特開 2022-50049 ヘリコプター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022050049

(43)【公開日】2022-03-30

(54)【発明の名称】ヘリコプター

(51)【国際特許分類】

   B64C 27/82 20060101AFI20220323BHJP

   B64C 27/04 20060101ALI20220323BHJP

   B64D 29/00 20060101ALI20220323BHJP

【ＦＩ】

B64C27/82

B64C27/04

B64D29/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020156412

(22)【出願日】2020-09-17

(71)【出願人】

【識別番号】515229125

【氏名又は名称】伊藤 彰

(74)【代理人】

【識別番号】100076831

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 捷雄

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 彰

(57)【要約】      （修正有）

【課題】メインローターの吹き下ろしによって揺れ動く樹木等の地上物体がテールローターに接触してテールローターが破損する可能性を効果的に減らすことができるヘリコプターを提供する。
【解決手段】機体の上方で回転するメインローターと、機体の後端部で回転して前記メインローターの回転方向と反対方向の前記機体の回転を抑制するテールローターと、前記テールローターの回転面及び外周を一体に覆って前記テールローターに接近する地上物体を押し退けることが可能なカバー部材と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

機体の上方で回転するメインローターと、
機体の後端部で回転して前記メインローターの回転方向と反対方向の前記機体の回転を抑制するテールローターと、
前記テールローターの回転面及び外周を一体に覆って前記テールローターに接近する地上物体を押し退けることが可能なカバー部材と、を有することを特徴とするヘリコプター。

【請求項2】

前記カバー部材は、前記テールローターの外周を環状に覆ってダクトを形成するダクト部材を有することを特徴とする請求項１に記載のヘリコプター。

【請求項3】

補助翼及び垂直尾翼が前記ダクト部材に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のヘリコプター。

【請求項4】

前記カバー部材は、格子を外側に向かって凸なドーム型に成形したドーム部の外周の縁に連結用フランジが接続されたドーム部材を有することを特徴とする請求項１のヘリコプター。

【請求項5】

前記カバー部材は、金網を外側に向かって凸なドーム型に成形したドーム部の外周の縁に連結用フランジが接続されたドーム部材を有することを特徴とする請求項１のヘリコプター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、テールローターに接近する地上物体を押し退けることが可能なカバー部材をテールローターの回転面及び外周を一体に覆って設けたヘリコプターに関する。

【背景技術】

【0002】

ヘリコプターは、エンジンを搭載して操縦席を設けられた機体の上方にメインローターを配置し、機体の後端部にテールローターを配置している。テールローターは、その回転に伴って水平方向の推力を機体に作用して、メインローターの回転に伴って機体に作用するメインローターの回転方向と反対方向のトルクを打ち消して、機体の回転を抑制する。

【0003】

特許文献１に記載されるように、ヘリコプターの飛行中やホバリング中にテールローターが破損すると、機体の操縦が困難になって墜落事故に至る場合がある。特許文献２に記載されるヘリコプターは、テールローターの外周を覆って環状（円筒状）のダクトを設けているため、ヘリコプターの飛行中やホバリング中に、テールローターに鳥や樹木等の地上物体が接触し難くなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６－３１２６９９号公報

【特許文献2】特開２０１６－１６５９９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

山岳救助活動や山間地の荷揚げげに使用されるヘリコプターは、山岳斜面の木々の枝に近接した位置でホバリングしたり、上昇／下降したり、着陸／離陸したりする場合がある。

【0006】

このとき、メインローターの吹き下ろしによって地上の樹木の枝が大きく揺動して、枝先がテールローターに接触する可能性がある。そして、高速で回転するテールローターに太い枝が接触すると、テールローターが破損することがある。

【0007】

特許文献２に記載された環状（円筒状）のダクトは、このような場合に、樹木の枝先がテールローターに接近したり、接触したりする可能性を減らすことができる。が、テールローターに接近する枝先を押し退けることはできない。

【0008】

本発明は、メインローターの吹き下ろしによって揺れ動く樹木等の地上物体がテールローターに接触してテールローターが破損する可能性を効果的に減らすことができるヘリコプターを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の目的を達成するために本発明のヘリコプターは、機体の上方で回転するメインローターと、機体の後端部で回転して前記メインローターの回転方向と反対方向の前記機体の回転を抑制するテールローターと、前記テールローターの回転面及び外周を一体に覆って前記テールローターに接近する地上物体を押し退けることが可能なカバー部材と、を有することを特徴とする。

