飛行体

本開示は、複数のロータユニットを備えた飛行体に関する。

特許文献1には、それぞれがプロペラを有する複数のロータユニットを備えた飛行体が開示されている。特許文献1に記載されるような飛行体は、マルチコプター又はドローンと呼ばれている。

特開2011−046355号公報

本開示は、接触時に受ける影響を低減することにより飛行の安定性を向上し且つ複数のロータユニットを備えながらもその運搬性を向上する飛行体を提供する。

本開示における飛行体は、プロペラと、前記プロペラを駆動するモータとをそれぞれが有する複数のロータユニットと、前記複数のロータユニットに配置される複数の緩衝体と、前記複数のロータユニットが取り付けられる本体とを備え、前記複数のロータユニット及び前記複数の緩衝体は、前記本体に着脱可能である。

本開示における飛行体によれば、接触時における飛行の安定性を向上し且つ複数のロータユニットを備えながらもその運搬性を向上することが可能になる。

図1は、実施の形態1に係る飛行体を斜め上方から見た斜視図である。

図2は、図1の飛行体を上方から見た平面図である。

図3は、図2の飛行体のIII−III線に沿った断面側面図である。

図4は、図2の飛行体の4つのロータユニットのうちの第1のタイプのロータユニットを拡大して示す斜視図である。

図5は、図2の飛行体の4つのロータユニットのうちの第2のタイプのロータユニットを拡大して示す斜視図である。

図6は、実施の形態1に係る飛行体の構成要素のブロック図である。

図7は、図1の飛行体を分離して形成される5つの構成ユニットが積み重ねられた状態を示す斜視図である。

図8は、図7の積み重ねられた5つの構成ユニットを上方から見た平面図である。

図9は、図3の第一アーム部分と第二アーム部分との連結部分を拡大して示す斜視図である。

図10は、図3の第一アーム部分と第二アーム部分との連結部分の別例を図9と同様に示す斜視図である。

図11は、図3の第一アーム部分と第二アーム部分との連結部分のさらなる別例を図9と同様に示す斜視図である。

図12は、実施の形態2に係る飛行体を、図2と同様に示す平面図である。

図13は、図12の飛行体のXIII−XIII線に沿った断面側面図である。

図14は、実施の形態3に係る飛行体を、図3と同様に示す断面側面図である。

図15は、実施の形態3に係る飛行体の構成要素のブロック図である。

図16は、実施の形態1に係る飛行体の変形例を図3と同様に示す断面側面図である。

図17は、実施の形態に係る飛行体の別の変形例を図1と同様に示す斜視図である。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。また、以下の実施の形態の説明において、略平行、略直交のような「略」を伴った表現が、用いられる場合がある。例えば、略平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。他の「略」を伴った表現についても同様である。なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

[実施の形態1] [1−1.飛行体の構成] [1−1−1.飛行体の全体構成] 以下、図1〜図3を参照しつつ、実施の形態1に係る飛行体100の全体構成を説明する。なお、図1は、実施の形態1に係る飛行体100を斜め上方から見た斜視図である。図2は、図1の飛行体100を上方から見た平面図である。図3は、図2の飛行体100のIII−III線に沿った断面側面図である。なお、飛行体100の上方とは、飛行体100が通常の飛行姿勢にあるときの飛行体100の上方を意味する。

図1〜図3を参照すると、本実施の形態に係る飛行体100は、フレーム10と、フレーム10に設けられた4つのロータユニット20と、各ロータユニット20に取り付けられた緩衝体である中空のバルーン30とを備えている。本実施の形態では、飛行体100は、飛行体100から離れて位置する操縦器101と無線通信し、操縦器101から送信される指令信号に従って動作するが、これに限定されない。フレーム10は、両端が閉鎖された円筒状のフレーム本体11と、4つの中空棒状のアーム12とを備えている。4つのアーム12は、フレーム本体11の円筒状の側壁11aの外周面からその径方向外側に放射状に延びる。4つのアーム12は、フレーム本体11の側壁11aの外周方向に沿って略等間隔に配置され、十字状の平面形状を形成している。なお、平面形状とは、円筒状のフレーム本体11の軸方向で飛行体100を見たときの形状である。4つのアーム12のそれぞれの先端に、4つのロータユニット20が取り付けられている。これにより、4つのロータユニット20は、フレーム本体11を中心とする略90°の中心角を互いの間に形成するように配置される。なお、4つのロータユニット20の配置は、上記配置に限定されない。ここで、フレーム10は、飛行体の本体の一例である。

各ロータユニット20は、プロペラ21と、プロペラ21を回転駆動するモータ22と、モータ22をその内側で支持する円筒状のロータフレーム23とを備えている。各ロータフレーム23が各アーム12に固定されている。4つのロータユニット20は、それぞれのプロペラ21の回転面が同様の向きに向くように、つまり、それぞれのプロペラ21の回転軸が互いに略平行となるように、配置されている。各ロータフレーム23の円筒状の外周面23a上には、バルーン30が、この外周面23aを囲むようにして取り付けられている。バルーン30は、膨張及び収縮可能な袋状体の構成を有している。バルーン30は、内部にガスが充填されることによって膨張し、直方体状の外形を形成する。膨張状態の各バルーン30は、同等の外形及び外形寸法を有している。

[1−1−2.ロータユニット] 図1、図2、図4及び図5を参照して、ロータユニット20の構成を説明する。なお、図4は、図2の飛行体100の4つのロータユニット20のうちの第1のタイプのロータユニット201を拡大して示す斜視図である。図5は、図2の飛行体100の4つのロータユニット20のうちの第2のタイプのロータユニット202を拡大して示す斜視図である。

図1、図2、図4及び図5を参照すると、4つのロータユニット20は、第1のタイプのロータユニットである2つの第一ロータユニット201と、第2のタイプのロータユニットである2つの第二ロータユニット202とから構成されている。図2に特に示すように、第一ロータユニット201と第二ロータユニット202とは、フレーム本体11の側壁11aの外周に沿って、交互に配置されている。つまり、フレーム10の4つのアーム12のうちのフレーム本体11を挟んで対向する位置にある2つのアーム121及び123に、第一ロータユニット201が設けられている。さらに、4つのアーム12のうちのフレーム本体11を挟んで別の位置で対向する位置にある2つのアーム122及び124に、第二ロータユニット202が設けられている。なお、図2に示すように、アーム121、122、123及び124は、フレーム本体11を中心とする時計回りの方向に、この順序で配置されている。

図4及び図5に示すように、第一ロータユニット201と第二ロータユニット202とは、それぞれのプロペラ21の構成を除き、同様の構成を有している。ロータユニット201及び202のロータフレーム23はいずれも、軸方向に扁平な円筒部23bと、円筒部23bの内周面から径方向内側に向かって延びる複数の棒状の支持アーム23cとを一体的に有している。なお、本実施の形態では、3つの支持アーム23cが設けられているが、支持アーム23cの数量はこれに限定されない。ロータユニット201及び202のモータ22はいずれも、円筒部23bの内部に配置され、支持アーム23cによって円筒部23bの軸心位置で支持され、それにより円筒部23bに固定されている。また、ロータユニット201及び202の円筒部23bの外周面は、外周面23aを構成し、外周面23a上に、アーム12の端部が接合されている。

第一ロータユニット201のモータ22の回転駆動軸には、プロペラ21のうちの第1のタイプのプロペラである第一プロペラ211が取り付けられている。第二ロータユニット202のモータ22の回転駆動軸には、プロペラ21のうちの第2のタイプのプロペラである第二プロペラ212が取り付けられている。第一プロペラ211及び第二プロペラ212はいずれも、それぞれの回転軸を円筒部23bの軸方向に沿う向きにした状態で、円筒部23bに設置されている。第一プロペラ211及び第二プロペラ212はいずれも、飛行体100が通常の飛行姿勢にあるとき、モータ22の上方に位置するように配置されている。本実施の形態では、第一プロペラ211及び第二プロペラ212はいずれも、2枚羽根のプロペラである。なお、第一プロペラ211及び第二プロペラ212の羽根つまりブレードの数量は、2つに限定されない。

