(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進部を有する飛行体本体に、陸上走行時の車輪の進行方向に垂直となるように取り付けた車軸を有した飛行体において、
前記車軸に直交するロール軸と、
前記ロール軸に回転自在に嵌合したロール軸軸受と、を有し、
前記ロール軸または前記ロール軸軸受の内、いずれか一方が前記飛行体本体に固定され、
残りの他方は前記車軸に固定され、
前記飛行体本体に対して前記車軸が回転し、
前記飛行体本体に、前記回転を制止するロック機構を有することを特徴とする飛行体。
【請求項２】
前記ロック機構は、前記ロール軸にロック部を固定し、
前記ロック部に、前記車軸または前記車軸に平行なロック軸を、
弾性体による付勢力で固定することを特徴とする請求項１に記載する飛行体。
【請求項３】
壁等に前記車輪が当接し、前記付勢力と反対方向の力が発生すると、前記ロック機構が解除されることを特徴とする請求項２に記載する飛行体。
【請求項４】
推進部を有する飛行体本体に、陸上走行時の車輪の進行方向に垂直となるように取り付けた車軸を有した飛行体において、
前記飛行体本体に固定したロール軸と、
前記ロール軸の両端にロール軸軸受と、
前記ロール軸軸受に回転自在に嵌合し、前記ロール軸に直交し互いに平行である前記車軸と、
前記車軸の両端に前記車輪を回転自在に嵌合する車輪嵌合部を有し、
前記ロール軸に対して、一方の側の一対の前記車輪嵌合部は、一方の車輪と嵌合し、
他方の側の一対の前記車輪嵌合部は、他方の車輪と嵌合していることを特徴とする飛行体。
【請求項５】
推進部を有する飛行体本体に、陸上走行時の車輪の進行方向に垂直となるように取り付けた車軸を有した飛行体において、
前記飛行体本体に固定したロール軸軸受と、
前記ロール軸軸受に回転自在に嵌合したロール軸と、
前記ロール軸の両端に前記ロール軸に直交し互いに平行である前記車軸を固定し、
前記車軸の両端に前記車輪を回転自在に嵌合する車輪嵌合部を有し、
前記ロール軸に対して、一方の側の一対の前記車輪嵌合部は、一方の前記車輪と回転自在に嵌合し、
他方の側の一対の前記車輪嵌合部は、他方の車輪と嵌合していることを特徴とする飛行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推進部を有する飛行体本体に、陸上走行時の車輪の進行方向に垂直となるように取り付けた車軸を有した陸上走行可能な飛行体に関するものである（以下、「陸上走行時の車輪の進行方向」を「車輪の進行方向」と略して記載する）。
【背景技術】
【０００２】
本発明の対象である陸上走行可能な回転する車輪付の飛行体に関する従来技術は、車輪の無い、推進器（プロペラ駆動装置やジェット型推進装置など）をもつ飛行体（以下、飛行体本体）である。例えば非特許文献１と２のようなヘリコプタ型のものや、非特許文献３のような飛行船型や、非特許文献４のような航空機型のものである。一方、特許文献１では、機体に複数のロータ（プロペラ）が配設された飛行体本体であって、ロータを２次元的にプロテクトフレームで囲うことによって、フレームの内側に配設される前記ロータと障害物との接触を防止する飛行体本体を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０４６３５５号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】田原誠、野波建蔵「マルチロータ型ヘリコプタの汎用的な機体設計手法と低コスト化による実現」日本機械学会論文集（C編）78巻787号（2012年）、pp.872-882
【非特許文献２】藤原大吾、辛振玉、羽沢建作、野波健蔵「自律小型無人ヘリコプタH∞ホバリング制御と誘導制御」日本機械学会論文集（C編）70巻697号（2004年）、pp.1708-1714
【非特許文献３】山田学、多喜康博、舟橋康行「定常風に対する飛行船システムの大域的な位置と姿勢の制御」日本機械学会論文集（C編）76巻767号（2010年）、pp.1770-1779
【非特許文献４】Rogelio Lozano 「Unmanned Aerial Vehicles」ISTE Ltd and John、Wiley& Sons、Inc.（2010年）pp.2-6
【非特許文献５】高橋七奈、山下修平、山田学、“クアッドヘリコプタの入出力線形化による追従制御と壁も天井も自由に走行できる空陸両用飛行ロボットの開発”、第３７回日本ロボット学会学術講演会論文集（CD）、（2013年）、1D3-04
