(57)【要約】  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、気室（３０ｂ）を有するバルーン（３０）と、気室（３０ｂ）にガスを注入してバルーン（３０）を膨張させるガスボンベ（４３）及び弁（４３ａ）とを備え、バルーン（３０）は、膨張したときにロータユニット（２０）を覆う。
2017154552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
気室を有する袋状体と、
前記気室にガスを注入して前記袋状体を膨張させる注入部と
を備え、
前記袋状体は、膨張したときに前記ロータユニットを覆う
飛行体。
【請求項２】
前記袋状体は、前記ロータユニットに設けられる
請求項１に記載の飛行体。
【請求項３】
前記複数のロータユニットを支持するフレームをさらに備え、
前記袋状体は、膨張したときに前記ロータユニットを覆う第１の袋状体と、膨張したときに前記フレームを覆う第２の袋状体とを含む
請求項１または２に記載の飛行体。
【請求項４】
前記第２の袋状体は、前記フレームに設けられる
請求項３に記載の飛行体。
【請求項５】
前記注入部を制御する制御器をさらに備え、
前記制御器は、所定の条件が満たされることを認定すると、収縮している前記袋状体の前記気室にガスを注入するように前記注入部を制御する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の飛行体。
【請求項６】
前記飛行体の位置を検出する測位装置をさらに備え、
前記制御器は、前記測位装置が検出する前記飛行体の位置が所定の位置となると、前記気室にガスを注入するように前記注入部を制御する
請求項５に記載の飛行体。
【請求項７】
前記飛行体と前記飛行体の周囲の物体との距離を検知する距離センサをさらに備え、
前記制御器は、前記距離センサが検知する前記距離が、所定の距離以下となると、前記気室にガスを注入するように前記注入部を制御する
請求項５または６に記載の飛行体。
【請求項８】
液体の表面を検知する液面検知センサをさらに備え、
前記制御器は、前記液面検知センサが液体の表面への接近又は接触を検知すると、前記気室にガスを注入するように前記注入部を制御する
請求項５〜７のいずれか一項に記載の飛行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ロータユニットを備えた飛行体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、プロペラを有する１つのロータユニットと、ヘリウムガスが充填された浮力体とを備えた飛行体が開示されている。特許文献１に記載の飛行体では、ドーナツ状の形状を有する浮力体が、１つのロータユニットの周囲を囲うように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−０２２３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、浮力体等のガスが充填される袋状体の空気抵抗に起因する飛行中の機動性の低下を抑制する飛行体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、気室を有する袋状体と、前記気室にガスを注入して前記袋状体を膨張させる注入部とを備え、前記袋状体は、膨張したときに前記ロータユニットを覆う。
【発明の効果】
【０００６】
本開示における飛行体によれば、袋状体に起因する飛行中の機動性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施の形態１に係る飛行体の一状態を斜め上方から見た斜視図である。
【図２】図２は、図１の飛行体を上方から見た平面図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る飛行体の別の状態を斜め上方から見た斜視図である。
【図４】図４は、図３の飛行体を上方から見た平面図である。
【図５】図５は、図２の飛行体のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】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】図７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８】図８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９】図９は、図４の飛行体のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２に係る飛行体を、図１と同様に示す斜視図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２に係る飛行体を、図３と同様に示す斜視図である。
【図１２】図１２は、実施の形態２に係る飛行体を、図９と同様に示す断面図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１に係る飛行体の変形例を図９と同様に示す断面図である。
【図１４】図１４は、実施の形態１に係る飛行体の別の変形例を図３と同様に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【０００９】
［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４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の一状態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、実施の形態１に係る飛行体１００の別の状態を斜め上方から見た斜視図である。図４は、図３の飛行体１００を上方から見た平面図である。図１及び図２は、後述するバルーン３０が収縮格納状態にある飛行体１００を示し、図３及び図４は、バルーン３０が膨張状態にある飛行体１００を示す。
