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JP3861224B2 - 空中乗物 - Google Patents

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    • B64C29/0008—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded
    • B64C29/0016—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、機体にロータリーエンジンを搭載した空中乗物に関する。
【０００２】
【従来の技術及び問題点】
【０００３】
従来の自動車は空間を２次元として利用し地上を輸送するシステムである。
【０００４】
このため、自動車が街中にあふれ道路網の整備がこれに追いついていかない現在においては、交通渋滞が日常的となっている。
【０００５】
一方、飛行機は空間を３次元として利用するものであるが、発着陸に大がかりな設備が必要となり、これには国家的な費用がかかる。
【０００６】
また、ドアツードアで目的地まで自由に輸送することには難がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は上記欠点を解消し、空間を３次元として利用し、空中をドアツードアで自由に飛行することができる乗物を提供することを目的とする。これにより、従来の自動車とも飛行機とも異なる全く新しい輸送システムを提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本願発明による空中乗物は、機体の前部及び後部に上下面を開口するとともに上部にファンを設けたファンダクトを設け、該ファンダクトは上記ファンを回転せしめるロータリーエンジンを内設し、上記ロータリーエンジンはシリンダ内を移動しながら回転するロータのロータ軸が垂直方向に設けられ、上記シリンダは放射状に突設された突起部が弾性体を介して上記ファンダクト内に設けられる支持ハウジングのボス部に取り付けられることを特徴とする。
また、請求項１記載の空中乗物において、上記ファンダクトは全ての方向に傾動自在に設けることを特徴とする。
また、請求項１記載の空中乗物において、上記ファンダクトが機体の前部及び後部に夫々１組設けられることを特徴とする。
また、請求項３記載の空中乗物において、上記ファンダクトの前部組及び後部組の個数は夫々２個ずつであることを特徴とする。
また、請求項３又は請求項４記載の空中乗物において、上記ファンは対角方向同士の回転方向を同一とし、他のファンの回転方向を反対とすることを特徴とする。
また、請求項１記載の空中乗物において、上記ロータリーエンジンのシリンダの外周に沿って冷却水を入れた冷却部を設けることを特徴とする。
また、請求項６記載の空中乗物において、上記冷却部を二重に設けることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態を示す図面に基づき本願発明による空中乗物をさらに詳しく説明する。なお、便宜上同一の機能を奏する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、図１及び図６において矢印Ｐは空中乗物の進行方向を示し、図３乃至図６において矢印は流入するエアの移動方向を示す。
【００１０】
図１乃至図３は本願発明による空中乗物Ｚの第１の実施の形態を示す。機体１の前部及び後部に夫々ファンダクト３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ（以下総称するときはファンダクト３という）を設ける。各ファンダクト３は、ダクト４の上面及び下面を開放して夫々上面開口６、下面開口７とし、上部に回転自在のファン９を設ける。上記各ファンダクト３は全方向に傾動自在のジンバル方式にて設けられる。
【００１１】
