(57)【要約】【課題】熱気球を一定の高度を維持して飛行させることが可能な制御装置、当該制御装置を用いた熱気球及び熱気球の制御方法を提供すること。【解決手段】制御装置５は、スイッチ装置１００と、熱源制御装置１１０と、を含む。スイッチ装置１００は、第１電極１０と第２電極２０とを備え、気圧に応じて第１電極１０と第２の電極２０とが導通状態又は非導通の状態になる。熱源制御装置１１０は、スイッチ装置１００の第１電極１０と第２電極２０とが導通しているか否かに応じて、バーナー３（熱源）を作動させるか否かを制御する。【選択図】図２
2013159258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、
第２の電極とを備え、
気圧に応じて前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態又は非導通の状態になるスイッチ装置と、
前記スイッチ装置の前記第１の電極と前記第２の電極とが導通しているか否かに応じて、熱源を作動させるか否かを制御する熱源制御装置と、
を含む、制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記スイッチ装置は、
気圧が所定値よりも低い時に前記第１の電極と前記第２の電極とが非導通の状態になり、
前記熱源制御装置は、
前記スイッチ装置の前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態の時は前記熱源を作動させ、非導通の状態の時は前記熱源を作動させない、制御装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記スイッチ装置は、
気体が封入されている伸縮性部材と、
気体導入孔が設けられ、前記伸縮性部材を収容する容器と、
をさらに備え、
前記第２の電極は、
移動可能であり、前記伸縮性部材の膨張量が所定量よりも小さい時は前記第１の電極と接触し、前記伸縮性部材の膨張量が前記所定量よりも大きい時は前記第１の電極と接触しない、制御装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記スイッチ装置は、
気圧が所定値よりも低い時に前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態になり、
前記熱源制御装置は、
前記スイッチ装置の前記第１の電極と前記第２の電極とが非導通の状態の時は前記熱源を作動させ、導通状態の時は前記熱源を作動させない、制御装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記スイッチ装置は、
気体が封入されている伸縮性部材と、
気体導入孔が設けられ、前記伸縮性部材を収容する容器と、
をさらに備え、
前記第２の電極は、
移動可能であり、前記伸縮性部材が膨張することにより前記第１の電極に向かって移動し、前記伸縮性部材の膨張量が所定量を超えると前記第１の電極に接触する、制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記熱源制御装置は、
前記スイッチ装置の前記第１の電極と前記第２の電極とが導通しているか否かを判定するスイッチ状態判定部と、
前記スイッチ状態判定部の判定結果に応じて、前記熱源を作動させるか否かを制御する熱源作動制御部と、を含む、制御装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の制御装置を含む、熱気球。
【請求項８】
スイッチ装置の第１の電極と第２の電極とが導通しているか否かに応じて、熱源を作動させるか否かを制御するステップを含み、
前記スイッチ装置は、
気圧に応じて前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態又は非導通の状態になる、熱気球の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、熱気球及び熱気球の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱気球は、球皮の中の空気をバーナー等の熱源で加熱することで浮力を発生させて上昇し、風に乗って上空を飛行する。熱気球による飛行は、レジャーやスポーツとして楽しまれている。例えば、特許文献１，２等に熱気球に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２２７４９４号公報
