特許 7535356 飛行装置

(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】2024-08-07

(45)【発行日】2024-08-16

(54)【発明の名称】飛行装置

(51)【国際特許分類】

   B64U 20/80 20230101AFI20240808BHJP

   B64U 10/16 20230101ALI20240808BHJP

   B64U 50/33 20230101ALI20240808BHJP

【ＦＩ】

B64U20/80

B64U10/16

B64U50/33

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024063430

(22)【出願日】2024-04-10

【審査請求日】2024-04-10

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】320011199

【氏名又は名称】株式会社石川エナジーリサーチ

(74)【代理人】

【識別番号】100147913

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 義敬

(74)【代理人】

【識別番号】100091605

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 敬

(74)【代理人】

【識別番号】100197284

【弁理士】

【氏名又は名称】下茂 力

(72)【発明者】

【氏名】石川 満

(72)【発明者】

【氏名】関田 孝人

【審査官】塚本 英隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１１２０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－１１４５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３１１６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｕ ２０／８０

Ｂ６４Ｕ １０／１６

Ｂ６４Ｕ ５０／３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータが回転することで発生する推力により空中を浮遊する飛行装置であり、
機体と、エンジンと、タンクと、電装品と、を具備し、
前記機体の内部空間は、前記タンクにより、第１空間と第２空間とに区画され、
前記エンジンは、前記第１空間に配設され、
前記電装品は、前記第２空間に配設され、
平面視において、前記第１空間と前記第２空間とが配列する方向を第１方向とし、前記第１方向に直交する方向を第２方向とした場合、
前記タンクは、前記第２方向に沿って長手方向を有することを特徴とする飛行装置。

【請求項2】

前記第２方向において、前記タンクの幅は、前記内部空間の幅と、略同一であることを特徴とする請求項１に記載の飛行装置。

【請求項3】

前記タンクは、前記エンジンに供給される燃料が貯留される燃料タンクであることを特徴とする請求項１に記載の飛行装置。

【請求項4】

ロータが回転することで発生する推力により空中を浮遊する飛行装置であり、
機体と、エンジンと、タンクと、電装品と、を具備し、
前記機体の内部空間は、前記タンクにより、第１空間と第２空間とに区画され、
前記エンジンは、前記第１空間に配設され、
前記電装品は、前記第２空間に配設され、
前記エンジンは、エンジン本体部と、外部から空気を取り入れる給気部と、前記給気部から前記エンジン本体部に供給される空気が通過する供給風路部と、を有し、
前記供給風路部は、前記第１空間から前記第２空間に延在し、
前記給気部は、前記第２空間に配設されることを特徴とする飛行装置。

【請求項5】

ロータが回転することで発生する推力により空中を浮遊する飛行装置であり、
機体と、エンジンと、タンクと、電装品と、を具備し、
前記機体の内部空間は、前記タンクにより、第１空間と第２空間とに区画され、
前記エンジンは、前記第１空間に配設され、
前記電装品は、前記第２空間に配設され、
前記タンクは、前記第１空間と前記第２空間とを連通させる連通部を有し、
前記エンジンは、エンジン本体部と、外部から空気を取り入れる給気部と、前記給気部から前記エンジン本体部に空気を供給する供給風路部と、を有し、
前記供給風路部は、前記連通部を貫通して、前記第１空間から前記第２空間に延在し、
前記給気部は、前記第２空間に配設されることを特徴とする飛行装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、飛行装置に関し、特に、機体にタンクを有する飛行装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、無人で空中を飛行することが可能な飛行装置が知られている。このような飛行装置は、垂直軸回りに回転するロータの推力で、空中を飛行することを可能としている。

【0003】

かかる飛行装置の適用分野としては、例えば、輸送分野、測量分野および撮影分野等が挙げられる。このような分野に飛行装置を適用する場合は、測量機器や撮影機器を飛行装置に備え付ける。飛行装置をかかる分野に適用させることで、人が立ち入れない地域に飛行装置を飛行させ、そのような地域の輸送、撮影および測量を行うことができる。このような飛行装置に関する発明は、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されている。

