(57)【要約】【課題】無人航空機を支持するフレームを軽量且つ強固に構成する。【解決手段】無人航空機１は、第１方向を長手として第１方向に交差する第２方向に並ぶ複数の第１棒状部材と、第２方向を長手として、複数の第１棒状部材に重ねて第１方向に並ぶ複数の第２棒状部材と、を交点で接続して成形される上フレーム部１０、第１方向を長手として第２方向に並ぶ２つの棒状部材と、第２方向を長手として第１方向に並ぶ２つの棒状部材と、を接続して成形される下フレーム部２０、及び複数の第１及び第２棒状部材により区画される９つの方形状の空間のうちの少なくとも１つの外側の空間について、その空間の方形の４つの頂点に対応する複数の第１及び第２棒状部材の４つの交点のそれぞれを下フレーム部２０上の支持点に連結する連結部材３０を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向を長手として前記第１方向に交差する第２方向に並ぶ複数の第１棒状部材と、前記第２方向を長手として、前記複数の第１棒状部材に重ねて前記第１方向に並ぶ複数の第２棒状部材と、を交点で接続して成形される第１フレームと、
前記第１フレームから前記第１及び第２方向に交差する第３方向の一側に離間し、前記第１方向を長手として前記第２方向に並ぶ２つの第３棒状部材と、前記第２方向を長手として前記第１方向に並ぶ２つの第４棒状部材と、を接続して成形される第２フレームと、
前記複数の第１及び第２棒状部材により区画される複数の方形状の空間のうちの少なくとも１つの外側の空間について、該空間の方形の４つの頂点に対応する前記複数の第１及び第２棒状部材の４つの交点のそれぞれを、該４つの交点の中心近傍から前記第３方向の一側に位置する前記第２フレーム上の支持点に連結する４つの連結部材と、
を備える無人航空機。
【請求項２】
前記第２フレーム上の支持点に該支持点から前記第３方向の他側に延びる支持部材を介して取り付けられる、前記第１及び第２方向に平行な面を回転面とする回転翼をさらに備える、請求項１に記載の無人航空機。
【請求項３】
前記第３及び第４棒状部材は、前記第１及び第２棒状部材並びに前記４つの連結部材より太いことを特徴とする、請求項２に記載の無人航空機。
【請求項４】
前記少なくとも１つの外側の空間の方形の４つの頂点に対応する前記複数の第１及び第２棒状部材の４つの交点を互いに交差する２つの接続部材を用いて接続し、該２つの接続部材の交点に該交点から前記第３方向の一側に延びる支持部材を介して取り付けられる、前記第１及び第２方向に平行な面を回転面とする回転翼をさらに備える、請求項１に記載の無人航空機。
【請求項５】
前記複数の第１及び第２棒状部材により区画される複数の方形状の空間のうちの少なくとも１つの内側の空間に配置される前記回転翼の動力源をさらに備える、請求項２から４のいずれか一項に記載の無人航空機。
【請求項６】
前記第１フレームの前記第１方向の一端と前記第２フレームとの間に取付けられる、前記第２及び第３方向に平行な面を回転面とする第１補助回転翼と、
前記第１フレームの前記第２方向の一端と前記第２フレームとの間に取付けられる、前記第１及び第３方向に平行な面を回転面とする第２補助回転翼と、をさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の無人航空機。
【請求項７】
前記第２フレームの前記第３方向の一側に固定される脚部をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の無人航空機。
【請求項８】
複数の第３の棒状部材を多角形状に接続して形成される外側フレームと、該外側フレームの内側に配置され複数の第４の棒状部材を多角形状に接続して形成される内側フレームと、前記外側及び内側フレームを接続する複数の接続部材とを有し、該複数の接続部材により前記外側及び内側フレームの間に多角形状の複数の空間が区画され、一面上に構成される第１フレームと、
前記第１フレームから前記一面に直交する方向の一側に離間し、複数の第５の棒状部材を多角形状に接続して形成される第２フレームと、
前記複数の空間のうちの少なくとも１つの空間について、該空間に係る多角形の頂点のそれぞれを、前記空間の中心近傍から前記直交する方向の一側に位置する前記第２フレーム上の支持点に連結する複数の連結部材と、
を備える無人航空機。
【請求項９】
前記複数の空間は、同じ形状及び同じ大きさを有する、請求項８に記載の無人航空機。
【請求項１０】
前記支持点は、少なくとも前記第２フレームに係る多角形の角部に位置する、請求項８又は９に記載の無人航空機。
【請求項１１】
前記第２フレーム上の前記支持点に該支持点から前記直交する方向の他側に延びる支持部材を介して取り付けられる、前記一面に平行な面を回転面とする回転翼をさらに備える、請求項８から１０のいずれか一項に記載の無人航空機。
【請求項１２】
前記内側フレームの内側に配置される前記回転翼の動力源をさらに備える、請求項１１に記載の無人航空機。
【請求項１３】
前記第５の棒状部材は、前記第３の棒状部材、前記第４の棒状部材、前記複数の接続部材及び前記複数の連結部材のいずれよりも太いことを特徴とする、請求項８から１２のいずれか一項に記載の無人航空機。
【請求項１４】
前記第２フレームの前記直交する方向の一側に固定される脚部をさらに備える、請求項８から１３のいずれか一項に記載の無人航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人航空機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無人航空機（所謂、ドローン）が、小型化、低価格化により急速に普及している。無人航空機は、様々なタイプがあり、固定翼型とスポーク型とに大別することができる。固定翼型として、例えば、ヘリコプタのような回転翼を有するタイプ、オスプレイのような可動翼を有するタイプ、回転翼と可動翼との両方を有するタイプが挙げられる。スポーク型として、例えば、複数の回転翼を有するマルチコプタタイプが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
これらのタイプの中で、飛行の安定性、制御の容易等の観点から、マルチコプタタイプが主流となっている。しかし、マルチコプタタイプでは、個々の回転翼が片持ち梁状に支持されるため曲げモーメントに対して弱く、障害物に衝突することで回転翼が破損しやすく構造的に弱い、墜落時に回転翼が周囲の人物を傷つける、操作時に回転翼に接触してけがをするおそれ、という問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１２９３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、無人航空機を支持するフレームを軽量且つ強固に構成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、第１方向を長手として第１方向に交差する第２方向に並ぶ複数の第１棒状部材と、第２方向を長手として、複数の第１棒状部材に重ねて第１方向に並ぶ複数の第２棒状部材と、を交点で接続して成形される第１フレームと、第１フレームから第１及び第２方向に交差する第３方向の一側に離間し、第１方向を長手として第２方向に並ぶ２つの第３棒状部材と、第２方向を長手として第１方向に並ぶ２つの第４棒状部材と、を接続して成形される第２フレームと、複数の第１及び第２棒状部材により区画される複数の方形状の空間のうちの少なくとも１つの外側の空間について、この空間の方形の４つの頂点に対応する複数の第１及び第２棒状部材の４つの交点のそれぞれを、この４つの交点の中心近傍から第３方向の一側に位置する第２フレーム上の支持点に連結する４つの連結部材と、を備える無人航空機である。
【０００７】
これによれば、４つの連結部材により、複数の第１及び第２棒状部材により区画される複数の方形状の空間のうちの少なくとも１つの外側の空間の方形の４つの頂点に対応する複数の第１及び第２棒状部材の４つの交点のそれぞれが、これら４つの交点の中心近傍から第３方向の一側に位置する第２フレーム上の支持点に連結される。それにより、立体トラス状に組まれる連結部材により、第１及び第２フレームが軽量且つ強固に連結される。