また、第一プロペラ211のブレードの捩れの方向と、第二プロペラ212のブレードの捩れの方向とが、互いに逆方向となっている。つまり、第一プロペラ211のブレードと、第二プロペラ212のブレードとは、互いに反転した構成となっている。このため、図2において時計回りの方向に第一プロペラ211及び第二プロペラ212が回転すると、第一プロペラ211は上方への推力を生じ、第二プロペラ212は下方への推力を生じる。同様に、反時計回りの方向に第一プロペラ211及び第二プロペラ212が回転すると、第一プロペラ211が下方への推力を生じ、第二プロペラ212が上方への推力を生じる。

上述のような第一ロータユニット201及び第二ロータユニット202では、飛行体100を上昇させる場合も下降させる場合も、第一プロペラ211と第二プロペラ212とが互いに逆方向に回転される。これにより、第一プロペラ211が回転駆動される際にフレーム10に与えるカウンタートルクと、第二プロペラ212が回転駆動される際にフレーム10に与えるカウンタートルクとが、相殺される。

なお、本実施の形態では、各ロータユニット20のモータ22の回転駆動軸に、1つのプロペラ21が配置されているが、2つ以上のプロペラ21が配置されてもよい。モータ22の回転駆動軸に2つのプロペラ21が配置される場合、2つのプロペラ21は互いに逆回転するように構成されていてもよい。つまり、2つのプロペラ21は、二重反転プロペラを構成してもよい。この場合、2つのプロペラ21がロータフレーム23に与えるカウンタートルクが互いに相殺される。

[1−1−3.バルーン] バルーン30の構成を説明する。図1〜図3を参照すると、飛行体100の各ロータユニット20のロータフレーム23に取り付けられたバルーン30は、袋状の構造を有しており、その内部に、密閉された空間である気室30bを形成している。気室30bが膨張又は収縮して容積を変化させることによって、バルーン30は、膨張又は収縮する。つまり、気室30b及びバルーン30は一緒に膨張及び収縮する。各バルーン30は、ロータフレーム23の外周面23a上で、外周面23aを全周にわたって囲むように配置されている。

各バルーン30の気室30b内には、ガスが注入されておりバルーン30を膨張させている。注入されるガスは、気化状態であってもよく、気液混合状態であってもよい。注入されるガスには、ヘリウムガス等の空気よりも小さい比重のガスが用いられる。これにより、各バルーン30は、フレーム10つまり飛行体100に空気中での浮力を与える。その結果、飛行体100の飛行時におけるロータユニット20のモータ22に要求される出力が低減する。しかしながら、ガスの種類は、上述に限定されるわけでなく、例えば、バルーン30による空気中での浮力が要求されない場合では、ガスは、空気であってもよく、炭酸ガス等の空気よりも大きい比重のガスであってもよい。この場合、バルーン30は、後述するようなクッション性を有する飛行体100の緩衝体として機能し得る。

バルーン30は、可撓性を有するシート状の材料によって形成される。例えば、バルーン30は、塩化ビニル等で構成される柔軟なシート状の材料によって形成されてもよい。上述のようなバルーン30を形成するシート状の材料として、不織布が用いられてもよい。さらに、バルーン30は、ポリウレタン等で構成される弾性を有するシート状の材料によって形成されてもよい。さらにまた、バルーン30は、ゴム等で構成される伸縮性に富むシート状の材料によって形成されてもよい。上述のようなシート状の材料によって形成され且つ注入されたガスによって膨張しているバルーン30は、クッション性を有し、飛行体100の緩衝体として機能し得る。

本実施の形態では、ガスの注入を受けて膨張状態にある各バルーン30は、扁平な直方体状の外形を有している。各バルーン30では、円筒状の貫通孔30aが、バルーン30を貫通して形成されている。貫通孔30aは、互いに対向する位置にある2つの表面30c及び30dそれぞれでの開口端30aa及び30abで開口している。2つの表面30c及び30dは、バルーン30を扁平にする方向に位置している。なお、このような表面30c及び30d間の距離は、互いに対向する位置にある2つの表面によって形成される他の2対の表面それぞれにおける表面間の距離よりも小さい。バルーン30の気室30bは、貫通孔30aを周方向に囲む1つの連続した空間を、シート状の材料の内側に形成している。

貫通孔30aは、ロータユニット20のロータフレーム23の外径に整合する内径を有している。そして、ロータユニット20の全体が貫通孔30a内に位置し、ロータユニット20は、そのプロペラ21の回転軸及びモータ22の回転駆動軸を貫通孔30aの軸方向に沿う向きにして、配置されている。つまり、ロータユニット20の側方全体は、円筒状のロータフレーム23の軸方向の高さである上下方向の高さに関して、ロータフレーム23を上下に超える領域にわたって、バルーン30によって覆われている。フレーム10のアーム12は、貫通孔30aの内周壁面からバルーン30を貫通してバルーン30の外部に延びる。ロータフレーム23及びアーム12とバルーン30の気室30bとは、バルーン30を形成するシート状の材料によって隔てられている。

上述のように、貫通孔30aは、開口端30aa及び30abで開放し且つ内側にロータユニット20を含む。このような貫通孔30aは、バルーン30におけるロータユニット20の通気孔を構成している。ロータユニット20のプロペラ21が回転することによって、貫通孔30a及びロータユニット20を通過する空気の流れが、形成される。この空気の流れは、貫通孔30aの外部から開口端30aa又は30abを通って貫通孔30aに流入し、さらに貫通孔30a及びロータユニット20を通過し、その後、開口端30ab又は30aaを通って貫通孔30aの外部に流出する流れである。このため、ロータユニット20は、プロペラ21が回転したときに、貫通孔30aの一方の開口端30aaから他方の開口端30abに向かう方向又はその反対方向の推力を、飛行体100に与えることができる。飛行体100の通常飛行時、開口端30aaは、貫通孔30aの下方の端部に位置し、開口端30abは、貫通孔30aの上方の端部に位置する。

なお、膨張状態のバルーン30の外形は、略直方体に限定されるものでない。膨張状態のバルーン30の外形は、例えば、球体、楕円体、柱状体、多面体若しくはドーナツ形状であってもよく、球体、楕円体、柱状体、多面体及びドーナツ形状のうちの少なくとも2つの組み合わせであってもよく、その他のいかなる形状であってもよい。膨張状態のバルーン30の外形は、空気抵抗を低くする滑らかな面によって形成されてもよい。さらに、バルーン30は、ロータフレーム23の外周面23aを全周にわたって囲む形状を有していなくてもよく、外周面23aの一部に沿う形状を有していてもよい。又は、バルーン30は、ロータフレーム23を覆わず、ロータユニット20に直接的又は間接的に取り付けられる又は配置されてもよい。

[1−1−4.フレーム及びその搭載要素] 図1〜図3及び図6を参照して、飛行体100のフレーム10及びフレーム10に搭載される構成要素の構成を説明する。なお、図6は、実施の形態1に係る飛行体100の構成要素のブロック図である。

図1〜図3及び図6を参照すると、フレーム10は、フレーム本体11と、フレーム本体11の側壁11aから放射状に延びる4つの中空棒状のアーム12とを備えている。フレーム本体11及びアーム12を含むフレーム10の構成要素は、いかなる材料で構成されていてもよい。フレーム本体11の内部には、制御器41、バッテリ42及び姿勢検出センサ43が搭載されている。さらに、フレーム本体11の端壁11bには、無線用通信器44及びGPS(Global Positioning System)用通信器45が設けられている。フレーム本体11の端壁11cは、その外面上に、カメラ46のジンバル雲台47が取り付けられている。端壁11b及び11cは、フレーム本体11の円筒状の側壁11aの両端を閉鎖する2つの円板状の端壁である。飛行体100は、通常、端壁11bを上方とし端壁11cを下方として、飛行する。

