のいずれかに記載のプロペラ。

【請求項6】

前記第１部材は前記第２部材の内周面にも形成される、請求項１から５のいずれかに記載のプロペラ。

【請求項7】

前記第２部材は前記第１部材の内部に形成される、請求項６に記載のプロペラ。

【請求項8】

前記第２部材の外側にある前記第１部材の外周面の摩擦係数は、前記第２部材における前記第１部材との接触面の摩擦係数より小さい、請求項１から７のいずれかに記載のプロペラ。

【請求項9】

請求項１から８のいずれかに記載のプロペラによって推進される、輸送機器。

【請求項10】

請求項１から８のいずれかに記載のプロペラによって推進される、ヘリコプタ。

【請求項11】

請求項１から８のいずれかに記載のプロペラによって推進される、ボート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明はプロペラに関し、より特定的には、ガードを有するプロペラおよびそれによって推進される輸送機器に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の従来技術の一例として、特許文献１には、安全リングが取り付けられたプロペラおよびそれを備えたヘリコプタが開示されている。このプロペラは、プロペラの中心から外方に延びる４つのブレードと、４つの枢動部を有する安全リングとを含む。４つのブレードはそれぞれ、プロペラの中心から遠位にある遠位端部を有する。安全リングは、４つの枢動部のそれぞれが４つのブレードのそれぞれの遠位端部を受けるようにブレードに取り付けられる。このように、安全リングが取り付けられることによって、ブレードの遠位端部で手や目をひっかくことを防止できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２００５−５０８２３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に示すプロペラでは、プロペラが回転したときに、プロペラの回転にともなって生じる遠心力によって、安全リングが外方へ引っ張られる。したがって、安全リングのうち、ブレードの遠位端部に取り付けられていない箇所は、外方へ膨らむように変形してしまう。これによって、プロペラの回転速度を上げると、空気抵抗の増大や振動等が生じ、プロペラを本来のように回転させることが困難になる。
それゆえにこの発明の主たる目的は、プロペラの回転時にガードの変形を抑制できる、プロペラおよびそれによって推進される輸送機器を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この発明の或る見地によれば、ハブと、ハブから放射状に延びる複数のブレードと、複数のブレードのそれぞれの外端部に接続されるガードとを備え、ガードは、ブレードと同一の材料からなる第１部材と、ブレードとは異なる材料からなる第２部材とを含み、第１部材は、複数のブレードのそれぞれと一体に形成され、複数のブレードのそれぞれの外端部から隣りのブレードの外端部へ向かって外側に凸の円弧状に延び、第２部材は、第１部材の内周面に形成されかつ第１部材よりも曲げ弾性率が高い、プロペラが提供される。

【0006】

この発明では、第１部材は、複数のブレードのそれぞれ（すべてのブレード）と一体に形成されるので、第１部材はいずれのブレードからも分離しない。したがって、プロペラが回転したときにガードに遠心力が加わっても、第１部材のうち各ブレードとの接続箇所が外方に変位することが抑制される。また、ガードが、第１部材よりも曲げ弾性率が高い第２部材を含むことによって、ガードが第１部材のみからなる場合よりもガードの剛性を大きくできる。しかも、第２部材は第１部材の内周面に形成される。したがって、プロペラが回転したとき、発生する遠心力によって、第２部材は外方にすなわち第１部材に押し付けられるように力を受けるので、第２部材が第１部材から分離してしまうことを防止でき、ガードの高剛性を確実に維持できる。その結果、プロペラが回転したときに、ガードが遠心力によって外方に膨らむように変形することを確実に抑制できる。このように、第１部材が複数のブレードのそれぞれと一体に形成されるとともに、第１部材の内周面に曲げ弾性率が高い第２部材が形成されることによって、プロペラが回転したときに、確実にガードの変形を抑制でき、プロペラが受ける空気抵抗の増大およびプロペラの振動を抑制することができる。

【0007】

ここで、「曲げ弾性率」とは、曲げ変形のしにくさを表す物性値をいう。

【0008】

好ましくは、第１部材はリング状に形成される。この場合、複数のブレードのそれぞれと一体に形成された第１部材によって、すべてのブレードの外端部同士をつないでいるので、ブレードの外端部が揺動してピッチ角（ブレードの回転軸に垂直な面に対するブレードの角度）が増減することを抑制できる。これによって、プロペラの回転によって得られる推進力または送風量の制御が複雑になることを防止できる。

