特許 7076725 無人航空機

(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】2022-05-20

(45)【発行日】2022-05-30

(54)【発明の名称】無人航空機

(51)【国際特許分類】

   B64C 39/02 20060101AFI20220523BHJP

【ＦＩ】

B64C39/02

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022507890

(86)(22)【出願日】2021-08-16

(86)【国際出願番号】 JP2021029899

【審査請求日】2022-02-08

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 令和３年３月３日 デモンストレーションによる公開 〔刊行物等〕 令和３年３月２３日 デモンストレーションによる公開 〔刊行物等〕 令和３年５月１６日 説明による公開 〔刊行物等〕 令和３年５月１８日 説明による公開 〔刊行物等〕 令和３年５月３１日 「ｈｔｔｐｓ：／／ｕｓ０６ｗｅｂ．ｚｏｏｍ．ｕｓ／ｊ／８７２６０２７１８６０」における公開 〔刊行物等〕 令和３年６月１日 「ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ｌｄＵ５８ｓｔｚ７ＬＥ」における公開 〔刊行物等〕 令和３年６月２日 「ｈｔｔｐｓ：／／ｓｓｌ４．ｅｉｒ－ｐａｒｔｓ．ｎｅｔ／ｄｏｃ／２３２５／ｔｄｎｅｔ／１９８３２０５／００．ｐｄｆ」における公開 〔刊行物等〕 令和３年６月２日 「ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ａｃｓｌ．ｃｏ．ｊｐ／ｎｅｗｓ－ｒｅｌｅａｓｅ／ｐｒｅｓｓ－ｒｅｌｅａｓｅ／１８７１／」における公開 〔刊行物等〕 令和３年７月１４日 展示会における公開 〔刊行物等〕 令和３年７月１５日 刊行物における公開 〔刊行物等〕 令和３年７月２０日 講演会における公開 〔刊行物等〕 令和３年８月１２日 「ｈｔｔｐｓ：／／ｓｓｌ４．ｅｉｒ－ｐａｒｔｓ．ｎｅｔ／ｄｏｃ／６２３２／ｔｄｎｅｔ／２０１５１３３／００．ｐｄｆ」における公開 〔刊行物等〕 令和３年８月１２日 「ｈｔｔｐｓ：／／ｓｓｌ４．ｅｉｒ－ｐａｒｔｓ．ｎｅｔ／ｄｏｃ／６２３２／ｔｄｎｅｔ／２０１５１２９／００．ｐｄｆ」における公開

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】515100042

【氏名又は名称】株式会社ＡＣＳＬ

(73)【特許権者】

【識別番号】501054551

【氏名又は名称】株式会社ＮＪＳ

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(74)【代理人】

【識別番号】100196221

【弁理士】

【氏名又は名称】上潟口 雅裕

(72)【発明者】

【氏名】久我 創紀

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 裕亮

(72)【発明者】

【氏名】竹内 パトリック 権

【審査官】塚本 英隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１６４１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６５１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－３０４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２８６１２８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部から受信する操作信号に基づいて飛行する無人航空機であって、
機体であって、該機体の周囲の対象物に関する情報を取得する情報取得装置と、空気を下方に吹き出して揚力を発生させる回転翼と、前記回転翼の周囲に配置され該回転翼を保護する保護部材と、を有し、幅方向における該機体の寸法が前後方向における該機体の寸法よりも小さい、前記機体を備え、
前記回転翼の回転軸は、鉛直方向から所定角度だけ傾斜し、これにより前記回転翼が前方への推力を発生させるように配置され、
前記機体の下端縁は、前記前後方向において前記機体の中央に位置する中央下端縁と、該中央下端縁よりも前記機体の前方に位置する前方下端縁と、を有し、
前記保護部材の下端縁が、前記前方下端縁を有し、
前記前方下端縁は、前記中央下端縁よりも上方に位置し、
前記前後方向において、前記前方下端縁の後端は、前記回転翼の後端よりも後方に位置している、無人航空機。

