(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体と、
前記機体に設けられた揚力発生装置とを有し、
前記揚力発生装置は、前記機体の重心を略中心とする第１同心円上にあって前記機体の前部及び後部に各々左右対称に配置されたＮ個の第１揚力発生装置及び前記機体の重心を略中心とする前記第１同心円より大径の第２同心円上且つ前記機体の前後方向に延在する中心軸線上にあって前記機体の前方及び後方にのみ配置されたＭ個の第２揚力発生装置にのみにより構成されているマルチコプタ。（但し、Ｎ＞Ｍとする。）
【請求項２】
機体と、
前記機体の重心を略中心とする第１同心円上にあって前記機体の前部及び後部に各々左右対称に配置されたＮ個の第１揚力発生装置と、
前記機体の重心を略中心とする前記第１同心円より大径の第２同心円上且つ前記機体の前後方向に延在する中心軸線上にあって前記機体の前方及び後方に配置されたＭ個の第２揚力発生装置とを有し、
前記機体の前部及び後部に配置された前記第１揚力発生装置の前後方向の離間距離及び前記第２揚力発生装置の前後方向の離間距離が、左右に対応するもの同士の前記第１揚力発生装置の左右方向の離間距離より長いマルチコプタ。（但し、Ｎ＞Ｍとする。）
【請求項３】
機体と、
前記機体の重心を略中心とする第１同心円上にあって前記機体の前部及び後部に各々左右対称に配置されたＮ個の第１揚力発生装置と、
前記機体の重心を略中心とする前記第１同心円より大径の第２同心円上且つ前記機体の前後方向に延在する中心軸線上にあって前記機体の前方及び後方に配置されたＭ個の第２揚力発生装置とを有し、
前記第１揚力発生装置及び前記第２揚力発生装置は各々回転翼を含み、前記第２揚力発生装置の回転翼の半径が前記第１揚力発生装置の回転翼の半径より大きいマルチコプタ。（但し、Ｎ＞Ｍとする。）
【請求項４】
機体と、
前記機体の重心を略中心とする第１同心円上にあって前記機体の前部及び後部に各々左右対称に配置されたＮ個の第１揚力発生装置と、
前記機体の重心を略中心とする前記第１同心円より大径の第２同心円上且つ前記機体の前後方向に延在する中心軸線上にあって前記機体の前方及び後方に配置されたＭ個の第２揚力発生装置とを有し、
前記機体は、
前後に長い直方体箱状の主部機体と、前記主部機体の前端から前方に延出し、前方に向かうに従って横幅が小さくなり、前部の左右の前記第１揚力発生装置間に突入する前部機体と、
前記主部機体の後端から後方に延出し、後方に向かうに従って横幅が小さくなり、後部の左右の前記第１揚力発生装置間に突入する部分を含む後部機体と、
前後に長い直方体箱状をなして前記主部機体の左側に設けられ、左右対応する側の前後の前記第１揚力発生装置間に突入する部分を含む左側機体と、
前後に長い直方体箱状をなして前記主部機体の右側に設けられ、左右対応する側の前後の前記第１揚力発生装置間に突入する部分を含む右側機体とを有するマルチコプタ。（但し、Ｎ＞Ｍとする。）
【請求項５】
前記機体の前部及び後部に配置された前記第１揚力発生装置の前後方向の離間距離及び前記第２揚力発生装置の前後方向の離間距離が、左右に対応するもの同士の前記第１揚力発生装置の左右方向の離間距離より長い請求項１又は３又は４に記載のマルチコプタ。
【請求項６】
前記第１揚力発生装置及び前記第２揚力発生装置は各々回転翼を含み、前記第２揚力発生装置の回転翼の半径が前記第１揚力発生装置の回転翼の半径より大きい請求項１〜３及び５の何れか一項に記載のマルチコプタ。
【請求項７】
前記第２揚力発生装置は、隣接する前記第１揚力発生装置に対して、側面視でオーバラップする部分を含む請求項１〜６の何れか一項に記載のマルチコプタ。
【請求項８】
各第１揚力発生装置及び各第２揚力発生装置が、前記機体の互いに異なる２点から各々延出し、且つ各第１揚力発生装置及び各第２揚力発生装置の中心で互いに結合されて平面視でＶ字形をなすアームにより支持されている請求項１〜７の何れか一項に記載のマルチコプタ。
【請求項９】
前記機体は、
前後に長い直方体箱状の主部機体と、前記主部機体の前端から前方に延出し、前方に向かうに従って横幅が小さくなり、前部の左右の前記第１揚力発生装置間に突入する前部機体と、