上記各ファンダクト３のダクト４内にはロータリーエンジン１１が設けられる。該ロータリーエンジン１１は、図２に示すように、平面視中央部が少し凹んだ長円形状に形成されたシリンダ１３と、該シリンダ１３内に設けられるロータ１５とからなる。該ロータ１５は丸みを帯びた正三角形状の板体からなり、上記シリンダ１３内を中心が移動しながら回転する。上記ロータ１５の中央部には、円形のロータ孔１７が設けられ、ここにロータ軸１９が挿通される。該ロータ軸１９は外周にギヤ１９ａを設け、ロータ孔１７の内周に設けるギヤ１７ａと噛合する。上記ロータ軸１９は、シリンダ１３内に設けられた適宜数のロータ１５に噛合するとともに、図３に示すトランスミッション２１を介して上記ファン９の主軸２３に連結する。
【００１２】
上記ロータリーエンジン１１は、図２（Ａ）に示すように、ダクト４の略中央部に設置される。即ち、上記各ファンダクト３のダクト４内には上記ロータリーエンジン１１を被覆する支持ハウジング２５を設け、該支持ハウジング２５をダクト４内に放射状に設けた支持フレーム２７により支持する。
【００１３】
上記シリンダ１３には支持ハウジング２５に取り付けるための嵌合突起１４を設ける。この嵌合突起１４を支持ハウジング２５に設けるボス部２６に、ゴムの如き弾性体２９を介して嵌着することにより、上記シリンダ１３を上記支持ハウジング２５に取り付ける。上記嵌合突起１４とボス部２６との間にはすべり嵌合できる程度の僅小の嵌合ギャップｇを設けておく（図２（Ｂ））。これによりエンジンのシリンダ部に発生する振動及び嵌合突起１４の熱膨張を吸収させる。
【００１４】
上記支持ハウジング２５には、シリンダ１３の外周に沿って第１冷却部３１を設け、さらにその外周に第２冷却部３３を第１冷却部３１に連通して設ける。３５は上記シリンダ１３と上記支持ハウジング２５との間に設けられた弾性体からなる防震支持体である。
【００１５】
上記ファンダクト３に内設される各ロータリーエンジン１１により駆動されるファン９は、対角方向同士の回転方向を同一とし、他のファン９の回転方向を反対とする。例えば、図１（Ａ）のように、前部左側のファン９Ａ及び後部右側ファン９Ｄは反時計回りに、前部右側のファン９Ｂ及び後部左側のファン９Ｃは時計回りに回転する。図１（Ｂ）中、２はスプリング（図示省略）を介して前部及び後部に２個ずつ設けられた車輪であり、地上での移動を容易にするとともに、着地時の緩衝作用を有する。該車輪２は飛行中折畳み収納可能な脚２ａに設けられる。
【００１６】
３７は上記ロータリーエンジン１１の下方に設けられるラジエータであり、支持フレーム２８にて支持される。３９は上記ダクト４の下部に設けられたバッフルであり、ファンダクト３内に流入したエアをラジエータ３７方向に誘導する。
【００１７】
本願発明による空中乗物Ｚの作動原理は次の通りである。ロータリーエンジン１１のロータ１５が回転すると、該ロータ１５に噛合するロータ軸１９が回転するから、該ロータ軸１９にトランスミッション２１を介して連結されたファン９が回転する。するとエアがファンダクト３の上面開口５よりファンダクト３内に流入する。流入したエアはファンダクト３のダクト４の壁面に沿って下降し、下面開口７より噴出する。このエアの噴出により空中乗物Ｚは推力を得て浮上する。
【００１８】
空中乗物Ｚの操縦はファンダクト３の傾動により行なう。垂直方向に浮上するにはファンダクト３を鉛直にしたままエアを下方に噴出させる。前方に移動するにはファンダクト３を進行方向に対し左傾する（図１（Ｂ）にＹ1にて示す）。後方に移動するにはファンダクト３を進行方向に対し右傾する（図１（Ｂ）にＹ2にて示す）。右方向に移動するにはファンダクト３を水平方向に対し右傾動する（図１（Ａ）にＸ1にて示す）。左方向に移動するにはファンダクト３を水平方向に対し左傾動する（図１（Ａ）にＸ2にて示す）。空中乗物Ｚを下降せしめるにはロータリーエンジン１１の回転数を減速せしめる。制動（ブレーキング）は進行方向に対してファンダクト３の傾きを反対方向に傾動させて行なう。
【００１９】
上記操作を組み合わせることにより、例えば、浮上しながら前方に発進したり、右折、左折をすることができる。
【００２０】
このように上記実施の形態による空中乗物Ｚによれば、エア（各ファンダクト３のファン９により下方へ噴出するエア）による推力を利用するため、自在に昇降及び前後方向、左右方向に移動することができるので、空間を３次元として利用し、空中をドアツードアで自由に飛行することができる。即ち、垂直離着陸（ＶＴＯＬ）、水平方向移動が自在である。
