IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 株式会社Flight PILOTの特許一覧

<>
  • 特開-飛行移動体 図1
  • 特開-飛行移動体 図2
  • 特開-飛行移動体 図3
  • 特開-飛行移動体 図4
  • 特開-飛行移動体 図5
  • 特開-飛行移動体 図6
  • 特開-飛行移動体 図7
  • 特開-飛行移動体 図8
  • 特開-飛行移動体 図9
  • 特開-飛行移動体 図10
  • 特開-飛行移動体 図11
  • 特開-飛行移動体 図12
< >
(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】P2024030439
(43)【公開日】2024-03-07
(54)【発明の名称】飛行移動体
(51)【国際特許分類】
   B64C 27/08 20230101AFI20240229BHJP
   B64C 39/02 20060101ALI20240229BHJP
   B64C 27/20 20230101ALI20240229BHJP
【FI】
B64C27/08
B64C39/02
B64C27/20
【審査請求】有
【請求項の数】19
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022133348
(22)【出願日】2022-08-24
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】522170788
【氏名又は名称】株式会社Flight PILOT
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100131808
【弁理士】
【氏名又は名称】柳橋 泰雄
(74)【代理人】
【識別番号】100163902
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 奈月
(72)【発明者】
【氏名】川上 貴之
(72)【発明者】
【氏名】照岡 正樹
(57)【要約】
【課題】 飛行性能が向上する飛行移動体を提供する。
【解決手段】 本体と、前記本体に取り付けられた複数の回転翼ユニットと、を備え、前記複数の回転翼ユニットはそれぞれ、回転翼と、前記回転翼を覆う筒状体と、を有し、水平飛行時において、前記回転翼の回転中心軸が延在する軸方向と、上下方向と、は交差しており、前記筒状体は、前記軸方向に沿って延在する。
【選択図】図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
本体と、
前記本体に取り付けられた複数の回転翼ユニットと、
を備え、
前記複数の回転翼ユニットはそれぞれ、回転翼と、前記回転翼を覆う筒状体と、を有し、
水平飛行時において、前記回転翼の回転中心軸が延在する軸方向と、上下方向と、は交差しており、
前記筒状体は、前記軸方向に沿って延在する、飛行移動体。
【請求項2】
前記回転翼は、軸流ファンである、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項3】
前記複数の回転翼ユニットそれぞれにおける前記軸方向が、前記上下方向に対して交差する第1角度は、互いに等しい、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項4】
平面視において、前記複数の回転翼ユニットは前記本体の重心と重なる点を中心点とした円周上に等間隔に配置されている、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項5】
前記複数の回転翼ユニットそれぞれにおける前記軸方向は、前記上下方向の上方から下方に向かうにつれて、互いに離れる方向に延在する、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項6】
前記軸方向が前記上下方向に対して交差する第1角度は、1.4°以上8.5°以下である、請求項5に記載の飛行移動体。
【請求項7】
前記第1角度は、4.2°以上7.1°以下である、請求項6に記載の飛行移動体。
【請求項8】
4つの前記回転翼ユニットを備え、
前記4つの回転翼ユニットは、
平面視において、前記本体の重心と重なる点を中心点とした円周上に等間隔に配置されており、
平面視において、前記中心点から前記飛行移動体の正面に向かう方向を0°としたとき、前記4つの回転ユニットそれぞれの重心が、45°、135°、225°及び315°の位置に配置されており、
前記4つの回転翼ユニットそれぞれの前記軸方向は、
正面視において、左右方向と第2角度で交差し、
側面視において、上下方向と前記第2角度で交差し、
前記第2角度は、84°以上89°以下である、請求項5に記載の飛行移動体。
【請求項9】
前記第2角度は、85°以上87°以下である、請求項8に記載の飛行移動体。
【請求項10】
前記複数の回転翼ユニットそれぞれにおける前記軸方向は、前記上下方向の上方から下方に向かうにつれて、互いに近づく方向に延在する、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項11】
前記筒状体は、第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を含み、
前記回転翼は、前記第2開口よりも前記第1開口に近い位置に配置される、請求項1に記載に飛行移動体。
【請求項12】
前記筒状体は、第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を含み、
前記第1開口における前記筒状体の内周面積は、前記第2開口における前記筒状体の内周面積よりも大きい、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項13】
前記軸方向に直交する断面において、前記筒状体の内周面と前記回転翼の先端との距離は、0.03mm以上1mm以下である、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項14】
前記複数の回転翼ユニットはそれぞれ、前記回転翼を回転させる回転駆動体を含み、
前記回転駆動体の回転中心軸は、前記軸方向に沿って延在する、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項15】
前記回転駆動体は、前記筒状体に接続した軸体と、前記回転翼と接続し、前記軸体の周りを回転する回転体と、を含む、請求項14に記載に飛行移動体。
【請求項16】
前記筒状体は、第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を備え、
前記第1開口と前記第2開口とのうち、少なくとも一方は網状部材で被覆されている、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項17】
前記筒状体は、前記筒状体の外周面と内周面との間を貫通し、前記回転翼より上方に位置する貫通孔が設けられており、
前記回転翼ユニットは、前記貫通孔を開閉する弁を備えており、
前記弁は、
前記筒状体の内側の気圧が、前記筒状体の外側の気圧よりも小さいとき、前記貫通孔を開口し、
前記筒状体の内側の気圧が、前記筒状体の外側の気圧以上のとき、前記貫通孔を閉鎖する、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項18】
前記弁は、前記筒状体に対してスイング動作する蓋である、請求項17に記載の飛行移動体。
【請求項19】
前記回転翼は、4枚以上12枚以下のブレードを備える、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項20】
液剤を噴霧する噴霧口が設けられた、請求項1に記載の飛行移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、飛行移動体に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、エアモビリティが注目を集めており、ドローン、マルチコプター等を含む飛行移動体が様々な産業へ利用されている。例えば、特許文献1には、救助対象者の探索を行なって救援物資を提供するドローンが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2021-115880号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、飛行移動体の飛行性能を向上させることに関しては、未だ改善の余地がある。なお、本明細書において、飛行性能が向上するとは、飛行時の揺れが抑制されて飛行が安定すること、及び/又は、ペイロードが増加することを含む。
【0005】
そこで、本開示は、飛行性能が向上する飛行移動体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】
【0006】
本開示の飛行移動体は、本体と、前記本体に取り付けられた複数の回転翼ユニットと、を備え、前記複数の回転翼ユニットはそれぞれ、回転翼と、前記回転翼を覆う筒状体と、を有し、水平飛行時において、前記回転翼の回転中心軸が延在する軸方向と、上下方向と、は交差しており、前記筒状体は、前記軸方向に沿って延在する。
【発明の効果】
【0007】
本開示の飛行移動体によれば、飛行性能が向上する飛行移動体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】本開示に係る飛行移動体の水平飛行時の模式的上面斜視図である。