バッテリ42は、充放電可能な二次電池であり、飛行体100の電力源である。バッテリ42は、リチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、キャパシタ等のいかなる二次電池であってもよい。飛行体100の電力源として、バッテリ42の代わりに、乾電池などの一次電池等のいかなる電池が用いられてもよい。

姿勢検出センサ43は、フレーム10の姿勢つまり飛行体100の姿勢を検出する。姿勢検出センサ43は、角加速度センサ及び3軸ジャイロセンサ(3軸角速度センサとも呼ぶ)等によって構成される。姿勢検出センサ43が検知する3軸加速度及び3軸角速度等に基づき、制御器41が、フレーム10つまり飛行体100の姿勢、進行方向及び進行速度等を検出する。

GPS用通信器45は、人工衛星から受信する電波を利用して飛行体100の平面位置及び高度を含む位置情報を検出する。なお、平面位置は、地球の海面に沿った位置である。GPS用通信器45は、検出した位置情報をリアルタイムに制御器41に送る。GPS用通信器45は、衛星通信を介して操縦器101と無線通信を行うように構成されてもよい。

無線用通信器44は、操縦器101と無線通信を行う。無線用通信器44は、通信インタフェースを含む通信回路であってもよい。また、無線用通信器44は、操縦器101との通信のための機能だけでなく、第3世代移動通信システム(3G)、第4世代移動通信システム(4G)、又はLTE(登録商標)等のような移動通信システムで利用されるモバイル通信規格の通信のための機能も備えてもよい。この場合、無線用通信器44は、飛行体100の操縦者等の通信端末と通信を行ってもよい。通信端末は、携帯電話、スマートフォン、スマートウォッチ、タブレット、小型パーソナルコンピュータ等であってもよい。

カメラ46には、撮像画像をデジタルデータとして記録するデジタルカメラ及びデジタルビデオカメラ等が用いられ得る。ジンバル雲台47は、カメラ46の向きを自在に変化させつつカメラ46を支持する。ジンバル雲台47は、その可動部分がモータ、アクチュエータ等の電気的な駆動装置によって駆動されるように構成されてもよい。

また、フレーム10には、照明灯、LED(Light Emitting Diode)素子などを含む発光体、プロジェクタ、スピーカ、マイク、各種計測機器等の種々の機器が搭載されてもよい。照明灯は、飛行体100の周囲を照明するために使用され得る。発光体は、夜間、暗所等で飛行体100の位置を周囲に示すために使用され得る。プロジェクタは、バルーン30が半透明又は透明な材料から形成される場合等に、膨らんだバルーン30に映像を投影し得る。スピーカは、飛行体100の周囲に音、音声等を発する。マイクは、飛行体100の周囲から集音し得る。

制御器41は、飛行体100の各構成要素を制御するためのものである。制御器41は、制御機能を備えるものであればよく、どのように実現されてもよい。制御器41は、例えば、マイクロコンピュータを有する回路などを含む電子制御ユニット等の専用のハードウェアで構成されてもよい。また例えば、制御器41は、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。この場合、制御器41は、例えば、演算処理部(図示せず)と、制御プログラムを記憶する記憶部(図示せず)とを備えてもよい。演算処理部としては、MPU(Micro Processing Unit)、CPU(Central Processing Unit)などが例示される。記憶部としては、メモリなどが例示される。なお、制御器41は、集中制御を行う単独の制御器で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御器で構成されていてもよい。

制御器41は、ロータユニット20のモータ22、バッテリ42、姿勢検出センサ43、無線用通信器44及びGPS用通信器45等の飛行体100の搭載機器の制御を行うように構成されている。さらに、制御器41は、ジンバル雲台47に搭載されたカメラ46を制御するようにも構成されてもよい。

制御器41は、バッテリ42の電力を使用した、飛行体100の電気的な構成要素それぞれへの電力供給を制御する。制御器41は、電力系統等の飛行体100の外部の電源の電力を使用したバッテリ42の充電も制御する。制御器41は、バッテリ42の充電を制御するコンバータを備えてもよく、バッテリ42の放電を制御するインバータを備えてもよい。

さらに、制御器41は、姿勢検出センサ43から取得する情報に基づき飛行体100の姿勢、進行方向及び進行速度等を検出する。制御器41は、検出した飛行体100の姿勢、進行方向及び進行速度等に基づき、飛行体100の動作が操縦器101から受信する指令信号に従うように、4つのロータユニット20のモータ22の動作を制御する。制御器41等と各ロータユニット20のモータ22とを接続する電力及び通信用配線50(図3参照)が、フレーム10の中空の各アーム12内を通って配設される。

制御器41は、GPS用通信器45からリアルタイムに受け取る飛行体100の平面位置及び高度を含む位置情報を、無線用通信器44を使用した無線通信又はGPS用通信器45を使用した衛星通信を介して、リアルタイムに又は適宜に操縦器101に送信する。操縦器101は、無線用通信器44を使用した無線通信だけでなく、衛星通信を行うことができるように構成されてもよい。また、制御器41は、飛行体100の位置情報を、飛行体100の操縦者等の通信端末に送信してもよい。

操縦器101は、飛行体100の飛行目的地の入力が可能であるように構成されており、入力された飛行目的地の平面位置及び高度を含む位置情報を、飛行体100の制御器41に送信する。制御器41は、受信した飛行目的地の位置情報と飛行体100のリアルタイムな位置情報とに基づき、飛行目的地にまで飛行体100を自動で飛行させる制御を実施し得る。

また、制御器41は、カメラ46と接続された場合に、カメラ46の動作を制御する。さらに、制御器41は、ジンバル雲台47の可動部分が電気的な駆動装置によって駆動される場合、この電気的な駆動装置を制御することによって、ジンバル雲台47の動作も制御してもよい。このとき、制御器41は、操縦器101から受信するカメラ46の動作及びジンバル雲台47の動作に関する指令に従い、カメラ46及びジンバル雲台47の動作を制御してもよい。

フレーム10の各アーム12は、その長手方向である軸方向に2つに分離可能であるように構成されている。具体的には、各アーム12は、フレーム10のフレーム本体11と一体化されている中空棒状の第一アーム部分12aと、ロータユニット20のロータフレーム23と一体化されている中空棒状の第二アーム部分12bとに分離可能である。第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとは、それぞれの端部12aa及び12ba(図3参照)で同軸上に一列に並ぶかたちで連結される。第一アーム部分12aの端部12aaと第二アーム部分12bの端部12baとの接続部を構成する連結部分13(図3参照)は、第一アーム部分12a及び第二アーム部分12bの連結及び分離が自在であるように構成されている。

図2及び図3に示すように、連結部分13は、バルーン30内に位置する。具体的には、連結部分13における端部12aaと端部12baとの境界が、バルーン30内に位置する。そして、第二アーム部分12bの全体が、バルーン30に形成された側方貫通孔30e内に位置する、つまりバルーン30の内部に位置する。なお、側方貫通孔30eは、貫通孔30aからその軸方向と略垂直な方向に延びてバルーン30を貫通する。本実施の形態では、側方貫通孔30eは、バルーン30における表面30c及び30dの間の4つの側面30f、30g、30h及び30iによって形成される4つの角部のうちの1つの角部で開口している。なお、連結部分13の位置は、上記位置に限定されるものでない。例えば、アーム12は、第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとに分離されずに、アーム12がロータユニット20のロータフレーム23に直接接続される位置に連結部分13が配置されるように構成されてもよい。

図2及び図7に示すように、上述のような飛行体100では、連結部分13で互いに連結及び分離が自在である5つの構成ユニット100a、100b、100c、100d及び100eが、形成される。なお、図7は、図1の飛行体100を分離して形成される5つの構成ユニット100a、100b、100c、100d及び100eが積み重ねられた状態を示す斜視図である。図7では、下方から上方に向かって、構成ユニット100a、100b、100c、100d及び100eの順序で、積み重ねが実施されている。