【００２１】
よって、交通渋滞の解消を図ることができる。
【００２２】
また上記エアはファンダクト３内の移動において放熱作用にも関与する。即ち、エアはバッフル３９により内側に移動させられ、ラジエータ３７を通過する。これにより、冷却部３１、３３の冷却水の熱を放熱するラジエータ３７が冷却される。よって、ロータリーエンジン１１の過熱を防止することができる。
【００２３】
またロータリーエンジン１１を内設するファンダクト３が前部及び後部に２個ずつ４点設置となっているため、操縦制御が安定する。即ち、昇降移動（上昇、下降）、水平移動（前進、後進、左右移動、方向転換）ホバーリング及びブレーキングが安定する効果がある。
【００２４】
これは、機体１の前部及び後部に設けるロータリーエンジン１１により駆動されるファン９が各対角方向のものと回転方向を同一とし、他のファン９の回転方向を反対としてあるから、ファン９の回転に伴い機体１に生ずる「ねじれ」が打ち消し合い、空中においてバランスをとり易いからである。
【００２５】
また４個のロータリーエンジン１１により駆動されるファン９が夫々独立して作動するため、突風その他空中において生ずる種々の外的要因に対処し易いからである。
【００２６】
また操作性が良いという効果がある。これは、ジンバル方式をとるファンダクト３の傾動方向並びにロータリーエンジン１１及びファン９の回転数制御を図示しないコンピュータにより制御するからである。
【００２７】
また駆動源にロータリーエンジン１１を用いているため、ロータ１５の回転運動を直接ファン９に伝動することができる。これにより空中乗物に重要な小型、軽量化に資する効果がある。
【００２８】
ロータリーエンジン１１は、従来の自動車に採用されているレシプロエンジンに比し、トルク特性がフラットであるため振動や騒音が小なのであるが、それでも多少の振動等が発生する。空中乗物Ｚは従来の飛行機とは異なり非常に小型であるため、風等外界の影響を受け易い。このため機体が振動していると風等外界の影響が増幅されることがあり、乗り心地にも影響するため、振動を極力嫌うのである。
【００２９】
上記実施の形態による空中乗物Ｚにおいては、振動の発生源であるロータリーエンジン１１のシリンダ１３を支持ハウジング２５に取り付けるに際し、嵌合突起部１４をボス部２６に弾性体２９を介して取り付け、またシリンダ１３と支持ハウジング２５の間に防震支持体３５を介して取り付けているから、ファンダクト３への振動伝播が大幅に減殺される。しかも、ボス部２６と嵌合突起部１４との間には嵌合ギャップｇを設けてあるから、振動伝播の防止の上で一層効果的である。
【００３０】
また冷却部３１、３３を二重構造としてあるので、構造強度を比較的に増強することができる。
【００３１】
図４は本願発明による空中乗物の第２の実施の形態である。このようにラジエータ３７をロータリーエンジン１１の上方に設置する場合は、ラジエータ３７の直上に補助ファン４１を設け、これによりファンダクト３内に流入するエアを内側に移動させ、ラジエータ３７を通過せしめラジエータ３７を冷却する。その余の構成は上記した第１の実施の形態と同様である。よって、第１の実施の形態と同様の作用・効果を有する。
【００３２】
図５は本願発明による空中乗物の第３の実施の形態である。このようにラジエータ３７をロータリーエンジン１１の周囲に設置する場合は、ラジエータ３７の上方に補助ファン４１を設けるとともに、該補助ファン４１及びラジエータ３７をカウリング４３により包囲し、これによりファンダクト３内に流入するエアを該カウリング４３の内側に移動させ、冷却のためラジエータ３７を通過せしめる。その余の構成は上記した第１の実施の形態と同様である。よって、第１の実施の形態と同様の作用・効果を有する。
【００３３】
上記した各実施の形態は、いずれも各ファンダクト３ごとに放熱機構を設ける場合である。
【００３４】
図６は前部及び後部の４個のファンダクト３を単一の放熱機構により処理する場合である。各ファンダクト３の冷却水を冷却パイプ４５により単一のラジエータ３７まで移送する。該ラジエータ３７は機体１のフレーム内に設け、進行方向から流入するエアにより冷却する。ラジエータ３７には補助ファン４１を設ける。このように構成すれば、各ファンダクト３が簡素・軽量化し全体がコンパクトとなる効果がある。
