特開 2024-135631 無人飛行体

(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】P2024135631

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】無人飛行体

(51)【国際特許分類】

   B64U 10/13 20230101AFI20240927BHJP

   B64U 50/11 20230101ALI20240927BHJP

   B64U 50/19 20230101ALI20240927BHJP

   B64U 30/24 20230101ALI20240927BHJP

   B64U 30/21 20230101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

B64U10/13

B64U50/11

B64U50/19

B64U30/24

B64U30/21

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023046416

(22)【出願日】2023-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】515102770

【氏名又は名称】ルーチェサーチ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 豊

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 孝治

(57)【要約】

【課題】内燃機関により回転するプロペラを有する無人飛行体において、飛行姿勢の安定性を向上させる。
【解決手段】無人飛行体１００は、複数の電動モータ２０によりそれぞれ回転する複数の電動プロペラ２１と、機体本体１０に支持されるエンジン４０と、機体本体１０の上側に位置し、エンジン４０により回転する第１機械プロペラ５１と、第１機械プロペラよりも下側に位置し、エンジン４０により回転し、第１機械プロペラ５１により生成されかつ機体本体１０に入力される回転トルクを打ち消す回転トルクを発生させるための回転体（第２機械プロペラ５２）とを備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

無人飛行体であって、
機体本体と、
前記機体本体から延びる複数のアームと、
前記複数のアームにそれぞれ設けられる複数の電動モータと、
前記複数の電動モータによりそれぞれ回転する複数の電動回転式プロペラと、
前記複数の電動モータを駆動させる電力が蓄積されたバッテリと、
前記機体本体に支持される内燃機関と、
前記機体本体の上側に位置し、前記内燃機関により回転する機械回転式プロペラと、
前記機械回転式プロペラよりも下側に位置し、前記内燃機関により回転し、前記機械回転式プロペラにより生成されかつ前記機体本体に入力される回転トルクを打ち消す回転トルクを発生させるための回転体とを備えることを特徴とする無人飛行体。

【請求項2】

請求項１に記載の無人飛行体において、
前記回転体は、前記機体本体の上側でかつ前記機械回転式プロペラの下側の位置に位置しており、
前記機械回転式プロペラの回転軸と前記回転体の回転軸とは同軸であることを特徴とする無人飛行体。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の無人飛行体において、
前記バッテリは、前記機体本体の上側でかつ前記回転体の下側の位置に配置され、
前記内燃機関は、前記機体本体の下側に配置されていることを特徴とする無人飛行体。

【請求項4】

請求項３に記載の無人飛行体において、
前記バッテリは２つあり、
前記２つのバッテリは、前記機体本体を進行方向の前側から見たときに、前記機械回転式プロペラの回転軸に対して略対称に配置されており、
前記内燃機関は、前記機械回転式プロペラの回転軸の延長線上に配置されていることを特徴とする無人飛行体。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１つに記載の無人飛行体において、
前記機械回転式プロペラは、前記各電動回転式プロペラよりも大型のプロペラであることを特徴とする無人飛行体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無人飛行体に関する技術分野に属する。

【背景技術】

【0002】

従来より、駆動源として電動モータと内燃機関との両方を備える、所謂ハイブリッド型の無人飛行体が様々な分野で利用されるようになってきている（例えば特許文献１）。

【0003】

特許文献１には、内燃機関と、内燃機関に連結され推力を発生するプロペラと、内燃機関に連結され電力を発生させる発電機と、発電機による電力により動作する電動機と、電動機に連結され推力を発生するプロペラとを有する無人飛行体が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５－１３７０９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、内燃機関によりプロペラが回転するときには、該プロペラの回転により発生する回転トルクが無人飛行体の機体本体に入力される。内燃機関によって生成されるトルクは比較的大きいため、前記回転トルクも比較的大きい。

【0006】

特許文献１に記載の無人飛行体は、前記回転トルクを打ち消す機構が全く無く、前記回転トルクが入力された機体本体は、前記回転トルクにより回転しようとする。これにより、飛行中に機体本体の姿勢が不安定な状態になってしまう。

