特開 2022-54199 電動回転翼航空機

(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】P2022054199

(43)【公開日】2022-04-06

(54)【発明の名称】電動回転翼航空機

(51)【国際特許分類】

   B64D 27/24 20060101AFI20220330BHJP

   B64C 27/04 20060101ALI20220330BHJP

   B64D 1/02 20060101ALI20220330BHJP

【ＦＩ】

B64D27/24

B64C27/04

B64D1/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020161255

(22)【出願日】2020-09-25

(71)【出願人】

【識別番号】520031346

【氏名又は名称】ｅＶＴＯＬ Ｊａｐａｎ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】特許業務法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】御法川 学

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 健司

(72)【発明者】

【氏名】三浦 義広

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 静

(57)【要約】

【課題】飛行中の安全性が向上された電動回転翼航空機を提供すること。
【解決手段】電動回転翼航空機は、第１のモーターを含む電動部と、第１のバッテリーユニットが着脱可能に装着され、第１のモーターに第１のバッテリーユニットから電力を供給する第１のバッテリー部と、第２のバッテリーユニットが着脱可能に装着され、第１のモーターに第２のバッテリーユニットから電力を供給する第２のバッテリー部と、を含み、第１のバッテリー部と第２のバッテリー部とは、離間した位置に配置されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のモーターを含む電動部と、
第１のバッテリーユニットが着脱可能に装着され、前記第１のモーターに前記第１のバッテリーユニットから電力を供給する第１のバッテリー部と、
第２のバッテリーユニットが着脱可能に装着され、前記第１のモーターに前記第２のバッテリーユニットから電力を供給する第２のバッテリー部と、を含み、
前記第１のバッテリー部と前記第２のバッテリー部とは、離間した位置に配置されている電動回転翼航空機。

【請求項2】

第１のモーターおよび第２のモーターを含む電動部と、
第１のバッテリーユニットが着脱可能に装着され、前記第１のモーターに前記第１のバッテリーユニットから電力を供給する第１のバッテリー部と、
第２のバッテリーユニットが着脱可能に装着され、前記第２のモーターに前記第２のバッテリーユニットから電力を供給する第２のバッテリー部と、を含み、
前記第１のバッテリー部と前記第２のバッテリー部とは、離間した位置に配置されている電動回転翼航空機。

【請求項3】

前記第１のバッテリー部は、前記第１のバッテリーユニットと電気的に接続される第１のバッテリーベイを含み、
前記第１のバッテリーベイは、飛行中に、前記第１のバッテリーユニットを切り離し、投棄可能に前記第１のバッテリーユニットを把持する請求項１または請求項２に記載の電動回転翼航空機。

【請求項4】

前記第１のバッテリーユニットを投棄する際、前記第１のバッテリーユニットを覆う機体または延長テールの一部が開口される請求項３に記載の電動回転翼航空機。

【請求項5】

前記第１のバッテリーユニットおよび前記第２のバッテリーユニットの各々は、バッテリーマネージメントシステム、バッテリーセル、および温度センサーを含む請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の電動回転翼航空機。

【請求項6】

前記第１のバッテリーユニットおよび前記第２のバッテリーユニットの各々は、さらに、ヒーターおよびファンを含む請求項５に記載の電動回転翼航空機。

【請求項7】

前記第１のバッテリーユニットおよび前記第２のバッテリーユニットよりもバッテリー容量の小さい補助バッテリー部を含む請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の電動回転翼航空機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動回転翼航空機に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車の電動化と並行し、小型航空機の電動化が注目されている。例えば、電動化された垂直離着陸可能な小型航空機は、化石燃料を使用せずに電動モーターを使用し動力を得ることができる。電動化された垂直離着陸可能な小型航空機は、化石燃料を使用しないため、内燃機関を有する航空機と比較して、ＣＯ_２排出量が少なく、エネルギー補給が容易であり、システム全体の小型化が可能であり、操作性及び静音性が優れている。例えば、ヘリコプターは、垂直離着陸可能な小型航空機の一つである。電動化されたヘリコプターは、例えば、電動ヘリコプターまたは電動回転翼航空機などと呼ばれている。

【0003】

例えば、特許文献１乃至４は電動回転翼航空機の構成または制御方法を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第８９３１７３２号明細書