【0010】

そして、請求項２の発明は、前記カバー部材は、前記テールローターの外周を環状に覆ってダクトを形成するダクト部材を有することを特徴とする。

【0011】

そして、請求項３の発明は、補助翼及び垂直尾翼が前記ダクト部材に設けられていることを特徴とする。

【0012】

そして、請求項４の発明は、前記カバー部材は、格子を外側に向かって凸なドーム型に成形したドーム部の外周の縁に連結用フランジが接続されたドーム部材を有することを特徴とする。

【0013】

そして、請求項５の発明は、前記カバー部材は、金網を外側に向かって凸なドーム型に成形したドーム部の外周の縁に連結用フランジが接続されたドーム部材を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明のヘリコプターによれば、メインローターの吹き下ろしによって揺れ動く樹木等の地上物体がテールローターに接近した際に、カバー部材がバンパーのように物体を押し退けて、或いはカバー部材が地上物体から押し退けられて、結果的に地上物体がテールローターへ接触することを阻止する。このため、地上物体がテールローターに接触してテールローターが破損する可能性を効果的に減らすことができる。

【0015】

請求項２のヘリコプターによれば、ダクト部材によって強度の高い、したがって地上物体の押し退け効果が高いカバー部材を形成することができる。

【0016】

請求項３のヘリコプターによれば、テールローターと機体の本体との間に補助翼及び垂直尾翼を設ける必要が無いため、ヘリコプターの機体の長さを小さくして機体を中心とするテールローターの回転範囲を狭くすることができる。

【0017】

請求項４、５のヘリコプターによれば、ドーム部材がアーチ型に強度を高められた面で地上物体に接触するので、テールローターの気流に対する抵抗が低くて地上物体との接触に強い強固なカバー部材が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施の形態１のヘリコプターの構成の説明図であって、カバー部材を機体の後端部に固定したヘリコプターの側面図である。

【図2】実施の形態１のヘリコプターの構成の説明図であって、カバー部材を機体の後端部に固定したヘリコプターの平面図である。

【図3】図１のカバー部材の構成の説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図4】実施の形態２のヘリコプターの構成の説明図であって、ダクト部材を有するカバー部材を設けたヘリコプターの側面図である。

【図5】実施の形態２のヘリコプターの構成の説明図であって、ダクト部材を有するカバー部材を設けたヘリコプターの平面図である。

【図6】図４のカバー部材の構成の説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、添付した図面を参照して、本発明のヘリコプターの実施の形態を詳細に説明する。

【0020】

＜実施の形態１＞
図１に示すように、実施の形態１のヘリコプター１の機体２は、本体２ａの後側にテールブーム２ｄが設けられている。機体２は、本体の２ａの上方に２枚のローター３ｂ、３ｂを有するメインローター３が設けられ、機体２の後端部、テールブーム２ｄの先端に２枚のローター６ｂ、６ｂを有するテールローター６が設けられている。

【0021】

本体２ａの先頭側に操縦席２ｃが設けられ、操縦席２ｃからは、フロントウインドウ２ｅを通じた正面側の広い視野が確保されている。本体２ａの側面に出入口２ｂが設けられ、ドア２ｆによって開閉可能に覆われている。本体２ａの下面に着陸用のスキッド５が設けられている。スキッド５は、車輪を設けた引き込み脚等に置き換えてもよい。

【0022】

ヘリコプター１は、本体２ａの上空でメインローター３を回転して発生させた揚力Ｆ１、Ｆ１を利用して機体２を空中に浮揚させて上昇及び下降させる。メインローター３が回転すると、メインローター３の流線型の断面に沿って空気が流れて、メインローター３の断面に揚力Ｆ１、Ｆ１が発生する。メインローター３が回転して発生した揚力Ｆ１、Ｆ１によってメインローター３が上昇し、シャフト３ａを介して機体２が空中へ持ち上げられる。

【0023】

ヘリコプター１は、メインローター３を傾けることにより、メインローター３の揚力Ｆ１、Ｆ１の一部を推進力として利用して、水平方向の飛行速度や飛行方向を制御している。このため、メインローター３のシャフト３ａの周辺は、メインローター３を制御するための複雑な機構を含んでいるが、ここでは、簡略化して図示した。

【0024】

ヘリコプター１は、メインローター３の直径の外側に位置させて、テールブーム２ｄの先端側にテールローター６を設けている。テールローター６は、後述するように、メインローター３の回転に伴って機体２に作用する水平面内のトルクを打ち消すために装備されている。

【0025】

ヘリコプター１の駆動機構４は、本体２ａの後側にエンジン４ａを格納している。エンジン４ａの駆動力は、メインギヤボックス４ｂを経由し、テールギヤボックス４ｃで分岐してシャフト３ａ及びテールドライブシャフト４ｄに伝達される。エンジン４ａの駆動力は、その大部分がシャフト３ａを経由してメインローター３に伝達され、残りの部分がテールドライブシャフト４ｄ、ローターギヤボックス４ｅを経由してテールローター６に伝達される。