【請求項2】

前記前方下端縁は、前記中央下端縁側から前方且つ上方に直線的に延びるように形成されている、請求項１に記載の無人航空機。

【請求項3】

前記保護部材は、前記回転翼の前記幅方向における側方を開放する開口が形成されている、請求項１又は２に記載の無人航空機。

【請求項4】

前記回転翼は、前記前後方向において、前記前方下端縁と対応する位置に配置されている、請求項３に記載の無人航空機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、外部から受信する操作信号に基づいて飛行する無人航空機に関する。

【背景技術】

【0002】

下水管内を調査する方法として、調査員が下水管内を移動しながら目視する方法や、カメラを搭載した車両を下水管内で走行させながら撮影を行う方法が知られている。このような調査方法は、下水管内で発生する有毒ガスにより調査員に危険が及んだり、下水管内の水位が上昇して車両の制御が困難になったりするおそれがある。

【0003】

そこで、特許文献１では、無人航空機を用いる調査方法が提案されている。この無人航空機の機体は、下水管が延びる方向に沿って容易に移動できるように、その幅方向における寸法が前後方向における寸法よりも小さくなるように構成され、複数の回転翼が設けられている。回転翼は、下方及び後方に空気を吹き出すことにより、揚力及び推力を発生させる。調査員がこのような無人航空機を遠隔操作して下水管内を撮影することにより、調査員の安全を確保しつつ、下水管内の水位の影響を軽減しながら調査を行うことが可能になる。

【0004】

しかしながら、特許文献１記載の無人航空機は、主に揚力を発生させる回転翼と、主に前方への推力を発生させる回転翼とを別個に備えており、大型化し易い。このため、この無人航空機は、内径が小さい下水管内での飛行が困難になるおそれがあった。

【0005】

そこで、本発明者らは、揚力と推力とを同時に発生させる回転翼の採用を検討した。具体的には、本発明者らは、回転翼の回転軸が鉛直方向から所定角度だけ傾斜し、回転翼が空気を下方且つ後方に吹き出す構成を検討した。この構成によれば、特許文献１記載の無人航空機のように別個の回転翼を備えることなく揚力と推力とを得られるため、構成のコンパクト化を図ることが可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０１９／１９８１５５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、下方且つ後方に空気を吹き出す回転翼を採用した場合、無人航空機が離陸する際に気流が不安定となり、機体が不意に大きく前傾することがある。このため、機体の前方の下端が下水管の底面と干渉し、無人航空機が安定的に離陸できなくなるという課題が生じた。

【0008】

尚、本明細書で「離陸」とは、所定の面（例えば、下水管の底面など）において静止している無人航空機が浮上することを称する。また、「前傾」とは、無人航空機の姿勢が、水平面上で静止している場合の無人航空機の姿勢よりも、前方に傾斜することを称する。

【0009】

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、安定的に離陸することが可能な無人航空機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】

【0010】

上述した目的を達成するために、本発明は、外部から受信する操作信号に基づいて飛行する無人航空機であって、機体であって、機体の周囲の対象物に関する情報を取得する情報取得装置と、空気を下方に吹き出して揚力を発生させる回転翼と、回転翼の周囲に配置され回転翼を保護する保護部材と、を有し、幅方向における機体の寸法が前後方向における機体の寸法よりも小さい、機体を備え、回転翼の回転軸は、鉛直方向から所定角度だけ傾斜し、これにより回転翼が前方への推力を発生させるように配置され、機体の下端縁は、前後方向において機体の中央に位置する中央下端縁と、中央下端縁よりも機体の前方に位置する前方下端縁と、を有し、保護部材の下端縁が、前方下端縁を有し、前方下端縁は、中央下端縁よりも上方に位置し、前後方向において、前方下端縁の後端は、回転翼の後端よりも後方に位置している。