【特許文献2】米国特許第９１６９０２７号明細書

【特許文献3】国際公開２０１６／００９８２４号

【特許文献4】国際公開２０１５／１４６６０８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電動回転翼航空機は、その特徴の一つとして、バッテリーを搭載していることが挙げられる。すなわち、電動回転翼航空機は、化石燃料の代わりに、バッテリーを搭載し、バッテリーから電力が供給されることによって飛行することができる。電動回転翼航空機に搭載するバッテリーは、スマートフォンのバッテリーと比較すると大型である。例えば、スマートフォンで用いられるバッテリー容量は、０．２～０．５Ａｈ程度であるが、電動回転翼航空機で用いられるバッテリー容量は、数１００Ａｈと大容量である。しかも、電動回転翼航空機は連続して数１００ｋＷｈの電力量を出力として利用するので、電動回転翼航空機のバッテリーは高電流を放出する。そのため、電動回転翼航空機においては、取り扱いやすく、安全性の高いバッテリーを搭載することはもちろんであるが、バッテリー自体だけでなく、電動回転翼航空機自体の安全性を高める必要がある。

【0006】

そこで、本発明は、飛行中の安全性が向上された電動回転翼航空機を提供することを課題の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機は、第１のモーターを含む電動部と、第１のバッテリーユニットが着脱可能に装着され、第１のモーターに第１のバッテリーユニットから電力を供給する第１のバッテリー部と、第２のバッテリーユニットが着脱可能に装着され、第１のモーターに第２のバッテリーユニットから電力を供給する第２のバッテリー部と、を含むみ、第１のバッテリー部と第２のバッテリー部とは、離間した位置に配置されている。

【0008】

また、本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機は、第１のモーターおよび第２のモーターを含む電動部と、第１のバッテリーユニットが着脱可能に装着され、第１のモーターに第１のバッテリーユニットから電力を供給する第１のバッテリー部と、第２のバッテリーユニットが着脱可能に装着され、第２のモーターに第２のバッテリーユニットから電力を供給する第２のバッテリー部と、を含み、第１のバッテリー部と第２のバッテリー部とは、離間した位置に配置されている。

【0009】

第１のバッテリー部は、第１のバッテリーユニットと電気的に接続される第１のバッテリーベイを含み、第１のバッテリーベイは、飛行中に、第１のバッテリーユニットを切り離し、投棄可能に第１のバッテリーユニットを把持してもよい。また、第１のバッテリーユニットを投棄する際、第１のバッテリーユニットを覆う機体または延長テールの一部が開口されてもよい。

【0010】

第１のバッテリーユニットおよび第２のバッテリーユニットの各々は、バッテリーマネージメントシステム、バッテリーセル、および温度センサーを含んでいてもよい。第１のバッテリーユニットおよび第２のバッテリーユニットの各々は、さらに、ヒーターおよびファンを含んでいてもよい。

【0011】

第１のバッテリーユニットおよび前記第２のバッテリーユニットよりもバッテリー容量の小さい予備バッテリー部を含んでいてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機は、バッテリーユニットが装着されるバッテリー部が分散されて配置されているため、１つのバッテリーユニットに問題が発生した場合であっても、他のバッテリーユニットを用いて飛行することが可能である。また、バッテリーユニットが装着されるバッテリー部が分散されて配置されているため、バッテリーユニットの発火のリスクも分散される。したがって、電動回転翼航空機の安全性が向上する。また、バッテリーユニットは着脱可能であり、複数のバッテリーユニットを同時に充電することで、複数のバッテリーユニットの全バッテリー容量を有する１つのバッテリーユニットに比べて充電時間を短縮することができる。そのため、バッテリーユニットの取り扱いの利便性が向上する。さらに、バッテリーユニットと装着され、バッテリーユニットと電気的に接続されるバッテリーベイは、バッテリーユニットが発火した場合であっても、消火することができ、火の方向を誘導することができ、またはバッテリーユニットを投棄することができる。そのため、電動回転翼航空機の安全性が向上する。

【0013】

また、投棄可能または消火可能なバッテリーユニットは、メインのバッテリーとして選択的に利用することもできる。すなわち、投棄または消火可能なバッテリーユニットは、専ら発熱リスクが高い電動機駆動用として利用し、その他のバッテリーユニットは、専ら発熱リスクが低いインバーターまたはポンプなどの補器類駆動用として利用することができる。この場合において、投棄または消火可能なバッテリーユニットが投棄され、または不作動を生じたときであっても、電動回転翼航空機は、その他のバッテリーユニットから緊急的に電力を供給することができるため、数分の緊急飛行時間を確保することができる。そのため、電動回転翼航空機の安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機の構成を示す模式図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機の機体に設置される第１のバッテリー部のバッテリーベイの配置を示す模式図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機の機体に設置される第１のバッテリー部に着脱されるバッテリーユニットのブロック図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機に搭載されるバッテリーユニットの投棄の方法を説明する模式図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機から投棄されたバッテリーユニットの状態を説明する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、実施形態はあくまで一例にすぎず、当業者が、発明の主旨を保ちつつ適宜変更することによって容易に想到し得るものについても、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合がある。しかし、図示された形状はあくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