前記主部機体の後端から後方に延出し、後方に向かうに従って横幅が小さくなり、後部の左右の前記第１揚力発生装置間に突入する部分を含む後部機体と、
前後に長い直方体箱状をなして前記主部機体の左側に設けられ、左右対応する側の前後の前記第１揚力発生装置間に突入する部分を含む左側機体と、
前後に長い直方体箱状をなして前記主部機体の右側に設けられ、左右対応する側の前後の前記第１揚力発生装置間に突入する部分を含む右側機体とを有する請求項１〜３及び５〜８の何れか一項に記載のマルチコプタ。
【請求項１０】
前記主部機体の高さが前記左側機体及び前記右側機体の高さより大きく、前記主部機体上に乗員用座席が配置され、前記左側機体及び前記右側機体が前記乗員用座席に着座した乗員のためのフットレストをなす請求項９に記載のマルチコプタ。
【請求項１１】
前記第１揚力発生装置及び前記第２揚力発生装置は各々回転翼及び前記回転翼を個別に回転駆動する電動機を含み、
前記主部機体、前記左側機体及び前記右側機体の各々に前記電動機のための電源バッテリが収納されている請求項９に記載のマルチコプタ。
【請求項１２】
前記主部機体にジャイロセンサ、加速度センサ及び飛行制御装置のうちの少なくとも一つが設けられ、
前記前部機体及び前記後部機体の各々に各電動機の速度制御装置が設けられている請求項１１に記載のマルチコプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチコプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチコプタとして、乗員座席を有する機体の前後に各々複数の回転翼による揚力発生装置が設けられたもの（例えば、特許文献１）や、同心円上に配置された複数の円環形状の各フレームに複数の揚力発生装置（ロータユニット）が設けられ、中心部に撮影用カメラ等が設けられた胴体部を有するもの（例えば、特許文献２）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２５９７６号公報
【特許文献２】特開２０１４−２４０２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マルチコプタは、飛行のための必要揚力の低減及び飛行時間の拡大のために、換言すると、エネルギ消費量の低減のために、小型化設計が重要な課題である。しかし、特許文献１に示されているようなマルチコプタは、全ての揚力発生装置が機体の横幅内で機体の前後に配置されているので、機体の前後長が長くなり、また、大型の揚力発生装置が用いられると機体の横幅も大きくなり、小型化設計が難しい。【０００５】
マルチコプタの基本的な進行（飛行）方向は前方向であるから、エネルギ消費量の低減のために、前方向への飛行に必要なピッチ方向の姿勢制御がロール方向の姿勢制御に比して効率よく行われ、前後方向の加減速性能がよいことが要求される。しかし、特許文献２に示されているようなマルチコプタは、水平面に対する投影形状に異方性がないため、揚力発生装置の配置に起因するピッチ方向の姿勢制御の感度とロール方向の姿勢制御の感度とが同じになり、ロール方向の姿勢制御に比してピッチ方向の姿勢制御を効率よく行うことができない。しかも、特許文献２に示されているようなマルチコプタは、水平面に対する投影形状に異方性がないため、左右方向への飛行における空気抵抗と基本的な飛方向である前方向への飛行における空気抵抗とが同じなり、エネルギを余分に消費する傾向がある。【０００６】
また、特許文献２に示されているようなマルチコプタは、機体の中心部の周りに複数の揚力発生装置が配置されるから、揚力発生装置が邪魔になって機体中心部に人が近づき難く、乗用のマルチコプタには不向きである。【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、小型化設計の自由度が高く、エネルギ消費量が少ないマルチコプタを提供することである。更には、本発明が解決しようとする課題は、マルチコプタの前後方向の速度性能の向上、前後方向の加減速性能の向上、搭乗性の向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの実施形態によるマルチコプタ（１０）は、機体（１２）と、前記機体（１２）の重心を略中心とする第１同心円（Ｃ１）上にあって前記機体（１２）の前部及び後部に各々左右対称に配置されたＮ個の第１揚力発生装置（３０）と、前記機体（１２）の重心（Ｇ）を略中心とする前記第１同心円（Ｃ１）より大径の第２同心円（Ｃ２）上且つ前記機体（１２）の前後方向に延在する中心軸線（Ｘ）上にあって前記機体（１２）の前方及び後方に配置されたＭ個の第２揚力発生装置（７０）とを有する。（但し、Ｎ＞Ｍとする。）【０００９】
