特許 7558768 マルチコプター

(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】2024-09-20

(45)【発行日】2024-10-01

(54)【発明の名称】マルチコプター

(51)【国際特許分類】

   B64C 17/02 20060101AFI20240924BHJP

   B64C 27/08 20230101ALI20240924BHJP

【ＦＩ】

B64C17/02

B64C27/08

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020192277

(22)【出願日】2020-11-19

(65)【公開番号】P2022081015

(43)【公開日】2022-05-31

【審査請求日】2023-11-02

(73)【特許権者】

【識別番号】521332501

【氏名又は名称】谷 紳一

(74)【代理人】

【識別番号】100100480

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100135839

【弁理士】

【氏名又は名称】大南 匡史

(72)【発明者】

【氏名】谷 紳一

【審査官】長谷井 雅昭

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１８－５０７８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２７２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０８１７９３９８（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１０５０８１５５８（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１４５７６３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／０１２９９６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／１６６０６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００７２９５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２１０２５８８１５（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｃ １７／０２

Ｂ６４Ｃ ２７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

本体部に回転翼が複数取り付けられ、複数の前記回転翼を駆動して飛行するマルチコプターであって、
第一センサ部材を有し、
前記第一センサ部材の自重によって生じるモーメントを実質的に相殺するように配された重量体を有し、
前記第一センサ部材とは異なるセンサである第二センサ部材を有し、前記第二センサ部材が前記重量体となるものであり、
前記第一センサ部材と前記第二センサ部材は、風向、風速を検出する風向風速計であり、
第一回転翼と、前記第一回転翼とは逆回転する第二回転翼を有し、
前記第一回転翼の回転軸から水平方向に離れた位置に前記第一センサ部材が配されると共に、前記第二回転翼の回転軸から水平方向に離れた位置に前記第二センサ部材が配されており、
前記第一回転翼の回転軸から前記第一センサ部材までの距離と、前記第二回転翼の回転軸から前記第二センサ部材までの距離が同一又は略同一であることを特徴とするマルチコプター。

【請求項2】

前記第一センサ部材が取り付けられるセンサ用アーム部と、前記重量体が取り付けられる重量体用アーム部を有し、
前記センサ用アーム部と前記重量体用アーム部は、いずれも前記本体部の所定位置から側方外側に向かって片持ち状に延びており、前記センサ用アーム部と前記重量体用アーム部の自由端側の部分にそれぞれ前記第一センサ部材、前記重量体が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のマルチコプター。

【請求項3】

前記センサ用アーム部と前記重量体用アーム部は、それぞれが互いに離れる方向に延びており、平面視における前記本体部の重心位置から前記第一センサ部材の重心位置までの距離と、平面視における前記本体部の重心位置から前記重量体の重心位置までの距離とが同一又は略同一であることを特徴とする請求項２に記載のマルチコプター。

【請求項4】

前記センサ部材及び前記重量体は、いずれも前記回転翼から水平方向に離れた位置に少なくとも一部が配されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマルチコプター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に「ドローン」と称されるマルチコプターに関するものである。

【背景技術】

【0002】

複数の回転翼（プロペラ）を有し、垂直離着陸するマルチコプターが知られている。マルチコプターは、当初、玩具として販売されたが、次第に高機能化し、航空写真の撮影や、物資の運搬等の業務用にも使用されつつある。また有人飛行が可能なマルチコプターも開発されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１２９７１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、マルチコプターを用いた気象観測が注目されている。このような気象観測を実際に行う場合、マルチコプターに測定器（センサ）を設け、風向、風速、日射量、気温、湿度等の気象関連のデータを上空で取得することとなる。

【0005】

このような気象観測では、正確に測定を行うという観点から、例えば悪天候下のような状況であっても、マルチコプターの姿勢を安定させた状態で飛行させる（ホバリングさせる）ことが好ましい。すなわち、様々な状況下で安定して飛行させることが好ましい。また、例えばプロペラの回転による風等、マルチコプターを飛行させることに伴う影響をなるべく排除して測定を行うことが好ましい。
しかしながら、従来のマルチコプターは、センサによるデータの取得（測定）を正確に行うという観点から改良の余地があった。

【0006】

そこで本発明は、様々な状況下でセンサ部材によるデータの取得を正確に行うことが可能なマルチコプターを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するための本発明の一つの様相は、本体部に回転翼が複数取り付けられ、複数の前記回転翼を駆動して飛行するマルチコプターであって、第一センサ部材を有し、前記第一センサ部材の自重によって生じるモーメントを実質的に相殺するように配された重量体を有し、前記第一センサ部材とは異なるセンサである第二センサ部材を有し、前記第二センサ部材が前記重量体となるものであり、前記第一センサ部材と前記第二センサ部材は、風向、風速を検出する風向風速計であり、第一回転翼と、前記第一回転翼とは逆回転する第二回転翼を有し、前記第一回転翼の回転軸から水平方向に離れた位置に前記第一センサ部材が配されると共に、前記第二回転翼の回転軸から水平方向に離れた位置に前記第二センサ部材が配されており、前記第一回転翼の回転軸から前記第一センサ部材までの距離と、前記第二回転翼の回転軸から前記第二センサ部材までの距離が同一又は略同一であることを特徴とするマルチコプターである。

【0008】

本様相によると、マルチコプターにセンサを取り付けても、飛行時にバランスが崩れ難い重量バランスの優れたものとすることができる。このため、様々な状況下で安定して飛行させることが可能であり、センサによるデータの取得を正確に行うことができる。