【0009】

また好ましくは、第２部材はリング状に形成される。この場合、ブレードに対してガードの剛性をさらに高めることができる。これによって、プロペラが回転したときに、ガードが遠心力によって変形してしまうことをさらに抑制できる。

【0010】

さらに好ましくは、第１部材は、複数のブレードのそれぞれと一体に形成される複数の第１部材片を含み、複数の第１部材片は不連続に形成される。この場合、第１部材がリング状に形成される場合よりも、第１部材の総全長を小さくできる。したがって、プロペラを軽くでき、回転慣性モーメントを小さくできる。これによって、プロペラが回転したときに発生する遠心力が小さくなり、ガードの変形を抑制することができる。また、第１部材の使用量を減らすことができ、コストを削減することができる。

【0011】

好ましくは、第２部材は、第１部材の内周面において周方向に不連続に形成される複数の第２部材片を含む。この場合、第２部材がリング状に形成される場合よりも、第２部材の総全長を小さくできる。したがって、プロペラを軽くでき、回転慣性モーメントを小さくできる。これによって、プロペラが回転したときに発生する遠心力が小さくなり、ガードの変形を抑制することができる。また、第２部材の使用量を減らすことができ、コストを削減することができる。

【0012】

また好ましくは、第１部材は第２部材の内周面にも形成される。この場合、第１部材によって第２部材の内周面と外周面とを挟んでいるので、ガードの外方から力を受けた場合でも、第２部材が第１部材から分離してしまうことを防止できる。これによって、プロペラが回転したときに、さらに確実にガードの変形を抑制することができる。

【0013】

さらに好ましくは、第２部材は第１部材の内部に形成される。この場合、第２部材が外部に露出しないので、ガードがどの方向に力を受けた場合でも、第２部材が第１部材から分離してしまうことを防止できる。これによって、プロペラが回転したときに、さらに確実にガードの変形を抑制することができる。

【0014】

好ましくは、第２部材の外側にある第１部材の外周面の摩擦係数は、第２部材における第１部材との接触面の摩擦係数より小さい。プロペラの回転中に第２部材の外側にある第１部材の外周面（ガードの外周面）に物体が接触したときに、プロペラの回転数低下を抑制するためには、当該第１部材の外周面の摩擦係数は小さい方が好ましい。また、第２部材が第１部材から分離してしまうことを抑制するためには、第２部材における第１部材との接触面の摩擦係数は大きい方が好ましい。したがって、第２部材の外側にある第１部材の外周面の摩擦係数を、第２部材における第１部材との接触面の摩擦係数よりも小さくすることで、第２部材の外側にある第１部材の外周面（ガードの外周面）に物体が接触してもプロペラを元の回転数に素早く戻すことができる。

【0015】

プロペラによって推進されるヘリコプタやボートなどの輸送機器は、プロペラを回転させることで推進力を得ているが、プロペラにガードを取り付けてプロペラを高速回転させると、ガードが変形しやすくなる。したがって、この発明に係るプロペラは、プロペラによって推進されるヘリコプタやボートなどの輸送機器に好適に用いることができる。

【発明の効果】

【0016】

この発明によれば、プロペラの回転時にガードの変形を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】この発明の一実施形態に係るプロペラを備えたヘリコプタを示す側面図である。

【図2】この発明の一実施形態に係るプロペラを示す斜視図である。

【図3】この発明の一実施形態に係るプロペラを示す平面図である。

【図4】図３のＡ−Ａ線端面図である。

【図5】図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図6】この発明の他の実施形態に係るプロペラを示す斜視図である。

【図7】この発明のその他の実施形態に係るプロペラを示す斜視図である。

【図8】この発明のさらにその他の実施形態に係るプロペラを示す斜視図である。

【図9】ガードの他の例を示す断面図である。

【図10】ガードのその他の例を示す断面図である。

【図11】ガードのさらにその他の例を示す断面図である。

【図12】ガードの他の例を示す断面図である。

【図13】ガードのその他の例を示す断面図である。

【図14】この発明の一実施形態に係るプロペラを備えたボートを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。