図2図1に示す飛行移動体の模式的上面図である。
図3図1に示す飛行移動体の模式的正面図である。
図4図1に示す飛行移動体の模式的側面図である。
図5図1に示す飛行移動体において、軸方向と上下方向との交差関係を説明する模式的斜視図である。
図6図1に示す飛行移動体の回転翼ユニットの模式的上面斜視図である。
図7図1に示す飛行移動体の回転翼ユニットの模式的側面図である。
図8図1に示す飛行移動体の回転翼ユニットの模式的下面斜視図である。
図9図1に示す飛行移動体の別の形態の模式的斜視図である。
図10図1に示す飛行移動体の別の形態の模式的斜視図である。
図11図1に示す飛行移動体の別の形態の模式的斜視図である。
図12】本開示に係る飛行移動体の変形例1を示す模式的上面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しながら、本開示に係る発明を実施するための実施形態、変形例、及び実施例を説明する。なお、以下に説明する、本開示に係る飛行移動体は、本開示に係る発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本開示に係る発明を以下のものに限定しない。
各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態、変形例、若しくは実施例に分けて示す場合があるが、異なる実施形態、変形例、及び実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。後述の実施形態、変形例、及び実施例では、前述と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態、変形例、及び実施例ごとには逐次言及しないものとする。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張して示している場合もある。
【0010】
本明細書において、飛行移動体の「前(正面)」は、例えば、飛行移動体を制御する装置において、飛行移動体の「前(正面)」と定義される方向(面)である。一般的に、飛行移動体の「前(正面)」には、例えば、カメラ等、飛行移動体の周囲の風景情報を取得するセンサが取り付けられている。また、飛行移動体の「前(正面)」は、例えば、飛行移動体が前進する場合の飛行方向であってもよい。本明細書における「左右方向」、「前後方向」、及び「上下方向」はそれぞれ、水平飛行時の飛行移動体における「左右方向」、「前後方向」、及び「上下方向」を意味する。「左右方向」、「前後方向」、及び「上下方向」とは、互いに直交する。飛行移動体の「左」及び「右」はそれぞれ、飛行移動体の「側面」又は「側方」と称する場合がある。本明細書における「水平方向」とは、「前後方向」、及び、「左右方向」を含む面上に延在する方向を意味する。また、本明細において、飛行移動体の外側(外周)から内側(中心)に向かう方向を内向き、内側(中心)から外側(外周)に向かう方向を外向きと称することがある。
【0011】
1.実施形態
〈飛行移動体〉
図1に示すように、実施形態に係る飛行移動体1は、本体3と、本体3に取り付けられた複数の回転翼ユニット2と、を備える。複数の回転翼ユニット2はそれぞれ、回転翼20と、回転翼20を覆う筒状体10と、を有する。図5に示すように、水平飛行時において、回転翼20の回転中心軸が延在する軸方向A1と、上下方向Zとは、交差している。筒状体10は、軸方向A1に沿って延在する。なお、図5では、図面の理解を容易にするために、軸方向A1が上下方向Zに対して交差する角度を他の図面より誇張して(大きく)描いている。
【0012】
飛行移動体1は、例えば、ドローン、ボロコプター、マルチコプター等のエアモビリティである。
飛行移動体1は、例えば、物を運ぶことができる。飛行移動体1は、人を搭乗させ有人で飛行できてもよいし、無人で飛行できてもよい。飛行移動体1は、外部電力に接続され電力供給されたまま飛行してもよいし、自機が搭載するバッテリで電力を供給されて飛行してもよい。
【0013】
飛行移動体1は、接続線を介して外部装置に接続され、その接続線を介して飛行などの移動に関する信号を送受信しても良い。また、飛行移動体1は、無線電波を介して飛行などの移動に関する信号を外部装置に送受信しても良い。
外部装置は、例えば、飛行移動体1の飛行を制御する制御端末である。また、外部装置は、気象情報、地図情報、緊急情報等の飛行移動体1の飛行に必要な情報を提供する情報提供装置等である。
【0014】
《本体》
本体3は、例えば、制御装置、信号送受信機、センサ、バッテリ、配線基板等、飛行移動体1の飛行に必要な構成要素を備える。本体3は、例えば、本体3の外形形状を画定する筐体を含む。上記の飛行移動体1の飛行に必要な構成要素は、例えば、筐体に内蔵される。
【0015】
図1に示すように、本体3は、例えば、中心体4と、中心体4から水平方向に延びるアーム5と、を含む。アーム5は、例えば、中心体4から離れる方向に延在する平板形状である。中心体4とアーム5とは、一体形成されていてもよいし、別部材であってもよい。
【0016】
アーム5は、後述の回転翼ユニット2が取り付けられてよい。アーム5は、例えば、回転翼ユニット2と同数設けられる。アーム5が複数設けられる場合、複数のアーム5それぞれの水平方向における長さは、等しくてよい。複数のアーム5は、例えば、図2に示すように、平面視において、所定の一点P1を中心点とした円周上に等間隔に配置されている。本体3は、平面視において、所定の一点P1に対して回転対称性を有する形状であってもよい。所定の一点P1は、例えば、平面視において、本体3の重心と重なる点である。
【0017】
図1に示すように、本体3は、レッグ6を含んでいてもよい。レッグ6は、飛行移動体1が接地する際に、飛行移動体1を支えることができる。レッグ6は、例えば、本体3の下部に配置されている。レッグ6は、本体3と一体形成されていてもよいし、本体3とは別部材であってもよい。なお、本体3が筐体を備える場合、レッグ6は筐体から露出していてよい。
【0018】
さらに、本体3は、例えば、人が搭乗できる空間を有してもよい。また、本体3は、物を積載できる空間を有していてもよい。また、本体3は、物を保持できる保持部材を備えていてもよい。飛行移動体1は、例えば、保持部材で物を保持したまま、飛行し、物を運搬する。保持部材は、例えば、クレーンのように物を掴んで保持する部材である。また、保持部材は、チェーン等のように、物を吊り下げて保持する部材であってもよい。また、保持部材は、例えば、載置台であってよい。載置台は、物を載置台に固定する固定部材を含むとよい。
【0019】
また、図9に示すように、本体3には、噴霧口50が設けられていてもよい。噴霧口50は、例えば、液剤散布装置51に接続されており、液剤を噴霧する。液剤散布装置51と噴霧口50とは、ホース52等により接続される。噴霧口50は、複数設けられていてもよい。
液剤散布装置51は、例えば、既知の高圧洗浄装置である。液剤散布装置51は、飛行移動体1に搭載されていてもよいし、地上に配置されていてもよい。
液剤は、例えば、純水を含む水、洗浄液等である。洗浄液は、例えば、植物性非イオン系界面活性剤を含む界面活性剤と、次亜塩素酸ナトリウムと、アルカリ剤と、を含有する。
【0020】
また、噴霧口50は、ホース等で農薬散布装置に接続されており、農薬を噴霧してもよい。
【0021】
噴霧口50は、例えば、本体3に取り付けられたノズルの開口である。噴霧口50から噴霧される液剤の方向は、飛行移動体1に対して固定であってもよいし、可変であってもよい。例えば、ノズルを飛行移動体1に対して回転自在に取り付けることで、噴霧口50から噴霧される液剤の方向を飛行移動体1に対して適宜変更することができる。
噴霧口50は、複数設けられていてもよい。複数の噴霧口50は、例えば、平面視において、所定の一点P1を中心点とした円周上に等間隔に配置されている。
【0022】
なお、噴霧口50は、図9に示すようにアーム5に設けられてもよいし、中心体4に設けられてもよい。さらに、噴霧口50は、本体3に限定されず、飛行移動体1に設けられていればよい。例えば、噴霧口50は、後述の回転翼ユニット2に設けられてもよいし、本体3と回転翼ユニット2との両方に設けられていてもよい。
【0023】
《回転翼ユニット》
図1に示すように、回転翼ユニット2は、回転翼20と、回転翼20を覆う筒状体10と、を有する。回転翼ユニット2は、さらに、回転翼20を回転させる回転駆動体30を備えていてよい。
【0024】
回転翼ユニット2は、本体3に取り付けられる。回転翼ユニット2は、例えば、本体3の外周に配置される。回転翼ユニット2は、本体3の中心体4に取り付けられてもよいが、本体3がアーム5を含む場合、アーム5に取り付けられてもよい。
回転翼ユニット2は、例えば、後述する筒状体10がアーム5の外側先端に固定して取り付けられる。また、回転翼ユニット2は、アーム5に設けられたホールに差し込まれていてもよい。ホールは、アーム5に設けられた凹部であってもよいし、アーム5を貫通する孔であってもよい。
筒状体10とアーム5とは、例えば、ボルトとナット、ネジ、接着部材等で固定される。
【0025】
飛行移動体1は、複数の回転翼ユニット2を備えている。図2に示すように、複数の回転翼ユニット2は、例えば、平面視において、上述の所定の一点P1を中心点とした円周上に等間隔に配置されている。具体的には、各回転翼ユニット2の重心が、所定の一点P1を中心点とした円周上に等間隔に配置されている。該円の半径は、飛行移動体1の重量、飛行移動体1の最大積載量等に応じて異なるが、例えば、6cm以上200cm以下であり、好ましくは9cm以上100cm以下である。各回転翼ユニット2の重心は、同一平面上に位置していてよい。
【0026】
《回転翼》
