(57)【要約】【課題】  飛行中や離着陸時に障害物に接触したり、落下したりした場合であっても、ロータの破損を防止すると共に安全を図ることのできる無線操縦ヘリコプタを提供することである。【解決手段】  機体に複数のロータ１２が配設された無線ヘリコプタ１０において、前記複数のロータ１２には、ロータ１２毎にガード部材２１が設けられ、各ガード部材２１がロータ１２の外周側を囲う側面ガード部２２と、ロータ１２の上面側を囲う平面ガード部２３とを備えた。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体に複数のロータが配設された無線操縦ヘリコプタにおいて、
前記複数のロータには、ロータ毎にガード部材が設けられ、各ガード部材がロータの外周側を囲う側面ガード部と、ロータの上面側及び下面側の少なくともいずれか一方を囲う平面ガード部とを備えていることを特徴とする無線操縦ヘリコプタ。
【請求項２】
前記機体が、受信部、制御部及びバッテリを収容する機体本体部と、この機体本体部を中心として放射状に延び、先端に前記各ロータが取り付けられる複数のアーム部とを備える請求項１に記載の無線操縦ヘリコプタ。
【請求項３】
前記側面ガード部及び平面ガード部は、前記ロータの回転範囲を囲う輪郭部と、この輪郭部内に形成される通風性を有するネット部とで形成されている請求項１に記載の無線操縦ヘリコプタ。
【請求項４】
前記ガード部材は、前記各ロータに対して着脱可能に取り付けられる請求項１に記載の無線操縦ヘリコプタ。
【請求項５】
前記ガード部材は、弾性を有する樹脂材又は発泡材によって形成されている請求項１に記載の無線操縦ヘリコプタ。
【請求項６】
前記各ガード部材は、前記ロータの配置に合わせて複数連結されている請求項１に記載の無線操縦ヘリコプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中撮影や資材等の運搬などを無人で行うための無線操縦ヘリコプタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、工事現場等における空中からの調査や監視、又は架線などの工事資材の運搬を無人で行うための小型の無線操縦ヘリコプタ（無線ヘリコプタ）を導入する例が増えてきている。このような無線ヘリコプタは、受信部、制御部及びバッテリ等を搭載した機体本体と、この機体本体を浮揚させるロータとを備えると共に、機体本体には撮影用のカメラや架線等の工事資材を取り付けるための架台などが設けられる。この無線ヘリコプタの飛行操作やカメラ操作等は、操作レバーやモニタ等を備える無線コントローラによって行っている。
【０００３】
このような無線ヘリコプタは、旋回を自由に行ったり、空中で静止させたりする場合が多いため、特許文献１に開示されているように、複数のロータを備え、各ロータに設けられるモータをそれぞれ駆動する構造のものが多い。前記各ロータは交互に逆回転することによって静止飛行（ホバリング）が可能となり、各ロータの回転数を独立に制御することによって左右に旋回させることができる。
【０００４】
従来の無線ヘリコプタにあっては、安全を図るために、ブレードが回転するロータをガードするためのリング状のカバーが取り付けられていたり、装着可能になっていたりするものがある。特許文献１では、４基のロータを保護する部材によって機体が形成されている。また、特許文献２には、産業用の無人へりにおけるロータブレードの保護構造が開示されている。この無人ヘリは、メインロータとテールロータとを備えており、そのうちのテールロータで回転するブレードを保護するガード部が機体の後部に移動可能に取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２８９４４号公報
【特許文献２】特開平１０−１００９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したような無線ヘリコプタにあっては、搭載するバッテリが小型であるため、飛行時間や飛行距離を長くするために、各ロータに取り付けられるブレードを露出した状態にするなどの部品点数の削減を図っている。
【０００７】
しかしながら、前記ブレードが露出したままであると、飛行中に障害物に接触した際に破損し、飛行が困難になったり、落下したりするなどのおそれがあった。特に、トンネルのような視界がきかない狭い場所では壁などの障害物に衝突するおそれがあった。
【０００８】
特許文献２に開示されているブレード保護構造にあっては、ブレードの回転周面でのガードは可能であるが、ブレードの回転面は露出した状態のままとなっている。このため、前記回転面に障害物が接触するとブレードが破損すると共に、人が触れた場合にはけがをするなど安全面が十分でなかった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、飛行中や離着陸時に障害物に接触したり、落下したりした場合であっても、ロータの破損を防止すると共に安全を図ることのできる無線操縦ヘリコプタを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、機体に複数のロータが配設された無線操縦ヘリコプタにおいて、前記複数のロータには、ロータ毎にガード部材が設けられ、各ガード部材がロータの外周側を囲う側面ガード部と、ロータの上面側及び下面側の少なくともいずれか一方を囲う平面ガード部とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の無線操縦ヘリコプタによれば、機体に設けられているロータ毎にガード部材が配置可能となり、それぞれのガード部材がロータの回転領域となる外周面と、上面側及び下面側の少なくともいずれか一方をガードするため、飛行中における各種の障害物の衝突からロータを有効に保護することができる。