この構成によれば、マルチコプタ（１０）の小型化設計の自由度が高く、小型化に伴う軽量化により飛行ためのエネルギ消費量が少なくて済む。また、前方投影面積の減少し、前後方向の速度性能及び前後方向の加速度性能が向上する。【００１０】
上記マルチコプタ（１０）において、好ましくは、前部及び後部に配置された前記第１揚力発生装置（３０）の前後方向の離間距離及び前記第２揚力発生装置（７０）の前後方向の離間距離が、左右に対応するもの同士の前記第１揚力発生装置（３０）の左右方向の離間距離より長い。【００１１】
この構成によれば、左右方向（ロール軸）よりも前後方向（ピッチ軸）周りのモーメントが働き易い構造となり、小型軽量化を損なわずに、構造的に簡素に前後左右の異方性、つまり、左右よりも前後に移動し易い異方性が実現し、前後方向の速度性能及び前後方向の加速度性能が向上する。【００１２】
上記マルチコプタ（１０）において、好ましくは、前記第１揚力発生装置（３０）及び前記第２揚力発生装置（７０）は各々回転翼（３４、３８、７４、７８）を含み、前記第２揚力発生装置（７０）の回転翼（７４、７８）の半径が前記第１揚力発生装置（３０）の回転翼（３４、３８）の半径より大きい。【００１３】
この構成によれば、前後方向飛行の加減速性能を高めることができる。【００１４】
上記マルチコプタ（１０）において、好ましくは、前記第２揚力発生装置（７０）は、隣接する前記第１揚力発生装置（３０）に対して、側面視でオーバラップする部分を含む。【００１５】
この構成によれば、マルチコプタ（１０）の前後長が短縮される。また、第２揚力発生装置（７０）間の間隔が大きくなり、機体（１２）に対する昇降性が向上する。【００１６】
上記マルチコプタ（１０）において、好ましくは、各第１揚力発生装置（３０）及び各第２揚力発生装置（７０）が、前記機体（１２）の互いに異なる２点から各々延出し、且つ各第１揚力発生装置（３０）及び各第２揚力発生装置（７０）の中心で互いに結合されて平面視でＶ字形をなすアーム（４２、４４、８２、８４）により支持されている。【００１７】
この構成によれば、各第１揚力発生装置（３０）及び各第２揚力発生装置（７０）の支持が１本のアームによる場合に比して構造を複雑にすることなく高い剛性をもって確実に行われる。これにより、構造効率が向上し、軽量化のもとに、前後方向飛行の加減速性能が向上する。【００１８】
上記マルチコプタ（１０）において、好ましくは、前記機体（１２）は、前後に長い直方体箱状の主部機体（１４）と、前記主部機体（１４）の前端から前方に延出し、前方に向かうに従って横幅が小さくなり、前部の左右の前記第１揚力発生装置（３０）間に突入する前部機体（１６）と、前記主部機体（１４）の後端から後方に延出し、後方に向かうに従って横幅が小さくなり、後部の左右の前記第１揚力発生装置（３０）間に突入する部分を含む後部機体（１８）と、前後に長い直方体箱状をなして前記主部機体（１４）の左側に設けられ、左右対応する側の前後の前記第１揚力発生装置（３０）間に突入する部分を含む左側機体（２０）と、前後に長い直方体箱状をなして前記主部機体（１４）の右側に設けられ、左右対応する側の前後の前記第１揚力発生装置（３０）間に突入する部分を含む右側機体（２２）とを有する。【００１９】
この構成によれば、マルチコプタ（１０）の前後長及び横幅が短縮され、マルチコプタ（１０）の小型化が図られる。【００２０】
上記マルチコプタ（１０）において、好ましくは、前記主部機体（１４）の高さが前記左側機体（２０）及び前記右側機体（２２）の高さより大きく、前記主部機体（１４）上に乗員用座席（１１２）が配置され、前記左側機体（２０）及び前記右側機体（２２）が昇降時の乗員のステップや前記乗員用座席（１１２）に着座した乗員のためのフットレストをなす。【００２１】