図6に示すように、回転翼20は、例えば、軸流ファンである。軸流ファンは、回転翼の回転軸に沿って空気を流すファンである。軸流ファンは、回転翼の前方(回転翼の正面)から空気を吸い込み、回転翼の後方(回転翼の背面)へ空気を吐き出すファンである。
回転翼20は、ブレード21を含む。ブレード21の枚数は、1枚以上であればよいが、例えば、4枚以上12枚以下であり、好ましくは、4枚、8枚、若しくは12枚である。ブレード21の枚数が4枚以上12枚以下であると、回転翼20が回転することにより飛行移動体1に十分な揚力及び推力を与えることができる。また、ブレードの枚数を減らすと、よりトルクを大きくすることができ、飛行移動体1により大きい揚力及び推力を与えることができる。一方、ブレードの枚数を増やすと、回転翼20の回転により生じる音(いわゆる騒音)を抑えることができる。また、飛行移動体1に与えられる揚力及び推力は、複数のブレード21の互いの間隔に依拠し得る。例えば、複数のブレード21の互いの間隔が狭いと、飛行移動体1に与えられる揚力及び推力が減少し得る。そのため、ブレード21の枚数は、ブレード21の大きさ、形状、飛行移動体1の重量、飛行移動体1の構成等に応じて決定されてよい。
【0027】
図5に示すように、回転翼20の回転中心軸が延在する軸方向A1は、上下方向Zと交差する。複数の回転翼ユニット2それぞれにおける軸方向A1が、上下方向Zに対して交差する第1角度α1は、互いに等しくてよい。第1角度α1は、例えば、1.4°以上8.5°以下であり、好ましくは、4.2°以上7.1°以下である。第1角度α1が1.4°以上8.5°以下であると、水平飛行時の飛行移動体1の揺れが抑制される。第1角度α1が4.2°以上7.1°以下であると、水平飛行時の飛行移動体1の揺れがより抑制され、静止することができる。
複数の回転翼ユニット2それぞれにおける軸方向A1は、例えば、上下方向Zの上方から下方に向かうにつれて、互いに離れる方向に延在する。さらに、上述したように各回転翼ユニット2の重心は、同一平面上に位置していてよく、この場合、複数の回転翼ユニット2それぞれにおける軸方向A1は、飛行移動体1の上方の一点で交差する。これは、複数の回転翼ユニット2それぞれにおける軸方向A1が、飛行移動体1の上方に頂点を有し、所定の頂角(2×α1)を有する円錐の側面上に延在するとも言える。
【0028】
複数の回転翼20のそれぞれの回転方向は、時計回り又は反時計回りである。各回転翼20の回転方向は、飛行移動体1に備えられる回転翼20の数、各回転翼20の配置に応じて、適宜設定される。各回転翼20の回転方向は、例えば、回転翼20によって飛行移動体1に負荷されるトルクのバランスが取れるように設定される。
【0029】
《筒状体》
図1に示すように、筒状体10は、第1開口13と、第2開口14と、を含む。筒状体10は、内周面12と、外周面11と、を含む。図3から図5に示すように、筒状体10は、軸方向A1に沿って延在する。これらを言い換えると、筒状体10は、軸方向A1において互いに反対に位置する第1開口13と第2開口14とを備え、第1開口13及び第2開口14の間に延在する内周面12と外周面11とを備えるとも言える。
筒状体10は、例えば、円筒形状である。筒状体10の材料は、例えば、プラスチック、金属等である。なお、筒状体10の形状は、円筒形状に限定されるものではなく、いずれの形状の筒であってもよい。
【0030】
図1に示すように、第2開口14は、第1開口13よりも下方に位置する。第1開口13は、回転翼ユニット2における空気の流入口として機能し、第2開口14は、回転翼ユニット2における空気の流出口として機能する。また、第1開口13側は、空気の吸い込み側とも言え、第2開口14側は、空気の押し出し側とも言える。
【0031】
第1開口13は、回転翼20の第1開口13側の端から離隔している。これにより、第1開口13から流入した空気を回転翼20に到達するまでに、整流することができる。その結果、回転翼20に負荷される空気抵抗が低減され、飛行移動体1の消費電力を抑制できる、回転翼20の耐久性能を向上させることができる。
【0032】
第2開口14は、回転翼20の第2開口14側の端から離隔している。これにより、回転翼20によって流された空気を第2開口14に到達するまでに、整流することができ、回転翼20が回転することによって飛行移動体1に与えられる揚力及び推力を大きくできる。その結果、飛行移動体1のペイロードを増加させることができる。このように飛行移動体1はペイロードを増加させることができるため、所定の最大積載量の飛行移動体を作製する場合、筒状体を有さない飛行移動体よりも回転翼の回転半径を小さくできる。その結果、飛行移動体1を小型化することができる。
【0033】
回転翼20は、例えば、第2開口14よりも第1開口13に近い位置に配置されている。言い換えると、第1開口13から回転翼20の第1開口13側の端までの距離は、第2開口14から回転翼20の第2開口14側の端までの距離よりも短い。空気が圧縮性流体である場合、通常、吸い込み側である第1開口13側の空気流は、押し出し側である第2開口14側の空気流よりもスムーズである。そのため、上記のように、回転翼20を第1開口13寄りに配置することで、回転翼20より第2開口14側の空気流をより整流することができる。その結果、飛行移動体1のペイロードをより増加させることができる。また、上述したように、所定の最大積載量の飛行移動体を作製する場合、飛行移動体1を小型化することができる。
【0034】
筒状体10の内周形状は、軸方向A1に沿って一定であってよい。本明細書において、筒状体10の内周形状とは、軸方向A1に直交する断面において、内周面12によって画定される形状である。図1に示す例では、筒状体10の内周形状は、円形形状である。
筒状体10の内周面積は、軸方向A1に沿って一定であってよい。本明細書において、筒状体10の内周面積とは、軸方向A1に直交する断面において、内周面12によって画定される形状の面積である。
筒状体10は、例えば、内周面積が軸方向A1に沿って一定であり、内周形状が円形形状である。該円形の半径は、飛行移動体1の重量、飛行移動体1の構成等に応じて異なるが、例えば、25mm以上500mm以下、好ましくは25mm以上200mm以下である。
また、筒状体10は、軸方向A1に沿った長さは、飛行移動体1の重量、飛行移動体1の構成等に応じて異なるが、例えば、25mm以上1000mm以下であり、好ましくは25mm以上500mm以下である。
【0035】
また、筒状体10は、軸方向A1に沿って内周面積が異なっていてもよい。例えば、第2開口14における内周面積は、第1開口13における内周面積よりも小さい。このとき、軸方向A1に沿った内周面積は、第1開口13から第2開口14に向かうにつれて狭くなってもよい。さらに、第1開口13から第2開口14に向かうにつれて一定の割合で狭くなってもよいし、断続的に狭くなってもよいし、滑らかな曲面形状により狭くなってよい。このように第2開口14における内周面積が第1開口13における内周面積よりも小さくと、揚力及び推力を大きくすることができる。
【0036】
また、筒状体10は、例えば、第1開口13から第2開口14に向けた軸方向A1に沿って内周面積が狭くなる部分と、第1開口13から第2開口14に向けた軸方向A1に沿って内周面積が広くなる部分と、を含んでいてもよい。例えば、第1開口13から第2開口14に向けて内周面積が狭くなる部分を第1開口13側に含み、第1開口13から第2開口14に向けて内周面積が広くなる部分を第2開口14側に含んでいてもよい。この場合、回転翼20を囲む部分の内周面積を狭くすると、ベンチュリ効果により回転翼20に負荷される空気圧が低減される。これにより、回転翼20の損傷を抑制し、回転翼20の耐久性能を高めることができる。
さらに、内周面積は、飛行中、軸方向A1に沿って適宜変化してもよい。
【0037】
軸方向A1に直交する面において、筒状体10の内周面12と回転翼20の先端との距離は、例えば、0.03mm以上25mm以下、望ましくは、0.05mm以上10mm以下である。これにより、回転翼20と筒状体10との接触を防止でき、かつ、回転翼20が回転することによって飛行移動体1に十分な揚力及び推力を得られる。
【0038】
第1開口13と第2開口14とのうち、少なくとも一方は、図10に示すように、網状部材40で被覆されていてもよい。
網状部材40は、例えば、接着部材、ボルトとナット、ネジ等で筒状体10に固定される。網状部材40の材料は、例えば、金属、プラスチック、ナイロン等である。
網状部材40の網目の大きさは、例えば、空中に浮遊するごみ等の浮遊物、鳥等の動物が筒状体10に入り込むことを防止できる寸法である。網状部材40の網目は、例えば、一辺が2mm以上15mm以下の矩形形状である。
【0039】
上記のような網状部材40を備えることで、筒状体10に空中に浮遊するごみ等の浮遊物、鳥等の動物が筒状体10に入り込むことを防止でき、いわゆるバードストライク等を防止できる。これにより、飛行移動体1は安全かつ安定して飛行できる。
【0040】
さらに、上記のような網状部材40を備えることで、筒状体10内に人間の身体が入り込むことを防止できる。これにより、飛行移動体1に人が搭乗する場合、飛行移動体1を人間が点検する場合等、人間の身体が筒状体10内に入り込む事故を防止できる。また、回転翼20が網状部材40に覆われるので、視覚的に回転翼20に対する恐怖心を抑制できる。
【0041】
また、上記のような網状部材40を備えることで、例えば、飛行移動体1の点検時に、工具等が筒状体10内に落下し回転翼20を損傷する等、飛行移動体1の故障となる事故を防止できる。同様に、飛行移動体1が事故現場に進入するとき、落下物等で回転翼20を損傷する等、飛行移動体1の故障となる事故を防止できる。
【0042】
