(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人飛行体であって、
本体部と、
前記本体部から軸方向に延びる主シャフトと、
前記主シャフトに接続される主プロペラと、
前記本体部から軸方向に延びる複数の補助シャフトと、
前記複数の補助シャフトの各々に接続される複数の補助プロペラと、
前記主プロペラ及び前記複数の補助プロペラを駆動する複数の駆動部と、を備え、
前記主プロペラの先端が描く円と前記複数の補助プロペラの各々の先端が描く円とは、少なくとも一部が軸方向に重なり、
主シャフトの軸方向一方側から見たときに前記複数の補助プロペラの回転方向は、前記主プロペラの回転方向と逆方向であり、
前記本体部が空中で静止している状態のときに前記主プロペラから前記本体部に作用するトルクと、前記複数の補助プロペラから前記本体部に作用するトルクの総和とが同じであり、
前記本体部は、主本体部と、
前記主シャフトの中心軸と直交する方向に拡がるフレーム部と、を備え、
前記フレーム部は、前記主プロペラと前記複数の補助プロペラとの軸方向の間に配置され、
前記複数の駆動部のうち前記複数の補助プロペラを駆動する複数の補助駆動部が前記フレーム部に接続され、
前記主プロペラは、前記主本体部と前記フレーム部との軸方向の間に配置され、
前記主プロペラを駆動する主駆動部は、前記主本体部と前記フレーム部との軸方向の間に配置され、
前記複数の補助駆動部は、前記フレーム部に配置され、
前記主本体部と前記フレーム部とは、中空シャフトによって接続され、
前記中空シャフトの内部には、前記主駆動部及び前記複数の補助駆動部の少なくとも一つと電気的に接続する接続配線が配置される無人飛行体。
【請求項２】
前記主プロペラ及び前記複数の補助プロペラの少なくとも１つは、前記駆動部と径方向に対向する請求項１に記載の無人飛行体。
【請求項３】
前記主プロペラ及び前記複数の補助プロペラの少なくとも１つは、
プロペラ本体部と、
前記プロペラ本体部から径方向外方に延びるとともに周方向に配置される複数の主羽根部と、を備え、
前記駆動部は、前記プロペラ本体部の内部に収容される請求項２に記載の無人飛行体。
【請求項４】
前記複数の補助プロペラは、それぞれ他の補助プロペラと異なる回転数で駆動可能であり、
前記本体部が空中で移動しているときに前記主プロペラから前記本体部に作用するトルクは、前記複数の補助プロペラから前記本体部に作用するトルクの総和と異なる請求項１から請求項３のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項５】
前記複数の補助シャフトの中心軸は、前記主シャフトの中心軸と平行である請求項１から請求項４のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項６】
前記複数の補助シャフトの中心軸を延長した線は、前記主シャフトの中心軸を延長した線と１点で交差する請求項１から請求項４のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項７】
前記本体部は、
主本体部と、
前記主シャフトの中心軸と直交する方向に拡がるフレーム部と、を備え、
前記フレーム部は、前記主本体部と前記主プロペラ及び前記複数の補助プロペラのいずれか一方との軸方向の間に配置され、
前記複数の補助プロペラを駆動する複数の補助駆動部は、前記フレーム部に接続される請求項１から請求項６のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項８】
前記主プロペラを駆動する主駆動部及び前記補助駆動部は、前記フレーム部に配置される請求項７に記載の無人飛行体。
【請求項９】
前記フレーム部は、
フレーム本体部と、
前記フレーム本体部から径方向に延びる複数のアーム部と、を備え、
前記複数の補助駆動部は、前記アーム部の各々に接続される請求項１から請求項８のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項１０】
前記本体部にバッテリを備える、請求項１から請求項６のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項１１】
前記主本体部にバッテリを備える、請求項７から請求項９のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項１２】
前記本体部にカメラを備える、請求項１から請求項６及び請求項１０のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項１３】
前記主本体部にカメラを備える、請求項７から請求項９及び請求項１１のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項１４】
無人飛行体であって、
本体部と、
前記本体部から軸方向に延びる主シャフトと、
前記主シャフトに接続される主プロペラと、
前記本体部から軸方向に延びる複数の補助シャフトと、
前記複数の補助シャフトの各々に接続される複数の補助プロペラと、
前記主プロペラ及び前記複数の補助プロペラを駆動する複数の駆動部と、を備え、
前記主プロペラの先端が描く円と前記複数の補助プロペラの各々の先端が描く円とは、少なくとも一部が軸方向に重なり、
主シャフトの軸方向一方側から見たときに前記複数の補助プロペラの回転方向は、前記主プロペラの回転方向と逆方向であり、
前記本体部が空中で静止している状態のときに前記主プロペラから前記本体部に作用するトルクと、前記複数の補助プロペラから前記本体部に作用するトルクの総和とが同じであり、
前記本体部は、主本体部と、
前記主シャフトの中心軸と直交する方向に拡がるフレーム部と、を備え、
前記フレーム部は、前記主プロペラと前記複数の補助プロペラとの軸方向の間に配置され、
前記複数の駆動部のうち前記複数の補助プロペラを駆動する複数の補助駆動部が前記フレーム部に接続され、
前記複数の補助プロペラは、前記主本体部と前記フレーム部との軸方向の間に配置され、
前記主プロペラを駆動する主駆動部は、前記フレーム部の一方側である前記主プロペラ側に配置され、
前記複数の補助駆動部は、前記フレーム部の他方側である前記複数の補助プロペラ側に配置され、
前記本体部は、前記複数の補助駆動部のピッチ円の中心に軸方向に延びる筒部をさらに
備え、
前記筒部は、前記フレームを支持している、無人飛行体。
【請求項１５】
前記主プロペラ及び前記複数の補助プロペラの少なくとも１つは、前記駆動部と径方向に対向する請求項１４に記載の無人飛行体。
【請求項１６】
前記主プロペラ及び前記複数の補助プロペラの少なくとも１つは、
プロペラ本体部と、
前記プロペラ本体部から径方向外方に延びるとともに周方向に配置される複数の主羽根部と、を備え、
前記駆動部は、前記プロペラ本体部の内部に収容される請求項１５に記載の無人飛行体。
【請求項１７】
前記複数の補助プロペラは、それぞれ他の補助プロペラと異なる回転数で駆動可能であり、
前記本体部が空中で移動しているときに前記主プロペラから前記本体部に作用するトルクは、前記複数の補助プロペラから前記本体部に作用するトルクの総和と異なる請求項１４から請求項１６のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項１８】
前記複数の補助シャフトの中心軸は、前記主シャフトの中心軸と平行である請求項１４から請求項１７のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項１９】
前記複数の補助シャフトの中心軸を延長した線は、前記主シャフトの中心軸を延長した線と１点で交差する請求項１４から請求項１７のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項２０】
前記本体部は、
主本体部と、
前記主シャフトの中心軸と直交する方向に拡がるフレーム部と、を備え、
前記フレーム部は、前記主本体部と前記主プロペラ及び前記複数の補助プロペラのいずれか一方との軸方向の間に配置され、
前記複数の補助プロペラを駆動する複数の補助駆動部は、前記フレーム部に接続される請求項１４から請求項１９のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項２１】
前記主プロペラを駆動する主駆動部及び前記補助駆動部は、前記フレーム部に配置される請求項２０に記載の無人飛行体。
【請求項２２】
前記フレーム部は、
フレーム本体部と、
前記フレーム本体部から径方向に延びる複数のアーム部と、を備え、
前記複数の補助駆動部は、前記アーム部の各々に接続される請求項１４から請求項２１のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項２３】
前記本体部にバッテリを備える、請求項１４から請求項１９のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項２４】
前記主本体部にバッテリを備える、請求項２０から請求項２２のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項２５】
前記本体部にカメラを備える、請求項１４から請求項１９及び請求項２３のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項２６】
前記主本体部にカメラを備える、請求項２０から請求項２２及び請求項２４のいずれかに記載の無人飛行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のプロペラを備えた無人飛行体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無人飛行体が、特許文献１に開示されている。この飛行体は、観測部が取り付けられる基体と、複数のスラスタと、アクチュエータと、慣性計測部と、制御部とを有する。複数のスラスタは、揚力を発生させる。アクチュエータは、スラスタによって生じる推進力の向きを基体に対して可変とする。慣性計測部は、地表面に対する基体の姿勢を検出する。制御部は慣性計測部によって検出される基体の姿勢に基づいてスラスタおよびアクチュエータを制御する。そして、飛行体は、スラスタの各々の推進力と、推進力の方向と、の組み合わせによって、地表面に対して任意の姿勢で飛行する。このような構成の飛行体は、無人で飛行する。スラスタは、プロペラ部と、プロペラ部を回転させるモータ部と、を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−８８１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の無人飛行体では、十分な揚力を得るために、プロペラ部を高速で回転させる。そのため、プロペラ部の騒音が大きい課題がある。特に、室内で用いる場合や、音声装置を備えた無人飛行体では、プロペラ部の騒音が運用上問題になる可能性がある。【０００５】
