特開 2024-56584 無人航空機の伝動装置

(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】P2024056584

(43)【公開日】2024-04-23

(54)【発明の名称】無人航空機の伝動装置

(51)【国際特許分類】

   B64D 31/14 20060101AFI20240416BHJP

   B64C 27/08 20230101ALI20240416BHJP

   B64D 27/04 20060101ALI20240416BHJP

   B64D 33/08 20060101ALI20240416BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20240416BHJP

【ＦＩ】

B64D31/14

B64C27/08

B64D27/04

B64D33/08

B64C39/02

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022163594

(22)【出願日】2022-10-11

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-12-19

(71)【出願人】

【識別番号】521197184

【氏名又は名称】アラセ・アイザワ・アエロスパシアル合同会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】荒瀬 国男

(57)【要約】

【課題】プロペラを駆動するアームが、エアクリーナやラジエタと干渉しないように配置できる無人航空機の伝動装置を提供する。
【解決手段】機体上部に第１乃至第４アームが配置され、プロペラが直列４気筒エンジンで駆動される無人航空機の伝動装置であって、クランク軸に取り付けられるドライブギアと、ドライブギアと螺合するクラッチ軸のドリブンギアと、クラッチ軸に直交するドライブ軸を駆動するベベルギアと、ベベルギアで駆動されるドライブ軸のベースギアと、ドライブ軸のメインギアとメインギアと螺合する左サブギアとメインギアと螺合する反転ギアと反転ギアに螺合する右サブギアとからなる頂部ギア列と、左サブギアに螺合し、第１、２アームを駆動する第１、第２ベベルギアと、右サブギアに螺合し、第３、４アームを駆動する第３、第４ベベルギアと、が備えられる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

機体上部に時計回りに第１アーム、第２アーム、第３アーム及び第４アームが配置され、前記各アームの先端のプロペラが直列４気筒エンジンで駆動される無人航空機の伝動装置であって、
前記直列４気筒エンジンのクランク軸に取り付けられるドライブギアと、
前記ドライブギアと螺合し、クラッチ軸に取り付けられるドリブンギアと、
遠心クラッチを介してクラッチ軸に取り付けられ、前記クラッチ軸に直交するドライブ軸を駆動するベベルギアと、
前記ベベルギアで駆動され、前記ドライブ軸に取り付けられるベースギアと、
前記ドライブ軸に取り付けられるメインギア、前記メインギアと螺合する左サブギア、前記メインギアと螺合する反転ギア、及び前記反転ギアに螺合する右サブギアからなる頂部ギア列と、
前記左サブギアに螺合し、前記第１アームと前記第２アームを駆動する第１ベベルギアならびに第２ベベルギアと、
前記右サブギアに螺合し、前記第３アームと前記第４アームを駆動する第３ベベルギアならびに第４ベベルギアと、
が備えられることを特徴とする無人航空機の伝動装置。

【請求項2】

前記直列４気筒エンジンは、前記クランク軸が機体の左右方向を向くように配置されることを特徴とする請求項１に記載の無人航空機の伝動装置。

【請求項3】

前記直列４気筒エンジンは、ピストンが横向きに配置されることを特徴とする請求項１に記載の無人航空機の伝動装置。

【請求項4】

エアクリーナが機体の上前方に配置され、ラジエタが機体の上後方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の無人航空機の伝動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は無人航空機の伝動装置に関し、より詳細には、機体上部から四方に伸びるプロペラ駆動用のアームの位置を高くしないでも、アームを機体上部に配置したラジエタ又はエアクリーナと干渉しないように配置できる無人航空機の伝動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例として、特許文献１の無人飛行体は２気筒エンジンである。２気筒エンジンから４気筒エンジンに変更して、新たな無人航空機（クァッドコプター）とする場合、エアクリーナとラジエタのサイズが大きくなって、プロペラ駆動用の４本のアームと干渉する。ドライプ軸の高さを高くして、アームの取付け位置を高くすれば、干渉は避けられるものの機体の高さが高くなる。機体の高さが高いと、機体を飛行場まで運ぶ運搬性や、機体下部への荷物や機器の搭載性が損なわれることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６９３２４１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、プロペラを駆動するアームが、エアクリーナやラジエタと干渉しないように配置できる無人航空機の伝動装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明による無人航空機の伝動装置は、機体上部に時計回りに第１アーム、第２アーム、第３アーム及び第４アームが配置され、前記各アームの先端のプロペラが直列４気筒エンジンで駆動される無人航空機の伝動装置であって、前記直列４気筒エンジンのクランク軸に取り付けられるドライブギアと、前記ドライブギアと螺合し、クラッチ軸に取り付けられるドリブンギアと、遠心クラッチを介してクラッチ軸に取り付けられ、前記クラッチ軸に直交するドライブ軸を駆動するベベルギアと、前記ベベルギアで駆動され、前記ドライブ軸に取り付けられるベースギアと、前記ドライブ軸に取り付けられるメインギア、前記メインギアと螺合する左サブギア、前記メインギアと螺合する反転ギア、及び前記反転ギアに螺合する右サブギアからなる頂部ギア列と、前記左サブギアに螺合し、前記第１アームと前記第２アームを駆動する第１ベベルギアならびに第２ベベルギアと、
前記右サブギアに螺合し、前記第３アームと前記第４アームを駆動する第３ベベルギアならびに第４ベベルギアと、が備えられることを特徴とする。