【0007】

本発明の主な目的は、内燃機関により回転するプロペラを有する無人飛行体において、飛行姿勢の安定性を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するために、本発明は、無人飛行体を対象として、機体本体と、前記機体本体から延びる複数のアームと、前記複数のアームにそれぞれ設けられる複数の電動モータと、前記複数の電動モータによりそれぞれ回転する複数の電動回転式プロペラと、前記複数の電動モータを駆動させる電力が蓄積されたバッテリと、前記機体本体に支持される内燃機関と、前記機体本体の上側に位置し、前記内燃機関により回転する機械回転式プロペラと、前記第１の機械回転式プロペラよりも下側に位置し、前記内燃機関により回転し、前記機械回転式プロペラにより生成されかつ前記機体本体に入力される回転トルクを打ち消す回転トルクを発生させるための回転体とを備える、という構成とした。

【0009】

この構成によると、機械回転式プロペラにより生成されかつ機体本体に入力される回転トルクは、回転体の回転により打ち消される。このため、機械回転式プロペラにより生成される回転トルクにより機体本体が回転してしまうのを抑制することができる。この結果、無人飛行体の飛行姿勢の安定性を向上させることができる。

【0010】

前記無人飛行体において、前記回転体は、前記機体本体の上側でかつ前記機械回転式プロペラの下側の位置に位置しており、前記機械回転式プロペラの回転軸と前記回転体の回転軸とは同軸である、という構成でもよい。

【0011】

この構成によると、機械回転式プロペラにより生成される回転トルクを、回転体の回転により打ち消す効果が向上する。これにより、無人飛行体の飛行姿勢の安定性をより効果的に向上させることができる。

【0012】

前記無人飛行体の一実施形態では、前記バッテリは、前記機体本体の上側でかつ前記回転体の下側の位置に配置され、前記内燃機関は、前記機体本体の下側に配置されている。

【0013】

すなわち、バッテリ及び内燃機関は比較的重量が大きい。このため、バッテリ及び内燃機関が機体本体に対して上下に分かれて配置されていることにより、無人飛行体の重量バランスを取りやすくなる。この結果、無人飛行体の飛行姿勢の安定性をより向上させることができる。

【0014】

また、バッテリと内燃機関とを機体本体に対して上下方向に分けて配置することにより、内燃機関からバッテリへの伝熱を出来る限り抑えることができる。これにより、バッテリの長寿命化を図ることができる。

【0015】

さらに、一般に、機体本体の下側は機体本体の上側と比較して配置される部品点数が少ない。このため、内燃機関を機体本体の下側に配置することにより、無人飛行体の飛行時において、内燃機関の周囲を走行風が通り抜けやすくなる。この結果、内燃機関の冷却性能を向上させることもできる。

【0016】

前記一実施形態において、前記バッテリは２つあり、前記２つのバッテリは、前記機体本体を進行方向の前側から見たときに、前記機械回転式プロペラの回転軸に対して略対称に配置されており、前記内燃機関は、前記機械回転式プロペラの回転軸の延長線上に配置されている、という構成でもよい。

【0017】

この構成によると、無人飛行体の重量バランスをより取りやすくなる。この結果、無人飛行体の飛行姿勢の安定性を一層向上させることができる。

【0018】

前記無人飛行体において、前記機械回転式プロペラは、前記各電動回転式プロペラよりも大型のプロペラである、という構成でもよい。

【0019】

すなわち、一般に、電動モータによって生成されるトルクは、内燃機関によって生成されるトルクと比べると小さい。そして、各電動回転式プロペラが、機械回転式プロペラに対して相対的に小型のプロペラである場合には、機械回転式プロペラにより生成されかつ機体本体に入力される回転トルクを、各電動回転式プロペラによって打ち消すことはより困難になる。このため、回転体により、機械回転式プロペラにより生成される回転トルクを打ち消すことで、無人飛行体の飛行姿勢の安定性を向上させるという効果をより適切に発揮することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によると、内燃機関により回転するプロペラを有する無人飛行体において、飛行姿勢の安定性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態に係る無人飛行体を前側かつ斜め上側から見た斜視図である。

【図2】無人飛行体を前側から見た正面図である。

【図3】無人飛行体を上側から見た平面図である。

【図4】無人飛行体を右側から見た右側側面図である。

【図5】図３のV-V線で切断した断面図である。

【図6】エンジン本体から第１及び第２機械回転式プロペラへ動力を伝達する機構を示す概略図である。

【図7】本実施形態に係る無人飛行体の変形例を示す右側側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る無人飛行体について説明する。尚、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

