特許ウォッチ

公開番号2025123286
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-22
出願番号2025097316,2021028769
出願日2025-06-10,2021-02-25
発明の名称軸受装置
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B64D 25/00 20060101AFI20250815BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】電動垂直離着陸機の駆動部における回転軸を支持する軸受の異常を精度良く検出でき、安定な飛行を実現する軸受装置を提供する。
【解決手段】軸受装置6は、回転翼および該回転翼を回転させるモータを有する駆動部3A～3Dを複数備え、回転翼の回転によって飛行する電動垂直離着陸機1に搭載され、駆動部3A～3Dにおける回転軸を支持する転がり軸受7A～7Dと、転がり軸受の内部または外部に設けられ、その転がり軸受の状態を示す指標を取得するセンサ8A～8Dと、指標を保存する保存装置と、指標に基づいて転がり軸受の異常を判定する異常判定部10と、駆動部3A～3Dを制御する制御部11とを有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
回転翼および該回転翼を回転させるモータを有する駆動部を複数備え、前記回転翼の回転によって飛行する電動垂直離着陸機に搭載される軸受装置であって、
前記軸受装置は、前記駆動部における回転軸を支持する転がり軸受と、前記転がり軸受の内部または外部に設けられ、その転がり軸受の状態を示す指標を取得するセンサと、前記指標を保存する保存装置と、前記指標に基づいて前記転がり軸受の異常を判定する異常判定部と、前記駆動部を制御する制御部とを有し、
前記指標は、前記転がり軸受の振動を少なくとも含む指標であり、
前記異常判定部は、前記保存装置に累積して保存された前記指標の推移に基づき、週単位または月単位で前記転がり軸受の異常を判定し、
前記異常判定部が、前記複数の転がり軸受のうち少なくとも１つの転がり軸受が異常と判定した場合、前記制御部は、異常と判定された前記転がり軸受の状態を緩和させるよう該転がり軸受が搭載される前記駆動部を制御しつつ、他の前記駆動部を制御して飛行を継続させることを特徴とする軸受装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記異常判定部により異常と判定された場合に、前記駆動部の前記モータの回転数を調整することを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
【請求項３】
回転翼および該回転翼を回転させるモータを有する駆動部を複数備え、前記回転翼の回転によって飛行する電動垂直離着陸機に搭載される軸受装置であって、
前記軸受装置は、前記駆動部における回転軸を支持する転がり軸受と、前記転がり軸受の内部または外部に設けられ、その転がり軸受の状態を示す指標を取得するセンサと、前記指標を保存する保存装置と、前記指標に基づいて前記転がり軸受の異常を判定する異常判定部と、前記駆動部を制御する制御部とを有し、
前記指標は、前記転がり軸受の振動を少なくとも含む指標であり、
前記異常判定部は、前記保存装置に累積して保存された前記指標の推移に基づき、週単位または月単位で前記転がり軸受の異常を判定し、
前記制御部は、前記異常判定部により異常と判定された場合に、前記駆動部の前記モータの回転数を調整することを特徴とする軸受装置。
【請求項４】
前記指標は、前記転がり軸受の熱流束、前記転がり軸受の温度、前記転がり軸受の荷重、および前記転がり軸受の絶対角から選ばれる１つを含む指標であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の軸受装置。
【請求項５】
前記異常判定部は、前記センサの前記指標の取得間隔のｍ倍（ｍは整数）の間隔で前記転がり軸受の異常を判定することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の軸受装置。
【請求項６】
前記異常判定部により異常と判定された場合に、その異常を報知する報知部を有することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項記載の軸受装置。
【請求項７】
前記異常判定部は、前記指標に基づいて、予め設定した閾値を境に異常と判定することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項記載の軸受装置。