【0004】

一般的な飛行装置では、飛行装置に搭載された蓄電池から供給される電力により、上記したロータは回転する。しかしながら、蓄電池による電力の供給ではエネルギの供給量が必ずしも十分ではないため、長時間に渡る連続飛行を実現するために、エンジンを搭載した飛行装置も出現している。このような飛行装置では、エンジンの駆動力で発電機を回転させ、発電機で発電された電力でロータを回転駆動する。かかる構成の飛行装置は、動力源からロータにエネルギが供給される経路に、エンジンと発電機とが直列的に接続されることから、シリーズ型ハイブリッドドローンとも称される。このような飛行装置を用いて撮影や測量を行うことで、広範囲な撮影や測量を行うことができる。エンジンが搭載された飛行装置は、例えば特許文献３に記載されている。また、エンジンの駆動力により機械的にメインロータを回転させ、モータによりサブロータを回転させるパラレル型ハイブリッドドローンも徐々に登場している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１２－５１５４５号公報

【文献】特開２０１４－２４０２４２号公報

【文献】特開２０１１－２５１６７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、前述した従前の飛行装置においては、飛行装置に搭載されるエンジンに関して改善の余地があった。

【0007】

具体的には、エンジンが運転することによりエンジンを取り巻く空気は昇温する。よって、昇温された空気が、エンジンの燃焼室に送りこまれると、エンジンの運転効率が低下してしまう課題があった。また、係る課題を解決するために、エンジンに供給される空気を遠方から取り込むためのダクトを配設すると、飛行装置全体の構成が複雑化すると共に、飛行装置全体の軽量化が困難になる課題があった。また、飛行装置の機体の内部において、エンジンの近傍に、バッテリやインバータ等の電装品が配設されると、エンジンにより電装品が過熱され、電装品の動作が不安定になる恐れもあった。

【0008】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、飛行中に於いてエンジンを効果的に運転できる飛行装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、ロータが回転することで発生する推力により空中を浮遊する飛行装置であり、機体と、エンジンと、タンクと、電装品と、を具備し、前記機体の内部空間は、前記タンクにより、第１空間と第２空間とに区画され、前記エンジンは、前記第１空間に配設され、前記電装品は、前記第２空間に配設され、平面視において、前記第１空間と前記第２空間とが配列する方向を第１方向とし、前記第１方向に直交する方向を第２方向とした場合、前記タンクは、前記第２方向に沿って長手方向を有することを特徴とする飛行装置。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、飛行中に於いてエンジンを効果的に運転できる飛行装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態に係る飛行装置を示す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係る飛行装置を示す上面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る飛行装置を示す側面図である。

【図4】本発明の実施形態に係る飛行装置を示す斜視図である。

【図5】本発明の実施形態に係る飛行装置の機体およびその内部を示す斜視図である。

【図6A】本発明の実施形態に係る飛行装置の燃料タンクを示す斜視図である。

【図6B】本発明の実施形態に係る飛行装置の燃料タンクを示す側面図である。

【図7】本発明の実施形態に係る飛行装置のエンジンを示す斜視図である。

【図8】本発明の実施形態に係る飛行装置のエンジンを示す断面図である。

【図9】本発明の実施形態に係る飛行装置を示す接続図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。以下の説明に於いて、左右方向とは、飛行装置１０を後方から見た場合の左右方向である。また、以下の説明では、同一の部材には原則的に同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。

【0025】

図１は、飛行装置１０を示す斜視図である。図２は、飛行装置１０を示す上面図である。図３は、飛行装置１０を示す側面図である。飛行装置１０は、ドローンとも称され、詳細にはハイブリッドドローンとも称される。更に、以下の説明において、前方とは、飛行装置１０の進行方向前側であり、後方とは、飛行装置１０の進行方向後側である。更に、以下の説明では、機体１９から離れる側を外側と称し、機体１９に近づく側を内側と称する場合もある。

