特許 7507354 モータユニット、及び飛行体

(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】

(24)【登録日】2024-06-20

(45)【発行日】2024-06-28

(54)【発明の名称】モータユニット、及び飛行体

(51)【国際特許分類】

   B64C 27/605 20060101AFI20240621BHJP

   B64D 27/24 20240101ALI20240621BHJP

   B64C 27/04 20060101ALI20240621BHJP

【ＦＩ】

B64C27/605

B64D27/24

B64C27/04

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021534570

(86)(22)【出願日】2020-05-28

(86)【国際出願番号】 JP2020021203

(87)【国際公開番号】W WO2021014755

(87)【国際公開日】2021-01-28

【審査請求日】2023-03-01

(31)【優先権主張番号】P 2019135639

(32)【優先日】2019-07-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2020073134

(32)【優先日】2020-04-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 大資

(72)【発明者】

【氏名】山口 修

【審査官】塚本 英隆

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１１８９４１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｃ ２７／６０５

Ｂ６４Ｄ ２７／２４

Ｂ６４Ｃ ２７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブレードを回転させる動力を発生させるモータと、
前記ブレードのピッチ角を変更するピッチ角変更機構と、を備えるモータユニットであって、
前記モータは、
ステータと、
前記ステータの外側に位置し、前記ブレードが連結されるロータ
と、を有し、
前記ピッチ角変更機構は、
変位可能な一つの変位部材を有し、
前記変位部材の一部は、前記ステータの内側に位置し、
前記ピッチ角変更機構は、サイクリックピッチ制御を行い、
前記ピッチ角変更機構は、
前記ブレードに連結され、前記ブレードと共に前記ロータの回転中心となる軸心を中心に回転する回転部材と、
支持面を含み、前記支持面で前記回転部材を支持する支持部材と
を有し、
前記回転部材及び前記支持部材のうちの少なくとも一方が、前記変位部材であり、
前記ピッチ角変更機構は、
前記支持部材を回転可能に支持するボールジョイントを更に有し、
前記ボールジョイントの一部が、前記ステータの内側に位置する、
モータユニット。

【請求項2】

前記ピッチ角変更機構は、前記変位部材として、
前記ロータの回転中心となる軸心に沿う方向に移動する移動部材を有する、
請求項１に記載のモータユニット。

【請求項3】

前記ステータの内側に位置し、前記ロータの回転中心を規定するシャフトを更に備え、
前記移動部材の一部は、前記ステータと前記シャフトとの間に位置する、
請求項２に記載のモータユニット。

【請求項4】

前記モータは、
前記シャフトを回転可能に支持する軸受を更に備え、
前記軸受の一部は、前記ステータの内側に位置する、
請求項３に記載のモータユニット。

【請求項5】

前記移動部材は、前記ロータと共に前記軸心を中心に回転し、
前記ピッチ角変更機構は、
前記移動部材を前記軸心方向に移動させるレバーを更に有する、
請求項２～４のいずれか１項に記載のモータユニット。

【請求項6】

前記レバーが、前記変位部材である、
請求項５に記載のモータユニット。

【請求項7】

前記ロータは、
前記軸心方向において、前記ステータに対向する対向部を有し、
前記ピッチ角変更機構は、
前記移動部材と前記ブレードとを連結する少なくとも一つの連結部材を更に有し、
前記連結部材は、前記対向部を貫通する、
請求項２～６のいずれか１項に記載のモータユニット。

【請求項8】

前記ピッチ角変更機構は、前記一つの連結部材として、
複数の連結部材を有する、
請求項７に記載のモータユニット。

【請求項9】

前記ロータは、
前記移動部材の前記軸心方向の移動をガイドするガイド部を有する、
請求項２～８のいずれか１項に記載のモータユニット。

【請求項10】

前記ピッチ角変更機構は、
前記移動部材の動力源を更に有し、
前記動力源の一部は、前記ステータの内側に位置する、
請求項２～９のいずれか１項に記載のモータユニット。

【請求項11】

前記ブレードを更に備える、
請求項１～１０のいずれか１項に記載のモータユニット。

【請求項12】

請求項１１に記載のモータユニットと、
前記モータユニットが取り付けられた本体と、を備える、
飛行体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、モータユニット及び飛行体に関する。本開示は、詳しくは、ブレードのピッチ角を変更する機構を備えたモータユニット及びこのモータユニットを備えた飛行体に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、マルチコプタが開示されている。このマルチコプタの駆動部は、電動モータとロータヘッドユニットとからなる。ロータヘッドユニットは、ロータヘッドと可変ピッチ機構とを有している。ロータヘッドは、電動モータの上方に向かって突出した出力軸の上端でブレードを支持する。可変ピッチ機構は、ブレードのピッチ角を変化させる。可変ピッチ機構は、ピッチプレート、ピッチプレートボス、ピッチレバー及びサーボモータにより構成されている。ピッチプレート及びピッチプレートボスは、出力軸の外周に装着されている。電動モータの上面には、サーボマウントプレートが取り付けられている。ピッチレバー及びサーボモータは、サーボマウントプレート上に取り付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１８５９４５号公報

【発明の概要】

【0004】

上述したマルチコプタの駆動部は、可変ピッチ機構を構成する、ピッチプレート、ピッチプレートボス、ピッチレバー及びサーボモータの各部材が、電動モータの上方に位置している。ブレードは可変ピッチ機構のさらに上方に位置している。このため、駆動部は、電動モータの出力軸の軸心方向において大型になりやすい。

【0005】

本開示は、上記事由に鑑みてなされたものである。本開示は、モータの軸心方向における大型化を抑制できるモータユニット及び飛行体を提供することを目的とする。

【0006】

本開示の一態様に係るモータユニットは、ブレードを回転させる動力を発生させるモータと、ブレードのピッチ角を変更するピッチ角変更機構とを備える。モータは、ステータと、ステータの外側に位置し、ブレードが連結されるロータとを有する。ピッチ角変更機構は、変位可能な一つの変位部材を有する。変位部材の一部は、ステータの内側に位置する。

【0007】

また、ピッチ角変更機構は、サイクリックピッチ制御を行ってもよい。

【0008】

また、モータユニットは、以下に示す構成を有してもよい。ピッチ角変更機構は、回転部材と、支持部材とを有する。回転部材は、ブレードに連結され、ブレードと共にロータの回転中心となる軸心を中心に回転する。支持部材は、支持面を含み、支持面で回転部材を支持する。回転部材及び支持部材のうちの少なくとも一方が、変位部材である。

【0009】

また、モータユニットは、以下に示す構成を有してもよい。ピッチ角変更機構は、ボールジョイントを更に有する。ボールジョイントは、支持部材を回転可能に支持する。ボールジョイントの一部が、ステータの内側に位置する。

【0010】

また、モータユニットは、以下に示す構成を有してもよい。ピッチ角変更機構は、変位部材として、移動部材を有する。移動部材は、ロータの回転中心である軸心に沿う方向に移動する。

【0011】

また、モータユニットは、以下に示す構成を有してもよい。モータユニットは、シャフトを更に備える。シャフトは、ステータの内側に位置し、ロータの回転中心を規定する。移動部材の一部は、ステータとシャフトとの間に位置する。

【0012】

また、モータユニットは、以下に示す構成を有してもよい。モータは、軸受を更に備える。軸受は、シャフトを回転可能に支持する。軸受の一部は、ステータの内側に位置する。

【0013】

また、モータユニットは、以下に示す構成を有してもよい。移動部材は、ロータと共に軸心を中心に回転する。ピッチ角変更機構は、移動部材を軸心方向に移動させるレバーを更に有する。

【0014】

また、レバーが、変位部材であることが好ましい。

【0015】

また、モータユニットは、以下に示す構成を有してもよい。ロータは、対向部を有する。対向部は、軸心方向において、ステータに対向する。ピッチ角変更機構は、少なくとも一つの連結部材を更に有する。連結部材は、移動部材とブレードとを連結する。連結部材は、対向部を貫通する。

【0016】

また、ピッチ角変更機構は、一つの連結部材として、複数の連結部材を有することが好ましい。

【0017】

また、モータユニットは、以下に示す構成を有することが好ましい。ロータは、ガイド部を有する。ガイド部は、移動部材の軸心方向の移動をガイドする。

【0018】

また、モータユニットは、以下に示す構成を有することが好ましい。ピッチ角変更機構は、移動部材の動力源を更に有する。動力源の一部は、ステータの内側に位置する。

【0019】

また、モータユニットは、ブレードを更に備えることが好ましい。

【0020】

本開示の一態様に係る飛行体は、モータユニットと、本体とを備える。モータユニットが本体に取り付けられる。

【0021】

上記態様に係るモータユニット及び飛行体にあっては、モータの軸心方向における大型化を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、第１実施形態のモータユニットを示す斜視図である。