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし従来技術の飛行体本体には以下の問題点がある。即ち、前記非特許文献１〜４で開示された推進器（プロペラ駆動装置やジェット型推進装置など）をもつ飛行体本体、および特許文献１で開示された飛行体本体には、以下の問題点がある。
【０００６】
（飛行体本体の問題点）
１）移動するためには常に飛行するしかないため、飛行体本体を持ち上げる力が常に必要である。そのため、多大なエネルギーを要し、飛行時間も制限される。
２）陸上を移動できない。
【０００７】
前記問題点を解決するため、非特許文献５に示すように、既存の飛行体本体の必要な部分を保護する２次元または３次元の車輪（飛行体本体のプロテクト機能もある）を飛行体本体に取り付けるもの（以下、飛行体）がある（図８、従来例）。これは、３次元空間に存在する障害物に衝突しても飛行体本体の破損を生じず、着陸時や墜落時のダメージを軽減し、飛行体本体やこれに付加する搭載装置を保護する飛行体である。さらに飛行体が、着陸や墜落をしても、陸上を全方位走行できる。以下、「飛行体」とは、飛行体本体と車輪を含む形態をいう。陸上を移動できるので、飛行体を持ち上げる必要がなく移動時間を長くできる。よって、前述の飛行体本体の問題点は解消できる。
【０００８】
図８に示す従来例において、飛行体本体は４つのプロペラの推進部を持つ４ロータ型小型ヘリコプタとし、飛行体本体に取り付ける２つの車輪（スポーク含む）を半球体としている。飛行体本体の水平方向の直進移動は、推進部である４つのプロペラの内、移動したい方向の２つのプロペラの回転数を下げる。飛行体本体は移動方向の端部が下がるように傾き飛行する。この水平方向の直進移動の方向が、飛行体本体の主たる進行方向であり車輪の進行方向である。左右方向へ曲がる際は、左右のプロペラの回転数（推進力）を変化させることにより行う。この水平移動は陸上走行の基本的な動作となる。よって、推進部は飛行体本体の車輪の進行方向（主たる進行方向）に対して左右対称に配置される。
車輪を取り付ける車軸は、棒状の形態をしている。車軸は、４つの推進部に干渉しないように、一方の端部を飛行体本体の左右に固定し、他方の端部に車輪を回転可能に取り付ける。車軸の取付け方向は、飛行体の陸上での基本的な動作（水平移動）において車輪の進行方向（主たる進行方向）に対して垂直方向が望ましい。陸上において車輪を用いて走行する際、車輪の回転による進行方向と主たる進行方向が一致しエネルギー効率が良いからである。
よって、飛行体本体の主たる進行方向と車輪の進行方向とは一致し、図８に示す従来例の４ロータ型小型ヘリコプタの場合、飛行体の主たる進行方向は、車輪が回転して進行する方向である前後方向となる。
【０００９】
この飛行体の用途として老朽化したトンネルや橋梁の天井や壁などの検査に適用できる。即ち、飛行体にカメラや接触センサ等の検査機器を搭載して、トンネルや橋梁の表面の撮影等のデータ収集を行うことができる。
【００１０】
ここで、従来例における飛行体は、車輪をつける車軸を、検査機器を搭載する飛行体本体に固定して取り付けるため、以下の課題がある。
（課題）
図９に示すように、従来例の車輪を有する飛行体は鉛直の壁を水平に走行することができない。即ち、飛行体は、推進部（飛行体本体）を、車軸に対して進行方向に傾けて進行する。しかし、鉛直の壁を水平方向（Ｙ軸）に走行する場合、推進部による揚力は、進行方向（Ｙ軸）と壁方向（Ｘ軸）に発生し、鉛直方向（Ｚ軸）には発生しない。よって、鉛直方向（Ｚ軸）の力の釣り合いを考えると、Ｚ軸の下方には、飛行体の自重による重力が働き、壁方向（Ｘ軸）の揚力により、Ｚ軸の上方に車輪の摩擦力が働く。しかし、この摩擦力は、飛行体の自重による重力に比べ小さい。従って、飛行体は、壁面を滑り落ちながら水平方向（Ｙ軸）に走行する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決する飛行体を提供することであり、以下の通りである。
発明１は、推進部を有する飛行体本体に、陸上走行時の車輪の進行方向に垂直となるように取り付けた車軸を有した飛行体において、車軸に直交するロール軸と、ロール軸に回転自在に嵌合したロール軸軸受と、を有し、ロール軸またはロール軸軸受の内、いずれか一方が飛行体本体に固定されたことを特徴とする飛行体である。
発明２は、飛行体本体に、回転を制止するロック機構を有することを特徴とする発明１に記載の飛行体である。