第一構成ユニット100aは、1つのロータユニット20と、このロータユニット20のバルーン30及び第二アーム部分12bとを含む。第一構成ユニット100aの第二アーム部分12bは、4つのアーム12のうちの図2に示すアーム121を構成する。

第二構成ユニット100bは、1つのロータユニット20と、このロータユニット20のバルーン30及び第二アーム部分12bとを含む。第二構成ユニット100bの第二アーム部分12bは、4つのアーム12のうちの図2に示すアーム122を構成する。

第三構成ユニット100cは、1つのロータユニット20と、このロータユニット20のバルーン30及び第二アーム部分12bとを含む。第三構成ユニット100cの第二アーム部分12bは、4つのアーム12のうちの図2に示すアーム123を構成する。

第四構成ユニット100dは、1つのロータユニット20と、このロータユニット20のバルーン30及び第二アーム部分12bとを含む。第四構成ユニット100dの第二アーム部分12bは、4つのアーム12のうちの図2に示すアーム124を構成する。

第五構成ユニット100eは、フレーム10のフレーム本体11と4つの第一アーム部分12aとを含む。ここで、構成ユニット100a、100b、100c及び100dは、第一ユニットの一例であり、構成ユニット100eは、第二ユニットの一例である。

図7及び図8を参照すると、本実施の形態では、構成ユニット100a、100b、100c及び100dそれぞれにおいて、バルーン30から第二アーム部分12bが突出していない。このため、構成ユニット100a、100b、100c及び100dの輪郭は、それぞれのバルーン30の輪郭に一致する。なお、図8は、図7の積み重ねられた5つの構成ユニット100a、100b、100c、100d及び100eを、上方からつまり構成ユニット100eから構成ユニット100aに向かって見た平面図である。

構成ユニット100eは、バルーン30の表面30c又は30d上に置かれたとき、バルーン30の輪郭内に収まるような形状及び寸法を有している。つまり、表面30c又は30dからその上に置かれた構成ユニット100eを見たとき、構成ユニット100eの4つの第一アーム部分12aが、側面30f、30g、30h及び30iによって形成されるバルーン30の輪郭内に収まることができる。具体的には、本実施の形態では、4つの第一アーム部分12aをそれぞれ、側面30f、30g、30h及び30iによって形成されるバルーン30の4つの角部に位置させるように、構成ユニット100eが表面30c又は30d上に置かれたとき、構成ユニット100eはバルーン30の輪郭内に収まる。

よって、全ての構成ユニット100a、100b、100c、100d及び100eは、表面30cから表面30dに向かって見たときに1つのバルーン30の輪郭内に収まるように、バルーン30の表面30c又は30d上に載せて一列に積み重ねられることができる。これにより、構成ユニット100a、100b、100c、100d及び100eの運搬、保管等の際、構成ユニット100a、100b、100c、100d及び100eの占有面積が低減する。また、構成ユニット100a、100b、100c、100d及び100eの全てを収容する容器の小型化も可能になる。

さらに、図3及び図9を参照して、第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとの連結部分13の構成の詳細を説明する。なお、図9は、図3の第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとの連結部分13を拡大して示す斜視図である。本実施の形態では、連結部分13は、円筒状の第一アーム部分12aの端部12aaが、円筒状の第二アーム部分12bの端部12ba内に嵌合するように構成されている。さらに、連結部分13は、第一コネクタ51及び第二コネクタ52を含む。第一コネクタ51は、第一アーム部分12aの端部12aaの内部に埋め込まれ、第二コネクタ52は、第二アーム部分12bの端部12baの内部に埋め込まれている。第一コネクタ51は、制御器41等から第一アーム部分12a内を通って延びる電力及び通信用配線50と接続されている。第二コネクタ52は、ロータユニット20のモータ22から第二アーム部分12b内を通って延びる電力及び通信用配線50と接続されている。第一コネクタ51及び第二コネクタ52は、互いに物理的に接続されると、それぞれに接続されている電力及び通信用配線50を互いに電気的に接続する。そして、第一コネクタ51と第二コネクタ52とは、第一アーム部分12aの端部12aaを第二アーム部分12bの端部12ba内に嵌合する際に、互いに物理的に接続される。

図9に示すように、連結部分13は、第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとのスナップ嵌合構造を含む。第一アーム部分12aの端部12aaの先端部分には、段差を伴って縮径した円筒状の嵌入部12abが形成されている。嵌入部12abは、第二アーム部分12bの端部12baの内周面に整合する外周面を有している。さらに、1つの係止突起12acが、嵌入部12abの円筒状の外周面から突出して設けられている。係止突起12acは、嵌入部12abの外周面上で突出及び没入するように動作可能に設けられており、図示しない弾性部材の弾性力によって、突出するように付勢されている。係止突起12acは、例えば、嵌入部12abの先端である開口端に向かって突出高さを低くする楔状の形状を有している。

第二アーム部分12bの端部12baには、1つの係止穴12bcが、端部12baの円筒状の周囲壁を貫通して形成されている。係止穴12bcは、係止突起12acが係止穴12bc内に嵌合することができるような形状及び寸法で形成されている。係止穴12bcは、第一アーム部分12aの嵌入部12abが第二アーム部分12bの端部12baの内側に挿入され、嵌入部12abの根元の段差部分が端部12baと当接したときに係止突起12acと位置が整合するように、配置されている。

連結部分13での接続の際、第一アーム部分12aの嵌入部12abが、係止突起12acが第二アーム部分12bの端部12baの周囲壁によって押し引っ込められつつ、端部12baの内側に挿入される。さらに、嵌入部12abの根元の段差部分が端部12baに当接すると、係止突起12acが、係止穴12bcに突出して嵌合する。つまり、係止突起12acが、係止穴12bcにスナップ嵌合する。この結果、第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとは、嵌入部12abの嵌入方向である連結方向と嵌入部12abの外周方向である捩れ方向とで互いに固定され、連結される。上記連結過程において、第一コネクタ51と第二コネクタ52とが、互いに物理的に及び電気的に接続される。

各係止突起12acと各係止穴12bcとの嵌合によって、構成ユニット100a、100b、100c及び100dはそれぞれ、構成ユニット100eに対して、連結方向及び捩れ方向に固定されるだけでなく、アーム12の長手方向(つまり連結方向)とアーム12の外周方向(つまり捩れ方向)とで位置決めされる。位置決めされた構成ユニット100a、100b、100c及び100dそれぞれのロータユニット20のプロペラ21の回転軸は、互いに略平行に方向付けられると共に、フレーム10のフレーム本体11の円筒状の側壁11aの軸方向と略平行に方向付けられる。

また、係止穴12bcに嵌合している係止突起12acを押し込みつつ第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとを互いから引き離すことによって、第一アーム部分12a及び第二アーム部分12bの連結が解除される。同時に、第一コネクタ51と第二コネクタ52との接続も解除される。よって、連結部分13での接続が解除される。なお、第一アーム部分12aの嵌入部12ab及び係止突起12acが、第二アーム部分12bに配置され、第二アーム部分12bの係止穴12bcが、第一アーム部分12aに配置されてもよい。

図2及び図9を参照すると、前述したように、4つのロータユニット20は、互いに構成が異なる第一プロペラ211及び第二プロペラ212をそれぞれ有する第一ロータユニット201及び第二ロータユニット202から構成されている。この結果、4つのアーム12、つまり、アーム121、122、123及び124には、それぞれに対応する構成ユニット100a、100b、100c及び100dが配置される。この配置動作を容易にするために、構成ユニット100a、100b、100c及び100dの間において、係止突起12ac及び係止穴12bcの位置が、第一アーム部分12a及び第二アーム部分12bの外周方向で互いに異なっていてもよい。又は、係止突起12ac及び係止穴12bcの形状及び/若しくは寸法が、互いに異なっていてもよい。これにより、アーム121、122、123又は124と構成ユニット100a、100b、100c又は100dとが互いに非対応な状態で、第一アーム部分12a及び第二アーム部分12bが連結される場合、飛行体100に異常な状態が発生し得る。例えば、異常な状態とは、係止突起12acが係止穴12bcに嵌合しない、嵌合した場合でも連結部分13に大きいガタつきが生じる、嵌合後のロータユニット20のプロペラ21が所定の向きに向かない等の状態である。このため、当該対応の可否を容易に判別することができる。