【請求項８】
前記異常判定部により異常と判定された場合に、その異常を報知する報知部を有し、
前記閾値は複数段階設定されており、前記異常判定部は、前記閾値に基づいて前記転がり軸受の異常のレベルを判定し、
前記報知部は前記異常判定部が判定した異常のレベルに応じて、報知の態様を変更することを特徴とする請求項７記載の軸受装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の回転翼の回転によって飛行する電動垂直離着陸機に搭載される軸受装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、道路網の発達とともに、移動手段として自動車が世界的に広く使用されている。一方で、日本を含む多くの国では都市部への人口集中が進んでおり、過密化が進む都市部では、自動車による交通渋滞が深刻な社会問題になっている。このような交通渋滞によって膨大な労働力が失われているといわれている。
【０００３】
また近年、道路網は発達しているものの、山岳地や過疎地などでは未だ道路が十分に整備されていない地域も多い。さらに、日本では将来的な人口減少が問題視されており、今後、地方における道路整備なども課題になってくる。一方、地震などの自然災害時には道路が寸断されるケースもあり、そのような事態には自動車による移動が困難な場合もある。
【０００４】
このような様々な事情から、自動車に代わる持続可能な新たな移動手段が求められつつある。近年では、移動手段として飛行可能な自動車、いわゆる空飛ぶクルマが注目されている。空飛ぶクルマは、上記の社会的問題の解消に期待されており、地域内移動、地域間移動、観光・レジャー、救急医療、災害救助など、様々な場面での活用が期待されている。日本では「空の移動革命に向けた官民協議会」が開催され、２０１８年に空飛ぶクルマの実現に向けたロードマップが取りまとめられており、実現化に向けて検討が進められている。
【０００５】
空飛ぶクルマとしては、垂直離着陸機（ＶＴＯＬ；ＶｅｒｔｉｃａｌＴａｋｅ－ＯｆｆａｎｄＬａｎｄｉｎｇａｉｒｃｒａｆｔ）が注目されている。垂直離着陸機は、空と離発着場を垂直に昇降できることから、滑走路が必要とならず、利便性に優れる。特に、近年ではＣＯ
２
の削減に向けた社会的要請などからバッテリーとモータで飛行するタイプの電動垂直離着陸機（ｅＶＴＯＬ）が開発の主流となっている。
【０００６】
電動垂直離着陸機は、さらにマルチコプタータイプと固定翼付きタイプに大別される。マルチコプタータイプは短距離の飛行に適しており、コンパクトなサイズで部品点数が少ないことを特徴としている。マルチコプターは、主に、回転翼および該回転翼を回転させるモータを有する複数の駆動部と、乗員が乗車する本体部とを有する（例えば特許文献１参照）。マルチコプターは、回転翼の回転によって生じる揚力で浮上し、複数の回転翼の回転数を制御することでバランスを取り、飛行姿勢を制御する。一方、固定翼付きタイプは短距離に限らず、中距離での飛行にも活用できるとされているが、社会実装は、開発コストや認証コストが少ないマルチコプタータイプから先に進むといわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２０－１３２０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、電動垂直離着陸機は航空法上の航空機の１つに分類される。そのため、航空法により定められる安全性の基準を満たす必要があり、極めて高い安全性が要求される。安定した飛行性能はもちろんのこと、例えば、一部の部品に不具合が生じた場合にも飛行を安全に継続できるための機能（フェールセーフ機能）も重要になる。
【０００９】
特に、マルチコプターは、固定翼を有しておらず回転翼の回転のみで推進力を得ているため、一部の回転翼の回転に不具合が生じた場合には、飛行姿勢の維持が困難になるおそれがある。そのため、駆動部において回転軸を支持する軸受の役割は重要であり、軸受の異常を精度良く検出することが求められる。また、マルチコプターは、水平移動時には、浮上に使用した揚力の一部を水平移動の力に変えて飛行姿勢を傾ける。このように回転翼を飛行姿勢の制御にも用いているため、より俊敏かつ、正確な姿勢制御を実現する観点からも軸受が果たす役割は大きいといえる。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電動垂直離着陸機の駆動部における回転軸を支持する軸受の異常を精度良く検出でき、安定な飛行を実現する軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許