この構成によれば、左側機体２０及び右側機体２２がフットレストとして有効に利用される。【００２２】
上記マルチコプタ（１０）において、好ましくは、前記第１揚力発生装置（３０）及び前記第２揚力発生装置（７０）は各々回転翼（３４、３８、７４、７８）及び前記回転翼（３４、３８、７４、７８）を個別に回転駆動する電動機（３２、３６、７２、７６）を含み、前記主部機体（１４）、前記左側機体（２０）及び前記右側機体（２２）の各々に前記電動機（３２、３６、７２、７６）のための電源バッテリ（１３０）が収納されている。【００２３】
この構成によれば、主部機体（１４）、左側機体（２０）及び右側機体（２２）が各々電源バッテリ（１３０）の収納ボックスとして有効に利用される。【００２４】
上記マルチコプタ（１０）において、好ましくは、前記主部機体（１４）にジャイロセンサ（１２０）、加速度センサ（１２１）及び飛行制御装置（１２２）のうちの少なくとも一つが設けられ、前記前部機体（１６）及び前記後部機体（１８）の各々に各電動機（３２、３６、７２、７６）の速度制御装置（１２６）が設けられている。【００２５】
この構成によれば、ジャイロセンサ（１２０）及び飛行制御装置（１２２）は機体中央の安全な位置に配置されると共に速度制御装置（１２６）と各電動機（３２、３６、７２、７６）とを接続するケーブルの長さが短くなる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によるマルチコプタによれば、小型化設計の自由度が高く、エネルギ消費量が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるマルチコプタの一つの実施形態を示す斜視図
【図２】本実施形態によるマルチコプタの平面図
【図３】本実施形態によるマルチコプタの機体部分の分解斜視図
【図４】他の実施形態によるマルチコプタの斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明によるマルチコプタの実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。
【００２９】
本実施形態によるマルチコプタ１０は機体１２を有する。機体１２は、前後に長い直方形状の箱状の主部機体１４と、主部機体１４の前端から前方に延出し、前方に向かうに従って横幅が小さくなる切頭四角錘形状の箱状の前部機体１６と、主部機体１４の後端から後方に延出し、後方に向かうに従って横幅が小さくなる切頭四角錘形状の箱状の後部機体１８と、前後に長い直方体箱状をなして主部機体１４の左側に連接して設けられた左側機体２０と、前後に長い直方体箱状をなして主部機体１４の右側に連接して設けられた右側機体２２とを有する。
【００３０】
前部機体１６と後部機体１８とは主部機体１４の前後方向に延在する中心線に沿って設けられて前後対称の配置である。左側機体２０と右側機体２２とは、主部機体１４の左右両側にあって主部機体１４の高さの略１／２の高さを有し、左右対称の配置である。
【００３１】
主部機体１４、前部機体１６、後部機体１８、左側機体２０及び右側機体２２は、各々上方開口の箱本体１４Ａ、１６Ａ、１８Ａ、２０Ａ及び２２Ａと、箱本体１４Ａ、１６Ａ、１８Ａ、２０Ａ及び２２Ａの上部開口を閉じる平板による蓋板１４Ｂ、１６Ｂ、１８Ｂ、２０Ｂ及び２２Ｂとを含む。
【００３２】
機体１２の下部には前後方向に長いそり構造の脚体２６が取り付けられている。
【００３３】
マルチコプタ１０は、図２に示されているように、機体１２の重心Ｇを略中心とする半径Ｒ１による第１同心円Ｃ１上にあって機体１２の前部及び後部に各々左右対称に配置された４つの第１揚力発生装置３０と、機体１２の重心Ｇを略中心とする第１同心円Ｃ１より大径、つまり半径Ｒ１により大きい半径Ｒ２による第２同心円Ｃ２上且つ機体１２の前後方向に延在する中心軸線Ｘ上にあって機体１２の前方及び後方に配置された２つの第２揚力発生装置７０とを有する。
【００３４】
