特許 7231791 飛行体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-20

(45)【発行日】2023-03-01

(54)【発明の名称】飛行体

(51)【国際特許分類】

   B64D 33/10 20060101AFI20230221BHJP

   B64C 27/08 20230101ALI20230221BHJP

   B64D 27/04 20060101ALI20230221BHJP

   B64D 27/24 20060101ALI20230221BHJP

   B64U 10/16 20230101ALI20230221BHJP

   B64U 20/80 20230101ALI20230221BHJP

   B64U 20/96 20230101ALI20230221BHJP

【ＦＩ】

B64D33/10

B64C27/08

B64D27/04

B64D27/24

B64U10/16

B64U20/80

B64U20/96

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022535632

(86)(22)【出願日】2021-12-06

(86)【国際出願番号】 JP2021044743

(87)【国際公開番号】W WO2022138115

(87)【国際公開日】2022-06-30

【審査請求日】2022-06-10

(31)【優先権主張番号】PCT/JP2020/048204

(32)【優先日】2020-12-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000010076

【氏名又は名称】ヤマハ発動機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142022

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 一晃

(74)【代理人】

【識別番号】100085213

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥居 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100196623

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 計介

(72)【発明者】

【氏名】田中 浩一

【審査官】塚本 英隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１８３２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６０４３６８０（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０９６５０５４０（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｄ ３３／１０

Ｂ６４Ｄ ２７／２４

Ｂ６４Ｄ ２７／０４

Ｂ６４Ｃ ２７／０８

Ｂ６４Ｕ １０／１６

Ｂ６４Ｕ ２０／８０

Ｂ６４Ｕ ２０／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機体フレームと、
電動モータ及び前記電動モータによって回転されるプロペラを含み、揚力を発生する複数のロータと、
前記電動モータに電力を供給する発電機と、
前記発電機を駆動する発電機用エンジンと、
前記電動モータ及び前記発電機用エンジンを制御する飛行体制御装置と、
前記発電機及び前記発電機用エンジンの少なくとも一つを冷却し且つ前記ロータの回転軸線の方向に見て、前記プロペラの回転領域の外に位置するラジエータを有する冷却部と、
前記ラジエータを冷却するファンと、
を有する飛行体であって、
前記ファンは、
鉛直方向において前記プロペラよりも上方に位置し、
前記冷却部は、
前記ラジエータを通過した前記ファンの排風が前記飛行体制御装置に向かって流れずに前記発電機用エンジンに向かって流れるように構成される、
飛行体。

【請求項2】

請求項１に記載の飛行体において、
前記ラジエータは、
前記機体フレームに支持される、
飛行体。

【請求項3】

請求項１または２に記載の飛行体において、
前記発電機用エンジン、前記ラジエータ及び前記飛行体制御装置の少なくとも一つは、
前記機体フレームから伝わる振動及び前記機体フレームに伝わる振動を抑制する振動抑制部材を介して前記機体フレームに支持される、
飛行体。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の飛行体において、
前記冷却部は、前記ラジエータを通過した前記ファンの排風を前記発電機用エンジンに導く排風路を構成する壁部品を有する、
飛行体。

【請求項5】

請求項４に記載の飛行体において、
前記壁部品の少なくとも一部は、樹脂によって構成されている、
飛行体。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一つに記載の飛行体において、
前記ラジエータは、
前記発電機用エンジンを冷却する第１ラジエータと前記発電機を冷却する第２ラジエータとの少なくとも一つを含み、
前記ファンは、
前記第１ラジエータを冷却する第１ファンと前記第２ラジエータを冷却する第２ファンとの少なくとも一つを含む、
飛行体。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の飛行体において、
前記ラジエータは、
前記飛行体制御装置と前記発電機用エンジンとの間であって、鉛直方向において前記プロペラよりも上方に位置する、
飛行体。

【請求項8】

請求項７に記載の飛行体において、
前記ラジエータは、
前記飛行体制御装置から前記発電機用エンジンに向かうにつれて前記発電機用エンジンから離隔する方向に傾斜して位置する、
飛行体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、飛行体に関する。

【背景技術】

【0002】

複数のロータを有する電動式のマルチコプター（飛行体）が知られている。マルチコプターは、航続距離を延ばすためにエネルギー密度の高い動力源を搭載することが望ましい。そこで、電動式のマルチコプターにエンジン発電機が搭載されたマルチコプターが知られている。特許文献１に開示されているマルチコプターは、機体本体部（機体フレーム）と、プロペラと電動モータとを含む８台のロータと、バッテリーと、発電機と、発電機用エンジンと、冷却ファンと、制御部（飛行体制御装置）を有している。前記機体フレームは、前記バッテリー、前記発電機及び前記発電機用エンジンが搭載されている前記機体フレームの本体部分と、前記ロータが積載されている８本のアーム部分とを備えている。特許文献１に開示されているマルチコプターは、前記発電機用エンジンによって前記発電機を駆動し、前記バッテリーを充電する。前記マルチコプターは、前記エンジン発電機を有することにより、長時間飛行を実現できる。

【0003】

前記マルチコプターの３軸方向の姿勢角、加速度等をリアルタイムで測定する前記飛行体制御装置は、外部からの制御信号に従って前記８台のロータの電動モータの出力をそれぞれ独立して制御する。前記マルチコプターの操縦者は、前記飛行体制御装置よって前記８台のロータを容易に連動して制御することができる。電子部品によって構成されている飛行体制御装置は、十分に性能を発揮させるために、振動対策及び熱対策を施すことが望ましい。エンジン発電機が搭載されるマルチコプターでは、エンジン発電機が性能を発揮し、前記マルチコプターの操作性を向上させるために、前記発電機用エンジンから発生する熱及び振動の抑制が求められる。

【0004】

特許文献１に記載のマルチコプターは、前記発電機と発電機用エンジンとを冷却ファンによって冷却している。また、特許文献２には、発電機と発電機用エンジンとの冷却効果を向上させるためにラジエータを有するマルチコプターが開示されている。特許文献２に開示されるマルチコプターは、前記発電機用エンジンの温度を低下させるラジエータと、ラジエータ冷却用ファンとを更に有している。特許文献２に開示されるマルチコプターは、前記ラジエータを搭載することにより、冷却ファンによる前記エンジン発電機の冷却よりも前記エンジン発電機を効率よく冷却することができる。

【0005】

また、非特許文献１には、エンジンの駆動力でプロペラを回転駆動するエンジン駆動式のマルチコプターが開示されている。非特許文献１に記載のマルチコプターは、機体フレームと、２つの推進用プロペラと、４つの姿勢制御用プロペラと、推進用エンジンと、ラジエータと、制御部とを有している。非特許文献１に記載のマルチコプターは、推進用エンジンをラジエータによって冷却している。前記ラジエータは、推進用プロペラの吸引作用によって生じる空気の流れによって冷却される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０２０－１８３２１０号公報

【文献】韓国公開特許１０－２０１９－００８４８３５号公報

【非特許文献】

【0007】

【文献】株式会社ＩＨＩエアロスペース、“ハイブリッドドローン ｉ－Ｇｒｙｐｈｏｎ”［ｏｎｌｉｎｅ］、［令和３年１１月１９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｉｈｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｉａ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｄｅｆｅｎｓｅ／Ｉ―Ｇｒｙｐｈｏｎ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１に記載のマルチコプターは、冷却ファンの作用による空気の流れによって発電機及び発電機用エンジンを冷却している。このため、特許文献１に記載のマルチコプターは、周囲の環境、飛行状態等によって前記発電機及び発電機用エンジンの冷却効果が変動する。また、特許文献１に記載のマルチコプターは、前記発電機の軸部に連結された前記冷却ファンが前記機体本体部と前記発電機との間に位置している。従って、特許文献１に記載のマルチコプターは、前記機体本体部に対して、前記発電機及び発電機用エンジンを冷却するために必要な空気を前記冷却ファンが吸引可能な間隔を空けて、前記冷却ファン、前記発電機及び前記発電機用エンジンが位置している。