【0011】

上記無人航空機において、前方下端縁は、中央下端縁側から前方且つ上方に直線的に延びるように形成されていてもよい。

【0012】

上記無人航空機において、保護部材は、回転翼の幅方向における側方を開放する開口が形成されてもよい。

【0013】

上記無人航空機において、回転翼は、前後方向において、前方下端縁と対応する位置に配置されていてもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、安定的に離陸することが可能な無人航空機を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態に係る無人航空機を示す斜視図である。

【図2】図１の無人航空機を示す斜視図である。

【図3】図１の無人航空機を示す側面図である。

【図4】図１の無人航空機を示す正面図である。

【図5】図１の無人航空機を示す平面図である。

【図6】図１の無人航空機を示す斜視図である。

【図7】離陸する際の図１の無人航空機を示す説明図である。

【図8】離陸する際の図１の無人航空機を示す説明図である。

【図9】離陸する際の図１の無人航空機を示す説明図である。

【図10】離陸する際の図１の無人航空機を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

＜無人航空機の構成＞
図１～図６を参照しながら、実施形態に係る無人航空機１（以下「航空機１」という。）の構成について説明する。本明細書では、互いに直交する幅方向と前後方向が水平方向と一致するように配置された航空機１において、航空機１の前方を向いた場合の左方を「左」と称し、航空機１の前方を向いた場合の右方を「右」と称する。つまり、左右方向は、航空機１の幅方向と一致する。また、鉛直方向上方を「上」と称し、鉛直方向下方を「下」と称する。

【0017】

図１は、航空機１を上方から示す斜視図であり、図２は、航空機１を下方から示す斜視図である。図３は、航空機１を左方から示す側面図である。図４は、航空機１を示す正面図であり、図５は、航空機１を示す平面図である。図６は、後述する本体２と保護部材８とを互いに分離して上方から示す斜視図である。

【0018】

航空機１は、不図示の下水管内に関する情報を取得するために用いられる。下水管が延びる方向に沿って容易に移動できるように、航空機１の機体１１は縦長形状を有している。具体的には、図２に示す機体１１の下端縁１１ａの幅方向における寸法Ｗは、下端縁１１ａの前後方向における寸法Ｌよりも小さい。下端縁１１ａは、後述する中央下端縁９１ａ、前方下端縁８５ｆ、及び後方下端縁８５ｒを有している。

【0019】

機体１１は、本体２と、保護部材８と、を有している。図６に示すように、本体２は、ケーシング３と、モータ４１～４４と、回転翼５１～５４と、を有している。さらに、図３に示すように、本体２は、情報取得装置６を有している。

【0020】

図６に示すように、ケーシング３は、ケーシング本体３１と、蓋部材３２と、を有している。ケーシング本体３１及び蓋部材３２は、軽量且つ高剛性の材料（例えば、炭素繊維強化プラスチック）により形成されている。ケーシング本体３１の内部には、不図示の収容空間が形成されている。当該収容空間は上部に開口を有している。ケーシング本体３１の外側面には、アーム３３～３６が設けられている。詳細には、ケーシング本体３１の前面からアーム３３，３４が前方に延出し、ケーシング本体３１の後面からアーム３５，３６が後方に延出している。アーム３３，３４は、左右方向において互いに離間し、互いに略平行に延びている。また、アーム３５，３６も、左右方向において互いに離間し、互いに略平行に延びている。

【0021】

ケーシング本体３１の収容空間には、蓄電池、制御装置、無線通信装置等の電装部品が収容されている。蓋部材３２は、収容空間の開口を閉止し、ケーシング本体３１の周縁との間に水密を形成することにより、収容空間への水の侵入を防止する。

【0022】

モータ４１～４４は、電力の供給を受けて出力軸を回転させるアクチュエータである。モータ４１～４４は、その出力軸が下方に向くように、アーム３３～３６の下面に取り付けられている。アーム３３～３６内には不図示の信号線が挿通しており、モータ４１～４４は、この信号線により、ケーシング本体３１の収容空間に収容されている制御装置と電気的に接続されている。