【0009】

上記した様相は、前記第一センサ部材が取り付けられるセンサ用アーム部と、前記重量体が取り付けられる重量体用アーム部を有し、前記センサ用アーム部と前記重量体用アーム部は、いずれも前記本体部の所定位置から側方外側に向かって片持ち状に延びており、前記センサ用アーム部と前記重量体用アーム部の自由端側の部分にそれぞれ前記第一センサ部材、前記重量体が取り付けられていることが好ましい。

【0010】

かかる様相によると、マルチコプターのうち、例えば、プロペラのような風を発生させる部材や、エンジンのような熱を発生させる部材から離れた位置に、容易にセンサ部材を配することができる。このことから、センサによるデータの取得をより正確に行うことができる。

【0011】

上記した好ましい様相は、前記センサ用アーム部と前記重量体用アーム部は、それぞれが互いに離れる方向に延びており、平面視における前記本体部の重心位置から前記第一センサ部材の重心位置までの距離と、平面視における前記本体部の重心位置から前記重量体の重心位置までの距離とが同一又は略同一であることがさらに好ましい。

【0012】

かかる様相によると、マルチコプターをより安定させて飛行させることが可能となる。

【0013】

本様相は、前記第一センサ部材は、風向、風速を検出する風向風速計である。

【0014】

上記した様相のマルチコプターは、上空での風向、風速の測定に特に好適に採用できる。

【0015】

本様相は、前記第一センサ部材とは異なるセンサである第二センサ部材を有し、前記第二センサ部材が前記重量体となる。

【0016】

かかる様相によると、離れた二つの場所にそれぞれ配したセンサから情報の取得が可能となる。例えば、それぞれのセンサから取得した情報を比較する又は平均値を算出する等することで、より正確なデータの取得が可能となる。また、マルチコプターの重量バランスを向上させるために、センサの重量に合わせた錘部材を別途用意する必要がなく、製造が容易である。

【0017】

本様相は、第一回転翼と、前記第一回転翼とは逆回転する第二回転翼を有し、前記第一回転翼の回転軸から水平方向に離れた位置に前記第一センサ部材が配されると共に、前記第二回転翼の回転軸から水平方向に離れた位置に前記第二センサ部材が配されており、前記第一回転翼の回転軸から前記第一センサ部材までの距離と、前記第二回転翼の回転軸から前記第二センサ部材までの距離が同一又は略同一である。

【0018】

かかる様相によると、仮に、回転翼の回転で発生する風がセンサによるデータの取得に影響を及ぼした場合であっても、その影響を打ち消して無くす、又は実質的に無くすことが可能となる。
具体的に説明すると、上記様相では、第一回転翼から第一センサ部材までの距離と、第二回転翼から第二センサ部材までの距離を同一又は略同一としている。このため、仮に第一回転翼で発生する風の影響を第一センサ部材が受ける場合、第二センサ部材は、第一回転翼とは逆回転する第二回転翼で発生する風の影響を受ける蓋然性が高い。つまり、第一センサ部材と、第二センサ部材とがそれぞれ逆方向の風の影響を受ける蓋然性が高い。したがって、第一センサ部材が取得した値と、第二回転翼で発生する風の影響を受ける第二センサ部材が取得した値との平均をとる等することで、回転翼で発生する風の影響が実質的に反映されない正確な値を取得できる。

【0019】

上記した様相は、前記センサ部材及び前記重量体は、いずれも前記回転翼から水平方向に離れた位置に少なくとも一部が配されることが好ましい。

【0020】

かかる構成によると、回転翼の周辺で上下方向に流れる気流の影響を受けない位置で、センサ部材によるデータの取得が可能となる。

【0021】

また、本発明に関連する様相は、本体部に回転翼が複数取り付けられ、複数の前記回転翼を駆動して飛行するマルチコプターであって、第一センサ部材と、重量体とを有し、前記第一センサ部材が取り付けられるセンサ用アーム部と、前記重量体が取り付けられる重量体用アーム部を有し、前記センサ用アーム部と前記重量体用アーム部は、いずれも前記本体部の所定位置から側方外側に向かって片持ち状に延びており、前記センサ用アーム部と前記重量体用アーム部の自由端側の部分にそれぞれ前記第一センサ部材、前記重量体が取り付けられていることを特徴とするマルチコプターである。

【0022】

本様相によると、回転翼の回転によって発生する気流等の影響を受けにくい位置にセンサ部材を配することが可能となり、また、飛行時にバランスが崩れ難いものとすることができるので、センサによるデータの取得を正確に行うことができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明は、様々な状況下でセンサ部材によるデータの取得を正確に行うことが可能なマルチコプターを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施形態に係るマルチコプターを示す斜視図である。

【図2】図１のマルチコプターを示す平面図であり、脚部を省略して示す。

【図3】図１のマルチコプターを示す側面図である。

【図4】上記した実施形態とは異なる実施形態に係るマルチコプターを示す平面図であり、脚部を省略して示す。

【図5】上記したそれぞれの実施形態とは異なる実施形態に係るマルチコプターを示す平面図であり、脚部を省略して示す図であって、（ａ）、（ｂ）は、それぞれ異なるマルチコプターを示す。