本発明は、飛行能力を低減させることなく、静音性を高めた無人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】
【０００６】
本発明の例示的な無人飛行体は、本体部と、主シャフトと、主プロペラと、複数の補助シャフトと、複数の補助プロペラと、複数の駆動部とを備える。主シャフトは、本体部から軸方向に延びる。主プロペラは前記主シャフトに接続される。複数の補助シャフトは、本体部から軸方向に延びる。複数の補助プロペラは、複数の補助シャフトの各々に接続される。複数の駆動部は、主プロペラ及び複数の補助プロペラを駆動する。主プロペラの先端が描く円と複数の補助プロペラの各々の先端が描く円とは、少なくとも一部が軸方向に重なる。主シャフトの軸方向一方側から見たときに複数の補助プロペラの回転方向は、主プロペラの回転方向と逆方向である。本体部が空中で静止している状態のときに主プロペラから本体部に作用するトルクと、複数の補助プロペラから本体部に作用するトルクの総和とが同じである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の例示的な実施形態に係る無人飛行体によれば、飛行能力を低減させることなく、静音性を高めた無人飛行体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態にかかる無人飛行体の下方から見た斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す無人飛行体の概略平面図である。
【図３】図３は、図１に示す無人飛行体の概略側面図である。
【図４】図４は、主プロペラ及び主モータを拡大した断面図である。
【図５】図５は、補助プロペラ及び補助モータを拡大した断面図である。
【図６】図６は、本発明にかかる無人飛行体の他の例の概略側面図である。
【図７】図７は、補助プロペラ及び補助モータの概略図である。
【図８】図８は、本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例の概略側面図である。
【図９】図９は、本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例の概略平面図である。
【図１０】図１０は、図９に示す無人飛行体の概略側面図である。
【図１１】図１１は、主プロペラ及び主モータを拡大した断面図である。
【図１２】図１２は、本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例の概略側面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す無人飛行体の主プロペラ及び主モータを拡大した断面図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例の平面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示す無人飛行体の概略側面図である。
【図１６】図１６は、本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例の概略側面図である。
【図１７】図１７は、本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書では、無人飛行体Ｄｒ１の中心軸Ａｘと平行な方向を「軸方向」、無人飛行体Ｄｒ１の中心軸Ａｘと直交する方向を「径方向」、無人飛行体Ｄｒ１の中心軸Ａｘを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とそれぞれ称する。なお、無人飛行体Ｄｒ１以外の無人飛行体についても、同様に、無人飛行体Ｄｒ１の軸方向、径方向及び周方向と一致する方向をそれぞれ単に「軸方向」、「径方向」及び「周方向」と呼ぶ。
【００１０】
また本明細書では、無人飛行体Ｄｒ１において、図１の上に向かう方向を「上方」とし、下に向かう方向を「下方」として、各部の形状や位置関係を説明する。なお、これらの方向は単に説明のための用いられる名称であって、無人飛行体Ｄｒ１の飛行状態における位置関係及び方向を限定しない。
【００１１】
（第１実施形態）
＜１．無人飛行体の全体構成＞
本発明の例示的な実施形態の無人飛行体について以下説明する。図１は、本実施形態にかかる無人飛行体の下方から見た斜視図である。図２は、図１に示す無人飛行体の概略平面図である。図３は、図１に示す無人飛行体の概略側面図である。なお、図３では、理解を容易にするために、一部の切断断面を表示している。
【００１２】
図１から図３に示すように、無人飛行体Ｄｒ１は、本体部１と、主シャフト２と、主プロペラ３と、主モータ４と、３個の補助シャフト５と、３個の補助プロペラ６と、３個の補助モータ７と、バッテリ８１と、カメラ８２と、回路基板８３と、を備える。無人飛行体Ｄｒ１において、主シャフト２及び３個の補助シャフト５は、本体部１より軸方向に延びる。そして、主シャフト２に接続された主プロペラ３及び３個の補助シャフト５のそれぞれに接続された補助プロペラ６が、それぞれ、主モータ４及び３個の補助モータ７によって回転される。主プロペラ３及び３個の補助プロペラ６の回転によって、軸方向下方に気流が発生する。無人飛行体Ｄｒ１は、主プロペラ３及び３個の補助プロペラ６の回転で発生する気流によって揚力を得て、空中に浮揚する。無人飛行体Ｄｒ１は、補助プロペラ６を３個備えているが３個に限定されず、２個であってもよいし、４個以上であってもよい。姿勢制御、移動制御等を容易に行うことができれば、個数には、こだわらないが、少なくとも、複数備える。主プロペラ３の回転軸に対する回転半径は、補助プロペラ６の回転軸に対する回転半径よりも大きい。つまり、主プロペラ３は、補助プロペラ６よりも大型のプロペラである。
【００１３】
＜１．１  本体部１について＞
本体部１は、主本体部１１と、フレーム部１２とを備える。主本体部１１は、軸方向に延びる筒状である。主本体部１１の中心は中心軸Ａｘと一致する。主本体部１１は、例えば、防水構造、防塵構造等、内部に水、埃、塵等の異物が侵入しにくい構造を有しており、主本体部１１の内部には、バッテリ８１が配置される。すなわち、本体部１は、バッテリ８１を備える。このようにすることで、無人飛行体Ｄｒ１の径方向の中心に重量物であるバッテリ８１を配置でき無人飛行体Ｄｒ１のバランスが良くなる。これにより、無人飛行体Ｄｒ１の操作性を向上できる。バッテリ８１は、主モータ４及び３個の補助モータ７に電力を供給する電力源である。バッテリ８１の充電は、主本体部１１に設けられているコネクタ（不図示）を介して行われてもよいし、主本体部１１から取り外して行われてもよい。
【００１４】
また、主本体部１１の軸方向の下面１１１は、軸方向下方に向かうにつれて径方向内方に向かう下側に凸の曲面である。すなわち、下面１１１は、径方向の中央部分が軸方向最下端になる。そして、下面１１１の径方向中央部分には、透光性を有する窓部１１２が設けられている。なお、下面１１１と窓部１１２との隙間も、異物の侵入を抑制する構造となっている。主本体部１１の内部には、カメラ８２が設けられている。すなわち、本体部１は、カメラ８２を備える。このようにすることで、無人飛行体Ｄｒ１の径方向の中心に重量物であるカメラ８２を配置することができる。これにより、無人飛行体Ｄｒ１のバランスが良くなり、操作性を向上できる。カメラ８２は、窓部１１２越しに、主本体部１１の外部を撮影する。これによって、カメラ８２が水、埃、塵等の異物にさらされにくく、カメラ８２を安定して動作させることができる。
【００１５】
フレーム部１２は、中心軸Ａｘと直交する方向に拡がる。すなわち、本体部１は、主本体部１１と、主シャフト２の中心軸Ａｘと直交する方向に拡がるフレーム部１２とを備える。フレーム部１２は、フレーム本体部１２１と、３個のアーム部１２２とを備える。フレーム本体部１２１は、フレーム部１２を軸方向に見たときに、径方向中央に配置される。図２等に示すように、フレーム部１２において、３個のアーム部１２２は、それぞれ、フレーム本体部１２１から径方向外方に延びるとともに、周方向に等間隔で配置される。すなわち、フレーム部１２は、フレーム本体部１２１と、フレーム本体部１２１から径方向に延びる複数のアーム部１２２とを備える。フレーム部１２がアーム部１２２を備えることで、フレーム部１２は、径方向外方に延びるとともに、軸方向の投影面積を小さくできる。これにより、補助プロペラ６の位置を中心軸Ａｘから離すとともに、主プロペラ３及び３個の補助プロペラ６の回転による気流を妨げにくい。そのため、無人飛行体Ｄｒ１を効率よく駆動できる。
【００１６】
無人飛行体Ｄｒ１は、軽量であることが好ましい。そのため、主本体部１１及びフレーム部１２は、それぞれ、樹脂や金属の一体成形体としてもよい。一体成形体とすることで、ねじ等の接合部材や溶接、接着等の接合剤等が不要であり、それだけ、軽量化できる。図３に示すように、主本体部１１及びフレーム部１２は、主シャフト２によって、接続される。次に主シャフト２について説明する。
【００１７】
＜１．２  主シャフト２について＞
図２、図３に示すように、主シャフト２は、主本体部１１の軸方向上面より、軸方向上方に向かって延びる筒体である。すなわち、主シャフト２は、本体部１から軸方向に延びる。主シャフト２の中心軸は、無人飛行体Ｄｒ１の中心軸Ａｘと一致する。そのため、主シャフト２の中心軸の説明を行う場合において、主シャフト２の中心軸Ａｘとする場合がある。主シャフト２は、主本体部１１及びフレーム部１２と固定される。主シャフト２は、中空であり、内部空間２１を有する。主シャフト２の下端部は主本体部１１と接続しており、主シャフト２の上端部はフレーム部１２と接続する。そして、主シャフト２の内部空間２１は、主本体部１１の内部と繋がっている。
【００１８】
主本体部１１の内部に配置されたバッテリ８１には、リード線８４が接続されている。リード線８４は、主シャフト２の内部空間２１に内に配線される。リード線８４は、バッテリ８１と、フレーム部１２に備えられた回路基板８３とを接続する。なお、フレーム部１２は、内部に回路基板８３を収納できる空間を備えている。回路基板８３が異物による動作不良が発生しにくい構成である場合や無人飛行体Ｄｒ１が異物の少ない環境で使用される場合、回路基板８３は、フレーム部１２の外面に取り付けられてもよい。
【００１９】
主モータ４及び補助モータ７は、回路基板８３に実装された制御回路（不図示）に制御される。そのため、主モータ４及び補助モータ７と回路基板８３とは、リード線８４にて接続される。すなわち、リード線８４は、バッテリ８１と回路基板８３とを接続するとともに、主駆動部である主モータ４及び３個の補助駆動部である補助モータ７の少なくとも一つと電気的に接続する接続配線の一例である。リード線８３を主シャフト２の内部空間２１に配置することで、リード線８３が保護される。なお、リード線８４は、バッテリ８１と回路基板８３とを接続しているが、これに限定されない。例えば、バッテリ８１と主モータ４及び補助モータ７の少なくとも一方とを直接接続してもよい。しかしながら、主モータ４及び補助モータ７の制御を簡単に行うため、主モータ４及び補助モータ７は、回路基板８３とリード線８４で接続され、主モータ４及び補助モータ７には、回路基板８３の制御回路から電力が供給されることが好ましい。