網状部材40は、空気の流入口として機能する第1開口13に設けられることで、筒状体10に、上記したごみ、動物、人間、落下物等が入り込むことをより防止できる。
【0043】
また、図11に示すように、筒状体10には、筒状体10の外周面11と内周面12との間を貫通し、回転翼20より上方に位置する貫通孔16が設けられていてもよい。すなわち、筒状体10に、回転翼20より第1開口13側に位置する貫通孔16が設けられていてもよい。
貫通孔16は、例えば、回転翼ユニット2に設けられた弁により開閉される。弁は、例えば、筒状体10の内側の気圧が、筒状体10の外側の気圧よりも小さいとき、貫通孔16を開口し、筒状体10の内側の気圧が、筒状体10の外側の気圧以上のとき、貫通孔16を閉鎖する。
【0044】
弁は、例えば、筒状体10に対してスイング動作をする蓋であってよい。蓋は、例えば、ヒンジ、弾性部材等で筒状体10の内周面12に取り付けられ、筒状体10に対してスイング動作をし、貫通孔16を開閉する。
【0045】
《回転駆動体》
図1及び図8に示すように、回転駆動体30は、例えば、回転翼20より第2開口14側に配置される。回転駆動体30は、図7に示すように、第2開口14より下方に配置されていてもよい。また、回転駆動体30は、回転翼20より第1開口13側に配置されてもよい。
図7に示すように、回転駆動体30は、軸方向A1上に軸方向A1に沿って配置されるとよい。これにより、回転駆動体30が筒状体10によって整流された空気流を阻害することを抑制できる。
【0046】
回転駆動体30は、各回転翼ユニット2に含まれており、各回転翼20に対応して配置されている。各回転駆動体30は、他の回転駆動体30から独立して駆動できる。これにより、各回転翼20の回転方向、回転速度を独立して制御することができる。その結果、飛行移動体1の飛行動作に応じて、各回転翼20の回転方向、回転速度を変更することができる。なお、飛行動作とは、前進、後退、右旋回、左旋回、上昇、下降、ホバリング等である。
【0047】
図8に示すように、回転駆動体30は、軸体31と、軸体31に対して回転する回転体32と、を含む。
【0048】
回転体32は、回転翼20と連動している。回転体32が回転することで回転翼20が回転する。図7に示すように、回転体32の回転中心軸C1は、軸方向A1に沿って延在していてよい。軸方向A1に沿って延在とは、軸方向A1に平行、または一致して延在することを意味する。これにより、回転駆動体30から回転翼20に伝達される力の損失を抑制することができる。回転体32の回転中心軸C1は、回転駆動体30の回転中心軸であってよい。
【0049】
軸体31は、例えば、筒状体10に接続される。軸体31は、例えば、支持部材15を介して筒状体10に接続される。支持部材15は、例えば、薄板形状、棒形状等であってよい。支持部材15は、複数設けられていてもよい。支持部材15は、例えば、平面視において、軸体31から放射状に延在して配置される。なお、支持部材は、上記の網状部材40であってもよい。
【0050】
軸体31は、例えば、柱状の部材であり、回転体32は軸体31の周りを回転してもよい。回転駆動体30は、例えば、アウターロータ型モータである。アウターロータ型モータは、軸体31を回転中心軸C1上に固定できる。また、同じ外径のインナーロータ型モータよりも、回転体32が回転する回転半径を大きくできる。これにより、同じ外径のインナーロータ型モータよりも大きい駆動トルクを得られ定速度性に優れる。
また、軸体31は、例えば、筒状の部材であり、回転体32は軸体31内を回転してもよい。回転駆動体30は、例えば、インナーロータ型モータである。
回転駆動体30の回転動作は、本体3が備える制御装置によって制御されてよい。
【0051】
ここで、図1から図5を参照して、4つの回転翼ユニット2を備える飛行移動体1について具体的な構成例を説明する。該具体的な構成例は、4つの回転翼ユニット2の配置と、各回転翼ユニット2における軸方向A1と、各回転翼ユニット2の回転方向と、を含む。
【0052】
図1は、4つの回転翼ユニット2を備える飛行移動体1の上面斜視図を示す。図2は、図1に示す飛行移動体1の平面図を示す。図2では、所定の一点P1を中心点とし、中心点から飛行移動体1の正面に向かう方向を0°とする。図2を参照して、以下では、中心点から見た各回転翼ユニット2の配置を、0°の位置(正面)から時計回りに増加させた角度で表す。
【0053】
図2において、4つの回転翼ユニットは、重心が45°の位置に配置される第1回転翼ユニット2Aと、重心が135°の位置に配置される第2回転翼ユニット2Bと、重心が225°の位置に配置される第3回転翼ユニット2Cと、重心が315°の位置に配置される第4回転翼ユニット2Dと、を含む。各回転翼ユニット2は、所定の一点P1を中心点とした円の周方向に隣接する回転翼ユニット2とそれぞれ、90°異なる位置に配置される。また、所定の一点P1から各回転翼ユニット2の重心までの距離は等しい。すなわち、4つの回転翼ユニット2A~2Dは、所定の一点P1を中心点とした円周上に90°の等間隔で配置されている。
【0054】
なお、このように配置された4つの回転翼ユニット2A~2Dはそれぞれ、アーム5A~5Dに取り付けられていてよい。第1回転翼ユニット2Aが取り付けられる第1アーム5Aは、45°の方向に延在する。第2回転翼ユニット2Bが取り付けられる第2アーム5Bは、135°の方向に延在する。第3回転翼ユニット2Cが取り付けられる第3アーム5Cは、225°の方向に延在する。第4回転翼ユニット2Dが取り付けられる第4アーム5Dは、315°の方向に延在する。
【0055】
図5に示すように、このように配置された4つの回転翼ユニット2A~2Dそれぞれの軸方向A1と、上下方向Zとは、第1角度α1で交差する。
この飛行移動体1を正面から見ると、図3に示すように、第1回転翼ユニット2Aと第2回転翼ユニット2Bとが重なり、第4回転翼ユニット2Dと第3回転翼ユニット2Cとが重なる。4つの回転翼ユニット2A~2Dそれぞれの軸方向A1は、正面視において、左右方向Xと第2角度θで交差する。
同様に、この飛行移動体1を側面から見ると、図4に示すように、第1回転翼ユニット2Aと第4回転翼ユニット2Dとが重なり、第2回転翼ユニット2Bと第3回転翼ユニット2Cとが重なる。4つの回転翼ユニット2A~2Dそれぞれの軸方向A1は、側面視において、前後方向Yと第2角度θで交差する。第2角度θは、例えば、84°以上89°以下であり、好ましくは、85°以上87°以下である。第2角度θが84°以上89°以下であると、水平飛行時の飛行移動体1の揺れが抑制される。第2角度θが85°以上87°以下であると、水平飛行時の飛行移動体1の揺れがより抑制され、静止することができる。
【0056】
なお、図3では、図面の理解を容易にするために、第1回転翼ユニット2Aと第2回転翼ユニット2Bとの配置関係が理解される程度に、第1回転翼ユニット2Aと第2回転翼ユニット2Bとを破線によりずらして描いている。同様に、図3では、第4回転翼ユニット2Dと第3回転翼ユニット2Cとを破線によりずらして描いている。また、図4でも同様に、第1回転翼ユニット2Aと第4回転翼ユニット2Dと、及び第2回転翼ユニット2Bと第3回転翼ユニット2Cとを破線によりずらして描いている。
【0057】
4つの回転翼ユニット2A~2Dそれぞれにおける回転翼20の回転方向は、例えば、平面視において所定の一点P1に対して反対に位置する回転翼ユニット同士において、同一であってよい。具体的には、図2に白抜き矢印で示すように、第1回転翼ユニット2A及び第3回転翼ユニット2Cにおける回転方向は同一であり、第2回転翼ユニット2B及び第4回転翼ユニット2Dにおける回転方向は同一であってよい。さらに、第1回転翼ユニット2A及び第3回転翼ユニット2Cにおける回転方向は、第2回転翼ユニット2B及び第4回転翼ユニット2Dにおける回転方向と逆であってよい。すなわち、第1回転翼ユニット2A及び第3回転翼ユニット2Cにおける回転翼20の回転方向が反時計回り(又は時計回り)の場合、第2回転翼ユニット2B及び第4回転翼ユニット2Dにおける回転翼20の回転方向は時計回り(又は反時計回り)であってよい。
【0058】
このように回転方向を決定することで、回転翼20によって飛行移動体1に負荷されるトルクのバランスが取れ、飛行移動体1が安定して飛行できる。
【0059】
上記のように構成された飛行移動体1は、回転駆動体30によって回転翼20を回転させることにより、空気が、第1開口13から筒状体10に流入し、第2開口14から上下方向Zと交差する方向へ流出する。具体的には、空気が、第2開口14から下方外向きに流出する。これにより、飛行移動体1の飛行が安定する。具体的には、それぞれの回転翼ユニット2から下方外向きに流出する空気により、飛行移動体1に上方内向きの力(揚力及び/又は推力)が与えられる。該力が互いに押し合うようにして飛行移動体1を浮遊させる。その結果、飛行移動体1の揺れ(ふらつき)を抑制することができ、飛行移動体1が安定して飛行できる。
【0060】
さらに、上記のように構成された飛行移動体1では、複数の回転翼ユニット2が所定の一点P1を中心点とした円周上に等間隔で配置されている。これにより、回転翼20が回転することによって生じる、上方内向きの力が飛行移動体1に均等に与えられ、飛行移動体1がより安定して飛行できる。
【0061】
また、上記のように構成された飛行移動体1は、筒状体10を備えるため、筒状体10内を通過する空気の流れを整流できる。これにより、筒状体を備えない飛行移動体と比較して、飛行移動体1に与える揚力及び推力を大きくすることができる。その結果、飛行移動体1のペイロードを増加させることができる。また、上述したように、所定の最大積載量の飛行移動体を作製する場合、飛行移動体1を小型化することができる。