【0016】

本明細書および図面において、同一又は類似する複数の構成を総じて表記する際には同一の符号を用いる。また、一つの構成のうちの複数の部分を区別して表記する際には、ハイフンと自然数を用いる場合がある。

【0017】

［１．電動回転翼航空機１０の構成］
図１を参照して、本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機１０の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機１０の構成を示す模式図である。電動回転翼航空機１０は、電動回転翼航空機１０を前方に進めようとする力である「推力」、電動回転翼航空機１０を上方に引っ張り、浮き上がらせようとする力である「揚力」、電動回転翼航空機１０を下方に引っ張ろうとする力である「重力」、および電動回転翼航空機１０を後方に引っ張ろうとする力である「抵抗力」を制御することによって、飛行することができる。図１に示すように、電動回転翼航空機１０は、機体１１、メインローター１２、テールローター１３、マスト１４、延長テール１５、およびスキッド１６を具備する。メインローター１２は、機体１１の上方に延伸したマスト１４の一端に接続されている。テールローター１３は、機体１１の後方に設けられた延長テール１５を介して接続されている。電動回転翼航空機１０は、メインローター１２を回転させることによって、揚力を発生させ浮き上がることができる。一方で、メインローター１２の回転によって、機体１１をメインローター１２の回転方向とは逆方向に回転させる反トルクが発生する。電動回転翼航空機１０は、テールローター１３が反トルクを打ち消すことによって、安定して飛行することができる。

【0018】

なお、図１に示す電動回転翼航空機１０は１組のメインローター１２およびテールローター１３を具備するが、本実施形態に係る電動回転翼航空機１０は、テールローター１３がない構成も可能である。電動回転翼航空機１０は、例えば、テールローター１３を設けず、２組のメインローター１２を同軸に配置し、お互いの逆方向に回転させる、いわゆる二重反転式ローター（同軸反転式ローター）を具備する構成であってもよい。また、電動回転翼航空機１０は、有人であってもよく、無人であってもよい。

【0019】

機体１１の内部には、バッテリー部１００、補助バッテリー部２００、電動部３００、調整部３１０、ドライブシャフト３２０、テールシャフト３３０、およびバッテリーユニットラック４００が設けられている。

【0020】

電動部３００は、ドライブシャフト３２０を介して調整部３１０と接続されている。また、調整部３１０は、マスト１４の他端と接続されている。電動部３００および調整部３１０はそれぞれ、例えば、モーターおよび変速機である。電動回転翼航空機１０では、電動部３００の回転がドライブシャフト３２０を通じて調整部３１０に伝達され、調整部３１０で回転速度（回転数）が調整される。また、調整された回転は、マスト１４を通じてメインローター１２に伝達され、メインローター１２が回転することができる。また、調整部３１０は、テールシャフト３３０を介してテールローター１３と接続されている。そのため、調整された回転が、テールシャフト３３０に伝達され、テールローター１３が回転することができる。なお、調整部３１０では、メインローター１２の回転速度とテールローター１３の回転速度とは別々で調整することができる。

【0021】

バッテリー部１００は、電動部３００に電力を供給することができる。バッテリー部１００は、機体１１に設置されたバッテリーベイ１１０と、バッテリーベイ１１０に着脱可能に装着されるバッテリーユニット１２０と、を含む。すなわち、ユーザ（例えば、電動回転翼航空機１０の操縦者）は、電動回転翼航空機１０を操縦するときに、バッテリーユニット１２０をバッテリーベイ１１０に装着し、電動回転翼航空機１０を操縦しないときには、バッテリーユニット１２０をバッテリーベイ１１０から取り外すことができる。そのため、電動回転翼航空機１０は、バッテリーを充電するための充電専用駐機場（バッテリーステーション）に駐機することなく、通常の駐機場に駐機したままバッテリーユニット１２０を取り外し、別途バッテリーユニット１２０を充電することが可能である。