【0023】

回転翼５１～５４は、図２に示す回転軸５１ａ～５４ａの周囲に複数のブレードを有し、モータ４１～４４の出力軸にそれぞれ固定されている。図３に示すように、回転軸５１ａ～５４ａは、鉛直方向に延びる直線Ｎから後方に角度θ１だけ傾斜するように配置されている。角度θ１は、約１０°である。また、図４に示すように、回転軸５１ａ～５４ａは、直線Ｎから機体１１の外方に角度θ２だけ傾斜するように配置されている。

【0024】

情報取得装置６は、機体１１の周囲の対象物に関する情報を取得するために設けられている。図３に示すように、情報取得装置６は、前方カメラ６１と、後方カメラ６３と、中央カメラ６５と、を有している。前方カメラ６１と後方カメラ６３は、それぞれ、ケーシング本体３１の蓋部材３２の前端と後端とに設けられている。また、中央カメラ６５は、前方カメラ６１と後方カメラ６３との間の位置で、蓋部材３２に対して固定されている。前方カメラ６１、後方カメラ６３及び中央カメラ６５は、ケーシング本体３１の収容空間に収容されている制御装置と電気的に接続されている。中央カメラ６５として、例えば赤外線カメラを用いてもよい。または、中央カメラ６５に代えて、例えばＬｉＤＡＲなどの計測装置を用いてもよい。

【0025】

保護部材８は、比重が水よりも小さく、衝撃吸収性能が高い材料（例えば、発泡ポリプロピレン）により形成されている。保護部材８は、前後方向及び幅方向おいて略対称となるように形成されている。図６に示すように、保護部材８は、中央に本体配置部８１を有し、さらに、本体配置部８１から前方に離間した位置に前部カバー８２を有し、本体配置部８１から後方に離間した位置に後部カバー８３を有している。

【0026】

図２に示すように、本体配置部８１の底面８１ａには、複数のクッション９１が固定されている。クッション９１は、保護部材８を形成している材料よりも硬質のゴム材料により、前後方向に沿って直線的に延びる棒形状に形成されている。図３に示すように、この底面８１ａに固定されたクッション９１の下端縁が、機体１１の中央に位置する中央下端縁９１ａに相当する。また、前部カバー８２及び後部カバー８３の外側面には、照明９２，９３が固定されている。照明９２，９３は、テープ形状のＬＥＤである。さらに、後部カバー８３には、不図示のワイヤ（例えば、ピアノ線）が接続されるワイヤ接続部８９が設けられている。

【0027】

図６に示すように、本体配置部８１と、前部カバー８２及び後部カバー８３とは、上部バー８４及び下部バー８５により連結されている。上部バー８４と下部バー８５とは、互いに鉛直方向に離間している。これにより、上部バー８４と下部バー８５との間（つまり、保護部材８の側面）には、開口８８１～８８４が形成されている。上述した前方下端縁８５ｆ及び後方下端縁８５ｒは、下部バー８５の下端縁に相当する。

【0028】

図３に示すように、前方下端縁８５ｆは、中央下端縁９１ａ側から前方且つ上方に直線的に延びるように形成されている。また、後方下端縁８５ｒは、中央下端縁９１ａ側から後方且つ上方に直線的に延びるように形成されている。詳細には、前方下端縁８５ｆ及び後方下端縁８５ｒは、中央下端縁９１ａに対して角度θ３だけ上方に傾斜し、中央下端縁９１ａよりも上方に位置する。角度θ３は、約８°である。前方下端縁８５ｆ及び後方下端縁８５ｒは、その全体が中央下端縁９１ａよりも上方に位置している必要はなく、例えば、前方下端縁８５ｆの後端８５ｆａ及び後方下端縁８５ｒの前端８５ｒａが、中央下端縁９１ａと等しい高さに位置していてもよい。