【0062】
さらに、筒状体10を備えることで、いわゆる横風と呼ばれる、軸方向A1に交差する方向から吹く風、乱気流、ウィンドシア、ビル風、山岳波等の風による飛行移動体1の揺れを抑制できる。これにより、飛行移動体1が安定して飛行できる。その結果、上記のように構成された飛行移動体1は、天候、地理条件等によって、人が進入することが困難な場所であっても進入することができる。
具体例を挙げて説明すると、飛行移動体1は、ビル風による揺れを抑制できるため、ビルの上層階の外壁洗浄、ビルの上層階への荷物の運搬、災害時にビルに取り残された人の救助等に利用できる。また、飛行移動体1は、山岳波による揺れを抑制できるため、山岳地帯での事故時の人命救助等に利用できる。その他、飛行移動体1は、海上での事故時の人命救助等にも利用できる。
【0063】
また、筒状体10を備えることで横風等による揺れが抑制されることにより、横風等による飛行制御処理を簡易なプログラムにすることができるこれにより、飛行移動体1の飛行を制御する制御装置への負荷を軽減できる。
【0064】
また、筒状体10を備えることで、回転翼20が飛行移動体1周辺の障害物に接触して損傷することを防止できる。これにより、上記のように構成された飛行移動体1は、障害物が多数存在し得る事故現場等であっても安定して飛行することができる。
【0065】
また、筒状体10を備えることで、噴霧口50が設けられた飛行移動体1が液剤、農薬等の散布物を散布する場合、回転翼20が、散布物が散布される被散布物と接触することを防止できる。
【0066】
ここで、飛行移動体1が液剤を散布する場合とは、例えば、洗浄液を散布してソーラーパネルを洗浄する場合、洗浄液を散布してビルの外壁を洗浄する場合等である。
ソーラーパネルは、山の斜面や家の屋根に設置されている場合、一般的に、パネル表面を地上面(例えば、水平方向)に対して傾斜させている。また、通常、飛行移動体は、被散布物の洗浄目的で飛行する場合、洗浄力を高めるために、被散布物に近接して飛行しながら洗浄液を散布することが望ましい。上記の構成を有する飛行移動体1は、筒状体10を備えることで、回転翼20が被散布物と接触することを防止できる。そのため、上記の構成を有する飛行移動体1は、表面が傾斜した被散布物に近接して飛行でき、より強い洗浄力で被散布物を洗浄できる。
【0067】
同様に、ビルの外壁は、水平方向に対して傾斜する、及び/又は、凹凸等を含む複雑な形状を有することがあるが、上記の構成を有する飛行移動体1は、そのようなビルの外壁等であっても、被散布物(ビルの外壁等)に近接して飛行でき、より強い洗浄力で被散布物を洗浄できる。
【0068】
これらのように、筒状体10を備えることで、被散布物との接触により回転翼20が損傷することが抑制され、被散布物に近接して飛行しても、飛行移動体1は安定して飛行できる。
【0069】
2.変形例
変形例1
上記では、複数の回転翼ユニット2それぞれにおける軸方向A1は、上下方向Zの上方から下方に向かうにつれて、互いに離れる方向に延在しているが、これに限定されるものではない。例えば、図12に示すように、複数の回転翼ユニット102それぞれにおける軸方向A2は、上下方向Zの上方から下方に向かうにつれて、互いに近づく向きに延在してもよい。この場合も、複数の回転翼ユニット102それぞれにおける軸方向A2は、上下方向Zに対して第3角度α2で交差する。第3角度α2は、例えば、1.4°以上8.5°以下であり、好ましくは、4.2°以上7.1°以下である。なお、図12では、図面の理解を容易にするために、軸方向A2が上下方向Zに対して交差する角度を誇張して描いている。
【0070】
このような飛行移動体101では、空気が、各回転翼ユニット102の第2開口14から下方内向きに流出する。すなわち、飛行移動体1の下方に集まるように、各回転翼ユニット102から空気が流出する。これにより、回転翼20が回転することで飛行移動体101に与えられる揚力及び推力を大きくすることができる。その結果、飛行移動体101のペイロードを大きくすることができるため、より強い乱気流の中であっても、飛行移動体101はより高い高度まで上昇できる。
【0071】
変形例2
上記では、回転翼ユニット2は、アーム5に固定されている例を記載したが、回転翼ユニットは、アームに対して回転してもよい。例えば、アームと筒状体とが回転機構を介して接続されていてもよい。回転機構は、例えば、ロータ、ベアリング等である。回転翼ユニットは、軸方向と上下方向との交差角度を維持したままアームに対して回転してもよい。回転翼ユニットは、軸方向と上下方向との交差角度を変化させつつアームに対して回転してもよい。回転翼ユニットは、飛行中に、アームに対して回転してもよい。さらに、複数の回転翼ユニットのうち、一部の回転翼ユニットはアームに固定されており、他の回転翼ユニットがアームに対して回転してもよい。
【0072】
このようにアームに対して回転する回転翼ユニットにより、飛行移動体の飛行状態(離陸、巡航、着陸等)に応じて、必要な揚力及び推力を適宜調節することができる。その結果、飛行移動体の消費電力を抑制することができる。
【0073】
3.実施例
以下に説明する実施例1から実施例6、及び比較例1から比較例3に係る飛行移動体を作製し、各飛行移動体が水平飛行した際の機体の揺れを評価した。
【0074】
比較例1
比較例1の飛行移動体は、本体と、4つの回転翼ユニットと、を備えていた。本体は、中心体と、4つのアームと、を備えていた。
4つの回転翼ユニットはそれぞれの重心が、平面視において、本体3の重心と重なる点を中心点とした円周上に等間隔で配置されていた。4つの回転翼ユニットは、平面視において、正面を0°としたとき、それぞれの重心が、45°、135°、225°及び315°の位置に配置されていた。4つの回転翼ユニットそれぞれの重心は、平面視おいて、半径が250mmの円周上に配置されていた。
飛行移動体の重量は、1552gであった。
回転翼ユニットの筒状体の軸方向に沿った長さは、40mmであった。回転翼ユニットの筒状体の内周形状及び内周面積は、軸方向に沿って一定であった。筒状体の内周形状は、円形であった。回転翼ユニットを軸方向から見たとき、筒状体の内周半径は、26mmであった。
回転翼は、12枚のブレードを備えていた。筒状体の第1開口から回転翼の第1開口側の端までの距離は、18mmであった。筒状体の第2開口から回転翼の第2開口側の端までの距離は、18mmであった。
飛行移動体を正面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の角度(第2角度θ)は、90°であった。飛行移動体を側面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の角度(第2角度θ)は、90°であった。各回転翼ユニットの回転軸と上下方向との間の角度(第1角度α1)は、0°であった。すなわち、各回転翼ユニットの回転軸と上下方向とは並行であった。
【0075】
実施例1
実施例1の飛行移動体は、比較例1の飛行移動体において、各回転翼ユニットの回転軸方向を上下方向に対して交差させた以外は、比較例1の飛行移動体と同一の構成とした。実施例1の飛行移動体は、飛行移動体を正面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、89°であった。また、飛行移動体を側面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、89°であった。各回転翼ユニットの回転軸と上下方向との間の第1角度α1は、1.4°であった。
【0076】
実施例2
実施例2の飛行移動体は、比較例1の飛行移動体において、各回転翼ユニットの回転軸方向を上下方向に対して交差させた以外は、比較例1の飛行移動体と同一の構成とした。実施例2の飛行移動体は、飛行移動体を正面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、88°であった。また、飛行移動体を側面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、88°であった。各回転翼ユニットの回転軸と上下方向との間の第1角度α1は、2.8°であった。
【0077】
実施例3
実施例3の飛行移動体は、比較例1の飛行移動体において、各回転翼ユニットの回転軸方向を上下方向に対して交差させた以外は、比較例1の飛行移動体と同一の構成とした。実施例3の飛行移動体は、飛行移動体を正面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、87°であった。また、飛行移動体を側面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、87°であった。各回転翼ユニットの回転軸と上下方向との間の第1角度α1は、4.2°であった。
【0078】
実施例4
実施例4の飛行移動体は、比較例1の飛行移動体において、各回転翼ユニットの回転軸方向を上下方向に対して交差させた以外は、比較例1の飛行移動体と同一の構成とした。実施例4の飛行移動体は、飛行移動体を正面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、86°であった。また、飛行移動体を側面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、86°であった。各回転翼ユニットの回転軸と上下方向との間の第1角度α1は、5.6°であった。
【0079】
実施例5