【００１０】
図１〜図４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に設けられた膨張収縮可能な袋状体であるバルーン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柱状の本体１１と、４つの中空棒状のアーム１２とを一体的に備えている。４つのアーム１２は、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、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、円柱状の本体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が固定されている。これにより、４つのロータユニット２０は、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、バルーン３０は、第１の袋状体の一例である。
【００１１】
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。図１及び図２に示すように、通常、バルーン３０は、収縮して折りたたまれた状態でロータフレーム２３に搭載されている。そして、図３及び図４に示すように、バルーン３０は、内部にガスが充填されることによって、膨張することができる。
【００１２】
［１−１−２．フレーム及びその搭載要素］
図１、図２、図５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５は、図２の飛行体１００のＶ−Ｖ線に沿った断面図であり、図２の飛行体１００のフレーム１０における本体１１を挟んで互いに反対側に位置する２つのアーム１２の中央を通り且つ本体１１の軸方向に沿った断面図である。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。
【００１３】
図１、図２、図５及び図６を参照すると、フレーム１０の本体１１の内部には、制御器４１、バッテリ４２、ガスボンベ４３及び姿勢検出センサ４４が搭載されている。さらに、本体１１の端壁１１ｂには、無線用通信器４５及びＧＰＳ（Global Positioning System）用通信器４６が設けられている。本体１１の端壁１１ｃには、距離センサ４７が設けられている。さらに、端壁１１ｃは、その外面上に、カメラ４８のジンバル雲台４９が取り付けられている。端壁１１ｂ及び１１ｃは、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。ここで、ＧＰＳ用通信器４６は、測位装置の一例である。
【００１４】
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。
【００１５】
ガスボンベ４３は、飛行体１００のバルーン３０に注入するガスを貯留する。ガスボンベ４３の充填排出口には、ガスボンベ４３内へのガスの充填及びガスボンベ４３からのガス放出を制御する弁４３ａが、設けられている。弁４３ａによって密閉されるガスボンベ４３内には、圧縮されたガスが充填されている。ガスは、気化状態でガスボンベ４３に充填されていてもよく、気液混合状態でガスボンベ４３に充填されていてもよく、液化状態でガスボンベ４３に充填されていてもよい。しかしながら、ガスは、ガスボンベ４３から放出されると、気化状態又は気液混合状態となる。ガスの種類は限定されず、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く、ヘリウムガス等の空気よりも小さい比重のガスであってもよい。ここで、ガスボンベ４３及び弁４３ａは、注入部の一例である。
【００１６】
弁４３ａは、ソレノイド弁（電磁弁とも呼ばれる）であってもよく、電気的な作動装置によって動作する機械式の弁であってもよい。弁４３ａは、フレーム１０の４つの中空のアーム１２それぞれの内部を通る配管４３ｂ（図５参照）によって、４つのロータユニット２０それぞれのバルーン３０に接続されている。弁４３ａは、切替弁として機能する。具体的には、弁４３ａは、第１の弁状態と、第２の弁状態と、第３の弁状態とを選択して動作する。第１の弁状態では、弁４３ａは、ガスボンベ４３と配管４３ｂとを連通する。第２の弁状態では、弁４３ａは、ガスボンベ４３及び配管４３ｂの連通を遮断すると共にガスボンベ４３及び配管４３ｂを密閉する。第３の弁状態では、弁４３ａは、ガスボンベ４３及び配管４３ｂの連通を遮断すると共にガスボンベ４３を密閉するが配管４３ｂを外気に開放する。なお、弁４３ａの各状態は、弁４３ａが含む１つの弁によって実現されてもよく、弁４３ａが含む複数の弁によって実現されてもよい。
【００１７】
姿勢検出センサ４４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４４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４４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。
【００１８】
ＧＰＳ用通信器４６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４６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４６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。
【００１９】
無線用通信器４５は、操縦器１０１と無線通信を行う。無線用通信器４５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４５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４５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。