【特許文献２】特開２００６−６２４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、熱気球の操縦者は、熱源による加熱を行うか否かによって熱気球を上昇又は下降させることが可能であるが、熱気球は推進力を持たないため、高度を調整しながら目的の方向に吹く風を見つけて熱気球を飛行させる。しかしながら、操縦者は、熱気球を目的の方向に飛行させるために、風向きが変わらない限り一定の高度を維持する必要があり、バーナーの作動と停止を繰り返さなければならないという問題がある。
【０００５】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、熱気球を一定の高度を維持して飛行させることが可能な制御装置、当該制御装置を用いた熱気球及び熱気球の制御方法を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
本適用例に係る制御装置は、第１の電極と第２の電極とを備え、気圧に応じて前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態又は非導通の状態になるスイッチ装置と、前記スイッチ装置の前記第１の電極と前記第２の電極とが導通しているか否かに応じて、熱源を作動させるか否かを制御する熱源制御装置と、を含む。
【０００８】
本適用例に係る制御装置によれば、気圧に応じて熱源を作動させるか否かを制御するので、熱気球の周囲の気圧が一定となるように、すなわち熱気球を一定の高度を維持して飛行させることができる。
【０００９】
［適用例２］
上記適用例に係る制御装置において、前記スイッチ装置は、気圧が所定値よりも低い時に前記第１の電極と前記第２の電極とが非導通の状態になり、前記熱源制御装置は、前記スイッチ装置の前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態の時は前記熱源を作動させ、非導通の状態の時は前記熱源を作動させないようにしてもよい。
【００１０】
本適用例に係る制御装置によれば、気圧が所定値よりも高い、すなわち所定の高度よりも低い時は、スイッチ装置の第１の電極と第２の電極とは導通状態であり、熱源が作動して熱気球が上昇する。一方、気圧が所定値よりも低い、すなわち所定の高度よりも高い時は、スイッチ装置の第１の電極と第２の電極とが非導通の状態になり、熱源が停止して熱気球が徐々に下降する。従って、熱気球を一定の高度を維持して飛行させることができる。
【００１１】
［適用例３］
上記適用例に係る制御装置において、前記スイッチ装置は、気体が封入されている伸縮性部材と、気体導入孔が設けられ、前記伸縮性部材を収容する容器と、をさらに備え、前記第２の電極は、移動可能であり、前記伸縮性部材の膨張量が所定量よりも小さい時は前記第１の電極と接触し、前記伸縮性部材の膨張量が前記所定量よりも大きい時は前記第１の電極と接触しないようにしてもよい。
【００１２】
本適用例に係る制御装置では、スイッチ装置の第１の電極と第２の電極とが導通状態において周囲の圧力が低下すると、気体導入孔を通して容器から気体が流れ出すことで容器の内部の気圧が低下する。これにより、伸縮性部材に封入されている気体が膨張し、この気体の膨張に伴って伸縮性部材が膨張する。そして、伸縮性部材の膨張量が所定量を超えると第１の電極と第２の電極が非接触となり非導通の状態になる。すなわち、圧力が所定値となる前後、すなわち所定の高度の前後で、スイッチ装置の第１の電極と第２の電極が導通状態から非導通の状態に、あるいは非導通の状態から導通状態に変化する。そして、本適用例に係る制御装置によれば、スイッチ装置の第１の電極と第２の電極とが導通状態の時は熱源を作動させ、非導通の状態の時は熱源を作動させないので、熱気球を一定の高度を維持して飛行させることができる。
【００１３】
［適用例４］
上記適用例に係る制御装置において、前記スイッチ装置は、気圧が所定値よりも低い時に前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態になり、前記熱源制御装置は、前記スイッチ装置の前記第１の電極と前記第２の電極とが非導通の状態の時は前記熱源を作動させ、導通状態の時は前記熱源を作動させないようにしてもよい。
【００１４】
本適用例に係る制御装置によれば、気圧が所定値よりも高い、すなわち所定の高度よりも低い時は、スイッチ装置の第１の電極と第２の電極とは非導通の状態であり、熱源が作動して熱気球が上昇する。一方、気圧が所定値よりも低い、すなわち所定の高度よりも高い時は、スイッチ装置の第１の電極と第２の電極とが導通状態になるため、熱源が停止して熱気球が徐々に下降する。従って、熱気球を一定の高度を維持して飛行させることができる。
【００１５】
［適用例５］