実施例5の飛行移動体は、比較例1の飛行移動体において、各回転翼ユニットの回転軸方向を上下方向に対して交差させた以外は、比較例1の飛行移動体と同一の構成とした。実施例5の飛行移動体は、飛行移動体を正面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、85°であった。また、飛行移動体を側面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、85°であった。各回転翼ユニットの回転軸と上下方向との間の第1角度α1は、7.1°であった。
【0080】
実施例6
実施例6の飛行移動体は、比較例1の飛行移動体において、各回転翼ユニットの回転軸方向を上下方向に対して交差させた以外は、比較例1の飛行移動体と同一の構成とした。実施例6の飛行移動体は、飛行移動体を正面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、84°であった。また、飛行移動体を側面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、84°であった。各回転翼ユニットの回転軸と上下方向との間の第1角度α1は、8.5°であった。
【0081】
比較例2
比較例2の飛行移動体は、比較例1の飛行移動体において、各回転翼ユニットの回転軸方向を上下方向に対して交差させた以外は、比較例1の飛行移動体と同一の構成とした。比較例2の飛行移動体は、飛行移動体を正面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、83°であった。また、飛行移動体を側面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、83°であった。各回転翼ユニットの回転軸と上下方向との間の第1角度α1は、9.9°であった。
【0082】
比較例3
比較例3の飛行移動体は、比較例1の飛行移動体において、各回転翼ユニットの回転軸方向を上下方向に対して交差させた以外は、比較例1の飛行移動体と同一の構成とした。比較例3の飛行移動体は、飛行移動体を正面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、82°であった。また、飛行移動体を側面から見たとき、各回転翼ユニットの回転軸と左右方向との間の第2角度θは、82°であった。各回転翼ユニットの回転軸と上下方向との間の第1角度α1は、11.2°であった。
【0083】
実施例1から実施例6、及び比較例1から比較例3に係る飛行移動体の機体の揺れについて、評価した結果を表1に示す。
【0084】
(表1)
【0085】
表1に示す評価結果より、以下のことが明らかになった。
比較例1に示すように、第1角度α1が1.4°(θ=89°)より小さい場合は、飛行移動体がふらつき、機体の揺れが大きかった。第1角度α1を1.4°以上にすると、第1角度α1が1.4°以上8.5°以下(84°≦θ≦89°)の場合は、飛行移動体のふらつきが抑制された。特に、第1角度α1が4.2°以上7.1°以下(85°≦θ≦89°)の場合は、飛行移動体が静止した。これらを具体的に評価すると、第1角度α1を0°(θ=90°)としたとき、飛行移動体はふらついていたが、第1角度α1を0°から大きくしていくと(第2角度θを小さくしていくと)、第1角度α1を1.4°(θ=89°)にしたとき、飛行移動体は多少のふらつきとなり、ふらつきが抑制された。さらに第1角度α1を大きくすると、第1角度α1を4.2°(θ=87°)にしたとき、飛行移動体は静止した。引き続き第1角度α1を大きくすると、第1角度α1を7.1°(θ=85°)にしたときまでは、飛行移動体は静止していたが、第1角度α1を8.5°(θ=84°)にしたとき再び多少ふらついた。さらに第1角度α1を9.9°以上(θ≦83°)にしたとき、飛行移動体はふらついた。これは、第1角度α1を大きくしていくことは、回転翼ユニットの回転軸を水平方向に近づけることであるため、第1角度α1を大きくしすぎると、飛行移動体に対する鉛直方向(水平方向に直交する方向)の揚力が減少し、機体の安定性が欠如するためであると考えられた。
【0086】
次に、以下に説明する実施例7から実施例13、及び比較例4に係る飛行移動体を作製し、各飛行移動体が水平飛行した際のペイロードを評価した。
【0087】
実施例7
実施例7は、上記の比較例1と同一の飛行移動体であった。
【0088】
実施例8
実施例8は、上記の実施例1と同一の飛行移動体であった。
【0089】
実施例9
実施例9は、上記の実施例2と同一の飛行移動体であった。
【0090】
実施例10
実施例10は、上記の実施例3と同一の飛行移動体であった。
【0091】
実施例11
実施例11は、上記の実施例4と同一の飛行移動体であった。
【0092】
実施例12
実施例12は、上記の実施例5と同一の飛行移動体であった。
【0093】
実施例13
実施例13は、上記の実施例6と同一の飛行移動体であった。
【0094】
比較例4
比較例4の飛行移動体は、上記の比較例1の飛行移動体において、筒状体を備えない点以外は、比較例1の飛行移動体と同一の構成とした。
【0095】
実施例6から実施例12、及び比較例4に係る飛行移動体のペイロードについて評価した結果を表2に示す。ペイロードの評価は、比較例4のペイロードと比較したときの増減である。
また、表2における増減程度の「大」、「中」、「中程度」、「小」は、以下のように規定した。
比較例4のペイロードと比較したときの実施例7の増加程度を100(「大」)として、「中」は、「大」の99%~85%の増加程度であり、「中程度」は、「大」の90%~85%の増加程度であり、「小」は、「大」の84%~70%の増加程度であった。
【0096】
(表2)
【0097】
表2に示す評価結果より、筒状体を有さない飛行移動体(比較例4)と比較して、筒状体を有する飛行移動体(実施例7から実施例13)のペイロードは増加することが明らかになった。
【0098】
4.他の構成
また、本開示は、以下のような構成をとることができる。
項(1)
本体と、
前記本体に取り付けられた複数の回転翼ユニットと、
を備え、
前記複数の回転翼ユニットはそれぞれ、回転翼と、前記回転翼を覆う筒状体と、を有し、
水平飛行時において、前記回転翼の回転中心軸が延在する軸方向と、上下方向と、は交差しており、
前記筒状体は、前記軸方向に沿って延在する、飛行移動体。
項(2)
前記回転翼は、軸流ファンである、項1に記載の飛行移動体。
項(3)
前記複数の回転翼ユニットそれぞれにおける前記軸方向が、前記上下方向に対して交差する第1角度は、互いに等しい、項1又は2に記載の飛行移動体。
項(4)
平面視において、前記複数の回転翼ユニットは前記本体の重心と重なる点を中心点とした円周上に等間隔に配置されている、項1から3のいずれか1項に記載の飛行移動体。
項(5)
前記複数の回転翼ユニットそれぞれにおける前記軸方向は、前記上下方向の上方から下方に向かうにつれて、互いに離れる方向に延在する、項1から4のいずれか1項に記載の飛行移動体。
項(6)
前記軸方向が前記上下方向に対して交差する第1角度は、1.4°以上8.5°以下である、項5に記載の飛行移動体。
項(7)
前記第1角度は、4.2°以上7.1°以下である、項6に記載の飛行移動体。
項(8)
4つの前記回転翼ユニットを備え、
前記4つの回転翼ユニットは、
平面視において、前記本体の重心と重なる点を中心点とした円周上に等間隔に配置されており、
平面視において、前記中心点から前記飛行移動体の正面に向かう方向を0°としたとき、前記4つの回転ユニットそれぞれの重心が、45°、135°、225°及び315°の位置に配置されており、
前記4つの回転翼ユニットそれぞれの前記軸方向は、
正面視において、左右方向と第2角度で交差し、
側面視において、上下方向と前記第2角度で交差し、
前記第2角度は、84°以上89°以下である、項5から7のいずれか1項に記載の飛行移動体。
項(9)
前記第2角度は、85°以上87°以下である、請求項8に記載の飛行移動体。
項(10)
前記複数の回転翼ユニットそれぞれにおける前記軸方向は、前記上下方向の上方から下方に向かうにつれて、互いに近づく方向に延在する、項1から4のいずれか1項に記載の飛行移動体。
項(11)
前記筒状体は、第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を含み、
前記回転翼は、前記第2開口よりも前記第1開口に近い位置に配置される、項1から10のいずれか1項に記載に飛行移動体。
項(12)
前記筒状体は、第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を含み、
前記第1開口における前記筒状体の内周面積は、前記第2開口における前記筒状体の内周面積よりも大きい、項1から11のいずれか1項に記載の飛行移動体。
項(13)
前記軸方向に直交する断面において、前記筒状体の内周面と前記回転翼の先端との距離は、0.03mm以上1mm以下である、項1から12のいずれか1項に記載の飛行移動体。
項(14)
前記複数の回転翼ユニットはそれぞれ、前記回転翼を回転させる回転駆動体を含み、
前記回転駆動体の回転中心軸は、前記軸方向に沿って延在する、請求項1から13のいずれか1項に記載の飛行移動体。
項(15)
前記回転駆動体は、前記筒状体に接続した軸体と、前記回転翼と接続し、前記軸体の周りを回転する回転体と、を含む、項14に記載に飛行移動体。
項(16)
前記筒状体は、第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を備え、
前記第1開口と前記第2開口とのうち、少なくとも一方は網状部材で被覆されている、項1から15のいずれか1項に記載の飛行移動体。
項(17)
前記筒状体は、前記筒状体の外周面と内周面との間を貫通し、前記回転翼より上方に位置する貫通孔が設けられており、