【図6】上記したそれぞれの実施形態とは異なる実施形態に係るマルチコプターを示す側面図であり、（ａ）、（ｂ）は、それぞれ異なるマルチコプターを示す。

【図7】上記したそれぞれの実施形態とは異なる実施形態に係るマルチコプターを示す平面図である。

【図8】上記したそれぞれの実施形態とは異なる実施形態に係るマルチコプターを示す平面図であり、脚部を省略して示す図であって、（ａ）、（ｂ）は、それぞれ異なるマルチコプターを示す。

【図9】上記した各実施形態の回転翼とは異なる回転翼を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した例であり、本発明がこれらの例に限定されるものではない。また、上下の方向は、特に断りのない限り、図１の姿勢を基準に説明する。

【0026】

第１実施形態のマルチコプター１は、無線によって遠隔操作することが可能なものであり、図１で示されるように、本体部２と、複数の回転翼３を有している。そして、それぞれの回転翼３がモータによって回転する。なお、本実施形態では、６つの回転翼３を有するものとしているが、回転翼３は３以上であればよい。

【0027】

本体部２は、機器載置部１０と、脚部１１と、リブ部１２を有する。
機器載置部１０には、図示しない制御装置と、発電機と、蓄電池と、エンジンと、燃料タンクが搭載されている。そして、燃料タンクから燃料が供給されてエンジンが駆動し、エンジンが駆動することで、エンジンと一体化された発電機が電気を発生させる。発電機は、蓄電池に接続されており、飛行中に発電機で発電し、直接又は蓄電池を介して回転翼３を回転させるモータに給電を行うことができる。
つまり、本実施形態のマルチコプター１は、航続距離が長いエンジン搭載型のものである。また、制御装置は、マルチコプター１の飛行動作を制御する制御装置と、後述するセンサ部材２０（第一センサ部材）を用いた測定動作を制御する制御装置を別途設けてもよい。

【0028】

すなわち、機器載置部１０は、マルチコプター１（本体部２）の中心に位置し、動力を生成する機器を含む各種機器を載置する部分である。また、マルチコプター１の各部のうちで最も重量のある部分であり、機器載置部１０の重量は、マルチコプター１の全体の重量の大半（例えば、５０パーセント以上）を占める。

【0029】

脚部１１は、マルチコプター１が着地する際に接地する部分であり、複数本の脚部材１１ａによって構成される。脚部材１１ａは、いずれも機器載置部１０から下方に突出して延びた長尺状の部材である。
なお、本実施形態では４本の脚部材１１ａが等間隔に配置されたものとしたが、脚部材１１ａは３以上であればよく、その配置は、適宜、変更できる。例えば、脚部材１１ａは、リブ部１２から下方に延びる部材であってもよい。また、後述するセンサ用アーム部２１や重量体用アーム部２３から下方に延びる部材であってもよい。

【0030】

リブ部１２は、機器載置部１０から放射状に外側に向かって片持ち状に延びる部材であり、回転翼３を支えるアーム部材となる。言い換えると、回転翼３は、リブ部１２を介して機器載置部１０に取り付けられる。このリブ部１２は、機器載置部１０とは別に成形され、機器載置部１０に後付けで取り付けられる部材であり、斜め上方に延びている。
詳細には、リブ部１２は、延び方向の基端側から順に固定部１２ａと、アーム部１２ｂと、座部１２ｃを有し、これらが一体的に成型されている。なお、リブ部１２は、斜め上方に延びるものに限らず、水平に延びるものでもよく、斜め下方に延びるものでもよい。

【0031】

固定部１２ａは、機器載置部１０と連結する部位であり、アーム部１２ｂは、棒状に延びる部位であり、座部１２ｃは、回転翼３及び回転翼３を駆動するモータを固定する部位である。座部１２ｃは、アーム部１２ｂに比べて大きく（平面視でより広がりを持つように）作られており、上面に平滑な取り付け面を有する。
特に限定されるものではないが、リブ部１２は、基端側を回動自在に取り付け、例えば、先端側が上下方向に揺動可能なものとしてもよい。すなわち、回動による姿勢変更（回転翼３の配置変更）が可能なものとしてもよい。

【0032】

さらに、本実施形態のマルチコプター１は、特徴的な部分として、センサ部材２０と、センサ部材２０を配置するセンサ用アーム部２１と、錘部材２２（重量体）と、錘部材２２を配置する重量体用アーム部２３を有する。

【0033】

センサ部材２０は、配置場所の風向と風速を測定可能なセンサであり、測定により取得したデータ（測定値）を外部機器に送信するデジタル出力が可能なものである。すなわち、地上の外部機器（コンピュータ等）に対して測定値を送信してもよく、マルチコプター１に搭載された制御装置に測定値を送信してもよい。また、制御装置に測定値を送信する場合、制御装置は、センサ部材２０から送信された測定値を記憶可能なものとしてもよく、送信された測定値に基づく演算や、演算結果の記憶が可能なものとしてもよい。
本実施形態では、センサ部材２０として、超音波式の風向風速計を採用している。特に限定されるものではないが、本実施形態のセンサ部材２０は、可動部がなく、ヒータが付属したものであり、様々な環境での測定が可能な耐久性の高いものである。また、落雷の保護回路も有している。

【0034】

センサ用アーム部２１は、機器載置部１０から外側に向かって片持ち状に延びる部材であり、センサ部材２０を支持する部材である。
具体的には、センサ用アーム部２１は、基端側から取付部２１ａ、アーム部２１ｂ、座部２１ｃを有する。取付部２１ａは、機器載置部１０と連結する部位となり、アーム部２１ｂは、棒状に延びる部位であり、座部２１ｃは、センサ部材２０を固定する部位である。