【0019】

図１に、この発明の一実施形態であるプロペラ１６を、輸送機器の一例である無人ヘリコプタ（以下、ヘリコプタという）１０のメインロータとして用いた場合を示す。

【0020】

図１を参照して、ヘリコプタ１０は、メインボディ１２、マスト１４、プロペラ１６、テールボディ１８およびテールロータ２０を含む。

【0021】

メインボディ１２は、フレーム２２、ボディカバー２４、脚部２６，２８、一対のスキッド３０（図１では左側のスキッド３０のみ図示）、およびアンダーカバー３２を含む。

【0022】

テールボディ１８およびボディカバー２４は、フレーム２２に支持される。

【0023】

脚部２６および２８はそれぞれ、正面視逆Ｕ字状に形成され、フレーム２２に支持される。

【0024】

一対のスキッド３０は、左右に並ぶように脚部２６および２８に取り付けられる。具体的には、一方側（左側）のスキッド３０は、脚部２６，２８の一方側（左側）の部分に取り付けられ、他方側（右側）のスキッド３０（図示せず）は、脚部２６，２８の他方側（右側）の部分に取り付けられる。

【0025】

アンダーカバー３２は、テールボディ１８およびメインフレーム２２に取り付けられる。

【0026】

マスト１４は、ボディカバー２４から上方に突出するようにかつ回転可能に設けられる。マスト１４の上端部に、プロペラ１６が固定される。これにより、マスト１４とプロペラ１６とが一体的に回転する。テールボディ１８は略円筒形状を有し、メインボディ１２よりも後方に延びる。テールボディ１８の前端部は、ボディカバー２４内においてフレーム２２の後端部に支持される。テールロータ２０は、テールボディ１８の後端部に回転可能に設けられる。

【0027】

ヘリコプタ１０はさらに、駆動源３４、トランスミッション３６、ドライブシャフト３８および制御装置４０を含む。駆動源３４およびトランスミッション３６は、ボディカバー２４に収容される。

【0028】

駆動源３４は、プロペラ１６の下方においてフレーム２２の前端部に支持される。駆動源３４としては、たとえばエンジンやモータが用いられる。

【0029】

トランスミッション３６は、駆動源３４の後方においてフレーム２２に支持される。トランスミッション３６は、駆動源３４に連結される。トランスミッション３６にマスト１４の下端部が連結される。プロペラ１６は、駆動源３４からトランスミッション３６およびマスト１４を介して伝達される駆動力に基づいて回転する。プロペラ１６を回転させることによって、ヘリコプタ１０を推進させることができる。

【0030】

トランスミッション３６から後方に延びるようにドライブシャフト３８が設けられる。ドライブシャフト３８は、メインボディ１２内およびテールボディ１８内を前後方向に延びる。テールロータ２０は、ドライブシャフト３８の後端部に連結される。テールロータ２０は、駆動源３４からトランスミッション３６およびドライブシャフト３８を介して伝達される駆動力に基づいて回転する。

【0031】

制御装置４０は、フレーム２２に設けられ、ヘリコプタ１０に搭載される種々の装置を制御する。

【0032】

以下、プロペラ１６について詳細に説明する。

【0033】

図２および図３を参照して、プロペラ１６は、円盤状のハブ４２と、複数（この実施形態では、５つ）のブレード４４と、ガード４６とを含む。

【0034】

ハブ４２は、回転軸であるマスト１４に連結される。

【0035】

複数のブレード４４は、ハブ４２の周方向に等間隔に配置され、各ブレード４４は、略短冊状に形成され、ハブ４２の外側面からハブ４２の径方向（放射状）に延び、ガード４６に接続される。各ブレード４４は、正のピッチ角を有するように形成され、矢印Ｘで示す時計廻り方向に回転する。

【0036】

図４をも参照して、各ブレード４４は、正圧面４８と負圧面５０とを含む。ブレード４４が回転する際に、正圧面４８は正圧を受け、負圧面５０は負圧を受ける。正圧面４８は、ブレード４４の一方主面（図２，図３では、下面）であり、負圧面５０は、ブレード４４の他方主面（図２，図３では、上面）である。負圧面５０は、回転方向前側の前縁部５２から回転方向後側の後縁部５４に向かって、凸状に湾曲される。また、負圧面５０は、前縁部５２と後縁部５４との間における中央よりも前縁部５２寄りに凸状の頂点が位置するように湾曲する。

【0037】

このような各ブレード４４において、ハブ４２の外側面に接続される内端部５６およびガード４６側の外端部５８は、ともに正のピッチ角を有し（後縁部５４から前縁部５２に向けて斜め上方に延び）、かつ内端部５６側のピッチ角は外端部５８側のピッチ角より大きい。すなわち、ハブ４２の軸方向に垂直な面に対する傾きが、ブレード４４の内端部５６より外端部５８の方が小さくなるように、各ブレード４４は捩じれた形状を有する。