【0023】

また、以下の説明においては、「水平」は、地面（あるいは海面）に対して実質的に平行な方向を意味する。

【0024】

また、本実施形態は、主な動力源として、電動モータと、内燃機関としてのエンジンとを有する無人飛行体を対象とする。特に断りのない限り、無人飛行体が上昇する方向を「上」、その反対方向を「下」、無人飛行体が前進する方向を「前」、その反対方向を「後」、機体本体を「前」から見て左手側を「左」、機体本体を「前」から見て右手側を「右」と呼ぶ。

【0025】

図１は、本実施形態に係る無人飛行体１００を示す。無人飛行体１００は、複数（本実施形態では、８つ）のプロペラを備える無人マルチコプターとして構成されている。複数のプロペラのうち一部は電動モータ２０により回転する電動回転式プロペラ２１（以下、電動プロペラ２１という）であり、複数のプロペラのうち残部は、エンジン３０により回転する機械回転式プロペラ５０（以下、機械プロペラ５０という）である。つまり、無人飛行体１００は、動力源として電動モータ２０とエンジン４０とを有するハイブリッド型の無人飛行体である。無人飛行体１００は、無線による遠隔操作が可能になっている。尚、本実施形態では、機械プロペラ５０は浮上用のプロペラであり、電動プロペラ２１は旋回などの走行制御用のプロペラである（厳密には、電動プロペラ２１の推力も若干浮上に利用している）。

【0026】

無人飛行体１００は、図１に示すように、機体本体１０と、機体本体１０から延びる複数（本実施形態では６本）のアーム１１とを有する。機体本体１０は、無人飛行体１００の中央部に位置し、複数のアーム１１は、機体本体１０を中心として水平方向に放射状に広がっている。各アーム１１は、水平方向に等間隔に配置されている。機体本体１０及び各アーム１１は、例えば炭素繊維やアルミニウム等の軽量の材料からなるパイプ材により形成されていてもよい。尚、複数のアーム１１のうち、左前側に延びるアーム１１，右前側に延びるアーム１１、及び後側に延びるアーム１１には、着地状態で無人飛行体１００を支持する支持脚１２が取り付けられている。

【0027】

各アーム１１の先端には、電動モータ２０と、該電動モータ２０により回転する電動プロペラ２１がそれぞれ設けられている。各電動モータ２０は、モータ軸が上下方向に延びるようにそれぞれ配置されている。各電動プロペラ２１は、図１に示すように、各電動モータ２０のモータ軸の上端部にそれぞれ取り付けられている。各電動プロペラ２１は、例えば２枚の羽根をそれぞれ有する。各電動プロペラ２１の各回転面は、図２及び図４に示すように、同一の平面内に位置していてもよい。尚、各電動モータ２０の回転数は、例えば最大で８０００ｒｐｍである。

【0028】

図１～図４に示すように、機体本体１０の上側の部分には、各電動モータ２０を駆動させる電力が蓄積された２つのバッテリ２２が載置されている。２つのバッテリ２２は、機体本体１０の上側でかつ２つの機械プロペラ５０の下側の位置にそれぞれ位置する。各バッテリ２２は、それぞれ空冷式であり、無人飛行体１００の飛行時の走行風により冷却される。

【0029】

図１及び図３に示すように、無人飛行体１００の上側から見て、機体本体１０の中央部には、エンジン４０、該エンジン４０により回転する２つの機械プロペラ５０、及びエンジン４０により生成された動力を各機械式プロペラ５０に伝達する伝達機構６０を、機体本体１０に対して支持するエンジン支持体７０が取り付けられている。エンジン支持体７０は、図１、図２、及び図４に示すように、機体本体１０の中央部を上下方向に貫通している。エンジン支持体７０は、ボルト等により機体本体１０の下側の部分に取付固定されている。

【0030】

以下、図１～図６を参照して、機械式プロペラ５０の駆動系について詳細に説明する。尚、図１～図６では、エンジン４０の一部（吸気系及び排気系）については詳細な図示を省略している。