前記回転翼ユニットは、前記貫通孔を開閉する弁を備えており、
前記弁は、
前記筒状体の内側の気圧が、前記筒状体の外側の気圧よりも小さいとき、前記貫通孔を開口し、
前記筒状体の内側の気圧が、前記筒状体の外側の気圧以上のとき、前記貫通孔を閉鎖する、項1から18のいずれか1項に記載の飛行移動体。
項(18)
前記弁は、前記筒状体に対してスイング動作する蓋である、項17に記載の飛行移動体。
項(19)
前記回転翼は、4枚以上12枚以下のブレードを備える、項1から18のいずれか1項に記載の飛行移動体。
項(20)
液剤を噴霧する噴霧口をさらに備える、項1から19のいずれか1項に記載の飛行移動体。
【符号の説明】
【0099】
1、101 飛行移動体
2、102 回転翼ユニット
2A~2D 第1回転翼ユニット~第4回転翼ユニット
3 本体
4 中心体
5 アーム
5A~5D 第1アーム~第4アーム
6 レッグ
10 筒状体
11 外周面
12 内周面
13 第1開口
14 第2開口
15 支持部材
16 貫通孔
20 回転翼
21 ブレード
30 回転駆動体
31 軸体
32 回転体
40 網状部材
50 噴霧口
51 液剤散布装置
52 ホース
A1、A2 軸方向
C1 回転体の回転中心軸
P1 所定の一点
X 左右方向
Y 前後方向
Z 上下方向
α1 第1角度
α2 第3角度
θ 第2角度
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
【手続補正書】
【提出日】2022-10-20
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
本体と、
前記本体に取り付けられた複数の回転翼ユニットと、
を備え、
前記複数の回転翼ユニットはそれぞれ、回転翼と、前記回転翼を覆う筒状体と、を有し、
水平飛行時において、前記回転翼の回転中心軸が延在する軸方向と、上下方向と、は交差しており、
前記筒状体は、
前記軸方向に沿って延在し、
第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を含み、
前記回転翼は、前記第2開口よりも前記第1開口に近い位置に配置される、飛行移動体。
【請求項2】
前記筒状体は、第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を含み、
前記第1開口における前記筒状体の内周面積は、前記第2開口における前記筒状体の内周面積よりも大きい、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項3】
前記回転翼は、軸流ファンである、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項4】
前記複数の回転翼ユニットそれぞれにおける前記軸方向が、前記上下方向に対して交差する第1角度は、互いに等しい、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項5】
平面視において、前記複数の回転翼ユニットは前記本体の重心と重なる点を中心点とした円周上に等間隔に配置されている、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項6】
前記複数の回転翼ユニットそれぞれにおける前記軸方向は、前記上下方向の上方から下方に向かうにつれて、互いに離れる方向に延在する、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項7】
前記軸方向が前記上下方向に対して交差する第1角度は、1.4°以上8.5°以下である、請求項に記載の飛行移動体。
【請求項8】
前記第1角度は、4.2°以上7.1°以下である、請求項に記載の飛行移動体。
【請求項9】
4つの前記回転翼ユニットを備え、
前記4つの回転翼ユニットは、
平面視において、前記本体の重心と重なる点を中心点とした円周上に等間隔に配置されており、
平面視において、前記中心点から前記飛行移動体の正面に向かう方向を0°としたとき、前記4つの回転ユニットそれぞれの重心が、45°、135°、225°及び315°の位置に配置されており、
前記4つの回転翼ユニットそれぞれの前記軸方向は、
正面視において、左右方向と第2角度で交差し、
側面視において、上下方向と前記第2角度で交差し、
前記第2角度は、84°以上89°以下である、請求項に記載の飛行移動体。
【請求項10】
前記第2角度は、85°以上87°以下である、請求項に記載の飛行移動体。
【請求項11】
前記複数の回転翼ユニットそれぞれにおける前記軸方向は、前記上下方向の上方から下方に向かうにつれて、互いに近づく方向に延在する、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項12】
前記軸方向に直交する断面において、前記筒状体の内周面と前記回転翼の先端との距離は、0.03mm以上1mm以下である、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項13】
前記複数の回転翼ユニットはそれぞれ、前記回転翼を回転させる回転駆動体を含み、
前記回転駆動体の回転中心軸は、前記軸方向に沿って延在する、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項14】
前記回転駆動体は、前記筒状体に接続した軸体と、前記回転翼と接続し、前記軸体の周りを回転する回転体と、を含む、請求項13に記載に飛行移動体。
【請求項15】
前記筒状体は、第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を備え、
前記第1開口と前記第2開口とのうち、少なくとも一方は網状部材で被覆されている、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項16】
前記筒状体は、前記筒状体の外周面と内周面との間を貫通し、前記回転翼より上方に位置する貫通孔が設けられており、
前記回転翼ユニットは、前記貫通孔を開閉する弁を備えており、
前記弁は、
前記筒状体の内側の気圧が、前記筒状体の外側の気圧よりも小さいとき、前記貫通孔を開口し、
前記筒状体の内側の気圧が、前記筒状体の外側の気圧以上のとき、前記貫通孔を閉鎖する、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項17】
前記弁は、前記筒状体に対してスイング動作する蓋である、請求項16に記載の飛行移動体。
【請求項18】
前記回転翼は、4枚以上12枚以下のブレードを備える、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項19】
液剤を噴霧する噴霧口が設けられた、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項20】
本体と、
前記本体に取り付けられた複数の回転翼ユニットと、
を備え、
前記複数の回転翼ユニットはそれぞれ、回転翼と、前記回転翼を覆う筒状体と、を有し、
水平飛行時において、前記回転翼の回転中心軸が延在する軸方向と、上下方向と、は交差しており、
前記筒状体は、
前記軸方向に沿って延在し、
前記筒状体の外周面と内周面との間を貫通し、前記回転翼より上方に位置する貫通孔が設けられており、
前記回転翼ユニットは、前記貫通孔を開閉する弁を備えており、
前記弁は、
前記筒状体の内側の気圧が、前記筒状体の外側の気圧よりも小さいとき、前記貫通孔を開口し、
前記筒状体の内側の気圧が、前記筒状体の外側の気圧以上のとき、前記貫通孔を閉鎖する、飛行移動体。
【請求項21】
前記弁は、前記筒状体に対してスイング動作する蓋である、請求項20に記載の飛行移動体。
【手続補正書】
【提出日】2023-01-06
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
本体と、
前記本体に取り付けられた複数の回転翼ユニットと、
を備え、
前記複数の回転翼ユニットはそれぞれ、回転翼と、前記回転翼を覆う筒状体と、を有し、
水平飛行時において、前記回転翼の回転中心軸が延在する軸方向と、上下方向と、は交差しており、
前記筒状体は、
前記軸方向に沿って延在し、
前記筒状体の外周面と内周面との間を貫通し、前記回転翼より上方に位置する貫通孔が設けられており、
前記回転翼ユニットは、前記貫通孔を開閉する弁を備えており、
前記弁は、
前記筒状体の内側の気圧が、前記筒状体の外側の気圧よりも小さいとき、前記貫通孔を開口し、
前記筒状体の内側の気圧が、前記筒状体の外側の気圧以上のとき、前記貫通孔を閉鎖する、飛行移動体。
【請求項2】
本体と、
前記本体に取り付けられた複数の回転翼ユニットと、
を備え、
前記複数の回転翼ユニットはそれぞれ、回転翼と、前記回転翼を覆う筒状体と、を有し、
水平飛行時において、前記回転翼の回転中心軸が延在する軸方向と、上下方向と、は交差しており、
前記筒状体は、
前記軸方向に沿って延在し、
第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を含み、
前記第1開口から前記回転翼に向けた軸方向に沿って内周面積が小さくなり、前記回転翼から前記第2開口に向けた軸方向に沿って内周面積が大きくなる、飛行移動体。
【請求項3】
前記弁は、前記筒状体に対してスイング動作する蓋である、請求項に記載の飛行移動体。
【請求項4】
前記筒状体は、第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を含み、
前記回転翼は、前記第2開口よりも前記第1開口に近い位置に配置される、請求項1または2に記載に飛行移動体。
【請求項5】