【図2】図２は、同上のモータユニットを備えた飛行体の斜視図である。

【図3】図３は、同上のモータユニットが備えたブレードのピッチ角を最大にした状態を示し、モータユニットの一部を断面で示した斜視図である。

【図4】図４は、同上のモータユニットの分解斜視図である。

【図5】図５は、同上のモータユニットであって、ブレードが図１に示す状態から９０度回転した状態を示した斜視図である。

【図6】図６は、同上のモータユニットのブレードのピッチ角を最小にした状態を示し、モータユニットの一部を断面で示した斜視図である。

【図7】図７は、同上のモータユニットのブレード及びロータの一部の図示を省略した斜視図である。

【図8】図８は、変形例のモータユニットの断面図である。

【図9】図９は、第２実施形態のモータユニットを示す斜視図である。

【図10】図１０は、同上のモータユニットが備えたスワッシュプレートを最大限上昇させた状態を示し、モータユニットの一部を断面で示した斜視図である。

【図11】図１１は、同上のモータユニットのスワッシュプレートを最大限下降させた状態を示し、モータユニットの一部を断面で示した斜視図である。

【図12】図１２は、同上のモータユニットのスワッシュプレートを傾けた状態を示し、モータユニットの一部を断面で示した斜視図である。

【図13】図１３は、同上のモータユニットの分解斜視図である。

【図14】図１４は、同上のモータユニットを備えた飛行体の斜視図である。

【図15】図１５は、同上のモータユニットを備えた他例の飛行体の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、モータユニットと、このモータユニットを備えた飛行体とについて説明する。

【0024】

（１）第１実施形態
まず、第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態のモータユニット２を示す斜視図である。図１に示すモータユニット２は、モータ２１を備えている。以下、モータ２１を第１モータ２１という。第１モータ２１は、ブレード（プロペラ）３の動力源として用いられ、ブレード３を回転させる動力を発生させる。モータユニット２は、少なくとも１つのブレード３を更に備えている。ブレード３は、第１モータ２１で発生した動力により回転し得る。

【0025】

図２は、第１実施形態のモータユニット２を備えた飛行体１の斜視図である。飛行体１は、回転翼として利用されるモータユニット２を複数有した回転翼機である。飛行体１は、自律的な飛行又は遠隔操縦による飛行を行い得る無人航空機である。飛行体１は、大型であり、農薬散布、輸送等に用いることができる。なお、飛行体１のサイズは限定されず、飛行体１は、例えば、小型であってもよい。

【0026】

飛行体１は、本体１０と、複数のモータユニット２とを備えている。すなわち、飛行体１は、複数のモータユニット２を有するマルチロータ（マルチコプタ）である。飛行体１は、四つのモータユニット２を備えている。飛行体１が備えるモータユニット２の数は、限定されず、二つ又は三つであってもよいし、五つ以上であってもよい。飛行体１は、モータユニット２を一つだけ備えるシングルロータであってもよい。

【0027】

飛行体１は、モータユニット２と同数のアーム１１を更に備えている。すなわち、飛行体１は、四つのアーム１１を備えている。複数のアーム１１は、複数のモータユニット２にそれぞれ一対一で対応している。各アーム１１は、棒状に形成されている。各モータユニット２は、対応するアーム１１を介して本体１０に連結されている。

【0028】

本体１０は、例えば、筐体１２、フライトコントローラ及び電源を備える。フライトコントローラ及び電源は、筐体１２に内蔵される。なお、フライトコントローラ及び電源は、全部又は一部が筐体１２の外面に取り付けられてもよい。

【0029】

フライトコントローラは、例えば、制御装置と複数のセンサとを有する。制御装置は、例えば、マイクロコントローラである。制御装置は、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを有する。制御装置は、メモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、飛行体１の飛行を制御する。複数のセンサは、加速度センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサ、気圧センサ（高度計）、ＧＰＳセンサ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）及びイメージセンサを含み得る。制御装置は、複数のセンサにより取得したデータに基づき、各モータユニット２（詳しくは、第１モータ２１及び後述するモータ５２）を制御し、飛行体１の飛行方向、飛行速度、飛行姿勢等を制御する。

【0030】

フライトコントローラによる各モータユニット２の制御は、例えば、ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を介して行われる。ＥＳＣは、本体１０に設けられてもよいし、各モータユニット２に設けられてもよい。電源は、フライトコントローラ及び複数のモータユニット２に電力を供給する。電源は、例えば、リチウムポリマ電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等のバッテリである。本体１０は、リモートコントローラ、又はカメラ装置等を更に有してもよい。本体１０は、パーソナルコンピュータ等の外部機器と通信を行う通信装置を更に有してもよい。

【0031】

飛行体１の飛行時において、各モータユニット２が備えるロータ２３の回転中心となる軸心２３９は鉛直方向と概ね平行になる。モータユニット２が備えるブレード３はロータ２３の上側に配置される。本開示では、ロータ２３の回転中心となる軸心２３９が延伸する方向（軸心２３９と平行な方向）を上下方向と規定し、ロータ２３からブレード３に向かう方向を上方、ブレード３からロータ２３に向かう方向を下方と規定する。本開示では、モータユニット２について、ロータ２３の回転中心である軸心２３９からロータ２３の外周面に向かう方向を外側と規定し、ロータ２３の外周面からロータ２３の回転中心である軸心２３９に向かう方向を内側と規定する。また、本開示における「軸心」は、回転運動する物体の回転中心となる仮想の直線である。

【0032】

図１に示すモータユニット２は、ブラシレスモータからなる第１モータ２１を備えている。第１モータ２１は、ブラシ付きモータであってもよい。図３は、第１実施形態のモータユニット２が備えたブレード３のピッチ角を最大にした状態を示し、モータユニット２の一部を断面で示した斜視図である。図３に示すように、第１モータ２１は、ステータ２２と、ロータ２３とを有している。第１モータ２１は、アウタロータ型のモータである。すなわち、ロータ２３は、ステータ２２の外側に位置している。ロータ２３は、ステータ２２の外周面に僅かな隙間を介して対向している。

【0033】

モータユニット２は、ベース４を更に備えている。ベース４は、アーム１１に連結されている。ベース４には、ステータ２２が固定されている。ベース４は、ロータ２３を回転可能に支持している。

【0034】

図４は、第１実施形態のモータユニット２の分解斜視図である。図４に示すように、ベース４は、ベースプレート４０を有している。ベースプレート４０は、厚み方向が上下方向と平行な板状に形成されている。図３に示すように、ステータ２２及びロータ２３は、ベースプレート４０の上方（ブレード３側）に位置している。

【0035】

ステータ２２は、ねじ等の固着具により、ベースプレート４０に固定されている。ステータ２２は、上下方向に見て、円形のベースプレート４０と同心の円環状に形成されている。ステータ２２は、例えば、ステータコアと、ステータコアに巻き付けられたステータコイルとを有する。アウタロータ型の第１モータ２１は、インナロータ型のモータと比較して、ステータコアにおいてステータコイルが巻きつけられる領域を、大きく確保することができる。このため、第１モータ２１は、ステータコイルをステータコアに巻き付けやすく、ステータ２２を製造しやすい。

【0036】

図４に示すように、ベース４は、支持部（支持部材）４１を更に有している。支持部４１は、ベースプレート４０の中央部から上方に向かって突出している。支持部４１は、軸方向が上下方向と平行な円筒状に形成されている。支持部４１は、環状のステータ２２の内側に位置している。すなわち、支持部４１は、ステータ２２の内側に形成された、上下方向に貫通した孔に位置している。支持部４１は、上下方向と直交する方向に見て、ステータ２２と重なっている。支持部４１は、ベースプレート４０と一体に形成されてもよいし、ベースプレート４０に取り付けられてもよい。

【0037】

モータユニット２は、ロータ２３の回転中心を規定するシャフト２４を更に有している。シャフト２４の軸心方向は、上下方向と平行である。シャフト２４は、ベース４に支持される被支持部２４０を有している。被支持部２４０は、シャフト２４における下側の半部（シャフト２４の軸心方向におけるブレード３とは反対側の部分）で構成されている。