【００２０】
＜１．３  主プロペラ３及び主モータ４について＞
主シャフト２には、主モータ４が取り付けられている。そして、主シャフト２には、主モータ４を介して主プロペラ３が接続される。すなわち、主プロペラ３は、主シャフト２に接続される。なお、主モータ４は、主駆動部の一例である。図４は、主プロペラ及び主モータを拡大した断面図である。
【００２１】
＜１．３．１  主プロペラ３＞
まず、主プロペラ３について説明する。図２、図３に示すように、無人飛行体Ｄｒ１は、１個の主プロペラ３を備える。図１から図４に示すように、主プロペラ３は、主プロペラ本体部３１と、３個の主羽根部３２と、を備える。すなわち、主プロペラ３は、プロペラ本体部３１と、プロペラ本体部３１から径方向外方に延びるとともに周方向に配置される複数の主羽根部３２と、を備える。なお、主プロペラ３は、主羽根部３２を３個備えているが、これに限定されない。十分な揚力を発生できればよく、２枚であってもよいし、４枚以上であってもよい。
【００２２】
図３、図４に示すように、主プロペラ本体部３１は、上カバー３１１と、下カバー３１２とを備える。上カバー３１１は有蓋筒状である。上カバー３１１は、中心軸Ａｘと直交する方向に拡がる円環状の上蓋部３１３と、上蓋部３１３の径方向外縁から軸方向下方に延びる円筒状の主プロペラ筒部３１４とを備える。上蓋部３１３の径方向中央には、軸方向に貫通する上軸受保持部３１５を備える。主モータ４の上軸受４３が、上軸受保持部３１５に保持される。
【００２３】
また、下カバー３１２は、中心軸Ａｘと直交する方向に拡がる円環状である。下カバー３１２は、径方向中央に軸方向に貫通する下軸受保持部３１６を備える。主モータ４の下軸受４４が、下軸受保持部３１６に保持される。下カバー３１２は、径方向外縁部で、上カバー３１１の主プロペラ筒部３１４と固定される。なお、上カバー３１１と下カバー３１２とは圧入によって固定してもよい。また、下カバー３１２の径方向外面に雄ねじを形成し、主プロペラ筒部３１４の内面に雌ねじを形成して下カバー３１２を上カバー３１１にねじ込んで、固定してもよい。さらには、接着、溶接等を用いてもよい。上カバー３１１と下カバー３１２とを確実に固定できる方法を広く採用できる。
【００２４】
なお、上軸受４３の内輪及び下軸受４４の内輪は、軸方向上下に離れた位置で、主シャフト２に固定される。すなわち、主プロペラ３は、上軸受４３及び下軸受４４を介して、主シャフト２に回転可能に接続される。
【００２５】
３個の主羽根部３２は、主プロペラ筒部３１４の径方向外面から径方向外方に延びる。３個の主羽根部３２は、主プロペラ筒部３１４に固定される。なお、主プロペラ筒部３１４と３個の主羽根部３２とは、一体成形にて形成されてもよい。３個の主羽根部３２は、周方向に等間隔に配置される。
【００２６】
＜１．３．２  主モータ４＞
次に、主モータ４について説明する。主モータ４は、主シャフト２の軸方向の中間部に配置される。主モータ４は、主プロペラ３の主プロペラ本体部３１の内部に配置される。すなわち、駆動部４は、プロペラ本体部３１の内部に収容される。主モータ４は、アウターロータ型のモータである。主モータ４は、ステータ４１と、ロータ４２とを備える。ステータ４１は、ステータコア４１１と、コイル４１２とを備える。ステータコア４１１は、例えば、電磁鋼板を軸方向に積層した積層体である。なお、ステータコア４１１は、電磁鋼板を積層した積層体に限定されず、紛体の焼成、鋳造等、単一の部材であってもよい。
【００２７】
ステータコア４１１は、環状のコアバック４１３と複数のティース４１４とを有する。環状のコアバック４１３の中央の貫通部分に、主シャフト２が圧入される。これにより、ステータコア４１１は主シャフト２の軸方向中間部分に固定される。すなわち、ステータ４１は、主シャフト２に固定される。複数のティース４１４はコアバック４１３の径方向外面から径方向外方に向かって延びて放射状に形成される。コイル４１２はティース４１４の周囲にそれぞれ導線を巻き回して構成される。
【００２８】
ロータ４２は、円筒形状のロータマグネット４２１を備える。ロータマグネット４２１は、ステータコア４１１のティース４１４と径方向に対向する。ロータマグネット４２１は、主プロペラ筒部３１４の径方向内面に固定される。すなわち、主モータ４では、主プロペラ筒部３１４をロータハウジングとして用いている。ロータマグネット４２１は、周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置されている。
【００２９】
上軸受４３及び下軸受４４は、玉軸受である。上軸受４３及び下軸受４４は、外輪と、内輪と、外輪と内輪の間に配置される複数個のボールとを備える。上軸受４３の外輪は、上カバー３１１の上軸受保持部３１５に固定される。また、下軸受４４の外輪は、下カバー３１２の下軸受保持部３１６に固定される。また、上軸受４３及び下軸受４４の内輪は、主シャフト２の軸方向に離れた部分に固定される。なお、上軸受４３及び下軸受４４の外輪と、上軸受保持部３１５及び下軸受保持部３１６との固定は、例えば、圧入によって行われる。しかしながら、これに限定されない。また、上軸受４３及び下軸受４４の内輪と主シャフト２との固定も圧入によって行われるが、これに限定されない。
【００３０】
主モータ４は、コイル４１２に電流を供給することで、コイル４１２が励磁される。これにより、コイル４１２とロータマグネット４２１との間に、磁力による引力又は斥力が発生する。コイル４１２に供給する電流のタイミングを調整することで、ロータマグネット４２１に、周方向に回転する方向の力が作用する。そして、ロータマグネット４２１に作用する力によって上軸受４３を介して主シャフト２に回転可能に支持された上カバー３１１及び下軸受４４を介して主シャフト２に回転可能に支持された下カバー３１２が中心軸Ａｘ周りに回転する。
【００３１】
これにより、主プロペラ筒部３１４に固定された主羽根部３２が中心軸Ａｘ周りに回転する。換言すると、主プロペラ３が、中心軸Ａｘ周りに回転する。主プロペラ３が回転することで、主羽根部３２によって空気が押されて、軸方向下方に向かう気流が発生する。これにより、無人飛行体Ｄｒ１は、軸方向上方に向く力（揚力）を得る。なお、主プロペラ３の回転方向は、軸方向上方から見て、換言すると、図３において、反時計回りＣＣＷ方向である。
【００３２】
なお、無人飛行体Ｄｒ１では、主プロペラ３及び主モータ４は、主本体部１１とフレーム部１２との間に配置される。このように配置することで、無人飛行体Ｄｒ１の軸方向長さを短くすることが可能である。また、主モータ４がアウターロータモータであり、主シャフト２に取り付けられる構成であるため、主モータ４の駆動力が主プロペラ３に確実に伝達されるため、駆動効率が高い。
【００３３】
＜１．４  補助シャフト５について＞
無人飛行体Ｄｒ１に備えられた、３個の補助シャフト５は、それぞれ、同一の材料で形成された同一形状の部材である。そのため、以下の説明において、特に記載のない限り、全ての補助シャフト５に同じ特徴について記載する。図３に示すように、補助シャフト５は、アーム部１２２の径方向外方の端部より軸方向上方に延びる。すなわち、複数の補助シャフト５は、本体部１（に含まれるフレーム部１２のアーム部１２２）から軸方向に延びる。補助シャフト５は、アーム部１２２に固定される。補助シャフト５の中心軸Ａｘ１は、主シャフト２の中心軸Ａｘ、すなわち、無人飛行体Ｄｒ１の中心軸Ａｘと平行である。すなわち、複数の補助シャフト５の中心軸Ａｘ１は、主シャフト３の中心軸Ａｘと平行である。これにより、補助プロペラ６の軸方向の長さを短く抑えることができ、無人飛行体Ｄｒ１の軸方向高さを抑えることができる。
【００３４】
補助シャフト５及びアーム部１２２を中空で形成し、各々の内部空間を連続させてもよい。このようにすることで、回路基板８３と補助モータ７とを接続するリード線をアーム部１２２及び補助シャフト５の内部に収納できる。
【００３５】
＜１．５  補助プロペラ６及び補助モータ７について＞
補助プロペラ６及び補助モータ７について図面を参照して説明する。図５は、補助プロペラ６及び補助モータ７を拡大した断面図である。補助シャフト５の軸方向上端には、補助モータ７が取り付けられている。すなわち、複数の補助プロペラ６を駆動する複数の補助駆動部７は、フレーム部１２に接続される。さらには、複数の補助駆動部７は、アーム部１２２の各々に接続される。そして、補助シャフト５の軸方向上端には、補助モータ７を介して補助プロペラ６が接続される。３個の補助プロペラ６は、それぞれ、３個の補助シャフト５と接続する。すなわち、複数の補助プロペラ６は、複数の補助シャフト５の各々に接続される。なお、補助モータ７は、補助駆動部の一例である。
【００３６】
＜１．５．１  補助プロペラ６＞
まず、補助プロペラ６について説明する。図２、図３に示すように、無人飛行体Ｄｒ１は、３個の補助プロペラ６を備える。補助プロペラ６は、補助プロペラ本体部６１と、３個の補助羽根部６２と、を備える。図５に示すように、補助プロペラ本体部６１は、上カバー６１１と、下カバー６１２とを備える。上カバー６１１は有蓋筒状である。上カバー６１１は、補助シャフト５の中心軸Ａｘ１と直交する方向に拡がる円環状の上蓋部６１３と、上蓋部６１３の径方向外縁から軸方向下方に延びる円筒状の補助プロペラ筒部６１４とを備える。上蓋部６１３の軸方向下面には、ロータシャフト７２２の軸方向上面が固定される。つまり、ロータシャフト７２２は、上蓋部６１３の軸方向下面の径方向中部から軸方向下方に向かって延びる。上蓋部６１３に軸方向に貫通する孔部を設け、ロータシャフト７２２の上端部を孔部に固定してもよい。また、上蓋部６１３とロータシャフト７２２とを一体の部材としてもよい。
【００３７】
また、下カバー６１２は、補助シャフト５の中心軸Ａｘ１と直交する方向に拡がる円板状である。下カバー６１２の径方向中央部には、軸方向上方に向かって延びる筒状の軸受保持部６１５を備える。補助モータ７の上軸受７３及び下軸受７４が、軸受保持部６１５に保持される。下カバー６１２は、径方向外縁部で、上カバー６１１の補助プロペラ筒部６１４の下面と軸方向に対向する。
【００３８】
３個の補助羽根部６２は、補助プロペラ筒部６１４の径方向外面から径方向外方に延びる。すなわち、複数の補助プロペラ６の少なくとも１つは、プロペラ本体部６１と、プロペラ本体部６１から径方向外方に延びるとともに周方向に配置される複数の羽根部６２とを備える。なお、補助プロペラ６は、補助羽根部６２を３個備えているが、これに限定されない。十分な揚力を発生できればよく、２個であってもよいし、４個以上であってもよい。
【００３９】
３個の補助羽根部６２は、補助プロペラ筒部６１４に固定される。なお、補助プロペラ筒部６１４と３個の補助羽根部６２とは、一体成形にて形成されてもよい。３個の補助羽根部６２は、周方向に等間隔に配置される。下カバー６１２は、補助シャフト５の軸方向上端に固定される。