各第１揚力発生装置３０は、図１に示されているように、上下２重翼によるもので、下向きの上部電動機３２と、上部電動機３２の回転軸に取り付けられて上部電動機３２によって回転駆動される上部回転翼３４と、上部電動機３２と同心配置の上向きの下部電動機３６と、下部電動機３６の回転軸に取り付けられて下部電動機３６によって回転駆動される下部回転翼３８と、上部回転翼３４及び下部回転翼３８を取り囲む円環形状の上下開放のファンシュラウド４０とを有する。ファンシュラウド４０は、電気配線のために、中空構造になっている。
【００３５】
各第１揚力発生装置３０は、機体１２の互いに異なる２点から各々延出し、且つ各第１揚力発生装置３０の中心で互いに結合されて各々平面視でＶ字形をなす上部アーム４２及び下部アーム４４により機体１２から支持されている。換言すると、機体１２には各第１揚力発生装置３０毎の上部アーム４２及び下部アーム４４によって各第１揚力発生装置３０が取り付けられている。
【００３６】
詳細には、各上部アーム４２は、左側機体２０或いは右側機体２２の前部外端に取り付けられた中空構造のブラケット４６（図２参照）と、ファンシュラウド４０の外周を取り巻くように取り付けられてブラケット４６を連結されたバンド体４８と、上部電動機３２の半径方向に延在してバンド体４８に連結された一端及び上部電動機３２の中心部に連結された中空構造のアーム部材５０と、前部機体１６の前端の左右の側部或いは後部機体１８の後端の左右の側部に取り付けられた中空構造のブラケット５２（図２参照）と、バンド体４８とは周方向に異なる位置においてファンシュラウド４０の外周を取り巻くように取り付けられてブラケット５２を連結されたバンド体５４と、上部電動機３２の半径方向に延在してバンド体５４に連結された一端及び上部電動機３２の中心部に連結された中空構造のもう一つのアーム部材５６とを含む。
【００３７】
各下部アーム４４は、前述のブラケット４６及びバンド体４８と、下部電動機３６の半径方向に延在してバンド体４８に連結された一端及び下部電動機３６の中心部に連結された中空構造のアーム部材５８と、前述のブラケット５２及びバンド体５４と、下部電動機３６の半径方向に延在してバンド体５４に連結された一端及び下部電動機３６の中心部に連結された中空構造のもう一つのアーム部材６０とを含む。
【００３８】
更に、バンド体４８、５４とは周方向に異なる位置においてファンシュラウド４０の外周を取り巻くように取り付けられたバンド体６２と、上部電動機３２の半径方向に延在してバンド体６２に連結された一端及び上部電動機３２の中心部に連結されたアーム部材６４と、下部電動機３６の半径方向に延在してバンド体６２に連結された一端及び下部電動機３６の中心部に連結されたアーム部材６６とが設けられている。
【００３９】
各第２揚力発生装置７０は、図１に示されているように、上下２重反転翼によるもので、下向きの上部電動機７２と、上部電動機７２の回転軸に取り付けられて上部電動機７２によって回転駆動される上部回転翼７４と、上部電動機７２と同心配置の上向きの下部電動機７６と、下部電動機７６の回転軸に取り付けられて下部電動機７６によって回転駆動される下部回転翼７８と、上部回転翼７４及び下部回転翼７８を取り囲む円環形状の上下開放のファンシュラウド８０とを有する。ファンシュラウド８０は、電気配線のために、中空構造になっている。
【００４０】
各第２揚力発生装置７０は、機体１２の互いに異なる２点から各々延出し、且つ各第２揚力発生装置７０の中心で互いに結合されて各々平面視でＶ字形をなす上部アーム８２及び下部アーム４４により機体１２から支持されている。換言すると、機体１２には各第２揚力発生装置７０毎の上部アーム８２及び下部アーム８４によって各第２揚力発生装置７０が取り付けられている。
【００４１】
各第１揚力発生装置３０は平面視でＶ字形をなす上部アーム４２及び下部アーム４４によって、各第２揚力発生装置７０は平面視でＶ字形をなす上部アーム８２及び下部アーム８４によって機体１２に取り付けられていることにより、各第１揚力発生装置３０及び各第２揚力発生装置７０の支持が１本のアームによる場合に比して構造を複雑にすることなく高い剛性をもって確実に行われる。
【００４２】