【0026】

図１は、飛行装置１０を示す斜視図である。飛行装置１０は、ロータ１４の回転により発生する推力により、空中を浮遊する装置である。飛行装置１０は、機体１９と、エンジン３０と、タンク２７と、電装品２８と、を主要に具備する。ここでは、エンジン３０、タンク２７および電装品２８は、カバー１７により覆われているので図示されない。エンジン３０、タンク２７および電装品２８は、図４等を参照して後述する。更に、飛行装置１０は、アーム１２と、モータ２１と、ロータ１４と、等を有する。

【0027】

図１ないし図３を参照して、飛行装置１０は、後述するエンジン３０を搭載し、エンジン３０が運転されることで発生するエネルギにより飛行するエンジン搭載型ドローンである。飛行装置１０としては、シリーズハイブリッドドローンまたはパラレルハイブリッドドローンを採用できる。シリーズハイブリッドドローンは、エンジン３０により後述する発電機１６を駆動し、発電機１６から給電を受けたモータ２１が、後述するロータ１４を回転させる。パラレルハイブリッドドローンは、モータ２１によりロータ１４を回転させる電気的駆動系とは別に、エンジン３０により機械的に別のロータ１４を回転させる機械的駆動系を有する。

【0028】

機体１９は、飛行装置１０を構成するエンジン３０等の機器を支える本体であり、合成樹脂、金属またはこれらの複合材から成る。ここでは、機体１９は、カバー１７により覆われているので、図１には現れない。

【0029】

カバー１７は、合成樹脂から成る板材であり、後述する機体１９、エンジン３０等を被覆するように構成される。カバー１７は、カバー上面部１７１、カバー側面部１７２および取出部２７３を有する。カバー上面部１７１、カバー側面部１７２およびカバー下面部１７３は、一体に連続しても良いし、各々が個別の板状部材であっても良い。カバー上面部１７１は、機体１９を上方から被覆するように構成される。カバー側面部１７２は、カバー１７を、側方、即ち、前方、右方、後方および左方から被覆するように構成される。カバー下面部１７３は、機体１９を、下方から被覆するように構成される。

【0030】

ロータ１４は、回転することにより機体１９が浮遊するための推力を発生する。ここでは、複数のロータ１４が配設されている。具体的には、ロータ１４は、前方左側、前方右側、右方側、後方右側、後方左側および左側に、合計で６個が配設される。図１等では、ロータ１４の回転範囲の外周を示している。実際は、ロータ１４は２枚または４枚のプロペラ状の部材から成る。

【0031】

エンジン３０は、ロータ１４が回転するための動力を発生させる。図１では、エンジン３０は機体１９に内蔵されており、図示されない。エンジン３０は、機体１９に内蔵され、ロータ１４を所定の回転速度で回転させるためのエネルギを発生させる。

【0032】

機体１９からは、周囲に向かって複数のアーム１２が伸びている。アーム１２は、前方左側、前方右側、右方側、後方右側、後方左側および左側に向かって略棒状に伸びる部材である。ここでは、合計で６個のアーム１２が配設される。

【0033】

モータ２１は、後述するエンジン３０が発電機１６を運転することで発生する電力により、ロータ１４を回転させる。モータ２１は、各々のアーム１２の先端に配設される。ここでは、アーム１２の先端部の下面にモータ２１が配設され、モータ２１の下部にロータ１４が設置される。

【0034】

脚部１５は、機体１９の下部から下方に伸びる支持部材である。飛行装置１０が着陸状態の場合に、脚部１５の最下部が接地面に接触する。

【0035】

排気部１３は、エンジン３０が運転することで発生する排気ガスが、外部に排出される部位である。排気部１３は、マフラーとも称される。

【0036】

ここでは図示しないが、飛行装置１０は、エンジン３０を冷却するための冷却機構を有する。この冷却機構は、アーム１２に取り付けられる図示しないラジエタを有し、このラジエタとエンジン３０との間で冷却流体を循環させることでエンジン３０を冷却する。

【0037】

図４は、飛行装置１０を示す斜視図である。機体１９は、上方から見て略六角形状を呈するように組まれたアーム状部材から構成される。機体１９の内部には、エンジン３０、タンク２７、電装品２８等の構成機器が内蔵される。これらの構成機器は、図１に示したカバー１７により覆われる。