【００４０】
＜１．５．２  補助モータ７＞
次に、補助モータ７について説明する。補助モータ７は、補助シャフト５の軸方向上端部に配置される。補助モータ７は、補助プロペラ６の補助プロペラ本体部６１の内部に配置される。すなわち、複数の補助プロペラ７の少なくとも１つは、駆動部６と径方向に対向する。また、駆動部７は、プロペラ本体部６１の内部に収容される。このように構成することで、ロータシャフト７２２の軸長を短くでき、駆動力の伝達効率を高めることが可能である。補助モータ７は、アウターロータ型のモータである。補助モータ７は、ステータ７１と、ロータ７２とを備える。ステータ７１は、ステータコア７１１と、コイル７１２とを備える。ステータコア７１１は、例えば、電磁鋼板を軸方向に積層した積層体である。なお、ステータコア７１１は、電磁鋼板を積層した積層体に限定されず、紛体の焼成、鋳造等、単一の部材であってもよい。
【００４１】
ステータコア７１１は、環状のコアバック７１３と複数のティース７１４とを有する。環状のコアバック７１３の中央の貫通部分に、軸受保持部６１５が圧入される。これにより、ステータコア７１１は軸受保持部６１５の軸方向中間部分に固定される。すなわち、ステータ７１は、軸受保持部６１５を介して下カバー６１２に固定される。複数のティース７１４はコアバック７１３の径方向外面から径方向外方に向かって延びて放射状に形成される。コイル７１２はティース７１４の周囲にそれぞれ導線を巻き回して構成される。
【００４２】
ロータ７２は、円筒形状のロータマグネット７２１と、ロータシャフト７２２とを備える。ロータマグネット７２１は、ティース７１４と径方向に対向する。ロータマグネット７２１は、補助プロペラ筒部６１４の径方向内面に固定される。ロータマグネット７２１は、周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置されている。すなわち、補助モータ７では、補助プロペラ筒部６１４をロータハウジングとして用いている。
【００４３】
ロータシャフト７２２は、上カバー６１１の上蓋部６１３に固定される。ロータシャフト７２２は、上カバー６１１と共に回転する。
【００４４】
上軸受７３及び下軸受７４は、玉軸受である。上軸受７３及び下軸受７４は、外輪と、内輪と、外輪と内輪の間に配置される複数個のボールとを備える。上軸受７３及び下軸受７４は、ボールが回転することで内輪と外輪とが相対的に回転する。上軸受７３の外輪は、軸受保持部６１５に固定される。また、下軸受７４の外輪も、軸受保持部６１５に固定される。なお、上軸受７３及び下軸受７４の外輪と軸受保持部６１５との固定は、圧入を挙げることができるが、これに限定されない。また、上軸受７３及び下軸受７４の内輪は、ロータシャフト７２２の軸方向に離れた部分に固定される。なお、上軸受７３及び下軸受７４の内輪とロータシャフト７２２との固定は、圧入を挙げることができるが、これに限定されない。
【００４５】
これにより、ロータシャフト７２２は、上軸受７３及び下軸受７４を介して、軸受保持部６１５に回転可能に支持される。さらに詳しく説明すると、ロータシャフト７２２及びロータシャフト７２２と固定された上カバー６１１は、下カバー６１２に対して回転可能に支持される。
【００４６】
補助モータ７において、コイル７１２に電流が供給されることで、コイル７１２が励磁される。これにより、コイル７１２とロータマグネット７２１との間に、磁力による引力又は斥力が発生する。コイル７１２に供給する電流のタイミングを調整することで、ロータマグネット７２１に、周方向に回転する方向の力が作用する。そして、ロータマグネット７２１に作用する力が上カバー６１１に作用する。これにより、上カバー６１１は、ロータシャフト７２２と共に、補助シャフト５の中心軸Ａｘ１周りに回転する。
【００４７】
これにより、上カバー６１１の補助プロペラ筒部６１４に固定された補助羽根部６２が補助シャフト５の中心軸Ａｘ１周りに回転する。換言すると、補助プロペラ６が、補助シャフト５の中心軸Ａｘ１周りに回転する。補助プロペラ６が回転することで、補助羽根部６２によって空気が押されて、軸方向下方に向かう気流が発生する。これにより、無人飛行体Ｄｒ１は、補助シャフト５の中心軸Ａｘ１に沿って上向きの揚力を得る。
【００４８】
なお、補助プロペラ６の回転方向は、軸方向上方から見て、換言すると、図３において、時計回りＣＷ方向である。なお、３個の補助モータ７には、それぞれ、異なるリード線８４から電流が供給される。そのため、３個の補助モータ７は、それぞれ、他の補助モータ７と異なる回転数で回転可能である。すなわち、複数の補助プロペラ６は、それぞれ他の補助プロペラ６と異なる回転数で駆動可能である。
【００４９】
＜１．６  主プロペラ３と補助プロペラ６との関係について＞
主プロペラ３及び主モータ４と補助プロペラ６及び補助モータ７との関係について説明する。図２、図３等に示すように、主プロペラ３の主羽根部３２の径方向長さは、補助プロペラ６の補助羽根部６２に比べて長い。そして、図２、図３に示すように、無人飛行体Ｄｒ１を軸方向に見たとき、補助プロペラ６の補助羽根部６２の径方向外縁部の軌跡Ｓｔ２の少なくとも一部は、主プロペラ３の主羽根部３２の径方向外縁部の軌跡Ｓｔ１の内部に位置する。すなわち、前記主プロペラの先端が描く円Ｓｔ１と複数の補助プロペラ６の各々の先端が描く円Ｓｔ２とは、少なくとも一部が軸方向に重なる。この構成によって、プロペラ全てが軸方向に重ならない構成の無人飛行体に比べて、無人飛行体Ｄｒ１を小型化できる。
【００５０】
また、無人飛行体Ｄｒ１は、本体部１１とフレーム部１２とを主シャフト２で接続するとともに、主シャフト２の軸方向の中間部に主モータ４及び主プロペラ３が取り付けられる。また、補助モータ７及び補助プロペラ６は、フレーム部１２から軸方向上方に突出した補助シャフト５に取り付けられる。すなわち、フレーム部１２は、主プロペラ３と複数の補助プロペラ６との軸方向の間に配置される。そして、複数の駆動部３、７のうち複数の補助プロペラ６を駆動する複数の補助駆動部７がフレーム部１２に接続される。主モータ４が主シャフト２の中間部に配置されることで、主モータ４で発生する力を、効率よく主プロペラ３に伝達できる。これにより、主プロペラ３の回転精度を高めることができるため、プロペラの回転時に発生する騒音を低減できる。
【００５１】
主プロペラ３は、主モータ４によって無人飛行体Ｄｒ１の中心軸Ａｘ周りに回転する。そのため、主プロペラ３の回転によって、主本体部１１、すなわち、本体部１の径方向中心に軸方向上向きの力が作用する。一方、３個の補助プロペラ６は、３個の補助モータ７によって、それぞれ無人飛行体Ｄｒ１の中心軸Ａｘから径方向にずれた補助シャフト５の中心軸Ａｘ１周りに回転する。そのため、３個の補助プロペラ６の回転によって、フレーム部１２、すなわち、本体部１の３個の補助シャフト５のそれぞれが接続する位置に補助シャフト５の中心軸Ａｘ１に沿って向上向きの力が作用する。すなわち、複数の駆動部（モータ）４及び７は、主プロペラ３及び複数の補助プロペラ６を駆動する。なお、中心軸Ａｘと中心軸Ａｘ１とが平行であるため、主プロペラ３から本体部１に作用する力の向きと、３個の補助プロペラ６のそれぞれから本体部１に作用する力の向きは、同じである。
【００５２】
３個の補助プロペラ６は、回転数によって本体部１に作用する軸方向の力を調整する。図２に示すように、３個の補助プロペラ６は、無人飛行体Ｄｒ１の中心軸Ａｘから径方向に等しい長さであるとともに、周方向に等間隔に配置されている。そのため、３個の補助プロペラ６からフレーム部１２に均等な力を作用させることで、無人飛行体Ｄｒ１の水平に対する姿勢を維持できる。また、３個の補助プロペラ６は、いずれも同じ形状である。そのため、３個の補助プロペラ６を全て同じ回転数で回転させることで、３個の補助プロペラ６からフレーム部１２に作用する力は均等になる。
【００５３】
例えば、無人飛行体Ｄｒ１が水平状態のときに、３個の補助プロペラ６を同じ回転数で回転させることで、無人飛行体Ｄｒ１を水平に保つことができる。また、３個の補助プロペラ６の回転数を調整することで、無人飛行体Ｄｒ１の水平に対する姿勢を変更できる。また、無人飛行体Ｄｒ１の水平に対する姿勢を変更することで、水平方向の移動も可能である。
【００５４】
また、上述のとおり主羽根部３２の径方向長さは、補助羽根部６２の径方向長さに比べて大きい。そのため、主プロペラ３を回転させるためには、補助プロペラ６を回転させる場合に比べて大きな力、すなわち、大きなトルクが必要になる。一方、無人飛行体Ｄｒ１のようなプロペラの回転による風力で揚力を発生させて、垂直方向に移動する飛行体の場合、プロペラの回転によって、本体部１にプロペラの回転方向と逆方向のトルクが作用する。プロペラの回転によって、本体部１に作用するトルクは、プロペラの大きさ及び回転数によって決まる。すなわち、３個の補助プロペラ６において、回転数、すなわち、補助プロペラ６から発生する気流による揚力は、トルクと比例する。
【００５５】
無人飛行体Ｄｒ１では、主プロペラ３の回転方向（ＣＣＷ方向）と補助プロペラ６の回転方向（ＣＷ方向）とが逆向きである。すなわち、主シャフト２の軸方向一方側から見たときに複数の補助プロペラ７の回転方向（ＣＷ方向）は、主プロペラ３の回転方向（ＣＣＷ方向）と逆方向である。これにより、主プロペラ３の回転による主モータ４から本体部１に作用する主トルクＴｒ１と、３個の補助プロペラ６の回転による補助モータ７から本体部１に作用する補助トルクＴｒ２１、Ｔｒ２２、Ｔｒ２３とは、打ち消し合う。
【００５６】
例えば、３個の補助プロペラ６が同じ回転数で回転している状態で、主プロペラ３から本体部１に作用する力と３個の補助プロペラ６から本体部１に作用する力の総和が、無人飛行体Ｄｒ１の重量と一致すると、無人飛行体Ｄｒ１の垂直方向の位置が固定される。また、無人飛行体Ｄｒ１の姿勢が水平で、主トルクＴｒ１が補助トルクＴｒ２１、Ｔｒ２２、Ｔｒ２３の総和と釣り合うとき、無人飛行体Ｄｒ１は水平な姿勢で、回転方向にも停止する。なお、回転せず、水平な姿勢を保った状態を、ホバリング状態とする。すなわち、本体部１が空中で静止している状態のときに主プロペラ３から本体部１に作用するトルクＴｒ１と、複数の補助プロペラ７から本体部１に作用するトルクＴｒ２１、Ｔｒ２２、Ｔｒ２３の総和とが同じである。
【００５７】
すなわち、無人飛行体Ｄｒ１は、ホバリング状態のとき、主プロペラ３及び３個の補助プロペラ６の回転によって、十分な揚力を得るとともに、主トルクＴｒ１と補助トルクＴｒ２１、Ｔｒ２２、Ｔｒ２３の総和が釣り合う。無人飛行体Ｄｒ１では、３個の補助プロペラ６が全て同じ回転数で回転するときに、主トルクＴｒ１と補助トルクＴｒ２１、Ｔｒ２２、Ｔｒ２３の総和が釣り合う。これにより、無人飛行体Ｄｒ１では、簡単な制御で安定した動作が可能である。
【００５８】