【0038】

図３に示すように、被支持部２４０は、筒状の支持部４１の内側に位置している。モータユニット２は、シャフト２４を支持する複数の軸受２５を更に有している。本実施形態のモータユニット２は、複数の軸受２５として、シャフト２４の被支持部２４０における上側の端部の周囲と、下側の端部（シャフト２４における下側の端部）の周囲とにそれぞれ位置した二つの軸受２５を有している。各軸受２５は、例えば、玉軸受け又はころ軸受等の転がり軸受である。各軸受２５は、転がり軸受に限定されず、例えば、すべり軸受であってもよい。モータユニット２が有する軸受２５の数は、二つに限定されない。第１モータ２１は、例えば、軸受２５を一つだけ有してもよいし、軸受２５を三つ以上有してもよい。各軸受２５の一部は、ステータ２２の内側に位置している。なお、各軸受２５は、全体がステータ２２の内側に位置してもよいし、ステータ２２の内側に配置されなくてもよい。

【0039】

シャフト２４の被支持部２４０は、複数の軸受２５を介して、支持部４１に回転可能に取り付けられている。これにより、シャフト２４は、ベース４により、上下軸回り方向に回転可能に支持されている。軸受２５の少なくとも一部は、環状のステータ２２の内側に位置している。

【0040】

ロータ２３は、下方に向かって開口した、有底の円筒状に形成されている。ロータ２３は、ステータ２２に対して非接触状態で被さっている。ロータ２３は、対向部２３０と周壁部２３１とを有している。対向部２３０は、ステータ２２の上方に位置している。対向部２３０は、上下方向において僅かな隙間を介してステータ２２と対向している。

【0041】

対向部２３０は、中央部２３２、周縁部２３３及び複数の結合部２３４を有している。中央部２３２は、上方から見て対向部２３０の中央に位置し、支持部４１の上方に位置している。中央部２３２は、対向部２３０における他の部分よりも上方に突出した接続部２３５を有している。接続部２３５には、下方に向かって開口した嵌込穴２３６が形成されている。

【0042】

シャフト２４における被支持部２４０よりも上方の部分は、嵌込穴２３６に嵌まっており、ロータ２３に対して固定されている。シャフト２４は、ロータ２３と共に回転する。シャフト２４は、上方から見て、ロータ２３の中心に位置している。シャフト２４の中心軸が、ロータ２３の回転中心である軸心２３９と重なる。なお、シャフト２４は、ベース４に対して回転不能に固定されてもよい。この場合、ロータ２３は、シャフト２４に対して回転可能に取り付けられる。

【0043】

対向部２３０の周縁部２３３は、上方から見て、円環状に形成されている。周縁部２３３は、中央部２３２と間隔をあけて中央部２３２の周囲に位置している。複数の結合部２３４は、中央部２３２と周縁部２３３との間において、ロータ２３の周方向（周縁部２３３の周方向）に間隔をあけて並んでいる。複数の結合部２３４は、中央部２３２と周縁部２３３とを結合している。

【0044】

対向部２３０には、ロータ２３の周方向に並んだ複数の孔２３７が形成されている。各孔２３７は、ロータ２３の周方向において隣り合う結合部２３４の間に形成された空間である。各孔２３７は、対向部２３０を上下方向に貫通している。複数の孔２３７は、対向部２３０の上方の空間と、対向部２３０の下方に位置する、ロータ２３の内側の空間（周壁部２３１で囲まれた空間）とを通じさせる。このため、ステータ２２で発生した熱は、ステータ２２が位置するロータ２３の内側に籠もりにくい。ブレード３の回転により発生した風は、複数の孔２３７を通過してロータ２３の内側に入り込みやすい。このため、ステータ２２は高温になり難い。

【0045】

ロータ２３の周壁部２３１は、対向部２３０の周縁部２３３から下方（ステータ２２側）に向かって突出している。周壁部２３１は、軸方向が上下方向と平行な円筒状に形成されている。周壁部２３１の内周面は、僅かな隙間を介してステータ２２に対向している。

【0046】

周壁部２３１は、例えば、ロータ２３の周方向に並んだ複数のマグネット、又はロータ２３の周方向にわたって連続した一つのマグネットを有している。複数のマグネットは、例えば、隣り合う二つのマグネットのステータ２２側の磁極が異なるように配置される。一つのマグネットは、例えば、ステータ２２側に位置する磁極がロータ２３の周方向において交互に入れ替わるように着磁される。ロータ２３は、ステータ２２によって形成される磁界と複数又は一つのマグネットとの間で生じる磁気的な吸引力及び反発力によって、シャフト２４を中心に回転する。

【0047】

図１に示すように、モータユニット２は、ブレード３を備えている。本実施形態のモータユニット２は、二つのブレード３を備えている。なお、モータユニット２が備えるブレード３の数は、二つに限定されず、一つであってもよいし、三つ以上であってもよい。モータユニット２としては、ブレード３を備えなくてもよい。この場合、飛行体１を組み立てるときに、別途用意したブレードをモータユニット２に取り付ければよい。

【0048】

各ブレード３は、長さ方向の一端部が、ロータ２３の接続部２３５に接続されている。各ブレード３は、対向部２３０の上方（ステータ２２とは反対側）に位置している。各ブレード３は、上方から見て、接続部２３５から外側に向かって突出している。本実施形態の各ブレード３は、上方から見て、ロータ２３の周壁部２３１の外周面よりも更に外側に向かって突出している。ロータ２３が回転したとき、各ブレード３は、ロータ２３の回転中心である軸心２３９を中心に回転（ヨーイング）する。図５は、第１実施形態のモータユニット２であって、ブレード３が図１に示す状態から９０度回転した状態を示した斜視図である。

【0049】

ブレード３は、ロータ２３の接続部２３５に対して、上下方向と直交する回転軸を中心に回転可能に接続されている。すなわち、各ブレード３は、接続部２３５に対して回転（ピッチング）することで、そのピッチ角が変化する。本開示における「ピッチ角」は、ブレード３が軸心２３９を中心に回転する方向に対する、ブレード３の角度を意味する。図６は、第１実施形態のモータユニット２の各ブレード３のピッチ角最小にした状態を示し、モータユニット２の一部を断面で示した斜視図である。

【0050】

図７は、第１実施形態のモータユニット２のブレード３及びロータ２３の一部の図示を省略した斜視図である。モータユニット２は、図７に示すピッチ角変更機構５を備えている。ピッチ角変更機構５は、各ブレード３のピッチ角を変更する。本実施形態のピッチ角変更機構５は、コレクティブピッチ制御を行う機構である。コレクティブピッチ制御は、各ブレード３のピッチ角を同時に同量変化させる制御であり、ブレード３の回転時における推力を制御するために行われる。なお、本実施形態のピッチ角変更機構５は、後述するサイクリックピッチ制御は行わない。

【0051】

ピッチ角変更機構５は、変位可能な変位部材を有している。本実施形態のピッチ角変更機構５は、変位部材として、後述する、移動部材５０、連結部材５１、レバー５３３及び連動部材５３４を有している。

【0052】

ピッチ角変更機構５は、上下方向に移動する移動部材５０を有している。移動部材５０は、複数のブレード３に連結されている。ロータ２３の回転時において、移動部材５０は、複数のブレード３と共にロータ２３の軸心２３９を中心に回転する。各ブレード３のピッチ角（コレクティブピッチ角）は、移動部材５０が上下方向に移動することによって変化する。

【0053】

移動部材５０は、ベースプレート４０と、ロータ２３の対向部２３０（図３を参照）との間に位置している。移動部材５０は、環状のステータ２２（図３を参照）の内側に位置している。移動部材５０は、上方から見て環状に形成されている。移動部材５０は、ベース４の支持部４１の周囲に位置している。すなわち、移動部材５０は、支持部４１の内側に位置するシャフト２４と、ステータ２２との間に位置している。

【0054】

ロータ２３は、移動部材５０の上下方向の移動をガイドするガイド部２３８を有している。ガイド部２３８は、対向部２３０の中央部２３２から下方に向かって突出した柱状のピンである。ガイド部２３８は、ロータ２３と一体に形成されてもよいし、ロータ２３に取り付けられてもよい。なお、移動部材５０の上下方向の移動をガイドするガイド部２３８は、ピンに限定されない。例えば、ベース４の支持部４１の外周面が、移動部材５０の内周面に接触することにより、移動部材５０の移動方向が、上下方向に制限されてもよい。すなわち、この場合、支持部４１がガイド部２３８として利用される。

【0055】

移動部材５０には、上方に開口した穴５００（図４を参照）が形成されている。ガイド部２３８は、移動部材５０の穴５００に位置している。ガイド部２３８の外周面に穴５００の内周面が接することで、移動部材５０の移動方向が上下方向に制限される。