【0009】

特許文献２に記載のマルチコプターは、ラジエータによって発電機及び発電機用エンジンを冷却している。このため、特許文献２に記載のマルチコプターは、周囲の環境、飛行状態等による前記発電機及び前記発電機用エンジンの冷却効果の変動が少ない。特許文献２に記載のマルチコプターは、前記ラジエータ及び前記ラジエータ冷却用ファンが本体（機体フレーム）と前記発電機用エンジンとの間に位置している。前記ラジエータ用冷却ファンは、前記ラジエータを冷却するために必要な空気を本体のアームの延伸方向から吸引可能な姿勢で位置している。つまり、特許文献２に記載のマルチコプターでは、前記本体に対して、前記ラジエータ用冷却ファンが前記アームの延伸方向から空気を吸引可能な間隔を空けて、前記発電機及び前記発電機用エンジンが位置している。

【0010】

非特許文献１に記載のマルチコプターは、推進用プロペラによる空気の流れを利用して前記ラジエータを冷却している。よって、非特許文献１に記載のマルチコプターは、前記ラジエータを冷却するファンを有していない。非特許文献１に記載のマルチコプターは、前記推進用プロペラによる空気の流れの一部が前記ラジエータを通過するように、前記推進用プロペラよりも上流側に前記ラジエータ及び推進用エンジンが位置している。この際、前記ラジエータは、前記推進用プロペラの推進力を抑制しないように前記推進用プロペラによる空気の流れ方向に放熱面が沿って位置している。

【0011】

上述のような飛行体において、発電機用エンジンの熱及び振動の対策として、発電機用エンジンによる熱及び振動の影響が小さい位置に飛行体制御装置を搭載し、且つ冷却用の空気を十分に取り込み可能な状態で冷却ファン、ラジエータを搭載する場合、飛行体の機体フレームが大型化し、前記飛行体の重量が増加する。前記飛行体は、重量の増加によりペイロードが減少するだけでなく航続距離が短くなる。よって、飛行体制御装置の性能及び前記エンジン発電機の性能を満足しつつ、機体フレームを小型化及び軽量化することができる飛行体が求められている。

【0012】

本発明は、飛行体制御装置の性能及びエンジン発電機の性能を満足しつつ、前記機体フレームを小型化及び軽量化することができる飛行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】

【0013】

本発明者らは、飛行体制御装置の性能及びエンジン発電機の性能を満足しつつ、前記機体フレームを小型化及び軽量化することができる飛行体の構成について検討した。本発明者らは、鋭意検討の結果、以下のような構成に想到した。

【0014】

本発明の一実施形態に係る飛行体は、機体フレームと、電動モータ及び前記電動モータによって回転されるプロペラを含み、揚力を発生する複数のロータと、前記電動モータに電力を供給する発電機と、前記発電機を駆動する発電機用エンジンと、前記電動モータ及び前記発電機用エンジンを制御する飛行体制御装置と、前記発電機及び前記発電機用エンジンの少なくとも一つを冷却し且つ前記ロータの回転軸線の方向に見て、前記プロペラの回転領域の外に位置するラジエータを有する冷却部と、前記ラジエータを冷却するファンと、を有する飛行体である。

【0015】

前記ファンは、鉛直方向において前記プロペラよりも上方に位置する。前記冷却部は、前記ラジエータを通過した前記ファンの排風が前記飛行体制御装置に向かって流れずに前記発電機用エンジンに向かって流れるように構成される。

【0016】

上述のように、前記飛行体は、前記発電機用エンジンの性能を発揮させるために、前記発電機及び前記発電機用エンジンを冷却するラジエータを有している。前記ラジエータは、前記ロータのプロペラが回転することにより発生する空気の流れ（ダウンウォッシュ）によって冷却されるのではなく、前記ラジエータを冷却するファンからの送風によって冷却される。また、前記ファンは、鉛直方向において前記プロペラよりも上方に位置する。前記プロペラの上方の空間は、前記プロペラの作用によって下向きの空気の流れが生じている。前記プロペラ上方の空間において、前記プロペラの作用によって生じる下方向の空気の流れは、前記ファンの作用による下方向の空気の流れと略同一の方向である。よって、前記ファンの作用によって生じる空気の流れに加え、前記プロペラの作用によって生じる空気の流れによってラジエータの冷却効果が向上する。よって、前記ラジエータは、前記機体フレームの任意の位置において支持される。従って、前記ラジエータは、前記飛行体における配置の自由度が向上する。

【0017】

また、前記ファン及び前記ラジエータは、前記ラジエータを通過して加熱された前記ファンの排風が前記飛行体制御装置に向かって流れずに前記発電機用エンジンに向かって流れるように位置する。よって、前記飛行体制御装置は、前記排風による昇温が抑制される。また、前記飛行体は、前記ラジエータによって冷却されている前記発電機用エンジンからの輻射熱の影響が及ばない位置まで、前記飛行体制御装置を前記発電機用エンジンに近づけることができる。つまり、前記飛行体は、前記飛行体制御装置、前記ラジエータ及び前記発電機用エンジンが前記機体フレームにおいてコンパクトに位置している。これにより、前記飛行体制御装置の性能及び前記エンジン発電機の性能を満足しつつ、前記機体フレームを小型化及び軽量化を可能な飛行体を実現できる。

【0018】

また、前記ファンは、排風を前記発電機用エンジンに向けて流すために、前記ファンの回転軸線が前記発電機用エンジンに向かって延びるように位置している。前記ファンは、前記回転軸線が前記発電機用エンジン以外に向かって延びている場合に比べて前記発電機用エンジンの近くに位置している。従って、前記機体フレームに対する前記ファンの配置の自由度が向上する。前記発電機用エンジンと干渉しない位置まで、前記ファンを前記発電機用エンジンに近づけることができる。これにより、前記飛行体制御装置の性能及び前記エンジン発電機の性能を満足しつつ、前記機体フレームを小型化及び軽量化を可能な飛行体を実現できる。

【0019】

他の観点によれば、本発明の飛行体は、以下の構成を含むことが好ましい。前記ラジエータは、前記機体フレームに支持される。

【0020】

上述の構成により、前記ラジエータを、前記発電機用エンジンの位置に影響を受けることなく前記機体フレームに対して自由に配置できる。よって、前記機体フレームに対する前記ラジエータの配置の自由度を向上できる。これにより、前記ファンと前記発電機用エンジンとが干渉しない位置まで、前記ラジエータを前記発電機用エンジンに近づけて位置することができる。つまり、前記飛行体は、前記飛行体制御装置、前記ラジエータ及び前記発電機用エンジンが前記機体フレームにおいてコンパクトに位置している。したがって、前記飛行体制御装置の性能及び前記エンジン発電機の性能を満足しつつ、前記機体フレームを小型化及び軽量化可能な飛行体を実現できる。

【0021】

他の観点によれば、本発明の飛行体は、以下の構成を含むことが好ましい。前記発電機用エンジン、前記ラジエータ及び前記飛行体制御装置の少なくとも一つは、前記機体フレームから伝わる振動及び前記機体フレームに伝わる振動を抑制する振動抑制部材を介して前記機体フレームに支持される。

【0022】

上述の構成により、前記振動抑制部材によって、前記発電機用エンジンから前記ラジエータ及び前記飛行体制御装置への振動の伝達が抑制される。従って、前記ラジエータ及び前記飛行体制御装置を、前記発電機用エンジンで発生する振動に影響を受けることなく、前記機体フレームに対して自由に位置することができる。よって、前記機体フレームに対する前記ラジエータ及び前記飛行体制御装置の配置の自由度を向上できる。これにより、前記ファンと前記発電機用エンジンとが干渉しない位置まで、前記ラジエータを前記発電機用エンジンに近づけて位置することができる。したがって、前記飛行体制御装置の性能及び前記エンジン発電機の性能を満足しつつ、前記機体フレームを小型化及び軽量化可能な飛行体を実現できる。

【0023】

他の観点によれば、本発明の飛行体は、以下の構成を含むことが好ましい。前記ラジエータを通過した前記ファンの排風を前記発電機用エンジンに導く排風路を構成する壁部品を有する。