前記筒状体は、第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を含み、
前記第1開口における前記筒状体の内周面積は、前記第2開口における前記筒状体の内周面積よりも大きい、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項6】
前記回転翼は、軸流ファンである、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項7】
前記複数の回転翼ユニットそれぞれにおける前記軸方向が、前記上下方向に対して交差する第1角度は、互いに等しい、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項8】
平面視において、前記複数の回転翼ユニットは前記本体の重心と重なる点を中心点とした円周上に等間隔に配置されている、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項9】
前記複数の回転翼ユニットそれぞれにおける前記軸方向は、前記上下方向の上方から下方に向かうにつれて、互いに離れる方向に延在する、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項10】
前記軸方向が前記上下方向に対して交差する第1角度は、1.4°以上8.5°以下である、請求項に記載の飛行移動体。
【請求項11】
前記第1角度は、4.2°以上7.1°以下である、請求項10に記載の飛行移動体。
【請求項12】
4つの前記回転翼ユニットを備え、
前記4つの回転翼ユニットは、
平面視において、前記本体の重心と重なる点を中心点とした円周上に等間隔に配置されており、
平面視において、前記中心点から前記飛行移動体の正面に向かう方向を0°としたとき、前記4つの回転ユニットそれぞれの重心が、45°、135°、225°及び315°の位置に配置されており、
前記4つの回転翼ユニットそれぞれの前記軸方向は、
正面視において、左右方向と第2角度で交差し、
側面視において、上下方向と前記第2角度で交差し、
前記第2角度は、84°以上89°以下である、請求項に記載の飛行移動体。
【請求項13】
前記第2角度は、85°以上87°以下である、請求項12に記載の飛行移動体。
【請求項14】
前記複数の回転翼ユニットそれぞれにおける前記軸方向は、前記上下方向の上方から下方に向かうにつれて、互いに近づく方向に延在する、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項15】
前記軸方向に直交する断面において、前記筒状体の内周面と前記回転翼の先端との距離は、0.03mm以上1mm以下である、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項16】
前記複数の回転翼ユニットはそれぞれ、前記回転翼を回転させる回転駆動体を含み、
前記回転駆動体の回転中心軸は、前記軸方向に沿って延在する、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項17】
前記回転駆動体は、前記筒状体に接続した軸体と、前記回転翼と接続し、前記軸体の周りを回転する回転体と、を含む、請求項16に記載に飛行移動体。
【請求項18】
前記筒状体は、第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を備え、
前記第1開口と前記第2開口とのうち、少なくとも一方は網状部材で被覆されている、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項19】
前記筒状体は、前記筒状体の外周面と内周面との間を貫通し、前記回転翼より上方に位置する貫通孔が設けられており、
前記回転翼ユニットは、前記貫通孔を開閉する弁を備えており、
前記弁は、
前記筒状体の内側の気圧が、前記筒状体の外側の気圧よりも小さいとき、前記貫通孔を開口し、
前記筒状体の内側の気圧が、前記筒状体の外側の気圧以上のとき、前記貫通孔を閉鎖する、請求項に記載の飛行移動体。
【請求項20】
前記弁は、前記筒状体に対してスイング動作する蓋である、請求項19に記載の飛行移動体。
【請求項21】
前記回転翼は、4枚以上12枚以下のブレードを備える、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項22】
液剤を噴霧する噴霧口が設けられた、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【手続補正書】
【提出日】2023-02-07
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
本体と、
前記本体に取り付けられた複数の回転翼ユニットと、
を備え、
前記複数の回転翼ユニットはそれぞれ、回転翼と、前記回転翼を覆う筒状体と、を有し、
水平飛行時において、前記回転翼の回転中心軸が延在する軸方向と、上下方向と、は交差しており、
前記筒状体は、
前記軸方向に沿って延在し、
前記筒状体の外周面と内周面との間を貫通し、前記回転翼より上方に位置する貫通孔が設けられており、
前記回転翼ユニットは、前記貫通孔を開閉する弁を備えており、
前記弁は、
前記筒状体の内側の気圧が、前記筒状体の外側の気圧よりも小さいとき、前記貫通孔を開口し、
前記筒状体の内側の気圧が、前記筒状体の外側の気圧以上のとき、前記貫通孔を閉鎖する、飛行移動体。
【請求項2】
前記弁は、前記筒状体に対してスイング動作する蓋である、請求項1に記載の飛行移動体。
【請求項3】
前記筒状体は、第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を含み、
前記回転翼は、前記第2開口よりも前記第1開口に近い位置に配置される、請求項1または2に記載に飛行移動体。
【請求項4】
前記筒状体は、第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を含み、
前記第1開口における前記筒状体の内周面積は、前記第2開口における前記筒状体の内周面積よりも大きい、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項5】
前記回転翼は、軸流ファンである、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項6】
前記複数の回転翼ユニットそれぞれにおける前記軸方向が、前記上下方向に対して交差する第1角度は、互いに等しい、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項7】
平面視において、前記複数の回転翼ユニットは前記本体の重心と重なる点を中心点とした円周上に等間隔に配置されている、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項8】
前記複数の回転翼ユニットそれぞれにおける前記軸方向は、前記上下方向の上方から下方に向かうにつれて、互いに離れる方向に延在する、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項9】
前記軸方向が前記上下方向に対して交差する第1角度は、1.4°以上8.5°以下である、請求項に記載の飛行移動体。
【請求項10】
前記第1角度は、4.2°以上7.1°以下である、請求項9に記載の飛行移動体。
【請求項11】
4つの前記回転翼ユニットを備え、
前記4つの回転翼ユニットは、
平面視において、前記本体の重心と重なる点を中心点とした円周上に等間隔に配置されており、
平面視において、前記中心点から前記飛行移動体の正面に向かう方向を0°としたとき、前記4つの回転ユニットそれぞれの重心が、45°、135°、225°及び315°の位置に配置されており、
前記4つの回転翼ユニットそれぞれの前記軸方向は、
正面視において、左右方向と第2角度で交差し、
側面視において、上下方向と前記第2角度で交差し、
前記第2角度は、84°以上89°以下である、請求項に記載の飛行移動体。
【請求項12】
前記第2角度は、85°以上87°以下である、請求項11に記載の飛行移動体。
【請求項13】
前記複数の回転翼ユニットそれぞれにおける前記軸方向は、前記上下方向の上方から下方に向かうにつれて、互いに近づく方向に延在する、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項14】
前記軸方向に直交する断面において、前記筒状体の内周面と前記回転翼の先端との距離は、0.03mm以上1mm以下である、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項15】
前記複数の回転翼ユニットはそれぞれ、前記回転翼を回転させる回転駆動体を含み、
前記回転駆動体の回転中心軸は、前記軸方向に沿って延在する、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項16】
前記回転駆動体は、前記筒状体に接続した軸体と、前記回転翼と接続し、前記軸体の周りを回転する回転体と、を含む、請求項15に記載に飛行移動体。
【請求項17】
前記筒状体は、第1開口と、前記第1開口より下方に位置する第2開口と、を備え、
前記第1開口と前記第2開口とのうち、少なくとも一方は網状部材で被覆されている、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項18】
前記回転翼は、4枚以上12枚以下のブレードを備える、請求項1または2に記載の飛行移動体。
【請求項19】
液剤を噴霧する噴霧口が設けられた、請求項1または2に記載の飛行移動体。