【0029】

前方下端縁８５ｆは、機体１１の下端縁１１ａ全体において十分大きい範囲を占めるように形成されている。具体的には、前後方向において、前方下端縁８５ｆの後端８５ｆａは、回転翼５１，５２の後端５１ｂ，５２ｂよりも後方に位置している。換言すると、前方下端縁８５ｆの後端８５ｆａは、回転翼５１，５２の後端５１ｂ，５２ｂよりも寸法Ｌｆａだけ後方に離間している。また、前後方向における前方下端縁８５ｆの寸法Ｌｆは、Ｌ／４よりも大きい。上述したように、Ｌは、前後方向における航空機１の機体１１の下端縁１１ａ全体の寸法である。回転翼５１，５２の後端は回転翼５１，５２の回転に伴って変化するが、ここでの「後端５１ｂ，５２ｂ」とは、最も後方に位置するときの回転翼５１，５２の後端を称する。

【0030】

また、前後方向において、後方下端縁８５ｒの前端８５ｒａは、回転翼５３，５４の前端５３ｂ，５４ｂよりも前方に位置している。換言すると、後方下端縁８５ｒの前端８５ｒａは、回転翼５３，５４の前端５３ｂ，５４ｂよりも寸法Ｌｒｂだけ前方に離間している。回転翼５３，５４の前端は回転翼５３，５４の回転に伴って変化するが、ここでの「前端５３ｂ，５４ｂ」とは、最も前方に位置するときの回転翼５３，５４の前端を称する。

【0031】

図６に示すように、保護部材８の本体配置部８１の上端には複数の固定穴８ａが形成されており、この固定穴８ａには不図示の締結具が配置される。保護部材８は、この締結具により、本体２に着脱自在に取り付けられる。保護部材８が本体２に取り付けられると、本体２は本体配置部８１に配置され、図１及び図２に示すように、本体２の底面及び左右側面が本体配置部８１により覆われる。また、回転翼５１～５４の周囲に保護部材８が配置される。

【0032】

また、本体配置部８１、前部カバー８２、後部カバー８３、上部バー８４、及び下部バー８５により囲まれる空間は、保護部材８が本体２に取り付けられると、図１に示すように、前方空間８０ｆと後方空間８０ｒとに分割される。前方空間８０ｆは、上部開口８６ｆ及び下部開口８７ｆを有し、後方空間８０ｒは、上部開口８６ｒ及び下部開口８７ｒを有している。回転翼５１，５２は、前方空間８０ｆに配置され、回転翼５３，５４は、後方空間８０ｒに配置される。開口８８１は、前方空間８０ｆの右方に位置し、開口８８２は、前方空間８０ｆの左方に位置する。また、開口８８３は、後方空間８０ｒの右方に位置し、開口８８４は、後方空間８０ｒの左方に位置する。

【0033】

さらに、保護部材８が本体２に取り付けられると、図３に示すように、側面視で、回転翼５２，５４が、それぞれ開口８８２，８８４と重合する位置に配置される。換言すると、開口８８２，８８４が、それぞれ回転翼５２，５４の左方を開放するように配置される。図示しないが、同様に、回転翼５１，５３も、側面視で、それぞれ開口８８１，８８３と重合する位置に配置され、その右方が開口８８２，８８４により開放される。

【0034】

さらに、回転翼５２，５４は、前後方向において前方下端縁８５ｆと対応する位置に配置される。換言すると、図３に示すように、回転翼５２，５４は、前方下端縁８５ｆの寸法Ｌｆの範囲内に配置されている。

【0035】

＜無人航空機を用いた下水管内の撮影＞
次に、航空機１を用いた下水管内の撮影について説明する。不図示のリモートコントローラは、調査員の操作を受け付けると、その操作に対応する操作信号を外部に送信する。航空機１では、無線通信装置がこの操作信号を受信し、制御装置が操作信号に基づいてモータ４１～４４に制御信号を送信する。