【００２０】
距離センサ４７は、フレーム１０から対象物までの距離及び方位を測定する。距離センサ４７は、フレーム１０の本体１１の端壁１１ｃからの距離センサ４７の所定の走査領域内に存在する物体までの距離及び方位を測定するように構成されている。距離センサ４７は、レーダー、レーザー、ライダー（LIDAR）、光波、超音波、カメラ等を使用して、所定の走査領域を走査し測定を実施するように構成されてもよい。又は、距離センサ４７は、所定の走査領域内に存在する距離センサ４７から最も近い物体までの距離及び方位を測定するように構成されてもよい。
【００２１】
カメラ４８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４９は、カメラ４８の向きを自在に変化させつつカメラ４８を支持する。ジンバル雲台４９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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
制御器４１は、ロータユニット２０のモータ２２、バッテリ４２、ガスボンベ４３の弁４３ａ、姿勢検出センサ４４、無線用通信器４５、ＧＰＳ用通信器４６及び距離センサ４７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４９に搭載されたカメラ４８を制御するようにも構成されてもよい。
【００２５】
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。
【００２６】
さらに、制御器４１は、姿勢検出センサ４４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５参照）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。
【００２７】
制御器４１は、ＧＰＳ用通信器４６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４５を使用した無線通信又はＧＰＳ用通信器４６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４５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。
【００２８】
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。
【００２９】
制御器４１は、ガスボンベ４３の弁４３ａの弁動作を制御する。操縦器１０１は、バルーン３０の膨張及び収縮等の指令を飛行体１００の制御器４１に送信できるように構成されている。制御器４１は、操縦器１０１からバルーン３０を膨張する指令を受信すると、弁４３ａに第１の弁状態へ動作させる。これにより、各配管４３ｂとガスボンベ４３とが連通し、４つのバルーン３０に同時にガスボンベ４３内のガスが注入され、４つのバルーン３０が膨張する。なお、弁４３ａは、４つのバルーン３０から延びる４つの配管４３ｂを個別にガスボンベ４３と連通するように構成されてもよい。この場合、４つのバルーン３０のうちから選択されたバルーン３０のみの膨張が可能である。そして、膨張させるべきバルーン３０の選択は、操縦器１０１上で実行されてよく、操縦器１０１は、選択されたバルーン３０を膨張する指令を制御器４１に送信してよい。
【００３０】
制御器４１は、操縦器１０１から、バルーン３０を収縮する指令を受信すると、弁４３ａに第３の弁状態へ動作させる。これにより、各配管４３ｂにおける弁４３ａでの端部が外気に開放され、各バルーン３０内のガスが配管４３ｂを介して外気に放出可能となる。また、ガスボンベ４３の充填排出口は弁４３ａによって閉鎖される。
【００３１】
制御器４１は、操縦器１０１から、バルーン３０を収縮及び膨張を停止しバルーン３０の状態を維持する指令を受信すると、弁４３ａに第２の弁状態へ動作させる。これにより、各バルーン３０に対するガスの流出入が制止される。また、ガスボンベ４３の充填排出口は弁４３ａによって閉鎖される。
【００３２】
制御器４１は、飛行体１００と飛行体１００の周囲の物体との距離に基づき、ガスボンベ４３の弁４３ａを動作する制御を行ってもよい。制御器４１は、距離センサ４７が検知した物体までの距離及び方位の組み合わせが、閾値以下となると、ガスボンベ４３の弁４３ａに第１の弁状態へ動作させる。つまり、制御器４１は、飛行体１００への物体の接近を検知すると、弁４３ａに第１の弁状態へ動作させる。このとき、制御器４１は、飛行体１００の現在の進行方向又は進行予定方向と、検知した物体の方位との関係に基づき、閾値を増減する補正等を行ってもよい。
【００３３】
また、制御器４１は、カメラ４８と接続された場合に、カメラ４８の動作を制御する。さらに、制御器４１は、ジンバル雲台４９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４９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４８の動作及びジンバル雲台４９の動作に関する指令に従い、カメラ４８及びジンバル雲台４９の動作を制御してもよい。
【００３４】
［１−１−３．ロータユニット］
図１、図２及び図５〜図８を参照して、ロータユニット２０の構成を説明する。なお、図７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８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。
【００３５】