【００３５】
このようにロータリーエンジン１１の放熱の態様は任意とすることができる。
【００３６】
本願発明は上記した実施の形態に限定されない。例えば、ファンダクト３の前部組及び後部組の個数は夫々２個ずつ以外、例えば３個以上とする場合も考えられる。
【００３７】
弾性体２９又は防震支持体３５の素材は任意である。
【００３８】
バッフル３９（図３参照）はダクト４の下部全周に内設してもよい。
【００３９】
また冷却部は二重にしなくてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
このように、本願発明による空中乗物Ｚによれば、空間を３次元として利用し、空中をドアツードアで自由に飛行することができる乗物を提供することができる。これにより、従来の自動車とも飛行機とも異なる全く新しい輸送システムを提供することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本願発明による空中乗物の平面図、（Ｂ）は同正面図である。
【図２】（Ａ）は本願発明による空中乗物のロータリーエンジンの平面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図である。
【図３】本願発明による空中乗物のファンダクトの一実施例を示す概略縦断面図である。
【図４】本願発明による空中乗物のファンダクトの他の実施例を示す概略縦断面図である。
【図５】（Ａ）は本願発明による空中乗物のファンダクトのさらに他の実施例を示す概略縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】本願発明による空中乗物のファンダクトのさらに他の実施例を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
Ｚ 空中乗物
１ 機体
２ 車輪
２ａ 脚
３ ファンダクト
３Ａ ファンダクト
３Ｂ ファンダクト
３Ｃ ファンダクト
３Ｄ ファンダクト
４ ダクト
６ 上面開口
７ 下面開口
９ ファン
９Ａ ファン
９Ｂ ファン
９Ｃ ファン
９Ｄ ファン
１１ ロータリーエンジン
１３ シリンダ
１４ 嵌合突起
１５ ロータ
１７ ロータ孔
１７ａ ギヤ
１９ ロータ軸
１９ａ ギヤ
２１ トランスミッション
２３ 主軸
２５ 支持ハウジング
２６ ボス部
２７ 支持フレーム
２８ 支持フレーム
２９ 弾性体
３１ 第１冷却部
３３ 第２冷却部
３５ 防震支持体
３７ ラジエータ
３９ バッフル
４１ 補助ファン
４３ カウリング
４５ 冷却パイプ
ｇ ギャップ

Claims (7)

  1. 機体の前部及び後部に上下面を開口するとともに上部にファンを設けたファンダクトを設け、該ファンダクトは上記ファンを回転せしめるロータリーエンジンを内設し、上記ロータリーエンジンはシリンダ内を移動しながら回転するロータのロータ軸が垂直方向に設けられ、上記シリンダは放射状に突設された突起部が弾性体を介して上記ファンダクト内に設けられる支持ハウジングのボス部に取り付けられることを特徴とする空中乗物。
  2. 請求項１記載の空中乗物において、上記ファンダクトは全ての方向に傾動自在に設けることを特徴とする空中乗物。
  3. 請求項１記載の空中乗物において、上記ファンダクトが機体の前部及び後部に夫々１組設けられることを特徴とする空中乗物。
  4. 請求項３記載の空中乗物において、上記ファンダクトの前部組及び後部組の個数は夫々２個ずつであることを特徴とする空中乗物。
  5. 請求項３又は請求項４記載の空中乗物において、上記ファンは対角方向同士の回転方向を同一とし、他のファンの回転方向を反対とすることを特徴とする空中乗物。
  6. 請求項１記載の空中乗物において、上記ロータリーエンジンのシリンダの外周に沿って冷却水を入れた冷却部を設けることを特徴とする空中乗物。
  7. 請求項６記載の空中乗物において、上記冷却部を二重に設けることを特徴とする空中乗物。
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