また、第一アーム部分12a及び第二アーム部分12bにはそれぞれ、複数の係止突起12ac及び複数の係止穴12bcが配置されてもよい。さらに、構成ユニット100a、100b、100c及び100dの間において、係止突起12ac及び係止穴12bcの形状、寸法、数量、位置及び/又は配置ピッチが互いに異なっていてもよい。これにより、アーム121、122、123及び124のそれぞれに対応する構成ユニット100a、100b、100c及び100dの配置動作が容易になる。

また、連結部分13は、図10に示すような構成を有していてもよい。なお、図10は、図3の第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとの連結部分13の別例を図9と同様に示す斜視図である。図10に示すように、連結部分13は、第一アーム部分12aの帯状突起12adと第二アーム部分12bのスリット12bdとの嵌合構造を含む。第一アーム部分12aの嵌入部12abの外周面には、1つ以上の帯状突起12adが形成されて突出している。帯状突起12adは、嵌入部12abの軸方向を長手方向とする細長いリブを形成している。図10に示す例では、3つの帯状突起12adが、嵌入部12abの外周方向で互いに間隔をあけて配置されている。第二アーム部分12bの端部12baには、帯状突起12adと同数の細長いスリット12bdが、端部12baの周囲壁を貫通して形成されている。スリット12bdは、第二アーム部分12bの長手方向を長手方向として延在する。スリット12bdは、第一アーム部分12a及び第二アーム部分12bの連結時に帯状突起12adと対応する位置に配置され、対応する帯状突起12adが嵌合する形状及び寸法を有している。

連結部分13での接続の際、第一アーム部分12aの嵌入部12abが、各帯状突起12adを各スリット12bd内に挿入及び嵌合させつつ、第二アーム部分12bの端部12baの内側に、嵌入部12abの根元の段差部分が端部12baに当接するまで挿入される。この結果、スリット12bdに嵌合する帯状突起12adによって、第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとが、嵌入部12abの外周方向で互いに固定される。さらに、嵌入部12ab及び帯状突起12adと第二アーム部分12bの端部12baの周囲壁との間の摩擦力によって、第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとが、嵌入部12abの嵌入方向で互いに固定される。なお、嵌入方向での第一アーム部分12a及び第二アーム部分12bの固定を補強する部材が設けられてもよい。上述の連結では、帯状突起12adと第二アーム部分12bの端部12baとの係合面積が、図9の係止突起12acと端部12baとの係合面積より大きくすることができるため、捩れ強度が高くなる。また、第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとを互いから引き離すことによって、連結部分13での接続が解除される。

帯状突起12ad及びスリット12bdの形状、寸法、数量、位置及び/又は配置ピッチは、4つのアーム121、122、123及び124の間で異ならせてもよい。また、帯状突起12ad及びスリット12bdが、係止突起12ac及び係止穴12bcと組み合わせて設けられてもよい。

また、連結部分13は、図11に示すような構成を有していてもよい。なお、図11は、図3の第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとの連結部分13のさらなる別例を図9と同様に示す斜視図である。図11に示すように、連結部分13は、図10における嵌入部12abの嵌入方向での第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとの固定に、ねじ締結を適用する構造を含む。

第一アーム部分12aの嵌入部12abの根元において、環状の係止鍔12aeが、嵌入部12abの外周面から径方向外側に突出し且つこの外周面を囲んで形成されている。係止鍔12aeは、第一アーム部分12aの端部12aaよりも径方向外側に突出している。さらに、嵌入部12abの外周面上では、1つの帯状突起12adが、係止鍔12aeから嵌入部12abの開口端にわたって、図10に示す例と同様に形成されている。さらにまた、第一アーム部分12aには、袋ナットのような構成を有する有底円筒状の締結部材12afが、設けられている。第一アーム部分12aが貫通して通る締結部材12afの底部は、係止鍔12aeに関して嵌入部12abと反対側に位置し、締結部材12afの筒部は、端部12aaを囲みつつ、底部から嵌入部12abの開口端に向かって延在する。また、締結部材12afの筒部の内周面には、雌ねじが形成されている。第二アーム部分12bの端部12baには、1つのスリット12bdが、図10に示す例と同様に形成されている。さらに、端部12baの外周面上には、締結部材12afの雌ねじと螺合可能な雄ねじ12beが形成されている。

連結部分13での接続の際、第一アーム部分12aの嵌入部12abが、帯状突起12adをスリット12bd内に挿入及び嵌合させつつ、第二アーム部分12bの端部12baの内側に、係止鍔12aeが端部12baに当接するまで挿入される。さらに、締結部材12afが、その雌ねじを雄ねじ12beに螺合させ、ねじ締結の方向に回転される。これにより、締結部材12afの底部と第二アーム部分12bの端部12baとが、これらの間に係止鍔12aeを挟みつつ互いに引き付けられる。この結果、第二アーム部分12bは、嵌入部12abの挿入方向で係止鍔12aeつまり第一アーム部分12aに固定される。第二アーム部分12bがねじ結合を介して第一アーム部分12aに留め付けられるため、連結部分13の分離方向の強度が高くなる。さらに、スリット12bdに嵌合する帯状突起12adによって、第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとが、嵌入部12abの外周方向で互いに固定される。また、締結部材12afによるねじ結合を緩めることによって、連結部分13での接続が解除される。

帯状突起12ad及びスリット12bdの形状、寸法、数量、位置及び/又は配置ピッチは、アーム121、122、123及び124の間で異ならせてもよい。また、帯状突起12ad、スリット12bd、係止鍔12ae及び締結部材12afが、係止突起12ac及び係止穴12bcと組み合わせて設けられてもよい。また、図11に示される連結部分13において、帯状突起12ad及びスリット12bdが設けられない構成としてもよい。この場合、締結部材12afのねじ結合及び締め付けによる摩擦力によって、第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとが、嵌入部12abの嵌入方向及び外周方向で互いに固定され得る。

なお、連結部分13の構成は、上述で例示した構成に限定されるものでなく、いかなる構成であってよい。例えば、第一アーム部分12aの嵌入部12abを第二アーム部分12bの端部12ba内に圧入することによって、第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとが、互いの間の摩擦力を介して互いに固定及び連結されてもよい。又は、外周面に雄ねじが形成された第一アーム部分12aの嵌入部12abを、内周面に雌ねじが形成された第二アーム部分12bの端部12baにねじ締結することによって、第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとが互いに固定及び連結されてもよい。又は、図11に示すような連結部分13において、第一アーム部分12aに係止鍔12aeが設けられずに、喰い込み継ぎ手の構造が採用されてもよい。具体的には、第二アーム部分12bの端部12baの開口端付近におけるテーパー状に形成された内周面と第一アーム部分12aの嵌入部12abの外周面との間に筒状のカラーが挟み込まれる。なお、端部12baのテーパー状の内周面は、その開口端に向かって拡径する形状を有する。端部12baの雄ねじ12beに雌ねじを螺合させた締結部材12afをねじ締結の方向に回転することによって、テーパー状の内周面を有する端部12baの周囲壁がカラーを嵌入部12abに押圧し喰い込ませる。これにより、第一アーム部分12aと第二アーム部分12bとが連結され且つ互いに固定される。