【0006】

前記直列４気筒エンジンは、前記クランク軸が機体の左右方向を向くように配置されることを特徴とする。

【0007】

前記直列４気筒エンジンは、ピストンが横向きに配置されることを特徴とする。

【0008】

エアクリーナが機体の上前方に配置され、ラジエタが機体の上後方に配置されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明による無人航空機の伝動装置は、ドライブ軸に取り付けられるメインギアと、メインギアと螺合するっ左サブギアと、メインギアと螺合する反転ギアと、反転ギアに螺合する右サブギアと、からなる頂部ギア列を設けたので、左側後方と左側前方に伸びる第１アームと第２アームと、右側前方と右側後方に伸びる第３アームと第４アームを左右方向に離して配置できる。第１アームと第４アームの間隔と、第２アームと第３アームの間隔を広くできるので、このスペースにエアクリーナやラジエタをアームと干渉しないように配置できる。

【0010】

直列４気筒エンジンは、クランク軸が機体の左右方向を向く配置としたので、機体の前後方向を向く配置と比べて、機体の左右バランスが取りやすい。

【0011】

直列４気筒エンジンは、ピストンを倒して横向きとしたので、即ちシリンダも横向きであり、（ピストン＆シリンダ、クランク軸）が（横向き、水平）にでき、（ピストン＆シリンダ、クランク軸）が（縦向き、水平）の場合に比べて、機体の高さを抑えることができる。

【0012】

エアクリーナを機体の上前方に配置し、ラジエタを機体の上後方に配置しても、ドライブ軸の高さを高くしないでもアームがエアクリーナやラジエタと干渉しないようにできる。機体の高さを抑えることができる。側面視で第２アームと第３アームは、エアクリーナの頂部より低い位置にできる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明による伝動装置を搭載した無人航空機の外観図である。

【図2】プロペラとアームとカバーとフットを外した機体の斜視図である。

【図3】図２の機体上部のギアを露出させた機体の斜視図である。

【図4】本発明による伝動装置の拡大斜視図である。

【図5】図３でプロペラとアームとフットを取付けた機体の斜視図である。

【図6】図５の平面図である。

【図7】図５の左側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明の無人航空機２００の伝動装置１００を詳しく説明する。

【実施例0015】

図１は、本発明による伝動装置１００を搭載した無人航空機２００の外観図である。無人航空機２００は、機体５の上部に４基のプロペラ６を備える。機体５の下部にはフット３８を有し、カバー３９で覆われている。機体５の平面視で、プロペラ６は、時計回りに第１プロペラ１、第２プロペラ２、第３プロペラ３及び第４プロペラ４からなる。プロペラ６は、機体５上部に略対角線上に配置される第１アーム７、第２アーム８、第３アーム９、第４アーム１０の先端に水平に回転するように設けられる。よって、クァドコプターとも呼ぶ。各プロペラ６は、２枚の羽根６ａを有し、隣接するプロペラとオーバラップし、折り畳み可能で、４基とも同じ高さに配置される。

【0016】

図２は、プロペラとアームとカバーとフットを外した機体５の斜視図である。エアクリーナ１１は機体５の上前方に配置される。ラジエタ１２は機体５の上後方に配置される。マフラー１３は機体５の後方に伸びる。直列４気筒エンジン１５は、クランク軸１４が機体５の左右方向を向くように配置される。第１アーム７と第２アーム８と第３アーム９と第４アーム１０は外してある。そのため、第１アーム７の連結部７ａが左後方に突出し、第２アーム８の連結部８ａが左前方に突出し、第３アーム９の連結部９ａが右前方に突出し、第４アーム１０の連結部１０ａが右後方に突出している。

【0017】

図３は、図２の機体上部のギアを露出させた機体５の斜視図である。左後方に突出した第１アーム７の連結部７ａと左前方に突出した第２アーム８の連結部８ａの根元部が、右前方に突出した第３アーム９の連結部９ａと右後方に突出した第４アーム１０の連結部１０ａの根元部から左右方向に離れるように構成した。これにより、左後方に突出する第１アーム７と右後方に突出する第４アーム１０がラジエタ１２にぶつからないよう配置できる。同様に、左前方に突出した第２アーム８と右前方に突出した第３アーム９がエアクリーナ１１にぶつからないよう配置できる。

【0018】

図４は、本発明による伝動装置１００の拡大斜視図である。直列４気筒エンジン１５により第１プロペラ１、第２プロペラ２、第３プロペラ３及び第４プロペラ４が駆動される。直列４気筒エンジン１５は、第１ピストン１６、第２ピストン１７、第３ピストン１８、第４ピストン１９を備える。各ピストンは横向きに配置され、これにより機体１５の高さを抑えることができる。クランク軸１４は、機体５の左右方向を向いて水平に配置される。クランク軸１４は、各ピストンの給気、圧縮、爆発、排気の運動により回転する。クランク軸１４には、ドライブギア２０が取り付けられ、クランク軸１４が回転すると回転する。