【００１２】
また、前記ガード部材がロータの回転領域となる輪郭部と、この輪郭部内に設けられるネット部とで形成することによって、軽量になると共に、ロータからの風圧を妨げることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る無線操縦ヘリコプタの機体の外観図である。
【図２】ガード部材を機体の各ロータに装着した無線操縦ヘリコプタの外観図である。
【図３】ガード部材が装着されたロータの断面図である。
【図４】ガード部材の装着例を示す断面図である。
【図５】一体型ガード部材の斜視図である。
【図６】他の形態のガード部材を装着した無線操縦ヘリコプタの機体の平面図である。
【図７】６基のロータに対応した一体型ガード部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づいて、本発明に係る無線操縦ヘリコプタの実施の形態を詳細に説明する。本発明の無線操縦ヘリコプタ（以下、無線ヘリコプタという）は、無線操縦によって飛行するものであり、機体にカメラを取り付けたり、架線等の資材を運搬するための架台を取り付けたりすることで、工事現場などにおける上空からの空撮や監視、資材の運搬等を遠隔操作で行うことを目的として構成されている。
【００１５】
図１は無線ヘリコプタ１０の基本構成となる機体１１の外観を示したものである。この機体１１は、内部に受信部、制御部及びバッテリ等（図示せず）を搭載した円形状の機体本体部１３と、この機体本体部１３から４方向に延びるアーム部１４とによって形成されている。前記各アーム部１４には、先端部に配置されるモータ１５と、このモータ１５に取り付けられる２枚羽根からなるブレード１６とを備えたロータ１２が形成されている。
【００１６】
この無線ヘリコプタ１０は、送信部や操作部等を備えたコントローラ（図示せず）から発せられる電波を前記機体本体部１３に備わる受信部で受けることによって、各ロータ１２を回転させて飛行させることができる。前記コントローラは、専用品の他、汎用のパソコンや携帯端末等を利用することができ、機体本体部１３や各アーム１４にカメラを搭載した場合は、専用のコントローラや汎用の携帯端末などに付随するモニタで上空からの映像を確認することができる。前記カメラは、汎用のデジタルカメラやムービーカメラを使用することができ、撮影範囲を自由に変えることのできる回転取付部を介して取り付けることで、上空での３６０℃の範囲での撮影が可能となる。また、前記回転取付部にアクチュエータを備えることで、前記カメラの起動やズーミング操作を手元のコントローラによってモニタを監視しながら行うこともできる。さらに、前記機体本体部１３には、工事用の架線などの資材やその他の運搬物を吊下げるための架台なども取付可能となっている。
【００１７】
また、この無線ヘリコプタ１０の飛行に関しては、前記コントローラによるマニュアル操縦の他に、前記機体本体部１３に備わる制御部にＧＰＳを搭載することで、機体１１の傾きを補正しながら安定して飛行させることができる。さらに、飛行する現場の地形等に合わせて自動操縦させることもできる。
【００１８】
上記構成における無線ヘリコプタ１０において、本発明の特徴的なところは、前記各ロータ１２に対してブレード１６の回転領域を保護するためのガード部材２１を着脱可能に設けた点にある。このガード部材２１は、図２及び図３に示すように、各ロータ１２に備わるブレード１６の回転領域の外側に設けられるものであり、ブレード１６の回転半径をカバーするリング状の側面ガード部２２と、ブレード１６の上面側をカバーする平面ガード部２３とによって構成されている。前記側面ガード部２２は、機体１１を水平飛行させる際の障害物からの衝撃をガードし、前記平面ガード部２３は機体１１を上昇又は下降させる際の障害物からの衝撃をガードする役割を有している。なお、前記ブレード１６の下面側は機体１１の上昇に伴う風圧を阻害しないように開放状態となっているが、機体１１の下降時における安全性を重視する場合は、この下面側にも平面ガード部を設けることができる。
【００１９】
本実施形態のガード部材２１は、空気抵抗を少なくするために、前記側面ガード部２２、平面ガード部２３の輪郭部２５を樹脂材で骨組み形成し、この輪郭部２５内に線状の樹脂材を用いてネット部２６を形成した。前記輪郭部２５は、前記モータ１５によって回転するブレード１６の外周に沿った外周リング２７と、この外周リング２７の内側に同心円状に形成される内周リング２８とによってドーナツ状に形成され、これをブレード１６の上面側に配置した構成となっている。ネット部２６は、前記輪郭部２５の側面ガード部２２となる面、平面ガード部２３となる面にそれぞれ形成される。本実施形態では、側面ガード部２２が上下一対の外周リング２７を所定の高さで支持する筋状パターンにし、平面ガード部２３が外周リング２７と内周リング２８をそれぞれ平面状で支持する放射パターンとした。
【００２０】