詳細には、各上部アーム８２は、前部機体１６の前端或いは後部機体１８の後端に固定された中空構造のブラケット取付部材８６の左右両側に各々取り付けられた中空構造のブラケット８８、９０（図２参照）と、ファンシュラウド８０の周方向に異なる２箇所に各々外周の取り巻くように取り付けられてブラケット８８、９０を連結されたバンド体９２、９４と、上部電動機７２の半径方向に延在してバンド体９２、９４に連結された一端及び上部電動機７２の中心部に連結された中空構造のアーム部材９６、９８とを含む。
【００４３】
各下部アーム８４は、前述のブラケット８８、９０及び９２、９４と、下部電動機７６の半径方向に延在してバンド体９２、９４に連結された一端及び下部電動機７６の中心部に連結された中空構造のアーム部材１００、１０２とを含む。
【００４４】
尚、前側のブラケット取付部材８６は前部機体１６と同様に前方に向かうに従って横幅が小さくなる切頭四角錘形状の箱状に構成され、後側のブラケット取付部材８６は後部機体１８と同様に後方に向かうに従って横幅が小さくなる切頭四角錘形状の箱状に構成されている。
【００４５】
更に、バンド体９２、９４とは周方向に異なる位置においてファンシュラウド８０の外周を取り巻くように取り付けられたバンド体１０４と、上部電動機７２の半径方向に延在してバンド体１０４に連結された一端及び上部電動機７２の中心部に連結されたアーム部材１０６と、下部電動機７６の半径方向に延在してバンド体１０４に連結された一端及び下部電動機７６の中心部に連結されたアーム部材１０８とが設けられている。
【００４６】
上述の各第１揚力発生装置３０及び各第２揚力発生装置７０の配置により、第１揚力発生装置３０のうち機体１２の前部及び後部に配置された第１揚力発生装置３０の前後方向の離間距離及び第２揚力発生装置７０の前後方向の離間距離が、左右に対応するもの同士の第１揚力発生装置３０の左右方向の離間距離より長い。
【００４７】
上述の各第１揚力発生装置３０の配置により、前部機体１６は前部の左右の第１揚力発生装置３０間に突入する部分を含み、後部機体１８は後部の左右の第１揚力発生装置３０間に突入する部分を含む。これにより、マルチコプタ１０の前後長の短縮が図られる。更に、左側機体２０は左右対応する側の前後の第１揚力発生装置３０間に突入する部分を含み、右側機体２２は左右対応する側の前後の第１揚力発生装置３０間に突入する部分を含む。これにより、マルチコプタ１０の横幅の短縮が図られる。これらのことにより、マルチコプタ１０の小型化及び小型化に伴う軽量化が図られ、速度性能及び加速度性能が向上する。
【００４８】
更に、各第２揚力発生装置７０は、隣接する第１揚力発生装置３０に対して、側面視でオーバラップする部分を含んでいる。これにより、マルチコプタ１０の前後長が短縮される。また、前部の第２揚力発生装置７０と後部の第２揚力発生装置７０との前後方向の間隔を拡張でき、乗員用座席１１２に対する昇降性が向上する。
【００４９】
前側の２つの第１揚力発生装置３０及び１つの第２揚力発生装置７０と、後側の２つの第１揚力発生装置３０及び１つの第２揚力発生装置７０とは、各々平面視でそれら各中心を結ぶ直線が二等辺三角形になり、平面視で所謂俵積み状になるから、デッドスペースが少ない第１揚力発生装置３０及び第２揚力発生装置７０の配置になる。このことにより、マルチコプタ１０の小型化が図られる。
【００５０】
しかも、前側の２つの第１揚力発生装置３０及び１つの第２揚力発生装置７０は前部機体１６の周りを取り囲むように配置され、後側の２つの第１揚力発生装置３０と１つの第２揚力発生装置７０は後部機体１８の周りを取り囲むように配置されているから、各第１揚力発生装置３０及び各第２揚力発生装置７０の機体１２に対する取り付けが、前部機体１６或いは後部機体１８に近接する態様で、短い支持アーム長をもって確実に行われる。
【００５１】
上述の機体１２の構成及び各第１揚力発生装置３０及び各第２揚力発生装置７０の配置により、マルチコプタ１０は、最大横幅が最大前後長に比して小さい異方性を有するので、左右方向への飛行における空気抵抗に比して基本的な飛方向である前方向への飛行における空気抵抗が小さくなる。これにより、飛行のためのエネルギ効率が改善され、エネルギ消費量が少なくなる。
【００５２】