【０００８】
本発明の無人航空機は、第２フレーム上の支持点にこの支持点から第３方向の他側に延びる支持部材を介して取り付けられる、第１及び第２方向に平行な面を回転面とする回転翼をさらに備える。
【０００９】
これによれば、揚力または推力を発生する回転翼が、連結部材により第１フレームに連結された第２フレーム上の支持点に取付けられることで、回転翼の振動に対して高い強度が得られる。
【００１０】
本発明の無人航空機は、第３及び第４棒状部材は、第１及び第２棒状部材並びに４つの連結部材より太いことを特徴とする。
【００１１】
これによれば、第２フレームを形成する第３及び第４棒状部材がその他の第１及び第２棒状部材並びに連結部材より太いことで、第２フレームが強固に構成され、回転翼の振動に対して高い強度が得られる。
【００１２】
本発明の無人航空機は、少なくとも１つの外側の空間の方形の４つの頂点に対応する複数の第１及び第２棒状部材の４つの交点を互いに交差する２つの接続部材を用いて接続し、この２つの接続部材の交点にこの交点から第３方向の一側に延びる支持部材を介して取り付けられる、第１及び第２方向に平行な面を回転面とする回転翼をさらに備える。
【００１３】
これによれば、少なくとも１つの外側の空間の方形の４つの頂点に対応する複数の第１及び第２棒状部材の４つの交点を互いに交差する２つの接続部材を用いて接続し、その２つの接続部材の交点に揚力または推力を発生する回転翼が取り付けられることで、回転翼の振動に対して高い強度が得られる。
【００１４】
本発明の無人航空機は、複数の第１及び第２棒状部材により区画される複数の方形状の空間のうちの少なくとも１つの内側の空間に配置される回転翼の動力源をさらに備える。
【００１５】
これによれば、複数の方形状の空間のうちの少なくとも１つの内側の空間に配置される動力源により少なくとも１つの外側の空間に配置される回転翼を駆動することができる。
【００１６】
本発明の無人航空機は、第１フレームの第１方向の一端と第２フレームとの間に取付けられる、第２及び第３方向に平行な面を回転面とする第１補助回転翼と、第１フレームの第２方向の一端と第２フレームとの間に取付けられる、第１及び第３方向に平行な面を回転面とする第２補助回転翼と、をさらに備える。
【００１７】
これによれば、第１フレームの第１方向の一端と第２フレームとの間に取付けられる第１補助回転翼と、第１フレームの第２方向の一端と第２フレームとの間に取付けられる第２補助回転翼と、により、第１及び第２方向に平行な面内で推力を発生することができる。
【００１８】
本発明の無人航空機は、第２フレームの第３方向の一側に固定される脚部をさらに備える。
【００１９】
これによれば、第２フレームの第３方向の一側に固定される脚部により、第２フレーム及びこれに連結される第１フレームを面上で支持することができる。
【００２０】
本発明の無人航空機は、複数の第３の棒状部材を多角形状に接続して形成される外側フレームと、該外側フレームの内側に配置され複数の第４の棒状部材を多角形状に接続して形成される内側フレームと、外側及び内側フレームを接続する複数の接続部材とを有し、該複数の接続部材により外側及び内側フレームの間に多角形状の複数の空間が区画され、一面上に構成される第１フレームと、
第１フレームから一面に直交する方向の一側に離間し、複数の第５の棒状部材を多角形状に接続して形成される第２フレームと、
複数の空間のうちの少なくとも１つの空間について、該空間に係る多角形の頂点のそれぞれを、前記空間の中心近傍から前記直交する方向の一側に位置する前記第２フレーム上の支持点に連結する複数の連結部材とを備える無人航空機である。
【００２１】
これによれば、複数の連結部材により、第１フレーム内に区画された複数の空間のうちの少なくとも１つの空間を区画する２つの接続部材並びに外側及び内側フレーム上の複数の点のそれぞれが、空間の中心近傍から直交する方向の一側に位置する第２フレーム上の支持点に連結される。それにより、立体トラス状に組まれる連結部材により、第１及び第２フレームが軽量且つ強固に連結される。
【００２２】
本発明の無人航空機は、複数の空間は、同じ形状及び同じ大きさを有する。
【００２３】
これによれば、複数の空間が同じ形状及び同じ大きさを有することで、第１フレームを均等な強度で組むことができる。また、後述のように回転翼を備える場合に、翼による揚力を無人航空機全体に均等に及ぼすことができる。
【００２４】
本発明の無人航空機は、支持点は、少なくとも第２フレームに係る多角形の角部に位置する。
【００２５】
これによれば、支持点が少なくとも第２フレームに係る多角形の角部に位置することで、その角部において第２フレームが複数の連結部材により第１フレームに強固に連結される。
【００２６】
本発明の無人航空機は、第２フレーム上の前記支持点に該支持点から前記直交する方向の他側に延びる支持部材を介して取り付けられる、前記一面に平行な面を回転面とする回転翼をさらに備える。
【００２７】
これによれば、揚力または推力を発生する回転翼が、連結部材により第１フレームに連結された第２フレーム上の支持点に取付けられることで、回転翼の振動に対して高い強度が得られる。
【００２８】
本発明の無人航空機は、内側フレームの内側に配置される前記回転翼の動力源をさらに備える。
【００２９】
これによれば、内側フレームの内側に配置される動力源により回転翼を駆動することができる。
【００３０】
本発明の無人航空機は、第５の棒状部材は、第３の棒状部材、第４の棒状部材、複数の接続部材及び複数の連結部材のいずれよりも太いことを特徴とする。
【００３１】
これによれば、第２フレームがその他の第１フレーム及び複数の連結部材より太いことで、第２フレームが強固に構成され、回転翼の振動に対して高い強度が得られる。
【００３２】
本発明の無人航空機は、第２フレームの直交する方向の一側に固定される脚部をさらに備える。
【００３３】
これによれば、第２フレームの直交する方向の一側に固定される脚部により、第２フレーム及びこれに連結される第１フレームを支持することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の無人航空機によれば、これを支持するフレームを軽量且つ強固に構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、無人航空機の全体構成を示す斜視図である。（実施例１）
【図２】図２（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、無人航空機の全体構成を示す平面図及び側面図である。（実施例１）
【図３】図３は、上フレーム部の構成を示す平面図である。（実施例１）
【図４】図４（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、下フレーム部の構成及びそのフレームに対する配置を示す平面図及び側面図である。（実施例１）
【図５】図５（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、脚部の構成を示す平面図及び側面図である。（実施例１）
【図６】図６（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、無人航空機の全体構成を示す平面図及び側面図である。（実施例２）
【図７】図７（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、無人航空機の全体構成を示す平面図及び側面図である。（実施例３）
【図８】図８（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、無人航空機の全体構成を示す平面図及び側面図である。（実施例４）
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００３７】