発明３は、ロック機構は、ロール軸にロック部を固定し、ロック部に、車軸または車軸に平行なロック軸を、弾性体による付勢力で固定することを特徴とする発明２に記載する飛行体である。
発明４は、壁等に車輪が当接し、付勢力と反対方向の力が発生すると、ロック機構が解除されることを特徴とする発明３に記載する飛行体である。
発明５は、推進部を有する飛行体本体に、陸上走行時の車輪の進行方向に垂直となるように取り付けた車軸を有した飛行体において、飛行体本体固定したロール軸と、ロール軸の両端にロール軸軸受と、ロール軸軸受に回転自在に嵌合し、ロール軸に直交し互いに平行である車軸と、車軸の両端に車輪を回転自在に嵌合する車輪嵌合部を有し、ロール軸に対して、一方の側の一対の車輪嵌合部は、一方の車輪と嵌合し、他方の側の一対の車輪嵌合部は、他方の車輪と嵌合していることを特徴とする飛行体である。
発明６は、推進部を有する飛行体本体に、陸上走行時の車輪の進行方向に垂直となるように取り付けた車軸を有した飛行体において、飛行体本体に固定したロール軸軸受と、ロール軸軸受に回転自在に嵌合したロール軸と、ロール軸の両端にロール軸に直交し互いに平行である車軸を固定し、車軸の両端に車輪を回転自在に嵌合する車輪嵌合部を有し、ロール軸に対して、一方の側の一対の車輪嵌合部は、一方の車輪と回転自在に嵌合し、他方の側の一対の車輪嵌合部は、他方の車輪と嵌合していることを特徴とする飛行体である。
【発明の効果】
【００１２】
発明１により、車輪を有する飛行体は鉛直の壁を水平に走行することができる。推進部を有する飛行体本体が、主たる進行方向である車輪の進行方向に垂直な車軸の周りに回転して傾くと共に、車軸に直交するロール軸の周りにも回転して傾く。よって飛行体本体が２方向に傾くことにより、推進部で発生する揚力を３方向である水平方向、鉛直方向および壁を押しつける方向に分けることができるからである。即ち、飛行体を、鉛直方向の揚力で飛行体が自重により落下するのを防ぎ、壁を押しつける方向の揚力で車輪を壁に押しつけ、水平方向の揚力で車輪を回転させて水平方向へ移動させる。更に、鉛直や傾斜している壁等を、水平方向だけでなく斜め上方や下方へ制御して移動させることができる。
発明２により、鉛直の壁を水平に走行しない通常の走行時においては、車軸に対してロール軸を中心として回転しないようにロック機構を有する。これにより通常の走行時においては、飛行体の走行を安定にさせることができる。
発明３により、簡易な構造でロック機構を構成することができる。
発明４により、壁等に接触することでロック機構を解除することができるので、実際の使用勝手がよくなる。
発明５により、車輪を有する飛行体は鉛直の壁を水平に走行することができる。推進部を有する飛行体本体が、飛行体本体に固定したロール軸の周りに回転して傾くと共に、ロール軸に直交する車軸の周りにも傾く。よって推進部は２方向に傾くことにより、推進部で発生する揚力を３方向である水平方向、鉛直方向および壁を押しつける方向に分けることができるからである
更に、車輪は円弧のみで構成された円輪形状で、内側を空洞とすることができる。よって、飛行体を屋外の橋梁などで走行させた場合、横風の影響を軽減することができる。また、車軸は、車輪の進行方向にあるので飛行体本体を保護するプロテクターの機能を有する。
発明６により、車輪を有する飛行体は鉛直の壁を水平に走行することができる。推進部を有する飛行体本体が、飛行体本体に固定したロール軸軸受に嵌合したロール軸の周りに回転して傾くと共に、ロール軸に直交する車軸の周りにも傾く。よって推進部は２方向に傾くことにより、推進部で発生する揚力を３方向である水平方向、鉛直方向および壁を押しつける方向に分けることができるからである
更に、車輪は円弧のみで構成された円輪形状で、内側を空洞とすることができる。よって、飛行体を屋外の橋梁などで走行させた場合、横風の影響を軽減することができる。また、車軸は、車輪の進行方向にあるので飛行体本体を保護するプロテクターの機能を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】飛行体１の第１実施形態の構成を示す矢視図である。
【図２】Ｈ型フレームの飛行体本体を有する飛行体１の構成を模式的示す。（ｂ）は正面図、（ａ）は平面図を示す。
【図３】Ｘ型フレームの飛行体本体を有する飛行体１の構成を模式的示す。（ｂ）は正面図、（ａ）は平面図を示す。
【図４】飛行体１の第１実施形態におけるロック機構を示す。（ａ）は全体図、（ｂ）はロック時の拡大図、（ｃ）はロック解除時の拡大図を示す。