【0056】

移動部材５０は、その上下方向の移動範囲における実質的に全ての位置において、移動部材５０の全部がステータ２２の内側に位置する。このため、例えば、移動部材５０の全体がステータ２２よりも上方に配置される場合と比較して、モータユニット２の上下方向の大型化が抑制される。このようにモータユニット２の上下方向の大型化を抑制することで、各ブレード３を、上下方向において、ステータ２２及びロータ２３の近くに配置できる。このため、シャフト２４の上下方向の長さを短くしつつ、ロータ２３の回転時における、シャフト２４のロータ２３側の端部の振動を抑制できる。したがって、横風等によってシャフト２４が変形することを抑制し、かつ、シャフト２４及びシャフト２４を支持する軸受２５の大型化を抑制できる。また、各ブレード３により生じた風が、第１モータ２１に当たりやすくなり、第１モータ２１を効率良く冷却することもできる。また、飛行体１の飛行時における各ブレード３の振動も抑制される。このため、飛行体１の飛行時には、フライトコントローラが備えるセンサにより、正確にデータを取得することができる。スポンジ及びゴム等、飛行体１の制御装置を保護するためのクッションのサイズを小さくしたり、クッションを省略したりすることもできる。

【0057】

なお、移動部材５０は、その上下方向の移動範囲における上側の端部に位置する場合のみ、移動部材５０の一部がステータ２２よりも上方に位置する。しかし、上下方向の移動範囲における全ての位置において、移動部材５０の全部がステータ２２の内側に配置されてもよい。移動部材５０は、その上下方向の移動範囲における下側の端部に位置する場合のみ、移動部材５０の一部がステータ２２よりも下方に位置してもよい。つまり、移動部材５０は、少なくとも一部がステータ２２の内側に配置されればよい。

【0058】

ピッチ角変更機構５は、少なくとも１つの連結部材５１を備えている。本実施形態のピッチ角変更機構５は、モータユニット２が備えるブレード３と同数の連結部材５１を備えている。すなわち、ピッチ角変更機構５は、二つの連結部材５１を備えている。なお、連結部材５１の数は、限定されず、ブレード３の数に応じて変更可能である。例えば、ピッチ角変更機構５は、連結部材５１を一つだけ備えてもよいし、三つ以上備えてもよい。

【0059】

複数の連結部材５１は、それぞれ、複数のブレード３と一対一で対応している。各連結部材５１は、移動部材５０と対応するブレード３とを連結している。すなわち、本実施形態の移動部材５０は、複数の連結部材５１を介して間接的に複数のブレード３に連結されている。なお、移動部材５０は、複数のブレード３に直接連結されてもよく、連結部材５１を省略することができる。

【0060】

各連結部材５１は、ベースプレート４０の上方に位置している。各連結部材５１は、上下方向に延びた棒状に形成されている。各連結部材５１における下側の端部は、移動部材５０の周囲に位置している。図１に示すように、各連結部材５１は、ロータ２３における対向部２３０の中央部２３２を上下方向に貫通している。

【0061】

各ブレード３は、対応する連結部材５１が連結される連結部３０を有している。連結部３０は、Ｌ字状に曲がった棒状に形成されている。連結部３０は、ブレード３における接続部２３５側の端部から、ブレード３の回転方向に突出している。各連結部材５１の上側（ベースプレート４０とは反対側）の端部は、対応するブレード３が有する連結部３０の先端部に回転可能に連結されている。図７に示すように、各連結部材５１の下側（ベースプレート４０側）の端部は、移動部材５０に回転可能に連結されている。各連結部材５１は、移動部材５０と共に上下方向に移動する。各連結部材５１が移動部材５０と共に上下方向に移動することで、対応するブレード３は、接続部２３５に対して回転し、ピッチ角が変化する。

【0062】

ピッチ角変更機構５は、移動部材５０を駆動する駆動部２７を有している。駆動部２７は、移動部材５０の動力源であるモータ５２と、モータ５２で発生した動力を移動部材５０に伝達して移動部材５０を上下方向に移動させる伝達機構５３を有している。以下、モータ５２を第２モータ５２という。

【0063】

第２モータ５２は、例えば、サーボモータである。なお、第２モータ５２は、サーボモータに限定されず、例えば、油圧モータ等であってもよい。第２モータ５２は、対応するアーム１１に取り付けられている。第２モータ５２は、上下方向に対して垂直な方向に延びた出力軸５２０を有している。なお、本実施形態の第２モータ５２は、ステータ２２の内側に位置していない。しかし、図８に示すように、第２モータ５２の全部又は一部は、ステータ２２の内側に位置してもよい。図８は、変形例のモータユニットの断面図である。図８に示す例では、第２モータ５２の全体が、ステータ２２の内側に位置している。

【0064】

本実施形態の伝達機構５３は、図７に示すように、第１リンク５３１、第２リンク５３２、レバー５３３及び連動部材５３４を有している。第２モータ５２で発生した動力は、第１リンク５３１、第２リンク５３２、レバー５３３及び連動部材５３４を順に介して移動部材５０に伝達される。これにより、移動部材５０は、上下方向に移動する。

【0065】

第１リンク５３１の一端部は、第２モータ５２の出力軸５２０に連結されている。第１リンク５３１における出力軸５２０とは反対側の端部は、第２リンク５３２の一端部に回転可能に取り付けられている。レバー５３３は、ベースプレート４０の上方において、ベース４に対して回転可能に取り付けられている。第２リンク５３２における第１リンク５３１とは反対側の端部は、ベースプレート４０の下方（ブレード３と反対側）において、レバー５３３に回転可能に取り付けられている。

【0066】

連動部材５３４は、移動部材５０の下方に位置している。連動部材５３４は、上方から見て円環状に形成されている。連動部材５３４は、ベース４の支持部４１の周囲に位置している。連動部材５３４は、移動部材５０とベースプレート４０との間に位置している。連動部材５３４は、支持部４１の外周面に沿って上下方向に移動可能である。すなわち、連動部材５３４も、上下方向に移動可能な移動部材である。連動部材５３４が上方に移動することで、移動部材５０は連動部材５３４によって上方に押し動かされる。連動部材５３４が下方に移動することで、移動部材５０は、移動部材５０、一対の連結部材５１及び一対のブレード３の重さにより、下方に移動する。なお、本実施形態の連動部材５３４は、移動部材５０に対して固定されていないが、移動部材５０に対して固定されてもよい。連動部材５３４は、移動部材５０と一体に形成されてもよい。

【0067】

連動部材５３４は、その上下方向の移動範囲における全ての位置において、連動部材５３４の全部がステータ２２の内側に配置される。連動部材５３４は、一部だけがステータ２２の内側に位置してもよいし、ステータ２２の内側に配置されなくてもよい。連動部材５３４の外周面には、連動部材５３４の周方向の全長にわたった溝５３５が形成されている。

【0068】

ベース４は、ベースプレート４０から上方に向かって突出した一対の支持部４２を有している。一対の支持部４２は、ステータ２２の内側に位置している。

【0069】

レバー５３３は、支点部５３６、レバー片５３７及び一対のアーム片５３８を有している。支点部５３６は、一対の支持部４２の間に位置している。支点部５３６は、一対の支持部４２に対して、出力軸５２０と平行な回転軸を中心に回転可能に取り付けられている。

【0070】

レバー片５３７は、支点部５３６から下方に向かって突出している。レバー片５３７は、ベースプレート４０を上下方向に貫通している。図３に示すように、レバー片５３７の先端部（下側の端部）は、ベースプレート４０から下方に向かって突出している。レバー片５３７の先端部には、第２リンク５３２における第１リンク５３１とは反対側の端部が回転可能に連結されている。レバー５３３において、レバー片５３７の先端部を除いた他の部分は、ステータ２２の内側に位置している。なお、レバー５３３は、一部だけがステータ２２の内側に位置しているが、全部がステータ２２の内側に位置してもよい。レバー５３３は、ステータ２２の内側に配置されなくてもよい。第１リンク５３１及び第２リンク５３２は、ステータ２２の内側に配置されていないが、ステータ２２の内側に配置されてもよい。

【0071】

図７に示すように、一対のアーム片５３８は、支点部５３６から支点部５３６の回転軸と交差する方向に突出している。一対のアーム片５３８は、支点部５３６の回転軸方向に間隔をあけて並んでいる。一対のアーム片５３８の間には、連動部材５３４が位置している。各アーム片５３８の先端部には、連動部材５３４に向かって突出した突起５３９（図４を参照）が形成されている。各アーム片５３８の突起５３９は、連動部材５３４の溝５３５に対して、溝５３５の長さ方向にスライド可能に嵌まり込んでいる。

