特許 7048867 飛行体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-29

(45)【発行日】2022-04-06

(54)【発明の名称】飛行体

(51)【国際特許分類】

   B64C 27/26 20060101AFI20220330BHJP

【ＦＩ】

B64C27/26

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2021113832

(22)【出願日】2021-06-01

【審査請求日】2021-06-01

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】519372593

【氏名又は名称】株式会社松山ドローンサービス

(72)【発明者】

【氏名】小笠原 英之

【審査官】塚本 英隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０２６２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８５０８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｃ ２７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

飛行体中心にあって制御機器を搭載する本体と、その本体から放射状に伸びる複数のアームの先端にモーターとプロペラを有し、翼を本体の上方に、本体又は左右のアームからサポートを立上げた先端に取付け、前記翼は、平面視において、モーター中心間を直線で繋いでできる多角形の内側で、かつ全てのプロペラ回転面領域の外側で、囲まれた領域内に設置され、前記翼の前後のサポートの長さを変える事により迎角を変えることができ、前記翼の形状は、本体の進行方向に対し直角方向に、角形に代表される直線状とし、本体の進行方向に向けて垂直翼を取付けた事を特徴とする飛行体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３つ以上のプロペラを上向き又は下向きに取付けて飛行を行う飛行体（以下マルチコプターと言う）に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来のマルチコプターには翼がついていないのが一般的であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１９００９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、マルチコプターを使った物資の運搬の仕事や広い範囲の地形測量業務が増え、マルチコプターを長時間飛ばす必要が生じている。
マルチコプターを長時間飛ばすためには、バッテリー容量を増やすか、構造的に揚力を増やしてモーターの出力を補助する必要があった。
また、揚力を増す構造としたことによるマルチコプターの飛行の不安定性を改善する必要があった。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記課題を解決するために、請求項１の発明においては、飛行体中心にあって制御機器を搭載する本体と、その本体から放射状に伸びる複数のアームの先端にモーターとプロペラを有し、翼を本体の上方に、本体又は左右のアームからサポートを立上げた先端に取付けたことを特徴とする飛行体である。
請求項２の発明では、翼の断面形状は翼形として実用化されているもの以外にも長円形や、多角形といった近似の断面形状も含まれる事を特徴とする請求項１記載の飛行体である。
請求項３の発明では、翼の前後のサポートの長さを変える事により、迎角を変えることができる請求項１記載の飛行体である。
請求項４の発明では、本体に進行方向に向けて垂直翼を取付ける事を特徴とする請求項１記載の飛行体であって、マルチコプターを長時間飛ばすことが可能になり、更に飛行の直進性や安定性を高めることができる。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、バッテリー容量の増加などをすることなくマルチコプターの飛行時間を伸ばすことが出来る。
垂直翼を追加すると揚力により不安定となる姿勢を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】 マルチコプター平面図（６枚プロペラの場合）

【図2】 マルチコプタ－Ａ－Ａ矢視図（６枚プロペラの場合）

【図3】 マルチコプターＢ－Ｂ矢視図（６枚プロペラの場合）

【図4】 マルチコプター前進中の気流の流れ（６枚プロペラの場合）

【図5】 翼取付部例の詳細図（固定の場合）

【図6】 翼取付部例の詳細図（サーボモーターコントロールの場合）

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１、図２、図３は６本のアーム、６本のプロペラ、６個のモーターを持ったマルチコプターによる本発明の一実施例である。マルチコプターの中心には制御機器６を搭載するマルチコプター本体１があり、そこから放射状にアーム２が伸びている。アーム２の先端にはプロペラ３、モーター４、ＥＳＣ５が取付けられてあり、このアーム２の中程にアームを折り曲げるアーム折り畳み用ヒンジ１４が取付けてあり、マルチコプター運搬時にはアーム２をアーム折り畳み用ヒンジ１４で折り曲げ、少スペースで運搬できるようになっている。
マルチコプター本体１とアーム折り畳み用ヒンジ１４の間に翼１６をマルチコプター本体１の上方に取付ける。