上記適用例に係る制御装置において、前記スイッチ装置は、気体が封入されている伸縮性部材と、気体導入孔が設けられ、前記伸縮性部材を収容する容器と、をさらに備え、前記第２の電極は、移動可能であり、前記伸縮性部材が膨張することにより前記第１の電極に向かって移動し、前記伸縮性部材の膨張量が所定量を超えると前記第１の電極に接触するようにしてもよい。
【００１６】
本適用例に係る制御装置では、スイッチ装置の第１の電極と第２の電極とが非導通の状態において周囲の圧力が低下すると、気体導入孔を通して容器から気体が流れ出すことで容器の内部の気圧が低下する。これにより、伸縮性部材に封入されている気体が膨張し、この気体の膨張に伴って伸縮性部材が膨張する。そして、伸縮性部材の膨張量が所定量を超えると第１の電極と第２の電極が接触して導通状態になる。すなわち、圧力が所定値となる前後、すなわち所定の高度の前後で、スイッチ装置の第１の電極と第２の電極が非導通の状態から導通状態に、あるいは導通状態から非導通の状態に変化する。そして、本適用例に係る制御装置によれば、スイッチ装置の第１の電極と第２の電極とが非導通の状態の時は熱源を作動させ、導通状態の時は熱源を作動させないので、熱気球を一定の高度を維持して飛行させることができる。
【００１７】
［適用例６］
上記適用例に係る制御装置において、前記熱源制御装置は、前記スイッチ装置の前記第１の電極と前記第２の電極とが導通しているか否かを判定するスイッチ状態判定部と、前記スイッチ状態判定部の判定結果に応じて、前記熱源を作動させるか否かを制御する熱源作動制御部と、を含むようにしてもよい。
【００１８】
［適用例７］
本適用例に係る熱気球は、上記のいずれかの適用例に係る制御装置を含む。
【００１９】
［適用例８］
本適用例に係る熱気球の制御方法は、スイッチ装置の第１の電極と第２の電極とが導通しているか否かに応じて、熱源を作動させるか否かを制御するステップを含み、前記スイッチ装置は、気圧に応じて前記第１の電極と前記第２の電極とが導通状態又は非導通の状態になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】熱気球の外観図。
【図２】第１実施形態の制御装置の構成例についての説明図。
【図３】第１実施形態におけるスイッチ装置の斜視図。
【図４】第１実施形態におけるスイッチ装置の動作についての説明図。
【図５】第１実施形態におけるスイッチ装置の動作についての説明図。
【図６】第１実施形態におけるスイッチ装置の動作についての説明図。
【図７】第１実施形態における熱気球の飛行軌跡の一例についての説明図。
【図８】第２実施形態の制御装置の構成例についての説明図。
【図９】第２実施形態における熱源制御装置による処理のフローチャートの一例を示す図。
【図１０】第３実施形態におけるスイッチ装置の斜視図。
【図１１】第３実施形態におけるスイッチ装置の動作についての説明図。
【図１２】第３実施形態におけるスイッチ装置の動作についての説明図。
【図１３】第３実施形態におけるスイッチ装置の動作についての説明図。
【図１４】第３実施形態における熱源制御装置による処理のフローチャートの一例を示す図。
【図１５】第３実施形態における熱気球の飛行軌跡の一例についての説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２２】
１．熱気球
図１は、熱気球の外観図である。図１に示すように、熱気球１は、球皮２、バーナー３、バスケット４等により構成されている。
【００２３】
球皮２は、バーナー３の上方に設けられ、バーナー３により加熱された空気を蓄えるため、下端が開口している。
【００２４】
バーナー３（熱源の一例）は、球皮２の下方に設けられ、プロパンなどの燃料を燃焼させることで加熱された空気を球皮２に噴射する。加熱された空気は冷たい空気よりも軽いため、球皮２の内部の空気がより軽い空気に置き換わることで浮力が生じ、熱気球１が浮上する。
【００２５】
バスケット４には人が搭乗する。バスケット４は、着地の際の衝撃を吸収する籐などの部材で構成されており、ワイヤーにより球皮２に接続されている。バスケット４の内部には、高度計、昇降計、燃料残量計、時計、通信機器、球皮内温度計、ＧＰＳ、ラジオ、ランプ等の機器（不図示）が設けられている。
【００２６】
また、搭乗者は、マニュアルでバーナー３を作動又は停止させながら気球１を飛行させるマニュアル飛行モードと、気球１を自動的に一定高度で飛行させる自動飛行モードのいずれかを選択できる（途中で変更することもできる）ようになっており、この自動飛行モードを実現するために、バスケット４の内部に制御装置５が設けられている。
【００２７】
２．制御装置