【0031】

エンジン４０は、図２及び図４に示すように、機体本体１０の下側でエンジン支持体７０に支持されている。より具体的には、エンジン４０は、左右方向における２つのバッテリの間の位置でかつ機体本体１０の下側の位置でエンジン支持体７０に支持されている。
本実施形態において、エンジン４０は、ユニフロー式の２ストロークエンジンである。エンジン４０の燃料は、例えば、ガソリン、天然ガス、アルコール等である。

【0032】

エンジン４０は、図５に示すように、気筒４１ａを構成するシリンダブロック４１を有する。エンジン４０は、気筒４１ａの筒軸が前後方向に延びるように配設されている。シリンダブロック４１の前端にはシリンダヘッド４２が取り付けられている一方、シリブロック４１の後端には、クランクケース４３が取り付けられている。

【0033】

気筒４１ａ内には、ピストン４４が摺動可能に内挿されている。ピストン４４は、コネクティングロッド４５を介してクランクシャフト４６のクランクピン４６ａと接続されている。図５に示すように、クランクシャフト４６は上下方向に延びている。クランクシャフト４６の下部は、クランクケース４３に収容される一方、クランクシャフト４６の上部は、クランクケース４３を貫通して、該クランクケース４３よりも上側に向かって伸びている。尚、図示は省略しているが、クランクシャフト４６がクランクケース４３を貫通する部分において、クランクシャフト４６とクランクケース４３との間にはベアリングが設けられている。

【0034】

シリンダヘッド４２の中央には、グロープラグ４７が設けられている。グロープラグ４７は、気筒４１ａ内に供給された、空気と燃料との混合気を加温する。グロープラグ４７は、例えば、バッテリ２２から電力を供給されて混合気を加温する。

【0035】

本実施形態において、エンジン４０は、気筒４１ａ内の混合気をグロープラグ４７で加温した後（又は加温しながら）、ピストン４４によって混合気を圧縮することで、該混合気を圧縮着火燃焼させる。これにより、効率良く燃焼トルクを得ることができる。

【0036】

詳細な図示は省略するが、図２に示すように、エンジン４０の左側には、気筒４１ａ内に外部から空気を導入させるための吸気通路４８が配設され、エンジン４０の右側には、気筒４１ａから排気ガスを外部に排出するための排気通路４９が配設される。また、エンジン４０は、空冷式であり、無人飛行体１００の飛行時の走行風により冷却される。

【0037】

尚、エンジン４０の回転数は、例えば最大で１５０００ｒｐｍである。

【0038】

２つの機械プロペラ５０は、機体本体１０の上側に位置する第１機械プロペラ５１と、機体本体１０の上側でかつ第１機械プロペラ５１の下側に位置する第２機械プロペラ５２と有する。図５に示すように、第１機械プロペラ５１は、上下方向に延びるシャフト５３の上端部に固定されたキャップ５４に取り付けられている。一方で、第２機械プロペラ５２は、シャフト５３の上下方向の中間部を収容する回転筒５５の上端部に取り付けられている。第１機械プロペラ５１はシャフト５３が回転することで回転し、第２機械プロペラ５２は回転筒５５が回転することで回転する。第１及び第２機械プロペラ５１，５２は、例えば２枚の羽根をそれぞれ有する。尚、図示は省略しているが、回転筒５５内において、シャフト５３と回転筒５５との間には、複数のベアリングが設けられている。

【0039】

回転筒５５は、筒軸がシャフト５３の中心軸と同軸になるように、該シャフト５３を収容している。このため、第１機械プロペラ５１の回転軸と第２機械プロペラ５２の回転軸とは同軸となる。以下、第１機械プロペラ５１の回転軸と第２機械プロペラ５２の回転軸とをまとめて回転軸Ｘという。

【0040】

図示は省略しているが、第１及び第２機械プロペラ５１，５２の取付部分には、第１及び第２機械プロペラ５１，５２のピッチ角を変更するための可変ピッチ機構が設けられている。

【0041】

伝達機構６０は、図６に示すように、クランクシャフト４６の上端部に設けられたピニオンギヤ６１と、該ピニオンギヤ６１と噛合する中間ギヤ６２と、中間ギヤ６２の上面に設けられた第１ベベルギヤ６３と、該第１ベベルギヤ６３と噛合する第２及び第３ベベルギヤ６４，６５と、第１ベベルギヤ６３よりも上側で第２及び第３ベベルギヤ６４，６５と噛合する第４ベベルギヤ６６とを有する。