【図５】飛行体１のロック機構を模式的に示す。（ａ）はロックした状態、（ｂ）はロックを解除した状態を示す。
【図６】飛行体１のロック機構において、再度ロックする機構を模式的に示す。
【図７】飛行体１の飛行体が鉛直の壁を鉛直に走行し、水平に走行する状態を模式的に示す。
【図８】従来の飛行体の構造を示す。
【図９】従来の飛行体が鉛直の壁を水平に走行できないことを模式的に示す。
【図１０】第１実施形態における車軸とロール軸の交差部を模式的に示す（ロール軸を飛行体本体に固定）。
【図１１】第１実施形態における車軸とロール軸の交差部を模式的に示す（ロール軸軸受を飛行体本体に固定）。
【図１２】第２実施形態および第３実施形態を概要示す。
【図１３】第２実施形態および第３実施形態の車輪嵌合部の構造を示す。
【図１４】第２実施形態および第３実施形態を構成示す。（ａ）矢視図、（ｂ）横から見た図、（ｃ）第２実施形態、（ｄ）第３実施形態を示す。
【図１５】第２実施形態および第３実施形態による鉛直な壁を水平移動する状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、飛行体１の第１実施形態の構成を示す矢視図である。
車輪部１０は、車軸１１、一対の車輪１２、車軸固定部１３およびスポーク１７からなる。一対の車輪１２は、車軸１１の両端に回転自在に取り付けられている。一対の車輪１２とスポーク１７は、飛行体の飛行体本体２０を立体的にカバーして飛行体本体を保護する。または、一対の車輪１２は、一体の円または楕円形状または多角形状でも良い。更に、飛行体本体２０を積極的に保護する必要がない環境で使用する場合、一対の車輪１２は、２次元的な車輪（一般的な自転車の車輪、自動車のタイヤ等）でも良い。飛行体は、飛行体本体２０の推進部２１で発生する推力により、一対の車輪１２は、転がり運動で自由に陸上を移動ができる。
飛行体本体２０は、推進部２１、フレーム２５を有する。その他飛行体本体２０には、図示しないが、ロック機構３０や飛行体１の推進部２１等を制御する制御部、バッテリー、カメラ等の検査機器を搭載する搭載スペース等がある。尚、制御部、バッテリー、カメラ等は、車軸部１０に搭載する設計をすることもできる。            
【００１６】
飛行体本体２０に固定したロール軸２２と、ロール軸２２に回転自在に嵌合したロール軸軸受２３とを備え、ロール軸２２と車軸１１は直交すると共に、飛行体本体２０は、車軸１１に対して、ロール軸２２を中心として、回転することを特徴とする飛行体１である。ロール軸２２と車軸１１はねじれの関係で直交するが、車軸１１に貫通部を設け、ロール軸２２と車軸１１が交わるようにすることもできる。
従来例の飛行体は、飛行体本体２０が車軸１１を中心として回転し揚力を得て、車輪１２を回転して車輪１２の進行方向へ移動するが、車軸１１の方向には揚力は発生していない。飛行体１は、更に飛行体本体２０が車軸１１に対してロール軸２２を中心として回転するので、車軸１１の方向にも揚力が発生する。
従って、鉛直の壁を水平に走行する場合、飛行体本体２０が車軸１１に対してロール軸２２を中心として回転するので車軸１１の方向にも揚力が発生し、飛行体１の自重を支えることができる。よって、鉛直の壁を水平もしくは上下自由な方向に走行することができる。
【００１７】
図２に、Ｈ型フレームの飛行体本体を有する飛行体１の構成を模式的示す。図２（ｂ）は正面図、図２（ａ）は平面図を示す。
図２（ａ）平面図において、推進部２１を搭載するフレームはＨ型をしている。即ちＨ型の４コーナに推進部２１を搭載し、Ｈ型の横バー部が、ロール軸２２およびロール軸軸受２３に該当する。
ロール軸２２は、車軸１１とねじれの関係で直交する。
図２（ｂ）正面図において、推進部２１を含む飛行体本体２０は、ロール軸２２を回転中心として回転する。
【００１８】
図３に、Ｘ型フレームの飛行体本体を有する飛行体１の構成を模式的示す。図３（ｂ）は正面図、図３（ａ）は平面図を示す。
図３（ａ）平面図において、推進部２１を搭載するフレームはＸ型をしている。即ちＸ型の４コーナに推進部２１を搭載し、Ｘ型の交点部が、ロール軸２２およびロール軸軸受２３に該当する。
ロール軸２２は、車軸１１とねじれの関係で直交する。
図３（ｂ）正面図において、推進部２１を含む飛行体本体２０は、ロール軸２２を回転中心として回転する。
【００１９】
図４に、飛行体１の第１実施形態におけるロック機構を示す。（ａ）は全体図、（ｂ）はロック時の拡大図、（ｃ）はロック解除時の拡大図を示す。