【0038】

図５は、飛行装置１０の機体１９およびその内部を示す斜視図である。

【0039】

内部空間２９は、機体１９の内部の領域である。内部空間２９は扁平な六角柱の如き形状を呈する。また、内部空間２９は、図１等に示されたカバー１７により覆われる空間である。内部空間２９は、カバー１７により覆われるものの、カバー１７に形成された間隙を経由して外部と連通する。よって、飛行装置１０の飛行に伴い、当該間隙を介して内部空間２９は外気と換気される。よって、飛行装置１０の飛行中において、エンジン３０が発熱しても、内部空間２９の空気が換気されることにより、内部空間２９の内部が過度に高温となることが抑制される。

【0040】

機体１９の内部空間２９は、タンク２７により、第１空間２９１と第２空間２９２とに区画される。具体的には、上面から機体１９を見た場合において、タンク２７は、内部空間２９を第１空間２９１と第２空間２９２とに区画する。よって、内部空間２９において、タンク２７よりも後方側の部分が第１空間２９１であり、タンク２７よりも前方側の部分が第２空間２９２である。

【0041】

タンク２７は、例えば、エンジン３０に供給されるガソンリン等の燃料が貯留される燃料タンク２７１である。燃料タンク２７１は、中空構造を呈する合成樹脂から成り、左右方向に沿って細長い形状を呈する。前後方向において、燃料タンク２７１は、内部空間２９の略中央に配設される。詳しくは、前後方向において、燃料タンク２７１の後面が、内部空間２９の略中央に配設される。また、左右方向において、燃料タンク２７１の幅は、内部空間２９の幅と略同一である。係る形状のタンク２７により、内部空間２９を区画することができる。本実施形態では、タンク２７は、燃料が貯留される燃料容器として機能し、更に、内部空間２９を区画する区画部材として機能し、更には、第１空間２９１と第２空間２９２とを断熱する断熱部材としても機能する。

【0042】

第１空間２９１には、エンジン３０および発電機１６等が配設される。

【0043】

エンジン３０は、エンジン本体部３４、供給風路部２６および給気部２５を有する。給気部２５は、エンジン本体部３４の後述する燃焼室４８に供給される空気を、外部から取り入れる部位である。給気部２５は、取り入れられる空気に含まれる粉塵を捕獲するフィルタを有する。供給風路部２６は、エンジン本体部３４の燃焼室４８と給気部２５とを連通する管状の部材である。供給風路部２６は、前後方向に沿って伸びる管状の部材であり、燃料タンク２７１の連通部３５を通過する。換言すると、供給風路部２６は、燃料タンク２７１を部分的に窪ませた連通部３５を貫通して、第１空間２９１から第２空間２９２に延在する。

【0044】

エンジン３０には、発電機１６が取り付けられる。発電機１６は、発電機１６１と発電機１６２とを有する。後述する様に、エンジン３０は対向配置される第１エンジン部４０および第２エンジン部４１を有する。発電機１６１および発電機１６２は、夫々、第１エンジン部４０および第２エンジン部４１により回転駆動され、これにより発電する。発電機１６は、エンジン本体部３４と燃料タンク２７１との間に配設される。かかる構成により、運転時には高温となるエンジン本体部３４と燃料タンク２７１とを、発電機１６により断熱することができる。よって、エンジン本体部３４の運転時において、燃料タンク２７１に貯留されるガソリン等の燃料が過熱されることを防止できる。

【0045】

電装品２８は、第２空間２９２に配設される。電装品２８としては、飛行装置１０を構成する電気機器が採用される。具体的には、電装品２８は、電力変換部２８１やバッテリ２８２等である。第２空間２９２に収納された電装品２８は、燃料タンク２７１により、エンジン本体部３４と断熱される。よって、飛行装置１０の飛行時においてエンジン３０が発熱しても、その発熱により電装品２８が過熱されることが防止される。また、第２空間２９２は第１空間２９１の前方側に配設される。よって、飛行装置１０の飛行時において、エンジン３０により過熱された第１空間２９１に存在する空気が、第２空間２９２の側に流入することが抑制される。このことによっても、第２空間２９２の内部の空気が過熱されることが抑制される。