【0026】

実施の形態１では、メインローター３及びテールローター６の速度比は一定であって、エンジン４ａの回転数が一定に制御されるとき、メインローター３及びテールローター６の回転数はそれぞれ一定となる。このため、テールローター６は、傾き角度（ピッチ）を調整することにより、揚力Ｆ１、Ｆ１と推力Ｆ２、Ｆ２のバランスを変更させて、操縦者の意図する飛行状態を保っている。

【0027】

なお、テールローター６の駆動は、メインローター３の駆動から独立させて、別のエンジン又はモーターで行ってもよい。テールローター６の制御は、機体２の回転を検知して自動的にテールローター６の回転速度を変化させて推力Ｆ２、Ｆ２を調整する自動制御としてもよい。

【0028】

補助翼７は、断面形状が流線型の翼型であって、テールブーム２ｄの両側面から突出させて設けられている。補助翼７は、気流に対する断面の迎え角度を調整可能であって、ヘリコプター１の前進中に揚力を発生して機体２を持ち上げ、メインローター３で発生させる揚力Ｆ１の負担を軽減している。一方、垂直尾翼８は、断面形状が流線型の翼型であって、実施の形態１では垂直安定板のみの垂直尾翼８となっており、テールブーム２ｄの上下面から突出させて設けられている。垂直尾翼８は、飛行中のヘリコプター１の機体２の空中姿勢を安定させる。

【0029】

図２に示すように、メインローター３が矢印Ｒ１方向に回転すると、メインローター３の反力により、機体２には、メインローター３の回転面と平行な面内で機体２を矢印Ｒ２方向に回転させようとする回転力が作用する。機体２の矢印Ｒ２方向の回転を止めるために、テールブーム２ｄの後端側にテールローター６を設けている。テールローター６は、テールドライブシャフト４ｄの回転をローターギヤボックス４ｅで９０度方向転換してテールローター６を垂直な回転面で回転させる。これにより、機体２の矢印Ｒ２方向と反対方向の推力Ｆ２、Ｆ２を発生させている。テールローター６による水平方向の推力Ｆ２、Ｆ２は、メインローター３の回転に伴って機体２に作用する矢印Ｒ２方向（水平方向）のトルクを打ち消して、機体２の回転を抑制する。

【0030】

ところで、テールローター６は、操縦席２ｃから後方へ大きく離れた位置で回転しているので、機体２が回転した際に操縦席２ｃから見えない位置で樹木等の地上物体に接触する可能性がある。そこで、実施の形態１では、テールローター６にカバー部材１０を設けている。カバー部材１０は、テールローター６の回転面の両側及び外周を一体に覆って、テールローター６に接近する地上物体をバンパーのように押圧して押しのけることが可能である。

【0031】

図３（ａ）に示すように、カバー部材１０は、テールブーム２ｄにドーム部材１２を取り付けた後に、ローターギヤボックス４ｅのシャフト６ａをテールローター６の駆動ジョイント６ｃに連結し、その後、ドーム部材１２にドーム部材１１を連結して組み立てられている。

【0032】

ドーム部材１２の内側には取付板１２ｃが固定されている。取付板１２ｃの孔６ｄにローターギヤボックス４ｅのシャフト６ａが挿入される。ドーム部材１２は、取付板１２ｃの孔１２ｅにねじ１２ｄを挿入してテールブーム２ｄの雌ねじ１２ｆに締め付けることにより、テールブーム２ｄに取り付けられる。

【0033】

ドーム部材１２は、ドーム型に成形されたアルミニウムパイプの格子の上にステンレスの金網を被せて一体のドーム部１２ａを形成し、ドーム部１２ａの外周の縁に連結用フランジ１２ｂが接続されている。

【0034】

ドーム部材１１は、ドーム型に成形されたアルミニウムパイプの格子の上にステンレスの金網を重ねて一体のドーム部１１ａを形成し、ドーム部１１ａの外周の縁に連結用フランジ１１ｂが接続されている。

【0035】

ドーム部材１１は、連結用フランジ１１ｂの孔１１ｅにねじ１１ｄを挿入し、連結用フランジ１２ｂの雌ねじ１１ｆに締め付けることにより、ドーム部材１２に連結されている。

【0036】

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、図１に示すように、補助翼７及び垂直尾翼８は、メインローター３が形成する吹き下ろし（ダウンウォッシュ）の影響を軽減するために、メインローター３とカバー部材１０の間に設けられている。