【0038】

図２、図３および図５を参照して、ガード４６は、ブレード４４と同一の材料からなる第１部材６０と、ブレード４４とは異なる材料からなる第２部材６２とを含み、複数のブレード４４のそれぞれの外端部５８に接続される。なお、ハブ４２、第１部材６０および第２部材６２は、同心円状に形成される。第２部材６２の外周面は、第１部材６０の内周面と接している。第２部材６２は、第１部材６０よりも曲げ弾性率が高く、したがって第１部材６０よりも曲げ変形しにくい。また、第１部材６０の外周面（すなわち、ガード４６の外周面）の摩擦係数は、第２部材６２における第１部材６０との接触面の摩擦係数よりも小さい。たとえば、ブレード４４および第１部材６０として樹脂を、第２部材６２としてＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）を、それぞれ用いることができる。

【0039】

第１部材６０は、複数のブレード４４のそれぞれの外端部５８から隣りのブレード４４の外端部５８へ向かって外側に凸の円弧状（ハブ４２の周方向）に延び、この実施形態では、リング状かつ縦断面短冊状に形成される。複数のブレード４４のそれぞれの外端部５８は、第１部材６０の内周面に設けられ、第１部材６０は、複数のブレード４４のそれぞれ（すべてのブレード４４）と一体に形成される。このとき、第１部材６０の軸方向において、各ブレード４４の外端部５８は、第１部材６０からはみ出ることなく設けられる。

【0040】

第２部材６２は、リング状かつ縦断面短冊状に形成され、第１部材６０の内周面に接するように形成される。第２部材６２の軸方向において、第２部材６２の高さＨ２は、第１部材６０の高さＨ１よりも小さく、第２部材６２の一端部と第１部材６０の一端部との間隔Ｃ１と、第２部材６２の他端部と第１部材６０の他端部との間隔Ｃ２とは、略等しくされる。したがって、第２部材６２の軸方向において、第２部材６２は、第１部材６０からはみ出ることなく形成される。また、第２部材６２は、第１部材６０の内周面のうち、各ブレード４４の外端部５８と接続されている箇所には形成されない。なお、第２部材６２の軸方向において、各ブレード４４の外端部５８は、第２部材６２からはみ出ることなく形成される。すなわち、各ブレード４４は、第２部材６２を貫通している。

【0041】

このようなプロペラ１６によって推進されるヘリコプタ１０によれば、第１部材６０は、複数のブレード４４のそれぞれ（すべてのブレード４４）と一体に形成されるので、第１部材６０はいずれのブレード４４からも分離しない。したがって、プロペラ１６が回転したときにガード４６に遠心力が加わっても、第１部材６０のうち各ブレード４４との接続箇所が外方に変位することが抑制される。また、ガード４６が、第１部材６０よりも曲げ弾性率が高い第２部材６２を含むことによって、ガード４６が第１部材６０のみからなる場合よりもガード４６の剛性を大きくできる。しかも、第２部材６２は第１部材６０の内周面に接するように形成される。したがって、プロペラ１６が回転したとき、発生する遠心力によって、第２部材６２は外方にすなわち第１部材６０に押し付けられるように力を受けるので、第２部材６２が第１部材６０から分離してしまうことを防止でき、ガード４６の高剛性を確実に維持できる。その結果、プロペラ１６が回転したときに、ガード４６（第１部材６０）が遠心力によって外方に膨らむように変形することを確実に抑制できる。このように、第１部材６０が複数のブレード４４のそれぞれと一体に形成されるとともに、第１部材６０の内周面に曲げ弾性率が高い第２部材６２が形成されることによって、プロペラ１６が回転したときに、確実にガード４６の変形を抑制でき、プロペラ１６が受ける空気抵抗の増大およびプロペラ１６の振動を抑制することができる。

【0042】

複数のブレード４４のそれぞれと一体に形成された第１部材６０によって、すべてのブレード４４の外端部５８同士をつないでいるので、ブレード４４の外端部５８が揺動してピッチ角が増減することを抑制できる。これによって、プロペラ１６の回転によって得られる推進力の制御が複雑になることを防止できる。

【0043】

第２部材６２はリング状に形成されるので、ブレード４４に対してガード４６の剛性をさらに高めることができる。これによって、プロペラ１６が回転したときに、ガード４６が遠心力によって変形してしまうことをさらに抑制できる。ガード４６では、第1部材６０および第２部材６２がともにリング状（全周）に形成されており、ガード４６の剛性を大きく高めることができるので、この効果が顕著となる。