２−１．第１実施形態
図２は、第１実施形態の制御装置の構成例について説明するための図である。第１実施形態の制御装置５は、スイッチ装置１００、熱源制御装置１１０、電源１２０、スイッチ１３０を含んで構成されている。
【００２８】
スイッチ装置１００は、２つの端子を備え、周囲の気圧に応じて当該端子間が導通か非導通のいずれかの状態になる。具体的には、周囲の気圧が所定の気圧値（閾値）よりも高い時はスイッチ装置１００の端子間が導通し、周囲の気圧が所定の気圧値（閾値）よりも低い時はスイッチ装置１００の端子間が非導通となる。この閾値は、あらかじめ設定された固定値でもよりし、熱気球１の飛行中に変更可能な可変値であってもよい。
【００２９】
熱源制御装置１１０は、スイッチ装置１００及びスイッチ１３０を介して電源１２０と接続されている。スイッチ１３０の開閉は飛行モード選択信号により行われ、マニュアル飛行モード選択時はスイッチ１３０が開き、自動飛行モード選択時はスイッチ１３０が閉じる。従って、マニュアル飛行モード選択時には、電源１２０から熱源制御装置１１０に電力が供給されず、熱源制御装置１１０は、自動飛行モード選択時にのみバーナー３の作動を制御する。具体的には、自動飛行モード選択時、スイッチ装置１００の端子間が導通状態であれば、熱源制御装置１１０に電源１２０から電力が供給され、熱源制御装置１１０はバーナー３を作動させる。これにより、バーナー３が作動し、燃焼により加熱された空気が球皮２に噴出され、熱気球１は徐々に上昇する。
【００３０】
一方、自動飛行モード選択時、スイッチ装置１００の端子間が非導通の状態であれば、熱源制御装置１１０に電源１２０から電力が供給されず、熱源制御装置１１０はバーナー３を作動させない。これにより、球皮２の内部の空気が自然冷却され、熱気球１は徐々に降下する。
【００３１】
本実施形態では、熱気球１が離陸する前はスイッチ装置１００の端子間は導通状態になっており、自動飛行モードが選択されるとバーナー３が自動的に作動し、熱気球１が上昇する。熱気球１が上昇するにつれて熱気球１の周囲の気圧が低くなり、設定された気圧値（閾値）を下回るとスイッチ装置１００の端子間が非導通の状態になる。すると、バーナー３の作動が停止し、熱気球１が下降する。熱気球１が下降すると熱気球１の周囲の気圧が高くなり、設定された気圧値（閾値）を超えると再びスイッチ装置１００の端子間が導通状態になる。これにより、バーナー３が作動し、熱気球１が再び上昇する。自動飛行モードが選択されると、熱気球１は、このような動作を繰り返すことで、周囲の気圧が設定された気圧値（閾値）と一致するように飛行することになる。
【００３２】
一般に、気圧ｐと高度ｈの関係は、次式（１）の関係を満たすことが知られている。
【００３３】
【数１】
2013159258.tif 000003
【００３４】
式（１）において、ｔは気相の平均温度、ｐ０は海面気圧である。
【００３５】
従って、式（１）より、スイッチ装置１００の端子間が導通状態から非導通の状態に変わる気圧値（閾値）をｐｔに設定すると、熱気球１の飛行高度を次式（２）で計算される一定高度ｈｔに維持することができる。
【００３６】
【数２】
2013159258.tif 000004
【００３７】
次に、このような動作を実現可能なスイッチ装置１００について説明する。
【００３８】
図３は、スイッチ装置１００の斜視図である。図３に示すように、スイッチ装置１００は、第１スイッチ部材７０、第２スイッチ部材８０、伸縮性部材３０、反発材９０、及びこれらを収納する容器５０を含んで構成されている。
【００３９】
第１スイッチ部材７０は、非導電性（絶縁性）の平板の一端を下方向（第２スイッチ部材８０側）に折り曲げて構成されており、その先端部に第１電極１０が形成されている。また、第２スイッチ部材８０は、非導電性（絶縁性）の平板の一端を上方向（第１スイッチ部材７０側）に折り曲げて構成されており、その先端部に第２電極２０が形成されている。第１スイッチ部材７０は、容器５０に固定されており、第２スイッチ部材８０は、上下方向（第１スイッチ部材７０に対して近づく方向及び離れる方向）に移動可能になっている。
【００４０】
反発材９０は、例えば、バネ（押しバネ）や弾性ゴム等の弾性力を持つ部材であり、その両端がそれぞれ第２スイッチ部材８０の下面及び容器５０の底部に接着固定されている。この反発材９０の弾性力により、第２スイッチ部材８０には、第１スイッチ部材７０に近づく方向の力が加わる。
【００４１】
第１電極１０と第２電極２０は、それぞれ配線６０と配線６２が接続されている。配線６０及び配線６２は、容器５０の外部に引き出されており、先端に設けられた端子（不図示）を介して、外部の電子部品と接続可能になっている。