【0024】

上述の構成により、前記ファンの排風は、前記排風路によって前記発電機用エンジンまで導かれる。つまり、前記ファンの排風は、前記ファンの回転軸線が前記発電機用エンジンに向くように前記ファンが位置していなくても、前記排風路によって前記飛行体制御装置に向かって流れずに前記発電機用エンジンに向かって流れる。従って、前記機体フレームに対する前記ラジエータ及び前記ファンの配置の自由度が向上する。これにより、前記飛行体制御装置の性能及び前記エンジン発電機の性能を満足しつつ、前記機体フレームを小型化及び軽量化可能な飛行体を実現できる。

【0025】

他の観点によれば、本発明の飛行体は、以下の構成を含むことが好ましい。前記壁部品の少なくとも一部は、樹脂によって構成されている。

【0026】

上述の構成により、前記飛行体は、前記排風路を有している場合でも、重量の増加が抑制される。これにより、前記飛行体制御装置の性能及び前記エンジン発電機の性能を満足しつつ、前記機体フレームを小型化及び軽量化可能な飛行体を実現できる。

【0027】

他の観点によれば、本発明の飛行体は、以下の構成を含むことが好ましい。前記ラジエータは、前記発電機用エンジンを冷却する第１ラジエータと前記発電機を冷却する第２ラジエータとの少なくとも一つを含む。前記ファンは、前記第１ラジエータを冷却する第１ファンと前記第２ラジエータを冷却する第２ファンとの少なくとも一つを含む。

【0028】

上述の構成により、発熱量の異なる前記発電機用エンジン及び前記発電機に対してそれぞれ適切な能力を有するラジエータが用いられる。前記第１ラジエータ及び前記第２ラジエータは、前記発電機用エンジン及び前記発電機を合わせて冷却するラジエータよりも小さくなるので、前記機体フレームに対する前記ラジエータの配置の自由度が向上する。つまり、前記飛行体は、前記飛行体制御装置、前記ラジエータ及び前記発電機用エンジンが前記機体フレームにおいてコンパクトに位置している。これにより、前記飛行体制御装置の性能及び前記エンジン発電機の性能を満足しつつ、前記機体フレームを小型化及び軽量化可能な飛行体を実現できる。

【0029】

他の観点によれば、本発明の飛行体は、以下の構成を含むことが好ましい。前記ラジエータは、前記飛行体制御装置と前記発電機用エンジンとの間であって、鉛直方向において前記プロペラよりも上方に位置する。

【0030】

上述の構成により、前記ファンは、前記飛行体制御装置の周辺の空気を含む空気を、前記ラジエータを通過して、前記飛行体制御装置に向かって流れずに前記発電機用エンジンに向かって流れるように吸入及び排出する。これにより、前記ラジエータを通過した空気が、前記飛行体制御装置に向かって流れるのを抑制できる。また、前記ファン及び前記ラジエータは、鉛直方向において前記プロペラよりも上方に位置する。前記プロペラの上方の空間は、前記プロペラの作用によって下向きの空気の流れが生じている。よって、前記プロペラの作用と前記ファンの作用によって生じる空気の流れによってラジエータの冷却効果が向上する。

【0031】

また、前記飛行体制御装置と前記発電機用エンジンとの間に前記ラジエータを位置することにより、前記飛行体制御装置を、前記ラジエータによって冷却されている前記発電機用エンジンからの輻射熱の影響が及ばない位置まで前記発電機用エンジンに近づけることができる。これにより、前記飛行体制御装置の性能及び前記エンジン発電機の性能を満足しつつ、前記機体フレームを小型化及び軽量化可能な飛行体を実現できる。

【0032】

他の観点によれば、本発明の飛行体は、以下の構成を含むことが好ましい。前記ラジエータは、前記飛行体を前記飛行体制御装置と前記発電機用エンジンとが並ぶ方向に直交する方向に見て、前記飛行体制御装置から前記発電機用エンジンに向かうにつれて前記発電機用エンジンから離隔するように傾いて位置する。

【0033】

上述の構成により、前記機体フレームにおける前記ラジエータを支持可能な範囲が拡大する。従って、前記機体フレームに対する前記ラジエータの配置の自由度が向上する。つまり、前記飛行体は、コンパクトに前記ラジエータが位置している。これにより、前記飛行体は、前記飛行体制御装置の性能及び前記エンジン発電機の性能を満足しつつ、前記機体フレームを小型化及び軽量化することができる。

【0034】

本明細書で使用される専門用語は、特定の実施例のみを定義する目的で使用されるのであって、前記専門用語によって発明を制限する意図はない。

【0035】

本明細書で使用される「及び／または」は、一つまたは複数の関連して列挙された構成物のすべての組み合わせを含む。

【0036】

本明細書において、「含む、備える（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」及びそれらの変形の使用は、記載された特徴、工程、操作、要素、成分、及び／または、それらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び／または、それらのグループのうちの１つまたは複数を含むことができる。

【0037】

本明細書において、「取り付けられた」、「接続された」、「結合された」、及び／または、それらの等価物は、広義の意味で使用され、“直接的及び間接的な”取り付け、接続及び結合の両方を包含する。さらに、「接続された」及び「結合された」は、物理的または機械的な接続または結合に限定されず、直接的または間接的な電気的な接続または結合を含むことができる。

【0038】

他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味と同じ意味を有する。

【0039】

一般的に使用される辞書に定義された用語は、関連する技術及び本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されることはない。

【0040】

本発明の説明においては、いくつもの技術および工程が開示されていると理解される。これらの各々は、個別の利益を有し、他に開示された技術の１つ以上、または、場合によっては全てと共に使用することもできる。

【0041】

したがって、明確にするために、本発明の説明では、不要に個々のステップの可能な組み合わせをすべて繰り返すことを控える。しかしながら、本明細書及び特許請求の範囲は、そのような組み合わせがすべて本発明の範囲内であることを理解して読まれるべきである。

【0042】

本明細書では、本発明に係る飛行体の実施形態について説明する。

【0043】

以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な例を述べる。しかしながら、当業者は、これらの具体的な例がなくても本発明を実施できることが明らかである。

【0044】

よって、以下の開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面または説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。

【0045】

［飛行体］
本明細書において、飛行体とは、複数のロータを有するマルチコプターを意味する。前記複数のロータの回転軸は、略鉛直方向に向けられている。前記複数のロータは、電動モータによって駆動される。また、前記飛行体は、少なくともエンジン及び発電機を搭載し、前記発電機が発電した電力を前記電動モータに供給可能に構成されている。

【0046】

［エンジン発電機ユニット］
本明細書において、エンジン発電機ユニットとは、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンなどの各種のレシプロエンジンである発電機用エンジンによって、ダイナモを駆動して発電する装置である。エンジン発電機ユニットは、外部からの電力発電要求に応じて、発電機用エンジンの回転数及び出力を制御して発電する。前記エンジン発電機ユニットは、発電機用エンジンの駆動力を前記発電機以外に供給していない。例えば、前記エンジン発電機ユニットは、マルチコプターのプロペラを回転させるための動力を出力しない。

【0047】

［飛行体制御装置］
本明細書において、飛行体制御装置とは、前記飛行体の位置、速度、姿勢、移動方向等を制御する装置である。前記飛行体制御装置は、例えばコンピュータである。前記制御装置は、前記飛行体の姿勢等を制御するために用いられる慣性計測装置（ＩＭＵ：ｉｎｅｒｔｉａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｕｎｉｔ）を含む。慣性計測装置は、例えば、角速度と加速度を検出する。

【0048】

［振動抑制部材］
本明細書において、振動抑制部材とは、機体フレームから前記飛行体制御装置に伝達される運動エネルギー（振動）を減衰させる。また、前記発電機用エンジンから前記機体フレームに伝達される運動エネルギー（振動）を減衰させる。

【0049】

［冷却部］
本明細書において、冷却部とは、前記発電機、前記発電機用エンジン及び前記飛行体制御装置の少なくとも一つを冷却する熱交換器と、該熱交換器を通過した機体を所定の方向に導く排風路とを含む。熱交換器は、例えばラジエータである。排風路は、例えばダクトである。

【0050】

［並ぶ方向］
本明細書において、並ぶ方向とは、２つの物体が並んで位置している場合に、前記２つの物体が重複して見える方向をいう。

【発明の効果】

【0051】

本発明の一実施形態によれば、飛行体制御装置の性能及びエンジン発電機の性能を満足しつつ、前記機体フレームの小型化及び軽量化を可能な飛行体を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0052】