【0046】

飛行装置１０の飛行中においてエンジン３０が運転されると、エンジン本体部３４の後述する燃焼室４８には、給気部２５および供給風路部２６を経由して空気が供給される。給気部２５から取り入れられる空気は、第２空間２９２に存在するものである。前述した様に、第１空間２９１に配設されたエンジン本体部３４と、第２空間２９２に存在する空気とは、燃料タンク２７１により断熱されている。よって、第２空間２９２に存在する空気は、エンジン３０により加熱される第１空間２９１に存在する空気よりも低温である。更に、飛行装置１０の飛行時においては、第２空間２９２には、前述したカバー１７に形成された間隙から、常に外気が取り入れられている。更に、飛行装置１０の進行方向において、第２空間２９２は第１空間２９１よりも前方側に配設される。よって、飛行装置１０が前方に向かって飛行する際において、第１空間２９１からの高温空気が第２空間２９２の側に進入することは殆ど無い。よって、比較的低温である第２空間２９２の空気が、給気部２５および供給風路部２６を経由して、電力変換部２８１の後述する燃焼室４８に送りこまれる。このことから、燃焼室４８における燃焼効率が高まり、エンジン３０の運転効率を向上できる。

【0047】

図６Ａは、飛行装置１０の燃料タンク２７１を示す斜視図である。図６Ｂは、飛行装置１０の燃料タンク２７１を示す側面図である。

【0048】

図６Ａおよび図６Ｂを参照して、前述した様に、燃料タンク２７１は、前後方向において扁平な形状を呈している。また、燃料タンク２７１は、タンク本体部２７２と、供給部２７５と、取出部２７３と、底面部２７４と、連通部３５と、を主要に有している。

【0049】

タンク本体部２７２は、燃料タンク２７１の大部分を占める部位であり、中空形状を呈する合成樹脂板から成る。

【0050】

供給部２７５は、タンク本体部２７２の上面の左方側に形成された略筒状の部位である。供給部２７５は、タンク本体部２７２の内部と外部とを連通させる。供給部２７５は、普段はキャプにより閉鎖され、給油時等において当該キャップは取り外し可能とされる。供給部２７５を経由して、タンク本体部２７２にガソリン等の燃料が供給される。

【0051】

取出部２７３は、タンク本体部２７２の底面における略中央部に形成された略筒状の部位である。取出部２７３は、タンク本体部２７２の内部と外部とを連通させる。取出部２７３からは、タンク本体部２７２に貯留されたガソリン等の燃料が、図示しない導管を経由して、エンジン３０に輸送される。

【0052】

底面部２７４は、タンク本体部２７２の底面である。底面部２７４は、取出部２７３に向かって下方に傾斜する。具体的には、左右方向において取出部２７３がタンク本体部２７２の略中央に配設されていることから、左右方向において底面部２７４は中央に向かって下方に傾斜する傾斜面を呈する。かかる構成により、飛行装置１０の飛行時において燃料タンク２７１が傾斜したとしても、タンク本体部２７２の内部に貯留された燃料を、底面部２７４を伝って取出部２７３の側に流動させることができる。

【0053】

図６Ｂを参照して、連通部３５は、タンク２７の上面を部分的に下方に向かって窪ませた凹状の部位である。前述した様に、図５を参照して、連通部３５は、第１空間２９１と第２空間２９２とを連通させる部位である。連通部３５には、図５に示したエンジン３０の供給風路部２６が配設される。連通部３５を係る形状とすることで、タンク本体部２７２の内部における燃料の流動を連通部３５が阻害することを抑制できる。ここで、連通部３５は、タンク本体部２７２の右側辺を左方に向かって窪ませた部位でも良いし、タンク本体部２７２の左側辺を右方に向かって窪ませた部位でも良いし、タンク本体部２７２の下辺を上方に向かって窪ませた部位でも良い。更には、連通部３５は、タンク本体部２７２の略中央部を貫通する部位として形成されても良い。