また、上述のとおり、無人飛行体Ｄｒ１が空中を移動するときには、３個の補助プロペラ６の回転数を調整して、換言すると、異なる回転数に制御する。すなわち、３個の補助プロペラ６のうち少なくとも一つの回転数を他の補助プロペラ６と異なる回転数とすることで、無人飛行体Ｄｒ１は、空中を移動する。そして、補助プロペラ６からフレーム１２に作用するトルクは、回転数によって変化する。そのため、無人飛行体Ｄｒ１が移動しているときには、少なくとも一つの補助プロペラ６が他の補助プロペラ６と異なる回転数で回転し、さらに主トルクＴｒ１と、補助トルクＴｒ２１、Ｔｒ２２、Ｔｒ２３の総和とが異なる。すなわち、本体部１が空中で移動しているときに主プロペラ３から本体部１に作用するトルクＴｒ１は、複数の補助プロペラ６から本体部１に作用するトルクＴｒ２１、Ｔｒ２２、Ｔｒ２３の総和と異なる。このことによって、無人飛行体Ｄｒ１の空中での移動の制御が容易である。
【００５９】
また、主羽根部３２の径方向長さを、補助羽根部６２の径方向長さよりも長くしたことで、主プロペラ３では、補助プロペラ６よりも低い回転数で、無人飛行体Ｄｒ１を浮揚させるために十分な揚力を発生できる。また、主プロペラ３を備えることで、３個の補助プロペラ６それぞれに要求される揚力も低くなる。すなわち、３個の補助プロペラ６の回転数も低く抑えることができる。これにより、本発明の無人飛行体Ｄｒ１は、４個の同じプロペラを用いた無人飛行体に比べて各プロペラの回転数を低く抑えることができる。
【００６０】
これにより、プロペラの回転による風切り音等の騒音を低減できる。無人飛行体Ｄｒ１の騒音を抑制することで、例えば、室内で使用する場合や、スピーカ又はマイク等の音響機器を搭載した場合の利便性を高めることができる。また、屋外で使用する場合であっても、無人飛行体Ｄｒ１の騒音を抑制することで、騒音を抑えたい場所での使用に対して利便性が高い。
【００６１】
無人飛行体Ｄｒ１において、主プロペラ３は、主本体部１１とフレーム部１２との軸方向の間に配置される。そして、主プロペラ３を駆動する主駆動部４は、主本体部１１とフレーム部１２との軸方向の間に配置される。複数の補助駆動部７は、フレーム部１２に配置される。主本体部１１とフレーム部１２とは、中空シャフト２によって接続され、中空シャフト２の内部には、主駆動部４及び複数の補助駆動部７の少なくとも一つと電気的に接続する接続配線８４が配置される。
【００６２】
＜１．７  実施例１＞
本実施形態の無人飛行体Ｄｒ１の実際の例について、説明する。なお、本実施形態の無人飛行体Ｄｒ１の例を実施例１とする。実施例１の無人飛行体Ｄｒ１では、５０ｇの揚力を発生することができるものとしている。実施例１の無人飛行体Ｄｒ１では、最外径、すなわち、主羽根部３２の径方向外端の軌跡Ｓｔ１の外径が１２０ｍｍの主プロペラ３を用いた。また、最外径、すなわち、補助羽根部６２の径方向外端の軌跡Ｓｔ２の外径が５０ｍｍの補助プロペラ６を３個用いた。また、主モータ４及び補助モータ７は、アウターロータモータである。
【００６３】
そして、本体部１等の重量が２０ｇである。主プロペラ３の重量が３ｇ及び主モータ４の重量が４ｇであり合計７ｇである。補助プロペラ６の重量が１ｇ及び補助モータ７の重量が１．５ｇであり、３個の補助プロペラ６及び補助モータ７で合計７．５ｇである。また、バッテリ８１の重量が８ｇ、カメラ８２の重量が３ｇ、そして、回路基板８３の重量が１ｇである。そのため、実施例１の総重量は、４６．５ｇである。この構成によって、無人飛行体Ｄｒ１は飛行可能である。
【００６４】
＜１．８  実施例２＞
次に、同じく４個のプロペラを備えた無人飛行体と比較を行った。本実施形態の無人飛行体Ｄｒ１の例を実施例２とする。実施例２では、最外径、すなわち、主羽根部３２の径方向外端の軌跡Ｓｔ１の外径が１５０ｍｍの主プロペラ３を用いた。また、最外径、すなわち、補助羽根部６２の径方向外端の軌跡Ｓｔ２の外径が１００ｍｍの補助プロペラ６を３個用いた。また、主モータ４及び補助モータ７は、アウターロータモータである。
【００６５】
また、比較例として、外径が１００ｍｍのプロペラを４個用いた無人飛行体を用意した。実施例２と比較例とで、ホバリング時の騒音の主な要因であるプロペラの回転数を調べた。実施例２の場合、全てのプロペラで１００００ｒｐｍであったのに対し、実施例２では、主プロペラ３の回転数が５０００ｒｐｍ、補助プロペラ６の回転数が７５００ｒｐｍであった。実施例２の主プロペラ３及び補助プロペラ６の回転数は、比較例のプロペラの回転数よりも小さい。すなわち、本発明にかかる無人飛行体は、全てのプロペラが同じ形状の従来の無人飛行体に比べて、静音性が高い。
【００６６】
（第２実施形態）
本発明にかかる無人飛行体の他の例について図面を参照して説明する。図６は、本発明にかかる無人飛行体の他の例の概略側面図である。図６に示す無人飛行体Ｄｒ２は本体部１ｂのフレーム部１２ｂ、補助シャフト５ｂ、補助プロペラ６ｂ及び補助モータ７ｂが、フレーム部１２、補助シャフト５、補助プロペラ６及び補助モータ７と異なる以外、第１実施形態の無人飛行体Ｄｒ１と同じ構成を有する。そのため、無人飛行体Ｄｒ２の構成において、無人飛行体Ｄｒ１と同じ構成には、同じ符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
【００６７】
＜２．１  フレーム部１２ｂについて＞
図６に示すように、無人飛行体Ｄｒ２の本体部１ｂのフレーム部１２ｂは、フレーム本体部１２１ｂと、３個のアーム部１２２ｂとを備える。フレーム本体部１２１ｂは、軸方向に延びる円筒状である。フレーム本体部１２１ｂは、中心が中心軸Ａｘと一致する。フレーム本体部１２１ｂは、内部に空間を備えており、フレーム本体部１２１ｂの内部空間に回路基板８３が配置される。また、主シャフト２の内部空間は、フレーム本体部１２１ｂの内部空間と繋がっている。そして、主シャフト２の内部に配置されたリード線が、フレーム本体部１２１ｂの内部の回路基板８３に接続される。
【００６８】
３個のアーム部１２２ｂは、フレーム本体部１２１ｂの径方向外面から径方向外方に延びる。３個のアーム部１２２ｂは、周方向等間隔に配置される。そして、アーム部１２２ｂの径方向外縁の軸方向上面に補助モータ７ｂが取り付けられる。なお、アーム部１２２ｂは、中空部を備えてもよい。アーム部１２２ｂが中空部を備えることで、回路基板８３から補助モータ７ｂに接続されるリード線を中空部に配線することができる。
【００６９】
＜２．２  補助プロペラ６ｂ及び補助モータ７ｂについて＞
補助プロペラ６ｂ及び補助モータ７ｂについて、図面を参照して説明する。図７は、補助プロペラ６ｂ及び補助モータ７ｂの概略図である。補助モータ７ｂは、インナーロータ型モータである。補助モータ７ｂは、アーム部１２２ｂの軸方向上面に固定される。補助モータ７ｂは、上カバー７０１ｂと、ベース部７０２ｂと、ステータ７１ｂと、ロータ７２ｂと、上軸受７３と、下軸受７４と、を備える。
【００７０】
上カバー７０１ｂは、有蓋筒状である。上カバー７０１ｂは、上蓋部７０３ｂと、補助モータ筒部７０４ｂと、上軸受保持部７０５ｂと、を備える。上蓋部７０３ｂは、補助シャフト５ｂの中心軸Ａｘ２と直交する方向に拡がる円環状であり、中央に貫通孔７００ｂを有する。また、補助モータ筒部７０４ｂは、上蓋部７０３ｂの径方向外縁部から軸方向下方に延びる。上軸受保持部７０５ｂは、上蓋部７０３ｂの貫通孔７００ｂの辺縁部から軸方向上方に延びる筒状である。上軸受保持部７０５ｂの中心は、補助シャフト５ｂの中心軸Ａｘ２と一致する。
【００７１】
ベース部７０２ｂは、補助シャフト５ｂの中心軸Ａｘ２と直交する方向に拡がる円環状である。ベース部７０２ｂは、下軸受保持部７０６ｂを備える。下軸受保持部７０６ｂは、円筒状であり、ベース部７０２ｂの径方向中央部に配置される。下軸受保持部７０６ｂの中心は、補助シャフト５ｂの中心軸Ａｘ２と重なる。
【００７２】
上軸受７３の外輪は、上軸受保持部７０５ｂの径方向内面に固定される。これにより、上軸受７３の内輪の中心は、補助シャフト５ｂの中心軸Ａｘ２と重なる。また、下軸受７４の外輪は、下軸受保持部７０６ｂの径方向内面に固定される。これにより、下軸受７４の内輪の中心は、補助シャフト５ｂの中心軸Ａｘ２と重なる。そして、補助シャフト５ｂは、上軸受７３及び下軸受７４の内輪に圧入により固定される。これにより、補助シャフト５ｂは、上カバー７０１ｂ及びベース部７０２ｂに回転可能に支持される。また、補助シャフト５ｂは、上カバー７０１ｂの上蓋部７０３ｂの径方向中央の貫通孔から軸方向上方に向かって外側に突出する。補助シャフト５ｂは、補助モータ７ｂを介して、アーム部１２２ｂ、すなわち、本体部１ｂから軸方向上方に向かって延びる。
【００７３】
ステータ７１ｂは、ステータコア７１１ｂと、コイル７１２ｂとを備える。ステータコア７１１ｂは、環状のコアバック７１３ｂと、複数のティース７１４ｂとを有する。環状のコアバック７１３ｂは、補助モータ筒部７０４ｂの径方向内面に固定される。また、複数のティース７１４ｂは、環状のコアバック７１３ｂから径方向内方に延びる。コイル７１２ｂはティース７１４ｂの周囲にそれぞれ導線を巻き回して構成される。
【００７４】
ロータ７２ｂは、ロータマグネット７２１ｂを備える。ロータマグネット７２１ｂは、円筒状であり補助シャフト５ｂの径方向外面に固定される。ロータマグネット７２１ｂは、ティース７１４ｂと径方向に対向する。そして、補助シャフト５ｂが、上軸受７３及び下軸受７４の内輪に圧入されており、ロータ７２ｂは、上カバー７０１ｂ及びベース部７０２ｂに対して回転可能である。また、コイル７１２ｂに電流を供給することで、補助シャフト５ｂは、補助シャフト５ｂの中心軸Ａｘ２周りに回転する。
【００７５】
補助シャフト５ｂの上端部には、補助プロペラ６ｂが固定されている。補助プロペラ６ｂは、補助プロペラ本体部６１ｂと、補助羽根部６２ｂとを備える。補助プロペラ本体部６１ｂは、円柱状であり、補助プロペラ本体部６１ｂの中心は、補助シャフト５ｂの中心軸Ａｘ２と重なる。補助羽根部６２ｂは、補助プロペラ本体部６１ｂの径方向外面から径方向外方に延びる。補助モータ７ｂが回転することで、補助シャフト５ｂが回転する。これにより、補助シャフト５ｂに固定された補助プロペラ６ｂが回転する。このように、補助モータ７ｂとしてインナーロータモータ型のモータを採用することも可能である。インナーロータモータでは、補助シャフト５ｂが、補助モータ７ｂから軸方向に突出しており、その先端に、補助プロペラ６ｂを固定するため、補助モータ７ｂを、アーム部１２２ｂに直接固定できる。これにより、アーム部１２２ｂの形状を簡略化できる。
【００７６】
これ以外にも、第１実施形態と共通特徴を有する。
【００７７】
（第３実施形態）
本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例について図面を参照して説明する。図８は、本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例の概略側面図である。図８に示す無人飛行体Ｄｒ３は、補助シャフト５ｃが異なる以外、第１実施形態の無人飛行体Ｄｒ１と同じ構成である。そのため、無人飛行体Ｄｒ３の構成において、無人飛行体Ｄｒ１と同じ構成については、同じ符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