主部機体１４上には箱状の座席台１１０が取り付けられている。座席台１１０には乗員用座席１１２が前向きに取り付けられている。座席台１１０には乗員用座席１１２の座面は左側機体２０及び右側機体２２の上面より高い位置にある。これにより、左側機体２０及び右側機体２２は、乗員用座席１１２に対する昇降時の乗員のためのステップ及び乗員用座席１１２に着座した乗員の足置き場であるフットレストをなす。座席台１１０の前部には乗員用座席１１２に着座した乗員のための左右のクリップ１１４を含む固定ハンドル１１６が取り付けられている。固定ハンドル１１６を含む乗員用座席１１２の近傍には飛行操縦装置（不図示）が設けられている。
【００５３】
第１揚力発生装置３０及び第２揚力発生装置７０の群は、機体１２の前後に集中しているから、その前後の群の前後方向の中間に位置する乗員用座席１１２に対する搭乗者の搭乗がし易くなる。
【００５４】
主部機体１４の箱本体１４Ａ内、左側機体２０の箱本体２０Ａ内及び右側機体２２の箱本体２２Ａ内は、各上部電動機３２、７２及び各下部電動機３６、７６のための電源バッテリをなす長方体形状の複数のバッテリパック１３０が収納されている。
【００５５】
これにより、主部機体１４、左側機体２０及び右側機体２２が各々バッテリパック１３０の収納ボックスとして有効に利用される。左側機体２０及び右側機体２２は、バッテリパック１３０の収納ボックスと乗員の昇降時のステップ及びフットレストとを兼ねることになり、バッテリ収納ボックスとステップ及びフットレストとを個別に設ける必要がなくなり、部品点数の削減と共にマルチコプタ１０の軽量化が図られる。
【００５６】
座席台１１０は主部機体１４の一部をなす。座席台１１０には、３軸のジャイロセンサ１２０、３軸の加速度センサ１２１及び飛行制御装置１２２及び自律飛行制御装置１２４が取り付けられている。これにより、ジャイロセンサ１２０、飛行制御装置１２２及び自律飛行制御装置１２４は機体中央の安全な位置に配置される。ジャイロセンサ１２０は平面視で機体１２の重心Ｇ或いは重心Ｇに近い位置に配置されていることが、機体１２の姿勢制御上、好ましい。
【００５７】
前部機体１６の箱本体１６Ａ内及び後部機体１８の箱本体１８Ａ内には、図２に示されているように、各第１揚力発生装置３０の上部電動機３２、下部電動機３６及び各第２揚力発生装置７０の上部電動機７２、下部電動機７６のための複数の速度制御装置１２６が設けられている。速度制御装置１２６は各上部電動機３２、７２及び各下部電動機３６、７６毎に個別に設けられており、各上部電動機３２、７２及び各下部電動機３６、７６の速度制御を個別に行う。
【００５８】
各速度制御装置１２６と各上部電動機３２、７２及び各下部電動機３６、７６との電気的接続は、ファンシュラウド４０、８０、上部アーム４２、８２、下部アーム４４、８４が中空構造であることにより、これらの内部にケーブル（不図示）を通すことにより行われる。各速度制御装置１２６は各上部電動機３２、７２及び各下部電動機３６、７６に近い位置に配置され、速度制御装置１２６と各上部電動機３２、７２及び各下部電動機３６、７６とを接続するケーブル（不図示）の長さが短くなる。
【００５９】
マルチコプタ１０は、各上部電動機３２、７２及び各下部電動機３６、７６の速度制御が個別に行われることにより、水平姿勢での垂直上昇及び垂直降下と、ピッチ方向の傾斜姿勢による前進・後退飛行と、ロール方向の傾斜姿勢による左右飛行を行うことができる。
【００６０】
これらの飛行操縦は、飛行操縦装置（不図示）による以外に、乗員用座席１１２に着座している乗員の体重移動によって機体１２が傾けられることによっても行うことができる。機体１２の横幅が抑えられていることにより、機体１２をロール方向に傾け易いので、体重移動による操縦性がよくなる。また、ジャイロセンサ１２０が乗員用座席１１２に着座している乗員の左右方向の体重移動を検出することにより、左右方向の飛行制御が行われてもよい。
【００６１】
第１揚力発生装置３０のうち機体１２の前部及び後部に配置された第１揚力発生装置３０の前後方向の離間距離及び第２揚力発生装置７０の前後方向の離間距離が、左右に対応するもの同士の第１揚力発生装置３０の左右方向の離間距離より長いことにより、ロール方向よりもピッチ方向のモーメントが働き易い構造となり、小型軽量化を損なわずに、構造的に簡素に前後左右の異方性、つまり、左右よりも前後に移動し易い異方性が実現する。これにより、マルチコプタ１０の前後方向の速度性能及び前後方向の加速度性能が向上する。