【0054】

図７は、飛行装置１０のエンジン３０を示す斜視図である。

【0055】

エンジン３０は、第１エンジンブロック３２と、第２エンジンブロック３３とを有する。第１エンジンブロック３２および第２エンジンブロック３３は、鋳造されたアルミニウム等の金属から成り、エンジン３０の外殻を構成する。後述するように、第１エンジンブロック３２には、第１エンジン部４０の構成機器が内部に配設される。第２エンジンブロック３３には、第２エンジン部４１の構成機器が内部に配設される。第１クランクシャフト４２および第２クランクシャフト４５は、夫々、第１エンジンブロック３２および第２エンジンブロック３３の側面から外部に導出している。

【0056】

図８は、飛行装置１０のエンジン３０を示す断面図である。

【0057】

エンジン３０は、第１エンジン部４０と、第２エンジン部４１と、を有する。第１エンジン部４０と第２エンジン部４１とは対向配置される。また、第１エンジン部４０の各部材は第１エンジンブロック３２に収納され、第２エンジン部４１の各部材は第２エンジンブロック３３に収納される。

【0058】

第１エンジン部４０は、往復運動する第１ピストン４３と、第１ピストン４３の往復運動を回転運動に変換する第１クランクシャフト４２と、第１ピストン４３と第１クランクシャフト４２とを回転可能に連結する第１コネクティングロッド４４と、を有する。

【0059】

第２エンジン部４１は、往復運動する第２ピストン４６と、第２ピストン４６の往復運動を回転運動に変換する第２クランクシャフト４５と、第２ピストン４６と第２クランクシャフト４５とを回転可能に連結する第２コネクティングロッド４７と、を有する。

【0060】

第１エンジン部４０の第１ピストン４３と、第２エンジン部４１の第２ピストン４６で、燃焼室４８を共有する。換言すると、第１ピストン４３と第２ピストン４６とは、連通する一つのシリンダ４９の内部を往復運動する。よって、第１エンジン部４０および第１ピストン４３が中心部に向かって同時にストロークすることで、ストローク量を少なくしつつ、燃焼室４８における混合ガスの高膨張比をとることができる。燃焼室４８には、図６Ａを参照して、燃料タンク２７１に貯留された燃料、および、給気部２５から取り入れた空気から成る混合気が導入される。

【0061】

ここでは図示していないが、エンジン３０には、燃焼室４８から連通する容積空間が形成されており、この容積空間に点火プラグが配置されている。また、燃焼室４８には、ここでは図示しない吸気口および排気口が形成されており、ガソリンなどの燃料を含む混合気が吸気口から燃焼室４８に導入され、燃焼後の排気ガスが排気口を経由して燃焼室４８から外部に排気される。

【0062】

エンジン３０は、第１エンジンブロック３２と第２エンジンブロック３３とを接合して締結することにより成る。即ち、第１シリンダブロック５０の内部空間と、第２シリンダブロック５１の内部空間とを連通させることにより、シリンダ４９である燃焼室４８が形成される。第１シリンダブロック５０の内部を第１ピストン４３が往復運動し、第２シリンダブロック５１の内部空間を第２ピストン４６が往復運動する。

【0063】

図９は、飛行装置１０の接続構成を示す接続図である。

【0064】

飛行装置１０は、演算制御部３１と、エンジン３０と、発電機１６と、バッテリ２８２と、電力変換部２８１と、モータ２１と、ロータ１４と、を主要に有する。

【0065】

演算制御部３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有し、ここでは図示しない各種センサやコントローラからの入力に基づいて、飛行装置１０を構成する各機器の挙動を制御する。また、演算制御部３１は、各種センサからの入力に基づいて、各々のロータ１４の回転数を制御するフライトコントローラも含む。

【0066】

エンジン３０は、演算制御部３１からの入力信号に基づいて動作し、飛行装置１０が飛行するためのエネルギを発生させる。エンジン３０の具体構成は図７等を参照して説明した通りである。

【0067】

発電機１６は、エンジン３０の駆動力を用いて電力を発生する装置であり、発電機１６１および発電機１６２を有する。発電機１６１は、前述したエンジン３０の第１エンジン部４０により駆動される。発電機１６２は、前述したエンジン３０の第２エンジン部４１により駆動される。