【図1】図１は、本発明の実施形態１に係る飛行体の平面図を示す。

【図2】図２は、本発明の実施形態１に係る飛行体の側面図を示す。

【図3】図３は、本発明の実施形態１に係る飛行体の部分側面図を示す。

【図4】図４は、本発明の実施形態１に係る飛行体の部分平面図を示す。

【図5】図５は、本発明の実施形態１に係る飛行体においてラジエータを通過する空気の流れを表す部分側面図を示す。

【図6】図６は、本発明の実施形態１に係る飛行体においてプロペラとファンの作用による空気の流れを表す模式図を示す。

【図7】図７は、本発明の実施形態２に係る飛行体においてラジエータを通過する空気の流れを表す部分側面図を示す。

【0053】

以下で、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図において、同一部分には同一の符号を付して、その同一部分の説明は繰り返さない。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

【0054】

以下、飛行体１における本体部の軸線方向を「上下方向」とする。また、前記本体部の軸線は、鉛直方向に延びているものとする。飛行体１における本体部の軸線と直交する方向を「径方向」とする。

【0055】

［実施形態１］
＜飛行体の全体構成＞
図１から図４を用いて本発明の実施形態１に係る飛行体１について説明する。図１は、飛行体１の平面図である。図２は、飛行体１の側面図である。図３は、飛行体１の本体部を示す部分側面図である。図４は、飛行体１の本体部を示す部分平面図である。

【0056】

図１から図３に示すように、本発明の実施形態１に係る飛行体１は、複数のロータ２２によって飛行するマルチコプターである。飛行体１は、無線による遠隔操縦及び各種センサによる自立飛行が可能に構成されている。飛行体１は、機体フレーム２、エンジン発電機ユニット９、バッテリー２１、６つのロータ２２及び飛行体制御装置２５を備える。

【0057】

機体フレーム２は、飛行体１を構成するエンジン発電機ユニット９、バッテリー２１、ロータ２２及び飛行体制御装置２５を支持する。機体フレーム２は、本体部３、飛行体制御装置支持部４、アーム部７を備える。機体フレーム２は、例えば、アルミニウム合金製のパイプ材によって構成されている。

【0058】

本体部３は、アーム部７、エンジン発電機ユニット９、バッテリー２１及び飛行体制御装置２５を支持する部分である。本体部３は、２つの六角形の環状部材の頂点同士が互いに棒状部材によって連結された枠体である。つまり、本体部３は、飛行体１を上下方向に見て、２つの六角形の環状部材の中心を通る中心線を軸線Ｐとして軸線Ｐ方向に延びる柱状の枠体である。本体部３には、飛行体制御装置支持部４、アーム部７が固定されている。本体部３の軸線Ｐが延びる方向を上下方向として２つの環状部材のうち上に位置する環状部材には、飛行体制御装置支持部４が位置している。本体部３の一方の環状部材及び他方の環状部材の各頂点には、アーム部７がそれぞれ接続されている。

【0059】

飛行体制御装置支持部４は、飛行体制御装置２５を支持する。飛行体制御装置支持部４は、本体部３の２つの環状部材のうち上に位置する環状部材に取り付けられている。飛行体制御装置支持部４は、飛行体制御装置２５を取り付けるための取付板５と、取付板５を支持する複数の支持脚６とを有する。取付板５は、複数の支持脚６によって、本体部３に対して支持されている。取付板５は、本体部３の上方に軸線Ｐと交差する位置に位置している。つまり、取付板５は、本体部３の軸線Ｐを中心として放射状に径方向且つ下方に延びる複数の支持脚６によって支持されている。取付板５は、例えば断熱材によって構成されている。

【0060】

アーム部７は、ロータ２２を支持する。アーム部７は、棒状部材によって構成される。アーム部７は、本体部３における環状部材の各頂点に対して径方向に延びるように設けられている。つまり、複数のアーム部７は、軸線Ｐを中心として放射状に径方向に延びている。アーム部７は、径方向中央部分に位置するロータ２２を有している。

【0061】

エンジン発電機ユニット９は、エンジンを動力源とする発電装置である。エンジン発電機ユニット９は、発電機１０、発電機用制御装置（図示省略）、発電機用エンジン１２、冷却部８、第１ファン１９、第２ファン２０、サイレンサー（図示省略）、燃料タンク（図示省略）、制御装置（図示省略）を有する。エンジン発電機ユニット９において、発電機１０、発電機用エンジン１２及び燃料タンクは、本体部３によって支持されている。サイレンサーは、発電機用エンジン１２に支持されている。

【0062】

発電機１０は、外部からの動力によって発電する。発電機１０は、例えば交流発電機である。発電機１０は、発電機用エンジン１２のクランク軸に連結されている。発電機１０は、発電機用エンジン１２を動力源として発電する。発電機用制御装置は、発電機１０から出力される交流電流を直流電流に変換する。発電機用制御装置は、発電機１０の近傍に位置している。

【0063】

発電機用エンジン１２は、発電機１０を駆動する動力源である。発電機用エンジン１２の前記クランク軸（出力軸）には、発電機１０が連結されている。発電機用エンジン１２は、前記クランク軸の回転運動によって発電機１０を駆動する。

【0064】

発電機用エンジン１２は、例えば、水冷のレシプロエンジンである。発電機用エンジン１２は、発電機用エンジン１２を制御する制御装置（図示省略）を含む。発電機用エンジン１２は、本体部３に搭載されている。発電機用エンジン１２は、機体フレーム２に伝わる振動を抑制する振動抑制部材であるエンジン用マウント部材１２ａを介して、機体フレーム２に支持されている。エンジン用マウント部材１２ａは、例えば円筒状のゴムマウント部材である。また、発電機用エンジン１２は、排気音を抑制するサイレンサー（図示省略）、燃料タンク（図示省略）等、発電機用エンジン１２が機能を発揮するために必要な装置を有している。

【0065】

発電機用エンジン１２の制御装置、発電機１０の制御装置である発電機用制御装置は、外部からの電力指令、発電量及びバッテリー２１の残量等の情報に基づいて発電機１０及び発電機用エンジン１２を制御する。

【0066】

冷却部８は、発電機１０及び発電機用エンジン１２を冷却する。冷却部８は、第１ラジエータ１４、第２ラジエータ１５、第１ダクト１７及び第２ダクト１８を有する。

【0067】

第１ラジエータ１４は、熱交換器である。第１ラジエータ１４は、飛行体制御装置支持部４によって支持されている。第１ラジエータ１４の熱交換を行う放熱フィンが集約されている部分において空気が通過する領域（以下、単に「第１ラジエータ１４の放熱面」）は、本体部３の軸線Ｐに対して略直交している。第１ラジエータ１４と発電機用エンジン１２のウォータージャケット（図示省略）とは、ラジエータホース１３によって接続されている。ラジエータホース１３は、機体フレーム２を構成しているパイプ材に沿って位置している。第１ラジエータ１４は、発電機用エンジン１２のウォータージャケット内を通過した冷却水の熱を大気中に放熱することによって、発電機用エンジン１２のシリンダブロック等を冷却する。すなわち、第１ラジエータ１４は、発電機用エンジン１２の冷却水を熱媒体として発電機用エンジン１２を冷却する。

【0068】

第２ラジエータ１５は、熱交換器である。第２ラジエータ１５は、飛行体制御装置支持部４によって支持されている。第２ラジエータ１５の熱交換を行う放熱フィンが集約されている部分において空気が通過する領域（以下、単に「第２ラジエータ１５の放熱面」）は、本体部３の軸線Ｐに対して略直交している。第２ラジエータ１５と発電機１０及び発電機用制御装置のウォータージャケット（図示省略）とは、ラジエータホース１３によって接続されている。第２ラジエータ１５は、発電機１０及び発電機用制御装置のウォータージャケット内を通過した冷却水の熱を大気中に放熱することによって、発電機１０及び発電機用制御装置を冷却する。すなわち、第２ラジエータ１５は、発電機１０の冷却水を熱媒体として発電機１０及び発電機用制御装置を冷却する。