【００７８】
＜３．１  補助シャフト５ｃについて＞
図８に示すように、無人飛行体Ｄｒ３において、補助シャフト５ｃの中心軸Ａｘ３が無人飛行体Ｄｒ３の中心軸Ａｘ、すなわち、主シャフト２の中心軸Ａｘに対して傾いている。具体的には、補助シャフト５ｃは、軸方向下方に向かうにつれて、中心軸Ａｘに近づく。そして、３個の補助シャフト５ｃの中心軸Ａｘ３を軸方向下方に延ばした延長線は、中心軸Ａｘと点Ｐ１で交差する。換言すると、３個の補助シャフト５ｃの中心軸Ａｘ３は、いずれも、軸方向下方に向かうにつれて中心軸Ａｘに接近する。そして、３個の補助シャフト５ｃの中心軸Ａｘ３の中心軸Ａｘとなす角度は全て等しい。
【００７９】
すなわち、複数の補助シャフト５ｃの中心軸Ａｘ３を延長した線は、主シャフト２の中心軸Ａｘを延長した線と１点（点Ｐ１）で交差する。これにより、複数の補助プロペラ６は、本体部１に作用する力のバランスを保ちつつ、本体部１に対して、径方向の力を作用することができる。これにより、無人飛行体Ｄｒ３の操作性が高くなる。
【００８０】
＜３．２  無人飛行体Ｄｒ３の動作について＞
このような、無人飛行体Ｄｒ３の動作について説明する。補助シャフト５ｃの中心軸Ａｘ３は、中心軸Ａｘに対して傾いている。補助シャフト５ｃに接続された補助プロペラ６の回転によって本体部１に作用する力は、補助シャフト５ｃの中心軸Ａｘ３に沿う方向である。そのため、補助プロペラ６の回転によって本体部１に作用する力は、軸方向下方に向かう力成分と径方向外方に向かう力成分とを含む。３個の補助プロペラ６が同じ回転数で回転する場合、各補助プロペラ６から本体部１に対して、径方向外方に向かう力成分は等しい。そして、補助プロペラ６から本体部１に対して作用する力は、補助シャフト５ｃを介して作用している。３個の補助シャフト５ｃは、周方向等間隔に配置されているとともに、いずれの中心軸Ａｘ３も、中心軸Ａｘに対して同じ角度で傾いている。そのため、３個の補助プロペラ６から本体部１に作用する力の径方向外方に向かう力成分は、打ち消し合う。すなわち、３個の補助プロペラ６が同じ回転数で回転することで、無人飛行体Ｄｒ３をホバリング状態とすることができる。
【００８１】
一方、３個の補助シャフト５ｃが傾いていることで、補助プロペラ６の回転数の変化が少なくても、無人飛行体Ｄｒ３の姿勢又は位置を大きく変化させることができる。例えば、無人飛行体Ｄｒ３がホバリングしている状態で、軸方向の力成分のバランスを取りつつ、径方向の力成分のバランスが変化する回転数で各補助プロペラ６を回転させることで、水平姿勢を保ったまま、径方向、すなわち、水平方向の移動が容易になる。これにより、無人飛行体Ｄｒ３の制御が簡単であり、無人飛行体Ｄｒ３の利便性が高い。なお、本実施形態の無人飛行体Ｄｒ３において、補助シャフト５ｃの中心軸Ａｘ３は、軸方向下方に向かうにつれて中心軸Ａｘに接近しているが、逆に、軸方向上方に向かうにつれて中心軸に接近してもよい。いずれの場合も、３個の補助シャフト５ｃの中心軸Ａｘ３を延長した線が、主シャフト２の中心軸Ａｘを延長した線と、１点（点Ｐ１）で交わればよい。
【００８２】
これ以外にも、第１実施形態と同じ特徴を有する。
【００８３】
（第４実施形態）
本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例について図面を参照して説明する。図９は、本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例の概略平面図である。図１０は、図９に示す無人飛行体の概略側面図である。図９、図１０に示す無人飛行体Ｄｒ４は、本体部１ｄ、主シャフト２ｄ、主プロペラ３ｄ、主モータ４ｄが異なる以外、第１実施形態の無人飛行体Ｄｒ１と同じ構成である。そのため、無人飛行体Ｄｒ４の構成において、無人飛行体Ｄｒ１と同じ構成については、同じ符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
【００８４】
＜４．  無人飛行体Ｄｒ４の概略構成について＞
図１０に示すように、無人飛行体Ｄｒ４は、本体部１ｄと、主シャフト２ｄと、主プロペラ３ｄと、主モータ４ｄと、補助シャフト５と、補助プロペラ６と、補助モータ７と、バッテリ８１と、カメラ８２と、回路基板８３とを備える。なお、無人飛行体Ｄｒ４では、リード線を省略しているが、バッテリ８１と回路基板８３、回路基板８３と主モータ４ｄ及び補助モータ７とは、リード線にて接続される。
【００８５】
＜４．１  本体部１ｄについて＞
本体部１ｄは、主本体部１１と、フレーム部１２とを備える。本体部１ｄにおいて、主本体部１１の軸方向上面とフレーム部１２の軸方向下面とが接触している。主本体部１１とフレーム部１２とは、一体的に形成されている。なお、ここで一体的に形成されているとは、樹脂等の一体成形体である場合や接着等で一体的に固定する場合等を含む。すなわち、本体部１ｄは、主本体部１１と、主シャフト２ｄの中心軸Ａｘと直交する方向に拡がるフレーム部１２とを備える。
【００８６】
＜４．２  主シャフト２ｄについて＞
図１０に示すように主シャフト２ｄは、フレーム部１２のフレーム本体部１２１の上面から軸方向上方に延びる円筒状である。主シャフト２ｄの内部空間には、回路基板８３と主モータ４ｄとを接続するリード線が配線される。主シャフト２ｄの中心軸は、無人飛行体Ｄｒ４の中心軸Ａｘと一致する。そのため、主シャフト２ｄの中心軸Ａｘとする。
【００８７】
主シャフト２ｄは、補助プロペラ６の軸方向上端よりも軸方向上方に延びる。そして、主シャフト２ｄの軸方向上端には、主モータ４ｄが取り付けられているとともに、主モータ４ｄを介して主プロペラ３ｄが主シャフト２ｄに接続される。
【００８８】
＜４．３  主プロペラ３ｄ及び主モータ４ｄについて＞
主プロペラ３ｄ及び主モータ４ｄについて図面を参照して説明する。図１１は、主プロペラ３ｄ及び主モータ４ｄを拡大した断面図である。
【００８９】
＜４．３．１  主プロペラ３ｄ＞
図９に示すように、主プロペラ３ｄは、主プロペラ本体部３１ｄと、３個の主羽根部３２ｄと、を備える。図１１に示すように、主プロペラ本体部３１ｄは、上カバー３１１ｄと、下カバー３１２ｄとを備える。上カバー３１１ｄは有蓋筒状である。上カバー３１１ｄは、中心軸Ａｘと直交する方向に拡がる円環状の上蓋部３１３ｄと、上蓋部３１３ｄの径方向外縁から軸方向下方に延びる円筒状の主プロペラ筒部３１４ｄとを備える。上蓋部３１３ｄの軸方向下面には、ロータシャフト４２２ｄの軸方向上面が固定される。つまり、ロータシャフト４２２ｄは、上蓋部３１３ｄの軸方向下面の径方向中央部から軸方向下方に向かって延びる。なお、上蓋部３１３ｄに軸方向に貫通する孔部を設け、ロータシャフト４２２ｄの上端部を孔部に固定してもよい。また、上蓋部３１３ｄとロータシャフト４２２ｄと一体成形で作製してもよい。
【００９０】
また、下カバー３１２ｄは、中心軸Ａｘと直交する方向に拡がる円板状である。下カバー３１２ｄの径方向中央部には、軸方向上方に延びる筒状の軸受保持部３１５ｄが備えられる。主モータ４ｄの上軸受４３ｄ及び下軸受４４ｄが、軸受保持部３１５ｄに保持される。主プロペラ筒部３１４ｄの軸方向下面は、下カバー３１２ｄの径方向外縁部と軸方向に対向する。
【００９１】
なお、上軸受４３ｄの内輪及び下軸受４４ｄの内輪は、軸方向上下に離れた位置で、ロータシャフト４２２ｄに固定される。
【００９２】
３個の主羽根部３２ｄは、主プロペラ筒部３１４ｄの径方向外面から径方向外方に延びる。３個の主羽根部３２ｄは、主プロペラ筒部３１４ｄに固定される。すなわち、主プロペラ３ｄは、プロペラ本体部３１ｄと、プロペラ本体部３１ｄから径方向外方に延びるとともに周方向に配置される複数の羽根部３２ｄと、を備える。なお、主プロペラ筒部３１４ｄと３個の主羽根部３２ｄとは、一体成形にて形成されてもよい。３個の主羽根部３２ｄは、周方向に等間隔に配置される。
【００９３】
＜４．３．２  主モータ４ｄ＞
次に、主モータ４ｄについて説明する。主モータ４ｄは、主シャフト２ｄの軸方向上端部に配置される。主モータ４ｄは、主プロペラ３ｄの主プロペラ本体部３１ｄの内部に配置される。すなわち、主プロペラ３ｄは、駆動部４ｄと径方向に対向する。また、駆動部４ｄは、プロペラ本体部３１ｄの内部に収容される。このように構成することで、ロータシャフト４２２ｄの軸長を短くでき、駆動力の伝達効率を高めることが可能である。
【００９４】
主モータ４ｄは、アウターロータ型のモータである。主モータ４ｄは、ステータ４１ｄと、ロータ４２ｄとを備える。ステータ４１ｄは、ステータコア４１１ｄと、コイル４１２ｄとを備える。ステータコア４１１ｄは、例えば、電磁鋼板を軸方向に積層した積層体である。なお、ステータコア４１１ｄは、電磁鋼板を積層した積層体に限定されず、紛体の焼成、鋳造等、単一の部材であってもよい。
【００９５】
ステータコア４１１ｄは、環状のコアバック４１３ｄと複数のティース４１４ｄとを有する。環状のコアバック４１３ｄの中央の貫通部分に、軸受保持部３１５ｄが圧入される。これにより、ステータコア４１１ｄは軸受保持部３１５ｄに固定される。すなわち、ステータ４１ｄは、軸受保持部３１５ｄを介して下カバー３１２ｄに固定される。複数のティース４１４ｄはコアバック４１３ｄの径方向外面から径方向外方に向かって延びて放射状に形成される。コイル４１２ｄはティース４１４ｄの周囲にそれぞれ導線を巻き回して構成される。
【００９６】
ロータ４２ｄは、円筒形状のロータマグネット４２１ｄと、ロータシャフト４２２ｄとを備える。ロータマグネット４２１ｄは、ティース４１４ｄと径方向に対向する。ロータマグネット４２１ｄは、主プロペラ筒部３１４ｄの径方向内面に固定される。ロータマグネット４２１ｄは、周方向にＮ極とＳ極とが交互に配置されている。すなわち、主モータ４ｄでは、主プロペラ筒部４１４ｄをロータハウジングとして用いている。
【００９７】
上軸受４３ｄ及び下軸受４４ｄは、玉軸受である。上軸受４３ｄ及び下軸受４４ｄは、外輪と、内輪と、外輪と内輪の間に配置される複数個のボールとを備える。上軸受４３ｄ及び下軸受４４ｄは、ボールが回転することで内輪と外輪とが相対的に回転する。上軸受４３ｄの外輪は、軸受保持部３１５ｄに固定される。また、下軸受４４ｄの外輪も、軸受保持部３１５ｄに固定される。なお、上軸受４３ｄ及び下軸受４４ｄの外輪と軸受保持部３１５ｄとの固定は、圧入を挙げることができるが、これに限定されない。また、上軸受４３ｄ及び下軸受４４ｄの内輪は、ロータシャフト４２２ｄの軸方向に離れた部分に固定される。なお、上軸受４３ｄ及び下軸受４４ｄの内輪とロータシャフト４２２ｄとの固定は、圧入を挙げることができるが、これに限定されない。
【００９８】
これにより、ロータシャフト４２２ｄは、上軸受４３ｄ及び下軸受４４ｄを介して、軸受保持部３１５ｄに回転可能に支持される。さらに詳しく説明すると、ロータシャフト４２２ｄ及びロータシャフト４２２ｄと固定された上カバー３１１ｄは、下カバー３１２ｄに対して回転可能に支持される。
【００９９】
＜４．４  無人飛行体Ｄｒ４の特徴について＞