【0068】

バッテリ２８２は、発電機１６と電力変換部２８１との間に介装される。バッテリ２８２は、発電機１６により充電される。バッテリ２８２から放電された電力は、後述する電力変換部２８１等に供給される。

【0069】

電力変換部２８１は、個々のモータ２１およびロータ１４に対応して設けられる。電力変換部２８１としては、発電機１６から供給される交流電力を、一旦直流化した後に所定の周波数の交流電力に変換するコンバータおよびインバータを採用できる。更に、電力変換部２８１としては、バッテリ２８２から供給される直流電力を所定の周波数に変換するインバータを採用できる。

【0070】

モータ２１は、個々のロータ１４に対応して設けられる。モータ２１は、夫々、電力変換部２８１から供給される電力により所定の速度で回転する。

【0071】

飛行装置１０の動作を簡単に説明する。飛行装置１０は、着陸状態、離陸状態、ホバリング状態、昇降状態、水平移動状態で稼働される。

【0072】

着陸状態では、飛行装置１０は接地している。この状態では、エンジン３０は稼働しておらず、ロータ１４は回転しない。

【0073】

離陸状態では、飛行装置１０は、ロータ１４の回転により発生する推力により、接地面から離れて上昇する。

【0074】

ホバリング状態では、飛行装置１０は、演算制御部３１からの指示に基づいて、エンジン３０から発生する駆動力によりモータ２１およびロータ１４を回転させ、飛行装置１０を空中の所定位置に浮遊させる。この際、演算制御部３１からの指示に基づいて、各々のロータ１４は回転している。演算制御部３１は、飛行装置１０が所定の高度および姿勢を維持できるように、各々の電力変換部２８１を制御することで、各々のモータ２１およびロータ１４の回転速度を所定のものにしている。

【0075】

昇降状態では、各々のモータ２１およびロータ１４の回転数を制御することで、飛行装置１０を上昇または下降させる。この際も、演算制御部３１は、飛行装置１０が所定の高度および姿勢を維持できるように、各々の電力変換部２８１を制御することで、各々のモータ２１およびロータ１４の回転速度を所定のものにしている。

【0076】

水平移動状態では、演算制御部３１は、各々の電力変換部２８１を制御することで、各々のモータ２１およびロータ１４の回転数を制御することにより、飛行装置１０を傾斜状態にする。この際にも、演算制御部３１は、エンジン３０の駆動状態を制御することで、ロータ１４を所定速度で回転させる。

【0077】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。また、前述した各形態は相互に組み合わせることが可能である。

【0078】

例えば、図６Ａ等を参照して、タンク２７として燃料タンク２７１を例示したが、タンク２７としては他の物体が収納されるものを採用できる。具体的には、タンク２７に収納される物体としては、液体、例えば農薬等を採用できる。更に、タンク２７に収納される物体としては、ラジエタとエンジンとの間で循環する冷却流体の一部を採用できる。