【0022】

補助バッテリー部２００も、バッテリー部１００と同様に、電動部３００に電力を供給することができる。ただし、補助バッテリー部２００は、バッテリー部１００に問題が発生した場合に、電動部３００と接続し、電力を供給することができる。換言すれば、補助バッテリー部２００は、バッテリー部１００の予備バッテリーということができる。補助バッテリー部２００は予備バッテリーであるため、バッテリー部１００より小型（バッテリー容量が小さい）であってももよい。補助バッテリー部２００は、バッテリー部１００と同様の構成とすることができる。すなわち、補助バッテリー部２００は、機体１１に設置された補助バッテリーベイ２１０と、補助バッテリーベイ２１０に着脱可能に装着される補助バッテリーユニット２２０と、を含む。上述したように、補助バッテリー部２００は、バッテリー部１００に問題が発生した場合に使用され、通常時は使用されない予備バッテリーである。そのため、補助バッテリー部２００は、補助バッテリーユニット２２０が着脱不可能に固定されていてもよい。この場合、電動回転翼航空機１０の離陸前に、バッテリー部１００から補助バッテリー部２００に充電してもよい。このようにすることで、電動回転翼航空機１０の離陸前に、バッテリー部１００が機能するかどうかを確認することもできる。

【0023】

バッテリーユニットラック４００は、バッテリーベイ１１０から取り外されたバッテリーユニット１２０を収容することができる。バッテリーユニットラック４００に収容されているバッテリーユニット１２０は、充電されていてもよい。電動回転翼航空機１０の飛行中に、バッテリー部１００のバッテリーユニット１２０の充電が切れたとき、バッテリーユニットラック４００のバッテリーユニット１２０と交換することができる。そのため、電動回転翼航空機１０の航続距離が長くなる。

【0024】

［２．バッテリーベイ１１０の配置および構成］
［２－１．バッテリーベイ１１０の配置］
図２を参照して、バッテリーベイ１１０が配置される位置について説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機１０の機体１１に設置されるバッテリー部１００のバッテリーベイ１１０の配置を示す模式図である。電動回転翼航空機１０においては、１つまたは複数のバッテリーベイ１１０を配置することができる。ただし、バッテリー部１００の１つに問題が発生した場合における飛行の安全性を考えると、代替となるバッテリー部１００があることが好ましい。そのため、電動回転翼航空機１０においては、複数のバッテリーベイ１１０が配置されていることが好ましい。図２に示すように、バッテリーベイ１１０は、マスト１４の他端近傍にある第１のスペース１１１、延長テール１５の機体１１との接続近傍にある第２のスペース１１２、荷室の一部である第３のスペース１１３、または機体１１の下方のスレッジの間にある第４のスペース１１４などに配置することができる。電動回転翼航空機１０は、従来の内燃機関を搭載する電動回転翼航空機と比較すると、吸排気系統または燃料系統の部品が不要であるため、これらが搭載されていた第１のスペース１１１および第２のスペース１１２において、空いているスペースを確保しやすい。そのため、バッテリーベイ１１０は、第１のスペース１１１または第２のスペース１１２に配置することができる。

【0025】

ただし、バッテリーベイ１１０は、これらに限られず、機体１１内または機体１１外の空いているスペースに配置することができる。例えば、機体１１の構造的に強い部分にバッテリーベイ１１０を配置することで、バッテリーベイ１１０に装着されたバッテリーユニット１２０は機体１１の構造上の構成によって保護される。そのため、電動回転翼航空機１０の安全性が高くなる。また、バッテリーベイ１１０は、電動部３００に電力を供給するための制御部または配線などを必要とする。バッテリーユニット１２０が入るスペースはあるものの、端子部、制御部、および配線を設置するスペースがない場合には、そのスペースは、バッテリーユニットラック４００としてもよい。交換用のバッテリーユニット１２０をバッテリーユニットラック４００に収容することで、電動回転翼航空機１０の航続距離を長くすることができる。

【0026】

なお、上述したように、電動回転翼航空機１０では、空きスペースを確保しやすく、レイアウトの自由度が高い。そのため、電動回転翼航空機１０のペイロードまたはミッションを考慮して、バッテリーベイ１１０を配置してもよい。また、バッテリーベイ１１０の配置においては、バッテリーベイ１１０にバッテリーユニット１２０を装着した後の重心位置を考慮してもよい。従来の内燃機関を搭載する電動回転翼航空機では、飛行中に燃料が消費されるため、離陸前と飛行中とでは燃料の重さによって重心位置が変化する。一方、電動回転翼航空機１０では、離陸前と飛行中とでバッテリーユニット１２０の重さがほとんど変化しない。そのため、電動回転翼航空機１０では、離陸前の重心位置を考慮するだけで、飛行中の重心位置も安定させることができる。