図９、図１０に示すように、無人飛行体Ｄｒ４は、主本体部１１とフレーム部１２とが直接接続される。そのため、主本体部１１とフレーム部１２との間に部材が介在しないので、伝達される力が減衰されにくい。例えば、補助プロペラ６の回転数を制御するとき、無人飛行体Ｄｒ４の姿勢の変化及び移動方向の変更の応答性が高い。そのため、無人飛行体Ｄｒ４の操作性が高くなる。また、主プロペラ３ｄ、主モータ４ｄ、補助プロペラ６及び補助モータ７は、いずれも、フレーム部１２よりも軸方向上方に位置する。すなわち、フレーム部１２は、主本体部１１と主プロペラ３ｄ及び複数の補助プロペラ６との軸方向の間に配置される。これにより、主プロペラ３ｄと補助プロペラ６とが本体部１に対して同じ側（軸方向において上側）にある。そのため、調整、修理等のメンテナンス時において、無人飛行体Ｄｒ４に軸方向上方からの作業だけで良く、作業性が高い。
【０１００】
これ以外にも、第１実施形態と同じ特徴を有する。
【０１０１】
＜４．５  実施例３＞
本実施形態の無人飛行体Ｄｒ４の実際の例について、説明する。なお、本実施形態の無人飛行体Ｄｒ４の例を実施例３とする。実施例３の無人飛行体Ｄｒ４では、５０ｇの揚力を発生することができるものとしている。実施例３の無人飛行体Ｄｒ４では、最外径、すなわち、主羽根部３２ｄの径方向外端の軌跡Ｓｔ１の外径が１２０ｍｍの主プロペラ３ｄを用いた。また、最外径、すなわち、補助羽根部６２の径方向外端の軌跡Ｓｔ２の外径が５０ｍｍの補助プロペラ６を３個用いた。また、主モータ４ｄ及び補助モータ７は、アウターロータモータである。
【０１０２】
そして、本体部１ｄ等の重量が２０ｇである。主プロペラ３ｄの重量が３ｇ及び主モータ４ｄの重量が４ｇであり合計７ｇである。補助プロペラ６の重量が１ｇ及び補助モータ７の重量が１．５ｇであり、３個の補助プロペラ６で合計７．５ｇである。また、バッテリ８１の重量が８ｇ、カメラ８２の重量が３ｇ、そして、回路基板８３の重量が１ｇである。そのため、実施例１の総重量は、４６．５ｇである。この構成によって、実施例３の無人飛行体Ｄｒ４は飛行可能である。
【０１０３】
（第５実施形態）
本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例について図面を参照して説明する。図１２は、本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例の概略側面図である。図１３は、図１２に示す無人飛行体の主プロペラ及び主モータを拡大した断面図である。図１２に示す無人飛行体Ｄｒ５は、本体部１ｅ、主シャフト２ｅ、主プロペラ３ｅ及び主モータ４ｅが、本体部１ｂ、主シャフト２、主プロペラ３及び主モータ４と異なる以外、第２実施形態の無人飛行体Ｄｒ２と同じ構成を有する。そのため、無人飛行体Ｄｒ５の構成において、無人飛行体Ｄｒ２と同じ構成には、同じ符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
【０１０４】
＜５．１  本体部１ｅについて＞
図１３に示すように、無人飛行体Ｄｒ５の本体部１ｅのフレーム部１２ｂの軸方向下面は、主本体部１１の軸方向上面と接触している。すなわち、フレーム部１２ｂと主本体部１１とが直接接続される。なお、主本体部１１とフレーム部１２ｂとは、一体的に形成されてもよいし、分離可能であってもよい。分離可能とする場合において、主本体部１１とフレーム部１２ｂとを分離したときに、主本体部１１の内部に配置されたバッテリ８１及びフレーム部１２ｂに配置された回路基板８３を外部に露出させる構造でもよい。主本体部１１とフレーム部１２ｂとの固定方法として、例えば、一方に雌ねじ他方に雄ねじを形成して、雌ねじに雄ねじをねじ込むことで固定する方法を採用できる。また、これ以外の方法を採用してもよい。
【０１０５】
＜５．２  主プロペラ３ｅ及び主モータ４ｅについて＞
主モータ４ｅは、インナーロータ型モータである。主モータ４ｅは、フレーム本体部１２１ｂの軸方向上面に固定される。主モータ４ｂは、上カバー４０１ｅと、ベース部４０２ｅと、ステータ４１ｅと、ロータ４２ｅと、上軸受４３ｅと、下軸受４４ｅと、を備える。
【０１０６】
上カバー４０１ｅは、有蓋筒状である。上カバー４０１ｅは、上蓋部４０３ｅと、主モータ筒部４０４ｅと、上軸受保持部４０５ｅと、を備える。上蓋部４０３ｅは、中心軸Ａｘと直交する方向に拡がる円環状であり、中央に貫通孔４００ｅを有する。また、主モータ筒部４０４ｅは、上蓋部４０３ｅの径方向外縁部から軸方向下方に延びる。上軸受保持部４０５ｅは、上蓋部４０３ｅの貫通孔４００ｅの辺縁部から軸方向上方に延びる筒状である。上軸受保持部４０５ｅの中心は、中心軸Ａｘと一致する。
【０１０７】
ベース部４０２ｅは、中心軸Ａｘと直交する方向に拡がる円環状である。ベース部４０２ｅは、下軸受保持部４０６ｅを備える。下軸受保持部４０６ｅは、円筒状であり、ベース部４０２ｅの径方向中央部に配置される。下軸受保持部４０６ｅの中心は、中心軸Ａｘと重なる。
【０１０８】
上軸受４３ｅの外輪は、上軸受保持部４０５ｅの径方向内面に固定される。これにより、上軸受４３ｅの内輪の中心は、中心軸Ａｘと重なる。また、下軸受４４ｅの外輪は、下軸受保持部４０６ｅの径方向内面に固定される。これにより、下軸受４４ｅの内輪の中心は、中心軸Ａｘと重なる。そして、主シャフト２ｅは、上軸受４３ｅ及び下軸受４４ｅの内輪に圧入により固定される。これにより、主シャフト２ｅは、上カバー４０１ｅ及びベース部４０２ｅに回転可能に支持される。また、主シャフト２ｅは、上カバー４０１ｅの上蓋部４０３ｅの径方向中央の貫通孔から軸方向上方に向かって外側に突出する。主シャフト２ｅは、主モータ４ｅを介して、アーム部１２２ｂ、すなわち、本体部１ｅから軸方向上方に向かって延びる。
【０１０９】
ステータ４１ｅは、ステータコア４１１ｅと、コイル４１２ｅとを備える。ステータコア４１１ｅは、環状のコアバック４１３ｅと、複数のティース４１４ｅとを有する。環状のコアバック４１３ｅは、主モータ筒部４０４ｅの径方向内面に固定される。また、複数のティース４１４ｅは、環状のコアバック４１３ｅから径方向内側に延びる。コイル４１２ｅはティース４１４ｅの周囲にそれぞれ導線を巻き回して構成される。
【０１１０】
ロータ４２ｅは、ロータマグネット４２１ｅを備える。ロータマグネット４２１ｅは、円筒状であり主シャフト２ｅの径方向外面に固定される。ロータマグネット４２１ｅは、ティース４１４ｅと径方向に対向する。そして、主シャフト２ｅが、上軸受４３ｅ及び下軸受４４ｅに圧入されており、ロータ４２ｅは、上カバー４０１ｅ及びベース部４０２ｅに対して回転可能である。また、コイル４１２ｅに電流を供給することで、主シャフト２ｅは、中心軸Ａｘ周りに回転する。
【０１１１】
主シャフト２ｅの上端部には、主プロペラ３ｅが固定されている。主プロペラ３ｅは、主プロペラ本体部３１ｅと、主羽根部３２ｅとを備える。主プロペラ本体部３１ｅは、円柱状であり、主プロペラ本体部３１ｅの中心は、中心軸Ａｘと重なる。主羽根部３２ｅは、主プロペラ本体部３１ｅの径方向外面から径方向外方に延びる。主モータ４ｅが回転することで、主シャフト２ｅが回転する。これにより、主シャフト２ｅに固定された主プロペラ３ｅが回転する。このように、主モータ４ｅとしてインナーロータモータ型のモータを採用することも可能である。インナーロータモータでは、主シャフト２ｅが、主モータ４ｅから軸方向に突出しており、その先端に、主プロペラ３ｅを固定するため、主モータ４ｅを、フレーム本体部１２１ｂに直接固定できる。また、主モータ４ｅとして汎用品を用いることが容易であり、設計の自由度が上がるとともに、メンテナンス性が高い。
【０１１２】
また、本実施形態の無人飛行体Ｄｒ５では、主モータ４ｅ及び３個の補助モータ７ｂが、フレーム部１２に固定される。すなわち、主プロペラ３ｅを駆動する主モータ４ｅ及び補助プロペラ６ｂを駆動する補助駆動部７ｂは、フレーム部１２に配置される。フレーム部１２に直接モータを固定するため、モータの固定が容易である。また、フレーム部１２のモータを取り付ける部分が平面であればよく、作業性が高い。さらに、無人飛行体Ｄｒ５の重心を本体部と近い位置に配置することができ、無人飛行体Ｄｒ５を安定的に飛行させることができる。
【０１１３】
これ以外にも、第２実施形態と同じ特徴を有する。
【０１１４】
（第６実施形態）
本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例について図面を参照して説明する。図１４は、本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例の平面図である。図１５は、図１４に示す無人飛行体の概略側面図である。図１４、図１５に示す無人飛行体Ｄｒ６は、補助シャフト５ｆが軸方向下方に延びる点で、第４実施形態の無人飛行体Ｄｒ４と異なる。また、これに伴って、本体部１ｆ、主シャフト２ｆの構成が多少異なるが、これ以外の点については、無人飛行体Ｄｒ４と同じ構成を有している。そのため、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
【０１１５】
＜６．  無人飛行体Ｄｒ６の概略構成について＞
図１５に示すように、無人飛行体Ｄｒ６は、本体部１ｆと、主シャフト２ｆと、主プロペラ３ｄと、主モータ４ｄと、補助シャフト５ｆと、補助プロペラ６と、補助モータ７と、バッテリ８１と、カメラ８２と、回路基板８３とを備える。なお、無人飛行体Ｄｒ４では、リード線を省略しているが、バッテリ８１と回路基板８３、回路基板８３と主モータ４ｄ及び補助モータ７とは、リード線にて接続される。
【０１１６】
＜６．１  本体部１ｆについて＞
本体部１ｆは、主本体部１１と、フレーム部１２とを備える。主本体部１１及びフレーム部１２は、第１実施形態の無人飛行体Ｄｒ１の主本体部１１及びフレーム部１２と同じであり、詳細な説明は省略する。本体部１ｆにおいて、主本体部１１と、フレーム部１２とは、筒部１３にて接続される。筒部１３の中心は、中心軸Ａｘと重なる。筒部１３の内部には、バッテリ８１と回路基板８３とをつなぐリード線が収納される。なお、本体部１ｆにおいて、主本体部１１とフレーム部１２とは、補助プロペラ６と干渉するため、軸方向に離し、筒部１３で連結している。しかしながら、補助プロペラ６と干渉しない場合、本体部１ｄ等のように、主本体部１１とフレーム部１２とを直接固定してもよい。
【０１１７】
主シャフト２ｆは、フレーム部１２のフレーム本体部１２１の軸方向上面から軸方向上方に向かって延びる筒体である。そして、主シャフト２ｆの中心は、中心軸Ａｘと一致する。主シャフト２ｆの軸方向上端には、主モータ４ｄ及び主モータ４ｄを介して、主プロペラ３ｄが接続される。
【０１１８】
＜６．２  補助シャフト５ｆについて＞
無人飛行体Ｄｒ６において、補助シャフト５ｆは、フレーム部１２のアーム部１２２から軸方向下方に延びる。そして、補助シャフト５ｆの軸方向下端には、補助モータ７が取り付けられている。そして、補助シャフト５の軸方向下端には、補助モータ７を介して補助プロペラ６が接続される。
【０１１９】