【0035】

座部２１ｃは、センサ部材２０の下方で台座となる部分であり、アーム部２１ｂに比べて平面的な広がりを有する部分であって、アーム部２１ｂよりも幅方向の長さが長い。
なお、ここでいう「幅方向」は、平面視においてセンサ用アーム部２１の長手方向と直交する方向である。
本実施形態では、センサ用アーム部２１の長手方向における片側端部であり、自由端側の端部に座部２１ｃが形成されている。

【0036】

錘部材２２は、金属製の錘であり、本実施形態では、重量がセンサ部材２０と同一又は略同一の重量となっている。なお、ここでいう「略同一」の「略」とは、数パーセントの誤差を含むものとし、以下も同様とする。なお、錘部材２２は、塊状の部材であり、当然のことながら、センサとしての機能を有さない。

【0037】

重量体用アーム部２３は、機器載置部１０から外側に向かって片持ち状に延びる部材であり、錘部材２２を支持する部材である。
重量体用アーム部２３もまた、基端側から取付部２３ａ、アーム部２３ｂ、座部２３ｃを有する。重量体用アーム部２３は、センサ用アーム部２１と同一の部材であり、詳細な説明を省略する。すなわち、本実施形態のマルチコプター１では、センサ用アーム部２１と重量体用アーム部２３とが同一（又は略同一）の長さとなっている。

【0038】

そして、図２、図３で示されるように、センサ用アーム部２１と重量体用アーム部２３は、水平方向において逆向きに延びている。すなわち、図２、図３では、センサ用アーム部２１は、左右方向であって右から左へ向かう方向に延びており、重量体用アーム部２３は、その逆の左から右へ向かう方向に延びている。

【0039】

また、図２で示されるように、本実施形態のマルチコプター１は、平面視において、本体部２の重心Ｇ１からセンサ部材２０の重心Ｇ２までの距離Ｌ１と、本体部２の重心Ｇ１から錘部材２２の重心Ｇ３までの距離Ｌ２とが同一又は略同一となっている。
このことから、センサ部材２０の自重によって生じるモーメントが、錘部材２２の自重によって生じるモーメントによって相殺される。すなわち、錘部材２２がカウンターウエイトとして機能し、マルチコプター１の重さがセンサ部材２０側に偏ることがなく、マルチコプター１を重量バランスの優れたものとすることができる。結果、マルチコプター１の飛行時の姿勢を安定させることが可能となる。

【0040】

なお、センサ部材２０の自重によって生じるモーメントと錘部材２２の自重によって生じるモーメントは、厳密に均衡することが好ましいが、実質的に均衡していればよい。すなわち、センサ部材２０の自重によって生じるモーメントを実質的に相殺できるように、錘部材２２が配されていればよい。
なお、ここでいう「実質的に均衡する」とは、厳密に等しい場合に加え、マルチコプター１の飛行時の姿勢に影響が出ない程度に近い値となっていることをいう。

【0041】

本実施形態のセンサ部材２０は、図２で示されるように、センサ部材２０に最も近い位置に配された回転翼３ａ，３ｂの回転領域３０よりも外側に離れた位置に配されている。
なお、ここでいう「回転領域」とは、平面視において、回転する回転翼３及び回転翼３の回転軌跡が収まる最小包含円であり、回転翼３の駆動領域でもある。

【0042】

より詳細には、回転翼３ａ，３ｂの回転領域３０のうち、センサ用アーム部２１の長さ方向（図２の左右方向）で最も外側に位置する点を点Ｐとしたとき、同長さ方向で点Ｐよりも外側となる位置にセンサ部材２０が配されている。
さらに望ましくは、センサ部材２０は、センサ部材２０に最も近接する回転翼３ａの回転領域３０から所定距離Ｌ３だけ離れた位置に配置することが好ましい。この所定距離Ｌ３は、回転領域３０の半径をＲとしたとき、０．３Ｒ以上５Ｒ以下となる距離である。

【0043】

また、センサ部材２０は、図３で示されるように、少なくとも一部が回転翼３から水平方向に離れた位置に配される。言い換えると、センサ部材２０の少なくとも一部と、回転翼３の少なくとも一部とが同一平面上に位置するように配される。

【0044】

ここで、マルチコプター１が飛行するとき、図３の矢印で示されるように、回転翼３の上方と、回転翼３の回転領域３０と、回転翼３の下方側に、上方から下方に向かう気流が形成される。なお、図３では、作図の都合上、一つの回転翼３（回転翼３ｂ）の周辺の気流のみを矢印で示し、他の回転翼３の周辺の気流の描写を省略する。
本実施形態のマルチコプター１は、上記のようにセンサ部材２０を設けることにより、マルチコプター１の飛行に伴って生じる気流の影響を受けることなく、センサ部材２０による測定が可能となる。

【0045】

より詳細に説明すると、上記したように、マルチコプター１の飛行時に回転翼３が回転しても、この回転によって回転翼３から側方へ向かう気流（横向きの風）が形成されない（又は実質的に形成されない）こととなる。
したがって、センサ部材２０の検知部（感知部）は、回転翼３から側方に離れた位置に配することが好ましい。具体的には、回転翼３の上端から下端までの領域を基準領域としたとき、センサ部材２０の検知部は、基準領域から水平方向に離れた位置であり、且つ、上下方向で基準領域のやや上方からやや下方に至るまでの位置に配されることが好ましい。
なお、ここでいうセンサ部材２０の検知部とは、センサ部材２０のうち、検知対象（本実施形態では風）を検知する部分であり、例えば、向かい合うトランスデューサーの間に位置する空間部分である。