図４（ｃ）はロック機構３０のロック解除時の拡大図を示す。ロック機構３０は、飛行体本体２０に、ロック部３２、コイルバネの弾性体３５、弾性体固定部３６があり、車輪部１０に、車軸１１に平行にロック軸３１がある。ロック軸３１は、ロック部３２の溝３３に嵌合していない。よって、飛行体本体２０に対してロール軸２２は固定されず回転することができる。
【００２０】
図１０に、第１実施形態における車軸１１とロール軸２２の交差部を模式的に示す（ロール軸２２を飛行体本体２０に固定）。交差ブラケット１５は板金材を長方形の筒状に形成される。車軸１１は、交差ブラケット１５の一方の平行な面を貫通しており、車軸固定部１３により交差ブラケット１５に固定されている。ロール軸２２は、交差ブラケット１５の他方の平行な面を貫通しており、ロール軸軸受２３と回転自在に嵌合している。ロール軸軸受２３は孔であるが、ベヤリングを用いても良い。よって、ロール軸２２に固定する飛行体本体１は、車軸１１と直交する方向に回転することができる。
【００２１】
図１１に、第１実施形態における車軸１１とロール軸２２の交差部を模式的に示す（ロール軸軸受２３を飛行体本体２０に固定）。交差ブラケット１５は板金材を長方形の筒状に形成される。車軸１１は、交差ブラケット１５の一方の平行な面を貫通しており、車軸固定部１３により交差ブラケット１５に固定されている。ロール軸２２は、交差ブラケット１５の他方の平行な面を貫通しており、車軸固定部１４により交差ブラケット１５に固定されている。ロール軸２２は、ロール軸軸受２３と回転自在に嵌合している。ロール軸軸受２３は孔であるが、ベヤリングを用いても良い。ロール軸軸受け２３は、飛行体本体２０のフレーム２５に固定されている。よって、交差ブラケット１５とフレーム２５を十分離して配置すれば干渉しないので、ロール軸軸受２３に固定する飛行体本体１は、車軸１１と直交する方向に回転することができる。フレーム２５には推進部２１が固定されている。
【００２２】
図５に、飛行体１のロック機構３０を、ロック軸３１を省略し車軸１１で模式的に示す。図５（ａ）は、車軸１１に対してロール軸２２が回転しないようにロックした状態を示す。図５（ｂ）は、車軸１１に対してロール軸２２が回転可能なようにロックを解除した状態を示す。
図５（ａ）において、ロック機構３０は、ロール軸２２にロック部３２を固定し、ロック部３２に、車軸１１または車軸に平行なロック軸３１を、弾性体３５による付勢力で固定する状態を示す。ロック部３２には、Ｖ型の溝３３およびガイド３４が構成されており、溝３３に車軸１１または車軸に平行なロック軸３１を、弾性体３５による付勢力で押しつけて固定する。溝３３は、車軸１１または車軸に平行なロック軸３１の外径に合わせた円形の溝が、溝３３と車軸１１（または車軸に平行なロック軸３１）の嵌合をよくしてロック状態を維持するので好ましい。飛行体１は、飛行中または陸上を走行中の移動姿勢を安定させるためにロックした状態としている。
【００２３】
図５（ｂ）において、車輪１２が壁に当接し、弾性体３５による付勢力と反対方向の力が発生すると、ロック機構３０が解除される状態を示す。推進部２１による揚力により、飛行体１の車輪１２が壁等に当接し、弾性体３５による付勢力と反対方向の力が発生すると、弾性体３５は圧縮され、車軸１１または車軸に平行なロック軸３１は、ロック部３２の溝３３から外れ開放されロックが解除される。
ここで、別途、車輪１２が壁等に当接した力を感知してソレノイドで吸引してロックを解除しても良い。
【００２４】
図６に、飛行体１のロック機構３０において、再度ロックする機構を模式的に示す。車軸１１または車軸に平行なロック軸３１に対して、ロック部３２は回転している。よって、溝３３と車軸１１または車軸に平行なロック軸３１はねじれた関係にある。よって、溝３３にガイド３４を設け、車軸１１または車軸に平行なロック軸３１を、弾性体３５の付勢力により溝３３に導く構造としている。
【００２５】
図７に、飛行体１が鉛直の壁を鉛直に走行した後、水平に走行する状態を模式的に示す。座標軸は、壁面上の鉛直方向をＺ軸、壁面上の水平方向をＹ軸、壁面にたいして垂直方向をＸ軸とする。推進部２１により発生する揚力のベクトルを、Ｚ軸の上方をＦｚ、Ｙ軸の右側方向をＦｙ、壁面を押しつける方向をFｘとする。
（１）壁面上を鉛直方向(Ｚ軸）に移動
車軸１１に対して推進部２１は傾斜（傾斜１）し、ＦｚおよびをFｘが発生している。車軸１１に対して推進部２１は傾斜し、Fｘにより車輪１２を壁面に押しつけ、Ｆｚにより、鉛直方向のＺ軸上方に、車輪１２を回転させて移動している。