又は、例えば、連結部分13の構成は、第一アーム部分12aの嵌入部12abを第二アーム部分12bの端部12baの内側に挿入する構成ではなく、第一アーム部分12aの端部12aaと第二アーム部分12bの端部12baとを突き合わせる構成であってもよい。この場合、端部12aaと端部12baとを固定する別の部材が設けられてもよい。さらに、突き合わせ部分で、端部12aaと端部12baとが嵌合してもよい。

[1−2.効果等] 上述したように、本開示に係る飛行体100は、プロペラ21と、プロペラ21を駆動するモータ22とをそれぞれが有する複数のロータユニット20と、複数のロータユニット20に配置される複数の緩衝体としてのバルーン30と、複数のロータユニット20が取り付けられるフレーム10とを備え、複数のロータユニット20及び複数のバルーン30は、フレーム10に着脱可能である。

上述の構成において、飛行体100は、緩衝体として複数のバルーン30を複数のロータユニット20に備えるため、飛行中に接触等を起こした場合、複数のバルーン30によってロータユニット20が受ける衝撃及び損傷を低減することができる。このため、飛行体100の飛行の安定性が向上する。さらに、飛行体100の運搬、格納等の際、複数のバルーン30及び複数のロータユニット20は、飛行体100のフレーム10から分離することができる。これにより、飛行体100の構成要素が占めるスペースの低減が可能になる。つまり、飛行体100の運搬性が向上する。

本開示に係る飛行体100では、緩衝体として内部にガスが充填されたバルーン30が用いられる。上述の構成において、ガスが充填されたバルーン30は、飛行体100の外部の物体と衝突した際、自身が変形することによって衝撃を緩和することができる。また、ガスが充填されたバルーン30は、自身を軽量にすることができるため、飛行体100の軽量化に貢献する。さらに、バルーン30に充填されるガスの比重が空気よりも小さい場合、バルーン30は、飛行体100に浮力を与える。よって、飛行体100の飛行の際にロータユニット20が消費するエネルギーの低減が可能になる。

本開示に係る飛行体100では、バルーン30は、ロータユニット20の上下方向の高さにわたって、ロータユニット20の側方を覆う。上述の構成において、飛行体100が飛行中に物体と接触する場合、ロータユニット20の上下方向の高さに亘ってロータユニット20の側方を覆うバルーン30は、自身が物体と接触し、ロータユニット20が物体と接触するのを効果的に抑える。また、バルーン30は、外部の物体又は人等がロータユニット20の側方からプロペラ21に至って接触し互いに損傷を受けることを、低減する。

本開示に係る飛行体100は、ロータユニット20とロータユニット20に配置されるバルーン30とをそれぞれ含む構成ユニット100a、100b、100c及び100dと、フレーム10を含む構成ユニット100eと、構成ユニット100a、100b、100c及び100dと構成ユニット100eとをそれぞれ接続する複数の連結部分13とを備える。上述の構成において、ロータユニット20とバルーン30との組を含む構成ユニット100a、100b、100c及び100dそれぞれが、1つのユニットとして取り扱われ、フレーム10を含む構成ユニット100eが、1つのユニットとして取り扱われる。そして、構成ユニット間で連結部分13による接続及び接続解除が行われる。よって、取り扱われる部品点数、つまり構成ユニット点数が低減するため、構成ユニット100a〜100eの組み立て及び分離が簡易になる。

本開示に係る飛行体100において、連結部分13は、バルーン30内に位置する。上述の構成において、構成ユニット100a、100b、100c及び100dでは、バルーン30からの連結部分13の突出が抑制される。これにより、構成ユニット100a、100b、100c及び100dそれぞれの外形は、ロータユニット20及びバルーン30によって実質的に形成され得る。よって、構成ユニット100a、100b、100c及び100dが占めるスペースの低減が可能になる。

本開示に係る飛行体100において、構成ユニット100a、100b、100c及び100dが分離されている構成ユニット100eの平面上での占有エリアは、構成ユニット100eから分離された構成ユニット100a、100b、100c及び100dそれぞれの平面上での占有エリアに含まれる形状及び寸法を有する。上述の構成において、構成ユニット100a、100b、100c及び100dと構成ユニット100eとを一列に積み重ねたとき、構成ユニット100eは、構成ユニット100a、100b、100c及び100dよりも側方に突出しないように配置されることができる。よって、積み重ねられた構成ユニット100a、100b、100c、100d及び100eが占めるスペースの低減が可能になる。

本開示に係る飛行体100において、複数の構成ユニット100a、100b、100c及び100dは、同等の外形及び外形寸法を有する。上述の構成において、構成ユニット100a、100b、100c及び100dは、一列に揃った状態で積み重ねられることができ、占有スペースの低減を可能にする。

本開示に係る飛行体100において、連結部分13では、構成ユニット100a、100b、100c及び100dそれぞれと構成ユニット100eとが物理的に且つ電気的に接続される。上述の構成において、連結部分13の連結動作のみによって、物理的な接続及び電気的な接続が確立されるため、接続動作が簡易になる。

[実施の形態2] 以下、図12及び図13を用いて、実施の形態2に係る飛行体200を説明する。なお、図12は、実施の形態2に係る飛行体200を、図2と同様に示す平面図である。図13は、図12の飛行体200のXIII−XIII線に沿った断面側面図である。以下の実施の形態の説明において、図1〜図11における参照符号と同一の符号の構成要素は、同一又は同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。さらに、既出の実施の形態と同様の点に関しては説明を省略する。

図12及び図13を参照すると、飛行体200は、実施の形態1に係る飛行体100において、主にフレーム10のフレーム本体11に緩衝体である第二バルーン230が設けられた構成を有している。第二バルーン230は、第一バルーンであるバルーン30と同様の材料によって形成されている。1つの第二バルーン230が、4つのアーム12を避けつつ、フレーム本体11の側壁11a及び端壁11cを外方から囲むようにして取り付けられている。第二バルーン230は、4つの第一バルーン30の間に位置している。膨張状態の第二バルーン230は、第一バルーン30と同様に、扁平な直方体状の外形を有している。フレーム本体11の端壁11bから端壁11cに向かう方向で見た第二バルーン230の輪郭は、表面30dから表面30cに向かう方向で見た第一バルーン30の輪郭に含まれる形状及び寸法を有している。

第二バルーン230には、フレーム本体11の端壁11cから延びる円筒状の孔230aが形成されている。孔230aは、フレーム本体11の円筒状の側壁11aの軸方向に沿って端壁11cから離れる方向へ延び、その先端で開口している。本実施の形態では、孔230aの内径は、端壁11cの径よりも小さく、これにより、第二バルーン230は、端壁11cを部分的に覆っている。しかしながら、孔230aの内径は、端壁11cの径と同等であってもよい。孔230aは、その内側にカメラ46及びジンバル雲台47が配置できるような形状及び寸法を有して形成されている。第二バルーン230の孔230aの軸方向は、第一バルーン30の貫通孔30aの軸方向に沿っている。

第二バルーン230は、フレーム本体11の側壁11a及び孔230aを周方向に囲む1つの連続した空間である気室230bを、シート状の材料の内側に形成している。本実施の形態では、第二バルーン230における孔230aが開口する表面230cが、第一バルーン30の表面30cと略面一に並ぶように、第二バルーン230は配置されている。これにより、第二バルーン230は、貫通孔30a及び孔230aの軸方向での緩衝作用を、第一バルーン30と共に生じ得る。フレーム10の4つのアーム12はそれぞれ、第二バルーン230の4つの側方孔230eを通って、第二バルーン230の外部に延びる。4つの側方孔230eは、フレーム本体11から側方に向かって、第二バルーン230を貫通して放射状に形成されている。

また、本実施の形態では、構成ユニット100eは、第二バルーン230、フレーム本体11及びアーム12の第一アーム部分12aを含む。構成ユニット100a、100b、100c、100d及び100eを一列に積み重ねた場合、構成ユニット100eは、構成ユニット100a、100b、100c及び100dよりも側方に突出しないように配置されることができる。