【0009】

翼１６は放射状に伸びた左右のアーム２に設けたアーム折り畳みヒンジ１４とマルチコプター本体１の間に設けたサポート１７、１８を介して設けられている。
マルチコプター進行方向１９に対して前側のサポート１７と後側のサポート１８の長さを変えることにより翼１６の迎角２５を変えることができる。
飛行速度変化が少ない場合、翼１６を支持する前後のサポート１７、１８の長さを変えた固定式とし、又、飛行速度変化が多い場合は、翼１６を支持する前後のサポート１７、１８の長さを可動式とすることもできる。
図５で示すように、固定式は、そのサポート１７、１８の先端に翼１６の迎角２５を調整するヒンジが取付けられている。これらはボルト、ナットで固定する構造で重量増を抑えることができる。主には飛行速度一定にして飛ぶ場合に用いる。
他方、図６で示すように、可動式は、翼１６の前後のサポート１７、１８の先端にヒンジが取付けられており、後側のサポート１８のヒンジはシャフト１８Ｂと丸穴１８Ａで接続し、前側のサポート１７のヒンジはシャフト１７Ｂと長穴１７Ａで接続されている。
前記翼１６には翼ホーン２３が取付けられ、マルチコプター本体１にはサーボモーター２１が取付けられており、サーボモーター２１のシャフトに取付けたサーボホーン２２と翼ホーン２３はロッド２４で接続されている。
前記サーボモーター２１はマルチコプター本体１の制御機器６と接続し、マルチコプタ―本体１の飛行中の前傾量をセンサー（図示せず）で感知し、前記前傾量から制御機器６に内蔵した制御プログラムで翼１６とマルチコプター本体１の角度２７を計算し、迎角２５を一定となるように前後のサポート１７、１８の高さの調整を行う事を特徴とする。重量増はあるものの、飛行速度変化のある場合には、さらに飛行時間を５％程度延すことができる。
迎角２５は飛行中のマルチコプター本体１の前傾量によって変化させず最適角１０°～１５°に設定して使うのが効果的である。
図４において、本発明のマルチコプターの実際の使用状態について説明する。
図４において２０は前進中のマルチコプター回りの空気の流れで、翼１６はマルチコプターが前傾してもなお迎角２５が付くように取付けてあり、マルチコプターの前進により揚力を発生させる。この揚力を利用して、マルチコプターの重量を相殺することにより軽くして、モーター４の負荷を下げ、電気の消費量を下げて、長時間飛行させることができる。加えてマルチコプター本体１の上面には垂直翼２６も取付けてあり、揚力により不安定となるマルチコプターの姿勢を安定させる。
以上、本発明の一実施例について説明したが、前記実施例に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0010】

１ マルチコプター本体
２ アーム
３ プロペラ
４ モーター
５ ＥＳＣ（モーター制御器）
６ 制御機器
８ ＧＰＳアンテナ
９ 受信機
１０ 映像伝送装置
１２ バッテリー
１３ 脚
１４ アーム折り畳み用ヒンジ
１５ カメラ又は計測器又は運搬用ケース等
１６ 翼
１７ 前側のサポート
１７Ａ 長穴
１７Ｂ 長穴のシャフト
１８ 後側のサポート
１８Ａ 丸穴
１８Ｂ 丸穴のシャフト
１９ マルチコプター進行方向
２０ マルチコプター回りの空気の流れ
２１ サーボモーター
２２ サーボホーン
２３ 翼ホーン
２４ ロッド
２５ 迎角
２６ 垂直翼
２７ マルチコプター本体と翼の角度

【要約】      （修正有）

【課題】バッテリー容量の増加などをすることなく飛行時間を伸ばすことが出来、また姿勢を安定させることができるマルチコプターを提供する。
【解決手段】揚力を増やすためマルチコプター本体から伸びる左右のアームからサポートを介して本体とは別の翼１６を設けて揚力を発生させるとともに、サポートの長さを変える事により、迎角を変えて、飛行時間を伸ばす。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】