図１及び図２、図７及び図８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とによって構成されている。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１０の本体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のうちの本体１１を挟んで対向する位置にある２つの第一アーム１２１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のうちの本体１１を挟んで別の位置で対向する位置にある２つの第二アーム１２２に、第二ロータユニット２０２が設けられている。
【００３６】
図７及び図８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。
【００３７】
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は、２つに限定されない。
【００３８】
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るが、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
図５及び図６を参照すると、各ロータユニット２０のロータフレーム２３の下端には、液面検知センサ５１が取り付けられている。ロータフレーム２３の下端は、円筒状のロータフレーム２３の軸方向の両端部のうちの一方の端であり、飛行体１００が通常の飛行姿勢にあるときに下側に位置する端部である。液面検知センサ５１は、水等の液体の表面への接近又は接触を、接触式又は非接触式で検知する。例えば、液面検知センサ５１は、液体の表面との距離が所定値以下となった場合に、液体の表面に接近したと検知してもよい。液面検知センサ５１には、光学式、超音波式、静電容量式、電導率式、ピエゾ共振式、磁気式等による任意の液面検知センサが用いられてもよい。液面検知センサ５１は、液体の表面を撮像するカメラによって液体の表面への接近を検知してもよい。液面検知センサ５１は、液体の表面への接近又は接触を検知した結果をフレーム１０の制御器４１に送信するように構成されている。なお、液面検知センサ５１は、フレーム１０に配置されてもよい。
【００４２】
［１−１−４．バルーン］
図１〜図５及び図９を参照して、バルーン３０の構成を説明する。図９は、図４の飛行体１００のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図であり、バルーン３０が膨張状態にある図５の飛行体１００を示す。
【００４３】
バルーン３０は、飛行体１００の各ロータユニット２０のロータフレーム２３に取り付けられている。各バルーン３０は、袋状の構造を有しており、内部に気室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。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は、通常、気室３０ｂの容積を減少するように収縮して折りたたまれた状態でロータフレーム２３に配置されている。つまり、バルーン３０は、格納されている。このとき、各バルーン３０は、円環状の外形を形成している。そして、ガスボンベ４３からのガスが気室３０ｂに注入されることによって、バルーン３０は、格納時に対して数倍〜数十倍の内部容積を有するように膨張し得る。そして、バルーン３０は、膨張したときにロータユニット２０のロータフレーム２３の側面を覆う。
【００４４】
上述のようなバルーン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。上述のようなシート状の材料を使用することによって、格納時のバルーン３０の折りたたみが容易となる。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。これにより、ガスの非充填時にバルーン３０自体が体積を減少するように収縮するため、バルーン３０の格納が容易になる。さらに、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。これにより、ガスの非充填時にバルーン３０自体が体積を大幅に減少するように収縮するため、格納時のバルーン３０の省スペース化が可能になる。また、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。
【００４５】
図３、図４及び図９を参照すると、本実施の形態では、ガスの注入を受けて膨らんだ各バルーン３０は、楕円体状の外形を有している。具体的には、バルーン３０は、楕円を短軸周りに回転させて形成される楕円体状の外形を有している。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、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。
【００４６】
各バルーン３０は、楕円体の短軸方向にバルーン３０を貫通する円筒状の貫通孔３０ａを有している。膨らんだバルーン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。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の側方全体がバルーン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。ロータユニット２０のロータフレーム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。ロータユニット２０が、両端が開放した貫通孔３０ａ内に設けられているため、ロータユニット２０は、バルーン３０の膨張時でも、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。
【００４７】