（２）壁面上で水平方向（Ｙ軸）に方向転換
壁面上で水平方向（Ｙ軸）に方向転換する場合、まず推進部２１の推進力を弱め、飛行体１のＺ軸上方の移動を停止する。Ｆｚは飛行体の重量と釣り合った大きさである。次に、推進部２１の内、右側の推進力を弱め、左側の推進力を強くすることで飛行体１は右側へ方向転換する。ここで、右側への方向転換が完了すると、傾斜１による揚力は、ＦｙとＦｘを発生させる。ロール軸２２を車軸１１に対して回転させ、推進部２１をＸ軸まわり回転により傾け（傾斜２）、Ｆｚの大きさを維持し飛行体１を落下させないようにする。
（３）平面上を水平方向（Ｙ軸）に移動
推進部２１による揚力を、傾斜１によりＦｙとFｘを発生させ、傾斜２によりＦｚとFｘを発生させる。
Fｘは、車輪１２を壁面に押しつけ、Ｆｙにより車輪１２を回転させ飛行体１を水平方向の右側へ進行させる。Ｆｚは、飛行体１を鉛直方向に落下させない働きをする。
【００２６】
（第２実施形態）
図１２に、第２実施形態を概要示す。図１２（ａ）は斜め上方からの矢視図、図１２（ｂ）はほぼ正面上方からの矢視部、図１２（ｃ)は正面図である。
推進部２１は飛行体本体２０のフレーム２５に固定されている。飛行体本体２０の両側に円形の円輪形状の車輪４６を有する。車輪４６の内側には２個の車輪嵌合部４８がある。車輪嵌合部４８の中心部には、車軸４０が回転自在に嵌合している。車軸４０の両端には車輪嵌合部４８が回転自在に嵌合している。車軸４０の中央部にはロール軸４２が連結している。ロール軸４２の両端には車軸４０が連結している。ロール軸４２の中央部には飛行体本体２０のフレーム２５が連結している。
これは第３実施形態も同様である。
【００２７】
図１３に、第２実施形態の車輪嵌合部４８の構造を示す。車輪嵌合部４８の両側にはガイド４８ａ、その間にはコロ４８ｂを有する。ガイド４８ａの間の間隔は、車輪４６の厚さより少し大きく、車輪４６が外れないように車輪４６の内側から支持している。コロ４８ｂは、車輪４６の内側の円弧部と回転自在に当接している。コロ４８ｂは、車軸４０とも回転自在に嵌合しているので、車輪は回転することができる。
これは第３実施形態も同様である。
【００２８】
図１４に、第２実施形態の構成示す。図１４（ａ）に矢視図、図１４（ｂ）に横から見た図を示す。
推進部２１は飛行体本体２０のフレーム２５に固定されている。飛行体本体２０の両側に円形の輪形状の車輪４６を有する。車輪４６の内側には２個の車輪嵌合部４８がある。車輪嵌合部４８の中心部には、車軸４０が回転自在に嵌合している。車軸４０の両端には車輪嵌合部４８が回転自在に嵌合している。車軸４０の中央部にはロール軸４２が連結している。ロール軸４２の両端には車軸４０が連結している。ロール軸４２の中央部には飛行体本体２０のフレーム２５が連結している。
図１４（ｂ）より、車輪４６と車輪嵌合部４８は回転自在に嵌合しているので、車輪は進行方向に回転することができる。また、車輪４６に対して２つの車輪嵌合部４８は、車輪４６の直径の位置にある。よって、ロール軸４２の長さは車輪４６の直径とほぼ同一になる。車輪４６と２つの車輪嵌合部４８は回転自在に嵌合しているので、ロール軸４２と飛行体本体２０を車輪の進行方向に対して傾斜させることができる。よって、推進部２１が車輪の進行方向に傾斜するので、車輪４８は矢印の方向に回転（右回転）し、飛行体１は矢印の方向（右側）へ移動することができる。
車軸４０は、進行方向にあるので飛行体本体２０を障害物と衝突するのを防ぐプロテクターの役目もする。また、車輪４６は円輪形状であり、中央部には車輪４６を支えるスポーク等を用いる必要がないので横方向からの風の抵抗を第１実施形態より減少させることができる。
これは第３実施形態も同様である。
【００２９】
図１４（ｃ）に第２実施形態を示す。ロール軸４２は、飛行体本体２０のフレーム２５に車輪４６の進行方向に固定されている。ロール軸４２の両端には車軸４０が連結している。この連結部は、ロール軸軸受４４が車軸４０に固定されている。ロール軸４２とロール軸軸受４４を回転自在に嵌合されている。
ここで、車輪４６と２つの車輪嵌合部４８は回転自在に嵌合しているので、ロール軸４２は車輪４６の進行方向に対して傾斜させることができる。よって、推進部２１が車輪４６の進行方向に傾斜する。
一方、ロール軸４２は、車軸４０に固定したロール軸軸受４４に回転自在に嵌合しているので、