【0036】

モータ４１～４４は、制御信号に応じた回転数で出力軸を回転させる。これにより、回転軸５１ａ～５４ａを中心として回転翼５１～５４が回転する。回転翼５１，５２は、上部開口８６ｆから前方空間８０ｆ内に空気を吸引するとともに、下部開口８７ｆから吹き出す。回転翼５３，５４は、上部開口８６ｒから後方空間８０ｒ内に空気を吸引するとともに、下部開口８７ｒから吹き出す。

【0037】

上述したように、回転翼５１～５４の回転軸５１ａ～５４ａは、鉛直方向に延びる直線Ｎから後方に角度θ１だけ傾斜する（図３参照）とともに、直線Ｎから機体１１の外方に角度θ２だけ傾斜している（図４参照）。このため、回転翼５１～５４は、図３の矢印Ａ３１，Ａ３２及び図４の矢印Ａ４１，Ａ４２に示すように、下方、後方、且つ外方に向けて空気を吹き出す。

【0038】

この結果、回転翼５１～５４には、上方、前方、且つ内方（つまり、回転翼５１～５４が空気を吹き出す方向とは反対方向）への力が作用する。この力が、機体１１を浮上させる揚力、及び、機体１１を前方に推進させる推力となり、航空機１を飛行させる。したがって、航空機１は、主に揚力を発生させる回転翼と、主に推力を発生させる回転翼とを別個に備える必要が無く、構成のコンパクト化を図ることが可能になる。航空機１は、飛行しながら、下水管が延びる方向に沿って移動する。保護部材８のワイヤ接続部８９には不図示のワイヤの一端が接続されており、航空機１の移動に伴ってワイヤが供給される。

【0039】

航空機１の飛行中、照明９２，９３が発光して機体１１の周囲の下水管を照らすとともに、前方カメラ６１、後方カメラ６３、及び中央カメラ６５が撮影する。前方カメラ６１及び後方カメラ６３が撮影した下水管の映像は、リアルタイムで信号に変換され、無線通信装置により調査員に向けて送信される。調査員は、当該信号に基づいてディスプレイに表示された映像を確認しながら、リモートコントローラを操作する。

【0040】

また、航空機１の飛行中、保護部材８は、回転翼５１～５４を下水管との干渉から保護する。さらに、保護部材８は、比重が水よりも小さい材料により形成されているため、航空機１が着水した場合でも、浮力を発生させて航空機１の水没を防止する。

【0041】

飛行を終えた航空機１は、回転翼５１～５４の回転を停止させ、下水管内で着水、又は、下水管の底面に着地する。調査員は、ワイヤを引き寄せることにより、航空機１を調査員側に移動させ、航空機１を回収する。

【0042】

＜離陸する際の無人航空機の挙動＞
次に、図７～図１０を参照しながら、離陸する際の航空機１の挙動について説明する。図７～図１０は、離陸する際の航空機１を示す説明図である。説明の理解を容易にするため、保護部材８のみ、図５に示すＶＩＩ－ＶＩＩ線における断面が示されている。図７は、航空機１が下水管の底面Ｂ上で静止している様子を示している。図８は、離陸する際に航空機１が前傾した様子を示し、図９は、航空機１がさらに大きく前傾した様子を示している。図１０は、図８の機体１１の前端１１ｂの近傍を拡大して示している。

【0043】

図７では、航空機１は、中央下端縁９１ａにおいて下水管の底面Ｂ上に載置されている。上述したように、中央下端縁９１ａは、保護部材８の底面８１ａに固定されているクッション９１の下端縁である（図２参照）。クッション９１が底面Ｂと当接することにより、保護部材８の底面８１ａと底面Ｂとの干渉が抑制され、保護部材８の摩耗が抑制される。

【0044】

離陸のためにモータ４１～４４の出力軸が回転を開始すると、矢印Ａ７１，Ａ７２で示すように、回転翼５１～５４から下方、後方、且つ外方に向けて空気が吹き出される。この空気の大部分は、保護部材８の下部開口８７ｆ，８７ｒを介して底面Ｂに吹き付けられる。