【００４２】
伸縮性部材３０は、第１スイッチ部材７０と第２スイッチ部材８０の間に設けられており、伸縮性部材３０の収縮・膨張に連動して第２スイッチ部材８０が上下方向（第１スイッチ部材７０に対して近づく方向及び離れる方向）に移動する。
【００４３】
容器５０は、側面に気体導入孔５２が設けられており、気体導入孔５２を通って容器５０に気体が出入りする。これにより、容器５０の内部気圧が変動する。気体導入孔５２は１つでもよいが、複数あるのが望ましい。
【００４４】
図４、図５及び図６は、スイッチ装置１００の動作について説明するための図であり、スイッチ装置１００を正面から見た図である。
【００４５】
地上付近では、図４に示すように、容器５０の内部気圧と伸縮性部材３０の内部気圧が等しく、伸縮性部材３０は第１スイッチ部材７０の下面及び第２スイッチ部材８０の上面のいずれにも接触していない。この状態では、第１電極１０と第２電極２０とが接触しているため、第１電極１０と第２電極２０とは導通している。
【００４６】
図４の状態から容器５０の内部気圧が低下すると、容器５０の内部気圧と伸縮性部材３０の内部気圧とのバランスがとられるように伸縮性部材３０が膨張する。そして、容器５０の内部気圧が所定の気圧値（閾値）と一致すると、図５に示すように、伸縮性部材３０は第１スイッチ部材７０の下面及び第２スイッチ部材８０の上面のいずれにも接触した状態になる。
【００４７】
図５の状態から容器５０の内部気圧がさらに低下すると、伸縮性部材３０の膨張により、第２スイッチ部材８０が下方向（第１スイッチ部材７０から離れる方向）に移動し、図６に示すように、第１電極１０と第２電極２０との間に間隙が生じる。そのため、第１電極１０と第２電極２０は非導通の状態になる。
【００４８】
また、図６の状態から容器５０の内部気圧が上昇すると、容器５０の内部気圧と伸縮性部材３０の内部気圧とのバランスがとられるように伸縮性部材３０が収縮する。伸縮性部材３０が収縮すると、反発材９０の弾性力により第２スイッチ部材８０が上方向（第１スイッチ部材７０に近づく方向）に移動し、容器５０の内部気圧が所定の気圧値（閾値）と一致すると、図５に示すように、第１電極１０と第２電極２０とが接触する。そのため、第１電極１０と第２電極２０とが導通する。
【００４９】
このように、スイッチ装置１００は、容器５０の内部気圧の変化に応じて導通又は非導通の状態になる。
【００５０】
図７は、自動飛行モード選択時の熱気球１の飛行軌跡の一例について説明するための図である。図７に示すように、時刻ｔ０において熱気球１が離陸する際は、スイッチ装置１００の端子間が導通（オン）している。そのため、自動飛行モードが選択されるとバーナー３が自動的に作動し、熱気球１は徐々に上昇する。
【００５１】
時刻ｔ１において熱気球１が高度ｈｏに達すると、周囲の気圧が閾値を下回るため、スイッチ装置１００の端子間が非導通（オフ）となる。そのため、バーナー３の作動が停止し、熱気球１は慣性力で少し上昇した後、徐々に下降する。
【００５２】
時刻ｔ２において熱気球１が高度ｈｏまで下降すると、周囲の気圧が閾値を超えるため、スイッチ装置１００の端子間が再び導通（オン）する。そのため、バーナー３が作動し、熱気球１は慣性力で少し降下した後、徐々に上昇する。
【００５３】
時刻ｔ３において熱気球１が高度ｈｏに達すると、周囲の気圧が閾値を下回るため、スイッチ装置１００の端子間が再び非導通（オフ）となる。そのため、バーナー３が作動を停止し、熱気球１は慣性力で少し上昇した後、徐々に下降する。
【００５４】
以降は、スイッチ装置１００が同様の動作を繰り返し、時刻ｔ３〜ｔ４では非導通（オフ）、時刻ｔ４〜ｔ５では導通（オン）、時刻ｔ５〜ｔ６では非導通（オフ）、時刻ｔ６〜ｔ７では導通（オン）、・・・となる。これに合わせてバーナー３が作動と停止を繰り返し、熱気球１は一定高度ｈｏを維持しながら飛行を続けることができる。
【００５５】
以上に説明したように、第１実施形態の制御装置によれば、最初から、あるいは、途中から自動飛行モードを選択することで、あらかじめ決められた高度を維持しながら気球を飛行させることができる。
【００５６】
また、あらかじめスイッチ装置１００の伸縮性部材３０に封入する気体の量を調整することで、スイッチ装置１００が導通状態から非導通の状態になる気圧値（閾値）を調整することができるので、気球１の飛行高度を自由に設定することができる。
【００５７】
さらに、気球１の飛行中に伸縮性部材３０に気体の導入及び排出が可能な栓を設け、封入されている気体の量を調整可能にすれば、気球１の飛行高度を柔軟かつ容易に変更することができる。例えば、気球１が上昇し、搭乗者がある高度で目的の方向に吹く風を見つけた場合に、伸縮性部材３０に封入されている気体の量を増減させることで、その高度を維持しながら気球１を飛行させることも可能である。