推進部２１を有する飛行体本体２０は、ロール軸４２の周りに回転することができる。よって推進部２１は２方向に傾くことになり、推進部２１で発生する揚力を３方向である車輪４６の進行方向である水平方向、鉛直方向および壁を押しつける方向に分けることができる。従って、車輪４８を有する飛行体１は鉛直の壁を水平に走行することができる。
【００３０】
（第３実施形態）
図１４（ｄ）に第３実施形態を示す。ロール軸軸受４４は、飛行体本体２０のフレーム２５に車輪４６の進行方向に固定されている。ロール軸４２とロール軸軸受４４は回転自在に嵌合されている。ロール軸４２の両端には車軸４０が平行に固定されている。
ここで、車輪４６と２つの車輪嵌合部４８は回転自在に嵌合しているので、ロール軸４２は車輪の進行方向に対して傾斜させることができる。よって、推進部２１が車輪の進行方向に傾斜する
一方、ロール軸４２は、飛行体本体２０に固定したロール軸軸受４４に回転自在に嵌合しているので、推進部２１を有する飛行体本体２０は、ロール軸４２の周りに回転することができる。よって推進部２１は２方向に傾くことになり、推進部２１で発生する揚力を３方向である車輪４６の進行方向である水平方向、鉛直方向および壁を押しつける方向に分けることができる。従って、車輪４８を有する飛行体１は鉛直の壁を水平に走行することができる。
【００３１】
図１５に、第２実施形態および第３実施形態による鉛直な壁を水平移動する状態を示す。図１５（ａ）は、平面図（壁に対して正面から見た図）、図１５（ｂ）は、下面図（壁に対して平行にした方向から見た図）である。Ｘ軸は壁に垂直方向、Ｙ軸は水平方向、Ｚ軸は鉛直方向である。
図１５（b）において、車輪４６と２つの車輪嵌合部４８は回転自在に嵌合しているので、ロール軸４２は車輪の進行方向に対して傾斜させることができる。よって、水平方向の揚力Ｆｙと壁方向の揚力Ｆxを発生させる。揚力Ｆｙは、車輪４６を回転移動させ、揚力Ｆxは車輪４６を壁に押しつけ壁と車輪４６の間に摩擦力を発生させる。
図１５（ａ）において、飛行体本体２０は、ロール軸４２周りの回転により推進部２１は傾き、Ｚ軸方向の鉛直上方の揚力Ｆｚを新たに発生させる。揚力Ｆｚは、飛行体１が自重により落下するのを防止する。従って、車輪４８を有する飛行体１は鉛直の壁を水平に走行することができる。
【００３２】
以上より本発明は以下の効果がある。
発明１は、推進部２１を有する飛行体本体２０に、陸上走行時の車輪１２の進行方向に垂直となるように取り付けた車軸１１を有した飛行体において、車軸１１に直交するロール軸２２と、ロール軸２２に回転自在に嵌合したロール軸軸受２３と、を有し、ロール軸２２またはロール軸軸受２３の内、いずれか一方が飛行体本体２０に固定されたことを特徴とする飛行体１である。
発明１により、車輪１２を有する飛行体１は鉛直の壁を水平に走行することができる。飛行体１の推進部２１が主たる進行方向である車輪１２の進行方向に垂直な車軸１１の周りに傾くと共に、車軸１１に直交するロール軸２２の周りにも傾き、２方向に傾くことにより、推進部２１で発生する揚力を３方向である水平方向、鉛直方向および壁を押しつける方向に分けることができるからである。即ち、飛行体１を、鉛直方向の揚力で飛行体１が自重により落下するのを防ぎ、壁を押しつける方向の揚力で車輪１１を壁に押しつけ、水平方向の揚力で車輪１２を回転させて水平方向へ移動させる。更に、鉛直や傾斜している壁等を、水平方向だけでなく斜め上方や下方へ制御して移動させることができる。
【００３３】
発明２は、飛行体本体２０に、回転を制止するロック機構３０を有することを特徴とする発明１に記載の飛行体である。
発明２により、鉛直の壁を水平に走行しない通常の走行時においては、車軸１１に対してロール軸２２を中心として回転しないようにロック機構３０を有する。これにより通常の走行時においては、飛行体の走行を安定にさせることができる。
発明３は、ロック機構３０は、ロール軸２２にロック部３２を固定し、ロック部３２に、車軸１１または車軸に平行なロック軸３１を、弾性体３５による付勢力で固定することを特徴とする発明２に記載する飛行体である。
発明３により、簡易な構造でロック機構３０を構成することができる。
発明４は、壁等に車輪１２が当接し、付勢力と反対方向の力が発生すると、ロック機構３０が解除されることを特徴とする発明３に記載する飛行体である。
発明４により、壁等に接触することでロック機構３０を解除することができるので、実際の使用勝手がよくなる。
【００３４】