【0027】

［２－２．バッテリーベイ１１０の構成］
バッテリーベイ１１０には、バッテリーユニット１２０と電気的に接続するための端子部、電動部３００への電力を供給するか否かを制御する制御部、および端子部と電動部３００とを電気的に接続する配線が設置されており、バッテリーユニット１２０を装着して電動部３００に電力を供給することができる。また、バッテリーベイ１１０は、飛行中にバッテリーユニット１２０が動かないようにするため、装着されたバッテリーユニット１２０を固定することができる。さらに、バッテリーベイ１１０は、飛行中の電動回転翼航空機１０からバッテリーユニット１２０を投棄することができる。電動回転翼航空機１０の飛行中に、バッテリーユニット１２０に、例えば、温度制御ができなくなるような問題が発生した場合、バッテリーユニット１２０がその状態のまま飛行することは重大な事故につながりかねない。そのため、飛行の安全を確保するため、電動回転翼航空機１０では、バッテリーベイ１１０からバッテリーユニット１２０を切り離し、バッテリーユニット１２０を投棄することができる。バッテリーユニット１２０の投棄は、例えば、バッテリーベイ１１０の底面（下方側の面）側の機体１１または延長テール１５が開くことで、バッテリーユニット１２０自身の重さによって、バッテリーユニット１２０をバッテリーベイ１１０から切り離し、投棄することができる。

【0028】

なお、投棄可能なバッテリーユニットは、電動回転翼航空機１０の飛行で通常使用されるバッテリー部１００のバッテリーユニット１２０のみであってもよい。すなわち、補助バッテリー部２００のバッテリーユニットは投棄不可能な構成（着脱不可能な構成）としてもよい。このような構成であっても、バッテリー部１００のバッテリーユニット１２０に異常が発生した場合、バッテリーユニット１２０を投棄し、補助バッテリー部２００のバッテリーユニットからの電力の供給によって、電動回転翼航空機１０は安全に飛行することができる。

【0029】

また、バッテリーベイ１１０は、バッテリーベイ１１０に装着されたバッテリーユニット１２０が発火した場合に、バッテリーベイ１１０を覆う機体１１または延長テール１５の一部を開口して、バッテリーユニット１２０と外部とを繋げることができる。機体１１または延長テール１５が開口することにより、バッテリーユニット１２０からの火を開口した方向に誘導することができる。バッテリーユニット１２０からの火が機体１１または延長テール１５内に留まらず、開口部を介して外部へ抜ける構造となっているため、電動回転翼航空機１０の安全性が高くなる。なお、機体１１または延長テール１５の一部の開口は、開口した方向の先に、操縦席（乗客席）、電動部３００、メインローター１２、およびテールローター１３が無いことが好ましい。操縦席（乗客席）、電動部３００、メインローター１２、およびテールローター１３に火が燃え移る可能性があると、電動回転翼航空機１０の飛行における安全に問題が生じることになるためである。

【0030】

さらに、バッテリーベイ１１０は、バッテリーユニット１２０の発火を消化するための消火ユニットを備えていてもよい。消火ユニットは、例えば、バッテリーユニット１２０にＣＯ_２を吹き付けることができる。なお、バッテリー部１００のバッテリーユニット１２０は投棄可能であるため、投棄不可能なバッテリーユニットが装着される補助バッテリー部のバッテリーベイにのみ消火ユニットが備えられていてもよい。

【0031】

［３．バッテリーユニット１２０の構成］
図３を参照して、バッテリーユニット１２０の構成について説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機１０の機体１１に設置されるバッテリー部１００に着脱されるバッテリーユニット１２０のブロック図である。バッテリーユニット１２０は、第１のバッテリーモジュール１２１－１、第２のバッテリーモジュール１２１－２、・・・、第ｎのバッテリーモジュール１２１－ｎを含む（ｎは２以上）。すなわち、バッテリーユニット１２０は、複数のバッテリーモジュール１２１を含む。バッテリーユニット１２０が複数のバッテリーモジュール１２１を含むことにより、１つのバッテリーモジュール１２１に不具合が生じた場合であっても、それ以外のバッテリーモジュール１２１を用いて電動部に電力を供給することが可能であり、電動回転翼航空機１０の揚力を確保することができる。そのため、電動回転翼航空機１０は、１つのバッテリーモジュールに不具合が生じた場合であっても、緊急着陸などの緊急動作を行うことが可能であり、電動回転翼航空機１０の飛行における安全を高めることができる。また、複数のバッテリーモジュール１２１の各々は、バッテリーマネージメントシステム（ＢＭＳ）１２２およびバッテリーセル１２３を含む。ＢＭＳ１２２は、バッテリーセル１２３への充電およびバッテリーセル１２３からの放電（電動部３００への電力の供給）を管理し、制御することができる。バッテリーセル１２３のバッテリーは、例えば、リチウムイオンバッテリーであるが、これに限られない。