また、実施の形態2に係る飛行体200におけるその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、その説明を省略する。さらに、実施の形態2に係る飛行体200によると、実施の形態1に係る飛行体100と同様の効果が得られる。さらにまた、実施の形態2に係る飛行体200では、フレーム10に、第二バルーン230が設けられている。上述の構成において、ロータユニット20に第一バルーン30が設けられるだけでなく、フレーム10にも第二バルーン230が設けられるため、バルーン30及び230が飛行体100に与える浮力が増加する。さらに、バルーン30及び230によって、ロータユニット20だけでなくフレーム10も緩衝作用を受けることができる。

なお、実施の形態2に係る飛行体200では、バルーン30及び230の間に間隙があり、フレーム10のアーム12の一部が露出していたが、バルーン30及び230が互いに接触し、アーム12を露出させないように完全に覆ってもよい。この場合、飛行体200は、物体あるいは人等と接触した場合に、飛行体200のロータユニット20、フレーム10のフレーム本体11に加え、アーム12に対しても緩衝作用を受け、飛行体200と物体あるいは人等との双方に生じ得る損傷を低減することができる。

[実施の形態3] 以下、図2、図14及び図15を用いて、実施の形態3に係る飛行体を説明する。なお、図14は、実施の形態3に係る飛行体を、図3と同様に示す断面側面図である。図15は、実施の形態3に係る飛行体100の構成要素のブロック図である。

図2、図14及び図15を参照すると、実施の形態3に係る飛行体において、構成ユニット100a、100b、100c及び100dそれぞれが、構成ユニット100eから分離した状態で単独で、操縦器101と無線通信しつつ、飛行することができるように構成されている。構成ユニット100a、100b、100c及び100dそれぞれでは、ロータユニット20のロータフレーム23が中空構造を有している。そして、各ロータユニット20は、ロータフレーム23内又はその上に、ユニット制御器241、バッテリ42、姿勢検出センサ43及び無線用通信器44を搭載している。さらに、各ロータユニット20は、ロータフレーム23に、GPS用通信器45を備えてもよい。さらにまた、各ロータユニット20のロータフレーム23は、カメラ46のジンバル雲台47が取り付けられるように構成されてもよい。

各ユニット制御器241は、実施の形態1に係る飛行体100の制御器41と同様にして、操縦器101と無線通信しつつ、ロータユニット20のモータ22等の構成要素を制御し、それにより、各構成ユニット100a、100b、100c及び100dの飛行を制御する。

また、フレーム10のフレーム本体11には、制御器41の代わりに統括制御器341が設けられている。統括制御器341は、構成ユニット100a、100b、100c及び100dが構成ユニット100eに接続されると、構成ユニット100a、100b、100c及び100dそれぞれのユニット制御器241を制御するように構成されている。統括制御器341は、フレーム本体11の姿勢検出センサ43、無線用通信器44及びGPS用通信器45等を用いて、操縦器101と無線通信しつつ、構成ユニット100a、100b、100c及び100dそれぞれのユニット制御器241を制御し、4つのロータユニット20のモータ22を協働させるように制御する。これにより、統括制御器341は、構成ユニット100a、100b、100c、100d及び100eを備える飛行体の飛行を制御する。なお、統括制御器341は、構成ユニット100a、100b、100c及び100dのうちの少なくとも1つが構成ユニット100eに接続された状態の飛行体の飛行も制御するように構成されてもよい。

統括制御器341は、フレーム本体11のバッテリ42の電力のみを用いて飛行体を飛行させてもよく、各ロータユニット20のバッテリ42の電力のみを用いて飛行体を飛行させてもよく、フレーム本体11のバッテリ42の電力と各ロータユニット20のバッテリ42の電力との両方を用いて飛行体を飛行させてもよい。各ロータユニット20のバッテリ42の電力のみを用いる場合、フレーム本体11は、バッテリ42を搭載しなくてもよい。これにより、飛行体の軽量化が可能になる。一方、フレーム本体11のバッテリ42の電力を使用することによって、飛行体の航行時間を長くすることが可能になる。

統括制御器341は、フレーム本体11の姿勢検出センサ43、無線用通信器44及びGPS用通信器45を用いずに、各ロータユニット20の姿勢検出センサ43、無線用通信器44及びGPS用通信器45を全て又は選択して用いて、飛行体の飛行を制御してもよい。この場合、フレーム本体11は、姿勢検出センサ43、無線用通信器44及びGPS用通信器45を備えなくてもよい。又は、統括制御器341は、フレーム本体11の姿勢検出センサ43、無線用通信器44及びGPS用通信器45と、各ロータユニット20の姿勢検出センサ43、無線用通信器44及びGPS用通信器45とから選択したものを組み合わせて使用して、飛行体の飛行を制御してもよい。

また、統括制御器341は、各ロータユニット20のモータ22等の構成要素を、ユニット制御器241を介して制御してもよく、ユニット制御器241を介さずに直接制御してもよい。

また、実施の形態3に係る飛行体におけるその他の構成及び動作は、実施の形態1と同様であるため、その説明を省略する。さらに、実施の形態3に係る飛行体によると、実施の形態1に係る飛行体100と同様の効果が得られる。さらにまた、実施の形態3に係る飛行体では、構成ユニット100a、100b、100c及び100dは、ロータユニット20を制御するユニット制御器241を有し、構成ユニット100eは、構成ユニット100eに接続された複数の構成ユニット100a、100b、100c及び100dを協働させて制御する統括制御器341を有する。上述の構成において、構成ユニット100eから分離した構成ユニット100a、100b、100c及び100dそれぞれを、1つの小型の飛行体として単独で飛行させることが可能になる。一方、構成ユニット100eと構成ユニット100a、100b、100c及び100dとを接続することによって、高い飛行能力を有する飛行体が得られる。

なお、各ユニット制御器241は、統括制御器341からの制御信号を無線用通信器44で受信するとしてもよい。このような構成にすることで、構成ユニット100a、100b、100c及び100dが構成ユニット100eに接続されるときに、電気接続を省略することができる。

[他の実施の形態] 以上のように、本開示における技術の例示として、上記の実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置換、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態及び下記の他の実施形態で説明する各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

上記実施の形態1、2及び3に係る飛行体は、中空のバルーン30及び230により構成された緩衝体を備えるように構成されていたが、この構成に限定されない。例えば、緩衝体は、スポンジ、ゴムなどの中実の材料から構成されていてもよい。つまり、緩衝体は、物体に衝突したときに衝撃を吸収できる材料で構成されていれば、いかなる材料を用いて作製されてもよい。

上記実施の形態1、2及び3に係る飛行体では、第一バルーン30の1つの貫通孔30aに1つのロータユニット20が設けられていたが、これに限定されるものでなく、2つ以上のロータユニット20が設けられてもよい。

上記実施の形態1、2及び3に係る飛行体では、4つのロータユニット20のそれぞれに1つの第一バルーン30が配置されていたが、これに限定されるものでなく、複数のロータユニット20の全てに第一バルーン30が配置されていなくてもよい。

上記実施の形態1、2及び3に係る飛行体では、第一バルーン30はロータユニット20の側部を外側から覆い、第二バルーン230はフレーム10のフレーム本体11の側部及び下部を外側から覆っていたが、これに限定されるものでない。第一バルーン30及び第二バルーン230は、どのように配置されてもよい。

例えば、第一バルーン30は、ロータユニット20を外側から覆うのではなく、ロータユニット20を内側から覆ってもよく、ロータユニット20を外側及び内側から覆ってもよい。また、第一バルーン30は、ロータユニット20の下部及び/又は上部に配置されてもよく、ロータユニット20の下部及び側部にわたって配置されてもよく、ロータユニット20の上部及び側部にわたって配置されてもよく、ロータユニット20の上部、側部及び下部にわたって配置されてもよい。第二バルーン230は、フレーム本体11の下部及び/又は上部にのみ配置されてもよく、フレーム本体11の側部にのみ配置されてもよい。第二バルーン230は、フレーム本体11の上部及び側部にわたって配置されてもよく、フレーム本体11の上部、側部及び下部にわたって配置されてもよい。また、第二バルーン230は、フレーム本体11ではなくフレーム10のアーム12に配置されてもよく、フレーム本体11からアーム12にわたって配置されてもよい。