【0046】

なお、「基準領域のやや上方からやや下方に至るまでの位置」とは、上下方向で基準領域から所定距離Ｌ４だけ上方に離れた位置から、所定距離Ｌ４だけ下に離れた位置までの間である。また、所定距離Ｌ４は、０ｃｍよりも大きく３０ｃｍ以下となる距離である。図４の例では、回転翼３の下端から上下方向で所定距離Ｌ４だけ下方に離れた位置にセンサ部材２０の検知部を配置しているが、回転翼３の上端から上下方向で所定距離Ｌ４だけ上方に離れた位置に配置してもよい。
ここで、回転翼３の周辺で上方から下方に向かう気流は、下方側が上方側に比べて強い気流となる。このため、センサ部材２０の検知部は、気流の影響のない状態で正確に測定を行うという観点から、回転翼３の下方よりも回転翼３の上方に配することが好ましく、基準領域の側方に配することがさらに好ましい。

【0047】

続いて、本発明の他の実施形態に係るマルチコプターについて説明する。なお、上記した実施形態と同様の部分については、同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

【0048】

第２実施形態のマルチコプター１０１もまた、図４で示されるように、本体部２と、複数の回転翼１０３を有している。そして、本体部２は、上記と同様に、機器載置部１０と、脚部１１（図４では図示しない）と、リブ部１１２を有する。

【0049】

本実施形態のマルチコプター１０１は、リブ部１１２及び回転翼１０３の数が上記の実施形態と異なっており、それぞれ４つずつ設けられている。すなわち、４つのリブ部１１２として、第一リブ部１１２ａ、第二リブ部１１２ｂ、第三リブ部１１２ｃ、第四リブ部１１２ｄを有しており、これらがそれぞれ別の回転翼１０３を支持する。
リブ部１１２は、上記したリブ部１２と同様のものであり、回転翼１０３を支えるアーム部材である。回転翼１０３もまた、上記した回転翼３と同様のものであり、モータによって回転する。

【0050】

また、本実施形態のマルチコプター１０１は、４つのセンサ部材１２０と、第一センサ用アーム部１２１ａ乃至第四センサ部材１２０ｄからなる４つのセンサ用アーム部１２１を有する。
センサ部材１２０は、上記したセンサ部材２０と同様のものであり、超音波式の風向風速計である。そして、センサ用アーム部１２１は、上記したセンサ用アーム部２１と同様のものであり、それぞれがセンサ部材１２０を支持するものである。

【0051】

４つのセンサ部材１２０のうち、２つのセンサ部材１２０は、図４で示されるように、対となる２つのセンサ用アーム部１２１である第一センサ用アーム部１２１ａと、第二センサ用アーム部１２１ｂにそれぞれ支持されている。以下の説明では、２つのうちの一方である第一センサ用アーム部１２１ａに支持されるセンサ部材１２０を第一センサ部材１２０ａとし、他方である第二センサ用アーム部１２１ｂに支持されるセンサ部材１２０を第二センサ部材１２０ｂとする。

【0052】

同様に、他の２つのセンサ部材１２０もまた、他の２つのセンサ用アーム部１２１である第三センサ用アーム部１２１ｃと、第四センサ用アーム部１２１ｄに支持されている。第三センサ用アーム部１２１ｃ、第四センサ用アーム部１２１ｄもまた、１対のセンサ用アーム部１２１である。つまり、本実施形態のマルチコプター１０１は、対となる２つのセンサ用アーム部１２１を２組（複数組）有する。
上記と同様に、以下の説明では、２つの一方である第三センサ用アーム部１２１ｃに支持されるセンサ部材１２０を第一センサ部材１２０ａとし、他方である第四センサ用アーム部１２１ｄに支持されるセンサ部材１２０を第二センサ部材１２０ｂとする。すなわち、第一センサ部材１２０ａ、第二センサ部材１２０ｂは、対となる２つのセンサ用アーム部１２１にそれぞれ支持された対となるセンサ部材１２０である。

【0053】

対となる２つのセンサ部材１２０（第一センサ部材１２０ａ、第二センサ部材１２０ｂ）は、同じセンサであり、同じ又は略同じ重さとなっている。

【0054】

また、対となる２つのセンサ用アーム部１２１は、平面視で互いに離れる方向（反対方向）に延びている。例えば、図４の例では、第一センサ用アーム部１２１ａが機器載置部１０から上方に延び、第二センサ用アーム部１２１ｂが機器載置部１０から下方に延びるといった具合である。つまり、一方が上下方向の一方側から他方側に延び、他方が上下方向の他方側から一方側に延びている。
同様に、図４では、第三センサ用アーム部１２１ｃが右方に延び、第四センサ用アーム部１２１ｄが左方に延びている。つまり、一つが左右方向の一方側から他方側に延び、もう一つが左右方向の他方側から一方側に延びている。