【0069】

第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５は、機体フレーム２から伝わる振動を抑制する振動抑制部材であるラジエータ用マウント部材１６を介して飛行体制御装置支持部４に支持されている。ラジエータ用マウント部材１６は、例えば円筒状のゴムマウント部材である。

【0070】

第１ダクト１７は、第１ラジエータ１４の放熱面を通過した空気の流れを、特定の方向に導く壁部品である。第１ダクト１７は、両端部が開口された筒状の部材である。第１ダクト１７は、第１ラジエータ１４または飛行体制御装置支持部４によって支持されている。第１ダクト１７の少なくとも一部は、樹脂製の壁部品を備えている。例えば、第１ダクト１７は、樹脂の許容温度以下までしか温度が上昇しない部分を樹脂製の壁部品によって構成することができる。第１ダクト１７は、一方の開口を流入口１７ａとして、流入口１７ａから流入した空気を特定の方向に向けられた他方の開口である排出口１７ｂから排出する。第１ダクト１７は、第１ラジエータ１４の放熱面を通過する空気の流れ方向における第１ラジエータ１４の下流に位置している。

【0071】

第２ダクト１８は、第２ラジエータ１５の放熱面を通過した空気の流れを、特定の方向に導く壁部品である。第２ダクト１８は、両端部が開口された筒状の部材である。第２ダクト１８は、第２ラジエータ１５または飛行体制御装置支持部４によって支持されている。第２ダクト１８の少なくとも一部は、樹脂製の壁部品を備えている。第２ダクト１８は、一方の開口を流入口１８ａとして、流入口１８ａから流入した空気を特定の方向に向けられた他方の開口である排出口１８ｂから排出する。第２ダクト１８は、第２ラジエータ１５の放熱面を通過する空気の流れ方向における第２ラジエータ１５よりも下流に位置している。

【0072】

第１ファン１９は、第１ラジエータ１４を冷却する装置である。第１ファン１９は、第１ラジエータ１４または飛行体制御装置支持部４によって支持されている。第１ファン１９は、第１ラジエータ１４の放熱面の近傍であって、第１ラジエータ１４の放熱面に向かって空気が移動するように位置している。本実施形態において、第１ファン１９は、第１ラジエータ１４の放熱面から空気を引き込む。つまり、第１ファン１９は、第１ラジエータ１４の放熱面を通過する空気の流れ方向における第１ラジエータ１４の下流に位置している。第１ファン１９は、第１ファン１９の回転軸線Ｆと第１ラジエータ１４の放熱面とが直交するように位置している。

【0073】

第２ファン２０は、第２ラジエータ１５を冷却する装置である。第２ファン２０は、第２ラジエータ１５または飛行体制御装置支持部４によって支持されている。第２ファン２０は、第２ラジエータ１５の放熱面の近傍であって、第２ラジエータ１５の放熱面に向かって空気が移動するように位置している。本実施形態において、第２ファン２０は、第２ラジエータ１５の放熱面から空気を引き込む。つまり、第２ファン２０は、第２ラジエータ１５の放熱面を通過する空気の流れ方向における第２ラジエータ１５の下流に位置している。第２ファン２０は、第２ファン２０の回転軸線Ｆと第２ラジエータ１５の放熱面とが直交するように位置している。

【0074】

バッテリー２１は、発電機１０が発電した電力を蓄える。バッテリー２１は、例えばリチウムイオンバッテリーである。バッテリー２１は、本体部３に２台配置されている。２台のバッテリー２１の間には、エンジン発電機ユニット９が位置している。つまり、２台のバッテリー２１は、エンジン発電機ユニット９の重心が２台のバッテリー２１間の略中央に位置するように配置されている。また、２台のバッテリー２１は、エンジン発電機ユニット９に近接して配置される。

【0075】

このようにバッテリー２１は、飛行体１における重量バランスが均等になるように位置している。また、バッテリー２１は、始動時、低気温時においてバッテリー２１の温度が低温状態であっても、発電機用エンジン１２の輻射熱によって暖められるように位置している。これにより、低温時におけるバッテリー２１の低温放電特性を向上させることができる。バッテリー２１は、エンジン発電機ユニット９、ロータ２２の電動モータ２３、飛行体制御装置２５等に電気的に接続され、電力を供給する。

【0076】

ロータ２２は、プロペラ２４（ブレード）を回転させることにより揚力を発生させる装置である。ロータ２２は、アーム部７にそれぞれ位置している。６つのロータ２２は、インバータ１１と電動モータ２３とプロペラ２４とを有する。

【0077】

インバータ１１は、電動モータ２３に制御信号に応じた電流を供給する制御機器である。インバータ１１は、電動モータ２３にそれぞれ電気的に接続されている。インバータ１１は、各アーム部７に支持されている。

【0078】

電動モータ２３は、プロペラ２４（ブレード）を回転させる回転電機である。各電動モータ２３は、インバータ１１によって制御される。各電動モータ２３は、本体部３の軸線Ｐ方向に出力軸が向くように、各アーム部７に支持されている。各電動モータ２３の出力軸には、プロペラ２４が接続されている。ロータ２２は、電動モータ２３によってプロペラ２４を回転させることにより、本体部３の軸線Ｐの下方向に揚力を発生させる。

【0079】

飛行体制御装置２５は、外部からの制御信号等に基づいて、飛行体１の位置、姿勢、速度、飛行方向等を制御する装置である。飛行体制御装置２５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスによって接続される構成であってもよい。また、飛行体制御装置２５は、例えば、ワンチップのＬＳＩ等によって構成されていてもよい。飛行体制御装置２５には、慣性計測装置、方位センサ、高度センサが含まれる。慣性計測装置は、飛行体１の３軸の角速度、角加速度を計測する装置である。

【0080】

飛行体制御装置２５は、飛行体制御装置支持部４の取付板５上に位置している。飛行体制御装置２５は、機体フレーム２から伝わる振動を抑制する振動抑制部材である飛行体制御装置用マウント部材２５ａを介して取付板５によって支持されている。飛行体制御装置２５は、発電機１０の発電機用制御装置、発電機用エンジン１２の制御装置、各ロータ２２のインバータ１１に電気的に接続されている。飛行体制御装置２５は、エンジン発電機ユニット９、各インバータ１１、各種計測装置等の動作を制御するために種々のプログラム、データが格納されている。

【0081】

飛行体制御装置２５は、発電機１０の発電機用制御装置、発電機用エンジン１２の制御装置及びインバータ１１に制御信号を送信することができる。飛行体制御装置２５は、慣性計測装置、方位センサ、高度センサに電気的に接続されている。飛行体制御装置２５は、慣性計測装置から各速度及び角加速度の計測値を取得し、方位センサによって方位の計測値を取得し、高度センサによって高度の計測値を取得することができる。飛行体制御装置２５は、取得した計測値から、発電機１０の発電機用制御装置、発電機用エンジン１２の制御装置及びインバータ１１の制御信号を生成することができる。慣性計測装置を含む飛行体制御装置２５は、飛行中の飛行体１の各速度、及び角加速度を精度よく計測するため、飛行体制御装置２５に加わる振動、温度が閾値以下に抑制されている。

【0082】

このように構成される飛行体１は、バッテリー２１によって供給される電力によって飛行体制御装置２５、エンジン発電機ユニット９、ロータ２２、各種センサ等を駆動させる。飛行体１は、外部からの電力指令、発電量及びバッテリー２１の残量等に基づいて、エンジン発電機ユニット９によってバッテリー２１を充電する。飛行体１は、飛行体制御装置２５によって６つのロータ２２の回転速度を独立して変更することにより、任意の方向に任意の速度で移動することができる。

【0083】

＜ファン、ラジエータ及びダクトの位置＞
次に、図５と図６とを用いて飛行体１における第１ラジエータ１４、第１ダクト１７及び第１ファン１９の位置と、第２ラジエータ１５、第２ダクト１８及び第２ファン２０の位置及び空気の流れについて説明する。図５は、本飛行体１において、第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５を通過する空気の流れを表す部分側面図である。図６は、飛行体１においてプロペラ２４、第１ファン１９及び第２ファン２０の作用による空気の流れを表す模式図である。図６中の矢印は、空気の流れを表す。