【0032】

バッテリーユニット１２０は、温度センサー１２４を含んでいてもよい。温度センサー１２４は、バッテリーユニット１２０の温度を検出することができる。バッテリーユニット１２０の温度が高すぎる場合は、バッテリーユニット１２０に何らかの問題が発生している可能性が高い。そのため、バッテリーユニット１２０の温度を監視することで、バッテリーユニット１２０に問題が発生したことを検知することができる。温度センサー１２４による温度は、ユーザが監視できるようになっていてもよい。また、バッテリーユニット１２０は、さらに、ヒーター１２５を含んでいてもよい。バッテリーユニット１２０がヒーター１２５を含むことで、バッテリーユニット１２０の温度を制御することができる。すなわち、温度センサー１２４によって検出された温度を基にヒーター１２５を制御し、バッテリーユニット１２０を一定の温度に保持することができる。バッテリーユニット１２０が装着されるバッテリーベイ１１０の位置によっては、地上と上空とで温度が大きく異なる場合がある。また、電動回転翼航空機１０の飛行する場所が寒冷地である場合もある。バッテリーセル１２３の温度が低いと、バッテリーセル１２３の電力供給効率が低下する。そのため、温度センサー１２４とヒーター１２５を用いて、一定の温度になるようにバッテリーユニット１２０が管理され、制御されていることが好ましい。さらに、バッテリーユニット１２０を冷却する必要がある場合には、バッテリーユニット１２０は、ファン１２６を含んでいてもよい。

【0033】

なお、バッテリーユニット１２０の大きさを考慮して、温度センサー１２４およびヒーター１２５の各々は、１つまたは複数配置することができる。バッテリーユニット１２０の温度は均一になっていることが好ましく、複数の温度センサー１２４および複数のヒーター１２５が、バッテリーユニット１２０に配置されていることが好ましい。

【0034】

また、上述したように、バッテリーユニット１２０は、バッテリーベイ１１０から切り離され、投棄されることができる。その場合、投棄されたバッテリーユニット１２０は、位置を確認することができることが好ましい。そのため、例えば、投棄されたバッテリーユニット１２０は、警告音を発してもよく、ランプを点灯または点滅させてもよい。また、バッテリーユニット１２０はトランスポンダを搭載してもよい。投棄されたバッテリーユニット１２０のトランスポンダが航空交通管制に信号を送信することによって、航空交通管制は、投棄されたバッテリーユニット１２０の位置を把握することができるようになる。さらに、バッテリーユニット１２０にパラシュートまたは翼などを設けて、投棄されたバッテリーユニット１２０の落下速度が減速されるように制御することができるような構成としてもよい。また、バッテリーユニット１２０にエアバッグなどを設けて、投棄されたバッテリーユニット１２０の着地時の衝撃を緩和することができるような構成としてもよい。

【0035】

バッテリーユニット１２０は、端子部１２７を含む。バッテリーユニット１２０がバッテリーベイ１１０に装着されると、バッテリーユニット１２０の端子部１２７は、バッテリーベイの端子部と電気的に接続され、バッテリーユニット１２０のバッテリーセル１２３は、電動部３００に電力を供給することができるようになる。バッテリーユニット１２０の端子部１２７とバッテリーベイの端子部とは、直接接続されてもよく、ケーブルを用いて接続されてもよい。

【0036】

バッテリーユニット１２０の外装筐体は、難燃性で強固な材料であることが好ましい。バッテリーユニット１２０の外装筐体としては、例えば、カーボンを含む樹脂または金属を用いることができる。

【0037】

電動部３００が第１のモーター３０１－１および第２のモーター３０１－２を含むとき、第１のモーター３０１－１および第２のモーター３０１－２の各々に対して、バッテリーユニット１２０から電力を供給してもよい。すなわち、第１のモーター３０１－１には、第１のバッテリー部１００－１に装着された第１のバッテリーユニット１２０－１から電力を供給し、第２のモーター３０１－２には、第２のバッテリー部１００－２に装着された第２のバッテリーユニット１２０－２から電力を供給することができる。具体的には、第１のバッテリーユニット１２０－１は、第１のバッテリーベイ１１０－１に装着され、第２のバッテリーユニット１２０－２は、第２のバッテリーベイ１１０－２に装着される。なお、第１のバッテリーベイ１１０－１と第２のバッテリーベイ１１０－２とは、機体１１の別々の位置（例えば、隣接せずに、離間した位置）に配置されていてもよい。

【0038】

［４．バッテリーユニット１２０の投棄の構成］
図４および図５を参照して、バッテリーユニット１２０を投棄する構成について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機１０に搭載されるバッテリーユニット１２０の投棄の方法を説明する模式図である。また、図５は、本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機１０から投棄されたバッテリーユニット１２０の状態を説明する模式図である。なお、図４および図５においては、バッテリーベイ１１０とバッテリーユニット１２０との電気的な接続が省略されている。