すなわち、無人飛行体Ｄｒ６では、フレーム部１２の軸方向上方に主プロペラ３ｂが亜配置され、フレーム部１２の軸方向下方に補助プロペラ６が配置される。このような構成とすることで、主モータ４ｂ及び補助モータ７の軸方向の向きが逆である。そのため、主モータ４ｂ及び補助モータ７を、軸方向上カバー側から見たときに同じ方向に回転させても、無人飛行体Ｄｒ６に作用するトルクを逆向きにできる。これにより、主モータ４ｂ及び３個の補助モータ７の制御を簡略化できる。
【０１２０】
また、主モータ４ｂ及び補助モータ７のいずれのモータもロータシャフトを短くできるため、回転精度を高めることができる。これにより、無人飛行体Ｄｒ６の操作性を高めることができる。
【０１２１】
無人飛行体Ｄｒ６において、複数の補助プロペラ６は、主本体部１１とフレーム部１２との軸方向の間に配置される。主プロペラ３ｄを駆動する主駆動部４ｄは、フレーム部１２の一方側である主プロペラ３ｄ側に配置される。複数の補助駆動部７は、フレーム部１２の他方側である複数の補助プロペラ６側に配置される。本体部１ｆは、複数の補助駆動部７のピッチ円の中心に軸方向に延びる筒部１３を備える。そして、筒部１３は、フレーム部１２を支持する。これにより、ロータシャフトの長さを短くできる。このことから、主プロペラ３ｄ及び補助プロペラ７の回転精度を高め、主プロペラ３ｄ及び補助プロペラ７の回転の騒音を低減できる。
【０１２２】
これ以外にも、第４実施形態と同じ特徴を有する。
【０１２３】
＜６．３  実施例４＞
本実施形態の無人飛行体Ｄｒ６の実際の例について、説明する。なお、本実施形態の無人飛行体Ｄｒ６の例を実施例４とする。実施例４の無人飛行体Ｄｒ６では、５０ｇの揚力を発生することができるものとしている。実施例４の無人飛行体Ｄｒ６では、最外径、すなわち、主羽根部３２ｄの径方向外端の軌跡Ｓｔ１の外径が１２０ｍｍの主プロペラ３ｄを用いた。また、最外径、すなわち、補助羽根部６２の径方向外端の軌跡Ｓｔ２の外径が５０ｍｍの補助プロペラ６を３個用いた。また、主モータ４及び補助モータ７は、アウターロータモータである。
【０１２４】
そして、本体部１ｆ等の重量が２０ｇである。主プロペラ３ｄの重量が３ｇ及び主モータ４ｄの重量が４ｇであり合計７ｇである。補助プロペラ６の重量が１ｇ及び補助モータ７の重量が１．５ｇであり、３個の補助プロペラ６で合計７．５ｇである。また、バッテリ８１の重量が８ｇ、カメラ８２の重量が３ｇ、そして、回路基板８３の重量が１ｇである。そのため、実施例１の総重量は、４６．５ｇである。この構成によって、実施例４の無人飛行体Ｄｒ６は飛行可能である。
【０１２５】
（第７実施形態）
本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例について図面を参照して説明する。図１６は、本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例の概略側面図である。図１６に示す無人飛行体Ｄｒ７は、本体部１ｇ、主プロペラ３ｅ、主モータ４ｅ、補助プロペラ６ｂ及び補助モータ７ｂを用いている以外、図６に示す無人飛行体Ｄｒ６と同じ構成を有する。そのため、図１６に示す無人飛行体Ｄｒ７において、無人飛行体Ｄｒ６と実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
【０１２６】
図１６に示すように、無人飛行体Ｄｒ７は、本体部１１と、フレーム部１２ｂとを備える。そして、本体部１１の軸方向上面とフレーム部１２ｂの軸方向下面とは、筒部１３にて連結される。筒部１３は、軸方向に延びる筒体であり、内部空間を備える。内部空間には、バッテリ８１と回路基板８３とを接続するリード線（不図示）が配置される。
【０１２７】
図１６に示すように、無人飛行体Ｄｒ７において、フレーム部１２ｂを用いることで、インナーロータ型のモータである主モータ４ｅを用いることができる。また、インナーロータ型モータである補助モータ７ｂをアーム部１２２ｂの軸方向下面に直接固定することも可能である。インナーロータ型モータは、モータとプロペラとが別体であるため、汎用品のモータを用いることが可能である。また、形状等の制限を受けにくいため、設計の自由度を高めることができる。
【０１２８】
これ以外にも、第６実施形態と同じ特徴を有する。
【０１２９】
（第８実施形態）
本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例について図面を参照して説明する。図１７は、本発明にかかる無人飛行体のさらに他の例の概略側面図である。図１７に示す無人飛行体Ｄｒ８は、補助シャフト５ｈが異なる以外、第６実施形態の無人飛行体Ｄｒ６と同じ構成である。そのため、無人飛行体Ｄｒ８の構成において、無人飛行体Ｄｒ６と同じ構成については、同じ符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
【０１３０】
＜７．１  補助シャフト５ｈについて＞
図１７に示すように、無人飛行体Ｄｒ８において、補助シャフト５ｈの中心軸Ａｘ４は、無人飛行体Ｄｒ８の中心軸Ａｘ、すなわち、主シャフト２ｆの中心軸Ａｘに対して傾いている。具体的には、補助シャフト５ｈは、軸方向上方に向かうにつれて、中心軸Ａｘに近づく。そして、３個の補助シャフト５ｈの中心軸Ａｘ４を軸方向上方に延ばした延長線は、中心軸Ａｘと点Ｐ２で交差する。換言すると、３個の補助シャフト５ｈの中心軸Ａｘ４は、いずれも、軸方向上方に向かうにつれて中心軸Ａｘに接近する。そして、３個の補助シャフト５ｈの中心軸Ａｘ４の中心軸Ａｘとなす角度は全て等しい。
【０１３１】
すなわち、複数の補助シャフト５ｈの中心軸Ａｘ４を延長した線は、主シャフト２ｆの中心軸Ａｘを延長した線と１点で交差する。これにより、複数の補助プロペラ６は、本体部１に作用する力のバランスを保ちつつ、本体部１に対して、径方向の力を作用することができる。これにより、無人飛行体Ｄｒ８の操作性が高くなる。
【０１３２】
このように、補助シャフト５ｈが傾斜することで、補助プロペラ６の回転によって発生する気流は、軸方向下方及び径方向外方にむかう。そのため、補助プロペラ６で発生した気流は邪魔されにくくなり、その結果、無人飛行体Ｄｒ８の駆動効率が高くなる。また、気流が邪魔されにくいことから、補助プロペラ６の回転数を変更したときの姿勢変化及び移動を応答よく行うことができる。これにより、操作性を高めることが可能である。なお、本実施形態の無人飛行体Ｄｒ８において、補助シャフト５ｈの中心軸Ａｘ４は、軸方向上方に向かうにつれて中心軸Ａｘに接近しているが、逆に、軸方向下方に向かうにつれて中心軸Ａｘに接近してもよい。いずれの場合も、３個の補助シャフト５ｈの中心軸Ａｘ４を延長した線が、主シャフト２ｆの中心軸Ａｘを延長した線と、１点（点Ｐ２）で交わればよい。
【０１３３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形及び組合せが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明によると、録音撮影等に用いる無人飛行体に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３５】
１・・・本体部、１ｂ・・・本体部、１ｄ・・・本体部、１ｅ・・・本体部、１ｆ・・・本体部、１１・・・主本体部１１・・・主本体部、１１１・・・下面、１１２・・・窓部、１２・・・フレーム部、１２ｂ・・・フレーム部１２・・・フレーム部、１２１・・・フレーム本体部、１２１ｂ・・・フレーム本体部、１２２・・・アーム部、１２２ｂ・・・アーム部、２・・・主シャフト、２ｄ・・・主シャフト、２ｅ・・・主シャフト、２ｆ・・・主シャフト、２１・・・内部空間、３・・・主プロペラ、３ｂ・・・主プロペラ、３ｄ・・・主プロペラ、３ｅ・・・主プロペラ、３１・・・主プロペラ本体部、３１ｄ・・・主プロペラ本体部、３１ｅ・・・主プロペラ本体部、３１１・・・上カバー、３１１ｄ・・・上カバー、３１２・・・下カバー、３１２ｄ・・・下カバー、３１３・・・上蓋部、３１３ｄ・・・上蓋部、３１４・・・主プロペラ筒部、３１４ｄ・・・主プロペラ筒部、３１５・・・上軸受保持部、３１５ｄ・・・軸受保持部、３１６・・・下軸受保持部、３２・・・主羽根部、３２ｄ・・・主羽根部、３２ｅ・・・主羽根部、４・・・主モータ、４ｂ・・・主モータ、４ｄ・・・主モータ、４ｅ・・・主モータ、４００ｅ・・・貫通孔、４０１ｅ・・・上カバー、４０２ｅ・・・ベース部、４０３ｅ・・・上蓋部、４０４ｅ・・・主モータ筒部、４０５ｅ・・・上軸受保持部、４０６ｅ・・・下軸受保持部、４１・・・ステータ、４１ｄ・・・ステータ、４１ｅ・・・ステータ、４１１・・・ステータコア、４１１ｄ・・・ステータコア、４１１ｅ・・・ステータコア、４１２・・・コイル、４１２ｄ・・・コイル、４１２ｅ・・・コイル、４１３・・・コアバック、４１３ｄ・・・コアバック、４１３ｅ・・・コアバック、４１４・・・ティース、４１４ｄ・・・ティース、４１４ｄ・・・主プロペラ筒部、４１４ｅ・・・ティース、４２・・・ロータ、４２ｄ・・・ロータ、４２ｅ・・・ロータ、４２１・・・ロータマグネット、４２１ｄ・・・ロータマグネット、４２１ｅ・・・ロータマグネット、４２２ｄ・・・ロータシャフト、４３・・・上軸受、４３ｄ・・・上軸受、４３ｅ・・・上軸受、４４・・・下軸受、４４ｄ・・・下軸受、４４ｅ・・・下軸受、５・・・補助シャフト、５ｂ・・・補助シャフト、５ｃ・・・補助シャフト、５ｆ・・・補助シャフト、５ｈ・・・補助シャフト、６・・・補助プロペラ、６ｂ・・・補助プロペラ、６１・・・補助プロペラ本体部、６１ｂ・・・補助プロペラ本体部、６１１・・・上カバー、６１２・・・下カバー、６１３・・・上蓋部、６１４・・・補助プロペラ筒部、６１５・・・軸受保持部、６２・・・補助羽根部、６２ｂ・・・補助羽根部、７・・・補助モータ、７ｂ・・・補助モータ、７００ｂ・・・貫通孔、７０１ｂ・・・上カバー、７０２ｂ・・・ベース部、７０３ｂ・・・上蓋部、７０４ｂ・・・補助モータ筒部、７０５ｂ・・・上軸受保持部、７０６ｂ・・・下軸受保持部、７１・・・ステータ、７１ｂ・・・ステータ、７１１・・・ステータコア、７１１ｂ・・・ステータコア、７１２・・・コイル、７１２ｂ・・・コイル、７１３・・・コアバック、７１３ｂ・・・コアバック、７１４・・・ティース、７１４ｂ・・・ティース、７２・・・ロータ、７２ｂ・・・ロータ、７２１・・・ロータマグネット、７２１ｂ・・・ロータマグネット、７２２・・・ロータシャフト、７３・・・上軸受、７４・・・下軸受、８１・・・バッテリ、８２・・・カメラ、８３・・・回路基板、８４・・・リード線、Ｄｒ１・・・無人飛行体、Ｄｒ２・・・無人飛行体、Ｄｒ３・・・無人飛行体、Ｄｒ４・・・無人飛行体、Ｄｒ５・・・無人飛行体、Ｄｒ６・・・無人飛行体、Ｄｒ７・・・無人飛行体、Ｄｒ８・・・無人飛行体
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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