なお、膨張状態のバルーン３０の外形は、楕円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、柱状体、多面体若しくはドーナツ形状であってもよく、楕円体、球体、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。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。なお、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る形状であることが、望ましい。
【００４８】
図９に示すように、本実施の形態では、貫通孔３０ａ内でのロータユニット２０の位置を以下のように設定している。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。
【００４９】
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７及び図８参照）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。
【００５０】
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。
【００５１】
本実施の形態では、バルーン３０では、上述のように貫通孔３０ａ内でロータユニット２０を位置付けるために、貫通孔３０ａに設定される内径に基づき、貫通孔３０ａの長さが設定され得る。そして、膨張状態のバルーン３０は、上述のようにロータユニット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、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。
【００５２】
［１−２．飛行体の動作］
飛行体１００の動作を説明する。図１〜図５及び図９を参照すると、飛行体１００は、操縦器１０１から受信する指令に従い飛行する。飛行体１００の制御器４１は、操縦器１０１から受信する上昇、下降、ホバリング、前進、後進、右旋回、左旋回、右進、左進、上下回転等の飛行動作の指令に従って、各ロータユニット２０のプロペラ２１の回転を制御することによって、姿勢検出センサ４４から検出する飛行体１００の姿勢を制御しつつ各飛行動作を実施する。また、飛行体１００の制御器４１は、操縦器１０１から受信する指令に従い、カメラ４８の撮像動作及びジンバル雲台４９によるカメラ４８の向きの変更動作を実施する。飛行体１００の制御器４１は、操縦器１０１から受信する指令に従い、照明灯、発光体、プロジェクタ、スピーカ、マイク、各種計測機器等の動作も実施し得る。
【００５３】
飛行体１００の制御器４１は、操縦器１０１から受信するバルーン３０の膨張、収縮又は状態維持の指令に従い、弁４３ａを制御することによって、バルーン３０へのガス注入、バルーン３０からのガス排出又はバルーン３０のガス注入及びガス排出の停止を実施する。
【００５４】
飛行体１００の制御器４１は、飛行体１００の稼働中、ＧＰＳ用通信器４６が検出する飛行体１００の平面位置及び高度を含む位置情報を、操縦器１０１に送信する。制御器４１は、操縦器１０１から飛行目的地の指令も受け付け、受信した飛行目的地の位置情報とＧＰＳ用通信器４６が検出する飛行体１００の位置情報とに基づき、飛行体１００を飛行目的地まで自動で飛行させる。さらに、飛行体１００の制御器４１は、操縦器１０１から、飛行目的地の位置情報だけでなく飛行目的地でのバルーン３０の膨張指令も受け付け得る。この場合、飛行目的地でのバルーン３０を膨張する時点での飛行体１００の高度が、個別に指定されてもよい。制御器４１は、飛行体１００が飛行目的地に到着すると、自動的にバルーン３０を膨張させる。
【００５５】
バルーン３０に注入されるガスが、空気よりも小さい比重のガスである場合、バルーン３０は、空気中での飛行体１００の浮力体として機能し、飛行体１００の上昇動作を補助する。バルーン３０に注入されるガスが、空気以上の比重のガスである場合、バルーン３０は、水、海水等の液中又は液上での飛行体１００の浮力体として機能する。この場合、バルーン３０は、例えば水上又は海上で飛行体１００を浮かせ、飛行体１００を、救助用としても用いられ得る浮体として機能させることができる。さらに、ロータユニット２０がスクリューとして機能することによって、飛行体１００は、救難艇として機能することができる。
【００５６】
飛行体１００の制御器４１は、距離センサ４７が検知する飛行体１００の本体１１から周囲の物体までの距離及び方位の組み合わせが閾値以下となると、自動的にバルーン３０を膨張し得る。例えば、制御器４１は、本体１１から下方の物体までの距離が第一閾値以下となると、バルーン３０を膨張させる。これにより、飛行体１００は、水、海水等の液上での着陸をすることができる。また、地上に着陸する場合でも、事前にバルーン３０を膨張させることによって、飛行体１００は、地面への着陸時に受ける衝撃を抑えることができるだけでなく、地上にいる人等に接触しても損傷を与えることを抑えることができる。また、例えば、制御器４１は、飛行体１００の進行方向前方における本体１１から物体までの距離が第二閾値以下となると、バルーン３０を膨張させる。これにより、飛行体１００が物体と接触した場合に受ける損傷が低減する。
【００５７】
飛行体１００の制御器４１は、液面検知センサ５１が水又は海水等の液体の表面への接近又は接触を検知すると、バルーン３０を膨張させる。これにより、飛行体１００は、水、海水等に着陸することができ、さらに、救助用としても用いられ得る浮体として機能することができる。バルーン３０の膨張が着水時又はその直前に実施されるため、飛行体１００は、着水まで素早い下降動作を実施することができる。
【００５８】
［１−３．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、気室３０ｂを有する袋状体としてのバルーン３０と、気室３０ｂにガスを注入してバルーン３０を膨張させるガスボンベ４３及び弁４３ａとを備え、バルーン３０は、膨張したときにロータユニット２０を覆う。
【００５９】