【0039】

図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、それぞれ、バッテリーユニット１２０の側面図および平面図である。投棄可能なバッテリーユニット１２０には、パラシュート１３０、エアバッグ１４０、またはビーコン１５０が取り付けられている。また、バッテリーユニット１２０は、シャフト５０１、アーム５０２、および支持部５０３を用いて、電動回転翼航空機１０のバッテリーベイ１１０内に把持されている。アーム５０２は、貫通孔を有し、貫通孔にはシャフト５０１が挿通されている。アーム５０２は、シャフト５０１の軸方向に移動することができ、バッテリーユニット１２０を把持した状態でシャフト５０１に固定されるように制御されてもよい。支持部５０３は、バッテリーベイ１１０近傍に設けられ（バッテリーベイ１１０の一部であってもよい）、シャフト５０１を支持することができる。

【0040】

アーム５０２の一端には爪が設けられ（図４（Ｃ）参照）、バッテリーユニット１２０が爪によって吊り下げられるように把持されていてもよい。また、アーム５０２が磁石または電磁石を具備し、電磁気力によってバッテリーユニット１２０が把持されていてもよい。

【0041】

図４（Ｃ）は、バッテリーユニット１２０を把持していたアーム５０２が、バッテリーユニット１２０から遠ざかる方向へ移動し、バッテリーユニット１２０がアーム５０２から離れた状態を示す。すなわち、図４（Ｃ）は、バッテリーユニット１２０が投棄された状態を示す。アーム５０２の制御は、操縦席に設置されたレバーまたはボタンによって行うことができる。電動回転翼航空機１０の飛行中にバッテリーユニット１２０が投棄された場合、バッテリーユニット１２０は、重力の影響を受け、地面に向かって落下する。

【0042】

図５（Ａ）は、バッテリーユニット１２０の落下中に、バッテリーユニット１２０に取り付けられたパラシュート１３０が展開した状態を示す。バッテリーユニット１２０の落下速度は、展開されたパラシュート１３０によって減速する。パラシュート１３０は、バッテリーユニット１２０の落下を検知し、自動で展開されるようにしてもよい。例えば、パラシュート１３０は、落下してから所定の時間を経過した後に展開されてもよく、気圧差を検知して展開されてもよい。また、、バッテリーユニット１２０が燃えている場合を考慮すると、パラシュート１３０は、不燃性または難燃性の材料で構成されていることが好ましい。なお、パラシュート１３０は、バッテリーユニット１２０の落下速度を減速させるものであればよく、パラシュートでなくてもよい。パラシュート１３０の代わりに、パラフォイルまたはグライダーを用いてもよい。

【0043】

図５（Ｂ）は、バッテリーユニット１２０が地面に着地する際に、バッテリーユニット１２０に取り付けられたエアバッグ１４０が膨張した状態を示す。エアバッグ１４０は、バッテリーユニット１２０が地面に着地した衝撃を検知して膨張する。そのため、バッテリーユニット１２０は、エアバッグ１４０によって、地面への着地の衝撃が緩和される。なお、エアバッグ１４０は、バッテリーユニット１２０の地面への衝撃を緩和させるものであればよく、エアバッグでなくてもよい。エアバッグ１４０の代わりに、ウレタン、ゴム、またはシリコンを含むゲルを用いてもよい。

【0044】

図５（Ｃ）は、地面に着地したバッテリーユニット１２０のビーコン１５０が作動した状態を示す。ビーコン１５０から発信される信号を受信することによって、バッテリーユニット１２０の位置を特定することができるため、落下したバッテリーユニット１２０を回収することができる。なお、ビーコン１５０は、トランスポンダの一例であって、バッテリーユニット１２０が着地した位置を知らせるものであればよく、ビーコンでなくてもよい。ビーコン１５０の代わりに、警告音を発してもよく、ランプを点灯または点滅してもよい。

【0045】

［５．バッテリーユニット１２０の交換の構成］
図４および図５を参照して、バッテリーユニット１２０の投棄について説明したが、同様の構成を用いて、バッテリーユニット１２０を交換することもできる。例えば、バッテリーステーションにおいて、アーム５０２の固定を解除してバッテリーベイ１１０からバッテリーユニット１２０を取り外し、別のバッテリーユニット１２０を取り付け、アーム５０２でバッテリーユニット１２０を把持することができる。また、図示しないが、バッテリーベイ１１０近傍にガイドを設け（バッテリーベイ１１０の一部であってもよい）、ガイドに沿って別のバッテリーユニット１２０を挿入することによって、バッテリーベイ１１０に装着されていたバッテリーユニット１２０を押し出して交換することもできる。バッテリーユニット１２０の交換は、電動回転翼航空機１０が地上で停止しているときに行ってもよく、電動回転翼航空機が空中で停止している（いわゆる、ホバリング）ときに行ってもよい。