【0044】

第２部材６２の外側にある第１部材６０の外周面（ガード４６の外周面）の摩擦係数を、第２部材６２における第１部材６０との接触面の摩擦係数よりも小さくすることで、第２部材６２の外側にある第１部材６０の外周面（ガード４６の外周面）に物体が接触しても、プロペラ１６の回転数低下を抑制できるので、プロペラ１６を元の回転数に素早く戻すことができる。

【0045】

プロペラによって推進されるヘリコプタは、プロペラを回転させることで推進力を得ているが、プロペラにガードを取り付けてプロペラを高速回転させると、ガードが変形しやすくなる。したがって、この発明に係るプロペラ１６は、プロペラによって推進されるヘリコプタ１０に好適に用いることができる。

【0046】

ついで、図６を参照して、この発明の他の実施形態のプロペラ１６ａについて説明する。

【0047】

プロペラ１６ａは、ガード４６の代わりにガード４６ａを用いる点で、図２に示すプロペラ１６と異なり、ガード４６ａは、リング状に形成された第２部材６２の代わりに、分割構造を有する第２部材６２ａを用いる点で、ガード４６と異なる。

【0048】

ガード４６ａの第２部材６２ａは、ブレード４４とは異なる材料からなり、すべての隣り合うブレード４４間においてハブ４２の周方向に延びる複数（この実施形態では、５つ）の第２部材片６４ａを含む。各第２部材片６４ａは、薄い短冊状に形成され、各ブレード４４の外端部５８と第１部材６０との接続箇所近傍を除いて、円弧状に湾曲しかつ第１部材６０の内周面に接するように形成される。このように複数の第２部材片６４ａは、第１部材６０の内周面において周方向に不連続に形成される。すなわち、第２部材６２ａは、すべてのブレード４４の外端部５８と第１部材６０との接続箇所近傍の複数（この実施形態では、５つ）の箇所Ｇで分断されている。言い換えれば、第２部材６２ａは、リング状に形成された第２部材６２を、各ブレード４４の外端部５８と第１部材６０との接続箇所近傍で分断したものに相当する。プロペラ１６ａの他の構成については、プロペラ１６と同様であるので、その重複する説明は省略する。

【0049】

このようなプロペラ１６ａによれば、第２部材６２ａは、第２部材６２よりも総全長を小さくできる。したがって、プロペラ１６ａをプロペラ１６よりも軽くでき、回転慣性モーメントを小さくできる。これによって、プロペラ１６ａが回転したときに発生する遠心力が小さくなり、ガード４６ａの変形を抑制することができる。また、第２部材６２ａの使用量を減らすことができ、コストを削減することができる。

【0050】

プロペラ１６ａが回転したときのガード４６ａの変形を抑制するために必要な最小限の箇所にのみ第２部材６２ａを装着することによって、プロペラ１６ａをより軽くでき、コストをさらに削減できる。

【0051】

第２部材６２ａは、第１部材６０と一体的に形成されてもよく、また、第１部材６０の成形後に第１部材６０に接着等によって取り付けられてもよい。

【0052】

つぎに、図７を参照して、この発明のその他の実施形態のプロペラ１６ｂについて説明する。

【0053】

プロペラ１６ｂは、リング状に形成されたガード４６の代わりに、分割構造のガード４６ｂを用いる点で、図２に示すプロペラ１６と異なる。

【0054】

ガード４６ｂは、ブレード４４と同一の材料からなる分割構造の第１部材６０ｂと、ブレード４４とは異なる材料からなる分割構造の第２部材６２ｂとを含み、複数のブレード４４のそれぞれの外端部５８に接続される。

【0055】

第１部材６０ｂは、複数のブレード４４のそれぞれの外端部５８から隣のブレード４４の外端部５８へ向かって外側に凸の円弧状（ハブ４２の周方向）に延びる複数（この実施形態では、５つ）の第１部材片６６ｂを含む。各第１部材片６６ｂは、薄い短冊状に形成され、円弧状に湾曲し、対応するブレード４４に一体に形成される。この実施形態では、各第１部材片６６ｂと対応するブレード４４とは、第１部材片６６ｂの一端側にブレード４４の外端部５８を位置させて、略Ｌ字状を呈するように一体に形成される。このような第１部材片６６ｂと隣の第１部材片６６ｂとの間には隙間があり、隣り合う第１部材片６６ｂ同士は接続されず、複数の第１部材片６６ｂは不連続に形成される。すなわち、第１部材６０ｂは、すべてのブレード４４の外端部５８と第１部材６０ｂとの接続箇所近傍の複数（この実施形態では、５つ）の箇所Ｇ１で分断されている。言い換えれば、第１部材６０ｂは、リング状に形成された第１部材６０を、各ブレード４４の外端部５８と第１部材６０との接続箇所近傍で分断したものに相当する。