【0072】

第２モータ５２の出力軸５２０の回転運動は、第１リンク５３１及び第２リンク５３２を介して、支点部５３６を回転中心としたレバー５３３の回転運動に変換される。第２モータ５２の駆動時における出力軸５２０は、一方向の回転と、一方向とは逆方向の回転とを交互に行う。このため、第２モータ５２の駆動時には、レバー５３３は、支点部５３６の回転軸を中心にして揺動する。このようにレバー５３３が揺動したとき、レバー５３３の一対のアーム片５３８は、支点部５３６を中心にして上下方向に揺動し、各アーム片５３８の突起５３９によって連動部材５３４が上下方向に動かされる。このように連動部材５３４が上下方向に移動することで、前述したように移動部材５０が上下方向に移動し、各ブレード３のピッチ角が変更される。すなわち、レバー５３３は、移動部材５０を軸心２３９が延伸する方向に移動させる。

【0073】

図２に示す飛行体１の飛行時には、例えば、各モータユニット２の第１モータ２１（図３を参照）と第２モータ５２（図３を参照）とが同時に駆動される。これにより、各モータユニット２では、各ブレード３がピッチ角を変更しながら軸心２３９を中心に回転する。

【0074】

（２）第２実施形態
第２実施形態について説明する。以下では、第２実施形態の各要素については、第１実施形態の対応する要素に付した符号の末尾に「Ａ」を付け加えた符号を付し、第１実施形態の対応する要素と重複する事項については説明を省略する。

【0075】

図９は、第２実施形態のモータユニット２Ａを示す斜視図である。本実施形態のモータユニット２Ａが備えるピッチ角変更機構５Ａは、コレクティブピッチ制御と、サイクリックピッチ制御との双方を実行し得る。サイクリックピッチ制御は、ブレード３Ａの回転に伴って、ブレード３Ａのピッチ角を周期的に変化させる制御である。サイクリックピッチ制御は、ブレード３Ａの一回転を周期としてブレード３Ａのピッチ角を連続的に変化させる。

【0076】

図１０は、第２実施形態のモータユニット２Ａが備えたスワッシュプレート５４Ａを最大限上昇させた状態を示し、モータユニット２Ａの一部を断面で示した斜視図である。図１０に示すように、シャフト２４Ａの下側の端部は、軸受２５Ａを介してベースプレート４０Ａに回転可能に支持されている。これにより、シャフト２４Ａは、ベース４Ａに対して、上下軸回り方向に回転可能に支持されている。

【0077】

ピッチ角変更機構５Ａは、変位部材として、スワッシュプレート５４Ａを有している。図１１は、第２実施形態のモータユニット２Ａのスワッシュプレート５４Ａを最大限下降させた状態を示し、モータユニット２Ａの一部を断面で示した斜視図である。コレクティブピッチ制御は、図１０及び図１１に示すように、スワッシュプレート５４Ａを上下方向に移動することによって行われる。図１２は、第２実施形態のモータユニット２Ａのスワッシュプレート５４Ａを傾けた状態を示し、モータユニット２Ａの一部を断面で示した斜視図である。サイクリックピッチ制御は、図１２に示すように、スワッシュプレート５４Ａのロータ２３Ａの軸心２３９Ａに対する傾きを変更することによって行われる。

【0078】

図１０に示すように、ピッチ角変更機構５Ａは、ボールジョイント５５Ａを有している。ボールジョイント５５Ａは、シャフト２４Ａにおいてベースプレート４０Ａから上側に向かって突出した部分に対して、上下方向に移動可能に支持されている。

【0079】

ボールジョイント５５Ａは、その上下方向の移動範囲における全ての位置において、ボールジョイント５５Ａの全部がステータ２２Ａの内側に位置する。ボールジョイント５５Ａは、一部だけがステータ２２Ａの内側に位置してもよい。ボールジョイント５５Ａは、球面となった外面を有している。

【0080】

スワッシュプレート５４Ａは、支持部材（ロウワーリング）５４０Ａと回転部材（アッパーリング）５４１Ａとを有している。支持部材５４０Ａは、円環状に形成されている。支持部材５４０Ａは、例えば、上下に分割された二つの部材を組み合わせて形成される。支持部材５４０Ａには、支持部材５４０Ａを上下方向に貫通した孔５４２Ａが形成されている。支持部材５４０Ａの孔５４２Ａを規定する内周面は、球面に沿った凹曲面である。

【0081】

支持部材５４０Ａの孔５４２Ａには、ボールジョイント５５Ａが嵌め込まれている。ボールジョイント５５Ａは、支持部材５４０Ａを３自由度で回転可能に支持している。ただし、ボールジョイント５５Ａに対する支持部材５４０Ａのロータ２３Ａの軸心２３９Ａを中心とした回転は、後述する回転規制部材４３Ａ（図１３を参照）によって規制される。このため、支持部材５４０Ａは、ボールジョイント５５Ａに対して２自由度で回転する。

【0082】

図１３は、第２実施形態のモータユニット２Ａの分解斜視図である。図１３に示すように、ベース４Ａは、回転規制部材４３Ａを有している。回転規制部材４３Ａは、支持部材５４０Ａがロータ２３Ａの軸心２３９Ａを中心として回転することを規制する。回転規制部材４３Ａは、ベースプレート４０Ａの上面に取り付けられている。回転規制部材４３Ａは、ベースプレート４０Ａから上側に向かって突出している。回転規制部材４３Ａは、ステータ２２Ａの内側に位置している。回転規制部材４３Ａには、上下方向に延びた長孔４３０Ａが形成されている。回転規制部材４３Ａは、ベースプレート４０Ａと一体に形成されてもよい。

【0083】

ピッチ角変更機構５Ａは、接触部材２６Ａを有している。接触部材２６Ａは、支持部材５４０Ａに取り付けられている。なお、接触部材２６Ａは、支持部材５４０Ａと一体に形成されてもよい。接触部材２６Ａは、ロータ２３Ａの軸心２３９Ａと直交する方向に延びた円柱状に形成されている。接触部材２６Ａは、支持部材５４０Ａから外側に向かって突出している。接触部材２６Ａは、回転規制部材４３Ａの長孔４３０Ａに、上下方向に移動可能に嵌め込まれている。支持部材５４０Ａのロータ２３Ａの軸心２３９Ａを中心とした回転は、接触部材２６Ａが回転規制部材４３Ａにおける長孔４３０Ａの縁部に接触することによって規制される。

【0084】

図１０に示すように、支持部材５４０Ａは、環状部５４３Ａと台部５４４Ａとを有している。環状部５４３Ａは、台部５４４Ａの上方に位置する。環状部５４３Ａは、台部５４４Ａに取り付けられている。環状部５４３Ａ及び台部５４４Ａのそれぞれは、上下方向に貫通した孔を有する環状に形成されている。環状部５４３Ａは、台部５４４Ａの内周縁部上に位置している。環状部５４３Ａの内側に形成された孔と、台部５４４Ａの内側に形成された孔とは通じており、両者で前述した孔５４２Ａが形成されている。前述した接触部材２６Ａ（図１３を参照）は、台部５４４Ａに取り付けられている。

【0085】

台部５４４Ａは、回転部材５４１Ａを支持する支持面５４５Ａを有している。支持面５４５Ａは、上下方向に見て円環状に形成された平面である。支持面５４５Ａは、台部５４４Ａの上面において、環状部５４３Ａよりも外側に位置している。支持面５４５Ａは、支持部材５４０Ａの中心軸に対して直交している。支持面５４５Ａの上下方向の位置は、支持部材５４０Ａを、シャフト２４Ａに対して、ボールジョイント５５Ａと共に上下方向に移動することで、変更される。支持部材５４０Ａは、その上下方向の移動範囲における全ての位置において、支持部材５４０Ａの全部がステータ２２Ａの内側に位置する。なお、支持部材５４０Ａは、一部だけが、ステータ２２Ａの内側に位置してもよい。

【0086】

支持面５４５Ａの向きは、支持部材５４０Ａをボールジョイント５５Ａに対して回転することで、変更される。支持面５４５Ａの向きは、ロータ２３Ａの軸心２３９Ａと直交する、前方、後方、左方及び右方のいずれの方向成分を含む向きにも変更することができる。また、支持面５４５Ａの上下方向（軸心２３９Ａ方向）に対する傾きの度合いは、支持部材５４０Ａをボールジョイント５５Ａに対して回転することによって変更することができる。