図１及び図２に、本実施例に係る無人航空機１の全体構成を示す。図１は斜視方向から見た無人航空機１を示す斜視図であり、図２（Ａ）は上方から見た無人航空機１を示す上面図であり、図２（Ｂ）は側方から見た無人航空機１を示す側面図である。なお、無人航空機１は、図２（Ａ）において図面右斜め４５度の中心軸（不図示）に関して対称に構成されている。無人航空機１は、フレーム２、脚部５０、８つの回転翼４０、２つの補助回転翼４８、動力源４９、及び積載部６０から構成される。
【００３８】
フレーム２は、無人航空機１の全体を支持する構造であり、上フレーム部１０、下フレーム部２０、及び連結部３０を含む。
【００３９】
図３に、上フレーム部１０の構成を示す。なお、図３は、上方から見た上フレーム部１０の構成を示す上面図である。上フレーム部１０は、フレーム２の上部を構成し、各４つの棒状部材１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄ及び各２つの連結部材１１ｅ，１１ｆ，１２ｅ，１２ｆから構成される。これらの部材は、一例としてステンレス等の軽量な金属からなるパイプ状の部材である。なお、カーボン等を使用してもよい。
【００４０】
４つの棒状部材１１ａ〜１１ｄは、図面上下方向を長手として図面左右方向に等間隔で並列される。４つの棒状部材１２ａ〜１２ｄは、図面左右方向を長手として、４つの棒状部材１１ａ〜１１ｄに重ねて図面上下方向に並列される。棒状部材１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄは、それらの交点で例えば溶接により一体的に接続され、格子状に組まれる。なお、溶接によらずにボルト接合、接着等によってもよい。
【００４１】
ただし、棒状部材１１ａの図面下側の端部は図面右方向に湾曲し、棒状部材１２ａの図面左側の端部は図面上方向に湾曲し、それらの端部が一体的に接続されている。同様に、棒状部材１１ｄの図面上側の端部は図面左方向に湾曲し、棒状部材１２ｄの図面右側の端部は図面下方向に湾曲し、それらの端部が一体的に接続されている。
【００４２】
また、棒状部材１１ａの図面上側の端部は図面右方向に湾曲し、その先端が、連結部材１１ｅにより棒状部材１１ａ，１２ｄの交点に連結され、連結部材１１ｆにより棒状部材１１ｂ，１２ｄの交点に連結されている。同様に、棒状部材１２ａの図面右側の端部は図面上方向に湾曲し、その先端が、連結部材１２ｅにより棒状部材１２ａ，１１ｄの交点に連結され、連結部材１２ｆにより棒状部材１２ｂ，１１ｄの交点に連結されている。それにより、上フレーム部１０に張出部１４，１５が形成される。
【００４３】
上述の構成により、各４つの棒状部材１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄによりマトリクス状に配列された全９つの方形状の空間Ｓｉｊ（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜３）を区画し、且つ四隅に角を有さない格子状の上フレーム部１０が組まれる。
【００４４】
図４に、下フレーム部２０の構成及びそのフレーム２に対する配置を示す。図４（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、上方及び側方から見た下フレーム部２０の構成及び配置を示す上面図及び側面図である。下フレーム部２０は、フレーム２の底部を構成し、各２つの棒状部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂから構成される。これらの部材は、一例として、上フレーム部１０を構成する棒状部材１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄ及び連結部材１１ｅ，１１ｆ，１２ｅ，１２ｆと同様にステンレス等の軽量な金属からなるパイプ状の部材である。ただし、棒状部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、棒状部材１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄ及び連結部材１１ｅ，１１ｆ，１２ｅ，１２ｆ並びに後述する連結部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄより太い（すなわち、直径が大きい）ものとする。それにより、フレーム２において下フレーム部２０が特に強固に構成され、後述する回転翼４０の振動に対して高い強度が得られる。
【００４５】
２つの棒状部材２１ａ，２１ｂは、図面上下方向を長手として図面左右方向に並列される。ただし、棒状部材２１ａは、棒状部材２１ｂより長い。２つの棒状部材２２ａ，２２ｂは、図面左右方向を長手として図面上下方向に並列される。ただし、棒状部材２２ａは、棒状部材２２ｂより長い。棒状部材２１ａの図面下側の端部を棒状部材２２ａの図面左側の端部に、棒状部材２１ｂの図面下側の端部を棒状部材２２ａの図面右側の端部の近傍に、棒状部材２２ｂの図面左側の端部を棒状部材２１ａの図面上側の端部の近傍に、棒状部材２１ｂの図面上側の端部を棒状部材２２ｂの図面右側の端部に、例えば溶接により一体的に接続される。
【００４６】
下フレーム部２０は、上フレーム部１０から下方（図４（Ｂ）における下側）に配置される。ここで、図４（Ａ）より分かるように、平面視において、各２つの棒状部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂの接続点が、上フレーム部１０内に区画された９の空間のうちの四隅に位置する空間Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ３１，Ｓ３３の中心に位置する。
【００４７】
連結部３０は、上フレーム部１０と下フレーム部２０を連結する。連結部３０は、４つの連結部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄをそれぞれ含む８つの連結部材セット及び３つの連結部材３２ａ，３２ｂ，３２ｃをそれぞれ含む２つの連結部材セットを含む。
【００４８】
８つの連結部材セットは、上フレーム部１０において各４つの棒状部材１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄにより区画された９つの方形状の空間Ｓｉｊ（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜３）のうち内側に位置する空間Ｓ２２を除く残りの外側の空間のそれぞれについて、各空間の方形の４つの頂点に対応する棒状部材の４つの交点のそれぞれを、その４つの交点の中心（又は中心近傍）から下方（図面４（Ｂ）における下側）に位置する下フレーム部２０を構成する棒状部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂの部分（支持点と呼ぶ）に連結する。
【００４９】
一例として、棒状部材１１ａ，１１ｂ，１２ｂ，１２ｃにより区画される空間Ｓ２１について、その空間Ｓ２１の方形の左下の頂点に対応する棒状部材１１ａ，１２ｂの交点１３ａを、連結部材３１ａを用いて、下フレーム部２０を構成する棒状部材２１ａ上の支持点２１ａ０に連結する。同様に、空間Ｓ２１の方形の左上の頂点に対応する棒状部材１１ａ，１２ｃの交点１３ｂを、連結部材３１ｂを用いて、棒状部材２１ａ上の支持点２１ａ０に連結する。同様に、空間Ｓ２１の方形の右下の頂点に対応する棒状部材１１ｂ，１２ｂの交点１３ｃを、連結部材３１ｃを用いて、棒状部材２１ａ上の支持点２１ａ０に連結する。同様に、空間Ｓ２１の方形の右上の頂点に対応する棒状部材１１ｂ，１２ｃの交点１３ｄを、連結部材３１ｄを用いて、棒状部材２１ａ上の支持点２１ａ０に連結する。それにより、連結部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ及び棒状部材１１ａ，１１ｂ，１２ｂ，１２ｃにより四角錐状の立体トラスが組まれ、その頂点が下フレーム部２０の棒状部材２１ａに接続される。
【００５０】