【0042】

中間ギヤ６２は、図５及び図６に示すように、シャフト５３の下端部に、回転軸Ｘを回転軸とするように取付固定されている。中間ギヤ６２はピニオンギヤ６１よりも歯数の多いギヤである。

【0043】

第１ベベルギヤ６３は、中間ギヤ６２の上面における、該中間ギヤ６２の歯と干渉しない位置に設けられている。第１ベベルギヤ６３は、回転軸Ｘを回転軸としかつ中間ギヤ６２と同期して回転するように、中間ギヤ６２の上面に固定されている。第１ベベルギヤ６３の歯数は、中間ギヤ６２の歯数と同じである。

【0044】

第２及び第３ベベルギヤ６４，６５は、歯が設けられたギヤ本体６４ａ，６５ａと、ギヤ本体６３ａ，６５ａをエンジン支持体７０に対して回転可能に支持する支持部６４ｂ，６５ｂとをそれぞれ有する。各支持部６４ｂ，６５ｂは、エンジン支持体７０に設けられた孔に挿通されることで、エンジン支持体７０に対して支持されている。第２及び第３ベベルギヤ６４，６５は、配置が異なるだけで、ギヤ本体６４ａ，６５ａの仕様（歯数や歯先円直径等）は同じである。

【0045】

第４ベベルギヤ６６は、図５及び図６に示すように、回転筒５５の下端部に、回転軸Ｘを回転軸とするように取付固定されている。第４ベベルギヤ６６における、ギヤ自体の仕様（歯数や歯先円直径等）は、第１ベベルギヤ６２と同じである。

【0046】

エンジン４０が駆動してクランクシャフト４６が回転すると、ピニオンギヤ６１が回転する。ピニオンギヤ６１の回転数はエンジン４０の回転数を同じである。ピニオンギヤ６１の回転は、中間ギヤ６２により減速される。中間ギヤ６２の回転は、第１ベベルギヤ６１、第２ベベルギヤ６４、及び第３ベベルギヤ６５を介して第４ベベルギヤ６６に伝達される。中間ギヤ６２の歯数と第１ベベルギヤ６３の歯数が同じであり、第１ベベルギヤ６３の歯数と第４ベベルギヤ６６の歯数とは同じであるため、中間ギヤ６２の回転は、減速されることなく第４ベベルギヤ６６に伝達される。このとき、中間ギヤ６２の回転数と第４ベベルギヤ６６の回転数とは同じになる一方で、中間ギヤ６２の回転方向と第４ベベルギヤ６６の回転方向とは互いに逆向きになる。

【0047】

中間ギヤ６２が回転することで、シャフト５３が回転軸Ｘ周りに回転して、第１機械プロペラ５１が回転軸Ｘ周りに回転する。一方で、第４ベベルギヤ６６が回転することで、回転筒５５が回転軸Ｘ周りに回転して、第２機械プロペラ５２が回転軸Ｘ周りに回転する。これにより、上向きの推力が生じて、機体本体１０を浮上させることができる。このとき、上述のように、中間ギヤ６２の回転数と第４ベベルギヤ６６の回転数とは同じになるため、第１機械プロペラ５１の回転数と第２機械プロペラ５２の回転数も同じになる。一方で、中間ギヤ６２の回転方向と第４ベベルギヤ６６の回転方向とは互いに逆向きになるため、第１機械プロペラ５１の回転方向と第２機械プロペラ５２の回転方向も互いに逆向きになる。

【0048】

ここで、エンジン４０が作動して第１機械プロペラ５１が回転すると、機体本体１０には、第１機械プロペラ５１により生成された回転トルク（以下、第１回転トルクという）が入力される。第１回転トルクが機体本体１０に入力されると、機体本体１０は、該第１回転トルクにより回転しようとする。しかしながら、本実施形態では、第１機械プロペラ５１の下側に、エンジン４０により回転するとともに、第１機械プロペラ５１と同じ回転数でかつ逆向きの回転方向に回転する第２機械プロペラ５２が設けられている。第２機械プロペラ５２が回転すると、第１回転トルクと略同じ大きさでかつ逆向きの回転トルク（以下、第２回転トルクという）が発生する。この第２回転トルクにより第１回転トルクが打ち消されて、機体本体１０の第１回転トルクによる回転が抑制される。このことから、第２機械プロペラ５２は、第１機械プロペラ５１よりも下側に位置し、エンジン４０により回転し、第１機械プロペラ５１により生成されかつ機体本体１０に入力される回転トルクを打ち消す回転トルクを発生させるための回転体に相当する。