【0019】

クランク軸１４に併設される水平なクラッチ軸２３には、ドライブギア２０と螺合するドリブンギア２１が取り付けられる。ドライブギア２０に螺合するドリブンギア２１の回転が一定になると、内部の遠心クラッチ２２が作動し、従動ギア３７を回転させてクラッチ軸２３に取り付けられたるベベルギア２４を回転させる。ベベルギア２４が回転すると、クラッチ軸２３に直交する垂直なドライブ軸２５に取り付けられたベースギア２６が回転する。ベースギア２６が回転すると、ドライブ軸２５に取り付けられるメインギア２７が回転する。

【0020】

メインギア２７が回転すると、左サブドライブ軸２９に設けられたメインギア２７と螺合する左サブギア２８が回転する。同時に、メインギア２７と螺合する反転ギア３０も回転する。反転ギア３０が回転すると、反転ギア３０に螺合され、右サブドライブ軸３２に設けられた右サブギア３１も回転する。メインギア２７と左サブギア２８と反転ギア３０と右サブギア３１を頂部ギア列４０とする。メインギア２７から直接第１～第４アームを駆動するのではなく、左サブギア２８と右サブギア３１の２つに分散してアームを駆動できる。

【0021】

続いて左サブギア２８に螺合し、第１アーム７を駆動する第１ベベルギア３３が回転される。同様に左サブギア２８に螺合し、第２アーム８を駆動する第２ベベルギア３４が回転される。右サブギア３１に螺合し、第３アーム９を駆動する第３ベベルギア３５が回転される。同様に右サブギア３１に螺合し、第４アーム１０を駆動する第４ベベルギア３６が回転される。

【0022】

図５は、図３でプロペラとアームとフットを取付けた機体５の斜視図である。左後方に突出する第１アーム７と右後方に突出する第４アーム１０がラジエタ１２にぶつからないよう配置でき、左前方に突出した第２アーム８と右前方に突出した第３アーム９がエアクリーナ１１にぶつからないよう配置できる。

【0023】

図６は、図５の平面図である。メインギア２７と、メインギア２７と螺合するっ左サブギア２８と、メインギア２７と螺合する反転ギア３０と、反転ギア３０に螺合する右サブギア３１と、からなる頂部ギア列４０を設けた。これにより、左側後方と左側前方に伸びる第１アームと第２アームと、右側前方と右側後方に伸びる第３アームと第４アームを左右方向に離して配置できる。そのため、左後方に突出する第１アーム７と右後方に突出する第４アーム１０がラジエタ１２にぶつからないよう配置でき、左前方に突出した第２アーム８と右前方に突出した第３アーム９がエアクリーナ１１にぶつからないよう配置できる。

【0024】

図７は、図５の左側面図である。直列４気筒エンジン１５は、クランク軸１４が機体５の左右方向を向く配置としたので、機体５の左右バランスが取りやすい。直列４気筒エンジン１５は、ピストンを横向きとなるように配置したので、ピストンを縦向きに配置する場合に比べて、機体の高さを抑えることができる。エアクリーナ１１を機体５の上前方に配置し、ラジエタ１２を機体の上後方に配置したが、頂部ギア列４０によりドライブ軸２５の高さを高くしないでも、アームがエアクリーナ１１やラジエタ１２と干渉しないようにできる。側面視では第２アーム８は、エアクリーナ１１の頂部より低い位置にある。

【産業上の利用可能性】

【0025】

本発明は、プロペラ駆動用のアームの位置を高くしないでも、ラジエタやエアクリーナと干渉しないようにできる無人航空機の伝動装置として好適である。

【符号の説明】

【0026】

１ 第１プロペラ
２ 第２プロペラ
３ 第３プロペラ
４ 第４プロペラ
５ 機体
６ プロペラ
６ａ 羽根
７ 第１アーム
７ａ 連結部
８ 第２アーム
８ａ 連結部
９ 第３アーム
９ａ 連結部
１０ 第４アーム
１０ａ 連結部
１１ エアクリーナ
１２ ラジエタ
１３ マフラー
１４ クランク軸
１５ 直列４気筒エンジン
１６ 第１ピストン
１７ 第２ピストン
１８ 第３ピストン
１９ 第４ピストン
２０ ドライブギア
２１ ドリブンギア
２２ 遠心クラッチ
２３ クラッチ軸
２４ ベベルギア
２５ ドライブ軸
２６ ベースギア
２７ メインギア
２８ 左サブギア
２９ 左サブドライブ軸
３０ 反転ギア
３１ 右サブギア
３２ 右サブドライブ軸
３３ 第１ベベルギア
３４ 第２ベベルギア
３５ 第３ベベルギア
３６ 第４ベベルギア
３７ 従動ギア
３８ フット
３９ カバー
４０ 頂部ギア列
１００ 伝動装置
２００ 無人航空機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】