上述の構成の連結部３０により、各連結部材セットに含まれる連結部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ及び上フレーム部１０を構成する各４つの棒状部材１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄより、８つの立体トラスが組まれ、それらの頂点が下フレーム部２０を構成する各２つの棒状部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに接続される。それにより、上フレーム部１０と下フレーム部２０が軽量且つ強固に連結される。
【００５１】
２つの連結部材セットの一方は、上フレーム部１０における棒状部材１１ａ，１２ｄ及び連結部材１１ｅ，１１ｆ（図３参照）の各接続点を下フレーム部２０を構成する棒状部材２１ａの端部（図４（Ａ）における上側端部）に連結する。すなわち、連結部材３２ａは棒状部材１１ａ及び連結部材１１ｅ，１１ｆの接続点を、連結部材３２ｂは棒状部材１１ａ，１２ｄ及び連結部材１１ｅの接続点を、連結部材３２ｃは棒状部材１２ｄ及び連結部材１１ｆの接続点を、それぞれ棒状部材２１ａの端部に連結する。
【００５２】
２つの連結部材セットの他方は、上フレーム部１０における棒状部材１２ａ，１１ｄ及び連結部材１２ｅ，１２ｆ（図３参照）の各接続点を下フレーム部２０を構成する棒状部材２２ａの端部（図４（Ａ）における右側端部）に連結する。すなわち、連結部材３２ａは棒状部材１２ａ及び連結部材１２ｅ，１２ｆの接続点を、連結部材３２ｂは棒状部材１２ａ，１１ｄ及び連結部材１２ｅの接続点を、連結部材３２ｃは棒状部材１１ｄ及び連結部材１２ｆの接続点を、それぞれ棒状部材２２ａの端部に連結する。
【００５３】
２つの連結部材セットのそれぞれにより三角錐状の立体トラスが組まれ、それにより上フレーム部１０の２つの張出部１４，１５が下フレーム部２０に強固に連結される。
【００５４】
図５に、脚部５０の構成を示す。図５（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、上方及び側方から見た脚部５０の構成及び配置を示す上面図及び側面図である。脚部５０は、フレーム２の下側に固定され、無人航空機１を地面等の面上に設置した際にこれを面上で支持する部分であり、各２つの棒状部材５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ、８つのクッション５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂ、及び４つの取付部材５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄを含んで構成される。棒状部材５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ及び取付部材５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄは、一例として、ステンレス等の軽量な金属からなるパイプ状の部材である。
【００５５】
各２つの棒状部材５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂは、脚部５０の本体を構成する。２つの棒状部材５１ａ，５１ｂは、図面上下方向を長手として図面左右方向に並列される。２つの棒状部材５２ａ，５２ｂは、図面左右方向を長手として図面上下方向に並列される。各２つの棒状部材５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂは、例えば溶接により端部を接続することで、矩形状に組まれる。
【００５６】
８つのクッション５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂは、無人航空機１が地面に着陸する場合など面上に接する際にその衝撃を緩衝する部材である。また、着水する場合には浮力を発生して無人航空機１を安定させる。これらのうち、２つのクッション５３ａが棒状部材５１ａに互いに離間して取り付けられ、２つのクッション５３ｂが棒状部材５１ｂに互いに離間して取り付けられ、２つのクッション５４ａが棒状部材５２ａに互いに離間して取り付けられ、２つのクッション５４ｂが棒状部材５２ｂに互いに離間して取り付けられる。
【００５７】
４つの取付部材５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄは、矩形状に組まれた棒状部材５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂをフレーム２に取り付ける。取付部材５５ａは、棒状部材５１ａ，５２ａの接続端をフレーム２の下フレーム部２０を構成する棒状部材２１ａ，２２ａ（図４参照）の接続端に取り付ける。取付部材５５ｂは、棒状部材５１ａ，５２ｂの接続端を棒状部材２１ａ，２２ｂ（図４参照）の接続端に取り付ける。取付部材５５ｃは、棒状部材５１ｂ，５２ａの接続端を棒状部材２１ｂ，２２ａ（図４参照）の接続端に取り付ける。取付部材５５ｄは、棒状部材５１ｂ，５２ｂの接続端を棒状部材２１ｂ，２２ｂ（図４参照）の接続端に取り付ける。
【００５８】
８つの回転翼４０は、回転することによって無人航空機１が飛行するのに要する揚力又は推力を発生する。図２より分かるように、８つの回転翼４０は、それぞれが、４つのブレード４１及びモータ（不図示）を有する。４つのブレード４１は、先端を四方に広げ、基端が回転軸４２に固定されている。モータは、後述する動力源４９から電力を受けて、４つのブレード４１が固定された回転軸４２を回転する。なお、本実施例ではブレードの数を４つとしたが、任意に設計してよい。例えば、２つ、３つとしてもよい。
【００５９】
８つの回転翼４０は、それぞれ、下フレーム部２０上の８つの支持点、すなわち８つの連結部材セットに含まれる連結部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄが接続する下フレーム部２０を構成する棒状部材２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ上の８つの点に取付けられる。
【００６０】
一例として、棒状部材２１ａ上の支持点２１ａ０（図２（Ｂ）参照）に取付けられる回転翼４０を挙げる。回転翼４０は、４つのブレード４１の回転面を図２（Ａ）における上下左右の２次元面に平行に配し、図２（Ｂ）における上下方向を長手とする支持部材４３を介して、棒状部材２１ａ上の支持点２１ａ０に取付けられる。それにより、回転翼４０の振動に対して高い強度が得られる。
【００６１】
ここで、支持部材４３の長さは、上フレーム部１０と下フレーム部２０の離間距離より短い。それにより、回転翼４０は、上面視において上フレーム部１０により区画される方形状の空間Ｓ２１内に配されるとともに、側面視において上フレーム部１０と連結部３０により構成される立体トラス内に配される。このように、回転翼４０がフレーム２を構成する部材に囲まれることで、回転翼４０が保護される。
【００６２】
２つの補助回転翼４８は、回転することによって無人航空機１が飛行する或いは方向を変えるための推力を発生する。それらの構成は８つの回転翼４０と同様である。
【００６３】
図２より分かるように、２つの補助回転翼４８は、それぞれ上フレーム部１０の２つの張出部１４，１５と下フレーム部２０との間に、支持部材を介して連結部材３２ａに取付けられる。２つの補助回転翼４８の４つのブレードの回転面は、図２（Ａ）における右斜め４５度の方向に向けられている。２つの補助回転翼４８は、後述する動力源４９から電力を受けて回転することで推力を発生する。ここで、２つの補助回転翼４８のそれぞれの推力をコントロールすることで、無人航空機１は図２（Ａ）における紙面平行方向に飛行するとともに、方向を変えることができる。
【００６４】