【0055】

ここで、図４の上下方向を第一の方向とし、左右方向を第二の方向とする。このとき、１つの対となるセンサ用アーム部１２１（第一センサ用アーム部１２１ａ、第二センサ用アーム部１２１ｂ）は、それぞれが第一の方向で互いに逆向きに延びる。
対して、他の対となるセンサ用アーム部１２１（第三センサ用アーム部１２１ｃ、第四センサ用アーム部１２１ｄ）は、それぞれが第二の方向で互いに逆向きに延びる。
つまり、１つの対となるセンサ用アーム部１２１では、それぞれのセンサ用アーム部１２１が平面視における所定方向（第一の方向）に沿って一方側から他方側、又は、他方側から一方側に延びる。そして、他の対となるセンサ用アーム部１２１では、それぞれが平面視で所定方向と交差する（直交する）方向に沿って互いに逆向きに延びる。
このように、対となる２つのセンサ用アーム部１２１毎にセンサ用アーム部１２１の延び方向が異なる。

【0056】

本実施形態では、第一センサ部材１２０ａの自重によって生じるモーメントが、第二センサ部材１２０ｂの自重によって生じるモーメントによって相殺される。すなわち、第二センサ部材１２０ｂが、あたかも上記した実施形態の錘部材２２のように機能する。
また、第二センサ部材１２０ｂの自重によって生じるモーメントは、第一センサ部材１２０ａの自重によって生じるモーメントによって相殺される。すなわち、対となる２つのセンサ部材１２０は、一方の自重によって生じるモーメントが、他方の自重によって生じるモーメントに相殺されるように配されている。
このように、２つのセンサ部材１２０の一方を他方に対する錘部材２２のように機能させる構造とすると、センサ部材１２０に合わせた重さ（例えば、同じ重さ）の錘部材２２を形成することなく、マルチコプター１０１を重量バランスの優れたものにできる。つまり、マルチコプター１０１の製造時において、単に同じセンサ部材１２０を複数用意すればよく、所定の重量となる錘部材２２を形成する必要がないため、製造が容易である。

【0057】

なお、本実施形態のマルチコプター１０１は、所定方向（図４の上下方向）と、所定方向と交差する方向（図４の左右方向）のそれぞれにおいて、バランスのとれたものとなっている。言い換えると、平面視における複数方向でバランスのとれたものとなっている。

【0058】

本実施形態では、平面視における所定方向で離れた位置に２つのセンサ部材１２０を配し、さらに、平面視で所定方向と交差する方向で離れた位置に２つのセンサ部材１２０を配している。このため、より精度の高い測定が可能となる。
詳細に説明すると、例えば、一つ一つが異なる位置にある複数のセンサ部材１２０からそれぞれ測定値を取得し、これらの平均値を測定値として採用することで、測定時の誤差を少なくすることができる。すなわち、複数のセンサ部材１２０のうち、一つのセンサ部材１２０が測定時に何等かの影響を受け、実際に取得されるべき値よりも大きい（小さい）値を測定値として取得してしまったとする。この場合、上記のように平均値を測定値として採用することで、この測定誤差の影響を小さくできる。

【0059】

また、例えば、４つのセンサ部材１２０のうち、１つのセンサ部材１２０が取得した値が他の３つで取得した値に比べて一定以上大きい、又は、一定以上小さい値であったとする。この場合、この一つのセンサ部材１２０が故障している、又は、この一つのセンサ部材１２０が測定時に何等かの影響を受けている可能性がある。この場合、他の３つのセンサ部材１２０のいずれかで取得した測定値、又は、他の３つのセンサ部材１２０の測定値に基づいて算出される値（例えば３つの値の平均値）を測定値として採用することで、正確な測定が可能となる。

【0060】

ここで、マルチコプター１０１の回転翼１０３は、飛行時に互いに逆回転する第一回転翼１０３ａと第二回転翼１０３ｂによって構成されている。なお、特に限定されるものでないが、本実施形態では、第一回転翼１０３ａを平面視で時計回りに回転する回転翼１０３としており、第二回転翼１０３ｂを平面視で反時計回りに回転する回転翼１０３としている。

【0061】

また、本実施形態の４つの回転翼１０３は、環状に間隔を空けて並ぶように配置され、並び方向で隣合う回転翼１０３が逆方向に回転するように配置されている。
図４の例では、右上の回転翼１０３が第一回転翼１０３ａであり、右回りに、右下の第二回転翼１０３ｂ、左下の第一回転翼１０３ａ、左上の第二回転翼１０３ｂの順で並んでいる。

【0062】

ここで、それぞれのセンサ部材１２０は、最も近接する位置にある第一回転翼１０３ａまでの距離と、最も近接する位置にある第二回転翼１０３ｂまでの距離が同一又は略同一となっている。なお、ここでいう「センサ部材１２０から回転翼１０３までの距離」とは、センサ部材１２０の所定の部分（例えば中心）から回転翼１０３の回転軸までの距離とする。

【0063】

このため、仮にセンサ部材１２０が第一回転翼１０３ａの回転によって生じる風の影響を受けるのであれば、逆回転する第二回転翼１０３ｂの回転によって生じる風の影響も受けることとなり、これらが相殺される。つまり、センサ部材１２０は、回転翼１０３の回転によって生じる風の影響を実質的に受けることなく、測定が可能となる。