【0056】

第２部材６２ｂは、すべての隣り合うブレード４４間においてハブ４２の周方向に延びる複数（この実施形態では、５つ）の第２部材片６４ｂを含む。各第２部材片６４ｂは、薄い短冊状に形成され、対応する第１部材片６６ｂとブレード４４の外端部５８との接続箇所近傍を除いて、円弧状に湾曲しかつ対応する第１部材片６６ｂの内周面に接するように形成される。このように複数の第２部材片６４ｂは、第１部材６０ｂの内周面において周方向に不連続に形成される。すなわち、第２部材６２ｂは、すべてのブレード４４の外端部５８と第１部材６０ｂとの接続箇所近傍の複数（この実施形態では、５つ）の箇所Ｇ２で分断されている。言い換えれば、第２部材６２ｂは、リング状に形成された第２部材６２を、各ブレード４４の外端部５８と第１部材６０との接続箇所近傍で分断したものに相当する。

【0057】

プロペラ１６ｂの他の構成については、プロペラ１６と同様であるので、その重複する説明は省略する。

【0058】

このようなプロペラ１６ｂによれば、第１部材６０ｂおよび第２部材６２ｂはそれぞれ、第１部材６０および第２部材６２よりも総全長を小さくできる。したがって、プロペラ１６ｂをプロペラ１６よりもさらに軽くでき、回転慣性モーメントを小さくできる。これによって、プロペラ１６ｂが回転したときに発生する遠心力がさらに小さくなり、ガード４６ｂの変形を抑制することができる。また、第１部材６０ｂおよび第２部材６２ｂの使用量を減らすことができ、コストをさらに削減することができる。

【0059】

ブレード４４と第１部材片６６ｂと第２部材片６４ｂとを含むユニットごとの成形が可能となる。当該ユニットを必要数（この実施形態では、５つ）用意し、ハブ４２の軸方向に対して開閉可能にハブ４２に取り付けることによって、折りたたみ構造とすることもできる。

【0060】

つぎに、図８を参照して、この発明のさらにその他の実施形態のプロペラ１６ｃについて説明する。

【0061】

プロペラ１６ｃは、リング状に形成されたガード４６の代わりに、分割構造のガード４６ｃを用いる点で、図２に示すプロペラ１６と異なる。

【0062】

ガード４６ｃは、ブレード４４と同一の材料からなる分割構造の第１部材６０ｃと、ブレード４４とは異なる材料からなる分割構造の第２部材６２ｃとを含み、複数のブレード４４のぞれぞれの外端部５８に接続される。

【0063】

第１部材６０ｃは、複数のブレード４４のそれぞれの外端部５８から両隣のブレード４４の外端部５８へ向かって外側に凸の円弧状（ハブ４２の周方向）に延びる複数（この実施形態では、５つ）の第１部材片６６ｃを含む。各第１部材片６６ｃは、薄い短冊状に形成され、円弧状に湾曲し、対応するブレード４４に一体に形成される。この実施形態では、各第１部材片６６ｃと対応するブレード４４とは、第１部材片６６ｃの中央部にブレード４４の外端部５８を位置させて、略Ｔ字状を呈するように一体に形成される。このような第１部材片６６ｃと隣の第１部材片６６ｃとの間には隙間があり、隣り合う第１部材片６６ｃ同士は接続されず、複数の第１部材片６６ｃは不連続に形成される。すなわち、第１部材６０ｃは、すべての隣り合うブレード４４間の複数（この実施形態では、５つ）の箇所Ｇ３で分断されている。言い換えれば、第１部材６０ｃは、リング状に形成された第１部材６０を、すべての隣り合うブレード４４間で分断したものに相当する。

【0064】

第２部材６２ｃは、ハブ４２の周方向に延びる複数（この実施形態では、５つ）の第２部材片６４ｃを含む。各第２部材片６４ｃは、薄い短冊状に形成され、対応する第１部材片６６ｃとブレード４４の外端部５８との接続箇所を除いて、円弧状に湾曲しかつ対応する第１部材片６６ｃの内周面に接するように形成される。このようにして複数の第２部材片６４ｃは、第１部材６０ｃの内周面において周方向に不連続に形成される。すなわち、第２部材６２ｃは、すべての隣り合うブレード４４間の複数（この実施形態では、５つ）の箇所Ｇ３で分断されている。言い換えれば、第２部材６２ｃは、リング状に形成された第２部材６２を、すべての隣り合うブレード４４間で分断したものに相当する。