【００５８】
２−２．第２実施形態
第１実施形態の制御装置５では、自動飛行モード選択時、スイッチ装置１００が導通状態の時のみ電源１２０から熱源制御装置１１０に電力が供給され、バーナー３が作動するようにしていたが、第２実施形態の制御装置５では、自動飛行モードの選択時、熱源制御装置１１０は、電源１２０から常に電力が供給され、スイッチ装置１００が導通か非導通かを判定してバーナー３の作動を制御する。
【００５９】
図８は、第２実施形態の制御装置５の構成例について説明するための図である。
【００６０】
スイッチ装置１００の構造及び動作は、第１実施形態（図３〜図６）と同様であるため、その説明を省略する。
【００６１】
熱源制御装置１１０は、スイッチ１３０を介して電源１２０と接続されており、また、スイッチ装置１００の両端子と接続されている。スイッチ１３０の開閉は飛行モード選択信号により行われ、マニュアル飛行モード選択時はスイッチ１３０が開き、自動飛行モード選択時はスイッチ１３０が閉じる。従って、マニュアル飛行モード選択時には、電源１２０から熱源制御装置１１０に電力が供給されず、熱源制御装置１１０は、自動飛行モード選択時にのみバーナー３の作動を制御する。本実施形態では、熱源制御装置１１０は、スイッチ状態判定部１００と熱源作動制御部１１０とを含む。
【００６２】
スイッチ状態判定部１００は、スイッチ装置１００の端子間が導通か非導通かを判定する。例えば、スイッチ状態判定部１００は、スイッチ装置１００の端子間を流れる電流値を計測し、所定値（閾値）以上の電流値を計測した場合が導通、所定値（閾値）未満の電流値を計測した場合は非導通であると判定するようにしてもよい。
【００６３】
熱源作動制御部１１０は、スイッチ状態判定部１００の判定結果に応じて、バーナー３の作動を制御する。具体的には、熱源作動制御部１１０は、スイッチ装置１００の端子間が導通状態であればバーナー３を作動させる。これにより、バーナー３が作動し、燃焼により加熱された空気が球皮２に噴出され、熱気球１は徐々に上昇する。
【００６４】
一方、スイッチ装置１００の端子間が非導通の状態であれば、熱源作動制御部１１０は、バーナー３を作動させない。これにより、球皮２の内部の空気が自然冷却され、熱気球１は徐々に降下する。
【００６５】
図９は、本実施形態における熱源制御装置１１０による処理のフローチャートの一例を示す図である。
【００６６】
図９に示すように、自動飛行モードが選択されなかった（マニュアル飛行モードが選択された）場合（Ｓ１０のＮ）、熱源制御装置１１０は動作しない。
【００６７】
一方、自動飛行モードが選択された場合（Ｓ１０のＹ）、熱源制御装置１１０は、スイッチ装置１００の端子間が導通状態か否かを判定する（Ｓ１２）。
【００６８】
熱源制御装置１１０は、スイッチ装置１００の端子間が導通状態であれば（Ｓ１４のＹ）バーナー３を作動させ（Ｓ１６）、非導通の状態であれば（Ｓ１４のＮ）バーナー３を作動させない（Ｓ１８）。
【００６９】
そして、熱源制御装置１１０は、自動飛行モードが選択されている間（Ｓ１０のＹ）、ステップＳ１２〜Ｓ１８の処理を繰り返し行う。
【００７０】
以上に説明した第２実施形態の熱気球によれば、第１実施形態の熱気球と同様の効果を奏することができる。
【００７１】
２−３．第３実施形態
第３実施形態の制御装置の構成例は、第２実施形態（図８）と同様であるため、その図示を省略する。ただし、スイッチ装置１００及び熱源制御装置１１０の機能が異なる。
【００７２】
本実施形態では、周囲の気圧が所定の気圧値（閾値）よりも高い時はスイッチ装置１００の端子間が非導通であり、周囲の気圧が所定の気圧値（閾値）よりも低い時はスイッチ装置１００の端子間が導通する。この閾値は、あらかじめ設定された固定値でもよりし、熱気球１の飛行中に変更可能な可変値であってもよい。
【００７３】
また、本実施形態では、熱源制御装置１１０の熱源作動制御部１１０は、スイッチ装置１００の端子間が非導通の状態であればバーナー３を作動させる。これにより、バーナー３が作動し、燃焼により加熱された空気が球皮２に噴出され、熱気球１は徐々に上昇する。
【００７４】
一方、スイッチ装置１００の端子間が導通状態であれば、熱源作動制御部１１０は、バーナー３を作動させない。これにより、球皮２の内部の空気が自然冷却され、熱気球１は徐々に降下する。
【００７５】