【0084】

第１ラジエータ１４は、本体部３の上方で飛行体制御装置２５を支持している飛行体制御装置支持部４の支持脚６によって支持されている。第１ラジエータ１４は、発電機用エンジン１２を含むエンジン発電機ユニット９と飛行体制御装置２５との間に位置する。更に、第１ラジエータ１４は、プロペラ２４と飛行体制御装置２５との間に位置する。つまり、第１ラジエータ１４は、鉛直方向において、飛行体制御装置２５の下方であってプロペラ２４よりも上方に位置する。また、第１ラジエータ１４は、ロータ２２の回転軸線方向に見て、プロペラ２４の回転領域Ａ（図１、図３参照）の外に位置する。これにより、回転するプロペラ２４によって押し出された排風（ダウンウォッシュ）は、第１ラジエータ１４の放熱面を通過しない。すなわち、第１ラジエータ１４は、プロペラ２４のダウンウォッシュによって冷却されない。

【0085】

第１ファン１９は、エンジン発電機ユニット９の上方であって第１ラジエータ１４の下方に位置している。更に、第１ファン１９は、プロペラ２４と第１ラジエータ１４との間に位置する。つまり、第１ファン１９は、鉛直方向において、プロペラ２４よりも上方に位置する。第１ファン１９は、第１ラジエータ１４の上方に位置する空気を第１ラジエータ１４の下方に移動させる。これにより、第１ファン１９は、第１ラジエータ１４の放熱面に空気を通過させる。

【0086】

第１ダクト１７は、エンジン発電機ユニット９の上方であって第１ラジエータ１４の下方に位置している。つまり、第１ダクト１７は、第１ラジエータ１４の放熱面を通過する空気の流れ方向における第１ラジエータ１４の下流に位置している。第１ダクト１７は、第１ラジエータ１４の放熱面を通過した第１ファン１９の排風を所定の方向に導く排風路を構成する壁部品である。

【0087】

第１ダクト１７の流入口１７ａは、第１ラジエータ１４の放熱面を囲うことができる程度の大きさを有する。第１ダクト１７の流入口１７ａは、第１ラジエータ１４を通過する空気の流れ方向に見て、第１ラジエータ１４の放熱面の略全体に重複するように位置している。また、第１ダクト１７の流入口１７ａは、第１ラジエータ１４の放熱面に近接して位置している。更に、第１ダクト１７の流入口１７ａは、プロペラ２４よりも上方に位置する。この際、第１ダクト１７の流入口１７ａは、第１ファン１９を囲うように位置している。つまり、第１ファン１９は、第１ダクト１７の内部に位置している。これにより、第１ダクト１７は、第１ラジエータ１４の放熱面を通過した第１ファン１９の排風が第１ダクト１７の外に流れるのを抑制している。第１ダクト１７の排出口１７ｂは、エンジン発電機ユニット９に向かって開口している。

【0088】

第１ダクト１７は、第１ラジエータ１４の放熱面を通過した第１ファン１９の排風をエンジン発電機ユニット９の方向に導く。また、第１ダクト１７は、第１ラジエータ１４の放熱面を通過した第１ファン１９の排風がエンジン発電機ユニット９に向かう方向以外の方向に流れるのを抑制する。つまり、第１ダクト１７は、第１ファン１９の排風が飛行体制御装置２５に向かって流れずにエンジン発電機ユニット９の発電機用エンジン１２に向かって流れるように構成されている。

【0089】

第２ラジエータ１５は、本体部３の上方で飛行体制御装置２５を支持している飛行体制御装置支持部４の支持脚６によって支持されている。第２ラジエータ１５は、発電機用エンジン１２を含むエンジン発電機ユニット９と飛行体制御装置２５との間に位置する。更に、第２ラジエータ１５は、第１ラジエータ１４と飛行体制御装置２５との間に位置する。つまり、第２ラジエータ１５は、鉛直方向において、飛行体制御装置２５の下方であって第１ラジエータ１４及びプロペラ２４よりも上方に位置する。第２ラジエータ１５は、第１ラジエータ１４と上下方向に並び且つ第１ラジエータ１４の放熱面と第２ラジエータ１５の放熱面とが略平行になるように位置している。また、第２ラジエータ１５は、ロータ２２の回転軸線方向に見て、プロペラ２４の回転領域Ａの外に位置する（図１、図３参照）。これにより、回転するプロペラ２４によって押し出された排風（ダウンウォッシュ）は、第２ラジエータ１５の放熱面を通過しない。第２ラジエータ１５は、プロペラ２４のダウンウォッシュによって冷却されない。

【0090】

第２ファン２０は、第１ラジエータ１４の上方であって第２ラジエータ１５の下方に位置している。更に、第２ファン２０は、第２ラジエータ１５と第１ラジエータ１４との間に位置する。つまり、第１ファン１９は、鉛直方向において、プロペラ２４よりも上方に位置する。第２ファン２０は、第２ラジエータ１５の上方に位置する空気を第２ラジエータ１５の下方に移動させる。これにより、第２ファン２０は、第２ラジエータ１５の放熱面に空気を通過させる。更に、第２ファン２０は、第２ラジエータ１５の下方に位置する第１ラジエータ１４の放熱面に向かって空気を移動させる。

【0091】

第２ダクト１８は、第１ラジエータ１４の上方であって第２ラジエータ１５の下方に位置している。つまり、第２ダクト１８は、第２ラジエータ１５の放熱面を通過する空気の流れ方向における第２ラジエータ１５の下流に位置している。第２ダクト１８は、第２ラジエータ１５の放熱面を通過した第２ファン２０の排風を所定の方向に導く排風路を構成する壁部品である。

【0092】

第２ダクト１８の流入口１８ａは、第２ラジエータ１５の放熱面を囲うことができる程度の大きさを有する。第２ダクト１８の流入口１８ａは、第２ラジエータ１５を通過する空気の流れ方向に見て、第２ラジエータ１５の放熱面の略全体に重複するように位置している。また、第２ダクト１８の流入口１８ａは、第２ラジエータ１５の放熱面に近接して位置している。更に、第２ダクト１８の排出口１８ｂは、第１ラジエータ１４及びプロペラ２４よりも上方に位置する。この際、第２ダクト１８の流入口１８ａは、第２ファン２０を囲うように位置している。つまり、第２ファン２０は、第２ダクト１８の内部に位置している。これにより、第２ダクト１８は、第２ラジエータ１５の放熱面を通過した第２ファン２０の排風が第２ダクト１８の外に流れるのを抑制している。第２ダクト１８の排出口１８ｂは、第１ラジエータ１４に向かって開口している。

【0093】

第２ダクト１８は、第２ラジエータ１５の放熱面を通過した第２ファン２０の排風を第１ラジエータ１４の方向に導く。第２ダクト１８は、第２ラジエータ１５の放熱面を通過した第２ファン２０の排風がエンジン発電機ユニット９に向かう方向以外の方向に流れるのを抑制する。また、第１ラジエータ１４の放熱面を通過した第２ファン２０の排風は、第１ダクト１７によってエンジン発電機ユニット９に向かう方向に導かれる。つまり、第２ダクト１８は、第２ファン２０の排風が飛行体制御装置２５に向かって流れずに第１ラジエータ１４の放熱面を通過してエンジン発電機ユニット９の発電機用エンジン１２に向かって流れるように構成されている。

【0094】

図６に示すように、回転しているプロペラ２４は、空気を吸引する作用によって、プロペラ２４の上方の空間に下方向への空気の流れを生じさせている。また、回転している第１ファン１９及び第２ファン２０は、第１ファン１９及び第２ファン２０の上方の空間の空気を下向きに流す。このように、回転する第１ファン１９及び第２ファン２０の上方の空間における空気と回転するプロペラ２４の上方の空間における空気とは、略同一の下方向に流れる。鉛直方向においてプロペラ２４よりも上方に位置する第１ファン１９及び第２ファン２０は、プロペラ２４の作用によって下向きに空気が流れている空間内に位置している。つまり、第１ファン１９及び第２ファン２０は、既に下方向に流れている空気を更に下向きに押し出す。この際、第１ファン１９及び第２ファン２０は、ラジエータに向かって送り出し空気量が増大する。よって、第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５は、第１ファン１９及び第２ファン２０がプロペラ２４の上方に位置することで、冷却能力が向上する。