【0065】

プロペラ１６ｃの他の構成については、プロペラ１６と同様であるので、その重複する説明は省略する。

【0066】

このようなプロペラ１６ｃによれば、第１部材６０ｃおよび第２部材６２ｃはそれぞれ、第１部材６０および第２部材６２よりも総全長を小さくできる。したがって、プロペラ１６ｃをプロペラ１６よりもさらに軽くでき、回転慣性モーメントを小さくできる。これによって、プロペラ１６ｃが回転したときに発生する遠心力がさらに小さくなり、ガード４６ｃの変形を抑制することができる。また、第１部材６０ｃおよび第２部材６２ｃの使用量を減らすことができ、コストをさらに削減することができる。

【0067】

ブレード４４と第１部材片６６ｃと第２部材片６４ｃとを含むユニットごとの成形が可能となる。当該ユニットを必要数（この実施形態では、５つ）用意し、ハブ４２の軸方向に対して開閉可能にハブ４２に取り付けることによって、折りたたみ構造とすることもできる。

【0068】

上述の実施形態では、ガードは、第１部材と第２部材とを有する２層構造であったが、これに限定されない。

【0069】

上述の各実施形態において、図９に示すような３層構造のガード４６ｄが用いられてもよい。図９は、隣り合うブレード４４間におけるガード４６ｄの断面を示している。ガード４６ｄでは、第１部材６０ｄ１の内周面に接するように第２部材６２ｄが形成され、さらに第２部材６２ｄの内周面にも接するように第１部材６０ｄ２が形成される。すなわち、第１部材６０ｄ１が第２部材６２ｄの外周面を覆うように形成され、第１部材６０ｄ２が第２部材６２ｄの内周面を覆うように形成される。図９では図示されていないが、第１部材６０ｄ１と第１部材６０ｄ２とは少なくとも一部で相互に接続される。たとえば、第１部材６０ｄ２とブレード４４との接続箇所近傍において、第１部材６０ｄ１と第１部材６０ｄ２とは、第２部材６２ｄを貫通するように相互に接続される。

【0070】

ガード４６ｄによれば、相互に接続された第１部材６０ｄ１，６０ｄ２によって、第２部材６２ｄの内周面と外周面とを挟んでいるので、ガード４６ｄの外方から力を受けても、第２部材６２ｄが第１部材６０ｄ１，６０ｄ２から分離してしまうことを防止できる。これによって、プロペラが回転したときに、さらに確実にガード４６ｄの変形を抑制することができる。なお、ガード４６ｄでは、良好な回転バランスを維持するため、第１部材６０ｄ１と第１部材６０ｄ２との接続箇所は周方向に対称に形成されることが好ましく、当該接続箇所は２箇所以上であることが好ましい。

【0071】

また、上述の各実施形態において、図１０に示すような３層構造のガード４６ｅが用いられてもよい。図１０は、隣り合うブレード４４間におけるガード４６ｅの断面を示している。ガード４６ｅでは、第１部材６０ｅが、第２部材６２ｅの外周面、内周面および上端部に接するように形成される。すなわち、ガード４６ｅでは、第１部材６０ｅが、第２部材６２ｅの外周面、内周面および上端部を覆うように形成される。

【0072】

ガード４６ｅによれば、ガード４６ｅが上下方向から力を受けても、第２部材６２ｅが第１部材６０ｅから分離してしまうことを防止できる。

【0073】

さらに、上述の各実施形態において、図１１に示すような３層構造のガード４６ｆが用いられてもよい。図１１は、隣り合うブレード４４間におけるガード４６ｆの断面を示している。ガード４６ｆでは、第２部材６２ｆの周囲が第１部材６０ｆに接するように形成される。すなわち、ガード４６ｆでは、第２部材６２ｆが第１部材６０ｆの内部に形成される。たとえば、第１部材６０ｆの一部を予め成形しておくことで、第２部材６２ｆを外部に露出することなく第１部材６０ｆの内部に形成できる。

【0074】

ガード４６ｆによれば、第２部材６２ｆは外部に露出しないので、ガード４６ｆがどの方向に力を受けても、第２部材６２ｆが第１部材６０ｆから分離してしまうことを防止できる。

【0075】

また、上述の各実施形態において、図１２に示すようなガード４６ｇが用いられてもよい。図１２は、隣り合うブレード４４間におけるガード４６ｇの断面を示している。ガード４６ｇでは、繊維状の第２部材６２ｇが、第１部材６０ｇの内部において周方向に延びるように形成される。