【0064】

ここで、対となる第一センサ部材１２０ａと第二センサ部材１２０ｂでは、第一センサ部材１２０ａから最も近接する回転翼１０３までの距離と、第二センサ部材１２０ｂから最も近接する回転翼１０３までの距離とが同一又は略同一となっている。すなわち、上記したように、第一センサ部材１２０ａから第一センサ部材１２０ａと最も近接する第一回転翼１０３ａまでの距離と、第一センサ部材１２０ａから第一センサ部材１２０ａと最も近接する第二回転翼１０３ｂまでの距離が同一又は同一である。そして、これらの距離は、第二センサ部材１２０ｂから第二センサ部材１２０ｂと最も近接する第一回転翼１０３ａまでの距離と、第二センサ部材１２０ｂから第二センサ部材１２０ｂと最も近接する第二回転翼１０３ｂまでの距離のそれぞれとも同一又は略同一である。

【0065】

次に第３実施形態のマルチコプター２０１について説明する。
上記した実施形態では、リブ部１２とセンサ用アーム部２１を別途設けた例について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、図５（ａ）で示されるように、回転翼１０３を支持するアーム部材であるリブ部２１２を、センサ部材１２０を支持するアーム部材としても機能させる構成であってもよい。
本実施形態のリブ部２１２は、長さ方向の中途部分にセンサ部材１２０を配置する座部２１５が形成されている点において、上記したリブ部１２とは異なる構造となっている。

【0066】

すなわち、センサ部材１２０は、必ずしも平面視で回転翼１０３の外側となる位置に配さなくてもよく、平面視で回転翼１０３の内側となる位置に配してもよい。すなわち、平面視で機器載置部１０と回転翼１０３の間となる位置に配してもよい。
言い換えると、同じ支持部材（リブ部２１２）によって支持される回転翼１０３の内側であり、この回転翼１０３と機器載置部１０の間に配置してもよい。

【0067】

本実施形態のマルチコプター２０１は、対となる２つのリブ部２１２として、第一リブ部２１２ａと第二リブ部２１２ｂを有する。第一リブ部２１２ａと第二リブ部２１２ｂは、平面視において互いに逆側に延びる部分となっている。
そして、第一リブ部２１２ａと第二リブ部２１２ｂのそれぞれに、第一センサ部材１２０ａと第二センサ部材１２０ｂが取り付けられている。また、平面視において、本体部（機器載置部１０）の重心Ｇ１から第一センサ部材１２０ａまでの距離と、重心Ｇ１から第二センサ部材１２０ｂまでの距離が同一又は略同一となっている。

【0068】

ここで、本実施形態では、第一リブ部２１２ａに支持される回転翼１０３が第一回転翼１０３ａであり、第二リブ部２１２ｂに支持される回転翼１０３が第二回転翼１０３ｂとなっている。したがって、上記した実施形態とは異なり、一つのセンサ部材１２０に最も近接する位置に配される回転翼１０３は、複数（２つ）ではなく、１つとなっている。そして、第一センサ部材１２０ａに最も近接する位置にある回転翼１０３が第一回転翼１０３ａとなっており、第二センサ部材１２０ｂに最も近接する位置にある回転翼１０３が第二回転翼１０３ｂとなっている。またさらに、第一センサ部材１２０ａから最も近接する位置にある第一回転翼１０３ａまでの距離と、第二センサ部材１２０ｂから最も近接する位置にある第二回転翼１０３ｂまでの距離とが同一又は略同一となっている。

【0069】

このため、仮に第一センサ部材１２０ａが第一回転翼１０３ａの回転によって生じる風の影響を受けるのであれば、第二センサ部材１２０ｂは、逆回転する第二回転翼１０３ｂの回転によって生じる風の影響を受けることとなる。このため、第一センサ部材１２０ａの測定値と、第二センサ部材１２０ｂの測定値の平均をとる等することで、回転翼１０３の回転によって生じる風の影響を実質的に受けることなく、測定が可能となる

【0070】

次に第４実施形態のマルチコプター３０１について説明する。
上記した実施形態では、センサ用アーム部１２１が機器載置部１０から延設される例について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、図５（ｂ）で示されるように、センサ用アーム部１２１は、回転翼１０３を支持するリブ部１２の先端部分から外側に向かって延設されてもよい。なお、本実施形態では、センサ用アーム部１２１と、センサ用アーム部１２１の基端側と連続するリブ部１２とが、平面視において直線状に延びている。また、対となる２つのセンサ用アーム部１２１は、平面視において、間に機器載置部１０と２つのリブ部１２を挟んで両側に配され、互いに逆向きに延びている。
さらにまた、本実施形態も、平面視で、第一センサ部材１２０ａから最も近接する回転翼１０３（第一回転翼１０３ａ）までの距離と、第二センサ部材１２０ｂから最も近接する回転翼１０３（第二回転翼１０３ｂ）までの距離とが同一又は略同一である。

【0071】

次に、第５実施形態及び第６実施形態のマルチコプター４０１，５０１について説明する。上記した各実施形態では、センサ用アーム部２１が直線状に延びている例について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、図６で示されるように、センサ用アーム部４２１，５２１は、一部に屈曲部分を有し、屈曲しつつ延びるものであってもよい。同様に、一部に湾曲部分を有し、適宜湾曲しつつ延びるもの（図示しない）であってもよい。

【0072】

また、第５実施形態のマルチコプター４０１のように、センサ用アーム部４２１の先端側が基端側よりも上方に位置していてもよい。すなわち、センサ部材２０の一部がいずれかの回転翼３から水平方向に離れた位置に配されたものに限らず、センサ部材２０の全体が、いずれの回転翼３よりも高位置に配されていてもよい。つまり、センサ部材２０は、回転翼３から水平方向に離れ、且つ、上方に離れた位置に配されていてもよい。
同様に、第６実施形態のマルチコプター５０１のように、センサ用アーム部５２１の先端側が基端側よりも下方に位置していてもよい。すなわち、センサ部材２０の全体が、いずれの回転翼３よりも低位置に配されていてもよい。つまり、センサ部材２０は、回転翼３から水平方向に離れ、且つ、下方に離れた位置に配されていてもよい。