【0049】

このように、機体本体１０への回転トルクの入力が抑制されることで、該回転トルクによる無人飛行体１００の飛行姿勢の乱れが抑制される。したがって、エンジン４０により生成される比較的大きいトルクによって回転するプロペラ（ここでは、第１機械プロペラ５１）を有する無人飛行体１００において、飛行姿勢の安定性を向上させることができる。

【0050】

特に、本実施形態において、各電動プロペラ２１は、第１機械プロペラ５１に対して小型である。また、一般に、電動モータ２０により発生するトルクは、エンジン４０により発生するトルクよりも小さい。さらに、本実施形態において、各電動プロペラ２１は、基本的には走行制御用のプロペラである。これらの理由から、第１回転トルクを打ち消すようなトルクを生成する程度に各電動プロペラ２１を回転させると、旋回などの細やかな走行制御がしにくくなり、かえって無人飛行体１００の飛行姿勢が不安定になるおそれがある。このため、本実施形態の如く第２機械プロペラ５２を設けて、第２回転トルクにより第１回転トルクを打ち消すことで、無人飛行体１００の飛行姿勢の安定性を向上させるという効果がより適切に発揮される。

【0051】

さらに、各電動プロペラ２１により第１回転トルクを打ち消す必要がないため、各バッテリ２２の消費を出来る限り抑えることもできる。

【0052】

また、本実施形態において、第１機械プロペラ５１の回転軸と第２機械プロペラ５２の回転軸とは同軸である。これにより、第１回転トルクと第２回転トルクとのずれを出来る限り小さくすることができるため、第１回転トルクを第２回転トルクにより打ち消す効果が向上する。これにより、無人飛行体１００の飛行姿勢の安定性をより効果的に向上させることができる。

【0053】

また、本実施形態において、２つのバッテリ２２は、機体本体１０の上側でかつ第２機械プロペラ５２の下側の位置に位置し、エンジン４０は、機体本体１０の下側に取り付けられている。各バッテリ２２及びエンジン４０は比較的重量が大きいため、各バッテリ２２及びエンジン４０が機体本体１０に対して上下に分かれて配置されていることにより、無人飛行体１００全体の重量バランスを取りやすくなる。この結果、無人飛行体１００の飛行姿勢の安定性をより向上させることができる。

【0054】

また、各バッテリ２２とエンジン４０とを機体本体に対して上下方向に分けて配置することにより、エンジン４０から各バッテリ２２への伝熱を出来る限り抑えることができる。これにより、各バッテリ２２の長寿命化を図ることができる。

【0055】

さらに、一般に、機体本体１０の下側は機体本体１０の上側と比較して配置される部品点数が少ない。このため、エンジン４０を機体本体１０の下側に配置することにより、無人飛行体１００の飛行時において、エンジン４０の周囲を走行風が通り抜けやすくなる。この結果、エンジン４０の冷却性能を向上させることもできる。

【0056】

さらにまた、エンジン４０を、相対的に部品点数が少ない機体本体１０の下側に配置することにより、エンジン４０のメンテナンスを容易に行えるようになる。これにより、無人飛行体１００のメンテナンス性を向上させることができる。

【0057】

特に、本実施形態では、図２に示すように、２つのバッテリ２２は、機体本体１０を進行方向の前側から見たときに、機械プロペラ５０の回転軸Ｘに対して略対称に配置されており、エンジン４０は、機械プロペラ５０の回転軸Ｘの延長線上に配置されている。これにより、無人飛行体１００全体の重量バランスをより取りやすくなる。この結果、無人飛行体１００の飛行姿勢の安定性を一層向上させることができる。

【0058】

また、本実施形態では、図２に示すように、２つのバッテリ２２は、エンジン支持体７０を挟んで、左右に分かれて配置されている。これにより、一方のバッテリ２２から他方のバッテリ２２への伝熱が抑制される。この結果、各バッテリ２２の冷却効率を向上させることができるとともに、各バッテリ２２の長寿命化を図ることができる。