上記実施の形態1、2及び3に係る飛行体では、4つのロータユニット20のそれぞれに、1つの第一バルーン30が配置されていたが、2つ以上のバルーンが配置されてもよい。また、フレーム10のフレーム本体11に1つの第二バルーン230が配置されていたが、2つ以上のバルーンが配置されてもよい。又は、第一バルーン30の気室30bが、2つ以上の気室に分割されていてもよい。同様に、第二バルーン230の気室230bも、2つ以上の気室に分割されてもよい。バルーンが2つ以上の気室を備えることによって、バルーンを構成するシート状の材料の破損時に、バルーン内のガスの全てが抜けてしまうのを抑えることが可能になる。

上記実施の形態1、2及び3に係る飛行体において、第一バルーン30の貫通孔30aを、図16に示すような軸方向長さを有するように構成してもよい。なお、図16は、実施の形態1に係る飛行体100の変形例を図3と同様に示す断面側面図である。図16に示される飛行体の第一バルーン30では、貫通孔30aの開口端30aaからロータユニット20のプロペラ21までの貫通孔30aの軸方向の距離D1が、貫通孔30aの内径以上であり、且つ、貫通孔30aの開口端30abからプロペラ21までの貫通孔30aの軸方向の距離D2が、貫通孔30aの内径以上であるように、ロータユニット20は位置付けられている。つまり、貫通孔30aは、距離D1及びD2が上述の要件を満たすような軸方向長さを有する。

なお、距離D1及びD2それぞれと比較される貫通孔30aの内径寸法は、貫通孔30aのいかなる部位の内径寸法であってもよく、例えば、開口端30aa及び30abでの内径寸法であってもよい。又は、距離D1及びD2それぞれと比較される対象が、ロータユニット20のロータフレーム23の外径つまり円筒部23b(図4及び図5参照)の外径であってもよい。このとき、距離D1及びD2が、円筒部23bの外径以上であるように、ロータユニット20が位置付けられている。また、貫通孔30aの開口端30aa及び30abの内周の角部分が隅切られている場合、距離D1及びD2はそれぞれ、ロータユニット20のプロペラ21と開口端30aa及び30abを貫通孔30aの外側から塞ぐ平坦面との間の距離としてもよい。開口端30aa及び30abを塞ぐ平坦面が貫通孔30aの軸方向と垂直な方向から傾斜している場合、距離D1及びD2は、平坦面におけるプロペラ21から最も近い位置とプロペラ21との間の距離としてもよい。

貫通孔30aの断面形状が円形でない場合、距離D1及びD2と比較される内径寸法は、貫通孔30aの軸方向に垂直な断面における種々の横断寸法のうちの最大の横断寸法とされてもよい。また、距離D1及びD2はそれぞれ、貫通孔30aの軸方向でのロータフレーム23の中央の位置から、開口端30aa及び30abまでの距離であってもよい。

上述のように、第一バルーン30は、ロータユニット20の側方を、貫通孔30aの軸方向でのロータユニット20の高さを超える領域にわたって覆う。このような第一バルーン30は、貫通孔30aの開口端30aa又は30abの近傍で人の手、草木、物体等の異物と接触した場合、貫通孔30aの内径よりも大きい寸法を有する異物が貫通孔30a内へ侵入することを抑える。異物が貫通孔30a内に侵入する場合、異物における貫通孔30a内に侵入している部分の寸法は、貫通孔30aの内径以下である。このため、貫通孔30a内で内径以上の深い位置にあるプロペラ21に異物が接触することは、抑えられる。また、ロータユニット20に対して衝撃が加えられる、又はロータユニット20が故障した場合、ロータユニット20のプロペラ21の回転駆動軸が、貫通孔30aの軸方向に対して90度回転した状態となったとしても、ロータユニット20が貫通孔30aの外に飛び出すことが抑えられる。よって、第一バルーン30は、ロータユニット20の側方を、ロータユニット20が物体に接触し難い程度に覆うことができる。

上記実施の形態1、2及び3に係る飛行体では、膨張状態の第一バルーン30及び第二バルーン230の外形は、直方体状であったが、これに限定されるものでない。膨張状態の第一バルーン30及び第二バルーン230の外形は、例えば、球体、楕円体、柱状体、多面体若しくはドーナツ形状であってもよく、球体、楕円体、柱状体、多面体及びドーナツ形状の少なくとも2つの組み合わせであってもよく、その他のいかなる形状であってもよい。例えば、図17には、楕円体状の外形を有する第一バルーン30を備えた飛行体が示されている。なお、図17は、実施の形態1に係る飛行体100の別の変形例を図1と同様に示す斜視図である。図17に示される第一バルーン30は、楕円体状の外形を有しており、この楕円体は、貫通孔30aの軸方向に沿った短軸周りに楕円を回転させて形成される。第一バルーン30の形状は、楕円体の短軸が位置する中心部から、楕円体の長軸の端部が位置する周縁部に向かって、短軸方向に沿った上下方向の高さが次第に低くなる形状である。これにより、第一バルーン30は、側方から見て流線形状を有しており、空気抵抗を抑えることができる。なお、図17に示されるような第一バルーン30も、図16について上述した距離D1及びD2に関する条件を満たし得る。また、第二バルーン230も、楕円体状の外形を有していてもよい。

上記実施の形態1、2及び3に係る飛行体では、第一バルーン30の貫通孔30aの開口端30aa及び30abは開放されていたが、開口端30aa及び30abの少なくとも一方が保護ネットで覆われていてもよい。保護ネットは、貫通孔30aへの空気の流入及び流出を可能にしながら、貫通孔30a内への異物の侵入を抑制する。これにより、貫通孔30a内へ侵入した異物との接触に起因するロータユニット20のプロペラ21の破損が抑制される。さらに、貫通孔30aにおける保護ネットとプロペラ21との距離が、第一バルーン30及び/又は保護ネットが変形した場合でも保護ネットとプロペラ21とが接触しないような距離であるように、貫通孔30aの長さが設定されてもよい。

上記実施の形態1、2及び3に係る飛行体では、フレーム10のアーム12は、その途中に位置する連結部分13において、フレーム本体11に一体化されている第一アーム部分12aと、ロータユニット20のロータフレーム23に一体化されている第二アーム部分12bとに分離可能であるように構成されていた。しかしながら、フレーム本体11と第一アーム部分12aとが、さらに分離可能であるように構成されてもよい。これにより、構成ユニット100a〜100dが分離された構成ユニット100eの小型化が可能になる。フレーム本体11と第一アーム部分12aとの連結部分には、連結部分13に採用され得る構造と同様の構造が採用されてもよい。又は、アーム12が、連結部分13で分離されず、アーム12とロータフレーム23との接続部分と、アーム12とフレーム本体11との接続部分とおいて分離可能であるように構成されてもよい。この場合も、分離可能な部分には、連結部分13に採用され得る構造と同様の構造が採用されてもよい。

上記実施の形態1、2及び3に係る飛行体では、4つのロータユニット20が設けられていたが、これに限定されるものでなく、ロータユニット20は1つ以上であってよい。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

以上説明したように、本開示は、複数のロータユニットとバルーンとを備えた飛行体について有用である。

10 フレーム(本体) 13 連結部分(接続部) 20 ロータユニット 21 プロペラ 22 モータ 30 第一バルーン(緩衝体) 100,200 飛行体 100a,100b,100c,100d 構成ユニット(第一ユニット) 100e 構成ユニット(第二ユニット) 230 第二バルーン(緩衝体) 241 ユニット制御器 341 統括制御器