【0073】

次に、第７実施形態のマルチコプター６０１について説明する。上記した実施形態では、対となる２つのセンサ用アーム部２１や、対となるセンサ用アーム部２１及び重量体用アーム部２３を同一又は略同一の長さとした例について説明した。また、対応するセンサ部材２０と錘部材２２を同一又は略同一の重量とした例について説明した。さらに、対となる第一センサ部材１２０ａと第二センサ部材１２０ｂを同一又は略同一の重量とした例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限るものではない。

【0074】

例えば、図７で示されるように、対となるセンサ用アーム部６２１と重量体用アーム部６２３の長さが異なっていてもよい。同様に、センサ部材２０と錘部材６２２（重量体）の重さが異なっていてもよい。本実施形態では、センサ用アーム部６２１が重量体用アーム部６２３と比べて長くなっている。すなわち、センサ用アーム部６２１の水平方向への張り出し長さがより長くなっており、本体部２の重心Ｇ１からセンサ部材２０までの距離が、本体部２の重心Ｇ１から錘部材６２２のまでの距離よりも長くなっている。そして、錘部材６２２がセンサ部材２０より重くなっている。

【0075】

すなわち、対となる一つのセンサ部材２０と一つの重量体（他のセンサ部材や錘部材）とは、それぞれの自重によって生じるモーメントが実質的に相殺されればよい。したがって、図７とは逆に、錘部材６２２がセンサ部材２０より軽くてもよく、センサ用アーム部６２１が重量体用アーム部６２３よりも短くてもよい。
つまり、対となるセンサ部材及び重量体と、これらをそれぞれ支持する支持部材（センサ用アーム部、重量体用アーム部）とは、飛行時の姿勢に実質的に影響を及ぼさないように設けられればよい。なお、錘部材６２２をセンサ部材２０より重くすると、マルチコプター６０１の総重量（全体重量）が重くなってしまう可能性がある。すなわち、マルチコプター６０１の総重量がなるべく軽くなるように、モーメントを実質的に相殺することが好ましい。

【0076】

次に、第８実施形態、第９実施形態のマルチコプター７０１、８０１について説明する。上記した実施形態では、対となる（対応付けられた）センサ部材及び重量体のそれぞれの数を同数とした例（一対一で対応させた例）について説明した。また、それらを支持する支持部材の数を同数とした例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限るものではない。

【0077】

例えば、図８（ａ）で示される第８実施形態のマルチコプター７０１のように、一つのセンサ部材２０に対応する重量体（錘部材７２２）が複数であってもよい。また、複数の重量体は、図８（ａ）のように複数（図８では２つ）の錘部材７２２であってもよく、複数のセンサ部材であってもよく（図示しない）、センサ部材と錘部材が混在していてもよい（図示しない）。つまり、複数の重量体に属するそれぞれの重量体は、センサ部材、錘部材のいずれかであればよい。
このとき、センサ部材２０を支持するセンサ用アーム部７２１に対応する支持部材は、複数の重量体用アーム部７２３となる。

【0078】

この他、例えば、図８（ｂ）で示されるように、一つの支持部材（重量体用アーム部８２３）に複数の重量体（錘部材７２２）を取り付けてもよい。すなわち、一つの支持部材に取り付けられるセンサ部材や重量体は、複数であってもよい。

【0079】

さらに、平面視における一方側（例えば、図８（ａ）の左側）に複数のセンサ部材２０を配し、その逆側（例えば、図８（ａ）の右側）に複数の重量体を配してもよい。この他、平面視における一方側に複数のセンサ部材２０を配し、その逆側に一つの重量体を配してもよい。

【0080】

また、重量体は、錘部材に限らず、重量体用アーム部の一部であってもよい。例えば、先端側に塊状の部分を有する重量体用アーム部を形成し、重量体用アーム部の先端側の一部を重量体としてもよい。重量体と重量体用アーム部は一体（一体不可分）であってもよい。この他、重量体は、バッテリー等のマルチコプターを動作させるための部材や、マルチコプターの本体部の一部（例えばリブ部等の一部）であってもよい。

【0081】

また、本発明のマルチコプターの回転翼には、上記した各実施形態のように一つのプロペラからなる回転翼３，１０３を採用する他、図９で示されるように、二重反転プロペラと称されるプロペラ（所謂コアキシャル型のプロペラ）からなる回転翼２０３を採用してもよい。すなわち、回転翼２０３は、２つのプロペラを同軸に配置し、各プロペラを相互に逆方向に回転させるものである。

【符号の説明】

【0082】

１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１ マルチコプター
２ 本体部
３，１０３，２０３ 回転翼
２０ センサ部材（第一センサ部材）
２１，１２１，４２１，５２１，６２１，７２１ センサ用アーム部
２２，６２２，７２２ 錘部材（重量体）
２３，６２３，７２３，８２３ 重量体用アーム部
１０３ａ 第一回転翼
１０３ｂ 第二回転翼
１２０ センサ部材
１２０ａ 第一センサ部材
１２０ｂ 第二センサ部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】