本実施形態では、熱気球１が離陸する前はスイッチ装置１００の端子間は非導通の状態になっており、自動飛行モードが選択されるとバーナー３が自動的に作動し、熱気球１が上昇する。熱気球１が上昇するにつれて熱気球１の周囲の気圧が低くなり、設定された気圧値（閾値）を下回るとスイッチ装置１００の端子間が導通状態になる。すると、バーナー３の作動が停止し、熱気球１が下降する。熱気球１が下降すると熱気球１の周囲の気圧が高くなり、設定された気圧値（閾値）を超えると再びスイッチ装置１００の端子間が非導通の状態になる。これにより、バーナー３が作動し、熱気球１が再び上昇する。自動飛行モードが選択されると、熱気球１は、このような動作を繰り返すことで、周囲の気圧が設定された気圧値（閾値）と一致するように飛行することになる。
【００７６】
従って、式（１）より、スイッチ装置１００の端子間が非導通の状態から導通状態に変わる気圧値（閾値）をｐｔに設定すると、熱気球１の飛行高度を式（２）で計算される一定高度ｈｔに維持することができる。
【００７７】
次に、このような動作を実現可能なスイッチ装置１００について説明する。
【００７８】
図１０は、スイッチ装置１００の斜視図である。図１０に示すように、スイッチ装置１００は、第１実施形態（図３）と同様に、第１スイッチ部材７０、第２スイッチ部材８０、伸縮性部材３０、反発材９０、及びこれらを収納する容器５０を含んで構成されている。ただし、伸縮性部材３０と反発材９０の配置が異なる。
【００７９】
伸縮性部材３０は、第２スイッチ部材８０の下方に設けられており、伸縮性部材３０の膨張・収縮に連動して第２スイッチ部材８０が上下方向（第１スイッチ部材７０に対して近づく方向及び離れる方向）に移動する。
【００８０】
反発材９０は、その両端がそれぞれ第１スイッチ部材７０の下面及び第２スイッチ部材８０の上面に接着固定されている。この反発材９０の弾性力により、第２スイッチ部材８０には、第１スイッチ部材７０から離れる方向の力が加わる。
【００８１】
本実施形態におけるスイッチ装置１００のその他の構造は、第１実施形態（図３）と同様であるため、その説明を省略する。
【００８２】
図１１、図１２及び図１３は、本実施形態におけるスイッチ装置１００の動作について説明するための図であり、スイッチ装置１００を正面から見た図である。
【００８３】
地上付近では、図１１に示すように、容器５０の内部気圧と伸縮性部材３０の内部気圧が等しく、伸縮性部材３０は容器５０の底部には接触せず、第２スイッチ部材８０の下面に接触している。この状態では、第１電極１０と第２電極２０との間に間隙が生じているため、第１電極１０と第２電極２０とは導通していない。
【００８４】
図１１の状態から容器５０の内部気圧が低下すると、容器５０の内部気圧と伸縮性部材３０の内部気圧とのバランスがとられるように伸縮性部材３０が膨張する。そして、容器５０の内部気圧が所定の気圧値（閾値）と一致すると、図１２に示すように、伸縮性部材３０は容器５０の底部及び第２スイッチ部材８０の下面のいずれにも接触した状態になる。
【００８５】
図１２の状態から容器５０の内部気圧がさらに低下すると、伸縮性部材３０の膨張により、第２スイッチ部材８０が上方向（第１スイッチ部材７０に近づく方向）に移動し、図１３に示すように、第１電極１０と第２電極２０が接触する。そのため、第１電極１０と第２電極２０は導通状態になる。
【００８６】
また、図１３の状態から容器５０の内部気圧が上昇すると、容器５０の内部気圧と伸縮性部材３０の内部気圧とのバランスがとられるように伸縮性部材３０が収縮する。そして、容器５０の内部気圧が所定の気圧値（閾値）を超えると、反発材９０の弾性力により第２スイッチ部材８０が下方向（第１スイッチ部材７０から離れる方向）に移動し、第１電極１０と第２電極２０との間に間隙が生じる。そのため、第１電極１０と第２電極２０は非導通の状態になる。
【００８７】
このように、スイッチ装置１００は、容器５０の内部気圧の変化に応じて導通又は非導通の状態になる。
【００８８】
図１４は、本実施形態における熱源制御装置１１０による処理のフローチャートの一例を示す図である。
【００８９】
図１４に示すように、自動飛行モードが選択されなかった（マニュアル飛行モードが選択された）場合（Ｓ１１０のＮ）、熱源制御装置１１０は動作しない。
【００９０】
一方、自動飛行モードが選択された場合（Ｓ１１０のＹ）、熱源制御装置１１０は、スイッチ装置１００の端子間が導通状態か否かを判定する（Ｓ１１２）。
【００９１】
熱源制御装置１１０は、スイッチ装置１００の端子間が導通状態であれば（Ｓ１１４のＹ）バーナー３を作動ず（Ｓ１１６）、非導通の状態であれば（Ｓ１１４のＮ）バーナー３を作動させる（Ｓ１１８）。
【００９２】
そして、熱源制御装置１１０は、自動飛行モードが選択されている間（Ｓ１１０のＹ）、ステップＳ１１２〜Ｓ１１８の処理を繰り返し行う。
【００９３】