発明５は、推進部２１を有する飛行体本体２０に、陸上走行時の車輪４６の進行方向に垂直となるように取り付けた車軸４０を有した飛行体１において、飛行体本体１に固定したロール軸４２と、ロール軸４２の両端にロール軸軸受４４と、ロール軸軸受４４に回転自在に嵌合し、ロール軸４２に直交し互いに平行である車軸４０と、車軸４０の両端に車輪４６を回転自在に嵌合する車輪嵌合部４８を有し、ロール軸４２に対して、一方の側の一対の車輪嵌合部４８は、一方の車輪４６と嵌合し、他方の側の一対の車輪嵌合部４８は、他方の車輪４６と嵌合していることを特徴とする飛行体１である。
発明５により、車輪４６を有する飛行体１は鉛直の壁を水平に走行することができる。推進部２１を有する飛行体本体２０が、飛行体本体２０に固定したロール軸４２の周りに回転して傾くと共に、ロール軸４２に直交する車軸４０の周りにも傾く。よって推進部２１は２方向に傾くことにより、推進部２１で発生する揚力を３方向である水平方向、鉛直方向および壁を押しつける方向に分けることができるからである
更に、車輪４６は円弧のみで構成された円輪形状で、スポーク等がなく内側を空洞とすることができる。よって、飛行体１を屋外の橋梁などで走行させた場合、横風の影響を軽減することができる。また、車軸４０は、車輪４６の進行方向にあるので飛行体本体２０を保護するプロテクターの機能を有する。
発明６は、推進部２１を有する飛行体本体２０に、陸上走行時の車輪４６の進行方向に垂直となるように取り付けた車軸４０を有した飛行体１において、飛行体本体２０に固定したロール軸軸受４４と、ロール軸軸受４４に回転自在に嵌合したロール軸４２と、ロール軸４２の両端にロール軸４２に直交し互いに平行である車軸４０を固定し、車軸４０の両端に車輪４６を回転自在に嵌合する車輪嵌合部４８を有し、ロール軸４２に対して、一方の側の一対の車輪嵌合部４８は、一方の車輪４８と回転自在に嵌合し、他方の側の一対の車輪嵌合部４８部は、他方の車輪４６と嵌合していることを特徴とする飛行体１である。
発明６により、車輪４６を有する飛行体１は鉛直の壁を水平に走行することができる。推進部２１を有する飛行体本体２０が、飛行体本体２０に固定したロール軸軸受４４に嵌合したロール軸４２の周りに回転して傾くと共に、ロール軸４２に直交する車軸４０の周りにも傾く。よって推進部２１は２方向に傾くことにより、推進部２１で発生する揚力を３方向である水平方向、鉛直方向および壁を押しつける方向に分けることができるからである
更に、車輪４６は円弧のみで構成された円輪形状で、スポーク等がなく内側を空洞とすることができる。よって、飛行体１を屋外の橋梁などで走行させた場合、横風の影響を軽減することができる。また、車軸４０は、車輪４６の進行方向にあるので飛行体本体２０を保護するプロテクターの機能を有する。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
この飛行体の用途として老朽化したトンネルや橋梁に加えビル等の建物の天井や壁などの検査に適用できる。即ち、飛行体にカメラや接触センサ等の検査機器を搭載して、建物の表面の撮影等のデータ収集を行うことができる。
【符号の説明】
【００３６】
１              飛行体
１０            車輪部
１１            車軸
１２            車輪  
１３            車軸固定部  
１４            車軸固定部  
１５            交差ブラケット    
１７            スポーク
２０            飛行体本体
２１            推進部
２２            ロール軸
２３            ロール軸軸受
２５            フレーム
３０            ロック機構
３１            ロック軸（車軸側）
３２            ロック部（飛行体本体側）
３３            溝
３４            ガイド    
３５            弾性体
３６            弾性体固定部
４０            車軸
４２            ロール軸
４４            ロール軸軸受
４６            車輪
４８            車輪嵌合部（コロ付き）
４８ａ          ガイド
４８ｂ          コロ
ロ              壁
ハ              床
【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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