【0087】

回転部材５４１Ａは、支持部材５４０Ａの環状部５４３Ａを囲むリング状に形成されている。回転部材５４１Ａは、台部５４４Ａの支持面５４５Ａによって下方から支持されている。回転部材５４１Ａは、支持部材５４０Ａに対して、下面が支持面５４５Ａに沿い、かつ、内周面が環状部５４３Ａの外周面に沿った状態で、ロータ２３Ａの軸心２３９Ａを中心に回転可能である。

【0088】

支持部材５４０Ａがシャフト２４Ａに対してボールジョイント５５Ａと共に上下方向に移動することで、支持部材５４０Ａで支持された回転部材５４１Ａは、上下方向に移動する。すなわち、ボールジョイント５５Ａ、支持部材５４０Ａ及び回転部材５４１Ａの各々は、上下方向に移動可能な移動部材である。

【0089】

支持部材５４０Ａが支持面５４５Ａの向きが変わるようにボールジョイント５５Ａに対して回転することで、回転部材５４１Ａの中心軸方向は変化する。回転部材５４１Ａは、その上下方向の移動範囲における全ての位置において、回転部材５４１Ａの全部がステータ２２Ａの内側に位置する。なお、回転部材５４１Ａは、一部だけがステータ２２Ａの内側に位置してもよい。

【0090】

回転部材５４１Ａは、第１実施形態の移動部材５０と同様に、複数の連結部材５１Ａを介して間接的に複数のブレード３Ａに連結されている。このため、回転部材５４１Ａは、ロータ２３Ａの回転時において、複数のブレード３Ａと共にロータ２３Ａの軸心２３９Ａを中心に回転する。回転部材５４１Ａは、複数のブレード３Ａに直接連結されてもよい。この場合、連結部材５１Ａを省略することができる。

【0091】

各ブレード３Ａの連結部３０Ａは、ブレード３Ａにおける接続部２３５Ａ側の端部から、ブレード３Ａの回転方向とは逆方向に突出している。各連結部材５１Ａの上側の端部は、対応するブレード３Ａが有する連結部３０Ａの先端部に回転可能に連結されている。各連結部材５１Ａの下側の端部は、回転部材５４１Ａに回転可能に連結されている。

【0092】

図１０及び図１１に示すように、スワッシュプレート５４Ａがシャフト２４Ａに対して上下方向に移動することで、各連結部材５１Ａは、回転部材５４１Ａと共に上下方向に移動する。このとき、各連結部材５１Ａに対応するブレード３Ａは、接続部２３５Ａに対して上下方向と直交する回転軸を中心に回転する。これにより、各ブレード３Ａのピッチ角（コレクティブピッチ角）が変化する。

【0093】

図１２に示すように、支持部材５４０Ａの支持面５４５Ａの向きが上下方向に対して傾き、回転部材５４１Ａの中心軸方向が上下方向に対して傾いた状態にあるとき、各ブレード３Ａのピッチ角は、ブレード３Ａの軸心２３９Ａを中心とした一回転を周期として周期的かつ連続的に変化する。これにより、前述したサイクリックピッチ制御が行われる。例えば、支持面５４５Ａが右下がりの状態で傾斜しているとき、ブレード３Ａのピッチ角は、ブレード３Ａがロータ２３Ａの接続部２３５Ａの右側に位置する状態で最大となり、ブレード３Ａが接続部２３５Ａの左側に位置する状態で最小となる。

【0094】

前述したように、支持部材５４０Ａの支持面５４５Ａの向きは、前後左右のいずれの方向成分を含む向きにも変更することができる。このため、各ブレード３Ａが軸心２３９Ａを中心に一回転したときにおいて、各ブレード３Ａのピッチ角が最大及び最小になるときのブレード３Ａの回転位置は、全ての回転位置に変更することができる。

【0095】

なお、各ブレード３Ａのピッチ角が最大及び最小になるときのブレード３Ａの回転位置は、全ての回転位置に変更可能である必要はない。例えば、各ブレード３Ａのピッチ角が最大及び最小になるときのブレード３Ａの回転位置は、接続部２３５Ａの前側及び後側の位置にだけ変更可能としてもよいし、接続部２３５Ａの左側及び右側の位置にだけ変更可能としてもよい。

【0096】

前述したサイクリックピッチ制御において、各ブレード３Ａが軸心２３９Ａを中心に一回転したときにおける各ブレード３Ａのピッチ角の最大角度及び最小角度は、支持面５４５Ａの上下方向に対する傾きの度合いを変えることで、変更することができる。

【0097】

図１０及び図１３に示すように、ピッチ角変更機構５Ａは、支持部材５４０Ａを駆動する駆動部２７Ａを有している。駆動部２７Ａは、支持部材５４０Ａを上下方向に動かすことができる。また、駆動部２７Ａは、支持面５４５Ａの向きが変更されるように、支持部材５４０Ａをボールジョイント５５Ａに対して回転させることができる。

【0098】

駆動部２７Ａは、支持部材５４０Ａの動力源５６Ａと、動力源５６Ａで発生した動力を支持部材５４０Ａに伝達して支持部材５４０Ａを駆動する伝達機構５７Ａとを有している。

【0099】

動力源５６Ａは、複数のモータ５６０Ａを有している。以下、モータ５６０Ａを第２モータ５６０Ａという。各第２モータ５６０Ａは、例えば、サーボモータである。なお、各第２モータ５６０Ａは、サーボモータに限定されず、例えば、油圧モータ等であってもよい。

【0100】

動力源５６Ａは、複数の第２モータ５６０Ａとして、三つの第２モータ５６０Ａを有している。各第２モータ５６０Ａは、ベースプレート４０Ａの下面に接した状態で又は他の部材を介して取り付けられている。複数の第２モータ５６０Ａは、上下方向に見て、ロータ２３Ａの軸心２３９Ａを中心にして、ロータ２３Ａの回転方向に等間隔をあけて配置されている。各第２モータ５６０Ａは、上下方向に対して垂直な方向に延びた出力軸５６１Ａを有している。

【0101】

なお、本実施形態の第２モータ５６０Ａは、ステータ２２Ａの内側に位置していないが、第２モータ５６０Ａの全部又は一部は、ステータ２２Ａの内側に位置してもよい。

【0102】

伝達機構５７Ａは、第２モータ５６０Ａと同数の第１リンク５７１Ａと、第２モータ５６０Ａと同数の第２リンク５７２Ａとを有している。すなわち、伝達機構５７Ａは、三つの第１リンク５７１Ａと、三つの第２リンク５７２Ａとを有している。動力源５６Ａで発生した動力は、複数の第１リンク５７１Ａ及び複数の第２リンク５７２Ａを介して支持部材５４０Ａに伝達される。これにより、支持部材５４０Ａは、上下方向に移動する、又はボールジョイント５５Ａに対して回転する。

【0103】

複数の第１リンク５７１Ａは、複数の第２モータ５６０Ａにそれぞれ一対一で対応している。複数の第２リンク５７２Ａは、複数の第１リンク５７１Ａにそれぞれ一対一で対応している。複数の第１リンク５７１Ａは、上下方向に見て、ロータ２３Ａの軸心２３９Ａを中心にして、ロータ２３Ａの回転方向に等間隔をあけて配置されている。複数の第２リンク５７２Ａは、上下方向に見て、ロータ２３Ａの軸心２３９Ａを中心にして、ロータ２３Ａの回転方向に等間隔に配置されている。各第２リンク５７２Ａは、ベースプレート４０Ａを上下方向に貫通しており、その一部がステータ２２Ａの内側に位置している。

【0104】

各第１リンク５７１Ａの一端部は、対応する第２モータ５６０Ａの出力軸５６１Ａに連結されている。各第１リンク５７１Ａにおける対応する出力軸５６１Ａとは反対側の端部は、対応する第２リンク５７２Ａの一端部に回転可能に連結されている。各第２リンク５７２Ａにおいて対応する第１リンク５７１Ａとは反対側の端部は、支持部材５４０Ａに回転可能に連結されている。なお、伝達機構５７Ａは、一部だけがステータ２２Ａの内側に位置しているが、全部がステータ２２Ａの内側に位置してもよい。

【0105】

支持部材５４０Ａは、第２リンク５７２Ａと同数の連結箇所５４６Ａを有している。すなわち、支持部材５４０Ａは、三つの連結箇所５４６Ａを有している。三つの連結箇所５４６Ａは、上下方向に見て、ロータ２３Ａの軸心２３９Ａを中心にして、ロータ２３Ａの回転方向に等間隔をあけて配置されている。