動力源４９は、８つの回転翼４０及び２つの補助回転翼４８に電力を供給する。動力源４９は、電力を出力するバッテリ（不図示）及びバッテリを収容する筐体を有する。筐体は、上フレーム部１０により区画される９つの方形状の空間のうちの内側の空間Ｓ２２内に配され、その空間Ｓ２２を区画する棒状部材１１ｂ，１１ｃ，１２ｂ，１２ｃに固定されている。それにより、上面視において外側の方形状の空間Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ２１，Ｓ２３，Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３内に配された８つの回転翼４０に電力を供給して、駆動することができる。
【００６５】
積載部６０は、無人航空機１に貨物を積載する構造であり、４つの支持部材６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄを有する。４つの支持部材６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、図５より分かるように、先端をＬ字状に屈曲成形された棒状の部材であり、その長手方向の長さは上フレーム部１０と下フレーム部２０との離間距離より長く、上フレーム部１０と脚部５０の棒状部材５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂとの離間距離より短い。４つの支持部材６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、先端を方形状の空間Ｓ２２の中心に向けて、それぞれの基端を空間Ｓ２２を区画する棒状部材１１ｂ，１１ｃ，１２ｂ，１２ｃの交点に溶接等により接続される。立方体状の箱体Ｗに貨物を収容し、その箱体Ｗを４つの支持部材６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄの先端に架けることで、脚部５０の空間内に貨物を搭載することができる。
【００６６】
出願人は、本実施例に係る無人航空機１を試作した。強度を要する棒状部材２１ａ、２１ｂ、２２ａ及び２２ｂを２０ｍｍ径のパイプで、他の棒状部材を８ｍｍ径のパイプで構成し、上フレーム部１０の方形部分の辺長を９６０ｍｍとした。
【００６７】
この結果、十分な強度の無人航空機１となり、本体部を除くフレームの重量６４４ｇ、揚重力１８ｋｇを実現した。
【００６８】
以上詳細に説明したように、本実施例の無人航空機１は、第１方向を長手として第１方向に交差する第２方向に並ぶ複数の棒状部材１１ａ〜１１ｄと、第２方向を長手として、複数の棒状部材１１ａ〜１１ｄに重ねて第１方向に並ぶ複数の棒状部材１２ａ〜１２ｄと、を交点で接続して成形される上フレーム部１０、上フレーム部１０から第１及び第２方向に交差する第３方向の一側に離間し、第１方向を長手として第２方向に並ぶ２つの棒状部材２１ａ，２１ｂと、第２方向を長手として第１方向に並ぶ２つの棒状部材２２ａ，２２ｂと、を接続して成形される下フレーム部２０、及び複数の棒状部材１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄにより区画される９つの方形状の空間のうちの少なくとも１つの外側の空間について、その空間の方形の４つの頂点に対応する複数の棒状部材１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄの４つの交点のそれぞれを、その４つの交点の中心近傍から第３方向の一側に位置する下フレーム部２０上の支持点に連結する４つの連結部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを備える。それにより、立体トラス状に組まれる連結部材３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄにより、上フレーム部１０及び下フレーム部２０が軽量且つ強固に連結される。
【００６９】
ここで、支持部材の長さは、上フレーム部１０と下フレーム部２０の離間距離より短い。より詳細には、上フレーム部１０と下フレーム部２０の離間距離と先述の支持部材４３の長さとの差にほぼ等しい。それにより、回転翼４０は、上面視において上フレーム部１０により区画される方形状の空間Ｓ２１内に配されるとともに、側面視において上フレーム部１０と連結部３０により構成される立体トラス内に配される。このように、回転翼４０がフレーム２を構成する部材に囲まれることで、回転翼４０が保護される。
【００７０】
なお、本実施例の無人航空機１では、上フレーム部１０は、各４つの棒状部材１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄから組まれることとしたが、それらの数は各４以上の任意の数ででもよい。例えば各５つの棒状部材から上フレーム部１０を組むと、１６の方形状の空間が区画されることとなる。これに合わせて、１６の空間のうちの外側の１２の空間のそれぞれに回転翼４０を配してもよい。また、動力源４９を、内側の４つの空間のいずれか１つの内に配してもよいし、４つの空間の全体に配してもよい。
【００７１】
また、張出部１４及び補助回転翼４８は、必ずしも設けなくともよい。
【００７２】
また、本実施例の無人航空機１では、複数の棒状部材１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄを格子状に組むことで上フレーム部１０を構成したが、これに限らず、方形状の空間Ｓｉｊ（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜３）をそれぞれ区画する９つの枠状部材を格子状に組むことで上フレーム部１０を構成してもよい。
【実施例２】
【００７３】
図６に、本実施例に係る無人航空機１の構成を示す。実施例１の図２に対応する図である。実施例１との主な相違は、下方からプロペラを支える支持部材４３に替えて、上方からプロペラを支える支持部材４４が設けられている点である。
【００７４】
支持部材４４を支えるため、上フレーム部１０には棒状部材１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが追加して設けられている。
【００７５】
支持部材４４は、支持部材４３に比して短い。すなわち、プロペラの振動によって支持部材４４に発生する応力が上フレーム部１０に与えるトルクは、プロペラの振動によって支持部材４３に発生する応力が下フレーム部２０に与えるトルクよりも小さい。
【００７６】
上記のとおりを上方からプロペラを支える支持部材４４が設けられている点を除けば、実施例１と同様の効果を得る。
【実施例３】
【００７７】
図７に、本実施例に係る無人航空機１０１の全体構成を示す。図７（Ａ）は上方から見た無人航空機１０１を示す上面図であり、図７（Ｂ）は側方から見た無人航空機１０１を示す側面図である。ここで、図７（Ａ）における紙面垂直方向及び図７（Ｂ）における上下方向を高さ方向とする。無人航空機１０１は、フレーム１０２、脚部１５０、複数の回転翼４０、動力源４９、及び積載部（不図示）から構成される。なお、実施例１に係る無人航空機１における構成各部に対応する部分については同じ符号を付し、詳細説明を省略する。
【００７８】
フレーム１０２は、無人航空機１０１の全体を支持する構造であり、上フレーム部１１０、下フレーム部１２０、及び連結部１３０を含む。
【００７９】
上フレーム部１１０は、フレーム１０２の上部を構成し、それぞれ一面上に配置された外側フレーム１１１、内側フレーム１１２、及び複数の接続部材１１３から構成される。これらの部材は、一例としてステンレス等の軽量な金属或いはカーボン等の部材からなるパイプ状の部材である。
【００８０】
外側フレーム１１１は、上フレーム部１１０の外枠を構成する枠状部材であり、複数の棒状部材により、多角形状、特に正多角形に成形される。本実施例では、外側フレーム１１１は、一例として正八角形状に成形されている。外側フレーム１１１は、上述のパイプ状の部材を溶接、ボルト接合、接着等により接続する、或いは加熱変形するなどにより形成することができる。
【００８１】