図１５は、自動飛行モード選択時の熱気球１の飛行軌跡の一例について説明するための図である。図１５に示すように、時刻ｔ０において熱気球１が離陸する際は、スイッチ装置１００の端子間が非導通（オフ）になっている。そのため、自動飛行モードが選択されるとバーナー３が自動的に作動し、熱気球１は徐々に上昇する。
【００９４】
時刻ｔ１において熱気球１が高度ｈｏに達すると、周囲の気圧が閾値を下回るため、スイッチ装置１００の端子間が導通（オン）する。そのため、バーナー３の作動が停止し、熱気球１は慣性力で少し上昇した後、徐々に下降する。
【００９５】
時刻ｔ２において熱気球１が高度ｈｏまで下降すると、周囲の気圧が閾値を超えるため、スイッチ装置１００の端子間が再び非導通（オフ）となる。そのため、バーナー３が作動し、熱気球１は慣性力で少し降下した後、徐々に上昇する。
【００９６】
時刻ｔ３において熱気球１が高度ｈｏに達すると、周囲の気圧が閾値を下回るため、スイッチ装置１００の端子間が再び導通（オン）する。そのため、バーナー３が作動を停止し、熱気球１は慣性力で少し上昇した後、徐々に下降する。
【００９７】
以降は、スイッチ装置１００が同様の動作を繰り返し、時刻ｔ３〜ｔ４では導通（オン）、時刻ｔ４〜ｔ５では非導通（オフ）、時刻ｔ５〜ｔ６では導通（オン）、時刻ｔ６〜ｔ７では非導通（オフ）、・・・となる。これに合わせてバーナー３が作動と停止を繰り返し、熱気球１は一定高度ｈｏを維持しながら飛行を続けることができる。
【００９８】
以上に説明した第３実施形態の制御装置によれば、第１実施形態の熱気球と同様の効果を奏することができる。
【００９９】
なお、第１実施形態〜第３実施形態では、気球の有人飛行に適用する例を挙げて説明したが、常に自動飛行モードにすることで無人飛行に適用することもできる。例えば、無人気球をあらかじめ設定された所望の高度を維持しながら飛行させることで、その高度の気象データを取得するような用途にも適用することができる。
【０１００】
３．変形例
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１０１】
［変形例１］
第１実施形態〜第３実施形態のスイッチ装置１００において、第１スイッチ部材７０と第２スイッチ部材８０の位置を逆にしてもよい。
【０１０２】
［変形例２］
第１実施形態〜第３実施形態のスイッチ装置１００において、第１スイッチ部材７０と第２スイッチ部材８０をともに移動可能に構成してもよい。
【０１０３】
［変形例３］
第１実施形態又は第２実施形態のスイッチ装置１００において、反発材９０の両端をそれぞれ第１スイッチ部材７０の下面及び第２スイッチ部材８０の上面に接着固定し、当該弾性体の弾性力により、第２スイッチ部材８０に対して第１スイッチ部材７０に近づく方向の力が働くようにしてもよい。あるいは、反発材９０を設ける代わりに、第１スイッチ部材７０と第２スイッチ部材８０を挟むようにクリップ等の挟持部材（非導電性（絶縁性）のもの）を設け、第２スイッチ部材８０に対して第１スイッチ部材７０に近づく方向の力が働くようにしてもよい。あるいは、反発材９０を設ける代わりに、第１スイッチ部材７０の少なくとも一部と第２スイッチ部材８０の少なくとも一部を互いに引き合う磁石で形成し、第２スイッチ部材８０に対して第１スイッチ部材７０に近づく方向の力が働くようにしてもよい。
【０１０４】
［変形例４］
第３実施形態のスイッチ装置１００において、反発材９０の両端をそれぞれ第２スイッチ部材８０の下面及び容器５０の底部に接着固定し、反発材９０の弾性力により、第２スイッチ部材８０に対して第１スイッチ部材７０から離れる方向の力が働くようにしてもよい。あるいは、反発材９０を設ける代わりに、第１スイッチ部材７０の少なくとも一部と第２スイッチ部材８０の少なくとも一部を互いに反発し合う磁石で形成し、第２スイッチ部材８０に対して第１スイッチ部材７０から離れる方向の力が働くようにしてもよい。
【０１０５】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１０６】
１  熱気球、２  球皮、３  バーナー、４  バスケット、５  制御装置、１０  第１電極、２０  第２電極、３０  伸縮性部材、５０  容器、５２  気体導入孔、６０  配線、６２  配線、７０  第１スイッチ部材、８０  第２スイッチ部材、９０  反発材、１００  スイッチ装置、１１０  熱源制御装置、１２０  電源、１３０  スイッチ
【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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