【0037】

これに対して、実施の形態２では、図４に示すように、補助翼１７及び垂直尾翼１８は、メインローター３が形成する吹き下ろし（ダウンウォッシュ）の影響を軽減するために、カバー部材２０の上に設けられている。

【0038】

実施の形態２は、補助翼１７、垂直尾翼１８、及びカバー部材２０以外は、実施の形態１と同様に構成されているため、図４、５中、実施の形態１と共通する構成には図１、２と共通の符号を付して重複する説明を省略する。

【0039】

図４、図５に示すように、実施の形態２では、テールローター６にカバー部材２０を設けている。カバー部材２０は、テールローター６の外周を環状に覆ってダクトを形成するダクト部材２３と、ダクト部材２３の両端に連結されてテールローター６の回転面の両側を覆うドーム部材２１、２２と、を有する。このため、カバー部材２０は、テールローター６の回転面の両側及び外周を一体に覆って、テールローター６に接近する地上物体をバンパーのように押圧して押しのけることが可能である。

【0040】

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、テールブーム２ｄの後端に円筒状のダクト部材２３が固定されている。実施の形態２では、エンジンから独立した駆動モーター１９によってテールローター６が駆動されている。駆動モーター１９は、環状のフランジに十字型のフレームを連結したモーター取付部材２４の中心に固定され、駆動モーター１９のシャフト６ａにテールローター６が連結されている。

【0041】

カバー部材２０は、ダクト部材２３の一端（背面側）にモーター取付部材２４及びドーム部材２２を取り付けた後に、ダクト部材２３の他端（正面側）にドーム部材２１を連結して組み立てられている。

【0042】

ドーム部材２２は、ドーム型に成形されたアルミニウムパイプの格子の上にステンレスの金網を被せて一体のドーム部２２ａを形成し、ドーム部２２ａの外周の縁に連結用フランジ２２ｂが接続されている。

【0043】

ドーム部材２１は、ドーム型に成形されたアルミニウムパイプの格子の上にステンレスの金網を重ねて一体のドーム部２１ａを形成し、ドーム部２１ａの外周の縁に連結用フランジ２１ｂが接続されている。

【0044】

ドーム部材２２及びモーター取付部材２４は、連結用フランジ２２ｂの孔２２ｅ及びモーター取付部材２４の孔２４ｅにねじ２２ｄを挿入してダクト部材２３の雌ねじ２３ｆに締め付けることにより、ダクト部材２３に連結されている。

【0045】

ドーム部材２１は、連結用フランジ２１ｂの孔２１ｅねじ２１ｄを挿入してダクト部材２３の雌ねじ２３ｆに締め付けることにより、ダクト部材２３に連結されている。

【0046】

実施の形態２では、補助翼１７及び垂直尾翼１８がダクト部材２３に設けられているので、図１に示す実施の形態１よりもヘリコプターの全長を短く設計して、狭い場所でも着陸や荷揚げが可能なヘリコプターを提供することができる。

【産業上の利用可能性】

【0047】

本発明のヘリコプターは、テールローターに接近する樹木の枝等をカバー部材によって押し退けることが可能であるから、テールローターに樹木の枝等を巻き込んでテールローターを破損する可能性が低くなる。したがって、山岳救助や被災地救助に伴うヘリコプターの遭難事故が少なくなって、救助作業環境の選択幅が広くなり、救助作業の能率を高めることができる。

【0048】

本発明のヘリコプターは、上述した実施の形態には限らない。カバー部材は、格子のみで形成してもよく、金網のみで形成してもよい。カバー部材の組み立てはねじには限らない。ワンタッチの留め金や溶接で組み立てられてもよい。

【符号の説明】

【0049】

１ ヘリコプター
２ 機体
２ａ 本体
２ｂ 出入口
２ｃ 操縦席
２ｄ テールブーム
２ｅ フロントウインドウ
２ｆ ドア
３ メインローター
３ａ シャフト
３ｂ ローター
４ 駆動機構
４ａ エンジン
５ スキッド
６ テールローター
６ａ シャフト
６ｂ ローター
６ｃ 駆動ジョイント
６ｄ 孔
１０、２０ カバー部材
１１、１２ ドーム部材
１１ａ、１２ａ ドーム部
１２ｃ 取付板
１１ｂ、１２ｂ 連結用フランジ
１１ｄ、１２ｄ ねじ
１１ｅ、１２ｅ 孔
１１ｆ、１２ｆ 雌ねじ
１９ 駆動モーター
２１、２２ ドーム部材
２１ａ、２２ａ ドーム部
２１ｂ、２２ｂ 連結用フランジ
２１ｄ、２２ｄ ねじ
２１ｅ、２２ｅ 孔
２３ ダクト部材
２３ｆ 雌ねじ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】