上述の構成において、飛行体１００は、飛行時に袋状のバルーン３０を収縮させておくことができる。また、飛行体１００は、ガスボンベ４３及び弁４３ａによってバルーン３０を膨張させ、バルーン３０を緩衝体又は浮力体として機能させることもできる。袋状のバルーン３０は、収縮時に折りたたまれたコンパクトな状態でロータユニット２０に格納されることができる。このため、収縮状態のバルーン３０は、その空気抵抗に起因する飛行中の飛行体１００の機動性の低下を抑制することができる。また、着陸時等にバルーン３０を膨張させることによって、緩衝作用つまりクッション作用を有するバルーン３０は、着陸地点及びその周辺にいる人等と接触しても、双方に生じ得る損傷を低減する。特に、バルーン３０は、プロペラ２１を備えるロータユニット２０に設けられるため、プロペラ２１の接触を低減することができる。また、バルーン３０がロータユニット２０を覆う構成は、実施の形態のようにバルーン３０がロータユニット２０の全体を覆う構成、及び、バルーン３０がロータユニット２０の一部を覆う構成を含み得る。
【００６０】
さらに、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に設けられる。上述の構成において、バルーン３０は、ロータユニット２０に直接的に作用する緩衝体として機能する。
【００６１】
本開示に係る飛行体１００は、弁４３ａを制御する制御器４１を備え、制御器４１は、所定の条件が満たされることを認定すると、収縮しているバルーン３０の気室３０ｂにガスを注入するように弁４３ａを制御する。上述の構成において、バルーン３０は、制御器４１によって、必要時に膨張することができる。
【００６２】
本開示に係る飛行体１００は、飛行体１００の位置を検出するＧＰＳ用通信器４６を備え、制御器４１は、ＧＰＳ用通信器４６が検出する飛行体１００の位置が所定の位置となると、気室３０ｂにガスを注入するように弁４３ａを制御する。上述の構成において、バルーン３０は、飛行体１００が所定の位置に到達したときに自動的に膨張することができる。なお、所定の位置は、平面位置のみを含むものであっても、平面位置及び高度を含むものであってもよい。
【００６３】
本開示に係る飛行体１００は、飛行体１００と飛行体１００の周囲の物体との距離を検知する距離センサ４７を備え、制御器４１は、距離センサ４７が検知する飛行体１００と飛行体１００の周囲の物体との距離が所定の距離以下となると、気室３０ｂにガスを注入するように弁４３ａを制御する。上述の構成において、バルーン３０は、飛行体１００が周囲の物体と接近した時に自動的に膨張し、飛行体１００の緩衝体として機能することができる。
【００６４】
本開示に係る飛行体１００は、液体の表面を検知する液面検知センサ５１を備え、制御器４１は、液面検知センサ５１が液体の表面への接近又は接触を検知すると、気室３０ｂにガスを注入するように弁４３ａを制御する。上述の構成において、バルーン３０は、飛行体１００が液面上に着陸する直前又は着陸したと同時に自動的に膨張し、飛行体１００の浮力体として機能することができる。その結果、飛行体１００は、液中に沈むことを防ぐことができ、さらに、水上又は海上で救助用としても用いられ得る浮体として機能することができる。
【００６５】
［実施の形態２］
以下、図１０〜図１２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１０は、実施の形態２に係る飛行体２００を、図１と同様に示す斜視図である。図１１は、実施の形態２に係る飛行体２００を、図３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２００を、図９と同様に示す断面図である。以下の実施の形態の説明において、前出した図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、実施の形態１と同様の点に関しては説明を省略する。
【００６６】
飛行体２００は、実施の形態１に係る飛行体１００においてフレーム１０の本体１１に、袋状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と同様の材料で構成されている。図１０に示すように、袋状体である１つの第二バルーン２３０が、フレーム１０の本体１１の側壁１１ａの外周面上に、４つのアーム１２を避けつつこの外周面を囲むようにして取り付けられている。通常、第二バルーン２３０は、収縮して折りたたまれて格納された状態で本体１１に搭載されており、円環状の外形を形成している。図１２に示すように、第二バルーン２３０は、図示しない配管及び弁４３ａを介してガスボンベ４３に接続されている。第二バルーン２３０の気室２３０ｂにガスボンベ４３内のガスが注入されることによって、第二バルーン２３０は、格納状態に対して数倍〜数十倍の内部容積を有するように膨張し得る。そして、第二バルーン２３０は、膨張したときに本体１１の側壁１１ａの外周面を覆う。つまり、本体１１の側方全体が第二バルーン２３０によって覆われているが、これに限定されず、部分的に覆われてもよい。又は、第二バルーン２３０は、本体１１を含むフレーム１０を覆わず、フレーム１０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。ここで、第二バルーン２３０は、第２の袋状体の一例である。
【００６７】
弁４３ａは、ガスボンベ４３内のガスを、４つの第一バルーン３０と１つの第二バルーン２３０とに同時に供給するように構成されてもよく、４つの第一バルーン３０と１つの第二バルーン２３０とに別々に供給するように構成されてもよい。第二バルーン２３０の膨張を制御する弁４３ａの動作は、操縦器１０１からの指令等に基づき制御器４１によって制御される。
【００６８】