内側フレーム１１２は、上フレーム部１１０の内枠を構成する枠状部材であり、複数の棒状部材により、多角形状、特に正多角形に成形される。本実施例では、内側フレーム１１２は、一例として外側フレーム１１１と同じ正八角形状に成形され、外側フレーム１１１の内側に中心を一致させ、各辺部を平行にして配置されている。それにより、上フレーム部１１０をコンパクトに構成することができる。内側フレーム１１２は、上述のパイプ状の部材を溶接、ボルト接合、接着等により接続する、或いは加熱変形するなどにより形成することができる。
【００８２】
複数の接続部材１１３は、外側及び内側フレーム１１１，１１２を接続する棒状部材である。本実施例では、複数の接続部材１１３は外側及び内側フレーム１１１，１１２の形状に対応する数、すなわち８つの接続部材１１３を含み、外側及び内側フレーム１１１，１１２のそれぞれの角部のうち対向する角部の間にそれぞれの端部が溶接、ボルト接合、接着等により固定されている。複数の接続部材１１３により、外側及び内側フレーム１１１，１１２の間に複数（外側及び内側フレーム１１１，１１２の形状に対応して８つ）の空間Ｓ１〜Ｓ８が区画される。
【００８３】
ここで、外側及び内側フレーム１１１，１１２が同じ多角形状、特に正多角形状を有し、中心を一致させ、各辺部を平行に配置し、それぞれの対向する角部を複数の接続部材１１３を用いて接続していることで、外側及び内側フレーム１１１，１１２の間に区画された複数の空間Ｓ１〜Ｓ８は、同じ形状（ここでは、等脚台形状）及び同じ大きさを有する。それにより、上フレーム部１１０は均等な強度で組まれている。
【００８４】
下フレーム部１２０は、複数の棒状部材により構成されたフレーム１０２の底枠を構成する枠状部材である。下フレーム部１２０は、一例としてステンレス等の軽量な金属或いはカーボン等の部材からなるパイプ状の部材を、溶接、ボルト接合、接着等により接続する、或いは加熱変形するなどにより形成することができる。ただし、下フレーム部１２０は、その他の上フレーム部１１０及び連結部１３０より太い（直径が大きい）ものとする。それにより、下フレーム部１２０が強固に構成され、回転翼４０の振動に対して高い強度が得られる。
【００８５】
下フレーム部１２０は、多角形状、特に正多角形状に構成されている。本実施例では、下フレーム部１２０は、一例として内側フレーム１１２と同じ正八角形状に成形され、その８つの角部を上面視において上フレーム部１１０の複数の空間Ｓ１〜Ｓ８のそれぞれの中心近傍に位置して、上フレーム部１１０から高さ方向の一側（すなわち、下方）に離間して配置されている。ここで、下フレーム部１２０が内側フレーム１１２と同じ形状を有することで、後述するように、連結部１３０により上及び下フレーム部１１０，１２０を連結して強固な立体トラスを組むことができる。
【００８６】
連結部１３０は、上フレーム部１１０と下フレーム部１２０を連結する。連結部１３０は、４つの連結部材１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄをそれぞれ含む８つの連結部材セットを含む。
【００８７】
８つの連結部材セットは、上フレーム部１１０において複数の接続部材１１３により外側及び内側フレーム１１１，１１２の間に区画された複数の空間Ｓ１〜Ｓ８のそれぞれについて、各空間を区画する２つの接続部材１１３並びに外側及び内側フレーム１１１，１１２上の複数の点のそれぞれを、その空間の中心（またはその近傍）から高さ方向の一側（すなわち、下方）に位置する下フレーム部１２０上の複数の部分（支持点と呼ぶ）に連結する。それにより、上及び下フレーム部１１０，１２０が連結部１３０により立体トラス状に組まれて、軽量且つ強固に連結される。
【００８８】
ここで、連結部材セットにより下フレーム部１２０の支持点に連結される上フレーム部１１０上の複数の点は、各空間を区画する２つの接続部材１１３のそれぞれと内側フレーム１１２との交点を含む。それにより、その交点にて上フレーム部１１０が連結部１３０により下フレーム部１２０上の支持点に強固に連結される。また、複数の点は、各空間を区画する２つの接続部材１１３のそれぞれと外側フレーム１１１との交点を含む。それにより、その交点にて上フレーム部１１０が連結部１３０により下フレーム部１２０の支持点に強固に連結される。
【００８９】
また、連結部材セットにより上フレーム部１１０上の複数の点に連結される下フレーム部１２０上の支持点は、少なくとも下フレーム部１２０の角部を含む。それにより、その角部にて下フレーム部１２０が連結部１３０により上フレーム部１１０に強固に連結される。なお、支持点は、角部の他に例えば下フレーム部１２０の各辺部の中点を含んでもよい。
【００９０】
一例として、空間Ｓ８について、その空間Ｓ８の右下及び左下の頂点に対応する接続部材１１３と内側フレーム１１２との交点１１３ａ，１１３ｂを、それぞれ連結部材１３１ａ，１３１ｂを用いて、下フレーム部１２０上の支持点１２１０に連結する。同様に、空間Ｓ８の左上及び右上の頂点に対応する接続部材１１３と外側フレーム１１１との交点１１３ｃ，１１３ｄを、連結部材１３１ｃ，１３１ｄを用いて、下フレーム部１２０上の支持点１２１０に連結する。それにより、連結部材１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄ及び接続部材１１３並びに外側及び内側フレーム１１１，１１２により四角錐状の立体トラスが組まれ、その頂点が下フレーム部１２０に接続される。
【００９１】
上述の構成の連結部１３０により、各連結部材セットに含まれる連結部材１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄ及び上フレーム部１１０を構成する外側及び内側フレーム１１１，１１２並びに複数の接続部材１１３より、８つの立体トラスが組まれ、それらの頂点が下フレーム部１２０に接続される。それにより、上フレーム部１１０と下フレーム部１２０が軽量且つ強固に連結される。
【００９２】
脚部１５０は、フレーム１０２の下側に固定され、無人航空機１０１を地面等の面上に設置した際にこれを面上で支持する部分であり、複数の脚部材１５１を含む。各脚部材は、例えば、ステンレス等の軽量な金属からなるパイプ状の部材をＬ字状に変形し、下端を内側に向け、上端を下フレーム部１２０の角部に固定されている。
【００９３】
複数の回転翼４０は、先述の通り、回転することによって無人航空機１０１が飛行するのに要する揚力又は推力を発生する。複数の回転翼４０は、それぞれが、２つのブレード４１及びモータ（不図示）を有する。２つのブレード４１は、先端を一面上で逆方向に広げ、基端が回転軸４２に固定されている。モータは、後述する動力源４９から電力を受けて、２つのブレード４１が固定された回転軸４２を回転する。なお、本実施例ではブレードの数を２つとしたが、任意に設計してよい。例えば、３つ、４つとしてもよい。
【００９４】
複数の回転翼４０は、それぞれ、２つのブレード４１の回転面を水平方向に平行に配し、高さ方向を長手とする支持部材４３を介して、下フレーム部１２０上の支持点１２１０、すなわち８つの連結部材セットに含まれる連結部材１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄが接続する下フレーム部１２０上の８つの角部に取付けられる。それにより、回転翼４０の振動に対して高い強度が得られる。
【００９５】
ここで、支持部材４３の長さは、上フレーム部１１０と下フレーム部１２０の離間距離より短い。それにより、回転翼４０は、上面視において上フレーム部１１０により区画される空間Ｓ１〜Ｓ８内に配されるとともに、側面視において上フレーム部１１０と連結部１３０により構成される立体トラス内に配される。このように、回転翼４０がフレーム１０２を構成する部材に囲まれることで、回転翼４０が保護される。
【００９６】
動力源４９は、先述の通り、複数の回転翼４０に電力を供給する。動力源４９は、電力を出力するバッテリ（不図示）及びバッテリを収容する筐体を有する。筐体は、上フレーム部１１０の内側フレーム１１２の内側の空間Ｓ０内に配され、内側フレーム１１２を構成する棒状部材に固定されている。それにより、外側及び内側フレーム１１１，１１２の間に区画された空間Ｓ１〜Ｓ８内に配された複数の回転翼４０に電力を供給して、駆動することができる。