【0079】

図５を参照して、燃料タンク２７１は、内部空間２９を必ずしも前後方向に仕切る必要は無い。燃料タンク２７１は、内部空間２９を左右方向に仕切っても良いし、上下方向に仕切っても良い。
前述した本実施形態により把握できる発明を、その効果と共に下記する。
本発明の飛行装置は、ロータが回転することで発生する推力により空中を浮遊する飛行装置であり、機体と、エンジンと、タンクと、電装品と、を具備し、前記機体の内部空間は、前記タンクにより、第１空間と第２空間とに区画され、前記エンジンは、前記第１空間に配設され、前記電装品は、前記第２空間に配設されることを特徴とする。本発明の飛行装置によれば、エンジンが第１空間に配設され、電装品が第２空間に配設されることにより、タンクによりエンジンと電装品とを断熱することができる。よって、飛行時においてエンジンが発熱しても、電装品が過熱されることが無く、電装品を安定的に動作させることができる。
また、本発明の飛行装置では、上面から前記機体を見た場合において、前記タンクは、前記内部空間を前記第１空間と前記第２空間とに区画することを特徴とする。本発明の飛行装置によれば、例えば、機体の後方側に第１空間を形成すると共に、機体の前方側に第２空間を形成することができる。よって、後方側に形成された第１空間にエンジンを収納し、前方側に形成された第２空間に電装品を収納することができる。
また、本発明の飛行装置では、前記タンクは、前記第１空間と前記第２空間とを連通させる連通部を有することを特徴とする。本発明の飛行装置によれば、エンジンの構成機器の一部を、連通部を経由して第２空間に配設させることができる。
また、本発明の飛行装置では、前記連通部は、前記タンクの上面を部分的に下方に向かって窪ませた凹状の部位であることを特徴とする。本発明の飛行装置によれば、連通部を凹状の部位とすることで、簡素な構成で連通部を形成することができる。更に、タンクの上面の凹部として連通部を形成することで、タンクの内部における流体の流れを連通部が阻害することを抑制できる。
また、本発明の飛行装置では、前記エンジンは、エンジン本体部と、外部から空気を取り入れる給気部と、前記給気部から前記エンジン本体部に空気を供給する供給風路部と、を有し、前記供給風路部は、前記連通部を貫通して、前記第１空間から前記第２空間に延在し、前記給気部は、前記第２空間に配設されることを特徴とする。本発明の飛行装置によれば、第２空間に存在する比較的低温な空気を、給気部および供給風路部を経由してエンジン本体部の燃焼室に供給することができる。よって、エンジンの出力を大きくすることができる。
また、本発明の飛行装置では、前記タンクは、前記エンジンに供給される燃料が貯留される燃料タンクであることを特徴とする。本発明の飛行装置によれば、燃料タンクを、第１空間と第２空間とを区画する断熱材として機能させることができる。よって、専用の断熱部材を不要として、第１空間と第２空間とを断熱させることができる。
また、本発明の飛行装置では、前記タンクは、流体が外部に取り出される取出部と、底面部を有し、前記底面部は、前記取出部に向かって下方に傾斜することを特徴とする。本発明の飛行装置によれば、底面部が取出部に向かって下方に傾斜することにより、空中を浮遊する機体が傾斜した場合であっても、タンクに貯留される燃料等の流体を、底面部を伝って取出部に集合させることができる。

【符号の説明】

【0080】

１０ 飛行装置
１２ アーム
１３ 排気部
１４ ロータ
１５ 脚部
１６ 発電機
１６１ 発電機
１６２ 発電機
１７ カバー
１７１ カバー上面部
１７２ カバー側面部
１７３ カバー下面部
１９ 機体
２１ モータ
２５ 給気部
２６ 供給風路部
２７ タンク
２７１ 燃料タンク
２７２ タンク本体部
２７３ 取出部
２７４ 底面部
２７５ 供給部
２８ 電装品
２８１ 電力変換部
２８２ バッテリ
２９ 内部空間
２９１ 第１空間
２９２ 第２空間
３０ エンジン
３１ 演算制御部
３２ 第１エンジンブロック
３３ 第２エンジンブロック
３４ エンジン本体部
３５ 連通部
４０ 第１エンジン部
４１ 第２エンジン部
４２ 第１クランクシャフト
４３ 第１ピストン
４４ 第１コネクティングロッド
４５ 第２クランクシャフト
４６ 第２ピストン
４７ 第２コネクティングロッド
４８ 燃焼室
４９ シリンダ
５０ 第１シリンダブロック
５１ 第２シリンダブロック

【要約】

【課題】飛行中に於いてエンジンを効果的に運転できる飛行装置を提供する。
【解決手段】飛行装置１０は、ロータ１４の回転により発生する推力により空中を浮遊する装置である。飛行装置１０は、機体１９と、エンジン３０と、タンク２７と、電装品２８と、を具備する。機体１９の内部空間２９は、タンク２７により、第１空間２９１と第２空間２９２とに区画される。エンジン３０は第１空間２９１に配設される。電装品２８は、第２空間２９２に配設される。
【選択図】図５

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】