【0095】

一方、プロペラ２４の作用によってプロペラ２４の下方に送り出された空気の一部は、エンジン発電機ユニット９に向かって流れる。第１ファン１９及び第２ファン２０がプロペラ２４よりも下方に位置する場合、エンジン発電機ユニット９に向かって流れる空気の流れは、第１ファン１９及び第２ファン２０による下方向の空気の流れを乱す。よって、第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５は、第１ファン１９及び第２ファン２０がプロペラ２４の下方に位置する場合、冷却能力が低下する。

【0096】

また、回転するプロペラ２４は、空気を吸引する作用によって、プロペラ２４の上方に位置する飛行体制御装置２５の周囲の空間に下方向への空気の流れを生じさせている。よって、第１ファン１９及び第２ファン２０の作用によって第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５を通過した空気は、第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５よりも上方に位置する飛行体制御装置２５に向かって流れにくい。このように、飛行体１は、第１ファン１９、第２ファン２０及びプロペラ２４の作用により、第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５を通過した第１ファン１９及び第２ファン２０の排風が飛行体制御装置２５に向かって流れずに発電機用エンジン１２に向かって流れるように構成される。

【0097】

上述のように、飛行体１は、発熱量の異なる前記発電機用エンジン１２及び前記発電機１０に対してそれぞれ適切な能力を備える第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５を有している。第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５のサイズは、単体で発電機用エンジン１２及び発電機１０を含むエンジン発電機ユニット９を冷却可能なラジエータよりも小さい。よって、機体フレーム２に対する第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５の配置の自由度が向上する。

【0098】

第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５は、機体フレーム２によって支持されているので、発電機用エンジン１２の位置に影響を受けることなく機体フレーム２に対して自由に配置できる。また、第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５は、機体フレーム２の任意の位置に支持可能な第１ファン１９及び第２ファン２０によって冷却されるので、機体フレーム２におけるプロペラ２４よりも上方の任意の箇所に位置することができる。

【0099】

更に、ラジエータ用マウント部材１６及び飛行体制御装置用マウント部材２５ａによって、発電機用エンジン１２から、第１ラジエータ１４、第２ラジエータ１５及び飛行体制御装置２５に対する振動の伝達が抑制される。従って、第１ラジエータ１４、第２ラジエータ１５及び飛行体制御装置２５を、発電機用エンジン１２によって発生する振動に影響を受けることなく、機体フレーム２におけるプロペラ２４よりも上方の任意の箇所に位置することができる。

【0100】

従って、飛行体１における機体フレーム２に対する第１ラジエータ１４、第２ラジエータ１５及び飛行体制御装置２５の配置の自由度が向上する。これにより、第１ファン１９と第２ファン２０とが発電機用エンジン１２とが干渉しない位置まで、第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５を発電機用エンジン１２に近づけて位置することができる。

【0101】

冷却部８に含まれる第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５は、飛行体制御装置２５と発電機用エンジン１２との間に位置する。また、第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５は、プロペラ２４よりも上方に位置する。同様に、第１ファン１９及び第２ファン２０は、飛行体制御装置２５と発電機用エンジン１２との間に位置する。また、第１ファン１９及び第２ファン２０は、プロペラ２４よりも上方に位置する。よって、第１ファン１９及び第２ファン２０は、飛行体制御装置２５の周辺の空間内の空気を、第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５を通過して発電機用エンジン１２に向かって流れるように吸入及び排出する。これにより、第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５を通過した空気が、飛行体制御装置２５に向かって流れるのを抑制できる。また、回転するプロペラ２４の作用によって生じる下方向の空気の流れにより、第１ファン１９及び第２ファン２０による第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５の冷却能力を向上することができる。

【0102】

冷却部８は、第１ファン１９の排風路を構成する壁部品である第１ダクト１７及び第２ファン２０の排風路を構成する壁部品である第２ダクト１８を有する。第１ダクト１７及び第２ダクト１８は、第１ファン１９及び第２ファン２０の排風をエンジン発電機ユニット９に向かうように導く。第１ダクト１７及び第２ダクト１８は、第１ファン１９及び第２ファン２０における排風の一部が飛行体制御装置２５に向かわないように規制している。これにより、第１ファン１９及び第２ファン２０の排風による飛行体制御装置２５の昇温を抑制することができる。また、第１ダクト１７及び第２ダクト１８の少なくとも一部の壁部品を樹脂によって構成した場合、飛行体１は、第１ダクト１７及び第２ダクト１８を有していても、重量の増加が抑制される。

【0103】

また、第１ファン１９及び第２ファン２０の排風は、第１ダクト１７及び第２ダクト１８によって発電機用エンジン１２まで導かれる。つまり、第１ファン１９及び第２ファン２０の排風は、第１ファン１９及び第２ファン２０の回転軸線Ｆが発電機用エンジン１２に向くように第１ファン１９及び第２ファン２０が位置していなくても、第１ダクト１７及び第２ダクト１８によって発電機用エンジン１２に向かって流れる。従って、第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５を発電機用エンジン１２の位置に影響を受けることなく機体フレーム２に対して自由に位置することができる。

【0104】

よって、第１ラジエータ１４によって冷却されている発電機用エンジン１２と第２ラジエータ１５によって冷却されている発電機１０からの輻射熱の影響が及ばない位置まで飛行体制御装置２５をエンジン発電機ユニット９に近づけて位置することができる。これにより、飛行体制御装置２５の性能及びエンジン発電機ユニット９の性能を満足しつつ、飛行体制御装置２５、冷却部８を含むエンジン発電機ユニット９を機体フレーム２に対してコンパクトに位置することにより、機体フレーム２を小型化及び軽量化を可能な飛行体１を実現できる。

【0105】

更に、第１ファン１９の回転軸線Ｆは、第１ラジエータ１４及びエンジン発電機ユニット９に向かって延びている。これにより、第１ファン１９は、回転軸線Ｆが第１ラジエータ１４及びエンジン発電機ユニット９以外に向かって延びている場合に比べて、第１ラジエータ１４及びエンジン発電機ユニット９の近くに位置することができる。

【0106】

同様に、第２ファン２０は、排風を第１ラジエータ１４に向かって流すために、第２ファン２０の回転軸線Ｆが第１ラジエータ１４と第２ラジエータ１５に向かって延びるように位置している。第２ファン２０は、前記回転軸線Ｆが第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５以外に向かって延びている場合に比べて、第１ラジエータ１４及び第２ラジエータ１５の近くに位置することができる。

【0107】

従って、機体フレーム２に対する第１ファン１９及び第２ファン２０の配置の自由度が向上する。よって、発電機用エンジン１２と干渉しない位置まで、第１ファン１９及び第２ファン２０を発電機用エンジン１２に近づけることができる。これにより、飛行体制御装置２５の性能及び前記エンジン発電機の性能を満足しつつ、飛行体制御装置２５、第１ファン１９、第２ファン２０及び発電機用エンジン１２を機体フレーム２に対してコンパクトに位置することにより、機体フレーム２を小型化及び軽量化を可能な飛行体１を実現できる。

【0108】

［実施形態２］
次に図７を用いて本発明の実施形態２に係る飛行体１Ａについて説明する。図７は、飛行体１Ａにおいてラジエータを通過する空気の流れを表す部分側面図である。以下の説明において、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる部分についてのみ説明する。

【0109】

＜ラジエータ及びダクトの配置＞
第２実施形態に係る飛行体１Ａにおける第１ラジエータ２６、第１ダクト２７及び第１ファン２８の位置と、第２ラジエータ２９、第２ダクト３０及び第２ファン３１の位置について説明する。

【0110】

図７に示すように、第１ラジエータ２６は、発電機用エンジン１２を含むエンジン発電機ユニット９と飛行体制御装置２５との間に位置する。また、第１ラジエータ２６は、鉛直方向においてプロペラ２４よりも上方に位置する。第１ラジエータ２６は、本体部３の上方で飛行体制御装置２５を支持している飛行体制御装置支持部４の支持脚６に沿うように、軸線Ｐに対して傾斜して位置している。具体的には、第１ラジエータ２６は、本体部３の環状部材の外形部分から軸線Ｐに対して交差する方向に向かって延びるように傾斜して位置している。つまり、第１ラジエータ２６は、飛行体制御装置２５から発電機用エンジン１２に向かうにつれて発電機用エンジン１２から離隔する方向に傾斜して位置している。