【0045】

このとき、下水管の底面Ｂの湾曲形状による気流の変化などが原因で、機体１１の前端１１ｂ寄りに配置された回転翼５１，５２が発生させる揚力が、機体１１の後端１１ｃ寄りに配置された回転翼５３，５４が発生させる揚力と比べて小さくなることがある。この場合、図８に示すように、機体１１が前傾する（つまり、航空機１の姿勢が、水平面上で静止している場合の航空機１の姿勢よりも、前方に傾斜する）ことがある。

【0046】

上述したように、幅方向が水平方向と一致するように配置された航空機１において、保護部材８の前方下端縁８５ｆは、中央下端縁９１ａに対して傾斜し、中央下端縁９１ａよりも上方に位置している（図３参照）。したがって、図８に示すように機体１１が前傾した場合でも、前方下端縁８５ｆと底面Ｂとの間の隙間Ｃが維持される。この結果、前方下端縁８５ｆと底面Ｂとの干渉が防止される。

【0047】

ここで、機体１１が前傾すると、回転翼５１，５２が吹き出す空気の後方への指向性が高まり、図１０に矢印Ａ１０１で示すように、保護部材８の底面８１ａと下水管の底面Ｂとの間を空気が流れる。この結果として、底面８１ａにおける空気の圧力が、本体２の上面２ａにおける空気の圧力よりも低くなると、機体１１を底面Ｂ側に押さえつけようとする力Ｆ１０が作用する。この力Ｆ１０は、航空機１の安定的な離陸を妨げるおそれがある。

【0048】

しかしながら、回転翼５１，５２が吹き出す空気の一部は、矢印Ａ１０２で示すように、開口８８１を介して保護部材８の外部に排出される。図示しないが、同様に、開口８８２も、回転翼５１，５２が吹き出す空気の一部を保護部材８の外部に排出する。

【0049】

また、回転翼５１，５２が吹き出す空気の他の一部が、前方下端縁８５ｆと底面Ｂとの間の隙間Ｃから保護部材８の外部に排出される。具体的には、矢印Ａ１０３に示すように、隙間Ｃから保護部材８の左方及び右方に空気が排出されるとともに、矢印Ａ１０４で示すように、隙間Ｃからから保護部材８の前方に空気が排出される。

【0050】

これにより、矢印Ａ１０１で示すように流れる空気の流量の増加が軽減される。この結果、底面８１ａにおける空気の圧力と、本体２の上面２ａにおける空気の圧力との差も軽減される。

【0051】

機体１１がさらに不意に前傾した場合、図９に示すように、保護部材８の前方下端縁８５ｆが下水管の底面Ｂと当接する。上述したように、前方下端縁８５ｆは、中央下端縁９１ａ側から前方且つ上方に直線的に延びるように形成されている。このため、前方下端縁８５ｆは、その略全体にわたって底面Ｂと当接し、底面Ｂからの力Ｆ９を受ける。これにより、機体１１のさらなる前傾が抑制される。

【0052】

＜作用効果＞
次に、航空機１に基づく作用効果について説明する。

【0053】

このように構成された航空機１は、回転軸５１ａ～５４ａが鉛直方向から所定角度だけ傾斜した回転翼５１～５４により、揚力と前方への推力とを同時に発生させる。航空機１が、機体１１の中央下端縁９１ａにおいて下水管の底面Ｂと当接している状態から離陸する際、機体１１は前傾し易い。しかしながら、機体１１の下端縁１１ａのうち前方下端縁８５ｆは中央下端縁９１ａよりも上方に位置しているため、機体１１が前傾した場合でも、前方下端縁８５ｆと底面Ｂとの干渉を抑制することができる。