【００９７】
積載部（不図示）は、無人航空機１０１に貨物を積載する構造であり、先述の積載部６０と同様に構成することができる。
【００９８】
以上詳細に説明したように、本実施例に係る無人航空機１０１は、一面上に外側フレーム１１１とこの外側フレーム１１１の内側に配置される内側フレーム１１２と外側及び内側フレーム１１１，１１２を接続する複数の接続部材１１３とを有し、この複数の接続部材１１３により外側及び内側フレーム１１１，１１２の間に複数の空間Ｓ１〜Ｓ８が区画された上フレーム部１１０、上フレーム部１１０から一面に直交する方向の一側に離間する下フレーム部１２０、及び複数の空間のうちの少なくとも１つの空間について、複数の接続部材１１３のうちの空間を区画する２つの接続部材１１３並びに外側及び内側フレーム１１１，１１２上の複数の点のそれぞれを、空間の中心近傍から直交する方向の一側に位置する下フレーム部１２０上の支持点１２１０に連結する連結部１３０を備える。それにより、立体トラス状に組まれる連結部１３０により、上及び下フレーム部１１１，１２０が軽量且つ強固に連結される。
【００９９】
なお、本実施例では、複数の回転翼４０を下フレーム部１２０上に取り付けることとしたが、これに代えて、実施例２のように上フレーム部１１０に取り付けることとしてもよい。
【０１００】
なお、実施例１に係る無人航空機１と同様に、さらに無人航空機１０１が飛行する或いは方向を変えるための推力を発生する補助回転翼４８を備えてもよい。
【０１０１】
なお、本実施例の無人航空機１０１では、外側及び内側フレーム１１１，１１２を複数の接続部材１１３を用いて接続することで上フレーム部１１０を構成したが、これに限らず、等脚台形状の空間Ｓ１〜Ｓ８をそれぞれ区画する８つの枠状部材をリング状に組むことで上フレーム部１１０を構成してもよい。
【０１０２】
また、本実施例に係る無人航空機１，１０１では、上フレーム部１０，１１０（外側フレーム１１１及び内側フレーム１１２）、下フレーム部１２０を同じ多角形状、特に正方形及び正八角形の正多角形状としたが、それらの形状は任意の形状でよい。すなわち、正六角形等の正多角形であってもよい。角の数だけの区画された等脚台形状の空間があることとなる。
【０１０３】
また、正多角形でなく他の形状であってもよい。かかる例を実施例４に示す。
【０１０４】
また、上フレーム部１１０において外側及び内側フレーム１１１，１１２は互いに異なる形状でもよい。また、内側フレーム１１２の内側の空間Ｓ０は、複数の接続部材１１３により外側及び内側フレーム１１１，１１２の間に区画される複数の空間と同じ形状及び同じ大きさを有することとしてもよい。
【実施例４】
【０１０５】
図８に、無人航空機２０１の全体構成を示す。図８（Ａ）は上方から見た無人航空機２０１を示す上面図であり、図８（Ｂ）は側方から見た無人航空機２０１を示す側面図である。ここで、図８（Ａ）における紙面垂直方向及び図８（Ｂ）における上下方向を高さ方向とする。無人航空機２０１は、フレーム２０２、脚部２５０、複数の回転翼４０、動力源４９、及び積載部（不図示）から構成される。なお、実施例１に係る無人航空機１における構成各部に対応する部分については同じ符号を付し、詳細説明を省略する。
【０１０６】
フレーム２０２は、無人航空機２０１の全体を支持する構造であり、上フレーム部２１０、下フレーム部２２０、及び連結部２３０を含む。
【０１０７】
上フレーム部２１０は、フレーム２０２の上部を構成し、それぞれ一面上に配置された外側フレーム２１１、内側フレーム２１２、及び複数の接続部材２１３から構成される。
【０１０８】
外側フレーム２１１は、上フレーム部２１０の外枠を構成する枠状部材であり、複数の棒状部材により、多角形状に成形される。本実施例では、外側フレーム２１１は、一例として７つの正六角形を六角格子状（ハニカム状）に配置してなる外形状に成形されている。
【０１０９】
内側フレーム２１２は、上フレーム部２１０の内枠を構成する枠状部材であり、本実施例では複数の棒状部材により正六角形状に成形され、外側フレーム２１１の内側に中心を一致させ、各辺部を外側フレーム２１１の最外辺に平行にして配置されている。
【０１１０】
複数の接続部材２１３は、外側及び内側フレーム２１１，２１２を接続する棒状部材である。本実施例では、複数の接続部材１１３は内側フレーム２１２の形状に対応して６つの接続部材２１３を含み、外側フレーム２１１の内側の屈曲部と内側フレーム２１２の角部のうち対向するものの間にそれぞれの端部が溶接、ボルト接合、接着等により固定されている。複数の接続部材２１３により、外側及び内側フレーム２１１，２１２の間に複数（外側及び内側フレーム２１１，２１２の形状に対応して６つ）の空間Ｓ１〜Ｓ６が区画される。
【０１１１】
ここで、複数の接続部材２１３を用いて外側及び内側フレーム２１１，２１２の間に区画された複数の空間Ｓ１〜Ｓ６は、内側フレーム２１２の内側の空間Ｓ０を含めて、同じ形状（ここでは、正六角形状）及び同じ大きさを有する。それにより、上フレーム部１１０はコンパクト且つ均等な強度で組まれている。
【０１１２】
下フレーム部２２０は、複数の棒状部材により構成されたフレーム２０２の底枠を構成する枠状部材である。下フレーム部２２０は、その他の上フレーム部２１０及び連結部２３０より太い（直径が大きい）ものとする。それにより、下フレーム部２２０が強固に構成され、回転翼４０の振動に対して高い強度が得られる。
【０１１３】
下フレーム部２２０は、本実施例では内側フレーム２１２と同じ正六角形状に成形され、その６つの角部を上面視において上フレーム部２１０の複数の空間Ｓ１〜Ｓ６のそれぞれの中心近傍に位置して、上フレーム部２１０から高さ方向の一側（すなわち、下方）に離間して配置されている。ここで、下フレーム部２２０が内側フレーム２１２と同じ形状を有することで、後述するように、連結部２３０により上及び下フレーム部２１０，２２０を連結して強固な立体トラスを組むことができる。
【０１１４】
連結部２３０は、上フレーム部２１０と下フレーム部２２０を連結する。連結部２３０は、４つの連結部材２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ，２３１ｄをそれぞれ含む６つの連結部材セットを含む。
【０１１５】
６つの連結部材セットは、上フレーム部２１０において複数の接続部材２１３により外側及び内側フレーム２１１，２１２の間に区画された複数の空間Ｓ１〜Ｓ６のそれぞれについて、各空間を区画する２つの接続部材２１３並びに外側及び内側フレーム２１１，２１２上の複数の点のそれぞれを、その空間の中心（またはその近傍）から高さ方向の一側（すなわち、下方）に位置する下フレーム部２２０上の複数の部分（支持点と呼ぶ）に連結する。それにより、上及び下フレーム部２１０，２２０が連結部２３０により立体トラス状に組まれて、軽量且つ強固に連結される。
【０１１６】
ここで、連結部材セットにより下フレーム部２２０の支持点に連結される上フレーム部２１０上の複数の点は、各空間を区画する２つの接続部材２１３のそれぞれと内側フレーム２１２との交点を含む。それにより、その交点にて上フレーム部２１０が連結部２３０により下フレーム部２２０上の支持点に強固に連結される。また、複数の点は、外側フレーム２１１の屈曲点を含む。それにより、その屈曲点にて上フレーム部２１０が連結部２３０により下フレーム部２２０の支持点に強固に連結される。
【０１１７】
また、連結部材セットにより上フレーム部２１０上の複数の点に連結される下フレーム部２２０上の支持点は、少なくとも下フレーム部２２０の角部を含む。それにより、その角部にて下フレーム部２２０が連結部２３０により上フレーム部２１０に強固に連結される。
【０１１８】
一例として、空間Ｓ６について、その空間Ｓ６の右下及び中下の頂点に対応する接続部材２１３と内側フレーム２１２との交点２１３ａ，２１３ｂを、それぞれ連結部材２３１ａ，２３１ｂを用いて、下フレーム部２２０上の支持点２２１０に連結する。同様に、空間Ｓ６の左上及び中上の頂点に対応する外側フレーム２１１の屈曲点２１３ｃ，２１３ｄを、連結部材２３１ｃ，２３１ｄを用いて、下フレーム部２２０上の支持点２２１０に連結する。それにより、連結部材２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ，２３１ｄ及び接続部材２１３並びに外側及び内側フレーム２１１，２１２により四角錐状の立体トラスが組まれ、その頂点が下フレーム部２２０に接続される。