【0111】

第１ファン２８は、エンジン発電機ユニット９の上方であって第１ラジエータ２６の下方且つ径方向内方に位置している。また、第１ファン２８は、鉛直方向においてプロペラ２４よりも上方に位置する。第１ファン２８は、第１ラジエータ２６の上方に位置する空気を第１ラジエータ２６の下方に移動させる。これにより、第１ファン２８は、第１ラジエータ２６の放熱面に対して空気を通過させる。

【0112】

第１ダクト２７は、エンジン発電機ユニット９の上方であって第１ラジエータ２６の下方且つ径方向内方に位置している。第１ダクト２７の流入口２７ａは、第１ラジエータ２６の放熱面に近接して位置している。第１ダクト２７の排出口２７ｂは、エンジン発電機ユニット９に向かって開口している。つまり、第１ダクト２７は、本体部３の環状部材の外周部分から本体部３の軸線Ｐに向かって延びるように傾斜して位置している。

【0113】

第２ラジエータ２９は、発電機用エンジン１２を含むエンジン発電機ユニット９と飛行体制御装置２５との間に位置する。また、第２ラジエータ２９は、鉛直方向においてプロペラ２４よりも上方に位置する。第２ラジエータ２９は、本体部３の上方で飛行体制御装置２５を支持している飛行体制御装置支持部４の支持脚６に沿うように、軸線Ｐに対して傾斜して位置している。具体的には、第１ラジエータ２６は、本体部３の環状部材の外周部分から軸線Ｐに対して交差する方向に向かって延びるように傾斜して位置している。つまり、第２ラジエータ２９は、飛行体制御装置２５から発電機用エンジン１２に向かうにつれて発電機用エンジン１２から離隔する方向に傾斜して位置している。また、第２ラジエータ２９は、本体部３の径方向に第１ラジエータ２６と向かい合うように位置している。このように第１ラジエータ２６と第２ラジエータ２９とは、飛行体１Ａにおける重量バランスが均等になるように位置している。

【0114】

第２ファン３１は、エンジン発電機ユニット９の上方であって第２ラジエータ２９の下方且つ径方向内方に位置している。また、第２ファン３１は、鉛直方向においてプロペラ２４よりも上方に位置する。第２ファン３１は、第２ラジエータ２９の上方に位置する空気を第２ラジエータ２９の下方に移動させる。これにより、第２ファン３１は、第２ラジエータ２９の放熱面に対して空気を通過させる。

【0115】

第２ダクト３０は、エンジン発電機ユニット９の上方であって第２ラジエータ２９の下方且つ径方向内方に位置している。第２ダクト３０の流入口２９ａは、第２ラジエータ２９の放熱面に近接して位置している。第２ダクト３０の排出口２９ｂは、エンジン発電機ユニット９に向けられている。つまり、第２ダクト３０は、本体部３の環状部材の外周部分から本体部３の軸線Ｐに向かって延びるように傾斜して位置している。

【0116】

このように第１ラジエータ２６及び第２ラジエータ２９を機体フレーム２に沿って位置することにより、機体フレーム２におけるラジエータの配置可能な範囲が拡大する。また、機体フレーム２に対する位置の自由度が向上している第１ラジエータ２６及び第２ラジエータ２９を、本体部３又は飛行体制御装置支持部４の外形部分に沿うように設けることで本体部３の上方に様々な装置を配置可能な空間を確保することができる。従って、これにより、前記飛行体１Ａは、前記飛行体制御装置２５の性能及び前記エンジン発電機の性能を満足しつつ、コンパクトに前記ラジエータを位置することにより前記機体フレーム２を小型化及び軽量化することができる。

【0117】

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

【0118】

前記各実施形態では、本体部３は六角柱形状の形状を有している。しかしながら本体部は、六角柱形状以外の形状でもよい。

【0119】

前記各実施形態では、機体フレーム２は、飛行体制御装置支持部４を有している。しかしながら、機体フレームは、飛行体制御装置支持部を有していなくてもよい。この場合、飛行体制御装置、第１ラジエータ及び第２ラジエータは、例えば本体部に直接支持されていてもよい。

【0120】

前記各実施形態では、発電機用エンジン１２は、第１ラジエータ１４、２６によって冷却される。発電機１０は、第２ラジエータ１５、２９によって冷却される。しかしながら、発電機用エンジンと発電機とは、一つのラジエータによって冷却されてもよい。

【0121】

前記各実施形態では、第１ラジエータ１４、２６及び第２ラジエータ１５、２９のラジエータホース１３は、機体フレーム２を構成しているパイプ材の外部に沿うように位置している。しかしながら、ラジエータホースは、機体フレームを構成しているパイプ材の内部に位置していてもよい。

【0122】

前記各実施形態では、第１ラジエータ１４、２６及び第２ラジエータ１５、２９のラジエータホース１３は、発電機用エンジン１２の冷却水及び発電機１０の発電機用制御装置の冷却水が通過する配管としての機能している。しかしながら、飛行体は、ラジエータホースを介して第１ラジエータ及び第２ラジエータを機体フレームに固定することで、ラジエータホースを振動抑制部材として機能させてもよい。

【0123】

前記実施形態１では、第１ラジエータ１４は、第１ファン１９によって空気が供給される。第２ラジエータ１５は、第２ファン２０によって空気が供給される。しかしながら、上下方向に並んで位置する第１ラジエータと第２ラジエータとは、一つのファンによって空気を供給してもよい。

【0124】

前記各実施形態では、第１ファン１９、２８は、第１ラジエータ１４、２６の下流に位置している。第２ファン２０、３１は、第２ラジエータ１５、２９の下流に位置している。しかしながら、第１ファンは、第１ラジエータの上流に位置してもよい。また、第２ファンは、第２ラジエータの上流に位置してもよい。この場合、第１ファン及び第２ファンは、排気を第１ラジエータまたは第２ラジエータに供給する。

【0125】

前記各実施形態では、第１ファン１９、２８は、第１ラジエータ１４、２６の下流に位置している。第２ファン２０、３１は、第２ラジエータ１５、２９の下流に位置している。しかしながら、第１ファンは、第１ラジエータの上流に位置してもよい。また、第２ファンは、第２ラジエータの上流に位置してもよい。この場合、第１ファン及び第２ファンは、排気を第１ラジエータまたは第２ラジエータに供給する。

【0126】

前記各実施形態では、機体フレーム２に第１ラジエータ１４、２６及び第２ラジエータ１５、２９が位置している。しかしながら、ラジエータが機体フレームの一部を構成してもよい。例えば、飛行体制御装置支持部の支持脚は、第１ラジエータと第２ラジエータとによって構成されていてもよい。

【0127】

前記各実施形態では、第１ラジエータ１４、２６及び第２ラジエータ１５、２９は、飛行体制御装置支持部４の支持脚６に支持されている。しかしながら、第１ラジエータ及び第２ラジエータは、機体フレームの任意の位置に支持されていてもよい。

【0128】

前記各実施形態では、冷却部８は、第１ラジエータ１４、２６及び第２ラジエータ１５、２９の放熱面を通過した第１ファン１９、２８及び第２ファン２０、３１の排風が、第１ダクト１７、２７及び第２ダクト１８、３０によってエンジン発電機ユニット９に向かって流れるように構成されている。しかしながら、冷却部は、ラジエータの放熱面を通過したファンの排風がダクトを通過せずに前記発電機用エンジンに向かって流れるように構成されていてもよい。

【符号の説明】

【0129】

１、１Ａ 飛行体
２ 機体フレーム
３ 本体部
４ 飛行体制御装置支持部
７ アーム部
９ エンジン発電機ユニット
１０ 発電機
１２ 発電機用エンジン
１２ａ エンジンマウント用部材
１３ ラジエータホース
１４、２６ 第１ラジエータ
１５、２９ 第２ラジエータ
１７、２７ 第１ダクト
１８、３０ 第２ダクト
１９、２８ 第１ファン
２０、３１ 第２ファン
２２ ロータ
２４ プロペラ
２５ａ 飛行体制御装置用マウント部材
Ｐ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】