【0059】

また、図３に示すように、２つのバッテリ２２は、回転軸Ｘの延びる方向から見て、第１機械プロペラ５１の回転時における該第１機械プロペラ５１の先端の軌跡の内側に位置する。これにより、第１機械プロペラ５１により発生する気流によって、各バッテリ２２を冷却することができる。この結果、各バッテリ２２の冷却効率を向上させることができるとともに、各バッテリ２２の長寿命化を図ることができる。

【0060】

また、本実施形態では、第１及び第２機械プロペラ５１，５２は、どちらもピッチ角を変更可能である。これにより、特に、無人飛行体１００の下降時における飛行姿勢を安定させることができる。

【0061】

また、本実施形態において、各アーム１１が炭素繊維やアルミニウム等の軽量の材料からなるパイプ材により形成されていれば、無人飛行体１００が軽量化されるため、小さな推力で無人飛行体１００を浮上させることができる。これにより、エンジン４０の燃費を向上させることができる。

【0062】

図７は、本実施形態の変形例を示す。この変形例は、第２機械プロペラ５２を機械本体１０の下側、特に、エンジン４０よりも下側に配置したものである。

【0063】

この構成でも、第２機械プロペラ５２は、第１機械プロペラ５１により生成される回転トルクを打ち消すべく、第１機械プロペラ５１と同じ回転数で、第１機械プロペラ５１とは逆向きの回転方向に回転するように構成されている。このために、この変形例における伝達機構は、アイドルギヤ等を用いて、第２機械プロペラ５２を、第１機械プロペラ５１と同じ回転数で、第１機械プロペラ５１とは逆向きの回転方向に回転させるように構成されている。

【0064】

この変形例でも、第１機械プロペラ５１により生成される回転トルクを、第２機械プロペラ５２の回転により生成される回転トルクによって打ち消すことができるため、無人飛行体１００の飛行姿勢の安定性を向上させることができる。

【0065】

また、第１機械プロペラ５１により発生する下向きの気流を、第２機械プロペラ５２により吸い寄せることができる。これにより、上下方向における、第１機械プロペラ５１と第２機械プロペラ５２との間に、出来る限り強い下向きの気流を発生させることができる。この結果、各バッテリ２２及びエンジン４０の冷却性能を向上させることができる。

【0066】

本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

【0067】

例えば、前述の実施形態では、第１回転トルクを打ち消す回転トルクを発生させるための回転体は、第２機械プロペラ５２であった。これに限らず、第１回転トルクを打ち消すことができる回転トルクを発生させることが出来るものであれば、回転体はプロペラでなくてもよい。

【0068】

また、前述の実施形態では、第１機械プロペラ５１及び回転体（第２機械プロペラ５２）の数は１つずつであった。これに限らず、第１機械プロペラ５１の個数と回転体の個数とが同数であれば、第１機械プロペラ５１及び回転体は、それぞれ２つ以上設けられていてもよい。

【0069】

また、前述の実施形態では、アーム１１の数、電動モータ２０の数、及び電動プロペラ２１の数は、全て６つであった。これに限らず、アーム１１の数、電動モータ２０の数、及び電動プロペラ２１の数は、特に限定されない。また、アーム１１の数、電動モータ２０の数、及び電動プロペラ２１が、１対１対１に対応している必要はなく、例えば、１つの電動モータ２０に対して２つの電動プロペラ２１を設けるようにしてもよい。

【0070】

また、前述の実施形態では、バッテリ２２は２つ設けられていた。これに限らず、バッテリ２２は１つであってもよい。

【0071】

また、前述の実施形態では、バッテリ２２が機体本体１０の上側に位置し、エンジン４０が機体本体１０の下側に位置していた。これに限らず、エンジン４０が機体本体１０の上側に位置し、バッテリ２２が機体本体１０の下側に位置していてもよい。

【0072】

前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【産業上の利用可能性】

【0073】

本発明は、内燃機関により回転するプロペラを有する無人飛行体として有用である。

【符号の説明】

【0074】

１０ 機体本体
１１ アーム
２０ 電動モータ
２１ 電動回転式プロペラ
２２ バッテリ
４０ エンジン（内燃機関）
５１ 第１機械プロペラ（機械回転式プロペラ）
５２ 第２機械プロペラ（回転体）
１００ 無人飛行体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】