【0106】

複数の連結箇所５４６Ａは、複数の第２リンク５７２Ａにそれぞれ一対一で対応している。各第２リンク５７２Ａにおいて対応する第１リンク５７１Ａとは反対側の端部は、対応する連結箇所５４６Ａに連結されている。

【0107】

各第２モータ５６０Ａの出力軸５６１Ａの回転運動は、第１リンク５７１Ａ及び第２リンク５７２Ａを介して、支持部材５４０Ａの対応する連結箇所５４６Ａの上下方向の移動に変換される。各第２モータ５６０Ａの出力軸５６１Ａは、互いに逆向きとなる方向に回転駆動し得る。各第２モータ５６０Ａの出力軸５６１Ａが、一方向に回転することで、支持部材５４０Ａの対応する連結箇所５４６Ａは上方に移動する。各第２モータ５６０Ａの出力軸５６１Ａが、一方向と逆方向に回転することで、支持部材５４０Ａの対応する連結箇所５４６Ａは下方に移動する。

【0108】

支持部材５４０Ａは、各第２モータ５６０Ａが駆動され、各連結箇所５４６Ａが上方に動かされることにより、上方に移動する。支持部材５４０Ａは、各第２モータ５６０Ａが駆動され、各連結箇所５４６Ａが下方に動かされることにより、下方に移動する。このように支持部材５４０Ａが上下方向に動かされることにより、コレクティブピッチ制御が行われる。

【0109】

支持部材５４０Ａの支持面５４５Ａの向き及び上下方向に対する傾きの度合いは、複数の第２モータ５６０Ａのうちの任意の第２モータ５６０Ａが駆動されて、対応する連結箇所５４６Ａが上下方向に動かされることにより、変更される。このように支持部材５４０Ａの支持面５４５Ａの向き及び上下方向に対する傾きの度合いが変更されることにより、サイクリックピッチ制御が行われる。

【0110】

なお、駆動部２７Ａは、本実施形態のように三つのモータ５６０Ａを備えたものに限定されず、例えば、二つ又は四つ以上のモータを備えた機構であってもよい。支持部材５４０Ａを駆動する機構は、例えば、球面モータ等の一つのモータを備えた機構等であってもよい。

【0111】

図１４は、第２実施形態のモータユニット２Ａを備えた飛行体１Ａの斜視図である。飛行体１Ａは、二つのモータユニット２Ａを備えている。飛行体１Ａの本体１０Ａは、複数の主翼１３Ａと、複数の尾翼１４Ａとを有している。本体１０Ａは、複数の主翼１３Ａとして、二つの主翼１３Ａを有している。各主翼１３Ａにモータユニット２Ａが取り付けられている。

【0112】

飛行体１Ａが備えるモータユニット２Ａの数は、二つに限定されず、三つ以上であってもよい。図１５は、第２実施形態のモータユニット２Ａを備えた他例の飛行体１Ａの斜視図である。飛行体１Ａは、例えば図１５に示すようなモータユニット２Ａを一つだけ備えるシングルロータであってもよい。また、飛行体１Ａは、本体１０Ａに対してブレード３Ａの向き（傾き）を変えることが可能な機構を備えるチルトロータであってもよい。

【0113】

第１実施形態及び第２実施形態のモータユニット２，２Ａ及び飛行体１，１Ａは、適宜設計変更可能である。例えば、モータユニット２及び飛行体１の各々の要素の形状、大きさ及び材質等は、適宜変更可能である。

【0114】

（３）態様
以上説明した実施形態から明らかなように、第１の態様のモータユニット（２，２Ａ）は、以下に示す構成を有する。モータユニット（２，２Ａ）は、モータ（２１，２１Ａ）とピッチ角変更機構（５，５Ａ）とを備える。モータ（２１，２１Ａ）は、ブレード（３，３Ａ）を回転させる動力を発生させる。ピッチ角変更機構（５，５Ａ）は、ブレード（３，３Ａ）のピッチ角を変更する。モータ（２１，２１Ａ）は、ステータ（２２，２２Ａ）とロータ（２３，２３Ａ）とを有する。ロータ（２３，２３Ａ）は、ステータ（２２，２２Ａ）の外側に位置し、ブレード（３，３Ａ）が連結される。ピッチ角変更機構（５，５Ａ）は、変位可能な一つの変位部材（移動部材５０、連結部材５１、レバー５３３、連動部材５３４、スワッシュプレート５４Ａ，ボールジョイント５５Ａ）を有する。変位部材の一部は、ステータ（２２）の内側に位置する。

【0115】

この特徴によれば、変位部材の一部が、アウタロータ型のモータ（２１，２１Ａ）が備えるステータ（２２，２２Ａ）の内側に形成されたスペースに配置される。このため、モータユニット（２，２Ａ）の軸心（２３９，２３９Ａ）が延伸する方向における大型化を抑制することができる。また、ブレード（３，３Ａ）を、ロータ（２３，２３Ａ）の軸心（２３９，２３９Ａ）が延伸する方向において、ステータ（２２，２２Ａ）及びロータ（２３，２３Ａ）の近くに配置できるため、ロータ（２３，２３Ａ）を支持するシャフト（２４，２４Ａ）等の部材の振動を抑制することができる。

【0116】

さらに付言すれば、本態様のモータユニット（２，２Ａ）を用いれば、特に、シャフト（２４，２４Ａ）等の振動が抑制できるため、シャフト（２４，２４Ａ）等の部材を細くするなどの軽量化を図ることができる。シャフト（２４，２４Ａ）等の部材が軽くなれば、本態様のモータユニット（２，２Ａ）を後述する飛行体（１，１Ａ）へ搭載した場合、飛行体（１，１Ａ）全体の軽量化を図ることができる。よって、飛行体（１，１Ａ）全体の軽量化を図ることができれば、飛行体（１，１Ａ）が単位当たりに飛行する時間や距離を伸ばすことができる。

【0117】

また、シャフト（２４，２４Ａ）等の部材を細くする等できれば、ピッチ角を変更するなどの各種動作に対する反応速度が速くなる。よって、本態様のモータユニット（２，２Ａ）を後述する飛行体（１，１Ａ）へ搭載した場合、飛行体（１，１Ａ）全体の応答性を向上することができる。

【0118】

第２の態様のモータユニット（２Ａ）は、第１の態様との組み合わせにより実現され得る。第２の態様のモータユニット（２Ａ）は、以下に示す構成を有する。ピッチ角変更機構（５Ａ）は、サイクリックピッチ制御を行う。この態様によれば、サイクリックピッチ制御を行うピッチ角変更機構（５Ａ）を備えたモータユニット（２Ａ）が、モータユニット（２Ａ）の軸心（２３９Ａ）方向において大型化することを抑制できる。

【0119】

第３の態様のモータユニット（２Ａ）は、第２の態様との組み合わせにより実現され得る。第３の態様のモータユニット（２Ａ）は、以下に示す構成を有する。ピッチ角変更機構（５Ａ）は、回転部材（５４１Ａ）と、支持部材（５４０Ａ）とを有する。回転部材（５４１Ａ）は、ブレード（３Ａ）に連結され、ブレード（３Ａ）と共にロータ（２３Ａ）の回転中心となる軸心（２３９Ａ）を中心に回転する。支持部材（５４０Ａ）は、支持面（５４５Ａ）を含み、支持面（５４５Ａ）で回転部材（５４１Ａ）を支持する。回転部材（５４１Ａ）及び支持部材（５４０Ａ）のうちの少なくとも一方が、変位部材である。

【0120】

この態様によれば、回転部材（５４１Ａ）の一部又は支持部材（５４０Ａ）の一部が、ステータ（２２Ａ）の内側に位置することで、モータユニット（２Ａ）の軸心（２３９Ａ）方向における大型化を更に抑制することができる。

【0121】

第４の態様のモータユニット（２Ａ）は、第３の態様との組み合わせにより実現され得る。第４の態様のモータユニット（２Ａ）は、以下に示す構成を有する。ピッチ角変更機構（５Ａ）は、ボールジョイント（５５Ａ）を更に有する。ボールジョイント（５５Ａ）は、支持部材（５４０Ａ）を回転可能に支持する。ボールジョイント（５５Ａ）の一部が、ステータ（２２Ａ）の内側に位置する。

【0122】

この態様によれば、ボールジョイント（５５Ａ）の少なくとも一部が、ステータ（２２Ａ）の内側に位置することで、モータユニット（２Ａ）の軸心（２３９Ａ）方向における大型化を更に抑制することができる。