図１１及び図１２に示すように、ガスの注入を受けて膨らんだ第二バルーン２３０は、楕円体状の外形を有している。具体的には、第二バルーン２３０は、楕円を長軸周りに回転させて形成される楕円体状の外形を有している。第二バルーン２３０は、円筒状の貫通孔２３０ａを有している。貫通孔２３０ａは、楕円体の長軸方向に第二バルーン２３０を貫通し且つ開口端２３０ａａ及び２３０ａｂで開放している。膨らんだ第二バルーン２３０の気室２３０ｂは、貫通孔２３０ａ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。第二バルーン２３０の貫通孔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。本実施の形態では、貫通孔３０ａ及び２３０ａの軸方向での第二バルーン２３０の高さは、第一バルーン３０と同等である。これにより、第二バルーン２３０は、貫通孔３０ａ及び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。
【００６９】
なお、ガスの注入を受けて膨らんだ第二バルーン２３０が、第一バルーン３０と接触することで、第一バルーン３０及び第二バルーン２３０は、アーム１２を露出させないように完全に覆うことが可能となる。この場合、飛行体２００は、物体あるいは人などと接触した場合に、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、及び、物体あるいは人などの双方に生じ得る損傷を低減する。
【００７０】
フレーム１０の本体１１の全体が、貫通孔２３０ａ内に位置し、本体１１は、円筒状の側壁１１ａの軸方向を貫通孔２３０ａの軸方向に沿う向きにして、配置されている。つまり、本体１１の側方全体が第二バルーン２３０によって覆われている。フレーム１０のアーム１２は、貫通孔２３０ａの内周壁面から第二バルーン２３０を貫通してその外部に延びる。本体１１及びアーム１２と気室２３０ｂとは、第二バルーン２３０を形成するシート状の材料によって隔てられている。
【００７１】
第二バルーン２３０の膨張は、第一バルーン３０の膨張と略同時期に実施され得る。第二バルーン２３０は、第一バルーン３０と同時に膨張させられてもよく、第一バルーン３０に対して少しの時間差を伴って膨張させられてもよい。時間差を伴う場合、第二バルーン２３０の膨張は、第一バルーン３０よりも遅れてもよい。これにより、カメラ４８の側方が第二バルーン２３０によって覆われるのを遅くすることができるため、カメラ４８の撮像が、より長く継続されることができる。
【００７２】
さらに、第二バルーン２３０の膨張は、第一バルーン３０の膨張に対して任意な時間差を伴って実施されてもよい。例えば、飛行体２００が、着陸点の付近に橋梁等の障害物が存在する、水、海水等の液上の着陸点に着陸する場合、飛行体２００は、障害物への接近時に第一バルーン３０のみを膨張させ、その後の液面への接近時に第二バルーン２３０を膨張させてもよい。これにより、飛行体２００は、障害物への接近時、ロータユニット２０の周りを覆う第一バルーン３０によって障害物との接触により生じる相互の損傷のリスクを低減しつつ、飛行体２００にある程度の機動性を維持する。そして、飛行体２００は、液面への接近時、第二バルーン２３０を膨張させることによって、着陸点に人又は物体が存在する場合に、接触により人又は物体に与え得る損傷のリスクを低減する。
【００７３】
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は、複数のロータユニット２０を支持するフレーム１０を備え、飛行体２００では、第一バルーン３０が膨張したときにロータユニット２０を覆い、第二バルーン２３０が膨張したときにフレーム１０を覆う。上述の構成において、膨脹したときにロータユニット２０を覆う第一バルーン３０が設けられるだけでなく、膨脹したときにフレーム１０を覆う第二バルーン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。また、第二バルーン２３０がフレーム１０を覆う構成は、第二バルーン２３０がフレーム１０の全体を覆う構成、及び、第二バルーン２３０がフレーム１０の一部を覆う構成を含み得る。
【００７４】
［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。
【００７５】
上記実施の形態１及び２に係る飛行体１００及び２００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。
【００７６】
上記実施の形態１及び２に係る飛行体１００及び２００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を別々に備えていた。しかしながら、４つの第一バルーン３０のうち少なくとも２つが一体化されていてもよい。この場合、一体化された第一バルーン３０の気室３０ｂは、互いに連通していても連通していなくてもよい。また、第二バルーン２３０が、４つの第一バルーン３０のうち少なくとも１つと一体化されていてもよい。この場合、一体化された第一バルーン３０の気室３０ｂと第二バルーン２３０の気室２３０ｂとは、互いに連通していても連通していなくてもよい。
【００７７】
上記実施の形態１及び２に係る飛行体１００及び２００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の本体１１の側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。
【００７８】
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。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、本体１１の下部及び／又は上部に配置されてもよく、本体１１の下部及び側部にわたって配置されてもよく、本体１１の上部及び側部にわたって配置されてもよく、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、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、本体１１からアーム１２にわたって配置されてもよい。
【００７９】