【００６２】
つまり、各第１揚力発生装置３０及び各第２揚力発生装置７０の配置に起因するピッチ方向の姿勢制御の感度がロール方向の姿勢制御の感度により高くなり、ロール方向の姿勢制御に比してピッチ方向の姿勢制御が効率よく行われるようになる。これにより、エネルギの無駄な消費が削減され、飛行のためのエネルギ効率が改善され、エネルギ消費量が少なくなる。
【００６３】
本発明によるマルチコプタの他の実施形態を、図４を参照して説明する。尚、図４において、図２に対応する部分は、図２に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００６４】
本実施形態では、第２揚力発生装置７０の回転翼７４の半径が第１揚力発生装置３０の回転翼３４の半径より大きい。つまり、第１揚力発生装置３０に比して大型の第２揚力発生装置７０が用いられる。第２揚力発生装置７０の大型化により、第２揚力発生装置７０が配置される第２同心円Ｃ２は、前述の実施形態のものより大きい半径Ｒ３によるものになっている。
【００６５】
本実施形態では、第２揚力発生装置７０の大型化による出力増大により、前後方向飛行の加速度性能を高めることができる。
【００６６】
以上、本発明を、その好適な実施形態について説明したが、本発明はこのような実施形態により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、主部機体１４上に荷物の運搬のために荷台が設けられてもよい。各第１揚力発生装置３０及び各第２揚力発生装置７０は、反転２重翼によるもの限られることはなく、単翼式のものやその他の揚力発生装置であってもよい。第１揚力発生装置３０及び第２揚力発生装置７０の個数は、第１揚力発生装置３０が４個、第２揚力発生装置７０が２個に限られることはなく、第１揚力発生装置３０の個数をＮ個、第２揚力発生装置７０の個数をＭ個とした場合、Ｎ＞Ｍであればよい。上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０    ：マルチコプタ
１２    ：機体
１４    ：主部機体
１４Ａ  ：箱本体
１４Ｂ  ：蓋板
１６    ：前部機体
１６Ａ  ：箱本体
１６Ｂ  ：蓋板
１８    ：後部機体
１８Ａ  ：箱本体
１８Ｂ  ：蓋板
２０    ：左側機体
２０Ａ  ：箱本体
２０Ｂ  ：蓋板
２２    ：右側機体
２２Ａ  ：箱本体
２２Ｂ  ：蓋板
２６    ：脚体
３０    ：第１揚力発生装置
３２    ：上部電動機
３４    ：上部回転翼
３６    ：下部電動機
３８    ：下部回転翼
４０    ：ファンシュラウド
４２    ：上部アーム
４４    ：下部アーム
４６    ：ブラケット
４８    ：バンド体
５０    ：アーム部材
５２    ：ブラケット
５４    ：バンド体
５６    ：アーム部材
５８    ：アーム部材
６０    ：アーム部材
６２    ：バンド体
６４    ：アーム部材
６６    ：アーム部材
７０    ：第２揚力発生装置
７２    ：上部電動機
７４    ：上部回転翼
７６    ：下部電動機
７８    ：下部回転翼
８０    ：ファンシュラウド
８２    ：上部アーム
８４    ：下部アーム
８６    ：ブラケット取付部材
８８    ：ブラケット
９０    ：ブラケット
９２    ：バンド体
９４    ：バンド体
９６    ：アーム部材
９８    ：アーム部材
１００  ：アーム部材
１０２  ：アーム部材
１０４  ：バンド体
１０６  ：アーム部材
１０８  ：アーム部材
１１０  ：座席台
１１２  ：乗員用座席
１１４  ：クリップ
１１６  ：固定ハンドル
１２０  ：ジャイロセンサ
１２１  ：加速度センサ
１２２  ：飛行制御装置
１２４  ：自律飛行制御装置
１２６  ：速度制御装置
１３０  ：バッテリパック（電源バッテリ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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