前記平面ガード部２３に形成されるネット部２６は、飛行する際に重要なブレード１６からの風圧を極力妨げないようにするため、放射パターンを形成するラインの数を少なくする方が好ましい。一方、前記側面ガード部２２に形成されるネット部２６に関しては、ブレード１６の回転に伴う風圧を直接受けることがないので、筋状パターンの各ライン間隔を狭く設定したり、隙間のないように全面を樹脂材等によって囲ったりすることも可能である。これによって、水平飛行における側面方向に対する障害物からのガードを強固にすることができる。
【００２１】
図４は前記ガード部材２１のロータ１２への装着方法を示したものである。各ロータ１２に装着する際は、ロータ１２に備わるブレード１６の上方向から被せるようにして位置決めした後、中心部を各ロータ１２のモータ１５に合わせるようにしてアーム部１４に固定させることができる。また、平面ガード部２３の中心部にモータ１５の外周面と係合する係合リング（図示せず）を設けることによって、ロータ１２とガード部材２１との位置決めを正確且つ容易にすることができる。
【００２２】
上記実施形態では、各ロータ１２に対してガード部材２１をそれぞれ装着する例を示したが、図５に示すように、４基のロータ１２の配置位置に合わせて、対応するガード部材２１を４基連結させた一体型ガード部材３１を使用することもできる。これによって、４基のロータ１２を一括してガードすることができ、機体１１への着脱も容易となる。ここでは、各ガード部材２１を構成する平面ガード部２３に対して、前記放射パターンに複数のラインが交差する格子パターンからなるネット部３２を形成した。これによって、平面ガード部３２の隙間が狭くなるので、突出する障害物の侵入を防ぐことができる。
【００２３】
図６は前記平面ガード部２３に形成されるネット部２９を網目パターンとしたものである。上記図２及び図５における実施形態では、壁など面状の障害物に対して一定の効果を有するが、ブレード１６の露出する面が広くなる場所を有するため、先端部が細い突出物などに接触したり衝突したりすると、その先端が各ガード部２１の内部に入り込む場合がある。このような場合に、前記平面ガード部２３を細かな網目パターンとすることで、樹木などの先端の細い障害物の侵入を防ぐことができる。前記平面ガード部２３は、上記以外にも、各種の幾何パターンや絵記号パターンとすることができるので、安全性をさらに確保しつつ、装飾性に富んだガード部材を形成することができる。
【００２４】
また、前記側面ガード部２２、平面ガード部２３を構成する輪郭部２５及びネット部２６に弾性あるいは柔軟性を有した樹脂材や発泡スチロールなどを使用することによって、障害物に接触あるいは衝突した際の衝撃を吸収することができる。
【００２５】
上記実施形態では、ロータ１２を４基備えた無線ヘリコプタについて説明したが、ロータを６基搭載した構成にあっては、図７に示すように、対応する６基のガード部材２１が連結した一体型ガード部材４１を使用することができる。また、８基以上のロータに対応した構成にすることも可能である。このような一体型ガード部材を形成することによって、複数のロータを有する機体への着脱を容易且つ確実に行うことができる。この一体型ガード部材は、機体への着脱がワンタッチで容易であるため、障害物のない広い上空ではガード部材を装着しない状態で飛行させることができ、谷やトンネル内などの狭く、障害物が多い場所では現場でガード部材を装着することで、ロータの破損等を防止して、安全に飛行させることが可能となる。
【００２６】
上記各実施形態で示したようなガード部材を各ロータ１２に配設することによって、障害物に接触した場合や操縦ミスがあった場合であっても機体の損傷を最小限に抑えることができるが、障害物を予め感知し、障害物を避けて安全に飛行させるシステムを機体１１に組み込むこともできる。このようなシステムとしては、前述のＧＰＳ機能の他に、機体１１からレーザーや赤外線等を外部に向けて照射し、障害物からの距離を測ることが可能な測距手段によっても可能である。また、前記ガード部材等にアンテナ状の接触センサを搭載することによっても障害物を予め検知することが可能となる。前記測距手段や接触センサ等によれば、ＧＰＳが機能しないようなトンネル内などにおいても、障害物を検知して安全に飛行操縦させることができる。
【００２７】
以上説明したように、本発明の無線ヘリコプタにあっては、機体に設けられている複数のロータ毎にガード部材が着脱可能に取り付けられ、前記ガード部材がロータの外周面と、上面側及び下面側の少なくともいずれか一方をガードするように構成されている。これによって、電線や樹木等の障害物の多い上空やトンネル内などの狭い場所であっても、ロータを確実にガードしながら安全に飛行操縦させることができる。また、前記ガード部材が輪郭部と、この輪郭部内に形成される通風性のネット部とで構成されているため、飛行する際に必要なロータの風圧を阻害することがない。さらに、機体の種類によって異なるロータの設置数に合わせてガード部材を選択して装着することができるので、メンテナンス性にも優れている。
【符号の説明】
【００２８】
１０  無線ヘリコプタ（無線操縦ヘリコプタ）
１１  機体
１２  ロータ
１３  機体本体部
１４  アーム部
１５  モータ
１６  ブレード
２１  ガード部材
２２  側面ガード部
２３  平面ガード部
２５  輪郭部
２６  ネット部
２７  外周リング
２８  内周リング
２９  ネット部
３１  一体型ガード部材
３２  ネット部
４１  一体型ガード部材
【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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