また、実施の形態１及び２に係る飛行体１００及び２００が水上又は海上での救助で使用される場合、第一バルーン３０は膨張時にロータユニット２０の側部に加え上部及び下部を覆うように構成されてもよく、第二バルーン２３０は本体１１の側部に加え上部及び下部を覆うように構成されてもよい。このようにすることで飛行体１００及び２００をより安全に着水させることができる。
【００８０】
上記実施の形態１及び２に係る飛行体１００及び２００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、例えば図１３に示すように、１つの第一バルーン３０の気室３０ｂが、２つ以上の気室に分割されていてもよい。図１３は、実施の形態１に係る飛行体１００の変形例を図９と同様に示す断面図である。図１３に示す飛行体３００では、各第一バルーン３０の気室は、貫通孔３０ａの軸方向に略垂直な面に沿って延在する隔壁３０ｃによって、２つの気室３０ｂａ及び３０ｂｂに上下に分割されている。気室３０ｂａ及び３０ｂｂは、互いに連通しておらず、これに限定されるものではないが同等の容積を有している。気室３０ｂａ及び３０ｂｂはそれぞれ、配管４３ｂａ及び４３ｂｂを介して弁４３ａに接続されており、別々に膨張及び収縮されるように構成されている。隔壁３０ｃは、ロータユニット２０のロータフレーム２３に隣り合う位置に位置している。第一バルーン３０は、気室３０ｂａ及び３０ｂｂが個別に膨張されることによって、その浮力を調節することができる。また、フレーム１０に設けられる第二バルーン２３０の気室２３０ｂも、２つ以上の気室に分割されてもよい。
【００８１】
上記実施の形態１及び２に係る飛行体１００及び２００では、膨張状態の第一バルーン３０及び第二バルーン２３０は、楕円体状の外形を有していたが、いかなる形状を有していてもよい。さらに、第一バルーン３０及び第二バルーン２３０において、貫通孔３０ａ及び２３０ａの軸方向の高さは、貫通孔３０ａの直径とロータユニット２０のプロペラ２１の位置とに関連していなくてもよい。例えば、図１４に示す飛行体４００のように、膨張状態の第一バルーン３０は扁平な直方体状の外形を有していてもよい。さらに、膨張状態の第二バルーン２３０も、第一バルーン３０と同様であってもよい。なお、図１４は、実施の形態１に係る飛行体１００の別の変形例を図３と同様に示す斜視図である。また、例えば、飛行体１００及び２００が、水上又は海上での救助用に使用される場合、第一バルーン３０及び第二バルーン２３０は、輪状の浮輪形状、取手付きの形状等のように人が掴みやすい形状を膨張時に形成するように構成されてもよい。又は、膨張状態の複数の第一バルーン３０が小型ボート状の形状を形成してもよく、膨張状態の複数の第一バルーン３０及び第二バルーン２３０が小型ボート状の形状を一緒に形成してもよい。このとき、ロータユニット２０がスクリューとして機能してもよい。
【００８２】
上記実施の形態１及び２に係る飛行体１００及び２００では、第一バルーン３０及び第二バルーン２３０は、ガスボンベ４３に充填されたガスを使用して、膨張させられていたが、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、飛行体１００に搭載されたエアポンプ、空気圧縮機（エアコンプレッサとも呼ばれる）等の機器から圧送されるガスによって、膨張させられてもよい。又は、第一バルーン３０及び第二バルーン２３０は、車両のエアバック装置のように物質の燃焼による化学反応で発生するガスによって膨張させられてもよく、その他の化学反応で発生するガスによって膨張させられてもよい。また、ガスボンベ４３の数を複数としてもよく、例えば第一バルーン３０と第二バルーン２３０とについて別々のガスボンベ４３を設けてもよく、さらに第一バルーン３０それぞれに１つ以上のガスボンベ４３を設けてもよい。この場合、より短い時間で第一バルーン３０及び第二バルーン２３０を膨張させることができる。
【００８３】
上記実施の形態１及び２に係る飛行体１００及び２００では、ガスボンベ４３から第一バルーン３０及び第二バルーン２３０へのガスの供給は、弁４３ａの切替動作によって実施されていたが、これに限定されるものでない。救命胴衣で採用されている構成のように、ガスボンベ４３への穴あけ可能な針を制止している錠剤等の水溶性の制止材が、水に濡れることによって溶解し、それにより、針がガスボンベ４３に穴をあけ、ガスボンベ４３内のガスが各バルーンに供給されるように構成されてもよい。
【００８４】
上記実施の形態１及び２に係る飛行体１００及び２００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。
【００８５】
上記実施の形態１及び２では、飛行体１００及び２００の用途として、水上又は海上での救助の例が挙げられたが、飛行体１００及び２００は、いかなる用途に使用されてもよい。例えば、飛行体１００及び２００は、撮影、運搬、演出等の種々の用途に用いられてもよい。飛行体１００及び２００において、第一バルーン３０及び第二バルーン２３０を膨張させることによる演出効果も期待できる。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上説明したように、本開示は、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。
【符号の説明】
【００９０】
１０  フレーム
２０  ロータユニット
２１  プロペラ
２２  モータ
３０  第一バルーン（袋状体）
３０ｂ，３０ｂａ，３０ｂｂ，２３０ｂ  気室
４１  制御器
４３  ガスボンベ（注入部）
４３ａ  弁（注入部）
４６  ＧＰＳ用通信器（測位装置）
４７  距離センサ
５１  液面検知センサ
１００，２００，３００，４００  飛行体
２３０  第二バルーン（袋状体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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