【０１１９】
上述の構成の連結部２３０により、各連結部材セットに含まれる連結部材２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ，２３１ｄ及び上フレーム部２１０を構成する外側及び内側フレーム２１１，２１２並びに複数の接続部材２１３より、６つの立体トラスが組まれ、それらの頂点が下フレーム部２２０に接続される。それにより、上フレーム部２１０と下フレーム部２２０が軽量且つ強固に連結される。
【０１２０】
脚部２５０は、フレーム２０２の下側に固定され、無人航空機２０１を地面等の面上に設置した際にこれを面上で支持する部分であり、複数の脚部材２５１を含む。各脚部材は、先述の脚部材１５１と同様に構成され、下フレーム部２２０の角部に固定されている。
【０１２１】
複数の回転翼４０は、先述の通り、回転することによって無人航空機１０１が飛行するのに要する揚力又は推力を発生する。その構成は先述の通りである。
【０１２２】
複数の回転翼４０は、それぞれ、２つのブレード４１の回転面を水平方向に平行に配し、高さ方向を長手とする支持部材４３を介して、下フレーム部２２０上の支持点２２１０、すなわち６つの連結部材セットに含まれる連結部材２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ，２３１ｄが接続する下フレーム部２２０上の６つの角部に取付けられる。それにより、回転翼４０の振動に対して高い強度が得られる。
【０１２３】
ここで、支持部材４３の長さは、上フレーム部２１０と下フレーム部２２０の離間距離より短い。それにより、回転翼４０は、上面視において上フレーム部２１０により区画される空間Ｓ１〜Ｓ６内に配されるとともに、側面視において上フレーム部２１０と連結部２３０により構成される立体トラス内に配される。このように、回転翼４０がフレーム２０２を構成する部材に囲まれることで、回転翼４０が保護される。
【０１２４】
なお、実施例１に係る無人航空機１と同様に、さらに無人航空機２０１が飛行する或いは方向を変えるための推力を発生する補助回転翼４８を備えてもよい。
【０１２５】
動力源４９は、先述の通り、複数の回転翼４０に電力を供給する。動力源４９は、電力を出力するバッテリ（不図示）及びバッテリを収容する筐体を有する。筐体は、上フレーム部２１０の内側フレーム２１２の内側の空間Ｓ０内に配され、内側フレーム２１２を構成する棒状部材に固定されている。それにより、外側及び内側フレーム２１１，２１２の間に区画された空間Ｓ１〜Ｓ６内に配された複数の回転翼４０に電力を供給して、駆動することができる。
【０１２６】
積載部（不図示）は、無人航空機２０１に貨物を積載する構造であり、先述の積載部６０と同様に構成することができる。
【０１２７】
以上詳細に説明したように、本実施例に係る無人航空機２０１は、一面上に外側フレーム２１１とこの外側フレーム２１１の内側に配置される内側フレーム２１２と外側及び内側フレーム２１１，２１２を接続する複数の接続部材２１３とを有し、この複数の接続部材２１３により外側及び内側フレーム２１１，２１２の間に複数の空間Ｓ１〜Ｓ８が区画された上フレーム部２１０、上フレーム部２１０から一面に直交する方向の一側に離間する下フレーム部２２０、及び複数の空間のうちの少なくとも１つの空間について、複数の接続部材２１３のうちの空間を区画する２つの接続部材１１３並びに外側及び内側フレーム２１１，２１２上の複数の点のそれぞれを、空間の中心近傍から直交する方向の一側に位置する下フレーム部２２０上の支持点２２１０に連結する連結部２３０を備える。それにより、立体トラス状に組まれる連結部２３０により、上及び下フレーム部２１１，２２０が軽量且つ強固に連結される。
【０１２８】
なお、本実施例では、複数の回転翼４０を下フレーム部２２０上に取り付けることとしたが、これに代えて、実施例２のように上フレーム部２１０に取り付けることとしてもよい。
【０１２９】
なお、本実施例の無人航空機２０１では、外側及び内側フレーム２１１，２１２を複数の接続部材２１３を用いて接続することで上フレーム部２１０を構成したが、これに限らず、正六角形状の空間Ｓ０〜Ｓ６をそれぞれ区画する７つの枠状部材を六各格子状に組むことで上フレーム部２１０を構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明の無人航空機は、これを支持するフレームを軽量且つ強固に構成するのに好適である。
【符号の説明】
【０１３１】
１      無人航空機
２      フレーム
１０      上フレーム部
１１ａ    棒状部材
１１ｂ    棒状部材
１１ｃ    棒状部材
１１ｄ    棒状部材
１１ｅ    連結部材
１１ｆ    連結部材
１２ａ    棒状部材
１２ｂ    棒状部材
１２ｃ    棒状部材
１２ｄ    棒状部材
１２ｅ    連結部材
１２ｆ    連結部材
１３ａ    交点
１３ｂ    交点
１３ｃ    交点
１３ｄ    交点
１４      張出部
１５      張出部
１６ａ    連結部材
１６ｂ    連結部材
１６ｃ    連結部材
１６ｄ    連結部材
２０      下フレーム部
２１ａ    棒状部材
２１ｂ    棒状部材
２１ａ０   支持点
２２ａ    棒状部材
２２ｂ    棒状部材
３０      連結部
３１ａ    連結部材
３１ｂ    連結部材
３１ｃ    連結部材
３１ｄ    連結部材
３２ａ    連結部材
３２ｂ    連結部材
３２ｃ    連結部材
４０      回転翼
４１      ブレード
４２      回転軸
４３      支持部材
４４      支持部材
４８      補助回転翼
４９      動力源
５０      脚部
５１ａ    棒状部材
５１ｂ    棒状部材
５２ａ    棒状部材
５２ｂ    棒状部材
５３ａ    クッション
５３ｂ    クッション
５４ａ    クッション
５４ｂ    クッション
５５ａ    取付部材
５５ｂ    取付部材
５５ｃ    取付部材
５５ｄ    取付部材
６０      積載部
６１ａ    支持部材
６１ｂ    支持部材
６１ｃ    支持部材
６１ｄ    支持部材
１０１    無人航空機
１０２    フレーム
１１０    上フレーム部
１１１    外側フレーム
１１２    内側フレーム
１１３    接続部材
１１３ａ  交点
１１３ｂ  交点
１１３ｃ  交点
１１３ｄ  交点
１２０    下フレーム部
１２１０  支持点
１３０    連結部
１３１ａ  連結部材
１３１ｂ  連結部材
１３１ｃ  連結部材
１３１ｄ  連結部材
１５０    脚部
１５１    脚部材
２０１    無人航空機
２０２    フレーム
２１０    上フレーム部
２１１    外側フレーム
２１２    内側フレーム
２１３    接続部材
２１３ａ  交点
２１３ｂ  交点
２１３ｃ  屈曲点
２１３ｄ  屈曲点
２２０    下フレーム部
２２１０  支持点
２３０    連結部
２３１ａ  連結部材
２３１ｂ  連結部材
２３１ｃ  連結部材
２３１ｄ  連結部材
２５０    脚部
２５１    脚部材
Ｓ０    空間
Ｓ１    空間
Ｓ２    空間
Ｓ３    空間
Ｓ４    空間
Ｓ５    空間
Ｓ６    空間
Ｓ７    空間
Ｓ８    空間
Ｓ１１  空間
Ｓ１２  空間
Ｓ１３  空間
Ｓ２１  空間
Ｓ２２  空間
Ｓ２３  空間
Ｓ３１  空間
Ｓ３２  空間
Ｓ３３  空間
【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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