【0046】

以上説明したとおり、本実施形態に係る電動回転翼航空機１０は、バッテリーユニット１２０が装着されるバッテリー部１００が複数配置され、バッテリー部１００が分散されて配置されているため、１つのバッテリーユニット１２０に問題が発生した場合であっても、その他のバッテリーユニット１２０を用いて飛行することができる。また、電動回転翼航空機１０は、補助バッテリー部２００が配置されるため、たとえ全てのバッテリーユニット１２０に問題が発生した場合であっても、補助バッテリー部２００の補助バッテリーユニット２２０を用いて緊急着陸などの緊急動作を行うことが可能である。さらに、電動回転翼航空機１０は、バッテリーユニットラック４００を具備してもよく、充電された予備のバッテリーユニット１２０を収容することができる。そのため、問題の発生したバッテリーユニット１２０を、バッテリーユニットラック４００に収容されたバッテリーユニット１２０に交換することができる。また、バッテリーユニットラック４００に収容されたバッテリーユニット１２０を利用し、電動回転翼航空機１０の航続距離を長くすることもできる。

【0047】

また、分散された複数のバッテリーユニット１２０は着脱可能であり、複数のバッテリーユニット１２０を同時に充電することができる。そのため、複数のバッテリーユニット１２０の全バッテリー容量を有する１つのバッテリーユニットと比べて充電時間を短縮することができる。

【0048】

また、バッテリーユニット１２０と装着され、バッテリーユニット１２０と電気的に接続されるバッテリーベイ１１０は、バッテリーユニット１２０が発火した場合にはＣＯ_２を吹き付けて消火する消火ユニットを備える。また、バッテリーベイ１１０は、バッテリーベイ１１０を覆う機体１１または延長テール１５の一部を開口して、バッテリーユニット１２０からの火の方向を誘導することができる。さらに、バッテリーベイ１１０は、バッテリーベイ１１０からバッテリーユニット１２０を切り離し、バッテリーユニット１２０を投棄することができる。そのため、電動回転翼航空機１０では、機体１１内にバッテリーユニット１２０からの火が燃え広がらないようにすることができる。

【0049】

したがって、本実施形態に係る電動回転翼航空機１０は、飛行中に発生したバッテリーユニット１２０の問題に対しての対応策が講じられているため、飛行の安全性が向上している。

【0050】

本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機１０は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜構成を組み合わせて実施することができる。また、本発明の一実施形態に係る電動回転翼航空機１０を基にして、当業者が適宜構成を追加し、削除し、または修正したものも、本発明の要旨を具備する限り、本発明の範囲に含まれる。

【0051】

また、本発明の各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

【符号の説明】

【0052】

１０：電動回転翼航空機、 １１：機体、 １２：メインローター、 １３：テールローター、 １４：マスト、 １５：延長テール、 １６：スキッド、 １００：バッテリー部、 １００－１：第１のバッテリー部、 １００－２：第２のバッテリー部、 １１０：バッテリーベイ、 １１０－１：第１のバッテリーベイ、 １１０－２：第２のバッテリーベイ、 １１１：第１のスペース、 １１２：第２のスペース、 １１３：第３のスペース、 １１４：第４のスペース、 １２０：バッテリーユニット、 １２０－１：第１のバッテリーユニット、 １２０－２：第２のバッテリーユニット、 １２１：バッテリーモジュール、 １２１－１：第１のバッテリーモジュール、 １２１－２：第２のバッテリーモジュール、 １２１－ｎ：第ｎのバッテリーモジュール、 １２２：バッテリーマネージメントシステム（ＢＭＳ）、 １２３：バッテリーセル、 １２４：温度センサー、 １２５：ヒーター、 １２６：ファン、 １２７：端子部、 １３０：パラシュート、 １４０：エアバッグ、 １５０：ビーコン、 ２００：補助バッテリー部、 ２１０：補助バッテリーベイ、 ２２０：補助バッテリーユニット、 ３００：電動部、 ３０１－１：第１のモーター、 ３０１－２：第２のモーター、 ３１０：調整部、 ３２０：ドライブシャフト、 ３３０：テールシャフト、 ４００：バッテリーユニットラック、 ５０１：シャフト、 ５０２：アーム、 ５０３：支持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】