【0054】

また、前後方向において、前方下端縁８５ｆの後端８５ｆａは、回転翼５１，５２の後端５１ｂ，５２ｂよりも後方に位置している。この構成によれば、航空機１が離陸する際、回転翼５１，５２が吹き出す空気の一部を、前方下端縁８５ｆと底面Ｂとの間の隙間Ｃから保護部材８の外部に効率よく排出することができる。これにより、保護部材８により回転翼５１，５２を保護しつつ、保護部材８の底面８１ａと下水管の底面Ｂとの間を流れる空気の流量の増加を軽減することができる。そして、底面８１ａにおける空気の圧力と、本体２の上面２ａにおける空気の圧力との差を軽減し、この圧力差に基づく力Ｆ１０を軽減することができる。この結果、前方下端縁８５ｆと底面Ｂとの干渉をさらに抑制し、航空機１を安定的に離陸させることが可能になる。

【0055】

前方下端縁８５ｆは、中央下端縁９１ａから前方且つ上方に直線的に延びるように形成されている。

【0056】

このように構成された航空機１は、離陸する際に機体１１が不意に大きく前傾した場合に、直線的に延びる前方下端縁８５ｆの広範囲において底面Ｂと当接し、さらなる機体１１の前傾を抑制することができる。この結果、航空機１をさらに安定的に離陸させることが可能になる。

【0057】

保護部材８は、回転翼５１，５２の幅方向における側面を開放する開口８８１，８８２が形成されている。

【0058】

このように構成された航空機１は、航空機１が離陸する際に機体１１が前傾した場合に、回転翼５１，５２が吹き出す空気の一部を、開口８８１，８８２を介して保護部材８の外部に排出する。この結果、機体１１の下方を流れる空気の流量の増加と、それに伴う機体１１の上方と下方における空気の圧力差とを軽減することが可能になる。そして、機体１１を底面Ｂ側に押さえつけようとする力Ｆ１０を軽減し、機体１１の前方下端縁８５ｆと底面Ｂとの干渉をさらに抑制し、航空機１をさらに安定的に離陸させることが可能になる。

【0059】

回転翼５１，５２は、前後方向において、前方下端縁８５ｆと対応する位置に配置されている。

【0060】

このように構成された航空機１は、航空機１が離陸する際に機体１１が前傾した場合に、回転翼５１，５２が吹き出す空気の一部を、底面Ｂと前方下端縁８５ｆとの間に形成される隙間Ｃを介して、保護部材８の外部に排出する。この結果、機体１１の下方を流れる空気の流量の増加を軽減し、それに伴う機体１１の上方と下方における空気の圧力差とを軽減することが可能になる。そして、機体１１を底面Ｂ側に押さえつけようとする力Ｆ１０を軽減し、機体１１の前方下端縁８５ｆと底面Ｂとの干渉をさらに抑制し、航空機１をさらに安定的に離陸させることが可能になる。

【0061】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本発明は、上水管内、下水管内、排水管内、トンネル内、ダクト内、パイプシャフト内、ガス管内等において利用することができる。

【符号の説明】

【0063】

１ 無人航空機（航空機）
１１ 機体
１１ａ 下端縁
５１～５４ 回転翼
５１ａ～５４ａ 回転軸
５１ｂ，５２ｂ 後端
６ 情報取得装置
８ 保護部材
８５ｆ 前方下端縁
８５ｆａ 後端
８８１～８８４ 開口
９１ａ 中央下端縁

【要約】

安定的に離陸することが可能な無人航空機を提供する。
無人航空機１の機体１１は、情報取得装置６と、回転翼５１～５４と、回転翼５１～５４の周囲に配置された保護部材８と、を有している。回転翼５１～５４の回転軸は、鉛直方向から角度θ１だけ傾斜し、これにより回転翼５１～５４が前方への推力を発生させるように配置されている。機体１１の下端縁１１ａは、中央下端縁９１ａと、前方下端縁８５ｆと、を有しており、保護部材８の下端縁が前方下端縁８５ｆを有している。前方下端縁８５ｆは、中央下端縁９１ａよりも上方に位置し、前後方向において、前方下端縁８５ｆの後端８５ｆａは、回転翼５１，５２の後端５１ｂ，５２ｂよりも後方に位置している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】