【0076】

ガード４６ｇによれば、第２部材６２ｇは外部に露出しないので、ガード４６ｇがどの方向に力を受けても、第２部材６２ｇが第１部材６０ｇから分離してしまうことを防止できる。この場合、第２部材６２ｇとして、炭素繊維を用いてもよい。

【0077】

上述の各実施形態において、図１３に示すようなガード４６ｈが用いられてもよい。図１３は、隣り合うブレード４４間におけるガード４６ｈの断面を示している。ガード４６ｈでは、第１部材６０ｈは、その上端部および下端部に形成される突部６１ａ，６１ｂを有し、突部６１ａ，６１ｂは、第２部材６２ｈの上端面と下端面とを覆うように形成される。さらに、ガード４６ｈでは、第１部材６０ｈが、第２部材６２ｈの外周面、上端部および下端部に接するように形成される。

【0078】

ガード４６ｈによれば、第１部材６０ｈの突部６１ａ，６１ｂによって、第２部材６２ｈの上端面と下端面とを挟んでいるので、ガード４６ｈの外方から力を受けても、第２部材６２ｈが第１部材６０ｈから分離してしまうことを防止できる。これによって、プロペラが回転したときに、さらに確実にガード４６ｈの変形を抑制することができる。

【0079】

さらに、上述の各実施形態において、ブレードおよびガードは、あらかじめ形成された第２部材を金型に装填しておいてブレードおよび第１部材を一体成形するインサート成形によって、形成されてもよい。

【0080】

上述の実施形態では、この発明に係るプロペラが無人ヘリコプタのメインロータとして用いられる場合について説明したが、これに限定されない。この発明に係るプロペラは、無人ヘリコプタのテールロータとして用いられてもよく、また、有人ヘリコプタのメインロータやテールロータとして用いられてもよい。さらに、この発明に係るプロペラは、マルチコプタのロータとして用いられてもよい。

【0081】

また、図１４に、プロペラ１６によって推進されるボート１０ａを示す。プロペラによって推進されるボートは、プロペラを回転させることで推進力を得ているが、プロペラにガードを取り付けてプロペラを高速回転させると、ガードが変形しやすくなる。したがって、この発明に係るプロペラ１６は、プロペラによって推進されるボート１０ａに好適に用いることができる。なお、図６〜図８に示すプロペラ１６ａ〜１６ｃや、図９〜図１３に示すガード４６ｄ〜４６ｈが、図１４に示すボート１０ａに適用されてもよい。

【0082】

この発明に係るプロペラは、ヘリコプタやボートの他、プロペラによって推進される任意の輸送機器に適用できる。

【0083】

上述の実施形態では、ブレードは正のピッチ角を有するように形成され、プロペラは矢印Ｘで示す時計廻り方向に回転する場合について説明したが、これに限定されない。この発明は、ブレードが負のピッチ角を有するように形成され、プロペラが反時計廻り方向に回転する場合にも適用できる。

【0084】

図７に示す実施形態では、隣り合う第１部材片６６ｂ同士は接続されず、複数の第１部材片６６ｂは不連続に形成され、図８に示す実施形態では、隣り合う第１部材片６６ｃ同士は接続されず、複数の第１部材片６６ｃは不連続に形成されているが、これに限定されない。この発明では、少なくとも１つの不連続な箇所がある（第１部材が少なくとも１箇所で分断される）ように、１または複数の第１部材片が形成されてもよい。

【0085】

また、図７に示す実施形態において、少なくともプロペラ１６ｂの回転時には、隣り合う第１部材片６６ｂ同士が繋がって第１部材６０ｂがリング状に形成されてもよい。図８に示す実施形態においても同様である。

【0086】

以上、この発明の好ましい実施形態について説明されたが、この発明の範囲および精神を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能であることは明らかである。この発明の範囲は、添付された請求の範囲のみによって限定される。

【符号の説明】

【0087】

１０ 無人ヘリコプタ
１０ａ ボート
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ プロペラ
２０ テールロータ
４２ ハブ
４４ ブレード
４６，４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅ，４６ｆ，４６ｇ，４６ｈ ガード
５８ ブレードの外端部
６０，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ１，６０ｄ２，６０ｅ，６０ｆ，６０ｇ，６０ｈ 第１部材
６２，６２ａ、６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅ，６２ｆ，６２ｇ，６２ｈ 第２部材
６４ａ，６４ｂ，６４ｃ 第２部材片
６６ｂ，６６ｃ 第１部材片

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】