【0123】

第５の態様のモータユニット（２，２Ａ）は、第１～第４のいずれか一つの態様との組み合わせにより実現され得る。第５の態様のモータユニット（２，２Ａ）は、以下に示す構成を有する。ピッチ角変更機構（５，５Ａ）は、変位部材として、移動部材（５０，５１，５３４，５５Ａ，５４０Ａ，５４１Ａ）を有する。移動部材（５０，５１，５３４，５５Ａ，５４０Ａ，５４１Ａ）は、ロータ（２３，２３Ａ）の回転中心である軸心（２３９，２３９Ａ）に沿う方向に移動する。

【0124】

この態様によれば、ロータ（２３，２３Ａ）の軸心（２３９，２３９Ａ）方向に移動する移動部材（５０，５１，５３４，５５Ａ，５４０Ａ，５４１Ａ）の少なくとも一部が、ステータ（２２，２２Ａ）の内側に位置するので、モータユニット（２Ａ）の軸心（２３９Ａ）方向における大型化を更に抑制することができる。

【0125】

第６の態様のモータユニット（２，２Ａ）は、第５の態様との組み合わせにより実現され得る。第６の態様のモータユニット（２，２Ａ）は、以下に示す構成を有する。モータユニット（２，２Ａ）は、シャフト（２４，２４Ａ）を更に備える。シャフト（２４，２４Ａ）は、ステータ（２２，２２Ａ）の内側に位置し、ロータ（２３，２３Ａ）の回転中心を規定する。移動部材（５０，５１，５３４，５５Ａ，５４０Ａ，５４１Ａ）の一部は、ステータ（２２，２２Ａ）とシャフト（２４，２４Ａ）との間に位置する。

【0126】

この態様によれば、モータ（２１，２１Ａ）の回転を規定するシャフト（２４，２４Ａ）がステータ（２２，２２Ａ）の内側に配置されるため、モータユニット（２，２Ａ）の軸心（２３９，２３９Ａ）方向における大型化を更に抑制することができる。

【0127】

第７の態様のモータユニット（２）は、第６の態様との組み合わせにより実現され得る。第７の態様のモータユニット（２）は、以下に示す構成を有する。モータ（２１）は、軸受（２５）を更に備える。軸受（２５）は、シャフト（２４）を回転可能に支持する。軸受（２５）の一部は、ステータ（２２）の内側に位置する。

【0128】

この態様によれば、軸受（２５）の少なくとも一部がステータ（２２）の内側に配置されるため、モータユニット（２）の軸心（２３９）が延伸する方向における大型化を更に抑制することができる。

【0129】

第８の態様のモータユニット（２）は、第５～第７のいずれか一つの態様との組み合わせにより実現され得る。第８の態様のモータユニット（２）は、以下に示す構成を有する。移動部材（５０）は、ロータ（２３）と共に軸心（２３９）を中心に回転する。ピッチ角変更機構（５）は、移動部材（５０）を軸心（２３９）方向に移動させるレバー（５３３）を更に有する。

【0130】

この態様によれば、ロータ（２３）と共に回転する移動部材（５０）を、レバー（５３３）により、軸心（２３９）が延伸する方向に移動させることができる。

【0131】

第９の態様のモータユニット（２）は、第８の態様との組み合わせにより実現され得る。第９の態様のレバー（５３３）が、変位部材である。

【0132】

この態様によれば、レバー（５３３）の少なくとも一部がステータ（２２）の内側に配置されることにより、モータユニット（２）の回転中心である軸心（２３９）が延伸する方向における大型化を更に抑制することができる。

【0133】

第１０の態様のモータユニット（２，２Ａ）は、第５～第９のいずれか一つの態様との組み合わせにより実現され得る。第１０の態様のモータユニット（２，２Ａ）は、以下に示す構成を有する。ロータ（２３，２３Ａ）は、対向部（２３０）を有する。対向部（２３０）は、軸心（２３９，２３９Ａ）方向において、ステータ（２２，２２Ａ）に対向する。ピッチ角変更機構（５，５Ａ）は、少なくとも一つの連結部材（５１，５１Ａ）を更に有する。連結部材（５１，５１Ａ）は、移動部材（５０，５４１Ａ）とブレード（３，３Ａ）とを連結する。連結部材（５１，５１Ａ）は、対向部（２３０）を貫通する。

【0134】

この態様によれば、連結部材（５１，５１Ａ）によって移動部材（５０，５４１Ａ）とブレード（３，３Ａ）とが連結されることにより、移動部材（５０，５４１Ａ）の移動に伴ってブレード（３，３Ａ）のピッチ角が変化するようになる。

【0135】

第１１の態様のモータユニット（２，２Ａ）は、第１０の態様との組み合わせにより実現され得る。第１１の態様のピッチ角変更機構（５，５Ａ）は、一つの連結部材（５１，５１Ａ）として、複数の連結部材（５１，５１Ａ）を有する。

【0136】

この態様によれば、複数の連結部材（５１，５１Ａ）によって移動部材（５０，５０Ａ）とブレード（３，３Ａ）とが連結されることにより、移動部材（５０，５０Ａ）の移動に伴ってブレード（３，３Ａ）のピッチ角が変更される。

【0137】

第１２の態様のモータユニット（２）は、第５～第１１のいずれか一つの態様との組み合わせにより実現され得る。第１２の態様のモータユニット（２）は、以下に示す構成を有する。ロータ（２３）は、ガイド部（２３８）を有する。ガイド部（２３８）は、移動部材（５０）の軸心（２３９）方向の移動をガイドする。

【0138】

この態様によればロータ（２３）が有するガイド部（２３８）により、移動部材（５０）の移動方向が規制される。

【0139】

第１３の態様のモータユニット（２，２Ａ）は、第５～第１２のいずれか一つの態様との組み合わせにより実現され得る。第１３の態様のモータユニット（２）は、以下に示す構成を有する。ピッチ角変更機構（５，５Ａ）は、移動部材（５０，５４０Ａ，５４１Ａ，５５Ａ）の動力源（第２モータ５２，５６Ａ）を更に有する。動力源（第２モータ５２，５６Ａ）の一部は、ステータ（２２，２２Ａ）の内側に位置する。

【0140】

この態様によれば、動力源（第２モータ５２，５６Ａ）の少なくとも一部がステータ（２２，２２Ａ）の内側に位置することで、モータユニット（２，２Ａ）の軸心（２３９，２３９Ａ）方向における大型化を更に抑制することができる。

【0141】

第１４の態様のモータユニット（２，２Ａ）は、第１～第１３のいずれか一つの態様との組み合わせにより実現され得る。第１４の態様のモータユニット（２，２Ａ）は、ブレード（３，３Ａ）を更に備える。

【0142】

第１５の態様の飛行体（１，１Ａ）は、以下に示す構成を有する。飛行体（１，１Ａ）は、第１４の態様のモータユニット（２，２Ａ）と、本体（１０，１０Ａ）とを備える。モータユニット（２，２Ａ）が本体（１０，１０Ａ）に取り付けられる。

【0143】

この態様によれば、飛行体（１，１Ａ）が備えるモータユニット（２，２Ａ）の軸心（２３９，２３９Ａ）方向の大型化を抑制することができる。また、飛行体（１，１Ａ）の飛行時における振動を抑制することができる。

【産業上の利用可能性】

【0144】

本開示のモータユニット及び飛行体は、農業、運輸業、サービス業等の産業の他、家庭用玩具等の様々な分野において利用することができる。

【符号の説明】

【0145】

１ 飛行体
１Ａ 飛行体
１０ 本体
１０Ａ 本体
２ モータユニット
２Ａ モータユニット
２１ 第１モータ（モータ）
２１Ａ 第１モータ（モータ）
２２ ステータ
２２Ａ ステータ
２３ ロータ
２３Ａ ロータ
２３０ 対向部
２３８ ガイド部
２３９ 軸心
２３９Ａ 軸心
２４ シャフト
２４Ａ シャフト
２５ 軸受
２５Ａ 軸受
３ ブレード
３Ａ ブレード
５ ピッチ角変更機構
５Ａ ピッチ角変更機構
５０ 移動部材（変位部材）
５１ 連結部材（変位部材，移動部材）
５１Ａ 連結部材（変位部材，移動部材）
５２ 第２モータ（動力源）
５６Ａ 動力源
５３３ レバー（変位部材）
５３４ 連動部材（変位部材，移動部材）
５４Ａ スワッシュプレート（変位部材，移動部材）
５４０Ａ 支持部材（変位部材、移動部材）
５４１Ａ 回転部材（変位部材、移動部材）
５５Ａ ボールジョイント（変位部材，移動部材）
５６０Ａ 第２モータ

【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】

【図15】